JP2555130Y2 - 船 舶 - Google Patents
船 舶Info
- Publication number
- JP2555130Y2 JP2555130Y2 JP1990020180U JP2018090U JP2555130Y2 JP 2555130 Y2 JP2555130 Y2 JP 2555130Y2 JP 1990020180 U JP1990020180 U JP 1990020180U JP 2018090 U JP2018090 U JP 2018090U JP 2555130 Y2 JP2555130 Y2 JP 2555130Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nozzle
- propeller
- diameter
- rear end
- 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.)
- Expired - Lifetime
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Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、船舶に関するものである。
従来の技術 従来、タンカーなどの船舶において、推進効率の向上
を図るために、船体の船尾部近傍に、リング状ノズルを
取り付けたものがある（例えば、特開昭54-115892号公
報）。このノズルは、断面形状が翼形にされており、そ
の周囲に発生する循環の流れによって、推力を得るよう
にしたものである。
を図るために、船体の船尾部近傍に、リング状ノズルを
取り付けたものがある（例えば、特開昭54-115892号公
報）。このノズルは、断面形状が翼形にされており、そ
の周囲に発生する循環の流れによって、推力を得るよう
にしたものである。
考案が解決しようとする課題 上記ノズルによると、ノズルが推力を発生することに
伴うプロペラ荷重度の減少による推進性能の向上には寄
与するが、ノズル後端部直径の大きさによっては、船殼
効率を低下させてしまうという課題があった。
伴うプロペラ荷重度の減少による推進性能の向上には寄
与するが、ノズル後端部直径の大きさによっては、船殼
効率を低下させてしまうという課題があった。
そこで、本考案は上記課題を解消し得る船舶を提供す
ることを目的とする。
ることを目的とする。
課題を解決するための手段 上記課題を解決するため、本考案の船舶は、船体の船
尾部とプロペラとの間に、側面視形状がほぼ逆三角形状
のリング状ノズルを設け、かつこのノズル後端部の直径
がプロペラ直径の50〜80％の大きさとなるようにすると
ともに、ノズル後端面とプロペラ外周先端部との距離が
プロペラ直径の10〜30％となるようにしたものである。
尾部とプロペラとの間に、側面視形状がほぼ逆三角形状
のリング状ノズルを設け、かつこのノズル後端部の直径
がプロペラ直径の50〜80％の大きさとなるようにすると
ともに、ノズル後端面とプロペラ外周先端部との距離が
プロペラ直径の10〜30％となるようにしたものである。
作用 上記の構成によると、船体の船尾部とプロペラとの間
に、側面視形状がほぼ逆三角形状のリング状ノズルを設
けるとともに、ノズル後端部の直径をプロペラ直径の50
〜80％の大きさにしたので、船殼効率および推進効率を
向上させることができる。また、ノズル後端面とプロペ
ラ外周先端部との距離がプロペラ直径の10〜30％となる
ようにしたので、プロペラにおける変動圧力に悪影響を
与えることなく、ノズルによる推進効率の向上の増大を
図ることができる。
に、側面視形状がほぼ逆三角形状のリング状ノズルを設
けるとともに、ノズル後端部の直径をプロペラ直径の50
〜80％の大きさにしたので、船殼効率および推進効率を
向上させることができる。また、ノズル後端面とプロペ
ラ外周先端部との距離がプロペラ直径の10〜30％となる
ようにしたので、プロペラにおける変動圧力に悪影響を
与えることなく、ノズルによる推進効率の向上の増大を
図ることができる。
実施例 以下、本考案の一実施例を第１図〜第５図に基づき説
明する。
明する。
第１図において、１は本考案の一実施例に係る船舶
で、船体２の船尾部とプロペラ３との間に、側面視形状
がほぼ逆三角形状のリング状ノズル４が設けられてい
る。そして、このノズル４後端部の直径DNがプロペラ３
直径DPの50〜80％の大きさとなるようにされるととも
に、ノズル４後端面とプロペラ３の外周先端部との水平
距離ｌがプロペラ直径DPの10〜30％となるようにされて
いる。
で、船体２の船尾部とプロペラ３との間に、側面視形状
がほぼ逆三角形状のリング状ノズル４が設けられてい
る。そして、このノズル４後端部の直径DNがプロペラ３
直径DPの50〜80％の大きさとなるようにされるととも
に、ノズル４後端面とプロペラ３の外周先端部との水平
距離ｌがプロペラ直径DPの10〜30％となるようにされて
いる。
ここで、ノズル４の側面視形状がほぼ逆三角形にする
ことの必要性について述べる。
ことの必要性について述べる。
第２図に示すように、ノズル４のある断面において、
ノズル４の零揚力角線Ｘ−Ｙに対して流体は迎え角αで
もって流入する。このとき、ノズル４の周りには循環の
強さがΓの流れ（以下、循環流という）が生じ、この循
環流は流れに直角方向の揚力Ｌを発生させる。この揚力
の前進方向の成分は推力となって見かけ上船体の抵抗を
減少させる。そして、また循環流はノズル４の前方の流
体を吸込む作用をして摩擦伴流の拡散を防ぐ。さらに、
循環流には、ノズル４の内部に入る流れの流速を加速す
る作用とノズル４の外部の周辺の流れを減速する作用と
がある。第１図に示すように、ノズル４後端部の直径DN
が、プロペラ３直径DPより小さい、即ち50〜80％である
ノズル４においては、前者は船尾端部の３次元剥離を抑
制することにより、抵抗の減少に寄与し、後者は後述す
るように船殼効率の向上に寄与する。このため、循環Γ
をできるだけ大きくするようにノズルを設計する必要が
ある。循環Γはノズルを渦リングで置き換え得ることを
示しており、循環Γの強さが至る所一定になるようにす
れば自由渦の流出はなく、リングによる抵抗の発生を避
けることができる。循環Γを大きくするにはαを大き
く、ノズルのコードを長くするのが良いが、コードをい
たずらに大きくすることはノズルの摩擦抵抗を増大せし
めて好ましくない。ところで、船体後半部の流れは、上
に大きな伴流域を持つことからノズルに流入する流入速
度は船底部で大きく、上部で小さくなる傾向がある。従
って、循環分布を一定にするためには、ノズル上部と下
部とでのコードの長さを変化させればよく、即ちノズル
４の側面視形状をほぼ逆三角形状にすればよい。
ノズル４の零揚力角線Ｘ−Ｙに対して流体は迎え角αで
もって流入する。このとき、ノズル４の周りには循環の
強さがΓの流れ（以下、循環流という）が生じ、この循
環流は流れに直角方向の揚力Ｌを発生させる。この揚力
の前進方向の成分は推力となって見かけ上船体の抵抗を
減少させる。そして、また循環流はノズル４の前方の流
体を吸込む作用をして摩擦伴流の拡散を防ぐ。さらに、
循環流には、ノズル４の内部に入る流れの流速を加速す
る作用とノズル４の外部の周辺の流れを減速する作用と
がある。第１図に示すように、ノズル４後端部の直径DN
が、プロペラ３直径DPより小さい、即ち50〜80％である
ノズル４においては、前者は船尾端部の３次元剥離を抑
制することにより、抵抗の減少に寄与し、後者は後述す
るように船殼効率の向上に寄与する。このため、循環Γ
をできるだけ大きくするようにノズルを設計する必要が
ある。循環Γはノズルを渦リングで置き換え得ることを
示しており、循環Γの強さが至る所一定になるようにす
れば自由渦の流出はなく、リングによる抵抗の発生を避
けることができる。循環Γを大きくするにはαを大き
く、ノズルのコードを長くするのが良いが、コードをい
たずらに大きくすることはノズルの摩擦抵抗を増大せし
めて好ましくない。ところで、船体後半部の流れは、上
に大きな伴流域を持つことからノズルに流入する流入速
度は船底部で大きく、上部で小さくなる傾向がある。従
って、循環分布を一定にするためには、ノズル上部と下
部とでのコードの長さを変化させればよく、即ちノズル
４の側面視形状をほぼ逆三角形状にすればよい。
次に、ノズル４の後端部直径DNがプロペラ３の直径DP
の50〜80％であることの必要性について説明する。
の50〜80％であることの必要性について説明する。
第３図（ａ）（ｂ）（ｃ）にノズルの後端部で計測し
たプロペラ作動時の、プロペラ半径方向位置γにおける
流速分布（１−ｗ）γを示す。ノズルは、前述のとう
り、流れをノズル内部では加速、外部では減速する作用
を有するため、従来のようにプロペラ直径より大きいノ
ズルでは、プロペラ全面に亘って加速されプロペラ面の
平均流速（１−ｗ）ｗはノズルがない場合の値（１−
ｗ）woより大きくなり、この面から船殼効率を劣化させ
る。第３図および第４図に示す計測例では、DN／DP＞0.
8の場合、第３図（ｃ）に示すようにノズルによる減速
作用を受ける流れはプロペラ先端部に限定され、全体と
しては（１−ｗ）ｗは大きくなる。また、DN／DP＜0.5
の時は第３図（ａ）に示すようにプロペラ先端部の流れ
は減速作用を受けなくなり、全体としてノズルがない場
合の値と同程度となる。従って、プロペラ面に流入する
平均流速から見た効率は、第４図に示すように、DN／DP
が0.5〜0.8の間で最大となる。第３図（ｂ）はDN／DPが
0.5〜0.8の間の最適値を示している。なお、添字のｗは
ノズル有りを示し、woはノズル無しを意味する。
たプロペラ作動時の、プロペラ半径方向位置γにおける
流速分布（１−ｗ）γを示す。ノズルは、前述のとう
り、流れをノズル内部では加速、外部では減速する作用
を有するため、従来のようにプロペラ直径より大きいノ
ズルでは、プロペラ全面に亘って加速されプロペラ面の
平均流速（１−ｗ）ｗはノズルがない場合の値（１−
ｗ）woより大きくなり、この面から船殼効率を劣化させ
る。第３図および第４図に示す計測例では、DN／DP＞0.
8の場合、第３図（ｃ）に示すようにノズルによる減速
作用を受ける流れはプロペラ先端部に限定され、全体と
しては（１−ｗ）ｗは大きくなる。また、DN／DP＜0.5
の時は第３図（ａ）に示すようにプロペラ先端部の流れ
は減速作用を受けなくなり、全体としてノズルがない場
合の値と同程度となる。従って、プロペラ面に流入する
平均流速から見た効率は、第４図に示すように、DN／DP
が0.5〜0.8の間で最大となる。第３図（ｂ）はDN／DPが
0.5〜0.8の間の最適値を示している。なお、添字のｗは
ノズル有りを示し、woはノズル無しを意味する。
また、船殼効率ηｈは で表されるが、（１−ｔ）に及ぼすノズルの直径の影響
はプロペラの発生スラストが一定であれば小さく、（１
−ｗ）が小さい程、船殼効率は良く、（１−ｗ）の低下
に伴うプロペラ効率の低下を上回る推進効率の向上を図
ることができる。
はプロペラの発生スラストが一定であれば小さく、（１
−ｗ）が小さい程、船殼効率は良く、（１−ｗ）の低下
に伴うプロペラ効率の低下を上回る推進効率の向上を図
ることができる。
次に、ノズル４の後端面とプロペラ３の外周先端部と
の水平距離ｌがプロペラ直径DPの10〜30％であることの
必要性について説明する。
の水平距離ｌがプロペラ直径DPの10〜30％であることの
必要性について説明する。
第１図に示すように、ノズル後端面とプロペラ外周先
端部との距離ｌが小さい程、循環Γが大きくなるため、
推進効率への寄与は大きくなる。即ち、ノズルが無い時
の所要動力をPSO、ノズルがある時の所要動力をPSNとす
ると、第５図に示す傾向となる。但し、ｌがプロペラ直
径DPの30％より大きくなると、循環による減速効果が減
るとともに、減速された流れのプロペラに流入する割合
が減るため、ノズルの摩擦抵抗がこれらの効果に打勝
ち、所要動力はむしろ大きくなる。このためl/DPは0.3
より小さいことが必要である。
端部との距離ｌが小さい程、循環Γが大きくなるため、
推進効率への寄与は大きくなる。即ち、ノズルが無い時
の所要動力をPSO、ノズルがある時の所要動力をPSNとす
ると、第５図に示す傾向となる。但し、ｌがプロペラ直
径DPの30％より大きくなると、循環による減速効果が減
るとともに、減速された流れのプロペラに流入する割合
が減るため、ノズルの摩擦抵抗がこれらの効果に打勝
ち、所要動力はむしろ大きくなる。このためl/DPは0.3
より小さいことが必要である。
一方、プロペラ面内の前方にこのような流れを変化さ
せるノズルを配置すると、プロペラ・キャビテーション
や変動圧力に影響を及ぼすことがある。第５図に変動圧
力をキャビテーション・タンクで計測した結果を示す。
ノズルが無い時のプロペラ直上での変動圧力をΔPO、ノ
ズルがある場合の変動圧力をΔPNとすれば、l/DPが、0.
1より小さくなると、ノズルの影響が悪く作用するが、
それより大きくなるに従い、ノズルにより変動圧力の大
きさが減少することが明らかとなった。
せるノズルを配置すると、プロペラ・キャビテーション
や変動圧力に影響を及ぼすことがある。第５図に変動圧
力をキャビテーション・タンクで計測した結果を示す。
ノズルが無い時のプロペラ直上での変動圧力をΔPO、ノ
ズルがある場合の変動圧力をΔPNとすれば、l/DPが、0.
1より小さくなると、ノズルの影響が悪く作用するが、
それより大きくなるに従い、ノズルにより変動圧力の大
きさが減少することが明らかとなった。
従って、l/DPを0.1〜0.3の範囲にする必要がある。
考案の効果 以上のように本考案の構成によれば、船体の船尾部と
プロペラとの間に、側面視形状がほぼ逆三角形状のリン
グ状ノズルを設けるとともに、ノズル後端部の直径をプ
ロペラ直径の50〜80％の大きさにしたので、船殼効率お
よび推進効率を向上させることができる。また、ノズル
後端面とプロペラ外周先端部との距離がプロペラ直径の
10〜30％となるようにしたので、プロペラにおける変動
圧力に悪影響を与えることなく、ノズルによる推進効率
の向上の増大を図ることができる。
プロペラとの間に、側面視形状がほぼ逆三角形状のリン
グ状ノズルを設けるとともに、ノズル後端部の直径をプ
ロペラ直径の50〜80％の大きさにしたので、船殼効率お
よび推進効率を向上させることができる。また、ノズル
後端面とプロペラ外周先端部との距離がプロペラ直径の
10〜30％となるようにしたので、プロペラにおける変動
圧力に悪影響を与えることなく、ノズルによる推進効率
の向上の増大を図ることができる。
図面は本考案の一実施例を示すもので、第１図は船尾部
分の側面図、第２図はノズルの作用を説明する概略断面
図、第３図（ａ）（ｂ）（ｃ）はプロペラ半径方向位置
と流速分布との関係を示すグラフ、第４図はプロペラ直
径に対するノズル後端部直径比と流速比との関係を示す
グラフ、第５図はプロペラ直径に対するノズル後端面と
プロペラ外周先端部との水平距離の比と、変動圧力比お
よび所要動力比との関係を示すグラフである。 １……船舶、２……船体、３……プロペラ、４……ノズ
ル。
分の側面図、第２図はノズルの作用を説明する概略断面
図、第３図（ａ）（ｂ）（ｃ）はプロペラ半径方向位置
と流速分布との関係を示すグラフ、第４図はプロペラ直
径に対するノズル後端部直径比と流速比との関係を示す
グラフ、第５図はプロペラ直径に対するノズル後端面と
プロペラ外周先端部との水平距離の比と、変動圧力比お
よび所要動力比との関係を示すグラフである。 １……船舶、２……船体、３……プロペラ、４……ノズ
ル。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−194691（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−90797（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−7096（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−115892（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−71095（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−71498（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−149292（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】船体の船尾部とプロペラとの間に、側面視
形状がほぼ逆三角形状のリング状ノズルを設け、かつこ
のノズル後端部の直径がプロペラ直径の50〜80％の大き
さとなるようにするとともに、ノズル後端面とプロペラ
外周先端部との水平距離がプロペラ直径の10〜30％とな
るようにしたことを特徴とする船舶。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990020180U JP2555130Y2 (ja) | 1989-02-27 | 1990-02-27 | 船 舶 |
| KR2019910000418U KR960005115Y1 (ko) | 1990-02-27 | 1991-01-14 | 선미노즐 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1-22949 | 1989-02-27 | ||
| JP2294989 | 1989-02-27 | ||
| JP1990020180U JP2555130Y2 (ja) | 1989-02-27 | 1990-02-27 | 船 舶 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0317996U JPH0317996U (ja) | 1991-02-21 |
| JP2555130Y2 true JP2555130Y2 (ja) | 1997-11-19 |
Family
ID=31717438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1990020180U Expired - Lifetime JP2555130Y2 (ja) | 1989-02-27 | 1990-02-27 | 船 舶 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2555130Y2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5132140B2 (ja) * | 2006-11-30 | 2013-01-30 | 株式会社アイ・エイチ・アイ マリンユナイテッド | 船舶のダクト装置 |
| JP2011025734A (ja) * | 2009-07-22 | 2011-02-10 | Universal Shipbuilding Corp | 舶用複合型省エネ推進装置及び一軸二舵船舶 |
| JP2011042201A (ja) * | 2009-08-20 | 2011-03-03 | Universal Shipbuilding Corp | 小翼付き船尾ダクト及び船舶 |
| JP5558048B2 (ja) * | 2009-08-20 | 2014-07-23 | ジャパンマリンユナイテッド株式会社 | 舶用複合型省エネ推進装置及び一軸二舵船舶 |
| KR101917408B1 (ko) | 2011-07-26 | 2018-11-09 | 고쿠리츠겐큐카이하츠호진 가이죠·고완·고쿠기쥬츠겐큐죠 | 소형 덕트가 달린 프로펠러 및 선박 |
| WO2017168549A1 (ja) * | 2016-03-29 | 2017-10-05 | ジャパンマリンユナイテッド株式会社 | 船舶の推進装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54115892A (en) * | 1978-02-27 | 1979-09-08 | Hitachi Zosen Corp | Ship |
| JPS58149292U (ja) * | 1982-03-31 | 1983-10-06 | 日立造船株式会社 | 船尾ノズル |
| DE3216578C1 (de) * | 1982-05-04 | 1983-10-13 | Herbert Prof. Dr.-Ing. 5100 Aachen Schneekluth | Stroemungsleitflaeche am Heck von Einschraubenschiffen |
-
1990
- 1990-02-27 JP JP1990020180U patent/JP2555130Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0317996U (ja) | 1991-02-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |