JP7145945B2 - Propulsion efficiency improvement device - Google Patents
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Description
本発明は推進効率向上装置に関する。 The present invention relates to a propulsion efficiency improvement device.
最近、船舶を運用する過程で消費されるエネルギを削減するための多様な技術開発が行われているという実情がある。 2. Description of the Related Art Recently, various technologies have been developed to reduce energy consumption during ship operation.
エネルギ節減技術の一例として、プロペラの前方に配置されるダクトがある。 One example of an energy saving technique is a duct placed in front of the propeller.
ダクトは船体の表面に沿って後方に移動する流動を通過させながら追加的な推力を発生させる。この場合、ダクトは推進効率を増加させる要因になり得る。 The ducts create additional thrust while passing the flow moving aft along the surface of the hull. In this case, the duct can be a factor in increasing propulsion efficiency.
しかし、ダクトは他の側面からみると抵抗として作用するので、推進効率を減少させる要因にもなる。 However, since the duct acts as resistance from another aspect, it also becomes a factor that reduces propulsion efficiency.
本発明の技術的課題は、推進効率を向上させるための装置を提供することである。 The technical problem of the present invention is to provide a device for improving propulsion efficiency.
前記技術的課題を解決するための本発明の推進効率向上装置の一側面(aspect)によれば、プロペラの前方に配置され、円弧形状を有し、推力を発生させるダクトと、前記ダクトを船尾ボス部に支持し、前記プロペラの回転方向と逆方向の旋回流を発生させる複数の前流固定翼と、を含む推進効率向上装置が提供され得る。 According to one aspect of the propulsion efficiency improvement device of the present invention for solving the technical problem, a duct that is arranged in front of the propeller and has an arc shape to generate thrust; A propulsion efficiency improving device may be provided that includes a plurality of front-flow stationary blades that are supported by a boss portion and that generate a swirl flow in a direction opposite to the rotation direction of the propeller.
前記ダクトは、前記船尾ボス部に向かう方向に凸状のキャンバーを有し、前記複数の前流固定翼は、前記プロペラの回転方向に凸状のキャンバーを有し得る。 The duct may have a convex camber in a direction toward the stern boss portion, and the plurality of forward fixed vanes may have a convex camber in a rotational direction of the propeller.
前記推進効率向上装置は、前記ダクトの前記プロペラの回転方向への第1終端部と前記複数の前流固定翼のうち前記プロペラの回転方向に最後に位置する第1外側前流固定翼を相互連結する第1連結部と、前記ダクトの前記プロペラの回転方向の逆方向への第2終端部と前記複数の前流固定翼のうち前記プロペラの回転方向の逆方向に最後に位置する第2外側前流固定翼を相互連結する第2連結部と、をさらに含み、前記第1連結部は、キャンバー形状が相異する前記ダクトの第1終端部と前記第1外側前流固定翼を連続的に連結する形状を有し、前記第2連結部は、キャンバー形状が同じ前記ダクトの第2終端部と前記第2外側前流固定翼を連続的に連結する形状を有し得る。 The propulsion efficiency improving device mutually connects a first end portion of the duct in the propeller rotation direction and a first outer front flow fixed wing, which is positioned last in the propeller rotation direction, among the plurality of front flow fixed blades. a second end portion of the duct in a direction opposite to the rotational direction of the propeller; a second connection portion interconnecting the outer front flow fixed vanes, wherein the first connection portion connects the first end portion of the duct and the first outer front flow fixed blade having different camber shapes. The second connecting portion may have a shape for continuously connecting the second terminal end portion of the duct and the second outer front flow stationary blade having the same camber shape.
前記ダクトは、前記ダクトが形成する円弧の中心線に対して左側下方領域から右側上方領域にわたって延びた円弧形状を有し、前記複数の前流固定翼は、前記ダクトが形成する円弧の中心線に対して左側下方領域から右側上方領域にわたって相互離隔して配置され得る。 The duct has an arc shape extending from a lower left area to an upper right area with respect to the center line of the arc formed by the duct, and the plurality of front flow fixed vanes are arranged along the center line of the arc formed by the duct. may be spaced apart from each other from the left lower region to the right upper region.
前記プロペラは、後方から見るとき時計回りに回転し、前記複数の前流固定翼のうち船体の左舷に位置する前流固定翼の個数は右舷に位置する前流固定翼の個数より多くてもよい。 The propeller rotates clockwise when viewed from the rear, and the number of front-flow fixed wings positioned on the port side of the hull out of the plurality of front-flow fixed wings may be greater than the number of front-flow fixed wings positioned on the starboard side. good.
前記ダクトが形成する円弧の中心線は、前記プロペラの回転軸より上方に位置し得る。 A center line of an arc formed by the duct may be located above the rotation axis of the propeller.
前記ダクトが形成する円弧の中心線と前記プロペラの回転軸との間の距離は、前記プロペラの半径の0.1倍以上0.4倍以下であり得る。 The distance between the center line of the arc formed by the duct and the rotation axis of the propeller may be 0.1 to 0.4 times the radius of the propeller.
前記ダクトは、前記プロペラの回転領域内に位置し得る。 The duct may be located within the rotation zone of the propeller.
本発明の推進効率向上装置の他の側面によれば、プロペラの前方で船尾ボス部に支持され、前記プロペラの回転方向と逆方向の旋回流を発生させる複数の前流固定翼と、前記複数の前流固定翼の終端部に支持され、円弧形状を有し、推力を発生させるダクトと、前記ダクトと前記前流固定翼を相互連結する連結部と、を含む。 According to another aspect of the propulsion efficiency improving apparatus of the present invention, a plurality of forward fixed blades supported by a stern boss in front of a propeller and generating a swirling flow in a direction opposite to the rotation direction of the propeller; a duct that is supported at the terminal end of the forward fixed wing and has an arc shape to generate thrust; and a connecting portion that interconnects the duct and the forward fixed wing.
前記ダクトは、前記船尾ボス部に向かう方向に凸状のキャンバーを有し、前記複数の前流固定翼は、前記プロペラの回転方向に凸状のキャンバーを有し得る。 The duct may have a convex camber in a direction toward the stern boss portion, and the plurality of forward fixed vanes may have a convex camber in a rotational direction of the propeller.
前記連結部は、前記ダクトの前記プロペラの回転方向への第1終端部と前記複数の前流固定翼のうち前記プロペラの回転方向に最後に位置する第1外側前流固定翼を相互連結する第1連結部と、前記ダクトの前記プロペラの回転方向の逆方向への第2終端部と前記複数の前流固定翼のうち前記プロペラの回転方向の逆方向に最後に位置する第2外側前流固定翼を相互連結する第2連結部と、をさらに含み、前記第1連結部は、キャンバー形状が互いに相異する前記ダクトの第1終端部と前記第1外側前流固定翼を連続的に連結する形状を有し、前記第2連結部は、キャンバー形状が同じ前記ダクトの第2終端部と前記第2外側前流固定翼を連続的に連結する形状を有し得る。 The connecting portion interconnects a first end portion of the duct in the propeller rotation direction and a first outer front flow fixed blade that is positioned last in the propeller rotation direction among the plurality of front flow fixed blades. a first connecting portion, a second end portion of the duct in the direction opposite to the rotational direction of the propeller, and a second outer front end portion of the plurality of forward fixed blades located last in the direction opposite to the rotational direction of the propeller. a second connection interconnecting the flow fixed vanes, wherein the first connection continuously connects the first terminal end of the duct and the first outer front flow fixed vanes having different camber shapes. and the second connecting portion may have a shape that continuously connects the second terminal end portion of the duct and the second outer front flow fixed wing having the same camber shape.
前記第1連結部および前記第2連結部は、それぞれ前記ダクト、前記第1外側前流固定翼および前記第2外側前流固定翼とは別に製作されて結合され得る。 The first connection part and the second connection part may be separately manufactured and coupled to the duct, the first outer front fixed wing and the second outer front fixed wing, respectively.
本発明の推進効率向上装置のまた他の側面によれば、プロペラの前方に配置され、円弧形状を有し、推力を発生させるダクトと、前記ダクトを船尾ボス部に支持し、前記プロペラの回転方向と逆方向の旋回流を発生させる複数の前流固定翼と、を含み、前記ダクトは、前記プロペラの回転方向への第1終端部から前記プロペラの回転方向の逆方向への第2終端部に行くほどコード長さが変化する形状を有し得る。 According to still another aspect of the propulsion efficiency improving apparatus of the present invention, there is provided a duct which is arranged in front of the propeller and has an arc shape to generate thrust; a plurality of forward fixed vanes for generating a swirling flow in a direction opposite to the direction of rotation of the propeller, wherein the duct extends from a first end in the direction of rotation of the propeller to a second end in the direction opposite to the direction of rotation of the propeller. It may have a shape in which the length of the cord changes as it goes to the part.
前記複数の前流固定翼のうち前記プロペラの回転方向に最後に位置する第1外側前流固定翼は、ルートからチップに行くほどコード長さが減少する形状を有し、前記ダクトは、前記プロペラの回転方向への第1終端部から前記プロペラの回転方向の逆方向への第2終端部に行くほどコード長さが増加してから減少する形状を有し、前記複数の前流固定翼のうち前記プロペラの回転方向の逆方向に最後に位置する第2外側前流固定翼は、ルートからチップに行くほどコード長さが減少する形状を有し得る。 A first outer fore-flow fixed wing positioned last in the propeller rotation direction among the plurality of fore-flow fixed wing has a shape in which a cord length decreases from a root to a tip, and the duct has a shape of the The plurality of forward fixed blades have a shape in which the length of the cord increases and then decreases as it goes from a first terminal end in the direction of rotation of the propeller to a second terminal end in the direction opposite to the direction of rotation of the propeller. Among them, the second outer front flow stationary blade, which is positioned last in the direction opposite to the rotating direction of the propeller, may have a shape in which the cord length decreases from the root to the tip.
前記ダクトの前記プロペラの回転方向への第1終端部と前記複数の前流固定翼のうち前記プロペラの回転方向に最後に位置する第1外側前流固定翼との間に介在する第1連結部と、前記ダクトの前記プロペラの回転方向の逆方向への第2終端部と前記複数の前流固定翼のうち前記プロペラの回転方向の逆方向に最後に位置する第2外側前流固定翼との間に介在する第2連結部と、をさらに含み、前記第1連結部は、前記第1外側前流固定翼のチップから前記ダクトの第1終端部に行くほどコード長さが減少してから増加する形状を有し、前記第2連結部は、前記第2外側前流固定翼のチップから前記ダクトの第2終端部に行くほどコード長さが減少してから増加する形状を有し得る。 A first connection interposed between a first end portion of the duct in the propeller rotation direction and a first outer front flow fixed blade positioned last in the propeller rotation direction among the plurality of front flow fixed blades. a second end portion of the duct in the direction opposite to the rotational direction of the propeller; and a second outer front fixed blade located last in the direction opposite to the rotational direction of the propeller among the plurality of front fixed blades. and a second connecting portion interposed between and, wherein the first connecting portion has a cord length that decreases from the tip of the first outer forward fixed vane to the first terminal end of the duct. and the second connecting part has a shape in which the cord length decreases and then increases as it goes from the tip of the second outer front flow stationary wing to the second terminal end of the duct. can.
前記ダクトの外側に向かう一面を展開した展開図において、前記ダクトのリーディングエッジがなす曲線は単一曲率を有し得る。 In a flattened view of an outward facing side of the duct, the curve formed by the leading edge of the duct may have a single curvature.
本発明の推進効率向上装置のまた他の側面によれば、プロペラの前方に配置され、円弧形状を有し、推力を発生させるダクトと、前記ダクトを船尾ボス部に支持し、前記プロペラの回転方向と逆方向の旋回流を発生させる複数の前流固定翼と、を含み、前記複数の前流固定翼は、船体の長さ方向に他の位置に位置する。 According to still another aspect of the propulsion efficiency improving apparatus of the present invention, there is provided a duct which is arranged in front of the propeller and has an arc shape to generate thrust; a plurality of forestream stators for generating a swirling flow in the opposite direction, the plurality of forestream stators located at other positions along the length of the hull.
前記複数の前流固定翼のうち前記プロペラの回転方向に最後に位置する第1外側前流固定翼と前記プロペラの回転方向の逆方向に最後に位置する第2外側前流固定翼との間に位置する内側前流固定翼は、前記第1外側前流固定翼および前記第2外側前流固定翼より前方に位置し得る。 Between the first outer front fixed wing positioned last in the direction of rotation of the propeller and the second outer front fixed wing positioned last in the direction opposite to the direction of rotation of the propeller among the plurality of front fixed blades may be positioned forward of the first outer fore-flow fixed wing and the second outer fore-flow fixed wing.
前記内側前流固定翼は、一つ以上の個数を有し、前記ダクトの内側面に固定される前記内側前流固定翼のチップは、その前端が前記ダクトのリーディングエッジより後方に位置し、その後端が前記ダクトのトレーリングエッジより前方に位置し得る。 the inner front fixed wing has one or more pieces, and the tip of the inner front fixed wing fixed to the inner surface of the duct has a front end located behind the leading edge of the duct, A trailing end may lie forward of the trailing edge of the duct.
前記内側前流固定翼と前記第1外側前流固定翼と前記第2外側前流固定翼は、いずれもルートとチップにおいて同じコード長さを有し、前記内側前流固定翼と前記第1外側前流固定翼および前記第2外側前流固定翼の前後距離は、前記内側前流固定翼のルートのコード長さの0.05倍以上0.15倍以下であり得る。 The inner front fixed wing, the first outer fixed front wing, and the second outer front fixed wing have the same cord length at the root and the tip, and the inner front fixed wing and the first outer front fixed wing have the same chord length at the root and at the tip. A longitudinal distance between the outer front flow fixed wing and the second outer front flow fixed wing may be 0.05 to 0.15 times the cord length of the root of the inner front flow fixed wing.
本発明の実施形態によれば、ダクトを支持する支持体としてプロペラの回転方向と逆方向の旋回流を発生させる前流固定翼を用いることによって、一般的な構造を用いてダクトを支持していた従来とは異なり、プロペラの推力を増加させて推進効率を向上させることができる。 According to the embodiment of the present invention, the duct is supported using a general structure by using the front-flow fixed wing that generates a swirling flow in the direction opposite to the rotating direction of the propeller as a support that supports the duct. Unlike the conventional art, the propulsion efficiency can be improved by increasing the thrust of the propeller.
本発明は多様な変更を加えることができ、様々な実施形態を有し得るため、特定の実施形態を図面に例示して詳細に説明する。しかし、これは本発明を特定の実施形態に対して限定しようとするものではなく、本発明の思想および技術範囲に含まれるすべての変換、均等物ないし代替物を含むものとして理解しなければならない。本発明を説明するにあたり、関連する公知技術に対する具体的な説明が本発明の要旨を曖昧にすると判断される場合、その詳細な説明は省略する。 Since the present invention is capable of various modifications and can have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the invention to any particular embodiment, but should be understood to include all transformations, equivalents or alternatives falling within the spirit and scope of the invention. . In describing the present invention, detailed descriptions of related known technologies will be omitted if it is determined that they may obscure the gist of the present invention.
以下、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。添付図面を参照して説明するにあたり、同一または対応する構成要素は同じ図面番号を付与し、それに対する重複する説明は省略する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components are given the same drawing numbers, and duplicate descriptions thereof will be omitted.
図1は本発明の一実施形態による推進効率向上装置を左側後方から見た斜視図であり、図2は図1のプロペラが除去された斜視図であり、図3は本発明の一実施形態による推進効率向上装置を後方から見た図であり、図4は本発明の一実施形態による推進効率向上装置を左側から見た図である。参考までに、図1ないし図4においてX方向プラス側は前方を意味し、Y方向プラス側は左側方向を意味する。 FIG. 1 is a perspective view of a propulsion efficiency improving device according to an embodiment of the present invention as seen from the left rear, FIG. 2 is a perspective view with the propeller of FIG. 1 removed, and FIG. 3 is an embodiment of the present invention. 4 is a view of the propulsion efficiency improvement device according to the embodiment of the present invention as seen from the rear, and FIG. 4 is a left side view of the propulsion efficiency improvement device according to the embodiment of the present invention. For reference, in FIGS. 1 to 4, the positive side in the X direction means the front, and the positive side in the Y direction means the left direction.
図1ないし図4を参照すると、本実施形態の一実施形態による推進効率向上装置100は、ダクト110と、前流固定翼(131、132、133、134)を含む。
Referring to FIGS. 1 to 4, a propulsion
ダクト110はプロペラ30の前方に配置される。プロペラ30は船尾ボス部20の後方に配置される。プロペラ30は回転して推力を発生させる。本実施形態ではプロペラ30は図1ないし図3を参照する場合時計回りに回転する。すなわち、プロペラ30は後方から見るとき時計回りに回転する。
Duct 110 is arranged in front of
ダクト110は円弧形状を有する。
一例として、ダクト110は、図1ないし図3に示すようにダクト110が形成する円弧の中心線ADに対して左側下方領域から右側上方領域にわたって延びた円弧形状を有し得る。
As an example, the
他の例として、図面に示していないが、ダクトはダクトが形成する円弧の中心線に対して左側上方領域から右側上方領域にわたって延びた円弧形状を有し得る。 As another example, although not shown in the drawings, the duct may have an arcuate shape extending from the left upper region to the right upper region with respect to the center line of the arc formed by the duct.
ダクト110が形成する円弧の円弧角は180度未満が好ましい。
The arc angle formed by the
ダクト110は船尾ボス部20を部分的に囲む構造を有する。
The
ダクト110が形成する円弧の中心線ADは、図4に示すようにプロペラ30の回転軸APより上方に位置し得る。
The centerline AD of the arc formed by the
このとき、ダクト110が形成する円弧の中心線ADとプロペラ30の回転軸APとの間の距離Hは、プロペラ30の半径以上0.4倍以下であり得る。ダクト110が形成する円弧の中心線ADとプロペラ30の回転軸APとの間の距離Hがプロペラ30の0.4倍を超えると前流固定翼を設置できる範囲が顕著に制限される。
At this time, the distance H between the center line AD of the arc formed by the
さらに、ダクト110が形成する円弧の中心線ADとプロペラ30の回転軸APとの間の距離Hは、プロペラ30の半径の0.1倍以上0.4倍以下であり得る。
Furthermore, the distance H between the center line AD of the arc formed by the
ダクト110はプロペラ30の回転領域内に位置する。このとき、ダクト110を通過する流動が整列した形態でプロペラ30に流入することができ、プロペラ30の推進効率が向上することができる。
このとき、ダクト110の半径は、プロペラの半径からダクト110円弧の中心線ADとプロペラ30の回転軸APとの間の距離を引いた値より小さいか同じである。
At this time, the radius of the
ダクト110は推力を発生させる。例えば、ダクト110は翼形断面を有し、船尾ボス部20に向かう方向に凸状のキャンバーを有する。これについて後述する。
船体10に沿って後方に移動する流動がダクト110を通る過程でダクト110の断面に揚力が発生する。揚力のうち船体10の長さ方向(例えばX軸方向)と並ぶ成分は船体10を推進するための推力として作用する。
As the flow moving backward along the
ダクト110は別途の支持部材(図示せず)により船体10の船尾部に支持され得る。
前流固定翼(131、132、133、134)は、ダクト110を船尾ボス部20に対して支持する。
The forward fixed wings (131, 132, 133, 134) support the
前流固定翼(131、132、133、134)は、複数で提供される。 The forward flow fixed vanes (131, 132, 133, 134) are provided in multiples.
一例として、前流固定翼(131、132、133、134)の個数は、図1ないし図3に示すように4個であり得る。 As an example, the number of upstream fixed vanes (131, 132, 133, 134) may be four as shown in FIGS.
他の例として、前流固定翼の個数は、図面に示していないが、3個または5個などであり得る。 As another example, the number of front flow fixed vanes may be three, five, etc., although not shown in the drawings.
複数の前流固定翼(131、132、133、134)は、図1ないし図3に示すようにプロペラ30の回転方向に離隔して配置される。言い換えると、複数の前流固定翼(131、132、133、134)は、図2および図3のようにダクト110が形成する円弧の中心線ADを中心に円弧方向に離隔配置され得る。
A plurality of upstream fixed vanes (131, 132, 133, 134) are spaced apart in the rotational direction of
一例として、複数の前流固定翼(131、132、133、134)は、図2および図3に示すようにダクト110が形成する円弧の中心線ADに対して左側下方領域から右側上方領域にわたって相互離隔して配置され得る。
As an example, the plurality of front flow fixed vanes (131, 132, 133, 134) are arranged from the lower left area to the upper right area with respect to the center line AD of the arc formed by the
他の例として、複数の前流固定翼は、図面に示していないが、ダクトが形成する円弧の中心線に対して左側上方領域から右側上方領域にわたって相互離隔して配置され得る。 As another example, although not shown in the drawings, a plurality of front-flow fixed vanes may be spaced apart from each other from the left upper region to the right upper region with respect to the center line of the arc formed by the duct.
複数の前流固定翼(131、132、133、134)は、プロペラ30の回転方向と逆方向の旋回流を発生させる。
A plurality of upstream fixed vanes (131, 132, 133, 134) generate a swirling flow in a direction opposite to the rotating direction of
前流固定翼(131、132、133、134)による旋回流は、プロペラ30に流入してプロペラ30の回転方向の旋回流を減少させることによって推進効率を向上させる。言い換えると、前流固定翼(131、132、133、134)によりプロペラ30の回転方向と逆方向の旋回流が発生すると、プロペラ30に流入する流動の迎角が増加し、プロペラ30で発生する推力が増加し、これにより推進効率が向上する。
The swirling flow generated by the front fixed blades (131, 132, 133, 134) flows into the
図5は本発明の一実施形態による推進効率向上装置を左側後方から見た斜視図であり、ダクトと前流固定翼に断面形状を追加した図である。 FIG. 5 is a perspective view of the propulsion efficiency improving device according to the embodiment of the present invention as seen from the rear left side, and is a view in which the cross-sectional shape is added to the duct and the fixed front wing.
図5を参照すると、本実施形態でプロペラ(図示せず)は後方から見るとき時計回りに回転する。このとき、複数の前流固定翼(131、132、133、134)は、プロペラ(図示せず)の回転方向と逆方向の旋回流を発生させるために、図5に示すようにプロペラ(図示せず)の回転方向に凸状のキャンバーを有する。 Referring to FIG. 5, in this embodiment the propeller (not shown) rotates clockwise when viewed from the rear. At this time, the plurality of upstream fixed blades (131, 132, 133, 134) are arranged to generate a swirling flow in a direction opposite to the rotating direction of the propeller (not shown) as shown in FIG. (not shown) has a convex camber in the direction of rotation.
上述した本発明の一実施形態による推進効率向上装置100は、推力を発生させるダクト110を船尾ボス部20に対して支持する支持体としてプロペラ30の回転方向と逆方向の旋回流を発生させる前流固定翼(131、132、133、134)を用いる。
The propulsion
これと関連して、通常プロペラの前方に配置されて推力を発生させるダクトを支持するために、本実施形態による前流固定翼(131、132、133、134)とは異なり、シンプルな形状の支持部材が用いられる。このようなシンプルな形状の支持部材は抵抗として作用し、船舶の抵抗を増加させる要因になった。 In this connection, in order to support the thrust-producing duct, which is usually arranged in front of the propeller, unlike the forward flow fixed wing (131, 132, 133, 134) according to this embodiment, a simple shape A support member is used. Such simple shaped support members acted as resistance and became a factor in increasing the resistance of the ship.
しかし、本発明の一実施形態による推進効率向上装置100は、ダクト110を支持する支持体としてプロペラ30の回転方向と逆方向の旋回流を発生させる前流固定翼(131、132、133、134)を用いることによって、従来とは異なり、プロペラ30の推力を増加させて推進効率を向上させる。
However, the propulsion
本実施形態で複数の前流固定翼(131、132、133、134)のうち船体10の左舷に位置する前流固定翼(132、133、134)の個数は右舷に位置する前流固定翼131の個数より多い。
In this embodiment, the number of the front fixed wing (132, 133, 134) positioned on the port side of the
より詳細には、通常前流固定翼がない裸船(barehull)状態でプロペラに流入する伴流の分布を調べると、左舷ではプロペラの回転方向と同じ方向の伴流が発生し、右舷ではプロペラの回転方向と逆方向の伴流が発生する。 More specifically, when examining the distribution of the wake flowing into the propeller in a barehull state without a fixed front wing, it is found that a wake is generated on the port side in the same direction as the propeller rotation direction, and a wake is generated on the starboard side by the propeller. A wake is generated in the direction opposite to the direction of rotation of the
プロペラ30の回転方向と同じ方向の伴流が生成される左舷において前流固定翼(132、133、134)は、小さいピッチ角(取付角)で前流固定翼(132、133。134)に流入する流入流をプロペラ30の回転方向の逆方向に変更可能であるが、プロペラ30の回転方向と逆方向の伴流が生成される右舷では前流固定翼131が左舷よりさらに大きいピッチ角(取付角)で設置される場合にのみ前流固定翼131に流入する流入流をプロペラ30の回転方向の逆方向に変更することができる。
On the port side where the wake in the same direction as the rotation direction of the
この場合、小さいピッチ角でプロペラ30の回転方向の逆方向の旋回流を発生し得る左舷では前流固定翼(132、133、134)の取り付けによる抵抗増加は小さいが、大きいピッチ角でのみプロペラ30の回転方向の逆方向の旋回流を発生させ得る右舷では前流固定翼131の取り付けによる抵抗増加が過度になる。したがって、高い推進効率のためには右舷よりは左舷にさらに多くの前流固定翼を配置することが好ましい。
In this case, on the port side, where a swirling flow in the direction opposite to the rotation direction of the
本実施形態では、ダクト110のプロペラ30の回転方向への第1終端部と複数の前流固定翼(131、132、133、134)のうちプロペラ30の回転方向に最後に位置する第1外側前流固定翼131は相互連結される。第1外側前流固定翼131は、図3に示すようにダクト110が形成する円弧の中心線ADに対して右側上方領域に位置し得る。
In this embodiment, the first terminal end of the
ダクト110のプロペラ30の回転方向の逆方向への第2終端部と複数の前流固定翼(131,132,133,134)のうちプロペラ30の回転方向の逆方向に最後に位置する第2外側前流固定翼132は相互連結される。第2外側前流固定翼132は図3のようにダクト110が形成する円弧の中心線ADに対して左側下方領域に位置し得る。
A second end portion of the
本実施形態では、ダクト110と第1外側前流固定翼131はキャンバー形状において相異する。
In this embodiment, the
より詳細には、ダクト110は図5に示すように船尾ボス部20に向かって凸状のキャンバーを有し、第1外側前流固定翼131はプロペラ30の回転方向に凸状のキャンバーを有する。
More specifically, the
言い換えると、ダクト110はダクト110と第1外側前流固定翼131と第2外側前流固定翼132で囲まれた空間の内部に向かって凸状のキャンバーを有し、第1外側前流固定翼131はダクト110と第1外側前流固定翼131と第2外側前流固定翼132で囲まれた空間の外部に向かって凸状のキャンバーを有する。
In other words, the
本実施形態で、上記のようにキャンバー形状が相異するダクト110の第1終端部と第1外側前流固定翼131は連続的に連結される。
In the present embodiment, the first end portion of the
例えば、図5に示すように相互逆方向に凸状のキャンバーを有するダクト110の第1終端部と第1外側前流固定翼131はその境界に行くほど徐々にキャンバーが消滅する形状を有する。
For example, as shown in FIG. 5, the first end portion of the
本実施形態では、ダクト110と第2外側前流固定翼132はキャンバー形状において同じである。
In this embodiment, the
より詳細には、ダクト110は図5に示すように船尾ボス部20に向かって凸状のキャンバーを有し、第2外側前流固定翼132はプロペラ30の回転方向に凸状のキャンバーを有する。
More specifically, the
言い換えると、ダクト110と第2外側前流固定翼132は、いずれもダクト110と第1外側前流固定翼131と第2外側前流固定翼132で囲まれた空間の内部に向かって凸状のキャンバーを有する。
In other words, the
本実施形態では、上記のようにキャンバー形状が同じダクト110の第2終端部と第2外側前流固定翼132は連続的に連結される。
In this embodiment, the second end portion of the
図6は本発明の一実施形態による一部を左側から見た図であり、ダクトが省略された状態を示す図である。 FIG. 6 is a partial view from the left side according to an embodiment of the present invention, showing a state in which the duct is omitted.
図5および図6を参照すると、第1外側前流固定翼131と第2外側前流固定翼132と内側前流固定翼(133、134)は後退翼形状を有し得る。このとき、第1外側前流固定翼131と第2外側前流固定翼132と内側前流固定翼(133、134)は、リーディングエッジがルートからチップに行くほど後方に垂れ下がる形状を有する。
Referring to Figures 5 and 6, the first outer leading
本実施形態において複数の前流固定翼(131、132、133、134)は、それぞれトレーリングエッジが、ダクト110が形成する円弧の中心線ADに垂直な同一平面上に置かれ得る。このとき、複数の前流固定翼(131、132、133、134)は、プロペラ(図示せず)と最も近接することにより、前流固定翼(131、132、133、134)で発生するプロペラ30の回転方向と逆方向の旋回流がプロペラ30に直ちに流入することができ、推進効率が向上する。
In this embodiment, the plurality of upstream fixed vanes (131, 132, 133, 134) may each have a trailing edge on the same plane perpendicular to the center line AD of the arc formed by the
本実施形態では、第1外側前流固定翼131、第2外側前流固定翼132および内側前流固定翼(133、134)は、いずれもルートでのコード長さが同じであり得る。そして、第1外側前流固定翼131、第2外側前流固定翼132および内側前流固定翼(133、134)は、いずれもチップでのコード長さが同じであり得る。そして、第1外側前流固定翼131、第2外側前流固定翼132および内側前流固定翼(133、134)は、いずれもルートでのコード長さがチップでのコード長さより大きくてもよい。
In this embodiment, the first
図5を参照すると、本実施形態で、内側前流固定翼(133、134)のチップは、ダクト110の内側面に固定され得る。
Referring to FIG. 5, in this embodiment, the tips of the inner forward stator vanes (133, 134) may be fixed to the inner surface of the
このとき、内側前流固定翼(133、134)のチップの前端はダクト110のリーディングエッジより後方に位置し、内側前流固定翼(133、134)のチップの後端はダクト110のトレーリングエッジより前方に位置する。
At this time, the front end of the tip of the inner front fixed wing (133, 134) is positioned behind the leading edge of the
この場合、内側前流固定翼(133、134)のリーディングエッジを構成する丸棒がダクト110のリーディングエッジを構成する丸棒と干渉せず、内側前流固定翼(133,134)のトレーリングエッジを構成する丸棒がダクト110のトレーリングエッジを構成する丸棒と干渉しなくなり作業性が向上することができる。参考までに、一の棒の終端を他の棒の側面に結合させることは、一の棒の終端を平板の一面に結合させることより作業性が非常に低い。
In this case, the round bar forming the leading edge of the inner front fixed wing (133, 134) does not interfere with the round bar forming the leading edge of the
図7は本発明の一実施形態によるダクト、第1外側前流固定翼、第2外側前流固定翼の結合体の外側面に対する展開図を示す図である。 FIG. 7 is an exploded view of the outer surface of the combination of the duct, the first outer fixed wing, and the second outer fixed wing according to one embodiment of the present invention.
図7を参照すると、展開図上でダクト110のトレーリングエッジ110bは直線形状を有し、ダクト110のリーディングエッジ110aは前方に凸状の曲線を有し得る。
Referring to FIG. 7, the trailing
この場合、ダクト110の展開図における最も凸状のピーク部分が船体10に近づいてダクト110を船体10に固定することが容易になる。
In this case, the most convex peak portion in the developed view of the
より詳細には、図7に示すような展開図を有するダクト110は、ピーク部分が図4に示すように前方に突出した構造を有する。このとき、ピーク部分が船体10と近づくことによって長さが短い支持部材(図示せず)でもダクト110を船体10に対して支持することができる。長さが短い支持部材は、構造上長さが長い支持部材に比べて剛度が大きいので、ダクト110を船体10に安定的に支持することができる。
More specifically, the
図7を参照すると、展開図上においてダクト110のリーディングエッジ110aがなす曲線は単一曲率Rを有し得る。この場合、ダクト110は、第1終端部110cから第2終端部110dに行くほどコード長さが増加してから減少する形状を有する。
Referring to FIG. 7, the curve formed by the
通常、ダクトは、リーディングエッジを構成する丸棒に圧力面と吸入面を構成する板が結合される構造を有する。 Generally, a duct has a structure in which a plate forming a pressure surface and a suction surface is coupled to a round bar forming a leading edge.
展開図上においてダクト110のリーディングエッジ110aがなす曲線が単一曲率Rを有するようにダクト110を製作するためには、丸棒は一つの曲率を有するようにベンディング加工される。この場合、丸棒を二つ以上の曲率を有するようにベンディング加工する場合に比べて作業性が大きく向上する。
In order to manufacture the
図7を参照すると、第1外側前流固定翼131は、ルート131cからチップ131dに行くほどコード長さが減少する形状を有する。第2外側前流固定翼132は、ルート132cからチップ132dに行くほどコード長さが減少する形状を有する。
Referring to FIG. 7, the first outer front flow
図8は本発明のその他の実施形態(第2実施形態)による推進効率向上装置を左側後方から見た斜視図であり、図9は図8のプロペラが除去された斜視図であり、図10は本発明のその他の実施形態(第2実施形態)による推進効率向上装置を後方から見た図であり、図11は本発明のその他の実施形態(第2実施形態)による推進効率向上装置を左側から見た図であり、図12は本発明のその他の実施形態(第2実施形態)による推進効率向上装置を左側後方から見た斜視図であり、ダクトと前流固定翼に断面形状を追加した図である。参考までに、図8ないし図12においてX方向プラス側は前方を意味し、Y方向プラス側は左側方向を意味する。 FIG. 8 is a perspective view of a propulsion efficiency improving device according to another embodiment (second embodiment) of the present invention as seen from the rear left side, FIG. 9 is a perspective view of FIG. 8 with the propeller removed, and FIG. is a rear view of a propulsion efficiency improvement device according to another embodiment (second embodiment) of the present invention, and FIG. 11 shows a propulsion efficiency improvement device according to another embodiment (second embodiment) of the present invention. FIG. 12 is a left side view of a propulsion efficiency improving device according to another embodiment (second embodiment) of the present invention, and FIG. It is an additional figure. For reference, in FIGS. 8 to 12, the positive side in the X direction means the front, and the positive side in the Y direction means the left direction.
図8ないし図12を参照すると、本発明のその他の実施形態(第2実施形態)による推進効率向上装置100’は、ダクト110、前流固定翼(131、132、133、134)、第1連結部150および第2連結部160を含み得る。本発明のその他の実施形態による推進効率向上装置100’は、第1連結部150と第2連結部160をさらに含む点で上述した本発明の一実施形態による推進効率向上装置100と相異する。
8 to 12, a propulsion efficiency improving device 100' according to another embodiment (second embodiment) of the present invention includes a
第1連結部150は、ダクト110のプロペラ30の回転方向への第1終端部と複数の前流固定翼(131、132、133、134)のうちプロペラ30の回転方向に最後に位置する第1外側前流固定翼131を相互連結する。
The
第1連結部150は、ダクト110と第1外側前流固定翼131とは別に製作され、第1連結部150の両側端部は、第1外側前流固定翼131とダクト110の第1終端部にそれぞれ結合され得る。
The
第2連結部160は、ダクト110のプロペラ30の回転方向の逆方向への第2終端部と複数の前流固定翼(131、132、133、134)のうちプロペラ30の回転方向の逆方向に最後に位置する第2外側前流固定翼132を相互連結する。
The
第2連結部160は、ダクト110と第2外側前流固定翼132とは別に製作され、第2連結部160の両側端部は、第2外側前流固定翼132とダクト110の第2終端部にそれぞれ結合され得る。
The second connecting
本実施形態では、ダクト110と第1外側前流固定翼131はキャンバー形状において相異する。
In this embodiment, the
より詳細には、ダクト110は、図5に示すように船尾ボス部20に向かって凸状のキャンバーを有し、第1外側前流固定翼131はプロペラ30の回転方向に凸状のキャンバーを有する。
More specifically, the
言い換えると、ダクト110は、ダクト110と第1外側前流固定翼131と第2外側前流固定翼132で囲まれた空間の内部に向かって凸状のキャンバーを有し、第1外側前流固定翼131は、ダクト110と第1外側前流固定翼131と第2外側前流固定翼132で囲まれた空間の外部に向かって凸状のキャンバーを有する。
In other words, the
本実施形態による第1連結部150は、上記のようにキャンバー形状が相異するダクト110の第1終端部と第1外側前流固定翼131を連続的に連結する形状を有する。
The
例えば、第1連結部150は、図5に示すようにダクト110のキャンバーと同じ方向に凸状のキャンバーを有する第1領域151と、第1外側前流固定翼131のキャンバーと同じ方向に凸状のキャンバーを有する第2領域152を含む。第1領域151と第2領域152のキャンバーは、それぞれ第1領域151と第2領域152の境界に近づきながら徐々に消滅する。
For example, as shown in FIG. 5, the first connecting
本実施形態では、ダクト110と第2外側前流固定翼132はキャンバー形状において同一である。
In this embodiment, the
より詳細には、ダクト110は、図5に示すように船尾ボス部20に向かって凸状のキャンバーを有し、第2外側前流固定翼132はプロペラ30の回転方向に凸状のキャンバーを有する。
More specifically, the
言い換えると、ダクト110と第2外側前流固定翼132は、いずれもダクト110と第1外側前流固定翼131と第2外側前流固定翼132で囲まれた空間の内部に向かって凸状のキャンバーを有する。
In other words, the
本実施形態による第2連結部160は、上記のようにキャンバー形状が同じダクト110の第2終端部と第2外側前流固定翼132を連続的に連結する形状を有する。
The second connecting
例えば、第2連結部160は、図5に示すようにダクト110と第1外側前流固定翼131と第2外側前流固定翼160で囲まれた空間の内部に向かって凸状のキャンバーを有する。
For example, as shown in FIG. 5, the second connecting
図13は本発明のその他の実施形態(第2実施形態)によるダクト、第1外側前流固定翼、第2外側前流固定翼の結合体の外側面に対する展開図を示す図である。 FIG. 13 is an exploded view of a combination of a duct, a first outer fixed wing, and a second outer fixed wing with respect to the outer surface according to another embodiment (second embodiment) of the present invention.
図13を参照すると、展開図上においてダクト110のトレーリングエッジ110bは直線形状を有し、ダクト110のリーディングエッジ110aは前方に凸状の曲線を有し得る。
Referring to FIG. 13, the trailing
この場合、ダクト110の展開図において最も凸状のピーク部分が船体10に近づいてダクト110を船体10に固定することが容易になる。
In this case, the most convex peak portion in the developed view of the
図13を参照すると、展開図上におけるダクト110のリーディングエッジ110aがなす曲線は単一曲率を有し得る。この場合、ダクト110は第1終端部110cから第2終端部110dに行くほどコード長さが増加してから減少する形状を有する。
Referring to FIG. 13, the curve formed by the
図13を参照すると、第1外側前流固定翼131は、ルート131cからチップ131dに行くほどコード長さが減少する形状を有する。第2外側前流固定翼132は、ルート132cからチップ132dに行くほどコード長さが減少する形状を有する。
Referring to FIG. 13, the first outer front flow fixed
そして、第1連結部150は、第1外側前流固定翼131のチップ131dからダクト110の第1終端部110cに行くほどコード長さが減少してから増加する形状を有する。特に、第1連結部150でコード長さが減少してから増加する部分は、第1連結部150で最もコードが短い部分153になる。第1連結部150で最もコードが短い部分153は、第1領域(図10の151)と第2領域(図10の152)の境界に該当する。第2連結部160は、第2外側前流固定翼132のチップ132dからダクト110の第2終端部110dに行くほどコード長さが減少してから増加する形状を有し得る。
Also, the
図面符号131a、150a、110a、160a、132aはリーディングエッジを示し、図面符号131b、150b、110b、160b、132bはトレーリングエッジを示す。
図14は本発明のその他の実施形態(第3実施形態)による推進効率向上装置を左側から見た図であり、図15は図14のダクトが省略された図である。図16は本発明のその他の実施形態(第3実施形態)による推進効率向上装置を左側後方から見た斜視図である。 FIG. 14 is a left side view of a propulsion efficiency improving device according to another embodiment (third embodiment) of the present invention, and FIG. 15 is a view in which the duct in FIG. 14 is omitted. FIG. 16 is a perspective view of a propulsion efficiency improving device according to another embodiment (third embodiment) of the present invention, viewed from the rear left side.
図14ないし図16を参照すると、本発明のその他の実施形態(第3実施形態)による推進効率向上装置100”は、ダクト110と、複数の前流固定翼(131、132、133、134)と、第1連結部150と、第2連結部160と、を含む。
14 to 16, a propulsion efficiency improving device 100'' according to another embodiment (third embodiment) of the present invention includes a
本発明のその他の実施形態(第3実施形態)による推進効率向上装置100”は、複数の前流固定翼(131、132、133、134)の前後方向位置において、上述した本発明の一実施形態による推進効率向上装置100’と相異する。
A propulsion
本実施形態では、内側前流固定翼(133、134)は第1外側前流固定翼131と第2外側前流固定翼132より前方に位置する。
In this embodiment, the inner front flow fixed vanes (133, 134) are located forward of the first outer front flow fixed
この場合においても、内側前流固定翼(133、134)のチップの前端はダクト110のリーディングエッジより後方に位置し、内側前流固定翼(133、134)のチップの後端はダクト110のトレーリングエッジより前方に位置する。
Even in this case, the front end of the tip of the inner front fixed wing (133, 134) is located behind the leading edge of the
本実施形態における内側前流固定翼(133、134)と第1外側前流固定翼131および第2外側前流固定翼132の前後距離Lは、内側前流固定翼(133、134)または第1外側前流固定翼131または第2外側前流固定翼132のルートのコード長さの0.05倍以上0.15倍以下であり得る。参考までに、本実施形態における内側前流固定翼(133、134)と第1外側前流固定翼131および第2外側前流固定翼132のルートのコード長さはいずれも同一である。
The longitudinal distance L between the inner front fixed wing (133, 134), the first outer front fixed
このように、内側前流固定翼(133、134)が第1外側前流固定翼131および第2外側前流固定翼132に比べて前方に位置する場合、前流固定翼(131、132、133、134)がいずれも船体10の長さ方向に同じ位置に位置する場合に比べて船体10に作用する抵抗が減少する。
In this way, when the inner front fixed wing (133, 134) is positioned ahead of the first outer front fixed
これは、内側前流固定翼(133、134)が第1外側前流固定翼131および第2外側前流固定翼132と前方に所定の距離Lだけ離隔して位置することによって、内側前流固定翼(133、134)と第1外側前流固定翼131および第2外側前流固定翼132との間で発生するベンチュリー効果が弱まり、船体10にかかる抵抗が低減されるからである。
This is achieved by locating the inner forerunning fixed vanes (133, 134) at a predetermined distance L ahead of the first
内側前流固定翼(133、134)と第1外側前流固定翼131および第2外側前流固定翼132の前後距離が、上記のような範囲を超える場合、内側前流固定翼(133、134)とプロペラ(図示せず)との間の距離が遠くなり、内側前流固定翼(133、134)により誘導される流動が、プロペラ(図示せず)に十分に流入されず推進効率が低下し得る。
If the front-rear distance between the inner front fixed wing (133, 134) and the first outer front fixed
内側前流固定翼(133、134)と第1外側前流固定翼131および第2外側前流固定翼132の前後距離が上記のような範囲より小さい場合、内側前流固定翼(133、134)と第1外側前流固定翼131および第2外側前流固定翼132の間で発生するベンチュリー効果によって船体10にかかる抵抗が増加し得る。
When the front-rear distance between the inner front fixed wing (133, 134) and the first outer front fixed
図17は本発明のその他の実施形態(第4実施形態)による推進効率向上装置を左側後方から見た斜視図であり、図18は図17のプロペラが除去された斜視図である。 FIG. 17 is a perspective view of a propulsion efficiency improving device according to another embodiment (fourth embodiment) of the present invention as seen from the rear left side, and FIG. 18 is a perspective view of FIG. 17 with the propeller removed.
図17および図18を参照すると、本発明のその他の実施形態(第4実施形態)による推進効率向上装置100aは、ダクト110、複数の前流固定翼(131、132、133、134)を含む。
Referring to FIGS. 17 and 18, a propulsion
ダクト110の展開図は、図7を参照して説明したように、ダクト110のトレーリングエッジ110bは直線形状を有し、ダクト110のリーディングエッジ110aは前方に凸状の曲線を有し得る。ダクト110は、ピーク部分が図4に示すように前方に突出した構造を有する。このとき、ピーク部分が船体10と近づくことによって、長さが短い支持部材(図示せず)でもダクト110を船体10に対して支持することができる。長さが短い支持部材は、構造上長さが長い支持部材に比べて剛度が大きいので、ダクト110を船体10に安定的に支持することができる。一方、図8ないし図16で説明した内容とは異なり、別途の連結部(150、160)を含まなくてもよい。
An exploded view of
内側前流固定翼(133、134)は、図14ないし図16で説明したように、第1外側前流固定翼131と第2外側前流固定翼132より前方に位置する。
The inner front flow fixed vanes (133, 134) are located ahead of the first outer front flow fixed
内側前流固定翼(133、134)のチップの前端はダクト110のリーディングエッジより後方に位置し、内側前流固定翼(133、134)のチップの後端はダクト110のトレーリングエッジより前方に位置する。
The front end of the tip of the inner foreflow fixed wing (133, 134) is located behind the leading edge of the
このように、内側前流固定翼(133、134)が第1外側前流固定翼131および第2外側前流固定翼132に比べて前方に位置する場合、前流固定翼(131、132、133、134)がいずれも船体10の長さ方向に同じ位置に位置する場合に比べて船体10に作用する抵抗が減少する。
In this way, when the inner front fixed wing (133, 134) is positioned ahead of the first outer front fixed
以下、図19ないし図22を参照して、本発明のいくつかの実施形態による推進効率向上装置(100、100’、100”、100a)の燃料節減効果をさらに具体的に説明する。 Hereinafter, the fuel saving effect of the propulsion efficiency improving devices (100, 100', 100'', 100a) according to some embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 19 to 22. FIG.
まず、図19はプロペラの前方に複数の前流固定翼(図1ないし図18の131、132、133、134を参照)のみを設置した場合である。図20はプロペラの前方に複数の前流固定翼と円形ダクト(すなわち、full duct)を設置した場合である。円形ダクトは前流固定翼を円形で周辺を囲むように形成された形状である。図21は、本発明のいくつかの実施形態による推進効率向上装置のように、プロペラの前方に複数の前流固定翼と一部のダクト(すなわち、partial duct)を設置した場合である。 First, FIG. 19 shows a case where only a plurality of forward fixed blades (see 131, 132, 133 and 134 in FIGS. 1 to 18) are installed in front of the propeller. FIG. 20 shows a case where a plurality of forward fixed vanes and a circular duct (that is, full duct) are installed in front of the propeller. The circular duct has a shape formed so as to surround the front fixed wing in a circular shape. FIG. 21 shows a case where a plurality of upstream fixed vanes and a partial duct (that is, a partial duct) are installed in front of the propeller like the propulsion efficiency improving device according to some embodiments of the present invention.
前流固定翼のみ設置した場合(図19を参照)、前流固定翼と円形ダクトを設置した場合(図20を参照)、前流固定翼と一部のダクトを設置した場合(図21を参照)を、プロペラのみ設置された場合(すなわち、比較対象の場合)と比較して燃料節減効果をテストし、その結果を図22に図示した。図22において、statorは前流固定翼を、full ductは円形ダクトを、partial ductは一部のダクトを意味する。 When only the front fixed wing is installed (see Figure 19), when the front fixed wing and a circular duct are installed (see Figure 20), when the front fixed wing and some ducts are installed (see Figure 21) ) was tested for fuel savings in comparison to a propeller-only installation (ie, a comparative case), and the results are shown graphically in FIG. In FIG. 22, "stator" means a front fixed wing, "full duct" means a circular duct, and "partial duct" means a partial duct.
図22を参照すると、前流固定翼のみ設置した場合(図19を参照)は比較対象の場合に比べて2.0%燃料節減効果があった。前流固定翼と円形ダクトを設置した場合(図20を参照)は比較対象の場合に比べて1.0%燃料節減効果があった。前流固定翼と一部のダクトを設置した場合(図21を参照)は比較対象の場合に比べて3.0%燃料節減効果があった。 Referring to FIG. 22, the case where only the front fixed wing was installed (see FIG. 19) had a fuel saving effect of 2.0% compared to the comparative case. The installation of the forward fixed wing and circular duct (see FIG. 20) resulted in a 1.0% fuel saving effect compared to the comparative case. The installation of the forward fixed wing and some ducts (see Figure 21) resulted in a 3.0% fuel saving effect compared to the comparative case.
前流固定翼と円形ダクトを設置した場合(図20を参照)の燃料節減効果が、他の場合に比べて比較的低い理由を確認するために追加テストを行い、その結果を図23および図24に示した。 Additional tests were carried out to confirm why the fuel saving effect in the case of installing the front stream fixed wing and circular duct (see Figure 20) is relatively low compared to other cases, and the results are shown in Figure 23 and Figure 24.
図23および図24を比較すると、図23では船尾ボス部の下と円形ダクトとの間で船体の圧力降下が発生することがわかる(D1を参照)。これに対し、図24では船尾ボス部の下で船体の圧力降下が発生しないことがわかる(D2を参照)。船体の圧力降下が発生すると、これによって船体の下部で負の圧力が発生して船体抵抗が大きくなる。したがって、燃料節減効果が低下する。 Comparing Figures 23 and 24, it can be seen that in Figure 23 there is a hull pressure drop between the bottom of the aft boss and the circular duct (see D1). In contrast, in FIG. 24, it can be seen that no hull pressure drop occurs under the stern boss (see D2). When a hull pressure drop occurs, this creates a negative pressure in the lower part of the hull, increasing the hull resistance. Therefore, the fuel saving effect is lowered.
一方、前流固定翼のみ設置された場合(図19を参照)と比較するとき、前流固定翼と一部のダクトを設置した場合(図21を参照)の燃料節減効果が良い理由は次のとおりである。 On the other hand, when compared with the case where only the front fixed wing is installed (see Fig. 19), the reason why the fuel saving effect when the front flow fixed wing and some ducts are installed (see Fig. 21) is better is as follows. It is as follows.
一部のダクトを用いた場合(図21を参照)において、すべての前流固定翼は一部のダクトと多点支持構造に連結される(すなわち、multiple support)。したがって、一部のダクトを用いた場合(図21を参照)は、カンチレバー(cantilever)形態である前流固定翼のみ設置された場合(図19を参照)に比べて構造的安定性が高い。 In the partial duct case (see FIG. 21), all front flow stators are connected to partial ducts and multiple support structures (ie, multiple support). Therefore, the use of some ducts (see FIG. 21) has higher structural stability than the case of installing only the cantilever-shaped forward fixed wing (see FIG. 19).
また、旋回流を発生させる前流固定翼は、終端渦流による空洞現象が発生し得る。したがって、前流固定翼のみ設置した場合(図19を参照)では、終端空洞現象を減少させるためにウィングレット(winglet)のような付加形状を取り付けなければならない。しかし、一部のダクトを用いる場合(図21を参照)は、すべての前流固定翼が一部のダクトで囲まれている形状であるため、終端渦流が基本的に封鎖される。したがって、ウィングレットのような追加的な装置が不必要である。 In addition, a front-flow stationary blade that generates a swirling flow may cause a cavity phenomenon due to a terminal vortex. Therefore, in the case of a front flow fixed vane only installation (see FIG. 19), additional features such as winglets must be installed to reduce the termination cavitation. However, when some ducts are used (see FIG. 21), all the front stationary blades are surrounded by some ducts, so the terminal vortex is basically blocked. Additional devices such as winglets are therefore unnecessary.
以上、本発明の実施形態について説明したが、当該技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された本発明の思想から逸脱しない範囲内で、構成要素の付加、変更、削除または追加などによって本発明を多様に修正および変更させることができ、これもまた本発明の権利範囲内に含まれ得る。 Although the embodiments of the present invention have been described above, those skilled in the art can add components, The present invention can be variously modified and changed by alteration, deletion or addition, etc., which also fall within the scope of the present invention.
10:船体、
20:船尾ボス部、
30:プロペラ、
100:推進効率向上装置、
110:ダクト、
131:第1外側前流固定翼、
132:第2外側前流固定翼、
133、134:内側前流固定翼、
150:第1連結部、
160:第2連結部。
10: Hull,
20: stern boss,
30: Propeller,
100: propulsion efficiency improvement device,
110: duct,
131: first outer forward fixed wing,
132: second outer forward fixed wing,
133, 134: inner forward fixed wing,
150: first connecting part,
160: Second connecting part.
Claims (19)
前記ダクトを船尾ボス部に支持し、前記プロペラの回転方向と逆方向の旋回流を発生させる複数の前流固定翼と、を含み、
前記ダクトと、前記複数の前流固定翼のうち、前記プロペラの回転方向の最後に位置する第1外側前流固定翼は、キャンバー形状が相異し、
相互逆方向に凸状のキャンバーを有する前記ダクトの第1終端部と前記第1外側前流固定翼は、その境界に向かうにつれて徐々にキャンバーが消滅する形状を有する、推進効率向上装置。 A duct that is arranged in front of the propeller, has an arc shape, and generates thrust;
a plurality of forward fixed blades that support the duct on the stern boss portion and generate a swirling flow in a direction opposite to the rotation direction of the propeller;
The duct and the first outer front fixed wing positioned at the end of the plurality of front fixed wing in the direction of rotation of the propeller have different camber shapes,
The propulsion efficiency improving device, wherein the first end portion of the duct and the first outer front fixed wing having convex cambers in opposite directions have a shape in which the cambers gradually disappear toward a boundary therebetween.
前記複数の前流固定翼は、前記プロペラの回転方向に凸状のキャンバーを有する、請求項1に記載の推進効率向上装置。 The duct has a convex camber in a direction toward the stern boss,
2. The propulsion efficiency improving device according to claim 1, wherein said plurality of upstream fixed blades have a convex camber in the rotational direction of said propeller.
前記ダクトの前記プロペラの回転方向の逆方向への第2終端部と前記複数の前流固定翼のうち前記プロペラの回転方向の逆方向に最後に位置する第2外側前流固定翼とは第2連結部を介して相互連結され、
前記第1連結部は、キャンバー形状が互いに相異する前記ダクトの前記第1終端部と前記第1外側前流固定翼を連続的に連結する形状を有し、
前記第2連結部は、キャンバー形状が同じ前記ダクトの前記第2終端部と前記第2外側前流固定翼を連続的に連結する形状を有してなり、
前記第1連結部は、前記ダクトのキャンバーと同じ方向に凸状のキャンバーを有し前記ダクトの前記第1終端部に連結される第1領域と、前記第1外側前流固定翼のキャンバーと同じ方向に凸状のキャンバーを有し前記第1外側前流固定翼に連結される第2領域とを含み、前記第1領域と前記第2領域のキャンバーがそれぞれ前記第1領域と前記第2領域との境界に向かうにつれて徐々に消滅する形状を有する、請求項2に記載の推進効率向上装置。 the first end portion of the duct in the direction of rotation of the propeller and the first outer forward fixed wing are interconnected via a first connecting portion;
A second end portion of the duct in the direction opposite to the propeller rotation direction and a second outer front flow fixed blade located last in the opposite direction to the propeller rotation direction among the plurality of front flow fixed blades are the second end portions of the duct. interconnected via two connections,
the first connecting portion has a shape that continuously connects the first terminal end portion of the duct and the first outer front fixed wing, which have different camber shapes;
the second connecting portion has a shape that continuously connects the second terminal end portion of the duct and the second outer front fixed wing that have the same camber shape ;
The first connecting portion includes a first region having a convex camber in the same direction as the camber of the duct and connected to the first terminal end portion of the duct, and the camber of the first outer forward fixed wing. a second region having a convex camber in the same direction and connected to the first outer front flow fixed wing, wherein the cambers of the first region and the second region are respectively the first region and the second region; 3. The propulsion efficiency improving device according to claim 2, having a shape that gradually disappears toward the boundary with the region .
前記複数の前流固定翼は、前記ダクトが形成する円弧の中心線に対して一方の側の下方領域から他方の側の上方領域にわたって相互離隔して配置される、請求項1に記載の推進効率向上装置。 the duct has an arc shape extending from a lower area on one side to an upper area on the other side with respect to the center line of the arc formed by the duct;
2. The propulsion of claim 1, wherein said plurality of upstream stator vanes are spaced apart from one another over a lower region on one side and an upper region on the other side with respect to a centerline of an arc formed by said duct. Efficiency improvement device.
前記複数の前流固定翼のうち船体の左舷に位置する前流固定翼の個数は右舷に位置する前流固定翼の個数より多い、請求項1に記載の推進効率向上装置。 said propeller rotates clockwise when viewed from the rear;
2. The propulsion efficiency improving device according to claim 1, wherein the number of front-flow fixed wings located on the port side of the hull is greater than the number of front-flow fixed wings located on the starboard side of the plurality of front-flow fixed wings.
前記複数の前流固定翼の終端部に支持され、円弧形状を有し、推力を発生させるダクトと、
前記ダクトと前記前流固定翼を相互連結する連結部と、を含み、
前記ダクトと、前記複数の前流固定翼のうち、前記プロペラの回転方向の最後に位置する第1外側前流固定翼は、キャンバー形状が相異し、
相互逆方向に凸状のキャンバーを有する前記ダクトの第1終端部と前記第1外側前流固定翼は、その境界に向かうにつれて徐々にキャンバーが消滅する形状を有する、推進効率向上装置。 a plurality of front flow fixed blades supported by a stern boss in front of the propeller and generating a swirling flow in a direction opposite to the rotation direction of the propeller;
a duct that is supported by terminal end portions of the plurality of upstream fixed vanes, has an arc shape, and generates thrust;
a connecting portion interconnecting the duct and the upstream fixed wing;
The duct and the first outer front fixed wing positioned at the end of the plurality of front fixed wing in the direction of rotation of the propeller have different camber shapes,
A propulsion efficiency improving device, wherein the first end portion of the duct and the first outer front fixed wing having convex cambers in opposite directions have a shape in which the cambers gradually disappear toward a boundary therebetween.
前記複数の前流固定翼は、前記プロペラの回転方向に凸状のキャンバーを有する、請求項9に記載の推進効率向上装置。 The duct has a convex camber in a direction toward the stern boss,
10. The propulsion efficiency improving device according to claim 9, wherein said plurality of upstream stationary blades have a convex camber in the rotational direction of said propeller.
前記ダクトの前記プロペラの回転方向への前記第1終端部と前記第1外側前流固定翼を相互連結する第1連結部と、
前記ダクトの前記プロペラの回転方向の逆方向への第2終端部と前記複数の前流固定翼のうち前記プロペラの回転方向の逆方向に最後に位置する第2外側前流固定翼を相互連結する第2連結部と、を含み、
前記第1連結部は、キャンバー形状が互いに相異する前記ダクトの前記第1終端部と前記第1外側前流固定翼を連続的に連結する形状を有し、
前記第2連結部は、キャンバー形状が同じ前記ダクトの前記第2終端部と前記第2外側前流固定翼を連続的に連結する形状を有してなり、
前記第1連結部は、前記ダクトのキャンバーと同じ方向に凸状のキャンバーを有し前記ダクトの前記第1終端部に連結される第1領域と、前記第1外側前流固定翼のキャンバーと同じ方向に凸状のキャンバーを有し前記第1外側前流固定翼に連結される第2領域とを含み、前記第1領域と前記第2領域のキャンバーがそれぞれ前記第1領域と前記第2領域との境界に向かうにつれて徐々に消滅する形状を有する、請求項10に記載の推進効率向上装置。 The connecting part is
a first connecting portion interconnecting the first terminal end portion of the duct in the direction of rotation of the propeller and the first outer forward fixed wing ;
A second end portion of the duct in the opposite direction of rotation of the propeller and a second outer front fixed blade that is positioned last in the direction opposite to the rotation direction of the propeller among the plurality of front fixed blades are interconnected. and a second connector that
the first connecting portion has a shape that continuously connects the first terminal end portion of the duct and the first outer front fixed wing, which have different camber shapes;
the second connecting portion has a shape that continuously connects the second terminal end portion of the duct and the second outer front fixed wing that have the same camber shape ;
The first connecting portion includes a first region having a convex camber in the same direction as the camber of the duct and connected to the first terminal end portion of the duct, and the camber of the first outer forward fixed wing. a second region having a convex camber in the same direction and connected to the first outer front flow fixed wing, wherein the cambers of the first region and the second region are respectively the first region and the second region; 11. The propulsion efficiency improving device according to claim 10, having a shape that gradually disappears toward the boundary with the region .
前記ダクトは、前記第1終端部から前記第2終端部に向かうにつれてコード長さが増加してから減少する形状を有し、
前記複数の前流固定翼のうち前記プロペラの回転方向の逆方向に最後に位置する第2外側前流固定翼は、ルートからチップに向かうにつれてコード長さが減少する形状を有する、請求項13に記載の推進効率向上装置。 The first outer front flow fixed wing has a shape in which the cord length decreases from the root toward the tip,
the duct has a shape in which the cord length increases and then decreases from the first end portion toward the second end portion ;
14. A second outer front fixed wing positioned last in a direction opposite to a rotational direction of said propeller among said plurality of front fixed wing has a shape in which a cord length decreases from a root to a tip. The propulsion efficiency improvement device described in .
前記ダクトの前記プロペラの回転方向の逆方向への前記第2終端部と前記複数の前流固定翼のうち前記プロペラの回転方向の逆方向に最後に位置する第2外側前流固定翼との間に介在する第2連結部と、を含み、
前記第1連結部は、
前記第1外側前流固定翼のチップから前記ダクトの前記第1終端部に向かうにつれてコード長さが減少してから増加する形状を有し、
前記第2連結部は、
前記第2外側前流固定翼のチップから前記ダクトの前記第2終端部に向かうにつれてコード長さが減少してから増加する形状を有する、請求項13に記載の推進効率向上装置。 a first connecting portion interposed between the first terminal end portion of the duct in the propeller rotation direction and the first outer forward fixed wing ;
between the second end portion of the duct in the direction opposite to the propeller rotation direction and the second outer front flow fixed blade located last in the opposite direction to the propeller rotation direction among the plurality of front flow fixed blades; and a second connecting portion interposed therebetween ,
The first connecting part is
having a shape in which the cord length decreases and then increases as it goes from the tip of the first outer forward flow fixed vane to the first end portion of the duct ;
The second connecting part is
14. The propulsion efficiency improving device according to claim 13, having a shape in which a cord length decreases and then increases from the tip of the second outer upstream fixed wing toward the second terminal end of the duct.
前記ダクトのリーディングエッジがなす曲線は単一曲率を有する、請求項13に記載の推進効率向上装置。 In the developed view of one surface facing the outside of the duct,
14. The propulsion efficiency improving device of claim 13, wherein the curve defined by the leading edge of said duct has a single curvature.
前記ダクトの内側面に固定される前記内側前流固定翼のチップは、その前端が前記ダクトのリーディングエッジより後方に位置し、その後端が前記ダクトのトレーリングエッジより前方に位置する、請求項17に記載の推進効率向上装置。 The inner front flow stationary blade has one or more pieces,
The tip of the inner front fixed wing fixed to the inner surface of the duct has a front end positioned rearward of the leading edge of the duct and a rear end positioned forward of the trailing edge of the duct. 18. The propulsion efficiency improving device according to 17 .
前記内側前流固定翼と前記第1外側前流固定翼および前記第2外側前流固定翼の前後距離は、前記内側前流固定翼のルートのコード長さの0.05倍以上0.15倍以下である、請求項17に記載の推進効率向上装置。 The inner front fixed wing, the first outer front fixed wing, and the second outer front fixed wing have the same cord length at the root, and all have the same cord length at the tip. ,
The front-rear distance between the inner front fixed wing and the first outer front fixed wing and the second outer front front fixed wing is 0.05 times or more the cord length of the root of the inner front fixed wing and 0.15. 18. The propulsion efficiency improving device according to claim 17 , which is twice or less.
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