(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロペラの前方で、船体中心線のボッシングの上と真横から、および前記船体中心線の前記ボッシングの上と真横の中間において、前記ボッシングから放射状に突出し、且つプロペラの前進回転方向と逆向きに水流を変えるような、ひねりが施された複数の後フィンが設けられた装置において、該後フィンの前方で少なくともプロペラが前進回転のときプロペラ翼が上昇する舷側に、前記ボッシングの真横の後フィン１４と、前記ボッシングの上と真横の中間位置に設けられた後フィン１５との中間位置前方で、プロペラ軸の芯から放射状に突出するようにして船体に固着されている前フィン２１を、および船体中心線とプロペラ軸の芯を通る直交線より下斜め方向位置の前方で船体から放射状に突出する前フィン２０とを夫々、プロペラの前進回転方向と逆向きに水流を変えるような、ひねりを施して設けたことを特徴とする船舶用推進性能向上装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本願は船舶における推進性能向上装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  図１は従来の船舶用推進性能向上装置を装備した場合の船尾部側面図を示し、図２は図１におけるＩＩ−ＩＩ断面矢視図を示している。船体１の後端部にスターンフレーム２が設けられ、該スターンフレーム２の上下方向の略中央部にボッシング３が設けられており、該ボッシング３を貫通してプロペラ軸６が回転可能に設けられ、その後端にはプロペラ５が設けられ、該プロペラ軸６の前端は図示省略の船内設置の主機に連結されている。また、スターンフレーム２の下端部にはシューピース４が設けられ、更にスターンフレーム２の上端部とシューピース４の後端部の間には舵７がもうけられている。尚、舵７の上端には舵頭材８が設けられ、該舵頭材８の上部は図示省略の船内設置の舵取機に連結され、該舵７の下端は回転可能にしてシューピース４に支えられている。【０００３】  一方、従来発明されている船舶用推進性能向上装置については図１および図２に示す通り、ボッシング３の真横から上方域に亘って、ボッシング３から放射状に突出してフィン９、フィン１０、フィン１１、フィン１２およびフィン１３がボッシング３に固着して設けられている。その場合、上記各フィンはプロペラ５の前進回転方向と逆向きに水流を変更できるように、ひねりが施されている。尚、プロペラ５の前進回転とは回転して前向きに推力が発生する場合を定義しており、本明細書においては便宜的に以後、省略して前進回転と称することとする。尚５枚のフィン９、フィン１０、フィン１１、フィン１２およびフィン１３のひねり角度の大きさは夫々異なって施されている。図２中のＴＬはプロペラ５の翼先端の回転軌跡を表し、ＣＬは船体１の中心線を表し、ＳＬはプロペラ軸６の芯を通り船体中心線ＣＬとの直交線を表している。
【特許文献１】実用新案登録第３０９３０９７号
【０００４】  従来の船舶用推進性能向上装置が設置された船体１が前進航海している場合、船尾部の水の流れはフィン９，フィン１０，フィン１１，フィン１２およびフィン１３の作用によってプロペラ５の回転方向と逆向きに変更されてプロペラ５に流入される。その結果プロペラ５の後方に発生するプロペラ５の回転方向と同一方向の回転流が上記船舶用推進性能向上装置を装備していない場合に比べて減少されて、回転流の減少分に相当して船体の推進性能が向上される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  上述の通り従来の船舶用推進性能向上装置における推進性能向上効果のメカニズムは各フィン９、フィン１０、フィン１１、フィン１２およびフィン１３の作用によって船尾部の流れをプロペラ５の回転方向と逆向きに変えてプロペラ５に流入させることでプロペラ５後方の回転流を減少させて推進性能を向上させる成分から、上記各フィン自体の抵抗成分を控除した成分が推進性能向上効果として示される。その場合、各フィン９、フィン１０、フィンン１１、フィン１２およびフィン１３のひねり角を増大させるとプロペラ５の後方の回転流減少による推進性能向上成分の所謂フィン効果は増大するが、それ以上に上記各フィン自体の抵抗増加成分が上回って、或る限度以上の推進性能向上効果は得られず頭打ちする問題点を有している。
【発明が解決するための手段】
【０００６】そのため本願発明はプロペラの前方で、船体中心線のボッシングの上と真横から、および前記船体中心線の前記ボッシングの上と真横の中間において、前記ボッシングから放射状に突出し、且つプロペラの前進回転方向と逆向きに水流を変えるような、ひねりが施された複数の後フィンが設けられた装置において、該後フィンの前方で少なくともプロペラが前進回転のときプロペラ翼が上昇する舷側に、前記ボッシングの真横の後フィン１４と、前記ボッシングの上と真横の中間位置に設けられた後フィン１５との中間位置前方で、プロペラ軸の芯から放射状に突出するようにして船体に固着されている前フィン２１を、および船体中心線とプロペラ軸の芯を通る直交線より下斜め方向位置の前方で船体から放射状に突出する前フィン２０とを夫々、プロペラの前進回転方向と逆向きに水流を変えるような、ひねりを施して設けたことを特徴とする船舶用推進性能向上装置である。
【発明の効果】
【０００７】  その結果、本願の船舶用推進性能向上装置によれば一旦、前フィンの作用によって水流をプロペラの前進回転方向と逆向きに変え、次いで後フィンの作用により水流を再度プロペラ前進回転方向と逆向きに変えることで、従来のものに比べてプロペラ前進回転方向と逆方向の旋回水流を増大させてプロペラに流入させることで、プロペラ後方の回転流の減少を増大させて推進効率向上を増大させる一方、各フィン自体の抵抗増加の増大は防止される。それにより、上記従来のものによる推進性能向上効果の限度を越えた推進性能向上効果が得られ、比較的簡素な構成により優れた効果を有しており産業上、非常に有効と言える。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】以下、図面により本願第１実施例の船舶用推進性能向上装置について説明する。図３は船尾部の側面図である。図４は図３におけるＩＶ−ＩＶ断面矢視図を示している。また図５は図３におけるＶ−Ｖ断面矢視図を示している。尚、図３、図４、図５はプロペラ５が後方から見て右回りのとき前向きに推力が発生する場合を示している。図中、従来のものと同一番号および符号は従来のものと同一構成部材を示すことから説明は省略する。後フィン１４、後フィン１５、後フィン１６、後フィン１７、後フィン１８および後フィン１９はプロペラ軸６の芯から放射状に突出するようにしてボッシング３に固着されている。その際、上記各フィンはプロペラ５の前進回転方向と逆向きに水流を変更できるような、ひねりが施されている。尚、後フィン１６はスターンフレーム２にも固定されており、後フィン１９はスターンフレーム２およびシューピース４にも固定されている。一方、プロペラ５が前進回転しているとき、プロペラ翼が上昇する舷側において、上記各後フィンの前方に、前フィン２０および前フィン２１がプロペラ軸６の芯から放射状に突出するようにして船体１に固着されている。その際、前フィン２１は後方から見た投影で後フィン１４と後フィン１５の略中間に突出するような位置に設置されている。また前フィン２０は船体中心線ＣＬとプロペラ軸６の芯を通る直交線ＳＬより下斜め方向に突出するようにして船体１に固着されている。【０００９】  前フィンおよび後フィンのひねり角度などについて従来のものと比較して以下に詳述する。プロペラ５が前進回転しているときプロペラ翼が上昇する舷側における従来のものフィン９の例で、フィン９に対する流れの迎角およびフィン作用による流れの変化などについて図６を参照して説明する。船体中心線ＣＬとプロペラ軸６の芯を通り直交する直交線ＳＬに対して、船体周り流れＲ１は角度α１となっているが、それに対してγ１なる迎角とする為に直交線ＳＬに対して取付角θ１なる角度を取ってフィン９は設置される。その結果、流れＲ１は向きが変えられて直交線ＳＬに対して流角β１となる角度のＲ２流れとなってプロペラ５に流入される。これにより本来上向流の流れは下向流になり、プロペラ５の前進回転方向と逆方向の流れが発生されることとなる。一方、本願の場合について上述の従来の場合と比較し図７および図８を参照して説明する。先ず、船体周り流れＲ１は角度α１となって上昇しており、これに対して従来の迎角γ１より迎角を小さくした迎角γ２とする為に直交線ＳＬに対する取付角を従来のものより小さくしたθ２で以って前フィン２０は船体１に設置されている。その結果、フィン２０の作用によって変えられた流れＲ３は直交線ＳＬに対して従来の流角β１より小さめの流角β２の角度を有する下向流れとなって後フィン１４に流入される。図８に示す通り後フィン１４の流れＲ３に対して迎角γ３とする為に直交線ＳＬに対して取付角θ３なる角度で以って後フィン１４はボッシング３に設置されている。その結果、流れＲ４は直交船ＢＬに対してβ３なる角度の下向き流れが創生されて、従来の場合のβ１なる角度の下向きの流れＲ２より更に下向きの流れ度合が強いことでプロペラ５の前進回転と逆向き流れが増大されてプロペラ５に流入されるので、プロペラ５の後方の回転流は従来のものの場合より大きく減少される。その際、前フィン２０および後フィン１４においても流れに対する迎角は従来のものより小さく設定されていることから、前フィンと後フィン自体の抵抗を合わせても従来のものより増加することは殆ど無いものとなっている。尚、前フィン２１および後フィン１５においても上述のような作用となっている。また反対舷においては船体周りの上向流はプロペラ５の前進回転と逆向きとなっていることから前フィンを設けず、従来のものと同様に、後フィン１６、後フィン１７および後フィン１８を構成すると共に、後フィン１９がボッシング３とシューピース４の間に設けられている。これらの作用と効果については従来のものと同一につき、説明は省略する。【００１０】  上記本願の第１実施例に示す船舶用推進性能向上装置を設置した船体１が前進航海しているとき、船尾部の水の流れは前フィン２０および前フィン２１の作用によってプロペラ５の回転方向と逆向きに変えられて後方に流れ、更に後フィン１４，後フィン１５，後フィン１６、後フィン１７、後フィン１８および後フィン１９の作用によってプロペラ５の回転方向と逆向きに変えられてプロペラ５に流入される。その結果プロペラ５の後方に発生する自体の回転方向と同一方向の回転流が、従来の船舶用推進性能向上装置を装備した場合より減少される。その為に回転流が減少された分に相当して船体の推進性能が向上され図９に示す通り、従来の推進性能向上装置を装備した場合より主機の所要馬力が低減され、船舶用推進性能向上装置を装備しない場合に比べると更に大きな所要馬力低減効果として示される。尚、図９は横軸に船速を縦軸に所要馬力を表した所謂、所要馬力カーブを示しているが、図中、実線は船舶用推進性能装置を装備しない場合を、破線は従来の船舶用推進性能向上装置を装備した場合を、一点鎖線は本願の船舶用推進性能向上装置を装備した場合を夫々表示している。【００１１】  次に本願の第２実施例として図１０に示している。尚、図１０は第１実施例における図５と同様にして、図３におけるＶ−Ｖ断面矢視図を示すが、第１実施例に対して、反対舷側に前フィン２２および前フィン２３を前フィン２０および前フィン２１と略対称位置に設置構成されている。尚、前フィン２２および前フィン２３はプロペラ５の回転方向と逆向きに水流が変えられるようにして、ひねりが施されているが、前フィン２０、前フィン、２１、前フィン２２および前フィン２３は夫々ひねり角度は異なっている。【００１２】  上記、本願第２実施例の船舶用推進性能向上装置を装備した船体１が前進航海しているとき、第１実施例に比べて、プロペラ５が前進回転のときプロペラ５の翼が下降する舷側の前フィン２２および前フィン２３の作用によって船体１周り流れはプロペラ５の回転方向と逆向きに変えられて、更に後フィン１７および後フィン１８の作用によってプロペラ５の回転方向と逆向きに変えられてプロペラ５に流入される。尚、これらの流体メカニズムは上記第１実施例で説明した通りであるが、プロペラ５の翼が下降する舷側においては上向きの船体周り流れは前にも述べた通り、プロペラ５の前進回転と逆向きとなっていることから、第１実施例に示す舷側の場合より効果としては小さいめである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】  従来の船舶用推進性能向上装置を示す船尾部の側面図である。
【図２】  図１におけるＩＩ−ＩＩ断面矢視図である。
【図３】  本願第１実施例の船舶用推進性能向上装置を示す船尾部の側面図である。
【図４】  図３におけるＩＶ−ＩＶ断面矢視図である。
【図５】  図３におけるＶ−Ｖ断面矢視図である。
【図６】  従来の船舶用推進性能向上装置におけるフィンの作用の説明図である。
【図７】  本願の船舶用推進性能向上装置における前フィンの作用の説明図である。
【図８】  本願の船舶用推進性能向上装置における後フィンの作用の説明図である。
【図９】  所要馬力の比較図である。
【図１０】  本願の第２実施例を示す図３におけるＶ−Ｖ断面矢視図である。
【符号説明】
【００１４】１    船体
２    スターンフレーム
３    ボッシング
４    シューピース
５    プロペラ
６    プロペラ軸
７    舵
８    舵頭材
９    フィン
１０    フィン
１１    フィン
１２    フィン
１３    フィン
ＣＬ    船体中心線
ＳＬ    船体中心線ＣＬとプロペラ軸６の芯を通る直交線
ＴＬ    プロペラ５の翼先端の回転軌跡
θ１    直交線ＳＬに対するフィンの取付角度
θ２    直交線ＳＬに対するフィンの取付角度
θ３    直交線ＳＬに対するフィンの取付角度
α１    直交線ＳＬに対する流れの角度
β１    直交線ＳＬに対する流れの角度
β２    直交線ＳＬに対する流れの角度
β３    直交線ＳＬに対する流れの角度
γ１    フィンに対する流れの迎角度
γ２    フィンに対する流れの迎角度
γ３    フィンに対する流れの迎角度
Ｒ１    流れ
Ｒ２    流れ
Ｒ３    流れ
Ｒ４    流れ
１４    後フィン
１５    後フィン
１６    後フィン
１７    後フィン
１８    後フィン
１９    後フィン
２０    前フィン
２１    前フィン
２２    前フィン
２３    前フィン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0005510798.tif 000009
【図９】
0005510798.tif 000010
【図１０】
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