(57)【要約】【課題】推進効率の向上を図り得る船舶におけるダクト体を提供する。【解決手段】プロペラより船首側の船体船尾部３に取り付けられて推進効率の向上を図るためのダクト体１であって、左右一対の鉛直部１１とこれら鉛直部１１の上端同士を連結する水平部１２とから構成されて底部が開放された門型状に形成されるとともに、両鉛直部１１と水平部１２との連結部分が曲線部Ｒにされ、且つ上記鉛直部１１および水平部１２（曲線部Ｒを含む）の断面形状が翼型にされたものであり、さらに鉛直部１１における前後方向の長さ、すなわち翼弦が、上方から下方にいくに従って短くなるようにされたものである。【選択図】　　　図２
2004130908.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロペラより船首側の船体船尾部に取り付けられて推進効率の向上を図るためのダクト体であって、
左右一対の鉛直部とこれら鉛直部の上端同士を連結する水平部とから構成されて底部が開放された門型状に形成されるとともに、上記両鉛直部と水平部との連結部分が曲線部にされ、且つ少なくとも上記鉛直部および曲線部の断面形状が翼型にされたことを特徴とする船舶におけるダクト体。
【請求項２】
鉛直部における前後方向の長さが、上方から下方にいくに従って短くなるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の船舶におけるダクト体。
【請求項３】
プロペラより船首側の船体船尾部に配置されて推進効率の向上を図るためのダクト体であって、
左右一対の鉛直部とこれら鉛直部の上端同士を連結する水平部とから構成されて底部が開放された門型状に形成されるとともに、上記両鉛直部と水平部との連結部分が曲線部にされ、且つ少なくとも上記鉛直部および曲線部の断面形状が翼型にされたダクト本体と、
このダクト本体における左右の鉛直部の外面に、取付部材を介して所定距離だけ離間された状態で且つ所定高さでもって取り付けられるとともに、水平断面形状が翼型にされた補助翼とから構成されたことを特徴とする船舶におけるダクト体。
【請求項４】
ダクト本体の鉛直部および補助翼における前後方向の長さが、上方から下方にいくに従って短くなるようにしたことを特徴とする請求項３に記載の船舶におけるダクト体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プロペラの前方に配置されて推力を発生させることにより推進効率の向上を図り得るダクト体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、タンカーなどの船舶においては、図１２および図１３に示すように、推進効率の向上を図るために、プロペラ５１より船首側の船体船尾部５２に、リング状のノズル５３が設けられていた（例えば、特許文献１参照）。なお、このノズル５３は、その断面形状が翼型にされており、その周囲に発生する循環流Γによって、推力（推進力）が得られるようにしたものである。
【０００３】
【特許文献１】
実用新案登録第２５５５１３０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来に係るノズル５３での推力の発生状態を、抗力分布図で見ると図１４のようになり、特に、底部（図１３の斜線にて示す）においては、逆向きの推力（図１４の斜線にて示す）が発生し抗力（Ｆｘ）が生じているため、推力の増加を図り、推進効率の向上が望まれている。
【０００５】
そこで、本発明は、推進効率の向上を図り得る船舶におけるダクト体を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の第１の手段は、プロペラより船首側の船体船尾部に取り付けられて推進効率の向上を図るためのダクト体であって、
左右一対の鉛直部とこれら鉛直部の上端同士を連結する水平部とから構成されて底部が開放された門型状に形成されるとともに、上記両鉛直部と水平部との連結部分が曲線部にされ、且つ少なくとも上記鉛直部および曲線部の断面形状が翼型にされたものであり、
また上記鉛直部における前後方向の長さが、上方から下方にいくに従って短くなるようにしたものである。
【０００７】
上記の構成によると、ダクト体を、断面形状が翼型にされた鉛直部および水平部により門型状にしたので、すなわち従来のリング状ノズル体の底部を無くすようにしたので、リング状のものを設ける場合に比べて、推力が増加し、したがって推進効率の向上を図ることができる。
【０００８】
また、本発明の第２の手段は、プロペラより船首側の船体船尾部に配置されて推進効率の向上を図るためのダクト体であって、
左右一対の鉛直部とこれら鉛直部の上端同士を連結する水平部とから構成されて底部が開放された門型状に形成されるとともに、上記両鉛直部と水平部との連結部分が曲線部にされ、且つ少なくとも上記鉛直部および曲線部の断面形状が翼型にされたダクト本体と、このダクト本体における左右の鉛直部の外面に、取付部材を介して所定距離だけ離間された状態で且つ所定高さでもって取り付けられるとともに、水平断面形状が翼型にされた補助翼とから構成されたものであり、
また上記ダクト本体の鉛直部および補助翼における前後方向の長さが、上方から下方にいくに従って短くなるようにしたものである。
【０００９】
上記の構成によると、門型状のダクト本体の両外面に補助翼を取り付けたので、ダクト本体による推力の増加に加えて、補助翼においても推力が発生するため、ダクト体としては、より、推進効率の向上を図ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態に係る船舶におけるダクト体を図面に基づき説明する。
【００１１】
図１〜図３に示すように、このダクト体１は、プロペラ２の船首側（前方ともいい、船尾側を後方ともいう）位置で船体船尾部３に取り付けられて、推力を発生させることにより、船舶の推進効率の向上を図るためのものである。
【００１２】
このダクト体１は、左右一対の鉛直部１１とこれら鉛直部１１の上端同士を連結する水平部１２とから構成されて底部が開放された門型状（前方または後方から見た正面視形状であり、逆Ｕ字形状ともいう）に形成され、且つ両鉛直部１１，１１と水平部１２との連結部分（コーナ部分）が所定の半径（曲率）を有する曲線部Ｒにされるとともに、鉛直部１１および水平部１２（勿論、曲線部Ｒも含む）の各断面形状が翼型にされている。
【００１３】
そして、上記ダクト体１の船体船尾部３に対する取付けは、その水平部１２の中央部が船体船尾部３に後方から外嵌されるとともに、両鉛直部１１と船体船尾部３の表面との間に亘ってそれぞれ水平方向で板状の取付部材１３が設けられて、船体船尾部３に対して合計三方から行われている。
【００１４】
また、ダクト体１における各部の取付姿勢、すなわちプロペラ中心線ＣＬ（実際にはこれと平行な直線ＣＬ′）に対する翼型のダクト体１における翼弦Ｃの傾斜角度（迎え角、取付角ともいう）θは、所定の角度範囲内、例えば５〜１５度程度にされている。なお、翼自体の姿勢は、その膨出側（翼の上面ともいう）が内側（プロペラ側）にくる（位置する）ようにされている。
【００１５】
また、上記ダクト体１の側面視の形状は、鉛直部１１の上部１１ａでは前縁が鉛直にされて翼弦の長さが一定にされるとともに、下部１１ｂでは前縁が船尾側に傾斜させられて翼弦の長さが上方から下方に行くに従って短くなるようにされている。なお、この傾斜した部分での厚さ（翼厚）は、翼弦の長さに比例するようにされている。すなわち、翼弦の長さに対する厚さの比率は一定にされている。
【００１６】
このダクト体１を船体船尾部３に取り付けた場合の推力の発生状態を、図４の抗力分布図に示す（但し、この場合の翼弦の傾斜角度θは１０度である）。この図４と、図１４に示される従来のリング状ノズルにおける抗力分布図とを比較すると、底部に発生する抗力（図１４の斜線にて示す）がかなりの割合で低下するとともに、曲線部Ｒでの推力が増加しているのが分かる。詳しく説明すれば、両側の曲線部Ｒを船体から離してより推力が得られる流れ場に配置することにより、これら両曲線部Ｒでの推力の増加が図られているのが分かる。すなわち、推進効率の向上が図られているのが分かる。なお、図４の抗力分布図の曲線部Ｒにおいて、こぶのように急に変化しているのは、翼弦の長さが連続的に変化していない（一定長から傾斜域に移っているため）からである。
【００１７】
このように、ダクト体１を、断面形状が翼型にされた鉛直部１１および水平部１２により門型状に、すなわち従来のリング状ノズルの底部を無くすとともに、曲線部Ｒをプロペラ中心線から両側に離間させて水平部分を設けたので、従来のリング状ノズルに比べて、推力が増加し、したがって船舶の推進効率の向上を図ることができる。なお、このダクト体１の大きさは、従来のノズルに比べて小さくされており、具体的には、曲線部Ｒの半径は、従来のノズルの直径Ｄの１／４にされるとともに、両曲線部Ｒ同士を接続する直線部の長さについても、Ｄ／４にされており、したがって全体の幅は３Ｄ／４にされている。
【００１８】
なお、ダクト体１の鉛直部１１の船体への取付部材１３を水平方向で設けたが、例えば図２の仮想線にて示すように、斜めに設けてもよい。
ところで、上記第１の実施の形態においては、ダクト体１の前縁の内、下部を船尾側に傾斜させたが、図５（ａ）に示すように、上部についても船尾側に傾斜させてもよく、この場合、上部の鉛直線に対する傾斜角αは、下部の傾斜角βよりも小さくされる。また、図５（ｂ）に示すように、鉛直部１１の前縁全体を船尾側に傾斜させてもよく、さらに（ｃ）に示すように、鉛直部１１の前縁を鉛直にして翼弦の長さ（鉛直部の幅）を上下に亘って同一にしてもよい。
【００１９】
なお、上記実施の形態に係るダクト体の実質的（取付部分を除く）な推進効率の増加の割合を示すと、図１に示す第１の実施の形態に係るものでは１４％程度、図５（ａ）のものでは１２％程度、図５（ｂ）のものでは２％程度、図５（ｃ）のものでは１７％程度である。
【００２０】
また、上記第１の実施の形態においては、ダクト体１１を全体に亘って翼型に形成したが、水平部１２の内、コーナ部を除く水平部分については、必ずしも、翼型でなくてもよい。
【００２１】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る船舶におけるダクト体を、図６〜図９に基づき説明する。
上記第１の実施の形態においてはダクト体を門型状に構成したが、本第２の実施の形態に係るダクト体は、第１の実施の形態に係るダクト体（以下に示すダクト本体に相当する）の両側に補助翼を取り付けたものであり、ダクト本体（ダクト体）については同一の構成であるため、以下においては、補助翼に着目して説明するとともに、ダクト本体については簡単に説明する。
【００２２】
すなわち、図６〜図９に示すように、本第２の実施の形態に係るダクト体２１は、左右一対の鉛直部２２およびこれら鉛直部２２の上端同士を連結する水平部２３から構成されるとともに底部が開放された門型状に形成され、且つ両鉛直部２２，２２と水平部２３との連結部分（コーナ部分）が所定の半径（曲率）を有する曲線部Ｒにされるとともに、鉛直部２２および水平部２３（勿論、曲線部Ｒを含む）の各断面形状が翼型にされたダクト本体２４と、このダクト本体２４における左右の鉛直部２２の外面に、上下一対の板状の取付部材２５を介して所定距離だけ離間された状態で且つ所定高さでもって取り付けられるとともに水平断面形状が翼型にされた補助翼（垂直翼ともいう）２６とから構成されている。
【００２３】
なお、ダクト本体２４の船体船尾部３に対する取付けについても、第１の実施の形態と同様に、水平部２３の中央部が船体船尾部３に後方から外嵌されるとともに、両鉛直部２２と船体船尾部３の表面との間に亘ってそれぞれ水平方向で板状の取付部材２７が設けられて、船体船尾部３に対して合計三方から行われている。
【００２４】
上記ダクト本体２４の側面視形状は、鉛直部２２の前縁が上方から下方に行くに従って船尾側に傾斜されている。
また、補助翼２６については、その側面視形状において、ダクト本体２４の側面視形状を少し小さくした形状にされるとともに、翼形状の膨らみ側が鉛直部２２のそれと同様に内側（プロペラ側）にくるように取り付けられる。
【００２５】
なお、この補助翼２６を配置する際、船長方向において、ダクト本体２４に対して流体力学的干渉を避けるために、補助翼２６の前縁がダクト本体２４の前縁より後方にくるようにされる。また、補助翼２６の後縁は、翼面積を稼ぐためにも、ダクト本体２４の後縁に一致される。
【００２６】
また、プロペラ中心線ＣＬ（実際にはこれと平行な直線ＣＬ′）に対する補助翼２６の傾斜角θ２は、鉛直部２２における傾斜角θ１よりも大きくなるように、すなわちダクト本体２４と補助翼２６の前縁側の入口幅の方が後縁側の出口幅よりも広くされている。
【００２７】
このダクト体２１を船体船尾部３に取り付けた状態での抗力分布をグラフに示すと図１０のようになる（この場合の翼弦の傾斜角度θも１０度である）。このグラフと、第２の実施の形態に係るダクト体における抗力分布を示す図４のグラフとを比較すると、第２の実施の形態に係るダクト体２１に発生する推力に、補助翼２６にて発生する推力（図１０の斜線にて示す）がさらに増加しているのが分かる。この図１０に示すグラフでは、ダクト本体２４にて発生する推力は、図４に示す曲線部Ｒでの増加の状態（こぶの部分）とは異なり、滑らかに変化しているが、これは翼弦の長さが連続的に変化しているからである。なお、図１０において、補助翼の上端位置をξ１（−ξ１）として補助翼の下端位置ξ２（−ξ２）を表している。
【００２８】
このように、門型状のダクト本体２４の両外面に、補助翼２６を鉛直方向で取り付けたので、ダクト本体２４による推力の増加に加えて、補助翼２６においても推力が発生するため、ダクト体２１として、より、推進効率の向上を図ることができる。
【００２９】
また、第１の実施の形態と同様に、ダクト本体２４の船体への取付部材２７を水平方向に設けたが、例えば図８の仮想線にて示すように、斜めに設けてもよい。
【００３０】
ところで、上記第２の実施の形態においては、ダクト本体２４の鉛直部２２の前縁全体を且つ下部の翼弦が短くなるように船尾側に傾斜させたが、図１１（ａ）に示すように、上部２２ａについては鉛直となるようにするとともに、補助翼２６についても同様に下部２６ｂを船尾側に傾斜させてもよく、また図１１（ｂ）に示すように、図１１（ａ）に示すダクト本体２４に取り付けられる補助翼２６の前縁全体を且つ下部の翼弦が短くなるように船尾側に傾斜させてもよく、さらに図１１（ｃ）に示すように、鉛直部２２および補助翼２６の前縁全体を鉛直に、すなわちそれぞれの翼弦を上下に亘って同一の長さにしてもよい。
【００３１】
なお、上記第２の実施の形態に係るダクト体およびその変形例に係るダクト体の実質的（取付部分を除く）な推進効率の増加の割合を示すと、図６に示す第２の実施の形態に係るものでは２３％程度、図１１（ａ）のものでは２０％程度、図１１（ｂ）のものでは２２％程度、図１１（ｃ）のものでは１３％程度である。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように本発明の第１の手段に係るダクト体の構成によると、ダクト体を、断面形状が翼型にされた鉛直部および水平部により門型状にしたので、すなわち従来のリング状ノズル体の底部を無くすようにしたので、リング状のものを設ける場合に比べて、推力が増加し、したがって推進効率の向上を図ることができる。
【００３３】
また、本発明の第２の手段に係るダクト体の構成によると、門型状のダクト本体の両外面に補助翼を取り付けたので、ダクト本体による推力の増加に加えて、補助翼においても推力が発生するため、ダクト体としては、より、推進効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るダクト体を示す側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】同ダクト体の水平断面図である。
【図４】同ダクト体に発生する抗力分布を示す図である。
【図５】第１の実施の形態に係るダクト体の変形例を示す概略側面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るダクト体の外観を示す斜視図である。
【図７】同ダクト体の側面図である。
【図８】図７のＢ−Ｂ矢視図である。
【図９】同ダクト体の水平断面図である。
【図１０】同ダクト体に発生する抗力分布を示す図である。
【図１１】第２の実施の形態に係るダクト体の変形例を示す概略側面図である。
【図１２】従来例に係るノズル状ダクトの側面図である。
【図１３】図１２のＣ−Ｃ矢視図である。
【図１４】同ダクト体に発生する抗力分布を示す図である。
【符号の説明】
１　　　ダクト体
２　　　プロペラ
３　　　船体船尾部
１１　　　鉛直部
１２　　　水平部
１３　　　曲線部
１４　　　取付部材
２１　　　ダクト体
２２　　　鉛直部
２３　　　水平部
２４　　　ダクト本体
２５　　　取付部材
２６　　　補助翼
２７　　　取付部材
【図１】
2004130908.tif 000003
【図２】
2004130908.tif 000004
【図３】
2004130908.tif 000005
【図４】
2004130908.tif 000006
【図５】
2004130908.tif 000007
【図６】
2004130908.tif 000008
【図７】
2004130908.tif 000009
【図８】
2004130908.tif 000010
【図９】
2004130908.tif 000011
【図１０】
2004130908.tif 000012
【図１１】
2004130908.tif 000013
【図１２】
2004130908.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
2004130908.tif 000016