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JP7798684B2 - Fin device and vessel - Google Patents
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JP7798684B2 - Fin device and vessel - Google Patents

Fin device and vessel

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JP7798684B2 JP2022075483A JP2022075483A JP7798684B2 JP 7798684 B2 JP7798684 B2 JP 7798684B2 JP 2022075483 A JP2022075483 A JP 2022075483A JP 2022075483 A JP2022075483 A JP 2022075483A JP 7798684 B2 JP7798684 B2 JP 7798684B2
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Description

本発明は、フィン装置及び船舶に関し、特に、やせ型船の省エネルギー化に適したフィン装置及び該フィン装置を備えた船舶に関する。 The present invention relates to a fin device and a ship, and in particular to a fin device suitable for energy conservation in slender ships and a ship equipped with such a fin device.

近年、原油価格高騰や二酸化炭素放出量削減等の環境問題の観点から、船舶に対する燃費改善の要求が高くなっており、より一層の省エネルギー化が求められている。ところで、船尾部では、一般にビルジ渦(剥離渦)が発生しており、このビルジ渦をプロペラで回収することにより、推進効率を向上させることができる。 In recent years, rising crude oil prices and environmental issues such as the need to reduce carbon dioxide emissions have led to increased demand for improved fuel efficiency for ships, resulting in a demand for even greater energy conservation. Meanwhile, bilge vortices (separation vortices) generally occur at the stern of a ship, and propulsion efficiency can be improved by recovering these bilge vortices with a propeller.

このビルジ渦を回収するための装置として、例えば、プロペラの直前に略円筒形状のダクトを配置したもの(特許文献1参照)や船体の側面部にフィンを配置したもの(特許文献2参照)が既に提案されている。 Devices that have already been proposed for recovering bilge vortices include one that places a roughly cylindrical duct immediately in front of the propeller (see Patent Document 1) and one that places fins on the side of the hull (see Patent Document 2).

特許文献1に記載されたダクト装置では、ビルジ渦を含む水流(伴流)をダクト内に取り込むことによって、水流の流れを軸方向に整流することができ、ビルジ渦を効率よく回収することができる。 The duct system described in Patent Document 1 takes in the water flow (wake) including bilge vortices into the duct, thereby straightening the water flow in the axial direction and efficiently recovering the bilge vortices.

また、特許文献2に記載されたフィン装置では、船尾部の所定の範囲内に複数のフィンを配置したことにより、フィンによって生じた渦によって遅速帯を撹乱するとともに、遅速帯を形成していた水流を集約してプロペラに導くことができ、推進効率を改善することができる。 Furthermore, the fin device described in Patent Document 2 arranges multiple fins within a specified area of the stern, which disrupts the slow-speed zone with vortices generated by the fins and concentrates the water flow that forms the slow-speed zone and directs it toward the propeller, thereby improving propulsion efficiency.

特許第5132140号Patent No. 5132140 特許第6351700号Patent No. 6351700

ところで、船舶の船型は、一般に、船体の水線下の容積のやせている度合を示す方形係数CBの大きい肥大船と方形係数CBの小さいやせ型船とに分類される。肥大船は、例えば、タンカーやバルクキャリアー等に適用されることが多い。また、やせ型船は、例えば、コンテナ船等に適用されることが多い。 By the way, ship hull forms are generally classified into full ships, which have a large coefficient of bulk (CB), which indicates the degree of slenderness of the hull's volume below the waterline, and slender ships, which have a small coefficient of bulk (CB). Full ships are often used, for example, in tankers and bulk carriers. Slender ships are often used, for example, in container ships.

やせ型船では、特許文献1に記載されたダクト装置のように、プロペラの直前に付加物を配置した場合には推進効率の改善効果が少ないことから装着されないことが多い。また、特許文献2に記載されたフィン装置のように、船体のサイドフラットに近い位置にフィンを配置した場合には船尾部の船底に形成された遅速帯に対して効果的であるものの、船尾部の船底から下方に突出したボッシングの側面を通過する流速の遅い流れに関してはプロペラに導くことができない。 In slender ships, placing an appendage immediately in front of the propeller, as in the duct device described in Patent Document 1, is often not installed because it has little effect in improving propulsion efficiency. Furthermore, placing a fin close to the side flat of the hull, as in the fin device described in Patent Document 2, is effective in the slow-speed zone formed on the bottom of the stern, but is unable to guide the slow flow that passes through the side of the bossing that protrudes downward from the bottom of the stern to the propeller.

本発明はかかる問題点に鑑み創案されたものであり、船尾部から下方に突出したボッシングを備えた船舶の推進効率を改善し省エネルギー化を図ることができる、フィン装置及びやせ型船を提供することを目的とする。 The present invention was devised in light of these problems, and aims to provide a fin device and a slender ship that can improve the propulsion efficiency and save energy of ships equipped with bossings that protrude downward from the stern.

本発明によれば、船尾部から下方に突出したボッシングと、両弦の船側面が上端から下端まで略平行に形成された船体平面部と、を備えたやせ型船に配置されるフィン装置であって、前記ボッシングの側面に配置されたフィンを有し、前記フィンの前端部は、スクエアステーションが1.0以上1.5未満の範囲内に配置されており、前記フィンは、前端部から後端部に渡って前記船体平面部の船底からビルジ高さの範囲内に配置されている、ことを特徴とするフィン装置が提供される。
According to the present invention, there is provided a fin device to be placed on a slender ship that has a bossing that protrudes downward from the stern and a hull planar portion in which the hull sides on both chords are formed approximately parallel from the upper end to the lower end, the fin device having a fin placed on the side of the bossing, the front end of the fin being positioned with a square station in the range of 1.0 or more and less than 1.5 , and the fin being positioned within the range of bilge height from the bottom of the hull planar portion from the front end to the rear end .

前記フィンの前端部は、スクエアステーションが1.1~1.4の範囲内に配置されていてもよい。 The front end of the fin may be positioned within a square station range of 1.1 to 1.4.

前記フィンは、断面が翼形状を有し、後端部が前端部よりも上方に位置するように構成されていてもよい。 The fin may have a wing-shaped cross section, with the rear end positioned higher than the front end.

前記フィンは、船体に接続される根本部の幅に対して先端部の幅の方が船長方向の長さが短くなるように形成されていてもよい。The fin may be formed so that the width of the tip end is shorter in the length direction of the ship than the width of the base end connected to the hull.

前記フィンよりも前方かつ上方に配置された単数又は複数の先行フィンを有していてもよい。 It may also have one or more leading fins located forward and above the fins.

前記やせ型船は、例えば、方形係数が0.75以下又は0.8以下である。 The slender ship has, for example, a square coefficient of 0.75 or less or 0.8 or less.

また、本発明によれば上述した何れかの構成を備えたフィン装置を有する、ことを特徴とする船舶が提供される。 The present invention also provides a vessel characterized by having a fin device with any of the above-mentioned configurations.

上述した本発明に係るフィン装置及び船舶によれば、やせ型船のボッシングの側面に所定のフィンを配置したことにより、船尾部から下方に突出したボッシングを備えた船舶の推進効率を改善し省エネルギー化を図ることができる。 The fin device and vessel of the present invention described above place specific fins on the sides of the bossing of a slender vessel, improving the propulsion efficiency of vessels equipped with bossings that protrude downward from the stern and achieving energy savings.

本発明の第一実施形態に係るフィン装置を備えた船舶を示す斜視図である。1 is a perspective view showing a vessel equipped with a fin device according to a first embodiment of the present invention. 図1に示した船舶の船尾部を示す側面図である。FIG. 2 is a side view showing the stern of the vessel shown in FIG. 1 . フィンの説明図であり、(A)は側面図、(B)は平面図、である。1A and 1B are explanatory diagrams of a fin, in which FIG. 1A is a side view and FIG. 1B is a plan view. フィンの位置に対する改善効果の変化を示す説明図であり、(A)は1-t(スラスト減少係数)、(B)は1-wt(有効伴流係数)、を示している。1A and 1B are explanatory diagrams showing the change in the improvement effect with respect to the fin position, where (A) shows 1-t (thrust reduction coefficient) and (B) shows 1-wt (effective wake coefficient). プロペラが作動していない状態のプロペラ面における伴流分布図である。FIG. 1 is a wake distribution diagram in the propeller plane when the propeller is not operating. ボッシングの側面を流れる水流の解析図であり(A)はフィンがない場合、(B)はフィンがある場合、を示している。This is an analytical diagram of the water flowing along the side of the bossing, where (A) shows the case without fins and (B) shows the case with fins. 比較例である肥大船の船体構造を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a hull structure of a full ship as a comparative example. 第一実施形態に係るフィン装置を備えた船舶の改善率を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an improvement rate of a vessel equipped with the fin device according to the first embodiment. 本発明の第二実施形態に係るフィン装置を備えた船舶を示す斜視図である。FIG. 10 is a perspective view showing a vessel equipped with a fin device according to a second embodiment of the present invention.

以下、本発明の実施形態について図1~図9を用いて説明する。ここで、図1は、本発明の第一実施形態に係るフィン装置を備えた船舶を示す斜視図である。図2は、図1に示した船舶の船尾部を示す側面図である。図3は、フィンの説明図であり、(A)は側面図、(B)は平面図、である。なお、説明の便宜上、図1に示したように、船長方向をX軸、船幅方向をY軸、垂直方向をZ軸と定義する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to Figures 1 to 9. Figure 1 is a perspective view showing a vessel equipped with a fin device according to a first embodiment of the present invention. Figure 2 is a side view showing the stern of the vessel shown in Figure 1. Figure 3 is an explanatory diagram of the fin, with (A) being a side view and (B) being a plan view. For ease of explanation, as shown in Figure 1, the lengthwise direction of the vessel is defined as the X-axis, the widthwise direction of the vessel as the Y-axis, and the vertical direction as the Z-axis.

第一実施形態に係る船舶1は、船尾部11から下方に突出したボッシング12と、両弦の船側面が上端から下端まで略平行に形成された船体平面部13と、を備えたやせ型船であり、例えば、図1~図3(B)に示したフィン装置2を備えている。 The vessel 1 according to the first embodiment is a slender vessel equipped with a bossing 12 protruding downward from the stern 11 and a hull planar section 13 in which the sides of both chords are formed substantially parallel from top to bottom, and is equipped with the fin device 2 shown in Figures 1 to 3(B), for example.

船舶1の船型は、一般に、船体の水線下の容積のやせている度合を示す方形係数CBの大きい肥大船と方形係数CBの小さいやせ型船とに分類される。本明細書において、やせ型船とは方形係数CBが0.75以下の船型又は方形係数CBが0.8以下の船型であると定義するものとする。 The hull type of ship 1 is generally classified into full ships with a large coefficient of curvature CB, which indicates the degree of slenderness of the hull's underwater volume, and slender ships with a small coefficient of curvature CB. In this specification, a slender ship is defined as a ship type with a coefficient of curvature CB of 0.75 or less, or a ship type with a coefficient of curvature CB of 0.8 or less.

なお、方形係数は、一般に、ある喫水における船舶の喫水面下の外板内側の容積と、長さ・幅・高さをそれぞれ船体の長さ・船体の外板内側の最大幅・喫水線からキール上面までの垂直距離とする直方体の容積との比により表される。 The squareness factor is generally expressed as the ratio of the volume inside the shell plating below the waterline of a ship at a certain draft to the volume of a rectangular parallelepiped whose length, width, and height are the length of the hull, the maximum width inside the hull shell, and the vertical distance from the waterline to the top of the keel, respectively.

やせ型船の船舶1は、例えば、船体平面部13が船尾部11まで平行に延びた形状を有し、船尾部11の船幅が肥大船の船幅よりも大きく形成されている。船尾部11の底部14の下方であってボッシング12の後方には、図2に示したように、プロペラ15が配置され、ボッシング12の内部には、主に、エンジンの動力をプロペラ15に伝達するプロペラシャフト(図示せず)が挿通される。また、プロペラ15の後方には舵17が配置される。 A slender vessel 1 has, for example, a shape in which the hull planar section 13 extends parallel to the stern section 11, and the width of the stern section 11 is larger than the width of a full ship. As shown in Figure 2, a propeller 15 is located below the bottom 14 of the stern section 11 and behind the bossing 12, and a propeller shaft (not shown) that mainly transmits engine power to the propeller 15 is inserted inside the bossing 12. A rudder 17 is also located behind the propeller 15.

本明細書において、船体平面部13とは、図1及び図2に示したように、左舷側及び右舷側の船側面が上端から下端まで略平行に形成された部分を意味し、船底16と船体ビルジ高さRを有する湾曲面により接続されている。船底16から船尾部11の底部14の間は滑らかな曲面により接続されている。 In this specification, the hull flat section 13 refers to the port and starboard side surfaces that are formed approximately parallel from top to bottom, as shown in Figures 1 and 2, and are connected to the hull bottom 16 by a curved surface with a hull bilge height R. The hull bottom 16 is connected to the bottom 14 of the stern section 11 by a smoothly curved surface.

フィン装置2は、ボッシング12の側面に配置されたフィン21を有している。例えば、フィン21は左舷側及び右舷側に一枚ずつ配置される。フィン21は、例えば、図3(A)に示したように、断面が翼形状を有し、後端部23が前端部22よりも上方に位置するように迎角αを有している。かかる構成により、フィン21の抵抗を低減することができるとともに前端部22で発生した渦をプロペラ15に導きやすくすることができる。 The fin device 2 has fins 21 arranged on the sides of the bossing 12. For example, one fin 21 is arranged on the port side and one on the starboard side. As shown in FIG. 3(A), for example, the fin 21 has a wing-shaped cross section and has an angle of attack α so that the rear end 23 is positioned higher than the front end 22. This configuration reduces the resistance of the fin 21 and makes it easier to guide vortices generated at the front end 22 to the propeller 15.

また、フィン21は、例えば、図3(A)及び図3(B)に示したように、平面視で略台形形状を有し、船体に接続される根本部24の幅c1に対して先端部25の幅c2の方が船長方向の長さが短くなるように形成されている。かかる構成により、フィン21の先端部25側の流速の増速に伴う抵抗を低減することができる。 Furthermore, as shown in Figures 3(A) and 3(B), the fin 21 has a generally trapezoidal shape in plan view, and is formed so that the width c2 of the tip end 25 is shorter in the ship longitudinal direction than the width c1 of the base end 24 connected to the hull. This configuration makes it possible to reduce resistance caused by an increase in flow velocity on the tip end 25 side of the fin 21.

また、フィン21は、船体の横幅を超えない範囲(船体平面部13よりも外側に突出しない範囲)に収まるように高さb(船幅方向の長さ)が設定される。なお、フィン21の形状は、図示した構成に限定されるものではない。 Furthermore, the height b (length in the width direction of the ship) of the fin 21 is set so that it does not exceed the width of the hull (a range that does not protrude outward beyond the hull planar section 13). Note that the shape of the fin 21 is not limited to the configuration shown in the figure.

フィン21の前端部22は、例えば、図2に示したように、船体平面部13の船底16からビルジ高さRの範囲内かつスクエアステーションS.S.が1.0~1.5の範囲内に配置される。スクエアステーションS.S.(Square Station)とは、船舶の水線長さを 10分割する垂直面を意味している。なお、図中、W.L.は水線(Water Line)を示している。 For example, as shown in Figure 2, the front end 22 of the fin 21 is positioned within the range of bilge height R from the bottom 16 of the hull planar section 13 and within the range of square station S.S. of 1.0 to 1.5. Square station S.S. refers to a vertical plane that divides the waterline length of the ship into 10 parts. In the figure, W.L. indicates the waterline.

また、スクエアステーションS.S.の位置は、船尾垂線A.P.(After Perpendicular)を0とし、船首垂線F.P.(Forward Perpendicular)を10として船長方向(X軸方向)に向かって数値化される。図2では、スクエアステーションS.S.=1.0,1.1,1.4,1.5,2.0の位置を点線で図示してある。 The position of square station S.S. is quantified in the longitudinal direction (X-axis direction) of the ship, with the after perpendicular A.P. (After Perpendicular) set to 0 and the forward perpendicular F.P. (Forward Perpendicular) set to 10. In Figure 2, the positions of square station S.S. = 1.0, 1.1, 1.4, 1.5, and 2.0 are shown with dotted lines.

また、船首垂線F.P.から船尾垂線A.P.までの船長方向(X軸方向)の長さを垂線間長Lppと称し、例えば、フィン21の根本部24の幅c1は垂線間長Lppの1.5~2%程度、フィン21の先端部25の幅c2は垂線間長Lppの0.5~1.0%程度に設定される。 The length in the ship's longitudinal direction (X-axis direction) from the bow perpendicular F.P. to the stern perpendicular A.P. is called the length between perpendiculars Lpp. For example, the width c1 of the base portion 24 of the fin 21 is set to approximately 1.5 to 2% of the length between perpendiculars Lpp, and the width c2 of the tip portion 25 of the fin 21 is set to approximately 0.5 to 1.0% of the length between perpendiculars Lpp.

また、フィン21の後端部23は、図2に示したように、船体平面部13の船底16からビルジ高さRの範囲内に配置されていてもよい。ただし、フィン21の後端部23は、ビルジ高さRの範囲を超える位置に配置されていてもよい。 Furthermore, as shown in FIG. 2, the rear end 23 of the fin 21 may be positioned within the range of the bilge height R from the bottom 16 of the hull planar section 13. However, the rear end 23 of the fin 21 may also be positioned at a position beyond the range of the bilge height R.

ここで、図4は、フィンの位置に対する改善効果の変化を示す説明図であり、(A)は1-t(スラスト減少係数)、(B)は1-wt(有効伴流係数)、を示している。図4(A)及び図4(B)に示した試験結果は、船尾部の模型を用いてフィンの船長方向の位置を変化させた結果を示している。 Figure 4 is an explanatory diagram showing the change in improvement effect depending on the fin position, where (A) shows 1-t (thrust reduction coefficient) and (B) shows 1-wt (effective wake coefficient). The test results shown in Figures 4(A) and 4(B) show the results of changing the position of the fin in the longitudinal direction using a model of the stern.

図4(A)の試験結果は、横軸がスクエアステーションS.S.、縦軸が1-t(スラスト減少係数)を示しており、縦軸の下から上に向かって数値が大きくなるように図示してある。1-t(スラスト減少係数)は数値が大きくなるに連れて改善効果が大きくなる傾向にあり、図4(A)では、スクエアステーションS.S.が0.5~1.5の範囲が好ましいものといえる。 The test results in Figure 4(A) are plotted with the horizontal axis representing square station S.S. and the vertical axis representing 1-t (thrust reduction coefficient), with the values increasing from bottom to top on the vertical axis. The improvement effect tends to increase as the value of 1-t (thrust reduction coefficient) increases, and in Figure 4(A), a square station S.S. range of 0.5 to 1.5 is considered preferable.

図4(B)の試験結果は、横軸がスクエアステーションS.S.、縦軸が1-wt(有効伴流係数)を示しており、縦軸の下から上に向かって数値が大きくなるように図示してある。1-wt(有効伴流係数)は数値が小さくなるに連れて改善効果が大きくなる傾向にあり、図4(B)では、スクエアステーションS.S.が1.0~2.0の範囲が好ましいものといえる。 The test results in Figure 4(B) are plotted with the horizontal axis representing square station S.S. and the vertical axis representing 1-wt (effective wake coefficient), with the values increasing from bottom to top on the vertical axis. The smaller the 1-wt (effective wake coefficient) value, the greater the improvement effect, and in Figure 4(B), a square station S.S. range of 1.0 to 2.0 is preferable.

1-t(スラスト減少係数)及び1-wt(有効伴流係数)は自航要素(プロペラと船体との干渉を表す値)の一つであり、両方の数値を改善することが好ましい。したがって、図4(A)及び図4(B)の試験結果から、フィン21の前端部22の位置は、1.0≦S.S.≦1.5の範囲に設定することが好ましい。さらに好ましくは、フィン21の前端部22の位置は1.1≦S.S.≦1.4の範囲に設定してもよい。 1-t (thrust reduction coefficient) and 1-wt (effective wake coefficient) are self-propulsion factors (values that represent interference between the propeller and the hull), and it is preferable to improve both values. Therefore, based on the test results in Figures 4(A) and 4(B), it is preferable to set the position of the forward end 22 of the fin 21 in the range of 1.0 ≦ S.S. ≦ 1.5. Even more preferably, the position of the forward end 22 of the fin 21 may be set in the range of 1.1 ≦ S.S. ≦ 1.4.

ここで、図5は、プロペラが作動していない状態のプロペラ面における伴流分布図である。図中、円形状の太線Pはプロペラ面、実線の細線Qは本実施形態に係るフィン21に相当するフィンを有しない船舶の伴流分布、点線Rはフィン21を有する本実施形態の伴流分布を示している。 Here, Figure 5 shows the wake distribution diagram on the propeller plane when the propeller is not operating. In the diagram, the thick circular line P represents the propeller plane, the thin solid line Q represents the wake distribution of a ship that does not have fins equivalent to the fins 21 of this embodiment, and the dotted line R represents the wake distribution of this embodiment that does have fins 21.

図示したように、細線Qで示した伴流分布は、全体的に船体から離れるにしたがって流速が速くなるように分布している。なお、図中の0.1~0.5の数値は、伴流率を示しており、数値が大きくなるにしたがって流速が遅くなることを意味している。 As shown in the figure, the wake distribution indicated by the thin line Q is such that the flow speed increases overall the further away from the hull. Note that the numbers from 0.1 to 0.5 in the figure indicate the wake ratio, with larger numbers indicating slower flow speeds.

一方、フィン21を有する本実施形態に係る船舶では、点線Rで示したように、プロペラ面(太線P)内で流速が遅くなる領域V(例えば、灰色に塗り潰した部分)を形成できていることがわかる。これは、フィン21により形成された渦がプロペラ15に案内されて回収されていることを意味している。したがって、フィン21を配置することにより、意図的に渦を発生させて流速の遅い領域を拡張して水流の流れを安定させることができ、その渦をプロペラ15で回収することができる。 On the other hand, in the vessel according to this embodiment, which has fins 21, it can be seen that a region V (e.g., the area filled in gray) where the flow speed is slower can be formed within the propeller plane (thick line P), as shown by the dotted line R. This means that the vortex formed by the fins 21 is guided by the propeller 15 and collected. Therefore, by placing the fins 21, it is possible to intentionally generate vortices, expand the region of slow flow speed, stabilize the water flow, and collect the vortexes with the propeller 15.

ここで、図6は、ボッシングの側面を流れる水流の解析図であり(A)はフィンがない場合、(B)はフィンがある場合、を示している。図示したように、ボッシング12の側面を流れる水流の一部を解析すると、図6(A)に示したようにフィンがない場合では、水流が水面側に流れてしまいプロペラ15で回収できないことがわかる。 Figure 6 shows an analysis of the water flowing along the side of the bossing, with (A) showing the case without fins and (B) showing the case with fins. As shown, an analysis of part of the water flowing along the side of the bossing 12 reveals that, without fins, as shown in Figure 6(A), the water flows toward the water surface and cannot be collected by the propeller 15.

一方、図6(B)に示したようにフィン21がある場合には、フィン21により水流が撹乱されてプロペラ15で回収されていることがわかる。 On the other hand, when fins 21 are present, as shown in Figure 6 (B), the water flow is disturbed by the fins 21 and collected by the propeller 15.

次に、第一実施形態に係るフィン装置2について、やせ型船と肥大船との効果の違いについて説明する。ここで、図7は、比較例である肥大船の船体構造を示す斜視図である。図8は、第一実施形態に係るフィン装置を備えた船舶の改善率を示す図である。図8において、白色の棒グラフはやせ型船の改善率を示す、灰色の棒グラフは肥大船の改善率を示している。 Next, we will explain the difference in effectiveness between a slender ship and a full ship for the fin device 2 according to the first embodiment. Figure 7 is a perspective view showing the hull structure of a full ship, which is a comparative example. Figure 8 is a diagram showing the improvement rate of a ship equipped with the fin device according to the first embodiment. In Figure 8, the white bars show the improvement rate for a slender ship, and the gray bars show the improvement rate for a full ship.

比較例である肥大船101は、船尾部111から下方に突出したボッシング112と、両弦の船側面が上端から下端まで略平行に形成された船体平面部113と、を備えており、方形係数CBが0.75又は0.8より大きい船型を有する船舶である。 The comparative example, a full ship 101, is equipped with a bossing 112 that protrudes downward from the stern 111, and a hull planar section 113 in which the sides of both chords are formed approximately parallel from top to bottom, and has a hull form with a box coefficient CB of greater than 0.75 or 0.8.

図7に示したように、肥大船では、例えば、船体平面部113から船尾部111の後方にかけて船幅が狭くなる形状を備えている。また、本実施形態と改善率を比較するために、ボッシング112の両側面に配置されたフィン121を有している。 As shown in Figure 7, a full ship has a shape in which the width of the ship narrows from the hull flat section 113 to the rear of the stern section 111. Furthermore, to compare the improvement rate with this embodiment, the ship has fins 121 arranged on both sides of the bossing 112.

図1に示した船舶1(やせ型船)の模型船と図6に示した肥大船101の模型船について水槽試験した結果を図8に示している。また、図8の縦軸は改善効果(%)を示しており、正の数値は改善効果があることを示し、負の数値は改善効果がないことを示している。横軸は試験項目を示しており、左から順に、有効馬力・1-t(スラスト減少係数)・1-wt(有効伴流係数)・軸馬力を示している。 Figure 8 shows the results of tank tests on a model of ship 1 (slender ship) shown in Figure 1 and a model of full ship 101 shown in Figure 6. The vertical axis of Figure 8 shows the improvement effect (%), with positive values indicating an improvement effect and negative values indicating no improvement effect. The horizontal axis shows the test items, which, from left to right, are effective horsepower, 1-t (thrust reduction coefficient), 1-wt (effective wake coefficient), and shaft horsepower.

有効馬力の項目では、船舶1(やせ型船)及び肥大船101の両方について改善効果はみられなかった。1-t(スラスト減少係数)の項目では、船舶1(やせ型船)及び肥大船101の両方について改善効果がみられたが、船舶1(やせ型船)の方が肥大船101よりも改善効果が大きい結果となった。 In the effective horsepower category, no improvement was observed for either Ship 1 (slender ship) or Full Ship 101. In the 1-t (thrust reduction coefficient) category, an improvement was observed for both Ship 1 (slender ship) and Full Ship 101, but the improvement was greater for Ship 1 (slender ship) than for Full Ship 101.

1-wt(有効伴流係数)の項目でも、船舶1(やせ型船)及び肥大船101の両方について改善効果がみられたが、船舶1(やせ型船)の方が肥大船101よりも改善効果が大きい結果となった。軸馬力の項目では、船舶1(やせ型船)では改善効果がみられたのに対し、肥大船101では改善効果がみられなかった。 In the 1-wt (effective wake coefficient) category, improvements were seen for both Ship 1 (slender ship) and Full Ship 101, but the improvement was greater for Ship 1 (slender ship) than for Full Ship 101. In the shaft horsepower category, improvements were seen for Ship 1 (slender ship), but no improvement was seen for Full Ship 101.

軸馬力とは、推進器で発生させた動力のうち実際に動力として利用できる出力(馬力)を意味していることから、最終的に軸馬力を比較することにより、フィン装置2の有効性を評価することができる。すなわち、上述した第一実施形態に係るフィン装置2は、やせ型船の推進効率を改善し省エネルギー化を図ることができる。 Shaft horsepower refers to the output (horsepower) of the power generated by the propeller that can actually be used as power, so the effectiveness of the fin device 2 can be evaluated by ultimately comparing the shaft horsepower. In other words, the fin device 2 according to the first embodiment described above can improve the propulsion efficiency of a slender boat and achieve energy savings.

次に、本発明の第二実施形態に係るフィン装置2を備えた船舶1について図9を参照しつつ説明する。ここで、図9は、本発明の第二実施形態に係るフィン装置を備えた船舶を示す斜視図である。なお、上述した第一実施形態と同じ構成部品については、同じ符号を付して重複した説明を省略する。 Next, a boat 1 equipped with a fin device 2 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to Figure 9. Here, Figure 9 is a perspective view showing a boat equipped with a fin device according to the second embodiment of the present invention. Note that components that are the same as those in the first embodiment described above are assigned the same reference numerals and redundant explanations will be omitted.

図9に示した第二実施形態に係る船舶1は、フィン21よりも前方かつ上方に配置された第一先行フィン31及び第二先行フィン32を備えたものである。第二先行フィン32は、第一先行フィン31よりも後方かつ上方に配置される。また、第一先行フィン31及び第二先行フィン32は、略水平に船幅方向に張り出した平板形状を有し、船体平面部13からはみ出さないように構成されている。 The vessel 1 according to the second embodiment shown in Figure 9 is equipped with a first leading fin 31 and a second leading fin 32, which are positioned forward and above the fin 21. The second leading fin 32 is positioned aft and above the first leading fin 31. The first leading fin 31 and the second leading fin 32 have a flat plate shape that protrudes substantially horizontally in the ship's width direction and are configured so as not to protrude beyond the hull planar portion 13.

このように、フィン装置2をフィン21に先行する先行フィン(第一先行フィン31及び/又は第二先行フィン32)を含む構成とすることにより、船尾部11の底部14で滞留した流速の遅い帯域(遅速帯)を先行フィンによって生じた渦によって遅速帯を撹乱することができ、遅速帯を形成していた水流を集約してプロペラに導くことができる。 In this way, by configuring the fin device 2 to include leading fins (first leading fin 31 and/or second leading fin 32) that precede the fin 21, the slow-flow zone (slow-speed zone) that has accumulated at the bottom 14 of the stern section 11 can be disrupted by vortices generated by the leading fins, and the water flow that formed the slow-speed zone can be concentrated and directed toward the propeller.

かかる第二実施形態に係る船舶1のように、先行フィンをフィン21よりも前方かつ上方に配置することにより、フィン21と先行フィンとを干渉させることなく、それぞれの効果を享受することができる。 By positioning the leading fins forward and above the fins 21, as in the vessel 1 according to the second embodiment, the effects of each can be enjoyed without interference between the fins 21 and the leading fins.

本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能であることは勿論である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible without departing from the spirit of the present invention.

1 船舶
2 フィン装置
11 船尾部
12 ボッシング
13 船体平面部
14 底部
15 プロペラ
16 船底
21 フィン
22 前端部
23 後端部
24 根本部
25 先端部
31 第一先行フィン
32 第二先行フィン
101 肥大船
111 船尾部
112 ボッシング
113 船体平面部
121 フィン



DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ship 2 Fin device 11 Stern section 12 Bossing 13 Hull flat section 14 Bottom section 15 Propeller 16 Ship bottom 21 Fin 22 Forward end section 23 Aft end section 24 Root section 25 Tip section 31 First leading fin 32 Second leading fin 101 Full ship 111 Stern section 112 Bossing 113 Hull flat section 121 Fin



Claims (7)

船尾部から下方に突出したボッシングと、両弦の船側面が上端から下端まで略平行に形成された船体平面部と、を備えたやせ型船に配置されるフィン装置であって、
前記ボッシングの側面に配置されたフィンを有し、
前記フィンの前端部は、スクエアステーションが1.0以上1.5未満の範囲内に配置されており、
前記フィンは、前端部から後端部に渡って前記船体平面部の船底からビルジ高さの範囲内に配置されている、
ことを特徴とするフィン装置。
A fin device to be installed on a slender ship having a bossing protruding downward from a stern portion and a hull flat portion in which the ship's side surfaces on both chords are formed substantially parallel from the upper end to the lower end,
a fin disposed on a side surface of the bossing;
The front end of the fin is positioned in a range of square station equal to or greater than 1.0 and less than 1.5 ,
The fin is disposed within a range from the front end to the rear end of the hull planar portion to a bilge height.
A fin device characterized by:
前記フィンの前端部は、スクエアステーションが1.1~1.4の範囲内に配置されている、請求項1に記載のフィン装置。 The fin device described in claim 1, wherein the front end of the fin is positioned within a square station range of 1.1 to 1.4. 前記フィンは、断面が翼形状を有し、後端部が前端部よりも上方に位置するように迎角を有している、請求項1に記載のフィン装置。 The fin device according to claim 1, wherein the fin has a wing-shaped cross section and an angle of attack such that the rear end is positioned higher than the front end. 前記フィンは、船体に接続される根本部の幅に対して先端部の幅の方が船長方向の長さが短くなるように形成されている、請求項1に記載のフィン装置。2. The fin device according to claim 1, wherein the fin is formed so that the width of the tip end of the fin in the longitudinal direction of the ship is shorter than the width of the base end connected to the hull. 前記フィンよりも前方かつ上方に配置された単数又は複数の先行フィンを有する、請求1に記載のフィン装置。 The fin device described in claim 1 has one or more leading fins positioned forward and above the fin. 前記やせ型船は、方形係数が0.75以下又は0.8以下である、請求項1に記載のフィン装置。 The fin device described in claim 1, wherein the slender vessel has a square coefficient of 0.75 or less or 0.8 or less. 請求項1~請求項6の何れか一項に記載されたフィン装置を有する、ことを特徴とする船舶。
A vessel comprising the fin device according to any one of claims 1 to 6.
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