JP2014169012A - Propeller inlet flow field improvement system - Google Patents

Propeller inlet flow field improvement system Download PDF

Info

Publication number
JP2014169012A
JP2014169012A JP2013041580A JP2013041580A JP2014169012A JP 2014169012 A JP2014169012 A JP 2014169012A JP 2013041580 A JP2013041580 A JP 2013041580A JP 2013041580 A JP2013041580 A JP 2013041580A JP 2014169012 A JP2014169012 A JP 2014169012A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
propeller
flow field
stern
water
hull
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2013041580A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Kawabuchi
信 川淵
Chiharu Kawakita
千春 川北
Takayoshi Yamada
卓慶 山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP2013041580A priority Critical patent/JP2014169012A/en
Publication of JP2014169012A publication Critical patent/JP2014169012A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T70/00Maritime or waterways transport
    • Y02T70/10Measures concerning design or construction of watercraft hulls
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T70/00Maritime or waterways transport
    • Y02T70/50Measures to reduce greenhouse gas emissions related to the propulsion system

Landscapes

  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide means for further improving propulsion performance in a technique for suppressing cavitation of a propeller.SOLUTION: A propeller inlet flow field improvement system comprises: a suction hole 5 sucking water flow of a stern 2 under an axis of a propeller 3; and a jet hole 9 jetting the water sucked by the suction hole 5 toward an upper end 10 of the propeller 3. On the stern 2, a peeling area 6 where peeling occurs easily exists on a ship body outer board near a skeg (bilge part) to which a stern tube is installed. On the peeling area 6, the suction hole 5 is provided.

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.

特開2010−280297号公報JP 2010-280297 A

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.

図1は、ビルジ渦の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a bilge vortex. 図2は、船体の側面図である。FIG. 2 is a side view of the hull. 図3は、剥離領域の位置を示す。FIG. 3 shows the position of the release region. 図4Aは、船尾付近における船体の側面図である。FIG. 4A is a side view of the hull near the stern. 図4Bは、吸込孔の断面図である。FIG. 4B is a cross-sectional view of the suction hole. 図5は、船尾付近における船体の側面図である。FIG. 5 is a side view of the hull near the stern.

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 main machine 102 rotates the propeller 101 via the shaft 103, a propulsive force is generated. The propulsion direction is controlled by the rudder 104. While the ship is propelled, the flow of seawater along the hull is separated in the separation region 106, and a bilge vortex 105 is generated.

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 propeller 3 provided on the stern 2. In the stern 2, a peeling region 6 where peeling is likely to occur is present on the hull outer plate near the skeg 4 where the stun tube is installed (bilge portion). A suction hole 5 is provided in the peeling region 6. A pump 8 is provided in the middle of the pipe 7 to generate a suction force in the direction of sucking water around the hull from the suction hole 5. However, if water is sufficiently taken into the pipe 7 by the water flow around the hull 1, the pump 8 may be omitted.

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 injection hole 9 via a pipe 7 provided in the ship. The injection hole 9 is provided on the upstream side (the bow side) of the upper end portion 10 of the propeller 3. The suction hole 5, the pipe 7, the pump 8, and the injection hole 9 constitute a propeller inflow field improvement system.

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 propeller 3, the water (seawater) around the hull 1 is taken into the pipe 7 from the suction hole 5 by the suction force generated by the pump 8. The water in the boundary layer around the hull is sucked in from the suction hole 5 in the bilge portion, so that peeling is suppressed. As a result, the generation of bilge vortices can be suppressed and the resistance of the hull can be reduced.

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 jet hole 9 and supplied to the upper end portion 10 (propeller tip) of the rotating surface of the propeller 3. The upper end portion 10 of the propeller 3 is a portion where cavitation is likely to occur when the hull 1 is propelled. By supplying water from the injection hole 9, the occurrence of cavitation at the upper end portion 10 of the propeller 3 is suppressed, and effects such as improvement of propulsion performance and reduction of vibration can be obtained.

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 upper end portion 10 of the propeller, water taken in from the suction hole 5 provided in the separation region 6 of the stern 2 is used. The separation region 6 is relatively short from the propeller 3. Therefore, the additional piping equipment for supplying the propeller with the water provided in the peeling region 6 can be relatively small.

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 peeling region 6 will be described. The peeling portion 6 where the suction hole 5 is provided is usually below the shaft of the propeller 3 in the vertical direction when the hull 1 is in a horizontally stationary state. Moreover, the separation location where the separation of the water flow in the boundary layer that causes the bilge vortex changes according to the ship speed. Therefore, it is desirable to provide a plurality of suction holes 5 so as to be able to cope with the change in the peeling location when the boat speed changes. The peeling area 6 in FIG. 2 shows an area where a plurality of such suction holes 5 are provided, that is, an area where peeling can occur according to changes in ship speed. FIG. 3 shows a cross-sectional view of the skeg 4 as viewed from the stern direction. The peeling region 6 is located on the ship bottom side with respect to the shaft C of the propeller 3. Tangent lines L1 and L2 are drawn on the left and right sides of the hull with respect to the skeg 4 from the ship bottom direction, and a separation region 6 is drawn at the contact point with the tangent lines L1 and L2.

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 suction holes 5a as seen from above. In this modification, each suction hole 5a has a side surface 12 that inclines toward the stern direction from the outboard 13 toward the inboard 14. When the hull 1 is moving forward, water outside the outboard 13 flowing on the hull surface flows along the side surface 12 and is taken into the pipe 7. By such a suction hole 5a, water near the surface of the hull 1 in the peeling region 6 can be taken in more smoothly, and generation of bilge vortices can be suppressed.

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 compressor 15 is provided in the pipe 7. In FIG. 5, the suction pump 8 of FIG. 1 is not described, but a pump 8 may be provided. The compressor 15 controls the flow rate of water injected from the injection hole 9 by applying pressure to the water in the pipe 7.

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 compressor 15 can adjust the flow rate of water injected from the injection holes 9 based on a ship speed signal 16 output from a sensor or the like that measures the speed of the hull 1. For example, the compressor 15 indicates a pressure corresponding to the ship speed signal 16 based on a table or a function stored in advance in a storage device (indicating the relationship between the ship speed and the pressure that the compressor 15 applies to the water 7 in the pipe). Feed water into pipe 7. As a result, when performing high-speed operation in which cavitation is relatively likely to occur, it is possible to perform injection according to the ship speed, such as supplying water with a higher flow velocity from the injection hole 9.

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 Hull 2 Stern 3 Propeller 4 Skeg 5, 5a Suction hole 6 Peeling area 7 Piping 8 Pump 9 Injection hole 10 Upper end part 11 Outer plate 12 Inclined surface 13 Outboard 14 Inboard 15 Compressor 16 Ship speed signal 101 Propeller 102 Main engine 103 Shaft 104 Rudder 105 Bilge vortex 106 Separation area

Claims (5)

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、
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.
請求項1に記載されたプロペラ流入流場改善システムであって、
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.
請求項1又は2に記載されたプロペラ流入流場改善システムであって、
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.
請求項1から3のいずれかに記載されたプロペラ流入流場改善システムであって、
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.
請求項1から4のいずれかに記載されたプロペラ流入流場改善システムであって、
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.
JP2013041580A 2013-03-04 2013-03-04 Propeller inlet flow field improvement system Pending JP2014169012A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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
JP2013041580A JP2014169012A (en) 2013-03-04 2013-03-04 Propeller inlet flow field improvement system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014169012A true JP2014169012A (en) 2014-09-18

Family

ID=51691768

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013041580A Pending JP2014169012A (en) 2013-03-04 2013-03-04 Propeller inlet flow field improvement system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2014169012A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105438398A (en) Ship resistance reducing device
JP6253021B2 (en) Water jet propulsion assist type propeller propulsion ship
JP2007210537A (en) Water jet propulsion ship
KR101383115B1 (en) Vibration reduction appratus for ship
JP2010280297A (en) Propeller jet flow generating device
KR20130134034A (en) The fixed type fin stabilizer utilizing the coanda effect
KR20160128337A (en) Improvements related to ship propulsion provided with main and secondary propulsion devices
KR101225169B1 (en) Propulsion apparatus and ship including the same
JP2012001115A (en) Twin skeg ship
JP2014169012A (en) Propeller inlet flow field improvement system
KR101194722B1 (en) Jet Injection Device Installed inside the Horn Portion of a Ship Rudder to Enhance the Rudder Force and Mitigate the Gap Cavitation
KR20160117654A (en) Resistance reduction apparatus of vessel
JP2013252774A (en) Marine vessel
JP3767726B2 (en) Submersible
KR101302035B1 (en) A ship
JP2000168673A (en) Frictional resistance reducing ship
KR20160117655A (en) Bubble generating unit
KR20110036148A (en) The tunnel thruster of ship
JP2007313938A (en) Vessel
JP6554743B2 (en) Closed biaxial ship with finned rudder, ship
KR102394958B1 (en) Separate type tunnel thruster for vessel
JP5818247B2 (en) Biaxial stern catamaran vessel
KR101245725B1 (en) Ship having energy saving device
KR101487416B1 (en) Propulsion reinforced ship
JP6025630B2 (en) Water jet propulsion device and water jet propulsion ship