JP3134108U - 船尾端フィン - Google Patents

Abstract

【課題】造波抵抗や摩擦抵抗を軽減でき、しかも、製造が容易である船尾端フィンを提供する。
【解決手段】一対のフィン１０，１０からなり、船尾船底２ａにおいて、舵上部スケグ４を挟むように配設されており、舵上部スケグ４と対向する面が、舵上部スケグ４の側面と平行に配設されている。船尾端から排出される水流を加速することができ、船尾端における流速の落ち込みを抑えることができる。しかも、舵３上部の流れを、舵上部スケグ４に沿った流れとすることができる。すると、船尾端において発生する波の波高を抑えることができ、かつ、船体後方における渦流の発生も効果的に抑えることができるから、造波抵抗を抑えることができる。
【選択図】図１

Description

本考案は、船尾端フィンに関する。

船が航行するときには、船体には、空気抵抗、摩擦抵抗、およびこれら以外の抵抗（剰余抵抗）が働くことが知られているおり、これらの抵抗を低減することが船舶の航行性能の向上や、船体の安定性に重要である。

上記各抵抗のうち、剰余抵抗に含まれる造波抵抗を軽減させる方法として、従来例１〜３（特許文献１〜３）に記載された技術がある。
従来例１〜３の技術は、いずれも船尾の底面に、トリムタブやウェッジを設けることにより造波抵抗を軽減する技術であって、従来例１，２は、トリムタブ等が発生する揚力により船尾端を持ち上げ、船尾の水没する量を少なくすることによって造波抵抗を軽減させる技術であり、従来例３は、ウェッジ部において水流を加速し、加速された水流を水平または下方に流すことによって造波抵抗を軽減させる技術である。

しかるに、トリムタブ等が発生する揚力によって船尾端を持ち上げる効果は、フルード数が0.4以上の超高速かつ小型の高速船でしか得られないため、大型船やフルード数が0.4より小さい船に採用しても、造波抵抗を軽減させる効果は得られない。
また、従来例３の技術は、ウェッジ部における水流を加速することはできるが、船尾において波が形成される領域を少なくすることはできないので、造波抵抗をそれほど軽減できない。しかも、ウェッジ部より前方に、通常の船尾形状を有する船に比べて非常に遅い流れを形成させることになる。すると、造波抵抗を軽減できても、船舶の推進力の低下を招き、大きなエネルギーロスを生じさせる可能性がある。そして、船尾を特殊な形状としなければならないので、製造に手間がかかるし、製造コストも高くなる。

特開昭６２‐００８８９１号 特開平０９‐０５２５９１号 特開２００２‐１５４４７５号

本考案は上記事情に鑑み、造波抵抗や摩擦抵抗を軽減でき、しかも、製造が容易である船尾端フィンを提供することを目的とする。

第１考案の船尾端フィンは、一対のフィンからなり、該一対のフィンは、船尾船底において、舵上部スケグを挟むように配設されており、前記舵上部スケグと対向する面が、該舵上部スケグ側面と平行に配設されていることを特徴とする。
第２考案の船尾端フィンは、第１考案において、前記フィンにおける刃元の後端が、船尾端と一致するように配設されていることを特徴とする。
第３考案の船尾端フィンは、第１考案において、前記フィンの側面形状が、刃先の長さが刃元の長さよりも短い台形状に形成されていることを特徴とする。
第４考案の船尾端フィンは、第１考案において、前記フィンにおける刃元の長さが、船尾端から船尾垂線までの距離の５０％であることを特徴とする。
第５考案の船尾端フィンは、第１考案において、前記フィンにおける前記舵上部スケグと対向する面と、該舵上部スケグ側面との距離が、船の垂線間長さの０．３〜０．５％であることを特徴とする。

第１考案によれば、舵上部の流れを一対のフィンによって集めることができるから、船尾端から排出される水流を加速することができ、船尾端における流速の落ち込みを抑えることができる。しかも、フィンにおける舵上部スケグと対向する面が舵上部スケグ側面と平行に配設されているので、舵上部の流れを、舵上部スケグに沿った流れとすることができる。すると、船尾端において発生する波の波高を抑えることができ、かつ、船体後方における渦流の発生も効果的に抑えることができるから、造波抵抗を抑えることができる。そして、通常の船尾形状を有する船舶に一対のフィンを取りつけるだけであるから、製造が容易であり、製造コストも低減することができる。
第２考案によれば、水流の加速を船尾端まで継続させることができるから、造波抵抗をより確実に低減することができる。
第３考案によれば、刃先の長さを短くした分だけ一対のフィンを小さくできるので、フィンの摩擦抵抗を小さくすることができる。しかも、フィンを小型化しつつ船体近傍におけるフィンの長さを長くできるので、水流の落ち込みが生じやすい船体と舵上部スケグとの接続部分近傍における流速の低下を抑えることができる。したがって、フィンを小型化して摩擦抵抗を低減させつつ、造波抵抗も効果的におさえることができる。
第４考案によれば、造波抵抗を低減することができる。
第５考案によれば、加速された水流を船尾端の狭い領域から排出させることができるので、船尾端から排出される水流の落ち込みをより確実に抑えることができる。

つぎに、本考案の実施形態を図面に基づき説明する。
図１は本実施形態の船尾端フィンを設けた船の船尾拡大図であって、（Ａ）は側面図であり、（Ｂ）は底面図である。図２（Ａ）は本実施形態の船尾端フィンを設けた船の船尾を側面からみた図であり、（Ｂ）はフルード数Ｆｎに対する剰余抵抗の変化を、船尾端フィンを備えた船と、船尾端フィンのない船とで比較した図である。

図１および図２において、符号２は船１の船尾カウンタを示している。この船尾カウンタ２の下方には、舵３が配設されている。この舵３の上部と船底２ａとの間には、舵上部スケグ４が設けられている。

図１および図２に示すように、船尾カウンタ２の船底２ａには、一対のフィン１０，１０からなる船尾端フィンが設けられている。この船尾端フィンの一対のフィン１０，１０は、図示しない船尾垂線よりも後方の船底２ａであって、船底２ａを下方から見たときに、舵上部スケグ４を両側から挟むように設けられている。
しかも、一対のフィン１０，１０は、舵上部スケグ４と対向する面が、舵上部スケグ４の側面４ａと平行となるように配設されている。

すると、一対のフィン１０，１０は、舵上部スケグ４と対向する面同士の間隔が船首側から船尾側に向けて狭くなるようになるので、舵３上部の流れ、つまり、船底２ａ近傍の流れを集めることができ、船尾端から排出される水流を加速することができるから、船尾端における流速の落ち込みを抑えることができる。

しかも、集められた流れは舵上部スケグ４に沿った流れとなり、集められた流れが舵上部スケグ４等と干渉して乱れることを防ぐことができるから、船体後方における渦流の発生を抑えることができる

したがって、本実施形態の船尾端フィンを設ければ、船尾端において発生する波の波高を抑えることができ、かつ、船体後方における渦流の発生も効果的に抑えることができるから、造波抵抗を抑えることができる。

そして、通常の船尾形状を有する船１の船底２に、一対のフィン１０，１０を取りつけるだけであるから、船尾を特別な構造に形成する場合に比べて、船１の製造が容易になるし、船１の製造コストも低減することができる。

なお、一対のフィン１０，１０は、その舵上部スケグ４と対向する面と舵上部スケグ４の側面４ａとの距離Ｌが船１の垂線間長さLPPの０．３〜０．５％となるように配設するのが好ましい。この場合、一対のフィン１０によって集められた水流を、船尾端の非常に狭い領域から加速して排出させることができるから、船尾端から排出される水流の落ち込みをより確実に抑えることができる。

さらになお、図１に示すように、一対のフィン１０，１０は、その刃元10bの後端が船尾端と一致するように配設するとより好ましい。この場合、一対のフィン１０，１０による水流の加速を船尾端まで継続させることができるから、船尾端での水流の落ち込みをより確実に抑えることができ、造波抵抗をより確実に低減することができる。

つぎに、フィン１０の形状を説明する。
図１に示すように、各フィン１０は、その側面形状が、刃先10aの長さが刃元10bの長さよりも短い台形状、例えば、刃先10aと刃元10bをつなぐ側辺と刃先10aとのなす角度が４５度となるように形成されている。すると、刃先10aと刃元10bの長さが同じである船尾端フィンに比べて、刃先10aの長さを短くした分だけフィン１０を小さくできる。つまり、フィン１０が水と接触する面積を小さくできるので、フィン１０と水流との間に発生する摩擦抵抗を小さくすることができる。

しかも、刃元10bの長さが刃先10aの長さよりも長いので、フィン１０が小型化しても船底２近傍におけるフィン１０の長さは長くできる。よって、フィン１０が小型化しても、水流の落ち込みが生じやすい船底２と舵上部スケグ４との接続部分近傍における流速の低下を抑えることができる。

したがって、船尾端フィンに上記のごとき形状のフィン１０を採用すれば、フィン１０と水流との間に発生する摩擦抵抗を低減させつつ、造波抵抗も効果的におさえることができる。

そして、刃元10bの長さを、船尾端から船尾垂線までの距離の５０％程度とすれば、造波抵抗を低減することができるという効果も奏する。
また、船底２ａから、フィン１０の刃先10aまでの長さが、LPPの０．３〜０．５％となるようにしておけば、造波抵抗をより確実に低減することができるという効果も奏する。

なお、フィン１０の断面形状はとくに限定されず、三角形断面や四角形断面でもよい。フィン１０を厚さ１０〜２０ｍｍ程度の板状の部材で形成すると、フィン１０の製造および船底２への取り付けが容易になるので、好適である。

本実施形態の船尾端フィンを有する船（実施例）と、フィン１０を有しない船（比較例）において、フルード数Ｆｎを変化させたときにおける、船が受ける抵抗の変化を比較した。
実験は、模型船を実験水槽に浮かべ、実験水槽内の水の流速を、フルード数Ｆｎが0.22〜0.27となる範囲で変化させて、ロードセルで計測した抵抗値から船が受ける抵抗を算出した。

図２（Ｂ）に示すように、フルード数Ｆｎが0.22〜0.27となる全範囲において、比較例における抵抗よりも実施例における抵抗が小さいことが確認でき、同じフルード数Ｆｎにおける比較例の抵抗に比べて、最大1.0％程度実施例の抵抗が小さくなっていることが確認できる。
したがって、本実施形態の船尾端フィンを採用すれば、船が受ける抵抗を小さくすることができることが確認できる。

本実施形態の船尾端フィンを設けた船の船尾拡大図であって、（Ａ）は側面図であり、（Ｂ）は底面図である。 （Ａ）は本実施形態の船尾端フィンを設けた船を船尾を側面からみた図であり、（Ｂ）はフルード数Ｆｎに対する剰余抵抗の変化を、船尾端フィンを備えた船と、船尾端フィンのない船とで比較した図である。

符号の説明

１ 船
２ 船尾カウンタ
２ａ 船底
３ 舵
４ 舵上部スケグ
１０ フィン
１０ａ 刃先
１０ｂ 刃元

Claims (5)

1. 一対のフィンからなり、
   該一対のフィンは、
   船尾船底において、舵上部スケグを挟むように配設されており、
   前記舵上部スケグと対向する面が、該舵上部スケグ側面と平行に配設されている
   ことを特徴とする船尾端フィン。
2. 前記フィンにおける刃元の後端が、船尾端と一致するように配設されている
   ことを特徴とする請求項１記載の船尾端フィン。
3. 前記フィンの側面形状が、刃先の長さが刃元の長さよりも短い台形状に形成されている
   ことを特徴とする請求項１記載の船尾端フィン。
4. 前記フィンにおける刃元の長さが、船尾端から船尾垂線までの距離の５０％である
   ことを特徴とする請求項１記載の船尾端フィン。
5. 前記フィンにおける前記舵上部スケグと対向する面と、該舵上部スケグ側面との距離が、船の垂線間長さの０．３〜０．５％である
   ことを特徴とする請求項１記載の船尾端フィン。

Images