(57)【要約】      （修正有）【課題】省エネルギー効果を得ることができる船舶のダクト装置を提供する。【解決手段】ダクト装置１は、船体１００の船尾に設けられたプロペラの前方においてプロペラの回転軸ＡＸの周囲の少なくとも一部に配置されるダクト２と、ダクトと船体の少なくとも一部とを接続するステー３とを備える。ダクトの断面は、翼型であり、翼型の翼弦線と回転軸と平行な線とがなす角度と、翼弦線の中点と回転軸との距離とが、ダクトの第１部分と、回転軸の周方向に関して第１部分とは異なるダクトの第２部分とで異なる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
船体の船尾に設けられたプロペラの前方において前記プロペラの回転軸の周囲の少なくとも一部に配置されるダクトと、
前記ダクトと前記船体の少なくとも一部とを接続するステーと、
を備え、
前記ダクトの断面は、翼型であり、
前記翼型の翼弦線と前記回転軸と平行な線とがなす角度と、前記翼弦線の中点と前記回転軸との距離とが、前記ダクトの第１部分と、前記回転軸の周方向に関して前記第１部分とは異なる前記ダクトの第２部分とで異なるダクト装置。
【請求項２】
前記ダクトの少なくとも一部は、前記回転軸よりも上方に配置され、
前記第１部分は、前記ダクトの上端部を含み、
前記第２部分は、前記ダクトの側端部を含み、
前記第１部分の前記角度は、前記第２部分の前記角度よりも大きく、
前記第１部分の前記距離は、前記第２部分の距離よりも小さい請求項１に記載のダクト装置。
【請求項３】
前記ダクトは、流入口を規定する前端部と、前記プロペラと対向し、前記流入口と大きさ及び形状が異なる流出口を規定する後端部と、を有し、
前記流出口は、前記流入口よりも小さく、
前記後端部の上端部の内面は、前記回転軸に向かって突出し、
前記前端部の上端部の内面は、前記回転軸に向かって突出しない請求項２に記載のダクト装置。
【請求項４】
前記ステーの断面は、翼型である請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のダクト装置。
【請求項５】
船体の船尾に設けられたプロペラの前方において前記プロペラの回転軸の周囲の少なくとも一部に配置されるダクトと、
前記ダクトと前記船体の少なくとも一部とを接続するステーと、
を備え、
前記ステーの断面は、翼型であるダクト装置。
【請求項６】
前記ステーは、前記翼型の翼弦線の前縁が後縁よりも上方に配置されるように傾斜する請求項４又は請求項５に記載のダクト装置。
【請求項７】
前記ステーは、前記船体と接続される内端部と、前記プロペラの回転軸に対する放射方向に関して前記内端部の外側に配置され、前記ダクトと接続される外端部と、を有し、
前記翼型の翼弦線と水平面とがなす角度が、前記ステーの第３部分と、前記放射方向に関して前記第３部分とは異なる前記ステーの第４部分とで異なる請求項４又は請求項５に記載のダクト装置。
【請求項８】
前記ステーの前記内端部における前記翼弦線は、前記翼型の前縁が後縁よりも上方に配置されるように傾斜し、
前記ステーの前記外端部における前記翼弦線は、前記翼型の前縁が後縁よりも下方に配置されるように傾斜する請求項７に記載のダクト装置。
【請求項９】
前記ステーは、前記プロペラの回転軸よりも上方に配置された第１ステー及び第２ステーを含み、
前記回転軸の周方向に関して、前記第１ステーと前記第２ステーとがなす角度は、９０度よりも小さい請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のダクト装置。
【請求項１０】
前記ダクトは、前記プロペラの回転軸よりも上方で、前記回転軸の一部を囲むように配置される請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のダクト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶のダクト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
船舶に係る技術分野において、例えば特許文献１に開示されているようなダクト装置を備えた船舶が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】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】
【０００４】
ダクト装置が船体の船尾に配置されることにより、船舶は省エネルギー効果を得られる。ダクト装置の改善により、更に高い省エネルギー効果が期待できる。
【０００５】
本発明は、省エネルギー効果を得ることができる船舶のダクト装置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】
本発明の第１の態様は、船体の船尾に設けられたプロペラの前方において前記プロペラの回転軸の周囲の少なくとも一部に配置されるダクトと、前記ダクトと前記船体の少なくとも一部とを接続するステーと、を備え、前記ダクトの断面は、翼型であり、前記翼型の翼弦線と前記回転軸と平行な線とがなす角度と、前記翼弦線の中点と前記回転軸との距離とが、前記ダクトの第１部分と、前記回転軸の周方向に関して前記第１部分とは異なる前記ダクトの第２部分とで異なるダクト装置を提供する。
【０００７】
本発明に係るダクト装置において、前記ダクトの少なくとも一部は、前記回転軸よりも上方に配置され、前記第１部分は、前記ダクトの上端部を含み、前記第２部分は、前記ダクトの側端部を含み、前記第１部分の前記角度は、前記第２部分の前記角度よりも大きく、前記第１部分の前記距離は、前記第２部分の距離よりも小さくてもよい。
【０００８】
本発明に係るダクト装置において、前記ダクトは、流入口を規定する前端部と、前記プロペラと対向し、前記流入口と大きさ及び形状が異なる流出口を規定する後端部と、を有し、前記流出口は、前記流入口よりも小さく、前記後端部の上端部の内面は、前記回転軸に向かって突出し、前記前端部の上端部の内面は、前記回転軸に向かって突出しなくてもよい。
【０００９】
本発明に係るダクト装置において、前記ステーの断面は、翼型でもよい。
【００１０】
本発明の第２の態様は、船体の船尾に設けられたプロペラの前方において前記プロペラの回転軸の周囲の少なくとも一部に配置されるダクトと、前記ダクトと前記船体の少なくとも一部とを接続するステーと、を備え、前記ステーの断面は、翼型であるダクト装置を提供する。
【００１１】
本発明に係るダクト装置において、前記ステーは、前記翼型の翼弦線の前縁が後縁よりも上方に配置されるように傾斜してもよい。
【００１２】
本発明に係るダクト装置において、前記ステーは、前記船体と接続される内端部と、前記プロペラの回転軸に対する放射方向に関して前記内端部の外側に配置され、前記ダクトと接続される外端部と、を有し、前記翼型の翼弦線と水平面とがなす角度が、前記ステーの第３部分と、前記放射方向に関して前記第３部分とは異なる前記ステーの第４部分とで異なってもよい。
【００１３】
本発明に係るダクト装置において、前記ステーの前記内端部における前記翼弦線は、前記翼型の前縁が後縁よりも上方に配置されるように傾斜し、前記ステーの前記外端部における前記翼弦線は、前記翼型の前縁が後縁よりも下方に配置されるように傾斜してもよい。
【００１４】
本発明に係るダクト装置において、前記ステーは、前記プロペラの回転軸よりも上方に配置された第１ステー及び第２ステーを含み、前記回転軸の周方向に関して、前記第１ステーと前記第２ステーとがなす角度は、９０度よりも小さくてもよい。
【００１５】
本発明に係るダクト装置において、前記ダクトは、前記プロペラの回転軸よりも上方で、前記回転軸の一部を囲むように配置されてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、省エネルギー効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、第１実施形態に係る船舶のダクト装置の一例を模式的に示す側面図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る船舶のダクト装置の一例を模式的に示す正面図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係る船舶のダクト装置の一例を模式的に示す斜視図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係るダクトの一例を示す断面図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係るダクトの前端部の輪郭及び後端部の輪郭の一例を示す図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係るステーの一例を示す断面図である。
【図７】図７は、第２実施形態に係る船舶のダクト装置の一例を模式的に示す図である。
【図８】図８は、第３実施形態に係る船舶のダクト装置の一例を模式的に示す図である。
【図９】図９は、第４実施形態に係る船舶のダクト装置の一例を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する各実施形態の要件は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。
【００１９】
＜第１実施形態＞
第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る船舶のダクト装置１の一例を模式的に示す側面図である。図２は、本実施形態に係る船舶のダクト装置１の一例を模式的に示す正面図であって、図１のＡ−Ａ線矢視図に相当する。図３は、本実施形態に係る船舶のダクト装置１の一例を模式的に示す斜視図である。
【００２０】
図１に示すように、船舶は、船体１００の船尾１００Ｂに設けられたプロペラ１０１と、プロペラ１０１の前方に配置されたダクト装置１と、プロペラ１０１の後方に配置された舵１０２とを備えている。ダクト装置１は、船体１００の船尾１００Ｂに配置される。プロペラ１０１は、シャフト１０３を介して、船体１００に搭載された動力源と接続される。動力源は、ディーゼルエンジンのようなエンジン及びモータの少なくとも一方を含む。船体１００は、船尾管１０４を有し、シャフト１０３は、船尾管１０４に回転可能に支持される。動力源は、シャフト１０３を介してプロペラ１０１を回転させる。プロペラ１０１は、回転軸ＡＸを中心に回転する。プロペラ１０１が回転することにより、船舶が航走する。
【００２１】
プロペラ１０１の回転により、船舶は、船首側に前進する。前進する船舶の進行方向に関して前方に船首が配置され、後方に船尾１００Ｂが配置される。以下の説明において、前進する船舶の進行方向に関して前方を単に、前方、と適宜称し、前進する船舶の進行方向に関して後方を単に、後方、と適宜称する。また、水平面内において進行方向と直交する方向を適宜、幅方向、と称する。
【００２２】
また、以下の説明において、回転軸ＡＸと平行な方向を適宜、軸方向、と称し、回転軸ＡＸに対する放射方向を適宜、径方向、と称し、回転軸ＡＸを中心とした回転方向を適宜、周方向、と称する。
【００２３】
ダクト装置１は、プロペラ１０１の前方に配置されるダクト２と、ダクト２と船体１００の少なくとも一部とを接続するステー３とを備えている。ダクト２は、プロペラ１０１の前方において、プロペラ１０１の回転軸ＡＸの周囲の少なくとも一部に配置される。なお、ダクト２を、ノズル２と称してもよい。ステー３を、支柱３と称してもよいし、連結板３と称してもよい。本実施形態において、ステー３は、ダクト２と船体１００の船尾管１０４とを連結する。
【００２４】
本実施形態において、ダクト２の少なくとも一部は、プロペラ１０１の回転軸ＡＸよりも上方に配置される。本実施形態において、ダクト２は、プロペラ１０１の回転軸ＡＸよりも上方で、回転軸ＡＸの一部を囲むように配置される。すなわち、ダクト２は、半筒状（半環状）である。以下の説明において、プロペラ１０１の回転軸ＡＸの周囲の少なくとも一部において回転軸ＡＸと面するダクト２の面を適宜、ダクト２の内面、と称し、ダクト２の内面の反対側を向くダクト２の面を適宜、ダクト２の外面、と称する。
【００２５】
ダクト２は、前端部２１と、後端部２２とを有する。前端部２１は、後端部２２よりも前方に配置される。前端部２１は、流体（海水など）が流入する流入口４を規定する。後端部２２は、プロペラ１０１と対向する。後端部２２は、流体が流出する流出口５を規定する。本実施形態において、流入口４の大きさと流出口５の大きさとは異なる。本実施形態において、流出口５は、流入口４よりも小さい。また、本実施形態において、流入口４の形状と流出口５の形状とは異なる。
【００２６】
図２及び図３に示すように、後端部２２の上端部におけるダクト２の内面は、回転軸ＡＸに向かって突出する。すなわち、後端部２２の上端部におけるダクト２の内面は、内側に突出する凸部２２Ｔを有する。一方、前端部２１の上端部におけるダクト２の内面は、回転軸ＡＸに向かって突出しない。
【００２７】
前端部２１の輪郭及び後端部２２の輪郭のそれぞれは、横方向に関して対称である。すなわち、回転軸ＡＸを通り、鉛直方向と平行な基準線（対称軸）ＳＲに対して、前端部２１の輪郭及び後端部２２の輪郭のそれぞれは線対称である。
【００２８】
図４は、本実施形態に係るダクト２の一例を示す断面図を示す。図５は、前端部２１の輪郭及び後端部２２の輪郭の一例を示す図である。図５は、対称軸ＳＲに対して一方の輪郭を示す。
【００２９】
図４に示すように、ダクト２の断面は、翼型である。ダクト２の翼型は、流体との相互作用によって効率良く揚力を得られる外形を有する。ダクト２の翼型（断面形状）は、前縁部から後縁部に向かって徐々に細くなる形状である。本実施形態において、ダクト２の翼型の外面は、直線状、あるいは内面の凸度合いよりも小さい凸、あるいは凹である。ダクト２の翼型の内面は、内側（回転軸ＡＸ側）に凸な曲面状である。ダクト２の翼型において、翼型の最前端の前縁２３と、翼型の最後端の後縁２４と、前縁２３と後縁２４とを結ぶ翼弦線２５と、翼型の上面と下面との中点を順々に結んで得られる中心線２６とが規定される。前端部２１は、翼型の前縁２３を含む。後端部２２は、翼型の後縁２４を含む。
【００３０】
本実施形態において、ダクト２は、径方向に関して回転軸ＡＸと前縁２３との距離が回転軸ＡＸと後縁２４との距離よりも大きくなるように配置される。
【００３１】
水上（海上）を船舶が前進すると、水の少なくとも一部は、ダクト２の前縁２３を介してダクト２の内面に沿って流れる。ベルヌーイの定理により、前端部２１におけるダクト２の内面が負圧になり、揚力が発生する。揚力の軸方向の成分（ダクト２が発生する推力）によって、推力が発生する。また、ダクト２が発生する推力により、プロペラ１０１を動かす動力源の出力が抑制されるため、省エネルギー効果が得られる。
【００３２】
本実施形態においては、ダクト２の翼型の翼弦線２５と、プロペラ１０１の回転軸ＡＸと平行な線とがなす角度φを適宜、配置角φ、と称する。
【００３３】
また、本実施形態においては、プロペラ１０１の回転軸ＡＸに対する放射方向に関して、翼弦線２５の中点２５Ｍと、プロペラ１０１の回転軸ＡＸとの距離Ｒを適宜、半径位置Ｒ、と称する。
【００３４】
本実施形態においては、翼型の翼弦線２５とプロペラ１０１の回転軸ＡＸと平行な線とがなす角度（配置角）φと、翼弦線２５の中点２５Ｍとプロペラ１０１の回転軸ＡＸとの距離（半径位置）Ｒとが、ダクト２の第１部分と、回転軸ＡＸの周方向に関して第１部分とは異なるダクト２の第２部分とで異なる。すなわち、本実施形態においては、配置角φと半径位置Ｒとが、回転軸ＡＸの周方向に関するダクト２の複数の部分のそれぞれにおいて異なる。
【００３５】
本実施形態において、回転軸ＡＸの直上に配置されるダクト２の上端部の配置角φは、回転軸ＡＸの真横に配置されるダクト２の側端部の配置角φよりも大きい。本実施形態においては、周方向に関して、ダクト２の上端部（０ｄｅｇとする）から側端部（９０ｄｅｇとする）に向かって配置角φが徐々に小さくなるように、ダクト２の形状が定められている。
【００３６】
また、本実施形態において、回転軸ＡＸの直上に配置されるダクト２の上端部の半径位置Ｒは、回転軸ＡＸの真横に配置されるダクト２の側端部の半径位置Ｒよりも小さい。本実施形態においては、周方向に関して、ダクト２の上端部（０ｄｅｇとする）から側端部（９０ｄｅｇとする）に向かって半径位置Ｒが徐々に大きくなるように、ダクト２の形状が定められている。
【００３７】
より具体的には、周方向に関して、０ｄｅｇから１０ｄｅｇにおいて半径位置Ｒは最小値を示し、１０ｄｅｇから９０ｄｅｇにおいて半径位置Ｒは徐々に大きくなる。なお、プロペラ１０１の直径（外径）をＲｐとしたとき、半径位置Ｒの最小値は、０．７Ｒｐ以下でもよい。半径位置Ｒの最大値は、Ｒｐ以下に定められる。半径位置Ｒの最小値と最大値との差は、０．５Ｒｐ以下に定められてもよい。
【００３８】
周方向に関して、０ｄｅｇから１０ｄｅｇにおいて配置角φは最大値を示し、１０ｄｅｇから９０ｄｅｇにおいて配置角φは徐々に小さくなる。配置角φの最小値は、０度以上に定められる。
【００３９】
これにより、図２及び図３に示したように、ダクト２の後端部２２の内面に凸部２２Ｔを有し、横方向に長い半環状のダクト２が得られる。
【００４０】
船尾１００Ｂ（プロペラ１０１の前方）における流体（海水）の流れの速度成分は、軸方向のみならず、周方向及び径方向にも存在する。流入口４を介してダクト２に流入する流体の流場は、一様でない。そのため、ダクト２の配置角φ及び半径位置Ｒは、ダクト２が発生する推力に影響を与える。本発明者の知見によれば、周方向に関してダクト２の配置角φ及び半径位置Ｒが一定であると、ダクト２の推力を十分に得ることができないことが判明した。
【００４１】
そこで、本実施形態においては、配置角φ及び半径位置Ｒが、回転軸ＡＸの周方向に関するダクト２の複数の部分のそれぞれにおいて異なるように、ダクト２の形状を定めた。これにより、ダクト２が発生する推力を最大化することができ、より大きな省エネルギー効果が得られる。
【００４２】
例えば、肥大船では、周方向に関して０ｄｅｇの位置（上端部の位置）で流向角が大きく、９０ｄｅｇの位置（側端部の位置）で流向角が小さい傾向がある。また、周方向に関して０ｄｅｇの位置では半径位置Ｒが小さいほど流速が大きく、９０ｄｅｇの位置では半径位置Ｒが大きいほど流速が大きい傾向がある。
【００４３】
そのため、ダクト２の上端部の配置角φを、ダクト２の側端部の配置角φよりも大きくし、ダクト２の上端部の半径位置Ｒを、ダクト２の側端部の半径位置Ｒよりも小さくすることによって、以下の（１）式、（２）式、及び（３）式で評価されるダクト２の推力を大きくすることができる。
【００４４】
Ｌ＝１／２・Ｃｌ（α）・ρ・Ｓ・Ｖ２    …（１）
Ｄ＝１／２・Ｃｄ(α)・ρ・S・Ｖ２    …（２）
Ｆ＝Ｌ・ｓｉｎθ-Ｄ・ｃｏｓθ    …（３）
Ｌ：揚力
Ｄ：抗力
Ｆ：推力（合力の前方成分）
Ｃｌ：揚力係数（翼性能による。迎角αに依存）
Ｃｄ：抗力係数（翼性能による。迎角αに依存）
ρ：流体比重
Ｓ：ダクト表面積（半径方向位置による）
Ｖ：流速（軸方向と半径方向との合成流速）
θ：流向角（軸方向流速と半径方向流速とがなす角度）
【００４５】
次に、ステー３について説明する。図１、図２、及び図３などに示すように、ステー３は、前端部３１と、後端部３２とを有する。前端部３１は、後端部３２よりも前方に配置される。後端部３２は、プロペラ１０１と対向する。
【００４６】
ステー３は、ダクト２と船体１００の船尾管１０４とを接続する。ステー３は、船尾管１０４の外面と接続される内端部３８と、ダクト２の内面と接続される外端部３９とを有する。外端部３９は、プロペラ１０１の回転軸ＡＸに対する放射方向に関して内端部３８の外側に配置される。
【００４７】
ダクト装置１は、一対のステー３を有する。以下の説明においては、一方のステー３を適宜、第１ステー３０１、と称し、他方のステー３を適宜、第２ステー３０２、と称する。第１ステー３０１は、横方向に関して回転軸ＡＸの一側に配置される。第２ステー３０２は、横方向に関して回転軸ＡＸの他側に配置される。本実施形態において、第１ステー３０１及び第２ステー３０２は、実質的に水平面と平行に配置される。
【００４８】
図６は、本実施形態に係るステー３の断面図を示す。図６に示すように、ステー３の断面は、翼型である。ステー３の翼型は、流体との相互作用によって効率良く揚力を得られる外形を有する。ステー３の翼型（断面形状）は、前縁部から後縁部に向かって徐々に細くなる形状である。本実施形態において、ステー３の翼型の上面は、直線状、あるいは内面の凸度合い以下の凸、あるいは凹である。ステー３の翼型の下面は、下側に凸な曲面状である。ステー３の翼型において、翼型の最前端の前縁３３と、翼型の最後端の後縁３４と、前縁３３と後縁３４とを結ぶ翼弦線３５と、翼型の上面と下面との中点を順々に結んで得られる中心線３６とが規定される。前端部３１は、翼型の前縁３３を含む。後端部３２は、翼型の後縁３４を含む。
【００４９】
本実施形態において、ステー３は、翼型の翼弦線３５が傾斜するように配置される。本実施形態において、ステー３は、翼型の翼弦線３５の前縁３３が後縁３４よりも上方に配置されるように傾斜する。
【００５０】
ステー３は、翼弦線３５が水平面に対して傾斜するように配置されてもよい。ステー３は、翼弦線３５が喫水線に対して傾斜するように配置されてもよい。喫水線は、計画喫水線及び設計上の喫水線の少なくとも一方を含む。ステー３は、回転軸ＡＸを含む所定面に対して前縁３３が後縁３４よりも所定面から離れて配置されるように傾斜してもよい。回転軸ＡＸを含む所定面は、水平面である場合もあるし、水平面に対して傾斜する傾斜面である場合もある。
【００５１】
本実施形態においては、前縁３３が後縁３４よりも上方に配置され、水平面と翼弦線３５とがなす角度γが０度以上１０度以下となるように、ステー３が配置される。
【００５２】
水上（海上）を船舶が前進すると、水の少なくとも一部は、ステー３の前縁３３を介してステー３の内面に沿って流れる。ベルヌーイの定理により、前端部３１におけるステー３の下面が負圧になり、揚力が発生する。揚力の軸方向の成分（ステー３が発生する推力）と、プロペラ１０１の推力とによって、大きな推力が発生する。また、ステー３が発生する推力により、プロペラ１０１を動かす動力源の出力が抑制されるため、省エネルギー効果が得られる。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態によれば、ダクト２は、配置角φ及び半径位置Ｒが周方向に関する複数の部分において異なるように形成されているため、省エネルギー効果を得ることができる。
【００５４】
また、本実施形態においては、ステー３の断面が翼型なので、ダクト２のみならず、ステー３も推力を発生する。これにより、より高い省エネルギー効果を得ることができる。
【００５５】
また、本実施形態においては、ステー３の外端部３９は、半環状のダクト２と接続される。これにより、翼端ロスの発生が抑制される。ステー３の外端部３９とダクト２とが接続されていない場合、ステー３の端部及びダクト２の端部の少なくとも一方において渦が発生し、その結果、省エネルギー効果が十分に発揮されない可能性がある。本実施形態においては、ステー３とダクト２とが接続されているため、渦の発生が抑制される。そのため、高い省エネルギー効果を得ることができる。
【００５６】
＜第２実施形態＞
第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
【００５７】
図７は、本実施形態に係るダクト装置１Ｂのステー３Ｂの一例を示す。ステー３Ｂの断面は、翼型である。本実施形態において、ステー３Ｂは、翼型の上面の形状と下面の形状とが対称である対称翼である。なお、ステー３Ｂは、翼型の上面の形状と下面の形状とが非対称である非対称翼でもよい。
【００５８】
ステー３Ｂは、船体１００と接続される内端部３８と、プロペラ１００の回転軸ＡＸに対する放射方向に関して内端部３８の外側に配置され、ダクト２と接続される外端部３９と、を有する。
【００５９】
本実施形態においては、ステー３Ｂの翼型の翼弦線３５と水平面とがなす角度γが、放射方向に関するステー３Ｂの複数の部分のそれぞれにおいて異なる。本実施形態においては、内端部３８におけるステー３Ｂの翼型の翼弦線３５の角度γと、外端部３９におけるステー３Ｂの翼型の翼弦線３５の角度γとが異なる。その角度γが、内端部３８から外端部３９に向かって徐々に変化するように、ステー３Ｂが捻じれている。
【００６０】
本実施形態においては、ステー３Ｂの内端部３８における翼弦線３５は、翼型の前縁３３が後縁３４よりも上方に配置されるように傾斜し、ステー３Ｂの外端部３９における翼弦線３９は、翼型の前縁３３が後縁３４よりも下方に配置されるように傾斜する。
【００６１】
ダクト２及びステー３Ｂの周囲における流体の流場は、プロペラ１０１の回転軸ＡＸに対する放射方向に関して異なる。例えば、放射方向に関して内側においては、流体（海水）は下向きに流れ、放射方向に関して外側においては、流体（海水）は下向きに流れる可能性がある。そのため、ステー３Ｂの傾斜角度γは、ステー３Ｂが発生する推力に影響を与える。本発明者の知見によれば、放射方向に関してステー３Ｂの翼弦線３５の角度（ステー３Ｂの傾斜角度）γを、放射方向に関して変化させることにより、ステー３Ｂの推力を更に向上できることが判明した。
【００６２】
そこで、本実施形態においては、傾斜角度γが、回転軸ＡＸに対する放射方向に関するステー３Ｂの複数の部分のそれぞれにおいて異なるように、ステー３Ｂの形状を定めた。これにより、ステー３Ｂが発生する推力を最大化することができ、より大きな省エネルギー効果が得られる。
【００６３】
そのため、ステー３Ｂの傾斜角度γを調整することによって、以下の（４）式、（５）式、及び（６）式で評価されるステー３Ｂの推力を大きくすることができる。
【００６４】
Ｌ＝１／２・Ｃｌ（α）・ρ・Ｓ・Ｖ２    …（４）
Ｄ＝１／２・Ｃｄ(α)・ρ・S・Ｖ２    …（５）
Ｆ＝Ｌ・ｓｉｎθ-Ｄ・ｃｏｓθ    …（６）
Ｌ：揚力
Ｄ：抗力
Ｆ：推力（合力の前方成分）
Ｃｌ：揚力係数（翼性能による。迎角αに依存）
Ｃｄ：抗力係数（翼性能による。迎角αに依存）
ρ：流体比重
Ｓ：ステー表面積
Ｖ：流速（ステーを横切る方向と主流方向の合成流速）
θ：流向角（ステーを横切る方向流速と主流方向流速とがなす角度）
【００６５】
＜第３実施形態＞
第３実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
【００６６】
図８は、本実施形態に係るダクト装置１Ｃの一例を示す。図８において、ステー３は、プロペラ１０１の回転軸ＡＸよりも上方に配置された第１ステー３０１及び第２ステー３０２を含む。回転軸ＡＸの周方向に関して、第１ステー３０１と第２ステー３０２とがなす角度は、９０度よりも小さい。本実施形態において、ダクト２と接続される外端部３９は、船体１００と接続される内端部３８よりも上方に配置される。本実施形態においても、省エネルギー効果を得ることができる。
【００６７】
＜第４実施形態＞
第４実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
【００６８】
図９は、本実施形態に係るダクト装置１Ｄの一例を示す。図９に示すように、ダクト装置１Ｄは、ダクト２Ｄと、ダクト２Ｄと船体１００の少なくとも一部とを接続するステー３Ｄとを有する。ダクト２Ｄとステー３Ｄとの接続部の表面は、曲面を含む。すなわち、本実施形態においては、ダクト２Ｄとステー３Ｄとの接続部において角部が設けられない。
【００６９】
本実施形態によれば、翼端ロスの大幅な削減が可能となる。本実施形態においても、ステー３Ｄが発生する推力が、ダクト２Ｄが発生する推力をアシストする。
【符号の説明】
【００７０】
１  ダクト装置
２  ダクト
３  ステー
４  流入口
５  流出口
２１  前端部
２２  後端部
２２Ｔ  凸部
２３  前縁
２４  後縁
２５  翼弦線
３１  前端部
３２  後端部
３３  前縁
３４  後縁
３５  翼弦線
３８  内端部
３９  外端部
１００  船体
１０１  プロペラ
ＡＸ  回転軸
【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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