JP2004042881A - 非対称船尾フィン構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】船尾フィンの固有抵抗を打ち消し、船体対抗を減少させると同時に、プロペラへの非対象流れを発生させることにより自航要素を改善させた非対称船尾フィン構造を提供する。
【解決手段】非対称船尾フィン構造１は、一方の面を平坦面に構成するとともに他方の面を船体取付部分７１から開放端側７２に向けて厚みが減少する断面形状とした船尾フィン７ａ（７ｂ）を、当該平坦面がプロペラ９の回転方向に向けて左右両舷にそれぞれ配置し、かつ、前記船尾フィン７ａ、７ｂの船体取付部分の側面仰角θを所定の値にし、前記船尾フィン７ａ、７ｂの後端高さをプロペラ半径の６０〜７０％の範囲に配置し、かつ、前記船尾フィン７ａ（７ｂ）の後端が略０．５ステーションの位置付近に配置したものである。
【選択図】 図２
【解決手段】非対称船尾フィン構造１は、一方の面を平坦面に構成するとともに他方の面を船体取付部分７１から開放端側７２に向けて厚みが減少する断面形状とした船尾フィン７ａ（７ｂ）を、当該平坦面がプロペラ９の回転方向に向けて左右両舷にそれぞれ配置し、かつ、前記船尾フィン７ａ、７ｂの船体取付部分の側面仰角θを所定の値にし、前記船尾フィン７ａ、７ｂの後端高さをプロペラ半径の６０〜７０％の範囲に配置し、かつ、前記船尾フィン７ａ（７ｂ）の後端が略０．５ステーションの位置付近に配置したものである。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、船舶の船尾に船尾フィンを固定してなる非対称船尾フィン構造に関する。さらに説明すると、本発明は、一方の面を平坦面に構成するとともに他方の面を船体取付部分から開放端側に向けて厚みが減少する断面形状とした船尾フィンを、その平坦の面がプロペラの回転方向に向けて左右両舷にそれぞれ配置してなる非対称船尾フィン構造に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来、この種の船尾フィン構造としては、船尾のプロペラの前方において、船体の外板の両側に渡って整流フィンを取り付け、かつ、この整流フィンの後端の高さと当該整流フィンの取付角度を所定の値に設定したものが提供されている（登録実用新案公報（実用新案登録第３０７４０５９号））。
【０００３】
図１５は、上述した従来の船尾フィン構造を示す側面図である。図１６は、上述した従来の船尾フィン構造を示す背面図である。
これらの図において、従来の船尾フィン構造は、船舶１０３の船尾のプロペラ１０５の前方において、船体１０７の外板の両側に渡って整流フィン１０９を取り付け、かつ、当該整流フィン１０９の寸法と、当該整流フィン１０９の後端の高さ及び長さと、当該整流フィン１０９の取付角度と、当該整流フィン１０９の断面形状とを次のように規定したものである。
【０００４】
ここで、前記整流フィン１０９の寸法は、フィン幅がＷで、フィン長さがＬとしたものである。また、前記整流フィン１０９は、船体１０７の中心（ＣＬ）上での整流フィン１０９の後端高さがプロペラ半径の６０〜７０％の範囲にし、かつ、整流フィン１０９の後端止まり位置１０９Ｂがプロペラ位置からプロペラ直径の３０％前方に配置し、前記整流フィン１０９の前端取付位置１０９Ａを船尾後部垂線より前方７〜１０％船長に配置されている。また、前記整流フィン１０９は、船体取付部の側面仰角６°〜１５°の上向き角度を持たせて配置されている。前記整流フィン１０９は、選択取付部から先端に向かって薄くなる楔型の断面形状をしたものである。また、前記整流フィン１０９は、全体として略Ｖ字形状をしており、船体外板の両側に渡り設置されている。すなわち、この従来の船尾フィン構造の特徴を一言で言えば、幅の狭い左右対称のフィン構造であって、そのフィン位置は、プロペラ位置からプロペラ直径の３０％前方、すなわち、スターンフレームとプロペラの間にフィン後端が位置し、フィン前端はＡ．Ｐから７〜１０％Ｌｐｐ前方に位置するように配置構成し、いわば、プロペラへの流入をスムースにするために、整流フィンのプロペラサクション効果を利用せんとした原理にかかるものといえる。
【０００５】
このような従来の船尾フィン構造によれば、プロペラ１０５の前方で乱れた流線が整流されるとともに増速されてプロペラ１０５に供給されることになり、整流・増速されることで渦抵抗が減少し、推進性能を向上させることができる。
このように推進性能が向上する理由は、以下に説明するように、整流・増速されることで渦抵抗が減少し、船舶が液体上を移動するときの全抵抗ＲＴが減少したことにある。
【０００６】
すなわち、船舶が液体上を移動するときの全抵抗ＲＴは、そのときの剰余抵抗をＲＲ、摩擦抵抗をＲＦとすると、次の数式１で与えられる。
［数１］
ＲＴ＝ＲＲ＋ＲＦ
また、剰余抵抗ＲＲは、造波抵抗をＲｗ、粘性圧力をＲｖｐとすると、次の数式２で与えられる。
［数２］
ＲＲ＝Ｒｗ＋Ｒｖｐ
【０００７】
そして、上述したような従来の船尾フィン構造にすることにより、整流フィン１０９でプロペラ直前の液体の流れを整流・増速することで渦抵抗を減少させた結果、粘性圧力Ｒｖｐが低下することになって、船舶に加わる全抵抗ＲＴが減少し、プロペラサクション効果によって自航要素が改善されることになった。ここで、自航要素とは、スラスト減少係数、伴流率、推進器効率比のことをいう。また、伴流とは、流体の粘性による粘性伴流、ポテンシャル伴流および波の運動による波伴流のことをいい、これらにより船舶が受ける影響を比率で表したものが伴流率である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の船尾フィン構造によれば、上述したように自航要素は改善できるものの、整流フィンの固有抵抗により船体抵抗が増加するという欠点があった。
本発明は、上述した欠点を解消し、フィンの固有抵抗を打ち消し、船体抵抗を減少させると同時に、プロペラへの非対象流れを発生させることにより自航要素を改善させた非対称船尾フィン構造を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明にかかる非対称船尾フィン構造は、船舶の船尾に船尾フィンを固定してなる非対称船尾フィン構造において、一方の面を平坦面に構成するとともに他方の面を船体取付部分から開放端側に向けて厚みが減少する断面形状とした船尾フィンを、その平坦の面がプロペラの回転方向に向けて左右両舷にそれぞれ配置し、かつ、前記船尾フィンの船体取付部分の側面仰角を所定の値にし、前記船尾フィンの後端高さをプロペラ半径の６０〜７０％の範囲に配置し、かつ、前記船尾フィンの後端が略０．５ステーションの位置付近に配置してなることを特徴とする。
請求項２の発明では、請求項１に係る非対称船尾フィン構造において、前記船尾フィン構造は、正面から見て略台形状であることを特徴とする。
請求項３の発明では、請求項１に係る非対称船尾フィン構造において、前記船尾フィン構造は、前記一方の面を平坦面に構成するとともに、他方の面を船体取付部から前記船体取付部と開放端側との中間部分まで徐々に厚みが減少する形状ないし船体取付部から開放端まで徐々に厚みが減少する形状であることを特徴とする。
請求項４の発明では、請求項１に係る非対称船尾フィン構造において、前記船尾フィン構造は、左舷測船尾フィンおよび右舷測船尾フィンにおいて、左舷測船尾フィンの前端および後端のそれぞれを右舷測船尾フィン位置より後退して位置せしめたことを特徴とする。
請求項５の発明では、請求項４に係る非対称船尾フィン構造において、前記左舷測船尾フィンの前端位置を０．７５ステーションから１．０ステーションの間に位置せしめ、後端位置をスターンフレーム位置と０．５ステーションの間に位置せしめたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１ないし図８は、本発明の第１の実施の形態を説明するものである。まず、図１ないし図６を用いて、本発明の第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造の構造を説明する。ここに、図１は本発明の第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造を示す側面図である。図２は、本発明の第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造の図１のＡ−Ａ線から見た図である。図３は、本発明の第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造を背面から見た図である。図４は、本発明の第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造に使用する船尾フィンを示す平面図である。図５は、図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図６は図４のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【００１１】
本発明の第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造１は、詳細は後述するが、図１ないし図６に示すように船舶３の船尾５に船尾フィン７を固定してなるものである。すなわち、本第１実施の形態に係る非対称船尾フィン構造１は、図４ないし図６に示すように一方の面を平坦面に構成するとともに他方の面を船体取付部分７１から開放端側７２に向けて厚みが減少する断面形状とした船尾フィン７ａ（７ｂ）を、図２および図３に示すように当該平坦面がプロペラ９の回転方向に向けて左右両舷にそれぞれ配置し、かつ、前記船尾フィン７ａ，７ｂの船体取付部分の側面仰角を５度〜１６度の上向角に配置し、前記船尾フィン７ａ，７ｂの後端高さをプロペラ半径の６０〜７０％の範囲に配置し、かつ、図１に示すように前記船尾フィン７ａ（７ｂ）の後端が略０．５ステーションの位置付近にし、前記船尾フィン７ａ（７ｂ）の前端が略１．０ステーションより後方の所定位置の付近に配置したものである。
【００１２】
この本発明の第１の実施の形態にかかる非対称船尾フィン構造の特徴を前述するように一言で言えば、幅広の左右非対称の船尾フィン構造であって、そのフィン位置は、前記船尾フィン７ａ（７ｂ）の後端は、スターンフレーム（船尾骨材）１２より前方の船尾剥離発生箇所に位置する一方、前記船尾フィン７ａ（７ｂ）の前端は、Ａ．Ｐから１０％Ｌｐｐ前方に位置するように配置構成され、いわば、船尾域に発生する水流の剥離域の流れを加速させる、プロペラへの回転流を積極的に作り出し、船尾フィンで船尾剥離を消し、プロペラ回転エネルギーを回収する原理に基づくものといえる。
【００１３】
なお、前記船尾フィン７ａ（７ｂ）の前端の位置は、当該船舶の航行速度によって決定され、航行速度が早くなればなるほど前記船尾フィン７ａ（７ｂ）の前端の位置は０．５ステーション側に後退してゆくことになる。また、符号１１は舵である。
また、前記船尾フィン７ａ（７ｂ）は、図４に示すように平面から見て略台形をしたものである。また、前記船尾フィン７ａ（７ｂ）は、図５に示すように、前記一方の面を平坦面に構成するとともに、他方の面を船体取付部７１から船体取付部分７１と開放端側７２との中間部分まで徐々に厚みが減少する形状にしたものである。さらに、前記船尾フィン７ａ（７ｂ）は、図６に示すように、全体として長手方向に薄い台形形状に構成されている。
【００１４】
このような構造の非対称船尾フィン構造１の作用を図１ないし図６を基に、図７および図８を参照して説明する。ここに、図７は、本発明の第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造による船尾フィンのある場合と船尾フィンのない場合の剰余抵抗係数を水槽実験によって得た特性図であり、横軸にフィールド数Ｆｎを、縦軸に剰余抵抗係数ｒＲを、それぞれとったものである。図７において、実線で示すグラフは、船尾フィンの無いものの特性を、点線で示すグラフは船尾フィンのある前記第１の実施の形態に係る非対称船尾フィンの特性を示す。
【００１５】
この図７において、剰余抵抗ＲＲは上記数式１からもわかるように全抵抗ＲＴから摩擦抵抗ＲＦを引いた値であって、剰余抵抗係数ｒ
Ｒは剰余抵抗ＲＲを排水容積と速度とで割ることにより無次元化したものである。すなわち、剰余抵抗係数ｒＲは以下の数式３で与えられる。
［数３］
ｒＲ＝ＲＲ／｛ρ×排水容積＾（２／３）×速度＾（２）｝
ここに、ρは流体の密度である。
【００１６】
図８は、本発明の第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造による船尾フィンのある場合と従来の船尾フィン構造の自航要素を水槽実験によって得た特性図であり、横軸にフィールド数Ｆｎを、縦軸に自航要素（１−ｔ，１−Ｗｍ，ηｒ）を、それぞれとったものである。本実施の形態に係る非対称船尾フィン構造の自航要素を点線で、従来の船尾フィン構造の自航要素を点線で示されている。
この図８において、ηｒは推進器効率であり、推進器（プロペラ）が船尾にあることで変わることを示す値であり、通常、０．９９〜１．０２で値が高いほど自航要素がよいとする値である。
【００１７】
また、この図８において、（１−ｔ）は推力減少係数であり、推進器（プロペラ）が船尾にあることで、プロペラ推力が減少することを表す値であり、通常、（１−ｔ）は０．７６〜０．８３で値が高いほど自航要素がよいとする値である。
さらに、図８において、Ｗｍは伴流係数で、推進器（プロペラ）の位置での船の伴流係数を示すものであり、通常、１−Ｗｍは０．５〜０．７で、値が低いほど自航要素がよくなるという値である。
【００１８】
本発明の第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造１によれば、船尾フィン７ａ，７ｂが図２および図３に示すように当該平坦面がプロペラ９の回転方向に向けて左右両舷にそれぞれ配置されており、かつ、船尾フィン７ａ，７ｂの断面形状が図５および図６に示すような形状していることから、図１に示すように当該船尾フィン７ａ（７ｂ）の平坦面側を流れる流体Ｌ１の速度より当該船尾フィン７ａ（７ｂ）の厚みのある側の流体Ｌ２の流れが速くなり、その結果、流体は図３に示すようにプロペラ９の回転方向に向けて捩じられたような状態（後方から見て右回転流となった状態）でプロペラ９に供給されることになる。これによって、プロペラ９の推力の補助がされることになる。
【００１９】
このような本発明の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造１によれば、剰余抵抗係数ｒＲは、図７の点線で示すように、従来の船尾フィン７ａ，７ｂのもの（図７の実線で示されているもの）から比較して、小さな値を示すことがわかる。
また、本発明の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造１の船尾フィン７ａ，７ｂのあるものの方が（図８の点線）、従来の船尾フィン７ａ，７ｂ（図８の実線）より、ηｒおよび（１−ｔ）は大きな値になっており、かつ、（１−Ｗｍ）は小さな値になっていて、自航要素が改善されていることがわかる。
【００２０】
本発明の第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造１では、従来のように粘性圧力Ｒｖｐが低下させるという作用を応用したものではなく、自航要素を改善させることにより、船体抵抗の減少をさせているものである。
本発明の第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造１では、プロペラ９の前方の流体の流れを左右非対象に配置した船尾フィン７ａ，７ｂにより、プロペラ９の回転方向に向けて捩じられたような状態（後方から見て右回転流となった状態）でプロペラ９に供給されることによってプロペラ９の推力を補助することより、船体抵抗値が３％、自航要素が４％改善されることになる。
【００２１】
図９は本発明の第２の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造に使用する船尾フィンを示す平面図である。図１０は図９のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
これらの図において、本発明の第２の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造で使用する船尾フィン７Ａは、前記一方の面を平坦面に構成するとともに、船体取付部７１から開放端７２まで徐々に厚みが減少する形状に構成したものである。また、船尾フィン７Ａは、図示しないが第１の実施の形態と同様に、厚みのある面を長手方向に流線型に構成してある。
【００２２】
このような形状によっても、本発明の第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造と同様な作用効果を奏するものとなる。
次に、本発明の第３の実施の携帯に係る非対称船尾フィン構造について図面に基づいて説明する。図１１ないし図１３は、本発明の第３の実施の形態を説明するための図である。ここに、図１１は、本発明の第３の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造を示す側面図であり、前記図１に相当する図である。
【００２３】
なお、以降、本実施の形態に係る船尾フィン７ａ３、７ｂ３の位置を明らかにするため、図１１に示すように、第３の実施の形態に係る非対称船尾フィン７ａ３、７ｂ３の反対側のフィンを投影して表現することとする。また、図１２は、本発明の第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造の図１のＡ−Ａ線と同様の線からみたものであって、本発明の第３の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造のＡ−Ａ線から見た図である。図１３は、同様に、前記本発明の第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造の背面から見た図と同様に、本発明の第３の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造の背面から見た図である。図において、同一の符号は従前に説明した部材と同じものを示し、その説明を省略する。
【００２４】
本発明の第３の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造の構造１は、図１１ないし図１３に示すように、フィン形状としては、本発明の前記第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造とは変わらず、フィン位置において、左右のフィンの取り付け位置をずらして構成したものである。すなわち、右舷のフィンについては、前記第１の実施の形態に係るフィンとその形状ならびにその取り付け位置は変わらないが、左舷のフィン７ｂ３について、その取り付け位置のうち、後端がスターンフレーム（船尾骨材）の位置とＡ．Ｐ．（舵中心位置）から５％Ｌｐｐ（船の長さ：正確には、前記Ａ．Ｐ．とＦ．Ｐ．間）の長さの間で後方に位置させて配置している。なお、フィン形状は、前記図４ないし図６に示した前記第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造のものと同じであるのでその説明を省略する。
【００２５】
本発明の第３の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造１の取り付け位置は、図１１ないし図１３に示すように、基本的には、前述の第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造と同じ幅広の左右非対称形状であるが、その取り付け位置において、左右の取り付け位置をずらして取り付けられている。すなわち、図１１に示すように、左舷の船尾フィン７ｂ３を、前記第１の実施の形態の船尾フィンの取り付け延長線上で後方に下げて取り付けるようにしている。
【００２６】
この関係を図面に基づいて説明する。図１１は、前記第３の実施の形態に係る非対称船尾フィンの取り付け位置を示す船尾右側図であり、図１に示す第１の実施の形態に係る非対称船尾フィンと同じものであるが、該右側図に反対側のフィンを投影させて点線にて描いたものである。
【００２７】
図１１に示される第３の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造と、図１に示される前記第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン１構造を比較すると、船尾フィン７ａ、７ｂが、右舷、左舷とも、その前端、後端の取り付け位置を同じくして取り付けられている。しかしながら、前記第３の実施の形態に係る非対称船尾フィン７ａ３、７ｂ３は、左舷側の船尾フィン７ｂ３の取り付け位置が前端、後端ともに、その取り付け線上で後方にずらして取り付けられている。すなわち、該船尾フィン７ａ３、７ｂ３の取り付け位置は、右舷のフィン７ａ３の後端ではスターンフレーム（船尾骨材）１２よりやや前方に位置せしめているのに対し、左舷のフィン７ｂ３の後端では、その位置が、ほぼスターンフレーム１２位置に位置するように取り付け配置される。
【００２８】
また、同フィン７ａ３、７ｂ３の前端位置は、前記第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン７ａ、７ｂでは、Ａ．Ｐから１０％Ｌｐｐ前方に位置するのに対し、第３の実施に形態に係る非対称船尾フィン７ａ３、７ｂ３では、Ａ．Ｐから５％Ｌｐｐ前方位置に位置するように取り付け配置され、左舷のフィン７ｂ３が、第１の実施に形態に係る船尾フィン７ｂより後方に位置するように取付配置される。これは、図１に示されるように、第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン７ａ（７ｂ）の後端が略０．５ステーションの位置付近に位置し、前端が略１．０ステーションより後方に所定位置付近に位置するのに対して、第３の実施の形態に係る非対称船尾フィン７ａ３（７ｂ３）は、図１１に示されるように、右舷側の船尾フィン７ａ３の前端は、第１の実施の形態に係る非対称船尾フィンの左舷側のフィン７ａと同じ後端が略０．５ステーションの位置付近に位置し、前端が略１．０ステーションより後方の所定一付近に位置するのに対して、左舷側のフィン７ｂ３は、後端が、スターンフレーム１２の位置と０．５ステーションの間に位置し、かつ、前端が、０．７５ステーションから１．０ステーションの間にあり、前記第１の実施の形態に係る船尾フィン７ｂより後方に位置する。
【００２９】
なお、当該第３に実施の形態に係る非対称船尾フィン７ａ３、７ｂ３においては、図１１に示すように、図２および図３に示した前記第１に実施の形態に係る非対称船尾フィン７ａ、７ｂと同じく、当該平坦面がプロペラ９の回転方向に向けて左右両舷にそれぞれ配置し、かつ、前記船尾フィン７ａ３，７ｂ３の船体取付部分の側面仰角を５度〜１６度の上向角に配置し、前記船尾フィン７ａ３，７ｂ３の後端高さをプロペラ半径の６０〜７０％の範囲に配置させている、このような第１の実施の形態に係る非対称船尾フィンおよび第３の実施の形態に係る非対称船尾フィンの馬力節減効果について検証し、従来のそれと比較する。
【００３０】
従来の船体（Ａ船、Ｂ船、Ｃ船）について、それぞれＦＵＬＬ（満載喫水）およびＢＡＬＬＡＳＴ（軽荷喫水）について検証すると、それぞれ、Ａ船においては、ＦＵＬＬにおいて４．７％、ＢＡＬＬＡＳＴにおいて２．０％、Ｂ船のＥＵＬＬにおいては、２．０％、同ＢＡＬＬＡＳＴにおいては、４．６％、Ｃ船のＥＵＬＬにおいては２．０％、ＢＡＬＬＡＳＴにおいては、４．３％であり、船型によっては、ＦＵＬＬとＢＡＬＬＡＳＴにおいて、どちらかが２．０％程度の馬力節減効果があるのに付して、上記第１の実施の形態に係る非対称船尾フィンでは、ＦＵＬＬにおいては，３．８％、ＢＡＬＬＡＳＴにおいては、３．１％と、ＦＵＬＬ、ＢＡＬＬＡＳＴともに３．０％以上の馬力節減効果が見いだされ、また、上記第３に実施の形態に係る非対称船尾フィンにおいては、痩せ型船２隻、小型船１隻、肥大船２隻の係隻で確認したところ、いずれも、上記第１の実施の形態に係る非対称船尾フィンより、さらに、１％アップの馬力節減効果が見いだされた。
【００３１】
なお、これらの馬力節減効果は、船型水槽試験で確認したものである。
これらの水槽試験の結果から導き出された白航要素を図８に示すと同じように、図１４に示す。
図１４は、従来の船尾フィン構造に係る自航要素（実線で示す）と、前記第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造の自航要素（波線で示す）と、当該第３の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造の自航要素（点線で示す）を示したものである。図１４から知りうるように、これらの日航要素のうち、推進器効率（μｒ）および伴流係数Ｗｍについては、第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造と第３の実施の形態に係る非対称船尾フイン構造の自航要素と変化は見いだしがたいが、推力減少係数（１−ｔ）においては、第３の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造の自航要素（点線で示す）が約１％改善されている。なお、図１４において、第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造の自航要素と第３の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造の自航要素において、両者間に変化の見られない自航要素については、波線で示した。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、一方の面を平坦面に構成するとともに他方の面を船体取付部分から開放端側に向けて厚みが減少する断面形状とした船尾フィンを、当該船尾フィンの後端がプロペラの前方の略０．５ステーションの位置に左右非対象に配置したにより、プロペラの前方の流体をプロペラの回転方向に向けて捩じられたような状態でプロペラに供給できるようにしたので、プロペラの推力が補助されて、船体抵抗値および自航要素が所定の値改善されるという効果がある。
また、同船尾フィン構造のうち、右舷の船尾フィンを所定位置だけ後退せしめて、左右の位置をずらした構造のものは、自航要素の推力減少係数において，さらに、改善されるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造を示す側面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造の図１のＡ−Ａ線から見た図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造を背面から見た図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造に使用する船尾フィンを示す平面面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図６】図４のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造による船尾フィンのある場合と船尾フィンのない場合の剰余抵抗係数を水槽実験によって得た特性図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造による船尾フィンのある場合と船尾フィンのない場合の自航要素を水槽実験によって得た特性図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造に使用する船尾フィンを示す平面図である。
【図１０】図９のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の第３の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造を示す側面図である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造のＡ−Ａ線から見た図である。
【図１３】本発明の第３の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造の背面から見た図である。
【図１４】従来の船尾フィン構造に係る自航要素（実線で示す）と、前記第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造の自航要素（波線で示す）と、当該第３の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造の自航要素（点線で示す）を示したものである。
【図１５】従来の船尾フィン構造を示す側面図である。
【図１６】従来の船尾フィン構造を示す背面図である。
【符号の説明】
１ 非対称船尾フィン構造
３ 船舶
５ 船尾
７、７ａ、７ｂ、７Ａ 船尾フィン
７１ 船体取付部
７２ 開放端
９ プロペラ
１１ 舵
１２ スターンフレーム
【発明の属する技術分野】
本発明は、船舶の船尾に船尾フィンを固定してなる非対称船尾フィン構造に関する。さらに説明すると、本発明は、一方の面を平坦面に構成するとともに他方の面を船体取付部分から開放端側に向けて厚みが減少する断面形状とした船尾フィンを、その平坦の面がプロペラの回転方向に向けて左右両舷にそれぞれ配置してなる非対称船尾フィン構造に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来、この種の船尾フィン構造としては、船尾のプロペラの前方において、船体の外板の両側に渡って整流フィンを取り付け、かつ、この整流フィンの後端の高さと当該整流フィンの取付角度を所定の値に設定したものが提供されている（登録実用新案公報（実用新案登録第３０７４０５９号））。
【０００３】
図１５は、上述した従来の船尾フィン構造を示す側面図である。図１６は、上述した従来の船尾フィン構造を示す背面図である。
これらの図において、従来の船尾フィン構造は、船舶１０３の船尾のプロペラ１０５の前方において、船体１０７の外板の両側に渡って整流フィン１０９を取り付け、かつ、当該整流フィン１０９の寸法と、当該整流フィン１０９の後端の高さ及び長さと、当該整流フィン１０９の取付角度と、当該整流フィン１０９の断面形状とを次のように規定したものである。
【０００４】
ここで、前記整流フィン１０９の寸法は、フィン幅がＷで、フィン長さがＬとしたものである。また、前記整流フィン１０９は、船体１０７の中心（ＣＬ）上での整流フィン１０９の後端高さがプロペラ半径の６０〜７０％の範囲にし、かつ、整流フィン１０９の後端止まり位置１０９Ｂがプロペラ位置からプロペラ直径の３０％前方に配置し、前記整流フィン１０９の前端取付位置１０９Ａを船尾後部垂線より前方７〜１０％船長に配置されている。また、前記整流フィン１０９は、船体取付部の側面仰角６°〜１５°の上向き角度を持たせて配置されている。前記整流フィン１０９は、選択取付部から先端に向かって薄くなる楔型の断面形状をしたものである。また、前記整流フィン１０９は、全体として略Ｖ字形状をしており、船体外板の両側に渡り設置されている。すなわち、この従来の船尾フィン構造の特徴を一言で言えば、幅の狭い左右対称のフィン構造であって、そのフィン位置は、プロペラ位置からプロペラ直径の３０％前方、すなわち、スターンフレームとプロペラの間にフィン後端が位置し、フィン前端はＡ．Ｐから７〜１０％Ｌｐｐ前方に位置するように配置構成し、いわば、プロペラへの流入をスムースにするために、整流フィンのプロペラサクション効果を利用せんとした原理にかかるものといえる。
【０００５】
このような従来の船尾フィン構造によれば、プロペラ１０５の前方で乱れた流線が整流されるとともに増速されてプロペラ１０５に供給されることになり、整流・増速されることで渦抵抗が減少し、推進性能を向上させることができる。
このように推進性能が向上する理由は、以下に説明するように、整流・増速されることで渦抵抗が減少し、船舶が液体上を移動するときの全抵抗ＲＴが減少したことにある。
【０００６】
すなわち、船舶が液体上を移動するときの全抵抗ＲＴは、そのときの剰余抵抗をＲＲ、摩擦抵抗をＲＦとすると、次の数式１で与えられる。
［数１］
ＲＴ＝ＲＲ＋ＲＦ
また、剰余抵抗ＲＲは、造波抵抗をＲｗ、粘性圧力をＲｖｐとすると、次の数式２で与えられる。
［数２］
ＲＲ＝Ｒｗ＋Ｒｖｐ
【０００７】
そして、上述したような従来の船尾フィン構造にすることにより、整流フィン１０９でプロペラ直前の液体の流れを整流・増速することで渦抵抗を減少させた結果、粘性圧力Ｒｖｐが低下することになって、船舶に加わる全抵抗ＲＴが減少し、プロペラサクション効果によって自航要素が改善されることになった。ここで、自航要素とは、スラスト減少係数、伴流率、推進器効率比のことをいう。また、伴流とは、流体の粘性による粘性伴流、ポテンシャル伴流および波の運動による波伴流のことをいい、これらにより船舶が受ける影響を比率で表したものが伴流率である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の船尾フィン構造によれば、上述したように自航要素は改善できるものの、整流フィンの固有抵抗により船体抵抗が増加するという欠点があった。
本発明は、上述した欠点を解消し、フィンの固有抵抗を打ち消し、船体抵抗を減少させると同時に、プロペラへの非対象流れを発生させることにより自航要素を改善させた非対称船尾フィン構造を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明にかかる非対称船尾フィン構造は、船舶の船尾に船尾フィンを固定してなる非対称船尾フィン構造において、一方の面を平坦面に構成するとともに他方の面を船体取付部分から開放端側に向けて厚みが減少する断面形状とした船尾フィンを、その平坦の面がプロペラの回転方向に向けて左右両舷にそれぞれ配置し、かつ、前記船尾フィンの船体取付部分の側面仰角を所定の値にし、前記船尾フィンの後端高さをプロペラ半径の６０〜７０％の範囲に配置し、かつ、前記船尾フィンの後端が略０．５ステーションの位置付近に配置してなることを特徴とする。
請求項２の発明では、請求項１に係る非対称船尾フィン構造において、前記船尾フィン構造は、正面から見て略台形状であることを特徴とする。
請求項３の発明では、請求項１に係る非対称船尾フィン構造において、前記船尾フィン構造は、前記一方の面を平坦面に構成するとともに、他方の面を船体取付部から前記船体取付部と開放端側との中間部分まで徐々に厚みが減少する形状ないし船体取付部から開放端まで徐々に厚みが減少する形状であることを特徴とする。
請求項４の発明では、請求項１に係る非対称船尾フィン構造において、前記船尾フィン構造は、左舷測船尾フィンおよび右舷測船尾フィンにおいて、左舷測船尾フィンの前端および後端のそれぞれを右舷測船尾フィン位置より後退して位置せしめたことを特徴とする。
請求項５の発明では、請求項４に係る非対称船尾フィン構造において、前記左舷測船尾フィンの前端位置を０．７５ステーションから１．０ステーションの間に位置せしめ、後端位置をスターンフレーム位置と０．５ステーションの間に位置せしめたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１ないし図８は、本発明の第１の実施の形態を説明するものである。まず、図１ないし図６を用いて、本発明の第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造の構造を説明する。ここに、図１は本発明の第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造を示す側面図である。図２は、本発明の第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造の図１のＡ−Ａ線から見た図である。図３は、本発明の第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造を背面から見た図である。図４は、本発明の第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造に使用する船尾フィンを示す平面図である。図５は、図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図６は図４のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【００１１】
本発明の第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造１は、詳細は後述するが、図１ないし図６に示すように船舶３の船尾５に船尾フィン７を固定してなるものである。すなわち、本第１実施の形態に係る非対称船尾フィン構造１は、図４ないし図６に示すように一方の面を平坦面に構成するとともに他方の面を船体取付部分７１から開放端側７２に向けて厚みが減少する断面形状とした船尾フィン７ａ（７ｂ）を、図２および図３に示すように当該平坦面がプロペラ９の回転方向に向けて左右両舷にそれぞれ配置し、かつ、前記船尾フィン７ａ，７ｂの船体取付部分の側面仰角を５度〜１６度の上向角に配置し、前記船尾フィン７ａ，７ｂの後端高さをプロペラ半径の６０〜７０％の範囲に配置し、かつ、図１に示すように前記船尾フィン７ａ（７ｂ）の後端が略０．５ステーションの位置付近にし、前記船尾フィン７ａ（７ｂ）の前端が略１．０ステーションより後方の所定位置の付近に配置したものである。
【００１２】
この本発明の第１の実施の形態にかかる非対称船尾フィン構造の特徴を前述するように一言で言えば、幅広の左右非対称の船尾フィン構造であって、そのフィン位置は、前記船尾フィン７ａ（７ｂ）の後端は、スターンフレーム（船尾骨材）１２より前方の船尾剥離発生箇所に位置する一方、前記船尾フィン７ａ（７ｂ）の前端は、Ａ．Ｐから１０％Ｌｐｐ前方に位置するように配置構成され、いわば、船尾域に発生する水流の剥離域の流れを加速させる、プロペラへの回転流を積極的に作り出し、船尾フィンで船尾剥離を消し、プロペラ回転エネルギーを回収する原理に基づくものといえる。
【００１３】
なお、前記船尾フィン７ａ（７ｂ）の前端の位置は、当該船舶の航行速度によって決定され、航行速度が早くなればなるほど前記船尾フィン７ａ（７ｂ）の前端の位置は０．５ステーション側に後退してゆくことになる。また、符号１１は舵である。
また、前記船尾フィン７ａ（７ｂ）は、図４に示すように平面から見て略台形をしたものである。また、前記船尾フィン７ａ（７ｂ）は、図５に示すように、前記一方の面を平坦面に構成するとともに、他方の面を船体取付部７１から船体取付部分７１と開放端側７２との中間部分まで徐々に厚みが減少する形状にしたものである。さらに、前記船尾フィン７ａ（７ｂ）は、図６に示すように、全体として長手方向に薄い台形形状に構成されている。
【００１４】
このような構造の非対称船尾フィン構造１の作用を図１ないし図６を基に、図７および図８を参照して説明する。ここに、図７は、本発明の第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造による船尾フィンのある場合と船尾フィンのない場合の剰余抵抗係数を水槽実験によって得た特性図であり、横軸にフィールド数Ｆｎを、縦軸に剰余抵抗係数ｒＲを、それぞれとったものである。図７において、実線で示すグラフは、船尾フィンの無いものの特性を、点線で示すグラフは船尾フィンのある前記第１の実施の形態に係る非対称船尾フィンの特性を示す。
【００１５】
この図７において、剰余抵抗ＲＲは上記数式１からもわかるように全抵抗ＲＴから摩擦抵抗ＲＦを引いた値であって、剰余抵抗係数ｒ
Ｒは剰余抵抗ＲＲを排水容積と速度とで割ることにより無次元化したものである。すなわち、剰余抵抗係数ｒＲは以下の数式３で与えられる。
［数３］
ｒＲ＝ＲＲ／｛ρ×排水容積＾（２／３）×速度＾（２）｝
ここに、ρは流体の密度である。
【００１６】
図８は、本発明の第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造による船尾フィンのある場合と従来の船尾フィン構造の自航要素を水槽実験によって得た特性図であり、横軸にフィールド数Ｆｎを、縦軸に自航要素（１−ｔ，１−Ｗｍ，ηｒ）を、それぞれとったものである。本実施の形態に係る非対称船尾フィン構造の自航要素を点線で、従来の船尾フィン構造の自航要素を点線で示されている。
この図８において、ηｒは推進器効率であり、推進器（プロペラ）が船尾にあることで変わることを示す値であり、通常、０．９９〜１．０２で値が高いほど自航要素がよいとする値である。
【００１７】
また、この図８において、（１−ｔ）は推力減少係数であり、推進器（プロペラ）が船尾にあることで、プロペラ推力が減少することを表す値であり、通常、（１−ｔ）は０．７６〜０．８３で値が高いほど自航要素がよいとする値である。
さらに、図８において、Ｗｍは伴流係数で、推進器（プロペラ）の位置での船の伴流係数を示すものであり、通常、１−Ｗｍは０．５〜０．７で、値が低いほど自航要素がよくなるという値である。
【００１８】
本発明の第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造１によれば、船尾フィン７ａ，７ｂが図２および図３に示すように当該平坦面がプロペラ９の回転方向に向けて左右両舷にそれぞれ配置されており、かつ、船尾フィン７ａ，７ｂの断面形状が図５および図６に示すような形状していることから、図１に示すように当該船尾フィン７ａ（７ｂ）の平坦面側を流れる流体Ｌ１の速度より当該船尾フィン７ａ（７ｂ）の厚みのある側の流体Ｌ２の流れが速くなり、その結果、流体は図３に示すようにプロペラ９の回転方向に向けて捩じられたような状態（後方から見て右回転流となった状態）でプロペラ９に供給されることになる。これによって、プロペラ９の推力の補助がされることになる。
【００１９】
このような本発明の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造１によれば、剰余抵抗係数ｒＲは、図７の点線で示すように、従来の船尾フィン７ａ，７ｂのもの（図７の実線で示されているもの）から比較して、小さな値を示すことがわかる。
また、本発明の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造１の船尾フィン７ａ，７ｂのあるものの方が（図８の点線）、従来の船尾フィン７ａ，７ｂ（図８の実線）より、ηｒおよび（１−ｔ）は大きな値になっており、かつ、（１−Ｗｍ）は小さな値になっていて、自航要素が改善されていることがわかる。
【００２０】
本発明の第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造１では、従来のように粘性圧力Ｒｖｐが低下させるという作用を応用したものではなく、自航要素を改善させることにより、船体抵抗の減少をさせているものである。
本発明の第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造１では、プロペラ９の前方の流体の流れを左右非対象に配置した船尾フィン７ａ，７ｂにより、プロペラ９の回転方向に向けて捩じられたような状態（後方から見て右回転流となった状態）でプロペラ９に供給されることによってプロペラ９の推力を補助することより、船体抵抗値が３％、自航要素が４％改善されることになる。
【００２１】
図９は本発明の第２の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造に使用する船尾フィンを示す平面図である。図１０は図９のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
これらの図において、本発明の第２の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造で使用する船尾フィン７Ａは、前記一方の面を平坦面に構成するとともに、船体取付部７１から開放端７２まで徐々に厚みが減少する形状に構成したものである。また、船尾フィン７Ａは、図示しないが第１の実施の形態と同様に、厚みのある面を長手方向に流線型に構成してある。
【００２２】
このような形状によっても、本発明の第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造と同様な作用効果を奏するものとなる。
次に、本発明の第３の実施の携帯に係る非対称船尾フィン構造について図面に基づいて説明する。図１１ないし図１３は、本発明の第３の実施の形態を説明するための図である。ここに、図１１は、本発明の第３の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造を示す側面図であり、前記図１に相当する図である。
【００２３】
なお、以降、本実施の形態に係る船尾フィン７ａ３、７ｂ３の位置を明らかにするため、図１１に示すように、第３の実施の形態に係る非対称船尾フィン７ａ３、７ｂ３の反対側のフィンを投影して表現することとする。また、図１２は、本発明の第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造の図１のＡ−Ａ線と同様の線からみたものであって、本発明の第３の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造のＡ−Ａ線から見た図である。図１３は、同様に、前記本発明の第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造の背面から見た図と同様に、本発明の第３の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造の背面から見た図である。図において、同一の符号は従前に説明した部材と同じものを示し、その説明を省略する。
【００２４】
本発明の第３の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造の構造１は、図１１ないし図１３に示すように、フィン形状としては、本発明の前記第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造とは変わらず、フィン位置において、左右のフィンの取り付け位置をずらして構成したものである。すなわち、右舷のフィンについては、前記第１の実施の形態に係るフィンとその形状ならびにその取り付け位置は変わらないが、左舷のフィン７ｂ３について、その取り付け位置のうち、後端がスターンフレーム（船尾骨材）の位置とＡ．Ｐ．（舵中心位置）から５％Ｌｐｐ（船の長さ：正確には、前記Ａ．Ｐ．とＦ．Ｐ．間）の長さの間で後方に位置させて配置している。なお、フィン形状は、前記図４ないし図６に示した前記第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造のものと同じであるのでその説明を省略する。
【００２５】
本発明の第３の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造１の取り付け位置は、図１１ないし図１３に示すように、基本的には、前述の第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造と同じ幅広の左右非対称形状であるが、その取り付け位置において、左右の取り付け位置をずらして取り付けられている。すなわち、図１１に示すように、左舷の船尾フィン７ｂ３を、前記第１の実施の形態の船尾フィンの取り付け延長線上で後方に下げて取り付けるようにしている。
【００２６】
この関係を図面に基づいて説明する。図１１は、前記第３の実施の形態に係る非対称船尾フィンの取り付け位置を示す船尾右側図であり、図１に示す第１の実施の形態に係る非対称船尾フィンと同じものであるが、該右側図に反対側のフィンを投影させて点線にて描いたものである。
【００２７】
図１１に示される第３の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造と、図１に示される前記第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン１構造を比較すると、船尾フィン７ａ、７ｂが、右舷、左舷とも、その前端、後端の取り付け位置を同じくして取り付けられている。しかしながら、前記第３の実施の形態に係る非対称船尾フィン７ａ３、７ｂ３は、左舷側の船尾フィン７ｂ３の取り付け位置が前端、後端ともに、その取り付け線上で後方にずらして取り付けられている。すなわち、該船尾フィン７ａ３、７ｂ３の取り付け位置は、右舷のフィン７ａ３の後端ではスターンフレーム（船尾骨材）１２よりやや前方に位置せしめているのに対し、左舷のフィン７ｂ３の後端では、その位置が、ほぼスターンフレーム１２位置に位置するように取り付け配置される。
【００２８】
また、同フィン７ａ３、７ｂ３の前端位置は、前記第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン７ａ、７ｂでは、Ａ．Ｐから１０％Ｌｐｐ前方に位置するのに対し、第３の実施に形態に係る非対称船尾フィン７ａ３、７ｂ３では、Ａ．Ｐから５％Ｌｐｐ前方位置に位置するように取り付け配置され、左舷のフィン７ｂ３が、第１の実施に形態に係る船尾フィン７ｂより後方に位置するように取付配置される。これは、図１に示されるように、第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン７ａ（７ｂ）の後端が略０．５ステーションの位置付近に位置し、前端が略１．０ステーションより後方に所定位置付近に位置するのに対して、第３の実施の形態に係る非対称船尾フィン７ａ３（７ｂ３）は、図１１に示されるように、右舷側の船尾フィン７ａ３の前端は、第１の実施の形態に係る非対称船尾フィンの左舷側のフィン７ａと同じ後端が略０．５ステーションの位置付近に位置し、前端が略１．０ステーションより後方の所定一付近に位置するのに対して、左舷側のフィン７ｂ３は、後端が、スターンフレーム１２の位置と０．５ステーションの間に位置し、かつ、前端が、０．７５ステーションから１．０ステーションの間にあり、前記第１の実施の形態に係る船尾フィン７ｂより後方に位置する。
【００２９】
なお、当該第３に実施の形態に係る非対称船尾フィン７ａ３、７ｂ３においては、図１１に示すように、図２および図３に示した前記第１に実施の形態に係る非対称船尾フィン７ａ、７ｂと同じく、当該平坦面がプロペラ９の回転方向に向けて左右両舷にそれぞれ配置し、かつ、前記船尾フィン７ａ３，７ｂ３の船体取付部分の側面仰角を５度〜１６度の上向角に配置し、前記船尾フィン７ａ３，７ｂ３の後端高さをプロペラ半径の６０〜７０％の範囲に配置させている、このような第１の実施の形態に係る非対称船尾フィンおよび第３の実施の形態に係る非対称船尾フィンの馬力節減効果について検証し、従来のそれと比較する。
【００３０】
従来の船体（Ａ船、Ｂ船、Ｃ船）について、それぞれＦＵＬＬ（満載喫水）およびＢＡＬＬＡＳＴ（軽荷喫水）について検証すると、それぞれ、Ａ船においては、ＦＵＬＬにおいて４．７％、ＢＡＬＬＡＳＴにおいて２．０％、Ｂ船のＥＵＬＬにおいては、２．０％、同ＢＡＬＬＡＳＴにおいては、４．６％、Ｃ船のＥＵＬＬにおいては２．０％、ＢＡＬＬＡＳＴにおいては、４．３％であり、船型によっては、ＦＵＬＬとＢＡＬＬＡＳＴにおいて、どちらかが２．０％程度の馬力節減効果があるのに付して、上記第１の実施の形態に係る非対称船尾フィンでは、ＦＵＬＬにおいては，３．８％、ＢＡＬＬＡＳＴにおいては、３．１％と、ＦＵＬＬ、ＢＡＬＬＡＳＴともに３．０％以上の馬力節減効果が見いだされ、また、上記第３に実施の形態に係る非対称船尾フィンにおいては、痩せ型船２隻、小型船１隻、肥大船２隻の係隻で確認したところ、いずれも、上記第１の実施の形態に係る非対称船尾フィンより、さらに、１％アップの馬力節減効果が見いだされた。
【００３１】
なお、これらの馬力節減効果は、船型水槽試験で確認したものである。
これらの水槽試験の結果から導き出された白航要素を図８に示すと同じように、図１４に示す。
図１４は、従来の船尾フィン構造に係る自航要素（実線で示す）と、前記第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造の自航要素（波線で示す）と、当該第３の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造の自航要素（点線で示す）を示したものである。図１４から知りうるように、これらの日航要素のうち、推進器効率（μｒ）および伴流係数Ｗｍについては、第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造と第３の実施の形態に係る非対称船尾フイン構造の自航要素と変化は見いだしがたいが、推力減少係数（１−ｔ）においては、第３の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造の自航要素（点線で示す）が約１％改善されている。なお、図１４において、第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造の自航要素と第３の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造の自航要素において、両者間に変化の見られない自航要素については、波線で示した。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、一方の面を平坦面に構成するとともに他方の面を船体取付部分から開放端側に向けて厚みが減少する断面形状とした船尾フィンを、当該船尾フィンの後端がプロペラの前方の略０．５ステーションの位置に左右非対象に配置したにより、プロペラの前方の流体をプロペラの回転方向に向けて捩じられたような状態でプロペラに供給できるようにしたので、プロペラの推力が補助されて、船体抵抗値および自航要素が所定の値改善されるという効果がある。
また、同船尾フィン構造のうち、右舷の船尾フィンを所定位置だけ後退せしめて、左右の位置をずらした構造のものは、自航要素の推力減少係数において，さらに、改善されるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造を示す側面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造の図１のＡ−Ａ線から見た図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造を背面から見た図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造に使用する船尾フィンを示す平面面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図６】図４のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造による船尾フィンのある場合と船尾フィンのない場合の剰余抵抗係数を水槽実験によって得た特性図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造による船尾フィンのある場合と船尾フィンのない場合の自航要素を水槽実験によって得た特性図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造に使用する船尾フィンを示す平面図である。
【図１０】図９のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の第３の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造を示す側面図である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造のＡ−Ａ線から見た図である。
【図１３】本発明の第３の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造の背面から見た図である。
【図１４】従来の船尾フィン構造に係る自航要素（実線で示す）と、前記第１の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造の自航要素（波線で示す）と、当該第３の実施の形態に係る非対称船尾フィン構造の自航要素（点線で示す）を示したものである。
【図１５】従来の船尾フィン構造を示す側面図である。
【図１６】従来の船尾フィン構造を示す背面図である。
【符号の説明】
１ 非対称船尾フィン構造
３ 船舶
５ 船尾
７、７ａ、７ｂ、７Ａ 船尾フィン
７１ 船体取付部
７２ 開放端
９ プロペラ
１１ 舵
１２ スターンフレーム
Claims (5)
- 船舶の船尾に船尾フィンを固定してなる船尾フィン構造において、
一方の面を平坦面に構成するとともに他方の面を船体取付部分から開放端側に向けて厚みが減少する断面形状とした船尾フィンを、その平坦の面がプロペラの回転方向に向けて左右両舷にそれぞれ配置し、かつ、前記船尾フィンの船体取付部分の側面仰角を所定の値にし、前記船尾フィンの後端高さをプロペラ半径の６０〜７０％の範囲に配置し、かつ、前記船尾フィンの後端が略０．５ステーションの位置付近に配置してなることを特徴とする非対称船尾フィン構造。 - 前記船尾フィン構造は、正面から見て略台形状であることを特徴とする請求項１記載の非対称船尾フィン構造。
- 前記船尾フィン構造は、前記一方の面を平坦面に構成するとともに、他方の面を船体取付部から前記船体取付部と開放端側との中間部分まで徐々に厚みが減少する形状ないし船体取付部から開放端まで徐々に厚みが減少する形状であることを特徴とする請求項１記載の非対称船尾フィン構造。
- 前記船尾フィン構造は、左舷側船尾フィンおよび右舷側船尾フィンにおいて、左舷側船尾フィンの前端および後端のそれぞれを右舷側船尾フィン位置より後退して位置せしめたことを特徴とする請求項１に記載の非対称船尾フィン構造。
- 前記左舷側船尾フィンの前端位置を０．７５ステーションから１．０ステーションの間に位置せしめ、後端位置をスターンフレーム位置と０．５ステーションの間に位置せしめたことを特徴とする請求項４に記載の非対称船尾フィン構造。
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