JP6493691B2 - Ship - Google Patents
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Description
本発明は、船体の船尾がツインスケグタイプのツインスケグ船に関し、より詳細には、内回りプロペラと、ツインスケグの外側のみに設けたダクトと,舵に設置したバルブとフィンとを併設することで、省エネルギー効果を得るツインスケグ船に関する。 The present invention relates to a twin-skeg ship with a stern of the hull of the twin-skeg type, and more specifically, energy saving by providing an inward propeller, a duct provided only on the outside of the twin-skeg, a valve and a fin installed on the rudder. It relates to a twin skeg ship that is effective.
一般に、プロペラ軸を左右2つ持ち、この2つプロペラ軸を2つのスケグでそれぞれ支持したツインスケグ船では、ツインスケグの内側と外側とで流れが大きく異なる。 In general, in a twin-skeg ship that has two propeller shafts on the left and right and supports these two propeller shafts with two skegs, the flow differs greatly between the inside and the outside of the twin skegs.
このツインスケグの内側の流れは、後方が高くなる船底の傾斜に沿って流れるため、強い上昇流れとなる。この上昇流に対しては、左右のプロペラを上側で船体中心側に回す内回りにすることで、つまり、船尾側から見て、左舷側のプロペラを時計回りに、右舷側のプロペラを反時計回りに回転することで、ツインスケグの内側流れと船後で作動するプロペラの干渉によるエネルギーロスを減少させ、船舶の推進効率を向上することができる。 Since the flow inside this twin skeg flows along the inclination of the bottom of the ship where the rear becomes higher, it becomes a strong upward flow. In response to this upward flow, the left and right propellers are turned inward to turn the hull toward the center of the hull, that is, when viewed from the stern side, the port side propeller is turned clockwise and the starboard side propeller is turned counterclockwise. By rotating in the direction, energy loss due to interference between the inner flow of the twin skeg and the propeller operating after the ship can be reduced, and the propulsion efficiency of the ship can be improved.
一方、ツインスケグの外側の流れは、一般の船舶と同様に、船尾のビルジ部分で生じる三次元剥離によりビルジ渦が発生し、このビルジ渦の中心位置と船体表面付近との間では下向き成分を有する流れが発生する。そして、このビルジ渦の中心位置より外側の部位では上向き成分の流れが発生している。また、プロペラ後方においては、ビルジ渦に起因する流れと、プロペラ後流の合成流となっている。これらの流れに対して適切な迎角を有するフィン及びダクトを設けることで、その揚力の前後方向成分として推力を得ることができる。 On the other hand, the flow outside the twin skeg, like a general ship, generates a bilge vortex by three-dimensional separation that occurs in the stern bilge part, and has a downward component between the center position of the bilge vortex and the vicinity of the hull surface. Flow occurs. An upward component flow is generated at a portion outside the center position of the bilge vortex. Further, behind the propeller, a flow resulting from the bilge vortex and a combined flow of the propeller wake are formed. By providing fins and ducts having an appropriate angle of attack with respect to these flows, thrust can be obtained as a longitudinal component of the lift.
これに関連して、船尾部に設けられプロペラ軸をそれぞれ支持する左右一対のスケグ部を備えるツインスケグ船において、各スケグ部の側方に発生する船尾縦渦に起因する船体抵抗を効果的に低減して、且つツインスケグ船の推進性能を向上させるために、各スケグ部の内側壁面に、各スケグ部の内側に発生する船尾縦渦に対して前上がりの迎角を有するフィンをそれぞれ各スケグ部の内側に発生する船尾縦渦の渦中心と同じ高さ位置に設けたツインスケグ船が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In this connection, in a twin-skeg ship equipped with a pair of left and right skeg parts that are provided at the stern part and respectively support the propeller shaft, the hull resistance due to the stern vertical vortex generated at the side of each skeg part is effectively reduced. In addition, in order to improve the propulsion performance of the twin skeg ship, each skeg part is provided with a fin having a rising angle of attack with respect to the stern vertical vortex generated inside each skeg part on the inner wall surface of each skeg part. A twin-skeg ship provided at the same height as the vortex center of the stern vertical vortex generated inside is proposed (for example, see Patent Document 1).
このツインスケグ船では、スケグ部の内外の計4箇所で船尾縦渦が発生するとしており、この船尾縦渦の渦中心まで、スケグ部から延びる迎角を持つフィンを設けて、回転方向運動エネルギーを弱め、また、このフィンにより前進方向成分を持つ揚力を発生させて、船体の推進性能を向上している。 In this twin skeg ship, stern vertical vortices are generated at four locations inside and outside the skegg part, and fins with angles of attack extending from the skeg part to the vortex center of this stern vertical vortex are provided to provide rotational kinetic energy. Weaker, and the fins generate lift with a forward direction component to improve the propulsion performance of the hull.
しかしながら、ツインスケグ船の推進性能向上に対しては十分ではなく、特にツインスケグ外側の流れとプロペラ回転による流れとの合成が考慮されていない。 However, it is not sufficient for improving the propulsion performance of the twin-skeg ship, and in particular, the combination of the flow outside the twin-skeg and the flow due to propeller rotation is not considered.
本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、ツインスケグの内側の流れと外側の流れの両方のエネルギーロスを回収することで、高い省エネルギー効果を得ることができるツインスケグ船を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above situation, and an object of the present invention is to provide a twin-skeg ship capable of obtaining a high energy-saving effect by recovering energy loss of both the inner flow and the outer flow of the twin-skeg. Is to provide.
上記のような目的を達成するための本発明のツインスケグ船は、船尾に2つプロペラ回転軸を支持する2つスケグを備えた2軸2舵のツインスケグ船において、左右舷の各プロペラの回転方向を上側が内回りに回転するようにすると共に、前記左右舷の各プロペラの回転軸の延長線上に左右舷の各舵の幅方向の中心を配置し、前記プロペラの前方における前記スケグの外側のみに設けた左右舷のダクトと前記左右舷の各舵にそれぞれ設けられたバルブとを備えたか、又は、前記左右舷の各舵にそれぞれ設けられたバルブとこのバルブから前記舵に対して外側のみに設けられたフィンとを備えて構成される。 In order to achieve the above object, a twin-skeg ship according to the present invention is a twin-skeg ship with two shafts and two propellers that support two propeller rotation shafts at the stern. And the center in the width direction of each rudder on the left and right side is arranged on the extension line of the rotation shaft of each left and right side propeller, and only on the outside of the skeg in front of the propeller. wherein the port and starboard ducts provided either with a left starboard valves provided to each rudder, or only on the outside with respect to the rudder from the valve and valves provided to each rudder of the port and starboard And provided fins.
この構成によれば、プロペラを上側が内側向かって回転する内回りとすることで、2つのスケグからなるツインスケグの内側の船底に沿って上昇してくる強い流れに対して、内回り回転のプロペラによって下降流を発生させることで、船後で作動するプロペラと船体の干渉によるエネルギーロスを減少でき、推進効率を高めることができる。 According to this configuration, the propeller is turned inward so that the upper side rotates inwardly, so that the strong flow rising along the bottom of the twin skeg made of two skegs is lowered by the propeller that rotates inwardly. By generating the flow, energy loss due to the interference between the propeller and the hull that operates after the ship can be reduced, and the propulsion efficiency can be increased.
さらに、ダクトとバルブの組合せにおいては、ツインスケグの外側のみにダクトを設けることにより、ビルジ渦によって発生する下降流を整流することができて、推進効率を高めることができるとともに、舵に設けたバルブにより、ツインスケグの外側の流れを整流することができる。 Furthermore, in the combination of the duct and the valve, by providing the duct only on the outside of the twin skeg, the downward flow generated by the bilge vortex can be rectified, the propulsion efficiency can be improved, and the valve provided on the rudder Thus, the flow outside the twin skeg can be rectified.
また、バルブとフィンの組合せにおいては、舵に設けたバルブにより、ツインスケグの外側の流れを整流しつつ、バルブから外側に延びるフィンにより、ツインスケグの外側の流れとプロペラ後流の合成流れに対する揚力の前後成分を推力として得て推進力を補助することで、エネルギーロスを回収することができる。 In addition, in the combination of the valve and the fin, the flow provided on the rudder is used to rectify the flow outside the twin skeg, and the fin extending outward from the valve is used to adjust the lift to the combined flow of the flow outside the twin skeg and the propeller wake. Energy loss can be recovered by obtaining the front and rear components as thrust and assisting propulsion.
従って、左右舷の各プロペラの回転軸の延長線上に左右舷の各舵の幅方向の中心を配置すると共に、プロペラの内回り回転と外側のダクトと舵付きのバルブを備えるか、又は、左右舷の各プロペラの回転軸の延長線上に左右舷の各舵の幅方向の中心を配置すると共に、舵付きのバルブとバルブ付きのフィンを備えることにより、ツインスケグ内側および外側で異なる流場に対して、それぞれに適した手法にて推進効率を著しく上昇させることができる。 Therefore, it becomes possible to place the width direction of the center of each steering of the left and right side of the ship on the extension of the axis of rotation of the propeller of the port and starboard, or provided with inward turning rotation and the outer duct and the steering with the valve of the propeller, or, port and starboard By arranging the center of each rudder in the width direction on the extension line of the rotation axis of each propeller, and by providing a ruddered valve and a fin with a valve, it is possible to prevent different flow fields inside and outside the twin skeg The propulsion efficiency can be significantly increased by a method suitable for each.
さらに、上記のツインスケグ船で、前記バルブにおいて、2つの前記舵の間の内側の形状を、前記舵の外側の形状よりも小さくして、前記舵に対して非対称に形成する。あるいは、前記バルブの中心を前記舵の幅方向中心に対して外側にずらせて、前記バルブを前記舵の外側のみに設ける。 Further, in the twin-skeg ship described above, in the valve, the inner shape between the two rudders is made smaller than the outer shape of the rudder so as to be asymmetric with respect to the rudder. Alternatively, the center of the valve is shifted outward with respect to the center in the width direction of the rudder, and the valve is provided only on the outer side of the rudder.
この構成によれば、ツインスケグの内側の流れに対してのバルブの抵抗を少なくし、ツインスケグの外側の流れに対してバルブの整流効果を奏することができるので、より推進効率を向上できる。 According to this configuration, the resistance of the valve with respect to the flow inside the twin skeg can be reduced, and the rectifying effect of the valve can be exerted with respect to the flow outside the twin skeg, so that the propulsion efficiency can be further improved.
本発明に係るツインスケグ船によれば、プロペラを上側が内側に向かう内回りにすることで、船後で作動するプロペラの効率を向上すると共に、左右舷の各プロペラの回転軸の延長線上に左右舷の各舵の幅方向の中心を配置する。
それと共に、ダクトと舵のバルブを備えることで、舵に設けたバルブにより、ツインスケグの外側の流れを整流しつつ、ツインスケグの外側のみにダクトを併設することで、さらなる効率改善を行うことができる。又は、舵にバルブとフィンを備えることで、舵に設けたバルブにより、ツインスケグの外側の流れを整流しつつ、バルブから外側に延びるフィンにより、ツインスケグの外側の流れとプロペラ後流の合成流れに対する揚力の前後成分を推力として得て推進力を補助して、外側の流れのエネルギーロスを回収することで、ツインスケグ船の船尾流れによるエネルギーロスの大半を回収できるので、ツインスケグ船における省エネルギー効果を得ることができる。
According to the twin-skeg ship of the present invention, the propeller is inwardly directed toward the inside, so that the efficiency of the propeller that operates after the ship is improved, and the left and right side shafts are extended on the extension lines of the rotation shafts of the left and right side propellers. The center of each rudder in the width direction is arranged.
At the same time, by providing the duct and the steering valve, the valve provided in the rudder, while rectifying the outer flow Tsuinsukegu, it features an duct only outside of Tsuinsukegu, it is possible to perform further improve efficiency . Or, by providing the rudder with valves and fins, the flow outside the twin skeg is rectified by the valve provided on the rudder, and the fins extending outward from the valve are used for the combined flow of the flow outside the twin skeg and the wake behind the propeller. The most energy loss due to the stern flow of the twin-skeg ship can be recovered by obtaining the forward / backward components of the lift as thrust and assisting the propulsive force, and recovering the energy loss of the outer flow, thus obtaining an energy-saving effect on the twin-skeg ship be able to.
以下、本発明に係る実施の形態のツインスケグ船について、図面を参照しながら説明する。図1及び図2に示すように、この実施の形態のツインスケグ船1は、船尾において2つのプロペラ2a、2bのプロペラ回転軸3a、3bを支持する2つのスケグ4a、4bを備えると共に、各プロペラ2a、2bの後方に舵5a、5bをそれぞれ設けた2軸2舵のツインスケグ船1である。
Hereinafter, a twin-skeg ship according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1 and 2, the twin-
このツインスケグ船1の船底1aと船側外板1bに沿って船尾に流れてきた水流Fは、2つのスケグ4a、4bからなるツインスケグ4の内側の船底1cに沿って上昇してくるツインスケグ4の内側の流れFiと、ツインスケグ4の外側を流れる外側の流れFoとに分かれる。
The water flow F flowing to the stern along the
本発明では、このツインスケグ船1において、2つのプロペラ2a、2bの回転方向に加えて、ダクト11a、11bと舵付きのバルブ12a、12bを備えるか、又は、このバルブ12a、12bとその外側にそれぞれ設けたフィン13a、13bを備えるかすることにより、ツインスケグ4の内側の流れFiと外側の流れFoの両方に対して、船後で作動するプロペラの効率の向上およびエネルギーロスの回収により、推進効率を改善して、省エネルギー効果を得る。
In the present invention, in addition to the rotation direction of the two
先ず、左右舷2つの各プロペラ2a、2bを、図2に示すように、内回りに、即ち、右舷側のプロペラ2aを反時計方向に、左舷側のプロペラ2bを時計回り方向に、回転させる構成とする。これにより、2つのプロペラ2a、2bは上方において、内側に向かって回転するようになる。
First, as shown in FIG. 2, the left and
この構成により、2つのスケグ4a、4bからなるツインスケグ4の内側の船底1cに沿って上昇してくる流れに対して、内回り回転のプロペラ2a、2bによって下降流を発生させて、船後で作動するプロペラ2a、2bと船体の干渉によるエネルギーロスを減少させる。
With this configuration, a downward flow is generated by the
また、ダクト11a、11bは、図1及び図2に示すように、プロペラ2a、2bよりも前方の船側外板1b又はスケグ4a、4bにそれぞれに設けられ、ツインスケグ4の外側のみに設けられる。このダクト11a、11bは、船体中心に対して左右対称に設けられる。
Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the
また、ダクト11a、11bの船長方向に垂直な断面の形状は、円弧形状、楕円弧形状等で形成され、例えば、図3及び図4に示すように、プロペラ2a、2bの先端円C1の直径D1の0.25倍から1.10倍の範囲内の直径Ddの円弧で形成することが好ましい。
Moreover, the shape of the cross section perpendicular | vertical to the ship length direction of the
このダクト11a、11bをツインスケグ4の外側のみに設けることにより、ビルジ渦によって発生する流れを整流しながらプロペラ2a、2bに導くことができて、プロペラ2a、2bと船体の干渉による影響を改善することができる。
By providing the
また、バルブ12a、12bは、図1及び図2に示すように、左右舷の舵5a、5bにそれぞれ設けられる。この右舷側の舵5aのバルブ12aと左舷側の舵5bのバルブ12bは、船体中心に対して左右対称に設けられる。
Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the
図3に示すように、このバルブ12a、12bは、舵5a、5bの側面方向から見た形状は翼型などの流線型の形状に形成するが、円弧または楕円弧と直線の組み合わせであっても良い。
As shown in FIG. 3, the
図4に示すように、船尾方向から見たバルブ12a(図4では、右舷側のバルブ12aのみ示すが、左舷側のバルブ12bでも同じ)の形状は、円弧形状、楕円弧形状等で形成される。
As shown in FIG. 4, the shape of the
このそれぞれの舵5a、5bに設けたバルブ12a、12bにより、ツインスケグ4の外側の流れFoを整流しつつ、内回りプロペラ回転による、ツインスケグ4の内側の流れFiのエネルギーロスの回収を妨げないようにすることができる。
The
また、ツインスケグ船1においては、バルブ12a、12bによる整流効果は、ツインスケグ4の外側で大きく、ツインスケグ4の内側では小さいので、バルブ12a(12b)の2つの舵5a、5bの間の内側の形状を、図5に示すように舵5a(5b)の外側の形状よりも小さくしたり、図6に示すように舵5a(5b)の外側のみに設けたりして、非対称に形成しても良い。
Further, in the
図5及び図6の構成では。バルブ12a、12bを、楕円形に形成し、このバルブ12a(12b)の中心を舵5a(5b)の幅方向の中心に対して外側にずらせて設けている。このように構成すると比較的簡単に、非対称バルブのバルブ12a、12bを構成することができる。
In the configuration of FIG. 5 and FIG. The
この非対称バルブで構成したバルブ12a、12bでは、外側の流れFoに対する整流効果を維持したまま、内側を小さくした分、バルブ12a、12bの内側の流れFiによる抵抗を小さくできる。
In the
更に、図1及び図2に示すように、このバルブ12a、12bから外側に延びて設けられたフィン13a、13bを備えて構成する。
Further, as shown in FIGS. 1 and 2,
このフィン13a(13b)の船長方向の断面形状は、工作上の面からは、長方形形状、先端側が細くなる台形形状、三角形形状等の板状で形成してもよいが、揚力効果を上げるためには、翼形状に形成するのが好ましい。なお、図1〜図7では長方形形状の板状で形成している。
The cross-sectional shape of the
このフィン13a(13b)の船長方向に垂直な横断面形状は、長方形形状、先端側が細くなる台形形状、三角形形状等で形成される。また、図7に示すように、このフィン13a(13b)の先端13ap(13bp)はプロペラ2a、2bの先端円C1の直径D1の0.3倍の直径D2の円C2と、直径D1の1.2倍の直径D3の円C3との間の領域にあるように形成することが好ましい。
The cross-sectional shape perpendicular to the ship length direction of the
このフィン13a(13b)の上から見た形状は、長方形形状、台形形状、三角形形状、後退翼形状等で形成してもよいが、揚力効果の大きい形状を実験などにより求めてその形状に形成するのが好ましい。
The shape of the
このバルブ12a、12bから外側に延びるフィン13a、13bにより、ツインスケグ4の外側の流れFoとプロペラ後流の合成流れに対する揚力の前後方向成分を得て推進力を補助することでエネルギーロスを回収することができる。
By means of the
従って、プロペラ2a、2bの上側が内側に向かう内回り回転と外側のダクト11a、11bと舵付きのバルブ12a、12bと、舵の外側のみに設けたバルブ付きのフィン13a、13bの組合せにより、推進効率を著しく上昇させることができる。
Therefore, the
従って、上記の構成のツインスケグ船1によれば、プロペラ2a、2bを上側が内側に向かう内回りにすることで、ツインスケグ4の内側の流れFiのエネルギーロスを減少させることができる。
Therefore, according to the
そして、さらに、ダクト11a、11bを備えることで、ツインスケグ4の外側のみにダクト11a、11bを設けることにより、ビルジ渦によって発生する下降流を整流することができて、推進効率を高めることができるので、ツインスケグ船1における省エネルギー効果を得ることができる。
Further, by providing the
又は、ダクト11a、11bと舵5a、5bのバルブ12a、12bを備えることで、舵5a、5bに設けたバルブ12a、12bにより、ツインスケグ4の外側の流れを整流でき、さらに、ツインスケグ4の外側のみにダクト11a、11bを併設することで、さらなる効率改善を行うことができるので、ツインスケグ船1における省エネルギー効果を得ることができる。
Alternatively, by providing the
又は、舵にバルブ12a、12bとフィン13a、13bを備えることで、舵に設けたバルブ12a、12bにより、ツインスケグ4の外側の流れを整流でき、さらに、バルブ12a、12bから外側に延びるフィン13a、13bにより、ツインスケグ4の外側の流れとプロペラ後流の合成流れに対する揚力の前後成分を推力として得て推進力を補助して、外側の流れのエネルギーロスを回収することで、ツインスケグ船1の船尾流れによるエネルギーロスの大半を減少、また回収できるので、ツインスケグ船1における省エネルギー効果を得ることができる。
Alternatively, by providing the rudder with the
本発明のツインスケグ船によれば、プロペラを上側が内側に向かう内回りにすることに加えて、ツインスケグの外側のみにダクトと舵に設置したバルブを備えるか、又は、舵に設置したバルブとフィンを備えるかすることにより、ツインスケグの内側の流れと外側の流れの両方のエネルギーロスを回収することで、ツインスケグ船の船尾流れによるエネルギーロスの大半を効率よく回収でき、ツインスケグ船における省エネルギー効果を得ることができるので、多くの2軸2舵のツインスケグ船に利用することができる。 According to the twin-skeg ship of the present invention, in addition to the propeller being inwardly directed inward on the upper side, the duct and the rudder are provided only on the outer side of the twin-skeg , or the valve and fin installed on the rudder are provided. By collecting the energy loss of both the inner flow and the outer flow of the twin skeg, most of the energy loss due to the stern flow of the twin skeg ship can be recovered efficiently, and the energy saving effect of the twin skeg ship can be obtained. Therefore, it can be used for many twin-skeg ships with two axes and two rudder.
1 ツインスケグ船
1a 船底
1b 船側外板
2a、2b プロペラ
3a、3b プロペラ回転軸
4 ツインスケグ
4a、4b スケグ
5a、5b 舵
11a、11b ダクト
12a、12b バルブ
13a、13b フィン
C1 プロペラの先端円
C2、C3 円
D1 プロペラの先端円の直径
D2、D3 直径
Dd ダクトの直径
1
Claims (3)
左右舷の各プロペラの回転方向を上側が内回りに回転するようにすると共に、
前記左右舷の各プロペラの回転軸の延長線上に左右舷の各舵の幅方向の中心を配置し、
前記プロペラの前方における前記スケグの外側のみに設けた左右舷のダクトと前記左右舷の各舵にそれぞれ設けられたバルブとを備えたか、
又は、前記左右舷の各舵にそれぞれ設けられたバルブとこのバルブから前記舵に対して外側のみに設けられたフィンとを備えたことを特徴とするツインスケグ船。 In a twin-skewer with two shafts and two rudder with two skegs supporting two propeller rotation shafts at the stern,
The upper and lower sides of the propellers on the left and right side are rotated inwardly,
Place the center in the width direction of each rudder on the left and right side on the extension line of the rotation axis of each propeller on the left and right side,
Did a valve provided to each rudder of the left starboard duct port and starboard provided only outside the skeg in front of the propeller,
Or the twin skeg ship provided with the valve | bulb respectively provided in each rudder of the said right and left side, and the fin provided only on the outer side with respect to the said rudder from this valve | bulb.
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