JP2016222233A - Fin unit of ship and ship - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、船舶の推進性能を向上させるためにプロペラの近傍に配置される船舶のフィンユニット、並びに、この船舶のフィンユニットを搭載する船舶に関するものである。 The present invention relates to a ship fin unit arranged in the vicinity of a propeller in order to improve the propulsion performance of the ship, and a ship on which the ship fin unit is mounted.
船体は、船舶の推進性能を向上させるための技術として、プロペラの上流側にこのプロペラの回転とは逆方向の旋回運動を付与する固定翼(リアクションフィン)が設けられている。この固定翼は、通常、プロペラが前進回転することで船体が前進航走するとき、船尾部分の水の流れをプロペラの回転方向と反対に旋回させてプロペラに送り、プロペラより下流側に発生する旋回流を減少させることで、プロペラの推進効率を向上させるものである。 As a technique for improving the propulsion performance of a ship, the hull is provided with fixed wings (reaction fins) that impart a turning motion in a direction opposite to the rotation of the propeller on the upstream side of the propeller. This fixed wing is usually generated downstream of the propeller, when the propeller rotates forward and the hull moves forward, the water flow in the stern part is swirled in the direction opposite to the propeller rotation direction. Propeller propulsion efficiency is improved by reducing swirling flow.
このような固定翼としては、例えば、下記特許文献に記載されたものがある。 Examples of such a fixed blade include those described in the following patent documents.
図24は、従来の船舶のフィンユニットを表す船舶後部を表す背面図、図25は、従来の船舶のフィンユニットにおける作用を表す船体の左側面図、図26は、従来の船舶のフィンユニットにおける作用を表す船体の右側面図である。 FIG. 24 is a rear view showing the rear part of the ship representing the fin unit of the conventional ship, FIG. 25 is a left side view of the hull showing the operation in the fin unit of the conventional ship, and FIG. 26 is in the fin unit of the conventional ship. It is a right view of the hull showing an effect | action.
上述した従来の固定翼では、図24に示すように、船体001の船尾側となる船底002から下方に突出してスケグ003が設けられ、このスケグ003にプロペラ(図示略)が回転自在に装着されると共に、ボッシング004から複数のフィン005,006が放射状に突出して設けられている。この複数のフィン005,006は、背側(突出側)及び腹側(水平側)が周方向に対して一方側を向くように配置されている。そのため、図25に示すように、船体001の左舷側のフィン005は、背側が上方側となり、上流側を向くように傾斜して配置され、船体001の右舷側のフィン006は、腹側が上方側となり、上流側を向くように傾斜して配置される。即ち、フィン005,006は、船体001の左舷側と右舷側で背側と腹側が上下に逆方向を向くことになる。
In the conventional fixed wing described above, as shown in FIG. 24, a
このとき、図25及び図26に示すように、左舷側のフィン005は、水流に対して力FθLが作用することから、揚力FLと抵抗FXLが発生する。一方、右舷側のフィン006は、水流に対して力FθRが作用することから、揚力FRと抵抗FXRが発生する。この場合、左舷側のフィン005では、このフィン005に働く揚力FLが上流側を向くために抵抗FXRは小さくなるが、右舷側のフィン006では、逆に、フィン006に働く揚力FRが下流側を向くために抵抗FXRが増大してしまう。即ち、配置したフィン005,006の抵抗FXL,FXRにより船体の推進効率が右舷側だけ悪化してしまう。フィン005,006に働く揚力FL,FRは、その周方向成分が流体に予旋回を与える力となり、軸方向成分はフィン005,006に働く抵抗FXL,FXRとなる。その結果、フィン005,006に対する水流の流入角が大きい場合、揚力の周方向成分よりも軸方向成分が大きくなり、流れに予旋回を与える作用よりもフィンの抵抗増大の作用が大きくなる。
At this time, as shown in FIGS. 25 and 26, the
本発明は上述した課題を解決するものであり、フィンに作用する抵抗を低減することで船体の推進性能の向上を図る船舶のフィンユニット及び船舶を提供することを目的とする。 This invention solves the subject mentioned above, and it aims at providing the fin unit and ship of a ship which aim at the improvement of the propulsion performance of a ship body by reducing the resistance which acts on a fin.
上記の目的を達成するための本発明の船舶のフィンユニットは、船尾におけるプロペラより船体の前方側で左舷側及び右舷側に複数のフィンが放射状をなして配置されるフィンユニットであって、前記複数のフィンは、背側が前記船体の前方側を向いて配置される、を備えることを特徴とするものである。 The ship fin unit of the present invention for achieving the above object is a fin unit in which a plurality of fins are radially arranged on the port side and starboard side on the front side of the hull from the propeller at the stern, The plurality of fins are provided with a back side facing the front side of the hull.
従って、フィンは、水流により傾斜方向に直交する背側に力が作用することから、揚力と抵抗が発生する。このフィンに働く揚力は、その周方向成分が流体に予旋回を与える力となり、軸方向成分がフィンに働く抵抗となる。この場合、左舷側及び右舷側に配置される複数のフィンの背側が船体の前方側を向いて配置されることで、各フィンは、上流側への抵抗が発生する。そのため、フィンに対する水流の流入角が大きい場合であっても、揚力の周方向成分よりも軸方向成分としての抵抗が大きくなることはなく、流れに十分な予旋回を与えることができる。その結果、フィンに作用する抵抗を低減することで船体の推進性能の向上を図ることができる。 Accordingly, the force is applied to the fin on the back side perpendicular to the tilt direction due to the water flow, so that lift and resistance are generated. The lift force acting on the fin is a force in which the circumferential component gives a pre-turn to the fluid, and the axial component is a resistance acting on the fin. In this case, the fins arranged on the port side and the starboard side are arranged with the dorsal sides of the fins facing the front side of the hull, so that each fin generates an upstream resistance. Therefore, even when the inflow angle of the water flow with respect to the fins is large, the resistance as the axial component is not larger than the circumferential component of the lift, and a sufficient pre-turn can be given to the flow. As a result, the propulsion performance of the hull can be improved by reducing the resistance acting on the fins.
本発明の船舶のフィンユニットでは、前記複数のフィンは、背側が鉛直方向における上方側を向いて配置されることを特徴としている。 In the ship fin unit of the present invention, the plurality of fins are arranged such that the back side faces the upper side in the vertical direction.
従って、左舷側及び右舷側に配置される複数のフィンの背側が船体の前方側で、且つ、鉛直方向における上方側を向いて配置されることで、各フィンにより左舷側と右舷側で上方への揚力が発生する。そのため、左舷側で左旋回する水流が増速され、右舷側で左旋回する水流が減速されることとなり、水流の周方向速度が均一化され、適正な予旋回流をプロペラに対して付与することができる。 Therefore, when the dorsal sides of the plurality of fins arranged on the port side and starboard side are arranged on the front side of the hull and facing upward in the vertical direction, the fins are directed upward on the port side and starboard side by each fin. The lift is generated. Therefore, the water flow turning left on the port side is increased, the water flow turning left on the starboard side is decelerated, the circumferential speed of the water flow is made uniform, and an appropriate pre-swirl flow is given to the propeller. be able to.
本発明の船舶のフィンユニットでは、前記複数のフィンのうち、前記プロペラの中心の水平方向側に配置される前記フィンのキャンバ角が最も大きく設定されることを特徴としている。 The ship fin unit according to the present invention is characterized in that the camber angle of the fin arranged on the horizontal direction side of the center of the propeller among the plurality of fins is set to be the largest.
従って、船体の左舷側と右舷側からこのフィンの両側を上昇する流れにより、左舷側の領域でプロペラに予旋回を付与する旋回流が減速され、右舷側の領域でプロペラに予旋回が付与する旋回流が増速されるため、プロペラに付与する旋回流は、周方向における異なる位置で周方向速度が相違してしまう。ここで、プロペラに対してその水平位置に配置されるフィンのキャンバ角を大きく設定することで、周方向速度の低い領域での速度が増加し、周方向速度の高い領域での速度が減少することができ、プロペラの周方向における異なる位置で水流の周方向速度が近似されることとなり、プロペラによる船体の推進性能を適正に発揮させることができる。 Therefore, the flow that rises on both sides of the fin from the starboard side and starboard side of the hull decelerates the swirl flow that imparts a pre-turn to the propeller in the port-side region, and pre-turns the propeller in the starboard region. Since the swirl flow is increased, the swirl flow applied to the propeller has different circumferential speeds at different positions in the circumferential direction. Here, by setting the camber angle of the fin arranged at the horizontal position with respect to the propeller to a large value, the speed in the low circumferential speed area increases, and the speed in the high circumferential speed area decreases. Thus, the circumferential speed of the water flow is approximated at different positions in the circumferential direction of the propeller, and the propulsion performance of the hull by the propeller can be appropriately exhibited.
本発明の船舶のフィンユニットでは、前記複数のフィンのうち、前記プロペラの中心の水平方向側に配置される前記フィンのコード長が最も長く設定されることを特徴としている。 The ship fin unit according to the present invention is characterized in that, among the plurality of fins, the longest cord length of the fin disposed on the horizontal direction side of the center of the propeller is set.
従って、プロペラに対して水平位置に配置されるフィンのコード長を長く設定することで、周方向速度の低い領域での速度を増加させ、周方向速度の高い領域での速度を減少させることができ、プロペラの周方向における異なる位置で水流の周方向速度が近似されることとなり、プロペラによる船体の推進性能を適正に発揮させることができる。 Therefore, by setting the cord length of the fin arranged horizontally with respect to the propeller to be long, it is possible to increase the speed in the area where the circumferential speed is low and decrease the speed in the area where the circumferential speed is high. Thus, the circumferential speed of the water flow is approximated at different positions in the circumferential direction of the propeller, and the propulsion performance of the hull by the propeller can be appropriately exhibited.
本発明の船舶のフィンユニットでは、前記複数のフィンは、前記プロペラ側の端部位置が前記船舶の前後方向における同位置に配置されることを特徴としている。 In the ship fin unit of the present invention, the plurality of fins are arranged such that end positions on the propeller side are arranged at the same position in the front-rear direction of the ship.
従って、複数のフィンからプロペラまでの距離が同じとなり、プロペラによる船体の推進性能を適正に発揮させることができる。 Therefore, the distance from the plurality of fins to the propeller becomes the same, and the propulsion performance of the hull by the propeller can be appropriately exhibited.
本発明の船舶のフィンユニットでは、コード長が最も長く設定される前記フィンは、前記船舶の前後に複数分割される複数の分割フィンにより構成されることを特徴としている。 In the ship fin unit according to the present invention, the fin having the longest code length is constituted by a plurality of divided fins divided into a plurality of parts before and after the ship.
従って、コード長が長いフィンを複数分割フィンにより構成することで、1個のフィンで大きいキャンバ角を確保する必要がなくなり、フィンの背側を流れる水流の剥離を抑制することができる。 Therefore, it is not necessary to secure a large camber angle with one fin by configuring the fin with a long cord length by a plurality of divided fins, and it is possible to suppress separation of the water flow flowing on the back side of the fin.
本発明の船舶のフィンユニットでは、前記複数の分割フィンは、周方向にずれて配置されることを特徴としている。 In the ship fin unit of the present invention, the plurality of divided fins are arranged so as to be shifted in the circumferential direction.
従って、上流側のフィンにより整流された水流が下流側のフィンに干渉することがなく、フィンにより水流を適正に整流することができる。 Therefore, the water flow rectified by the upstream fin does not interfere with the downstream fin, and the water flow can be properly rectified by the fin.
本発明の船舶のフィンユニットでは、前記複数のフィンのうち、前記プロペラの中心の水平方向側に配置される前記複数のフィンの間隔が最も狭く設定されることを特徴としている。 In the ship fin unit according to the present invention, among the plurality of fins, the interval between the plurality of fins arranged on the horizontal direction side of the center of the propeller is set to be the narrowest.
従って、プロペラに対して水平位置に配置される複数のフィンの間隔を狭く設定することで、周方向速度の低い領域での速度を増加し、周方向速度の高い領域での速度を減少することができ、プロペラの周方向における異なる位置で水流の周方向速度が近似されることとなり、プロペラによる船体の推進性能を適正に発揮させることができる。 Therefore, by setting the interval between the plurality of fins arranged horizontally with respect to the propeller to be narrow, the speed in the region where the circumferential speed is low is increased, and the speed in the region where the circumferential speed is high is decreased. Therefore, the circumferential velocity of the water flow is approximated at different positions in the circumferential direction of the propeller, and the propulsion performance of the hull by the propeller can be appropriately exhibited.
本発明の船舶のフィンユニットでは、前記複数のフィンは、前記プロペラの中心を通る鉛直線から左右にそれぞれ30度を超える領域に配置されることを特徴としている。 In the ship fin unit of the present invention, the plurality of fins are arranged in a region exceeding 30 degrees to the left and right from a vertical line passing through the center of the propeller.
従って、プロペラの中心を通る鉛直線に近い領域では、水流の周方向速度が低いことからフィン効果が少なく、一方で、フィンが抵抗となることから、この鉛直線から左右にそれぞれ30度を超える領域にフィンを配置することで、フィンによりプロペラに対して適正な予旋回を付与することができる。 Therefore, in the region close to the vertical line passing through the center of the propeller, the fin effect is small because the circumferential speed of the water flow is low, and on the other hand, the fin becomes a resistance. By arranging the fin in the region, it is possible to impart an appropriate pre-turn to the propeller by the fin.
本発明の船舶のフィンユニットでは、前記複数のフィンは、前記プロペラの中心を通ると共にスケグの鉛直方向に沿う中心線から左右にそれぞれ30度を超える領域に配置されることを特徴としている。 In the ship fin unit of the present invention, the plurality of fins are arranged in a region exceeding 30 degrees to the left and right from the center line along the vertical direction of the skeg while passing through the center of the propeller.
従って、スケグの鉛直方向に沿う中心線に近い領域では、このスケグの影響によりフィン効果が少なく、一方で、フィンが抵抗となることから、この中心線から左右にそれぞれ30度を超える領域にフィンを配置することで、フィンによりプロペラに対して適正な予旋回を付与することができる。 Therefore, in the region close to the center line along the vertical direction of the skeg, the fin effect is small due to the influence of the skeg, and on the other hand, the fin becomes a resistance, so that the fin is positioned in the region exceeding 30 degrees left and right from the center line. By arranging, an appropriate pre-turn can be imparted to the propeller by the fin.
本発明の船舶のフィンユニットでは、前記複数のフィンは、板金により製造されることを特徴としている。 In the ship fin unit of the present invention, the plurality of fins are manufactured by sheet metal.
従って、フィンを板金により製造することで、このフィンの製造コストを低減することができると共に、フィンにおける背側の形状を適正形状に設定することができる。 Therefore, by manufacturing the fin from sheet metal, the manufacturing cost of the fin can be reduced, and the shape of the back side of the fin can be set to an appropriate shape.
本発明の船舶のフィンユニットでは、前記プロペラの回転方向が鉛直方向の下方側となる前記左舷側または前記右舷側のいずれか一方における前記フィンの数が、前記プロペラの回転方向が鉛直方向の上方側となる前記左舷側または前記右舷側のいずれか他方における前記フィンの数より少なく配置されることを特徴としている。 In the ship fin unit of the present invention, the number of the fins on either the port side or the starboard side where the rotation direction of the propeller is on the lower side in the vertical direction is such that the rotation direction of the propeller is above the vertical direction. The number of fins on either the port side or the starboard side that is the other side is less than the number of fins.
従って、プロペラの回転方向が鉛直方向の下方側となる側では、フィンによる揚力の周方向成分よりも軸方向成分としての抵抗が大きくなりやすいことから、フィンの数を減少させることで船体の推進性能の向上を図ることができる。 Therefore, on the side where the rotation direction of the propeller is on the lower side in the vertical direction, the resistance as an axial component tends to be larger than the circumferential component of the lift force by the fins. The performance can be improved.
本発明の船舶のフィンユニットでは、前記プロペラの回転方向が鉛直方向の下方側となる前記左舷側または前記右舷側のいずれか一方における前記フィンは、前記プロペラの中心より上方に配置されることを特徴としている。 In the ship fin unit according to the present invention, the fin on either the port side or the starboard side where the rotation direction of the propeller is a lower side in the vertical direction is arranged above the center of the propeller. It is a feature.
従って、プロペラの回転方向が鉛直方向の下方側となる側では、特に、プロペラの中心より下方の領域で流速が速いことから、この位置におけるフィンをなくすことで船体の推進性能の向上を図ることができる。 Therefore, on the side where the rotation direction of the propeller is on the lower side in the vertical direction, the flow velocity is fast especially in the region below the center of the propeller, so the propulsion performance of the hull should be improved by eliminating the fins at this position. Can do.
本発明の船舶のフィンユニットでは、前記プロペラが水平方向に所定間隔を空けて2個配置され、前記プロペラが対向する側に配置される前記フィンの数が、前記プロペラが対向しない側に配置される前記フィンの数より少なく配置されることを特徴としている。 In the ship fin unit of the present invention, the two propellers are arranged at a predetermined interval in the horizontal direction, and the number of the fins arranged on the side facing the propeller is arranged on the side not facing the propeller. The number of fins is less than the number of fins.
従って、2軸船の場合、プロペラが対向する側で、フィンによる揚力の周方向成分よりも軸方向成分としての抵抗が大きくなりやすいことから、フィンの数を減少させることで船体の推進性能の向上を図ることができる。 Therefore, in the case of a biaxial ship, since the resistance as an axial component tends to be larger than the circumferential component of the lift by the fins on the side where the propeller is opposed, the propulsion performance of the hull can be reduced by reducing the number of fins. Improvements can be made.
本発明の船舶のフィンユニットでは、前記プロペラの回転方向が鉛直方向の下方側となる前記左舷側または前記右舷側のいずれか一方における前記フィンのコード長が、前記プロペラの回転方向が鉛直方向の上方側となる前記左舷側または前記右舷側のいずれか他方における前記フィンのコード長より短く設定されることを特徴としている。 In the ship fin unit of the present invention, the code length of the fin on either the port side or the starboard side where the rotation direction of the propeller is the lower side of the vertical direction is the rotation direction of the propeller is the vertical direction. It is characterized in that it is set shorter than the cord length of the fin on either the port side or the starboard side which is the upper side.
従って、プロペラの回転方向が鉛直方向の上方側となる側におけるフィンのコード長を長く設定することで、周方向速度の低い領域での速度を増加させることができ、プロペラによる船体の推進性能を適正に発揮させることができる。 Therefore, by setting the fin cord length on the side where the propeller rotation direction is the upper side in the vertical direction, the speed in the region where the circumferential speed is low can be increased, and the propulsion performance of the hull by the propeller can be increased. It can be demonstrated properly.
また、本発明の船舶は、前記船舶のフィンユニットを備えることを特徴とするものである。 Moreover, the ship of this invention is equipped with the fin unit of the said ship, It is characterized by the above-mentioned.
従って、フィンに作用する抵抗を低減することで船体の推進性能の向上を図ることができ、その結果、燃費を低減することができる。 Therefore, it is possible to improve the propulsion performance of the hull by reducing the resistance acting on the fin, and as a result, the fuel consumption can be reduced.
本発明の船舶のフィンユニット及び船舶によれば、左舷側及び右舷側に放射状をなす複数のフィンの背側を船体の前方側を向いて配置するので、フィンに作用する抵抗を低減することで船体の推進性能の向上を図ることができる。 According to the ship fin unit and the ship of the present invention, the back side of the plurality of fins radiating to the port side and the starboard side is arranged facing the front side of the hull, thereby reducing the resistance acting on the fins. The propulsion performance of the hull can be improved.
以下に添付図面を参照して、本発明に係る船舶のフィンユニット及び船舶の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。 Exemplary embodiments of a ship fin unit and a ship according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment, and when there are two or more embodiments, what comprises combining each embodiment is also included.
[第1実施形態]
図1は、第1実施形態の船舶のフィンユニットを表す船体後部の側面図、図2は、船舶のフィンユニットを表す正面図、図3は、船舶のフィンユニットを表す展開図である。なお、図2は、船尾側から見たフィンユニットであるが、各フィンの外側にフィンの側面視を合わせて表記している。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a side view of a rear part of a hull showing a fin unit of a ship according to the first embodiment, FIG. 2 is a front view showing a fin unit of the ship, and FIG. 3 is a development view showing the fin unit of the ship. Note that FIG. 2 shows the fin unit viewed from the stern side, but the side view of the fin is shown on the outside of each fin.
第1実施形態の船舶は、方形係数Cb(Blockage Coefficient)が0.8を超えるような、所謂、肥大船である。この肥大船としては、例えば、LNG船、LPG船、コンテナ船、自動車運搬船などである。肥大船では、プロペラにおける前方の流れが遅く、発生する揚力も小さいため、固定翼(リアクションフィン、以下、フィンと称する。)の固有抵抗が小さく、プロペラと逆方向の旋回流を与えることによる伴流利得が勝ち、推進効率が向上して性能向上につながる。 The ship of the first embodiment is a so-called enlargement ship in which the square coefficient Cb (Blockage Coefficient) exceeds 0.8. Examples of this enlargement ship include an LNG ship, an LPG ship, a container ship, and an automobile carrier ship. In a large ship, the forward flow in the propeller is slow and the generated lift is small, so the specific resistance of the fixed wing (reaction fins, hereinafter referred to as fins) is small, and it is accompanied by a swirling flow in the opposite direction to the propeller. The flow gain is won, the propulsion efficiency is improved and the performance is improved.
第1実施形態において、図1に示すように、この船舶は、1軸船であって、船体11の船尾側となる船底12から下方に突出してスケグ13が設けられている。このスケグ13は、後端部にプロペラ14が回転自在に装着されると共に、プロペラ14より船体11の前方側にボッシング15を介してフィンユニット16が設けられている。
In the first embodiment, as shown in FIG. 1, this ship is a uniaxial ship, and is provided with a
図2に示すように、プロペラ14は、この図2にて、右旋回方向(時計回り方向)に回転することで、船体11が前進するものである。フィンユニット16は、プロペラ14が前進回転(図2にて、右回転)して船体11が前進航走するとき、船尾部分の水の流れをプロペラ14の回転方向と反対方向に旋回(図2にて、左回転)させることで、水流の予旋回をプロペラ14に送り、このプロペラ14より下流側に発生する旋回流を減少させてプロペラ14の推進効率を向上させるものである。このフィンユニット16は、ボッシング15の外周面から複数のフィン21,22,23,24,25,26が放射状に突出して構成されている。即ち、ボッシング15に対して、左舷側にフィン21,22,23が設けられ、右舷側にフィン24,25,26が設けられている。
As shown in FIG. 2, the
この場合、複数のフィン21,22,23,24,25,26は、プロペラ14の中心Oを通る鉛直線C1から左右にθ1=30度以内の領域には設けずに、この領域を除く領域に配置することが望ましい。本実施形態では、複数のフィン21,22,23,24,25,26は、プロペラ14の中心Oを通る鉛直線C1から左右にそれぞれθ2=45度を超える領域θ3=90度に配置している。
In this case, the plurality of
そして、複数のフィン21,22,23,24,25,26のうち、フィン22,25は、プロペラ14の中心Oの水平方向側、つまり、プロペラ14の中心Oを通る水平線C2上に配置されている。そして、左舷側のフィン21,23は、フィン22における周方向の両側に所定間隔(本実施形態では、均等間隔)を空けて配置されている。また、右舷側のフィン24,26は、フィン25における周方向の両側に所定間隔(本実施形態では、均等間隔)を空けて配置されている。その結果、時計回り方向の12時の位置を0度と設定し、反時計回り方向に角度が増加するように設定したとき、左舷側のフィン21,22,23は、45度、90度、135度の位置に配置され、右舷側のフィン24,25,26は、225度、270度、315度の位置に配置される。
Of the plurality of
そして、図2及び図3に示すように、この複数のフィン21,22,23,24,25,26は、背側21a,22a,23a,24a,25a,26aが船体11の前方側で、且つ、鉛直方向における上方側を向いて配置されている。そのため、複数のフィン21,22,23,24,25,26は、水平面に対して船舶11における前後方向の後端部が上方側に所定角度αだけ位置するように傾斜している。この場合、左舷側の各フィン21,22,23と右舷側の各フィン24,25,26は、鉛直線C1に対して線対称形状となっている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
ここで、複数のフィン21,22,23,24,25,26の背側21a,22a,23a,24a,25a,26aとは、凸部側の面であり、本実施形態にて、腹側21b,22b,23b,24b,25b,26bは、平坦面となっている。但し、腹側21b,22b,23b,24b,25b,26bは、平坦面に限らず、凸形状にしたり、凹形状にしたりしてもよい。そして、両側が凸形状の場合、突出量が多い側が背側となる。具体的には、曲率の大きい(曲率半径の小さい)側が背側であり、曲率の小さい(曲率半径の大きい)側が腹側である。
Here, the
そのため、左舷側のフィン21,22,23は、水流に対して力FθLが作用することから、揚力FLが発生する。一方、右舷側のフィン24,25,26は、水流に対して力FθRが作用することから、揚力FRが発生する。この場合、左舷側のフィン21,22,23では、このフィン21,22,23に働く揚力FLが上流側を向くため、揚力FLの作用により抵抗を低減する力FXLが作用し、右舷側のフィン24,25,26でも、フィン24,25,26に働く揚力FRが上流側を向くため、揚力FRの作用により抵抗を低減する力FXRが作用する。即ち、各フィン21,22,23,24,25,26の抵抗FXL,FXRにより船体11の推進効率が悪化することはない。フィン21,22,23,24,25,26に働く揚力FL,FRは、その周方向成分が流体に予旋回を与える力となり、軸方向成分はフィン21,22,23,24,25,26に働く抵抗FXL,FXRとなる。その結果、プロペラ14の左舷側と右舷側で予旋回を与えるための水流の周方向速度が均一化される。
Therefore, the
ここで、船舶のフィンユニットの回転位相に対する水流の周方向速度の変化を説明する。図4は、船舶のフィンユニットの回転位相に対する水流の周方向速度を表すグラフである。 Here, the change in the circumferential velocity of the water flow with respect to the rotational phase of the ship fin unit will be described. FIG. 4 is a graph showing the circumferential velocity of the water flow with respect to the rotational phase of the ship fin unit.
図2に示すように、船体11の左舷側と右舷側を流れる水流は、船底12におけるスケグ13の両側を流れ、フィンユニット16の両側を上昇する流れWL,WRとなる。そのため、フィンユニット16を通過した水流における左旋回方向の周方向速度は、フィン21,22,23,24,25,26の装着位置(回転位相)で相違する。即ち、従来のフィンユニットでは、図4に実線で表すように、左旋回する水流は、左舷側で上昇流れWLにより減速され、右舷側で上昇流れWRにより増速される。すると、左旋回する水流の周方向速度は、左舷側の水平位置(90度)で最低速度となり、右舷側の水平位置(270度)で最高速度となり、鉛直位置(0度、180度)でその中間速度(平均速度)となる。
As shown in FIG. 2, the port side and water flowing through the starboard side of the
そこで、本実施形態のフィンユニット16では、複数のフィン21,22,23,24,25,26の背側21a,22a,23a,24a,25a,26aを船体11の前方側に向けている。すると、図4に点線で表すように、左旋回する水流は、左舷側でフィン21,22,23が生成する揚力により増速され、右舷側でフィン24,25,26が生成する揚力により減速される。そのため、左旋回する水流の周方向速度は、左舷側で上昇して右舷側で低下することから、図4に一点鎖線で表す平均速度に近似することとなる。
Therefore, in the
このように第1実施形態の船舶のフィンユニットにあっては、船体11の船尾側となる船底12から下方に突出してスケグ13を設け、このスケグ13の後端部にプロペラ14を回転自在に装着すると共に、プロペラ14より船体11の前方側にボッシング15を介してフィンユニット16を設け、このフィンユニット16として、左舷側及び右舷側に複数のフィン21,22,23,24,25,26を放射状に配置し、この複数のフィン21,22,23,24,25,26の背側21a,22a,23a,24a,25a,26aを船体11の前方側を向けて配置する。
Thus, in the ship fin unit of the first embodiment, the
従って、フィン21,22,23,24,25,26は、水流により傾斜方向に直交する背側21a,22a,23a,24a,25a,26aに力が作用することから、揚力の作用により抵抗を低減する力作用する。このフィン21,22,23,24,25,26に働く揚力は、その周方向成分が水流に予旋回を与える力となり、軸方向成分がフィン21,22,23,24,25,26に働く抵抗となる。ここで、左舷側及び右舷側に配置される複数のフィン21,22,23,24,25,26は、背側21a,22a,23a,24a,25a,26aを船体11の前方側を向いて配置されることから、揚力の作用により抵抗を低減する力が作用する。そのため、フィン21,22,23,24,25,26に対する水流の流入角(フィン傾斜角)が大きい場合であっても、揚力の周方向成分よりも軸方向成分としての抵抗が大きくなることはなく、流れに十分な予旋回を与えることができる。その結果、フィンに作用する抵抗を低減することで船体の推進性能の向上を図ることができる。
Accordingly, the
第1実施形態の船舶のフィンユニットでは、複数のフィン21,22,23,24,25,26の背側21a,22a,23a,24a,25a,26aを鉛直方向における上方側を向いて配置する。従って、各フィン21,22,23,24,25,26により左舷側と右舷側で上方への揚力が発生し、左舷側で左旋回する水流が増速され、右舷側で左旋回する水流が減速されることとなり、水流の周方向速度が均一化され、適正な予旋回流をプロペラ14に対して付与することができる。
In the ship fin unit of the first embodiment, the
第1実施形態の船舶のフィンユニットでは、複数のフィン21,22,23,24,25,26は、プロペラ14の中心Oを通る鉛直線C1から左右にそれぞれ30度を超える領域に配置されている。従って、プロペラ14の中心Oを通る鉛直線C1に近い領域では、水流の周方向速度が低いことからフィン効果が少なく、一方で、フィンが抵抗となることから、この鉛直線C1から左右にそれぞれ30度を超える領域にフィン21,22,23,24,25,26を配置することで、フィン21,22,23,24,25,26によりプロペラ14に対して適正な予旋回を付与することができる。
In the ship fin unit according to the first embodiment, the plurality of
第1実施形態の船舶にあっては、船体11の後部にフィンユニット16を設けている。従って、フィン21,22,23,24,25,26に作用する抵抗を低減することで船体11の推進性能の向上を図ることができ、その結果、燃費を低減することができる。
In the ship of the first embodiment, the
[第2実施形態]
図5は、第2実施形態の船舶のフィンユニットを表す概略図、図6は、船舶のフィンユニットの回転位相に対する水流れ角(水流の周方向速度分布)を表すグラフである。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
[Second Embodiment]
FIG. 5 is a schematic diagram showing a ship fin unit according to the second embodiment, and FIG. 6 is a graph showing a water flow angle (circumferential velocity distribution of water flow) with respect to the rotational phase of the ship fin unit. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which has the same function as embodiment mentioned above, and detailed description is abbreviate | omitted.
第2実施形態において、図5に示すように、フィンユニット30は、第1実施形態と同様に、複数のフィン31,32,33が放射状に突出して構成されている。なお、図5では、左舷側のフィン31,32,33だけを表しており、右舷側のフィンを省略している。そして、左舷側のフィン31,32,33のうち、フィン32は、プロペラの中心の水平方向側に配置され、フィン31,33は、フィン32における周方向の両側に所定間隔(本実施形態では、均等間隔)を空けて配置されている。なお、右舷側のフィンも同様の構成となっている。
In the second embodiment, as shown in FIG. 5, the
そして、左舷側の複数のフィン31,32,33は、背側31a,32a,33aが船体の前方側で、且つ、鉛直方向における上方側を向いて配置されている。一方、右舷側の複数のフィンも、背側が船体の前方側で、且つ、鉛直方向における上方側を向いて配置されている。本実施形態のフィン31,32,33は、背側31a,32a,33aが凸形状をなし、腹側31b,32b,33bが凹形状をなしている。なお、図5では、各フィン31,32,33の形状の相違点を明確にするため、傾斜させずに表している。
The plurality of
そして、左舷側の複数のフィン31,32,33のうち、プロペラの中心の水平方向側に配置されるフィン32のキャンバ角βが最も大きくなるように設定している。このキャンバ角βとは、フィン31,32,33の前縁中心A1と後縁中心A2とを結ぶ基礎線B1に対して、フィン31,32,33の前縁中心A1を通ってこの前縁中心A1の接線に直交する傾斜線B2と、フィン31,32,33の後縁中心A2を通ってこの後縁中心A2の接線に直交する傾斜線B3との交点における後方側の角度である。なお、γ11,γ21,γ31は、入口メタル角であり、γ12,γ22,γ32は、出口メタル角である。そして、フィン31,33のキャンバ角β1,β3が同じ角度であり、フィン32のキャンバ角β2がフィン31,33のキャンバ角β1,β3より大きく(β1=β3<β2)設定されている。
Of the plurality of
そのため、左舷側のフィン31,32,33は、水流に対して揚力の作用により抵抗を低減する力が作用するが、このフィン31,32,33に働く揚力が上流側を向くために抵抗は小さくなり、船体の推進効率が悪化することはない。そのため、フィン31,32,33に働く揚力は、その周方向成分が水流に予旋回を与える力となり、プロペラの左舷側の領域で生成される旋回流を増速し、水流の周方向速度が均一化される。そして、水平位置にあるフィン32のキャンバ角β3がその上下位置にあるフィン31,33のキャンバ角β1,β3より大きいため、各フィン31,32,33により発生する揚力が異なり、水平位置にあるフィン32の揚力が大きく、上下位置にあるフィン31,33の揚力が小さくなり、より一層水流の周方向速度が均一化される。
Therefore, the
図6に示すように、従来のフィンユニットでは、左旋回する水流が左舷側で上昇流れにより減速され、右舷側で上昇流れにより増速されるため、左旋回する水流の周方向速度は、左舷側の水平位置(90度)で最低速度となり、右舷側の水平位置(270度)で最高速度となる。ここで、フィン31,32,33の背側31a,32a,33aを船体の前方側を向けて配置すると共に、水平位置に配置されるフィン32のキャンバ角を最も大きく設定している。そのため、フィン31,32,33により揚力が生成されるものの、フィン32により生成される揚力が、フィン31,33により生成される揚力よりも大きくなる。その結果、左旋回する水流の周方向速度は、各回転位相の位置で適正に調整され、また、右旋回する水流の周方向速度も、各回転位相の位置で適正に調整され、全ての領域で平均速度に近似することとなる。
As shown in FIG. 6, in the conventional fin unit, since the water flow turning left is decelerated by the rising flow on the port side and accelerated by the rising flow on the starboard side, the circumferential speed of the water flow turning left is The minimum speed is at the horizontal position (90 degrees) on the side, and the maximum speed is at the horizontal position (270 degrees) on the starboard side. Here, the
このように第2実施形態の船舶のフィンユニットにあっては、プロペラより船体の前方側にフィンユニット30を設け、このフィンユニット30として、複数のフィン31,32,33を放射状に配置し、この複数のフィン31,32,33の背側31a,32a,33aを船体の前方側を向けて配置すると共に、プロペラの中心の水平方向側に配置されるフィン32のキャンバ角を最も大きく設定している。
As described above, in the ship fin unit according to the second embodiment, the
従って、フィン31,32,33により生成される揚力により周方向速度の低い領域での速度が増加し、周方向速度の高い領域での速度が減少することとなり、プロペラの周方向における異なる位置で水流の周方向速度を近似させることができる。そして、このとき、フィン31,32,33に位置により生成される揚力の大きさが相違することから、水流の周方向速度は、平均値に向けて適正に調整され、より一層水流の周方向速度を均一化することができる。
Accordingly, the lift generated by the
その結果、プロペラに付与する旋回流の周方向速度に周方向の異なる位置でのばらつきが減少し、プロペラによる船体の推進性能を適正に発揮させることができる。即ち、プロペラは、例えば、周囲の水流の速度により傾斜角が設定されることから、プロペラの周方向位置での水流の速度が均一化されることで、プロペラを最適領域で回転させることができ、設計通りの推進力を出力することができる。 As a result, variations in the circumferential speed of the swirling flow applied to the propeller at different positions in the circumferential direction are reduced, and the propulsion performance of the hull by the propeller can be appropriately exhibited. That is, since the inclination angle of the propeller is set according to the speed of the surrounding water flow, for example, the speed of the water flow at the circumferential position of the propeller is made uniform so that the propeller can be rotated in the optimum region. The propulsive force as designed can be output.
[第3実施形態]
図7は、第3実施形態の船舶のフィンユニットを表す概略図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
[Third Embodiment]
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a ship fin unit according to the third embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which has the same function as embodiment mentioned above, and detailed description is abbreviate | omitted.
第3実施形態において、図7に示すように、フィンユニット40は、第1実施形態と同様に、複数のフィン41,42,43が放射状に突出して構成されている。なお、図7では、左舷側のフィン41,42,43だけを表しており、右舷側のフィンを省略している。そして、左舷側のフィン41,42,43のうち、フィン42は、プロペラの中心の水平方向側に配置され、フィン41,43は、フィン42における周方向の両側に所定間隔(本実施形態では、均等間隔)を空けて配置されている。なお、右舷側のフィンも同様の構成となっている。
In the third embodiment, as shown in FIG. 7, the
左舷側の複数のフィン41,42,43は、背側41a,42a,43aが船体の前方側で、且つ、鉛直方向における上方側を向いて配置されている。一方、右舷側の複数のフィンも、背側が船体の前方側で、且つ、鉛直方向における上方側を向いて配置されている。なお、図7では、各フィン41,42,43の形状の相違点を明確にするため、傾斜させずに表している。
The plurality of
左舷側の複数のフィン41,42,43のうち、プロペラの中心の水平方向側に配置されるフィン42のコード長Lが最も長くなるように設定している。このコード長Lとは、フィン41,42,43の全長である。即ち、フィン41,43のコード長L1、L3が同じ長さであり、フィン42のコード長L2がフィン41,43のコード長L1,L3より長く(L1=L3<L2)設定されている。そして、フィン41,42,43は、プロペラ側(下流側)の端部位置が船舶の前後方向における同位置に配置されている。つまり、フィン41,42,43の後端部がD1の位置で一致し、フィン41,43の前端部がD2の位置で一致している。
Of the plurality of
そのため、左舷側のフィン41,42,43は、水流に対して揚力の作用により抵抗を低減する力が作用するが、このフィン41,42,43に働く揚力が上流側を向くために抵抗は小さくなり、船体の推進効率が悪化することはない。そのため、フィン41,42,43に働く揚力は、その周方向成分が水流に予旋回を与える力となり、プロペラの左舷側の領域で生成される旋回流を増速し、水流の周方向速度が均一化される。そして、水平位置にあるフィン42のコード長L2がその上下位置にあるフィン41,43のコード長L1,L3より長いため、各フィン41,42,43により発生する揚力が異なり、水平位置にあるフィン42の揚力が大きく、上下位置にあるフィン41,43の揚力が小さくなり、より一層水流の周方向速度が均一化される。その結果、左旋回する水流の周方向速度は、各回転位相の位置で適正に調整され、また、右旋回する水流の周方向速度も、各回転位相の位置で適正に調整され、全ての領域で平均速度に近似することとなる。
For this reason, the
なお、上述の説明では、フィン41,42,43の後端部をD1の位置で一致させたが、この構成に限定されるものではない。図8は、第3実施形態の船舶のフィンユニットの第1変形例を表す概略図、図9は、第3実施形態の船舶のフィンユニットの第2変形例を表す概略図である。
In the above description, the rear ends of the
図8に示すように、フィンユニット45は、複数のフィン41,42,43が放射状に突出して構成されている。そして、左舷側のフィン41,42,43のうち、フィン42は、プロペラの中心の水平方向側に配置され、フィン41,43は、フィン42における周方向の両側に所定間隔(本実施形態では、均等間隔)を空けて配置されている。
As shown in FIG. 8, the
左舷側の複数のフィン41,42,43は、背側41a,42a,43aが船体の前方側で、且つ、鉛直方向における上方側を向いて配置されている。そして、左舷側の複数のフィン41,42,43のうち、プロペラの中心の水平方向側に配置されるフィン42のコード長Lが最も長くなるように設定している。この場合、フィン41,42,43は、プロペラとは反対側(上流側)の端部位置が船舶の前後方向における同位置に配置されている。つまり、フィン41,42,43の前端部がD3の位置で一致している。
The plurality of
また、図9に示すように、フィンユニット46は、複数のフィン41,42,43が放射状に突出して構成されている。左舷側の複数のフィン41,42,43は、背側41a,42a,43aが船体の前方側で、且つ、鉛直方向における上方側を向いて配置されている。そして、左舷側の複数のフィン41,42,43のうち、プロペラの中心の水平方向側に配置されるフィン42のコード長Lが最も長くなるように設定している。この場合、フィン41,42,43は、長手方向の中間部の位置が船舶の前後方向における同位置に配置されている。つまり、フィン41,42,43の中間部がD4の位置で一致している。
Further, as shown in FIG. 9, the
このように第3実施形態の船舶のフィンユニットにあっては、プロペラより船体の前方側にフィンユニット40(45,46)を設け、このフィンユニット40として、複数のフィン41,42,43を放射状に配置し、この複数のフィン41,42,43の背側41a,42a,43aを船体の前方側を向けて配置すると共に、プロペラの中心の水平方向側に配置されるフィン32のコード長を最も長く設定している。
Thus, in the fin unit of the ship of the third embodiment, the fin unit 40 (45, 46) is provided on the front side of the hull from the propeller, and the
従って、フィン41,42,43により生成される揚力により周方向速度の低い領域での速度が増加し、周方向速度の高い領域での速度が減少することとなり、プロペラの周方向における異なる位置で水流の周方向速度を近似させることができる。そして、このとき、フィン41,42,43に位置により生成される揚力の大きさが相違することから、水流の周方向速度は、平均値に向けて適正に調整され、より一層水流の周方向速度を均一化することができる。
Accordingly, the lift generated by the
その結果、プロペラに付与する旋回流の周方向速度に周方向の異なる位置でのばらつきが減少し、プロペラによる船体の推進性能を適正に発揮させることができる。即ち、プロペラは、例えば、周囲の水流の速度により傾斜角が設定されることから、プロペラの周方向位置での水流の速度が均一化されることで、プロペラを最適領域で回転させることができ、設計通りの推進力を出力することができる。 As a result, variations in the circumferential speed of the swirling flow applied to the propeller at different positions in the circumferential direction are reduced, and the propulsion performance of the hull by the propeller can be appropriately exhibited. That is, since the inclination angle of the propeller is set according to the speed of the surrounding water flow, for example, the speed of the water flow at the circumferential position of the propeller is made uniform so that the propeller can be rotated in the optimum region. The propulsive force as designed can be output.
また、上述した第2実施形態では、揚力を大きくするためにフィンのキャンバ角を大きく設定したが、フィンのキャンバ角が大きくなると、背側を流れる水流が剥離してしまうおそれがある。そのため、第3実施形態では、フィン41,42,43のコード長を長くすることで、揚力を大きくしており、キャンバ角を大きくする必要はなく、背側を流れる水流の剥離を防止することができる。
Further, in the second embodiment described above, the camber angle of the fin is set large in order to increase the lift force. However, if the camber angle of the fin increases, the water flow flowing on the back side may be separated. Therefore, in the third embodiment, by increasing the cord length of the
第3実施形態の船舶のフィンユニットでは、複数のフィン41,42,43におけるプロペラ側の端部位置を船舶の前後方向における同位置に配置している。従って、複数のフィン41,42,43からプロペラまでの距離が同じとなり、プロペラに付与する予旋回流の周方向位置における速度が同様となり、プロペラによる船体の推進性能を適正に発揮させることができる。
In the ship fin unit of the third embodiment, the propeller side end positions of the plurality of
[第4実施形態]
図10は、第4実施形態の船舶のフィンユニットを表す概略図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
[Fourth Embodiment]
FIG. 10 is a schematic view illustrating a ship fin unit according to the fourth embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which has the same function as embodiment mentioned above, and detailed description is abbreviate | omitted.
第4実施形態において、図10に示すように、フィンユニット50は、第1実施形態と同様に、複数のフィン51,52,53が放射状に突出して構成されている。なお、図10では、左舷側のフィン51,52,53だけを表しており、右舷側のフィンを省略している。そして、左舷側のフィン51,52,53のうち、フィン52は、プロペラの中心の水平方向側に配置され、フィン51,53は、フィン52における周方向の両側に所定間隔(本実施形態では、均等間隔)を空けて配置されている。なお、右舷側のフィンも同様の構成となっている。
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 10, the
フィン52は、船舶の前後に複数分割される複数の分割フィン54,55により構成され、複数のフィン51,52,53は、背側51a,54a,55a,53aが船体の前方側で、且つ、鉛直方向における上方側を向いて配置されている。一方、右舷側の複数のフィンも、背側が船体の前方側で、且つ、鉛直方向における上方側を向いて配置されている。なお、図10では、各フィン51,52,53の形状の相違点を明確にするため、傾斜させずに表している。
The
左舷側の複数のフィン51,52,53のうち、プロペラの中心の水平方向側に配置されるフィン52のコード長が最も長くなるように設定している。そして、コード長が最も長く設定されるフィン52は、船舶の前後に複数分割される複数の分割フィン54,55により構成されている。そして、フィン51,52(55),53は、プロペラ側(下流側)の端部位置が船舶の前後方向における同位置に配置されている。つまり、フィン51,55,53の後端部がD1の位置で一致している。この場合、フィン52を構成する分割フィン54,55は、所定隙間を空けて一直線上に配置される。
Of the plurality of
そのため、左舷側のフィン51,52,53は、水流に対して揚力と抵抗が発生するが、このフィン51,52,53に働く揚力が上流側を向くために抵抗は小さくなり、船体の推進効率が悪化することはない。そのため、フィン51,52,53に働く揚力は、その周方向成分が水流に予旋回を与える力となり、プロペラの左舷側の領域で生成される旋回流を増速し、水流の周方向速度が均一化される。そして、水平位置にあるフィン52のコード長がその上下位置にあるフィン51,53のコード長より長いため、各フィン51,52,53により発生する揚力が異なり、水平位置にあるフィン52の揚力が大きく、上下位置にあるフィン51,53の揚力が小さくなり、より一層水流の周方向速度が均一化される。その結果、左旋回する水流の周方向速度は、各回転位相の位置で適正に調整され、また、右旋回する水流の周方向速度も、各回転位相の位置で適正に調整され、全ての領域で平均速度に近似することとなる。
For this reason, the
また、上述した第2実施形態では、揚力を大きくするためにフィンのキャンバ角を大きく設定したが、フィンのキャンバ角が大きくなると、背側を流れる水流が剥離してしまうおそれがある。そのため、第4実施形態では、フィン51,52,53のコード長を長くすると共に分割することで、揚力を大きくしており、キャンバ角を大きくする必要はなく、背側を流れる水流の剥離を防止することができると共に、フィンの小型化及び低コスト化が図れる。
Further, in the second embodiment described above, the camber angle of the fin is set large in order to increase the lift force. However, if the camber angle of the fin increases, the water flow flowing on the back side may be separated. Therefore, in the fourth embodiment, the code length of the
なお、上述の説明では、フィン52としての分割フィン54,55を一直線上に配置したが、この構成に限定されるものではない。図11は、第4実施形態の船舶のフィンユニットの第1変形例を表す概略図である。
In the above description, the divided
図11に示すように、フィンユニット60は、複数のフィン(分割フィン)61,62,63,64,65が放射状に突出して構成されている。そして、フィン61,62,63,64,65のうち、フィン61,62が上流側に配置され、フィン63,64,65が下流側に配置されている。この場合、フィン61,62,64は、プロペラの中心の水平方向側に配置され、フィン63,65は、フィン64における周方向の両側に所定間隔(本実施形態では、均等間隔)を空けて配置されている。
As shown in FIG. 11, the
複数のフィン61,62と複数のフィン63,64,85は、周方向にずれて配置されている。この場合、フィン63,64,65は、プロペラ側(下流側)の端部位置が船舶の前後方向における同位置に配置されている。つまり、フィン63,64,65の後端部がD1の位置で一致している。
The plurality of
このように第4実施形態の船舶のフィンユニットにあっては、プロペラより船体の前方側にフィンユニット50(60)を設け、このフィンユニット50として、複数のフィン51,52,53(61,62,63,64,65)を放射状に配置し、この複数のフィン51,52,53の背側51a,54a,55a,53aを船体の前方側を向けて配置すると共に、プロペラの中心の水平方向側に配置されるフィン52のコード長を最も長く設定し、コード長が最も長く設定されるフィン52として複数の分割フィン54,55を設けている。
As described above, in the ship fin unit of the fourth embodiment, the fin unit 50 (60) is provided in front of the hull from the propeller, and the
従って、フィン51,52,53により生成される揚力により周方向速度の低い領域での速度が増加し、周方向速度の高い領域での速度が減少することとなり、プロペラの周方向における異なる位置で水流の周方向速度を近似させることができる。そして、このとき、フィン51,52,53の位置により生成される揚力の大きさが相違することから、水流の周方向速度は、平均値に向けて適正に調整され、より一層水流の周方向速度を均一化することができる。
Accordingly, the lift generated by the
その結果、プロペラに付与する旋回流の周方向速度に周方向の異なる位置でのばらつきが減少し、プロペラによる船体の推進性能を適正に発揮させることができる。即ち、プロペラは、例えば、周囲の水流の速度により傾斜角が設定されることから、プロペラの周方向位置での水流の速度が均一化されることで、プロペラを最適領域で回転させることができ、設計通りの推進力を出力することができる。 As a result, variations in the circumferential speed of the swirling flow applied to the propeller at different positions in the circumferential direction are reduced, and the propulsion performance of the hull by the propeller can be appropriately exhibited. That is, since the inclination angle of the propeller is set according to the speed of the surrounding water flow, for example, the speed of the water flow at the circumferential position of the propeller is made uniform so that the propeller can be rotated in the optimum region. The propulsive force as designed can be output.
第4実施形態の船舶のフィンユニットでは、コード長が最も長く設定されるフィン52として、船舶の前後に複数分割される複数の分割フィン54,55を設けている。従って、コード長が長いフィン52を複数の分割フィン54,55により構成することで、1個のフィンで大きいキャンバ角を確保する必要がなくなり、フィン51,52,53の背側51a,54a,55a,53aを流れる水流の剥離を抑制することができる。
In the ship fin unit of the fourth embodiment, a plurality of divided
第4実施形態の船舶のフィンユニットでは、複数のフィン61,62,63,64,65を放射状に配置すると共に、フィン61,62とフィン63,64,65を周方向にずらして配置している。従って、上流側のフィン61,62により整流された水流が下流側のフィン63,64,65に干渉することがなく、フィン61,62,63,64,65により水流を適正に整流することができる。
In the ship fin unit of the fourth embodiment, a plurality of
また、フィン51,54,55,53やフィン61,62,63,64,65を同形状にすることで部品点数を減少し、製造コストを低減することができる。
Further, by making the
[第5実施形態]
図12は、第5実施形態の船舶のフィンユニットを表す概略図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
[Fifth Embodiment]
FIG. 12 is a schematic diagram illustrating a ship fin unit according to the fifth embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which has the same function as embodiment mentioned above, and detailed description is abbreviate | omitted.
第5実施形態において、図12に示すように、フィンユニット70は、複数のフィン71,72,73,74,75,76,77,78が放射状に突出して構成されている。左舷側のフィン71,72,73,74のうち、フィン74は、プロペラの中心Oの水平方向側に配置され、フィン71,72,73は、フィン74における周方向の上方側に所定間隔を空けて配置されている。一方、右舷側のフィン75,76,77,78のうち、フィン75は、プロペラの中心Oの水平方向側に配置され、フィン76,77,78は、フィン75における周方向の上方側に所定間隔を空けて配置されている。
In the fifth embodiment, as shown in FIG. 12, the
左舷側の複数のフィン71,72,73,74は、背側71a,72a,73a,74aが船体の前方側で、且つ、鉛直方向における上方側を向いて配置されている。一方、右舷側の複数のフィン75,76,77,78は、背側75a,76a,77a,78aが船体の前方側で、且つ、鉛直方向における上方側を向いて配置されている。
The plurality of
そして、複数のフィン71,72,73,74,75,76,77,78のうち、プロペラの中心の水平方向側に配置されるフィン73,74の間隔とフィン75,76の間隔が最も狭くなるように設定されている。即ち、フィン71,72の間隔(配置角度)をθ11とし、フィン72,73の間隔(配置角度)をθ12とし、フィン73,74の間隔(配置角度)をθ13とすると、θ11>θ12>θ13となっている。同様に、フィン75,76の間隔(配置角度)をθ14とし、フィン76,77の間隔(配置角度)をθ15とし、フィン77,78の間隔(配置角度)をθ16とすると、θ14<θ15<θ16となっている。この場合、左舷側の各フィン71,72,73,74と右舷側の各フィン75,76,77,78は、鉛直線C1に対して線対称形状となっている。
Among the plurality of
そのため、複数のフィン71,72,73,74,75,76,77,78は、水流に対して揚力の作用により抵抗を低減する力が作用するが、このフィン71,72,73,74,75,76,77,78に働く揚力が上流側を向くために抵抗は小さくなり、船体の推進効率が悪化することはない。そのため、フィン71,72,73,74,75,76,77,78に働く揚力は、その周方向成分が水流に予旋回を与える力となり、プロペラの左舷側の領域で生成される旋回流を増速し、水流の周方向速度が均一化される。そして、プロペラの中心の水平方向側に配置されるフィン73,74の間隔とフィン75,76の間隔が最も狭いため、各フィン71,72,73,74,75,76,77,78により発生する揚力が異なり、水平位置にあるフィン74,75の揚力が大きく、鉛直位置側にあるフィン71,78の揚力が小さくなり、より一層水流の周方向速度が均一化される。その結果、左旋回する水流の周方向速度は、各回転位相の位置で適正に調整され、また、右旋回する水流の周方向速度も、各回転位相の位置で適正に調整され、全ての領域で平均速度に近似することとなる。
Therefore, the plurality of
なお、上述の説明では、フィン71,72,73,74,75,76,77,78を水平位置より上方に配置したが、この構成に限定されるものではない。図13は、第5実施形態の船舶のフィンユニットの第1変形例を表す概略図、図14は、第5実施形態の船舶のフィンユニットの第2変形例を表す概略図である。
In the above description, the
図13に示すように、フィンユニット80は、複数のフィン81,82,83,84,85,86,87,88,89,90が放射状に突出して構成されている。左舷側のフィン81,82,83,84,85のうち、フィン83は、プロペラの中心Oの水平方向側に配置され、フィン81,82,84,85は、フィン83における周方向の両側に所定間隔を空けて配置されている。一方、右舷側のフィン86,87,88,89,90のうち、フィン88は、プロペラの中心Oの水平方向側に配置され、フィン86,87,89,90は、フィン88における周方向の両側に所定間隔を空けて配置されている。
As shown in FIG. 13, the
そして、複数のフィン81,82,83,84,85,86,87,88,89,90のうち、プロペラの中心Oの水平方向側に配置されるフィン82,83の間隔とフィン83,84の間隔、フィン87,88の間隔とフィン88,89の間隔が最も狭くなるように設定されている。即ち、フィン81,82の間隔(配置角度)をθ21とし、フィン82,83の間隔(配置角度)をθ22とし、フィン83,84の間隔(配置角度)をθ23とし、フィン84,85の間隔(配置角度)をθ24とすると、θ22<θ21、θ23<θ24となっている。同様に、フィン86,87の間隔(配置角度)をθ25とし、フィン87,88の間隔(配置角度)をθ26とし、フィン88,89の間隔(配置角度)をθ27とし、フィン89,90の間隔(配置角度)をθ28とすると、θ27<θ28、θ26<θ25となっている。
Among the plurality of
また、図14に示すように、フィンユニット100は、複数のフィン101,102,103,104,105,106,107,108が放射状に突出して構成されている。左舷側のフィン101,102,103,104のうち、フィン102,103は、プロペラの中心の水平方向側に配置され、フィン101,104は、フィン102,103における周方向の両側に所定間隔を空けて配置されている。一方、右舷側のフィン105,106,107,108のうち、フィン106,107は、プロペラの中心の水平方向側に配置され、フィン105,108は、フィン106,107における周方向の両側に所定間隔を空けて配置されている。
Further, as shown in FIG. 14, the
そして、複数のフィン101,102,103,104,105,106,107,108のうち、プロペラの中心の水平方向側に配置されるフィン102,103の間隔、フィン106,107の間隔が最も広くなるように設定されている。即ち、フィン101,102の間隔(配置角度)をθ31とし、フィン102,103の間隔(配置角度)をθ32とし、フィン103,104の間隔(配置角度)をθ33とすると、θ32<θ31、θ32<θ33となっている。同様に、フィン105,106の間隔(配置角度)をθ34とし、フィン106,107の間隔(配置角度)をθ35とし、フィン107,108の間隔(配置角度)をθ36とすると、θ35<θ34、θ35<θ36となっている。
Among the plurality of
このように第5実施形態の船舶のフィンユニットにあっては、プロペラより船体の前方側にフィンユニット70(80,100)を設け、このフィンユニット70として、複数のフィン71,72,73,74,75,76,77,78(81,82,83,84,85,86,87,88,89,90,101,102,103,104,105,106,107,108)を放射状に配置し、この複数のフィン71,72,73,74,75,76,77,78の背側71a,72a,73a,74a,75a,76a,77a,78aを船体の前方側を向けて配置すると共に、プロペラの中心の水平方向側に配置される複数のフィン73,74の間隔とフィン75,76の間隔を最も狭く設定している。
As described above, in the ship fin unit of the fifth embodiment, the fin unit 70 (80, 100) is provided on the front side of the hull from the propeller, and the
従って、フィン71,72,73,74,75,76,77,78により生成される揚力により周方向速度の低い領域での速度が増加し、周方向速度の高い領域での速度が減少することとなり、プロペラの周方向における異なる位置で水流の周方向速度を近似させることができる。そして、このとき、フィン71,72,73,74,75,76,77,78の位置により生成される揚力の大きさが相違することから、水流の周方向速度は、平均値に向けて適正に調整され、より一層水流の周方向速度を均一化することができる。
Accordingly, the lift generated by the
その結果、プロペラに付与する旋回流の周方向速度に周方向の異なる位置でのばらつきが減少し、プロペラによる船体の推進性能を適正に発揮させることができる。即ち、プロペラは、例えば、周囲の水流の速度により傾斜角が設定されることから、プロペラの周方向位置での水流の速度が均一化されることで、プロペラを最適領域で回転させることができ、設計通りの推進力を出力することができる。 As a result, variations in the circumferential speed of the swirling flow applied to the propeller at different positions in the circumferential direction are reduced, and the propulsion performance of the hull by the propeller can be appropriately exhibited. That is, since the inclination angle of the propeller is set according to the speed of the surrounding water flow, for example, the speed of the water flow at the circumferential position of the propeller is made uniform so that the propeller can be rotated in the optimum region. The propulsive force as designed can be output.
[第6実施形態]
図15は、第6実施形態の船舶のフィンユニットを表す船体後部の背面図、図16は、第6実施形態の船舶のフィンユニットを表す正面図である。
[Sixth Embodiment]
FIG. 15 is a rear view of the rear part of the hull representing the fin unit of the ship according to the sixth embodiment, and FIG. 16 is a front view showing the fin unit of the ship according to the sixth embodiment.
第6実施形態において、図15に示すように、この船舶は、2軸船であって、船体111の船尾側となる船底112から下方に突出して2個のスケグ113,114が設けられている。このスケグ113,114は、後端部にプロペラ115,116が回転自在に装着されると共に、プロペラ115,116より船体111の前方側にボッシング117,118を介してフィンユニット119,120が設けられている。
In the sixth embodiment, as shown in FIG. 15, this ship is a biaxial ship, and is provided with two
図16に示すように、プロペラ115は、この図16にて、右旋回方向(時計回り方向)に回転することで、船体111が前進するものである。フィンユニット119は、プロペラ115が前進回転(図16にて、右回転)して船体111が前進航走するとき、船尾部分の水の流れをプロペラ115の回転方向と反対方向に旋回(図16にて、左回転)させることで、水流の予旋回をプロペラ115に送り、このプロペラ115より下流側に発生する旋回流を減少させてプロペラ115の推進効率を向上させるものである。
As shown in FIG. 16, the
また、プロペラ116は、図示しないが、右旋回方向(時計回り方向)に回転することで、船体111が前進するものである。フィンユニット120は、プロペラ116が前進回転して船体111が前進航走するとき、船尾部分の水の流れをプロペラ116の回転方向と反対方向に旋回させることで、水流の予旋回をプロペラ116に送り、このプロペラ116より下流側に発生する旋回流を減少させてプロペラ116の推進効率を向上させるものである。
Further, although not shown, the
なお、以下の説明では、船体の左舷側のフィンユニット119について説明するが、スケグ113,114、プロペラ115,116、ボッシング117,118、フィンユニット119,120は、船体111の幅方向の中心線に対して左右対称に設けられているものであり、フィンユニット120も同様の構成となっている。
In the following description, the
フィンユニット119は、図16に示すように、ボッシング117の外周面から複数のフィン121,122,123,124,125,126が放射状に突出して構成されている。即ち、ボッシング117に対して、左舷側にフィン121,122,123が設けられ、右舷側にフィン124,125,126が設けられている。この場合、複数のフィン121,122,123,124,125,126は、プロペラ115の中心Oを通る鉛直線C1に対して所定角度θ10だけ傾斜したスケグ113の中心線C3から左右にθ1=30度以内の領域には設けずに、この領域を除く領域に配置することが望ましい。本実施形態では、複数のフィン121,122,123,124,125,126は、プロペラ115の中心Oを通る中心線C3から左右にそれぞれθ2=45度を超える領域θ3=90度に配置している。
As shown in FIG. 16, the
そして、複数のフィン121,122,123,124,125,126のうち、フィン122,125は、プロペラ115の中心Oの水平方向側、つまり、プロペラ115の中心Oを通る中心線C3の直交線上に配置されている。そして、左舷側のフィン121,123は、フィン122における周方向の両側に所定間隔(本実施形態では、均等間隔)を空けて配置されている。また、右舷側のフィン124,126は、フィン125における周方向の両側に所定間隔(本実施形態では、均等間隔)を空けて配置されている。
Among the plurality of
そして、この複数のフィン121,122,123,124,125,126は、背側121a,122a,123a,124a,125a,126aが船体111の前方側で、且つ、鉛直方向における上方側を向いて配置されている。そのため、複数のフィン121,122,123,124,125,126は、水平面に対して船舶111における前後方向の後端部が上方側に所定角度だけ位置するように傾斜している。
The plurality of
そのため、フィン121,122,123,124,125,126は、水流に対して力が作用することから、揚力の作用により抵抗を低減する力作用する。この場合、各フィン121,122,123,124,125,126では、このフィン121,122,123,124,125,126に働く揚力が上流側を向くために抵抗は小さくなる。即ち、各フィン121,122,123,124,125,126の抵抗により船体111の推進効率が悪化することはない。フィン121,122,123,124,125,126に働く揚力は、その周方向成分が流体に予旋回を与える力となり、軸方向成分はフィン121,122,123,124,125,126に働く抵抗となる。その結果、プロペラ115の左舷側と右舷側で予旋回を与えるための水流の周方向速度が均一化される。
Therefore, the
船体111の左舷側と中央側(内側)を流れる水流は、船底112におけるスケグ113の両側を流れ、フィンユニット119の両側を上昇する流れWL,WCとなる。そのため、フィンユニット119を通過した水流における左旋回方向の周方向速度は、フィン121,122,123,124,125,126の装着位置(回転位相)で相違する。即ち、左旋回する水流は、左舷側で上昇流れWLにより減速され、中央側で上昇流れWCにより増速される。すると、左旋回する水流の周方向速度は、左舷側の水平位置(90度)で最低速度となり、右舷側の水平位置(270度)で最高速度となる。
The water flows flowing on the port side and the center side (inside) of the
そこで、本実施形態のフィンユニット119では、複数のフィン121,122,123,124,125,126の背側121a,122a,123a,124a,125a,126aを船体111の前方側に向けている。すると、左旋回する水流は、左舷側でフィン121,122,123が生成する揚力により増速され、右舷側でフィン124,125,126が生成する揚力により減速される。そのため、左旋回する水流の周方向速度は、左舷側で上昇して右舷側で低下することから、各回転位相の位置で適正に調整され、全ての領域で平均速度に近似することとなる。
Therefore, in the
このように第6実施形態の船舶のフィンユニットにあっては、2軸船にて、プロペラ115,116より船体111の前方側にフィンユニット119,120を設け、このフィンユニット119として、複数のフィン121,122,123,124,125,126を放射状に配置し、この複数のフィン121,122,123,124,125,126の背側121a,122a,123a,124a,125a,126aを船体111の前方側を向けて配置すると共に、鉛直方向の上方側を向けて配置している。
As described above, in the ship fin unit according to the sixth embodiment, in the biaxial ship, the
従って、フィン121,122,123,124,125,126により生成される揚力により周方向速度の低い領域での速度が増加し、周方向速度の高い領域での速度が減少することとなり、プロペラ115の周方向における異なる位置で水流の周方向速度を近似させることができる。そして、このとき、フィン121,122,123,124,125,126に位置により生成される揚力の大きさが相違することから、水流の周方向速度は、平均値に向けて適正に調整され、より一層水流の周方向速度を均一化することができる。
Accordingly, the lift generated by the
その結果、プロペラに付与する旋回流の周方向速度に周方向の異なる位置でのばらつきが減少し、プロペラによる船体の推進性能を適正に発揮させることができる。即ち、プロペラは、例えば、周囲の水流の速度により傾斜角が設定されることから、プロペラの周方向位置での水流の速度が均一化されることで、プロペラを最適領域で回転させることができ、設計通りの推進力を出力することができる。 As a result, variations in the circumferential speed of the swirling flow applied to the propeller at different positions in the circumferential direction are reduced, and the propulsion performance of the hull by the propeller can be appropriately exhibited. That is, since the inclination angle of the propeller is set according to the speed of the surrounding water flow, for example, the speed of the water flow at the circumferential position of the propeller is made uniform so that the propeller can be rotated in the optimum region. The propulsive force as designed can be output.
第6実施形態の船舶のフィンユニットでは、複数のフィン121,122,123,124,125,126を、プロペラ115の中心Oを通ると共にスケグ113の鉛直方向に沿う中心線C3から左右にそれぞれ30度を超える領域に配置している。従って、スケグ113の中心線C3に近い領域では、このスケグ113の影響によりフィン効果が少なく、一方で、フィンが抵抗となることから、この中心線から左右にそれぞれ30度を超える領域にフィン121,122,123,124,125,126を配置することで、フィン121,122,123,124,125,126によりプロペラ115に対して適正な予旋回を付与することができる。
In the ship fin unit according to the sixth embodiment, a plurality of
[第7実施形態]
図17−1は、第7実施形態の船舶のフィンユニットにおけるフィンを表す概略図である。また、図17−2から図17−6は、第7実施形態の船舶のフィンユニットにおけるフィンの第2から第5変形例を表す概略図である。
[Seventh Embodiment]
FIG. 17A is a schematic diagram illustrating fins in the fin unit of the ship according to the seventh embodiment. FIGS. 17-2 to 17-6 are schematic views illustrating second to fifth modifications of the fins in the ship fin unit according to the seventh embodiment.
第7実施形態において、図17−1に示すように、フィン131は、板金により製造される。このフィン131は、背側の湾曲面132と腹側の平坦面133により構成され、湾曲面132を有する板材と平坦面133を有する板材とを溶接により接合して形成される。そして、背側の湾曲面132は、中心が前縁部から0.5L(L=コード長)の位置を通る半径R1の円弧により形成されている。即ち、背側の湾曲面132は外方に突出している。
In the seventh embodiment, as shown in FIG. 17A, the
また、第1変形例において、図17−2に示すように、フィン141は、板金により製造される。このフィン141は、背側の湾曲面142と腹側の平坦面143により構成され、湾曲面142を有する板材と平坦面143を有する板材とを溶接により接合して形成される。そして、背側の湾曲面142は、前縁部の半径R2の円弧144と後縁部の半径R3の円弧145により形成され、半径R2,R3の関係は、R2<R3であり、半径R2の円弧144と半径R3の円弧145との変曲点は、前縁部から0.3L〜0.45Lの位置に設定されている。この場合、半径R2の円弧を有すると共に半径R3の円弧を有する板置材を一体に形成してもよいし、半径R2の円弧144を有する板材と半径R3の円弧145を有する板材とを溶接により接合してもよい。
In the first modification, as shown in FIG. 17-2, the
第2変形例において、図17−3に示すように、フィン151は、板金により製造される。このフィン151は、背側の湾曲面152と腹側の平坦面153により構成され、湾曲面152を有する板材と、平坦面153を有する板材とを溶接により接合して形成される。そして、背側の湾曲面152は、前縁部の半径R4の円弧154と後縁部の直線155により形成され、半径R4の円弧と直線との変曲点は、前縁部から0.3L〜0.45Lの位置に設定されている。
In the second modification, as shown in FIG. 17C, the
第3変形例において、図17−4に示すように、フィン161は、板金により製造される。このフィン161は、背側の湾曲面162と腹側の平坦面163により構成されている。そして、背側の湾曲面162は、前縁部の半径R5の円弧164と中間部の半径R5の円弧165と後縁部の直線166により形成され、半径R5の円弧164と半径R6の円弧165との変曲点は、前縁部から0.3L〜0.45Lの位置に設定されている。
In the third modified example, as shown in FIG. 17-4, the
第4変形例において、図17−5に示すように、フィン171は、板金により製造される。このフィン171は、背側の湾曲面172と腹側の湾曲面173により構成されている。そして、背側の湾曲面172は、中心が湾曲面173側にある半径R7の円弧により形成され、腹側の湾曲面173は、中心が湾曲面172側にある半径R8の円弧により形成されている。即ち、背側の湾曲面172は外方に突出し、腹側の湾曲面173も外方に突出している。
In the fourth modification, as shown in FIG. 17-5, the
第5変形例において、図17−6に示すように、フィン181は、板金により製造される。このフィン181は、背側の湾曲面182と腹側の湾曲面183により構成されている。そして、背側の湾曲面182は、中心が湾曲面183側にある半径R9の円弧により形成され、腹側の湾曲面183は、中心が湾曲面182側にある半径R10の円弧184と中心が湾曲面183側にある半径R11の円弧185とにより形成され、半径R10の円弧184と半径R11の円弧185との変曲点は、前縁部から0.4L〜0.8Lの位置に設定されている。即ち、背側の湾曲面182は外方に突出し、腹側の湾曲面183は、外方に突出すると共に内方に突出している。
In the fifth modification, as shown in FIG. 17-6, the
このように第7実施形態の船舶のフィンユニットでは、複数のフィン131,141,151,161,171,181を板金により製造している。従って、このフィン131,141,151,161,171,181の製造コストを低減することができると共に、フィン131,141,151,161,171,181における背側の形状を適正形状に設定することができる。
As described above, in the ship fin unit of the seventh embodiment, the plurality of
[第8実施形態]
図18は、第8実施形態の船舶のフィンユニットを表す正面図、図19は、船舶のフィンユニットの周辺部における流速分布を表す概略図である。
[Eighth Embodiment]
FIG. 18 is a front view showing a ship fin unit according to the eighth embodiment, and FIG. 19 is a schematic view showing a flow velocity distribution in the periphery of the ship fin unit.
第8実施形態において、図18に示すように、この船舶は、1軸船であって、船体の船尾側となる船底から下方に突出してスケグ13が設けられている。このスケグ13は、後端部にプロペラが回転自在に装着されると共に、プロペラより船体の前方側にボッシング15を介してフィンユニット200が設けられている。なお、プロペラは、この図18にて、右旋回方向(時計回り方向)に回転することで、船体11が前進するものである。
In the eighth embodiment, as shown in FIG. 18, this ship is a uniaxial ship, and is provided with a
フィンユニット200は、複数のフィン201,202,203,204が放射状に突出して構成されている。即ち、ボッシング15に対して、左舷側に3個のフィン201,202,203が設けられ、右舷側に1個のフィン204が設けられている。本実施形態では、プロペラの回転方向が鉛直方向の下方側となる右舷側のフィン204の数が、プロペラの回転方向が鉛直方向の上方側となる左舷側のフィン201,202,203の数より少なく配置されている。ここで、右舷側の1個のフィン204は、プロペラの中心Oより鉛直方向の上方側に配置されている。
The
この場合、複数のフィン201,202,203,204は、プロペラの中心Oを通る鉛直線C1から左右にθ1=30度以内の領域には設けずに、この領域を除く領域に配置することが望ましい。本実施形態では、複数のフィン201,202,203,204は、プロペラの中心Oを通る鉛直線C1から左右にそれぞれθ2=45度を超える領域θ3=90度に配置している。
In this case, the plurality of
そして、複数のフィン201,202,203,204のうち、左舷側のフィン202は、プロペラの中心Oの水平方向の一方側、つまり、プロペラの中心Oを通る水平線C2上に配置されている。また、残りの左舷側のフィン201,203は、フィン202における周方向の両側に所定間隔(本実施形態では、均等間隔)を空けて配置されている。一方、右舷側のフィン204は、プロペラの中心Oを通る水平線C2より上方側、つまり、プロペラの中心Oを通る鉛直線C1に対して、左舷側のフィン201に対向する位置に配置されている。その結果、時計回り方向の12時の位置を0度と設定し、反時計回り方向に角度が増加するように設定したとき、左舷側のフィン201,202,203は、45度、90度、135度の位置に配置され、右舷側のフィン204は、315度の位置だけに配置される。
Among the plurality of
そして、この複数のフィン201,202,203,204は、背側201a,202a,203a,204aが船体の前方側で、且つ、鉛直方向における上方側を向いて配置されている。そのため、複数のフィン201,202,203,204は、水平面に対して船舶における前後方向の後端部が上方側に所定角度だけ位置するように傾斜している。 なお、複数のフィン201,202,203,204の背側201a,202a,203a,204aとは、凸部側の面であり、腹側201b,202b,203b,204bは、平坦面となっている。
The plurality of
なお、上述の説明では、右舷側にて、プロペラの中心Oより鉛直方向の上方側に1個のフィン204を配置したが、プロペラの中心Oとプロペラの中心Oより鉛直方向の上方側とに2個のフィンを配置してもよい。
In the above description, one
船体の左舷側と右舷側を流れる水流は、船底におけるスケグ13の両側を流れ、フィンユニット16の両側を上昇する流れWL,WRとなる。そのため、フィンユニット200を通過した水流における左旋回方向の周方向速度は、フィン201,202,203,204の装着位置(回転位相)で相違する。図19は、船体の左舷側と右舷側を流れる水流の速度分布を表すものであり、濃色ほど水流速が速いものとなっている。この図19に示すように、プロペラの回転方向が右旋回(時計回り方向)であるとき、スケグ13の右舷領域で上昇する海水の流れWRは速く、スケグ13の左舷領域で上昇する海水の流れWLが比較的遅い。特に、スケグ13の左舷領域で上昇する海水の流れWLは、上方の領域で遅くになっている。
The water flows flowing on the port side and starboard side of the hull are flows W L and W R that flow on both sides of the
本実施形態では、図18に示すように、複数のフィン201,202,203,204の背側201a,202a,203a,204aを船体の前方側に向けている。すると、フィン201,202,203を通過した左舷側の水流は、プロペラの回転方向に異なることから、流れに十分な予旋回を与えることができる。一方、フィン204を通過した右舷側の水流は、プロペラの回転方向と同様であることから、特に流れの速い下方で抵抗となりやすい。そのため、右舷側では、下方にフィンを設けずに、上方にだけフィン204を設けている。
In this embodiment, as shown in FIG. 18, the
このように第8実施形態の船舶のフィンユニットにあっては、左舷側及び右舷側に複数のフィン201,202,203,204を放射状に配置し、プロペラの回転方向が鉛直方向の下方側となる右舷側におけるフィン204の数を、プロペラの回転方向が鉛直方向の上方側となる左舷側におけるフィン201,202,203の数より少なくし、各フィン201,202,203,204の背側201a,202a,203a,204aを船体の前方側を向けている。
As described above, in the ship fin unit according to the eighth embodiment, a plurality of
従って、プロペラの回転方向が鉛直方向の下方側となる右舷側では、フィン204による揚力の周方向成分よりも軸方向成分としての抵抗が大きくなりやすいことから、フィン204の数を減少させる。一方、プロペラの回転方向が鉛直方向の上方側となる左舷側では、揚力の周方向成分よりも軸方向成分としての抵抗が大きくなることはなく、流れに十分な予旋回を与えることができる。その結果、フィン201,202,203,204に作用する抵抗を低減することで船体の推進性能の向上を図ることができる。
Therefore, on the starboard side where the rotation direction of the propeller is on the lower side in the vertical direction, the resistance as an axial component tends to be larger than the circumferential component of the lift force by the
第8実施形態の船舶のフィンユニットでは、右舷側におけるフィン204をプロペラの中心Oより上方に配置としている。従って、右舷側では、特に、プロペラの中心Oより下方の領域で流速が速いことから、この位置におけるフィンをなくすことで船体の推進性能の向上を図ることができる。
In the fin unit of the ship according to the eighth embodiment, the
[第9実施形態]
図20は、第9実施形態の船舶のフィンユニットを表す正面図、図21は、第9実施形態の船舶のフィンユニットの変形例を表す正面図である。
[Ninth Embodiment]
FIG. 20 is a front view illustrating a fin unit of a ship according to the ninth embodiment, and FIG. 21 is a front view illustrating a modification of the fin unit of the ship according to the ninth embodiment.
第9実施形態において、図20に示すように、この船舶は、2軸船であって、船体211の船尾側となる船底212から下方に突出して2個のスケグ213,214が設けられている。このスケグ213,214は、後端部にプロペラ215,216が回転自在に装着されると共に、プロペラ215,216より船体211の前方側にボッシング217,218を介してフィンユニット219,220が設けられている。
In the ninth embodiment, as shown in FIG. 20, this ship is a biaxial ship, and is provided with two
左舷側のプロペラ215は、右旋回方向(時計回り方向)に回転することで、船体211が前進するものである。フィンユニット219は、プロペラ215が前進回転して船体211が前進航走するとき、船尾部分の水の流れをプロペラ215の回転方向と反対方向に旋回(図20にて、左回転)させることで、水流の予旋回をプロペラ215に送り、このプロペラ215より下流側に発生する旋回流を減少させてプロペラ215の推進効率を向上させるものである。右舷側のプロペラ216は、左旋回方向(反時計回り方向)に回転することで、船体211が前進するものである。フィンユニット220は、プロペラ216が前進回転して船体211が前進航走するとき、船尾部分の水の流れをプロペラ216の回転方向と反対方向に旋回させることで、水流の予旋回をプロペラ216に送り、このプロペラ216より下流側に発生する旋回流を減少させてプロペラ216の推進効率を向上させるものである。
The
フィンユニット219は、ボッシング217の外周面から複数のフィン221,222,223,224が放射状に突出して構成されている。即ち、ボッシング217に対して、左舷側にフィン221,222,223が設けられ、右舷側にフィン224が設けられている。フィンユニット220は、ボッシング218の外周面から複数のフィン225,226,227,228が放射状に突出して構成されている。即ち、ボッシング218に対して、右舷側にフィン225,226,227が設けられ、左舷側にフィン228が設けられている。本実施形態では、プロペラ215,216が対向する側のフィン224,228の数が、プロペラ215,216が対向しない側のフィン221,222,223,225,226,227の数より少なく配置されている。ここで、プロペラ215,216が対向する側のフィン224,228は、プロペラの中心より鉛直方向の上方側に配置されている。
The
そして、この複数のフィン221,222,223,224,225,226,227,228は、背側が船体211の前方側で、且つ、鉛直方向における上方側を向いて配置されている。そのため、複数のフィン221,222,223,224,225,226,227,228は、水平面に対して船舶211における前後方向の後端部が上方側に所定角度だけ位置するように傾斜している。
The plurality of
なお、上述した実施形態では、船体211の船尾側となる船底212から鉛直方向の下方に向けて2個のスケグ213,214を設けたが、この構成に限定されるものではない。例えば、図21に示すように、船体211の船尾側となる船底212から下方で、且つ、外側(左舷側及び右舷側)に向けて下端部が離間するように2個のスケグ213,214を設けてもよい。このスケグ213,214は、同様に、後端部にプロペラ215,216が回転自在に装着されると共に、プロペラ215,216より船体211の前方側にボッシング217,218を介してフィンユニット219,220が設けられている。
In the above-described embodiment, the two
そのため、フィン221,222,223,224,225,226,227,228は、水流に対して力が作用することから、揚力の作用により抵抗を低減する力作用する。この場合、各フィン221,222,223,224,225,226,227,228に働く揚力が上流側を向くために抵抗は小さくなり、各フィン221,222,223,224,225,226,227,228の抵抗により船体211の推進効率が悪化することはない。フィン221,222,223,224,225,226,227,228に働く揚力は、その周方向成分が流体に予旋回を与える力となり、軸方向成分はフィン221,222,223,224,225,226,227,228に働く抵抗となる。その結果、プロペラ215,216の左舷側と右舷側で予旋回を与えるための水流の周方向速度が均一化される。
Therefore, the
本実施形態では、複数の221,222,223,224,225,226,227,228の背側を船体の前方側に向けている。すると、フィン221,222,223,225,226,227を通過した水流は、プロペラの回転方向に異なることから、流れに十分な予旋回を与えることができる。一方、フィン224,228を通過した水流は、プロペラの回転方向と同様であることから、特に流れの速い下方で抵抗となりやすい。そのため、下方にフィンを設けずに、上方にだけフィン224,228を設けている。
In this embodiment, the back side of the plurality of 221, 222, 223, 224, 225, 226, 227, 228 is directed to the front side of the hull. Then, since the water flow that has passed through the
このように第9実施形態の船舶のフィンユニットにあっては、2軸船にて、プロペラ215,216より船体211の前方側にフィンユニット219,220を設け、このフィンユニット219,220として、複数のフィン221,222,223,224,225,226,227,228を放射状に配置し、プロペラ215,216が対向する側に配置されるフィン224,228の数を、プロペラ215,216が対向しない側に配置されるフィン221,222,223,225,226,227の数より少なくしている。
Thus, in the ship fin unit of the ninth embodiment, in the biaxial ship, the
従って、プロペラ215,216が対向する側では、フィン224,228による揚力の周方向成分よりも軸方向成分としての抵抗が大きくなりやすいことから、フィン224,228の数を減少させる。一方、プロペラ215,216が対向しない側では、揚力の周方向成分よりも軸方向成分としての抵抗が大きくなることはなく、流れに十分な予旋回を与えることができる。その結果、フィン221,222,223,224,225,226,227,228に作用する抵抗を低減することで船体の推進性能の向上を図ることができる。
Therefore, on the side where the
[第10実施形態]
図22は、第10実施形態の船舶のフィンユニットを表す概略図、図23は、第10実施形態の船舶のフィンユニットの変形例を表す概略図である。
[Tenth embodiment]
FIG. 22 is a schematic diagram illustrating a ship fin unit according to the tenth embodiment, and FIG. 23 is a schematic view illustrating a modification of the ship fin unit according to the tenth embodiment.
第10実施形態において、図22に示すように、フィンユニット230は、複数のフィン231,232,233,234,235,236が放射状に突出して構成されている。
In the tenth embodiment, as shown in FIG. 22, the
左舷側の複数のフィン231,232,233は、背側231a,232a,233aが船体の前方側で、且つ、鉛直方向における上方側を向いて配置されている。一方、右舷側の複数のフィン234,235,236も、背側234a,235a,236aが船体の前方側で、且つ、鉛直方向における上方側を向いて配置されている。なお、図22では、各フィン231,232,233,234,235,236の形状の相違点を明確にするため、傾斜させずに表している。
The plurality of
左舷側の複数のフィン231,232,233のコード長が、右舷側の複数のフィン234,235,236のコード長より長く設定されている。このコード長Lとは、フィン231,232,233,234,235,236の全長であり、フィン231,232,233のコード長L11が同じ長さであり、フィン234,235,236のコード長L12が同じ長さであり、コード長L11>コード長L12に設定されている。そして、各フィン231,232,233,234,235,236は、プロペラとの反対側(上流側)の端部位置が船舶の前後方向における同位置に配置されている。つまり、フィン231,232,233,234,235,236の前端部がD3の位置で一致している。
The cord length of the plurality of
なお、左舷側の各フィン231,232,233と右舷側の各フィン234,235,236とのコード長の関係は、上述したものに限定されるものではない。例えば、図23に示すように、左舷側の複数のフィン231,232のコード長が、左舷側のフィン233及び右舷側の複数のフィン234,235,236のコード長より長く設定されている。また、左舷側のフィン231のコード長だけを長くしたり、左舷側の複数のフィン231,232,233のコード長を順に短くしたり、左舷側の複数のフィン231,232と右舷側のフィン236のコード長を長くしてもよい。また、フィン231,232,233,234,235,236のコード長を異ならせる構成としては、第3実施形態や第4実施形態に記載した構成としてもよい。
It should be noted that the relationship between the cord lengths of the port-
すると、左舷側のフィン231,232,233を通過した左舷側の水流は、プロペラの回転方向に異なることから、流れに十分な予旋回を与えることができる。一方、右舷側のフィン234,235,236を通過した左舷側の水流は、プロペラの回転方向と同様であることから、特に流れの速い下方で抵抗となりやすい。そのため、左舷側の複数のフィン231,232,233のコード長を右舷側の複数のフィン234,235,236のコード長より長く設定している。その結果、左旋回する水流の周方向速度は、各回転位相の位置で適正に調整され、また、右旋回する水流の周方向速度も、各回転位相の位置で適正に調整され、全ての領域で平均速度に近似することとなる。
Then, since the port-side water flow that has passed through the port-
このように第10実施形態の船舶のフィンユニットでは、プロペラの回転方向が鉛直方向の下方側となる右舷側の複数のフィン234,235,236のコード長を、プロペラの回転方向が鉛直方向の上方側となる左舷側の複数のフィン231,232,233のコード長より短く設定している。
Thus, in the ship fin unit of the tenth embodiment, the cord lengths of the plurality of
従って、周方向速度の低い領域での速度を増加させることができ、プロペラによる船体の推進性能を適正に発揮させることができる。 Accordingly, it is possible to increase the speed in the region where the circumferential speed is low, and to properly exhibit the propulsion performance of the hull by the propeller.
なお、上述した実施形態では、左舷側の複数のフィンと右舷側の複数のフィンを、プロペラ中心を通る鉛直線に対して対称形状としたが、この構成に限定されるものではなく、非対称形状としてもよい。そして、左右のフィンの数や位置なども各実施形態に限定されるものではなく、適宜設定すればよいものである。 In the above-described embodiment, the plurality of fins on the starboard side and the plurality of fins on the starboard side are symmetrical with respect to the vertical line passing through the center of the propeller. However, the present invention is not limited to this configuration. It is good. The numbers and positions of the left and right fins are not limited to each embodiment, and may be set as appropriate.
また、上述した実施形態では、1軸船と2軸船について説明したが、1軸船として説明した各実施形態は、2軸船に対しても適用することができる。 In the above-described embodiment, the description has been given of the uniaxial ship and the biaxial ship. However, the embodiments described as the uniaxial ship can be applied to the biaxial ship.
11,111 船体
12,112 船底
13,113,114,213,214 スケグ
14,115,116,215,216 プロペラ
15,117,118,217,218 ボッシング
16,30,40,45,46,50,60,70,80,100,119,120,200,219,220,230 フィンユニット
21,22,23,24,25,26,31,32,33,41,42,43,51,52,53,71,72,73,74,75,76,77,78,81,82,83,84,85,86,87,88,89,90,101,102,103,104,105,106,107,108,121,122,123,124,125,126,131,141,151,161,171,181,201,202,203,204,205,206,221,222,223,224,225,226,227,228,231,231,233,234,235,236 フィン
54,55 分割フィン
61,62,63,64,65 フィン(分割フィン)
21a,22a,23a,24a,25a,26a,31a,32a,33a,41a,42a,43a,51a,53a,54a,55a,71a,72a,73a,74a,75a,76a,77a,78a,121a,122a,123a,124a,125a,126a,132,142,152,162,172,182,201a,202a,203a,204a,231a,232a,233a,234a,235a,236a 背側
21b,22b,23b,24b,25b,26b,31b,32b,33ba,133,143,153,163,173,183,201b,202b,203b,204b 腹側
11, 111
21a, 22a, 23a, 24a, 25a, 26a, 31a, 32a, 33a, 41a, 42a, 43a, 51a, 53a, 54a, 55a, 71a, 72a, 73a, 74a, 75a, 76a, 77a, 78a, 121a, 122a, 123a, 124a, 125a, 126a, 132, 142, 152, 162, 172, 182, 201a, 202a, 203a, 204a, 231a, 232a, 233a, 234a, 235a, 236a
Claims (16)
前記複数のフィンは、背側が前記船体の前方側を向いて配置される、
を備えることを特徴とする船舶のフィンユニット。 A fin unit in which a plurality of fins are arranged radially on the port side and starboard side on the front side of the hull from the propeller at the stern,
The plurality of fins are arranged with the back side facing the front side of the hull,
A ship fin unit comprising:
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