JP4999384B2

JP4999384B2 - 船尾ダクト及びそれを取り付けた船舶

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Publication number: JP4999384B2
Application number: JP2006196648A
Authority: JP
Inventors: 功治牧野; 啓市山崎
Original assignee: Universal Shipbuilding Corp
Current assignee: Universal Shipbuilding Corp
Priority date: 2006-07-19
Filing date: 2006-07-19
Publication date: 2012-08-15
Anticipated expiration: 2026-07-19
Also published as: JP2008024072A

Description

本発明は、船舶のプロペラ前方に取り付ける船尾ダクト及びそれを取り付けた船舶に関するものである。

近年、環境問題の観点から、地球温暖化防止や大気汚染防止等が分野を問わず最重要課題となっている（たとえば、非特許文献１参照）。船舶に関しても、エネルギー効率の向上や温室効果ガス（二酸化炭素）の排出抑制が強く求められている。船舶のエネルギー効率、つまり船舶の推進効率の向上を図るために、省エネ推進装置や省エネデバイスと呼ばれる装置を船体に取り付ける場合が増加している（たとえば、非特許文献２参照）。たとえば、タンカーやバルクキャリアー等の船舶において、推進効率の向上を図るために船尾のプロペラ前方に省エネ推進装置である船尾ダクトを取り付けたものが従来から存在している。

このような船尾ダクトは、プロペラ作動時における吸い込み作用によってダクト自身に発生する推力と、プロペラ面に流入する流体の流速分布の改善とによって推進効率を向上させるものである。このような理由から、ダクトは、その断面形状を翼形または流線型にすることが一般的となっている。つまり、ダクトの断面形状をダクト内側に曲面を有するような形状とすることで、より揚力が大きく、より整流作用の高いものとすることができた。

そのようなものとして、「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」が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。この船舶に設けられたノズル（ダクト）は、断面形状が翼形となっている。

また、「船体と、この船体の船尾に取り付けたプロペラと、このプロペラの前方側に取り付けたダクトと、を有する船尾ダクト付き船舶であって、前記ダクトの軸心を、前記プロペラの軸心より該プロペラの直径に対して、０〜２５％、好ましくは５〜２０％だけ上方に高くするとともに、前記ダクトの断面形状を、その内側に凸形状としたことを特徴とする船尾ダクト付き船舶」が提案されている（たとえば、特許文献２参照）。この船舶は、推進効率向上のために、ダクトの取り付け方（高さ方向の取り付け位置及び角度）を工夫したものである。

実開平３−１７９９６号公報特開平９−１７５４８８号公報「近年の省エネ推進装置」ＴＥＣＨＮＯＭＡＲＩＮＥ２００５．５ｐ４０−ｐ４８「船舶の省エネルギー装置ＳＩＬＤ」住友重機械技報Ｖｏｌ．４４Ｎｏ．１３１１９９６．８ｐ４８

特許文献１及び特許文献２に記載されているノズル及びダクトでは、そのノズル及びダクトの現状のコンセプトに従ったままで、その形状の改良や変更を多少加えたとしても、大きな推進効率の向上に寄与しないということが水槽試験の結果等から明らかになっている。また、このようなノズル及びダクトを製造するには、多くの手間、時間及びコストが要求される。したがって、手間、時間及びコストをそれ以上増やさないようにすることで生産効率を維持するのが望ましい。

さらに、非特許文献１及び非特許文献２の記載内容からは、船舶のプロペラ前方に装着された船尾ダクトの改良によって、船舶の推進効率向上を改善する余地が多くあると考えられる。したがって、船尾ダクトの生産効率を維持しつつ、船舶の推進効率向上を図るように改良することが望ましい。つまり、推進効率においては船舶のエネルギー消費を、生産効率においては手間、時間及びコストをそれぞれ考慮して、船尾ダクトを改良しなければならない。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、従来から存在する翼型の船尾ダクトに容易に施工できる構成としたことでコストパフォーマンスを高めるとともに、省エネルギー効果を向上させて船舶の推進効率向上を改善した船尾ダクト及びそれを取り付けた船舶を提供するものである。

本発明に係る船尾ダクトは、船舶のプロペラ前方に取り付ける筒状の船尾ダクトであって、前記船尾ダクトの後縁にリングを装着して所定の角度を有するナックル部を形成し、前記ナックル部により圧力分布を変化させ、揚力を増大させることを特徴とする。また、本発明に係る船舶は、上記の船尾ダクトを取り付けたことを特徴とする。

本発明に係る船尾ダクトは、船舶のプロペラ前方に取り付ける筒状の船尾ダクトであって、前記船尾ダクトの後縁にリングを装着して所定の角度を有するナックル部を形成し、前記ナックル部により圧力分布を変化させ、揚力を増大させるので、船尾ダクトの推力が向上するように圧力分布を改善することができる。船尾ダクトの推力が向上すれば、船舶に働く推力も大きくすることが可能となり、船舶の推進効率を向上させることができるのである。また、リングを従来から存在するような船尾ダクトに取り付けることができるので、製造に要する手間、時間及び費用は、従来の船尾ダクトとほとんど変わらない。

本発明に係る船舶は、上記の船尾ダクトを取り付けたことを特徴とするので、その船尾ダクトが有する効果を全部有することになる。また、どのような船尾ダクトであっても簡易な作業で取り付けることができるので、低コストで、より推進性能の優れた船舶を提供することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る船尾ダクト（ダクト形状の省エネ推進装置）１０を船体１の船尾に取り付けた状態を示す概略図である。図１に基づいて、本発明の実施の形態１に係る船尾ダクト１０の作動原理を従来の船尾ダクト１００と比較しながら説明する。また、図１（ａ）は船尾ダクト１０を取り付けた状態を、図１（ｂ）は船尾ダクト１００を取り付けた状態をそれぞれ示している。

図１に示すように、船尾ダクト１０及び船尾ダクト１００は、船体１の船尾であって、プロペラ２の前方（船首側）に取り付けられるようになっている。このように、船尾ダクト１０及び船尾ダクト１００を取り付けることで、プロペラ２の吸い込み作用によって船尾ダクト１０及び船尾ダクト１００自身の周囲に発生する流体の循環（循環水流）で得た揚力（矢印Ｃ）を船舶の推力（矢印Ｄ）として利用できるようになっている。

また、船尾ダクト１０及び船尾ダクト１００を取り付けることによって、船体１の前方からの流体の流れ（矢印Ａ）を整流してからプロペラ２に送り込むことになり（矢印Ｂ）、摩擦伴流の拡散を防止できるようになっている。つまり、船尾ダクト１０及び船尾ダクト１００は、プロペラ２の作動中における流体の吸い込み作用によって船尾ダクト１０及び船尾ダクト１００自身の周囲に発生する循環水流を利用して得た推力と、船体１の前方からの流体の流れを整流しプロペラ２面にもたらす伴流利得とによって船舶全体の推進効率を向上させるようになっている。

船尾ダクト１０と船尾ダクト１００との大きな相違点は、船尾ダクト１０の後縁にリング１１を装着していることである。すなわち、船尾ダクト１０の後縁にリング１１を装着して所定の角度を有するナックル部１２を形成したことである（図４（ｂ）参照）。このように、船尾ダクト１０の後縁にナックル部１２を形成すると、船尾ダクト１００の周囲に生じる圧力分布よりも船尾ダクト１０の周囲に生じる圧力分布を変化させることが可能になる。また、後に詳述するが、船尾ダクト１０に働く力（推力）を大きくすることも可能になる。

図２は、船尾ダクト１０の全体形状を示す立体図である。図２に基づいて、船尾ダクト１０の形状について説明する。船尾ダクト１０は、上述したように、船舶の推進効率の向上を図るために、船舶の船尾部であって、船舶のプロペラの前方（船首側）に取り付けられるようになっている。また、船尾ダクト１０は、正面形状がリング状（筒状）であって、前縁と後縁とを結ぶコードラインの長さを下方に向かって徐々に短くしたものである。なお、図２には、船尾ダクト１００の全体形状を併せて示している。

図２に示すように、船尾ダクト１０には、リング１１が装着されており、この点で船尾ダクト１００と相違している。つまり、船尾ダクト１０は、リング１１を装着することによってナックル部１２が形成されている。このナックル部１２は、船尾ダクト１０の周囲に生じる圧力分布を大きく変化させるようになっているのである。船尾ダクト１０の周囲に生じる圧力分布が大きく変化することによって、船尾ダクト１０に生じる推力を大きくしている（図４（ｂ）参照）。

図３は、船尾ダクトに発生する推力のメカニズムを説明するための詳細説明図である。図３に基づいて、船体１に取り付けた船尾ダクトに働く力（推力Ｔ）のメカニズムについて詳細に説明する。ここでは、従来の船尾ダクト１００の上部断面形状を表し、それを例に推力発生メカニズムを説明する。なお、従来の船尾ダクト１００を例に説明するが、船尾ダクト１０における推力発生メカニズムについても同様である。

図３には、船体１の船尾に取り付けられた船尾ダクト１００の所定位置での断面形状Ｗ１を示してある。ここでは、断面形状Ｗ１の所定位置が船尾ダクト１００の上辺部分に相当する位置である場合を例に示している。この船尾ダクト１００の断面形状Ｗ１には、船尾ダクト１００の前方に位置する船体１の影響によって、船舶の進行方向から迎え角αを有する流体が流入することになる。この迎え角αとは、翼弦線（コードライン）Ｃが流体の流れとなす角度のことである。また、翼弦線Ｃとは、船尾ダクト１００の前縁と後縁とを結んだ直線のことである。

このように、迎え角αを持った流体が船尾ダクト１００内に流入すると、船尾ダクト１００の断面形状Ｗ１には、揚力（流体の流れの方向に対して垂直に働く力）Ｌ及び抗力（流体の流れの方向に対して平行に働く力）Ｄが発生する。そして、この揚力Ｌを船体１の進行方向に投影すると、この投影成分は推力（矢印Ｌ’）として働くことになる。また、この抗力Ｄを船体の進行方向に投影すると、この投影成分は抵抗力（矢印Ｄ’）として働くことになる。

したがって、船尾ダクト１００に働く力（推力Ｔ）は、揚力Ｌの投影成分（矢印Ｌ’）から抗力Ｄの投影成分（矢印Ｄ’）を差し引いたものとなる。つまり、この推力Ｔを大きくすることができれば、船舶の推進効率が向上することにつながる。この推力Ｔを大きくするためには、図３で説明するように、船尾ダクト１００の断面形状Ｗ１に働く揚力Ｌを大きくするか、抗力Ｄを小さくすることが有効である。

次に、船尾ダクトの周囲に生じる圧力分布について説明する。図４は、船尾ダクト１０及び船尾ダクト１００の所定位置での断面形状を示す断面図である。図５は、船尾ダクト１０及び船尾ダクト１００の周囲における圧力係数分布を表す等高線図を併せて示している。図４及び図５に基づいて、船尾ダクト１０の特徴を従来の船尾ダクト１００と比較しながら説明する。

図４（ａ）は船尾ダクト１００の断面形状Ｗ１を、図４（ｂ）は船尾ダクト１０の断面形状Ｗ２をそれぞれ示しているものとする。ここでは、断面形状Ｗ１及び断面形状Ｗ２の所定位置が船尾ダクト１００及び船尾ダクト１０の上辺部分に相当する位置である場合を例に示している。また、図５（ａ）は船尾ダクト１００の周囲における圧力の等高線図を、図５（ｂ）は船尾ダクト１０の周囲における圧力の等高線図をそれぞれ示しているものとする。

図５において、縦軸が圧力係数分布（Ｃｐ）を、横軸が断面形状Ｗ１及び断面形状Ｗ２の所定個所をそれぞれ表している。なお、ここでは、迎え角８°に設定した場合を例に説明するものとする。また、図４（ａ）に示す船尾ダクト１００の断面形状Ｗ１と図５（ａ）に示す船尾ダクト１００の断面形状Ｗ１とを上下逆さまとして示しており、図４（ｂ）に示す船尾ダクト１０の断面形状Ｗ２と図５（ｂ）に示す船尾ダクト１０の断面形状Ｗ２とを上下逆さまとして示している。

船尾ダクト１００が流体の流れの中におかれると、Ｂａｃｋ面側（船尾ダクト１００の内部面側）が低圧に、Ｆａｃｅ面側（船尾ダクト１００の外側表面）が高圧になる。このことは、図５（ａ）にも示すように、Ｂａｃｋ面側の各等高線の間隔が狭くなるとともに圧力係数が相対的にマイナス（低圧）になっており、Ｆａｃｅ面側の各等高線の間隔が広くなるとともに圧力係数が相対的にプラス（高圧）になっていることからもわかる。すなわち、図４（ａ）に示すように、Ｆａｃｅ面側の圧力（Ｐ１Ｈ）がＢａｃｋ面側の圧力（Ｐ１Ｌ）よりも高くなっているのである（Ｐ１Ｈ＞Ｐ１Ｌ）。

同様に、船尾ダクト１０が流体の流れの中におかれると、Ｂａｃｋ面側（船尾ダクト１０の内部面側）が低圧に、Ｆａｃｅ面側（船尾ダクト１０の外側表面）が高圧になる。このことは、図５（ｂ）にも示すように、Ｂａｃｋ面側の各等高線の間隔が狭くなるとともに圧力係数が相対的にマイナス（低圧）になっており、Ｆａｃｅ面側の各等高線の間隔が広くなるとともに圧力係数が相対的にプラス（高圧）になっていることからもわかる。すなわち、図４（ｂ）に示すように、Ｆａｃｅ面側の圧力（Ｐ２Ｈ）がＢａｃｋ面側の圧力（Ｐ２Ｌ）よりも高くなっているのである（Ｐ２Ｈ＞Ｐ２Ｌ）。

船尾ダクト１００及び船尾ダクト１０に働く揚力Ｌは、図３で説明したように、迎え角αの大きさに加えて、Ｂａｃｋ面側の圧力とＦａｃｅ面側の圧力との差の大きさによって、発生する大きさに差異が生じることになる。つまり、Ｂａｃｋ面側の圧力とＦａｃｅ面側の圧力との差が大きくなれば、それに伴って揚力Ｌも大きくなるのである。したがって、船尾ダクトは、Ｂａｃｋ面側の圧力とＦａｃｅ面側の圧力との差が大きくなるような断面形状であることが望ましい。

実施の形態１に係る船尾ダクト１０は、その後縁にリング１１を装着していることを特徴としている。そうすると、図４（ｂ）に示すように、断面形状Ｗ２にはナックル部１２が形成されることになる。つまり、船尾ダクト１０は、リング１１を装着することによって、ナックル部１２を形成し、それに伴ってキャンバーを増加させるだけでなく、船尾ダクト１０の周囲に生じる圧力分布をキャンバー増加のみの場合より大きく変化させることによって、その船尾ダクト１０のＢａｃｋ面側の圧力とＦａｃｅ面側の圧力との差を大きくすることができるようになっているのである。

図５（ａ）と図５（ｂ）とを比較すると、船尾ダクト１０の圧力係数分布の方が船尾ダクト１００の圧力係数分布よりも大きくなっていることがわかる（Ｐ２Ｈ＞Ｐ１Ｈ、Ｐ２Ｌ＜Ｐ１Ｌ）。つまり、船尾ダクト１０のＢａｃｋ面側の圧力とＦａｃｅ面側の圧力との差を、船尾ダクト１００のＢａｃｋ面側の圧力とＦａｃｅ面側の圧力との差よりも大きくすることができるのである。したがって、船尾ダクト１０の揚力Ｌが船尾ダクト１００の揚力Ｌよりも大きくなり、結果として船尾ダクト１０の推力Ｔが船尾ダクト１００の推力Ｔよりも大きくなるのである。

図６は、船尾ダクト１００及び船尾ダクト１０のダクト表面上における圧力係数分布だけを抽出した圧力分布図である。図６に基づいて、船尾ダクト１０のダクト表面上における圧力係数分布が船尾ダクト１００のダクト表面上における圧力係数分布よりも大きくなっていることを説明する。図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、断面形状Ｗ１及び断面形状Ｗ２のＢａｃｋ面側の圧力と、Ｆａｃｅ面側の圧力とには圧力差が生じていることがわかった。

すなわち、図６に示すように、船尾ダクト１０のダクト表面上における圧力差は、船尾ダクト１００のダクト表面上における圧力差よりも大きいのである。したがって、図６からも明らかなように、船尾ダクト１０の方が船尾ダクト１００よりも圧力差を大きくすることができるので、それらが取り付けられる船舶の推力Ｔをより向上させられるのである。

図７は、船舶の推力減少係数を示した説明図である。図７に基づいて、船舶の馬力を推定する１つの要素である推力減少係数について説明する。ここでは、船尾ダクトを取り付けていない低速肥大船（図で示す（ａ））、従来の船尾ダクト１００を取り付けた低速肥大船（図で示す（ｂ））及び船尾ダクト１０を取り付けた低速肥大船（図で示す（ｃ））の推力減少係数を示している。なお、ここで示す値は、船型水槽での水槽試験（ＣＦＤ計算（シミュレーション計算））に基づいて計測したものである。

この推力減少係数は、（１−ｔ）で表される。（ｔ）は、推力減少率と称されているものであり、（（Ｔ−Ｒ_T）／Ｔ）で表される。ここで、Ｔはプロペラのスラスト（推力）を、Ｒ_Tは曳航状態での船舶（船体１＋船尾ダクト）の抵抗を示している。つまり、（ｔ）が大きいほどプロペラ作動時の船舶抵抗の増加が大きいことを意味している。したがって、推力減少係数（１−ｔ）が大きくなれば、プロペラ作動時の船舶抵抗の増加を抑制することができ、船舶の推進効率も向上することになる。推力減少定数（１−ｔ）を大きくするということは、（ｔ）を小さくするということである。

図７に示した３種類の推力減少係数を比較して、船尾ダクト１０を取り付けた船舶の推進効率効果について説明する。ここでは、船尾ダクト１０の上部コードライン長の１０％に相当する長さのリング１１を船尾ダクト１０に装着している場合を例に説明する。なお、図５では、船尾ダクトを取り付けていない船舶の推力減少係数を１．０００として説明するものとする。

そうすると、水槽試験の結果、従来の船尾ダクト１００を取り付けた船舶の推力減少係数は１．０１０となり、船尾ダクト１０を取り付けた船舶の推力減少係数は１．０３０となることがわかった。つまり、船尾ダクト１０を取り付けた場合は、船尾ダクトを取り付けていない場合と比較すると推力減少係数が約３％向上したことになり、従来の船尾ダクト１００を取り付けた場合と比較すると推力減少係数が約２％向上したことになる。

推力減少係数が向上すれば、上述したように船舶の推進効率の向上にもつながる。すなわち、低速肥大船において推力減少係数が２％向上すれば、推進効率の大幅な改善につながるのである。たとえば、低速肥大船として２０万トンを超える大型バルクキャリアーにこの船尾ダクト１０を取り付けたとすると、１日約５万円の燃料費を削減できる計算となる。そして、この低速肥大船の稼働率が年間約２７０日程度すると、５万円×２７０日＝１３５０万円の燃料費が削減できることになる。

図８は、船尾ダクト１０の後縁に装着したリング１１の長さを変更した場合のＣＦＤによる推力減少係数（１−ｔ）のシミュレーション結果を示す説明図である。図８では、縦軸が推力減少係数（１−ｔ）を従来型の船尾ダクト１００との比で表しており、横軸がリングの長さを船尾ダクトの上部コードライン長に対する比で表している。図８に示すように、リング１１の長さを船尾ダクト１０の上部コードライン長の３％〜１５％の範囲に設定すれば、従来型の船尾ダクト１００よりも推力減少係数が１％以上向上することがわかった。

図７（ｃ）では、船尾ダクト１０の上部コードライン長の１０％に相当する長さのリング１１を有する船尾ダクト１０を取り付けた船舶の推力減少係数を例に示して説明したが、図８の結果からもわかるように、リング１１の長さを船尾ダクト１０の上部コードライン長の１０％付近で設定すると推力減少係数を１％以上向上することができ、有意な改善となる。

以上のように、この実施の形態１に係る船尾ダクト１０は、従来から存在する船尾ダクトの後縁にリング１１を装着するという簡易な作業で容易に施工できるために、船尾ダクト自体を変更、改造する手間や費用を低減することが可能になる。つまり、船尾ダクト１０は、コストパフォーマンスの高いものである。したがって、船尾ダクト１０は、省エネルギー効果を向上させることが可能になり、船舶の推進効率を更に改善することにもなるのである。

実施の形態２．
図９は、本発明の実施の形態２に係る船尾ダクト１０ａを側方から見た形状を示す説明図である。図９に基づいて、本発明の実施の形態２に係る船尾ダクト１０ａについて説明する。なお、実施の形態２では実施の形態１との相違点を中心に説明し、実施の形態１と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。

実施の形態１に係る船尾ダクト１０は、船尾ダクト１０の後縁全周に相当するリング１１を装着した場合を例に示したが、実施の形態２に係る船尾ダクト１０ａは、所定の位置で水平に裁断し、船尾ダクト１０ａの後縁の上方部分に対応する形状としたリング１１ａを装着するようになっている。つまり、船尾ダクト１０ａに生じる推力Ｔは、船尾ダクト１０ａの後縁の上方部分の影響が大きいために、その後縁の上方部分に相当するリング１１ａを装着しても同様の効果が認められるのである。

なお、リング１１ａを水平に裁断する所定の位置を特に限定するものではない。たとえば、船尾ダクト１０ａの後縁の上側半分の位置で水平に裁断してもよく、更に上方で水平に裁断してもよい。つまり、リング１１ａの裁断位置は、船尾ダクト１０ａに生じさせたい推力Ｔの大きさを考慮して決定するとよい。また、リング１１ａを裁断してから船尾ダクト１０ａに装着してもよく、装着してから裁断してもよい。

実施の形態３.
図１０は、本発明の実施の形態３に係る船尾ダクト１０ｂを側方から見た形状を示す説明図である。図１０に基づいて、本発明の実施の形態３に係る船尾ダクト１０ｂについて説明する。なお、実施の形態３では実施の形態１及び実施の形態２との相違点を中心に説明し、実施の形態１及び実施の形態２と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。

実施の形態１に係る船尾ダクト１０は、その側面形状がほぼ逆三角形状（非軸対称形状）を有するものである場合を例に示したが、実施の形態３に係る船尾ダクト１０ｂは、上方と下方とが同一寸法で形成された軸対称形状を有するものである場合を例に示している。つまり、リング１１ｂを装着する船尾ダクト１０ｂの形状を特に限定するものではなく、リング１１ｂを船尾ダクト１０ｂの後縁と同様な形状としていればよいのである。したがって、従来の船尾ダクト１００のようなものに簡易な施工で装着することができる。

実施の形態４．
図１１は、本発明の実施の形態４に係る船尾ダクト１０ｃ及び船尾ダクト１０ｄを側方から見た形状を示す説明図である。図１１に基づいて、本発明の実施の形態４に係る船尾ダクト１０ｃ及び船尾ダクト１０ｄについて説明する。なお、実施の形態４では実施の形態１〜実施の形態３との相違点を中心に説明し、実施の形態１〜実施の形態３と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。

実施の形態１〜実施の形態３に係る船尾ダクト１０〜船尾ダクト１０ｂは、その断面形状が翼型（流線型）を有するものである場合を例に示したが、実施の形態４に係る船尾ダクト１０ｃ及び船尾ダクト１０ｄは、その断面形状が翼型（流線型）以外の形状を有しているものである場合を例に示している。つまり、リング１１ｃ及びリング１１ｄを装着する船尾ダクト１０ｃ及び船尾ダクト１０ｄの形状を特に限定するものではなく、リング１１ｃ及びリング１１ｄを船尾ダクト１０ｃ及び船尾ダクト１０ｄの後縁と同様な形状としていればよいのである。

換言すると、リング１１ｃ及びリング１１ｄを装着する船尾ダクト１０ｃ及び船尾ダクト１０ｄの断面形状を特に限定するものではなく、船尾ダクト１０ｃ及び船尾ダクト１０ｄの後縁の形状に基づいてリング１１ｃ及びリング１１ｄを製造すればよいのである。したがって、従来のような船尾ダクト１００や他の形状を有する船尾ダクトに簡易な施工で装着することができる。

実施の形態５．
図１２は、本発明の実施の形態５に係る船尾ダクト１０ｅを側方から見た形状を示す説明図である。図１２に基づいて、本発明の実施の形態５に係る船尾ダクト１０ｅについて説明する。なお、実施の形態５では実施の形態１〜実施の形態４との相違点を中心に説明し、実施の形態１〜実施の形態４と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。

実施の形態１〜実施の形態４に係る船尾ダクト１０〜船尾ダクト１０ｄは、その後縁が切れ目のないリング状（筒状）を有するものである場合を例に示したが、実施の形態５に係る船尾ダクト１０ｅは、所定の位置で水平に裁断されており、完全なリング状（筒状）ではない場合を例に示している。たとえば、実施の形態２で示したようなリング１１ａの形状に相当するような船尾ダクト１０ｅであってもよいのである。つまり、リング１１ｅが船尾ダクト１０ｅの後縁と同様な形状であればよいのである。

実施の形態６．
図１３は、本発明の実施の形態６に係る船尾ダクト１０ｆを側方から見た形状を示す説明図である。図１３に基づいて、本発明の実施の形態６に係る船尾ダクト１０ｆについて説明する。なお、実施の形態６では実施の形態１〜実施の形態５との相違点を中心に説明し、実施の形態１〜実施の形態５と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。

実施の形態１〜実施の形態５に係るリング１１〜リング１１ｅは、側方から見た形状が長方形状である場合を例に示したが、実施の形態６に係るリング１１ｆは、側方から見た形状が長方形状以外の四角形状（略台形状）である場合を例に示している。つまり、船尾ダクト１０ｆの後縁にナックル部１２が形成されればよく、リング１１ｆの形状を特に限定するものではないのである。

たとえば、リング１１ｆ及びリング１１ｆ’の側方から見た形状のように左右一辺の長さが異なる略台形状を有するようにリング１１ｆ及びリング１１ｆ’を形成してもよい。なお、この場合にあっては、上下の角度が同じでもよく、異なっていてもよい。また、リング１１ｆ’’の側方から見た形状のように上下一辺の長さが異なる台形状を有するようにしてもよい。なお、図１１に示すリング１１ｆ〜リング１１ｆ’’の側方から見た形状が厳密な台形状を有していなくてもよい。

なお、実施の形態１〜実施の形態６では、船尾ダクトの形状及びそれに装着するリングの形状について例を挙げて説明したが、ここで示す場合に限定するものではない。つまり、船尾ダクトとリングとによってナックル部１２を形成できればよく、船尾ダクト及びリングの形状を特に限定するものではない。また、実施の形態１〜実施の形態６で説明した船尾ダクトとリングのいずれかを組み合わせてもよい。さらに、リング１１〜リング１１ｆ’’の船体１の前後方向の長さを特に限定するものではない。いずれの場合であっても、船尾ダクトに生じる推力Ｔ、船尾ダクトの形状、製造に要する手間、時間及び費用を考慮してリングの形状を決定するとよい。したがって、生産効率を向上させつつ、推進効率を向上させることが可能なのである。

実施の形態１に係る船尾ダクトを取り付けた状態を示す概略図である。船尾ダクトの全体形状を示す立体図である。発生する推力のメカニズムを説明するための詳細説明図である。船尾ダクトの所定位置での断面形状を示す断面図である。船尾ダクトの周囲における圧力係数分布を表す等高線図である。船尾ダクトのダクト表面上における圧力係数分布だけを抽出した圧力分布図である。船舶の推力減少係数を示した説明図である。リングの長さを変更した場合のＣＦＤによる推力減少係数の結果を示す説明図である。実施の形態２に係る船尾ダクトを側方から見た形状を示す説明図である。実施の形態３に係る船尾ダクトを側方から見た形状を示す説明図である。実施の形態４に係る船尾ダクトを側方から見た形状を示す説明図である。実施の形態５に係る船尾ダクトを側方から見た形状を示す説明図である。実施の形態６に係る船尾ダクトを側方から見た形状を示す説明図である。

符号の説明

１船体、２プロペラ、１０船尾ダクト、１０ａ船尾ダクト、１０ｂ船尾ダクト、１０ｃ船尾ダクト、１０ｄ船尾ダクト、１０ｅ船尾ダクト、１０ｆ船尾ダクト、１１リング、１１ａリング、１１ｂリング、１１ｃリング、１１ｄリング、１１ｅリング、１２ナックル部、１００船尾ダクト。

Claims

船舶のプロペラ前方に取り付ける筒状の船尾ダクトであって、
前記船尾ダクトの後縁にリングを装着して所定の角度を有するナックル部を形成し、前記ナックル部により圧力分布を変化させ、揚力を増大させる
ことを特徴とする船尾ダクト。
前記リングを前記船尾ダクトの後縁と同様な形状とした
ことを特徴とする請求項１に記載の船尾ダクト。
船舶の側面から見た前記リングの形状を四角形状とした
ことを特徴とする請求項１または２に記載の船尾ダクト。
前記四角形状を略台形状とした
ことを特徴とする請求項３に記載の船尾ダクト。
前記リングを前記船尾ダクトの後縁の上方部分に対応する所定の位置で水平に裁断して形成した
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の船尾ダクト。
前記請求項１〜５のいずれかに記載の船尾ダクトを取り付けた
ことを特徴とする船舶。