JPH052558B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH052558B2 JPH052558B2 JP61080686A JP8068686A JPH052558B2 JP H052558 B2 JPH052558 B2 JP H052558B2 JP 61080686 A JP61080686 A JP 61080686A JP 8068686 A JP8068686 A JP 8068686A JP H052558 B2 JPH052558 B2 JP H052558B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- propeller
- half region
- fins
- valve
- fin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T70/00—Maritime or waterways transport
- Y02T70/50—Measures to reduce greenhouse gas emissions related to the propulsion system
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明は船の推進用プロペラの後方に設けるフ
インに関するものである。 （従来の技術） プロペラの後方にフイン付バルブを設ける技術
は実公昭60−13760号公報に記載されている。該
公報には第９図に示すような、プロペラと舵を配
設した船尾部において、プロペラ後方にプロペラ
に近接し、かつその中心線をほぼプロペラの軸心
に一致させて、その最大径が少なくともプロペラ
ハブ径より大きい回転体状のバルブを設け、該バ
ルブ最大径付近外周に放射状に複数個のフインを
突設したフイン付バルブが記載されている。 （発明が解決しようとする問題点） 船舶のプロペラの後方にフインを配置し、プロ
ペラより後流中に放出される回転エネルギーを回
収し、推進効率の向上を計る場合、船体の伴流中
で作動するプロペラの後流特性を把握し、これに
適合した効果的なフインを設計することが重要で
ある。 これまでは、プロペラ後流については、均一流
中のプロペラ後流に相当する軸対称な平均的な流
場でおきかえ、これに適合する軸対称な形状、配
置を有するフインシステムが採用される場合が多
かつた。 しかしながら、伴流中で作動するプロペラの後
流特性は非常に複雑で、著しい不均一性をもつて
いるため、これまでのものは回転エネルギー回収
の立場からは必ずしも最適なものになつていな
い。 本発明は上記に鑑み詳細な実験と綿密な計算と
によつて、回転エネルギーの回収が最もよいフイ
ンの装着手段を提供することを目的とする。 （問題点を解決するための手段） 本発明は、推進用プロペラの後方下流側に近接
して、該プロペラ軸心にほぼ一致させてバルブを
設けたものにおいて、該バルブ軸心に対し点対称
位置にある、右回転プロペラについては右舷上半
分領域と左舷下半分領域とに、また左回転プロペ
ラについては左舷上半分領域と右舷下半分領域と
に、それぞれフインを該バルブに放射状に突設す
るとともに、前記上半分領域に設けたフインのバ
ルブ軸心からの長さを少なくともプロペラ径より
も小さく、かつ、この上半分領域に設けたフイン
よりも前記下半分領域に設けたフインを長く形成
したことを特徴とする非対称フインである。 （作用及び実施例） 上記手段に対する作用は以下に示す実施例によ
つて詳らかになる。ただしプロペラが右回転する
場合について検討し、左回転の場合は左右の関係
が入れ代わるだけであるから説明を省略する。 第２図はある船型（タンカーの船型）について
プロペラ位置で計測した伴流分布で、その軸方向
流速Vxは船速に対する比率0.3〜0.9の等速線によ
つて示され、またVxに垂直な方向の成分はベク
トルで示される。プロペラをある回転数で回転す
るとプロペラの後流分布は第３図に示される速度
分布になる。矢印Vyzはプロペラ軸に垂直な面内
の速度ベクトルであり、等速線Vxは軸方向の速
度である。これら速度分布に基づいてその流入速
度分布を求めると第４図の状態になり、流入角β
はtan-1（Vt／Vx）によつて与えられる。ただし
Vtは、Vyzより求められる周方向速度成分であ
る。推力分布は第５図の如くなる。推力分布曲線
ｔは（ｔ＝√2＋2・Vt）によつて近似的に
計算される。そこで、第５図の推力分布をプロペ
ラのトツプ位置から右周りに360°についてその推
力分布、すなわち角度θの位置にフインをおいた
ときの推力発生量を求めると第６図が得られる。
フインの付け根から先端（0.65R）までの推力ｔ
の積分値を縦軸にとつた。この図によつてフイン
の有効な位置は０〜90°及び180〜270°であること
が理解される。更に推力発生の状態をバルブから
の半径方向の位置について図示すると、第７図の
状態が得られ、プロペラ半径Ｒに対するフインの
長さｒについてのｔの値はこの流場のそれぞれの
位置からどれだけの推力が取り出される可能性が
あるかを示す量である。第７図から潜在する推力
はかなり偏在しており、右舷側では上半分の領域
に、左舷側では下半分の領域に大きな推力の得ら
れる可能性があることが分かる。第７図は第５図
におけるθ＝60°，240°線上の半径方向の推力分
布（点線）およびそれらを半径方向に積分した結
果（実線）である。第７図から推力分布は、60°
と240°で傾向が異なり、θ＝60°の場合は内側半
径位置にかなり大きな推力が分布しているものの
外側半径位置では、殆ど分布していない。一方、
θ＝240°の場合は60°の場合に比べ、密度は多少
小さいものの、より外側半径位置まで分布がのび
ているため、ｒ方向（フインの長さ方向）の積分
値（その半径位置までのフインで得られる推力に
比例）は、θ＝60°の場合、ｒ／Ｒ＞0.7では殆ど
増加していないのに対し、θ＝240°の場合は半径
に比例して増加する傾向が示されており、左右舷
でフインの長さに対する効果が異なることがわか
る。 第８図は“不均一流中の三次元翼の解析方”
（上田耕平、安田一明著：揚力面理論の一数値解
法：九大工学集報第51巻第５号）に基づいて計算
処理した値を図表にしたもので、プロペラ径に対
するフインの長さ比を横軸にとり、縦軸にスラス
トの値をとる。実線は60〜120°点線は240〜285°
のそれぞれのスラストの値を示すもので、フイン
のプロペラ径比が0.7以上になると右舷ではそれ
以上は殆ど増加しないのに対し、左舷ではフイン
のプロペラ径比が大きくなればそれだけスラスト
が増大する。この図から右舷上側領域および左舷
下側領域のスラストの値が高いことがわかる。第
７図と同じ傾向であることが確認される。 第１図は上記の実験及び綿密な計算に基づいて
設計された本発明の実施例の背面図で、第１０図
の従来例と対比される。バルブの外形１に対しプ
ロペラ回転の外径位置を２とする。右舷上側領域
には複数枚のフイン３がバルブ１に放射状に固着
されプロペラ外径位置２より短く配置されてい
る。また左舷下側領域にはプロペラ外径位置に達
する複数枚のすなわち、バルブ１の軸心（プロペ
ラ２の軸心とほぼ一致）に対し点対称位置にあ
る、右回転プロペラについては右舷上半分領域と
左舷下半分領域（左回転プロペラについては左舷
上半分領域と右舷下半分領域）とに、それぞれフ
イン３，４を該バブル１に放射状に突設してあ
り、しかも、第１図に示す如く、上半分領域に設
けたフイン３の長さ（バルブ軸心からフイン先端
までの距離）を少なくともプロペラ径よりも小さ
く、かつ、この上半分領域に設けたフイン３より
も下半分領域に設けたフイン４を長く形成してあ
る。対比される従来のものは第１０図で右舷側と
左舷側とに対称にフイン３，４が配置されてお
り、フインの全くないものに対して第１０図のも
のでは３％推進効率が向上するに対し第１図のも
のにおいては約10％の推進効率の向上となる。具
体的なフインの大きさ、配置と、その推進効率の
増加率を次表に示す。図中Ａ，Ｂ，Ｃは第１０図
に相当し、Ｄ，Ｅは第１図に相当する。
インに関するものである。 （従来の技術） プロペラの後方にフイン付バルブを設ける技術
は実公昭60−13760号公報に記載されている。該
公報には第９図に示すような、プロペラと舵を配
設した船尾部において、プロペラ後方にプロペラ
に近接し、かつその中心線をほぼプロペラの軸心
に一致させて、その最大径が少なくともプロペラ
ハブ径より大きい回転体状のバルブを設け、該バ
ルブ最大径付近外周に放射状に複数個のフインを
突設したフイン付バルブが記載されている。 （発明が解決しようとする問題点） 船舶のプロペラの後方にフインを配置し、プロ
ペラより後流中に放出される回転エネルギーを回
収し、推進効率の向上を計る場合、船体の伴流中
で作動するプロペラの後流特性を把握し、これに
適合した効果的なフインを設計することが重要で
ある。 これまでは、プロペラ後流については、均一流
中のプロペラ後流に相当する軸対称な平均的な流
場でおきかえ、これに適合する軸対称な形状、配
置を有するフインシステムが採用される場合が多
かつた。 しかしながら、伴流中で作動するプロペラの後
流特性は非常に複雑で、著しい不均一性をもつて
いるため、これまでのものは回転エネルギー回収
の立場からは必ずしも最適なものになつていな
い。 本発明は上記に鑑み詳細な実験と綿密な計算と
によつて、回転エネルギーの回収が最もよいフイ
ンの装着手段を提供することを目的とする。 （問題点を解決するための手段） 本発明は、推進用プロペラの後方下流側に近接
して、該プロペラ軸心にほぼ一致させてバルブを
設けたものにおいて、該バルブ軸心に対し点対称
位置にある、右回転プロペラについては右舷上半
分領域と左舷下半分領域とに、また左回転プロペ
ラについては左舷上半分領域と右舷下半分領域と
に、それぞれフインを該バルブに放射状に突設す
るとともに、前記上半分領域に設けたフインのバ
ルブ軸心からの長さを少なくともプロペラ径より
も小さく、かつ、この上半分領域に設けたフイン
よりも前記下半分領域に設けたフインを長く形成
したことを特徴とする非対称フインである。 （作用及び実施例） 上記手段に対する作用は以下に示す実施例によ
つて詳らかになる。ただしプロペラが右回転する
場合について検討し、左回転の場合は左右の関係
が入れ代わるだけであるから説明を省略する。 第２図はある船型（タンカーの船型）について
プロペラ位置で計測した伴流分布で、その軸方向
流速Vxは船速に対する比率0.3〜0.9の等速線によ
つて示され、またVxに垂直な方向の成分はベク
トルで示される。プロペラをある回転数で回転す
るとプロペラの後流分布は第３図に示される速度
分布になる。矢印Vyzはプロペラ軸に垂直な面内
の速度ベクトルであり、等速線Vxは軸方向の速
度である。これら速度分布に基づいてその流入速
度分布を求めると第４図の状態になり、流入角β
はtan-1（Vt／Vx）によつて与えられる。ただし
Vtは、Vyzより求められる周方向速度成分であ
る。推力分布は第５図の如くなる。推力分布曲線
ｔは（ｔ＝√2＋2・Vt）によつて近似的に
計算される。そこで、第５図の推力分布をプロペ
ラのトツプ位置から右周りに360°についてその推
力分布、すなわち角度θの位置にフインをおいた
ときの推力発生量を求めると第６図が得られる。
フインの付け根から先端（0.65R）までの推力ｔ
の積分値を縦軸にとつた。この図によつてフイン
の有効な位置は０〜90°及び180〜270°であること
が理解される。更に推力発生の状態をバルブから
の半径方向の位置について図示すると、第７図の
状態が得られ、プロペラ半径Ｒに対するフインの
長さｒについてのｔの値はこの流場のそれぞれの
位置からどれだけの推力が取り出される可能性が
あるかを示す量である。第７図から潜在する推力
はかなり偏在しており、右舷側では上半分の領域
に、左舷側では下半分の領域に大きな推力の得ら
れる可能性があることが分かる。第７図は第５図
におけるθ＝60°，240°線上の半径方向の推力分
布（点線）およびそれらを半径方向に積分した結
果（実線）である。第７図から推力分布は、60°
と240°で傾向が異なり、θ＝60°の場合は内側半
径位置にかなり大きな推力が分布しているものの
外側半径位置では、殆ど分布していない。一方、
θ＝240°の場合は60°の場合に比べ、密度は多少
小さいものの、より外側半径位置まで分布がのび
ているため、ｒ方向（フインの長さ方向）の積分
値（その半径位置までのフインで得られる推力に
比例）は、θ＝60°の場合、ｒ／Ｒ＞0.7では殆ど
増加していないのに対し、θ＝240°の場合は半径
に比例して増加する傾向が示されており、左右舷
でフインの長さに対する効果が異なることがわか
る。 第８図は“不均一流中の三次元翼の解析方”
（上田耕平、安田一明著：揚力面理論の一数値解
法：九大工学集報第51巻第５号）に基づいて計算
処理した値を図表にしたもので、プロペラ径に対
するフインの長さ比を横軸にとり、縦軸にスラス
トの値をとる。実線は60〜120°点線は240〜285°
のそれぞれのスラストの値を示すもので、フイン
のプロペラ径比が0.7以上になると右舷ではそれ
以上は殆ど増加しないのに対し、左舷ではフイン
のプロペラ径比が大きくなればそれだけスラスト
が増大する。この図から右舷上側領域および左舷
下側領域のスラストの値が高いことがわかる。第
７図と同じ傾向であることが確認される。 第１図は上記の実験及び綿密な計算に基づいて
設計された本発明の実施例の背面図で、第１０図
の従来例と対比される。バルブの外形１に対しプ
ロペラ回転の外径位置を２とする。右舷上側領域
には複数枚のフイン３がバルブ１に放射状に固着
されプロペラ外径位置２より短く配置されてい
る。また左舷下側領域にはプロペラ外径位置に達
する複数枚のすなわち、バルブ１の軸心（プロペ
ラ２の軸心とほぼ一致）に対し点対称位置にあ
る、右回転プロペラについては右舷上半分領域と
左舷下半分領域（左回転プロペラについては左舷
上半分領域と右舷下半分領域）とに、それぞれフ
イン３，４を該バブル１に放射状に突設してあ
り、しかも、第１図に示す如く、上半分領域に設
けたフイン３の長さ（バルブ軸心からフイン先端
までの距離）を少なくともプロペラ径よりも小さ
く、かつ、この上半分領域に設けたフイン３より
も下半分領域に設けたフイン４を長く形成してあ
る。対比される従来のものは第１０図で右舷側と
左舷側とに対称にフイン３，４が配置されてお
り、フインの全くないものに対して第１０図のも
のでは３％推進効率が向上するに対し第１図のも
のにおいては約10％の推進効率の向上となる。具
体的なフインの大きさ、配置と、その推進効率の
増加率を次表に示す。図中Ａ，Ｂ，Ｃは第１０図
に相当し、Ｄ，Ｅは第１図に相当する。
【表】
【表】
（効果）
上記説明で述べたように、本発明はプロペラ後
流（下流）中、非対称に形成したフインを最も効
果的な領域に配置したことによつて、回収可能な
回転エネルギーを有効かつ最も効率よく回収する
ことができる。その結果、推進馬力の顕著な節減
が得られて船舶の推進効率を大幅に向上させるこ
とができ、海運業界における省エネの要求を満足
させることができる。 また、プロペラ後流中に設けた回転体状のバル
ブ上にフインを設けることによつて、更にフイン
の機能向上、つまり、回転エネルギーの回収効率
をより一層向上させることが出来るものである。
流（下流）中、非対称に形成したフインを最も効
果的な領域に配置したことによつて、回収可能な
回転エネルギーを有効かつ最も効率よく回収する
ことができる。その結果、推進馬力の顕著な節減
が得られて船舶の推進効率を大幅に向上させるこ
とができ、海運業界における省エネの要求を満足
させることができる。 また、プロペラ後流中に設けた回転体状のバル
ブ上にフインを設けることによつて、更にフイン
の機能向上、つまり、回転エネルギーの回収効率
をより一層向上させることが出来るものである。
第１図は本発明を説明するための実施例を示す
背面図、第２図は実験結果を示す伴流分布図、第
３図はプロペラ後流分布図、第４図は流入角度分
布図、第５図は推力分布図、第６図は周方向推力
分布図、第７図は半径方向推力分布図、第８図は
フインの半径方向スラスト分布図、第９図は従来
例の斜視図、第１０図は第１図に対比される従来
例の背面図である。 １……バルブ外形、２……プロペラ回転外径、
３……右舷側フイン、４……左舷側フイン。
背面図、第２図は実験結果を示す伴流分布図、第
３図はプロペラ後流分布図、第４図は流入角度分
布図、第５図は推力分布図、第６図は周方向推力
分布図、第７図は半径方向推力分布図、第８図は
フインの半径方向スラスト分布図、第９図は従来
例の斜視図、第１０図は第１図に対比される従来
例の背面図である。 １……バルブ外形、２……プロペラ回転外径、
３……右舷側フイン、４……左舷側フイン。
Claims (1)
- １ 推進用プロペラの後方下流側に近接して、該
プロペラ軸心にほぼ一致させてバルブを設けたも
のにおいて、該バルブ軸心に対し点対称位置にあ
る、右回転プロペラについては右舷上半分領域と
左舷下半分領域とに、また左回転プロペラについ
ては左舷上半分領域と右舷下半分領域とに、それ
ぞれフインを該バルブに放射状に突設するととも
に、前記上半分領域に設けたフインのバルブ軸心
からの長さを少なくともプロペラ径よりも小さ
く、かつ、この上半分領域に設けたフインよりも
前記下半分領域に設けたフインを長く形成したこ
とを特徴とする非対称フイン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61080686A JPS62238194A (ja) | 1986-04-07 | 1986-04-07 | 非対称フイン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61080686A JPS62238194A (ja) | 1986-04-07 | 1986-04-07 | 非対称フイン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62238194A JPS62238194A (ja) | 1987-10-19 |
| JPH052558B2 true JPH052558B2 (ja) | 1993-01-12 |
Family
ID=13725222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61080686A Granted JPS62238194A (ja) | 1986-04-07 | 1986-04-07 | 非対称フイン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62238194A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2552808Y2 (ja) * | 1991-03-16 | 1997-10-29 | 川崎重工業株式会社 | 船舶用舵 |
| JP5196478B2 (ja) * | 2008-06-24 | 2013-05-15 | ジャパンマリンユナイテッド株式会社 | Ｐｏｄ型推進装置および船舶 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59180999U (ja) * | 1983-05-23 | 1984-12-03 | ユリイ・セルゲ−ビツチ・プンソン | 案内装置 |
-
1986
- 1986-04-07 JP JP61080686A patent/JPS62238194A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62238194A (ja) | 1987-10-19 |
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