(57)【要約】      （修正有）【課題】プロペラのキャビテーションを抑制する技術において、推進性能の更なる改善を可能とする手段を提供する。【解決手段】プロペラ流入流場改善システムは、船尾２の水流をプロペラ３の軸よりも下において吸い込む吸込孔５と、吸込孔５が吸い込んだ水をプロペラ３の上端部１０に噴射する噴射孔９とを備える。船尾２において、スタンチューブが設置されるスケグの付近（ビルジ部）の船体外板に、剥離が発生しやすい剥離領域６が存在する。その剥離領域６に、吸込孔５が設けられる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
船尾部の水流をプロペラの軸よりも下において吸い込む吸込部と、
前記吸込部が吸い込んだ水を前記プロペラの上端部に噴射する噴射部
とを具備するプロペラ流入流場改善システム。
【請求項２】
請求項１に記載されたプロペラ流入流場改善システムであって、
前記船尾部においてビルジ渦の原因となる水流の剥離が発生する剥離箇所は船速に応じて変化し、
前記吸込部は、前記剥離箇所の変化に応じて複数の位置に設けられた孔から前記水流を吸い込む
プロペラ流入流場改善システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載されたプロペラ流入流場改善システムであって、
前記吸い込み部は、前記水流を吸い込むためのポンプを具備する
プロペラ流入流場改善システム。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載されたプロペラ流入流場改善システムであって、
前記吸込部は、前記船尾部に設けられた孔を介して前記水流を吸い込み、
前記孔は、船体の外側から内側に向かうに従って、船尾方向に向かって傾斜する側面を有する
プロペラ流入流場改善システム。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載されたプロペラ流入流場改善システムであって、
前記噴射部は、船速に応じた流速で、前記プロペラの上端部に対する噴射を行う
プロペラ流入流場改善システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶の推進効率を向上する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
船舶の推進性能を向上するために、プロペラの上端部に噴流を供給する技術が知られている。船舶の走行時に、プロペラの上端部などにおいて、推進効率低下の原因となるキャビテーションが発生することがある。プロペラのキャビテーションが発生する箇所に水を噴射することによって、キャビテーションを抑制し、推進効率を向上することができる。
【０００３】
特許文献１には、プロペラに海水を噴出することにより、キャビテーションの発生を防止する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２８０２９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
キャビテーションの抑制と推進効率の向上を可能とする更なる手段が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面において、プロペラ流入流場改善システムは、船尾部の水流をプロペラの軸よりも下において吸い込む吸込部と、吸込部が吸い込んだ水をプロペラの上端部に噴射する噴射部とを備える。
【発明の効果】
【０００７】
キャビテーションの抑制と推進効率の向上を可能とする更なる手段が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、ビルジ渦の説明図である。
【図２】図２は、船体の側面図である。
【図３】図３は、剥離領域の位置を示す。
【図４Ａ】図４Ａは、船尾付近における船体の側面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、吸込孔の断面図である。
【図５】図５は、船尾付近における船体の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して、本発明の幾つかの実施形態を説明する。一般的に、船舶の航行中に、船尾のスタンチューブにおいて、船体表面で海水の流れが剥離し、ビルジ渦が発生することが知られている。図１は、船尾の側面図である。主機１０２がシャフト１０３を介してプロペラ１０１を回転することにより、推進力を生成する。舵１０４によって推進方向が制御される。船舶が推進中に、船体に沿った海水の流れが剥離領域１０６において剥離し、ビルジ渦１０５が発生する。
【００１０】
ビルジ渦は、プロペラに流入する伴流となってプロペラ効率向上に寄与することもあるが、一方で船体の抵抗増加の原因となる。従って、船種によっては、ビルジ渦の発生を抑えることで推進性能を改善することができる。
【００１１】
そこで本発明の一実施形態においては、船尾部の水流を吸い込んでプロペラ上端部に噴射することにより、プロペラにおけるキャビテーションの発生を抑えると共に、船尾部における水流の剥離を抑え、ビルジ渦の発生を防ぐことができる。その結果、キャビテーションと共に、ビルジ渦の発生を抑え、推進性能の改善を可能とする技術が提供される。
【００１２】
以下に、上記の効果を達成するための具体的な手段について説明する。図２は、本発明の一実施形態におけるプロペラ流入流場改善システムが適用される船体の側面図を示す。船体１は、船尾２に設けられたプロペラ３の回転によって推進する。船尾２において、スタンチューブが設置されるスケグ４の付近（ビルジ部）の船体外板に、剥離が発生しやすい剥離領域６が存在する。その剥離領域６に、吸込孔５が設けられる。配管７の途中に、吸込孔５から船体周囲の水を吸い込む方向に吸引力を発生するポンプ８が設けられる。但し、船体１の周囲の水流によって配管７に水が十分に取り込まれる場合には、ポンプ８は無くてもよい。
【００１３】
吸込孔５は、船内に設けられる配管７を介して噴射孔９に接続される。噴射孔９は、プロペラ３の上端部１０の上流側（船首側）に設けられる。これらの吸込孔５、配管７、ポンプ８、及び噴射孔９によって、プロペラ流入流場改善システムが構成される。
【００１４】
船体１がプロペラ３の推進力によって推進しているとき、ポンプ８が発生する吸引力によって、船体１の周囲の水（海水）が吸込孔５から配管７の内部に取り込まれる。ビルジ部において船体周囲の境界層の水が吸込孔５から吸い込まれることによって、剥離が抑制される。その結果、ビルジ渦の発生が抑えられ、船体の抵抗を低減することができる。
【００１５】
吸込孔５から取り込まれた水は、噴射孔９から噴射され、プロペラ３の回転面の上端部１０（プロペラチップ）に供給される。プロペラ３の上端部１０は、船体１の推進時にキャビテーションが発生しやすい箇所である。噴射孔９からの水の供給により、プロペラ３の上端部１０におけるキャビテーションの発生が抑制され、推進性能の向上や、振動の低減などの効果が得られる。
【００１６】
プロペラの上端部１０に供給するために、船尾２の剥離領域６に設けられた吸込孔５から取り込まれた水が用いられる。剥離領域６は、プロペラ３からの距離が比較的近い。従って、剥離領域６に設けられた水をプロペラに供給する追加する配管設備は、比較的小規模で済む。
【００１７】
吸込孔５から吸い込む水は、キャビテーションを抑制するために十分であればよい。そのため、例えば主機の冷却水ほど大量の水は必要無く、比較的少量の水を吸い込めばよい。そのため、比較的小規模な設備の追加によって、本実施形態におけるプロペラ流入流場改善システムを実現することができる。
【００１８】
次に、剥離領域６について説明する。吸込孔５が設けられる剥離箇所６は、通常、船体１の水平静止状態において、プロペラ３のシャフトより鉛直方向に下側である。また、ビルジ渦の原因となる境界層の水流の剥離が発生する剥離箇所は、船速に応じて変化する。従って、船速が変化した場合の剥離箇所の変化に対応できるように、複数の吸込孔５が設けられることが望ましい。図２の剥離領域６は、そのような複数の吸込孔５が設けられる領域、すなわち船速の変化に応じて剥離が発生し得る領域を示す。図３は、スケグ４を船尾方向から見た断面図を示す。剥離領域６はプロペラ３のシャフトＣよりも船底側に位置する。船底方向からスケグ４に対して船体の左右に接線Ｌ１、Ｌ２を引き、その接線Ｌ１、Ｌ２との接点に剥離領域６が描かれている。
【００１９】
次に、プロペラ流入流場改善システムの吸込孔５に関する変形例を図４Ａ、図４Ｂに示す。図４Ａは船尾の側面図、図４Ｂは吸込孔５ａが設けられた船体の外板を上から見た断面図である。この変形例において、各吸込孔５ａは、船外１３から船内１４に向かうに従って、船尾方向に向かって傾斜する側面１２を有する。船体１が前進しているとき、船体表面を流れる船外１３の水は、その側面１２に沿って流れ、配管７の内部に取り込まれる。このような吸込孔５ａにより、剥離領域６における船体１表面付近の水をよりスムーズに取り込むことができ、ビルジ渦の発生を抑えることができる。
【００２０】
図５は、プロペラ流入流場改善システムの更に他の変形例を示す。この変形例においては、配管７にコンプレッサ１５が設けられる。図５では図１の吸込用のポンプ８が記載されていないが、ポンプ８を設けてもよい。コンプレッサ１５は、配管７中の水に圧力を加えることにより、噴射孔９から噴射される水の流速を制御する。
【００２１】
コンプレッサ１５は、船体１の速度を計測するセンサ等から出力される船速信号１６に基づいて、噴射孔９から噴射される水の流速を調整することができる。コンプレッサ１５は、例えば予め記憶装置に格納されたテーブルや関数（船速と、コンプレッサ１５が配管中の水７に与える圧力との関係を示す）に基づいて、船速信号１６に応じた圧力を配管７中に水に与える。その結果、比較的キャビテーションが発生しやすい高速運転を行っているときには、より流速の速い水を噴射孔９から供給する等、船速に応じた噴射を行うことができる。
【符号の説明】
【００２２】
１  船体
２  船尾
３  プロペラ
４  スケグ
５、５ａ  吸込孔
６  剥離領域
７  配管
８  ポンプ
９  噴射孔
１０  上端部
１１  外板
１２  傾斜面
１３  船外
１４  船内
１５  コンプレッサ
１６  船速信号
１０１  プロペラ
１０２  主機
１０３  シャフト
１０４  舵
１０５  ビルジ渦
１０６  剥離領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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