肥大型船的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种能够实现进一步提高推进性能的肥大型船。本发明的肥大型船具备：船体（10），其具有船尾部（10C）；螺旋桨（2），其用于推进船体（10）；后鳍（Fr1、Fr2）及前鳍（Ff），其以向外方突出的方式设置于船体（10）的侧面。后鳍（Fr1、Fr2）位于船尾垂线（AP）和在船长方向上与船尾垂线（AP）相距垂线间长的10%的前方位置之间。前鳍（Ff）位于在船长方向上比与船尾垂线（AP）相距垂线间长的10%的前方位置靠船首侧且比船中部靠船尾侧的位置，并且位于比螺旋桨（2）的轴的轴中心靠上方且比螺旋桨（2）的旋转圆的上端靠下方的位置。
【专利说明】肥大型船
【技术领域】
[0001]本申请主张基于2012年7月31日申请的日本专利申请第2012-169492号的优先权。该申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。
[0002]本发明涉及一种肥大型船。
【背景技术】
[0003]专利文献I公开了一种分别在船体的右舷船侧及左舷船侧具备以向外侧伸出的方式设置的第I鳍及第2鳍的船体结构。第I鳍及第2鳍设置在船尾垂线和在船长方向上与船尾垂线相距垂线间长的10%的前方位置之间，并且沿水平方向延伸。第I鳍位于第2鳍的下方。第I鳍的前端位于比第2鳍的前端靠前方(船首侧)的位置。
[0004]专利文献1:日本特开2010-006175号公报
[0005]不存在上述第I鳍及第2鳍的船体结构时，在船体外侧的船尾部周边的水流中产生伴随剥离的下降流，受该下降流的影响有时出现推进性能的下降的情况。尤其，发现了在船尾垂线和在船长方向上与船尾垂线相距垂线间长的10%的前方位置之间产生船尾部的下降流。因此，在专利文献I中记载的船体结构中，在船尾垂线和在船长方向上与船尾垂线相距垂线间长的10%的前方位置之间设置第I鳍及第2鳍，由此通过第I鳍及第2鳍阻碍下降流，其结果，能够有效地降低下降流。并且，在专利文献I中记载的船体结构中，使位于第2鳍的下方的第I鳍的前端位于比第2鳍的前端靠前方的位置。因此，由第I鳍抑制的下降流的流动引导至第I鳍与第2鳍之间，能够将下降流整流成朝向后方的水平方向的水流并将该流动加速。由此，实现船尾部周边的流场的稳定化的结果能够充分地提高推进性倉泛。
[0006]然而，近年来越来越要求节能化，在肥大型船中，期望进一步提高推进性能。
【发明内容】
[0007]因此，本发明的目的在于提供一种能够实现进一步提高推进性能的肥大型船。
[0008]本发明的一侧面所涉及的肥大型船具备:船体，其具有随着朝向后方而宽度变宽的船首部、与船首部连续地延伸的船中部、及与船中部连续地延伸，并且随着朝向后方而宽度变窄的船尾部；螺旋桨，其用于推进船体；及后鳍及前鳍，其以向外方突出的方式设置于船体的侧面；后鳍位于船尾垂线和在船长方向上与船尾垂线相距垂线间长的10%的前方位置之间，前鳍位于在船长方向上比与船尾垂线相距垂线间长的10%的前方位置靠船首侧且位于船尾部，并且前鳍位于比螺旋桨的轴的轴中心靠上方且比螺旋桨的旋转圆的上端靠下方的位置。
[0009]根据本发明的一侧面所涉及的肥大型船，能够实现进一步提高推进性能。其理由可预想如下。在肥大型船航行时有时在船中部与船尾部的边界附近产生上升流。此时，该上升流与船底冲撞而产生涡流。并且，由于前鳍位于上述位置，因此该上升流被前鳍所抑制，并且该上升流与前鳍冲撞从而产生另一涡流。该上升流伴随这些涡流而朝向船尾流动之后，在螺旋桨的前方转换为下降流。由于后鳍位于上述位置，所以该下降流通过后鳍被充分降低。因此，该下降流通过后鳍整流成水平方向的水流之后流向螺旋桨。如此，在本发明的一侧面所涉及的肥大型船中，除了在船底产生的涡流以外，在前鳍产生的涡流也导入螺旋桨，因此在船尾部附近(螺旋桨附近)的流动变慢。因此，以1-w (w:伴流率)表示的伴流系数变小。另外，在船尾部附近(螺旋桨附近)的水流变慢，因此在船体侧产生的负压减少，且以1-t (t:推力减少率)表示的推力减少系数变小。综合以上结果，推进效率大幅提高。
[0010]前鳍可位于在船长方向上与船尾垂线相距垂线间长的10%的前方位置和在船长方向上与船尾垂线相距垂线间长的35%的前方位置之间。由于在船中部与船尾部的边界附近产生的上升流流过该位置的情况较多，因此通过前鳍更容易产生涡流。
[0011]前鳍可位于高度与后鳍相同的位置，或比其靠船底侧的位置。由此，与前鳍冲撞的上升流，之后更容易流向后鳍。
[0012]前鳍可分别设置于船体的右舷船侧及左舷船侧。
[0013]前鳍的长度可为船体的船长的1/80?1/40。当前鳍的长度小于船体的船长的1/80时，具有通过前鳍产生的涡流减少的趋势。当前鳍的长度超过船体的船长的1/40时，在肥大型船航行时，具有前鳍容易起到阻力作用的趋势。
[0014]前鳍也可在船长方向上水平延伸。在这种情况下，在肥大型船航行时，前鳍难以成为阻力。
[0015]前鳍相对于船体的安装角度可在水平和相对于船体的外板垂直的状态之间。此时，由于上升流容易与前鳍冲撞，因此变得通过前鳍更容易产生涡流。
[0016]根据本发明，能够提供一种能够实现进一步提高推进性能的肥大型船。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是表示本实施方式所涉及的肥大型船的侧视图。
[0018]图2是表示船尾部的侧视图。
[0019]图3是表示从船尾侧观察船尾部的样子的图。
[0020]图4 Ca)是图2的IVA-1VA线截面图，图4 (b)是图2的IVB-1VB线截面图。
[0021]图5 Ca)是图2的VA-VA线截面图，图5 (b)是图2的VB-VB线截面图。
[0022]图6(a)是表示在本实施方式所涉及的肥大型船的前鳍的后方的流向及流速的图，图6 (b)是表示不具备前鳍的肥大型船的在与图6 (a)相同位置处的流向及流速的图。
[0023]图7 (a)是表示在本实施方式所涉及的肥大型船的螺旋桨位置处的流向及流速的图，图7 (b)是表示不具备前鳍的肥大型船的在与图7 (a)相同位置处的流向及流速的图。
[0024]图8是表示从船尾侧观察另一例子所涉及的肥大型船的船尾部的样子的图。
[0025]图9是表示在各实施例中的实施条件及推进性能改善率的图。
[0026]图10是表示各实施例的推进性能改善率的曲线图。
[0027]图中:1-肥大型船，2-螺旋桨，2a-轴，3_舵，10-船体，IOA-船首部，IOB-船中部，IOC-船尾部，IlR-右舷船侧，IlL-左舷船侧，12-凹部，13-凸部，AP-船尾垂线，Ff-前鳍，Frl> Fr2-后鳍。
【具体实施方式】[0028]参考附图对本发明的实施方式进行说明，以下的实施方式为用于说明本发明的例示，并不意味着将本发明限定于以下内容。在说明中对于同一要件或具有同一功能的要件使用同一符号，省略重复说明。在以下的说明中，“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”分别对应于船体的前后方向(船长方向)、左右方向(宽度方向)及上下方向。各要件的尺寸比率并不限于图示的比率。
[0029]本实施方式所涉及的肥大型船I例如为油轮或散货船等，如图1及图2所示，具备船体10、船体10 (肥大型船I)推进用的螺旋桨2、舵3、管道4、后鳍Frl、Fr2及前鳍Ff。
[0030]船体10具有船首部10A、船中部IOB及船尾部10C。船首部IOA随着朝向后方而宽度变宽。船中部IOB保持船体10的最大船宽的同时与船首部IOA连续并大致平行地延伸。船尾部IOC与船中部IOB连续并延伸，并且随着朝向后方而宽度变窄。
[0031]如图3及图4所示，船尾部IOC为左右对称结构。右舷的船侧外板即右舷船侧IlR和左舷的船侧外板即左舷船侧IlL分别在船尾部IOC的下侧呈曲面状。具体而言，船尾部IOC的下侧的右舷船侧I IR及左舷船侧IlL具有凹部12和凸部13，其中，凹部12由从后方(船尾侧)观察时以朝向内侧凹陷的方式倾斜的曲面构成，凸部13由与凹部12的下端连续，并且从后方(船尾侧)观察时朝向外侧膨胀的曲面构成。如图4及图5所示，船尾部IOC的下侧的右舷船侧IlR及左舷船侧IlL从上方观察呈随着朝向后方向内侧倾斜的曲面状。
[0032]回到图2，螺旋桨2以其旋转轴即轴2a沿水平方向延伸的方式设置于船尾部IOC的下方。舵3用于控制船体10 (肥大型船I)的推进方向，设置于船尾部IOC的下方且比螺旋桨2靠后方的位置以位于螺旋桨2的后方。舵3能够绕着沿上下方向延伸的舵轴3a旋转。
[0033]管道4用于将水流朝向螺旋桨2进行整流并使其加速，如图1?图3所示，管道其外形呈大致圆环状。管道4以位于螺旋桨2的前方的方式安装于船尾部10C。管道4的轴线沿前后方向(船长方向)延伸。
[0034]如图1?图5所示，后鳍Frl、Fr2分别在右舷船侧I IR及左舷船侧IlL以向外侧伸出的方式左右对称地设置有一对。如图2所示，后鳍Frl、Fr2在前后方向(船长方向)沿水平方向延伸。后鳍Frl、Fr2设置于船尾垂线(after perpendicular:AP)和与该船尾垂线AP相距垂线间长(length between perpendiculars:Lpp)的10%的前方位置之间。在此，“船尾垂线”是指通过舵轴3a的垂直线，且“垂线间长”是指船尾垂线与船首垂线(满载吃水线与船首构件的交点)之间的水平方向上的长度。
[0035]后鳍Frl、Fr2设置于螺旋桨2的轴2a的轴中心的上方且螺旋桨2的旋转圆的上端(即翼上端)2b的下方的高度位置(图2所示的H的范围内)。为了降低下降流Df (后述)，可将后鳍Frl、Fr2的长边方向的长度设定为侧方观察时垂线间长Lpp的5%以下，也可设定为侧方观察时垂线间长Lpp的3%左右。
[0036]后鳍Frl比后鳍Fr2位于下方(船底侧),后鳍Frl的前端Frla位于比后鳍Fr2的前端Fr2a更靠前方的位置。在本实施方式中，从侧方观察时水平方向上的前端Frla与前端Fr2a之间的长度设为后鳍Frl的长边方向长度的25%?75% (25%以上75%以下)。
[0037]如图3?图5所示，后鳍Frl、Fr2朝向船体10的外方突出。在本实施方式中，如图4及图5所示，后鳍Frl、Fr2从船长方向观察时朝向水平方向伸出。后鳍Frl、Fr2的伸出长度B (参考图5)基于船尾周边的水流的边界层厚度δ而设定。具体而言，如式(I)所示，伸出长度B基于由船长L与计划船速V之间的关系构成的边界层厚度δ而设定。不过，根据船舶建造上的规则，以后鳍Frl、Fr2的前端不超过船中部IOB的最大船宽的方式设定后鳍Frl、Fr2的伸出长度B。在本实施方式中，伸出长度B是指从后鳍Frl、Fr2的基端到前端为止的长度。在本实施方式中，边界层厚度S是指在水流中较强地受到由粘性引起的影响的层的厚度。公式(1)中％、&2为既定常数。
[0038][数式I ]
【权利要求】
1.一种肥大型船，其中，具备: 船体，其具有:船首部，随着朝向后方而宽度变宽；船中部，与所述船首部连续并延伸；及船尾部，与所述船中部连续并延伸，并且随着朝向后方而宽度变窄； 螺旋桨，其用于推进所述船体；及 后鳍及前鳍，其以向外方突出的方式设置于所述船体的侧面； 所述后鳍位于船尾垂线和在船长方向上与所述船尾垂线相距垂线间长的10%的前方位置之间， 所述前鳍位于在船长方向上比与所述船尾垂线相距垂线间长的10%的前方位置靠船首侧且位于所述船尾部，并且所述前鳍位于比所述螺旋桨的轴的轴中心靠上方且比所述螺旋桨的旋转圆的上端靠下方的位置。
2.根据权利要求1所述的肥大型船，其中， 所述前鳍位于如下两个位置之间，即，位于在船长方向上与所述船尾垂线相距垂线间长的10%的前方位置和在船长方向上与所述船尾垂线相距垂线间长的35%的前方位置之间。
3.根据权利要求1或2所述的肥大型船，其中， 所述前鳍位于与所述后鳍的高度位置相同或比所述后鳍的高度位置靠船底侧。
4.根据权利要求1?3中任一项所述的肥大型船，其中， 所述前鳍分别设置于所述船体的右舷船侧及左舷船侧。
5.根据权利要求1?4中任一项所述的肥大型船，其中， 所述前鳍的长度为所述船体的船长的1/80?1/40。
6.根据权利要求1?5中任一项所述的肥大型船，其中， 所述前鳍在船长方向上水平延伸。
7.根据权利要求1?6中任一项所述的肥大型船，其中， 从船长方向观察时所述前鳍相对于所述船体的安装角度在水平和相对于所述船体的外板垂直的状态之间。
【文档编号】B63B1/32GK103569310SQ201310248248
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年6月20日 优先权日:2012年7月31日
【发明者】青野健, 田中良昌, 村上恭二, 中村丰, 岩本三郎, 菅沼丈夫, 高井通雄 申请人:住友重机械海洋工程株式会社