JP2005145352A

JP2005145352A - Baffle fin device and vessel equipped with it

Info

Publication number: JP2005145352A
Application number: JP2003388515A
Authority: JP
Inventors: Kenji Tsumura; 健司津村; Shin Terada; 伸寺田; Hiroshi Tamura; 浩田村
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2003-11-18
Filing date: 2003-11-18
Publication date: 2005-06-09

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a baffle fin device and a vessel equipped with it having no influence upon the propelling performance and capable of reducing the varying pressure generated by a propeller and reducing the influence of the varying pressure upon the hull vibration. <P>SOLUTION: The baffle fin device 11 is structured so that a left and a right fin 13 extended from the front till the upper position of the propeller 9 are installed in the lower part of the stern, wherein the fins 13 are arranged so that the mutual spacing is narrower in their tails than the forefront, and the vessel bottom shape is allowed to exist in all spacing portions. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、整流フィン装置およびこれを取り付けた船舶に関するものである。 The present invention relates to a rectifying fin device and a ship to which the rectifying fin device is attached.

プロペラ付近の伴流を改善してプロペラの推進効率を向上させるものとして、図３に示すトンネルフィン１０１が知られている。図３は、プロペラ１０２部分の横断面を示している。このトンネルフィン１０１は、喫水線１０３よりも下方であって、プロペラ１０２より上方でかつ前方の船体１０４表面から突出させた整流フィンを、プロペラ１０２より下流側まで延長したものである。そして、整流フィンのプロペラ１０２側をトンネル状の曲線形状として、トンネルフィン１０１を形成している。トンネルフィン１０１は、プロペラ付近の水流を整流し加速することにより、推進性能を向上させるとともに、プロペラが発生する変動圧力も低減させることが確認されている。
しかしながら、船体１０４とプロペラ１０２の間にトンネル状の曲線形状を設けているので、プロペラに対向する対向面１０５との距離が小さくなり、プロペラの変動圧力を大きく受けてしまうという問題点があった。
また、喫水の浅い船舶の場合、プロペラ１０２直上部においては、船体１０４がほとんど接水しないにも拘わらず、トンネルフィンの対向面１０５および側面１０６の大部分が接水するため、プロペラの変動圧力を受ける接水面積が増加する。この接水面積の増加により、船体はプロペラの変動圧力を多く受けることになる。
これらの問題を解決するものとして、特許文献１に示すものが提案されている。
これは、前記対向面に多数の穴を設けて、プロペラの変動圧力を受ける面積を減少しようとするものである。
さらに、この提案を進めて、トンネルフィンをプロペラの前方部分で切断して、プロペラ直上部分にトンネルフィンを存在させないことも考えられる。こうすると、プロペラ直上部で、プロペラの変動圧力を受ける接水面積は、トンネルフィンを設けないものと比べて増加しないことになるが、切断されたトンネルフィンにより船尾流れが乱され推進性能の悪化をまねく。 A tunnel fin 101 shown in FIG. 3 is known as one that improves the propulsion efficiency of the propeller by improving the wake near the propeller. FIG. 3 shows a cross section of the propeller 102 portion. This tunnel fin 101 extends from the propeller 102 to the downstream side of the propeller 102, and the tunnel fin 101 extends below the waterline 103, is above the propeller 102, and protrudes from the front hull 104 surface. And the tunnel fin 101 is formed by making the propeller 102 side of the rectifying fin into a tunnel-like curved shape. It has been confirmed that the tunnel fin 101 improves propulsion performance by rectifying and accelerating the water flow in the vicinity of the propeller, and also reduces the fluctuating pressure generated by the propeller.
However, since a tunnel-like curved shape is provided between the hull 104 and the propeller 102, there is a problem in that the distance from the facing surface 105 facing the propeller is reduced, and the fluctuation pressure of the propeller is greatly received. .
Further, in the case of a ship with a shallow draft, in the upper part of the propeller 102, although the hull 104 is hardly in contact with water, most of the facing surface 105 and the side surface 106 of the tunnel fin are in contact with water. Increases water contact area. Due to this increase in water contact area, the hull will receive a lot of propeller fluctuation pressure.
As what solves these problems, what is shown to patent document 1 is proposed.
This is to provide a large number of holes on the facing surface to reduce the area that receives the fluctuating pressure of the propeller.
It is also possible to proceed with this proposal and cut the tunnel fin at the front part of the propeller so that the tunnel fin does not exist in the part directly above the propeller. In this way, the water contact area directly under the propeller and subject to fluctuating pressure of the propeller does not increase compared to the one without the tunnel fin, but the stern flow is disturbed by the cut tunnel fin and the propulsion performance deteriorates. I will.

特開２００２−１０４２８５号公報（段落［０００８］〜［００１０］，及び図１〜図３）JP 2002-104285 A (paragraphs [0008] to [0010] and FIGS. 1 to 3)

ところで、特許文献１に示すものは、従来のトンネルフィンと同様に対向面１０５との距離が小さいため、プロペラの変動圧力を大きく受けてしまうことに変わりはない。
また、対向面１０５に多数の穴を設けて受圧面積を減少させても、対向面１０５の残りの部分および側面１０６の大部分で構成される接水面積は、トンネルフィン１０１を設けない場合に比べて大きいので、プロペラから受ける変動圧力の低減効果は不十分である。
この両者があいまって、プロペラから受ける変動圧力による船体振動の低減は不十分である。
また、トンネルフィンをプロペラの前方部分で切断するものは、プロペラの変動圧力の改善については効果があると考えられる。しかしながら、切断した部分に、水の流れ方向に対して船体側に離れる形状の角部ができるので、この角部において水のはく離が発生して渦ができる。そのため、推進抵抗が増加して、船舶の推進性能が低下するという問題点となる。 By the way, the thing shown to patent document 1 has received the large fluctuation pressure of a propeller, since the distance with the opposing surface 105 is small like the conventional tunnel fin.
Further, even if a large number of holes are provided in the facing surface 105 to reduce the pressure receiving area, the water contact area constituted by the remaining portion of the facing surface 105 and the majority of the side surface 106 is obtained when the tunnel fin 101 is not provided. Since it is larger than that, the effect of reducing the fluctuating pressure received from the propeller is insufficient.
Together, the hull vibrations due to fluctuating pressure received from the propeller are insufficient.
Moreover, it is thought that what cut | disconnects a tunnel fin in the front part of a propeller is effective in the improvement of the fluctuation pressure of a propeller. However, since the cut portion has a corner portion that is separated from the hull side with respect to the direction of water flow, separation of water occurs at this corner portion, resulting in a vortex. As a result, the propulsion resistance increases and the propulsion performance of the ship decreases.

本発明は、上記問題点に鑑み、推進性能に影響しないで、かつ、プロペラで発生する変動圧力を低減させるとともに変動圧力による船体振動への影響を低減させる整流フィン装置およびこれを取り付けた船舶を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention provides a rectifying fin device that reduces the fluctuating pressure generated by a propeller while reducing the propulsive performance and reduces the influence of the fluctuating pressure on the hull vibration, and a ship equipped with the same. The purpose is to provide.

上記課題を解決するために、本発明は、以下の手段を採用する。
本発明にかかる整流フィン装置は、船尾下部に、前方からプロペラ上部位置まで延設された左右一対のフィンを設け、これら左右一対の前記フィンは、相互の間隔がフィン後端でフィン前端より小さくなるように配置するとともに、全ての前記間隔部分には、船底形状を存在させたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
The straightening fin device according to the present invention is provided with a pair of left and right fins extending from the front to the upper propeller position at the bottom of the stern, and the pair of left and right fins is spaced apart from the front end of the fin at the rear end of the fin. Further, it is characterized in that a ship bottom shape is present in all the space portions.

このように、前方からプロペラ上部位置まで延設された左右一対のフィンの間隔は、フィン後端でフィン前端より小さくなるように配置されているので、水流は整流されるとともに速度が高められた状態でプロペラ上部へ流入する。そのため、プロペラ上部の遅い流れが速まり、プロペラ回転面における速度勾配も小さくなるので、プロペラ翼面でのキャビテーション発生が少なくなる。したがって、キャビテーションの崩壊による変動圧力が少なくなる。
なお、ここで、「プロペラ上部位置」とは、プロペラセンター位置から前後にプロペラ直径の半分の範囲を指すものである。
そして、フィン間に船底形状を存在させたので、プロペラで発生した変動圧力は、船底とプロペラの間にトンネルフィンを設けた従来のものに比べてトンネル曲面を形成するトンネルフィンの厚み分だけ長い距離伝達されることになる。そのため、従来に比べてより変動圧力は、減衰されて船体に伝達される。
また、プロペラ上部には、突起したフィンと船底形状のみが存在しており、トンネルフィンにあるトンネル状の曲面のような大きな面積を持つ部材がないので、接水面が少なくなる。接水面が少なくなると、プロペラで発生した変動圧力を受ける面積が少なくなるので、変動圧力の影響が少なくなる。
したがって、プロペラで発生する変動圧力が減少し、かつ、より減衰されて伝達され、しかも、変動圧力を受ける面積が少ないので、この変動圧力による船体の振動発生が減少する。
なお、船底形状は、船体の一部であってもよいし、船体に沿ってフィンと一体構造とされていてもよい。 As described above, since the distance between the pair of left and right fins extending from the front to the upper position of the propeller is arranged to be smaller than the front end of the fin at the rear end of the fin, the water flow is rectified and the speed is increased. It flows into the top of the propeller in the state. As a result, the slow flow at the top of the propeller is accelerated and the velocity gradient on the propeller rotation surface is reduced, so that the occurrence of cavitation on the propeller blade surface is reduced. Therefore, the fluctuating pressure due to the collapse of cavitation is reduced.
Here, the “propeller upper position” refers to a range of a half of the propeller diameter in the front-rear direction from the propeller center position.
And since the ship bottom shape exists between the fins, the fluctuating pressure generated by the propeller is longer by the thickness of the tunnel fin forming the tunnel curved surface than the conventional one in which the tunnel fin is provided between the ship bottom and the propeller. The distance will be transmitted. Therefore, the fluctuating pressure is attenuated and transmitted to the hull as compared with the conventional case.
Further, only the protruding fin and the bottom of the ship are present at the top of the propeller, and there is no member having a large area such as a tunnel-like curved surface in the tunnel fin, so that the water contact surface is reduced. When the water contact surface decreases, the area that receives the fluctuating pressure generated by the propeller decreases, so the influence of the fluctuating pressure decreases.
Therefore, the fluctuating pressure generated by the propeller is reduced and transmitted more damped, and the area receiving the fluctuating pressure is small, so that the generation of vibration of the hull due to the fluctuating pressure is reduced.
The ship bottom shape may be a part of the hull, or may be integrated with the fins along the hull.

また、本発明による整流フィン装置は、前記プロペラの上部における前記フィンの先端近傍には、喫水線が位置することを特徴とする。 The rectifying fin device according to the present invention is characterized in that a water line is located in the vicinity of the tip of the fin in the upper part of the propeller.

このように、前記プロペラの上部における前記フィンの先端近傍だけが接水するので、フィンを設けないに場合に比べて受圧面積の増加がほとんどない。そのため、プロペラで発生した変動圧力を受ける面積は、ほとんど船底形状の一部分となる。したがって、トンネルフィンと比べて、プロペラで発生した変動圧力を受ける面積は格段に減少するので、変動圧力による船体の振動発生はさらに減少する。 Thus, since only the vicinity of the tip of the fin in the upper part of the propeller is in contact with water, there is almost no increase in the pressure receiving area as compared with the case where no fin is provided. Therefore, the area that receives the fluctuating pressure generated by the propeller is almost a part of the bottom shape. Therefore, compared with the tunnel fin, the area that receives the fluctuating pressure generated by the propeller is remarkably reduced, so that the generation of vibration of the hull due to the fluctuating pressure is further reduced.

さらに、本発明による整流フィン装置は、前記フィンの後端部は、その高さが漸減するように構成されたことを特徴とする。 Furthermore, the rectifying fin device according to the present invention is characterized in that the height of the rear end portion of the fin is gradually reduced.

このように、フィンの後端部は、高さが漸減するように構成されているので、フィンの後端部で水流のはく離がおこらない。したがって、流れのはく離による渦等の抵抗が発生しないので、船の推進性能の低下を防止することができる。 Thus, since the rear end portion of the fin is configured to gradually decrease in height, the water flow does not peel off at the rear end portion of the fin. Therefore, since resistance such as vortices due to flow separation does not occur, it is possible to prevent a decrease in the propulsion performance of the ship.

また、本発明による船舶は、請求項１ないし３のいずれかに記載された整流フィン装置を取り付けたことを特徴とする。 A ship according to the present invention is characterized in that the rectifying fin device according to any one of claims 1 to 3 is attached.

このように、プロペラでの変動圧力を減少させ、かつ発生した変動圧力の影響を受け難い整流フィン装置を取り付けているので、船体に発生する振動が低減されるとともに推進性能の低下を防止することができる。 In this way, the fluctuation pressure in the propeller is reduced, and the rectifying fin device that is not easily affected by the generated fluctuation pressure is installed, so that vibration generated in the hull is reduced and propulsion performance is prevented from being lowered. Can do.

請求項１に記載された発明によると、プロペラ直上部分のフィン間に船底形状を存在させたので、プロペラで発生した変動圧力は長い距離伝達されることになる。また、プロペラで発生した変動圧力を受ける面積が少なくなるので、変動圧力の影響が少なくなる。
したがって、プロペラで発生する変動圧力が減少し、かつ、より減衰されて伝達され、しかも、変動圧力を受ける面積が少ないので、この変動圧力による船体の振動発生が減少する。 According to the first aspect of the present invention, since the ship bottom shape exists between the fins directly above the propeller, the fluctuating pressure generated by the propeller is transmitted over a long distance. Further, since the area that receives the fluctuating pressure generated by the propeller is reduced, the influence of the fluctuating pressure is reduced.
Therefore, the fluctuating pressure generated by the propeller is reduced and transmitted more damped, and the area receiving the fluctuating pressure is small, so that the generation of vibration of the hull due to the fluctuating pressure is reduced.

請求項２に記載された発明によると、プロペラの上部において、フィンの先端近傍に喫水線が位置しているので、プロペラで発生した変動圧力を受ける面積は、ほとんど船底形状の一部分となる。したがって、トンネルフィンと比べて、プロペラで発生した変動圧力を受ける面積は格段に減少するので、変動圧力による船体の振動発生はさらに減少する。 According to the second aspect of the present invention, since the draft line is located near the tip of the fin in the upper part of the propeller, the area that receives the fluctuating pressure generated by the propeller is almost a part of the bottom shape. Therefore, compared with the tunnel fin, the area that receives the fluctuating pressure generated by the propeller is remarkably reduced, so that the generation of vibration of the hull due to the fluctuating pressure is further reduced.

請求項３に記載された発明によると、フィンの後端部は、高さが漸減するように構成されているので、船の推進性能の低下を防止することができる。 According to the invention described in claim 3, since the rear end portion of the fin is configured to gradually decrease in height, it is possible to prevent a decrease in the propulsion performance of the ship.

請求項４に記載された発明によると、プロペラでの変動圧力を減少させ、かつ発生した変動圧力の影響を受け難い整流フィン装置を取り付けているので、船体に発生する振動が低減されるとともに推進性能の低下を防止することができる。 According to the invention described in claim 4, since the rectifying fin device that reduces the fluctuating pressure at the propeller and is hardly affected by the fluctuating generated pressure is attached, vibration generated in the hull is reduced and propulsion is performed. A decrease in performance can be prevented.

以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
以下、本発明の一実施形態について、図１、図２および図４〜図７を用いて説明する。
図１は、本実施形態に係る整流フィン装置を取り付けた船舶の後部を示す部分側面図である。本実施形態は、ＬＮＧ船、コンテナ船等の喫水の浅い船に適用したものである。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 4 to 7.
FIG. 1 is a partial side view showing a rear portion of a ship to which a rectifying fin device according to the present embodiment is attached. This embodiment is applied to a shallow draft ship such as an LNG ship or a container ship.

船体１の後端部には、船尾突出部（船尾）３がある。船尾突出部３の下部には、舵５が取り付けられている。船体１の下部後方部で、舵５より前方には、プロペラシャフトを支持するプロペラ支持部６が設けられている。プロペラ支持部６は、船体１の幅方向中心位置に、長手方向に延設されている。プロペラ支持部６は、後方から見ると、略三角形状に突出して設けられている。そして、プロペラ支持部６は、船体１に滑らかな曲線で連続している。 There is a stern protrusion (stern) 3 at the rear end of the hull 1. A rudder 5 is attached to the lower part of the stern protrusion 3. A propeller support portion 6 that supports the propeller shaft is provided in the lower rear portion of the hull 1 and in front of the rudder 5. The propeller support portion 6 extends in the longitudinal direction at the center position in the width direction of the hull 1. The propeller support portion 6 is provided so as to protrude in a substantially triangular shape when viewed from the rear. The propeller support 6 is continuous with the hull 1 with a smooth curve.

プロペラ支持部６の後端には、ボス部７が設けられている。ボス部７には、船尾管を介してプロペラシャフトが支持されている。プロペラシャフトの後端には、プロペラ９が取り付けられている。舵５の上端部近くには、喫水線１０が位置するように設計されている。 A boss portion 7 is provided at the rear end of the propeller support portion 6. A propeller shaft is supported on the boss portion 7 via a stern tube. A propeller 9 is attached to the rear end of the propeller shaft. The water line 10 is designed to be positioned near the upper end of the rudder 5.

整流フィン装置１１は、プロペラ支持部６を挟んで対称的に設けられた左右一対のフィン１３，１３で構成されている。フィン１３，１３は、喫水線１０の下方位置で、船体１から突出して設けられている。フィン１３，１３は、船体１の長手方向に延設され、相互の間隔がフィン後端でフィン前端より小さくなるように設けられている。 The rectifying fin device 11 includes a pair of left and right fins 13 and 13 that are provided symmetrically with the propeller support portion 6 interposed therebetween. The fins 13 and 13 are provided below the waterline 10 so as to protrude from the hull 1. The fins 13 and 13 extend in the longitudinal direction of the hull 1 and are provided such that the mutual interval is smaller than the fin front end at the fin rear end.

フィン１３，１３には、船体１に取り付けられる所定幅を有する基部１５が設けられている。フィン１３，１３は、基部１５から先端部１７に向けて横断面が略三角形状になるように突出して設けられている。
フィン１３，１３の先端部１７は、高さが、フィン１３，１３の前端部から漸増し、所定範囲で一定長さ維持した後、漸減する。この漸減する位置は、後端からフィン１３，１３長さの約三分の一のところである。 The fins 13 and 13 are provided with a base portion 15 having a predetermined width attached to the hull 1. The fins 13 and 13 are provided so as to protrude from the base portion 15 toward the distal end portion 17 so that the transverse cross section becomes a substantially triangular shape.
The tip portions 17 of the fins 13 and 13 gradually increase in height from the front end portions of the fins 13 and 13 and then gradually decrease after maintaining a certain length within a predetermined range. This gradually decreasing position is about one third of the length of the fins 13 and 13 from the rear end.

図２は、図１のＸ−Ｘ断面を示し、プロペラ９直上のフィン１３，１３と船底との位置関係を示す説明図である。
フィン１３，１３には、外側面１９と内側面２１とが形成されている。船体１の長手方向に垂直な面で切断した時、フィン１３，１３の内側面２１，２１は、それぞれ、同一中心を有する円弧または曲面で構成されている。そして、フィン１３，１３の全長に亘り、フィン１３，１３の内側面２１，２１は、連続して存在する（一体に形成される）ことはない。つまり、左右のフィン１３，１３は、それぞれ別体で構成されている。
プロペラ９の上部において、フィン１３，１３の先端部１７は、その高さが低くなっているため、喫水線１０の少し下側に位置している。
フィン１３，１３の間には、船体１の下部（船底形状）が喫水線１０より下側に突出している。 FIG. 2 is an explanatory view showing the positional relationship between the fins 13 and 13 directly above the propeller 9 and the ship bottom, showing the XX cross section of FIG.
An outer side surface 19 and an inner side surface 21 are formed on the fins 13 and 13. When cut along a plane perpendicular to the longitudinal direction of the hull 1, the inner side surfaces 21, 21 of the fins 13, 13 are each configured by an arc or a curved surface having the same center. In addition, the inner surfaces 21 and 21 of the fins 13 and 13 do not exist continuously (is integrally formed) over the entire length of the fins 13 and 13. That is, the left and right fins 13 and 13 are configured separately.
In the upper part of the propeller 9, the tip portions 17 of the fins 13 and 13 are located slightly below the waterline 10 because the height thereof is low.
Between the fins 13 and 13, the lower part (ship bottom shape) of the hull 1 protrudes below the water line 10.

以上説明した本実施形態にかかる船舶は、以下のように動作する。
回転するプロペラ９が発生する推進力により、船舶は推進される。この船舶の推進により船底に沿って流れる水流は、船舶の後端部分において、整流フィン装置１１を構成するフィン１３，１３により案内されて、整流される。同時に、フィン１３，１３は、プロペラ９側に行くに従い両者の間隔が小さくなっているため、内側面２１，２１の間を流れる水流は、流れの幅を狭められることになる。それにより、水流は加速されて、速度を高めることとなる。 The ship according to the present embodiment described above operates as follows.
The ship is propelled by the propulsive force generated by the rotating propeller 9. The water flow flowing along the ship bottom by the propulsion of the ship is guided and rectified at the rear end portion of the ship by the fins 13 and 13 constituting the rectifying fin device 11. At the same time, since the gap between the fins 13 and 13 decreases toward the propeller 9 side, the flow of water flowing between the inner side surfaces 21 and 21 can be narrowed. Thereby, the water flow is accelerated and the speed is increased.

この整流と加速は、主として、フィン１３，１３の高さの高い範囲で行われる。そして、高さが漸減して船体１に滑らかに連続する表面形状をしているフィン１３，１３の後部において、水流はフィン１３，１３および船体１の表面に沿って滑らかに流れてプロペラ９の上部へ流入する。したがって、整流フィン装置１１において、流れのはく離はほとんど発生しない。 This rectification and acceleration are performed mainly in the range where the height of the fins 13 and 13 is high. Then, in the rear portions of the fins 13 and 13 having a surface shape that gradually decreases in height and smoothly continues to the hull 1, the water flow smoothly flows along the surfaces of the fins 13 and 13 and the hull 1. It flows into the upper part. Therefore, in the rectifying fin device 11, almost no flow separation occurs.

このように、整流されるとともに加速されて速度を高められた水流がプロペラ９上部へ流入することにより、プロペラ上部の遅い流れが速まり、プロペラ回転面における速度勾配も小さくなる。
この状況について、図４〜図７により説明する。
これらの図は、プロペラ位置における流速分布を示している。いずれも同じ船型モデルを使用して行った試験の結果である。図４は、本実施形態の整流フィン装置１１を設けたものの結果を示す。図５は、図３に示す従来のトンネルフィンを設けたものの結果を示す。図６は、図３に示す従来のトンネルフィンをプロペラの上部前方位置で切断したものの結果を示す。図７は、特別な整流手段を設置していないものの結果を示す。 In this way, the flow of water that has been rectified and accelerated to increase the velocity flows into the upper portion of the propeller 9, so that a slow flow at the upper portion of the propeller is accelerated, and the velocity gradient on the propeller rotation surface is also reduced.
This situation will be described with reference to FIGS.
These figures show the flow velocity distribution at the propeller position. All are the results of tests conducted using the same hull model. FIG. 4 shows the result of providing the rectifying fin device 11 of the present embodiment. FIG. 5 shows the result of the conventional tunnel fin shown in FIG. FIG. 6 shows the result of cutting the conventional tunnel fin shown in FIG. 3 at the upper front position of the propeller. FIG. 7 shows the result without special rectification means.

図４〜図７において、２３はプロペラ９先端の回転軌跡を、２５はプロペラボスを示している。Ｗｘは伴流係数である。伴流係数Ｗｘは、Ｖｘを船長方向の流速成分、Ｖｓを船速としたときに、Ｗｘ＝１−Ｖｘ／Ｖｓで表される。そして、各図の右端に示す３個の数字は、それぞれ中心線上での伴流係数を示している。上からそれぞれ、プロペラ長さの１．１倍の位置、０．９倍の位置、０．７倍の位置における伴流係数を示している。
なお、図４〜図７は、左右両舷対象であり、かつプロペラ上部の状況を示す意味で、左上半分を示している。 4 to 7, reference numeral 23 denotes a rotation locus of the tip of the propeller 9, and reference numeral 25 denotes a propeller boss. Wx is a wake coefficient. The wake coefficient Wx is expressed by Wx = 1−Vx / Vs, where Vx is the flow velocity component in the ship length direction and Vs is the ship speed. And the three numbers shown at the right end of each figure have shown the wake coefficient on a centerline, respectively. From the top, the wake coefficient is shown at a position 1.1 times, 0.9 times, and 0.7 times the propeller length, respectively.
4 to 7 show the upper left half in the sense that it is a subject of both left and right sides and indicates the situation of the upper part of the propeller.

図４〜図７を見ると、本実施形態の整流フィン装置を設けたもの（図４）、トンネルフィンを設置したもの（図５）およびトンネルフィンをプロペラの前方で切断したもの（図６）は、ほぼ同等の流速分布を示し、それぞれ特別な整流手段を設置していないもの（図７）に比べて格段に改善されていることがわかる。すなわち、本実施形態にかかる整流フィン装置１１は、プロペラ上部における流速分布について、従来のトンネルフィンと同等の改善効果を有している。 4 to 7, the rectifying fin device according to this embodiment is provided (FIG. 4), the tunnel fin is installed (FIG. 5), and the tunnel fin is cut in front of the propeller (FIG. 6). Shows substantially the same flow velocity distribution, and it can be seen that it is markedly improved compared to the case where no special rectifying means is installed (FIG. 7). That is, the rectifying fin device 11 according to the present embodiment has the same improvement effect as the conventional tunnel fin with respect to the flow velocity distribution in the upper portion of the propeller.

図４に示すような流速分布を持つ流場でプロペラ９が回転すると、上部における流速の遅い部分でプロペラ９の翼面にキャビテーションが発生する。そのキャビテーションが崩壊するときに変動圧力を生じる。これが、プロペラ９が発生する変動圧力として、船体に伝達される。 When the propeller 9 rotates in a flow field having a flow velocity distribution as shown in FIG. 4, cavitation occurs on the blade surface of the propeller 9 at a portion of the upper portion where the flow velocity is slow. Fluctuating pressure is created when the cavitation collapses. This is transmitted to the hull as fluctuating pressure generated by the propeller 9.

本実施形態の整流フィン装置１１は、それを有しないものに比べて、流速分布が格段に改善されているので、この変動圧力の大きさが低減されている。
そして、プロペラの直上部分においては、フィン１３，１３は、その先端部分が喫水線より下になっているだけであり、プロペラ９の変動圧力を受ける部分の距離および接水面積は、整流フィン装置１１を備えていないものとほぼ同等といえる。
したがって、プロペラ９が発生する変動圧力による船体１の振動発生が減少することになる。 In the rectifying fin device 11 of the present embodiment, the flow velocity distribution is remarkably improved as compared with the rectifying fin device 11 that does not have the rectifying fin device 11, and thus the magnitude of the fluctuating pressure is reduced.
And in the part directly above the propeller, the fins 13 and 13 have only their tip parts below the water line, and the distance and water contact area of the part that receives the fluctuating pressure of the propeller 9 are determined by the rectifying fin device 11. It can be said that it is almost the same as the one without.
Therefore, the vibration generation of the hull 1 due to the fluctuating pressure generated by the propeller 9 is reduced.

一方、トンネルフィンの場合にも、プロペラ９で発生する変動圧力は、本実施形態と同様に低減される。
しかしながら、トンネルフィンは船体１とプロペラ９の間にトンネル状の曲面を有しているので、この曲面部分が変動圧力を受けることになる。この曲面部分は、船体１に比べてプロペラ９までの距離が近く、かつ、接水面積も大きいので、変動圧力の影響は大きくなる。そのため、プロペラ９で発生する変動圧力を低減させてもその影響を多く受けることになるので、船体１の振動発生を減少させる効果は不十分である。 On the other hand, also in the case of a tunnel fin, the fluctuating pressure generated by the propeller 9 is reduced as in the present embodiment.
However, since the tunnel fin has a tunnel-like curved surface between the hull 1 and the propeller 9, the curved surface portion receives a fluctuating pressure. Since the curved surface portion is closer to the propeller 9 than the hull 1 and has a large water contact area, the influence of the fluctuating pressure is increased. For this reason, even if the fluctuating pressure generated by the propeller 9 is reduced, the influence is largely received, so that the effect of reducing the vibration generation of the hull 1 is insufficient.

以下、本実施形態にかかる整流フィン装置１１およびそれを取り付けた船舶の作用・効果を説明する。
前方からプロペラ９上部位置まで延設された左右一対のフィン１３，１３の間隔は、プロペラ９側へ行くに従い小さくなるように配置されているので、水流は整流されるとともに速度が高められた状態でプロペラ９上部へ流入する。そのため、プロペラ９上部の遅い流れが速まり、速度勾配も小さくなるので、プロペラ９翼面でのキャビテーション発生が少なくなる。したがって、キャビテーションの崩壊による変動圧力が少なくなる。
そして、プロペラ直上部分のフィン１３，１３間に船底形状を存在させたので、プロペラ９で発生した変動圧力は、従来の船体１とプロペラ９の間にトンネル状の曲面を有するトンネルフィンに比べてトンネル状の曲面がない分長い距離伝達されることになる。そのため、従来に比べてより変動圧力は、減衰されて船体に伝達される。
また、プロペラ９上部には、突起したフィン１３，１３と船底形状のみが存在しており、トンネルフィンにあるトンネル状の曲面のような大きな面積を持つ部材がないので、接水面が少なくなる。接水面が少なくなると、プロペラ９で発生した変動圧力を受ける面積が少なくなるので、変動圧力の影響が少なくなる。
したがって、プロペラ９で発生する変動圧力が減少し、かつ、より減衰されて伝達され、しかも、変動圧力を受ける面積が少ないので、この変動圧力による船体の振動発生が減少する。 Hereinafter, the operation and effect of the rectifying fin device 11 according to the present embodiment and the ship to which the rectifying fin device 11 is attached will be described.
Since the distance between the pair of left and right fins 13 and 13 extending from the front to the upper position of the propeller 9 is arranged so as to go to the propeller 9 side, the water flow is rectified and the speed is increased. Then flows into the upper part of the propeller 9. As a result, the slow flow above the propeller 9 is accelerated and the velocity gradient is reduced, so that the occurrence of cavitation on the blade surface of the propeller 9 is reduced. Therefore, the fluctuating pressure due to the collapse of cavitation is reduced.
And since the ship bottom shape existed between the fins 13 and 13 immediately above the propeller, the fluctuating pressure generated in the propeller 9 is larger than that of the conventional tunnel fin having a tunnel-like curved surface between the hull 1 and the propeller 9. Since there is no tunnel-like curved surface, a long distance is transmitted. Therefore, the fluctuating pressure is attenuated and transmitted to the hull as compared with the conventional case.
Further, only the protruding fins 13 and 13 and the shape of the bottom of the ship exist on the top of the propeller 9, and there is no member having a large area such as a tunnel-like curved surface in the tunnel fin, so that the water contact surface is reduced. When the water contact surface decreases, the area that receives the fluctuating pressure generated by the propeller 9 decreases, so that the influence of the fluctuating pressure decreases.
Therefore, the fluctuating pressure generated by the propeller 9 is reduced and transmitted more attenuated, and since the area receiving the fluctuating pressure is small, the generation of vibrations of the hull due to the fluctuating pressure is reduced.

また、プロペラ９の上部における前記フィンの先端近傍には、喫水線１０が位置しているので、フィン１３，１３を設けないに場合に比べて受圧面積の増加が少ない。そのため、プロペラ９で発生した変動圧力を受ける面積は、ほとんど船底形状の一部分となる。したがって、トンネルフィンと比べて、プロペラで発生した変動圧力を受ける面積は格段に減少するので、変動圧力による船体の振動発生はさらに減少する。 Further, since the draft line 10 is located near the tip of the fin at the upper part of the propeller 9, the increase in the pressure receiving area is small as compared with the case where the fins 13 and 13 are not provided. Therefore, the area that receives the fluctuating pressure generated by the propeller 9 is almost a part of the bottom shape. Therefore, as compared with the tunnel fin, the area that receives the fluctuating pressure generated by the propeller is remarkably reduced, so that the generation of vibration of the hull due to the fluctuating pressure is further reduced.

さらに、フィン１３，１３の後端部は、高さが漸減するように構成されているので、フィンの後端部で水流のはく離がおこらない。したがって、流れのはく離による渦等の抵抗が発生しないので、船の推進性能の低下を防止することができる。 Further, since the rear end portions of the fins 13 and 13 are configured to gradually decrease in height, the water flow does not peel off at the rear end portions of the fins. Therefore, since resistance such as vortex due to flow separation does not occur, it is possible to prevent a decrease in the propulsion performance of the ship.

本発明の一実施形態に係る整流フィン装置を取り付けた船舶の後部を示す部分側面図である。It is a partial side view which shows the rear part of the ship which attached the rectifying fin apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 図１のＸ−Ｘ断面を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the XX cross section of FIG. 従来のトンネルフィンを設けた船舶の図２と同じ断面を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the same cross section as FIG. 2 of the ship provided with the conventional tunnel fin. 本発明の一実施形態に係る整流フィン装置を取り付けた船舶の船型試験の結果得られたプロペラ位置における流速分布を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the flow-velocity distribution in the propeller position obtained as a result of the hull form test of the ship which attached the rectifying fin apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 従来のトンネルフィンを取り付けた船舶の船型試験の結果得られたプロペラ位置における流速分布を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the flow-velocity distribution in the propeller position obtained as a result of the hull form test of the ship which attached the conventional tunnel fin. 従来のトンネルフィンをプロペラ前方で切断したものを取り付けた船舶の船型試験の結果得られたプロペラ位置における流速分布を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the flow-velocity distribution in the propeller position obtained as a result of the hull form test of the ship which attached what cut | disconnected the conventional tunnel fin ahead of the propeller. 整流手段を取り付けていない船舶の船型試験の結果得られたプロペラ位置における流速分布を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the flow-velocity distribution in the propeller position obtained as a result of the hull form test of the ship which has not attached the rectification | straightening means.

符号の説明Explanation of symbols

１船体
３船尾突出部
９プロペラ
１０喫水線
１１整流フィン装置
１３フィン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hull 3 Stern protrusion 9 Propeller 10 Water line 11 Rectification fin apparatus 13 Fin

Claims

船尾下部に、前方からプロペラ上部位置まで延設された左右一対のフィンを設け、これら左右一対の前記フィンは、相互の間隔がフィン後端でフィン前端より小さくなるように配置するとともに、全ての前記間隔部分には、船底形状を存在させたことを特徴とする整流フィン装置。 At the bottom of the stern, a pair of left and right fins extending from the front to the upper position of the propeller are provided, and the pair of left and right fins are arranged so that the distance between them is smaller than the front end of the fin at the rear end of the fin. A rectifying fin device having a ship bottom shape in the space portion.

前記プロペラの上部における前記フィンの先端近傍には、喫水線が位置することを特徴とする請求項１に記載された整流フィン装置。 The rectifying fin device according to claim 1, wherein a water line is positioned near a tip of the fin at an upper portion of the propeller.

前記フィンの後端部は、その高さが漸減するように構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載された整流フィン装置。 The rectifying fin device according to claim 1, wherein the rear end portion of the fin is configured to gradually decrease in height.

請求項１ないし３のいずれかに記載された整流フィン装置を取り付けたことを特徴とする船舶。 A ship equipped with the rectifying fin device according to any one of claims 1 to 3.