專利名稱：船體結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及船體結(jié)構(gòu)，尤其涉及船體的船尾部的船體結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在以往的船體結(jié)構(gòu)中可能存在下述問題，即在船體外側(cè)的船尾部周邊 的水流中產(chǎn)生伴隨剝離的下降流，因該下降流的影響而降低推進(jìn)性能。因
此，如例如日本特開平6-1281號公報(bào)所述的那樣，開發(fā)了具備第一尾鰭及 第二尾鰭的船體結(jié)構(gòu)，所述第一尾鰭及第二尾鰭分別在右舷船側(cè)及左舷船 側(cè)向外側(cè)伸出設(shè)置。在這樣的船體結(jié)構(gòu)中，呈同一形狀的第一及第二尾鰭 位于船尾部的推進(jìn)用螺旋槳附近的位置上，在上下方向排列設(shè)置。由此， 能夠?qū)⒋膊恐苓叺暮Ｋ乃髡鞒沙蛲七M(jìn)用螺旋槳的軸流方向。
但是，在上述的船體結(jié)構(gòu)中，有時(shí)不能夠充分地降低在船尾部周邊產(chǎn) 生的下降流，達(dá)不到充分地提高推進(jìn)性能。特別是在大型船的船體結(jié)構(gòu)中， 由于該下降流的產(chǎn)生顯著，因此推進(jìn)性能依然還很低下。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的課題是提供能夠充分地提高推進(jìn)性能的船體結(jié)構(gòu)。 為了解決上述課題，本發(fā)明的船體結(jié)構(gòu)的特征在于，具備在右舷船側(cè) 及左舷船側(cè)分別向外側(cè)伸出地設(shè)置的第一尾鰭及第二尾鰭，第一及第二尾 鰭設(shè)置在船尾垂線和與該船尾垂線相距垂線間長度的10%的前方位置之 間，并且沿著水平方向延伸，第一尾鰭位于第二尾鰭的下方，第一尾鰭的 前端位于第二尾鰭的前端的前方。
在本發(fā)明的船體結(jié)構(gòu)中，能夠充分地減少在船尾部周邊產(chǎn)生的下降流。 以下為其原因。即，船尾部周邊的下降流不僅在船尾部的推進(jìn)用螺旋槳附 近產(chǎn)生，特別是在船尾垂線和與該船尾垂線相距垂線間長度的10%的前方 位置之間產(chǎn)生。因此，若將沿著水平方向延伸的第一及第二尾鰭設(shè)置在船尾垂線和與該船尾垂線相距垂線間長度的10%的前方位置之間，則上述第
一及第二尾鰭能夠較好地遮擋下降流從而減少下降流。進(jìn)一步，在本發(fā)明 的船體結(jié)構(gòu)中，位于第二尾鰭下方的第一尾鰭的前端位于第二尾鰭的前端 的前方。因此，將第一尾鰭控制的下降流的水流引導(dǎo)至第一及第二尾鰭之 間，能夠?qū)⑾陆盗髡鳛橄蚝蠓降乃椒较虻乃?，且將該水流加速。?此，根據(jù)本發(fā)明，能夠降低粘性阻力，并且能夠使船尾部周邊的流場穩(wěn)定 化，從而能夠充分地提高推進(jìn)性能。
在此，優(yōu)選將第一及第二尾鰭設(shè)置在比推進(jìn)用螺旋槳的軸心靠上方且 比推進(jìn)用螺旋槳的旋轉(zhuǎn)圓的上端靠下方的高度上。在這種情況下，能夠進(jìn) 一步充分地減少船尾部周邊產(chǎn)生的下降流。這是因?yàn)?，船尾部周邊的下?流尤其在比推進(jìn)用螺旋槳的軸靠上方且比推進(jìn)用螺旋槳的旋轉(zhuǎn)圓的上端靠 下方的高度位置上產(chǎn)生。
此外，優(yōu)選第一及第二尾鰭向水平方向伸出。在這種情況下，能夠進(jìn) 一步較好地遮擋下降流且減少下降流，并且能夠?qū)⑾陆盗髡鳛橄蚝蠓降?水平方向的水流，且將該水流加速。
'此外，作為較好地發(fā)揮上述作用效果的結(jié)構(gòu)可以列舉出如下結(jié)構(gòu)，具 體地說，在側(cè)方觀察時(shí)，第一尾鰭的前端和第二尾鰭的前端之間的水平方
向長度為第一尾鰭的長度方向的長度的25% 75%。此外，可以列舉出如 下的結(jié)構(gòu)，即，在側(cè)方觀察下，第一及第二尾鰭的長度方向的長度為垂線 間長度的5%以下。
此外，優(yōu)選第一及第二尾鰭的伸出長度基于船尾周邊的水流的邊界層 厚度來設(shè)定。在這種情況下，能夠防止例如因第一及第二尾鰭的伸出長度 過長而產(chǎn)生的強(qiáng)度不足。也就是說，在發(fā)揮上述作用效果的基礎(chǔ)上，還能 夠?qū)⒌谝患暗诙馋挼纳斐鲩L度設(shè)定為適當(dāng)?shù)拈L度。
此外，優(yōu)選還具備船尾導(dǎo)管。在這種情況下，第一及第二尾鰭和船尾 導(dǎo)管相互較好地協(xié)同動作，從而能夠進(jìn)一步充分地提高推進(jìn)性能。


圖1是表示包括本發(fā)明的第一實(shí)施方式的船體結(jié)構(gòu)的船舶的概略側(cè)視圖。圖2是表示圖1的船舶的船尾部的側(cè)視放大圖。 圖3是表示沿圖2的Ill-Ill線的船體的剖面圖。 圖4是表示沿圖2的IV-IV線的左舷船側(cè)的剖面圖。 圖5是表示包括本發(fā)明的第二實(shí)施方式的船體結(jié)構(gòu)的船舶的船尾部的 側(cè)視放大圖。
圖6是表示推進(jìn)力增長率的線圖。
圖7是表示推進(jìn)用螺旋槳的推力變動的線圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式。另外，在以下的 說明中，"前"、"后"、"左"、"右"、"上"、"下"分別對應(yīng)于 船體的前后方向、左右(寬度)方向及上下方向。
圖1是表示包括本發(fā)明的第一實(shí)施方式的船體結(jié)構(gòu)的船舶的概略側(cè)視
圖，圖2是表示圖i的船舶的船尾部的側(cè)視放大圖，圖3是沿圖2的m-ni
線的剖面圖，圖4是表示沿圖2的IV-IV線的左舷船側(cè)的剖面圖。如圖l、 2所示，本實(shí)施方式的船舶1是油輪等大型船，具備船體10，推進(jìn)用螺旋 槳2及舵3。
如圖3所示，船體10的船尾部11為左右對稱的結(jié)構(gòu)。作為右舷的船 側(cè)外板的右舷船側(cè)12和作為左舷的船側(cè)外板的左舷船側(cè)13分別在船尾部 11的下側(cè)呈曲面狀。具體地說，從后方觀察，在船尾部11的下側(cè)，右舷船 側(cè)12及左舷船側(cè)13形成為下端部向外側(cè)凸出且其上方向內(nèi)側(cè)凹陷的曲面 狀。此外，如圖3所示，從上方觀察，在船尾部11的下側(cè)，右舷船側(cè)12 及左舷船側(cè)13形成為越靠近后方越向內(nèi)側(cè)傾斜的曲面狀。
返回圖2，推進(jìn)用螺旋槳2用于推進(jìn)船舶1，例如使用了螺旋槳軸。該 推進(jìn)用螺旋槳2以作為其旋轉(zhuǎn)軸的軸2a沿著水平方向的狀態(tài)設(shè)置在船尾部 11。舵3用于控制船舶1的推進(jìn)方向，設(shè)置在船尾部ll，位于推進(jìn)用螺旋 槳2的后方。
在此，如圖3所示，本實(shí)施方式的船體10具備第一尾鰭14及第二尾 鰭15。第一尾鰭14在右舷船側(cè)12及左舷船側(cè)13上分別以向外側(cè)伸出的方 式左右對稱地設(shè)置一對。第二尾鰭15與第一尾鰭14相同，在右舷船側(cè)12及左舷船側(cè)13上分別以向外側(cè)伸出的方式左右對稱地設(shè)置一對。
如圖2所示，所述第一及第二尾鰭14、 15，沿著水平方向延伸。此外， 第一及第二尾鰭14、 15設(shè)置在船尾垂線(after perendicular: AP)和與該 舟ft尾垂線AP相距垂線間長度(length betwee叩e卬endiculars: Lpp)的10% 的前方位置之間。另外，"船尾垂線"是指通過作為舵3的旋轉(zhuǎn)中心的舵 軸3a的垂直線，"垂線間長度"是指船尾垂線及船頭垂線(滿載吃水線與 船頭構(gòu)件之間的交點(diǎn))之間的水平方向的長度。
此外，第一及第二尾鰭14、 15設(shè)置在位于推進(jìn)用螺旋槳的軸2a軸心 的上方且推進(jìn)用螺旋槳2的旋轉(zhuǎn)圓的上端(即，葉片上端)2b的下方的高 度位置H上。為了減少下降流Df (后述)，優(yōu)選所述第一及第二尾鰭14、 15的長度方向的長度在側(cè)方觀察下小于垂線間長度Lpp的5%。在此，更 加優(yōu)選在側(cè)方觀察下在垂線間長度Lpp的3%左右。
此外，第一尾鰭14位于第二尾鰭15的下方，第一尾鰭14的前端14a 位于第二尾鰭15的前端15a的前方。在此，從側(cè)方觀察，前端14a、 15a 之間的水平方向的長度為第一尾鰭14的長度方向的長度的25% 75% (25%以上75%以下)。
如圖3所示，第一及第二尾鰭14、 15在水平方向伸出。所述第一及第 二尾鰭14、 15的伸出長度B基于船尾周邊的水流的邊界層厚度S來設(shè)定。 具體地說，如算式(1)所示，伸出長度B基于根據(jù)船長L和計(jì)劃船速V 之間的關(guān)系而得出的邊界層厚度S來設(shè)定。另外，在此的伸出長度B是指 尾鰭的基端至前端的長度。此外，邊界層厚度是指在水流中強(qiáng)烈地受到粘 性的影響的層的厚度。
B=a,X5
=[a2XL' (4/5) X WW) — (1/5) ]/L ……(1) 其中，a, a2為規(guī)定的常數(shù)。
在此，以往，在航行時(shí)，有時(shí)在船體10的船尾部11周邊的海水的水 流中，產(chǎn)生伴隨剝離的下降流Df。特別是在船尾垂線AP和與該船尾垂線 相距垂線間長度Lpp的10%的前方位置之間產(chǎn)生下降流Df。
這一點(diǎn)，如上所述，在本實(shí)施方式中，在船尾垂線AP和與該船尾垂 線AP相距垂線間長度Lpp的10%的前方位置之間，設(shè)置有第一及第二尾鰭14、 15，因此，通過所述第一及第二尾鰭14、 15能夠適當(dāng)?shù)卣趽跸陆盗?Df，減少下降流Df及剝離。而且，在本實(shí)施方式中，位于第二尾鰭15下 方的第一尾鰭14的前端14a位于第二尾鰭15的前端15a的前方，因此， 能夠?qū)⒌谝晃馋?4控制的下降流Df的水流導(dǎo)入第一及第二尾鰭14、 15之 間。結(jié)果，能夠?qū)⑾陆盗鱀f整流為向后方(推進(jìn)用螺旋槳2)的水平方向 的水流，且能夠?qū)⑺骷铀佟?br> 因此，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠降低粘性阻力，并且能夠使船尾部ll周 邊的流場穩(wěn)定化及均勻化。結(jié)果，能夠充分地提高推進(jìn)性能。
此外，在本實(shí)施方式中，如上所述，第一及第二尾鰭14、 15設(shè)置在比 推進(jìn)用螺旋槳2的軸2a的軸心靠上方并且比推進(jìn)用螺旋槳2的旋轉(zhuǎn)圓的上 端2b靠下方的高度位置H上。由此，能夠進(jìn)一步充分地減少船尾部ll周 邊所產(chǎn)生的下降流Df。這是由于在該高度位置H容易產(chǎn)生下降流Df。
此外，在本實(shí)施方式中，如上所述，第一及第二尾鰭14， 15在水平方 向伸出。在這種情況下，更好地遮擋下降流Df，從而減少下降流Df,而且 進(jìn)一步將該下降流Df整流為向后方的水平方向的水流，且將下降流Df加 速。
此外，在本實(shí)施方式中，如上所述，第一及第二尾鰭14、 15的伸出長 度基于船尾周邊的水流的邊界層厚度S來設(shè)定。由此，能夠發(fā)揮充分地提 高推進(jìn)性能的上述效果，而且能夠適當(dāng)?shù)卦O(shè)定第一及第二尾鰭14， 15的伸 出長度。因此，能夠防止因第一及第二尾鰭14、 15的伸出長度過長導(dǎo)致強(qiáng) 度不足。
此外，在本實(shí)施方式中，如上所述，在側(cè)方觀察下，第一尾鰭14的前 端i4a與第二尾鰭15的前端15a之間的水平方向的長度為第一尾鰭14的 長度方向的長度的25% 75%。若前端14a、 15a之間的水平方向的長度小 于第一尾鰭14的長度方向的長度的25%，則難于將下降流Df的水流引導(dǎo) 至第一及第二尾鰭14、 15之間。另一方面，若前端14a、 15a之間的水平 方向的長度大于第一尾鰭14的長度方向的長度的75%，則難于將下降流 Df整流為向后方的水平方向的水流，且難于使下降流Df加速。
此外，在本實(shí)施方式中，如上所述，在側(cè)方觀察下，第一及第二尾鰭 14、 15的長度方向的長度為垂線間長度Lpp的5%以下。這是因?yàn)?，若第一及第二尾?4， 15的長度方向的長度大于垂線間長度Lpp的5。/。，則反 而會阻礙船尾部11周邊的流場的穩(wěn)定化及均勻化。
但是，通常，在船舶大型化時(shí)，船體10的船尾部11的右舷船側(cè)12及 左舷船側(cè)13的曲面形狀較大變化(傾斜度)，因此，顯著地產(chǎn)生伴隨剝離 下降流Df。在這一點(diǎn)上，在本實(shí)施方式中，即使船舶l(fā)是大型船，也能夠 起到減少下降流Df，充分地提高推進(jìn)性能的效果，因此該效果特別有效。
接著，說明本發(fā)明的第二實(shí)施方式。
圖5是表示包括本發(fā)明的第二實(shí)施方式的船體結(jié)構(gòu)的船舶的船尾部的 側(cè)視放大圖。如圖5所示，本實(shí)施方式與上述第一實(shí)施方式的不同點(diǎn)在于， 以船體50代替船體10 (參照圖2)，所述船體50還具備船尾導(dǎo)管(duct) 52。
船尾導(dǎo)管52用于朝向推進(jìn)用螺旋槳2對水流進(jìn)行整流并且將水流加 速，船尾導(dǎo)管52的外形為大致圓環(huán)狀。該船尾導(dǎo)管52在其軸向?yàn)榍昂蠓?向的狀態(tài)下，設(shè)置在推進(jìn)用螺旋槳2的前方的船尾部51上。
在本實(shí)施方式中，也與上述第一實(shí)施方式相同，能夠減少下降流Df, 并且將下降流Df整流為向后方的水平方向的水流且將該水流加速，從而充 分地提高推進(jìn)性能。進(jìn)一步，在本實(shí)施方式中，還具備船尾導(dǎo)管52，因此 第一及第二尾鰭14、 15與船尾導(dǎo)管52相互較好地協(xié)同動作，進(jìn)一步充分 地提高推進(jìn)性能。
圖6是表示與上述船體10、 50分別相關(guān)的推進(jìn)力增長率的線圖。圖中 的推進(jìn)力增長率是表示，以不具備第一及第二尾鰭14、 15及船尾導(dǎo)管52 的以往的船體(以下，僅稱為"以往船體")的推進(jìn)力(馬力)為基準(zhǔn)的 推進(jìn)力的增加比例。
如圖6所示，可以得知船體10使推進(jìn)力比以往船體增加了約8%。進(jìn) 一步，可以得知船體50使推進(jìn)力比以往船體增加約13%。由此，能夠確認(rèn) 本實(shí)施方式的上述效果，即，充分提高推進(jìn)性能的效果。
圖7是表示推進(jìn)用螺旋槳的推力變動的線圖。圖7 (a)表示以往船體 的變動，圖7 (b)表示船體10的變動，圖7 (c)表示船體50的變動。此 外，在圖中，縱軸表示推力，橫軸表示時(shí)間。如圖7所示，根據(jù)船體10、 ，能夠減小推進(jìn)用螺旋槳2的推力變動P。以上，說明了本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式，但本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式。 例如，在上述實(shí)施方式中船舶1為大型船，但本發(fā)明能夠適用于所有的船 舶。
另外，上述實(shí)施方式的"水平方向"是指大致水平方向，包括例如因 尺寸公差或制造誤差等而產(chǎn)生的偏離。
根據(jù)本發(fā)明，能夠充分地提高推進(jìn)性能。
權(quán)利要求
1.一種船體結(jié)構(gòu)，其特征在于，具備第一尾鰭及第二尾鰭，該第一尾鰭及第二尾鰭在右舷船側(cè)及左舷船側(cè)分別以向外側(cè)伸出的方式設(shè)置，上述第一及第二尾鰭設(shè)置在船尾垂線和與該船尾垂線相距垂線間長度的10％的前方位置之間，并且沿著水平方向延伸，上述第一尾鰭位于上述第二尾鰭的下方，上述第一尾鰭的前端位于上述第二尾鰭的前端的前方。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的船體結(jié)構(gòu)，其特征在于， 上述第一及第二尾鰭設(shè)置在比推進(jìn)用螺旋槳的軸心靠上方且比上述推進(jìn)用螺旋槳的旋轉(zhuǎn)圓的上端靠下方的高度位置上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的船體結(jié)構(gòu)，其特征在于， 上述第一及第二尾鰭在水平方向伸出。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的船體結(jié)構(gòu)，其特征在于， 在側(cè)方觀察下，上述第一尾鰭的前端和上述第二尾鰭的前端之間的水平方向的長度為上述第一尾鰭的長度方向的長度的25% 75%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的船體結(jié)構(gòu)，其特征在于， 在側(cè)方觀察下，上述第一及第二尾鰭的長度方向的長度為垂線間長度的5%以下。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的船體結(jié)構(gòu)，其特征在于， 上述第一及第二尾鰭的伸出長度基于船尾周邊的水流的邊界層厚度進(jìn)行設(shè)定。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的船體結(jié)構(gòu)，其特征在于， 該船體結(jié)構(gòu)還具備船尾導(dǎo)管。
全文摘要
提供能夠充分提高推進(jìn)性能的船體結(jié)構(gòu)。船體(10)具備在右舷船側(cè)(12)及左舷船側(cè)分別以向外側(cè)伸出的方式設(shè)置的第一尾鰭及第二尾鰭(14、15)。第一及第二尾鰭(14、15)在水平方向上延伸，設(shè)置在船尾垂線AP和與該船尾垂線AP相距垂線間長度Lpp的10％的前方位置之間。該第一及第二尾鰭(14、15)能夠遮擋下降流并減少下降流。位于第二尾鰭(15)下方的第一尾鰭(14)的前端(14a)位于第二尾鰭(15)的前端(15a)的前方。因此，將第一尾鰭(14)控制的下降流Df的水流引導(dǎo)至第一及第二尾鰭(14、15)之間，從而將下降流Df整流為向后方的水平方向的水流并加速。
文檔編號B63B1/32GK101612978SQ20091014175
公開日2009年12月30日 申請日期2009年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月25日
發(fā)明者巖本三郎, 村上恭二, 青野健, 高井通雄 申請人:住友重機(jī)械海洋工程株式會社