带小型导管的船舶和对船舶的小型导管应用判断方法_2

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进一步提高螺旋桨的效率。
[0042]第十三方面记载的本发明如第十一或第十二方面所记载的带小型导管的船舶,其特征在于:使固定翼的最大扭曲角度为螺旋桨的螺距比的15倍以上25倍以下。根据第十三方面所记载的本发明,能够使螺旋桨的出口水流形成为没有进一步扭曲的水流,进一步提高螺旋桨的效率。
[0043]第十四方面记载的本发明如第十?第十三方面所记载的带小型导管的船舶,其特征在于:将导管安装在船尾上的支柱兼具固定翼的功能。根据第十四方面所记载的本发明,通过支柱兼具固定翼的功能,能够简化结构。
[0044]第十五方面记载的本发明如第一?第十四方面所记载的带小型导管的船舶,其特征在于:使导管在侧视图中为上边比下边长的倒梯形形状。根据第十五方面所记载的本发明,能够减少在导管的下端部产生的阻力,并且实现在导管的上端部提高推力。
[0045]第十六方面记载的本发明如第十五方面所记载的带小型导管的船舶,其特征在于:使导管的上边比下边长度的I倍大且为两倍以下。根据第十六方面所记载的本发明,能够实现阻力的减少和推力的提高,且能够提高在螺旋桨中心部的吸入效果。
[0046]第十七方面记载的本发明如第一?第十六方面所记载的带小型导管的船舶,其特征在于:所述导管被追加在现有的船舶上。根据第十七方面所记载的本发明,即使在新造船以外的现有的船舶中,也能够利用小型轻量、摩擦阻力小、低振动、低噪声、低成本且能够提高螺旋桨的效率的小型导管。
[0047]与第十八方面的记载对应的对船舶的小型导管应用判断方法,判断小型导管对船舶的应用,其特征在于:对于成为应用对象的船舶,计算实际海域中的螺旋桨负载条件和涡流阻力,或者应用预先决定的所述船舶的船种类与所述螺旋桨负载条件及所述涡流阻力的关系,如果螺旋桨负载条件为1.0以上且涡流阻力为10%以上,则应用小型导管。根据第十八方面所记载的本发明,根据螺旋桨负载条件和涡流阻力能够得到小型导管应用所产生的马力降低效果。
[0048]发明效果
[0049]根据本发明的带小型导管的船舶,通过使导管的直径为螺旋桨的直径的20%以上50%以下,能够不产生气穴地使导管靠近螺旋桨,通过应用于例如油船或散货船、LPG船、PCC船那样的螺旋桨负载条件为1.0以上且涡流阻力为10%以上的船体,在螺旋桨的载荷度由于风浪而增加的实际海域中,能够提高在螺旋桨中心部的吸入效果,且利用与导管的干涉使控制效率的螺旋桨的半径方向的负载分布最佳化。
[0050]另外,根据本发明的带小型导管的船舶,由于导管的直径为螺旋桨的直径的20%以上50%以下,所以导管小型轻量且摩擦阻力小、低振动、低噪声、低成本,能够提高螺旋桨的效率。
[0051]另外,关于船体,在螺旋桨负载条件为3.5以下且涡流阻力为15%以下的情况下,在例如LPG船、PCC船中,能够得到在现有的大型导管或中型导管中不能期待效果的马力降低效果。
[0052]另外,在使螺旋桨的螺距为在半径方向减少的递减螺距的情况下,通过使导管与递减螺距的螺旋桨组合,能够不产生气穴地使导管靠近螺旋桨,在螺旋桨的载荷度由于风浪而增加的实际海域中,能够提高在螺旋桨中心部的吸入效果,利用与导管的干涉使控制效率的螺旋桨的半径方向的负载分布最佳化。
[0053]另外,螺距在螺旋桨的叶片根部成为最大值,在使螺距的最大值相对于螺距的最小值为120%以上160%以下的情况下,能够抑制在螺旋桨叶片端部产生的气穴,并且能够提高在螺旋桨中心部的吸入效果而形成最佳的负载分布。
[0054]另外,在使导管的后端与螺旋桨的前缘的距离为螺旋桨的直径的0.5%以上且为不足10%的情况下,能够使因递减螺距的螺旋桨的吸入效果而不产生剥离的导管靠近螺旋桨,能够提高导管与螺旋桨的干涉效果。
[0055]另外,在使导管的截面形状为向内侧凸的凸形状,并且使凸形状的突出度在导管的上游侧大,而使弯度比为6%以上16%以下的情况下,即使令弯度比为6%以上16%以下,利用在螺旋桨中心部的吸入效果,也不产生剥离,能够增加作为分力将船体向前方推进的升力。
[0056]另外,在使导管为下游侧的内直径比上游侧的内直径小的加速型导管的情况下,能够进一步提高在螺旋桨中心部的吸入效果和作为分力将船体向前方推进的升力。
[0057]另外,在使导管的中心线与螺旋桨的中心线一致的情况下,与非轴对称形的导管相比,或者与使螺旋桨轴与导管的中心轴错开或具有倾斜角地设置的导管相比,能够提供制作和设置容易且廉价的导管。
[0058]另外,在将导管的中心线相对于螺旋桨的中心线设置成,导管的前方在向上方10度以下且向下方5度以下的范围倾斜的情况下,即使使用例如制作比较简单的轴对称形状的导管,也能够得到与非轴对称形状的导管相同程度的推进性能。
[0059]另外,在导管的内表面具有将至螺旋桨的水流形成为逆流的固定翼的情况下,流入导管的水流利用固定翼形成逆流而流入螺旋桨,由此能够实现进一步提高螺旋桨效率。
[0060]另外,在固定翼向螺旋桨的旋转方向的反方向扭曲的情况下,通过利用固定翼旋转水流,来提高螺旋桨的效率。
[0061]另外,在随着靠近螺旋桨而增大固定翼的扭曲的情况下,进一步提高螺旋桨的效率。
[0062]另外,在使固定翼的最大扭曲角度为螺旋桨的螺距比的15倍以上25倍以下的情况下,能够使螺旋桨的出口水流形成为没有进一步扭曲的水流,进一步提高螺旋桨的效率。
[0063]另外,在船尾安装导管的支柱兼具固定翼的功能的情况下,通过支柱兼具固定翼的功能,能够简化结构。
[0064]另外,在使导管在侧视图中为上边比下边长的倒梯形形状的情况下,能够减少在导管的下端部产生的阻力,并且实现在导管的上端部提高推力。
[0065]另外,在使导管的上边比下边长度的I倍大且为两倍以下的情况下,能够实现阻力的减少和推力的提高,并且提高在螺旋桨中心部的吸入效果。
[0066]另外,在对现有的船舶追加导管的情况下,即使在新造船以外的现有的船舶中,也能够利用小型轻量、摩擦阻力小、低振动、低噪声、低成本且能够提高螺旋桨的效率的小型导管。
[0067]根据本发明的小型导管应用至船舶的判断方法,对于成为应用对象的船舶,计算实际海域中的螺旋桨负载条件和涡流阻力,或者应用预先决定的所述船舶的船种类与所述螺旋桨负载条件及所述涡流阻力的关系,如果螺旋桨负载条件为1.0以上且涡流阻力为10%以上,则应用小型导管,由此能够精确地得到马力降低效果。
【附图说明】
[0068]图1是本发明实施方式的带小型导管的船舶的概略结构图。
[0069]图2是表示该船舶所使用的小型导管的局部截面侧视图和A — A截面图。
[0070]图3是表示该船舶所使用的另一小型导管的主要部分的局部截面结构图。
[0071]图4是表示递减螺距螺旋桨和普通螺旋桨的螺距分布的图表。
[0072]图5是表示递减螺距螺旋桨和普通螺旋桨的流速分布的图表。
[0073]图6是表示变更了带小型导管的螺旋桨的导管后端与螺旋桨前缘的距离的情况下的流速分布的图表。
[0074]图7是表示模拟波浪中的船速下降的载荷度变更试验结果的图表。
[0075]图8是表示模拟波浪中的船速下降的载荷度变更试验结果的图表。
[0076]图9是表示对于船体的实际海域中的螺旋桨负载条件(Ct)和涡流阻力)的关系的图。
[0077]图10是表示船类别的主要项目的关系的图。
[0078]图11是表示本发明另一实施方式的带小型导管的船舶的主要部分的侧视图。
[0079]图12是表示本发明又一实施方式的带小型导管的船舶的主要部分的侧视图。
[0080]图13是表示本发明又一实施方式的带小型导管的船舶的主要部分的侧视图。
【具体实施方式】
[0081]以下,对本发明实施方式的带小型导管的船舶进行说明。
[0082]图1是本发明实施方式的带小型导管的船舶的概略结构图,图2(a)是表示该船舶所使用的小型导管的主要部分的局部截面侧视图,图2(b)是表示该图(a)的A — A截面图,图3是表示该船舶所使用的另一小型导管的主要部分的局部截面结构图,图4是表示递减螺距螺旋桨和普通螺旋桨的螺距分布的图表,图5是表示递减螺距螺旋桨和普通螺旋桨的流速分布的图表,图6是表示依据带小型导管的船舶中的导管的后端与螺旋桨的前缘的距离的流速分布的图表。
[0083]如图1所示,船舶具有安装于船体I的船尾的螺旋桨10和安装于螺旋桨10的前方的导管20。
[0084]船体I是例如油船或散货船、LPG船、PCC船。实际海域中的螺旋桨负载条件(Ct)为1.0以上且涡流阻力为10%以上。
[0085]如图2 (a)所示,螺旋桨10在中心部具有桨毂11,导管20是成为下游侧的后端22的内直径比成为上游侧的前端21的内直径小的加速型导管。
[0086]导管20,其截面形状为向内侧凸的凸形状23,凸形状23的突出度在导管20的上游侧大。最大弯度位置的弯度比为6%以上16%以下。一般而言,当弯度比超过8%时,在导管20内产生剥离,但在本实施方式中以使指定的小型导管20靠近螺旋桨10的前方的方式进行设置,使螺旋桨10的螺距为在半径方向上减少的递减螺距,因此利用在螺旋桨10的中心部的吸入效果,即使超过8%也不产生剥离,能够增加升力。这样,通过使导管20为加速型导管,并且使截面形状为向内侧凸的凸形状23来提高弯度比,能够使流速加快,提高与螺旋桨10的干涉,且还能够增强作为分力将船体I向前方推进的升力。
[0087]将螺旋桨10的直径设为Dp、导管20的前端21的直径设
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