JP5387985B2

JP5387985B2 - Stern end vortex mitigation device

Info

Publication number: JP5387985B2
Application number: JP2010178058A
Authority: JP
Inventors: 勉池田; 秀嗣篠原
Original assignee: 山川造船鉄工株式会社; 勉池田
Priority date: 2010-07-21
Filing date: 2010-07-21
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2030-07-21
Also published as: JP2012025363A

Description

本発明は船舶における船尾端渦の緩和装置に関するものである。 The present invention relates to a stern end vortex mitigation device in a ship.

プロペラを船体中心線に対して左右対称に２個装備された所謂２軸船における従来のものの船尾部を図１、図２および図３に示している。但し、図１は船体中心線ＣＬにおける船尾部の縦断面図を示し、図２および図３は図１におけるＩＩ−ＩＩ断面矢視図およびＩＩＩ−ＩＩＩ断面矢視図を夫々示している。尚、図２および図３は左右舷対称に構成されている為、船体中心線ＣＬから左舷側のみ表示し右舷側は省略している。船尾部においては図１に示す通り船体１の後端は略短絡的な形状をなし、その横断面形状は図２に示す通り船幅方向に曲線形状をなした外板６を以って形成された後端板５により構成されている。また船体１の船尾部の下端には船底２が構成されて後端は満載喫水線ＬＷＬより下方で後端板５と交差している。更に船尾垂線ＡＰより前方域から船体中央部に亘ってスケグ３が設けられており、当該スケグ３の下端は基線ＢＬ上に設けられた下端板４に連結されている。 A conventional stern portion of a so-called biaxial ship equipped with two propellers symmetrically with respect to the hull center line is shown in FIGS. However, FIG. 1 shows a longitudinal sectional view of the stern part at the hull center line CL, and FIGS. 2 and 3 show a sectional view taken along the line II-II and a sectional view taken along the line III-III in FIG. 2 and 3 are configured symmetrically on the left and right sides, only the port side from the hull center line CL is shown, and the starboard side is omitted. In the stern part, the rear end of the hull 1 has a substantially short-circuited shape as shown in FIG. 1, and the cross-sectional shape thereof is formed by the outer plate 6 having a curved shape in the ship width direction as shown in FIG. The rear end plate 5 is formed. Further, a bottom 2 is formed at the lower end of the stern portion of the hull 1, and the rear end intersects the rear end plate 5 below the full load water line LWL. Further, a skeg 3 is provided from the forward area to the center of the hull from the stern vertical line AP, and the lower end of the skeg 3 is connected to the lower end plate 4 provided on the base line BL.

一般に船体１が航走しているとき、船尾端の後方においては図４に流れの状況を概略的に示している通り水面近傍で渦が発生する。また船底から流れ上がった水流も減速されて遅くなっている。その為に船体抵抗が大きくなって船体が運航に要する主機の馬力が大きくなっている。 In general, when the hull 1 is running, a vortex is generated in the vicinity of the water surface behind the stern end, as schematically shown in FIG. In addition, the water flow from the bottom of the ship is slowed down. For this reason, the hull resistance is increased, and the horsepower of the main engine required for the hull is increased.

Problems to be solved by the invention

上述の通り従来の船舶の船尾端から後方に掛けて水面近傍で渦が発生し且つ水流が減速して船体抵抗増大の一要因となっている。その為、船舶が運航に要する主機馬力が増大することとなる問題点を有している。 As described above, a vortex is generated in the vicinity of the water surface from the stern end of the conventional ship to the rear, and the water flow is decelerated, which contributes to an increase in hull resistance. Therefore, there is a problem that the main horsepower required for the ship to operate increases.

Means to solve the problem

その為本願は船尾端の満載喫水線上方域から下方の全域に亘って後端板の外板から船底形状の長手方向傾斜に対して任意の迎角を以って下向きにして後方に突出するトランソムフィンを設けることを特徴としている。 For this reason, the present application describes a trunk projecting rearward with an arbitrary angle of attack with respect to the longitudinal inclination of the ship bottom shape from the outer plate of the rear end plate over the entire region below the full load water line at the stern end. It is characterized by providing som fins.

Effect of the invention

以上詳述した通り本願の船尾端渦緩和装置によれば比較的簡素な構成によって、船尾端から発生する渦と流速減を緩和することで船体抵抗が低減されて船体が運航に要する主機馬力が低減されて産業上有効な装置である。 As described in detail above, according to the stern end vortex mitigation device of the present application, the hull resistance is reduced by relaxing the vortex generated from the stern end and the decrease in the flow velocity by a relatively simple configuration, and the main horsepower required for the hull to operate is reduced. Reduced and industrially effective equipment.

以下、本願の実施例の船尾端渦緩和装置について図５および図６に沿って説明する。但し、図５は船体中心線ＣＬ上における船尾部の縦断面図を示し、図６は図５におけるＶＩ−ＶＩ矢視図を示している。尚、図６は左右舷対称に構成されている為、船体中心線ＣＬから左舷側のみ表示し右舷側は省略している。図中、従来のものと同一番号および符号は従来のものと同一構成部材を表すことから説明は省略する。図５に示す通り船体中心線ＣＬ上における後端板５と船底２の交差する点からトランソムフィン７が船底２の長手方向傾斜に対して任意の迎角を以って下向きに突出して船底２および後端板５に取り付けられている。その際、図６に横断面形状を示している通り、船幅方向には後端板５の外板６の形状に沿い満載喫水線ＬＷＬの上方域から下方の全域に亘って、トランソムフィン７は構成されている。更に適当な間隔で以ってブラケット８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅがトランソムフィン７と後端板５に取り付けられている。 Hereinafter, the stern end vortex mitigation device of the embodiment of the present application will be described with reference to FIGS. 5 and 6. However, FIG. 5 shows a longitudinal sectional view of the stern portion on the hull center line CL, and FIG. 6 shows a view taken in the direction of arrows VI-VI in FIG. Since FIG. 6 is configured symmetrically on the left and right sides, only the port side from the hull center line CL is displayed, and the starboard side is omitted. In the figure, the same reference numerals and symbols as those of the conventional ones represent the same constituent members as those of the conventional ones, so that the description thereof is omitted. As shown in FIG. 5, the transom fin 7 protrudes downward with an arbitrary angle of attack with respect to the longitudinal inclination of the bottom 2 from the point where the rear end plate 5 and the bottom 2 intersect on the hull center line CL. 2 and the rear end plate 5. At that time, as shown in the cross-sectional shape in FIG. 6, the transom fin 7 extends along the shape of the outer plate 6 of the rear end plate 5 from the upper region to the lower region of the full load water line LWL in the width direction of the ship. Is structured. Further, the brackets 8a, 8b, 8c, 8d, and 8e are attached to the transom fin 7 and the rear end plate 5 at appropriate intervals.

その為、本願のトランソムフィン７が設けられた船体１が運航しているとき当該トランソムフィン７の作用によって船尾端域の流れは図４に示しているような渦の発生が緩和され且つ流速減も緩和される。その結果、フルード数Ｆｎと剰余抵抗係数Ｃｒの関係を表す性能についてトランソムフィン７を設けない場合と設けた場合の比較カーブを模型船による水槽試験結果に基づいて図７に示しているが、トランソムフィン７を設けた場合は設けない場合より同一フルード数Ｆｎで剰余抵抗係数Ｃｒが低減されている。尚、剰余抵抗係数Ｃｒおよびフルード数Ｆｎは以下の式で表される。
Ｃｒ＝Ｒｒ／（０．５＊ρ＊Ｖｓ^２＊Ｓ）
Ｆｎ＝Ｖｓ／（ｇ＊Ｌ）^０．５
但し、Ｒｒは剰余抵抗、ρは海水の密度、Ｖｓは船速、Ｓは船体の浸水面積、ｇは重力加速度、Ｌは船長を表す。
また、船速Ｖｓと主機馬力ＢＨＰの関係を表す性能についてトランソムフィン７を設けない場合と設けた場合の比較カーブを図８に示しているが、トランソムフィン７を設けた場合は設けない場合に比べて同一主機馬力ＢＨＰにおいては速力Ｖｓが増加し、同一速力Ｖｓにおいては主機馬力ＢＨＰが低減される効果が示されている。Therefore, when the hull 1 provided with the transom fin 7 of the present application is in operation, the flow of the stern end region is reduced by the action of the transom fin 7 and the generation of vortices as shown in FIG. Reduced flow velocity is also alleviated. As a result, FIG. 7 shows a comparison curve between the case where the transom fin 7 is not provided and the case where the transom fin 7 is provided for the performance representing the relationship between the fluid number Fn and the residual resistance coefficient Cr, based on the result of the water tank test by the model ship. When the transom fin 7 is provided, the residual resistance coefficient Cr is reduced with the same fluid number Fn as compared with the case where the transom fin 7 is not provided. The residual resistance coefficient Cr and the fluid number Fn are expressed by the following equations.
Cr = Rr / (0.5 * ρ * Vs ² * S)
Fn = Vs / (g * L) ^0.5
Where Rr is the residual resistance, ρ is the density of seawater, Vs is the ship speed, S is the flooded area of the hull, g is the acceleration of gravity, and L is the captain.
FIG. 8 shows a comparison curve between the case where the transom fin 7 is not provided and the case where the transom fin 7 is provided regarding the performance representing the relationship between the ship speed Vs and the main engine horsepower BHP. Compared to the case, the speed Vs increases at the same main machine horsepower BHP, and the effect of reducing the main machine horsepower BHP at the same speed Vs is shown.

船体中心線ＣＬにおける船尾部の縦断面図である。 It is a longitudinal cross-sectional view of the stern part in the hull centerline CL. 図１におけるＩＩ−ＩＩ断面矢視図である。 It is an II-II cross-sectional arrow view in FIG. 図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面矢視図である。 FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III in FIG. 1. 船尾端部における流れを表す作用図である。 It is an effect | action figure showing the flow in a stern end part. 船体中心線ＣＬにおける船尾部の縦断面図である。 It is a longitudinal cross-sectional view of the stern part in the hull centerline CL. 図５におけるＶＩ−ＶＩ矢視図である。 It is VI-VI arrow line view in FIG. フルードＦｎと剰余抵抗係数Ｃｒの関係を表わす性能比較図である。 It is a performance comparison figure showing the relationship between the fluid Fn and the remainder resistance coefficient Cr. 船速Ｖｓと主機馬力ＢＨＰの関係を表す性能比較図である。 It is a performance comparison figure showing the relation between ship speed Vs and main machine horsepower BHP.

１船体
２船底
３スケグ
４下端板
５後端板
ＡＰ船尾垂線
ＢＬ基線
ＣＬ船体中心線
ＬＷＬ満載喫水線
６外板
７トランソムフィン
８ａブラケット
８ｂブラケット
８ｃブラケット
８ｄブラケット
８ｅブラケットDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hull 2 Ship bottom 3 Skeg 4 Lower end plate 5 Rear end plate AP Stern vertical line BL Base line CL Hull center line LWL Full load water line 6 Outer plate 7 Transom fin 8a Bracket 8b Bracket 8c Bracket 8d Bracket 8e Bracket

Claims

A transom fin with a flat plate structure that protrudes downward and rearward at an arbitrary angle of attack with respect to the longitudinal inclination of the bottom of the ship bottom from the outer plate of the rear end plate over the entire range from the upper side to the lower side of the full load water line at the stern end The stern end vortex mitigation device characterized by providing.