(57)【要約】【課題】省エネデバイスとしての性能を維持したまま、簡素に製造することができる船舶用ダクト、船舶用ダクトの製造方法、並びに該船舶用ダクトが設置された船舶用ダクト付き船舶を提供する。【解決手段】船舶用ダクト４は、船首側が船尾側よりも径大で、上側が下側よりも長い円錐の一部であるダクト外板１０と、ダクト外板１０の内部に収容され、上側が下側より長い筒状の船尾側内板２０と、ダクト外板１０の内部に収容された、船首側内板３０と、を有している。ダクト外板１０の船尾側縁部１２と船尾側内板２０の船尾側縁部２２とが接続され、ダクト外板１０の船首側縁部１１と船首側内板３０の船首側縁部３１とが接続され、さらに、船首側内板３０の船尾側縁部３２と船尾側内板２０の船首側縁部２１とが接続されている。【選択図】図２
2008143489.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船首側が船尾側よりも径大の円錐の一部であるダクト外板と、
前記ダクト外板の内部に収容された状態で前記ダクト外板の船尾側縁部に接続された筒の一部である船尾側内板と、
前記ダクト外板の内部に収容された状態で前記ダクト外板の船首側縁部と前記船尾側内板の船首側縁部とを滑らかに連結する船首側内板と、
を有する、船体の船尾部に設置される船舶用ダクト。
【請求項２】
前記ダクト外板の上側が下側よりも長く、かつ、前記船尾側内板の上側が下側よりも長いことを特徴とする請求項１記載の船舶用ダクト。
【請求項３】
前記船尾側内板が、円筒の一部であることを特徴とする請求項１または２記載の船舶用ダクト。
【請求項４】
前記船首側内板の中心軸を含む断面における形状が、単一の円弧または連続する複数の円弧からなることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の舶用ダクト。
【請求項５】
前記ダクト外板の船首側縁部に沿って管材または棒材が設置され、
該管材または棒材に、前記船首側内板の船首側縁部が接続されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の船舶用ダクト。
【請求項６】
船体と、  
該船体の船尾に突出して設置されたプロペラと、
前記船体の船尾に設置された請求項１乃至５の何れかに記載の船舶用ダクトと、
を有する船舶用ダクト付き船舶。
【請求項７】
船首側が船尾側よりも径大で、上側が下側よりも長い円錐の一部であるダクト外板と、
前記ダクト外板の内部に収容された状態で前記ダクト外板の船尾側縁部に接続され、上側が下側より長い筒状の船尾側内板と、
前記ダクト外板の内部に収容された状態で前記ダクト外板の船首側縁部と前記船尾側内板の船首側縁部とを滑らかに連結する船首側内板と、
を有する、船体の船尾部に設置される船舶用ダクトの製造方法であって、
外周縁と内周縁との距離が一方の側縁に近づく程増大する略扇状であるダクト外板用原板を、円錐の一部を形成するように成形して前記ダクト外板を製造する工程と、
一方の斜辺が底辺に垂直で、他方の斜辺が上辺に近づく程増大する略台形である船尾側内板用原板を、円筒の一部を形成するように成形して船尾側内板を製造する工程と、
前記ダクト外板の内部に収容された状態で、前記船尾側内板の船尾側縁部を前記ダクト外板の船尾側縁部に接続する工程と、
外周縁と内周縁との距離が変動する略扇状の複数の船首側内板用分割原板を、それぞれ断面円弧状に形成し、それぞれの側縁同士を接合して前記船首側内板を製造する工程と
前記船首側内板の船首側縁部を前記ダクト外板の船首側縁部に接続し、前記船首側内板の船尾側縁部を前記船尾側内板の船首側縁部に接続して前記船舶用ダクトを完成する工程と、
を有する船舶用ダクトの製造方法。
【請求項８】
前記ダクト外板の船首側縁部にそって管体または棒体を設置する工程を有し、
前記船首側内板の船首側縁部を前記ダクト外板の船首側縁部に接続するのに替えて、前記船首側内板の船首側縁部を前記管体または棒体に接続することを特徴とする請求項７記載の船舶用ダクトの製造方法。
【請求項９】
船首側が船尾側よりも径大で、上側が下側よりも長い円錐の一部であるダクト外板と、
前記ダクト外板の内部に収容された状態で前記ダクト外板の船尾側縁部に接続され、上側が下側より長い筒状の船尾側内板と、
前記ダクト外板の内部に収容された状態で前記ダクト外板の船首側縁部と前記船尾側内板の船首側縁部とを滑らかに連結する船首側内板と、
を有する、船体の船尾部に設置される船舶用ダクトの製造方法であって、
外周縁と内周縁との距離が一方の側縁に近づく程増大する略扇状であるダクト外板用原板を、円錐の一部を形成するように成形して前記ダクト外板を製造する工程と、
一方の斜辺が底辺に垂直で、他方の斜辺が上辺に近づく程増大する略台形である船尾側内板用原板を、円筒の一部を形成するように成形して船尾側内板を製造する工程と、
前記ダクト外板の内部に収容された状態で、前記船尾側内板の船尾側縁部を前記ダクト外板の船尾側縁部に接続する工程と、
外周縁と内周縁との距離が変動する略扇状の複数の船首側内板用分割原板を、それぞれ断面円弧状に形成する工程と、
前記断面円弧状に形成された船首側内板用分割原板の船首側縁部を前記ダクト外板の船首側縁部に接続し、該船首側内板用分割原板の船尾側縁部を前記船尾側内板の船首側縁部に接続する工程と、
前記ダクト外板の船首側縁部および前記船尾側内板の船首側縁部に接続された前記船首側内板用分割原板同士を接合して前記船舶用ダクトを完成する工程と、
を有する船舶用ダクトの製造方法。
【請求項１０】
前記ダクト外板の船首側縁部にそって管体または棒体を設置する工程を有し、
前記断面円弧状に形成された船首側内板分割用原板の船首側縁部を前記ダクト外板の船首側縁部に接続するのに替えて、
前記断面円弧状に形成された船首側内板分割用原板の船首側縁部を前記管体または棒体に接続することを特徴とする請求項９記載の船舶用ダクトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶の船尾に設置される船舶用ダクト、および船舶用ダクトの製造方法、並びに船舶用ダクトが設置された船舶用ダクト付き船舶に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
船舶において、船体が前進する場合に損失するエネルギーを回収し、省エネ効果を得ようとする装置が省エネデバイスの一種として、プロペラ前方に設置される筒型状の装置（ダクトまたはノズルと称呼されている。（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
【特許文献１】実用新案登録公報第２５５５１３０号公報（２頁、図１）
【特許文献２】特開平１１−２７８３８３号公報（２−３頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された考案は、船体の船尾とプロペラとの間に、規定された形状のリング状ノズル（船舶用ダクトに同じ、以下「船舶用ダクト」と称す）を設けることによって、船殻効率および推進効率を向上させることができるものの、該船舶用ダクトの軸心を含む断面における形状（以下「断面形状」と称す）が、翼型に代表される流体力学的に流線型の形状であることから、３次元的に複雑な曲面となっている。特に、ダクトの前縁部（船首側縁部）が、軸心を含む断面において曲率の大きな（曲率半径の小さいに同じ）曲げ部分が存在すると共に、軸心に垂直な断面においても円弧状に曲げられている。このため、
（あ）比較的加工工程の簡単なプレス加工は、局所的に曲率の大きな加工に用いることが困難で、船舶用ダクトの前縁部の製造に用いることができないという問題があった。
（い）鋳物は小さなパッチ状の面を多く製作して張り合わせる必要があるため、大幅な工数の増加となる上、材料費そのものが高くなるという問題があった。
（う）熱を加えながら曲げ加工を行う「線状加熱」は、熟練した加工技能が必要であり、ブレス加工に比べ大きく加工工数が増大するという問題がある共に、熟練した加工技能を持つ職人が減少していることから、将来における加工方法になり得ないおそれがあるという問題があった。
また、特許文献２に開示された発明は、極厚板鋼板をプレス加工により円環状に成形し、機械加工によりその断面形状を翼型に成形するものである。このため、
（え）機械加工の費用が高いことから、製造コストが高騰するというい問題があった。
（お）また、このような機械加工を可能にする機械が特定の機械に限定されるため、製造可能な工場が限られ、運搬費用の増加や、加工待ちによる工期の延長という問題があった。
【０００５】
本発明は上記に鑑みてなされたものであって、省エネデバイスとしての性能を維持したまま、簡素に製造することができる船舶用ダクト、船舶用ダクトの製造方法、並びに該船舶用ダクトが設置された船舶用ダクト付き船舶を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明に係る船舶用ダクトは、船首側が船尾側よりも径大の円錐の一部であるダクト外板と、
前記ダクト外板の内部に収容された状態で前記ダクト外板の船尾側縁部に接続された筒の一部である船尾側内板と、
前記ダクト外板の内部に収容された状態で前記ダクト外板の船首側縁部と前記船尾側内板の船首側縁部とを滑らかに連結する船首側内板と、
を有する。
（２）前記（１）において、前記ダクト外板の上側が下側よりも長く、かつ、前記船尾側内板の上側が下側よりも長いことを特徴とする。
【０００７】
（３）前記（１）または（２）において、前記船尾側内板が円筒の一部であることを特徴とする。
（４）前記（１）乃至（３）の何れかにおいて、前記船首側内板の中心軸を含む断面における形状が、単一の円弧または連続する複数の円弧からなることを特徴とする。
（５）前記（１）乃至（４）の何れかにおいて、前記ダクト外板の船首側縁部に沿って管材または棒材が設置され、
該管材または棒材に、前記船首側内板の船首側縁部が接続されていることを特徴とする。
【０００８】
（６）また、本発明に係る船舶用ダクト付き船舶は、船体と、  
該船体の船尾に突出して設置されたプロペラと、
前記船体の船尾に設置された前記（１）乃至（５）の何れかに記載の船舶用ダクトと、
を有する。
【０００９】
（７）さらに、本発明に係る船舶用ダクトの製造方法は、船首側が船尾側よりも径大で、上側が下側よりも長い円錐の一部であるダクト外板と、
前記ダクト外板の内部に収容された状態で前記ダクト外板の船尾側縁部に接続され、上側が下側より長い筒状の船尾側内板と、
前記ダクト外板の内部に収容された状態で前記ダクト外板の船首側縁部と前記船尾側内板の船首側縁部とを滑らかに連結する船首側内板と、
を有する、船体の船尾部に設置される船舶用ダクトの製造方法であって、
外周縁と内周縁との距離が一方の側縁に近づく程増大する略扇状であるダクト外板用原板を、円錐の一部を形成するように成形して前記ダクト外板を製造する工程と、
一方の斜辺が底辺に垂直で、他方の斜辺が上辺に近づく程増大する略台形である船尾側内板用原板を、円筒の一部を形成するように成形して船尾側内板を製造する工程と、
前記ダクト外板の内部に収容された状態で、前記船尾側内板の船尾側縁部を前記ダクト外板の船尾側縁部に接続する工程と、
外周縁と内周縁との距離が変動する略扇状の複数の船首側内板用分割原板を、それぞれ断面円弧状に形成し、それぞれの側縁同士を接合して前記船首側内板を製造する工程と
前記船首側内板の船首側縁部を前記ダクト外板の船首側縁部に接続し、前記船首側内板の船尾側縁部を前記船尾側内板の船首側縁部に接続して前記船舶用ダクトを完成する工程と、
を有する。
【００１０】
（８）前記（７）において、前記ダクト外板の船首側縁部にそって管体または棒体を設置する工程を有し、
前記船首側内板の船首側縁部を前記ダクト外板の船首側縁部に接続するのに替えて、前記船首側内板の船首側縁部を前記管体または棒体に接続することを特徴とする。
【００１１】
（９）さらに、本発明に係る船舶用ダクトの製造方法は、船首側が船尾側よりも径大で、上側が下側よりも長い円錐の一部であるダクト外板と、
前記ダクト外板の内部に収容された状態で前記ダクト外板の船尾側縁部に接続され、上側が下側より長い筒状の船尾側内板と、
前記ダクト外板の内部に収容された状態で前記ダクト外板の船首側縁部と前記船尾側内板の船首側縁部とを滑らかに連結する船首側内板と、
を有する、船体の船尾部に設置される船舶用ダクトの製造方法であって、
外周縁と内周縁との距離が一方の側縁に近づく程増大する略扇状であるダクト外板用原板を、円錐の一部を形成するように成形して前記ダクト外板を製造する工程と、
一方の斜辺が底辺に垂直で、他方の斜辺が上辺に近づく程増大する略台形である船尾側内板用原板を、円筒の一部を形成するように成形して船尾側内板を製造する工程と、
前記ダクト外板の内部に収容された状態で、前記船尾側内板の船尾側縁部を前記ダクト外板の船尾側縁部に接続する工程と、
外周縁と内周縁との距離が変動する略扇状の複数の船首側内板用分割原板を、それぞれ断面円弧状に形成する工程と、
前記断面円弧状に形成された船首側内板用分割原板の船首側縁部を前記ダクト外板の船首側縁部に接続し、該船首側内板用分割原板の船尾側縁部を前記船尾側内板の船首側縁部に接続する工程と、
前記ダクト外板の船首側縁部および前記船尾側内板の船首側縁部に接続された前記船首側内板用分割原板同士を接合して前記船舶用ダクトを完成する工程と、
を有する。
【００１２】
（１０）前記（９）において、前記ダクト外板の船首側縁部にそって管体または棒体を設置する工程を有し、
前記断面円弧状に形成された船首側内板用分割原板の船首側縁部を前記ダクト外板の船首側縁部に接続するのに替えて、
前記断面円弧状に形成された船首側内板用分割原板の船首側縁部を前記管体または棒体に接続することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
（ｉ）したがって、本発明によると、船舶用ダクトの外側が円錐の一部であるダクト外板によって形成され、船舶用ダクトの船首側の内側が所定の曲面からなる船首側内板によって形成されるから、船舶用ダクトの船首側の外側に曲面が存在しない。このため、船舶用ダクトの船首側部分の製造が容易になり、船舶用ダクトの製造コストの低減、工期の短縮を図ることができる。
（ｉｉ）さらに、ダクト外板および船尾側内板が、側面視において上側が下側よりも長いから、船尾形状に対応した設計の自由度が増し、省エネ効果が増大する。
【００１４】
（ｉｉｉ）また、船尾側内板が円筒の一部であるから、板材の２次元曲げ加工によって製造することができ、船舶用ダクトの製造コストのさらなる低減および工期のさらなる短縮を図ることができる。
（ｉｖ）また、船首側内板の中心軸を含む断面における形状が、単一の円弧または連続する複数の円弧からなるため、形成が比較的容易になり、製造コストの低減が進む。
（ｖ）また、ダクト外板の船首側縁部に沿って管材または棒材が設置され、該管材または棒材に船首側内板の船首側縁部が接続されるため、船首側内板の船首側縁部における曲率の大きな（曲率半径の小さいに同じ）曲げ加工が不要になるから、製造が容易になり、船舶用ダクトの製造コストのさらなる低減および工期のさらなる短縮が促進される。
【００１５】
（ｖｉ）さらに、本発明によると、前記（１）乃至（５）の何れかに記載の船舶用ダクトが設置されているため、製造コストの低減と共に、推進性能の向上を図ることができる。
【００１６】
（ｖｉｉ）さらに、本発明によると、ダクト外板用原板を円錐の一部を形成するように成形してダクト外板を、船尾側内板用原板を円筒の一部を形成するように成形し、船尾側内板とダクト外板とを接続すると共に、複数の船首側内板用分割原板をそれぞれ断面円弧状に形成し、それぞれの側縁同士を接合し、これを、ダクト外板の船首側縁部と船尾側内板の船首側縁部とに接続することによって船舶用ダクトを製造するため、主に２次元の曲げ加工（特に、船首側縁部における曲率の大きな（曲率半径の小さいに同じ）曲げ加工が不要）によって、船舶用ダクトの船首側縁部を形成することができるから、製造が容易になり、船舶用ダクトの製造コストの低減、工期の短縮を図ることができる。
なお、外周縁と内周縁との距離が一定の扇状であるダクト外板用原板と、上辺と底辺とが平行な台形である船尾側内板用原板と、外周縁と内周縁との距離が一定の扇状の複数の船首側内板用分割原板と、を用いるだけで、上側および下側の長さが等しい円錐の一部であるダクト外板や、上側および下側の長さが等しい筒の一部である船尾側内板、を有する船舶用ダクトを製造することができから、かかる船舶用ダクト（側面視において台形）の製造方法は前記船舶用ダクト（側面視において対辺が平行でない矩形）の製造方法に均等である。
（ｖｉｉｉ）また、ダクト外板の船首側縁部にそって管体または棒体を設置するため、
船首側内板用分割原板の船首側縁部における曲率の大きな（曲率半径の小さいに同じ）曲げ加工が不要になるから、製造が容易になり、船舶用ダクトの製造コストのさらなる低減および工期のさらなる短縮が促進される。
【００１７】
（ｉｘ）さらに、本発明によると、前記（ｖｉｉ）の効果と共に、
船首側内板を単体として形成しないまま、断面円弧状に形成された船首側内板用分割原板をダクト外板および船尾側内板に接続するため、接続作業の自由度が増し、接続作業が容易になるから、船舶用ダクトの製造コストの低減、工期の短縮を図ることができる。
（ｘ）また、ダクト外板の船首側縁部にそって管体または棒体を設置するため、
船首側内板用分割原板の船首側縁部における曲率の大きな（曲率半径の小さいに同じ）曲げ加工が不要になるから、製造が容易になり、船舶用ダクトの製造コストのさらなる低減および工期のさらなる短縮が促進される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
［実施形態１：船舶用ダクト付き船舶］
図１は、本発明の実施形態１に係る船舶用ダクト付き船舶の概要を示す部分側面図である。図１において、船舶用ダクト付き船舶１は、船体２と、船体２の船尾（図中、右側）に突出して設置されたプロペラ３と、船体２の船尾に設置された船舶用ダクト４と、を有している。
船舶用ダクト４は船体２の両船側に設置され、それぞれ側面視（船側を見る方向に同じ）において略台形（図中、位置Ａ−位置Ｂ−位置Ｄ−位置Ｃを結ぶ線分によって形成される）で、正面視（船尾を見る方向に同じ）において略半円（図示しない）である。なお、右舷に設置された船舶用ダクト４と左舷に設置された船舶用ダクト４とは、互いに面対称であって、船橋寄り（図中、上側）の範囲で、船体２から離れた範囲（図中、線分ＳＣの範囲）は、相互に連結されている。なお、プロペラ３の中心軸を一点鎖線３ｃで、水面の一例を実線１ｃで示している。
【００１９】
プロペラ３の直径が「Ｐ」のとき、船舶用ダクト４の船尾側直径Ｄ１（位置Ｃ−位置Ｄの距離、図５参照）、船舶用ダクト４の上側長さＭ１（線分ＡＣの長さ、図５参照）、船舶用ダクト４の下側長さＮ１（線分ＢＤの長さ、図５参照）、および、船舶用ダクト４の船首方向に拡径する割合θ（図中、線分ＡＣと中心軸８とのなす角度、線分ＢＤと中心軸８とのなす角度、図５参照）は周方向で一定であって、それぞれ以下の範囲にある。    ０．４０×Ｐ＜Ｄ１＜１．０×Ｐ
０．４０×Ｐ＜Ｍ１＜１．０×Ｐ
０．０２×Ｐ＜Ｎ１＜１．０×Ｐ
Ｎ１≦Ｍ１
５°＜θ＜２０°
【００２０】
［実施形態２：船舶用ダクト−その１］
図２は、本発明の実施形態２に係る船舶用ダクトの概要を示す側面図である。図２において、船舶用ダクト４は、図１に示す船舶用ダクト付き船舶１の右舷に設置されるものである。
船舶用ダクト４は、船首側が船尾側よりも径大で、上側（船橋側または水面側に相当する）が下側（船底側または海底側に相当する）よりも長い円錐の一部であるダクト外板１０と、ダクト外板１０の内部に収容され、上側が下側より長い筒状の船尾側内板２０と、ダクト外板１０の内部に収容された、船首側内板３０と、を有している。
そして、ダクト外板１０の船尾側縁部１２（位置Ｃと位置Ｄを結ぶ円弧）と船尾側内板２０の船尾側縁部２２（位置Ｇと位置Ｈを結ぶ円弧）とが接続され、ダクト外板１０の船首側縁部１１（位置Ａと位置Ｂを結ぶ円弧）と船首側内板３０の船首側縁部３１（位置Ｊと位置Ｋを結ぶ円弧）とが接続され、さらに、船首側内板３０の船尾側縁部３２（位置Ｌと位置Ｍを結ぶ円弧）と船尾側内板２０の船首側縁部２１（位置Ｅと位置Ｆを結ぶ円弧）とが接続されている。
【００２１】
図３は、図２に示す船舶用ダクトの断面形状を説明する模式図である。船舶用ダクト４の軸心を含む面における形状（「断面形状」と称している）は、周方向で相似（幾何学的に厳密な相似を意味するものではない）であるから、船舶用ダクト４は、断面直線状のダクト外板１０および船尾側内板２０と、曲線状断面の船首側内板３０と、を有することになる。すなわち、船舶用ダクト４の断面は、船首側内板３０にのみ３次元的な曲線を有するだけであることから、従来の翼型に比較して製造が格段に容易になり、製造コストが安価になっている。
【００２２】
図３において、周方向の所定位置における断面について、ダクト外板１０（円錐の一部）の稜線１３の長さを「Ｌ１」、船尾側内板２０（円筒の一部）の稜線２３の長さを「Ｌ２」、稜線１３と稜線２３とのなす角度を「θ」とすると、
Ｌ１＞Ｌ２＞０．３×Ｌ１
２０°＞θ＞０°
の関係にある。
【００２３】
また、船首側内板３０の稜線３３は、滑らかに３次元的に湾曲するものであって、単一円弧、複数円弧が滑らかに連続したもの、あるいは、解析曲線（たとえば、サインカーブ、インボリュート等）や自由曲線等、限定するものではない。なお、船首側内板３０は、所定形状に成形された用分割原板を相互に接続して製造されるものである（これについては別途詳細に説明する）。
なお、以上は、船尾側内板２０が円筒の一部である場合を示しているが、船尾側内板２０を曲率の小さな朝顔状（曲率半径の大きいな、ラッパ状に同じ）にしても、曲率の大きな範囲が、船首側内板３０に限定されるため、前記のように製造が格段に容易になり、製造コストが安価になる。また、ダクト外板１０は上側が下側よりも長いものを示しているが、上側と下側との長さが等しいものであってもよい。
【００２４】
［実施形態３：船舶用ダクト−その２］
図４は、本発明の実施形態３に係る船舶用ダクトの概要を示す側面図である。図３において、船舶用ダクト５は、ダクト外板１０の船首側縁部１１に沿って、管体４０が設置され、管体４０に船首側内板３０の船首側縁部３１が接合されている。すなわち、管体４０を有する点において実施の形態２（図２）に示す船舶用ダクト４と相違し、その他の点は船舶用ダクト４と相違に同じである。なお、実施の形態２と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
したがって、船舶用ダクト５は船舶用ダクト４の奏する効果を奏すると共に、ダクト外板１０と船首側内板３０との接合が容易になり、船首側内板３０の船首側縁部３１における曲率の大きな加工を省略することができるため、船首側内板３０の製造が容易になる。さらに、ダクト外板１０と船首側内板３０との接合部に管体４０が位置するため、剛性や耐久性が向上する。なお、管体４０に替えて、棒体を設置しても同様の作用効果を奏することができる。
【００２５】
（省エネ効果）
次に、船舶用ダクト５と、船舶用ダクト５と同寸法でダクト面形状に流線型の翼型（ＮＡＣＡ４４１５） を用いた場合の従来型船舶用ダクト（ダクト型省エネデバイスに同じ）との省エネ効果の比較を示す。比較は、全長８ｍの模型船を用いて、長さ２４０ｍ、幅１８ｍ、深さ８ｍの船型試験水曹で実施した。供試模型船の船型は大型の鉱石運搬船である。
図５は、本発明の省エネ効果の比較に用いた船舶用ダクトを説明する模式図であって、（ａ）は船舶用ダクト５の側面視形状、（ｂ）は船舶用ダクト５の断面形状、（ｃ）は従来型船舶用ダクトの断面形状である。なお、実施の形態１と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
比較に用いた船舶用ダクト５の諸元は以下である。
Ｐ＝２４０ｍｍ
Ｄ１＝０．６×Ｐ
Ｍ１＝０．５５７×Ｐ
Ｎ１＝０．０７３×Ｐ
Ｌ２＝０．６×Ｌ１（但し、Ｍ１≧Ｌ≧Ｎ１）
θ＝１０．０°
【００２６】
表１に前記比較結果を示す。すなわち、満載状態における、船舶用ダクト（省エネデバイスに同じ）を装着しない場合の馬力を１００としたとき、従来型船舶用ダクトを設置すると馬力は９５．４に、本発明の船舶用ダクト５を設置すると馬力は９３．５に低減している。したがって、本発明の船舶用ダクト５を設置すると従来型船舶用ダクトを設置した場合に比較して、約１．９％程度小さくなることが分かる。
これより、直線状の稜線を有する本発明の船舶用ダクト５は、翼型断面の従来型船舶用ダクトに比較して、同程度ないし同等以上の省エネ効果を奏することが分かる。
【００２７】
【表１】
2008143489.tif 000003
【００２８】
図６は、本発明の実施形態３に係る船舶用ダクトの省エネ効果を説明する模式図である。図６において、船舶用ダクト５は、迎角を持って流れ込む流れを捕らえ、これにより船舶用ダクト５に斜め前向きの揚力Ｑが生じ、その前向き成分を推力Ｒとして回収することにより、馬力低減を進成し、省エネ効果を奏している。
推力Ｒは具体的には、粘性圧力抵抗の低減、推力減少係数の増大という形で表れる。また、船舶用ダクト５が流れに対して及ぼす作用は、伴流利得という形で馬力低減に寄与する。したがって、推力による寄与を大さくするためには、揚抗比の大きな断面形状を採用する必要がある。つまり自分自身の抵抗（抗力）は小さく、揚力Ｑ（前向き成分が推力Ｒとなる）の大きな断面が良いと言うことになる。
【００２９】
図７は、揚抗比を比較するＣＦＤシミュレーション結果であって、縦軸は揚抗比、横軸は迎角度である。すなわち、実船に装着した場合のレイノルズ数２．８ ×１０7 で、従来型船舶用ダクト（ＮＡＣＡ４４１５）と本発明の船舶用ダクト５について、ＣＦＤシミュレーション（有限体積法：乱流モデル ｋ−ωｍｏｄｅｌ）を実施した結果である。
図７より、本発明の船舶用ダクト５の揚抗比が、迎角５．０°以上の大部分の領域で従来型船舶用ダクトより大きいことがわかる。これにより抵抗低減に寄与する推力Ｒを大きく発生することができる。つまり、大幅に直線状の稜線を用いた本発明の船舶用ダクト５においても、優れた省エネ効果が可能である事を示している。
【００３０】
［実施形態４：船舶用ダクトの製造方法−その１］
図８は、本発明の実施形態４に係る船舶用ダクトの製造方法を説明するための模式図である。図８において、理解を容易にするため、一対の正面視で半円の船舶用ダクト４を相互に接合して円環状の船舶用ダクト６を製造する場合を示しているが、通常は、正面視で半円の船舶用ダクト４がそれぞれ船体２の両舷に設置され、途中に船体２の一部を有する近似的な円環が形成されるものである。
船舶用ダクト６の製造方法は、
（ａ）外周縁１１と内周縁１２との距離が一方の側縁に近づく程増大する略扇状であるダクト外板用原板を、円錐の一部を形成するように成形してダクト外板１０ａ、１０ｂを製造し、両者を接合して円環状にする工程（図８の（ａ）参照）と、
（ｂ）一方の斜辺２２が底辺に垂直で、他方の斜辺２１が上辺に近づく程増大する略台形である船尾側内板用原板を、円筒の一部を形成するように成形して船尾側内板２０ａ、２０ｂを製造し、両者を接合して円環状にする工程（図８の（ｂ）参照）と、
（ｃ）外周縁３１と内周縁３２との距離が変動する略扇状の複数の船首側内板用分割原板３０１ａ、３０２ｂ・・・を、それぞれ断面円弧状に形成し、それぞれの側縁同士を接合して船首側内板３０ａを製造し、同様に船首側内板３０ｂを製造し、両者を接合して円環状にする工程（図８の（ｃ）参照）と、
（ｄ）円環状に製造されたダクト外板１０の内部に収容された状態で、船尾側内板２０の船尾側縁部２２をダクト外板１０の船尾側縁部１２に接続すると共に、
船首側内板３０の船首側縁部３１をダクト外板１０の船首側縁部１１に接続し、船首側内板３０の船尾側縁部３２を船尾側内板２０の船首側縁部２１に接続する工程（図８の（ｄ）参照）と、を有している。
【００３１】
したがって、船舶用ダクト６は前記３体のブロックを製造した後、これらを接合して製造されるから、製造が簡素になり、製造コストが低減する。
すなわち、ダクト外板１０ａ、１０ｂは、所定形状の平板を円錐状に曲げ加工するものであるから、複雑な３次元加工が不要となり、工数が半減する。特に、従来は、船首側縁部に３次元的に曲率の大きい曲面を形成する必要があるため、曲げ加工をする場合には熟練工を必要とし、かつ工数の増大を招いていたり、機械加工をする場合には、特定な設備を必要とし、かつ加工費用の高騰を招いていたり、していた。
また、船尾側内板２０ａ、２０ｂは円筒状であるから、ダクト外板１０ａ、１０ｂと同様に、複雑な３次元加工が不要になっている。
【００３２】
なお、船首側内板３０ａ、３０ｂの製造においては、従来と同じように複雑な３次元加工が必要である。しかしながら、複雑な３次元加工を必要とする範囲が船首側内板３０ａ、３０ｂの船首側縁部３１ａ、３１ｂに限定され、その以外の範囲（ダクト外板１０ａ、１０ｂ、および船尾側内板２０ａ、２０ｂ）は２次元形状であって、成形が容易であるから、製造コストが大幅に低減することになる。
通常、船舶用ダクト製作において、難易度の高い先端の線状加熱部分の工数が、全体工数の約＊＊（出願時に記載）＊＊％を占めている。本発明では線状加熱部分を半減できるため，単純には従来の加工工数が約＊＊（出願時に記載）＊＊％減少することになる。
また，内外面の直線状の稜線を有する部分は、ローラー曲げや簡易なプレス加工などの容易な方法を採用できる部分が増えるため、その分の加工工数もさらに減少することとなる。そして、かかる工数の減少に伴い、工期短縮や製造コストの低減が可能になる。
【００３３】
以上は、それぞれ１枚の原板から、正面視で半円状のダクト外板１０ａ、１０ｂ、船尾側内板２０ａ、２０ｂを製造しているが、本発明はこれに限定するものではなく、前記原板を複数に分割して用分割原板を用いて、該用分割原板を曲げ加工したのち相互に接合するようにしてもよい。また、広幅の原板を用い、該広幅の原板を円環状に成形してもよい。さらに、船首側内板３０ａ（船首側内板３０ｂにおいても同じ）を製造するための船首側内板用分割原板３０１ａ、３０２ｂ・・・の数量は限定するものではなく、それぞれの大きさ（分割角度）は一定である必要はない。
また、外周縁と内周縁との距離が一定の扇状であるダクト外板用原板と、上辺と底辺とが平行な台形である船尾側内板用原板と、外周縁と内周縁との距離が一定の扇状の複数の船首側内板用分割原板と、を用いるだけで、上側および下側の長さが等しい円錐の一部であるダクト外板や、上側および下側の長さが等しい筒の一部である船尾側内板、を有する船舶用ダクトを製造することができから、かかる船舶用ダクト（側面視において台形）の製造方法は、本発明の船舶用ダクト（側面視において対辺が平行でない矩形）の製造方法に含まれるものである。
【００３４】
［実施形態５：船舶用ダクトの製造方法−その２］
図８に示す本発明の実施形態４に係る船舶用ダクトの製造方法は、船首側内板３０ａ、３０ｂを製造して円環状にした後、円環状のダクト外板１０ａ、１０ｂ等に接合しているが、本発明はこれに限定するものではなく、円環状のダクト外板１０ａ、１０ｂに円環状の船尾側内板２０ａ、２０ｂを接合した後で、それぞれ断面円弧状に形成された船首側内板用分割原板３０１ａ、３０２ｂ・・・を、円環状のダクト外板１０ａ、１０ｂ等に接合する。すなわち、船首側内板３０ａ、３０ｂを一旦円環状に製造する工程を省力する（図示しない）。
【００３５】
［実施形態６：船舶用ダクトの製造方法−その３］
図９は、本発明の実施形態６に係る船舶用ダクトの製造方法を説明するための模式図である。図９において、船舶用ダクト７の製造方法は、分割ダクト７１０、７２０、７３０を製造した後、これらを接合して船舶用ダクト７を完成するものである。
（ａ）ダクト外板用分割原板を、円錐の一部を形成するように成形してダクト分割外板７１１を製造し、
（ｂ）船尾側内板用分割原板を、円筒の一部を形成するように成形して船尾側分割内板７１２を製造し、
（ｃ）船首側内板用分割原板７１３ａ、７１３ｂ、７１３ｃを、それぞれ断面円弧状に形成し、それぞれの側縁同士を接合して船首側分割内板７１３を製造し、
（ｄ）ダクト分割外板７１１と船尾側分割内板７１２と船首側分割内板７１３とを、実施形態４に準じて接合して、分割ダクト７１０を完成し、
（ｅ）同様にして、分割ダクト７２０、７３０を完成し、
（ｆ）分割ダクト７１０、７２０、７３０を相互に接合して船舶用ダクト７を完成する。
なお、船首側分割内板７１３、７２３、７３３は、３分割された船首側内板用分割原板７１３ａ、７１３ｂ、７１３ｃ・・・から製造されるものを示しているが、本発明はこれに限定するものではなく、それぞれ一枚の原板から製造しても、４枚以上の用分割原板から製造してもよい。
【００３６】
［実施形態７：船舶用ダクトの製造方法−その４］
図１０は、本発明の実施形態７に係る船舶用ダクトの製造方法を説明するための模式断面図である。図１０において、船舶用ダクト８の製造方法は、ダクト外板１０の船首側縁部１１に沿って管体４０を設置し、管体４０に船首側内板３０の船首側縁部３１を接合するものである。
したがって、船舶用ダクト８の船首側縁部の正確な位置決めが容易になる。また、管体４０が正確で大きな曲率を具備するから、船首側内板３０の船首側縁部３１を大きな曲率に加工する必要がなくなり、船首側内板３０の製造がさらに容易になる。
さらに、ダクト外板１０の船首側縁部１１と船首側内板３０船首側縁部３１とを直接接合した場合には、接合部に「角」ができ、船首側縁部の外面を滑らかにする作業が必要であったものの、船舶用ダクト８では管体４０を設置したことにより、かかる作業が不要になる。よって、工作性が向上し、製造コストが低減する。
【００３７】
なお、管体４０は１本の管体を円環状または半円環状に形成したものであっても、複数の分割管体を相互に接合して形成したものであってもよい。また、管体４０は、実施形態４〜６（船舶用ダクトの製造方法−その１〜その３）の何れにおいても実施することができるものである。
たとえば、実施形態５（船舶用ダクトの製造方法−その２）において実施する場合には、円環状のダクト外板１０ａ、１０ｂの船首側縁部１１ａ、１１ｂに管体４０を設置し、ダクト外板１０ａ、１０ｂの船尾側縁部１２ａ、１２ｂに円環状の船尾側内板２０ａ、２０ｂを接合した後で、それぞれ断面円弧状に形成された船首側内板用分割原板３０１ａ、３０２ｂ・・・の船首側縁部を管体４０に接合し、船首側内板用分割原板３０１ａ、３０２ｂ・・・の船尾側縁部を船尾側内板２０ａ、２０ｂの船首側縁部２１ａ、２１ｂに接合することになる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は以上の構成であるため、製造コストの低減および工期の短縮が可能になると共に、推進性能の維持または向上が図られるから、各種船形の船舶の省エネデバイスおよびその製造方法として、広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施形態１に係る船舶用ダクト付き船舶の概要を示す部分側面図。
【図２】本発明の実施形態２に係る船舶用ダクトの概要を示す側面図。
【図３】図２に示す船舶用ダクトの断面形状を説明する模式図。
【図４】本発明の実施形態３に係る船舶用ダクトの概要を示す側面図。
【図５】本発明の省エネ効果の比較に用いた船舶用ダクトを説明する模式図。
【図６】本発明の実施形態３に係る船舶用ダクトの省エネ効果を説明する模式図。
【図７】ＣＦＤシミュレーション結果を示す揚抗比−迎角度の相関線図。
【図８】本発明の実施形態４に係る船舶用ダクトの製造方法を説明する模式図。
【図９】本発明の実施形態６に係る船舶用ダクトの製造方法を説明する模式図。
【図１０】本発明の実施形態７に係る船舶用ダクトの製造方法を説明する断面図。
【符号の説明】
【００４０】
１ 船舶
２ 船体
３ プロペラ
４ 船舶用ダクト（実施形態１）
５ 船舶用ダクト（実施形態２）
６ 船舶用ダクト（実施形態４）
７ 船舶用ダクト（実施形態６）
８ 船舶用ダクト（実施形態７）
１０ ダクト外板
１１ 船首側縁部
１２ 船尾側縁部
１３ 稜線
２０ 船尾側内板
２１ 船首側縁部
２２ 船尾側縁部
２３ 稜線
３０ 船首側内板
３１ 船首側縁部
３２ 船尾側縁部
３３ 稜線
４０ 管体
７１０ 分割ダクト
７１１ ダクト分割外板
７１２ 船尾側分割内板
７１３ 船首側分割内板
７２０ 分割ダクト
【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】
2008143489.tif 000012
【図１０】
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