WO2018030142A1 - 船舶 - Google Patents

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WO2018030142A1
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WO
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duct
propeller
shape
ship
stern
Prior art date
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PCT/JP2017/026807
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English (en)
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Inventor
秀聡 秋林
校優 木村
虎卓 山本
剛大 池田
沙織 岡
Original Assignee
三井造船株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H5/00—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water
    • B63H5/07—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers
    • B63H5/14—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers characterised by being mounted in non-rotating ducts or rings, e.g. adjustable for steering purpose
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H5/00—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water
    • B63H5/07—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers
    • B63H5/16—Arrangements 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

Definitions

  • This invention relates to the ship provided with the stern duct which improves the thrust by a stern duct rather than a circular stern duct.
  • stern ducts are installed in order to obtain propulsive power using the wake of the hull.
  • a ring-shaped nozzle whose front edge is composed of an upper front edge and a lower front edge is provided in front of the ship propeller, and the upper front edge is The closer to the propeller side, the lower the front edge of the nozzle and the lower front edge change at the joint where the upper front edge and lower front edge join, and the joint changes the axis of the propeller shaft.
  • a ship located in the vicinity of the horizontal plane is proposed.
  • the nozzle In order to cope with this problem even when the bilge vortex generated at the stern of the ship is at a high position, the nozzle is moved upward in its shape, that is, it coincides with the axis of the propeller shaft. It is considered that the entire nozzle is raised to an upper position so that the center of the circle at the rear end of the nozzle that has been moved moves upward.
  • the axis of the propeller is more than the diameter of the propeller. And 0 to 25%, preferably 5 to 20%, and the inclination angle of the duct axis is set to 5 to 25 ° upward with respect to the axis of the propeller.
  • a ship with a stern duct that has a convex shape inside is proposed.
  • the present inventors have considered the flow velocity distribution and flow direction of the hull wake field. As a result, these circular ducts are arranged so that the center position of the circle is above the propeller shaft center.
  • the present invention has been conceived because it is not yet possible to optimize the duct shape to generate thrust by fully utilizing the hull wake and further improve the duct shape.
  • the present invention has been made in view of the above situation, and the purpose of the present invention is to provide a thrust generation portion of a stern duct that can generate a thrust more than a circular stern duct in a ship in which a stern duct is disposed immediately before a propeller.
  • the object is to provide a ship that can increase the thrust by the stern duct.
  • a ship for achieving the above object is a ship in which a stern duct having a duct member and a duct support member that supports the duct member on a hull is disposed immediately before a propeller.
  • the shape of the rear edge portion of the member is a shape in which a joint portion is provided between the upper arc portion and the lower arc portion.
  • both the upper arc portion and the lower arc portion can be arranged at a position where a high thrust can be generated using the hull wake, so the shape is circular. Thrust can be increased more than the stern duct, and the thrust by the stern duct can be improved.
  • the shape of the rear edge of the duct member when viewed from the stern direction, and the diameter of the circle of the upper arc portion is not less than 0.3 times and not more than 1.1 times the propeller diameter.
  • the diameter of the circle of the lower arc portion is not less than 0.3 times and not more than 1.1 times the propeller diameter, and the length of the intermediate portion is not less than 0.05 times the propeller diameter and 0. If it is formed to be 8 times or less, the shape of the duct member is suitable for the wake of the hull of many ships.
  • the height of the center of the circle of the upper arc portion is 0.05 times the propeller diameter than the propeller rotation axis center in the shape of the rear edge of the duct member when viewed from the stern direction.
  • the center of the circle of the lower arc portion is arranged vertically within the range of 0.5 times the propeller diameter vertically from the propeller rotation axis center If it forms, the position of a duct member will become a shape suitable for the hull wake of many ships.
  • a cross-sectional shape perpendicular to the circumferential direction of the upper arc portion is formed in a wing shape having a camber protruding inward, and a chord line connecting the leading edge and the trailing edge of the wing shape is a propeller.
  • the thrust by the duct member can be optimized. That is, the opening angle of the duct member is fitted so that the angle of attack is such that a large thrust can be obtained with respect to the flow direction of the water flow at that portion.
  • a cross-sectional shape perpendicular to the circumferential direction of the lower arc portion is formed into a wing shape having a convex camber on the inside, a wing shape having a convex camber on the outside, or a symmetrical wing shape.
  • the thrust by the duct member can be optimized. That is, the cross-sectional shape and the angle of the duct member with respect to the propeller rotation axis are fitted so that the cross-sectional shape and the angle of attack can obtain a large thrust with respect to the flow direction of the water flow at that portion.
  • a duct support member in the vertical direction is provided above the propeller rotation axis center of the duct member, and the cross-sectional shape of the duct support member is a symmetrical shape, or If the rear end is bent in the direction opposite to the direction of rotation of the propeller, the resistance by the duct support member can be minimized in the former case, and in the latter case, the resistance of the propeller can be reduced by the duct support member.
  • the flow in the direction opposite to the rotation direction can be guided to the propeller surface, and the propeller efficiency can be improved.
  • a vertical duct support member is provided below the center of the propeller rotation axis of the duct member, and the cross-sectional shape of the duct support member is a symmetrical shape,
  • the resistance by the duct support member can be minimized in the former case, and the propeller is supported by the duct support member in the latter case.
  • the flow in the direction opposite to the rotation direction can be guided to the propeller surface, and the propeller efficiency can be improved.
  • the upper arc portion and the lower arc portion are both arranged at positions where higher thrust can be generated using the hull wake by providing a relay portion in the duct member. Therefore, the thrust can be made larger than the stern duct formed in a circular shape, and the thrust by the stern duct can be improved.
  • FIG. 1 is a side view schematically showing the arrangement of ducts in a ship according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view seen from the bow side schematically showing the shape of the duct in the ship according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a central sectional view schematically showing the shape of the duct member of FIG.
  • FIG. 4 is a top view schematically showing a cross-sectional shape of the upper duct support member in FIG. 2.
  • FIG. 5 is a top view schematically showing a cross-sectional shape of the lower duct support member in FIG. 2.
  • the ship 1 has a propeller 3 and a rudder 4 at the rear part of a hull 2, and is configured by disposing a stern duct 10 immediately before the propeller 3 at the stern.
  • the symbol Sp indicates the propeller rotation surface.
  • FIG. 2 is a view of the stern duct 10 as seen from the bow side.
  • a stern duct 10 having a duct member 11 and duct support members 12 and 13 for supporting the duct member 11 on the hull 2 as shown in FIG.
  • the ship 1 is disposed immediately before the propeller 3.
  • the shape of the duct member 11 is, as shown in FIG. 2, a shape in which a joint portion 11c is provided, for example, in a substantially straight line between the upper arc portion 11a and the lower arc portion 11b.
  • a joint portion 11c is provided, for example, in a substantially straight line between the upper arc portion 11a and the lower arc portion 11b.
  • the diameter D2 of the circular arc portion 11b on the lower side of the duct member 11 is set to be not less than 0.3 times and not more than 1.1 times the diameter Dp, more preferably not less than 0.3 times and not more than 0.7 times.
  • 2 ⁇ R2) is 0.3 to 1.1 times the propeller diameter Dp, more preferably 0.3 to 0.7 times.
  • the diameter D1 of the circle of the upper arc portion 11a and the diameter D2 of the circle of the lower arc portion 11b may be the same, or may be different values depending on the stern wake.
  • the shape of the duct member is suitable for the wake of many ships.
  • the height H1 of the center of the circle of the circular arc portion 11a on the upper side of the duct member 11 in the shape of the rear edge portion of the duct member 11 when viewed from the stern direction is the propeller rotation axis center. It is arranged above C in the range of 0.05 times or more and 0.5 times or less, more preferably 0.05 times or more and 0.3 times or less of the propeller diameter Dp.
  • the height H2 of the center of the circle of the arc portion 11b on the lower side of the duct member 11 is within a range within 0.5 times, more preferably within 0.3 times the propeller diameter Dp up and down from the propeller rotation axis center C. Place at the height of.
  • the arc diameters D1 and D2, the center positions H1 and H2, and the length L1 of the intermediate portion 11c of the arc portions 11a and 11b indicate the wake distribution and the flow direction at the duct position of the hull wake from experiments and numerical fluid calculations.
  • the duct member 11 is arranged so as to pass through the vicinity of the center of the stern vortex (bilge vortex: longitudinal vortex) in a plane (YZ plane) perpendicular to the direction of the propeller rotating shaft 6 (X direction). It is preferable.
  • the upper arc portion 11a is preferably configured to pass through the vicinity of the center of the stern vortex.
  • the shape of the duct member 11 is indicated by a dotted line in the side sectional view shown in FIG. 3 because the front edge portion is on the rear side of the duct support members 12 and 13.
  • the front edge portion is vertically formed from the uppermost portion to the lower end, and the rear edge portion is also formed vertically from the uppermost portion to the lower end.
  • the shape of the duct member 11 in this side view is not particularly limited, and the front edge portion gradually recedes back from the uppermost portion to the middle portion, and the middle portion to the lower end is formed vertically,
  • the rear edge portion may have a shape that is formed substantially vertically from the uppermost portion to the lower end.
  • a cross-sectional shape perpendicular to the circumferential direction of the circular arc portion 11a on the upper side of the duct member 11 is formed as a wing shape having a camber protruding inward, and this wing shape is received with respect to the flow direction of the water flow flowing through the portion. Form to take corners.
  • a cross-sectional shape perpendicular to the circumferential direction of the lower arc portion 11b is formed into a wing shape having a convex camber on the inside, a wing shape having a convex camber on the outside, or a symmetrical wing shape.
  • the opening angle ⁇ of the chord line connecting the leading edge and the trailing edge of the uppermost blade cross-sectional shape of the upper arc portion 11a of the duct member 11 with respect to the propeller rotation axis 6 is 0 degree.
  • the angle is greater than or equal to 40 degrees, and the angle ⁇ of the chord line connecting the leading edge and the trailing edge of the lowest blade cross-sectional shape of the lower arc portion 11b of the duct member 11 with respect to the propeller rotation axis 6 is The angle is in the range of ⁇ 40 degrees to +40 degrees.
  • the optimum angles ⁇ and ⁇ vary depending on the shape of the hull, but are suitable for each wing cross-sectional shape based on the wake distribution and the flow direction at the duct position in the wake of the hull obtained from experiments and numerical fluid calculations. It can be determined in consideration of the angle of attack.
  • the thrust by the duct member 11 can be optimized. That is, the angles ⁇ and ⁇ of the duct member 11 with respect to the propeller rotating shaft 6 can be fitted so that the angle of attack is such that a large thrust can be obtained with respect to the flow direction of the water flow at that portion.
  • the duct member 11 is provided with an upper duct support member 12 and a lower duct support member 13 extending in the vertical direction in a shape viewed from the bow-stern direction. If the cross-sectional shape of the duct support members 12 and 13 is formed so that the thickness decreases as going to the rear end, or if it is formed into a wing shape, the duct support member 12 is maintained while maintaining the function of changing the direction of water flow. , 13 can be weakened, and the resistance of the duct support members 12, 13 can be reduced.
  • the left and right balance is structurally strong and the structure is strong.
  • the duct support members 12 and 13 may have a symmetrical cross-sectional shape. However, the duct support members 12 and 13 change the direction of the water flow flowing into the propeller 3 to flow in the direction opposite to the propeller rotation direction. Can be guided to the propeller cross section.
  • the rear end side of the duct support member 12 above the propeller rotation axis C is rotated clockwise as seen from the stern side as shown in FIG. Is inclined to the port side, and when the rotation of the propeller 3 is a left rotation when viewed from the stern side, it is inclined to the starboard side.
  • the rear end side of the duct support member 13 below the propeller rotation axis C is inclined to the starboard side when the rotation of the propeller 3 is a right rotation when viewed from the stern side.
  • the rotation is counterclockwise when viewed from the stern side, it is inclined to the port side.
  • the cross-sectional shape of the duct support members 12 and 13 is a wing cross section having a camber on the same side as the rotation direction of the propeller 3, and the wing cross section and the hull are smoothly connected, the duct support member 12 , 13 can be weakened, and the resistance of the duct support members 12, 13 can be reduced.
  • the ship 1 in which the stern duct 10 is disposed immediately before the propeller 3 by providing the intermediate portion 11c, the upper arc portion 11a and the lower arc portion 11b are both moved along the hull wake. Since it can arrange

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Abstract

ダクト部材１１とこのダクト部材１１を船体２に支持するダクト支持部材１２、１３とを有して構成された船尾ダクト１０を、プロペラ３の直前に配置した船舶１において、ダクト部材１１の後縁部の形状を上側の円弧部１１ａと下側の円弧部１１ｂの間に中継ぎ部１１ｃを設けた形状にする。これにより、船尾ダクトをプロペラの直前に配置した船舶において、円形状の船尾ダクトよりも、船体後流を利用して推力を発生できる船尾ダクトの推力発生部分を増加できて、船尾ダクトによる推力を向上できる船舶を提供する。

Description

船舶
　本発明は、円形状の船尾ダクトよりも、船尾ダクトによる推力を向上させる船尾ダクトを備えた船舶に関する。
　一般の商用船等の排水量型の船舶において、船舶の船体後流を利用して推進力を得るために、船尾ダクトを設置することが行われている。
　例えば、日本出願特開平０８－２４８６号公報に記載されているように、前縁が上部前縁と下部前縁からなるリング状のノズルを船舶のプロペラの前方に備えて、上部前縁は、下方ほどプロペラ側に接近し、上部前縁と下部前縁とが接合する接合部でノズル上部前縁の傾斜角と下部前縁の傾斜角が変わり、更に、接合部がプロペラ軸の軸心を含む水平面の近傍に位置する船舶が提案されている。
　しかしながら、この船尾ダクト付き船舶のリング状のダクトでは、船舶の船尾に発生するビルジ渦が高い位置にある場合に、ダクトによる推力の向上を得るためには、後端部の直径を大きくする必要があり、そのため、ダクトが大きくなり過ぎて抵抗が増加してしまい、推力の向上が妨げられてしまうという問題がある。
　この問題に対して、船舶の船尾に発生するビルジ渦が高い位置にある場合にも対応できるように、ノズルをその形状のまま、上方に移動させること、つまり、プロペラ軸の軸心と一致していたノズルの後端の円の中心が上方に移動するように、ノズル全体を上方の位置に上げた配置にすることが考えられている。
　例えば、日本出願特開平０９－１７５４８８号公報に記載されているように、軸対称形状のリング状のダクトの取り付け位置（高さ）に関して、軸心を、プロペラの軸心より、このプロペラの直径に対して、０～２５％、好ましくは５～２０％だけ上方に高くするとともに、ダクトの軸心の傾斜角をプロペラの軸心に対して上方に５～２５°とすると共に、ダクトの断面形状を、その内側に凸形状とした船尾ダクト付き船舶が提案されている。
　しかしながら、この船尾ダクト付き船舶のリング状のダクトの位置を上方に移動させて配置しただけでは、まだ船体後流を十分に利用して推力を出すダクト形状に最適化できていないという問題がある。
日本出願特開平０８－２４８６号公報 日本出願特開平０９－１７５４８８号公報
　本発明者らは多くの実験結果から、船体後流場について流速分布や流向を考慮した結果、これらの円形状のダクトで、その円の中心位置をプロペラ軸中心よりも上方になるようにダクトを配設したのでは、まだ、船体後流を十分に利用して推力を出すダクト形状に最適化できておらず、さらに改善できるのではないかと考えて、本発明に想到した。
　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、船尾ダクトをプロペラの直前に配置した船舶において、円形状の船尾ダクトよりも推力を発生できる船尾ダクトの推力発生部分を増加できて、船尾ダクトによる推力を向上できる船舶を提供することにある。
　上記のような目的を達成するための船舶は、ダクト部材と該ダクト部材を船体に支持するダクト支持部材とを有して構成された船尾ダクトを、プロペラの直前に配置した船舶において、前記ダクト部材の後縁部の形状を上側の円弧部と下側の円弧部の間に中継ぎ部を設けた形状にしている。
　この中継ぎ部を設ける構成により、上側の円弧部と下側の円弧部を共に、船体後流を利用して高い推力を発生させることができる位置に配置することができるので、円形状に形成した船尾ダクトよりも推力を大きくでき、船尾ダクトによる推力を向上できる。
　上記の船舶において、船首尾方向から見たときの前記ダクト部材の後縁部の形状で、前記上側の円弧部の円の直径をプロペラ直径の０．３倍以上でかつ１．１倍以下とし、前記下側の円弧部の円の直径を、プロペラ直径の０．３倍以上でかつ１．１倍以下とすると共に、前記中継ぎ部の長さをプロペラ直径の０．０５倍以上でかつ０．８倍以下として形成していると、ダクト部材の形状が多くの船舶の船体後流に適した形状となる。
　上記の船舶において、船首尾方向から見たときの前記ダクト部材の後縁部の形状で、前記上側の円弧部の円の中心の高さをプロペラ回転軸中心よりもプロペラ直径の０．０５倍以上でかつ０．５倍以下の範囲の上方に配置すると共に、前記下側の円弧部の円の中心の高さをプロペラ回転軸中心から上下にプロペラ直径の０．５倍以内の範囲に配置して形成していると、ダクト部材の位置が多くの船舶の船体後流に適した形状となる。
　上記の船舶において、前記上側の円弧部の周方向に垂直な断面形状を内側に凸のキャンバーを持った翼形状で形成すると共に、該翼形状の前縁と後縁を結ぶ翼弦線がプロペラ回転軸に対して船首側に開く０度より大きく４０度以下の開角を持つように形成していると、ダクト部材による推力を最適化させることができる。つまり、ダクト部材の開角は、その部位における水流の流向に対して大きな推力を得られる迎角の角度になるようにフィッティングさせる。
　上記の船舶において、前記下側の円弧部の周方向に垂直な断面形状を内側に凸のキャンバーを持った翼形状、若しくは、外側に凸のキャンバーを持った翼形状、若しくは対称翼形状に形成していると、ダクト部材による推力を最適化させることができる。つまり、断面形状とダクト部材のプロペラ回転軸に対する角度は、その部位における水流の流向に対して大きな推力を得られる断面形状と迎角の角度になるようにフィッティングさせる。
　上記の船舶において、船首尾方向から見た形状において、前記ダクト部材のプロペラ回転軸中心より上側に鉛直方向のダクト支持部材を設けると共に、該ダクト支持部材の断面形状を、左右対称の形状、又は、その後端をプロペラの回転方向とは逆方向に曲げた形状としていると、前者の場合はこのダクト支持部材による抵抗を最小限にすることができ、後者の場合はこのダクト支持部材によりプロペラの回転方向と逆方向の流れをプロペラ面に誘導することができ、プロペラ効率を向上できる。
　上記の船舶において、船首尾方向から見た形状において、前記ダクト部材のプロペラ回転軸中心より下側に鉛直方向のダクト支持部材を設けると共に、該ダクト支持部材の断面形状を、左右対称の形状、又は、その後端をプロペラの回転方向とは逆方向に曲げた形状としていると、前者の場合はこのダクト支持部材による抵抗を最小限にすることができ、後者の場合はこのダクト支持部材によりプロペラの回転方向と逆方向の流れをプロペラ面に誘導することができ、プロペラ効率を向上できる。
　本発明の船舶によれば、ダクト部材において中継ぎ部を設けることにより上側の円弧部と下側の円弧部を共に、船体後流を利用してより高い推力を発生させることができる位置に配置することができるので、円形状に形成した船尾ダクトよりも推力を大きくでき、船尾ダクトによる推力を向上できる。
図１は、本発明の実施の形態の船舶におけるダクトの配置を模式的に示す側面図である。 図２は、本発明の実施の形態の船舶におけるダクトの形状を模式的に示す船首側から見た図である。 図３は、図２のダクト部材の形状を模式的に示す中心側断面図である。 図４は、図２の上側のダクト支持部材の断面形状を模式的に示す上から見た図である。 図５は、図２の下側のダクト支持部材の断面形状を模式的に示す上から見た図である。
　以下、本発明に係る実施の形態の船舶について、図面を参照しながら説明する。図１に示すように、この船舶１は、船体２の後部にプロペラ３と舵４を有しており、船尾において、プロペラ３の直前に、船尾ダクト１０を配置して構成される。なお、記号Ｓｐはプロペラ回転面を示す。図２は、船尾ダクト１０を船首側から見た図である。
　本発明に係る実施の形態の船舶１では、図２に示すような、ダクト部材１１とこのダクト部材１１を船体２に支持するダクト支持部材１２、１３とを有して構成された船尾ダクト１０を、図１に示すように、プロペラ３の直前に配置した船舶１である。
　このダクト部材１１の形状を、図２に示すように、上側の円弧部１１ａと下側の円弧部１１ｂの間に中継ぎ部１１ｃを例えば略直線状に設けた形状とする。中継ぎ部１１ｃを設ける構成により、ダクト部材１１の上側の円弧部１１ａと下側の円弧部１１ｂを共に船体後流を利用してより高い推力を発生させることができる位置に配置することができ、円形状に形成した船尾ダクトよりも推力を大きくでき、船尾ダクト１０による推力を向上できる。
　また、図２に示すように、船首側から見たときのダクト部材１１の後縁部の形状で、このダクト部材１１の上側の円弧部１１ａの円の直径Ｄ１（＝２×Ｒ１）をプロペラ直径Ｄｐの０．３倍以上でかつ１．１倍以下、より好ましくは０．３倍以上でかつ０．７倍以下とし、ダクト部材１１の下側の円弧部１１ｂの円の直径Ｄ２（＝２×Ｒ２）を、プロペラ直径Ｄｐの０．３倍以上でかつ１．１倍以下、より好ましくは０．３倍以上でかつ０．７倍以下とする。この場合に、上側の円弧部１１ａの円の直径Ｄ１と下側の円弧部１１ｂの円の直径Ｄ２は同じにして良く、また、船尾の後流に応じて異なる値にしても良い。
　また、中継ぎ部１１ｃの長さＬ１をプロペラ直径Ｄｐの０．０５倍以上でかつ０．８倍以下とし、より好ましくは０．０５倍以上でかつ０．３倍以下とすると、ダクト部材の形状が多くの船舶の船体後流に適した形状となる。
　更に、図３に示すように、船首尾方向から見たときのダクト部材１１の後縁部の形状で、ダクト部材１１の上側の円弧部１１ａの円の中心の高さＨ１をプロペラ回転軸中心Ｃよりもプロペラ直径Ｄｐの０．０５倍以上でかつ０．５倍以下、より好ましくは０．０５倍以上でかつ０．３倍以下の範囲の上方に配置する。それと共に、ダクト部材１１の下側の円弧部１１ｂの円の中心の高さＨ２をプロペラ回転軸中心Ｃから上下にプロペラ直径Ｄｐの０．５倍以内、より好ましくは０．３倍以内の範囲の高さに配置する。
　この円弧部１１ａ、１１ｂの円弧の直径Ｄ１、Ｄ２、中心位置Ｈ１、Ｈ２、中継ぎ部１１ｃの長さＬ１は、実験や数値流体計算等から船体後流のダクト位置における伴流分布とその流向を求めて、プロペラ回転軸６の方向（Ｘ方向）に対して垂直な面（Ｙ－Ｚ平面）内で、ダクト部材１１が船尾渦（ビルジ渦：縦渦）の中心付近を通るように配置することが好ましい。言い換えれば、上側の円弧部１１ａは、船尾渦の中心近傍を通るように構成することが好ましい。
　また、側面視では、このダクト部材１１の形状は、図３に示す側断面図では、前縁部分がダクト支持部材１２、１３の後側にあるため前縁部分を点線で示しているが、この前縁部分は最上部から下端まで垂直に形成されており、後縁部分も、最上部から下端まで垂直に形成されている。なお、この側面視におけるダクト部材１１の形状は特に限定されず、前縁部分が最上部から途中の部分まで徐々に後方に後退し、この途中の部分から下端までを垂直に形成され、また、後縁部分が最上部から下端まで略垂直に形成されている形状であっても良い。
　また、ダクト部材１１の上側の円弧部１１ａの周方向に垂直な断面形状を内側に凸のキャンバーを持った翼形状で形成すると共に、この翼形状をその部位に流れる水流の流向に対して迎角を取るように形成する。また、下側の円弧部１１ｂの周方向に垂直な断面形状を内側に凸のキャンバーを持った翼形状、若しくは、外側に凸のキャンバーを持った翼形状、若しくは対称翼形状に形成する。
　例えば、図３に示すように、ダクト部材１１の上側の円弧部１１ａの部分の最上位の翼断面形状の前縁と後縁を結ぶ翼弦線のプロペラ回転軸６に対する開角αを０度より大きく４０度以下の角度とし、また、ダクト部材１１の下側の円弧部１１ｂの部分の最下位の翼断面形状の前縁と後縁を結ぶ翼弦線のプロペラ回転軸６に対する角度βを－４０度から＋４０度の範囲の角度とする。これらの角度α、βの最適角度は、船体形状によって変化するが、実験や数値流体計算等から求めた船体後流のダクト位置における伴流分布とその流向から、それぞれの翼断面形状に適した迎角を考慮して求めることができる。
　これにより、ダクト部材１１による推力を最適化させることができる。つまり、ダクト部材１１のプロペラ回転軸６に対する角度α、βは、その部位における水流の流向に対して大きな推力を得られる迎角の角度になるようにフィッティングさせることができる。
　次に、このダクト部材１１を船体２に支持するダクト支持部材１２，１３について説明する。船首尾方向から見た形状において、ダクト部材１１に鉛直方向に延びる上側のダクト支持部材１２と下側のダクト支持部材１３を設ける。このダクト支持部材１２、１３の断面形状を後端に行くにつれて厚さが小さくなるように形成すると、あるいは、翼形状に形成すると、水流の方向を変化させる機能を維持したまま、ダクト支持部材１２、１３に働く抵抗成分を弱めることができ、ダクト支持部材１２、１３の抵抗を少なくすることができる。
　また、このプロペラ回転軸中心Ｃを通る垂直線上にダクト支持部材１２、１３を配置すると、一本で構造的に左右のバランスが取れ、構造的に強固なものになる。また、ダクト支持部材１２、１３の断面形状は左右対称としてもよいが、このダクト支持部材１２、１３により、プロペラ３に流入する水流の方向を変更させて、プロペラの回転方向と逆方向の流れをプロペラ断面に誘導することができる。
　このダクト支持部材１２、１３の断面形状に関しては、プロペラ回転軸中心Ｃより上側のダクト支持部材１２の後端側を、図４に示すように、プロペラ３の回転が船尾側から見て右回転のときは左舷側に傾斜させ、プロペラ３の回転が船尾側から見て左回転のときは右舷側に傾斜させて形成する。プロペラ回転軸中心Ｃより下側のダクト支持部材１３の後端側を、図５に示すように、プロペラ３の回転が船尾側から見て右回転のときは右舷側に傾斜させ、プロペラ３の回転が船尾側から見て左回転のときは左舷側に傾斜させて形成する。これらの構成により、このダクト支持部材１２、１３によりプロペラ３の回転方向と逆方向の流れをプロペラ回転面Ｓｐに誘導することができ、プロペラ効率を向上できる。
　さらに、このダクト支持部材１２、１３の断面形状をプロペラ３の回転方向と同じ側にキャンバーを有した翼断面を仮定し、その翼断面と船体を滑らかに接続した構造とすると、ダクト支持部材１２、１３に働く抵抗成分を弱めることができ、ダクト支持部材１２、１３の抵抗を少なくすることができる。
　上記の構成の船舶によれば、船尾ダクト１０をプロペラ３の直前に配置した船舶１において、中継ぎ部１１ｃを設けることにより上側の円弧部１１ａ、下側の円弧部１１ｂを共に、船体後流を利用してより高い推力を発生させることができる位置に配置することができるので、円形状に形成した船尾ダクトよりも推力を大きくでき、船尾ダクトによる推力を向上できる。
１　船舶
２　船体
３　プロペラ
４　舵
５　船尾管
６　プロペラ回転軸
１０　船尾ダクト
１１　ダクト部材
１１ａ　上側の円弧部
１１ｂ　下側の円弧部
１１ｃ　中継ぎ部
１２、１３　ダクト支持部材
α　上側の円弧部の開角
β　下側の円弧部の角度
Ｃ　プロペラ回転軸中心
Ｄｐ　プロペラ直径
Ｈ１　上側の円弧部の円の中心の高さ
Ｈ２　下側の円弧部の円の中心の高さ
Ｌ１　中継ぎ部の長さ
Ｒ１　上側の円弧部の円の半径
Ｒ２　下側の円弧部の円の半径

Claims (7)

  1. 　ダクト部材と該ダクト部材を船体に支持するダクト支持部材とを有して構成された船尾ダクトを、プロペラの直前に配置した船舶において、前記ダクト部材の後縁部の形状を上側の円弧部と下側の円弧部の間に中継ぎ部を設けた形状にしていることを特徴とする船舶。
  2. 　船首尾方向から見たときの前記ダクト部材の後縁部の形状で、前記上側の円弧部の円の直径をプロペラ直径の０．３倍以上でかつ１．１倍以下とし、前記下側の円弧部の円の直径を、プロペラ直径の０．３倍以上でかつ１．１倍以下とすると共に、前記中継ぎ部の長さをプロペラ直径の０．０５倍以上でかつ０．８倍以下として形成している請求項１に記載の船舶。
  3. 　船首尾方向から見たときの前記ダクト部材の後縁部の形状で、前記上側の円弧部の円の中心の高さをプロペラ回転軸中心よりもプロペラ直径の０．０５倍以上でかつ０．５倍以下の範囲の上方に配置すると共に、前記下側の円弧部の円の中心の高さをプロペラ回転軸中心から上下にプロペラ直径の０．５倍以内の範囲に配置して形成している請求項１または２に記載の船舶。
  4. 　前記上側の円弧部の周方向に垂直な断面形状を内側に凸のキャンバーを持った翼形状で形成すると共に、該翼形状の前縁と後縁を結ぶ翼弦線がプロペラ回転軸に対して船首側に開く０度より大きく４０度以下の開角を持つように形成している請求項１～３のいずれか１項に記載の船舶。
  5. 　前記下側の円弧部の周方向に垂直な断面形状を内側に凸のキャンバーを持った翼形状、若しくは、外側に凸のキャンバーを持った翼形状、若しくは対称翼形状に形成している請求項１～４のいずれか１項に記載の船舶。
  6. 　船首尾方向から見た形状において、前記ダクト部材のプロペラ回転軸中心より上側に鉛直方向のダクト支持部材を設けると共に、該ダクト支持部材の断面形状を、左右対称の形状、又は、その後端をプロペラの回転方向とは逆方向に曲げた形状としている請求項１～５のいずれか１項に記載の船舶。
  7. 　船首尾方向から見た形状において、前記ダクト部材のプロペラ回転軸中心より下側に鉛直方向のダクト支持部材を設けると共に、該ダクト支持部材の断面形状を、左右対称の形状、又は、その後端をプロペラの回転方向とは逆方向に曲げた形状としている請求項１～６のいずれか１項に記載の船舶。
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