JPS5816982A - 船用推進装置 - Google Patents

船用推進装置

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Publication number
JPS5816982A
JPS5816982A JP11427881A JP11427881A JPS5816982A JP S5816982 A JPS5816982 A JP S5816982A JP 11427881 A JP11427881 A JP 11427881A JP 11427881 A JP11427881 A JP 11427881A JP S5816982 A JPS5816982 A JP S5816982A
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JP
Japan
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hull
ring
shaped structure
wring
slat
Prior art date
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Pending
Application number
JP11427881A
Other languages
English (en)
Inventor
Hitoshi Narita
成田 仁
Hikari Yagi
八木 光
Shunji Soejima
副島 俊二
Kazuo Yoshida
和生 吉田
Takeo Nojiri
武生 野尻
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Mitsui Zosen KK
Original Assignee
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Mitsui Zosen KK
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd, Mitsui Zosen KK filed Critical Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority to JP11427881A priority Critical patent/JPS5816982A/ja
Publication of JPS5816982A publication Critical patent/JPS5816982A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H5/00Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water
    • B63H5/07Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers
    • B63H5/16Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers characterised by being mounted in recesses; with stationary water-guiding elements; Means to prevent fouling of the propeller, e.g. guards, cages or screens

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ペラ前方の船尾部にリング状構造物を固着した船用推進
装置の改良に関するものである。
船舶が航行すると船尾部にl’r1. J’+が生1−
六ときには三次元剥離′i1.!!jを伴h:う。ぞの
ノこめ、船体抵抗の増大や船体振動,DAt”1の発生
等を来すとととなる。その傾向にl」!1−に肥大船に
、1,・いて著るしい。
かかることから本発明に′1.(、y il、特に肥大
船における性能改善を目的と[7て、内面が凸状の翼断
面に構成されたリンク状1]1?i 、illい勿をそ
の長さの0、2〜1−までの範囲で船体に嵌合さぜると
共にその後端縁とプロペラとの間にIlに出しだ流れが
拡散してプロペラ回転面に達するような間隔を設けて面
接船体に固着さぜ/ζ船川用f1.3(ri装置を開発
し先に提案した。そして、この装置は既に数多〈実施さ
れ産業界に大きく寄−Ilシている。このリング状構造
物は、船尾部に春作する伴流係数の大きい流れを集中整
流l〜/このち、拡散してプロペラ作動面へ導くととに
」:リ、4イ1進効率の要件の一つである船殻効率η1
1(ηII」二y こ  −w こて、Wは伴流係数,tは推力減少率)等を改善し推進
効率の向上をd」リ、かつ、船体振動やキャビテーショ
ンおよび騒音の発生を防止すると共に三次元剥離渦等の
発生台抑制し7船体抵抗を減少させることを目的としか
、ものである。
ところで、かかるリング状構造物は比較的やせ型の船舶
、具体的には方形肥せき係数CI)が0.8未満となる
ような船舶、に装備した場合は肥大船はと性能改善を割
ることができない。
詳述すれば、第1図は船舶の推進軸中心線を含む水平断
面の既念図であり、肥大船の場合の船体外板1aと比較
的やせ型の船舶の船体外板1bとリング状構造物2を示
1−1夫々の場合にリング状構造物2の発生する推力の
様子を併せて示している。この図において、リング状構
造物2に発生する揚力を一定として両者を対比すると、
肥大船の場合の揚力Laの方向は肥大船の船体外板1a
に沿った水の流れfaの方向に直交し、前記揚力Laの
船長成分である推力はTaとなり、他方、やせ型組の場
合の揚力L l)の方向はやせ型組の船体外板1bに沿
った水の流れfbの方向に直交し、前記揚力1.l)の
船長成分である推力はTbとなり、やせ型組の場n、リ
ング状構造物2の発生ずる推力T11げ1j−IJ ノ
ぐ船のJfl力Taに比べて可成り小さくなる。
上記リング状構造物の推力の発11−はブτ−1ベラ荷
重度を減少させ推進効率の向1どなるので、やせ型組に
リング状構造物イi=適用17ても余り効果的ではない
ことが理解できるであろう。
ところで、やせ型組でリンク状構造物の推力を充力大き
くするためには、リング状構造物と流れとのなす角度(
迎角)を大きくし、大きな推力Tbを得ることにより可
能であると考えられるが、一般に、リング状Pil造物
の翼断面特性は第2図実線に示すごとく迎角αが大きく
なりすきるとストールを生じ、高揚力を’fUられない
なお、第2図は、迎角αど揚力係数Cr、の関係を示す
次に、リング状構造物と船体との干渉とを考えると、リ
ング状構造物の負圧面の圧力分布は、第3図(A)のよ
うに、リング状構造物の前端部に大きなピークを持つ形
状であり、この負圧が船体に作用して船体を後方に引く
力を強めている。
かかることから本発明者等は、やせ型組における推進性
能をさらに改善し、省エネルギーの社会的要求に対応し
ようとして、本発明に到達した。
すなわち、本発明の舶用推進装置は、内面が凸状の翼断
面に構成されたリング状構造物を、その長さの0.2〜
1までの範囲で船体に嵌合させると共に、前記リング状
構造物の後端縁とプロペラとの間にリング状構造物の流
出口から流出した流れが拡散してプロペラ回転面に達す
るような間隔を設けて直接船体に固設し、前記リング状
構造物の前端にスラットを設け、かつ船体外板と船体中
心線とのなす角度θと、スラット前端とリング状構造物
後端を結ぶ直線と船体中心線とのなす角度γとがθ〉γ
を満足することによって、下記の作用効果を得んとする
ものである。
(1)リング状構造物の前端に若干の間隔をあけてスラ
ットを設けることにより大迎角の場合でも翼断面におけ
る負圧側の剥離が抑制され、大揚力、ずなわち大推力が
得られる。この結果、やせ型組のような船舶に対してス
ラット付きリング状構造物を用いることにより、充分な
推力を得ることができるのである(第2図破線参照)。
(2)  スラット付きのリング状構造物の場合は負圧
面における圧力分布が、第3図(n)に示ずように、比
較的平坦な形状となり、船体に及ぼす影響は少なく推進
性能上好ましいことが分った。
以下、本発明の実施例を図面に、1;って説明する。
第4図は本発明に係る船用推進装atの平断面図、第5
図は第4図のV−V断面図、第6図は一部断面側面図で
あり、リング状構造物2は外側面2kが平坦面をなすと
共に、内側面21がゆるやかな凸状の所謂翼形断面形状
に形成されている。そして、その長さtはプロペラ4の
直径Dpの02乃至1.0の範囲内から選ばれる。
このように形成されたリング状構造物2は、その後端縁
がプロペラ4の前方に位置する如く、すなわち、リング
状構造物2の後端縁とプロペラ先端4′との間に間隙d
を有するように配置されると共に、その長さlの少なく
とも20係以上で、かつ100%以下の範囲の長さl。
が船体1に嵌合して固着される。
ここで、L記すング状構造物2の長さlは、上記のよう
に、プロペラ回転直径り、の02乃至1.0の範囲から
選ぶのが好−土しく、この範囲を外れると剰余抵抗係e
tcrが増加する。捷だ、リング状構造物の船体への嵌
合量l。はリング状構造物iの20係乃至100%の範
囲、特に40%〜80%の範囲が好ましく、前記20係
未満および100%を超える値では剰余抵抗係数Crが
増加するので好−土しくない。
」−記間隔dは船尾流湯にお−ける船尾渦の形状や位置
、プロペラの荷重度などによって適宜選択することが望
ましいが、リング状構造物2の流出口から流出した流れ
がプロペラ回転面に達する捷でに拡散できる距離を選択
することが重要である。
(7) 上記プロペラ4の後方に舵5が配設される。
寸だ、リング状構造物2 &:t、2r< 5図に示す
ように、正面からみて円形をなし、ブ11ペラ4の軸芯
と同容となるように船体1に嵌合固着される。
当該リング状構造物2の削剥111にノリ1定の間隙6
を隔ててスラット3を設ける。、 t ノ(−1’)ン
グ状構造物2の出口部の径り。Vl、ゾfjベラ回転直
径I〕。
とはH;同等とする。
このスラシト伺きリング状]1]1造物2と船体1との
関連は次のように考慮することが重要となる。すなわち
、第7図に小才ように、船体1の外板と船体1の中心線
sr、との石ニオ角)Wをθとし、捷だ、スラット6の
前端とリング状構造物2の後端とを結ぶ直線NLと船体
1の中心線SLとのなす角度をγと1−27こときに次
式4・i’1:’iカーすることが重要となる。
θ〉r        ・・・・・(+1」二り詳わし
くけ、15°l >θ−ツバ〕・(1” の条件を漏す
ことが重要であり、す↓にCI’、 I (1” )θ
−γ〉0゜の条件を満すことが11j′汐である。
(8) 捷だ、スラット6の前端と後端との長さ11は下記の(
2)式を満すことが好ま!〜い。
+e<1.<−ム−l    ・・・・・(2)とこで
、スラット6の長さelがリング状構造物2の長さlの
坏以上になるとスラット6がリング状構造物2と同様の
作用をするようになるだめに好J+シくない。他方、ス
ラット6の長さ11がl/4以下になるとスラットの作
用をなさなくなる。
更に、スラット3とリング状構造物20オーバー ラッ
プ長さmは下記の(3)式を満すことが好斗しい。
l、)m)O・・・・・・ (3) 」1記スラット3に、支持体7によってリング状構造物
2に固定されると共に、その両端部は船体1に直接固着
される。前記支持体7の断面形状は第8図囚に示すよう
に対称翼型としてもより、捷だ第8図(13)に示すよ
うにタービン翼型としてもよい。その場合に、支持体7
はプロペラ4の回転方向と逆方向に流れが旋回するよう
な形状とする。このことにより、推進効率がより向」−
することは驚くべきことでパン〕る。
第9図は、本発明の他の実MII例を示すものであり、
スラット6を、その長さが1一部から下部に向って漸減
する所謂非郊1称形に形成すると共に向って間隙が漸減
するようになしている3、このような形状は上部の伴流
を加速し7、流れの均一化に有効となる。
第10図および第11図は本発明の他の′j!施例を示
すものであり、リング状(’l”li<”j物2の前端
の−1−半部分にスラット3を設けている。1その場合
に、第12図に示すように、スラツI・乙の下端部をリ
ング状構造物2に直接固着−することによって支持強度
を増加させることができる。
第13図は、本発明の他の実施例を示すものであり、ス
ラット伺きリング状構造物の形状を正面からみて略逆お
むすび^りに形成I7である。かかる形状とすることに
よってスラット付きリング状構造物の上部に対応する伴
流をより広い流域から取り込むことかり能となる。
」−記のリンク状構造物2は横方向からみだ場合に前端
縁と後端縁が平行な所謂対称型であるが、」一部から下
部に向って軸方向の長さが漸減する所謂非対称型を用い
てもよい。
次に、本発明の作用を第14図および第15図にもとつ
いて説明する。
本発明のスラノI・伺きリング状構造物2を備えだやせ
型組を運航した場合、第14図に示すように、平行流S
3と」−昇流S1と時には、組型によってゆるい縦渦S
2とが発生し、これらの流れはスラット伺きリング状構
造物2のスラット6の先端縁部分に達する。このときの
スラツ]・6の入口部分における軸方向成分の流速分布
が基本的には第15図ialに示される。ここで、矢印
は流体流れの方向を示しており、」一方から下方に変化
している矢印はスラット乙の上部から下部にかけてのそ
れぞれの位置における流速の大きさを示している。
このような状態でリング状構;”、j物2に導入された
」−昇流S1と=1z−行流惰との混合に」;る遅い流
れはリンク状構造物2の1″部の内側に嗜かれて速度を
速めだ平行流S 、/となる。他方、ゆるい縦渦S2の
発生ずる場合も、その光ノ1が抑制され、平行流82′
となる。
そして、リング状J’l’l 活物2内の、これらの平
行流SI′+ 82’は第15図(1〕)に/I<ずよ
うなリング状構造物20作用により、その内部の上部と
下部との間でみられるような不均一性が弱められて、第
15図(C1に示す如くリング状JIIJj 活物2内
を通過し、その流出口から流出j−でり/グ状構造物2
の後端縁とプロペラ先☆1ii4’との間隔dを経る間
に拡散し、第15図((りに〉1、す31.うに、はぼ
均一な流速分布となってゾロペラ作動面全面に尋かれる
上記整流作用に際17て、上昇流S、および平行流S1
.の一部はスラット3とリング状構造物2の間の間隙6
からリング状構造物2内に流入し、その内壁面21に沿
って流れるためにリング状構造物2の内壁面21におけ
る所謂剥離現象が抑制され、上記整流作用が助長される
。このため、推進性能が一層向上するようになる。
上記のように、本発明はスラット付きリング状構造物を
備えた船体における船体外板と船体中心線SLとのなす
角度をθとし、スラット前端とリング状構造物後端を結
ぶ直線NLと船体中心線SLとのなす角度γとが、θ〉
γとなるようになしだので、リング状構造物内における
所謂剥離現象が抑制されることになり、推進性能をより
一層向上させることができるようになる。このため、省
エネルギーの社会的要望に充分対応できるようになり、
工業上、有用である。
なお、リング状構造物2は、流出側にディフューザー角
を設けたり、プロペラとその後端縁の間隔dを」一方か
ら下方に向って順次大となるように構成させるなど、種
々選択出来ることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
第1図は肥大船とやせ型組とにリング状構造物を取りつ
けだときの推力の説明図、第2図は揚力特性説明図、第
3図はリング状4?’i造物とスラット付きリング状構
造物の圧力分布説明図、第4図は本発明の一実施例を示
す才断面図、第5図は第4図の■−■断面図、第6図は
本発明の一部断面を含む側面図、第7図r]、第4図の
一部拡大説明図、第8図(〜、(B)は第7図のVll
−■線断面図、第9図および第10図は本発明の他の実
施例を示す一部断面側面図、第11図は第10図のM 
−M断面図、第12図は本発明の他の実施例を示す斜視
図、第13図は他の実施例を示す正面図、第14図は本
発明の装置を(+ifiえたやぜ型組の船尾渡場を示す
図、第15図は本発明による軸方向成分の速力分布の変
化を示す図、を夫々示す。 1・・・船体、2・・・リング状(1−)端物、3・・
・スラット、4・・・プロペラ。 代理人 弁理士 小 川 伯 − 弁理士 野 口 賢 照 弁理士 斎 下 和 彦 長間昭58−46982(6) SL 第8図 (A)       (B) 第9置       第1oズ ■ 第11図     第12図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 内面が凸状の翼断面に構成されたリング状構造物を、そ
    の長さの0.2〜1捷での範囲で船体に嵌合させると共
    に、前記リング状構造物の後端縁とプロペラとの間にリ
    ング状構造物の流出口から流出した流れが拡散してプロ
    ペラ回転面に達するような間隔を設けて直接船体に固設
    し、前記リング状構造物の前端にスラットを設け、かつ
    船体外板と船体中心線とのなす角度θと、スラット前端
    とリング状構造物後端を結ぶ直線と船体中心線とのなす
    角度γとが次式を満足するようになしたことを特徴とす
    る船用推進装置。 θ〉γ       ・・・・・・(1)
JP11427881A 1981-07-21 1981-07-21 船用推進装置 Pending JPS5816982A (ja)

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JP11427881A JPS5816982A (ja) 1981-07-21 1981-07-21 船用推進装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022146974A (ja) * 2021-03-23 2022-10-06 三井E&S造船株式会社 船尾ダクト

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