CN105829204B - 双尾鳍船 - Google Patents

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Abstract

提供一种双尾鳍船(1)，具备：左右一对尾鳍(2)，设置于船尾的船底(4)；螺旋桨(10)，设置于左右一对尾鳍(2)各自的后方；及翅片(20)，在各个螺旋桨(10)的前方，相对于尾鳍(2)仅设置在船宽方向内侧(C)一侧，从螺旋桨(10)的旋转中心呈放射状地延伸。

Description

双尾鳍船
技术领域
本发明涉及在船尾的船底设置的左右一对尾鳍分别设置有螺旋桨轴的双尾鳍船。
本申请主张在2014年11月18日提出申请的日本专利申请2014-233257号的优先权，并将其内容援引于此。
背景技术
已知有一种双尾鳍船，在船尾的船底设置左右一对尾鳍并在左右的尾鳍间形成通道状的船底凹部，并且在左右一对尾鳍分别设有螺旋桨轴。
在这样的双尾鳍船中，为了改善推进性能，提出了各种方案。
例如在专利文献1中公开了在左右的尾鳍之间设置沿左右方向延伸的翅片的结构。在该结构中，在左右的尾鳍间，在两侧由尾鳍包围的通道上的部分处经过的液流接触于翅片，由此产生升力，将该升力的一部分利用为前进力而提高推进性能。
另外，在专利文献2中公开了在左右一对尾鳍的内侧壁面设置翅片的结构。该翅片相对于在左右的尾鳍间产生的纵涡流以具有冲角的方式设置。根据这样的结构，通过纵涡流与翅片接触，而产生具有前进方向分量的升力，因此通过该前进方向分量，提高推进性能。
在专利文献3中公开了在螺旋桨的前方设有船首侧比船尾侧的直径大的筒状的管道的结构。根据该结构，通过筒状的管道，对向螺旋桨的液流进行整流，提高推进性能。
【现有技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本国专利第5426699号公报
【专利文献2】日本特开2012-006556号公报
【专利文献3】日本特开2008-143488号公报
发明内容
【发明要解决的课题】
为了改善推进性能而提出了各种方案，但是船底下方的液流根据船身的船尾船底的形状等而发生各种变化。其结果是，即使应用例如专利文献1～3公开的结构，推进性能也未必升高，有时反而会下降。因此，一直要求推进性能的进一步的改善。
本发明目的在于提供一种能够改善推进性能的双尾鳍船。
【用于解决课题的方案】
根据本发明的第一方案，双尾鳍船的特征在于，具备：左右一对尾鳍，设置于船尾的船底；螺旋桨，设置于左右一对所述尾鳍各自的后方；及翅片，在各个所述螺旋桨的前方，相对于所述尾鳍仅设置在船宽方向内侧，从所述螺旋桨的旋转中心呈放射状地延伸。
这样，翅片在螺旋桨的前方，相对于尾鳍仅设置在船宽方向内侧，由此通过翅片，能够在螺旋桨的前方且在尾鳍处增强或减弱船宽方向内侧的流动。由此，能够增加左右的螺旋桨的伴流增益。
在上述双尾鳍船中，可以是，相对于所述尾鳍靠船宽方向内侧的流动比相对于所述尾鳍靠船宽方向外侧的流动慢。
在这样的结构的双尾鳍船中，能够降低仅设置在所述尾鳍的船宽方向内侧的翅片的固有阻力，在螺旋桨的前方通过翅片使尾鳍的船宽方向内侧的慢的流动增速或减速，由此能够有效地增加螺旋桨的伴流增益，能够提高推进性能。
在上述双尾鳍船中，可以是，在左右一对所述尾鳍中的每个尾鳍处，所述翅片增强在所述螺旋桨的前方在所述尾鳍的所述船宽方向内侧产生的向上的流动。
这样，通过将翅片设于增强在尾鳍的船宽方向内侧产生的向上的流动的区域，由此能够有效地增加螺旋桨的伴流增益，能够提高推进性能。
在上述双尾鳍船中，可以是，所述螺旋桨的旋转方向设为在所述螺旋桨的上部从船宽方向外侧朝向船宽方向内侧旋转的内旋。
根据这样的结构，通过翅片增强的在尾鳍的船宽方向内侧产生的向上的流动的与螺旋桨的旋转方向的相反方向的流动增强。因此，能够有效地增加螺旋桨的伴流增益，能够提高推进性能。
在上述双尾鳍船中，可以是，在左右一对所述尾鳍中的每个尾鳍处，所述翅片减弱在所述螺旋桨的前方在所述尾鳍的所述船宽方向内侧产生的向上的流动。
这样，通过将翅片设于减弱在尾鳍的船宽方向内侧产生的向上的流动的区域，能够有效地增加螺旋桨的伴流增益，能够提高推进性能。
在上述双尾鳍船中，可以是，所述螺旋桨的旋转方向设为在所述螺旋桨的上部从船宽方向内侧朝向船宽方向外侧旋转的外旋。
根据这样的结构，在螺旋桨在其上部从船宽方向内侧朝向船宽方向外侧旋转的外旋旋转的情况下，也能够通过翅片，在螺旋桨的前方减弱尾鳍的船宽方向内侧的流动，由此，与螺旋桨的旋转方向相同的方向的流动变弱，使左右的螺旋桨的伴流增益增加，能够提高推进性能。
在上述双尾鳍船中，可以是，所述双尾鳍船还具备筒状的管道，所述筒状的管道在所述螺旋桨的前方跨所述尾鳍的所述船宽方向内侧和所述船宽方向外侧而设置，从船首侧朝向船尾侧而外径逐渐缩小。
通过这样构成，借助在管道内通过，朝向螺旋桨的流动增速。由此，在管道处产生前进方向的推力，因此能够提高推进性能。
在上述双尾鳍船中，可以是，所述双尾鳍船还具备半圆筒状的管道，所述半圆筒状的管道在所述螺旋桨的前方仅设置在所述尾鳍的所述船宽方向内侧，从船首侧朝向船尾侧而外径逐渐缩小。
通过这样构成，借助在管道内通过而朝向螺旋桨的流动被增速，产生前进方向的推力，因此能够提高推进性能。并且，根据该结构，在尾鳍的船宽方向外侧不存在管道。因此，与管道向尾鳍的船宽方向外侧露出的情况相比，能够降低管道的固有阻力。其结果是，管道产生的推力增加，能够更有效地提高推进性能。
在上述双尾鳍船中，可以是，所述管道支承于所述翅片的外周侧的端部或中间部。
【发明效果】
根据本发明的双尾鳍船，通过翅片使相对于尾鳍靠船宽方向内侧的流动增速或减速，来使螺旋桨的伴流增益增加，由此能够改善推进性能。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的双尾鳍船的从左舷侧观察船尾部分右舷侧而得到的左侧视图。
图2是从后方观察上述双尾鳍船的船尾部分而得到的后视图，是示出图1的截面D1-D1、截面D2-D2、截面D3-D3、截面D4-D4的图。
图3是表示详细地解析左右一对螺旋桨在从船尾侧观察下内旋地旋转的、某双尾鳍船的左舷侧的螺旋桨的跟前处的流场的结果而得到的图。
图4是本发明的第一实施方式的变形例的双尾鳍船的从后方观察船尾部分的后视图。
图5是本发明的第二实施方式的双尾鳍船的从左舷侧观察船尾部分右舷侧的左侧视图。
图6是从后方观察图5所示的双尾鳍船的船尾部分的后视图。
图7是本发明的第二实施方式的变形例的双尾鳍船的从左舷侧观察船尾部分右舷侧的左侧视图。
图8是从后方观察图7所示的双尾鳍船的船尾部分的后视图。
图9是本发明的第三实施方式的从后方观察双尾鳍船的船尾部分而得到的后视图。
图10是本发明的第三实施方式的变形例的从后方观察双尾鳍船的船尾部分的后视图。
具体实施方式
以下，基于附图，说明本发明的实施方式的双尾鳍船。
(第一实施方式)
图1是本发明的第一实施方式的从左舷侧观察双尾鳍船的船尾部分右舷侧的左侧视图。图2是从后方观察上述双尾鳍船的船尾部分的后视图。
如图1、图2所示，本实施方式的双尾鳍船1具备尾鳍2和螺旋桨10。
双尾鳍船1的船身的船尾1b即船尾船身3的船底4具有随着从船首(未图示)侧朝向船尾1b侧而逐渐向上方倾斜的倾斜面4s。而且，船尾船身3的船底4的船宽方向的宽度尺寸形成为随着从船首(未图示)侧朝向船尾1b侧而逐渐变小。
尾鳍2在船底4的倾斜面4s上沿船宽方向隔出间隔、隔着船宽方向内侧C而对称地设置左右一对。左右一对尾鳍2分别以从船尾船身3的船底4的倾斜面4s朝向下方延伸的形状，从倾斜面4s朝向水平方向后方突出地设置。
通过左右一对尾鳍2及船底4的倾斜面4s，在船尾船身3的下方，形成由左右一对尾鳍2和船底4的倾斜面4s包围的船底凹部5。该船底凹部5以朝向船尾1b而其截面积逐渐变小的方式形成。
另外，在各个尾鳍2的后端部设有朝向后方突出的筒状的凸起部分6。
螺旋桨10设置在左右一对尾鳍2各自的后端部。各个螺旋桨10经由螺旋桨轴12而与设于船尾船身3内的主机(未图示)连结。螺旋桨轴12的一端在船尾船身3内与主机(未图示)连接，另一端12b朝向船尾1b延伸，从船尾船身3内经过凸起部分6向尾鳍2的后方突出。螺旋桨10一体地安装于向尾鳍2的后方突出的螺旋桨轴12的另一端12b。
通过设于船尾船身3内的主机(未图示)来驱动螺旋桨轴12绕其中心轴旋转，由此这样的螺旋桨10向规定方向旋转，而发挥双尾鳍船1的推进力。
在该实施方式中，在左右一对尾鳍2的后端部分别设置的螺旋桨10的旋转方向设为在螺旋桨10的上部从船宽方向外侧朝向船宽方向内侧C旋转的内旋R2、R1。
在左右一对螺旋桨10的前方设有翅片20。翅片20在从尾鳍2的后端部朝向后方突出设置的凸起部分6的外周面以从螺旋桨10的旋转中心呈放射状突出的方式设置有多片(在本实施方式中为例如3片)。
在该实施方式中，翅片20相对于左右一对尾鳍2而设置在船宽方向内侧C一侧。即，翅片20在凸起部分6，从船宽方向内侧C一侧的外周面6s向船底凹部5内的空间突出地设置。
这些翅片20赋予与位于其后方的螺旋桨10的旋转方向的相反方向，即在螺旋桨10的上部从船宽方向内侧C一侧朝向船宽方向外侧的外旋方向的流动F1、F2。
另外，在该双尾鳍船1中，由于船尾船身3的船底4的形状，在形成于左右一对尾鳍2间的船底凹部5内，流速比左右一对尾鳍2的外侧(船宽方向外侧)的流动慢。
图3是表示在左右一对螺旋桨10在其上部侧内旋的双尾鳍船1的左舷侧的尾鳍2中详细地解析左舷侧的螺旋桨10的跟前的流场而得到的结果的图。需要说明的是，在图3中，箭头的朝向表示该面内的液流的朝向，箭头的长度表示液流的大小，圆表示螺旋桨10的旋转半径。
如图3所示，对左舷侧的尾鳍2，在船宽方向内侧C一侧，即在θ＝0度～90度～180度的范围内，产生成为螺旋桨10的旋转方向R2的相反方向的流动的向上的流动Fs。
相对于尾鳍2而设于船宽方向内侧C侧的翅片20设置在与螺旋桨10的旋转方向R2的相反方向的向上的流动Fs所产生的区域。
由此，左舷侧的翅片20赋予与位于其后方的螺旋桨10的旋转方向的相反方向、即在螺旋桨10的上部向外旋方向的流动F2，由此在左舷侧的螺旋桨10的前方产生的、成为与螺旋桨10的旋转方向R2的相反方向的流动的向上的流动Fs增速而变强。而且，右舷侧的翅片20赋予与位于其后方的螺旋桨10的旋转方向的相反方向、即在螺旋桨10的上部向外旋方向的流动F1，由此增强在右舷侧的螺旋桨10的前方产生的成为与螺旋桨10的旋转方向R1的相反方向的流动的向上的流动Fs。
通过上述的翅片20，增强在左右的螺旋桨10的前方产生的与螺旋桨10的旋转方向R1、R2的相反方向的向上的流动Fs，由此在左右的螺旋桨10处，伴流增益增加。
因此，根据上述的第一实施方式的双尾鳍船，在左右一对螺旋桨10各自的前方设有相对于尾鳍2仅向船宽方向内侧C一侧呈放射状地延伸的翅片20。通过这些翅片20，在螺旋桨10的前方，在尾鳍2处能够增强船宽方向内侧C一侧的流动。由此，能够增加左右的螺旋桨10的伴流增益，因此能够高效率地回收流动而改善推进性能。
尤其是在该双尾鳍船1中，相对于尾鳍2，船宽方向内侧C一侧的流动Fs比船宽方向外侧的流动慢。在这样的结构的双尾鳍船1中，能够降低翅片20的固有阻力，在螺旋桨10的前方，利用翅片20使尾鳍2的船宽方向内侧C的慢的流动Fs增速，由此能够有效地增加螺旋桨10的伴流增益，能够提高推进性能。
此外，通过将翅片20设置于增强在尾鳍2的船宽方向内侧一C侧产生的向上的流动Fs的区域，能够有效地增加螺旋桨10的伴流增益，能够提高推进性能。
另外，螺旋桨10的旋转方向成为在螺旋桨10的上部从船宽方向外侧朝向船宽方向内侧C一侧旋转的内旋。根据这样的结构，通过翅片20增强的在螺旋桨10的前方且尾鳍2的船宽方向内侧C侧产生的向上的流动Fs成为与螺旋桨10的旋转方向的相反方向。因此，在内旋地旋转的左右的螺旋桨10处，能够有效地增加伴流增益，能够提高推进性能。
(第一实施方式的变形例)
图4是本发明的第一实施方式的变形例的从后方观察双尾鳍船的船尾部分而得到的后视图。
需要说明的是，在上述第一实施方式中，将左右的螺旋桨10设为了在螺旋桨10的上部向内旋方向旋转，但并不局限于此。如图4所示，在左右的螺旋桨10在螺旋桨10的上部向外旋方向旋转的结构中，也与上述实施方式同样，翅片20可以相对于左右一对尾鳍2，在船宽方向内侧C侧呈放射状地设置。
根据这样的结构，通过翅片20，能够减弱与外旋的螺旋桨10的旋转方向相同方向的流动，因此能够增加伴流增益而提高推进性能。
(第二实施方式)
接下来，说明本发明的双尾鳍船的第二实施方式。在以下说明的第二实施方式中，在第一实施方式的基础上，不同之处仅在于设有管道30，因此对于与第一实施方式相同的部分标注同一符号进行说明，并省略重复说明。
图5是本发明的第二实施方式的从左舷侧观察双尾鳍船的船尾部分右舷侧而得到的左侧视图。图6是从后方观察图5所示的双尾鳍船的船尾部分的后视图。
如图5、图6所示，本实施方式的双尾鳍船1与上述第一实施方式同样具备左右一对尾鳍2及螺旋桨10。
并且，在左右一对尾鳍2的后端部分别设置的螺旋桨10的旋转方向设为在螺旋桨10的上部从船宽方向外侧朝向船宽方向内侧C旋转的内旋R2、R1。
在左右一对螺旋桨10的前方设有翅片20。翅片20在凸起部分6以从船宽方向内侧C一侧的外周面6s向船底凹部5内的空间突出的方式呈放射状地设置。
这些翅片20赋予与位于其后方的螺旋桨10的旋转方向的相反方向、即在螺旋桨10的上部从船宽方向内侧C侧朝向船宽方向外侧的外旋方向的流动F1、F2。
此外，在该实施方式中，在螺旋桨10的前方设有筒状的管道30。管道30是在从船尾1b侧观察时呈圆形的圆筒状，以凸起部分6为中心而呈同心圆状地配置。
该管道30通过固定于从凸起部分6呈放射状地延伸的多个翅片20的外周侧的端部而被支承。即，管道30以多个翅片20为支承构件，固定在凸起部分6。
管道30以从船首侧朝向船尾1b侧而其外径逐渐变小的方式形成为锥状。而且，管道30的船长方向的长度在周向上被设为相同。
根据这样的结构，通过相对于尾鳍2而设置在船宽方向内侧C一侧的翅片20，加强在螺旋桨10的前方产生的与螺旋桨10的旋转方向R1、R2的相反方向的向上的流动Fs，由此在左右的螺旋桨10处，伴流增益增加。
此外，管道30朝向船尾1b侧的螺旋桨10而其外径逐渐变小，因此管道30内的流速在船尾1b侧升高。因此，在管道30中产生前进方向的推力。
因此，根据上述的第二实施方式的双尾鳍船，与上述第一实施方式同样，通过在左右一对螺旋桨10的各自的前方设置的翅片20，在螺旋桨10的前方，在尾鳍2处能够增强船宽方向内侧C一侧的流动。由此，能够增加左右的螺旋桨10的伴流增益，能够有效地回收流动而改善推进性能。
另外，该实施方式的双尾鳍船1在螺旋桨10的前方具备以跨尾鳍2的船宽方向内侧C一侧和船宽方向外侧的方式从船首侧朝向船尾1b侧而外径逐渐缩小的筒状的管道30。通过在该管道30内经过，使朝向螺旋桨10的流动增速。由此，在管道30中，产生前进方向的推力，因此能够提高推进性能。
(第二实施方式的变形例)
图7是本发明的第二实施方式的变形例的双尾鳍船的从左舷侧观察船尾部分右舷侧而得到的左侧视图。图8是从后方观察图7所示的双尾鳍船的船尾部分而得到的后视图。
在上述第二实施方式中，设为了管道30固定于多个翅片20的外周侧的端部，由此管道30具有与多个翅片20的外周侧相同的直径，但并不局限于此。
也可以如图7、图8所示，使管道30具有比多个翅片20的外周侧的直径小的直径，将管道30固定在多个翅片20的中间部。
在这样的第二实施方式的变形例中，也与上述第二实施方式同样地能够提高推进性能。
(第三实施方式)
接下来，说明本发明的双尾鳍船的第三实施方式。在以下说明的第三实施方式中，相对于第二实施方式，仅管道40的结构不同，因此对于与第二实施方式相同的部分，标注同一符号进行说明，并省略重复说明。
图9是本发明的第三实施方式的从后方观察双尾鳍船的船尾部分而得到的后视图。
如图9所示，该实施方式的双尾鳍船1与上述第一、第二实施方式同样地具备左右一对尾鳍2及螺旋桨10。
并且，在左右一对尾鳍2的后端部分别设置的螺旋桨10的旋转方向设为在螺旋桨10的上部从船宽方向外侧朝向船宽方向内侧C旋转的内旋R2、R1。
在左右一对螺旋桨10的前方设有翅片20。翅片20在凸起部分6以从船宽方向内侧C一侧的外周面6s向船底凹部5内的空间突出的方式呈放射状地设置。
上述的翅片20赋予与位于其后方的螺旋桨10的旋转方向的相反方向、即在螺旋桨10的上部从船宽方向内侧C侧朝向船宽方向外侧的外旋方向的流动F1、F2。
此外，在该实施方式中，在螺旋桨10的前方设有半圆筒状的管道40。管道40是在从船尾1b侧观察时呈半圆形的圆筒状，在凸起部分6向船宽方向内侧C一侧以凸起部分6为中心而呈同心圆状地配置。
该管道40通过固定在从凸起部分6呈放射状地延伸的多个翅片20的外周侧的端部而被支承。即，管道40以多个翅片20为支承构件，固定于凸起部分6。
管道40以从船首侧朝向船尾1b侧而其外周面的曲率外径逐渐减小的方式形成为锥状。而且，管道40的船长方向上的长度在周向上被设为相同。
根据这样的结构，通过相对于尾鳍2设置在船宽方向内侧C一侧的翅片20，增强在螺旋桨10的前方产生的与螺旋桨10的旋转方向R1、R2的相反方向的向上的流动Fs，由此在左右的螺旋桨10处，伴流增益增加。
此外，管道40朝向船尾1b侧的螺旋桨10而其外径逐渐减小，因此相对于尾鳍2在船宽方向内侧C一侧，尾鳍2的后流侧的流动增速。因此，在管道40产生前进方向的推力。
因此，根据上述的第三实施方式的双尾鳍船，与上述第一、第二实施方式同样，通过在左右一对螺旋桨10的各自的前方设置的翅片20，在螺旋桨10的前方且尾鳍2处能够增强船宽方向内侧C一侧的流动。由此，能够增加左右的螺旋桨10的伴流增益，能够高效率地回收流动而改善推进性能。
另外，本实施方式的双尾鳍船1在螺旋桨10的前方，仅在尾鳍2的船宽方向内侧C一侧具备从船首侧朝向船尾1b侧而外径逐渐缩小的半圆筒状的管道40。借助在该管道40内通过，朝向螺旋桨10的流动增速。由此，在管道40处产生前进方向的推力，因此能够提高推进性能。
此外，根据该结构，在尾鳍2的船宽方向外侧不存在管道40。因此，与第二实施方式那样管道30向尾鳍2的船宽方向外侧露出的情况相比，能够降低管道40的固有阻力。其结果是，管道40的推力增加，能够更有效地提高推进性能。
(第三实施方式的变形例)
图10是本发明的第三实施方式的变形例的从后方观察双尾鳍船的船尾部分而得到的后视图。
在上述第三实施方式中，管道40固定于多个翅片20的外周侧的端部，由此管道40具有与多个翅片20的外周侧相同的直径，但并不局限于此。
如图10所示，可以将管道40设为具有比多个翅片20的外周侧的直径小的直径的结构，并将管道40固定在多个翅片20的中间部。
在这样的第三实施方式的变形例中，也与上述第三实施方式同样，能够提高推进性能。
(其他的变形例)
需要说明的是，本发明并不限定于上述的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内，包括对上述的实施方式施加了各种变更的情况。即，实施方式中列举的具体的形状、结构等只不过是一例，可以适当变更。
例如，在上述各实施方式及其变形例中，将多片翅片20设置成了放射状，但是关于其设置片数、设置角度，没有任何限定。
另外，在上述第二、第三实施方式中，在翅片20的外周部设置了管道30、40，但是管道30、40也可以与翅片20沿船长方向错开位置地另行设置。
【符号说明】
1 双尾鳍船
1b 船尾
2 尾鳍
3 船尾船身
4 船底
4s 倾斜面
5 船底凹部
6 凸起部分
6s 外周面
10 螺旋桨
12 螺旋桨轴
12b 另一端
20 翅片
30 管道
40 管道
C 船宽方向内侧
R1、R2 旋转方向

Claims (4)

1.一种双尾鳍船，其中，具备：
左右一对尾鳍，设置于船尾的船底，分别具有朝向后方突出的筒状的凸起部分；
螺旋桨，设置于左右一对所述尾鳍各自的后方；及
翅片，仅从所述凸起部分的外周面中的、船宽方向内侧的所述外周面突出，从所述螺旋桨的旋转中心呈放射状地延伸，
所述螺旋桨的旋转方向设为在所述螺旋桨的上部从船宽方向外侧朝向船宽方向内侧旋转的内旋，
所述翅片在所述螺旋桨的前方在所述尾鳍的所述船宽方向内侧赋予与作为所述螺旋桨的旋转方向的内旋相反的外旋的流动。
2.根据权利要求1所述的双尾鳍船，其中，
所述双尾鳍船还具备筒状的管道，所述筒状的管道在所述螺旋桨的前方跨所述尾鳍的所述船宽方向内侧和所述船宽方向外侧而设置，从船首侧朝向船尾侧而外径逐渐缩小。
3.根据权利要求1所述的双尾鳍船，其中，
所述双尾鳍船还具备半圆筒状的管道，所述半圆筒状的管道在所述螺旋桨的前方仅设置在所述尾鳍的所述船宽方向内侧，从船首侧朝向船尾侧而外径逐渐缩小。
4.根据权利要求2或3所述的双尾鳍船，其特征在于，
所述管道支承于所述翅片的外周侧的端部或中间部。
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