JP5062048B2 - 船舶 - Google Patents

Description

本発明は、プロペラの回転により生じた流れのエネルギーを推力として回収する船舶に関する。

船舶の省エネルギー化を目的として、プロペラの回転によって生じる流れのエネルギーを推力として回収するために、プロペラの後方に位置する舵に整流フィンを設けた船舶が知られている（例えば、特許文献１及び２等参照）。

例えば図６及び図７に示すように、かかる整流フィンａは、プロペラｂの後方に位置する舵ｃの側面から船舶幅方向に延出している。この整流フィンａは、プロペラｂの軸心ｄとほぼ同じ高さ位置に設けられていると共に、プロペラｂの回転により生じる回転流ｅに沿った向きに凸のキャンバーｆを有している。また、整流フィンａは、所定の迎え角で舵ｃの側面に取り付けられている。

このような整流フィンａに、プロペラｂの回転により生じる回転流ｅ（下降流或いは上昇流）が作用すると、整流フィンａには揚力が発生し、この揚力のうち船舶の前方側へ向かう水平方向の分力が推力として船舶に作用することとなる。

特開平０９−２６３２９９号公報 特開２００２−１７８９９３号公報

ところで、プロペラｂの回転によって生じる回転流ｅが舵ｃに当たると、舵ｃの側面近傍で回転流ｅとは逆向きの流れｇが発生する。この舵ｃの側面近傍の逆向きの流れｇは整流フィンａの背側に作用するため、整流フィンａに発生する揚力及び推力が減じ、省エネルギー効果が低下する。このとき、プロペラｂは一般的にその半径の７０％付近で最大の力を出すことが知られているので、逆向きの流れｇはプロペラｂの半径の７０％以内で強くなり、舵ｃの近傍でさらに強くなることが考えられる。

そこで、本発明の目的は、プロペラの回転により生じた流れのエネルギーを推力として効率よく回収することができる船舶を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、プロペラの後方に位置する舵と、該舵の舵本体の両方の側面に上記プロペラの軸心とほぼ同じ高さ位置に位置させてそれぞれ設けられ、上記プロペラの回転によって生じる下降流或いは上昇流に沿った向きに凸のキャンバーを有する主整流フィンと、上記舵本体の両方の側面に上記主整流フィンの背側に対してそれぞれ高さ方向に離間させて設けられ、上記主整流フィンのキャンバーとは逆向きのキャンバーを有する補助整流フィンとを備えたものである。

ここで、上記補助整流フィンは、その補助整流フィンの翼端から上記舵本体の中心までの長さが上記プロペラの半径の２０％以下の範囲内に設定されても良い。

また、上記補助整流フィンは、上記プロペラの軸心に対して上記プロペラの半径の５０％以下の範囲内の高さ位置に設けられても良い。

また、上記補助整流フィンの翼端に翼端板を設けても良い。

また、上記主整流フィンの背側に整流板を設けても良い。

本発明によれば、プロペラの回転により生じた流れのエネルギーを推力として効率よく回収することができるという優れた効果を奏する。

以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳述する。

図１は、本発明の一実施形態に係る船舶の船尾部の側面図である。図２は、図１の２−２線矢視図である。

図１及び図２に示すように、本実施形態に係る船舶１０は、船舶１０の船尾部に設けられたプロペラ１１と、プロペラ１１の後方に位置する舵１２とを備えている。舵１２は、側面視略矩形状に形成された舵本体１３を有している。

本実施形態では、舵１２の舵本体１３の両方の側面には、プロペラ１１の軸心Ｃ１とほぼ同じ高さ位置に位置させて左右の主整流フィン１４が設けられている。各主整流フィン１４は、舵１２の舵本体１３の側面から船舶幅方向に延出すると共に、プロペラ１１の回転によって生じる下降流２０或いは上昇流２１に沿った向きに凸のキャンバー１４ａを有している。また、本実施形態では、各主整流フィン１４は、所定の迎え角Ａｍで舵１２の舵本体１３の側面に取り付けられている。

本実施形態では、プロペラ１１の回転方向Ｂは船舶１０の前方から見て左回りであり、船舶１０の右舷ではプロペラ１１の回転によって下降流２０が生じ、船舶１０の左舷ではプロペラ１１の回転によって上昇流２１が生じる（図２参照）。よって、本実施形態では、舵１２の舵本体１３の右側の側面（船舶１０の右舷）には、下向きに凸のキャンバー１４ａを有する主整流フィン１４が設けられ、舵１２の舵本体１３の左側の側面（船舶１０の左舷）には、上向きに凸のキャンバー１４ａを有する主整流フィン１４が設けられている。

また、本実施形態では、舵１２の舵本体１３の両方の側面には、主整流フィン１４の背側に対してそれぞれ高さ方向に離間させて左右の補助整流フィン１５が設けられている（図３参照）。各補助整流フィン１５は、舵１２の舵本体１３の側面から船舶幅方向に延出すると共に、主整流フィン１４のキャンバー１４ａとは逆向きのキャンバー１５ａを有している。また、本実施形態では、各補助整流フィン１５は、主整流フィン１４の迎え角Ａｍとは逆向きの所定の迎え角Ａｓで舵１２の舵本体１３の側面に取り付けられている。

本実施形態では、舵１２の舵本体１３の右側の側面（船舶１０の右舷）には、上向きに凸のキャンバー１５ａを有する補助整流フィン１５が主整流フィン１４の下方に設けられ、舵１２の舵本体１３の左側の側面（船舶１０の左舷）には、下向きに凸のキャンバー１５ａを有する補助整流フィン１５が主整流フィン１４の上方に設けられている。

ここで、主整流フィン１４は、例えば、その主整流フィン１４の翼端から舵１２の舵本体１３の中心Ｃ２までの長さ（距離）Ｌ１が、プロペラ１１による回転流とは逆向きの流れ２２が強くなるプロペラ１１の半径Ｒの７０％以下の範囲内、より好ましくは、５０％〜７０％の範囲内に設定される。また、補助整流フィン１５は、例えば、舵１２の近傍の逆向きの流れ２２を有効に利用できるように、その補助整流フィン１５の翼端から舵１２の舵本体１３の中心Ｃ２までの長さ（距離）Ｌ２がプロペラ１１の半径Ｒの２０％以下の範囲内、より好ましくは、１０％〜２０％の範囲内に設定される。さらに、補助整流フィン１５は、例えば、プロペラ１１の軸心Ｃ１に対してプロペラ１１の半径Ｒの５０％以下の範囲内、より好ましくは、３０％〜５０％の範囲内の高さ位置Ｈに設けられる。

次に、本実施形態の作用を説明する。

主整流フィン１４は、プロペラ１１の回転によって生じる下降流２０或いは上昇流２１に沿った向きに凸のキャンバー１４ａを有しており、下降流２０或いは上昇流２１が主整流フィン１４に流れ込むと、主整流フィン１４に揚力Ｌｍが発生する（図１参照）。この揚力Ｌｍは主整流フィン１４に流れ込む下降流２０或いは上昇流２１に対して直交する方向に作用し、揚力Ｌｍのうち船舶１０の前方側へ向かう水平方向の成分（分力）Ｔｍが船舶１０を前進させる推力となる。

ここで、図２に示すように、プロペラ１１の回転によって生じる回転流が舵１２の舵本体１３の側面に当たると、舵本体１３の側面近傍で、プロペラ１１の回転によって生じる回転流（下降流２０或いは上昇流２１）とは逆向きの流れ２２が発生する。この下降流２０或いは上昇流２１とは逆向きの流れ２２は、舵本体１３の側面に沿って主整流フィン１４の背側へと向かい流れる。

補助整流フィン１５は、主整流フィン１４のキャンバー１４ａとは逆向きのキャンバー１５ａを有しており、下降流２０或いは上昇流２１とは逆向きの流れ２２が補助整流フィン１５に流れ込むと、補助整流フィン１５に揚力Ｌｓが発生する（図１参照）。この揚力Ｌｓは補助整流フィン１５に流れ込む流れ２２に対して直交する方向に作用し、揚力Ｌｓのうち船舶１０の前方側へ向かう水平方向の成分（分力）Ｔｓが船舶１０を前進させる推力となる。

要するに、本実施形態によれば、舵１２の舵本体１３の両方の側面に主整流フィン１４の背側に対してそれぞれ高さ方向に離間させて、主整流フィン１４のキャンバー１４ａとは逆向きのキャンバー１５ａを有する補助整流フィン１５を設けたことにより、補助整流フィン１５によって下降流２０或いは上昇流２１とは逆向きの流れ２２のエネルギーを推力として回収することができ、省エネルギー効果を向上させることが可能となる。

また、下降流２０或いは上昇流２１とは逆向きの流れ２２を補助整流フィン１５によって遮ることで、下降流２０或いは上昇流２１とは逆向きの流れ２２が主整流フィン１４の背側に作用することを抑制でき、主整流フィン１４に発生する揚力及び推力が減じることはなく、省エネルギー効果を向上させることが可能となる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず他の様々な実施形態を採ることが可能である。

例えば、図４及び図５に示すように、補助整流フィン１５の翼端に翼端板１６を設けて、翼端板１６によって、下降流２０或いは上昇流２１とは逆向きの流れ２２を補助整流フィン１５の表面に沿って船舶１０の後方側へと導いて、下降流２０或いは上昇流２１とは逆向きの流れ２２からエネルギーを推力として効率よく回収するようにしても良い。また、主整流フィン１４の背側に整流板１７を設けて、下降流２０或いは上昇流２１とは逆向きの流れ２２が主整流フィン１４の表面に沿って翼端側へと流れることを整流板１７によって規制して、主整流フィン１４における流れ２２を受ける部分を限定するようにしても良い。整流板１７は、船舶幅方向に対して翼端板１６とほぼ同じ位置に設けられても良い。整流板１７は、例えば、舵１２の舵本体１３の中心Ｃ２からプロペラ１１の半径Ｒの２０％以下の範囲内、より好ましくは、１０％〜２０％の範囲内の位置Ｐに設けられる。

図１は、本発明の一実施形態に係る船舶の船尾部の側面図である。 図２は、図１の２−２線矢視図である。 図３は、プロペラ及び舵の斜視図である。 図４は、他の実施形態に係る船舶の船尾部の側面図である。 図５は、図４の５−５線矢視図である。 図６は、従来の船舶の船尾部の側面図である。 図７は、図６の７−７線矢視図である。

符号の説明

１０ 船舶
１１ プロペラ
１２ 舵
１３ 舵本体
１４ 主整流フィン
１４ａ キャンバー
１５ 補助整流フィン
１５ａ キャンバー
１６ 翼端板
１７ 整流板
２０ 下降流
２１ 上昇流

Claims (5)

1. プロペラの後方に位置する舵と、
   該舵の舵本体の両方の側面に上記プロペラの軸心とほぼ同じ高さ位置に位置させてそれぞれ設けられ、上記プロペラの回転によって生じる下降流或いは上昇流に沿った向きに凸のキャンバーを有する主整流フィンと、
   上記舵本体の両方の側面に上記主整流フィンの背側に対してそれぞれ高さ方向に離間させて設けられ、上記主整流フィンのキャンバーとは逆向きのキャンバーを有する補助整流フィンとを備えたことを特徴とする船舶。
2. 上記補助整流フィンは、その補助整流フィンの翼端から上記舵本体の中心までの長さが上記プロペラの半径の２０％以下の範囲内に設定された請求項１に記載の船舶。
3. 上記補助整流フィンは、上記プロペラの軸心に対して上記プロペラの半径の５０％以下の範囲内の高さ位置に設けられた請求項１又は２に記載の船舶。
4. 上記補助整流フィンの翼端に翼端板を設けた請求項１から３いずれかに記載の船舶。
5. 上記主整流フィンの背側に整流板を設けた請求項１から４いずれかに記載の船舶。

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