JP2019156309A - 船尾フィン及び船舶 - Google Patents

Abstract

【課題】船尾フィン及び船舶において、推進効率の向上を図ると共に抵抗の増加を抑制する。【解決手段】船体１０のビルジ１４ａ，１５ａに設けられるビルジフィン２４，２５において、船体１０に取付けられる根元部３１の水平面Ｈに対する第１角度θ１と、船体１０から離間する先端部３２の水平面Ｈに対する第２角度θ２とが相違し、第１角度θ１より第２角度θ２を大きく設定している。【選択図】図１

Description

本発明は、船体の船尾側のビルジに設けられる船尾フィン及び船舶に関するものである。

一般的な船舶は、船体の幅が長手方向の中間付近で最大になり、船尾側に向けて円弧形状をなすように徐々に小さくなっている。この船舶が前方に向けて航行するとき、海水が船側及び船底に沿って後方に流れる。船側に沿って後方に流れる海水は、船尾側で下降流となり、船底に沿って後方に流れる海水は、船尾側で上降流となる。そのため、この下降流と上昇流が交差することで、船尾から剥離したビルジ渦が発生する。このビルジ渦は、プロペラの回転面の上方を通って船体の後方に流れるが、ビルジ渦近傍の遅い海水の流れがプロペラの回転面に流入することで、プロペラの推進効率が向上することが知られている。

ビルジ渦近傍の遅い海水の流れをプロペラの回転面に流入させる技術として、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。特許文献１に記載された船舶は、船体平行部の後端より後方のビルジ部の外板両舷にビルジフィンを設けている。

特開２００８−２６０４４５号公報

上述したビルジフィンは、船尾から剥離したビルジ渦をプロペラの回転面に誘導することができるものの、ビルジフィン自体により船体抵抗が増加してしまう。即ち、ビルジフィン自体による固有抵抗の増加と、ビルジ渦の誘導制御による推進効率の向上とがトレードオフの関係にある。そのため、ビルジ渦の誘導制御による推進効率の向上を達成するためには、ビルジフィンの固有抵抗を減少させるための小型化が必要となる。

本発明は上述した課題を解決するものであり、推進効率の向上を図ると共に抵抗の増加を抑制する船尾フィン及び船舶を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明の船尾フィンは、船体のビルジに設けられる船尾フィンにおいて、前記船体に取付けられる根元部の水平面に対する第１角度と、前記船体から離間する先端部の水平面に対する第２角度とが相違する、ことを特徴とするものである。

従って、船体に取付けられる根元部の第１角度と先端部の第２角度が相違することから、船側に沿って後方に流れる水流と船底に沿って後方に流れる水流が交差することで発生するビルジ渦は、根元部と先端部で角度が相違する船尾フィンによりプロペラの回転面に適正に誘導されることとなり、プロペラの推進効率を向上することができると共に、大型化を抑制して推進抵抗の増加を抑制することができる。

本発明の船尾フィンでは、前記第１角度より前記第２角度が大きく設定されることを特徴としている。

従って、船体に取付けられる根元部の第１角度より先端部の第２角度が大きいことから、船体から離間する水流を効果的にプロペラの回転面に誘導することができる。

本発明の船尾フィンでは、船長方向における前端部が前記根元部から前記先端部に向けて直線形状をなし、船長方向における後端部が前記根元部から前記先端部に向けて湾曲形状または屈曲形状をなすことを特徴としている。

従って、根元部から先端部に向けて一体形状に形成することから、ビルジ渦を効果的にプロペラの回転面に誘導することができる。

本発明の船尾フィンでは、前記根元部を構成する第１フィン本体と、前記先端部を構成する第２フィン本体とを有することを特徴としている。

従って、根元部を構成する第１フィン本体と先端部を構成する第２フィン本体とにより別体に構成することから、容易に製造することができ、製造コストを低減することができる。

本発明の船尾フィンでは、前記第１角度と前記第２角度は、３ｄｅｇ〜１００ｄｅｇの範囲で相違することを特徴としている。

従って、第１角度と第２角度の差を３ｄｅｇ〜１００ｄｅｇの範囲とすることから、ビルジ渦を効果的にプロペラの回転面に誘導することができる。

また、本発明の船舶は、船体と、前記船体の船尾に配置されるプロペラと、前記船体の船尾で前記プロペラより後方に配置される舵と、前記船尾フィンと、を備えることを特徴とするものである。

従って、船体のビルジに設けられる船尾フィンの根元部の第１角度と先端部の第２角度が相違することから、船側に沿って後方に流れる水流と船底に沿って後方に流れる水流が交差することで発生するビルジ渦は、根元部と先端部で角度が相違する船尾フィンによりプロペラの回転面に適正に誘導されることとなり、プロペラの推進効率を向上することができると共に、大型化を抑制して推進抵抗の増加を抑制することができる。

本発明の船舶では、前記プロペラの回転直径をＤｐとすると、前記船尾フィンは、前記舵の回転中心から船首方向に向けて０．５Ｄｐ以上で５．０Ｄｐ以下の範囲に設けられることを特徴としている。

従って、船尾フィンを船長方向における適正位置に取り付けることから、ビルジ渦をプロペラの回転面に適正に誘導し、プロペラの推進効率を向上することができる。

本発明の船舶では、前記船尾フィンが前記舵の回転中心から船首方向に向けて２．０Ｄｐ以上で５．０Ｄｐ以下の範囲に設けられるとき、前記船尾フィンは、船高方向の上面側が負圧面に設定され、船高方向の下面側が正圧面に設定されることを特徴としている。

従って、船尾フィンを舵から船首方向に離間して設けるときは、船尾フィンの上面側を負圧面とし、下面側が正圧面とすることで、ビルジ渦をプロペラの回転面に適正に誘導することができる。

本発明の船舶では、前記船尾フィンが前記舵の回転中心から船首方向に向けて０．５Ｄｐ以上で２．０Ｄｐ未満の範囲に設けられるとき、前記船尾フィンは、前記根元部の船高方向の上面側が正圧面に設定され、船高方向の下面側が負圧面に設定されると共に、前記先端部の船高方向の上面側が負圧面に設定され、船高方向の下面側が正圧面に設定されることを特徴としている。

従って、船尾フィンを舵に接近して設けるときは、根元部の上面側を正圧面として下面側を負圧面とすると共に、先端部の上面側を負圧面として下面側を正圧面とすることで、ビルジ渦をプロペラの回転面に適正に誘導することができる。

本発明の船舶では、前記プロペラの回転中心をＰＣＬ、船幅をＷ、前記プロペラの回転半径をＲ、船幅方向におけるセンターラインをＣＬとすると、前記船尾フィンは、前記回転中心ＰＣＬと前記センターラインＣＬから船幅方向にＷ／４だけ離間した船底のベースライン上での位置とを結ぶ連結線Ｌ１と、前記回転中心ＰＣＬから船高方向に１．１Ｒだけ上方の位置と前記センターラインＣＬから船幅方向にＷ／２だけ離間した船底のベースライン上での位置とを結ぶ連結線Ｌ２との間の領域に設けられることを特徴としている。

従って、船尾フィンを船幅方向における適正位置に取り付けることから、ビルジ渦をプロペラの回転面に適正に誘導し、プロペラの推進効率を向上することができる。

本発明の船舶では、前記船体に対する前記根元部の取付角は、９０度に設定されることを特徴としている。

従って、根元部の取付角を９０度とすることから、船尾フィンの支持剛性の低下を抑制することができる。

本発明の船舶では、前記船尾フィンにおける前記船体から離間する方向の長さは、前記プロペラの回転直径Ｄｐの１％以上で１５％以下の範囲に設定されることを特徴としている。

従って、船尾フィンの長さを適正長さに設定することから、船尾フィンの小型化を図ることができる一方で、ビルジ渦をプロペラの回転面に適正に誘導することができる。

本発明の船舶では、前記船体は、方形係数が０．７５より大きく設定されることを特徴としている。

従って、ビルジ渦が発生しやすい船体にて、このビルジ渦をプロペラの回転面に適正に誘導し、プロペラの推進効率を向上することができる。

本発明の船尾フィン及び船舶によれば、推進効率の向上を図ることができると共に、抵抗の増加を抑制することができる。

図１は、第１実施形態の船舶の概略側面図である。 図２は、第１実施形態の船舶の概略底面図である。 図３は、第１実施形態の船尾を表す背面図である。 図４は、第１実施形態のビルジフィンを表す斜視図である。 図５は、ビルジフィンのひねり角度を説明するための概略図である。 図６は、ビルジフィンの断面形状を表すビルジフィンの前端部と後端部の断面図である。 図７は、ビルジフィンの流向角を表すグラフである。 図８は、第２実施形態の船舶の概略側面図である。 図９は、第２実施形態のビルジフィンを表す斜視図である。 図１０は、第３実施形態の船舶の概略側面図である。 図１１は、第３実施形態のビルジフィンを表す斜視図である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る船尾フィン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。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の船舶の概略側面図、図２は、第１実施形態の船舶の概略底面図、図３は、第１実施形態の船尾を表す背面図である。

第１実施形態の船舶は、肥大型の商船であって、例えば、大型石油タンカー（ＶＬＣＣ，ＵＬＣＣ）、ＬＮＧ船やＬＰＧ船、旅客船（カーフェリー）などである。即ち、第１実施形態の船舶は、方形係数Ｃｂが０．７５より大きい（Ｃｂ＞０．７５）ものに適用される。なお、方形係数とは、水線下の船の容積（排水容積）と、水線長と水線幅と吃水をかけた立方体との比で表される。

第１実施形態の船舶において、図１から図３に示すように、船体１０は、船首１１と、船尾１２と、船底１３と、左舷１４と、右舷１５を有している。なお、本実施形態では、船体１０の船長方向（前後方向）をＸ方向、船幅方向（幅方向）をＹ方向、船高方向（上下方向）をＺ方向として表す。また、ＣＬは、船体１０の船幅方向におけるセンターラインを表し、ＷＬは、船体１０の満載喫水線を表し、ＰＣＬは、プロペラの回転中心線（回転中心）、ＲＣＬは、舵の回動中心線（回動中心）を表す。

船体１０は、船幅が船長方向Ｘの中間部付近で最大になり、船首１１に向けて円弧形状をなすように徐々に小さくなると共に、船尾１２に向けて円弧形状をなすように徐々に小さくなっている。船体１０は、船長方向Ｘの中間部の断面形状が略矩形をなし、船尾１２に向けて左舷１４及び右舷１５が円弧形状をなしている。この左舷１４及び右舷１５の円弧形状部をビルジ１４ａ，１５ａと称する。左舷ビルジ１４ａ及び右舷ビルジ１５ｂは、船尾１２で下部が切り欠かれたオーバーハング部２１を有し、オーバーハング部２１の下方にプロペラ２２と舵２３が配置されている。

船体１０は、図示しないが、船尾１２の内部に機関室が区画され、この機関室に主機関（例えば、ディーゼルエンジン）が配置されている。主機関は、出力軸が船長方向Ｘに沿って配置され、先端部が船体１０の外部に延出され、プロペラ２２が連結されている。プロペラ２２は、船長方向Ｘに沿う回転中心線ＰＣＬを中心に回転することができる。

船体１０は、船尾１２におけるオーバーハング部２１の下部に舵２３が設けられている。舵２３は、船体１０の進行方向を制御するものであり、船高方向Ｚに沿う回動中心線ＲＣＬを中心に回動することができる。

船体１０は、左舷ビルジ１４ａ及び右舷ビルジ１５ａにそれぞれビルジフィン（船尾フィン）２４，２５が設けられている。船舶が前方に向けて航行するとき、海水が船底１３と左舷１４と右舷１５に沿って後方に流れる。このとき、左舷１４と右舷１５に沿って後方に流れる海水は、船尾１２側で下降流となり、船底１３に沿って後方に流れる海水は、船尾１２側で上昇流となる。この下降流と上昇流が交差すると、船尾１２から剥離したビルジ渦が発生する。ビルジフィン２４，２５は、このビルジ渦をプロペラ２２の回転面に流入することで、プロペラの推進効率を向上させるものであり、センターラインＣＬに対して左右対称形状となっている。

以下、第１実施形態の船舶におけるビルジフィン２４，２５について詳細に説明する。図４は、第１実施形態のビルジフィンを表す斜視図、図５は、ビルジフィンのひねり角度を説明するための概略図、図６は、ビルジフィンの断面形状を表すビルジフィンの前端部と後端部の断面図、図７は、ビルジフィンの流向角を表すグラフである。

第１実施形態のビルジフィン２４，２５は、図４から図６に示すように、船体１０に取付けられる根元部３１の水平面に対する第１角度θ１と、船体１０から離間する先端部３２の水平面に対する第２角度θ２とが相違している。この場合、第１角度θ１より第２角度θ２が大きく設定されている。ここで、第１角度θ１と第２角度θ２とは、水平線に対するビルジフィン２４，２５の前端部の湾曲部中心と後端部の湾曲部中心とを結ぶ接続線の角度である。

ビルジフィン２４，２５は、船長方向Ｘに沿った翼形状をなし、ビルジフィン２４は、船体１０の左舷１４から離間する船幅方向Ｙに沿って延出し、ビルジフィン２５は、船体１０の右舷１５から離間する船幅方向Ｙに沿って延出している。そして、ビルジフィン２４，２５は、船体１０に取付けられる根元部３１の後端部に対して、船体１０から離間する先端部３２の後端部が、船高方向Ｚの上方側に延出している。

図１及び図３に示すように、プロペラ２２の回転直径をＤｐとすると、ビルジフィン２４，２５は、舵２３の回動中心線ＲＣＬから船長方向Ｘにおける船首１１方向に向けて０．５Ｄｐ以上で５．０Ｄｐ以下の範囲に設けられる。好ましくは、ビルジフィン２４，２５は、舵２３の回動中心線ＲＣＬから船長方向Ｘにおける船首１１方向に向けて２．０Ｄｐ以上で５．０Ｄｐ以下の範囲Ａ１に設けられる。ビルジフィン２４，２５がこの範囲Ａ１に設けられるとき、ビルジフィン２４，２５は、船高方向Ｚの上面側が負圧面２４ａ，２５ａに設定され、船高方向Ｚの下面側が正圧面２４ｂ，２５ｂに設定される。そして、ビルジフィン２４，２５は、船長方向Ｘに沿う長さ、つまり、コード長Ｃが船長の０．５％以上で船長の５．０％以下に設定されている。

ここで、ビルジフィン２４，２５の形状について詳細に説明するが、ビルジフィン２４，２５は、ほぼ同様に形状をなすことから、ビルジフィン２５についてのみ説明する。

図４は、船体１０の後方から見たビルジフィン２５の斜視図である。ビルジフィン２５は、上面側が船長方向Ｘに沿って湾曲形状をなす負圧面２５ａであり、下面側が船長方向Ｘに沿って略直線形状をなす正圧面２５ｂである。ビルジフィン２５は、根元部３１の取付面２５ｃが船体１０における右舷ビルジ１５ａに固定されている。この場合、船体１０の外面に対するビルジフィン２５の根元部３１の取付角は、９０度に設定されることが好ましい。ここで、根元部３１の取付角とは、船体１０の外面に対する負圧面２５ａと正圧面２５ｂの角度である。但し、船体１０やビルジフィン２５の製造誤差や船体１０に対するビルジフィン２５の取付誤差は含むものである。そして、ビルジフィン２５は、先端部３２の端面２５ｄが平面形状であるが、端面２５ｄと負圧面２５ａとの交点、端面２５ｄと正圧面２５ｂとの交点を鋭角形状ではなく湾曲形状としたり、端面２５ｄ全体を平面形状ではなく湾曲形状としたりしてもよい。

ビルジフィン２５は、船体１０の湾曲した右舷ビルジ１５ａに固定されるものであるが、図５は、右舷ビルジ１５ａを平面としたときにビルジフィン２５を右舷１５側から見た模式図である。ビルジフィン２５は、前端部３３に対して後端部３４が船高方向Ｚにおける上方側に位置するように水平面Ｈに対して傾斜して配置されている。そして、根元部３１は、水平面Ｈに対して第１角度θ１で傾斜し、先端部３２は水平面Ｈに対して第１角度θ１より大きい第２角度θ２で傾斜している。

図６にて、実線は、ビルジフィン２５の前端部３３を船幅方向Ｙ及び船高方向Ｚに沿う平面で切断した前端部３３の断面形状を表し、二点鎖線は、ビルジフィン２５の後端部３４を船幅方向Ｙ及び船高方向Ｚに沿う平面で切断した後端部３４の断面形状を表している。ビルジフィン２５は、船長方向Ｘにおける前端部３３が根元部３１から先端部３２に向けて直線形状をなし、船長方向Ｘにおける後端部３４が根元部３１から先端部３２に向けて上方に移行する湾曲形状（または、屈曲形状）をなしている。そのため、ビルジフィン２５は、根元部３１の後端部３４に対して先端部３２の後端部３４が船高方向Ｚの上方側に延出するような捩じられた形状となっている。この場合、ビルジフィン２５は、負圧面２５ａと正圧面２５ｂが滑らかに連続する湾曲形状（または、屈曲形状）であることが好ましい。

ここで、根元部３１の水平面Ｈに対する第１角度θ１と先端部３２の水平面Ｈに対する第２角度θ２とが相違するが、第１角度θ１と第２角度θ２は、３ｄｅｇ〜１００ｄｅｇの範囲で相違することが好ましい。

図７は、熱流体解析（ＣＦＤ）により求めた舵２３の回動中心線ＲＣＬから船長方向Ｘにおける船首１１方向に向けて所定の位置でのビルジフィン２５の最適な流向角を表すグラフである。このグラフにて、横軸は、プロペラ２２の直径に対する船体１０からの距離の割合（％）であり、縦軸は、ビルジフィン２５の流向角（ｄｅｇ）である。ここで、０ｄｅｇは水平位置であり、「＋」はビルジフィン２５後端部が上方に位置するような傾斜、「−」はビルジフィン２５後端部が下方に位置するような傾斜である。そして、二点鎖線で表すα１は、舵２３の回動中心線ＲＣＬから船長方向Ｘにおける船首１１方向に向けて船長の２．５％の位置でのビルジフィン２５の流向角である。実線で表すα２は、舵２３の回動中心線ＲＣＬから船長方向Ｘにおける船首１１方向に向けて船長の５％の位置でのビルジフィン２５の流向角である。点線で表すα３は、舵２３の回動中心線ＲＣＬから船長方向Ｘにおける船首１１方向に向けて船長の１０％の位置でのビルジフィン２５の流向角である。一点鎖線で表すα４は、舵２３の回動中心線ＲＣＬから船長方向Ｘにおける船首１１方向に向けて船長の１５％の位置でのビルジフィン２５の流向角である。

図７のグラフからわかるように、船長の２．５％の位置でのビルジフィン２５の流向角α１は、０％で７５ｄｅｇであり、ここから減少し、３０％で−２５ｄｅｇとなることから、偏差は１００ｄｅｇとなる。船長の５％の位置でのビルジフィン２５の流向角α２は、０％で３０ｄｅｇであり、ここから減少し、１２％で−１５ｄｅｇとなり、３０％までほぼ一定であることから、偏差は４５ｄｅｇとなる。船長の１０％の位置でのビルジフィン２５の流向角α３は、０％で−２０ｄｅｇであり、ここから若干増加し、３０％で−１０ｄｅｇとなることから、偏差は１０ｄｅｇとなる。船長の１５％の位置でのビルジフィン２５の流向角α４は、０％で−１８ｄｅｇであり、ここから若干増加し、５％で−１５ｄｅｇとなることから、偏差は３ｄｅｇとなる。

その結果、舵２３の回動中心線ＲＣＬから船長の１５％の位置での偏差は３ｄｅｇであり、舵２３の回動中心線ＲＣＬから船長の２．５％の位置での偏差は１００ｄｅｇであることから、第１角度θ１と第２角度θ２の差は、３ｄｅｇ〜１００ｄｅｇの範囲とすることが好ましい。

また、図３に示すように、プロペラ２２の回転中心線をＰＣＬ、船幅をＷ、プロペラ２２の回転半径をＲ（＝Ｄｐ／２）、船体１０の船幅方向ＹにおけるセンターラインをＣＬとし、回転中心線ＰＣＬとセンターラインＣＬから船幅方向ＹにＷ／４だけ離間した船底１３のベースラインＢ上での位置Ｐ１とを結ぶ連結線をＬ１とし、回転中心線ＰＣＬから船高方向Ｚに１．１Ｒだけ上方の位置Ｐ２とセンターラインＣＬから船幅方向ＹにＷ／２だけ離間した船底１３のベースラインＢ上での位置Ｐ３を結ぶ連結線をＬ２する。ビルジフィン２５は、連結線Ｌ１と連結線Ｌ２との間の領域に設けられる。

そして、ビルジフィン２５は、船体１０から離間する方向の長さは、プロペラ２２の回転直径Ｄｐの１％以上で１５％以下の範囲に設定されている。図７に示すように、舵２３の回動中心線ＲＣＬから船長の５％の位置でのビルジフィン２５の流向角α２は、１２％で一定角度となることから、１５％以下の範囲に設定することが好ましい。

このように第１実施形態のビルジフィンにあっては、船体１０のビルジ１４ａ，１５ａに設けられるビルジフィン２４，２５において、船体１０に取付けられる根元部３１の水平面Ｈに対する第１角度θ１と、船体１０から離間する先端部３２の水平面Ｈに対する第２角度θ２とが相違している。

従って、船体１０に取付けられる根元部３１の第１角度θ１と先端部３２の第２角度θ２が相違することから、左舷１４及び右舷１５に沿って後方に流れる水流と船底１３に沿って後方に流れる水流が交差することで発生するビルジ渦は、根元部３１と先端部３２で角度が相違するビルジフィン２４，２５によりプロペラ２２の回転面に適正に誘導されることとなり、プロペラ２２の推進効率を向上することができると共に、ビルジフィン２４，２５の大型化を抑制して推進抵抗の増加を抑制することができる。

第１実施形態のビルジフィンでは、第１角度θ１より第２角度θ２を大きく設定している。従って、船体１０から離間する水流を効果的にプロペラ２２の回転面に誘導することができる。

第１実施形態のビルジフィンでは、船長方向Ｘにおける前端部３３が根元部３１から先端部３２に向けて直線形状をなし、船長方向Ｘにおける後端部３４が根元部３１から先端部３２に向けて湾曲形状または屈曲形状をなしている。従って、ビルジ渦を効果的にプロペラ２２の回転面に誘導することができる。

第１実施形態のビルジフィンでは、第１角度θ１と第２角度θ２は、３ｄｅｇ〜１００ｄｅｇの範囲で相違している。従って、ビルジ渦を効果的にプロペラ２２の回転面に誘導することができる。

また、第１実施形態の船舶では、船体１０と、船体１０の船尾１２に配置されるプロペラ２２と、船体１０の船尾１２でプロペラ２２より後方に配置される舵２３と、ビルジフィン２４，２５とを備えている。

従って、船体１０のビルジ１４ａ，１５ａに設けられるビルジフィン２４，２５の根元部３１の第１角度θ１と先端部３２の第２角度θ２が相違することから、左舷１４及び右舷１５に沿って後方に流れる水流と船底１３に沿って後方に流れる水流が交差することで発生するビルジ渦は、根元部３１と先端部３２で角度が相違するビルジフィン２４，２５によりプロペラ２２の回転面に適正に誘導されることとなり、プロペラ２２の推進効率を向上することができると共に、ビルジフィン２４，２５の大型化を抑制して推進抵抗の増加を抑制することができる。

第１実施形態の船舶では、プロペラ２２の回転直径をＤｐとすると、ビルジフィン２４，２５は、舵２３の回動中心線ＲＣＬから船首１１方向に向けて０．５Ｄｐ以上で５．０Ｄｐ以下の範囲に設けられる。従って、ビルジフィン２４，２５を船長方向Ｘにおける適正位置に取り付けることから、ビルジ渦をプロペラ２２の回転面に適正に誘導し、プロペラ２２の推進効率を向上することができる。

第１実施形態の船舶では、ビルジフィン２４，２５が舵２３の回動中心線ＲＣＬから船首１１方向に向けて２．０Ｄｐ以上で５．０Ｄｐ以下の範囲に設けられるとき、ビルジフィン２４，２５は、上面側が負圧面２４ａ，２５ａに設定され、下面側が正圧面２４ｂ，２５ｂに設定される。従って、ビルジ渦をプロペラ２２の回転面に適正に誘導することができる。

第１実施形態の船舶では、プロペラ２２の回転中心線をＰＣＬ、船幅Ｗ、プロペラ２２の回転半径をＲ、船幅方向ＹにおけるセンターラインＣＬとすると、ビルジフィン２４，２５は、回転中心線ＰＣＬとセンターラインＣＬから船幅方向ＹにＷ／４だけ離間した船底１３のベースラインＢ上での位置Ｐ１とを結ぶ連結線Ｌ１と、回転中心線ＰＣＬから船高方向Ｚに１．１Ｒだけ上方の位置Ｐ２とセンターラインＣＬから船幅方向ＹにＷ／２だけ離間した船底１３のベースラインＢ上での位置Ｐ３とを結ぶ連結線Ｌ２との間の領域に設けられる。従って、ビルジフィン２４，２５を船幅方向Ｙにおける適正位置に取り付けることから、ビルジ渦をプロペラ２２の回転面に適正に誘導し、プロペラ２２の推進効率を向上することができる。

第１実施形態の船舶では、船体１０に対する根元部３１の取付角を９０度に設定している。従って、ビルジフィン２４，２５の支持剛性の低下を抑制することができる。

第１実施形態の船舶では、ビルジフィン２４，２５における船体１０から離間する方向の長さをプロペラ２２の回転直径Ｄｐの１％以上で１５％以下の範囲に設定している。従って、ビルジフィン２４，２５の長さを適正長さに設定することから、ビルジフィン２４，２５の小型化を図ることができる一方で、ビルジ渦をプロペラ２２の回転面に適正に誘導することができる。

［第２実施形態］
図８は、第２実施形態の船舶の概略側面図、図９は、第２実施形態の船尾フィンを表す斜視図である。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。

第２実施形態において、図８に示すように、船体１０は、左舷ビルジ１４ａ及び右舷ビルジ１５ａにそれぞれビルジフィン（船尾フィン）４１，４２が設けられている。ビルジフィン４１，４２は、センターラインＣＬに対して左右対称形状となっている。ビルジフィン４２は、第１フィン本体４３と第２フィン本体４４とを有している。ビルジフィン４１も、図示しないが、同様の構成となっている。

図８及び図９に示すように、ビルジフィン４２にて、第１フィン本体４３は、船体１０に取付けられる根元部を構成し、第２フィン本体４４は、船体１０から離間する先端部を構成する。そして、船体１０に取付けられる根元部を構成する第１フィン本体４３の水平面に対する第１角度と、船体１０から離間する先端部を構成する第２フィン本体４４の水平面に対する第２角度とが相違している。この場合、第１フィン本体４３の第１角度より第２フィン本体４４の第２角度が大きく設定されている。

ビルジフィン４２は、船長方向Ｘに沿った翼形状をなし、第１フィン本体４３は、船高方向Ｚの上面側が負圧面４３ａに設定され、船高方向Ｚの下面側が正圧面４３ｂに設定される。同様に、第２フィン本体４４は、船高方向Ｚの上面側が負圧面４４ａに設定され、船高方向Ｚの下面側が正圧面４４ｂに設定される。そして、ビルジフィン４２は、船体１０に取付けられる第１フィン本体４３の前端部と船体１０から離間する第２フィン本体４４の前端部が船高方向Ｚにおける同位置に位置し、第１フィン本体４３の後端部に対する第２フィン本体４４の後端部が船高方向Ｚの上方側に位置している。

このように第２実施形態のビルジフィン及び船舶にあっては、根元部を構成する第１フィン本体４３と、先端部を構成する第２フィン本体４４とを有している。

従って、根元部を構成する第１フィン本体４３と先端部を構成する第２フィン本体４４とにより別体に構成することから、ビルジフィン４２（４１）の複雑な表面形状の加工を不要とし、ビルジフィン４２（４１）を容易に製造することができ、製造コストを低減することができる。

［第３実施形態］
図１０は、第３実施形態の船舶の概略側面図、図１１は、第３実施形態の船尾フィンを表す斜視図である。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。

第３実施形態において、図１０に示すように、船体１０は、左舷ビルジ１４ａ及び右舷ビルジ１５ａにそれぞれビルジフィン（船尾フィン）５１，５２が設けられている。ビルジフィン５１，５２は、センターラインＣＬに対して左右対称形状となっている。プロペラ２２の回転直径をＤｐ（図３参照）とすると、ビルジフィン５１，５２は、舵２３の回動中心線ＲＣＬから船長方向Ｘにおける船首１１方向に向けて０．５Ｄｐ以上で５．０Ｄｐ以下の範囲に設けられる。好ましくは、ビルジフィン５１，５２は、舵２３の回動中心線ＲＣＬから船長方向Ｘにおける船首１１方向に向けて０．５Ｄｐ以上で２．０Ｄｐ未満の範囲Ａ２に設けられる。そして、ビルジフィン５２は、第１フィン本体５３と第２フィン本体５４とを有している。ビルジフィン５１も、図示しないが、同様の構成となっている。

図１０及び図１１に示すように、ビルジフィン５２にて、第１フィン本体５３は、船体１０に取付けられる根元部を構成し、第２フィン本体５４は、船体１０から離間する先端部を構成する。そして、船体１０に取付けられる根元部を構成する第１フィン本体５３の水平面に対する第１角度と、船体１０から離間する先端部を構成する第２フィン本体５４の水平面に対する第２角度とが相違している。この場合、第１フィン本体５３の第１角度より第２フィン本体５４の第２角度が大きく設定されている。

ビルジフィン５２は、船長方向Ｘに沿った翼形状をなし、第１フィン本体５３は、船高方向Ｚの上面側が正圧面５３ａに設定され、船高方向Ｚの下面側が負圧面５３ｂに設定される。一方に、第２フィン本体５４は、船高方向Ｚの上面側が負圧面５４ａに設定され、船高方向Ｚの下面側が正圧面５４ｂに設定される。そして、ビルジフィン５２は、船体１０に取付けられる第１フィン本体５３の前端部と船体１０から離間する第２フィン本体５４の前端部が船高方向Ｚにおける同位置に位置し、第１フィン本体５３の後端部に対する第２フィン本体４５の後端部が船高方向Ｚの上方側に位置している。

このように第３実施形態のビルジフィンにあっては、根元部を構成する第１フィン本体５３と、先端部を構成する第２フィン本体５４とを有している。従って、ビルジフィン５２（５１）の複雑な表面形状の加工を不要とし、ビルジフィン５２（５１）を容易に製造することができ、製造コストを低減することができる。

第３実施形態の船舶では、ビルジフィン５２（５１）が舵２３の回動中心線ＲＣＬから船首１１方向に向けて０．５Ｄｐ以上で２．０Ｄｐ未満の範囲に設けられるとき、ビルジフィン５２（５１）は、第１フィン本体５３の船高方向の上面側が正圧面５３ａに設定され、船高方向の下面側が負圧面５３ｂに設定されると共に、第２フィン本体５４の船高方向の上面側が負圧面５４ａに設定され、船高方向の下面側が正圧面５４ｂに設定される。従って、ビルジフィン５２（５１）を舵２３に接近して設けるときは、第１フィン本体５３の正圧面５３ａと負圧面５３ｂを逆に設定することで、プロペラ２２の近傍で十分発達しているビルジ渦をプロペラ２２の回転面に適正に誘導することができる。

なお、上述した第２、第３実施形態では、ビルジフィンを２個の第１フィン本体と第２フィン本体とから構成したが、３個以上のビルジフィン本体から構成してもよい。また、第３実施形態では、ビルジフィンを２個の第１フィン本体と第２フィン本体とから構成したが、第１実施形態と同様に、２個の第１フィン本体と第２フィン本体を一体化した１個のビルジフィンにより構成してもよい。

１０ 船体
１１ 船首
１２ 船尾
１３ 船底
１４ 左舷
１４ａ 左舷ビルジ
１５ 右舷
１５ａ 右舷ビルジ
２２ プロペラ
２３ 舵
２４，２５，４１，４２，５１，５２ ビルジフィン（船尾フィン）
２４ａ，２５ａ，４３ａ，４４ａ，５３ｂ，５４ａ 負圧面
２４ｂ，２５ｂ，４３ｂ，４４ｂ，５３ａ，５４ｂ 正圧面
３１ 根元部
３２ 先端部
３３ 前端部
３４ 後端部
α１，α２，α３，α４ 流向角
θ１ 第１角度
θ２ 第２角度
Ａ１，Ａ２ 範囲
Ｃ コード長
ＣＬ センターライン
Ｄｐ 回転直径
Ｌ１，Ｌ２ 連結線
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３ 位置
ＰＣＬ プロペラの回転中心線（回転中心）
Ｒ 回転半径
ＲＣＬ 舵の回転中心線（回転中心）
Ｗ 船幅
ＷＬ 満載吃水線
Ｘ 船長方向
Ｙ 船幅方向
Ｚ 船高方向

Claims (13)

1. 船体のビルジに設けられる船尾フィンにおいて、
   前記船体に取付けられる根元部の水平面に対する第１角度と、前記船体から離間する先端部の水平面に対する第２角度とが相違する、
   ことを特徴とする船尾フィン。
2. 前記第１角度より前記第２角度が大きく設定されることを特徴とする請求項１に記載の船尾フィン。
3. 船長方向における前端部が前記根元部から前記先端部に向けて直線形状をなし、船長方向における後端部が前記根元部から前記先端部に向けて湾曲形状または屈曲形状をなすことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の船尾フィン。
4. 前記根元部を構成する第１フィン本体と、前記先端部を構成する第２フィン本体とを有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の船尾フィン。
5. 前記第１角度と前記第２角度は、３ｄｅｇ〜１００ｄｅｇの範囲で相違することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の船尾フィン。
6. 船体と、
   前記船体の船尾に配置されるプロペラと、
   前記船体の船尾で前記プロペラより後方に配置される舵と、
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の船尾フィンと、
   を備えることを特徴とする船舶。
7. 前記プロペラの回転直径をＤｐとすると、前記船尾フィンは、前記舵の回転中心から船首方向に向けて０．５Ｄｐ以上で５．０Ｄｐ以下の範囲に設けられることを特徴とする請求項６に記載の船舶。
8. 前記船尾フィンが前記舵の回転中心から船首方向に向けて２．０Ｄｐ以上で５．０Ｄｐ以下の範囲に設けられるとき、前記船尾フィンは、船高方向の上面側が負圧面に設定され、船高方向の下面側が正圧面に設定されることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の船舶。
9. 前記船尾フィンが前記舵の回転中心から船首方向に向けて０．５Ｄｐ以上で２．０Ｄｐ未満の範囲に設けられるとき、前記船尾フィンは、前記根元部の船高方向の上面側が正圧面に設定され、船高方向の下面側が負圧面に設定されると共に、前記先端部の船高方向の上面側が負圧面に設定され、船高方向の下面側が正圧面に設定されることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の船舶。
10. 前記プロペラの回転中心をＰＣＬ、船幅をＷ、前記プロペラの回転半径をＲ、船幅方向におけるセンターラインをＣＬとすると、前記船尾フィンは、前記回転中心ＰＣＬと前記センターラインＣＬから船幅方向にＷ／４だけ離間した船底のベースライン上での位置とを結ぶ連結線Ｌ１と、前記回転中心ＰＣＬから船高方向に１．１Ｒだけ上方の位置と前記センターラインＣＬから船幅方向にＷ／２だけ離間した船底のベースライン上での位置とを結ぶ連結線Ｌ２との間の領域に設けられることを特徴とする請求項６から請求項９のいずれか一項に記載の船舶。
11. 前記船体に対する前記根元部の取付角は、９０度に設定されることを特徴とする請求項６から請求項１０のいずれか一項に記載の船舶。
12. 前記船尾フィンにおける前記船体から離間する方向の長さは、前記プロペラの回転直径Ｄｐの１％以上で１５％以下の範囲に設定されることを特徴とする請求項６から請求項１１のいずれか一項に記載の船舶。
13. 前記船体は、方形係数が０．７５より大きく設定されることを特徴とする請求項６から請求項１２のいずれか一項に記載の船舶。

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