JPS5897593A - 推進性能向上方法、船体振動軽減方法及びその船体構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、船体と水との摩擦等を増加させプロペラへ流
入する伴流の増大と均一化を促進し、それによって推進
性能を向上させ、同時に船体の振動を軽減させる効果を
もたらす手段に係るものである。

船舶では、主機よシ伝達される馬力と船体抵抗、船速、
船殻効率との闇に次のような関係がある。

ＤＨＰ！Ｒｖ７”ｙｓｑ　　　　　　　（１）ｗ−ｖ彎
ＲηＩＩ　　　　　　　　（２）ｗｌｉｘ（１−ｔ）／
（１−＊）　　　（３）―率（Ｖ　−Ｖａ　）／　Ｖ　
　　　　　（４）ζこに、Ｒ＝船体抵抗　　ＤＩＰ　：
伝達馬力Ｖ：船速　　　　　η：推進効率 一：伴流係数 η０：プロペラ効率　ηＲ＝プロペツ効率比ｗＨ：船殻
効率　　　ｔ：ｍ力減少効率ｖａ：プロペラに流入する
水の流速 （１）式の右辺の各要素は、Ｃ）、（３）、（４）弐に
みるごとくプロペラ及び船体形状によって相互に影響さ
れるが、この中でも伴流係数−は推進性能だけでなく、
プロペラによる船体振動に与える影響がきわめて大きい
。

すなわち、推進性能については、伴流係数−が大きくな
れば、プロペラ効率が若干下がるが、推進効率η全体は
改善されることが知られておシ、伴流係数を増すことが
推進効率を向上させることＫなるのである。しかし、伴
流係数が大々なることは、一般的には船体抵抗Ｒが増大
するということであシ、理想的には船体抵抗Ｒを増大さ
せずに伴流係数−を大となすことが最も望ましく、この
観点よシ種種の研究が行なわれているが、支配的な技術
事項といえるものはまだない。

また、振動に関しては、１１１図に示すような「逆ＧＪ
ＩＩ船尾市）又は在米型マリナー船尾においては、第２
図に示すように、プロペラ円端内斌における伴流分布が
等伴流係数線端−にみるごとくプロベラ軸（ＩＩＯ上下
部分でかな夛相遺しておシ、プロペラ起振力の原因とな
っている。この現象はビルジ渦の影響を大きく受けるか
らであシ、ａ萄の附近にその中心があると考えられる。

これを改善するために第３図に示すように「パルプスタ
ーン（球状船尾）」嗜が考えられ、現在よく使用されて
いる。この形態にみる伴流分布は第４図に示すように、
渦が少ないので等伴流係欧線禰Ｉｌ＠は等心円に近くな
り、かなシプロペラ起振力が減少する。

フリープロペラ船尾部、双胴船尾部等も同様に均一な伴
流分布となシ振動は少ないことが知られている。

以上のごとく、船の伴流に関していえば、船体抵抗をで
きるだけ増大させないで、伴流だけを増加させることが
要求されておシ、且つ伴流不均一な船に関しては伴流分
布の均一化を図り、持にプロペラ下半分の伴流を定常的
に増加させることが必要とされている。

本発明は所かる現況に艦がみなされ九もので、プロペラ
の推進性能の向上と船体振動の軽減とをプロペ２へ流入
する伴流の増加と均一化によりもたらして、省エネルギ
ー効果の顕著な船舶となす手段の提供を目的としている
０ 以下、本発明の方法及び装置の実施例を具体的Ｋｍ用す
る。

推進性能と船体振動とを支配する要素である伴流は、そ
れが定常的に増加するなれば推進性能を向上させ同時に
船体振動を軽減させるのであシ、プロペラへ流入する伴
流の上流若し′くは上流の一部に相当する船尾部の表面
粗度を粗くシ、摩擦伴流を増加させ又は粗面による追随
渦を誘起させることによシ、水流のいわゆる運動量を増
加させて伴流係数−を増大させ或いは伴流をプロペラ軸
に関し軸対称的に均一化することができ、上εの目的を
達し得るのである。すなわち、伴流係数を増大させるこ
とＫよ）、前掲（２））式及びｅ）式にみゐごとく推進
効率を高め、すぐれた推進性能が得られて（１）式にみ
るごとく主機の所要出力も減少し、さらに、プロペラ円
内に＠りても等伴流係数線は吟心円に近い均一な分布状
態となって、プロペラ起振力を減少させ船体振動は大幅
に軽減させることができ、いわゆる省エネルギー船とな
し得る。

次にこのような方法を具現化した実施例ＶＣ”：）自説
用すると、パルプスターン等のごとく堝が少なく伴流分
布が成る程度均一な船尾にりいては、第５図に示すよう
に、プロペラへ流入する水流に関しプロペラの上流部域
（ｌηの船体表１ｉｌｉＫ層流支障体０１　ｉｌｌを配
設する。この層流支障体社、プロペラの上流部域Ｑηに
おいてプロペラへ流入する水流と船体表面との摩擦を増
加させるもので、第５図に示すようなパー状の突条を該
郵船体表ＷＪＫ専接した形態のものを始め、 馨）　小さな板、小片物又は短管体等を付設する、（ロ
）船体中より水若しくは排流体等を鉛の進行方向ないし
側方向に噴出させる、 （ハ）　ネット又はスクリーンプレート等を張り付ける
、 に）その他、境界層の厚さを増進させる手段を設ける、 等の構造としてこの上流Ｓ域αηの粗度を粗くし、麦面
付近の境界層を厚くすることによってプロペラへ入る摩
秦伴流、渦件流を増加させるのである。さらに１この上
流部域Ｏηはｓｓ２より後方のみを考えれば充分であり
、８ａ１より後方につき装置化しても、目的の実効はは
ソ達成できる。

逆ａｍ船尾等の伴流不均一な船尾については、プロペラ
内の上半部分には渦による伴流があるので、下半部分に
流れ込む水流の上流部域Ｏηについてのみ上記のような
構造となせばよ＜、ｉＪａ図に層流支障体１としてネッ
トを４接付着し九場合の例を示す。

なお、プロペラの上流部域Ｖηに設ける層流支障体０Ｉ
ｌｌの形状、大きさ及び位置については、模型夷−貴料
、ポテンシャル理論計算又は境界層理論計算等によりプ
ロペラに流れ込む水流の挙動を推定する技術がすでに実
用化されており、それらに基いて要件を設定することが
できるのは本発明の有利な点である。

このように船尾の限られ部分域に１層流支障体としての
付加物を配設することは、その部分域面積が、船体の全
浸水表面積に占める割合が非常に小さいので、 （＆）　　船体抵抗が余り増加しなくて済む、（１））
　　プロペラに入る伴流だけが増大し、推進性能の向上
が図れる、 （０）　　伴流不拘−船については伴流の均一化が図れ
る、 等の効果が総合的に得られるのである。

さらに本発明の船体構造は、新造船のみに限らず、改修
船にも容易に付加装備できるのであって、簡単な方法で
船の性能を大きく改善できる利得上顕著である。

へ上述べた各実施例のうちの、層流支障体としてパー状
の突条をプロペラ上流の所要部載面に付設した船体構造
につき水槽試験を行なつ九結果、推進性能について約２
〜６％の馬力低減効果があり、逆Ｇ型船尾についても著
しく伴流分布の均一化が達成されているのが確認され、
他の実施態様による場合にも本発明の船体構造により推
進性能の向上及び船体振動の軽減があることは明らかで
あり、本発明の要旨に従う限り、その技術的思想は上記
の実施例に限定されることはなく、それらから導かれる
応用、転用又は変形はすべて本発明の一技術的範囲に包
含されるものであることはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】 第２図は、第１図に示すような逆ＧｒＪＪ船尾船におけ
るプロペラ円面域内での伴流分布を示し、第４図は第３
図に示すようなパルプスターン船におけるプロペラ円面
域内での伴流分布を示す図である。第５図及び第６図は
本発明の１実施例を示すもので、第５図はパルプスター
ン船に適用した場合、第６図は逆Ｇ型船尾船に適用した
場合を示す。 １１り・・・逆Ｇｆ＠ｍ尾　　　帽・・・バルブスター
ン１１１・・・プロペラ内　　　傾・・・プロペラ軸角
・・・等伴流係数線　　１乃・・・上流部載置・・・層
流支障体 １ｂ 第５図 第６図 手続補正書１発） 昭和５７年１　月１ｒ日 特許庁長官　島　１）番　樹　殿 事件ノ表示　４ｎｉｉ［５６−ｔ’Ｉｔｒｒｏ号補正を
する者 事件との関係　　　　特許出願人 日付　昭和　　年　　月　　日 ■　特許ｌｌ４ｙＩｃの範囲を下記のとおり補正します
。 １、フロペ２へ流入する水流に関してプロペラの上流部
域に相当する船体表面の粗度を粗くして、プロペラに入
る水の運動量厚ｋｉｔ！加させることにより伴流体数の
増大を図り、それにより推゛′”効率を高めて主機の所
要出力を減少せしめるうにしたことを特徴とする船舶に
おける推進性能向上方法。 ２、フロペラへ流入する水流に関してプロペラのＩして
軸対称的に均一となる状態にてプロペラ二水流を導入し
、プロペラ起振力を減少させることＫよ多安定な推進性
能を得るようにし九ことを特徴とする船舶における船体
振動軽減方法。 プロペラへ流入する水流に関してプロペラの上流部域に
相当する船体表面に、プロペラへ流入する水流の運ＷＪ
ｉｋ厚を　加させるような層流支障体を適宜配投し、こ
れらの層流支障体によろ水流の運動ｉ加により伴流係数
を増大する八 と共にプロペラに導入される水流の伴流係数の分布がプ
ロペラの軸心に関して軸対称的に均一となし得る船尾部
を有する構成としたことを特番とする船体構造。 ■　明細書、第３頁第５行目、「ｔ：推力減少効率」と
あるを、「ｔ：推力減少係数」と補正します。 ■　明細書、第５頁第１６行目、「運動量」とある・　
を、「連動量厚」と補正します。 手続補正書（方式） 昭和５７年４月を日 特許庁長官　島　１）春　慟　殿 事件の表示　特願昭り６−１９５８８０号発明の名称　
　推進性能向上方法、船体振動軽減方法及びその船体構
造 補正をする者 事件との関係　　　　特１１出績人 住所（居所）大阪市西成区南津守５丁目５番２１号氏名
格称）　佐野安船渠株式会社 代　　理　　人 補正命＋の１ヨ付　昭和５７年３月５　日補正の対象　
　明細書、図面の簡単な説明の欄。 明細書、第９頁第１１行目から第１５行目まで、「第２
図は一一一一一図である。」とあるを、「第１図は逆Ｇ
ｔ３ｊ船尾船の船尾形状を示し、第２図は第１図に示す
ような逆Ｇ！船尾船におけるプロペラ円面域内での伴流
分布を示す図であり、第３図はパルプスターン船の船尾
形状を示し、第４図は第３図Ｋ　示すようなバルブスタ
ーン船におけるプロペラ円面域内での伴流分布を示す図
である。」と補正します。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、プロペラへ流入する水流に関してプロペラの上流部
   域に゛相当する船体表面の粗度を粗くして、摩擦伴流を
   増加させることにより伴流係数の増大を図シ、それによ
   り推進効率を高めて主機の所要出力を減少せしめるよう
   にしたことを特徴とする船舶における推進性能向上方法
   。 ２、プロペラへ流入する水流に関してプロペラの上流部
   域に相当する船体表面の一部の粗度を粗くして、摩擦伴
   流を増加させることにより、伴流係数の分布がプロペラ
   軸心に関して軸対称的に均一となる状謙にてプロペラに
   水流を導入し、プロペラ起振力を減少させることにより
   安定な推進性能を得るようにしたことを特徴とする船舶
   における船体・振動軽減方法。 ３、プロベラへ流入する水流Ｋ１１ｌてプロペラの上流
   Ｓ域に相当する船体表面に、プロペラへ流入する水流と
   船体表面との摩擦を増加させる層流支障体を適宜配設し
   、これらの層流支障体による水流の運動量増加によシ伴
   流係欽を増大すると共にプロペラに導入される水流の伴
   流係数の分布がプロペラの軸心に関して軸対称的に均一
   となし得る船尾部を有する構成とし九０とを特徴とする
   船体構造。