(57)【要約】      （修正有）【課題】２軸船の、斜め上方へ向かう水の流れにより推進力を付与するリアクションフィンを提供する。【解決手段】船体８の左右にプロペラが設けられており、船尾の左右にリアクションフィンユニット９が夫々設けられている。夫々のリアクションフィンユニット９は、略上下方向に沿って配置された２本のストラット４，５を備えている。夫々のストラット４，５に２か所を固着して、リアクションフィンを備えている。リアクションフィンは、船体８の中心側に対して外側が高い状態に傾斜している。リアクションフィンの取付角は、下から上へ斜めに上昇する水流により船体８に推進力を発生させる角度に設定されている。【選択図】図１
2014151883.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船体の左右にプロペラが設けられている船舶用リアクションフィン装置であって、
船尾の左右にリアクションフィンユニットを夫々設け、
夫々のリアクションフィンユニットは、略上下方向に沿って配置された少なくとも２本の支持体と、夫々の支持体に少なくとも２か所が固着された１または２以上のリアクションフィンとを備えており、
前記リアクションフィンは、船体の中心側に対して外側が高い状態に傾斜しており、
前記リアクションフィンの取付角は、下から上へ斜めに上昇する水流により船体に推進力を発生させる角度である
船舶用リアクションフィン装置。
【請求項２】
プロペラ軸の方向への水の流速の成分の平均値をＶｘ１とし、
前記プロペラ軸の方向および前記リアクションフィンの長さ方向に対して直角な方向の水の流速の成分の平均値をＶｔ１とすると、
前記リアクションフィンの取付角αはα＝ｔａｎ−１（Ｖｔ１／Ｖｘ１）である
請求項１に記載の船舶用リアクションフィン装置。
【請求項３】
前記リアクションフィンのキャンバー比が略０．３５である
請求項１または２に記載の船舶用リアクションフィン装置。
【請求項４】
前記支持体が、プロペラ軸を支持するシャフトブラケットである
請求項１〜３のいずれか１項に記載の船舶用リアクションフィン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２軸船の船舶用リアクションフィン装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
船舶には、推進性能向上のために船体の船尾にリアクションフィン装置が設けられている。このリアクションフィン装置は、図７に示すように構成されている。即ち、プロペラ１１よりも船体の船首側であって、プロペラ軸を回転可能に支持するボッシング１２の外側に、プロペラ軸の軸心に対して放射方向に沿ってリアクションフィン１３を延出形成している。リアクションフィン１３には、船体を前進させる推進力を生じるプロペラ１１の矢印（イ）で示す回転方向とは逆の矢印（ロ）で示す回転方向の流れを水に対して与えるように、ひねりが付けられている。
【０００３】
このような船舶用リアクションフィン装置では、プロペラ１１が回転して船舶が前進するとき、リアクションフィン１３が、プロペラ１１の回転方向と逆方向の水の流れを起こしてプロペラ１に送り込む。このため、プロペラ１１の回転方向と同じ方向の回転流がプロペラ１１の後方で生じるのを減少させることになる。この結果、回転流によるプロペラ１１の推進効率の低下が抑えられ、プロペラ１１の推進性能が向上する。
【０００４】
従来の船舶用リアクションフィン装置としては、特許文献１に記載のものがある。
【０００５】
この発明は、プロペラ軸の上方に設けた長い上部リアクションフィンと、該上部リアクションフィンよりも下方に張り出され上部リアクションフィンよりも短い中部リアクションフィンと、該中部リアクションフィンよりも下方に張り出され該中部リアクションフィンよりも短い下部リアクションフィンとを備えたことを特徴としている。
【０００６】
プロペラ軸の下方の短い下部リアクションフィンでは、逆向きの回転流の発生によるメリットを、逆向きの回転流を与えることによる抗力の増加というデメリット以上にすることができ、長い上部リアクションフィンと協働して推進性能が大きく向上する。
【０００７】
関連する技術として、特開２００８−１３７４６２号公報に船舶のダクト装置が開示されている。その船舶のダクト装置は、プロペラの前方の船尾部に所定形状のダクトを配置して省エネルギー効果を得るようにしている。その船舶のダクト装置では、前記ダクトは、略円錐台形状の筒を中心軸を含む平面で略半分に切断した略半円錐台形状の外殻と、該外殻を前記船尾部に固定する複数の連結板とを備えている。そして、前記外殻の径の短い方をプロペラ側に向けるとともに前記外殻が前記プロペラの上半分の部分と相対するように前記外殻を配置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平５−１８５９８６号公報
【特許文献２】特開２００８−１３７４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、２軸船においてプロペラの船首側の位置での水の流れる方向を予め調べておき、この水の流れによって船体に推進力を付与する位置に、リアクションフィンを設けたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下に、「発明を実施するための形態」で使用される番号を用いて、「課題を解決するための手段」を説明する。これらの番号は、「特許請求の範囲」の記載と「発明を実施するための形態」の記載との対応関係を明らかにするために付加されたものである。但し、それらの番号は、「特許請求の範囲」に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１１】
本発明による船舶用リアクションフィン装置は、船体（８）の左右にプロペラ（７）が設けられている船舶用リアクションフィン装置であって、船尾の左右にリアクションフィンユニット（９）を夫々設けている。
【００１２】
夫々のリアクションフィンユニット（９）は、略上下方向に沿って配置された少なくとも２本の支持体（４），（５）を備えている。夫々の支持体（４），（５）に少なくとも２か所が固着された１または２以上のリアクションフィン（１）〜（３）を備えている。
【００１３】
前記リアクションフィン（１）〜（３）は、船体８の中心側に対して外側が高い状態に傾斜している。前記リアクションフィン（１）〜（３）の取付角（α）は、下から上へ斜めに上昇する水流により船体（８）に推進力（Ｆ２）を発生させる角度である。
【００１４】
プロペラ軸（６）の方向への水の流速の成分の平均値をＶｘ１とする。前記プロペラ軸（６）の方向および前記リアクションフィン（１）〜（３）の長さ方向に対して直角な方向の水の流速の成分の平均値をＶｔ１とする。前記リアクションフィン（１）〜（３）の取付角αは、α＝ｔａｎ−１（Ｖｔ１／Ｖｘ１）である
前記リアクションフィン（１）〜（３）のキャンバー比が略０．３５である。
【００１５】
支持体が、プロペラ軸６を支持するシャフトブラケット（１４），（１５）である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明による船舶用リアクションフィン装置によれば、斜め上方へ向かう水の流れが夫々のリアクションフィンに作用し、この流れによりリアクションフィンの面に対して直角な方向の揚力が生じる。この揚力のうちのプロペラ軸方向の成分が、船体の推進力として作用する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、２軸線の左舷を船尾から見たリアクションフィンと、船尾側の左舷の縦断面の水の流れる方向を示す説明図である（実施の形態１）。
【図２】図２は、図１のリアクションフィンをその長さ方向へ向かって右から左へ見た断面図である（実施の形態１）。
【図３】図３は、リアクションフィンのキャンバー比を示す説明図である（実施の形態１）。
【図４Ａ】図４Ａは、２軸線の船尾側から見た構成図（実施の形態１）。
【図４Ｂ】図４Ｂは、２軸線の船尾側の左舷の縦断面の水の流れる方向を示す説明図である（実施の形態１）。
【図５】図５は、２軸線の左舷を船尾から見たリアクションフィンと、船尾側の左舷の縦断面の水の流れる方向を示す説明図である（実施の形態２）。
【図６】図６は、１軸船の船尾側の縦断面の水の流れる方向を示す説明図である。
【図７】図７は、従来の１軸船のリアクションフィンの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明による船舶用リアクションフィン装置を実施するための実施の形態を説明する。
【００１９】
（実施の形態１）
船体の中央に単一のプロペラが設けられた１軸船は、船尾での船底からの水の剥離により、大きな縦渦が生じ、プロペラへ水が流入する場所での水の流れは複雑になる。即ち、図６に示すように、プロペラの軸心位置をＯ点とし、プロペラの外周部位置を円弧（ハ）で示すと、Ｏ点の左右であって円弧（ニ）よりも外側では上向きの流れになり、円弧（ニ）よりも内側では下向きの流れになる。
【００２０】
これに対し、図４Ａに示すように船体８に２本のプロペラ軸６とプロペラ７とを設けた２軸船では、左舷側の船尾の縦断面を図４Ｂに示すように、上向きの方向で、かつ船体の中央へ向かう水の流れがある。（ハ）の円弧はプロペラ７の外周部の位置を示している。一方、右舷側の船尾には、上向きの方向でかつ船体の中央へ向かう流れがある。２軸船の場合は、１軸船のように複雑ではなく、上向きの中央寄りの流れのみが存在する。そして、２軸船は高速で走行するため、船体の底部での水の流れが速く、プロペラ以外に推進力を向上させる装置は一般的には設けられていない。
【００２１】
本発明では、船尾の左右にリアクションフィンユニット９を夫々設けている。例えば図１に示すように、左舷のリアクションフィンユニット９は、略上下方向に沿って配置された２本の支持体としてのストラット４，５を備えている。該ストラット４，５は、その上端が船体８に結合されている。そして、夫々のストラット４，５に、リアクションフィン１，２，３の両端が固着されている。リアクションフィン１，２，３は、図中の右側である船体８の中心側に対して、図中の左側である外側が高い状態で傾斜している。これは、船体８の中央へ向かう水の流れがあるので、この流れを考慮したものである。
【００２２】
例えばリアクションフィン２を、図１においてその長さ方向へ見たときの断面図を図２に示す。このリアクションフィン２の取付角αは、下から上へ斜めに上昇する水流により船体８に推進力を発生させる角度に設定されている。
【００２３】
図２において、プロペラ軸６の方向への水の流速の成分の平均値をＶｘ１とし、プロペラ軸６の方向およびリアクションフィン２の長さ方向に対して直角な方向の水の流速の成分の平均値をＶｔ１とする。すると、リアクションフィン２の取付角αは、α＝ｔａｎ−１（Ｖｔ１／Ｖｘ１）に設定されている。リアクションフィン２の方向を、水流の方向に一致させたものである。
【００２４】
リアクションフィン１，２，３のキャンバー比は略０．３５に設定されている。リアクションフィン１，２，３の断面図を図３の上部に示す。翼弦線（ホ）とキャンバー線（ヘ）とがあり、翼弦線（ホ）とキャンバー線（ヘ）との距離がキャンバーＣで表わされる。翼弦長Ｌとすると、キャンバー比はＣ／Ｌで表わされ、キャンバー比がゼロのフィン場合は図３の下部に示すように上下が対称な形状になる。
【００２５】
図１中、円弧（ハ）は、プロペラ７の外径位置を示すものである。
【００２６】
２軸船が走行する際には、船尾では前記のように斜め上方へ向かいかつ船体の中央へ向かう水の流れがある。そして、この水の流れに沿うようにリアクションフィン１〜３が図１，図２のように取付角αに設定されている。リアクションフィン１〜３の夫々に、斜め上方へ向かう水の流れがあると、リアクションフィン１〜３には、図２に示すように、リアクションフィン２の面と直角な方向である斜め上方へ向かって揚力Ｆ１が生じる。この揚力Ｆ１のプロペラ軸６の軸線６ａと平行な方向の成分であるＦ２が図２の右方向（船首の方向）を向いており、Ｆ２が船体の推進力として作用する。ここで、Ｆ２＝Ｆ１ｓｉｎαで表わされる。図１に示すように、リアクションフィン１，３についてもＦ２がいずれも船首の方向を向いており、リアクションフィン１〜３が存在することにより、船体８の推進力は３Ｆ２となる。
【００２７】
図２に示すように、船首から船尾へ向かって斜め上方へ流れる水の流れが、リアクションフィン１〜３の下面に衝突して水平な流れになり、整流される。これにより、プロペラ７へ向かう水平方向の流れが加速される。リアクションフィン１〜３の存在により、プロペラ７の推進力の効率は落ちる可能性があるが、２軸船の場合は水流が速いので大きな問題とはならない。
【００２８】
本発明による船舶用リアクションフィン装置によれば、斜め上方へ向かう水の流れが夫々のリアクションフィン１〜３に作用し、この流れによりリアクションフィン１〜３の面に対して直角な方向の揚力Ｆ１が生じる。この揚力Ｆ１のうちのプロペラ軸６の方向の成分Ｆ２が、船体８の推進力として作用する。
【００２９】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２について説明する。この実施の形態は、プロペラ軸を支持するシャフトブラケットが設けられているので、このシャフトブラケットを利用して船体にリアクションフィンを固定するものである。なお、実施の形態２は実施の形態１の一部を変更したものなので、同一部分には同一符号を付して説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
【００３０】
図５に示すのは、２軸船の左舷の船尾の構成図である。図のように、プロペラ軸６を支持する軸受１０が２本のシャフトブラケット１４，１５を介して船体８に支持されている。この実施の形態は、前記支持体として、既存のシャフトブラケット１４，１５をそのまま利用したものである。１本のリアクションフィン１は、その中央部が軸受１０に溶接固定されている。他の１本のリアクションフィン２は、その２か所がシャフトブラケット１４，１５に結合されている。リアクションフィン１，２も、図中の右側である船体８の中心側に対して図中の左側である外側が高い状態となって傾斜している。
【００３１】
実施の形態２は、リアクションフィン１，２の取付構造とリアクションフィン１，２の枚数が実施の形態１と異なるだけであり、その他の構成と作用は同じである。
【００３２】
実施の形態２に係る船舶用リアクションフィン装置によれば、支持体として既存のシャフトブラケット１４，１５をそのまま用いるので、別個に支持体を設ける必要がない。従って、コストアップが抑制される。
【００３３】
なお、支持体は実施の形態１，２では２本としたが、２本以上であってもよい。また、リアクションフィンの数は３本または２本としたが、１本または４本以上であってもよい。更に、リアクションフィンを支持体に固定する部分も、２箇所以上であってもよい。
【００３４】
このほか、本発明は船舶が２軸船であることが条件であるが、船尾の水中にプロペラを設けない船舶であっても適用できる。船尾の水中にプロペラを設けない船舶の場合も、２軸船と同様に水の流れが複雑ではなく、下方から上方に向かう水流のみが存在するからである。
【００３５】
以上、実施の形態を参照して本発明による船舶用リアクションフィン装置を説明したが、本発明による船舶用リアクションフィン装置は、前記の実施の形態に限定されるものではない。前記の実施の形態に様々な変更を行うことが可能であり、前記の実施の形態に記載された構成と前記の他の実施の形態に記載された構成とを組み合わせることが可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１〜３・・・リアクションフィン
４，５・・・ストラット（支持体）
６・・・プロペラ軸
７・・・プロペラ
８・・・船体
９・・・リアクションフィンユニット
１４，１５・・・シャフトブラケット（支持体）
Ｆ２・・・推進力
【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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【図６】
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【図７】
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