JPS5816987A - 船用推進装置 - Google Patents

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１’ｆ’ｆ　：：ｉ’ｉ物
を固／（’ｌ’　ｌ／　／こ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乱ｊ＋が／ｌ−し、ときには
三次元剥離渦を伴なう１，そのため、船体抵抗の増大や
船体振動，騒音の発生等を来すこととなる。その傾向は
特に肥大船において著るしい。

かかることから本発明者等は、特に肥大船に訃ける性能
改善を目的と１−で、内向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その後端縁とプロペラとの間に流
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着させた船用推進装置を開発し
先に提案した。そして、この装置は既に数多〈実施され
産業界に大きく寄与している。このリング状構造物は、
船尾部に存在する伴流係数の大きい流れを集中整流した
のち、拡散してプロペラ作動面へ導くことにより、推進
効率の要件の一つである船殻効率η１□（η１□＝ｌ−
ｔ．こ１　　−Ｖ／ こて、Ｗは伴流係数，ｔは推力減少率）等を改善し推進
効率の向上を削り、かつ、船体振動やギヤビテ＝／ヨン
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
生を抑制し船体抵抗を減少さぜることを［１的／、：　
Ｌ、、　ｌ（イ、、のである。

ところで、かかるリンク状１’！’ｌ”；＜’「物Ｑ１
比較的やぜ型の船舶、長体的に＆ニー、ｌ’、　’）ｊ
形肥１１−　係数Ｃ１ｌが０．８未満となるような船舶
、に”ｓ’、（ｌｉｉｏｌｌ、、−７ｃ　ＪＪＡ合は肥
大船はど性能改善をｉｌろことが−Ｃへない３、詳述す
れば、第１図し１船舶の４（１；ＩＦ〕ｌｔｌ中心線を
含む水３Ｆ断面の既念１ツ１であり肥大船の場合の船体
外板１ａと比較的やせノ（ｌｌの船舶の船体外板１１）
とリング状構造物２を示し１、夫ノ？の場合にリング状
構造物２の発生ずるＩｆＩ力の（・トｒ・を併ぜて示し
ている。この図において、リンク状（１１１造物２に発
生ずる揚力を一定と１７で両−と’ｒ　４：用孔すると
、ＩＩＩ”大船の場合の揚力１１，１の方向ｉ１　Ｉｌ
ｌ”、大船の船体外板１ａに沿った水の流れｆ５．の方
向にｌｌ′１女し、１油記揚力り、Ｉの船長成分である
推力＆ｌ　Ｔ、、となり、他方、やせ型組の場合の揚力
■、１．の方向Ｑ：１やせ型組の船体外板１ｂに沿った
水の流７）、、　Ｉｉ＋の方向に直交し、前記揚力■、
ｂの船長成分である推力はＴ　Ｉ］となり、やせ型組の
場合、リング状ＪＩＩ’ｉ遺物２０発生する推力Ｔ１１
は肥大船のＩｌｌ力Ｔ、、に比べて可成り小さくなる。

」１記リング状構造物の推力の発生はプロペラ荷重度を
減少させ推進効率の向」二となるので、やせ型組にリン
ク状構造物を適用し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、やせ型組でリング状構造物の推力を充分大き
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、リング状構造物の翼
断面特性は第２図実線に示すごとく迎角αか大きくなり
過ぎるとストールを生じ、高揚力を得られない。

なお、第２図は迎角αと揚力係数ＣＬ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（４）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℃船体を後方に引く
力を強めている。

しかし、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５本発明に到達した。

すなわち、本発明の舶用推進装置ＶＩは、内面が凸状の
翼断面に構成されたリング状（１η造物を、その長さの
０．２〜ｌまでの範囲で船体に嵌合さぜると共に、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
造物のが１冒１１［１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１
投し、前記リング状構造物の前端に支持体ろ一部してス
ラットを設け、かつ支持体の断面形状を７”ロベラの回
転方向と逆方向に湾曲した筒型断面としたことによって
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１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、すなわち大推力が
？１ノられる。この結果、やせ型組のような船舶に対し
てスラットイ・Ｊ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（Ｂ）に示すように、比
較的平坦な形状となり、船体に及ぼす影響は少ない。

以下、本発明の実施例を図面によって説明する。

第４図は本発明に係る舶用推進装置の乎断面図、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０．２乃至１０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ｔの少なく
とも２０％以」二で、かつ１００％以下の範囲の長さ１
．が船体１に嵌合Ｉ〜で固着される。

こコテ、上記＋）７り状（１′１１１′ｌ′１物２ｔｊ
）、１４−６　ｅ　ｉｄ、上記のように、プＩ１ベラ回
転ｌｌ’ｌ’、　ｆａｔ　Ｉｍｐの０２乃至１．０の範
囲から選ぶのか＆ｒ　−＋、　Ｌ　＜　、この範囲を外
れると剰余抵抗係数０１が増加する。−ｄだ、リング状
構造物の船体への嵌合１１ｊ’　（！ｏ　＆’、ｌ’、
　’）ノブ状構造物ｅの２０％乃至１００係の範囲、傷
に４０％〜８０係の範囲が何重しく、前記２０係未満お
よび１００％を超える値では刺庁−抵１’＋’ｌ’、係
数０１が増加するので何重しくない。

上記間隔ｄは船尾流湯に１．・ける船尾？、１の形状や
位置、プロペラの荷重度な６１−に」、って適宜選択す
ることが望１１−いが、リング状＋！’ｉ遺物２の流出
口から流出しだ流わがフ「Ｉベフ回転面に達する１でに
拡散できる距離を選Ｉｆ’＜するととが重要である。

上記グロベラ４の後方に舵５が配設される。

寸だ、リング状構造物２　ｉｑ：Ｉ：　’１第５図に示
すように、正面からみて円形をなし、プロペラ４の軸芯
と同誌となる」：うに船体１に１１）；合固着される。

（７） 当該リング状構造物２の前端に所定の間隙６を隔ててス
ラット６を設ける。１だ、リング状構造物２の出口部の
径Ｉ）。はプロペラ回転直径Ｔ）ｐとほぼ同等とする。

とのスラット付きリング状構造物２と船体１との関連は
次のように考慮することが重装となる。すなわち、第７
図に示すように、船体１の外板と船体１の中心線ＳＬと
のなす角度を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１ｓｔ
、とのなす角度をｒとしたときに次式を満足するのが何
重しい。

θ〉γ　　　　　　　　・・・・・・（１）より詳わ１
〜くは、１５”″〉θ−γ〉０°の条件を満すことが好
１しく、史には１０°〉θ−γ〉０゜の条件を満すこと
が好ましい。

まだ、スラット６のｉｉ」端と後端との長さ１１は下記
の（２）式を満すことが好寸しい。

−ｆｌ＜１．＜＋１　　　　・・・・・　（２）ここで
、スラット乙の長さｅｌがリング状構造（８） 物２の長さｅの〃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４−する３１：うになるために何重
しくない、他方、スラノＩ・３の長さ１１が１７．以下
になるとスラノＩ・の作用をなさなくなる。

更に、スラット６とリング状Ｊｌ’ｌｊ’ｊ１ｉ物２の
オーバーラツプ長さｍはＦＲＩ２の（３）式を６１１〜
ずことが好」ニジい。

ｅ、）ｍ）０　　　　　　　・・　に３）上記スラット
３は支持体７によってリング状構造物２に固定されると
共に、ぞの両４部は船体１に直接固着される。前記支Ｊ
、１体７の断面形状に第８図（５）に示すように対称１
ノ・１（型としてもよく、１、だ第８図（Ｂ）に示−１
１−ように、ｌ］」［面形状がプロペラの回転方向ど逆
方向にめ曲し／ζ翼型断面としても」二い。

第９図は、本発明の他の実施例を示すものであり、スラ
ット３を、ぞの長さが上ｉ″Ｘ１ｔから下部に向って漸
減する所謂非対称型に形成すると共に、スラット６とリ
ング状ｔ’ｆ’１％’、）１勿２との間隙は上部間隙６
の長さｄＬ＋が下部間隙６′の長さｄ、Ｉ！より大きく
、下向に向って間隙が漸減するようになしている。この
ような形状は上部の伴流を加速し、流れの均一化に有効
となる。

第１０図および第１１図は本発明の他の実施例を示すも
のであり、リング状構造物２の前端の−Ｆ半部分にスラ
ット６を設けている。その場合に、第１２図に示すよう
に、スラット６は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ぜることかできる。

第１３図は、本発明の他の実施例を示すものであり、ス
ラツトイ入１きリング状構造物の形状を正面からみて略
逆おむすび型に形成しである。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が可能となる。

上記のリング状構造物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、上部から下部に
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１／ｌ　ｉ’２１　：ｌ？よＯ
・第１５図にもとづいて説明する。

本発明のスラット（−＝Ｉきリック状１’：Ｊｉ構造物
を備えだやせ型船を運航した場合、第１４図に示すよう
に、平行流Ｓ３と上昇流Ｓ１と１１．！Ｉに乞１舶型に
よってゆるい縦渦Ｓ２とが発生し１　これらの流れはス
ラット伺きリング状４’ｆ’ｉ造物２のスラット３の先
端縁部分に達する。このときのスラット３の入口部分に
おける軸方向成分の？／１１、能分布が基本的には第１
５図（ａｌに示される。ことて′、矢印は流体流れの方
向を示して」・・す、１一方かｒ）下方に変化している
矢印はスラット６の１゛部から下部にかけてのそれぞれ
の位１Ｂ４．″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１１ｉ７ｉ　、ｉ＜’Ｌ物２
に増大された上昇流Ｓ１と平行流Ｓｌとの山１４台によ
る遅い流れはリング状構造物２の土部の内側に力かれて
速度を速めた平行流Ｓ、／となる３、他ツバゆるい縦渦
Ｓ２の発生する場合も、その発生が抑制され、平行流８
２′となる。

（１１） そして、リング状構造物２内の、これらの平行流Ｓ　Ｉ
’　＋　Ｓ、、／にＪ第１５図（１〕）に示すよう々リ
ング状構造物２の作用により、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
ＦＣ＋に示す如くリング状構造物２内を通過し、その流
出口から流出してリング状構造物２の後端縁とプロペラ
先端４′との間隔ｄを経る間に拡散し、第１５図（（Ｉ
）に示すように、はぼ均一な流速分布となってプロペラ
作動面全面に導かれる。と同時にスラット６とリング状
構造物２の間の間隙６に導入された流れは前記間隙６を
通過する間にプロペラの回転方向と逆方向に湾曲した支
持体７によってプロペラの回転方向と逆の方向にねじら
れる。乙のような旋回流に追随してリング状構造物内の
流れは全体的にプロペラの回転方向と逆方向の旋回流と
なる。

上記のように、本発明はスラットを支持する支持体の断
面形状をプロペラの回転方向と逆方向に湾曲した翼型断
面としただめ、整流され、はぼ均一となった流れ全体が
プロペラの回転力（１２） 向と逆方向の旋回流となる３、この／と−めにプロペラ
のけり、すなわちＭｒ、’；ｔ＋をブ１ｒベラの後方に
おしやる力が強くなり、１イ１．仏性能が向上するよう
に々る。

従って、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」−１有用である。

なお、リング状構造物２　＆；Ｉｂｔｉ）　Ｉｆ冒１１
１１にディフューザー角を設けたり、その後端部とプロ
ペラの間隔ｄを上方から下方に向つ−Ｃ順次大となるよ
うに構成させるなど、神々選択でき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２１１ｊｊ船とにリング状構造物
を取りつけだときの推力のＡＬＮ、四国、第２図は揚力
特性説明図、第３図はリング状構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
施例を示す平断面図、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科側面図、第７図は第４
図の一部拡大説明図、第８図囚、（Ｂ）は第７図のｍｌ
−■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Ｘ［
−Ｘ［断面図、第１２図は他の実施例を示す斜視図、第
１３図は本発明の他の実施例を示す正面図、第１４図は
本発明の装置を備えだやせ型船の船尾流湯を示す図、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・・・リング状構造物、６・・・スラ
ット、４・・・プロペラ。 代理人　弁理士　小　川　信　− 弁理士　野　口　賢　照 弁理士　斎　下　和　彦 ７４園１ＯＲ５８−・１６９８７（６）第７図　　　　
　６　　　　ＮＬ ハフ ２　　　　　　　　　　　　γ ／ 〈７１ トー＋：　　’、 Ｌ 第８図 （Ａ）　　　　　　　（Ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内面が凸状の翼断面に構成されたリンク状構造物を、そ
   の長さの０．２〜１寸での範囲で船体に嵌合させると共
   に、前Ｒｃ、　’Ｊング状（（（へ遺物の後端縁とプロ
   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
   が拡散してゾ１１ベラ回転面に達するような間隔を設け
   て面接船体に固設し、前記リング状構造物の前端に支持
   イ４・を介してスラットを設け、かつ支持体の断面形状
   をプロペラの回転方向と逆方向に湾曲し／こＩ）：ｉ、
   　／［Ｑ断面としたことを特徴とする船用Ｊｌ（；ｌ（
   装置３．