雙軸船尾雙體船舶的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種雙軸船尾雙體船舶，有效利用船舶推進(jìn)時(shí)在艉鰭后部產(chǎn)生的水流，提高船舶的推進(jìn)性能。在船尾具有兩個(gè)艉鰭，且由雙軸驅(qū)動(dòng)兩個(gè)螺旋槳，包括：設(shè)置在兩個(gè)所述艉鰭之間所形成的形成有傾斜的隧道部外表面的邊界層吸入口；從所述邊界層吸入口將水吸引進(jìn)來(lái)的吸引單元；和排出通過(guò)所述吸引單元吸引進(jìn)來(lái)的水的排出口。
【專利說(shuō)明】雙軸船尾雙體船舶
[0001]本案是申請(qǐng)?zhí)枮?01080034875.3、發(fā)明名稱為雙軸船尾雙體船舶的專利申請(qǐng)的分
案申請(qǐng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種具有兩個(gè)艉鰭(skeg)和兩個(gè)螺旋槳(propeller)的雙軸船尾雙?本舶(biaxial stern catamaran ship)?
【背景技術(shù)】
[0003]近年來(lái)，隨著燃料費(fèi)用的急劇上漲和能源、環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)峻，在船舶領(lǐng)域也在探索各種實(shí)現(xiàn)節(jié)能的方法。除了著眼于船舶的航行方法和港灣等處的基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)現(xiàn)節(jié)能之外，針對(duì)船舶本身實(shí)現(xiàn)節(jié)能的方法有提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率和改進(jìn)船型。作為改進(jìn)船型的一環(huán)，存在有針對(duì)位于船尾的螺旋槳等推進(jìn)器和與該推進(jìn)器相關(guān)的推進(jìn)器周邊的船型進(jìn)行研究的幾項(xiàng)現(xiàn)有技術(shù)。
[0004]專利文獻(xiàn)I公開(kāi)了在具有雙艉鰭的船舶中，通過(guò)將其艉鰭的下部從船體的中央線朝外側(cè)彎曲，可以降低艉鰭部的阻力，提高航行時(shí)的推進(jìn)性能的技術(shù)思想。
[0005]但是，該技術(shù)僅是著眼于通過(guò)改變艉鰭形狀來(lái)利用船舶推進(jìn)時(shí)的船尾上升流而提高推進(jìn)力并降低艉鰭部的阻力這一點(diǎn)而考慮的，并沒(méi)有考慮提高船舶的推進(jìn)效率。
[0006]專利文獻(xiàn)2公開(kāi) 了如下技術(shù)思想:在具有雙艉鰭的船舶中，通過(guò)在各艉鰭的后方左右設(shè)置水平方向的鰭片(fin)，對(duì)在各艉鰭部的內(nèi)外兩側(cè)產(chǎn)生的船尾流進(jìn)行整流，在不遮擋上升流的前提下減弱下降流，從而降低下降流引起的壓力損失，由此可以降低船體阻力。
[0007]但是，該技術(shù)思想是通過(guò)對(duì)船尾流的下降流進(jìn)行整流來(lái)降低船體的壓力損失的思想，并不涉及提高船舶的推進(jìn)效率。
[0008]專利文獻(xiàn)3公開(kāi)了如下的技術(shù)思想:將在構(gòu)成船舶的推進(jìn)器的螺旋槳前方沿垂直方向設(shè)置的安裝殼體的側(cè)面后部的一個(gè)面形成為朝與螺旋槳的槳葉的傾斜方向相同的方向傾斜的錐面。由此，針對(duì)避開(kāi)高速旋轉(zhuǎn)的螺旋槳而在其外周流動(dòng)的水流，通過(guò)設(shè)置在螺旋槳前方的安裝殼體的側(cè)面后部所形成的錐面來(lái)改變其流動(dòng)狀態(tài)，從而可以從螺旋槳的旋轉(zhuǎn)方向的反方向，朝向螺旋槳送入被壓縮的水。通過(guò)該送入的水，消除螺旋槳的接近空轉(zhuǎn)的狀態(tài)，從而旋轉(zhuǎn)的螺旋槳可以增加朝后方的排出量，由此可以提高船舶的推進(jìn)效率，進(jìn)而還可以有助于改善燃料消耗。
[0009]但是，該技術(shù)是為了減輕(哪怕是一點(diǎn)點(diǎn))因位于螺旋槳前方的安裝殼體的存在而產(chǎn)生的避開(kāi)螺旋槳的水流所引起的推進(jìn)效率的降低現(xiàn)象而構(gòu)思的，并不是真的提高船舶的推進(jìn)效率。
[0010]專利文獻(xiàn)4公開(kāi)了用于消除高速艇的缺點(diǎn)的技術(shù)思想。即，就高速艇而言，在很多情況下螺旋槳槳葉在位于水中的下半部分一側(cè)產(chǎn)生推進(jìn)力，且以包含螺旋槳軸的面內(nèi)為中心產(chǎn)生流速較低的艉鰭的尾流，因此存在不能產(chǎn)生足夠的推進(jìn)力且無(wú)法充分吸收螺旋槳旋轉(zhuǎn)反力的缺點(diǎn)。因此，公開(kāi)了將由高強(qiáng)度材料制成的較薄的組裝式艉鰭相對(duì)包含螺旋槳軸的面偏心安裝，據(jù)此改善這一缺點(diǎn)的技術(shù)思想。
[0011]但是，專利文獻(xiàn)4是以應(yīng)用于高速艇中作為前提，是針對(duì)螺旋槳的上半部分的表面位于水面之上的情況而考慮的。因此，其【技術(shù)領(lǐng)域】和技術(shù)問(wèn)題不同于涉及具有艉鰭的一般運(yùn)輸用途船舶的本發(fā)明。也就是說(shuō)，沒(méi)有考慮驅(qū)動(dòng)軸的外殼(housing)下側(cè)的影響，也不是針對(duì)受大致一半位于水中的齒輪箱的殼體(casing)影響而導(dǎo)致的效率低下現(xiàn)象采取的措施。并且，只是以增加與螺旋槳相碰的水流的量作為目的，因此完全看不到其考慮了螺旋槳的旋轉(zhuǎn)方向和水流的接觸機(jī)理，不是真的提高船舶的推進(jìn)效率。在這一點(diǎn)上，不同于本發(fā)明所要達(dá)到的目的和本發(fā)明所要解決的問(wèn)題。
[0012]專利文獻(xiàn)5示出具備偏心軸的船舶的技術(shù)思想，該船舶具有如下構(gòu)成:在伴隨船舶的前進(jìn)而在螺旋槳面上產(chǎn)生左右一對(duì)逆旋轉(zhuǎn)縱向漩渦的一般船舶中，具備除了其螺旋槳軸的配置引起的影響之外保持左右對(duì)稱性的船尾外形結(jié)構(gòu)以及對(duì)于右旋轉(zhuǎn)螺旋槳在從船體中心線偏向右側(cè)的位置配置旋轉(zhuǎn)中心、而對(duì)于左旋轉(zhuǎn)螺旋槳在從船體中心線偏向左側(cè)的位置配置旋轉(zhuǎn)中心的螺旋槳，以使所述螺旋槳由所述左右一對(duì)縱向漩渦在所述旋轉(zhuǎn)中心的兩側(cè)分別獲得與螺旋槳旋轉(zhuǎn)方向相反方向的水流。
[0013]根據(jù)專利文獻(xiàn)5，在保持船體形狀大致左右對(duì)稱的船型的前提下，通過(guò)使螺旋槳軸稍稍偏移船體中心線，從而利用在船體寬度較大的現(xiàn)有船舶中造成推進(jìn)效率降低的縱向漩渦的水流，反而可以大幅提高螺旋槳的推進(jìn)效率(提高約10%)，并且由于是船體形狀左右大致對(duì)稱的船型，因此相比于具有非對(duì)稱船型的船，建造成本低、且容易設(shè)計(jì)。
[0014]但是，該專利文獻(xiàn)5是應(yīng)用于緊接著螺旋槳在其前方具有貫穿螺旋槳軸的船尾部的現(xiàn)有船舶的例子，因此不是能夠應(yīng)用于船尾處的水流完全不同的雙軸船尾雙體船舶或搭載有吊艙式推進(jìn)器(又稱POD推進(jìn)器)的船舶上的技術(shù)。
[0015]專利文獻(xiàn)6、7和8公開(kāi)了如下的技術(shù)思想:在具有一個(gè)推進(jìn)機(jī)軸的船舶中，為了通過(guò)改進(jìn)相對(duì)螺旋槳的水流而改進(jìn)燃料消耗，將推進(jìn)機(jī)軸上部的一部分船尾設(shè)計(jì)為非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，且在推進(jìn)機(jī)軸的下部組合具有球狀體或U字型體的非對(duì)稱船尾部分和/或扭轉(zhuǎn)的船尾部分，由此構(gòu)成船體。
[0016]但是，如專利文獻(xiàn)6、7和8所示出的那樣，推進(jìn)機(jī)軸不是相對(duì)船尾部分發(fā)生偏移而進(jìn)行位置設(shè)定，而且若作為改進(jìn)相對(duì)螺旋槳的水流的手段而采用彎曲船體整體的構(gòu)造，則該船體整體的發(fā)生彎曲的部分將產(chǎn)生阻力，成為降低推進(jìn)效率的原因。因此，上述的構(gòu)造作為提高船舶推進(jìn)效率的手段未必是有效的。
[0017]專利文獻(xiàn)9公開(kāi)了如下的技術(shù)思想:在具有一個(gè)推進(jìn)機(jī)軸的船舶中，在船體上向著船尾的螺旋槳形成螺旋狀的溝槽，由此改進(jìn)相對(duì)螺旋槳的水流。
[0018]但是，如專利文獻(xiàn)9中所示出的那樣，若作為改進(jìn)相對(duì)螺旋槳的水流的手段而采用在船體上形成螺旋狀溝槽的構(gòu)造，則該溝槽部分會(huì)產(chǎn)生阻力，成為降低推進(jìn)效率的原因。因此，上述的構(gòu)造作為提高船舶推進(jìn)效率的手段未必是有效的。
[0019]專利文獻(xiàn)10公開(kāi)了一種具有減小擺動(dòng)的鰭片的雙體船，該雙體船在形成于左右船體之間的隧道狀凹部的后端部具備用于抑制船體的縱向擺動(dòng)的可動(dòng)式鰭片，為了對(duì)流入該鰭片的水流進(jìn)行加速，所述隧道狀凹處的寬度沿著從船頭部分朝向船尾部分的方向逐漸減小。
[0020]但是，該技術(shù)的目的在于減少船體的縱向擺動(dòng)，不涉及提高船舶的推進(jìn)效率。[0021]專利文獻(xiàn)11公開(kāi)了涉及雙體型噴水推進(jìn)船的技術(shù)，該雙體型噴水推進(jìn)船具有由在船尾部分別設(shè)置在左右船體部分的底面的取水口、從該取水口延伸至船尾端的噴水噴口的管道以及介于該管道內(nèi)的葉輪構(gòu)成的噴水推進(jìn)裝置。
[0022]但是，該技術(shù)的意圖在于通過(guò)在取水口的內(nèi)側(cè)部分設(shè)置氣泡流引導(dǎo)用凹槽來(lái)通過(guò)升力風(fēng)扇向氣墊室壓入壓縮空氣而使船體在升起的狀態(tài)下航行時(shí)，防止泄露氣泡流流入噴水推進(jìn)裝置的取水口，與本發(fā)明相比，所要解決的技術(shù)問(wèn)題不同。
[0023]專利文獻(xiàn)12公開(kāi)了涉及具有側(cè)壁的空氣壓力支撐型船舶的技術(shù)，該空氣壓力支撐型船舶具有在左右舷具有一對(duì)細(xì)長(zhǎng)側(cè)壁的雙體船型形狀，在兩個(gè)船體之間至少在船頭尾端具有由可撓性材料支撐的密封件，通過(guò)在雙體船體的由船頭尾密封件圍住的氣墊室貯存高壓空氣來(lái)支撐大部分船體重量，且作為其推進(jìn)裝置裝備了嵌入式的噴水推進(jìn)器。
[0024]但是，該技術(shù)的意圖在于在雙體船體的兩側(cè)壁內(nèi)表面，通過(guò)升降式分隔導(dǎo)板，無(wú)需降低氣墊壓力而使船體下降，即可防止從噴水推進(jìn)器的取水口吸入空氣，其所要解決的技術(shù)問(wèn)題不同于本發(fā)明。
[0025]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0026]專利文獻(xiàn)
[0027]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2007-223557號(hào)公報(bào)
[0028]專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2006-341640號(hào)公報(bào)
[0029]專利文獻(xiàn)3:日本實(shí)用新型登錄第2604037號(hào)公報(bào)
[0030]專利文獻(xiàn)4:美國(guó)專利第6，155，894號(hào)說(shuō)明書(shū)
[0031]專利文獻(xiàn)5:日本特公平04-046799號(hào)公報(bào)
[0032]專利文獻(xiàn)6:日本特開(kāi)昭57-182583號(hào)公報(bào)
[0033]專利文獻(xiàn)7:美國(guó)專利第4，538，537號(hào)公報(bào)
[0034]專利文獻(xiàn)8:美國(guó)專利第3，455，263號(hào)公報(bào)
[0035]專利文獻(xiàn)9:美國(guó)專利第4，363，630號(hào)公報(bào)
[0036]專利文獻(xiàn)10:日本特開(kāi)昭61-105292號(hào)公報(bào)
[0037]專利文獻(xiàn)11:日本特開(kāi)平7-81550號(hào)公報(bào)
[0038]專利文獻(xiàn)12:日本特開(kāi)平7-156791號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0039]發(fā)明所要解決的課題
[0040]本發(fā)明是為了解決上述的現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題而提出的，其目的在于提供一種為了有效利用雙軸船尾雙體船舶的船尾中央的隧道部的水流，尤其通過(guò)改進(jìn)船尾形狀和艉鰭之間的隧道部而提高推進(jìn)效率的雙軸船尾雙體船舶。
[0041]解決課題的手段
[0042]本發(fā)明的第I方面所記載的雙軸船尾雙體船舶為具有兩個(gè)螺旋槳的雙軸船尾雙體船舶中，其特征在于，包括:驅(qū)動(dòng)兩個(gè)所述螺旋槳而推進(jìn)所述雙軸船尾雙體船舶的吊艙式推進(jìn)器；和設(shè)置在所述雙軸船尾雙體船舶的船體上的兩個(gè)艉鰭，兩個(gè)所述螺旋槳的驅(qū)動(dòng)軸的中心分別相對(duì)兩個(gè)所述艉鰭的中心軸朝所述艉鰭的內(nèi)側(cè)發(fā)生偏移，將所述吊艙式推進(jìn)器的位置設(shè)定在所述艉鰭的后方的橫向上。[0043]根據(jù)上述的構(gòu)成，由于具有驅(qū)動(dòng)軸的中心相對(duì)艉鰭的中心軸發(fā)生偏移的螺旋槳，因此在雙軸船尾雙體船舶中可以利用艉鰭后方的與螺旋槳的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向的水流，從而可以增加伴流增益。
[0044]并且，與在艉鰭內(nèi)設(shè)置螺旋槳的驅(qū)動(dòng)軸的方法相比，可以以相當(dāng)?shù)淖杂啥仍O(shè)定相對(duì)艉鰭的中心軸的偏移幅度。
[0045]在此，“雙軸船尾雙體船舶”是指具有左右兩個(gè)相互平行的沒(méi)于水面下與水直接接觸的細(xì)長(zhǎng)的下部船體(主體)，在船尾中央部分具有隧道(tunnel)部，且在左右各主體的中心軸上分別設(shè)有至少一個(gè)推進(jìn)單元，總共設(shè)有兩個(gè)以上推進(jìn)單元的船舶。通過(guò)設(shè)計(jì)為雙軸船尾雙體船舶，可以將為了確保船體的穩(wěn)定性而設(shè)置的艉鰭設(shè)計(jì)得更小，并且可以增加裝載空間。
[0046]“螺旋槳(propeller) ”是指將發(fā)動(dòng)機(jī)或電機(jī)等推進(jìn)單元的輸出轉(zhuǎn)換為船舶的推進(jìn)力的裝置，例如可以采用具備用于獲得推進(jìn)力的多個(gè)葉片(翅片)、支撐葉片并且傳遞來(lái)自軸的輸出的槳轂(葉轂(hub))及其他部件而構(gòu)成的裝置。只要具備作為用于推進(jìn)的單元而使用時(shí)的旋轉(zhuǎn)力、能夠承受流體阻力等的剛性、以及能夠適應(yīng)始終浸在水中的環(huán)境的耐水性，則可以采用金屬、陶瓷、樹(shù)脂等任意一種材料。
[0047]“吊艙式推進(jìn)器”是指在紡錘型的中空容器中設(shè)置電機(jī)，通過(guò)電力旋轉(zhuǎn)螺旋槳的推進(jìn)器或機(jī)械式Z致動(dòng)器等，是能夠在一定程度上自由設(shè)定艉鰭和推進(jìn)單元的位置關(guān)系的推進(jìn)單元。
[0048]“艉鰭(skeg)”是從船底部沿豎直方向延伸的“鰭”狀構(gòu)造物。即使不被稱為艉鰭，大體位于螺旋槳前方，且同樣用于謀求船舶前進(jìn)時(shí)的航向穩(wěn)定的船舶形狀或者設(shè)置也屬于本發(fā)明中所稱的“艉鰭”的范疇。
[0049]“艉鰭的中心軸”是指貫穿艉鰭內(nèi)部的軸，例如在該船舶中，將用垂直于船舶的前進(jìn)方向的平面截取統(tǒng)稱為艉鰭的部分而得到的截面的重心附近位置，從船舶前方至后方為止連接而成的線。
[0050]通常，采用推進(jìn)單元的螺旋槳的轉(zhuǎn)軸和艉鰭的中心軸相互一致的形態(tài)，本發(fā)明的“將位置設(shè)定為分別相對(duì)中心軸發(fā)生偏移”是指為了提高船舶的推進(jìn)效率而將螺旋槳的驅(qū)動(dòng)軸中心設(shè)置為偏離艉鰭的中心軸。
[0051 ] “艉鰭的橫向”是指一對(duì)艉鰭的內(nèi)側(cè)或者外側(cè)。
[0052]本發(fā)明的第2方面，其特征在于，在本發(fā)明的第I方面所記載的雙軸船尾雙體船舶中，根據(jù)兩個(gè)所述螺旋槳的各自旋轉(zhuǎn)方向，改變各自的所述偏移的方向。
[0053]在此，“根據(jù)旋轉(zhuǎn)方向，改變各自的所述偏移的方向”是指，例如以當(dāng)從船尾側(cè)觀察時(shí)，若螺旋槳沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，則相對(duì)艉鰭向右偏移，若螺旋槳沿逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，則相對(duì)艉鰭向左偏移等狀態(tài)，改變偏移的左右方向。例如，在雙軸船尾雙體船舶中，從船尾側(cè)觀察時(shí)，在很多情況下，通過(guò)來(lái)自中央的隧道狀船底凹部的上升流，在左側(cè)的艉鰭產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻乃?，在右?cè)的艉鰭產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻乃鳎藭r(shí)，“根據(jù)旋轉(zhuǎn)方向，改變各自的所述偏移的方向”是指將左側(cè)螺旋槳朝右，將右側(cè)螺旋槳朝左偏移。這樣做的目的在于，相對(duì)在艉鰭后方自然產(chǎn)生的水流，使螺旋槳的旋轉(zhuǎn)從相反方向與其相碰，從而盡可能地增大螺旋槳所受到的逆流。根據(jù)船舶，存在兩個(gè)螺旋槳的旋轉(zhuǎn)方向相同或者相反的情形，對(duì)于這些船舶均可以實(shí)施本發(fā)明。[0054]根據(jù)上述的構(gòu)成，由于適應(yīng)于螺旋槳的旋轉(zhuǎn)方向來(lái)設(shè)定偏移方向，因此能夠盡可能地增大螺旋槳在其旋轉(zhuǎn)面所受到的逆流的矢量總和。
[0055]本發(fā)明的第3方面，其特征在于，在本發(fā)明的第I或第2方面所記載的雙軸船尾雙體船舶中，根據(jù)沿著以螺旋槳面中的伴流分布的70?80%半徑繪出的圓環(huán)繞一圈的循環(huán)的大致最大的點(diǎn)來(lái)確定所述偏移的幅度。
[0056]根據(jù)上述的構(gòu)成，導(dǎo)出適應(yīng)于該船舶的船尾部的形狀和狀態(tài)的最佳的偏移幅度，最大程度地利用螺旋槳所捕獲的艉鰭后方的作為循環(huán)被評(píng)價(jià)的逆流，從而可以得到增大伴流增益的船尾形狀。
[0057]在此，“螺旋槳面中的伴流分布”是指伴隨船舶推進(jìn)的由船尾部的船體形狀、附加物、構(gòu)造部等引起的流入螺旋槳面的水流的速度分布。
[0058]“沿著以70?80%半徑繪出的圓環(huán)繞一圈的循環(huán)的大致最大的點(diǎn)”是指可以通過(guò)如下方法進(jìn)行定義的點(diǎn):例如在以所述螺旋槳的70?80%半徑繪出的圓周中，在所述圓周上對(duì)流入螺旋槳的流動(dòng)矢量Vt進(jìn)行積分，將此作為螺旋槳的轉(zhuǎn)軸坐標(biāo)的函數(shù)而求出最大值。
[0059]循環(huán)是這樣一種概念，其不僅包含流體力學(xué)上所說(shuō)的循環(huán)(沿著流動(dòng)中的閉合曲線對(duì)各點(diǎn)的切線方向的矢量與線段的乘積進(jìn)行全周積分而求出的值)，而且還包含一個(gè)廣義的概念，該廣義的概念(后面將表達(dá)為“相當(dāng)于循環(huán)的值”)包含使用沿著螺旋槳旋轉(zhuǎn)的圓周的流動(dòng)矢量循環(huán)性地求出的值。
[0060]在此，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，在以伴流分布的70?80%半徑繪出的圓周上進(jìn)行積分，但是為了更準(zhǔn)確地求出螺旋槳的最佳轉(zhuǎn)軸坐標(biāo)，也可以在螺旋槳面的整個(gè)面中計(jì)算循環(huán)，并附加螺旋槳面的推進(jìn)力來(lái)求出最大值。
[0061]本發(fā)明的第4方面，其特征在于，在本發(fā)明的第I或第2方面所記載的雙軸船尾雙體船舶中，將雙軸驅(qū)動(dòng)的所述螺旋槳的旋轉(zhuǎn)方向設(shè)定為:從所述船尾側(cè)觀察所述雙軸船尾雙體船舶時(shí)，位于左側(cè)的所述螺旋槳沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，位于右側(cè)的所述螺旋槳沿逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。
[0062]據(jù)此，將在雙軸船尾雙體船舶的艉鰭對(duì)稱地產(chǎn)生的水流有效地作用于螺旋槳，由此不僅增大伴流增益，而且避免了因朝相同方向旋轉(zhuǎn)而引起的不平衡力作用于船體，因此有助于船舶的穩(wěn)定航行。
[0063]在此，“雙軸驅(qū)動(dòng)的所述螺旋槳”不是指在一個(gè)轉(zhuǎn)軸上設(shè)置兩個(gè)螺旋槳，而是指兩個(gè)螺旋槳分別由不同的驅(qū)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)的形式。
[0064]本發(fā)明的第5方面，其特征在于，在本發(fā)明的第I或第2方面所記載的雙軸船尾雙體船舶中，沿著與兩個(gè)所述螺旋槳的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向扭轉(zhuǎn)兩個(gè)所述艉鰭的后部。
[0065]在此，“與旋轉(zhuǎn)方向相反地扭轉(zhuǎn)”是指例如從船舶后方觀察時(shí)螺旋槳沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)的狀態(tài)下，將艉鰭朝逆時(shí)針?lè)较蜃冃?，即在雙軸船尾雙體船舶前進(jìn)時(shí)，使沿著艉鰭表面形成的水流從船舶后方觀察時(shí)呈逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。據(jù)此，相對(duì)螺旋槳，將旋轉(zhuǎn)方向相反的流動(dòng)變成旋轉(zhuǎn)流而進(jìn)行作用。
[0066]變形包含改變、變動(dòng)艉鰭形狀的所有形態(tài)。也就是說(shuō)，作為該艉鰭的朝與螺旋槳的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向扭轉(zhuǎn)的形狀，可以采取從艉鰭的前方緩慢彎曲的形狀，也可以采取在艉鰭后方附近急劇彎曲的形狀，還可以采取發(fā)揮艉鰭本來(lái)的功能的同時(shí)、在不怎么增加摩擦阻力的情況下產(chǎn)生對(duì)螺旋槳的推進(jìn)效率有效的變成旋轉(zhuǎn)流的流動(dòng)的形狀。作為形成方法，可以與船底采用相同材料一體地形成，也可以作為與船底獨(dú)立的部件可拆卸地設(shè)置，以便可以更換艉鰭。對(duì)于材料，只要能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定地持續(xù)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)流的目的，則無(wú)論金屬、塑料、陶瓷等均可。
[0067]根據(jù)上述的構(gòu)成，通過(guò)給艉鰭設(shè)置扭轉(zhuǎn)，使流動(dòng)矢量更加有效地作用于螺旋槳，從而可以將與螺旋槳相碰的逆流最大化。
[0068]本發(fā)明的第7方面，其特征在于，在本發(fā)明的第I方面所記載的雙軸船尾雙體船舶中，具有將所述吊艙式推進(jìn)器連接到所述艉鰭的橫向上的連接部。
[0069]根據(jù)該構(gòu)成，由于連接吊艙式推進(jìn)器的連接部設(shè)置在艉鰭的橫向上，因此與縱向連接的情形相比，可以將連接部構(gòu)成得更小。
[0070]本發(fā)明的第8方面，其特征在于，在本發(fā)明的第第I或第7方面所記載的雙軸船尾雙體船舶中，所述吊艙式推進(jìn)器為電驅(qū)動(dòng)式。
[0071]通過(guò)采用電驅(qū)動(dòng)式的吊艙式推進(jìn)器，例如與采用機(jī)械式Z致動(dòng)器的情形相比，可以縮小用于旋轉(zhuǎn)螺旋槳的機(jī)構(gòu)，因此可以減小用于將吊艙式推進(jìn)器連接到艉鰭的連接部。
[0072]本發(fā)明的第10方面，其特征在于，在船尾具有兩個(gè)艉鰭且由雙軸驅(qū)動(dòng)兩個(gè)螺旋槳的雙軸船尾雙體船舶中，包括:設(shè)置在兩個(gè)所述艉鰭之間所形成的形成有傾斜的隧道部外表面的邊界層吸入口 ；從所述邊界層吸入口將水吸引進(jìn)來(lái)的吸引單元；和排出通過(guò)所述吸引單元吸引進(jìn)來(lái)的水的排出口。
[0073]“邊界層”是指船舶前進(jìn)時(shí)受到與船底摩擦的影響速度變慢的區(qū)域。即，在水等粘性小的流體中，雖然忽略粘性的完全流體理論大體適用，但是存在于物體表面附近的速度梯度大、無(wú)法忽略粘性的區(qū)域稱作邊界層。
[0074]“邊界層吸入口”只要是吸入邊界層的水即可，也包含吸入邊界層的水和邊界層以外的水的構(gòu)成。并且，邊界層吸入口優(yōu)選為將邊界層的水全部吸入，但是也可以僅吸入邊界層的水中對(duì)雙軸船尾雙體船舶的阻力影響特別大的船底外表面附近的水。
[0075]本發(fā)明的第11方面，其特征在于，在本發(fā)明的第10方面所記載的雙軸船尾雙體船舶中，所述邊界層吸入口設(shè)置在所述隧道部的入口部附近。
[0076]在此，“隧道部的入口部”是指構(gòu)成由船底和兩個(gè)艉鰭形成的隧道部的面中的船底的船頭側(cè)一端的面。
[0077]本發(fā)明的第12方面，其特征在于，在本發(fā)明的第I或第2方面所記載的雙軸船尾雙體船舶中，所述邊界層吸入口的寬度尺寸設(shè)定為大致等于所述隧道部的寬度尺寸。
[0078]在此，隧道部的“寬度尺寸”是指設(shè)置在船尾的兩個(gè)艉鰭之間所形成的隧道部的船寬方向尺寸。
[0079]本發(fā)明的第13方面，其特征在于，在本發(fā)明的第10或第11方面所記載的雙軸船尾雙體船舶中，所述隧道部的外表面相對(duì)水平方向所形成的傾斜角的角度為15度以上。
[0080]本發(fā)明的第14方面，其特征在于，在本發(fā)明的第10或第11方面所記載的雙軸船尾雙體船舶中，所述排出口至少設(shè)置為兩個(gè)，通過(guò)改變從該兩個(gè)所述排出口排出的所述水的量來(lái)對(duì)所述雙軸船尾雙體船舶進(jìn)行操縱。
[0081]本發(fā)明的第15方面，其特征在于，在本發(fā)明的第14方面所記載的雙軸船尾雙體船舶中，在從所述邊界層吸入口至所述排出口的路徑中設(shè)有兩個(gè)所述吸引單元，通過(guò)控制這兩個(gè)所述吸弓I單元來(lái)改變從兩個(gè)所述排出口排出的水量。
[0082]本發(fā)明的第16方面，其特征在于，在本發(fā)明的第14方面所記載的雙軸船尾雙體船舶中，在從所述邊界層吸入口至所述排出口的路徑中設(shè)有用于改變通過(guò)所述吸引單元形成的水流的可動(dòng)部，通過(guò)控制該可動(dòng)部，改變從兩個(gè)所述排出口排出的水量。
[0083]在此，“改變水流的可動(dòng)部”是指例如設(shè)置在路徑中的用于改變從兩個(gè)排出口排出的水量之比的葉片狀可動(dòng)部、分別控制從兩個(gè)排出口排出的水量的閥門(mén)等、具有大體利用吸引單元以外的手段改變水流的可動(dòng)部的所有構(gòu)造。
[0084]有益效果
[0085]根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)采用雙軸船尾雙體船舶，為了船體的穩(wěn)定性而設(shè)置的艉鰭可以采用小型艉鰭，由此艉鰭作為螺旋槳前方的障礙物而對(duì)伴流產(chǎn)生的不良影響變小，而且通過(guò)設(shè)置偏移，在艉鰭后方相對(duì)螺旋槳可以增加在推進(jìn)效率上有效作用的流動(dòng)矢量成分，從而提供提聞推進(jìn)效率的在節(jié)能方面考慮更加優(yōu)良的船舶。
[0086]S卩，若采用使螺旋槳的旋轉(zhuǎn)中心相對(duì)艉鰭的中心軸分別發(fā)生偏移來(lái)設(shè)定其位置的構(gòu)成，則可以增大螺旋槳在其旋轉(zhuǎn)面所受到的逆流的矢量總和，可以將形成在隧道部的上升流有效利用為螺旋槳的逆流，因此可以提高雙軸船尾雙體船舶的推進(jìn)效率。
[0087]并且，通過(guò)適應(yīng)于螺旋槳的旋轉(zhuǎn)方向來(lái)設(shè)定偏移方向，可以將螺旋槳在其旋轉(zhuǎn)面所受到的逆流的矢量總和最大化，據(jù)此可以實(shí)現(xiàn)最大程度地提高推進(jìn)效率。
[0088]并且，通過(guò)基于流動(dòng)的循環(huán)導(dǎo)出適應(yīng)于船舶船尾部的形狀和狀態(tài)的最佳偏移幅度，可以利用螺旋槳所捕獲的艉鰭后方的逆流來(lái)確實(shí)地提高推進(jìn)效率。
[0089]并且，若采用將由雙軸驅(qū)動(dòng)的螺旋槳的旋轉(zhuǎn)方向設(shè)定為從所述船尾側(cè)觀察雙軸船尾雙體船舶時(shí)位于左側(cè)的螺旋槳沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，位于右側(cè)的螺旋槳沿逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)的構(gòu)成，則可以將形成于隧道部的上升流有效地利用為螺旋槳的逆流，因此可以提高雙軸船尾雙體船舶的推進(jìn)效率。
[0090]并且，通過(guò)扭轉(zhuǎn)艉鰭的后部，相對(duì)螺旋槳作用與旋轉(zhuǎn)方向相反方向的水流，可以增大與螺旋槳相碰的逆流，可實(shí)現(xiàn)推進(jìn)效率的最大化。
[0091]并且，通過(guò)采用吊艙式推進(jìn)器，可以取消螺旋槳前方的用于驅(qū)動(dòng)螺旋槳的構(gòu)造物或附加物，因此可以進(jìn)一步減少構(gòu)成螺旋槳前方的障礙物的物體對(duì)伴流產(chǎn)生的不良影響，并且可以以相當(dāng)?shù)淖杂啥仍O(shè)定偏移幅度，因此可以在提高推進(jìn)效率方面最佳的位置設(shè)置螺旋槳。
[0092]并且，由于連接吊艙式推進(jìn)器的連接部設(shè)置在艉鰭的橫向上，與縱向連接時(shí)相比，可以縮小連接部。如此，通過(guò)構(gòu)成小型連接部，可以減小雙軸船尾雙體船舶推進(jìn)時(shí)由連接部引起的摩擦阻力，并且可以以低成本提供連接部。
[0093]并且，通過(guò)采用電驅(qū)動(dòng)式的吊艙式推進(jìn)器，可以進(jìn)一步縮小連接部，因此可以進(jìn)一步減小雙軸船尾雙體船舶推進(jìn)時(shí)由連接部引起的摩擦阻力。
[0094]并且，通過(guò)在設(shè)置于艉鰭的橫向上的突出部中收容驅(qū)動(dòng)軸，可以在從艉鰭的驅(qū)動(dòng)軸朝橫向偏移的位置配置螺旋槳。因此，還可以縮小突出部，可以減小雙軸船尾雙體船舶推進(jìn)時(shí)由收容驅(qū)動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)弓I起的摩擦阻力，可以以低成本提供雙軸船尾雙體船舶。
[0095]并且，通過(guò)由設(shè)置在隧道部的邊界層吸入口吸入邊界層的水，可以抑制從隧道部的外表面分離邊界層。據(jù)此，可以抑制因邊界層分離而形成與通常方向相反的水流，可以抑制阻力增加。因而，可以提高雙軸船尾雙體船舶的推進(jìn)性能。
[0096]并且，若采用將邊界層吸入口設(shè)置在隧道部的入口部附近的構(gòu)成，則在因船底的傾斜度急劇變化而容易發(fā)生邊界層的分離的區(qū)域中，可以在該區(qū)域的跟前(面前)吸入邊界層。因而，可以有效地抑制邊界層從隧道部的外表面分離。
[0097]并且，若將邊界層吸入口的寬度尺寸設(shè)定為與隧道部的寬度尺寸大致相等，則可以沿整個(gè)隧道部吸入邊界層，因此可以有效地抑制邊界層從隧道部的外表面分離。
[0098]并且，若采用隧道部的外表面相對(duì)水平方向所形成的傾斜角的角度在15度以上的構(gòu)成，則可以相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)將船底的傾斜起點(diǎn)移到船尾側(cè)。據(jù)此，可以增加雙軸船尾雙體船舶的裝載量，提高其輸送效率。
[0099]并且，若采用具備兩個(gè)排出口，且改變從排出口排出的水量的構(gòu)成，例如無(wú)需操作吊艙式推進(jìn)器或操舵單元，即可操縱雙軸船尾雙體船舶。
[0100]并且，通過(guò)控制兩個(gè)吸引單元來(lái)改變從兩個(gè)排出口排出的水量，由此可以結(jié)合改變邊界層吸入口的吸入量來(lái)提高船舶操縱效果。
[0101]并且，通過(guò)控制可動(dòng)部來(lái)改變從兩個(gè)排出口排出的水量，由此例如在僅具備一個(gè)吸引單元的情況下也能操縱雙軸船尾雙體船舶。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0102]圖1是從斜后方觀察本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的雙軸船尾雙體船舶的外觀圖；
[0103]圖2是示出圖1的船舶中所使用的艉鰭和吊艙式推進(jìn)器的位置關(guān)系的概念圖；
[0104]圖3是模式性地示出現(xiàn)有的單體船(單軸船、單槳船)的船尾周圍流動(dòng)情況的模式圖；
[0105]圖4是示出本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的雙軸船尾雙體船舶的艉鰭周圍的流動(dòng)情況的模式圖；
[0106]圖5是示出從后方觀察本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的雙軸船尾雙體船舶的概略情況的模式圖；
[0107]圖6是沿C1-C2線截取圖5的雙軸船尾雙體船舶的船尾附近的截面圖；
[0108]圖7是示出從后方觀察本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的雙軸船尾雙體船舶的概略情況的模式圖；
[0109]圖8是說(shuō)明圖7的雙軸船尾雙體船舶的艉鰭內(nèi)部的模式圖；
[0110]圖9是示出一般的螺旋槳的推進(jìn)力分布的模式圖；
[0111]圖10是本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的螺旋槳前面的流動(dòng)矢量和伴流分布圖；
[0112]圖11是示出本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的螺旋槳驅(qū)動(dòng)軸的最優(yōu)位置的循環(huán)的等聞線圖；
[0113]圖12是本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的循環(huán)的三維俯瞰圖；
[0114]圖13是模式性地示出對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施方式5的雙軸船尾雙體船舶的船尾附近在其中心附近沿前后方向截取的狀態(tài)的截面圖；
[0115]圖14是示出從后方觀察本發(fā)明的實(shí)施方式5的雙軸船尾雙體船舶時(shí)的概略構(gòu)成的模式圖；
[0116]圖15是示出從船底側(cè)觀察本發(fā)明的實(shí)施方式5的雙軸船尾雙體船舶的隧道狀凹部時(shí)的概略情況的模式圖；
[0117]圖16是示出從船底側(cè)觀察本發(fā)明的實(shí)施方式6的雙軸船尾雙體船舶的隧道狀凹部時(shí)的概略情況的模式圖；
[0118]圖17是示出從船底側(cè)觀察本發(fā)明的實(shí)施方式6的另一方案的雙軸船尾雙體船舶的隧道狀凹部時(shí)的概略情況的模式圖；
[0119]圖18是示出從后方觀察本發(fā)明的實(shí)施方式7的雙軸船尾雙體船舶時(shí)的概略構(gòu)成的模式圖；
[0120]圖19是示出從后方觀察本發(fā)明的實(shí)施方式8的雙軸船尾雙體船舶時(shí)的概略構(gòu)成的模式圖；
[0121]圖20是模式性地示出對(duì)于現(xiàn)有的雙軸船尾雙體船舶的船尾附近在其中心附近沿前后方向截取的狀態(tài)的截面圖。
[0122]符號(hào)說(shuō)明:
[0123]1:船體
[0124]2A、2B、3A、3B:偏移(offset)
[0125]11、12、51、52:艉鰭
[0126]11A、12A、51A、52A:中心軸
[0127]21、22、23、24:吊艙支柱(連接部)
[0128]210、220、230、240:吊艙式推進(jìn)器
[0129]2101、2201、3101、3201:螺旋槳
[0130]2101A、2201A、3101A、3201A:螺旋槳軸心
[0131]310,320:主發(fā)動(dòng)機(jī)直聯(lián)型推進(jìn)器
[0132]3202:驅(qū)動(dòng)軸
[0133]3203:主發(fā)動(dòng)機(jī)
[0134]61、62:突出部
[0135]70:邊界層吸入口
[0136]71、71A、71B:排出口
[0137]72、72A、72B:路徑
[0138]73、73A、73B:葉輪(吸引單元)
[0139]74、74A、74B:電機(jī)(吸引單元)
[0140]75:可動(dòng)部
【具體實(shí)施方式】
[0141]下面參照附圖對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明的方式進(jìn)行說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，以下將模式性地示出用于達(dá)到本發(fā)明目的的說(shuō)明所需要的范圍，將主要說(shuō)明本發(fā)明相關(guān)部分的說(shuō)明所需要的范圍，對(duì)于省略說(shuō)明的部分可以參照公知技術(shù)。
[0142]實(shí)施方式I
[0143]圖1是從斜后方觀察本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的雙軸船尾雙體船舶的外觀圖。如圖1所示，船體I和艉鰭11、艉鰭12以及緊接著艉鰭11、艉鰭12設(shè)置在其后方的吊艙式推進(jìn)器210和吊艙式推進(jìn)器220成對(duì)地，在船尾布置為兩組。分別用虛線表示的螺旋槳210的軸心線和艉鰭11的軸心線之間存在間隔時(shí)，將其標(biāo)記為偏移2A，螺旋槳220的軸心線和艉鰭12的軸心線之間存在間隔時(shí)，將其標(biāo)記為偏移2B。在此，具有吊艙式推進(jìn)器的雙軸船尾雙體船舶為一個(gè)示例，在貫通有通常的軸的雙軸船尾雙體船舶中也完全可以實(shí)施本發(fā)明。
[0144]圖2為關(guān)于艉鰭11和吊艙式推進(jìn)器210的位置關(guān)系，示出從船體I的后方所觀察到的情況的構(gòu)成圖。圖2中，舉出本實(shí)施方式中所采用的扭轉(zhuǎn)艉鰭的(在此，稱為蝸殼型(cochlear)船型)船尾形狀。吊艙式推進(jìn)器210的螺旋槳2101在推進(jìn)時(shí)，順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，產(chǎn)生推進(jìn)力。左側(cè)的艉鰭11中，在如圖所示的截面上的橫向上被施加了扭轉(zhuǎn)。以艉鰭的中心軸IlA上部部分朝左側(cè)，中心軸IlA下部部分朝右側(cè)分別發(fā)生扭轉(zhuǎn)。據(jù)此，在艉鰭的中心軸IlA的上部部分可以加強(qiáng)上升流引起的從船體I的后方觀察時(shí)從右到左的流動(dòng)，在艉鰭的中心軸IlA的下部部分可以加強(qiáng)上升流引起的從船體I的后方觀察時(shí)從左到右的流動(dòng)，因此可以增大相對(duì)螺旋槳2101的逆流(counter flow)。
[0145]艉鰭的中心軸IIA是指貫穿艉鰭內(nèi)部的軸，例如在該船舶中，將用垂直于船舶的前進(jìn)方向的平面截取統(tǒng)稱為艉鰭的部分而得到的截面圖的重心附近位置，從船舶前方至后方為止連接起來(lái)的線。
[0146]如圖2所示，吊艙式推進(jìn)器210的螺旋槳軸心2101A從被施加扭轉(zhuǎn)的艉鰭11的軸心IlA發(fā)生偏移而設(shè)置。偏移是指為了得到流體力學(xué)效果而有意設(shè)置的偏離距離。
[0147]圖3是模式性地示出現(xiàn)有的單體船的船尾周圍流動(dòng)情況的模式圖，圖4是示出本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的艉鰭周圍的流動(dòng)情況的模式圖。
[0148]如圖3所示，在一般的單體船(單軸船、單槳船)的船尾部31，當(dāng)船舶推進(jìn)時(shí)，在船尾部的左側(cè)產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻牧鲃?dòng)35A，在船尾部的右側(cè)產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻牧鲃?dòng)35B。
[0149]一般而言，在該船尾部31的縱向中心線311上設(shè)置螺旋槳的驅(qū)動(dòng)軸311A，且設(shè)置順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的螺旋槳(未圖示)時(shí)，(從船尾后方觀察的)驅(qū)動(dòng)軸左側(cè)產(chǎn)生與螺旋槳的旋轉(zhuǎn)方向相同的流動(dòng)35A，(從船尾后方觀察的)驅(qū)動(dòng)軸右側(cè)產(chǎn)生與螺旋槳的旋轉(zhuǎn)方向相反的流動(dòng)35B。由螺旋槳產(chǎn)生的推進(jìn)力在與螺旋槳的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向的流動(dòng)相切時(shí)最大，因此從螺旋槳的左右來(lái)看，提供給船舶的推進(jìn)力在螺旋槳右側(cè)的面上更大。
[0150]對(duì)于艉鰭而言，與該一般的單體船的船尾部相比，形狀較小，且從尺寸上來(lái)講其寬度也較窄，因此艉鰭的尾流因渦流而無(wú)法形成穩(wěn)定的流動(dòng)。
[0151]就通常的雙軸船尾雙體船舶而言，因具備艉鰭而產(chǎn)生的船尾形狀特性會(huì)引起如下不同于一般的單體船的船尾部的現(xiàn)象:中央的隧道狀船體凹部(稱為“隧道部”)左側(cè)的艉鰭11附近產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻牧鲃?dòng)，并且隧道部右側(cè)的艉鰭12附近產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻牧鲃?dòng)。從船體船尾后方觀察時(shí)，可以說(shuō)分別產(chǎn)生與上述的一般的單體船的船尾部相反的流動(dòng)。
[0152]圖4中示出本發(fā)明所涉及的雙軸船尾雙體船舶的兩個(gè)艉鰭中從后方觀察時(shí)位于左側(cè)的艉鰭11的形狀。
[0153]左側(cè)的艉鰭11從船體前方起緩慢地發(fā)生扭轉(zhuǎn)。當(dāng)船舶推進(jìn)時(shí)，伴隨上升流，在艉鰭的左右產(chǎn)生自然流動(dòng)15A、15B，根據(jù)艉鰭11的發(fā)生扭轉(zhuǎn)的形狀，與雙軸船尾雙體船舶的船尾形狀相結(jié)合，在艉鰭11的右側(cè)IlB強(qiáng)化逆時(shí)針?lè)较虻牧鲃?dòng)15B，產(chǎn)生變成旋轉(zhuǎn)流的區(qū)域。通過(guò)使螺旋槳面對(duì)該區(qū)域，螺旋槳在其旋轉(zhuǎn)面的右半部分Rl所受到的上升流F(參見(jiàn)圖5)的逆流變得更強(qiáng)，可以增大伴流增益。[0154]實(shí)施方式2
[0155]當(dāng)考慮不依賴化石燃料的將來(lái)的船用推進(jìn)系統(tǒng)時(shí)，在現(xiàn)有的推進(jìn)裝置中，以電推進(jìn)作為前提的吊艙式推進(jìn)器的應(yīng)用效果和可靠性最高。另一方面，電推進(jìn)的最大缺點(diǎn)是其能量轉(zhuǎn)換效率，目前認(rèn)為其存在12?13%左右的損失。因此，與只發(fā)生I?2%傳遞損失的現(xiàn)有的主發(fā)動(dòng)機(jī)直聯(lián)的柴油推進(jìn)相比，無(wú)法避免地?fù)p失高出10?11個(gè)百分點(diǎn)。為了消除這個(gè)問(wèn)題，需要進(jìn)行最大限度地利用吊艙式推進(jìn)器的特性的船型設(shè)計(jì)。
[0156]本實(shí)施方式的雙軸船尾雙體船舶通過(guò)將安裝有設(shè)置偏移量的吊艙式推進(jìn)器的吊艙支柱(連接部)沿著艉鰭的橫向進(jìn)行設(shè)置，由此實(shí)現(xiàn)吊艙支柱的摩擦阻力的大幅降低。因此，通過(guò)降低吊艙支柱的摩擦阻力，可以提高雙軸船尾雙體船舶的推進(jìn)效率。
[0157]圖5是示出從后方觀察本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的雙軸船尾雙體船舶的概略構(gòu)成的模式圖。如圖5所示，船體I的船尾部13具有一對(duì)艉鰭11、12和分別設(shè)置在一對(duì)艉鰭
11、12的緊后方的一對(duì)吊艙式推進(jìn)器210、220。
[0158]分別用X表示的螺旋槳2101的軸心線2101A和艉鰭11的中心軸IlA之間的間隔標(biāo)記為偏移2A，螺旋槳2201的軸心線2201A和艉鰭12的中心軸12A之間的間隔標(biāo)記為偏移2B。在此，具有吊艙式推進(jìn)器的雙軸雙體型船尾形狀的船舶(雙軸船尾雙體船舶)為一個(gè)示例，如后述的實(shí)施方式3中所描述的那樣，在具有貫穿驅(qū)動(dòng)軸的雙軸雙體型船尾形狀的船舶(雙軸船尾雙體船舶)中也完全可以實(shí)施本發(fā)明。
[0159]實(shí)施方式2所涉及的雙軸船尾雙體船舶推進(jìn)時(shí)，艉鰭11、艉鰭12以及船體I的船底20所圍成的船尾部13附近的隧道狀凹部14中，產(chǎn)生圖5中用虛線中空箭頭表示的朝向船尾部13方向(看圖5時(shí)的跟前方向)的較強(qiáng)上升流F。其原因在于，如沿C1-C2線截取雙軸船尾雙體船舶的船尾部13附近的圖6的截面圖所示，圍住隧道狀凹部14的船體I的船底20急劇地發(fā)生傾斜，且朝向船尾部13逐漸變高。因此，在圖中用虛線表示的吃水線L下方，隨著船體I的推進(jìn)，沿著船底20的傾斜產(chǎn)生朝向斜上方的上升流F。并且，為使吊艙式推進(jìn)器220位于相對(duì)艉鰭12的中心軸發(fā)生偏移的預(yù)定位置，需要設(shè)置圖6中以使用點(diǎn)劃線的假想線表示的縱向連接的連接部24。也就是說(shuō)，作為連接部24需要其縱向尺寸較大，并且為了確保力矩強(qiáng)度，截面積也必然變大，因此其結(jié)果連接部24的表面積會(huì)變得非常大。該連接部24因與上升流F發(fā)生摩擦，故成為產(chǎn)生大摩擦阻力的原因，導(dǎo)致推進(jìn)效率降低。這一點(diǎn)對(duì)另一個(gè)吊艙式推進(jìn)器210也是一樣。
[0160]因此，如圖5所示，本實(shí)施方式2的雙軸船尾雙體船舶通過(guò)將吊艙式推進(jìn)器210以及吊艙式推進(jìn)器220連接到艉鰭11以及艉鰭12的橫向上，從而使連接部表面積變小，實(shí)現(xiàn)了減小因上升流F與連接部發(fā)生摩擦而引起的摩擦阻力的目的。
[0161]也就是說(shuō)，吊艙式推進(jìn)器210通過(guò)設(shè)置在艉鰭11內(nèi)側(cè)(從后方觀察時(shí)位于艉鰭11右側(cè)的一側(cè))的吊艙支柱(連接部)21連接于艉鰭11，而吊艙式推進(jìn)器220通過(guò)設(shè)置在艉鰭12內(nèi)側(cè)(從后方觀察時(shí)位于艉鰭12左側(cè)的一側(cè))的吊艙支柱(連接部)22連接于艉鰭
12。使吊艙式推進(jìn)器210、220發(fā)生偏移而加以設(shè)置的位置通常相比于船底20更靠近艉鰭
11、12。因此，通過(guò)將吊艙式推進(jìn)器210、220連接于艉鰭11、12的內(nèi)側(cè)，與沿著縱向連接于船底20的情形(參見(jiàn)圖6)相比，可以使吊艙支柱21、22變小。即，通過(guò)將吊艙支柱21、22連接在艉鰭11、12的橫向上，其結(jié)果可以將吊艙支柱21、22的表面積設(shè)定得非常小。并且，上升流F在吊艙式推進(jìn)器210、220和艉鰭11、12之間，比在吊艙式推進(jìn)器210、220和船底20之間流動(dòng)得更慢。
[0162]因此，通過(guò)將吊艙支柱21和吊艙支柱22設(shè)置在艉鰭11和艉鰭12的橫向上，可以將吊艙支柱21和吊艙支柱22的表面積設(shè)置得非常小且可以將吊艙支柱21和吊艙支柱22配置在流速較慢的部分。據(jù)此，可以減小因?qū)l(fā)生偏移的吊艙式推進(jìn)器210以及吊艙式推進(jìn)器220連接到船體I的吊艙支柱21和吊艙支柱22與上升流F摩擦而引起的阻力。并且，由于可以將吊艙支柱21和吊艙支柱22設(shè)置得較小，因此可以以低成本提供吊艙支柱21和吊艙支柱22。
[0163]如圖5中用箭頭表示的那樣，吊艙式推進(jìn)器210的螺旋槳2101和吊艙式推進(jìn)器220的螺旋槳2201沿著相反方向旋轉(zhuǎn)。更加具體地，從后方觀察時(shí)，吊艙式推進(jìn)器2101順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，螺旋槳2201逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，從而構(gòu)成所謂內(nèi)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)。因此，在圖中利用由點(diǎn)劃線所形成的圓來(lái)表示的螺旋槳2101的旋轉(zhuǎn)面的右半部分區(qū)域R1，吊艙式推進(jìn)器210可以將上升流F作為逆流加以利用。同樣地，在圖中利用由點(diǎn)劃線所形成的圓來(lái)表示的螺旋槳2201的旋轉(zhuǎn)面的左半部分區(qū)域L2，吊艙式推進(jìn)器220可以將上升流F作為逆流加以利用。在此，逆流是指與螺旋槳的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向的水流，通過(guò)利用該逆流，可以減小因螺旋槳旋轉(zhuǎn)水而引起的損失，可以提高其推進(jìn)力。
[0164]并且，螺旋槳2101的旋轉(zhuǎn)面的左半部分區(qū)域LI大部分位于艉鰭11和吊艙支柱21的后方的水流較慢的區(qū)域。并且，螺旋槳2201的旋轉(zhuǎn)面的右半部分區(qū)域R2的大部分也同樣位于水流較慢的區(qū)域。因此，在無(wú)法將上升流F用作逆流的區(qū)域，幾乎不會(huì)受到因發(fā)生偏移而引起的影響。因而，通過(guò)使螺旋槳2101的軸心線2101A相對(duì)艉鰭11的中心軸發(fā)生偏移，幾乎不會(huì)受到上升流F引起的不利影響。這一點(diǎn)對(duì)于螺旋槳2201也是如此。
[0165]因此，通過(guò)使螺旋槳2101和螺旋槳2201發(fā)生偏移，可以將上升流F用作逆流，從而大幅提聞推進(jìn)力。
[0166]由此，可以將船尾部13附近的船底20的傾斜引起的上升流F利用于提高推進(jìn)力上，因此可以將船底20的傾斜度設(shè)置得更大。因而，可以使船尾部13附近的船底20的傾斜起點(diǎn)比以往更偏向后方，從而可以增大雙軸船尾雙體船舶的裝載量。
[0167]如上所述，本實(shí)施方式2的雙軸船尾雙體船舶，通過(guò)使螺旋槳2101和螺旋槳2201相對(duì)艉鰭11和艉鰭12的中心軸發(fā)生偏移，提高了推進(jìn)效率。并且，通過(guò)將吊艙支柱21和吊艙支柱22設(shè)置在艉鰭11和艉鰭12的橫向上，可以將吊艙支柱21和吊艙支柱22與上升流F發(fā)生摩擦而引起的摩擦阻力最小化。
[0168]在此，本實(shí)施方式中，通過(guò)使螺旋槳2101和螺旋槳2201朝艉鰭11和艉鰭12的內(nèi)側(cè)方向發(fā)生偏移，利用隧道狀凹部14的上升流F來(lái)提高推進(jìn)力，而當(dāng)螺旋槳2101和螺旋槳2201朝艉鰭11和艉鰭12的外側(cè)方向發(fā)生偏移時(shí)，雖然逆流效果變低，但可以提高雙軸船尾雙體船舶的直線航行性能。
[0169]實(shí)施方式3
[0170]本實(shí)施方式3的雙軸船尾雙體船舶是將實(shí)施方式2中作為推進(jìn)單元所使用的吊艙推進(jìn)器變更為通常的主發(fā)動(dòng)機(jī)直聯(lián)型推進(jìn)器。螺旋槳的最優(yōu)位置位于從艉鰭的中心軸朝內(nèi)側(cè)大幅偏移的場(chǎng)所，但是在通常的艉鰭形狀中，要想在該地點(diǎn)配置主發(fā)動(dòng)機(jī)直聯(lián)型推進(jìn)器的螺旋槳，需要特別設(shè)置用于收容螺旋槳的驅(qū)動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)，因而較為困難。因此，本實(shí)施方式的雙軸船尾雙體船舶的目的在于:將艉鰭形狀設(shè)計(jì)成十分不對(duì)稱，且在內(nèi)側(cè)設(shè)置伸出的突出部，在此處收容主發(fā)動(dòng)機(jī)直聯(lián)型推進(jìn)器的推進(jìn)軸，由此在使用主發(fā)動(dòng)機(jī)直聯(lián)型推進(jìn)器時(shí)，取得與使用吊艙式推進(jìn)器時(shí)同樣高的推進(jìn)效率。具體來(lái)講，由于將螺旋槳的中心位置從艉鰭中心朝船體中央側(cè)大幅偏移，因此將艉鰭形狀設(shè)計(jì)成非對(duì)稱形狀，并且在內(nèi)側(cè)設(shè)置較大的突出部。
[0171]圖7是示出從后方觀察本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的雙軸船尾雙體船舶的概略情況的模式圖。如圖7所示，本實(shí)施方式的雙軸船尾雙體船舶的船體50的船尾部53具有一對(duì)艉鰭51和艉鰭52、分別緊接著艉鰭51和艉鰭52設(shè)置在其后方的一對(duì)主發(fā)動(dòng)機(jī)直聯(lián)型推進(jìn)器310和主發(fā)動(dòng)機(jī)直聯(lián)型推進(jìn)器320。圖7中，螺旋槳3101的軸心線310IA和艉鰭51的中心軸51A的間隔標(biāo)記為偏移3A，螺旋槳3201的軸心線3201A和艉鰭52的中心軸52A的間隔標(biāo)記為偏移3B。
[0172]本實(shí)施方式3的雙軸船尾雙體船舶推進(jìn)與實(shí)施方式2的雙軸船尾雙體船舶同樣地，在推進(jìn)時(shí)于艉鰭51、艉鰭52以及船體I的船底60所圍成的船尾部53附近的隧道狀凹部54中，產(chǎn)生朝向船尾部53方向(看圖7時(shí)的跟前方向)的較強(qiáng)上升流F。為了將該上升流F用作逆流，需要使螺旋槳3101和螺旋槳3201朝中心軸51A以及中心軸52A的內(nèi)側(cè)發(fā)生偏移。但是，若將艉鰭51、艉鰭52設(shè)計(jì)成一般的現(xiàn)有尾鰭形狀，則無(wú)法使螺旋槳3101和螺旋槳3201發(fā)生偏移。因此，艉鰭51和艉鰭52在其內(nèi)側(cè)設(shè)有用于收容螺旋槳3101以及螺旋槳3201的驅(qū)動(dòng)軸的突出部61和突出部62。
[0173]如此，通過(guò)設(shè)置朝艉鰭51和艉鰭52的內(nèi)側(cè)(隧道狀凹部54側(cè))突出的突出部61和突出部62，可以將螺旋槳3101和螺旋槳3201配置在最優(yōu)位置，以利用上升流F來(lái)提高推
進(jìn)效率。
[0174]圖8是從船體中心側(cè)觀察圖7的雙軸船尾雙體船舶的艉鰭52的示意圖，是用于說(shuō)明艉鰭內(nèi)部的模式圖。艉鰭52具備朝其內(nèi)側(cè)突出的突出部62。因此，如圖8中用虛線所表示的那樣，在螺旋槳3201發(fā)生偏移的狀態(tài)下，可以在其內(nèi)部設(shè)置用于驅(qū)動(dòng)螺旋槳3201的驅(qū)動(dòng)軸3202和連接于螺旋槳3202的主發(fā)動(dòng)機(jī)3203。這一點(diǎn)對(duì)于另一側(cè)的螺旋槳3101也是
一樣的。
[0175]如上所述，本實(shí)施方式3的雙軸船尾雙體船舶通過(guò)改進(jìn)尾鰭形狀，無(wú)需特別設(shè)置用于收容螺旋槳的驅(qū)動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)，即可在原先十分困難的從推進(jìn)效率上考慮的最優(yōu)位置，即朝內(nèi)側(cè)大幅偏移的位置配置主發(fā)動(dòng)機(jī)直聯(lián)型推進(jìn)器的螺旋槳。本實(shí)施方式3的雙軸船尾雙體船舶中，通過(guò)將上升流F利用為逆流，可以大幅提高推進(jìn)效率，其效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出因朝橫向伸出的突出部61、62的表面積增大而引起的摩擦阻力的增加。并且，通過(guò)采用扭轉(zhuǎn)艉鰭的蝸殼型(cochlear)船型,在進(jìn)一步增大逆流效果的同時(shí),可以減小朝橫向伸出的突出部61、62的表面積，進(jìn)一步提高推進(jìn)效率。
[0176]如本實(shí)施方式3具有主發(fā)動(dòng)機(jī)的雙軸船尾雙體船舶中，通過(guò)設(shè)計(jì)尾鰭形狀和收容驅(qū)動(dòng)軸的突出部，具有如下優(yōu)點(diǎn):無(wú)需特別設(shè)置用于收容驅(qū)動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)，即可用較小的突出部以低成本構(gòu)成所需結(jié)構(gòu)，同時(shí)可減少裝備吊艙式推進(jìn)器時(shí)所需的成本上升。
[0177]實(shí)施方式4
[0178]接下來(lái)，說(shuō)明通過(guò)算法求出設(shè)置螺旋槳的轉(zhuǎn)軸的最佳點(diǎn)的方法。該方法也可以用在實(shí)施方式I?3的雙軸船尾雙體船舶。
[0179]圖9是示出一般的螺旋槳的推進(jìn)力分布的模式圖。[0180]螺旋槳的翼面面積越大，旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的推進(jìn)力也越大，但是其自身所受到的水的阻力也變大，即螺旋槳翼面存在這種矛盾的關(guān)系。由計(jì)算得知的且一般所認(rèn)為的推進(jìn)力最大的點(diǎn)位于離轉(zhuǎn)軸的距離為該螺旋槳旋轉(zhuǎn)半徑的70?80%的范圍內(nèi)。但是，根據(jù)螺旋槳的形狀，推進(jìn)力最大的峰值位置可能會(huì)有所不同，但是本發(fā)明的宗旨在于使在螺旋槳前面產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)流盡可能多地作為逆流與螺旋槳接觸，對(duì)于這樣的螺旋槳也完全可以實(shí)施本發(fā)明。
[0181]圖10是本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的艉鰭11后方(螺旋槳2101的前面)的水的流動(dòng)矢量和伴流分布圖。該流動(dòng)矢量例如既可以用實(shí)驗(yàn)設(shè)施等通過(guò)物理方法進(jìn)行測(cè)定，也可以是作為模型實(shí)驗(yàn)、計(jì)算機(jī)模擬等的結(jié)果而得到，只要滿足按照與安裝該艉鰭11的船舶實(shí)際運(yùn)行時(shí)近似的形式獲得該艉鰭周邊所產(chǎn)生的流動(dòng)矢量這一前提，則不限定任何手段。
[0182]如圖10所示，被賦予扭轉(zhuǎn)的艉鰭上產(chǎn)生左右非對(duì)稱的流動(dòng)，可知在右側(cè)沿著逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向產(chǎn)生較廣的矢量較大的流動(dòng)擴(kuò)展的區(qū)域。這些逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的流動(dòng)可被稱為是改善螺旋槳的推進(jìn)效率的逆流，即旋轉(zhuǎn)流。為了盡可能增大順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的螺旋槳與該逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)流接觸的面積，在螺旋槳的轉(zhuǎn)軸上設(shè)置向右的偏移。并且，螺旋槳的最佳位置，在該向右的偏移的基礎(chǔ)上，還要進(jìn)一步設(shè)定在比經(jīng)過(guò)艉鰭軸心的水平線略微靠上的位置。
[0183]下面說(shuō)明用于最優(yōu)化螺旋槳驅(qū)動(dòng)軸的偏移位置的實(shí)施方式所涉及的功能塊(未圖示)。
[0184]該實(shí)施方式例如包括如下部分而構(gòu)成(未圖示):流動(dòng)矢量數(shù)據(jù)輸入部，用于輸入并保持通過(guò)實(shí)驗(yàn)或模擬(仿真)所得到的艉鰭后方所產(chǎn)生的流動(dòng)矢量；半徑輸入部，將螺旋槳旋轉(zhuǎn)而在水中產(chǎn)生推進(jìn)力的范圍作為螺旋槳的半徑而輸入并保持；最大推進(jìn)力圓描繪部，由所輸入的半徑繪出位于其約70?80%半徑的附近的產(chǎn)生最大推進(jìn)力的圓形軌跡(最大推進(jìn)力圓R);最大推進(jìn)力圓R中心坐標(biāo)控制部，用于連續(xù)地改變最大推進(jìn)力圓R的中心坐標(biāo)值而傳遞給最大推進(jìn)力圓描繪部；流動(dòng)矢量Vt導(dǎo)出部，由最大推進(jìn)力圓R上的坐標(biāo)和旋轉(zhuǎn)流矢量數(shù)據(jù)導(dǎo)出最大推進(jìn)力圓R上的流動(dòng)矢量Vt ;流動(dòng)矢量Vt積分部，將該流動(dòng)矢量Vt在最大推進(jìn)力圓R上沿著一周進(jìn)行線積分；曲線繪制部，由最大推進(jìn)力圓R的中心坐標(biāo)和線積分的結(jié)果繪制曲線圖。
[0185]在此，該實(shí)施方式例如作為軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)于各功能塊所承擔(dān)的具體功能和相互之間的具體聯(lián)系，可以有各種變形。只要是基于循環(huán)求出螺旋槳的轉(zhuǎn)軸的最佳坐標(biāo)位置的算法即可。并且，上述軟件的各構(gòu)成要素通過(guò)實(shí)現(xiàn)上述的各種功能的機(jī)械、裝置、部件或者在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行這種功能的算法、用于執(zhí)行該算法的程序、或者是包含該程序的軟件、搭載介質(zhì)、ROM(只讀存儲(chǔ)器)、或者是搭載或內(nèi)置這些的計(jì)算機(jī)或其部分來(lái)實(shí)現(xiàn)。并且，也可以作為搭載這些的計(jì)算機(jī)裝置(包含個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)，具有作為進(jìn)行數(shù)據(jù)處理或計(jì)算的中央處理裝置(CPU)、進(jìn)行預(yù)訂的數(shù)據(jù)輸入的輸入部(鍵盤(pán)等)、顯示所輸入的數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)處理結(jié)果的畫(huà)面顯示部(顯示器等)、存儲(chǔ)保存各種數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)裝置(存儲(chǔ)器、硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器等)、用于與預(yù)定的外部設(shè)備進(jìn)行連接的連接器(USB，RS232C等)等的信息處理裝置)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0186]求出用于設(shè)置螺旋槳的轉(zhuǎn)軸的最佳點(diǎn)時(shí)，大致可以采用以下的順序(未圖示)。即，首先求出流動(dòng)矢量數(shù)據(jù)。通過(guò)流動(dòng)矢量數(shù)據(jù)輸入部來(lái)輸入通過(guò)實(shí)驗(yàn)或模擬獲得的在艉鰭后方發(fā)生的流動(dòng)矢量。接著，通過(guò)半徑輸入部，將螺旋槳旋轉(zhuǎn)而在水中產(chǎn)生推進(jìn)力的范圍作為螺旋槳的半徑而輸入并保持。接著，通過(guò)最大推進(jìn)力圓描繪部，由該輸入的半徑繪出位于其約70~80%半徑的附近的產(chǎn)生最大推進(jìn)力的圓形軌跡(最大推進(jìn)力圓R)。通過(guò)最大推進(jìn)力圓R中心坐標(biāo)控制部，連續(xù)地改變最大推進(jìn)力圓R的中心坐標(biāo)值而傳遞給最大推進(jìn)力圓描繪部。接著，通過(guò)流動(dòng)矢量Vt導(dǎo)出部，由最大推進(jìn)力圓R上的坐標(biāo)和旋轉(zhuǎn)流矢量數(shù)據(jù)導(dǎo)出流動(dòng)矢量VT。在此，流動(dòng)矢量Vt是指最大推進(jìn)力圓R上的坐標(biāo)中的旋轉(zhuǎn)流矢量的最大推進(jìn)力圓R的切線方向的成分。接著，通過(guò)流動(dòng)矢量Vt積分部，將該流動(dòng)矢量Vt在最大推進(jìn)力圓R上沿著一周進(jìn)行線積分。接著，通過(guò)曲線繪制部，由最大推進(jìn)力圓R的中心坐標(biāo)和線積分的結(jié)果繪制曲線圖(未圖示)。如此，繪制曲線求出等高線。將該等高線的最大處定為最佳位置。
[0187]在此，上述的流動(dòng)矢量圖例如既可以由用實(shí)驗(yàn)設(shè)施等通過(guò)物理方法進(jìn)行測(cè)定的結(jié)果制作，也可以是作為模型實(shí)驗(yàn)、計(jì)算機(jī)模擬等的結(jié)果而得到，只要滿足按照與安裝該艉鰭12的船舶實(shí)際運(yùn)行時(shí)近似的形式獲得該艉鰭周邊所產(chǎn)生的流動(dòng)矢量這一前提，則不限定任何手段。
[0188]如上所述,流動(dòng)矢量Vt積分部關(guān)于最大推進(jìn)力圓R的圓周上的點(diǎn)(x,y)處的流動(dòng)矢量Vt，在圓周上環(huán)繞一圈，進(jìn)行積分，將由此獲得的值作為循環(huán)(相當(dāng)值)。在此，關(guān)于相當(dāng)于循環(huán)的值，流體力學(xué)上所說(shuō)的循環(huán)是指沿著流動(dòng)中的閉合曲線對(duì)各點(diǎn)的切線方向的矢量與線段的乘積進(jìn)行全周積分而求出的值，而本實(shí)施方式中循環(huán)是指包含使用沿著螺旋槳旋轉(zhuǎn)的圓周的流動(dòng)矢量循環(huán)性地求出的值的廣義的概念，因此本發(fā)明中表達(dá)為“循環(huán)=相當(dāng)于循環(huán)的值”。并且，當(dāng)導(dǎo)出循環(huán)大致最大的點(diǎn)時(shí)，可考慮成本和與之對(duì)應(yīng)的效果來(lái)設(shè)計(jì)手段。
[0189]進(jìn)一步地，根據(jù)螺旋槳形狀，推進(jìn)力最大的峰值位置會(huì)有所不同，因此進(jìn)行積分的圓周偏離伴流分布的70~80%的位置也無(wú)妨，并不妨礙為獲得恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)果而進(jìn)行改變。
[0190]在上面的描述中，對(duì)使用螺旋槳面(整個(gè)面)中的矢量，且對(duì)螺旋槳也進(jìn)行二維處理的情形作了說(shuō)明，但是也可以采用三維方法求出偏移，并且可以采用求出三維的偏移和螺旋槳位置的方式。此時(shí)，在上述的內(nèi)容中，由曲線繪制部在Z軸上的各點(diǎn)求出通過(guò)最大推進(jìn)力圓R的中心坐標(biāo)(X，y)確定的循環(huán)1，并在xyz空間的Z軸上繪出數(shù)值即可。
[0191]此時(shí)，“在xyz空間的Z軸上繪出數(shù)值”是指直觀地示出在最大推進(jìn)力圓R的中心坐標(biāo)(x，y)唯一確定的1值，例如作為曲線采用限于使用xy平面的二維的多個(gè)曲線，在各曲線中用顏色表示其值的高低，或者用等高線示出等，可以采用各種方法，對(duì)此不做限制。只要是能夠通過(guò)視覺(jué)確認(rèn)1值及其高低的手段，則沒(méi)有任何限制。
[0192]自此基礎(chǔ)上，通過(guò)觀察在原點(diǎn)附近出現(xiàn)1的峰值時(shí)，將該點(diǎn)的(X，y)坐標(biāo)作為螺旋槳的轉(zhuǎn)軸的中心軸。 沒(méi)有發(fā)現(xiàn)峰值時(shí)，在相對(duì)艉鰭的中心軸的偏移量不超出螺旋槳的旋轉(zhuǎn)半徑的范圍內(nèi)，由最大推進(jìn)力圓R中心坐標(biāo)控制部依序改變螺旋槳的轉(zhuǎn)軸的坐標(biāo)(x，y)，由曲線繪制部繪制作為各自計(jì)算結(jié)果的1值。
[0193]就原點(diǎn)附近的1的峰值而言，艉鰭的中心軸的附近自然會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)流，而離中心軸很遠(yuǎn)的地點(diǎn)本來(lái)就不會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)流，在那里不管如何改變螺旋槳的轉(zhuǎn)軸的中心，1值都不會(huì)發(fā)生變化。因此，若1的峰值存在，其不會(huì)在離艉鰭的中心軸那么遠(yuǎn)的地點(diǎn)，即使最遠(yuǎn)也應(yīng)該在從艉鰭的中心軸偏離螺旋槳的半徑左右的范圍內(nèi)。
[0194]如此，確定針對(duì)該艉鰭形狀和螺旋槳的大小使該船舶的推進(jìn)性能大致最大的螺旋槳旋轉(zhuǎn)的中心軸。[0195]根據(jù)船舶的形狀，即使使用了吊艙式推進(jìn)，也存在受到物理制約等因素的影響無(wú)法在最佳位置設(shè)定螺旋槳的轉(zhuǎn)軸的可能性，此時(shí)將螺旋槳的轉(zhuǎn)軸設(shè)定在通過(guò)理論計(jì)算求出的最佳的轉(zhuǎn)軸坐標(biāo)的附近，因此上面才會(huì)說(shuō)推進(jìn)性能大致最大。本發(fā)明的宗旨在于通過(guò)尾鰭形狀和螺旋槳的位置關(guān)系來(lái)提高推進(jìn)性能，在實(shí)施本發(fā)明時(shí)，并不限定為極端嚴(yán)格地最大化推進(jìn)性能，只要實(shí)質(zhì)上使推進(jìn)性能得到最大化，就符合本申請(qǐng)的宗旨。
[0196]在此，上面描述的僅是為了求出螺旋槳的轉(zhuǎn)軸的最佳位置而使用軟件的方法的一例，也可以采用依據(jù)通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到的實(shí)測(cè)值來(lái)求出推進(jìn)力最大的螺旋槳的轉(zhuǎn)軸的方法，該實(shí)驗(yàn)例如為使水流從前方撞擊已確定的艉鰭形狀，制作出與船舶推進(jìn)時(shí)相同的環(huán)境，在其后方使吊艙式推進(jìn)器工作，由此測(cè)定該吊艙式推進(jìn)器所得到的力等實(shí)驗(yàn)。
[0197]圖11和12是示出用于求出由該船舶的艉鰭形狀和螺旋槳的半徑、形狀唯一確定的螺旋槳的旋轉(zhuǎn)中心軸坐標(biāo)的繪制成曲線的循環(huán)的等高線以及該等高線的三維顯示結(jié)果的模式圖。繪制出將在上述一系列步驟中導(dǎo)出的近似的循環(huán)的結(jié)果。圖11為從Z軸方向觀察曲線的圖，圖12是該曲線的俯瞰圖。
[0198]若在艉鰭后方產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)流的矢量被定義在平面上，則可以根據(jù)螺旋槳的轉(zhuǎn)軸設(shè)置在何處以及螺旋槳的旋轉(zhuǎn)半徑的大小來(lái)求出該近似的循環(huán)。使該近似的循環(huán)最大的螺旋槳的轉(zhuǎn)軸坐標(biāo)(X，y)就是對(duì)于螺旋槳獲得最大伴流增益的點(diǎn)，是針對(duì)該艉鰭形狀和螺旋槳的大小(旋轉(zhuǎn)半徑)大致最佳的螺旋槳轉(zhuǎn)軸位置。
[0199]接下來(lái)，對(duì)于如上所述構(gòu)成的所述實(shí)施方式的作用、動(dòng)作以及該船舶前進(jìn)時(shí)獲得的推進(jìn)力增大效果進(jìn)行說(shuō)明。
[0200]如圖5所示，該船舶具有兩套艉鰭和吊艙式推進(jìn)器的組合。如圖4所示，艉鰭呈發(fā)生扭轉(zhuǎn)的形狀。就吊艙式推進(jìn)器而言，圖5中示出的左側(cè)吊艙式推進(jìn)器沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，右側(cè)吊艙是推進(jìn)器沿逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，且設(shè)置為分別朝向各自船體的中心軸側(cè)，具有圖10所示形式的偏移量。
[0201]當(dāng)該船舶開(kāi)始前進(jìn)時(shí)，在船尾部以及艉鰭后方開(kāi)始產(chǎn)生水流。從船體中央的左右艉鰭之間，分別向左和向右產(chǎn)生水流，如上所述，由于艉鰭發(fā)生扭轉(zhuǎn)，因此關(guān)于左側(cè)艉鰭在其右側(cè)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)流，關(guān)于右側(cè)艉鰭在其左側(cè)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)流，而且比產(chǎn)生在各自的相反側(cè)的水流更強(qiáng)。也就是說(shuō)，自船舶的中心軸側(cè)產(chǎn)生更強(qiáng)的旋轉(zhuǎn)流。
[0202]為了將該旋轉(zhuǎn)流用作逆流，設(shè)置吊艙式推進(jìn)器，使其朝船體的中心軸方向發(fā)生偏移。據(jù)此，通過(guò)設(shè)置偏移，進(jìn)一步地使螺旋槳可以更多地將由扭轉(zhuǎn)形狀的艉鰭產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)流用作逆流，所以與具有極其一般的艉鰭形狀、且吊艙式推進(jìn)器的位置設(shè)定為其軸心與艉鰭的軸心一致的船舶相比，顯著地增大推進(jìn)力。
[0203]因此，根據(jù)本實(shí)施方式4，可以求出針對(duì)放大旋轉(zhuǎn)流的變形艉鰭形狀、以及該尾鰭形狀和螺旋槳的組合 使伴流增益最大化的螺旋槳的轉(zhuǎn)軸位置，且可以其最佳的轉(zhuǎn)軸位置設(shè)置包含機(jī)械式致動(dòng)器的吊艙式推進(jìn)器和主發(fā)動(dòng)機(jī)直聯(lián)型推進(jìn)器的螺旋槳，所以在提高各種船舶的推進(jìn)效率、降低各種船舶的燃料成本方面做出貢獻(xiàn)。
[0204]并且，通過(guò)采用雙軸船尾雙體船舶，為了船體的穩(wěn)定性而設(shè)置艉鰭可以采用小型艉鰭，由此艉鰭作為螺旋槳前方的障礙物而對(duì)伴流產(chǎn)生的不良影響變小，而且通過(guò)設(shè)置驅(qū)動(dòng)軸中心相對(duì)艉鰭的中心軸發(fā)生偏移的螺旋槳，可以利用雙軸船尾雙體船舶所特有的上升流在艉鰭后方強(qiáng)化與螺旋槳的旋轉(zhuǎn)方向相反方向的水流，可以增加伴流增益。即，通過(guò)設(shè)置偏移，在艉鰭后方相對(duì)螺旋槳可以增加在推進(jìn)效率上有效作用的流動(dòng)矢量成分，從而提供提聞推進(jìn)效率的在節(jié)能方面考慮更加優(yōu)良的船舶。
[0205]并且，通過(guò)相對(duì)驅(qū)動(dòng)螺旋槳而使船舶推進(jìn)的吊艙式推進(jìn)器發(fā)生偏移而設(shè)定位置的艉鰭，在螺旋槳的前部不存在單軸型推進(jìn)船貨雙軸型推進(jìn)船等所具有的使推進(jìn)軸通過(guò)的構(gòu)造物，因此可以進(jìn)一步減小艉鰭作為螺旋槳前方的障礙物而對(duì)伴流產(chǎn)生的不良影響，消除對(duì)螺旋槳的推進(jìn)效率產(chǎn)生不良影響的水流，且可以將產(chǎn)生于艉鰭后方的水流作為逆流最佳地作用于螺旋槳，從而可以進(jìn)一步提高推進(jìn)效率。
[0206]進(jìn)一步地，可以在求出流動(dòng)矢量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，將輸入螺旋槳半徑和描繪最大推進(jìn)力圓、連續(xù)變動(dòng)最大推進(jìn)力圓R的中心坐標(biāo)值和導(dǎo)出最大推進(jìn)力圓R上的流動(dòng)矢量、在最大推進(jìn)力圓上對(duì)流動(dòng)矢量值進(jìn)行全周線積分、通過(guò)基于線積分結(jié)果的曲線繪制來(lái)畫(huà)出等高線、確認(rèn)等高線的最大處的最佳位置這一系列處理算法化，其結(jié)果，可以實(shí)現(xiàn)使螺旋槳設(shè)置的最佳位置的計(jì)算處理實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的船尾形狀的設(shè)計(jì)方法，該螺旋槳設(shè)置的最佳位置在該尾鰭形狀和螺旋槳的組合中使螺旋槳所受到的逆流變大。
[0207]對(duì)于使用包含機(jī)械式致動(dòng)器的吊艙式推進(jìn)器的現(xiàn)有船舶而言，僅通過(guò)使其設(shè)置位置發(fā)生偏移的簡(jiǎn)單的改造，就可以提高推進(jìn)效率，相對(duì)成本的效果高，而且節(jié)省資源。
[0208]此外，考慮到極地的浮冰區(qū)域等鹽分濃度較高的海域或根據(jù)海水溫度的高低等航行環(huán)境的不同海水的粘度也上下變化或者根據(jù)裝載量引起的吃水的變化等因素，會(huì)導(dǎo)致伴流的大小和矢量發(fā)生變化，通過(guò)采用使螺旋槳的偏移位置可以適當(dāng)變更為最佳地點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，應(yīng)該可以進(jìn)一步提高推進(jìn)效率、降低燃料成本。
[0209]實(shí)施方式5
[0210]如實(shí)施方式I?4中所描述的那樣，本發(fā)明通過(guò)有效地利用艉鰭間的隧道狀凹部(隧道部)中形成的水流來(lái)提高推進(jìn)力，而本實(shí)施方式5的雙軸船尾雙體船舶的目的特別在于通過(guò)設(shè)置在艉鰭間的隧道部的邊界層吸入裝置來(lái)得到最大輸送功率。
[0211]雙軸船尾雙體船舶的艉鰭和船底所限定的空間被稱作隧道部，該隧道部的外表面相對(duì)水平方向的傾斜角與船體阻力和推進(jìn)性能密切相關(guān)。而且，若外表面的傾斜角超過(guò)約15度，則船體阻力增加，若在20度以上，則邊界層的分離引起的阻力增加較為顯著。并且，在隧道部中產(chǎn)生的速度較快的水流(上升流)掠過(guò)隧道部的上部，移動(dòng)至水面附近，因此無(wú)法將該速度較快的水流通過(guò)螺旋槳進(jìn)行回收，即無(wú)法將其利用為螺旋槳的逆流。
[0212]因此，在隧道部設(shè)置邊界層吸入口，通過(guò)吸入邊界層的水來(lái)防止邊界層分離，抑制阻力增加。并且，設(shè)計(jì)螺旋槳的旋轉(zhuǎn)方向和位置，從而可利用在隧道部中產(chǎn)生的速度較快的水流，通過(guò)螺旋槳高效地進(jìn)行回收。進(jìn)一步地，通過(guò)將吸入的邊界層的水從兩處排出去，還可以用作航海中的操舵裝置。
[0213]下面，參照【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】本實(shí)施方式。需要說(shuō)明的是，以下將模式性地示出用于達(dá)到本發(fā)明目的的說(shuō)明所需要的范圍，將主要說(shuō)明本發(fā)明相關(guān)部分的說(shuō)明所需要的范圍，對(duì)于省略說(shuō)明的部分可以參照公知技術(shù)。
[0214]首先，說(shuō)明現(xiàn)有的雙軸船尾雙體船舶的問(wèn)題。圖20是模式性地示出對(duì)于現(xiàn)有的雙軸船尾雙體船舶的船尾附近在其中心附近沿前后方向截取的狀態(tài)的截面圖。如圖20所示，雙軸船尾雙體船舶中，圍住隧道狀凹部514的船體501的船底520朝著船尾部513急劇地發(fā)生傾斜，以使其高度變高。因此，船底520處的水流發(fā)生紊流，阻力增加，由此在推進(jìn)性能上較為不利。
[0215]尤其，圖20示出的船底520相對(duì)水平方向的傾斜角X，當(dāng)其達(dá)到約15度時(shí)，阻力開(kāi)始增加，當(dāng)傾斜角X達(dá)到20度以上時(shí)，邊界層的分離引起的阻力增加變得顯著。如圖20中用較粗的虛線所表示的那樣，船底520附近的水流變成與遠(yuǎn)離船底520的區(qū)域的水流方向相反的水流，這種現(xiàn)象稱為邊界層的分離。
[0216]圖13是模式性地示出對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施方式5的雙軸船尾雙體船舶的船尾附近在其中心附近沿前后方向截取的狀態(tài)的截面圖，圖14是示出從后方觀察本發(fā)明的實(shí)施方式5所涉及的雙軸船尾雙體船舶時(shí)的概略構(gòu)成的模式圖。如圖13和圖14所示，船體I的船尾部13上設(shè)有一對(duì)艉鰭11和艉鰭12、分別設(shè)置在一對(duì)艉鰭11和艉鰭12的緊后方的一對(duì)吊艙式推進(jìn)器210和吊艙式推進(jìn)器220。并且，一對(duì)吊艙式推進(jìn)器210和吊艙式推進(jìn)器220，分別具有螺旋槳2101和螺旋槳2201，通過(guò)該螺旋槳的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生推進(jìn)力。并且，通過(guò)從后面將說(shuō)明的排出口 71排出水也產(chǎn)生推進(jìn)力。
[0217]并且，本發(fā)明的實(shí)施方式5的雙軸船尾雙體船舶推進(jìn)時(shí)，在由艉鰭11、艉鰭12以及船體I的船底20圍成的船尾部13附近的隧道狀凹部14中，產(chǎn)生圖14中用虛線中空箭頭表示的朝向船尾部13方向(看圖14時(shí)的跟前方向(面前方向))的較強(qiáng)的上升流F。
[0218]圖13示出沿著圖14的C1-C2軸截取的狀態(tài)，如圖13所示，本發(fā)明的實(shí)施方式5的雙軸船尾雙體船舶具有邊界層吸入口 70、排出口 71、路徑72、葉輪(吸引單元)73以及電機(jī)(吸引單元)74。通過(guò)電機(jī)74來(lái)旋轉(zhuǎn)設(shè)置在路徑72的葉輪73，由此形成從邊界層吸入口 70至排出口 71的水流，可以將邊界層的水從邊界層吸入口 70吸入到路徑72中，并從排出口 71排到后方。并且，隧道狀凹部14的外表面相對(duì)水平方向形成的傾斜角X被設(shè)定為15度以上。
[0219]邊界層吸入口 70設(shè)置在隧道狀凹部14的入口附近。因此，在隧道狀凹部14的入口附近(圖中的Al)，通過(guò)水的粘性可以去除在靠近船底20—側(cè)的流速變慢的邊界層的水。其結(jié)果，在隧道狀凹部14內(nèi)沿著船底20的傾斜角X，可以形成速度均勻性高的水流(圖中的A2、A3)。由此，可以防止在隧道狀凹部14中發(fā)生邊界層分離，可以抑制阻力增加。其結(jié)果，可以將隧道狀凹部14中的船底20的傾斜角X設(shè)定為15度以上，可以擴(kuò)大船尾部的容積，因此可以實(shí)現(xiàn)裝載容量大、輸送效率高的雙軸船尾雙體船舶。并且，通過(guò)從設(shè)置在船尾部13的排出口 71向后方排水，可以提高雙軸船尾雙體船舶的推進(jìn)力。
[0220]在此，邊界層吸入口 70優(yōu)選為如本實(shí)施方式一樣設(shè)置在隧道狀凹部14的入口附近，但不必一定要設(shè)置在該部分。邊界層吸入口 70只要能夠起到去除邊界層的水的功能即可，因此可以設(shè)置在相對(duì)隧道狀凹部14的入口靠近船頭側(cè)或船尾側(cè)的位置。并且，邊界層吸入口 70可以分為多個(gè)，也可以設(shè)置為多段。
[0221]圖15是示出從船底20側(cè)觀察本發(fā)明的實(shí)施方式5的雙軸船尾雙體船舶的隧道狀凹部14時(shí)的概略情況的模式圖。圖15中，面對(duì)圖面，左側(cè)為船頭側(cè)，右側(cè)為船尾側(cè)，上側(cè)為左舷側(cè)，下側(cè)為右舷側(cè)，跟前側(cè)為船舶航行時(shí)位于下方的一側(cè)，里側(cè)為位于上方的一側(cè)。如圖15所示，邊界層吸入口 70在隧道狀凹部14的入口處，按照與隧道狀凹部14的寬度尺寸相等的寬度形成。據(jù)此，在隧道狀凹部14的入口，可以吸入其整個(gè)寬度方向的邊界層，因此可以有效地抑制阻力的增加。
[0222]并且，由邊界層吸入口 70吸入的水，可以通過(guò)用虛線表示的設(shè)置在路徑72中的葉輪73和電機(jī)74，從設(shè)置在船體I (參見(jiàn)圖14)的船尾部13的排出口 71排到后方，從而提高推進(jìn)力。
[0223]如上所述，本實(shí)施方式5的雙軸船尾雙體船舶，通過(guò)從設(shè)置在隧道狀凹部14的邊界層吸入口 70吸入邊界層的水，抑制在隧道狀凹部14中發(fā)生邊界層的分離，從而可以抑制阻力增加。其結(jié)果，可以將隧道狀凹部14處的船底20的傾斜角X設(shè)定為15度以上，因此可以實(shí)現(xiàn)裝載容量大、輸送效率高的雙軸船尾雙體船舶。
[0224]并且，當(dāng)傾斜角的角度在15度以上時(shí)，若不具有吸引單元和邊界層吸入口，隧道部中的水流容易發(fā)生減速。但是，通過(guò)從邊界層吸入口吸入邊界層，可以控制隧道部中的水流，其可以處理為適合用作針對(duì)螺旋槳的逆流的水流。如此，當(dāng)傾斜角的角度在15度以上時(shí)，可以利用以往無(wú)法利用的隧道部的水流來(lái)提高雙軸船尾雙體船舶的推進(jìn)力。
[0225]實(shí)施方式6
[0226]如實(shí)施方式5中所說(shuō)明的一樣，本發(fā)明的雙軸船尾雙體船舶通過(guò)從排出口排出由邊界層吸入口吸入的邊界層的水來(lái)減小阻力、提高推進(jìn)力和輸送效率。以下，說(shuō)明將排出口設(shè)置為兩個(gè)，通過(guò)改變從兩個(gè)排出口排出的水量來(lái)給船體施加回轉(zhuǎn)力矩，從而用來(lái)代替航海中的微小操舵裝置的實(shí)施方式。需要說(shuō)明的是，對(duì)于在實(shí)施方式I中已經(jīng)說(shuō)明過(guò)的部件，在本實(shí)施方式中省略有關(guān)說(shuō)明。
[0227]圖16是示出從船底20側(cè)觀察本實(shí)施方式6的雙軸船尾雙體船舶的隧道狀凹部14時(shí)的概略情況的模式圖。右、左、上、下、跟前(面前)、里側(cè)(縱深)的關(guān)系與圖15中說(shuō)明的一樣。如圖16所示，本實(shí)施方式的雙軸船尾雙體船舶具有在從船尾部13側(cè)觀察時(shí)的中心部分的右側(cè)船尾以及左側(cè)船尾各設(shè)置一個(gè)排出口的構(gòu)成，具體來(lái)講，在船尾部13具有排出口 71A和排出口 71B。而且，路徑72的排出口 71A和排出口 71B的附近設(shè)有葉輪73A和葉輪73B，且可以通過(guò)電機(jī)74A和電機(jī)74B來(lái)改變旋轉(zhuǎn)，從而分別改變從排出口 71A和排出口 71B排出的水量。如此，通過(guò)控制設(shè)置在從邊界層吸入口 70至排出口 71A和排出口 71B的路徑72中的兩個(gè)吸引單元(電機(jī)74A、葉輪73A和電機(jī)74B、葉輪73B)，可以改變從排出口 71A和排出口 71B排出的水量。即，通過(guò)使兩者的排出量不相同，向雙軸船尾雙體船舶提供回轉(zhuǎn)力矩，可以代替航海中的微小操舵裝置。據(jù)此，無(wú)需對(duì)吊艙式推進(jìn)器進(jìn)行操舵，可以抑制由此引發(fā)的氣穴現(xiàn)象和噪音問(wèn)題。尤其，通過(guò)控制兩個(gè)葉輪73A和73B來(lái)改變從兩個(gè)排出口 71A和71B排出的水量，例如在降低轉(zhuǎn)數(shù)而減小水排出量的一側(cè)，邊界層吸入口 70處的吸入量也減少，因此與排出量減弱相結(jié)合地可以提高船舶操縱效果。
[0228]在此，排出口 7IA和排出口 71B通過(guò)向雙軸船尾雙體船舶提供回轉(zhuǎn)力矩而代替航海中的微小操舵裝置來(lái)用于操縱船舶。因此，排出口 71A和排出口 71B未必要設(shè)置在從船尾部13向后方排水的位置。但是，若采用將他們?cè)O(shè)置在船尾部13的構(gòu)成，可以提高雙軸船尾雙體船舶的推進(jìn)力。
[0229]例如，將從邊界層吸入口 70吸入的水排到后方時(shí)，即使不采用從船尾部13排到后方的構(gòu)成，也可以采用從船側(cè)、船底等進(jìn)行的構(gòu)成。但是，為了提高船舶的推進(jìn)性能，排水的方向(矢量)優(yōu)選為朝向船舶的后方，以同時(shí)發(fā)揮在隧道狀凹部14防止邊界層的分離而降低阻力的作用和通過(guò)將為了降低阻力而吸入的水排到后方來(lái)推進(jìn)船舶的作用。
[0230]在此，向船體提供回轉(zhuǎn)力矩的效果，在朝著相對(duì)行進(jìn)方向的橫向排水時(shí)變大。通常，朝側(cè)方排水的船舶操縱狀態(tài)是速度極慢、邊界層的分離不會(huì)構(gòu)成問(wèn)題的狀態(tài)，但是將為了防止邊界層的分離而吸引進(jìn)來(lái)的水用到低速狀態(tài)下的船舶操縱時(shí)，也可以采用朝側(cè)方排水的構(gòu)成。
[0231]如上所述，排出口的設(shè)置位置、數(shù)量以及水的排出方向，可以考慮推進(jìn)力的提高效果和回轉(zhuǎn)力矩的提供效果而適當(dāng)設(shè)定。
[0232]對(duì)于用于改變排出水量的構(gòu)成，沒(méi)有特別限制，作為上述構(gòu)成方式以外的方案，例如可以舉出圖17所示的構(gòu)成。圖17是示出從船底20側(cè)觀察本實(shí)施方式6的另一方案的雙軸船尾雙體船舶的隧道狀凹部14時(shí)的概略情況的模式圖。在此，右、左、上、下、跟前、里側(cè)的關(guān)系與圖15中說(shuō)明的一樣。如圖17所示的構(gòu)成中，用于改變通過(guò)葉輪73的旋轉(zhuǎn)而形成的水流的葉片狀(引導(dǎo)翼片狀)可動(dòng)部75、座75A以及座75B設(shè)置在路徑72中，具有通過(guò)控制設(shè)置在從邊界層吸入口 70至排出口 71的路徑72中的可動(dòng)部75來(lái)改變由葉輪73和電機(jī)74形成的路徑72中的水流的構(gòu)成。如圖17中用點(diǎn)劃線所示出的那樣，通過(guò)改變?cè)摽蓜?dòng)部75的方向，控制分為兩路的路徑72A中的朝向排出口 7IA的水流和路徑72B中的朝向排出口 71B的水流，可以改變由排出口 71A和排出口 71B排出的水量。具體來(lái)講，通過(guò)改變相對(duì)路徑72中的水流的可動(dòng)部75的面的方向，可以改變流向路徑72A和路徑72B的水流量，從而可以改變所排出的水量之比。并且，可動(dòng)部75的可旋轉(zhuǎn)的端部通過(guò)與座75A結(jié)合，可以關(guān)閉路徑72A，并且通過(guò)與座75B結(jié)合，可以關(guān)閉路徑72B。
[0233]在此，作為改變路徑72中的水流的構(gòu)成，如圖17所示，為了能夠關(guān)閉在途中分支為兩路的路徑72A、72B中的任意路徑或者使任意路徑的路徑寬度變窄，除了由一端進(jìn)行鉸接以使另一端可旋轉(zhuǎn)的板狀體構(gòu)成可動(dòng)部75之外，還可以舉出在路徑72A、72B中分別設(shè)置能夠關(guān)閉路徑或者調(diào)節(jié)路徑的寬窄的閥門(mén)的方式。這種控制可動(dòng)部75的方式、在路徑72A和72B中分別設(shè)置閥門(mén)進(jìn)行控制的方式，具有即使只設(shè)置一個(gè)葉輪73、一個(gè)電機(jī)74，也能夠改變水的排出量而可以操縱雙軸船尾雙體船舶的優(yōu)點(diǎn)。
[0234]如上所述，本實(shí)施方式的雙軸船尾雙體船舶在船尾左右各設(shè)置一個(gè)排出口，共設(shè)置兩個(gè)排出口，且通過(guò)改變這兩個(gè)排出口所排出的水量，可以操縱船舶。
[0235]但是，雖然本實(shí)施方式米用了在船尾部13朝向后方設(shè)置多個(gè)排出口 71A和排出口 71B的構(gòu)成，但是在此基礎(chǔ)上，也可以在船側(cè)設(shè)置多個(gè)排出口。例如，可以在船尾設(shè)置兩個(gè)，在船側(cè)設(shè)置兩個(gè)，共設(shè)置四個(gè)排出口。此時(shí)，(I)在航行中船尾的兩個(gè)和船側(cè)的兩個(gè)均以朝向后方的狀態(tài)進(jìn)行排水；(2)航行中改變方位時(shí)，根據(jù)狀況，利用船尾的兩個(gè)，或者組合船尾的兩個(gè)和船側(cè)的兩個(gè)來(lái)改變排出量；(3)進(jìn)港時(shí)等低速狀態(tài)下，關(guān)閉船尾的兩個(gè)，切換船側(cè)的兩個(gè)的方向且進(jìn)行排出量控制等，控制從排出口排出的排水量的方法可以有各種變形。
[0236]實(shí)施方式7
[0237]如實(shí)施方式5中說(shuō)明的那樣，本發(fā)明的雙軸船尾雙體船舶通過(guò)從邊界層吸入口 70吸入邊界層來(lái)防止在隧道狀凹部14發(fā)生邊界層的分離，通過(guò)設(shè)置邊界層吸入口 70，還可以取得將隧道狀凹部14中的速度較快的水流，即上升流F(參見(jiàn)圖14)用于適合提高推進(jìn)力的水流的效果。因此，下面說(shuō)明改進(jìn)螺旋槳的旋轉(zhuǎn)方向和位置，利用該上升流F，提高推進(jìn)力的實(shí)施方式。需要說(shuō)明的是，對(duì)于在實(shí)施方式I或2中已經(jīng)說(shuō)明的部件，在本實(shí)施方式中省略有關(guān)說(shuō)明。
[0238]圖18是示出從后方觀察本發(fā)明的實(shí)施方式7的雙軸船尾雙體船舶時(shí)的概略構(gòu)成的模式圖。如圖18所示，船體I的船尾部13具有一對(duì)艉鰭11和12、分別設(shè)置在艉鰭11和12的緊后方的一對(duì)吊艙式推進(jìn)器210和220。
[0239]分別用X表示的螺旋槳2101的軸心線2101A和艉鰭11的中心軸IlA之間的間隔標(biāo)記為偏移2A，螺旋槳2201的軸心線2201A和艉鰭12的中心軸12A之間的間隔標(biāo)記為偏移2B。
[0240]如圖18的箭頭所示，吊艙式推進(jìn)器210的螺旋槳2101和吊艙式推進(jìn)器220的螺旋槳2201沿著相反方向旋轉(zhuǎn)。更加具體地，從后方觀察時(shí)，吊艙式推進(jìn)器2101沿著順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，螺旋槳2201沿著逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，從而構(gòu)成所謂內(nèi)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)。因此，在圖中利用由點(diǎn)劃線所形成的圓來(lái)表示的螺旋槳2101的旋轉(zhuǎn)面的右半部分區(qū)域R1，吊艙式推進(jìn)器210可以將上升流F作為逆流加以利用。同樣地，在圖中利用由點(diǎn)劃線所形成的圓來(lái)表示的螺旋槳2201的旋轉(zhuǎn)面的左半部分區(qū)域L2，吊艙式推進(jìn)器220可以將上升流F作為逆流加以利用。在此，逆流是指與螺旋槳的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向的水流，通過(guò)利用該逆流，可以減小因螺旋槳旋轉(zhuǎn)水而引起的損失，可以提高其推進(jìn)力。
[0241]為使吊艙式推進(jìn)器210和吊艙式推進(jìn)器220位于相對(duì)艉鰭11和艉鰭12的中心軸發(fā)生偏移的預(yù)定位置，需要設(shè)置將吊艙式推進(jìn)器210和吊艙式推進(jìn)器220分別連接到船底20的連接部。若沿著縱向設(shè)置該連接部，則因與隧道狀凹部14中的上升流F發(fā)生摩擦，故成為產(chǎn)生大摩擦阻力的原因，導(dǎo)致降低推進(jìn)效率。
[0242]因此，如圖18所示，本實(shí)施方式的雙軸船尾雙體船舶通過(guò)將吊艙式推進(jìn)器210以及吊艙式推進(jìn)器220連接到艉鰭11以及艉鰭12的橫向上，從而使連接部表面積變小，實(shí)現(xiàn)了減小因上升流F與連接部發(fā)生摩擦而引起的摩擦阻力的目的。
[0243]也就是說(shuō)，吊艙式推進(jìn)器210通過(guò)設(shè)置在艉鰭11內(nèi)側(cè)(從后方觀察時(shí)位于艉鰭11右側(cè)的一側(cè))的吊艙支柱(連接部)21連接于艉鰭11，而吊艙式推進(jìn)器220通過(guò)設(shè)置在艉鰭12內(nèi)側(cè)(從后方觀察時(shí)位于艉鰭12左側(cè)的一側(cè))的吊艙支柱(連接部)22連接于艉鰭12。使吊艙式推進(jìn)器210發(fā)生偏移而加以設(shè)置的位置通常相比于船底20更靠近艉鰭11。因此，通過(guò)將吊艙式推進(jìn)器210連接于艉鰭11的內(nèi)側(cè)，與沿著縱向連接于船底20的情形相t匕，可以使吊艙支柱21變小。即，通過(guò)將吊艙支柱21連接在艉鰭11的橫向上，其結(jié)果可以將吊艙支柱21的表面積設(shè)定得非常小。并且，上升流F在吊艙式推進(jìn)器210和艉鰭11之間，比在吊艙式推進(jìn)器210和船底20之間流動(dòng)得更慢。在將另一側(cè)的吊艙式推進(jìn)器220連接到艉鰭12內(nèi)側(cè)的吊艙支柱22中也是如此。
[0244]因此，通過(guò)將吊艙支柱21和吊艙支柱22連接在艉鰭11和艉鰭12的橫向上，可以將吊艙支柱21和吊艙支柱22的表面積設(shè)置得非常小且可以將吊艙支柱21和吊艙支柱22配置在流速較慢的部分。據(jù)此，可以減小因?qū)l(fā)生偏移的吊艙式推進(jìn)器210以及吊艙式推進(jìn)器220連接到船體I的吊艙支柱21和吊艙支柱22與上升流F摩擦而引起的阻力。
[0245]并且，螺旋槳2101的旋轉(zhuǎn)面的左半部分區(qū)域LI大部分位于艉鰭11和吊艙支柱21的后方的水流較慢的區(qū)域。并且，螺旋槳2201的旋轉(zhuǎn)面的右半部分區(qū)域R2的大部分也同樣位于水流較慢的區(qū)域。因此，在無(wú)法將上升流F用作逆流的區(qū)域，幾乎不會(huì)受到因發(fā)生偏移而引起的影響。因而，通過(guò)使螺旋槳2101的軸心線2101A相對(duì)艉鰭11的中心軸發(fā)生偏移，幾乎不會(huì)受到上升流F引起的不利影響。這一點(diǎn)對(duì)于螺旋槳2201也是如此。
[0246]因此，通過(guò)使螺旋槳2101和螺旋槳2201發(fā)生偏移，可以將上升流F用作逆流，從而大幅提聞推進(jìn)力。
[0247]由此，可以將船尾部13附近的船底20的傾斜引起的上升流F利用于提高推進(jìn)力上，因此可以將船底20的傾斜度設(shè)置得更大。因而，可以使船尾部13附近的船底20的傾斜起點(diǎn)比以往更偏向后方，從而可以增大雙軸船尾雙體船舶的裝載量。
[0248]如上所述，本實(shí)施方式7的雙軸船尾雙體船舶，通過(guò)使螺旋槳2101和螺旋槳2201相對(duì)艉鰭11和艉鰭12的中心軸發(fā)生偏移，提高了推進(jìn)效率。并且，通過(guò)將吊艙支柱21和吊艙支柱22設(shè)置在艉鰭11和艉鰭12的橫向上，可以將吊艙支柱21和吊艙支柱22與上升流F發(fā)生摩擦而引起的摩擦阻力最小化。
[0249]實(shí)施方式8
[0250]本發(fā)明的雙軸船尾雙體船舶，如同實(shí)施方式I?3、5?7所記載的雙軸船尾雙體船舶，可以實(shí)施為設(shè)置兩個(gè)具有螺旋槳的推進(jìn)單元的方式，但是也可以實(shí)施為具有更多個(gè)推進(jìn)單元的方式。但是，具有三個(gè)以上推進(jìn)單元的雙軸船尾雙體船舶的推進(jìn)力是以由螺旋槳的旋轉(zhuǎn)面的一部分配置于艉鰭之間的兩個(gè)推進(jìn)單元得到推進(jìn)力為主。本實(shí)施方式中，對(duì)具有四個(gè)吊艙式推進(jìn)器的雙軸船尾雙體船舶進(jìn)行說(shuō)明。
[0251]圖19是示出從后方觀察本發(fā)明的實(shí)施方式8的雙軸船尾雙體船舶時(shí)的概略構(gòu)成的模式圖。如圖19所示，實(shí)施方式8的雙軸船尾雙體船舶在船體I的船尾部13除了分別設(shè)置在一對(duì)艉鰭11和12的緊后方內(nèi)側(cè)的吊艙式推進(jìn)器210和吊艙式推進(jìn)器220之外，在艉鰭11和艉鰭12的緊后方外側(cè)分別設(shè)有吊艙式推進(jìn)器230和吊艙式推進(jìn)器240。實(shí)施方式8的雙軸船尾雙體船舶所具有其他構(gòu)成中，在上述的實(shí)施方式中已經(jīng)說(shuō)明過(guò)的，賦予相同的符號(hào)，并省略說(shuō)明。
[0252]吊艙式推進(jìn)器230通過(guò)吊艙支柱(連接部)23連接在艉鰭11的外側(cè)。如此，吊艙式推進(jìn)器230如同吊艙式推進(jìn)器210連接于艉鰭11，但是從雙軸船尾雙體船舶的船尾側(cè)觀察時(shí)，從艉鰭11的中心軸IlA的偏移方向相反。因此，雙軸船尾雙體船舶前進(jìn)時(shí)，如圖中用粗實(shí)線箭頭表示的那樣，吊艙式推進(jìn)器230沿著與吊艙式推進(jìn)器210相反的方向旋轉(zhuǎn)螺旋槳2301，由此可以將圖17中用粗虛線箭頭表示的艉鰭11外側(cè)的水流利用為逆流。
[0253]吊艙式推進(jìn)器240通過(guò)吊艙支柱(連接部)24連接在艉鰭12的外側(cè)。如此，吊艙式推進(jìn)器240如同吊艙式推進(jìn)器220連接于艉鰭12，但是從雙軸船尾雙體船舶的船尾側(cè)觀察時(shí)，從艉鰭12的中心軸12A的偏移方向相反。因此，雙軸船尾雙體船舶前進(jìn)時(shí)，如圖中用箭頭表示的那樣，吊艙式推進(jìn)器240沿著與吊艙式推進(jìn)器220相反的方向旋轉(zhuǎn)螺旋槳2401，由此可以將圖17中用粗虛線箭頭表示的艉鰭12外側(cè)的水流利用為逆流，所以可以提高雙軸船尾雙體船舶的推進(jìn)力。
[0254]如上所述，本實(shí)施方式的雙軸船尾雙體船舶通過(guò)在吊艙式推進(jìn)器210和吊艙式推進(jìn)器220的基礎(chǔ)上增設(shè)的吊艙式推進(jìn)器230和吊艙式推進(jìn)器240，可以進(jìn)一步提高推進(jìn)力，同時(shí)可以提高直線航行性能。
[0255]并且，通過(guò)在艉鰭11和艉鰭12的外側(cè)設(shè)置吊艙式推進(jìn)器230和吊艙式推進(jìn)器240，易于進(jìn)行例如進(jìn)港時(shí)等情況下的方向轉(zhuǎn)換。
[0256]在此，本發(fā)明不限定于上述的各實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種改變而加以實(shí)施。并且，本發(fā)明也可以實(shí)施為將作為實(shí)施方式說(shuō)明的上述構(gòu)成組合起來(lái)的方式。[0257]例如，螺旋槳的偏移位置可以適當(dāng)變更為最佳地點(diǎn)，既可以采取以一次航行任務(wù)為單位重新設(shè)置螺旋槳的偏移位置或通過(guò)其他手段改變螺旋槳的偏移位置的形式，也可以采取在該船舶上設(shè)置實(shí)時(shí)測(cè)量例如海水的溫度、粘度或吃水等信息的手段，并設(shè)置根據(jù)當(dāng)時(shí)的狀況隨時(shí)、自動(dòng)地改變最佳的螺旋槳偏移位置的系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行調(diào)整的形式。
[0258]并且，上述的實(shí)施方式僅是示出用于將本發(fā)明所涉及的技術(shù)思想具體化的一例，在其他的實(shí)施方式中也可以應(yīng)用本發(fā)明所涉及的技術(shù)思想。
[0259]產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0260]因此，本發(fā)明可以利用于大型船舶和小型船舶，進(jìn)而不僅在包括造船業(yè)、海運(yùn)業(yè)的整個(gè)海洋產(chǎn)業(yè)，而且在防止地球變暖等環(huán)保方面也廣泛地對(duì)整個(gè)社會(huì)帶來(lái)十分巨大的益處。
【權(quán)利要求】
1.一種雙軸船尾雙體船舶，在船尾具有兩個(gè)艉鰭，且由雙軸驅(qū)動(dòng)兩個(gè)螺旋槳，其特征在于，包括: 設(shè)置在兩個(gè)所述艉鰭之間所形成的形成有傾斜的隧道部外表面的邊界層吸入口； 從所述邊界層吸入口將水吸引進(jìn)來(lái)的吸引單元；和 排出通過(guò)所述吸引單元吸引進(jìn)來(lái)的水的排出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙軸船尾雙體船舶，其特征在于: 所述邊界層吸入口設(shè)置在所述隧道部的入口部附近。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙軸船尾雙體船舶，其特征在于: 所述邊界層吸入口的寬度尺寸設(shè)定為大致等于所述隧道部的寬度尺寸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙軸船尾雙體船舶，其特征在于: 所述隧道部的外表面相對(duì)水平方向所形成的傾斜角的角度為15度以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙軸船尾雙體船舶，其特征在于: 所述排出口至少設(shè)置為兩個(gè)，通過(guò)改變從該兩個(gè)所述排出口排出的所述水的量來(lái)對(duì)所述雙軸船尾雙體船舶進(jìn)行操縱。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙軸船尾雙體船舶，其特征在于: 在從所述邊界層吸入口至所述排出口的路徑中設(shè)有兩個(gè)所述吸引單元，通過(guò)控制這兩個(gè)所述吸引單元來(lái)改變從兩個(gè)所述排出口排出的水量。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙軸船尾雙體船舶，其特征在于: 在從所述邊界層吸入口至所述排出口的路徑中設(shè)有用于改變通過(guò)所述吸引單元形成的水流的可動(dòng)部，通過(guò)控制該可動(dòng)部，改變從兩個(gè)所述排出口排出的水量。
【文檔編號(hào)】B63B1/08GK103991508SQ201410205963
【公開(kāi)日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2010年6月2日 優(yōu)先權(quán)日:2009年6月6日
【發(fā)明者】佐佐木紀(jì)幸, 平田信行, 藤澤純一, 岸本雅裕, 辻本勝, 久米健一, 川并康剛, 黑田麻利子, 長(zhǎng)谷川純 申請(qǐng)人:獨(dú)立行政法人海上技術(shù)安全研究所