(57)【要約】【課題】本発明は、ダクトに起因する推進性能の低下を抑制可能な船舶を提供することを目的とする。【解決手段】船体１１と、船体１１の船尾部１７に設けられており、Ｘ方向に延在する軸線Ｃ回りに回転するプロペラ１３と、船尾部１７のうち、プロペラ１３よりも船体１１の船首部側に位置する部分に設けられ、プロペラ１３のＸ方向に延在しており、前縁１５Ａから流入する水を後縁１５Ｂからプロペラ１３に排出するダクト装置１５と、を備え、プロペラ１３の直径をＤとしたときに、プロペラ１３の前縁１３Ａから軸線Ｃ方向に０．２Ｄ以上離間した位置にダクト装置１５の後縁１５Ｂを配置させる。【選択図】図１
2018016091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船体と、
前記船体の船尾部に設けられており、所定方向に延在する軸線回りに回転するプロペラと、
前記船尾部のうち、前記プロペラよりも前記船体の船首部側に位置する部分に設けられ、前記プロペラの軸線方向に延在して配置されるダクト装置と、
を備え、
前記プロペラの直径をＤとしたときに、前記ダクト装置の後縁は、前記プロペラの前縁から前記軸線方向に０．２Ｄ以上離間して配置させることを特徴とする船舶。
【請求項２】
前記ダクト装置の前縁は、前記プロペラの前縁から前記軸線方向に０．５Ｄ以内の距離に配置させることを特徴とする請求項１記載の船舶。
【請求項３】
外側下部が水を含む液体と接触する船体と、
前記船体の船尾部に設けられており、所定方向に延在する軸線回りに回転するプロペラと、
前記船尾部のうち、前記プロペラの配設位置よりも前記船体の船首側に位置する部分に設けられ、前記プロペラの軸線方向に延在しており、前縁から流入する前記液体を後縁から前記プロペラに排出するダクト装置と、
を備え、
前記プロペラの直径をＤ（ｍ）、下記（１）式で示される前記プロペラの荷重度の無次元値をＣｔとしたときに、前記ダクト装置の後縁は、前記プロペラの前縁から前記軸線方向にＤ・（０．１５・Ｃｔ＋０．０６）以上離間させて配置することを特徴とする船舶。
Ｃｔ＝Ｔ／（ｒｈｏ・Ａｐ・Ｖ２）・・・（１）
但し、Ｔは前記プロペラの推力（Ｎ）、ｒｈｏは前記液体の密度（ｋｇ／ｍ３）、Ａｐは前記プロペラの半径をｒとしたときに２πｒ２で得られるプロペラ面積（ｍ２）、Ｖは前記船体の移動速度（ｍ／ｓ）である。
【請求項４】
前記プロペラの半径をＲとしたとき、前記プロペラの０．７Ｒの位置における前記プロペラの前縁から前記軸線方向の船首側にＤ・（０．６７５・Ｃｔ＋０．２７）未満の位置に、該ダクトの前縁を配置することを特徴とする請求項３記載の船舶。
【請求項５】
前記ダクトの後縁から前記ダクトの前縁に延在する平面で切断された前記ダクトの断面形状は、翼形状であることを特徴とする請求項１ないし４のうち、いずれか１項記載の船舶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロペラ効率を向上させることの可能な船舶に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、船舶において、プロペラが設けられた船尾部の船首部側に、ダクト装置を配置することが行われている（例えば、特許文献１，２参照。）。
ダクト装置は、プロペラの吸い込みの影響と船尾部外側を流れる水の流れにより、ダクト装置の半径方向内側向きに発生するエネルギーを効率良く回収して推進性能を向上させる。
ダクト装置の効果を最大限に発揮させるためには、船体の生成するダクト配置位置の水の流速分布だけでなく、プロペラの作動によって変化する流速や圧力場の変化を加味し、プロペラとダクト装置との間の距離と、を十分に考慮することが重要となる。
【０００３】
特許文献１には、プロペラから船首部側に向かうにつれて、幅広形状とされた筒状のダクト装置が開示されている。
特許文献１には、プロペラの直径をＤとした場合、プロペラの前縁からダクト装置の後縁までの距離を、直径Ｄの１５％以下、好ましくは直径Ｄの１０％以下となるように、プロペラとダクト装置とを近接配置させることが好ましいことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１３／０１４９３８号
【特許文献２】特開２０１５−１２７１７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のように、プロペラの直径Ｄを基準として、プロペラの前縁からダクト装置の後縁までの距離を決定し、プロペラとダクト装置とを近接させて配置させる場合、プロペラの前縁に形成される負圧領域にダクト装置の後縁が配置されてしまうため、ダクト装置自体が抵抗となり、推進性能の低下が懸念される。
【０００６】
そこで、本発明は、プロペラの前縁に形成される負圧領域とダクト装置の後縁との干渉を抑制して、推進性能の低下を抑制可能な船舶を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る船舶は、船体と、前記船体の船尾部に設けられており、所定方向に延在する軸線回りに回転するプロペラと、前記船尾部のうち、前記プロペラよりも前記船体の船首部側に位置する部分に設けられ、前記プロペラの軸線方向に延在して配置されるダクト装置と、を備え、前記プロペラの直径をＤとしたときに、前記ダクト装置の後縁は、前記プロペラの前縁から前記軸線方向に０．２Ｄ以上離間して配置させることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、ダクト装置の後縁をプロペラの前縁からプロペラの軸線方向に０．２Ｄ以上離間して配置させることで、プロペラの前縁側に形成される負圧領域から離間した位置にダクト装置の後縁を配置することが可能となる。
これにより、プロペラの前縁の前方に形成される負圧領域とダクト装置の後縁との干渉が抑制され、ダクト装置自体が抵抗になることがなくなるため、ダクト装置により推進性能の低下を抑制することができる。
【０００９】
また、上記本発明の一態様に係る船舶において、前記ダクト装置の前縁は、前記プロペラの前縁から前記軸線方向に０．５Ｄ以内の距離に配置させてもよい。
【００１０】
このように、ダクト装置の前縁をプロペラの前縁からプロペラの軸線方向に０．５Ｄ以内の距離で配置させることにより、ダクト装置によりプロペラの吸い込みの影響を取り込むことが可能となるので、ダクト装置の発生する推力が増加し、推進性能の向上が期待できる。
【００１１】
また、上記本発明の一態様に係る船舶において、外側下部が水を含む液体と接触する船体と、前記船体の船尾部に設けられており、所定方向に延在する軸線回りに回転するプロペラと、前記船尾部のうち、前記プロペラの配設位置よりも前記船体の船首側に位置する部分に設けられ、前記プロペラの軸線方向に延在しており、前縁から流入する前記液体を後縁から前記プロペラに排出するダクト装置と、を備え、前記プロペラの直径をＤ（ｍ）、下記（１）式で示される前記プロペラの荷重度の無次元値をＣｔとしたときに、前記ダクト装置の後縁は、前記プロペラの前縁から前記軸線方向にＤ・（０．１５・Ｃｔ＋０．０６）以上離間させて配置することを特徴とする。
Ｃｔ＝Ｔ／（ｒｈｏ・Ａｐ・Ｖ２）・・・（１）
但し、Ｔは前記プロペラの推力（Ｎ）、ｒｈｏは前記液体の密度（ｋｇ／ｍ３）、Ａｐは前記プロペラの半径をｒとしたときに２πｒ２で得られるプロペラ面積（ｍ２）、Ｖは前記船体の移動速度（ｍ／ｓ）である。
【００１２】
このように、ダクト装置の後縁をプロペラの前縁から前記軸線方向にＤ・（０．１５・Ｃｔ＋０．０６）以上離間させて配置することで、プロペラの荷重度の無次元値Ｃｔを考慮した上で、プロペラの前縁側に形成される負圧領域から離間した位置にダクト装置の後縁を配置することが可能となる。
これにより、プロペラの前縁の前方に形成される負圧領域とダクト装置の後縁との干渉が抑制されて、ダクト装置自体が抵抗になることがなくなるため、推進性能の低下を抑制できる。
【００１３】
また、上記本発明の一態様に係る船舶において、前記プロペラの半径をＲとしたとき、前記プロペラの０．７Ｒの位置における前記プロペラの前縁から前記軸線方向の船首側にＤ・（０．６７５・Ｃｔ＋０．２７）未満の位置に、該ダクトの前縁を配置してもよい。
【００１４】
このように、プロペラの半径をＲとしたとき、プロペラの０．７Ｒの位置におけるダクト装置の前縁をプロペラの前縁から軸線方向の船首側にＤ・（０．６７５・Ｃｔ＋０．２７）未満の位置に配置することで、プロペラの荷重度の無次元値Ｃｔを考慮した上で、ダクト装置の推力発生効果にプロペラの吸い込みの影響を取り込むことが可能となるため、推進性能を向上させることができる。
【００１５】
また、上記本発明の一態様に係る船舶において、前記ダクトの後縁から前記ダクトの前縁に延在する平面で切断された前記ダクトの断面形状は、内側面が凸となる翼形状であってもよい。
【００１６】
このように、ダクトの断面形状を翼形状とすることにより、ダクト装置に発生する揚力が前方成分を有し、ダクト装置による推力発生効果が期待できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、プロペラの前縁に形成される負圧領域から離間した位置にガイド装置の後縁を配置して、ガイド装置の抵抗増加を回避することにより、推進性能の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る船舶の船尾部を拡大した側面図である。
【図２】図１に示すダクトの斜視図である。
【図３】図２に示すダクトのＦ１−Ｆ２線方向の断面図である。
【図４】図２に示すダクトの０度〜９０度の範囲内の形状の一例を説明するためのグラフである。
【図５】第２の実施形態に係る船舶を構成するＬ１／Ｄ（＝距離Ｌ１／プロペラの直径Ｄ）とプロペラの荷重度の無次元値Ｃｔとの関係を示すグラフである。
【図６】第２の実施形態に係る船舶を構成するＬ２／Ｄ（＝距離Ｌ２／プロペラの直径Ｄ）とプロペラの荷重度の無次元値Ｃｔとの関係を示すグラフである。
【図７】プロペラの前縁に形成される負圧領域とダクトとの位置関係のシミュレーション結果を模式的に示す図である。
【図８】プロペラが有る場合と無い場合において、プロペラからの距離Ｘ＝０の場合における水の流速の変化をシミュレーションした結果を示すグラフである。
【図９】プロペラが有る場合と無い場合において、プロペラからの距離Ｘ＝０．２Ｄの場合における水の流速の変化をシミュレーションした結果を示すグラフである。
【図１０】プロペラが有る場合と無い場合において、プロペラからの距離Ｘ＝０．５Ｄにおける水の流速の変化をシミュレーションした結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明を適用した実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、本発明の実施形態の構成を説明するためのものであり、図示される各部の大きさや厚さや寸法等は、実際の船舶及びダクト装置の寸法関係とは異なる場合がある。
【００２０】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る船舶の船尾部を拡大した側面図である。図１において、Ｃはプロペラ１３の軸線（以下、「軸線Ｃ」という）、Ｘは軸線Ｃが延在する所定方向（以下、「軸線方向Ｘ」）、Ｄはプロペラ１３の直径（以下、「直径Ｄ」という）、ｒはプロペラ１３の半径（以下、「半径ｒ」という）、Ｌ１はプロペラ１３の前縁１３Ａからダクト装置１５の後縁１５Ｂまでの距離（以下、「距離Ｌ１」という）、Ｌ２はプロペラ１３の前縁１３Ａからダクト装置１５の前縁１５Ａまでの距離（以下、「距離Ｌ２」という）をそれぞれ示している。
【００２１】
図１を参照するに、第１の実施形態の船舶１０は、船体１１と、プロペラ１３と、ダクト装置１５と、を有する。
船体１１は、船体１１の船首を構成する船首部（図示せず）と、船舶１１の船尾を構成する船尾部１７と、を含む。船尾部１７は、後端に配置された支持部挿入部１８を有する。
【００２２】
プロペラ１３は、回転支持部２１と、プロペラ翼２２と、を有する。回転支持部２１は、プロペラ翼２２を支持している。回転支持部２１は、支持部挿入部１８に挿入されており、回転可能な構成とされている。
プロペラ翼２２は、回転支持部２１の外側に配置されている。プロペラ１３の半径ｒ、及び直径Ｄは、適宜設定することが可能である。
上記構成とされたプロペラ１３は、軸線Ｃ回りに回転する。
【００２３】
図２は、図１に示すダクトの斜視図である。図２において、図１に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。図２に示すＥは、０度の点線及び９０度の点線と直交する線（以下、「基準線Ｅ」という）を示している。
図３は、図２に示すダクトのＦ１−Ｆ２線方向の断面図である。図３は、ダクト２４の後縁２４Ｂから前縁２４Ａに延在する平面（仮想平面）で切断されたダクト２４の上部の断面図である。図３において、図２に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。
【００２４】
図４は、図２に示すダクトの０度〜９０度の範囲内の形状の一例を説明するためのグラフである。図４に示すグラフでは、図１に示すプロペラ１３の半径ｒを用いて、基準線Ｅからダクト２４の前縁２４Ａ及び後縁２４Ｂまでの距離を示している。図４に示す角度は、図２に示す角度に対応している。
【００２５】
図１〜図４を参照するに、ダクト装置１５は、ダクト２４と、一対のステー２６と、を有する。
ダクト２４は、船尾部１７のうち、プロペラの１３よりも船体１１の船首部側に位置する部分に設けられている。ダクト２４は、プロペラ１３の軸線方向Ｘに延在している。
ダクト２４は、筒状の部材を半割した湾曲形状とされている。ダクト２４の内面は、船尾部１７の外面１７ａと対向している。
【００２６】
ダクト２４は、船首部側に配置され、ダクト装置１５の前縁１５Ａとなる前縁２４Ａと、プロペラ１３側に配置され、ダクト装置１５の後縁１５Ｂとなる後縁２４Ｂと、を有する。
ダクト装置１５の後縁１５Ｂは、軸線方向Ｘにおける距離Ｌ１が０．２Ｄ（＝０．２×直径Ｄ）以上となる位置に配置されている。
なお、軸線方向Ｘにおける距離Ｌ１において、プロペラ１３の前縁１３Ａの基準位置は、プロペラ１３の半径をＲとしたとき、プロペラ１３の０．７Ｒの位置である。
【００２７】
このように、プロペラ１３の前縁１３Ａから軸線方向Ｘに０．２Ｄ以上離間させた位置にダクト装置１５の後縁１５Ｂを配置させることで、プロペラ１３の負圧面側に形成される負圧領域から離間した位置にダクト装置１５の後縁１５Ｂを配置することが可能となる。
【００２８】
これにより、プロペラ１３の前縁１３Ａ側に形成される負圧領域とダクト装置１５の後縁との干渉が抑制されるため、ダクト装置１５が抵抗になることがなくなる。
これにより、ダクト装置１５を十分に機能させることが可能となるので、プロペラ効率を向上できる。
ここでの「負圧領域」とは、ρ・ｇ・ｈ（ρは流体の密度、ｇは重力加速度、ｈは深度）を基準圧力とした場合において、該基準圧力よりも低い圧力の領域のことをいう。
【００２９】
ダクト装置１５の前縁１５Ａは、例えば、軸線方向Ｘの船首側における距離Ｌ２が０．５Ｄ（＝０．５×直径Ｄ）以内となる位置に配置するとよい。
言い換えれば、軸線方向Ｘにおける距離Ｌ２において、プロペラ１３の前縁１３Ａの基準位置は、プロペラ１３の半径をＲとしたとき、プロペラ１３の０．７Ｒの位置である。
このように、ダクト装置１５の前縁１５Ａをプロペラ１３の負圧面からプロペラ１３の軸線方向Ｘに０．５Ｄ以内の距離に配置させることで、ダクト装置１５がプロペラ１３の吸い込みの影響を取り込むことの可能な位置にダクト装置１５の前縁１５Ａを配置させることが可能となるため、ダクト装置１５に発生する推力が増加して、推進性能の向上が期待できる。
【００３０】
ダクト２４の形状は、例えば、ダクト２４の前縁２４Ａ及び後縁２４Ｂの曲線が図４に示す放物線を描く形状にしてもよい。
図４を参照するに、ダクト２４は、基準線Ｅからダクト２４の前縁２４Ａ及び後縁２４Ｂまでの距離がｒ未満とされており、かつダクト２４の前縁２４Ａの外形の方が後縁２４Ｂの形状よりも大きくなるように構成されている。
基準線Ｅからダクト２４の０度に位置する前縁２４Ａまでの距離は、基準線Ｅからダクト２４の９０度に位置する前縁２４Ａまでの距離よりも小さい。
また、基準線Ｅからダクト２４の０度に位置する後縁２４Ｂまでの距離は、基準線Ｅからダクト２４の９０度に位置する後縁２４Ｂまでの距離よりも小さい。
【００３１】
図４では、一例として、基準線Ｅから０度の方向に位置するダクト２４の前縁２４Ａまでの距離を０．７６ｒ、基準線Ｅから０度の方向に位置する後縁２４Ｂまでの距離を０．６２ｒ、基準線Ｅから４５度の方向に位置するダクト２４の前縁２４Ａまでの距離を０．８２ｒ、基準線Ｅから４５度の方向に位置するダクト２４の後縁２４Ｂまでの距離を０．７４ｒ、基準線Ｅから９０度の方向に位置するダクト２４の前縁２４Ａまでの距離を０．９３ｒ、基準線Ｅから９０度の方向に位置するダクト２４の後縁２４Ｂまでの距離を０．８８ｒとしている。
これにより、０度の位置において、前縁２４Ａ及び後縁２４Ｂの半径方向の差が最大となり、９０度の位置において、前縁２４Ａ及び後縁２４Ｂの半径方向の差が最小となる。
【００３２】
また、ダクト２４の後縁２４Ｂから前縁２４Ａに向かう方向で切断されたダクト２４の断面形状は、例えば、内側面が凸となる翼形状（図３参照）であってもよい。
このように、ダクト２４の断面形状を内側面が凸となる翼形状とすることにより、液体と相互作用によって効率良く揚力を得ることができる。
【００３３】
なお、図２〜図４に示すダクト２４の形状は、一例であって、ダクト２４の形状は、図２〜図４に示す形状に限定されない。
【００３４】
一対のステー２６は、ダクト２４と船尾部１７とを連結している。一対のステー２６は、ダクト２４の内側において、水平方向に配置されている。
ダクト２４の後縁２４Ｂから前縁２４Ａに向かう仮想平面で切断されたステー２６の断面形状は、例えば、翼形状であってもよい。
なお、第１の実施形態では、一例として、ダクト２４の内側において、水平方向に一対のステー２６を配置させた場合を例に挙げて説明したが、ステー２６の配設位置は、これに限定されない。
【００３５】
第１の実施形態の船舶１０によれば、プロペラ１３の直径をＤとしたときに、プロペラ１３の前縁１３Ａから軸線方向Ｘに０．２Ｄ以上離間した位置にダクト装置１５の後縁１５Ｂを配置させることで、プロペラ１３の負圧面に形成される負圧領域から離間した位置にダクト装置１５の後縁１５Ｂを配置させることが可能となる。
これにより、プロペラ１３の負圧面の前方に形成される負圧領域とダクト装置１５の後縁１５Ｂとの干渉が抑制されるため、プロペラ効率を向上させることができる。
【００３６】
（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態に係る船舶を構成するＬ１／Ｄ（＝距離Ｌ１／プロペラの直径Ｄ）とプロペラの荷重度の無次元値Ｃｔとの関係を示すグラフである。なお、図５では、プロペラの荷重度の無次元値Ｃｔを、単に「荷重度Ｃｔ」として記載する。
また、図５の横軸は、シミュレーションに適用した３つの船とプロペラの組み合わせ、即ちシミュレーションのインプットである。また、図５の縦軸は、このシミュレーションで計算された圧力場からよみとって得られた負圧領域の境目、即ちシミュレーションのアウトプットを示している。
図５では、３つのシミュレーション結果から、荷重度Ｃｔと最小Ｌ１／Ｄとの関係を示している。
【００３７】
図６は、第２の実施形態に係る船舶を構成するＬ２／Ｄ（＝距離Ｌ２／プロペラの直径Ｄ）とプロペラの荷重度の無次元値Ｃｔとの関係を示すグラフである。なお、図６では、プロペラの荷重度の無次元値Ｃｔを、単に「荷重度Ｃｔ」として記載する。
また、図６の横軸は、シミュレーションに適用した２つの船とプロペラの組み合わせ、即ちシミュレーションのインプットである。図６の横軸は、流速のプロペラ有無間の差が小さくなる位置をシミュレーションから読み取り、算出した値である。図６では、２つのシミュレーション結果から荷重度Ｃｔと最大Ｌ２／Ｄとの関係を示している。
【００３８】
第２の実施形態に係る船舶は、プロペラ１３の荷重度の無次元値Ｃｔ（以下、単に「プロペラ１３の荷重度Ｃｔ」という）を考慮することで、図１に示す距離Ｌ１，Ｌ２を求める式が第１の実施形態の船舶１０と異なる以外は、船舶１０と同様な構成とされている。
そこで、図１、図５、及び図６を参照して、第２の実施形態の船舶の距離Ｌ１，Ｌ２の算出方法について説明する。
【００３９】
上記３つの点Ｐ１〜Ｐ３の値を用いて、最小二乗法により下記式（２）で示される近似曲線Ｑ１を得た。
Ｑ１＝０．１５・Ｃｔ＋０．０６  ・・・（２）
この近似曲線Ｑ１は、プロペラ１３の荷重度Ｃｔが考慮された係数となる。
また、プロペラ１３の荷重度Ｃｔは、下記（３）式により算出することが可能である。
Ｃｔ＝Ｔ／（ｒｈｏ・Ａｐ・Ｖ２）・・・（３）
但し、Ｔはプロペラ１３の推力（Ｎ）、ｒｈｏは液体（水や海水等）の密度（ｋｇ／ｍ３）、Ａｐはプロペラ１３の半径をｒとしたときに２πｒ２で得られるプロペラ面積（ｍ２）、Ｖは船体１１の移動速度（ｍ／ｓ）である。
【００４０】
図５に示すグラフにおいて、上記近似曲線Ｑ１よりも上側の領域が、プロペラ１３の負圧面の前方に形成される負圧領域とダクト装置１５の後縁１５Ｂとの干渉が抑制され、ダクト装置１５のダクト推力効果を向上させることができる領域であり、上記近似曲線Ｑ１よりも下側の領域が、プロペラ１３の負圧面の前方に形成される負圧領域とダクト装置１５の後縁１５Ｂとが干渉して、ダクト装置１５のダクト推力効果の向上が望めない領域である。
つまり、距離Ｌ１＞Ｄ・Ｑ１となるように、ダクト装置１５の後縁１５Ｂを配置させるとよい。
【００４１】
したがって、ダクト装置１５の後縁１５Ｂをプロペラ１３の負圧面から軸線方向Ｘに、距離Ｌ１＞Ｄ・（０．１５・Ｃｔ＋０．０６）となるように配置することで、プロペラ１３の荷重度Ｃｔを考慮した上で、プロペラ１３の負圧面の前方に形成される負圧領域とダクト装置１５の後縁１５Ｂとの干渉が抑制されるため、ダクト装置１５のダクト推力効果を向上させることができる。
【００４２】
その後、上記２つの点Ｐ４，Ｐ５を用いて、最小二乗法により下記式（４）で示される近似曲線Ｑ２を得た。
Ｑ２＝０．６７５・Ｃｔ＋０．２７  ・・・（４）
この近似曲線Ｑ２は、プロペラ１３の荷重度Ｃｔが考慮された係数となる。
【００４３】
図６に示すグラフにおいて、上記近似曲線Ｑ２よりも下側の領域が、ダクト装置１５によりプロペラ１３の吸い込みの影響を取り込むことが可能な領域であり、上記近似曲線Ｑ２よりも上側の領域が、ダクト装置１５によりプロペラの吸い込みの影響を取り込むことが困難な領域である。
つまり、距離Ｌ２＜Ｄ・Ｑ２となるように、ダクト装置１５の前縁１５Ａを配置させるとよい。
【００４４】
したがって、ダクト装置１５の後縁１５Ｂをプロペラ１３の前縁１３Ａから軸線方向Ｘに、距離Ｌ２＞０．６７５・Ｃｔ＋０．２７となるように配置することで、プロペラ１３の荷重度を考慮した上で、ダクト装置１５によりプロペラ１３の吸い込みの影響を取り込むことが可能となるので、プロペラ効率を向上させることができる。
【００４５】
第２の実施形態の船舶によれば、ダクト装置１５の後縁１５Ｂをプロペラ１３の負圧面から軸線方向Ｘに、距離Ｌ１＞Ｄ・（０．１５・Ｃｔ＋０．０６）となるように配置することで、プロペラ１３の荷重度Ｃｔを考慮した上で、プロペラ１３の前縁１３Ａの前方に形成される負圧領域とダクト装置１５の後縁１５Ｂとの干渉が抑制されるため、ダクト装置１５によりダクト推力効果を向上させることができる。
【００４６】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００４７】
例えば、第１及び第２の実施形態では、筒状部材を半割した形状とされたダクト２４を用いた場合を例に挙げて説明したが、これに替えて、筒形状とされたダクトを用いてもよい。この場合も第１及び第２の実施形態の船舶と同様な効果を得ることができる。
【００４８】
以下、実施例及び実験例について説明する。本発明は、下記実施例及び実験例に限定されない。
【００４９】
（実施例）
実施例では、図１に示す船舶１０において、距離Ｌ１を０．２Ｄとし、距離Ｌ２を０．５Ｄとした場合において、プロペラ１３の前縁１３Ａに形成される負圧領域の位置、及びダクト２４の上部における圧力分布線の変化について、シミュレーションした。この結果を図９に模式的に図示する。
【００５０】
図７は、実施例の船舶におけるプロペラの前縁に形成される負圧領域の位置、及びダクトの上部における圧力分布線の変化のシミュレーション結果を模式的に示す図である。
図７において、図１に示す船舶１０と同一構成部分には、同一符号を付す。図７では、説明の便宜上、ステー２６の図示を省略するとともに、ダクト２４を断面で図示する。
図７において、Ａ１，Ａ２は負圧領域（以下、「負圧領域Ａ１，Ａ２」という）、Ｂ１〜Ｂ３は、圧力分布線（以下、「圧力分布線Ｂ１〜Ｂ３」という）をそれぞれ示している。
【００５１】
上記シミュレーションは、Ａｎｓｙｓ Ｆｌｕｅｎｔ ｖｅｒ.１４．５にて非定常ＣＦＤ解析を用いて実施した。
【００５２】
図７に示すように、上記条件を用いて、シミュレーションを行った結果、プロペラ１３の前縁１３Ａの近傍に圧力の低い負圧領域Ａ１が形成され、その外側に負圧領域Ａ１よりも圧力の高い負圧領域Ａ２が形成され、プロペラ１３の前縁１３Ａから軸線方向Ｘに０．２Ｄ離間した位置では負圧領域が形成されないことが確認できた。
このことから、プロペラ１３の前縁１３Ａから軸線方向Ｘに０．２Ｄ離間した位置にダクト装置１５の後縁１５Ｂを配置することで、負圧領域Ａ１，Ａ２とダクト２４との干渉を抑制可能なことが確認できた。
【００５３】
また、図７に示すように、各圧力分布線Ｂ１〜Ｂ３の位置は、ダクト２４の内側において、ダクト２４の外側の位置よりも船首部側に移動する。
【００５４】
（実験例）
実験例では、図１に示す船舶１０のプロペラ１３が有る場合と無い場合において、プロペラ１３からの距離Ｘが０（ｍ）、０．２Ｄ（ｍ）、０．５Ｄ（ｍ）のときに、水の流速の変化をシミュレーションした。
このシミュレーションは、プロペラ１３の作動による水の流速の変化を確認するためのものであり、ダクト２４を取り付けていない状態で実施した。このシミュレーションでは、プロペラ１３の位置からの距離Ｘが大きいほど、すなわちプロペラ１３から離れるほどプロペラ１３の影響が小さくなり、プロペラ１３の有無での差異が小さくなる。
なお、距離Ｘ＝０がプロペラ１３の位置となり、距離Ｘの値が正の場合には、プロペラ１３から船首方向の位置であることを意味している。
このとき、シミュレーションソフト及びシミュレーション条件は、上述した実施例と同じソフト及び同じ条件を用いた。
上記シミュレーションの結果を図８〜図１０に示す。
【００５５】
図８は、プロペラが有る場合と無い場合において、プロペラからの距離Ｘ＝０の場合における水の流速の変化をシミュレーションした結果を示すグラフである。
図９は、プロペラが有る場合と無い場合において、プロペラからの距離Ｘ＝０．２Ｄの場合における水の流速の変化をシミュレーションした結果を示すグラフである。
図１０は、プロペラが有る場合と無い場合において、プロペラからの距離Ｘ＝０．５Ｄにおける水の流速の変化をシミュレーションした結果を示すグラフである。
図８〜図１０において、横軸は、プロペラ位置からの前方方向の距離を示しており、縦軸は、水の流速を示している。また、横軸に記載した角度は、図２に示す角度に対応している。
【００５６】
図８及び図９を参照するに、距離Ｌ１が０または０．２Ｄのときには、プロペラ１３が有る場合の方が、プロペラ１３が無い場合よりも全体的に水の流速が速いことが分かった。
この結果から、距離Ｌ１が０〜０．２Ｄの範囲内では、プロペラ１３の吸い込みの影響が大きいことが分かった。
一方、図１０を参照するに、距離Ｌ１が０．５Ｄのときには、角度が１５度以下の範囲内においては、プロペラ１３の有無による水の流速の差がほとんどないことが分かった。
【００５７】
上述した実施例及び実験例の結果から、プロペラ１３の負圧面からダクト２４の後縁２４Ｂまでの距離Ｌ１は、０．２Ｄ以上にすると、プロペラ１３の負圧面に形成された負圧領域Ａ１，Ａ２とダクト２４の後縁２４Ｂとの干渉が抑制されるため、ダクト推力効果を高めることが可能であることが確認できた。
また、上記結果から、ダクト２４の後縁２４Ｂ（ダクト装置１５の後縁１５Ｂ）は、距離Ｌ１が０．２Ｄ以上となる位置に配置することが好ましいことが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、ダクトに起因する推進性能の低下を抑制することが可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１０…船舶、１１…船体、１３…プロペラ、１３Ａ，１５Ａ，２４Ａ…前縁、１５…ダクト装置、１５Ｂ，２４Ｂ…後縁、１７…船尾部、１７ａ…外面、１８…支持部挿入部、２１…回転支持部、２２…プロペラ翼、２４…ダクト、２６…ステー、Ａ１，Ａ２…負圧領域、Ｂ１〜Ｂ３…圧力分布線、Ｃ…軸線、Ｄ…直径、Ｅ…基準線、Ｌ１，Ｌ２…距離、Ｐ１〜Ｐ５…点、Ｑ１，Ｑ２…近似曲線、Ｘ…軸線方向
【図１】
2018016091.tif 000003
【図２】
2018016091.tif 000004
【図３】
2018016091.tif 000005
【図４】
2018016091.tif 000006
【図５】
2018016091.tif 000007
【図６】
2018016091.tif 000008
【図７】
2018016091.tif 000009
【図８】
2018016091.tif 000010
【図９】
2018016091.tif 000011
【図１０】
2018016091.tif 000012