JP2014169012A - Propeller inlet flow field improvement system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、船舶の推進効率を向上する技術に関する。 The present invention relates to a technique for improving the propulsion efficiency of a ship.
船舶の推進性能を向上するために、プロペラの上端部に噴流を供給する技術が知られている。船舶の走行時に、プロペラの上端部などにおいて、推進効率低下の原因となるキャビテーションが発生することがある。プロペラのキャビテーションが発生する箇所に水を噴射することによって、キャビテーションを抑制し、推進効率を向上することができる。 In order to improve the propulsion performance of a ship, a technique for supplying a jet to the upper end of a propeller is known. When the ship is traveling, cavitation that causes a reduction in propulsion efficiency may occur at the upper end of the propeller and the like. By injecting water to the location where cavitation of the propeller occurs, cavitation can be suppressed and propulsion efficiency can be improved.
特許文献1には、プロペラに海水を噴出することにより、キャビテーションの発生を防止する技術が開示されている。 Patent Document 1 discloses a technique for preventing the occurrence of cavitation by ejecting seawater to a propeller.
キャビテーションの抑制と推進効率の向上を可能とする更なる手段が望まれる。 A further means that can suppress cavitation and improve propulsion efficiency is desired.
本発明の一側面において、プロペラ流入流場改善システムは、船尾部の水流をプロペラの軸よりも下において吸い込む吸込部と、吸込部が吸い込んだ水をプロペラの上端部に噴射する噴射部とを備える。 In one aspect of the present invention, the propeller inflow flow field improvement system includes a suction portion that sucks the water flow of the stern portion below the propeller shaft, and an injection portion that injects water sucked by the suction portion to the upper end portion of the propeller. Prepare.
キャビテーションの抑制と推進効率の向上を可能とする更なる手段が提供される。 Additional means are provided that allow cavitation to be suppressed and propulsion efficiency to be improved.
以下、添付図面を参照して、本発明の幾つかの実施形態を説明する。一般的に、船舶の航行中に、船尾のスタンチューブにおいて、船体表面で海水の流れが剥離し、ビルジ渦が発生することが知られている。図1は、船尾の側面図である。主機102がシャフト103を介してプロペラ101を回転することにより、推進力を生成する。舵104によって推進方向が制御される。船舶が推進中に、船体に沿った海水の流れが剥離領域106において剥離し、ビルジ渦105が発生する。
Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In general, it is known that a bilge vortex is generated in a stern tube at the stern during the navigation of a ship, with the flow of seawater separating on the hull surface. FIG. 1 is a side view of the stern. When the
ビルジ渦は、プロペラに流入する伴流となってプロペラ効率向上に寄与することもあるが、一方で船体の抵抗増加の原因となる。従って、船種によっては、ビルジ渦の発生を抑えることで推進性能を改善することができる。 The bilge vortex becomes a wake that flows into the propeller and contributes to the improvement of the propeller efficiency. On the other hand, it increases the resistance of the hull. Therefore, depending on the ship type, the propulsion performance can be improved by suppressing the occurrence of bilge vortices.
そこで本発明の一実施形態においては、船尾部の水流を吸い込んでプロペラ上端部に噴射することにより、プロペラにおけるキャビテーションの発生を抑えると共に、船尾部における水流の剥離を抑え、ビルジ渦の発生を防ぐことができる。その結果、キャビテーションと共に、ビルジ渦の発生を抑え、推進性能の改善を可能とする技術が提供される。 Therefore, in one embodiment of the present invention, by sucking the water flow of the stern part and injecting it to the upper end of the propeller, the occurrence of cavitation in the propeller is suppressed, the separation of the water flow in the stern part is suppressed, and the generation of the bilge vortex is prevented. be able to. As a result, a technique is provided that can suppress the generation of bilge vortices and improve the propulsion performance together with cavitation.
以下に、上記の効果を達成するための具体的な手段について説明する。図2は、本発明の一実施形態におけるプロペラ流入流場改善システムが適用される船体の側面図を示す。船体1は、船尾2に設けられたプロペラ3の回転によって推進する。船尾2において、スタンチューブが設置されるスケグ4の付近(ビルジ部)の船体外板に、剥離が発生しやすい剥離領域6が存在する。その剥離領域6に、吸込孔5が設けられる。配管7の途中に、吸込孔5から船体周囲の水を吸い込む方向に吸引力を発生するポンプ8が設けられる。但し、船体1の周囲の水流によって配管7に水が十分に取り込まれる場合には、ポンプ8は無くてもよい。
Below, the concrete means for achieving said effect is demonstrated. FIG. 2 is a side view of a hull to which the propeller inflow flow field improving system according to one embodiment of the present invention is applied. The hull 1 is propelled by the rotation of a
吸込孔5は、船内に設けられる配管7を介して噴射孔9に接続される。噴射孔9は、プロペラ3の上端部10の上流側(船首側)に設けられる。これらの吸込孔5、配管7、ポンプ8、及び噴射孔9によって、プロペラ流入流場改善システムが構成される。
The suction hole 5 is connected to the
船体1がプロペラ3の推進力によって推進しているとき、ポンプ8が発生する吸引力によって、船体1の周囲の水(海水)が吸込孔5から配管7の内部に取り込まれる。ビルジ部において船体周囲の境界層の水が吸込孔5から吸い込まれることによって、剥離が抑制される。その結果、ビルジ渦の発生が抑えられ、船体の抵抗を低減することができる。
When the hull 1 is propelled by the propulsion force of the
吸込孔5から取り込まれた水は、噴射孔9から噴射され、プロペラ3の回転面の上端部10(プロペラチップ)に供給される。プロペラ3の上端部10は、船体1の推進時にキャビテーションが発生しやすい箇所である。噴射孔9からの水の供給により、プロペラ3の上端部10におけるキャビテーションの発生が抑制され、推進性能の向上や、振動の低減などの効果が得られる。
The water taken in from the suction hole 5 is jetted from the
プロペラの上端部10に供給するために、船尾2の剥離領域6に設けられた吸込孔5から取り込まれた水が用いられる。剥離領域6は、プロペラ3からの距離が比較的近い。従って、剥離領域6に設けられた水をプロペラに供給する追加する配管設備は、比較的小規模で済む。
In order to supply to the
吸込孔5から吸い込む水は、キャビテーションを抑制するために十分であればよい。そのため、例えば主機の冷却水ほど大量の水は必要無く、比較的少量の水を吸い込めばよい。そのため、比較的小規模な設備の追加によって、本実施形態におけるプロペラ流入流場改善システムを実現することができる。 The water sucked from the suction hole 5 may be sufficient to suppress cavitation. For this reason, for example, a large amount of water is not required as the cooling water of the main engine, and a relatively small amount of water may be sucked. Therefore, the propeller inflow flow field improving system in the present embodiment can be realized by adding a relatively small facility.
次に、剥離領域6について説明する。吸込孔5が設けられる剥離箇所6は、通常、船体1の水平静止状態において、プロペラ3のシャフトより鉛直方向に下側である。また、ビルジ渦の原因となる境界層の水流の剥離が発生する剥離箇所は、船速に応じて変化する。従って、船速が変化した場合の剥離箇所の変化に対応できるように、複数の吸込孔5が設けられることが望ましい。図2の剥離領域6は、そのような複数の吸込孔5が設けられる領域、すなわち船速の変化に応じて剥離が発生し得る領域を示す。図3は、スケグ4を船尾方向から見た断面図を示す。剥離領域6はプロペラ3のシャフトCよりも船底側に位置する。船底方向からスケグ4に対して船体の左右に接線L1、L2を引き、その接線L1、L2との接点に剥離領域6が描かれている。
Next, the
次に、プロペラ流入流場改善システムの吸込孔5に関する変形例を図4A、図4Bに示す。図4Aは船尾の側面図、図4Bは吸込孔5aが設けられた船体の外板を上から見た断面図である。この変形例において、各吸込孔5aは、船外13から船内14に向かうに従って、船尾方向に向かって傾斜する側面12を有する。船体1が前進しているとき、船体表面を流れる船外13の水は、その側面12に沿って流れ、配管7の内部に取り込まれる。このような吸込孔5aにより、剥離領域6における船体1表面付近の水をよりスムーズに取り込むことができ、ビルジ渦の発生を抑えることができる。
Next, the modification regarding the suction hole 5 of a propeller inflow flow field improvement system is shown to FIG. 4A and FIG. 4B. 4A is a side view of the stern, and FIG. 4B is a cross-sectional view of the outer plate of the hull provided with the
図5は、プロペラ流入流場改善システムの更に他の変形例を示す。この変形例においては、配管7にコンプレッサ15が設けられる。図5では図1の吸込用のポンプ8が記載されていないが、ポンプ8を設けてもよい。コンプレッサ15は、配管7中の水に圧力を加えることにより、噴射孔9から噴射される水の流速を制御する。
FIG. 5 shows still another modification of the propeller inflow flow field improvement system. In this modification, a
コンプレッサ15は、船体1の速度を計測するセンサ等から出力される船速信号16に基づいて、噴射孔9から噴射される水の流速を調整することができる。コンプレッサ15は、例えば予め記憶装置に格納されたテーブルや関数(船速と、コンプレッサ15が配管中の水7に与える圧力との関係を示す)に基づいて、船速信号16に応じた圧力を配管7中に水に与える。その結果、比較的キャビテーションが発生しやすい高速運転を行っているときには、より流速の速い水を噴射孔9から供給する等、船速に応じた噴射を行うことができる。
The
1 船体
2 船尾
3 プロペラ
4 スケグ
5、5a 吸込孔
6 剥離領域
7 配管
8 ポンプ
9 噴射孔
10 上端部
11 外板
12 傾斜面
13 船外
14 船内
15 コンプレッサ
16 船速信号
101 プロペラ
102 主機
103 シャフト
104 舵
105 ビルジ渦
106 剥離領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
前記吸込部が吸い込んだ水を前記プロペラの上端部に噴射する噴射部
とを具備するプロペラ流入流場改善システム。 A suction part for sucking the water flow of the stern part below the axis of the propeller;
A propeller inflow flow field improvement system comprising: an injection unit that injects water sucked by the suction unit onto an upper end portion of the propeller.
前記船尾部においてビルジ渦の原因となる水流の剥離が発生する剥離箇所は船速に応じて変化し、
前記吸込部は、前記剥離箇所の変化に応じて複数の位置に設けられた孔から前記水流を吸い込む
プロペラ流入流場改善システム。 A propeller inflow flow field improving system according to claim 1,
The separation point where the separation of the water flow causing the bilge vortex occurs in the stern part changes according to the ship speed,
The said suction part is a propeller inflow flow field improvement system which sucks in the said water flow from the hole provided in the several position according to the change of the said peeling location.
前記吸い込み部は、前記水流を吸い込むためのポンプを具備する
プロペラ流入流場改善システム。 A propeller inflow flow field improving system according to claim 1 or 2,
The propeller inflow flow field improving system, wherein the suction part includes a pump for sucking the water flow.
前記吸込部は、前記船尾部に設けられた孔を介して前記水流を吸い込み、
前記孔は、船体の外側から内側に向かうに従って、船尾方向に向かって傾斜する側面を有する
プロペラ流入流場改善システム。 A propeller inflow flow field improving system according to any one of claims 1 to 3,
The suction part sucks the water flow through a hole provided in the stern part,
The said propeller inflow field improvement system which has a side surface which inclines toward a stern direction as it goes inside from the outer side of a hull.
前記噴射部は、船速に応じた流速で、前記プロペラの上端部に対する噴射を行う
プロペラ流入流場改善システム。 A propeller inflow flow field improving system according to any one of claims 1 to 4,
The propeller inflow flow field improvement system, wherein the injection unit performs injection on an upper end portion of the propeller at a flow velocity corresponding to a ship speed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2013041580A JP2014169012A (en) | 2013-03-04 | 2013-03-04 | Propeller inlet flow field improvement system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2013041580A JP2014169012A (en) | 2013-03-04 | 2013-03-04 | Propeller inlet flow field improvement system |
Publications (1)
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JP2014169012A true JP2014169012A (en) | 2014-09-18 |
Family
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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JP (1) | JP2014169012A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110435866A (en) * | 2019-06-28 | 2019-11-12 | 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 | Utilize the gravity flow cooling water system of propeller swabbing action |
-
2013
- 2013-03-04 JP JP2013041580A patent/JP2014169012A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN110435866A (en) * | 2019-06-28 | 2019-11-12 | 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 | Utilize the gravity flow cooling water system of propeller swabbing action |
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