(57)【要約】      （修正有）【課題】ダクト本体を船体に付加しても船体の抵抗を増加させることなく船殻効率を改善することができる船尾用ダクト、船尾用ダクトの設計方法、及び船尾用ダクトを装備した船舶を提供する。【解決手段】船体の船尾に取り付けたプロペラの前方に取り付けられる船尾用ダクトにおいて、ダクト本体１１を１８０度から２７０度の角度範囲の略円弧状に形成し、船体を後方から前方視した状態でプロペラの上下方向のプロペラ中心線に対してダクト本体１１のダクト中心線Ｙｄがプロペラの回転方向に傾き角を有するように、ダクト本体１１を支持手段にて船尾に取り付けたことを特徴とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
船体の船尾に取り付けたプロペラの前方に取り付けられる船尾用ダクトにおいて、ダクト本体を１８０度から２７０度の角度範囲の略円弧状に形成し、前記船体を後方から前方視した状態で前記プロペラの上下方向のプロペラ中心線に対して前記ダクト本体のダクト中心線が前記プロペラの回転方向に傾き角を有するように、前記ダクト本体を支持手段にて前記船尾に取り付けたことを特徴とする船尾用ダクト。
【請求項２】
前記ダクト本体の前記傾き角を３０度から６０度の角度範囲としたことを特徴とする請求項１に記載の船尾用ダクト。
【請求項３】
前記ダクト本体の前後方向の断面を内側に凸の翼型に形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の船尾用ダクト。
【請求項４】
前記ダクト本体の後端に形成する後端円弧部の半径を、前端に形成する前端円弧部の半径よりも小さくしたことを特徴とする請求項１から請求項３のうちの１項に記載の船尾用ダクト。
【請求項５】
前記ダクト本体の仮想中心軸を前記プロペラの回転中心軸と一致させたことを特徴とする請求項１から請求項４のうちの１項に記載の船尾用ダクト。
【請求項６】
前記ダクト本体の仮想中心軸を前記プロペラの回転中心軸からずらしたことを特徴とする請求項１から請求項４のうちの１項に記載の船尾用ダクト。
【請求項７】
前記船体を側面視した状態で、前記ダクト本体の仮想中心軸を前記プロペラの回転中心軸に対して傾けたことを特徴とする請求項１から請求項６のうちの１項に記載の船尾用ダクト。
【請求項８】
前記ダクト本体を、前記支持手段としての支柱を介して前記船体の船尾管又は前記船尾管を覆う前記船尾の端部に取り付けたことを特徴とする請求項１から請求項７のうちの１項に記載の船尾用ダクト。
【請求項９】
前記支持手段としての支柱を、前記ダクト中心線から６０度以内の角度範囲に設けたことを特徴とする請求項１から請求項８のうちの１項に記載の船尾用ダクト。
【請求項１０】
前記支柱の断面を、内側に凸の翼型に形成したことを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の船尾用ダクト。
【請求項１１】
前記支柱を、捻った形状に形成することで、前記プロペラに向かう流れを、前記プロペラの前記回転方向に対して対向流化したことを特徴とする請求項８から請求項１０のうちの１項に記載の船尾用ダクト。
【請求項１２】
前記支柱を、前記船尾側前後幅よりも前記ダクト本体側前後幅を大きく形成したことを特徴とする請求項８から請求項１０のうちの１項に記載の船尾用ダクト。
【請求項１３】
船体の船尾に取り付けたプロペラの前方に取り付けられる船尾用付加物において、略円弧状の仮想ダクト本体を支持する一対の支柱を、一対の前記支柱の間の角度が１８０度から２７０度の角度範囲となるように前記船尾に取り付け、前記船体を後方から前方視した状態で前記プロペラの上下方向のプロペラ中心線に対して一対の前記支柱の支柱中心線が前記プロペラの回転方向に傾き角を有することを特徴とする船尾用付加物。
【請求項１４】
請求項１から請求項１２のうちの１項に記載の船尾用ダクトの設計方法であって、前記船尾用ダクトを設計するに当たり、略円弧状の前記ダクト本体と同一半径の全周ダクトを設定するステップと、前記全周ダクトを用いた前記船体の数値計算による抵抗・自航計算を行うステップと、抵抗・自航計算結果から前記全周ダクトの表面に働く船体推進方向の流体力分布及び／又は前記全周ダクトの後方からプロペラ面までの流速・流向分布を求めるステップと、前記流体力分布及び／又は全周ダクトの後方からプロペラ面までの流速・流向分布に基づいて前記全周ダクトから略円弧状の前記ダクト本体の形状を決定するステップと、を備えたことを特徴とする船尾用ダクトの設計方法。
【請求項１５】
前記支持手段としての前記支柱の取り付け位置と取り付け数を設定するステップと、設定した前記支柱を用いた前記船体の数値計算による抵抗・自航計算を行うステップとを備えたことを特徴とする請求項１２に記載の船尾用ダクトの設計方法。
【請求項１６】
前記流体力分布は、スラスト分布と抵抗成分分布であることを特徴とする請求項１４又は請求項１５に記載の船尾用ダクトの設計方法。
【請求項１７】
前記ダクト本体の形状と前記傾き角を、９０度から１８０度の角度範囲の小型ダクトにおけるダクト設置角に対する省エネ率に基づいて決定したことを特徴とする請求項１４に記載の船尾用ダクトの設計方法。
【請求項１８】
請求項１から請求項１２のうちの１項に記載の船尾用ダクトを前記船尾に装備したことを特徴とする船尾用ダクトを装備した船舶。
【請求項１９】
前記船体が二軸船尾双胴型の船体であることを特徴とする請求項１８に記載の船尾用ダクトを装備した船舶。
【請求項２０】
前記船体が既存の船体であり、前記船尾用ダクトを前記船体に後付けしたことを特徴とする請求項１８又は請求項１９に記載の船尾用ダクトを装備した船舶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船体の船尾に装着する船尾用ダクト、船尾用付加物、船尾用ダクトの設計方法、及び船尾用ダクトを装備した船舶に関する。
【背景技術】
【０００２】
省エネ装置の一つとして、船体の船尾に取り付けたプロペラの前方には船尾用ダクトが取り付けられる。
特許文献１では、円弧状のダクトを取り付けた船舶を提案している。この円弧状のダクトは、プロペラの前方であって船尾部に生じる船尾縦渦の中心位置よりも上方に配置されている。また、このダクトの両下端部と船尾部の側面との間をプロペラの半径方向に各々延出した主フィンを備え、主フィンは、船舶後方から前方へ向かって前上がりに傾斜させている（特に段落番号（００１４）〜（００１６））。
また、特許文献２では、円筒の上半部のみからなる半円弧形状の船尾ダクトを開示している（特に図１及び段落番号（００１８））。
また、特許文献３では、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、外殻を船尾部に固定する２枚の連結板とを備え、外殻の径の短い方をプロペラ側に向けるとともに外殻がプロペラの上半分の部分と相対するように外殻を配置したダクト装置を提案している（特に図１、図２及び段落番号（００２０））。
また、特許文献４では、第１板状体が円弧状に湾曲されており、第１板状体の端部に直線状の第２板状体が設けられている船舶用ダクトを開示している（特に段落番号（０００６））。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１７８２２２号公報
【特許文献２】特開２００６−３４７２８５号公報
【特許文献３】特開２００８−１３７４６２号公報
【特許文献４】特開２００８−３０８０２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１における円弧状のダクトは、船体を後方から前方視した状態でプロペラの上下方向の中心線に対して対称を成すように取り付けられている。また、特許文献１において、半円形のダクトでは、推力は主に上側部分で発生し、側面部分では推力を発生していないという問題点、すなわち、半円形のダクトの側面部分では推力を得られず、半円形のダクトの側面部分で抵抗が増える原因となる問題点に着目し（段落番号（０００６））、この問題点を解決するために、主フィンを設け下降流から補助推力を得ている。なお、特許文献１の図面では、半円よりも角度の小さい円弧状のダクトを図示しているが、円弧の中心角については何ら述べられておらず、図示のダクトでは、約１４５度程度の中心角となっている。また、ダクトの表面に働く船体推進方向の流体力分布を考慮して中心角を決めているものでもない。
また、特許文献２における半円弧形状の船尾ダクトについても、船体を後方から前方視した状態でプロペラの上下方向の中心線に対して対称を成すように取り付けられている。また、特許文献２は、従来、船尾フィン、船尾ダクト、ラダーフィンをそれぞれ個別に設けていた場合に比して、動力の削減率を高め、更なる省エネルギー化を進めるもので、船尾フィン、船尾ダクト、及びラダーフィンの相互の関係が必要であり、船尾ダクトは、船尾フィンでせき止められた下降流がプロペラに流入する速度を減速させるために設けている（特に段落番号（００１６））。
また、特許文献３における略半円錐台形状の外殻についても、船体を後方から前方視した状態でプロペラの上下方向の中心線に対して対称を成すように取り付けられている。なお、特許文献３では、中心角が１８０度よりも小さい外殻を持つダクト装置を開示しているが、外殻の中心軸とプロペラの回転軸が一致しているという条件では、中心角が１５０度となることを開示しているに過ぎない（図７（Ａ）及び段落番号（００３７））。また、中心角もダクトの表面に働く船体推進方向の流体力分布を考慮して中心角を決めているものでもない。
また、特許文献４における円弧状に湾曲された第１板状体についても、船体を後方から前方視した状態でプロペラの上下方向の中心線に対して対称を成すように取り付けられている。なお、特許文献４では、円弧の中心角については具体的に記載されていないが、１８０度を越える中心角である（特に図２及び段落番号（００２６））。
【０００５】
そこで、本発明は、ダクト本体を船体に付加しても船体の抵抗を増加させることなく船殻効率を改善することができる船尾用ダクト、船尾用付加物、船尾用ダクトの設計方法、及び船尾用ダクトを装備した船舶を提供することを目的とする。
また、本発明は、推力減少率又は推進器効率比を高め、有効伴流率を小さくすることができる船尾用ダクト、船尾用付加物、船尾用ダクトの設計方法、及び船尾用ダクトを装備した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】
【０００６】
請求項１記載の本発明に対応した船尾用ダクトにおいては、船体の船尾に取り付けたプロペラの前方に取り付けられる船尾用ダクトにおいて、ダクト本体を１８０度から２７０度の角度範囲の略円弧状に形成し、船体を後方から前方視した状態でプロペラの上下方向のプロペラ中心線に対してダクト本体のダクト中心線がプロペラの回転方向に傾き角を有するように、ダクト本体を支持手段にて船尾に取り付けたことを特徴とする。請求項１に記載の本発明によれば、ダクト本体を１８０度から２７０度の角度範囲の略円弧状に形成することで、ダクト本体を船体に付加しても船体の抵抗を増加させることなく船殻効率を改善することができる。また、プロペラの上下方向のプロペラ中心線に対してダクト本体のダクト中心線がプロペラの回転方向に傾き角を有するようにダクト本体を取り付けることで、傾き角がない場合と比較して、推力減少率又は推進器効率比を高め、有効伴流率を小さくすることができる。
【０００７】
請求項２記載の本発明は、ダクト本体の傾き角を３０度から６０度の角度範囲としたことを特徴とする。請求項２に記載の本発明によれば、ダクト本体の傾き角を３０度から６０度の角度範囲とすることで、ダクト本体を船体に付加しても船体の抵抗を増加させることなく船殻効率を改善することができる。
【０００８】
請求項３記載の本発明は、ダクト本体の前後方向の断面を内側に凸の翼型に形成したことを特徴とする。請求項３に記載の本発明によれば、翼型により発生する揚力の推進方向成分（スラスト成分）を利用することで、推力減少率を高め、推進効率を上げることができる。
【０００９】
請求項４記載の本発明は、ダクト本体の後端に形成する後端円弧部の半径を、前端に形成する前端円弧部の半径よりも小さくしたことを特徴とする。請求項４に記載の本発明によれば、ダクト本体より下流での流れを遅くすることにより有効伴流率を小さくでき、かつダクト本体の前端側でのスラスト成分を増加させて推進力を高めることができる。
【００１０】
請求項５記載の本発明は、ダクト本体の仮想中心軸をプロペラの回転中心軸と一致させたことを特徴とする。請求項５に記載の本発明によれば、設計や装備が容易である。
【００１１】
請求項６記載の本発明は、ダクト本体の仮想中心軸をプロペラの回転中心軸からずらしたことを特徴とする。請求項６に記載の本発明によれば、例えばダクト本体を、船体やプロペラにより生ずる非対称な流れに対応しスラスト力が高められる位置にずらすことができる。
【００１２】
請求項７記載の本発明は、船体を側面視した状態で、ダクト本体の仮想中心軸をプロペラの回転中心軸に対して傾けたことを特徴とする。請求項７に記載の本発明によれば、ダクト本体を、スラスト力を高めるように取り付けることができる。
【００１３】
請求項８記載の本発明は、ダクト本体を、支持手段としての支柱を介して船体の船尾管又は船尾管を覆う船尾の端部に取り付けたことを特徴とする。請求項８に記載の本発明によれば、ダクト本体を、設置しやすく、特にプロペラに対して適正な位置に配置しやすい。
【００１４】
請求項９記載の本発明は、支持手段としての支柱を、ダクト中心線から６０度以内の角度範囲に設けたことを特徴とする。請求項９に記載の本発明によれば、船体の抵抗を増加させることなく、ダクト本体の強度とダクト本体の取り付け強度を高めることができる。
【００１５】
請求項１０記載の本発明は、支柱の断面を、内側に凸の翼型に形成したことを特徴とする。請求項１０に記載の本発明によれば、支柱においても翼型により発生する揚力の推進方向成分（スラスト成分）を利用することができる。
【００１６】
請求項１１記載の本発明は、支柱を、捻った形状に形成することで、プロペラに向かう流れを、プロペラの回転方向に対して対向流化したことを特徴とする。請求項１１に記載の本発明によれば、プロペラの推進力を高めることができる。
【００１７】
請求項１２記載の本発明は、支柱を、船尾側前後幅よりもダクト本体側前後幅を大きく形成したことを特徴とする。請求項１２に記載の本発明によれば、支柱の抵抗を減少させて推進力を高めることができる。
【００１８】
請求項１３記載の本発明に対応した船尾用付加物においては、船体の船尾に取り付けたプロペラの前方に取り付けられる船尾用付加物において、略円弧状の仮想ダクト本体を支持する一対の支柱を、一対の支柱の間の角度が１８０度から２７０度の角度範囲となるように船尾に取り付け、船体を後方から前方視した状態でプロペラの上下方向のプロペラ中心線に対して一対の支柱の支柱中心線がプロペラの回転方向に傾き角を有することを特徴とする。請求項１３に記載の本発明によれば、一対の支柱を、一対の支柱の間の角度が１８０度から２７０度の角度範囲となるようにダクト本体を実装しないで船尾に取り付けることで、支柱を船体に付加しても船体の抵抗を増加させることなく船殻効率を改善することができる。また、プロペラ中心線に対して一対の支柱の支柱中心線がプロペラの回転方向に傾き角を有することで、傾き角がない場合と比較して、推力減少率又は推進器効率比を高め、有効伴流率を小さくすることができる。
【００１９】
請求項１４記載の本発明に対応した船尾用ダクトの設計方法は、船尾用ダクトを設計するに当たり、略円弧状のダクト本体と同一半径の全周ダクトを設定するステップと、全周ダクトを用いた船体の数値計算による抵抗・自航計算を行うステップと、抵抗・自航計算結果から全周ダクトの表面に働く船体推進方向の流体力分布及び／又は全周ダクトの後方からプロペラ面までの流速・流向分布を求めるステップと、流体力分布及び／又は全周ダクトの後方からプロペラ面までの流速・流向分布に基づいて全周ダクトから略円弧状のダクト本体の形状を決定するステップとを備えたことを特徴とする。請求項１４に記載の本発明によれば、全周ダクトにおける表面に働く船体推進方向の流体力分布及び／又は全周ダクトの後方からプロペラ面までの流速・流向分布を基にした設計ができる。
【００２０】
請求項１５記載の本発明は、支持手段としての支柱の取り付け位置と取り付け数を設定するステップと、設定した支柱を用いた船体の数値計算による抵抗・自航計算を行うステップとを備えたことを特徴とする。請求項１５に記載の本発明によれば、支柱の影響を考慮した設計ができる。
【００２１】
請求項１６記載の本発明は、流体力分布が、スラスト分布と抵抗成分分布であることを特徴とする。請求項１６に記載の本発明によれば、ダクト形状の切り出しを容易に行うことができる。
【００２２】
請求項１７記載の本発明は、ダクト本体の形状と傾き角を、９０度から１８０度の角度範囲の小型ダクトにおけるダクト設置角に対する省エネ率に基づいて決定したことを特徴とする。請求項１７に記載の本発明によれば、ダクト形状の切り出しをさらに容易に行うことができる。
【００２３】
請求項１８記載の本発明に対応した船尾用ダクトを装備した船舶は、船尾用ダクトを船尾に装備したことを特徴とする。請求項１８に記載の本発明によれば、ダクト本体に加わる抵抗を低減し、省エネ効果の高い船舶を提供できる。
【００２４】
請求項１９記載の本発明は、船体が二軸船尾双胴型の船体であることを特徴とする。請求項１９に記載の本発明によれば、ダクト本体に加わる抵抗を低減し、省エネ効果の高い二軸船尾双胴型の船舶を提供できる。
【００２５】
請求項２０記載の本発明は、船体が既存の船体であり、船尾用ダクトを船体に後付けしたことを特徴とする。請求項２０に記載の本発明によれば、既存の船体に対しても抵抗の低減と、省エネ効果の向上を適用できる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の船尾用ダクトによれば、ダクト本体を１８０度から２７０度の角度範囲の略円弧状に形成することで、ダクト本体を船体に付加しても船体の抵抗を増加させることなく船殻効率を改善することができる。また、プロペラの上下方向のプロペラ中心線に対してダクト本体のダクト中心線がプロペラの回転方向に傾き角を有するようにダクト本体を取り付けることで、傾き角がない場合と比較して、推力減少率又は推進器効率比を高め、有効伴流率を小さくすることができる。
【００２７】
また、ダクト本体の傾き角を３０度から６０度の角度範囲とした場合には、ダクト本体を船体に付加しても船体の抵抗を増加させることなく船殻効率を改善することができる。
【００２８】
また、ダクト本体の前後方向の断面を内側に凸の翼型に形成した場合には、翼型により発生する揚力の推進方向性分（スラスト成分）を利用することで、推力減少率を高め、推進効率を上げることができる。
【００２９】
また、ダクト本体の後端に形成する後端円弧部の半径を、前端に形成する前端円弧部の半径よりも小さくした場合には、ダクト本体より下流での流れを遅くすることにより有効伴流率を小さくでき、かつダクト本体の前端側でのスラスト成分を増加させて推進力を高めることができる。
【００３０】
また、ダクト本体の仮想中心軸をプロペラの回転中心軸と一致させた場合には、設計や装備が容易である。
【００３１】
また、ダクト本体の仮想中心軸をプロペラの回転中心軸からずらした場合には、例えばダクト本体を、船体やプロペラにより生ずる非対称な流れに対応しスラスト力が高められる位置にずらすことができる。
【００３２】
また、船体を側面視した状態で、ダクト本体の仮想中心軸をプロペラの回転中心軸に対して傾けた場合には、ダクト本体を、スラスト力を高めるように取り付けることができる。
【００３３】
また、ダクト本体を、支持手段としての支柱を介して船体の船尾管又は船尾管を覆う船尾の端部に取り付けた場合には、ダクト本体を、設置しやすく、特にプロペラに対して適正な位置に配置しやすい。
【００３４】
また、支持手段としての支柱を、ダクト中心線から６０度以内の角度範囲に設けた場合には、船体の抵抗を増加させることなく、ダクト本体の強度とダクト本体の取り付け強度を高めることができる。
【００３５】
また、支柱の断面を、内側に凸の翼型に形成した場合には、支柱においても翼型により発生する揚力の推進方向成分（スラスト成分）を利用することができる。
【００３６】
また、支柱を、捻った形状に形成することで、プロペラに向かう流れを、プロペラの回転方向に対して対向流化した場合には、プロペラの推進力を高めることができる。
【００３７】
また、支柱を、船尾側前後幅よりもダクト本体側前後幅を大きくした場合には、支柱の抵抗を減少させ推進力を高めることができる。
【００３８】
本発明の船尾用付加物によれば、略円弧状の仮想ダクト本体を支持する一対の支柱を、一対の支柱の間の角度が１８０度から２７０度の角度範囲となるように船尾に取り付けることで、ダクト本体を実装しないで支柱を船体に付加しても船体の抵抗を増加させることなく船殻効率を改善することができる。また、プロペラ中心線に対して一対の支柱の支柱中心線がプロペラの回転方向に傾き角を有することで、傾き角がない場合と比較して、推力減少率又は推進器効率比を高め、有効伴流率を小さくすることができる。
【００３９】
本発明の船尾用ダクトの設計方法によれば、全周ダクトにおける表面に働く船体推進方向の流体力分布及び／又は全周ダクトの後方からプロペラ面までの流速・流向分布を基にした設計ができる。
【００４０】
また、支持手段としての支柱の取り付け位置と取り付け数を設定するステップと、設定した支柱を用いた船体の数値計算による抵抗・自航計算を行うステップとを備えた場合には、支柱の影響を考慮した設計ができる。
【００４１】
また、流体力分布のスラスト分布と抵抗成分分布を基に、全円ダクト形状からダクト形状の切り出しを容易に行うことができる。
【００４２】
また、ダクト本体の形状と傾き角を、９０度から１８０度の角度範囲の小型ダクトにおけるダクト設置角に対する省エネ率に基づいて決定した場合には、ダクト形状の切り出しをさらに容易に行うことができる。
【００４３】
本発明の船尾用ダクトを有した船舶によれば、ダクト本体に加わる抵抗を低減し、省エネ効果の高い船舶を提供できる。
【００４４】
また、船体が二軸船尾双胴型の船体である場合には、ダクト本体に加わる抵抗を低減し、省エネ効果の高い二軸船尾双胴型の船舶を提供できる。
【００４５】
また、船体が既存の船体であり、船尾用ダクトを船体に後付けした場合には、既存の船体に対しても抵抗の低減と、省エネ効果の向上を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施形態による船尾用ダクトを取り付けた状態を示す船舶の要部側面図
【図２】同船舶を後方から前方視した状態を示す要部正面図
【図３】同船舶を斜め後方から見た要部斜視図
【図４】本実施形態による船尾用ダクトの斜視図
【図５】本発明の他の実施形態による船尾用ダクトの正面図
【図６】図１から図４又は図５に示す船尾用ダクトの側面断面図
【図７】本発明の更に他の実施形態による船尾用ダクトの斜視図
【図８】本発明の更に他の実施形態による船尾用ダクトの側面断面図
【図９】本発明の更に他の実施形態による船尾用ダクトの側面断面図
【図１０】本発明の更に他の実施形態による船尾用ダクトを示す説明図
【図１１】試験に使用した肥大船模型とプロペラ模型の要目を示す図
【図１２】試験に使用した部分ダクト模型の模式図
【図１３】試験を行ったダクト模型の要目を表すパラメータを示す図
【図１４】試験を行ったダクト模型の要目を示す図
【図１５】ダクト本体の傾き角と自航要素の関係を示す特性図（第１模型）
【図１６】ダクト本体の傾き角と自航要素の関係を示す特性図（第２模型）
【図１７】ダクト本体の傾き角と自航要素の関係を示す特性図（第３模型）
【図１８】ダクト本体の傾き角と自航要素の関係を示す特性図（第４模型）
【図１９】ダクト本体の傾き角と自航要素の関係を示す特性図（第５模型）
【図２０】馬力低減率を示す特性図
【図２１】ダクト設置角と自航要素の関係を示す特性図
【図２２】ダクト設置角と馬力低減率の関係を示す特性図
【図２３】試験で実施した部分ダクト模型を用いた自航試験の全結果を示す図
【図２４】本実施形態に適用する船体の船体要目及び３次元形状側面図
【図２５】本実施形態による船尾用ダクトと同一半径の全周ダクトのダクト要目及び３次元形状を示す図
【図２６】本実施形態に使用するプロペラのプロペラ要目を示す図
【図２７】本実施形態に適用する船体に対するダクト及びプロペラの取り付け位置を示す図
【図２８】全周ダクトのスラスト成分および抵抗成分分布の周方向分布図
【図２９】全周ダクトの表面上のスラスト分布と抵抗成分分布の等高線図
【図３０】船尾用ダクトを装備した二軸船尾双胴型の船舶を後方から前方視した状態を示す要部正面図
【図３１】他の船尾用ダクトを装備した二軸船尾双胴型の船舶を後方から前方視した状態を示す要部正面図
【発明を実施するための形態】
【００４７】
本発明の一実施形態による船尾用ダクトについて図を用いて説明する。
図１は、同船尾用ダクトを取り付けた状態を示す船舶の要部側面図、図２は、同船舶を後方から前方視した状態を示す要部正面図、図３は、同船舶を斜め後方から見た要部斜視図である。
図１に示すように、本実施形態による船尾用ダクト１０は、船体１の船尾２に取り付けたプロペラ３の前方に取り付けられる。図１では、船尾用ダクト１０は、船尾管を覆う船尾２の端部に取り付けているが、船体１の船尾管に取り付けてもよい。
【００４８】
図２及び図３に示すように、船尾用ダクト１０は、ダクト本体１１と支持手段１２とで構成されている。ダクト本体１１は支持手段１２にて船尾２に取り付けられる。
ダクト本体１１のダクト中心線Ｙｄが、船体１を後方から前方視した状態でプロペラ３の上下方向のプロペラ中心線Ｙｐに対してプロペラ３の回転方向に傾き角θを有するように、ダクト本体１１は支持手段１２にて船尾２に取り付けられている。
【００４９】
図４は本実施形態による船尾用ダクトの斜視図である。
ダクト本体１１は、中心角（角度範囲）βが１８０度から２７０度の略円弧状、より好ましくは２２５度から２５５度の略円弧状に形成している。ダクト本体１１をこのような中心角βの略円弧状に形成することで、ダクト本体１１による全抵抗係数を増加させることなく船殻効率を改善することができる。
ダクト本体１１の後端に形成する後端円弧部１１ｒの半径Ｒｒを、前端に形成する前端円弧部１１ｆの半径Ｒｆよりも小さくしている。このように、後端円弧部１１ｒの半径Ｒｒを、前端円弧部１１ｆの半径Ｒｆよりも小さくすることで、ダクト本体１１より下流での流れの全体の平均速度を遅くできるとともに、ダクト本体１１の前端側でのスラスト成分を増加させて推進力を高めることができる。
【００５０】
支持手段１２は、ダクト本体１１の両側に接続される支柱１２ａと、この支柱１２ａを船尾２に取り付ける取付部１２ｂとから構成される。支柱１２ａは、断面を内側に凸の翼型に形成している。このように支柱１２ａの断面を翼型とすることで、支柱１２ａにおいても翼型により発生する揚力の推進方向成分（スラスト成分）を利用することができる。
支柱１２ａは、船尾側前後幅Ｌｘよりもダクト本体側前後幅Ｌｙを大きくしている。このように、取付部１２ｂ側である船尾側前後幅Ｌｘに対してダクト本体側前後幅Ｌｙを大きくすることで、支柱の抵抗を減少させ、流れを有効に利用して推進力を高めることができる。
なお、リング状を成す取付部１２ｂを無くして、支柱１２ａを直接、船尾管を覆う船尾２の端部、又は船体１の船尾管に取り付けてもよい。
【００５１】
図５は、他の実施形態による船尾用ダクトの正面図である。
図５に示すように、支持手段１２は、ダクト本体１１の両側に接続される一対の支柱１２ａ以外に、支柱１２ｃを設けてもよい。
図５では、支柱１２ｃをダクト中心線Ｙｄに沿って設けた場合を示している。支柱１２ｃは、ダクト中心線Ｙｄから６０度以内の角度範囲、より好ましくはダクト中心線Ｙｄから３０度以内の角度範囲に設ける。このように支柱１２ｃを設けても、船体１の抵抗を増加させることなく、ダクト本体１１の強度、及びダクト本体１１の船尾２の端部や船尾管への取り付け強度を高めることができる。
【００５２】
図６は、図１から図４又は図５に示す船尾用ダクトの側面断面図である。
図６に示すように、ダクト本体１１の前後方向の断面１１ｓは、内側に凸の翼型に形成している。このように、断面１１ｓを内側に凸の翼型に形成することで、船体１の推進方向への揚力を発生させることで推進効率を上げることができる。
また、図６に示すように、ダクト本体１１は、ダクト本体１１の円弧の中心を結ぶ仮想中心軸Ｘｄをプロペラ３の回転中心軸Ｘｐと一致させている。仮想中心軸Ｘｄと回転中心軸Ｘｐとを一致させることで、設計や装備が容易となる。
なお、仮想中心軸Ｘｄは、ダクト本体１１の全ての円弧面における中心に必ずしも対応している必要はない。例えば、中心部と両側部とで半径が若干異なる場合や、前端円弧部１１ｆの中心角βと後端円弧部１１ｒの中心角βが異なる場合があり、ダクト本体１１は、完全な円弧である必要はなく、略円弧状に形成されていればよい。
【００５３】
図７は、更に他の実施形態による船尾用ダクトの斜視図である。
本実施形態による船尾用ダクト１０は、支柱１２ａに代えて捻った形状とした支柱１２ｅを用い、プロペラ３に向かう流れを対向流化している。すなわち、支柱１２ｅは、プロペラ３の回転と反対方向に捻った形状としている。このように、捻った形状とした支柱１２ｅを用いて、プロペラ３に向かう流れを、プロペラ３の回転方向に対して対向流化することで、プロペラ３の推進力を高めることができる。
なお、支持手段１２は、支柱１２ａや支柱１２ｅと船尾用ダクト１０を船体１に取り付ける構造を組み合わせたり、支柱１２ａを用いずに直接船体１に取り付ける構造を採用することもできる。
【００５４】
図８は、更に他の実施形態による船尾用ダクトの側面断面図である。
図８では、ダクト本体１１の仮想中心軸Ｘｄを、プロペラ３の回転中心軸Ｘｐからずらしている。このように、仮想中心軸Ｘｄを回転中心軸Ｘｐからずらすことで、船体１や船尾２、またプロペラ３により生ずる非対称な流れに対応し、スラスト力が高められる位置に船尾用ダクト１０を設けることができる。
【００５５】
図９は、更に他の実施形態による船尾用ダクトの側面断面図である。
図９では、船体１を側面視した状態で、ダクト本体１１の仮想中心軸Ｘｄをプロペラ３の回転中心軸Ｘｐに対して傾けている。このように、仮想中心軸Ｘｄを回転中心軸Ｘｐに対して傾けることで、船尾２の流れに対応しスラスト力を高めるように船尾用ダクト１０を取り付けることができる。
【００５６】
図１０は、更に他の実施形態による船尾用ダクトを示す説明図である。
図１０では、船体１を後方から前方視した状態で、プロペラ３が反時計回りＢの場合を示している。
本実施形態による船尾用ダクト１０は、ダクト本体１１の中心角βを２１０度とし、傾き角θを６０度として取り付けた場合を示している。
【００５７】
次に、ダクト本体１１の周方向の各部分が、船尾流れとの関係によって自航要素に与える影響について、試験結果に基づいて説明する。
本試験では、中心角βを１２０度としたダクト本体１１を部分ダクト模型として用い、周方向位置（ダクト設置角θ）を変更して自航試験を行い、部分ダクト模型の周方向部分と自航要素の関係について調査した。
また、本試験では、肥大船の模型船に、部分ダクト模型を設置し、部分ダクト模型の設置角（本実施形態における傾き角θ）を変化させて、自航試験を行い、部分ダクト模型の設置角と自航要素との関係を調査した。
【００５８】
図１１は、試験に使用した肥大船模型とプロペラ模型の要目、図１２は、部分ダクト模型の模式図である。
なお、部分ダクト模型においては、本実施形態における支柱１２ａをフィンと称して説明する。また、本実施形態における取付部１２ｂをリング状部材として模型船の船尾管にかぶせて設置し、自航試験の際には、リング状の部分を回転させることで設置角θを変化させた。
ダクト設置角θは、船尾側からみて、直上を０度とし、右回り（時計回り）に角度を進めた。よって１２時位置が、０度、３時位置が９０度、６時位置が１８０度、９時位置が２７０度である。
【００５９】
図１３は、試験を行ったダクト模型の要目を表すパラメータ、図１４は、試験を行ったダクト模型の要目を示す。
ここでＤｄｉはプロペラ直径に対するダクト入口の直径比、Ｄｄｏはプロペラ直径に対するダクト出口の直径比であり、Ｄｄｉ５３８は、プロペラ直径に対するダクト入口の直径比が５３．８％、Ｄｄｏ４９３は、プロペラ直径に対するダクト出口の直径比が４９．３％であることを示している。α５は、部分ダクト模型の開き角度が５度、β１２０は、中心角が１２０度のダクトであることを示している。
ダクト入り口でのダクト直径を一定として、ダクトの開き角αとダクト長さＬｄを変化させた。部分ダクト模型に関しては、ダクト長さＬｄをプロペラ直径Ｄｐの２５．５%に固定し、開き角αを５度から１４度まで、３度間隔で変化させた。また部分ダクト模型の試験結果を参考に、周方向の角度が２１０度となるダクトについても試験を実施した。さらにダクトを船体１に固定するためのフィンも自航要素に影響を与えていると考え、ダクト部分を除去したフィン単体の試験も実施した。
試験は海上技術安全研究所の三鷹第二試験水槽で実施し、試験速力は、フルード数０．１８に対応する速力とした。部分ダクト模型の水槽試験では、プロペラ荷重度の変化による１−ｔへの影響が出やすいため、プロペラ荷重度を変化させて試験を行い、ロードファクターが１となるところの自航要素を内挿により求めることで、プロペラ荷重度の影響を排除した。
【００６０】
各々の部分ダクト模型とフィンについて、自航試験の結果から得られた自航要素と設置角の関係を図１５から図１９に示す。
図１５から図１９は、ダクト本体のダクト設置角と自航要素の関係を示す特性図であり、図１５は第１模型（α５Ｄｄｉ５３８Ｄｄｏ４９３Ｌｄ２５５β１２０）、図１６は第２模型（α８Ｄｄｉ５３８Ｄｄｏ４６６Ｌｄ２５５β１２０）、図１７は第３模型（α１１Ｄｄｉ５３８Ｄｄｏ４３９Ｌｄ２５５β１２０）、図１８は第４模型（α１４Ｄｄｉ５３８Ｄｄｏ４１１Ｌｄ２５５β１２０）、図１９は第５模型（Ｆｉｎ）における特性図である。
自航要素として、推力減少率（１−ｔ）、有効伴流率（１−ｗ）、推進器効率比（ηＲ）を示している。
【００６１】
何れの開き角αの部分ダクト模型においても、設置角０度で１−ｔが最大となり、設置角９０度で１−ｗＴＭが最小となり、ηＲが最大となる。自航要素の良否という観点からすると、１−ｔと他の二つの自航要素１−ｗＴＭとηＲは、逆相関となっており、フィン単体の場合も同様である。これら自航試験により得られた自航要素を用いて馬力推定を行い、各部分ダクト模型およびフィン単体の各設置角θでの馬力低減率を計算した。
【００６２】
計算した馬力低減率を図２０に示す。開き角αが５度の時は、設置角０度での馬力低減率が最も大きく、設置角１８０度、設置角２７０度では、ほとんど馬力低減効果が無くなっている。その他の開き角αの１／３ダクトでは、設置角９０度の場合が最も良好な馬力低減率を示しており、設置角０度がそれに続くが、設置角１８０度においても、１〜２%程度の低減率が示されている。やはり設置角２７０度においては、馬力低減率は、ほとんどない。またフィンのみでも設置角０度、９０度１８０度については、２%程度の馬力低減効果が現れているが、設置角２７０度では、ほとんど馬力低減効果がない。
ダクト設置角の影響をより詳細に調査するため、馬力低減率の高い設置角０度付近から設置角９０度付近までにかけて、設置角の変更幅を小さくして自航試験を行った。
【００６３】
図２１は、ダクト本体の傾き角（ダクト設置角）と自航要素の関係図２２は、ダクト設置角と馬力低減率の関係を示す。
図２１及び図２２において、角度０は、船体１を後方から前方視した状態でプロペラ３の上下方向のプロペラ中心線Ｙｐとダクト中心線Ｙｄとを一致させて設けた場合であり、プラスの設置角θは右舷側に傾け、マイナスの設置角θは左舷側に傾けている。プロペラ３は時計回りＡに回している。また、縦軸は、ダクト無を基準としている。
１−ｔは、設置角０度で最大となり、設置角７５度で最小となる。また１−ｗＴＭは、設置角７５度で最小となり、設置角２７０度で最大となる。ηＲは、設置角７５度で最大となり、設置角−１５度で最小となっている。馬力低減率が良好な設置角は０度と９０度のふたつのこぶになっており、設置角０度の場合は１−ｔの設置角９０度の場合は１−ｗＴＭとηＲの良化によることが判る。
図２１及び図２２において、好ましい設置角の位置を円で示している。
【００６４】
部分ダクト模型（中心角βが１２０度）の試験結果を見ると、設置角０度と設置角９０度の馬力低減効果が高い。設置角１８０度では、フィン単独よりも馬力低減効果が小さくなっている。設置角２７０度では、馬力低減効果が極めて低い。そこで、ダクト設置角０度と９０度の部分ダクト模型を組み合わせ、中心角βを２１０度とした部分ダクト模型であれば、効果が大きいと考え、自航試験を実施することした。
【００６５】
部分ダクト模型（中心角βが１２０度）での試験結果から、開き角１１度の時が、設置角０度で馬力低減率３．３%、設置角９０度で馬力低減率３．４%と総合的に馬力低減効果が高かったことから、この開き角１１度の２１０度ダクトを対象に自航試験を実施した。開き角１１度の２１０度ダクトの模式図は、図４に示す通りである。
自航試験の結果、各自航要素は、設置角０度と９０度の部分ダクト模型の中間的な値となり、馬力低減率は３．９％と両者よりも大きくなった。
【００６６】
図２３は、本試験で実施した部分ダクト模型を用いた自航試験の全結果を示す。
部分ダクト模型を用いて、自航試験を行った結果、以下のことが判った。
右回りプロペラ３の場合、部分ダクト模型が後方からみて０度（１２時）の位置にある時、１−ｔは最も大きくなる。一方、１−ｗＴＭも最も大きくなり、ηＲは最も小さくなる。部分ダクト模型が後方から見て90度（３時）の位置にある時、１−ｔは最も小さくなり、１−ｗＴＭも最も小さくなり、ηＲは最も大きくなる。つまり自航要素の良否という観点からすると、１−ｔと他の二つの自航要素１−ｗＴＭとηＲは、逆相関となっている。これらの現象が総合されて、０度（１２時）位置あるいは90度（３時）位置の省エネ効果が高くなっており、これら両位置を組み合わせた２１０度ダクトの省エネ効果も高くなった。なお、２１０度ダクトでは馬力低減率は３．９％であったが、同一条件で角度範囲だけを３６０度とした全周ダクトの場合、馬力低減率は３．５％となり、全周ダクトよりも２１０度ダクトの方が馬力低減率は大きいことが確認できた。
【００６７】
以上の結果より、ダクト本体１１を１８０度から２７０度の角度範囲の略円弧状に形成し、プロペラ３の上下方向のプロペラ中心線Yｐに対してダクト本体１１のダクト中心線Ｙｄがプロペラ３の回転方向に、３０度から６０度の角度範囲で設置角を有することで、ダクト本体１１を船体１に付加しても船体１の抵抗を増加させることなく船殻効率を改善することができる。
より好ましくは角度範囲を２２５度から２５５度の略円弧状に形成することにより、船体１の抵抗を増加させることなく船殻効率を改善することができる。
【００６８】
次に本実施形態による船尾用ダクトの設計方法について以下に説明する。
図２４は、適用する船体について、船体要目及び３次元形状側面図であり、図２５は、本実施形態による船尾用ダクトと同一半径の全周ダクトについて、ダクト要目及び３次元形状を示す。
本実施形態では、パナマックスサイズ・バルクキャリア（ＰｘＢＣ）の、船尾肥大度を高くした形状の船体を用いた。
本実施形態による船尾用ダクト１０を設計するに当たり、まず、略円弧状のダクト本体１１と同一半径の全周ダクトを設定する。
ここでは、全周ダクトとして、所謂Ｗｅａｔｈｅｒ  Ａｄａｐｔｅｄ  Ｄｕｃｔ（ＷＡＤ）を基本形状としたダクトを用いている。
図２５において、ＤT.E．はダクト後端直径、Ｄｐはプロペラ直径、Ｌｄはダクト翼断面コード長、αは翼断面が持つ開き角である。
【００６９】
図２６は、使用するプロペラについてのプロペラ要目を示す。
図２６において、Ｈ／Ｄｐはピッチ比、ａＥは展開面積比、Ｚは翼数を表わす。
【００７０】
図２７は、船体に対するダクト及びプロペラの取り付け位置を示す。
座標原点を船体１の船首垂線（ＦＰ）に取り、ＦＰから船尾垂線（ＡＰ）の方向をｘ軸正、左舷から右舷の方向をｙ軸正、竜骨（ｋｅｅｌ）から甲板（ｄｅｃｋ）の方向をｚ軸正の向きとしている。また、船長を１としている（つまりｘ＝０．０がＦＰ、ｘ＝１．０がＡＰ）。
図２７から導かれるように、ダクト後端はプロペラ前縁と約５%Ｄｐのクリアランスを持ち、ダクト中心はシャフトセンターラインに一致させている。
【００７１】
次に、船型・ダクト・プロペラを設定して、全周ダクトを用いた船体の数値計算による抵抗・自航計算を行う。
図２４から図２７に示す船型・ダクト・プロペラを用いてＣＦＤ（Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ  Ｆｌｕｉｄ  Ｄｙｎａｍｉｃｓ）解析を行った。
ＣＦＤ解析の結果、ダクト無の船型に比べ、ダクト有の船型は抵抗を増加させることが無く、船殻効率を約３．２%改善した。ダクトが付いているにも関わらず、全抵抗係数が殆ど増加しない理由は、ダクト自身が推力を出しているからであると考えられる。
【００７２】
次に、抵抗・自航計算結果から全周ダクトの内表面の流体力分布を求める。
図２８は、全周ダクトのスラスト成分および抵抗成分分布の周方向分布を示す。
図２８において、傾き角θは、全周ダクトを後ろから見て１２時の位置を０度とし、１２時の位置から時計回り方向を正としている。また、図２８において、縦軸Ｃｔｘは、ｘ方向流体力であり、正の値（０ラインより上）では抵抗となり、負の値（０ラインより下）では、推進力となる。
図２８に示すように、プロペラ３が作動していない時（図中点線）には、ｘ方向流体力（Ｃｔｘｌｄｕｃｔ）は、全周に渡り正の値、つまり抵抗（ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）となっている。
しかし、プロペラ３が作動すると、Ｃｔｘｌｄｕｃｔは０度＜θ＜４５度、２８８度＜θ＜３６０度付近で負の値、つまりスラスト（ｔｈｒｕｓｔ）として作用する。このスラスト成分が、プロペラ３の作動時には、ダクトを取り付けている時でも全抵抗係数を増加させない要因となっていると考えられる。
【００７３】
図２９は、全周ダクトの表面上のスラスト分布と抵抗成分分布の等高線図であり、図２８に示す抵抗／スラスト成分が、ダクト表面上にどのように分布しているかを３次元的に示す。
図２８に見られるダクトのスラスト成分は、図２９では主にダクト上面内側で発生していることが分かる（図中、矢印で示す領域Ｚ）。
すなわち、スラスト成分が発生する領域Ｚは、扇形の中心角をβとすると、０度＜β＜１８０度の角度範囲で囲まれた扇形部分となっている。スラスト自体は、ダクト側面内側付近にも発生しているが、当該部分のダクト外側にはこのスラストよりも大きな抵抗が働いていることから、ダクトコード方向に積分した全体の流体力としては図２８に示す傾き角θが９０度付近に示すように、抵抗となっている。
【００７４】
このように、抵抗・自航計算結果から全周ダクトの内表面の流体力分布を求めた後に、流体力分布に基づいて全周ダクトから略円弧状のダクト本体１１の形状を決定する。ここで、流体力分布は、スラスト分布と抵抗成分分布である。
また、全周ダクトの後方からプロペラ面までの流速・流向分布を求めてもよい。この流速・流向分布を求めることにより有効伴流率を考慮した設計が可能となる。なお、この流速・流向分布や内表面の流体力分布は単独で用いての設計も、双方を用いての設計も可能であるが、双方を用いた方がより詳細な設計が実現可能となる。
ダクト本体１１の形状と傾き角θは、９０度から１８０度の角度範囲の小型ダクトにおけるダクト設置角に対する省エネ率に基づいて決定することで、ダクト本体１１の形状の切り出しを容易に行うことができる。
なお、支持手段１２としての支柱１２ａ、１２ｃの取り付け位置と取り付け数を設定するステップと、設定した支柱１２ａ、１２ｃを用いた船体１の数値計算による抵抗・自航計算を行うステップとを備えることで、支柱１２ａ、１２ｃの影響を考慮した設計ができる。
【００７５】
図３０及び図３１は、船尾用ダクトを装備した二軸船尾双胴型の船舶を後方から前方視した状態を示す要部正面図である。
図３０及び図３１において、船体１には、右舷側スケグの船尾管２Ｒには右舷側プロペラ３Ｒ、左舷側スケグの船尾管２Ｌには左舷側プロペラ３Ｌを設けている。
【００７６】
図３０では、右舷側プロペラ３Ｒは反時計回りＢ、左舷側プロペラ３Ｌは時計回りＡであり、内回りの回転であることを示している。
このように内回りの回転による二軸船尾双胴型の船舶にあっては、右舷側プロペラ３Ｒに対応する右舷側船尾用ダクト１０Ｒは左上象限にダクト本体１１Ｒを傾けて配置し、左舷側プロペラ３Ｌに対応する左舷側船尾用ダクト１０Ｌは右上象限にダクト本体１１Ｌを傾けて配置することで、推力減少率又は推進器効率比を高め、有効伴流率を小さくすることができる。
【００７７】
図３１では、右舷側プロペラ３Ｒは時計回りＡ、左舷側プロペラ３Ｌは反時計回りＢであり、外回りの回転であることを示している。
このように外回りの回転による二軸船尾双胴型の船舶にあっては、右舷側プロペラ３Ｒに対応する右舷側船尾用ダクト１０Ｒは右上象限にダクト本体１１Ｒを傾けて配置し、左舷側プロペラ３Ｌに対応する左舷側船尾用ダクト１０Ｌは左上象限にダクト本体１１Ｌを傾けて配置することで、推力減少率又は推進器効率比を高め、有効伴流率を小さくすることができる。
【００７８】
このように、本実施形態による船尾用ダクト１０は、二軸船尾双胴型の船体１にも適用でき、ダクト本体１１に加わる抵抗を低減し、省エネ効果の高い二軸船尾双胴型の船舶を提供できる。
なお、二軸船尾双胴型の船舶、一軸型船舶の場合を含めて、船尾流を有効に利用しプロペラの推進効率を高めるために、プロペラの推進軸を左右に設けたスケグや船尾の中心から位置をずらしていわゆるオフセットを設ける場合があるが、このような場合に船尾用ダクトも位置ずらす、また位置はずらさないどちらの選択も可能である。
また、本実施形態による船尾用ダクト１０は、既存の船体１に対して後付けで取り付けることができる。従って、既存の船舶においても本実施形態による船尾用ダクト１０による抵抗の低減と、省エネ効果の向上を活用できる。
【００７９】
以上の各実施形態では、船尾用ダクト１０として説明したが、試験結果で示したように、ダクト本体１１を設けずに、ダクト本体１１の両端を支える一対の支柱１２ａだけでも、船体１の抵抗を増加させることなく船殻効率を改善することで省エネ効果がある。
すなわち、他の実施形態としての船尾用付加物は、略円弧状の仮想ダクト本体を支持する一対の支柱１２ａを、一対の支柱１２ａの間の角度が１８０度から２７０度の角度範囲となるように船尾２に取り付け、船体１を後方から前方視した状態でプロペラ３の上下方向のプロペラ中心線Ｙｐに対して一対の支柱１２ａの支柱中心線がプロペラ３の回転方向に傾き角θを有する。
【００８０】
本実施形態による船尾用付加物は、傾き角θを３０度から６０度の角度範囲とすることで、一対の支柱１２ａを船体１に付加しても船体１の抵抗を増加させることなく船殻効率を改善することができる。また、プロペラ３の回転中心軸Ｘｐよりも上部の特に推進方向成分（スラスト成分）が大きく得られる位置に、角度範囲の小さいダクト本体１１を臨ませることができる。
【００８１】
また、本実施形態による船尾用付加物は、一対の支柱１２ａの仮想中心軸Ｘｄをプロペラ３の回転中心軸Ｘｐと一致させた場合には、設計や装備が容易である。
【００８２】
また、本実施形態による船尾用付加物は、一対の支柱１２ａの仮想中心軸Ｘｄをプロペラ３の回転中心軸Ｘｐからずらした場合には、例えば一対の支柱１２ａを、船体１やプロペラ３により生ずる非対称な流れに対応しスラスト力が高められる位置にずらすことができる。
【００８３】
また、本実施形態による船尾用付加物は、船体１を側面視した状態で、一対の支柱１２ａの仮想中心軸Ｘｄをプロペラ３の回転中心軸Ｘｐに対して傾けた場合には、一対の支柱１２ａを、スラスト力を高めるように取り付けることができる。
【００８４】
また、本実施形態による船尾用付加物は、支柱１２ａの断面を、内側に凸の翼型に形成した場合には、翼型により発生する揚力の推進方向成分（スラスト成分）を利用することができる。
【００８５】
また、本実施形態による船尾用付加物は、捻った形状の支柱１２ｃとし、プロペラ３に向かう流れを、プロペラ３の回転方向に対して対向流化した場合には、推進力を高めることができる。
【００８６】
また、本実施形態による船尾用付加物は、支柱１２ａを、船尾側前後幅Ｌｘよりもダクト本体側前後幅Ｌｙを大きくした場合には、支柱１２ａの抵抗を減少させて推進力を高めることができる。
【００８７】
また、本発明の船尾用付加物を有した船舶によれば、支柱１２ａに加わる抵抗を低減し、省エネ効果の高い船舶を提供できる。
【００８８】
また、船体１が二軸船尾双胴型の船体である場合には、支柱１２ａに加わる抵抗を低減し、省エネ効果の高い二軸船尾双胴型の船舶を提供できる。
【００８９】
また、船体１が既存の船体であり、支柱１２ａを船体１に後付けした場合には、既存の船体に対しても抵抗の低減と、省エネ効果の向上を適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明は、特に低速肥大船を含めた一般の船舶の船尾に装着する船尾用ダクトに適用でき、ダクト本体を付加しても、船体の抵抗を増加させることなく船殻効率を改善することで省エネ効果がある。
【符号の説明】
【００９１】
１  船体
２  船尾
３  プロペラ
１０  船尾用ダクト
１１  ダクト本体
１１s  断面
１２  支持手段
Ｘｐ  回転中心軸
Yd  ダクト中心線
Ｙｐ  プロペラ中心線
β    中心角（角度範囲）
θ    傾き角
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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