JP2014028551A

JP2014028551A - 肥大船

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Publication number: JP2014028551A
Application number: JP2012169492A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Aono; 健青野; Yoshimasa Tanaka; 良昌田中; Kyoji Murakami; 恭二村上; Yutaka Nakamura; 豊中村; Saburo Iwamoto; 三郎岩本; Takeo Suganuma; 丈夫菅沼; Michio Takai; 通雄高井
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Marine and Engineering Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Marine and Engineering Co Ltd
Priority date: 2012-07-31
Filing date: 2012-07-31
Publication date: 2014-02-13
Anticipated expiration: 2032-07-31
Also published as: KR20140016805A; KR20180090770A; KR20150073901A; CN103569310B; JP5868805B2; CN103569310A

Abstract

【課題】更なる推進性能の向上を図ることが可能な肥大船を提供する。
【解決手段】肥大船は、船尾部１０Ｃを有する船体１０と、船体１０を推進するためのプロペラ２と、外方に突出するように船体１０の側面に設けられた後方フィンＦｒ１，Ｆｒ２及び前方フィンＦｆとを備える。後方フィンＦｒ１，Ｆｒ２は、船尾垂線ＡＰと、船長方向において船尾垂線ＡＰから垂線間長の１０％前方位置との間に位置する。前方フィンＦｆは、船長方向において船尾垂線ＡＰから垂線間長の１０％前方位置よりも船首側で且つ船央部よりも船尾側に位置すると共に、プロペラ２のシャフトの軸中心よりも上方で且つプロペラ２の回転円における上端よりも下方に位置する。
【選択図】図２

Description

本発明は、肥大船に関する。

特許文献１は、船体の右舷船側及び左舷船側のぞれぞれにおいて外側に張り出すように設けられた第１及び第２のフィンを備える船体構造を開示している。第１及び第２のフィンは、船尾垂線と、船長方向において船尾垂線から垂線間長の１０％前方位置との間に設けられていると共に、水平方向に沿って延在している。第１のフィンは、第２のフィンの下方に位置している。第１のフィンの前端は、第２のフィンの前端よりも前方（船首側）に位置している。

特開２０１０−００６１７５号公報

上記の第１及び第２のフィンが存在しない船体構造の場合、船体外側の船尾部周辺の流れに、剥離を伴う下降流が発生し、この下降流の影響で推進性能が低下してしまうことがあった。特に、船尾垂線と、船長方向において船尾垂線から垂線間長の１０％前方位置との間に、船尾部の下降流が発生することが見出だされた。そこで、特許文献１に記載された船体構造では、船尾垂線と、船長方向において船尾垂線から垂線間長の１０％前方位置との間に第１及び第２のフィンを設けることで、第１及び第２のフィンで下降流が妨げられ、その結果、下降流が効果的に低減できる。さらに、特許文献１に記載された船体構造では、第２のフィンの下方に位置する第１のフィンの前端を、第２のフィンの前端よりも前方に位置させている。よって、第１のフィンで抑制された下降流の流れが第１のフィンと第２のフィンとの間に導かれ、下降流を、後方に向かう水平方向の流れへと整流し且つ加速できる。従って、船尾部周辺における流場の安定化が図られる結果、推進性能を十分に向上させることができる。

しかしながら、近年ますます省エネ化が求められており、肥大船において、更なる推進性能の向上が望まれていた。

そのため、本発明の目的は、更なる推進性能の向上を図ることが可能な肥大船を提供することにある。

本発明の一側面に係る肥大船は、後方に向かうにつれて幅広となる船首部と、船首部に連続して延びる船央部と、船央部に連続して延びると共に後方に向かうにつれて幅狭となる船尾部とを有する船体と、船体を推進するためのプロペラと、外方に突出するように船体の側面に設けられた後方フィン及び前方フィンとを備え、後方フィンは、船尾垂線と、船長方向において船尾垂線から垂線間長の１０％前方位置との間に位置し、前方フィンは、船長方向において船尾垂線から垂線間長の１０％前方位置よりも船首側で且つ船尾部に位置すると共に、プロペラのシャフト軸の中心よりも上方で且つプロペラの回転円における上端よりも下方に位置している。

本発明の一側面に係る肥大船によれば、更なる推進性能の向上を図ることが可能となる。その理由は、以下のように予想される。肥大船の航行時には、船央部と船尾部との境界近傍において上昇流が発生することがある。この際、当該上昇流が船底と衝突することで渦が発生する。また、前方フィンが上記の位置にあるため、当該上昇流が前方フィンにより抑えられると共に、当該上昇流が前方フィンと衝突することで別の渦が発生する。当該上昇流は、これらの渦を随伴して船尾に向かって流れた後、プロペラの前方において下降流に転ずる。後方フィンが上記の位置にあるため、当該下降流が後方フィンにより十分に低減される。そのため、当該下降流は、後方フィンによって水平方向の流れに整流され、その後、プロペラへと流れていく。このように、本発明の一側面に係る肥大船では、船底において発生した渦に加えて、前方フィンにおいて発生した渦がプロペラに導かれるので、船尾部近傍（プロペラ近傍）での流れが遅くなる。そのため、１−ｗ（ｗ：伴流率）で表される伴流係数が小さくなる。また、船尾部近傍（プロペラ近傍）での流れが遅くなることにより、船体側に生ずる負圧が減少し、１−ｔ（ｔ：スラスト減少率）で表されるスラスト減少係数が小さくなる。これらの結果、推進効率が大幅に向上する。

前方フィンは、船長方向において船尾垂線から垂線間長の１０％前方位置と、船長方向において船尾垂線から垂線間長の３５％前方位置との間に位置してもよい。船央部と船尾部との境界近傍において発生する上昇流はこの位置を流れることが多いため、前方フィンにより渦がより発生しやすくなる。

前方フィンは後方フィンの高さ位置と同じかそれよりも船底側に位置してもよい。このようにすると、前方フィンに衝突した上昇流が、その後、後方フィンに向かいやすくなる。

前方フィンは船体の右舷船側及び左舷船側にそれぞれ設けられていてもよい。

前方フィンの長さは船体の船長の１／８０〜１／４０であってもよい。前方フィンの長さが船体の船長の１／８０未満の場合、前方フィンによる渦の発生が少なくなる傾向にある。前方フィンの長さが船体の船長の１／４０を超える場合、肥大船の航行に際し、前方フィンが抵抗として働きやすくなる傾向にある。

前方フィンは船長方向において水平に延びていてもよい。この場合、肥大船の航行に際し、前方フィンが抵抗となり難い。

前方フィンの船体に対する取り付け角度は、水平と、船体の外板に対して垂直との間であってもよい。この場合、上昇流が前方フィンに衝突しやすくなるので、前方フィンにより渦が一層発生しやすくなる。

本発明によれば、更なる推進性能の向上を図ることが可能な肥大船を提供できる。

図１は、本実施形態に係る肥大船を示す側面図である。図２は、船尾部を示す側面図である。図３は、船尾部を船尾側から見た様子を示す図である。図４（ａ）は図２のＩＶＡ−ＩＶＡ線端面図であり、図４（ｂ）は図２のＩＶＢ−ＩＶＢ線端面図である。図５（ａ）は図２のＶＡ−ＶＡ線端面図であり、図５（ｂ）は図２のＶＢ−ＶＢ線端面図である。図６（ａ）は、本実施形態に係る肥大船の前方フィンの後方における流向及び流速を示す図であり、図６（ｂ）は、前方フィンを備えない肥大船において図６（ａ）と同じ位置での流向及び流速を示す図である。図７（ａ）は、本実施形態に係る肥大船のプロペラ位置における流向及び流速を示す図であり、図７（ｂ）は、前方フィンを備えない肥大船において図７（ａ）と同じ位置での流向及び流速を示す図である。図８は、他の例に係る肥大船の船尾部を船尾側から見た様子を示す図である。図９は、各実施例における実施条件及び推進性能改善率を示す図である。図１０は、各実施例の推進性能改善率を示すグラフである。

本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。以下の説明において、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」の語は、船体の前後方向（船長方向）、左右方向（幅方向）及び上下方向にそれぞれ対応したものである。各要素の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。

本実施形態に係る肥大船１は、例えばタンカーやバルクキャリア等であり、図１及び図２に示されるように、船体１０と、船体１０（肥大船１）の推進用のプロペラ２と、舵３と、ダクト４と、後方フィンＦｒ１，Ｆｒ２と、前方フィンＦｆとを備える。

船体１０は、船首部１０Ａと、船央部１０Ｂと、船尾部１０Ｃとを有する。船首部１０Ａは、後方に向かうにつれて幅広となっている。船央部１０Ｂは、船体１０の最大船幅を保持しつつ、船首部１０Ａに連続して略平行に延びている。船尾部１０Ｃは、船央部１０Ｂに連続して延びると共に後方に向かうにつれて幅狭となっている。

船尾部１０Ｃは、図３及び図４に示されるように、左右対称構造である。右舷の船側外板である右舷船側１１Ｒと、左舷の船側外板である左舷船側１１Ｌとのそれぞれは、船尾部１０Ｃの下側で曲面状を呈している。具体的には、船尾部１０Ｃの下側における右舷船側１１Ｒ及び左舷船側１１Ｌは、後方（船尾側）から見て内側に向けて凹むように傾斜する曲面で構成された凹部１２と、凹部１２の下端に連続すると共に後方（船尾側）から見て外側に向けて膨らむ曲面で構成された凸部１３とを有する。船尾部１０Ｃの下側における右舷船側１１Ｒ及び左舷船側１１Ｌは、図４及び図５に示されるように、上方から見て、後方に向かうにつれて内側に傾斜するような曲面状となっている。

図２に戻り、プロペラ２は、その回転軸であるシャフト２ａが水平方向に沿って延びるように、船尾部１０Ｃの下方に設けられている。舵３は、船体１０（肥大船１）の推進方向を制御するものであり、プロペラ２の後方に位置するように船尾部１０Ｃの下方で且つプロペラ２よりも後方に設けられている。舵３は、上下方向に沿って延びる舵軸３ａ周りに回転可能である。

ダクト４は、プロペラ２に向けて流れを整流し加速させるものであり、図１〜図３に示されるように、その外形が略円環状を呈している。ダクト４は、プロペラ２の前方に位置するように船尾部１０Ｃに取り付けられている。ダクト４の軸線は、前後方向（船長方向）に沿って延びている。

後方フィンＦｒ１，Ｆｒ２は、図１〜図５に示されるように、右舷船側１１Ｒ及び左舷船側１１Ｌのそれぞれにおいて外側に張り出すように左右対称に一対設けられている。後方フィンＦｒ１，Ｆｒ２は、図２に示されるように、前後方向（船長方向）において水平方向に沿って延在している。後方フィンＦｒ１，Ｆｒ２は、船尾垂線（after perpendicular：AP）と、この船尾垂線ＡＰから垂線間長（length betweenperpendiculars：Lpp）の１０％前方位置と、の間に設けられている。ここで、「船尾垂線」とは、舵軸３ａを通る垂直線を意味し、「垂線間長」とは、船尾垂線と船首垂線（満載喫水線と船首材との交点）との間の水平方向における長さを意味する。

後方フィンＦｒ１，Ｆｒ２は、プロペラ２のシャフト２ａの軸中心の上方で、且つ、プロペラ２の回転円における上端（つまり、翼上端）２ｂの下方となる高さ位置（図２に示されるＨの範囲内）に設けられている。後方フィンＦｒ１，Ｆｒ２の長手方向における長さは、下降流Ｄｆの低減（後述）のために、側方視において垂線間長Ｌｐｐの５％以下に設定してもよく、側方視において垂線間長Ｌｐｐの３％前後に設定してもよい。

後方フィンＦｒ１は、後方フィンＦｒ２よりも下方（船底側）に位置しており、後方フィンＦｒ１の前端Ｆｒ１ａは、後方フィンＦｒ２の前端Ｆｒ２ａよりも前方に位置している。本実施形態では、側方から見て、水平方向における前端Ｆｒ１ａと前端Ｆｒ２ａとの間の長さは、後方フィンＦｒ１の長手方向長さの２５％〜７５％（２５％以上７５％以下）とされている。

後方フィンＦｒ１，Ｆｒ２は、図３〜図５に示されるように、船体１０の外方に向けて突出している。本実施形態では、後方フィンＦｒ１，Ｆｒ２は、図４及び図５に示されるように、船長方向から見て水平方向に向けて張り出している。後方フィンＦｒ１，Ｆｒ２の張出し長さＢ（図５参照）は、船尾周辺の流れの境界層厚さδに基づいて設定されている。具体的には、張出し長さＢは、式（１）示すように、船長Ｌと計画船速Ｖとの関係からなる境界層厚さδに基づいて設定される。ただし、船舶の建造上の規則により、後方フィンＦｒ１，Ｆｒ２の先端が船央部１０Ｂの最大船幅を超えないように、後方フィンＦｒ１，Ｆｒ２の張出し長さＢが設定される。本実施形態において、張出し長さＢとは、後方フィンＦｒ１，Ｆｒ２の基端から先端までの長さを意味している。本実施形態において、境界層厚さδとは、流れにおいて粘性による影響を強く受ける層の厚さを意味する。式（１）において、ａ１，ａ２は所定の定数である。

前方フィンＦｆは、本実施形態において、図１〜図３に示されるように、右舷船側１１Ｒ及び左舷船側１１Ｌのそれぞれにおいて外側に張り出すように左右対称に一対設けられている。前方フィンＦｆは、図２に示されるように、前後方向（船長方向）において水平方向に沿って延在している。前方フィンＦｆは、船長方向において船尾垂線ＡＰから垂線間長の１０％前方位置よりも船首側で且つ船尾部１０Ｃ（船央部１０Ｂよりも船尾側）に設けられている。具体的には、前方フィンＦｆは、船長方向において船尾垂線ＡＰから垂線間長の１０％前方位置と、船長方向において船尾垂線ＡＰから垂線間長の３５％前方位置との間に位置していてもよい。船央部１０Ｂと船尾部１０Ｃとの境界近傍において発生する上昇流Ｕｆ（後述する）はこの位置を流れることが多いため、前方フィンＦｆにより渦がより発生しやすくなる。一方、前方フィンＦｆをこの範囲外に配置した場合、推進効率の向上がほとんど望めない。なお、本実施形態において、前方フィンＦｆの船体１０に対する取り付け位置は、前方フィンＦｆの長手方向における中央を基準とする。

前方フィンＦｆは、プロペラ２のシャフト２ａの軸中心の上方で、且つ、プロペラ２の回転円における上端（つまり、翼上端）２ｂの下方となる高さ位置（図２に示されるＨの範囲内）に設けられている。前方フィンＦｆは、後方フィンＦｒ２の高さ位置と同じかそれよりも下方（船底側）に位置している。前方フィンＦｆの長手方向における長さは、側方視において船体１０の船長の１／８０〜１／４０程度（１．２５％〜２．５％程度）に設定してもよい。前方フィンＦｆの長さが船体１０の船長の１／８０未満の場合、前方フィンＦｆによる渦Ｖ２（後述する）の発生が少なくなる傾向にある。前方フィンＦｆの長さが船体１０の船長の１／４０を超える場合、肥大船１の航行に際し、前方フィンＦｆが抵抗として働きやすくなる傾向にある。

前方フィンＦｆは、図３に示されるように、船体１０の外方に向けて突出している。本実施形態では、同図に示されるように、前方フィンＦｆは、船長方向から見て水平方向に向けて張り出している。前方フィンＦｆの張り出し長さは、後方フィンＦｒ１，Ｆｒ２の張り出し長さと同様にして設定される。ただし、船舶の建造上の規則により、前方フィンＦｆの先端が船央部１０Ｂの最大船幅を超えないように、前方フィンＦｆの張出し長さＢが設定される。

ところで、肥大船１の航行時には、図１及び図２に示されるように、船央部１０Ｂと船尾部１０Ｃとの境界近傍において上昇流Ｕｆが発生することがある。この際、上昇流Ｕｆが船底と衝突することで渦Ｖ１（図２参照）が発生する。また、本実施形態に係る肥大船１は上記の前方フィンＦｆを備えるため、上昇流Ｕｆが前方フィンＦｆにより抑えられると共に、上昇流Ｕｆが前方フィンＦｆと衝突することで別の渦Ｖ２（図２参照）が発生する。この点に関し、本実施形態に係る肥大船１の模型を作成して水槽試験を行い、前方フィンＦｆの後方における流向及び流速を測定したところ、図６（ａ）の領域Ｒ１において示されるように、前方フィンＦｆの後方で渦が発生することが確認された。なお、図６において、矢印は鉛直面における流速ベクトルを示し、等高線は後方に向かう流速の大きさを示す。

上昇流Ｕｆは、これらの渦を随伴して船尾に向かって流れた後、プロペラ２の前方において下降流Ｄｆに転ずる。本実施形態に係る肥大船１は上記の後方フィンＦｒ１，Ｆｒ２を備えるため、下降流Ｄｆが後方フィンＦｒ１，Ｆｒ２により十分に低減される。そのため、下降流Ｄｆは、後方フィンＦｒ１，Ｆｒ２によって水平方向の流れに整流され、その後、プロペラ２へと流れていく。このように、本実施形態に係る肥大船１では、船底において発生した渦Ｖ１に加えて、前方フィンＦｆにおいて発生した渦Ｖ２がプロペラ２に導かれるので、船尾部１０Ｃ近傍（プロペラ２近傍）での流れが遅くなる。そのため、１−ｗ（ｗ：伴流率）で表される伴流係数が小さくなる。この点に関し、本実施形態に係る肥大船１の模型を作成して水槽試験を行い、プロペラ２の位置における流向及び流速を測定したところ、図７（ａ）の領域Ｒ２において示されるように、前方フィンＦｆがない場合と比較して、プロペラ２を含む鉛直面において遅い流れが増加している（伴流利得が大きくなっている）ことが確認された。なお、図７において、矢印は鉛直面における流速ベクトルを示し、等高線は後方に向かう流速の大きさを示す。

また、船尾部１０Ｃ近傍（プロペラ２近傍）での流れが遅くなることにより、船体１０側に生ずる負圧が減少し、１−ｔ（ｔ：スラスト減少率）で表されるスラスト減少係数が小さくなる。これらの結果、推進効率が大幅に向上する。従って、本実施形態に係る肥大船１によれば、推進効率が大幅に向上する。

本実施形態では、前方フィンＦｆが後方フィンＦｒ２の高さ位置と同じかそれよりも船底側に位置している。そのため、前方フィンＦｆに衝突した上昇流Ｕｆが、その後、後方フィンＦｒ１と後方フィンＦｒ２との間に向かいやすくなっている。

本実施形態では、前方フィンＦｆが船長方向において水平に延びている。そのため、肥大船１の航行に際し、前方フィンＦｆが抵抗となり難くなっている。

本実施形態では、船長方向から見て前方フィンＦｆが水平方向に張り出している。そのため、上昇流Ｕｆが前方フィンＦｆに衝突しやすくなるので、前方フィンＦｆにより渦Ｖ２が一層発生しやすくなる。

本実施形態では、後方フィンＦｒ２の下方に位置する後方フィンＦｒ１の前端Ｆｒ１ａを、後方フィンＦｒ２の前端Ｆｒ２ａよりも前方に位置させている。そのため、後方フィンＦｒ１で抑制された下降流Ｄｆが後方フィンＦｒ１と後方フィンＦｒ２との間に導かれる。その結果、下降流Ｄｆを後方（プロペラ２）に向かう水平方向の流れへと整流し且つ加速させることができる。

本実施形態では、後方フィンＦｒ１，Ｆｒ２が、プロペラ２のシャフト２ａの軸中心よりも上方、且つ、プロペラ２の回転円における上端２ｂよりも下方となる高さ位置に設けられている。そのため、船尾部１０Ｃ周辺で発生する下降流Ｄｆをさらに低減することができる。これは、当該高さ位置において下降流Ｄｆが特に発生するためである。

本実施形態では、後方フィンＦｒ１，Ｆｒ２が、船長方向から見て水平方向に張り出している。そのため、下降流Ｄｆが一層好適に遮断されて低減される。また、下降流Ｄｆが、後方に向かう水平方向の流れへと一層整流され且つ加速される。

本実施形態では、後方フィンＦｒ１，Ｆｒ２の張出し長さが、船尾部１０Ｃ周辺の流れの境界層厚さδに基づいて設定されている。そのため、本発明の効果を発揮する上で、後方フィンＦｒ１，Ｆｒ２の張出し長さが適度なものとなる。従って、後方フィンＦｒ１，Ｆｒ２の張出し長さが長過ぎて強度不足となるということを防止できる。

本実施形態では、水平方向における後方フィンＦｒ１の前端Ｆｒ１ａと後方フィンＦｒ２の前端Ｆｒ２ａとの間の長さが、側方視において後方フィンＦｒ１の長手方向における長さの２５％〜７５％とされている。前端Ｆｒ１ａと前端Ｆｒ２ａとの間の長手方向における長さが２５％よりも短いと、下降流Ｄｆの流れを後方フィンＦｒ１と後方フィンＦｒ２との間に導くことが困難となる。前端Ｆｒ１ａと前端Ｆｒ２ａとの間の長手方向における長さが７５％よりも長いと、下降流Ｄｆを後方に向かう水平方向の流れへと整流し且つ加速させることが困難となる。

本実施形態では、後方フィンＦｒ１，Ｆｒ２の長手方向長さが、側方視において垂線間長Ｌｐｐの５％以下とされている。これは、後方フィンＦｒ１，Ｆｒ２の長手方向長さが垂線間長Ｌｐｐの５％よりも長いと、かえって船尾部１０Ｃ周辺における流場の安定化及び均一化を阻害してしまうことがあるためである。

本実施形態では、プロペラ２の前方にダクト４を設けている。そのため、前方フィンＦｆ及び後方フィンＦｒ１，Ｆｒ２とダクト４とが互いに好適に協動して、プロペラ２に向かう流れが整えられるので、推進性能が一層充分に向上されることになる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではない。例えば、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示されるように、船長方向から見たときの前方フィンＦｆの船体１０に対する取り付け角度が、船体１０の外板に対して垂直であってもよい。すなわち、船長方向から見たときの前方フィンＦｆの船体１０に対する取り付け角度は、例えば、水平と、船体１０の外板に対して垂直との間に設定されていてもよい。

上記実施形態では、前方フィンＦｆは、右舷船側１１Ｒ及び左舷船側１１Ｌのそれぞれにおいて外側に張り出すように左右対称に一対設けられていたが、右舷船側１１Ｒ及び左舷船側１１Ｌの一方にのみ設けられていてもよい。例えば、プロペラ２が後方から見て時計回りに回転している場合には、前方フィンＦｆを左舷船側１１Ｌ側にのみ設けるようにしてもよいし（図８（ｂ）参照）、プロペラ２が後方から見て反時計回りに回転している場合には、前方フィンＦｆを右舷船側１１Ｒ側にのみ設けるようにしてもよい。

上記実施形態では、後方フィンＦｒ１，Ｆｒ２は、右舷船側１１Ｒ及び左舷船側１１Ｌのそれぞれにおいて外側に張り出すように左右対称に一対設けられていたが、右舷船側１１Ｒ及び左舷船側１１Ｌの一方にのみ設けられていてもよい。

上記実施形態では、右舷船側１１Ｒ又は左舷船側１１Ｌにおいて、２つの後方フィンＦｒ１，Ｆｒ２が設けられていたが、後方フィンは１つのみでもよい。

上記実施形態では、前方フィンＦｆが後方フィンＦｒ１よりも船底側（下方）に位置していたが、前方フィンＦｆが後方フィンＦｒ１と同程度の高さ位置であってもよいし、前方フィンＦｆが後方フィンＦｒ１よりも上方に位置していてもよい。

上記実施形態では、前方フィンＦｆ及び後方フィンＦｒ１，Ｆｒ２が船長方向において水平に延びていたが、船長方向において傾いていてもよい。

前方フィンＦｆ及び後方フィンＦｒ１，Ｆｒ２は、船体中心線を通る鉛直面に関して、左右対称の位置にあってもよいし、左右非対称の位置にあってもよい。

前方フィンＦｆ及び後方フィンＦｒ１，Ｆｒ２の船長方向における取り付け角度は、船体中心線を通る鉛直面に関して、左右で対称であってもよいし非対称であってもよい。前方フィンＦｆ及び後方フィンＦｒ１，Ｆｒ２の船長方向から見たときの張り出し方向は、船体中心線を通る鉛直面に関して、左右で対称であってもよいし非対称であってもよい。

肥大船１がダクト４を備えていなくてもよい。

上記実施形態における「水平方向」には、完全に水平である場合のみならず、寸法公差や製造上の誤差等によりほぼ水平となっている場合も含まれる。

以下、実施例及び図９、図１０に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

実施例に係る肥大船の模型Ａ〜Ｅを作成して水槽試験を行い、比較例に係る肥大船の模型に対する推進性能改善率を求めた。ここでいう推進性能改善率とは、実施例に係る肥大船の推進効率が、比較例に係る肥大船の推進効率に対して増加した率を示す。

（模型Ａ）
模型Ａは、右舷船側１１Ｒ及び左舷船側１１Ｌにそれぞれ前方フィンＦｆ及び後方フィンＦｒ１，Ｆｒ２を取り付けた。左舷船側１１Ｌにおける前方フィンＦｆは、船長方向において船尾垂線ＡＰから垂線間長の２０％前方に配置した。右舷船側１１Ｒにおける前方フィンＦｆは、船長方向において船尾垂線ＡＰから垂線間長の２５％前方に配置した。前方フィンＦｆの取り付け角度は、前後方向及び幅方向において水平であった。前方フィンＦｆの長さは、側方視において船体１０の船長の２．５％であった。

（模型Ｂ）
模型Ｂは、右舷船側１１Ｒ及び左舷船側１１Ｌにそれぞれ前方フィンＦｆ及び後方フィンＦｒ１，Ｆｒ２を取り付けた。左舷船側１１Ｌにおける前方フィンＦｆは、船長方向において船尾垂線ＡＰから垂線間長の１５％前方に配置した。右舷船側１１Ｒにおける前方フィンＦｆは、船長方向において船尾垂線ＡＰから垂線間長の１５％前方に配置した。前方フィンＦｆの取り付け角度は、前後方向において水平であり、幅方向において船体１０の外板に対し垂直であった。前方フィンＦｆの長さは、側方視において船体１０の船長の２．０％であった。

（模型Ｃ）
模型Ｃは、左舷船側１１Ｌに前方フィンＦｆを取り付けると共に、右舷船側１１Ｒ及び左舷船側１１Ｌそれぞれ後方フィンＦｒ１，Ｆｒ２を取り付けた。左舷船側１１Ｌにおける前方フィンＦｆは、船長方向において船尾垂線ＡＰから垂線間長の１５％前方に配置した。前方フィンＦｆの取り付け角度は、前後方向において水平であり、幅方向において船体１０の外板に対し垂直であった。前方フィンＦｆの長さは、側方視において船体１０の船長の２．０％であった。

（模型Ｄ）
模型Ｄは、右舷船側１１Ｒ及び左舷船側１１Ｌにそれぞれ前方フィンＦｆ及び後方フィンＦｒ１，Ｆｒ２を取り付けた。左舷船側１１Ｌにおける前方フィンＦｆは、船長方向において船尾垂線ＡＰから垂線間長の２０％前方に配置した。右舷船側１１Ｒにおける前方フィンＦｆは、船長方向において船尾垂線ＡＰから垂線間長の１５％前方に配置した。前方フィンＦｆの取り付け角度は、前後方向及び幅方向において水平であった。前方フィンＦｆの長さは、側方視において船体１０の船長の２．５％であった。

（模型Ｅ）
模型Ｅは、右舷船側１１Ｒ及び左舷船側１１Ｌにそれぞれ前方フィンＦｆ及び後方フィンＦｒ１，Ｆｒ２を取り付けた。左舷船側１１Ｌにおける前方フィンＦｆは、船長方向において船尾垂線ＡＰから垂線間長の１３．５％前方に配置した。右舷船側１１Ｒにおける前方フィンＦｆは、船長方向において船尾垂線ＡＰから垂線間長の１３．５％前方に配置した。前方フィンＦｆの取り付け角度は、前後方向及び幅方向において水平であった。前方フィンＦｆの長さは、側方視において船体１０の船長の２．３％であった。

（比較例）
比較例に係る模型は、実施例に係る模型Ａ〜Ｅにおいて前方フィンＦｆを備えない以外は模型Ａ〜Ｅと同じであった。すなわち、比較例に係る模型は、後方フィンＦｒ１，Ｆｒ２を備えるが、前方フィンＦｆを備えていなかった。

（結果）
模型Ａの推進性能改善率は１．８％であった。模型Ｂの推進性能改善率は４．１％であった。模型Ｃの推進性能改善率は２．９％であった。模型Ｄの推進性能改善率は２．３％であった。模型Ｅの推進性能改善率は５．３％であった。このように、実施例に係る模型Ａ〜Ｅにおいては、いずれも推進性能の十分な向上が確認された。

１…肥大船、２…プロペラ、２ａ…シャフト、３…舵、１０…船体、１０Ａ…船首部、１０Ｂ…船央部、１０Ｃ…船尾部、１１Ｒ…右舷船側、１１Ｌ…左舷船側、１２…凹部、１３…凸部、ＡＰ…船尾垂線、Ｆｆ…前方フィン、Ｆｒ１，Ｆｒ２…後方フィン。

本発明の一側面に係る肥大船は、後方に向かうにつれて幅広となる船首部と、船首部に連続して延びる船央部と、船央部に連続して延びると共に後方に向かうにつれて幅狭となる船尾部とを有する船体と、船体を推進するためのプロペラと、外方に突出するように船体の側面に設けられた後方フィン及び前方フィンとを備え、後方フィンは、船尾垂線と、船長方向において船尾垂線から垂線間長の１０％前方位置との間に位置し、前方フィンは、船長方向において船尾垂線から垂線間長の１０％前方位置よりも船首側で且つ船尾部に位置すると共に、プロペラのシャフトの軸中心よりも上方で且つプロペラの回転円における上端よりも下方に位置している。

後方フィンＦｒ１，Ｆｒ２は、図３〜図５に示されるように、船体１０の外方に向けて突出している。本実施形態では、後方フィンＦｒ１，Ｆｒ２は、図４及び図５に示されるように、船長方向から見て水平方向に向けて張り出している。後方フィンＦｒ１，Ｆｒ２の張出し長さＢ（図５参照）は、船尾周辺の流れの境界層厚さδに基づいて設定されている。具体的には、張出し長さＢは、式（１）に示すように、船長Ｌと計画船速Ｖとの関係からなる境界層厚さδに基づいて設定される。ただし、船舶の建造上の規則により、後方フィンＦｒ１，Ｆｒ２の先端が船央部１０Ｂの最大船幅を超えないように、後方フィンＦｒ１，Ｆｒ２の張出し長さＢが設定される。本実施形態において、張出し長さＢとは、後方フィンＦｒ１，Ｆｒ２の基端から先端までの長さを意味している。本実施形態において、境界層厚さδとは、流れにおいて粘性による影響を強く受ける層の厚さを意味する。式（１）において、ａ _１，ａ _２は所定の定数である。

上記実施形態では、前方フィンＦｆは、右舷船側１１Ｒ及び左舷船側１１Ｌのそれぞれにおいて外側に張り出すように左右対称に一対設けられていたが、右舷船側１１Ｒ及び左舷船側１１Ｌの一方にのみ設けられていてもよい。例えば、プロペラ２が後方から見て時計回りに回転している場合には、前方フィンＦｆを左舷船側１１Ｌにのみ設けるようにしてもよいし（図８（ｂ）参照）、プロペラ２が後方から見て反時計回りに回転している場合には、前方フィンＦｆを右舷船側１１Ｒにのみ設けるようにしてもよい。

Claims

後方に向かうにつれて幅広となる船首部と、前記船首部に連続して延びる船央部と、前記船央部に連続して延びると共に後方に向かうにつれて幅狭となる船尾部とを有する船体と、
前記船体を推進するためのプロペラと、
外方に突出するように前記船体の側面に設けられた後方フィン及び前方フィンとを備え、
前記後方フィンは、船尾垂線と、船長方向において前記船尾垂線から垂線間長の１０％前方位置との間に位置し、
前記前方フィンは、船長方向において前記船尾垂線から垂線間長の１０％前方位置よりも船首側で且つ前記船尾部に位置すると共に、前記プロペラのシャフト軸の中心よりも上方で且つ前記プロペラの回転円における上端よりも下方に位置している、肥大船。
前記前方フィンは、船長方向において前記船尾垂線から垂線間長の１０％前方位置と、船長方向において前記船尾垂線から垂線間長の３５％前方位置との間に位置する、請求項１に記載の肥大船。
前記前方フィンは前記後方フィンの高さ位置と同じかそれよりも船底側に位置している、請求項１又は２に記載の肥大船。
前記前方フィンは前記船体の右舷船側及び左舷船側にそれぞれ設けられている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の肥大船。
前記前方フィンの長さは前記船体の船長の１／８０〜１／４０である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の肥大船。
前記前方フィンは船長方向において水平に延びている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の肥大船。
船長方向から見たときの前記前方フィンの前記船体に対する取り付け角度は、水平と、前記船体の外板に対して垂直との間である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の肥大船。