专利名称：双艉鳍船的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在设于船尾的船底上的左右一对艉鳍上支承螺旋桨轴的双艉鳍 船。
背景技术：
以往，已知将左右一对螺旋桨轴由与船体一体的艉鳍支承，在左右的艉鳍之间 形成隧道状船底凹部的双艉鳍船(例如参照专利文献1)。另一方面，作为装备在船上来提高船的推进性能的推行性能提高装置(使用相 同马力提高船速的装置)，提出有反作用鳍板(例如参照专利文献2)。专利文献1 日本特开平8-133172号公报专利文献2 日本特开平5-185986号公报另外，在双艉鳍船(特别是从船尾侧观察左右一对螺旋桨时为内旋的双艉鳍船) 中，螺旋桨轴的中心轴线不在船体中央线上，通过改善船尾形状和螺旋桨的形状能够增 强与螺旋桨旋转相反方向的旋转流分量，能够得到与反作用鳍板相同的效果。因此，以往在使船的推进性能提高的相反方面，在水中构成阻抗的反作用鳍板 不能适用于双艉鳍船。但是，为了进一步节能航运，期望航行时的推进性能的进一步提高。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而研发的，其目的在于提供一种能够实现推进性能(推 进效率)的进一步提高的双艉鳍船。本发明为了解决上述课题，采用下述的手段。本发明的双艉鳍船的第一方式，在船尾的船底设有左右一对艉鳍，其中，在经 由螺旋桨轴安装在所述艉鳍上的螺旋桨的正前方的流动具有与所述螺旋桨的旋转方向相 同方向的分量的范围内设置有从固接在设于所述艉鳍的后端部的艉柱上的凸起或者从设 于该凸起上的鳍板毂以放射状延伸的、由多张鳍板构成的反作用鳍板。本发明的双艉鳍船的第二方式，在船尾的船底设有左右一对艉鳍，其中，在经 由螺旋桨轴安装在所述艉鳍上的螺旋桨的正前方的流向角为-10度以上的范围内设置有 从固接在设于所述艉鳍的后端部的艉柱上的凸起或者从设于该凸起上的鳍板毂以放射状 延伸的、由多张鳍板构成的反作用鳍板。在上述双艉鳍船中，更适合、所述反作用鳍板设置在将经由螺旋桨轴安装在所 述艉鳍上的螺旋桨的正前方的流速除以船速的值为0.7以下的范围内。本发明的双艉鳍船的第三方式，在船尾的船底设有左右一对艉鳍，其中，在经 由螺旋桨轴安装在所述艉鳍上的螺旋桨的正前方的流速除以船速的值为0.7以下的范围内 设置有从固接在设于所述艉鳍的后端部的艉柱上的凸起或者从设于该凸起上的鳍板毂以 放射状延伸的、由多张鳍板构成的反作用鳍板。
本发明的双艉鳍船的第四方式，在船尾的船底设有左右一对艉鳍，其中，仅在 左右两舷的艉鳍的外侧设有鳍板。根据本发明的双艉鳍船，能够仅在螺旋桨前方的反作用鳍板的效果大的场所设 置鳍板，从而通过在该场所有效地制成螺旋桨旋转方向相反方向的流动，其结果是，能 够增加伴流收益，能够实现推进性能(推进效率)的提高。根据本发明，能够实现推进性能(推进效率)的进一步提高。
图1是表示本发明的第一实施方式的双艉鳍船的船尾侧从左舷侧观察的左侧面 图。图2是表示图1所示的船体沿A-A向视线、B-B向视线以及C_C向视线在船宽 方向上切断的剖面的图示。
图3是表示图1所示的船体沿D-D向视线在船宽方向上切断的剖面图。图4是表示详细解析左右一对螺旋桨从船尾侧观察而内旋的、某一双艉鳍船的 左舷侧的艉鳍上经由螺旋桨轴安装的螺旋桨的正前方的流动场的结果的图示。图5是表示详细分析左右一对螺旋桨从船尾侧观察而内旋的、某一双艉鳍船的 右舷侧的艉鳍上经由螺旋桨轴安装的螺旋桨的正前方的流动场的结果的图示。图6是表示航驶本发明的第一实施方式的双艉鳍船所得的实验结果的曲线图。图7是表示计算左右一对螺旋桨从船尾侧观察而内旋的、某一双艉鳍船的左舷 侧的艉鳍上经由螺旋桨轴安装的螺旋桨的正前方的流动的角度(流向角)及平均流速的结 果的图示。图8是用于说明图7所示的“流向角”的定义的图示。图9是用于说明图7所示的“流向角”的定义的图示。图10是用于说明图7所示的“流向角”的定义的图示。图11是与图3相同的图示，表示能够适用于本发明的双艉鳍船的反作用鳍板的 一具体例的图示。图12是与图3相同的图示，表示能够适用于本发明的双艉鳍船的反作用鳍板的 一具体例的图示。图13是与图3相同的图示，表示能够适用于本发明的双艉鳍船的反作用鳍板的 一具体例的图示。图14是与图3相同的图示，表示能够适用于本发明的双艉鳍船的反作用鳍板的 一具体例的图示。图15是与图3相同的图示，表示能够适用于本发明的双艉鳍船的反作用鳍板的 一具体例的图示。附图标记说明2 船底3 艉鳍4螺旋桨4a螺旋桨轴
5反作用鳍板5a 鳍板6 凸起7 艉柱10双艉鳍船
具体实施方式
以下，根据图1 图9说明本发明的双艉鳍船的第一实施方式。图1是本实施方式的双艉鳍船10的船尾侧从左舷侧观察的左侧面图，图1的附 图标记1是船体、附图标记2是船底、附图标记3是艉鳍、附图标记4是螺旋桨(螺旋 翼)、附图标记4a是螺旋桨轴、附图标记5是反作用鳍板。另外，为了实现图面的简略 化，舵在图1中未表示。图2是表示图1所示的船体1沿A-A向视线、B_B向视线及C_C向视线在船宽 方向上切断的剖面的图示，与A-A向视剖面、B-B向视剖面及C-C向视剖面对应的各剖 面给予附图标记A、B、C的图示。如图2所示，双艉鳍船10具有从构成船体1的船尾 侧的船底2向下方突出设置的左右一对艉鳍3。另外，在左右一对艉鳍3上，在其后端部 安装有各自独立的螺旋桨4 (参照图1)。另外，图2中的附图标记4a为螺旋桨轴。图3是表示图1所示的船体1沿D-D向视线在船宽方向上切断的剖面图。如图 3所示，反作用鳍板5是由从凸起6(或从设于凸起6上的鳍板毂(未图示))以放射状突 出的多张(本实施方式中左舷侧上3张、右舷侧上3张、合计6张)的鳍板5a构成的， 对流入位于后方的螺旋桨4的流动给予与螺旋桨4的旋转方向相反方向的旋转流。另外，凸起6固接设置在设于各艉鳍3的后端部上的艉柱7上，在其内部能够旋 转地贯通螺旋桨轴4a。图4是表示详细分析左右一对的螺旋桨4从船尾侧观察而内旋的、(未装备反作 用鳍板5的)某一双艉鳍船的左舷侧的艉鳍3上经由螺旋桨轴4a安装的螺旋桨4的正前 方的流动场的结果的图示。另一方面，图5是表示详细分析左右一对的螺旋桨4从船尾 侧观察而内旋的、(未装备反作用鳍板5的)某一双艉鳍船的右舷侧的艉鳍3上经由螺旋 桨轴4a安装的螺旋桨4的正前方的流动场的结果的图示。另外，在图4以及图5中，箭头的朝向表示该面内的流动的朝向、箭头的长度表 示流动的大小、位于半径方向内侧的圆表示螺旋桨突起4b(参照图1)、位于半径方向外 侧的圆表示螺旋桨4的旋转半径。如图4及图5所示，在艉鳍中央线和艉鳍中央线之间、即θ =180度 360(0) 度的范围内，构成与螺旋桨4的旋转方向相反方向的流动的朝上的流动变强，在艉鳍中 央线的船宽方向外侧、即θ =0度 180度的范围内，构成与螺旋桨4的旋转方向相同 方向的流动的朝上的流动变强。反作用鳍板是使螺旋桨前方的流动变化到与螺旋桨的旋转方向相反的方向上来 提高推进效率的装置，在原本具有螺旋桨的旋转方向相反的方向的流动的场所，鳍板的 效果减少。
因此，如图3所示，本实 施方式的双艉鳍船10上装备的反作用鳍板5，以在没有 与螺旋桨4的旋转方向相反方向的流动、θ = 0度 180度的范围内朝向艉鳍中央线的 船宽方向外侧呈放射状突出的方式设置。S卩、在本实施方式的双艉鳍船10中，仅在左右两弦的艉鳍的外侧设置鳍板。另外，各鳍板5a的一端(根基)固定在凸起6 (或鳍板毂)上，各鳍板5a的另 一端(前端)延伸到大致螺旋桨4的旋转半径(参照图4及图5)，但是也有根据螺旋桨正 前方的流动的模样，进一步缩短鳍板的长度时更有效的情况。另外，虽然在艉鳍中央线和艉鳍中央线之间产生与螺旋桨4的旋转方向相反方 向的流动，但是由于该流动被螺旋桨4的浆根的旋转流抵消，所以没必要在艉鳍中央线 和艉鳍中央线之间、即θ = 180度 360度的范围内设置反作用鳍板5。因此，在本实 施方式中，如图3所示，鳍板5a朝向θ =45度、90度、135度的方向延伸。另外，通过相对于后述的流向角具有适当的仰角(例如15度)而安装鳍板5a， 能够使流动的方向变化(控制)成所希望的方向。根据本实施方式的双艉鳍船10，通过反作用鳍板5，减弱(抑制)在艉鳍中央线 的船宽方向外侧产生的、构成螺旋桨4的旋转方向相同方向上的流动的朝上的流动，另 夕卜，诱发螺旋桨4的旋转方向相反方向的流动，从而提高推进效率。像这样，通过在螺旋桨4后方制成螺旋桨旋转方向相反方向的流动，结果能够 增加伴流收益，能够实现推进性能(推进效率)的提高。图6是表示航驶本实施方式的双艉鳍船10所得的实验结果的曲线图，横轴表示 船速(kn:海里)、纵轴表示主机功率(kW)。另外，从图中左下方到右上方的实线是从 未安装上述反作用鳍板5的双艉鳍船得到的数据，从图中的左下方到右上方的虚线是从 本实施方式的双艉鳍船10得到的数据。如图6所示，在本实施方式的双艉鳍船10中，为了得到与未安装上述反作用鳍 板5的双艉鳍船相同的船速，马力可以小，另外，在给予与未安装上述反作用鳍板5的双 艉鳍船相同的马力的情况下，船速增大(增加)。由此，能够得到与以往比约4%的油耗 降低效果，作为佐证上述反作用鳍板5的作用效果的数据，是有效的实验结果。关于本发明的第二实施方式的双艉鳍船，参照图7 图10进行说明。图7是表示计算左右一对的螺旋桨4从船尾侧观察而内旋的、(未安装反作用鳍 板5的)某一双艉鳍船的左舷侧的艉鳍3上经由螺旋桨轴4a安装的螺旋桨4的正前方的 流动的角度(流向角)及平均流速的结果的图示。另外，图7中所示的平均流速是用双 艉鳍船的船速除螺旋桨4的正前方的流速而无因次化的数据。本实施方式的双艉鳍船中，在以下方面与上述的第一实施方式不同在流向角 为-10度以上的范围、S卩、θ =0度 240度的范围中(朝向例如θ =45度、90度、 135度、225度的方向延伸)内设置多张(例如左舷侧4张、右舷侧4张、合计8张)的 鳍板5a。关于其他的结构要素，由于与上述的第一实施方式的相同，所以在此关于这些 结构要素的说明省略。在此，根据图8 图10说明图7中所示的“流向角”的定义。如图8所示，螺旋桨4正前方的某点上的流速分为与螺旋桨轴4a的中心轴线C 平行的分量Vx和与螺旋桨轴4a垂直的平面内的分量Vyz。
另外，与螺旋桨轴4a垂直的平面内的分量Vyz如图9所示，还进一步分为从螺 旋桨轴4a的中心轴线C以放射状延伸的半径方向的分量Vr和与其垂直的圆周方向的分量
V θ。 并且，图10所示的α、即、TaiT1 (V θ/Vx)在此定义为“流向角”。另外，正
负的符号以螺旋桨旋转的方向为正，流向角为正的范围内为与流向角旋转相同方向的流 动，流向角为负的范围内为与流向角旋转相反方向的流动。图7的流向角和平均流速是将θ恒定的点上的流向角及流速从螺旋桨毂到螺旋 桨半径的位置在半径方向上平均的值。因此，若使鳍板5a的安装角与要安装鳍板5a的点的流向角相等，则鳍板5a相 对于流动不具有仰角。另外，相对于该流向角具有适当的仰角(例如15度)而安装鳍板 5a,能够使流动的方向变化(控制)到所希望的方向上。根据本实施方式的双艉鳍船，由反作用鳍板5，减弱(抑制)在艉鳍中央线的船 宽方向外侧产生的、构成螺旋桨4的旋转方向相同方向上的流动的朝上的流动，减弱(缓 和)螺旋桨4后方的水的紊乱。像这样，通过在螺旋桨4后方制成螺旋桨旋转方向相反方向的流动，结果能够 增加伴流收益，能够实现推进性能(推进效率)的提高。另外，本实施方式中，在流向角为-10度以上的范围、即θ =0度 240度的 范围内设置多张鳍板5a，但是由于会降低因在平均流速快的地方设置鳍板引起阻抗的增 加变大，鳍板的推进效率提高的效果，所以更适合增加平均流速为0.7以下的范围、艮口、
θ = 0度 50度及335度 360度的范围设置多张鳍板5a的条件。通过增加平均流速为0.7以下的范围、S卩、θ =0度 50度及335度 360度 的范围设置多张鳍板5a的条件，从而能够设置的鳍板5a的张数必然减少，能够使鳍板5a 引起的抵抗减少，能够进一步提高推进性能(推进效率)。另外，在上述的第二实施方式中，在流向角为-10度以上的范围、即θ = 0 度 240度的范围内设置多张鳍板5a，但是本发明不限于此，也可以在平均流速为0.7以 下的范围、即、θ =0度 50度及335度 360度的范围内(例如朝向θ = 45度的方 向延伸)设置多张(例如左舷侧1张、右舷侧1张、合计2张)的鳍板5a。另外，鳍板5a的长度不一定如图3所示相同，也可以根据需要不同。另外，在第一实施方式中说明的鳍板5a不一定如图3所示朝向θ =45度、90 度、135度的方向延伸，例如可以如图11所示朝向θ =45度、90度的方向，如图12所 示朝向θ =0度、45度的方向，如图13所示朝向θ =45度、135度的方向，如图14 所示朝向θ =0度、45度、90度、135度、180度的方向，如图15所示，朝向θ = 0 度、45度、90度的方向延伸。另外，本发明不是仅适用于从船尾侧观察左右一对螺旋桨4而内旋的双艉鳍 船，也能适用于从船尾侧观察左右一对螺旋桨4而外旋的双艉鳍船。
权利要求
1.一种双艉鳍船，在船尾的船底具有左右一对艉鳍，其特征在于，在经由螺旋桨轴安装在所述艉鳍上的螺旋桨的正前方的流动具有与所述螺旋桨的 旋转方向相同方向的分量的范围内设有由多张鳍板构成的反作用鳍板，该反作用鳍板从 固接在设于所述艉鳍的后端部的艉柱上的凸起或者从设于该凸起上的鳍板毂呈放射状延 伸。
2.—种双艉鳍船，在船尾的船底具有左右一对艉鳍，其特征在于，在经由螺旋桨轴安装在所述艉鳍上的螺旋桨的正前方的流向角为- ο度以上的范围 内设有由多张鳍板构成的反作用鳍板，该反作用鳍板从固接在设于所述艉鳍的后端部的 艉柱上的凸起或者从设于该凸起上的鳍板毂呈放射状延伸。
3.—种双艉鳍船，其特征在于，所述反作用鳍板设置在将经由螺旋桨轴安装在所述艉鳍上的螺旋桨的正前方的流速 除以船速的值为0.7以下的范围内。
4.一种双艉鳍船，在船尾的船底具有左右一对艉鳍，其特征在于，在经由螺旋桨轴安装在所述艉鳍上的螺旋桨的正前方的流速除以船速的值为0.7以下 的范围内设有由多张鳍板构成的反作用鳍板，该反作用鳍板从固接在设于所述艉鳍的后 端部的艉柱上的凸起或者从设于该凸起上的鳍板毂呈放射状延伸。
5.—种双艉鳍船，在船尾的船底具有左右一对艉鳍，其特征在于，仅在左右两舷的艉鳍的外侧设有鳍板。
全文摘要
本发明涉及一种能够进一步实现推进性能(推进效率)的提高的双艉鳍船。在船尾的船底(2)上设置有左右一对艉鳍(3)的双艉鳍船(10)中，在经由螺旋桨轴(4a)安装在所述艉鳍(3)上的螺旋桨(4)的正前方的流动具有与所述螺旋桨(4)的旋转方向相同方向的分量的范围内设置有从固定设置在设于所述艉鳍(3)的后端部的艉柱(7)上的凸起(6)或者从设于该凸起(6)上的鳍板毂以放射状延伸的、由多张鳍板(5a)构成的反作用鳍板(5)。
文档编号B63B1/08GK102015430SQ200880128858
公开日2011年4月13日 申请日期2008年10月20日 优先权日2008年10月20日
发明者坂本利伸 申请人:三菱重工业株式会社