JP2012006556A

JP2012006556A - ツインスケグ船

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Publication number: JP2012006556A
Application number: JP2010146467A
Authority: JP
Inventors: Fumitoshi Ochi; 文俊越智
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2010-06-28
Filing date: 2010-06-28
Publication date: 2012-01-12

Abstract

【課題】船尾部に設けられプロペラ軸をそれぞれ支持する左右一対のスケグ部を備えるツインスケグ船において、各スケグ部の側方に発生する船尾縦渦に起因する船体抵抗を効果的に低減でき、且つツインスケグ船の推進性能を向上させる。
【解決手段】船体３の船尾部４に船幅方向に間隔を隔てて設けられ、プロペラ軸５をそれぞれ支持する左右一対のスケグ部６と、プロペラ軸５の後端にそれぞれ装着された左右一対のプロペラ８とを備えるツインスケグ船１において、各スケグ部６の内側壁面６ｂに、各スケグ部６の内側に発生する船尾縦渦Ｓに対して迎角αを有するフィン１０をそれぞれ各スケグ部６の内側に発生する船尾縦渦Ｓの渦中心Ｃと同じ高さ位置に設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、船尾部に船幅方向に間隔を隔てて設けられ、プロペラ軸をそれぞれ支持する左右一対のスケグ部と、プロペラ軸の後端にそれぞれ装着された左右一対のプロペラとを備えるツインスケグ船に関する。

船舶を大型化するためには、港湾の水深制限により船舶の幅を大きくせざるを得ない。一方、推進器であるプロペラの直径は水深制限の影響を受けて大きくできないので、１枚のプロペラでは大型化した船舶の航行に必要な推進力を得ることが難しくなる。そこで、プロペラを２枚搭載し、且つ排水量を稼ぐために左右一対のスケグ部（ボッシング）を備えるツインスケグ船によってその課題を解決する方法がある。このようなツインスケグ船の推進効率の改善について、たとえば特許文献１のようなツインスケグ船が提案されている。

特開２００８−２４７３２２号公報

しかし、ツインスケグ船では、プロペラが装着されるプロペラ軸を支持するスケグ部（ボッシング）が２つあるため、通常では１つの船舶につき２個（１組）の船尾縦渦が４個（２組）発生する。船尾縦渦は船体抵抗の原因となるが、これまでツインスケグ船については船尾縦渦に起因する船体抵抗の低減のための措置がなされてこなかった。

そこで、本発明の目的は、船尾部に設けられプロペラ軸をそれぞれ支持する左右一対のスケグ部を備えるツインスケグ船において、各スケグ部の側方に発生する船尾縦渦に起因する船体抵抗を効果的に低減でき、且つツインスケグ船の推進性能を向上させることにある。

上記目的を達成するために、本発明は、船体の船尾部に船幅方向に間隔を隔てて設けられ、プロペラ軸をそれぞれ支持する左右一対のスケグ部と、前記プロペラ軸の後端にそれぞれ装着された左右一対のプロペラとを備えるツインスケグ船において、前記各スケグ部の内側壁面に、前記各スケグ部の内側に発生する船尾縦渦に対して迎角を有するフィンをそれぞれ前記各スケグ部の内側に発生する船尾縦渦の渦中心と同じ高さ位置に設けたものである。

前記フィンは、水平方向に張り出すように前記各スケグ部の内側壁面に設けられ、且つ、船後方から船前方に向かい前上がりに傾斜されているものであっても良い。

前記フィンは、ダクト形状に形成され、且つ、前記各スケグ部の内側に発生する船尾縦渦の渦中心よりも上方では船後方から船前方に向かい拡径されていると共に、前記各スケグ部の内側に発生する船尾縦渦の渦中心よりも下方では船後方から船前方に向かい縮径されているものであっても良い。

また、本発明は、船体の船尾部に船幅方向に間隔を隔てて設けられ、プロペラ軸をそれぞれ支持する左右一対のスケグ部と、前記プロペラ軸の後端にそれぞれ装着された左右一対のプロペラとを備えるツインスケグ船において、前記各スケグ部の外側壁面に、前記各スケグ部の外側に発生する船尾縦渦に対して迎角を有するフィンをそれぞれ前記各スケグ部の外側に発生する船尾縦渦の渦中心と同じ高さ位置に設けたものである。

前記フィンは、水平方向に張り出すように前記各スケグ部の外側壁面に設けられ、且つ、船後方から船前方に向かい前上がりに傾斜されているものである。

前記フィンは、ダクト形状に形成され、且つ、前記各スケグ部の外側に発生する船尾縦渦の渦中心よりも上方では船後方から船前方に向かい拡径されていると共に、前記各スケグ部の外側に発生する船尾縦渦の渦中心よりも下方では船後方から船前方に向かい縮径されているものである。

また、前記ツインスケグ船において、前記各プロペラの回転方向を、前記各スケグ部の船舷方向外側に発生する縦渦の回転方向と逆向きに設定してもよい。

本発明によれば、船尾部に設けられプロペラ軸をそれぞれ支持する左右一対のスケグ部を備えるツインスケグ船において、各スケグ部の側方に発生する船尾縦渦に起因する船体抵抗を効果的に低減でき、且つツインスケグ船の推進性能を向上させることができるという優れた効果を奏する。

図１（ａ）は本発明の第一実施形態に係るツインスケグ船の側面図であり、図１（ｂ）はツインスケグ船の背面図である。図２（ａ）は第一実施形態の変形例に係るツインスケグ船の側面図であり、図２（ｂ）はツインスケグ船の背面図である。図３（ａ）は本発明の第二実施形態に係るツインスケグ船の側面図であり、図３（ｂ）はツインスケグ船の背面図である。図４（ａ）は第二実施形態の変形例に係るツインスケグ船の側面図であり、図４（ｂ）はツインスケグ船の背面図である。

以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳述する。

まず、本発明の第一実施形態に係るツインスケグ船１を図１を用いて説明する。

図１に示すように、本実施形態に係るツインスケグ船１は、船体３の船尾部４に船幅方向に間隔を隔てて設けられ、プロペラ軸５をそれぞれ支持する左右一対のスケグ部（ボッシング）６と、左右一対のスケグ部６の間に形成されたフロアトンネル部７と、プロペラ軸５の後端にそれぞれ装着された左右一対のプロペラ８と、船尾部４にプロペラ８の後方に位置させてそれぞれ設けられた左右一対の舵（図示せず）とを備えている。なお、図１（ｂ）においては、プロペラボスを符号８ａで示し、プロペラ円を符号８ｂで示している。

スケグ部６は、排水量を稼ぐために設けられている。スケグ部６は、フロアトンネル部７の天井面７ａから下方に延出しており、高さ方向の中間部にてプロペラ軸５を支持している。本実施形態では、スケグ部６の下端６ａの高さ位置と船底９の高さ位置とが一致するようにスケグ部６の突出高さ（フロアトンネル部７の天井面７ａからの高さ）が設定されている。

フロアトンネル部７は、天井面７ａが船前方から船後方に向かい高くなるように形成されている（図１（ａ）参照）。

プロペラ８は、図示しない駆動装置によって、プロペラ軸５を介して駆動されるようになっている。

舵は、図示しない操舵装置によって、駆動されるようになっている。

本実施形態に係るツインスケグ船１では、各スケグ部６の内側壁面６ｂに、各スケグ部６の内側（フロアトンネル部７側）に発生する船尾縦渦Ｓに対して迎角αを有するフィン１０を各スケグ部６の内側に発生する船尾縦渦Ｓの渦中心Ｃと同じ高さ位置に設けている。具体的には、フィン１０は、水平方向に張り出すように各スケグ部６の内側壁面６ｂに設けられ（図１（ｂ）参照）、且つ、船後方から船前方に向かい前上がりに傾斜されている（図１（ａ）参照）。また、本実施形態では、フィン１０の先端１０ａが船尾縦渦Ｓの渦中心Ｃに位置するように、フィン１０の突出長さ（船幅方向の長さ）が設定されている（図１（ｂ）参照）。

また、本実施形態に係るツインスケグ船１では、各プロペラ８の回転方向は、各スケグ部６の外側（舷側側）に発生する船尾縦渦Ｓの回転方向と逆向きになるように設定されている。即ち、本実施形態では、左右一対のプロペラ８は、互いに外回り（矢印Ｘ１方向）に回転されるようになっている（図１（ｂ）参照）。ここで、本明細書において、「外回り」とは、左舷側のプロペラ８が背面視で左回りに回転され、右舷側のプロペラ８が背面視で右回りに回転されることをいう。

本実施形態の作用を説明する。

プロペラ８の前方の流れ場を計測すると、図１（ｂ）に示すように、各スケグ部６を中心として左右対称に２つの船尾縦渦Ｓが存在する。各船尾縦渦Ｓは、船尾縦渦Ｓの渦中心Ｃよりスケグ部６側では上方から下方へ流れる下降流であり、船尾縦渦Ｓの渦中心Ｃより反スケグ部６側（スケグ部６とは反対側）では下方から上方へ流れる上昇流である。

本実施形態では、各スケグ部６の内側壁面６ｂに設けられたフィン１０は、各スケグ部６の内側に発生する船尾縦渦Ｓに対して迎角αを有するよう設定されており、フィン１０には前進方向成分を持つ揚力Ｌが発生する（図１（ａ）参照）。このため、フィン１０によって各スケグ部６の内側に発生する船尾縦渦Ｓの回転方向運動エネルギーが弱められると共に、フィン１０に生じた揚力Ｌの前進方向成分が船体３を推進させることとなる。

また、本実施形態では、各スケグ部６の内側に発生した船尾縦渦Ｓのみ、回転方向運動エネルギーが弱くなるため、各スケグ部６の外側で発生した船尾縦渦Ｓのみが、各スケグ部６の外側に発生する船尾縦渦Ｓの回転方向と逆向きに回転するプロペラ８へ流入することになり、プロペラ８には予旋回が与えられる効果が得られるので、プロペラ８の作動効率が向上する効果が得られる。

従って、本実施形態によれば、各スケグ部６の側方（内側）に発生する船尾縦渦Ｓに起因する船体抵抗を効果的に低減でき、且つツインスケグ船１の推進性能を向上させることが可能となる。

また、本実施形態では、フィン１０は、水平方向に張り出すように各スケグ部６の内側壁面６ｂに設けられ、且つ、船後方から船前方に向かい前上がりに傾斜されている。これにより、フィン１０には揚力Ｌが働いてツインスケグ船１を推進せしめる効果を得ることができるほか、各スケグ部６の内側に発生する船尾縦渦Ｓ（下降流）の回転方向運動エネルギーを圧力エネルギー、主流速方向エネルギーに効率良く変換することが可能となり、ツインスケグ船１の推進効率が改善される。

なお、各スケグ部６の内側に発生する船尾縦渦Ｓの回転方向運動エネルギーを弱めて前進方向成分を持つ揚力Ｌが得られる構成であれば、例えば図２に示すように、フィン１０をダクト形状に形成しても良い。フィン１０をダクト形状に形成した場合、フィン１０は、各スケグ部６の内側に発生する船尾縦渦Ｓの渦中心Ｃよりも上方では船後方から船前方に向かい拡径される形状とされ、各スケグ部６の内側に発生する船尾縦渦Ｓの渦中心Ｃよりも下方では船後方から船前方に向かい縮径される形状とされる（図２（ａ）参照）。また、フィン１０の外縁１０ｂが船尾縦渦Ｓの渦中心Ｃに位置するように、ダクト形状のフィン１０の半径が設定される（図２（ｂ）参照）。

次に、本発明の第二実施形態に係るツインスケグ船２を図３を用いて説明する。なお、図１に示した第一実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。

図３に示すように、本実施形態に係るツインスケグ船２では、各スケグ部６の外側壁面６ｃに、各スケグ部６の外側（舷側側）に発生する船尾縦渦Ｓに対して迎角αを有するフィン１１を各スケグ部６の外側に発生する船尾縦渦Ｓの渦中心Ｃと同じ高さ位置に設けている。具体的には、フィン１１は、水平方向に張り出すように各スケグ部６の外側壁面６ｃに設けられ（図３（ｂ）参照）、且つ、船後方から船前方に向かい前上がりに傾斜されている（図３（ａ）参照）。また、本実施形態では、フィン１１の先端１１ａが船尾縦渦Ｓの渦中心Ｃに位置するように、フィン１１の突出長さ（船幅方向の長さ）が設定されている（図３（ｂ）参照）。

また、本実施形態に係るツインスケグ船２では、各プロペラ８の回転方向は、各スケグ部６の内側（フロアトンネル部７側）に発生する船尾縦渦Ｓの回転方向と逆向きになるように設定されている。即ち、本実施形態では、左右一対のプロペラ８は、互いに内回り（矢印Ｘ２方向）に回転されるようになっている（図３（ｂ）参照）。ここで、本明細書において、「内回り」とは、左舷側のプロペラ８が背面視で右回りに回転され、右舷側のプロペラ８が背面視で左回りに回転されることをいう。

本実施形態の作用を説明する。

本実施形態では、各スケグ部６の外側壁面６ｃに設けられたフィン１１は、各スケグ部６の外側に発生する船尾縦渦Ｓに対して迎角αを有するよう設定されており、フィン１１には前進方向成分を持つ揚力Ｌが発生する（図３（ａ）参照）。このため、フィン１１によって各スケグ部６の外側に発生する船尾縦渦Ｓの回転方向運動エネルギーが弱められると共に、フィン１１に生じた揚力Ｌの前進方向成分が船体３を推進させることとなる。

また、本実施形態では、各スケグ部６の外側に発生した船尾縦渦Ｓのみ、回転方向運動エネルギーが弱くなるため、各スケグ部６の内側で発生した船尾縦渦Ｓのみが、各スケグ部６の内側に発生する船尾縦渦Ｓの回転方向と逆向きに回転するプロペラ８へ流入することになり、プロペラ８には予旋回が与えられる効果が得られるので、プロペラ８の作動効率が向上する効果が得られる。

従って、本実施形態によれば、各スケグ部６の側方（外側）に発生する船尾縦渦Ｓに起因する船体抵抗を効果的に低減でき、且つツインスケグ船２の推進性能を向上させることが可能となる。

また、本実施形態では、フィン１１は、水平方向に張り出すように各スケグ部６の外側壁面６ｃに設けられ、且つ、船後方から船前方に向かい前上がりに傾斜されている。これにより、フィン１１には揚力Ｌが働いてツインスケグ船２を推進せしめる効果を得ることができるほか、各スケグ部６の外側に発生する船尾縦渦Ｓ（下降流）の回転方向運動エネルギーを圧力エネルギー、主流速方向エネルギーに効率良く変換することが可能となり、ツインスケグ船２の推進効率が改善される。

なお、各スケグ部６の外側に発生する船尾縦渦Ｓの回転方向運動エネルギーを弱めて前進方向成分を持つ揚力Ｌが得られる構成であれば、例えば図４に示すように、フィン１１をダクト形状に形成しても良い。フィン１１をダクト形状に形成した場合、フィン１１は、各スケグ部６の外側に発生する船尾縦渦Ｓの渦中心Ｃよりも上方では船後方から船前方に向かい拡径される形状とされ、各スケグ部６の外側に発生する船尾縦渦Ｓの渦中心Ｃよりも下方では船後方から船前方に向かい縮径される形状とされる（図４（ａ）参照）。また、フィン１１の外縁１１ｂが船尾縦渦Ｓの渦中心Ｃに位置するように、ダクト形状のフィン１１の半径が設定される（図４（ｂ）参照）。

１ツインスケグ船
２ツインスケグ船
３船体
４船尾部
５プロペラ軸
６スケグ部
６ｂ内側壁面
６ｃ外側壁面
８プロペラ
１０フィン
１１フィン
Ｃ渦中心
Ｌ揚力
Ｓ船尾縦渦
α 迎角

Claims

船体の船尾部に船幅方向に間隔を隔てて設けられ、プロペラ軸をそれぞれ支持する左右一対のスケグ部と、前記プロペラ軸の後端にそれぞれ装着された左右一対のプロペラとを備えるツインスケグ船において、前記各スケグ部の内側壁面に、前記各スケグ部の内側に発生する船尾縦渦に対して迎角を有するフィンをそれぞれ前記各スケグ部の内側に発生する船尾縦渦の渦中心と同じ高さ位置に設けたことを特徴とするツインスケグ船。
前記フィンは、水平方向に張り出すように前記各スケグ部の内側壁面に設けられ、且つ、船後方から船前方に向かい前上がりに傾斜されている請求項１に記載のツインスケグ船。
前記フィンは、ダクト形状に形成され、且つ、前記各スケグ部の内側に発生する船尾縦渦の渦中心よりも上方では船後方から船前方に向かい拡径されていると共に、前記各スケグ部の内側に発生する船尾縦渦の渦中心よりも下方では船後方から船前方に向かい縮径されている請求項１に記載のツインスケグ船。
船体の船尾部に船幅方向に間隔を隔てて設けられ、プロペラ軸をそれぞれ支持する左右一対のスケグ部と、前記プロペラ軸の後端にそれぞれ装着された左右一対のプロペラとを備えるツインスケグ船において、前記各スケグ部の外側壁面に、前記各スケグ部の外側に発生する船尾縦渦に対して迎角を有するフィンをそれぞれ前記各スケグ部の外側に発生する船尾縦渦の渦中心と同じ高さ位置に設けたことを特徴とするツインスケグ船。
前記フィンは、水平方向に張り出すように前記各スケグ部の外側壁面に設けられ、且つ、船後方から船前方に向かい前上がりに傾斜されている請求項４に記載のツインスケグ船。
前記フィンは、ダクト形状に形成され、且つ、前記各スケグ部の外側に発生する船尾縦渦の渦中心よりも上方では船後方から船前方に向かい拡径されていると共に、前記各スケグ部の外側に発生する船尾縦渦の渦中心よりも下方では船後方から船前方に向かい縮径されている請求項４に記載のツインスケグ船。
前記各プロペラの回転方向を、前記各スケグ部の船舷方向外側に発生する縦渦の回転方向と逆向きに設定することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のツインスケグ船。