船舶的推进装置的制作方法

本发明涉及一种船舶的推进装置，其在螺旋桨的前方具备节能附加物。

背景技术

已知，船舶的前进导致在船尾附近生成立轴旋涡(舱底旋涡)，具有由于该立轴旋涡而未显著地提高推进效率这一课题。

因此，存在如下的方案：通过在螺旋桨的前方，设置改善螺旋桨周边的流场的称为超流导管(ssd=superstreamduct)等的节能附加物，从而改善节能效果，而且，通过设定螺旋桨的螺距，从而改善推进效率(专利文献1、2)。

与现有类型的螺旋桨同样地，专利文献1所记载的螺旋桨的叶片的螺距成为以在叶片根部处成为最大值、且在叶片端部处成为最小值的方式朝向半径方向减少的递减螺距。另外，专利文献2所记载的螺旋桨的叶片的螺距在与导管后端部处的导管的半径位置相同的半径位置处最小。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利第5230852号说明书；

专利文献2:日本特开平10-264890号公报。

技术实现要素：

发明要解决的课题

可是，在专利文献1和2中，螺旋桨的叶片的螺距未成为相对于在螺旋桨的前方设置的节能附加物而合适地对应的螺距分布。因此，未发挥通过具备节能附加物而实现的充分的节能效果，因而具有不能显著地提高螺旋桨的推进效率的可能性。

本发明的目的在于，在螺旋桨的前方具备节能附加物的船舶的推进装置中，显著地提高推进效率。

用于解决课题的方案

本发明的船舶的推进装置在螺旋桨的前方，具备具有比该螺旋桨的半径更小的半径的曲面的节能附加物，

前述螺旋桨的叶片的螺距具有在比前述节能附加物的半径更靠近内侧的半径方向位置处拥有为最小的极小点的螺距分布。

在上述船舶的推进装置中，前述节能附加物的半径能够相对于前述螺旋桨的半径而为50%以上且80%以下。

在上述船舶的推进装置中，前述极小点位于从前述螺旋桨的轴心向半径方向外侧以前述节能附加物的半径的50%以上且100%以下离开的位置。

在上述船舶的推进装置中，前述极小点处的前述螺旋桨的叶片的螺距是对该螺旋桨的叶片的叶片端与叶片根的螺距进行直线插补而求出的值的80%以上且不到100%。

发明的效果

依据本发明的船舶的推进装置，能够起到显著地提高推进效率的效果。

附图说明

图1是示意性地示出船舶的船尾部所具备的本发明的推进装置的侧视图；

图2是对于螺旋桨的半径方向上的叶片的螺距，以能够比较的方式同时示出本发明的情况和专利文献1、2的情况的线图；

图3是用于说明图2所示的本发明的叶片的螺距的情况下的效果的线图；

图4是从船尾部后方观察具备本发明的构成的vlcc油轮的模型船的立体图；

图5是示出通过模型试验而计测的船速与螺旋桨转矩的关系的图表。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的实施例。

图1是示意性地示出船舶的船尾部所具备的本发明的推进装置的侧视图。在图1中，1是伸出到船舶的船尾部2的后方而设置的螺旋桨，3是在螺旋桨1的毂4安装的叶片。5是以位于前述螺旋桨1的前方的方式在前述船尾部2设置的节能附加物，图1的节能附加物5示出作为船尾导管6的情况。

节能附加物5是通过节能附加物5本身产生推力，或改善螺旋桨1的周边的流场而得到节能效果，并未直接地提高螺旋桨1的性能。于是，本发明提供直接地改善基于在节能附加物5后方处的螺旋桨1的效率的技术。

图1的节能附加物5示出具有比前述螺旋桨1的半径r更小的半径r的曲面(圆曲面)的船尾导管6的情况。前述船尾导管6的后端的半径r相对于前述螺旋桨1的半径r而成为50%以上且80%以下的大小。在图2中，示出前述船尾导管6的半径r为螺旋桨1的半径r的60%的情况。

此外，在上述中，对以节能附加物5作为船尾导管6的情况进行了说明，但节能附加物5也可以是使船尾导管6的圆曲面的一部分切口的弧状体。

如在图2中以实线7示出那样，前述螺旋桨1的叶片3的螺距具有在比前述船尾导管6的半径r更靠近内侧的半径方向位置处拥有为最小的极小点s的螺距分布。

前述螺距的极小点s位于从前述螺旋桨1的轴心o向半径方向外侧，以作为前述节能附加物5的船尾导管6的半径r的50%以上且100%以下离开的位置。即，在图2的示例中，螺距的极小点s是从轴心o以螺旋桨1的半径r的30%以上且60%以下离开的位置。

前述螺旋桨1的叶片3所具备的螺距的前述极小点s是对前述螺旋桨1的叶片3的叶片端部3a与叶片根部3b的螺距进行直线插补而求出的值的80%以上且不到100%的范围。

此外，在图2中，除了以实线7示出的本发明的情况之外，还能够通过同时示出现有的情况而进行比较。即，以虚线a示出如现有类型的螺旋桨和专利文献1的螺旋桨那样，具有以在叶片根部3b处螺距成为最大值，且在叶片端部3a处螺距成为最小值的方式，向半径方向减少的递减螺距的现有示例。另外，以二点点划线b示出如专利文献2的螺旋桨那样，使螺旋桨的叶片的螺距在与导管后端部处的导管的半径r的位置相同的半径的位置处最小的现有的改良示例。

在图1中，示出具备船尾导管6的船舶的船尾部2的尾流，尾流的向量示出在船体固定坐标上观察的螺旋桨1附近的流速。以该向量示出的流速是螺旋桨1的前进速度va。设置有船尾导管6的船舶的特征为，比船尾导管6的半径r更靠近内侧处的内侧前进速度va1示出相对于比船尾导管6的半径r更靠近外侧处的外侧前进速度va2而大幅地小的值。

一般而言，由于螺旋桨1的性能在均匀流中和不均匀流中不同，因而考虑到，现有类型的螺旋桨未在比船尾导管6的半径r更靠近内侧的尾流中成为最佳的螺距，因此效率下降。

图3示出流入螺旋桨1的半径r的叶片3的叶片截面的流入速度。几何流入角β由前进速度va与旋转速度2πnr(n为旋转数)的比决定。几何迎角根据叶片3的螺距而调整为最佳，但如果在设计时假定的前进速度va比实际更大，则基于过大的几何流入角β而最佳化，作为结果，与实际的最佳值相比，叶片3的几何螺距角过大地设计。(在此，为了简便地进行说明，未包含由螺旋桨本身引起的诱导速度的影响。)考虑到，在现有类型的螺旋桨中，在相当于由于船尾导管6而前进速度va特别小的部分的叶片的半径方向位置处，螺距过大。

于是，在本发明所涉及的螺旋桨1中，通过在相当于由于船尾导管6而导致前进速度va特别小的内侧前进速度va1的部位的半径方向位置，设置叶片的螺距比现有类型的螺旋桨更小的部位，从而接近于实际的最佳的几何迎角，由此，改善具备船尾导管6的船舶的尾流中的螺旋桨效率。

图4示出具备本发明的构成的vlcc油轮(大型油轮)的模型船8，将该模型船8设置于未图示的船型试验水槽，实施效果确认试验。此外，在图4中，通过对与图1所示出的构成相同的构成标记相同的符号，从而省略说明的重复。在图4中，9是舵。

图5是示出通过图4的模型船8的效果确认试验而计测的船速与螺旋桨转矩的关系的图表。图5的横轴所示的船速在将l设为流中的物体的有代表性的长度，将u设为速度，将g设为重力加速度时，以与拥有自由表面的流体的流动有关的无因次的弗劳德数f示出：

[数1]

……(1)。

示出图5的纵轴的螺旋桨转矩以δq＝{(本发明的螺旋桨的转矩)-(现有类型的螺旋桨的转矩)}/(现有类型的螺旋桨的转矩)示出。

依据图5，能够考察出，由于本发明的螺旋桨的叶片截面性能提高，因而以相同船速产生相同推力时的转矩减少。

即，在图5中，在相对于弗劳德数f为0.15的船速而船速慢的弗劳德数f为0.13~0.14的范围内，螺旋桨转矩大大地下降，因而考虑发挥图5的效果的船速，设计实际的船舶，由此能够将船舶的推进效率设定得高，能够削减燃耗。

如上所述，在螺旋桨1的前方具备节能附加物5的构成中，螺旋桨1的叶片3的螺距通过具有在比前述节能附加物5的半径r更靠近内侧的半径方向位置处拥有为最小的极小点s的螺距分布，从而能够显著地提高船舶的推进效率。

产业上的可利用性

对于要求提高推进效率的船舶，本发明的船舶的推进装置能够有效地适用。

符号说明

1螺旋桨

3叶片

3a叶片端部

3b叶片根部

5节能附加物

6船尾导管(节能附加物)

7实线(螺距分布)

o轴心

r螺旋桨的半径

r船尾导管的半径

s极小点。