JP5936033B2 - Stern structure and ship - Google Patents
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Description
本発明は、推進効率の向上により省エネルギー化を実現することができる船尾構造および船舶に関する。 The present invention relates to a stern structure and a ship capable of realizing energy saving by improving propulsion efficiency.
近年、船舶分野においても燃料代の高騰やエネルギー、環境問題の高まりから各種の省エネルギー化の実現方法が検討されている。船舶の運航方法や港湾等のインフラを除く船舶そのものを省エネルギー化する方法としては機関の効率アップや船型の改良がある。この船型の改良の一環として船尾構造を工夫したいくつかの先行技術が存在する。 In recent years, in the marine field, various methods for realizing energy saving have been studied due to rising fuel costs, increasing energy and environmental problems. As a method for saving energy of the ship itself excluding the ship operation method and the infrastructure such as the port, there are an increase in the efficiency of the engine and an improvement in the hull form. There are several prior arts that devised the stern structure as part of this hull form improvement.
特許文献1には、船体抵抗の増加をひきおこさないで推進効率を向上させることを目的として、船尾寄りの一方または両舷の側部にかつプロペラ軸心より下方位置に水流を導く導入経路を形成するノズル部材を取り付けた船体構造が開示されている。
また、特許文献2には、肥大船における船尾流を整流することを目的として、船尾流場に生じる伴流係数の大きい流れを集中整流した後拡散してプロペラ作動面に導く整流装置が開示されている。
Patent Document 1 discloses an introduction path that guides the water flow to the side of one or both sides near the stern and to a position below the propeller axis for the purpose of improving propulsion efficiency without causing an increase in hull resistance. A hull structure having a nozzle member to be formed is disclosed.
Further, Patent Document 2 discloses a rectifying device for rectifying a flow having a large wake coefficient generated in a stern flow field and then diffusing and guiding the flow to a propeller operating surface for the purpose of rectifying the stern flow in a large ship. ing.
しかし、特許文献1に開示された船体構造は、推進効率を向上させるための手段として、プロペラの左右に形状の同じノズル部材を配している。このように、プロペラの左右に同じノズル部材を対称に設けた場合、対向流を助長する側において有益な作用を助長することができるものの、反対側では作用が減少するよりむしろ流れを乱すことによる抵抗の増大をもたらすことがある。このため、船舶の推進効率を向上させるためには必ずしも十分なものではない。
また、特許文献2に記載の整流装置は、特に肥大船における伴流分布の激しい変化を均一化してプロペラ作動面に導くことで、性能を向上させるものであり、対向流を用いてプロペラの推進効率を向上させるものではない。
そこで、本発明は、船舶の推進効率を向上させることにより省エネルギー化を実現できる船尾構造および船舶を提供することを目的とする。
However, in the hull structure disclosed in Patent Document 1, nozzle members having the same shape are arranged on the left and right sides of the propeller as means for improving propulsion efficiency. Thus, when the same nozzle member is provided symmetrically on the left and right sides of the propeller, a beneficial action can be promoted on the side that promotes the counterflow, but on the opposite side, the action is reduced rather than reduced. May cause increased resistance. For this reason, it is not necessarily sufficient to improve the propulsion efficiency of the ship.
In addition, the rectifier described in Patent Document 2 improves performance by uniforming a violent change in the wake distribution in the enlarged ship to the propeller operating surface, and propelling the propeller using the counterflow It does not improve efficiency.
Then, an object of this invention is to provide the stern structure and ship which can implement | achieve energy saving by improving the propulsion efficiency of a ship.
請求項1に記載の本発明の船尾構造は、船体の船尾のプロペラに対する流れを制御する内部が中空のダクトを有した船尾構造であって、前記ダクトを前記船尾の左右に左右で異なる形状に形成して設け、かつ前記プロペラの回転方向側の前記ダクトを、前記船体を船側から側面視した状態で、前記プロぺラの軸に対し前記ダクトの中心軸が上下にわたるようにして前記プロペラの回転方向に対する対向流を強める形状に形成し、反回転方向側の前記ダクトを船尾側が水平または水平よりも下がる角度に取り付けて前記プロペラの回転方向に対する対向流を強める形状に形成したことを特徴とする。
船尾の左右にダクトを設けかつ左右でダクトの形状を異ならせる構成により、プロペラの回転方向に対する対向流による推進効率の向上と、ダクトによる推進抵抗の増加とを考慮した最適な形状とすることができる。ここで、「プロペラの回転方向に対する対向流を強める形状」とは、プロペラが1回転する間に受ける対向流を強めることができる形状をいう。このため、プロペラ翼が上方から下方へ弧を描きながら下降する回転方向側では対向流を強め、プロペラ翼が下方から上方へ弧を描きながら上昇する反回転方向側では対向流を強めない形状も「プロペラの回転方向に対する対向流を強める形状」に含まれる。
また、プロぺラの軸に対しプロペラの回転方向側のダクトの中心軸が上下にわたるように形成することにより、対向流をプロペラ面に確実に導くことができる。
また、反回転方向側のダクトを船尾側が水平または水平よりも下がる角度に取り付けることにより、反回転方向側においてプロペラに対する対向流を形成して、推進効率を向上させることができる。
The stern structure of the present invention according to claim 1 is a stern structure having a hollow duct for controlling the flow of the hull to the propeller of the stern, wherein the duct has different shapes on the left and right of the stern. The duct on the propeller rotational direction side is formed in a state where the hull is viewed from the side of the ship from the side of the ship so that the central axis of the duct extends vertically with respect to the axis of the propeller. It is formed in a shape that strengthens the counterflow with respect to the rotation direction, and is formed in a shape that strengthens the counterflow with respect to the rotation direction of the propeller by attaching the duct on the side opposite to the rotation direction at an angle at which the stern side is horizontal or lower than horizontal. To do.
By adopting a structure in which ducts are provided on the left and right sides of the stern and the shapes of the ducts are different on the left and right sides , it is possible to obtain an optimal shape that takes into account the improvement in propulsion efficiency due to the countercurrent flow in the propeller rotation direction and the increase in propulsion resistance due to the duct it can. Here, the “shape that increases the counterflow with respect to the rotation direction of the propeller” refers to a shape that can increase the counterflow received during one rotation of the propeller. For this reason, there is a shape that does not strengthen the counterflow on the counter-rotation direction side where the propeller blade rises while drawing an arc from below to the rotation direction while the propeller blade rises while drawing an arc from above to below. It is included in the “shape that enhances the counterflow with respect to the propeller rotation direction”.
Further, by forming the duct so that the center axis of the duct on the propeller rotation direction side extends vertically with respect to the propeller axis, the counter flow can be reliably guided to the propeller surface.
Further, by attaching the duct on the anti-rotation direction side at the angle at which the stern side is horizontal or lower than horizontal, a counterflow to the propeller can be formed on the anti-rotation direction side, and the propulsion efficiency can be improved.
請求項2に記載の本発明は、請求項1に記載の船尾構造において、前記反回転方向側の前記ダクトを、前記船体を船側から側面視した状態で、前記プロぺラの軸に対し前記ダクトの中心軸が上下にわたるように形成したことを特徴とする。
プロぺラの軸に対しダクトの中心軸が上下にわたるように形成することにより、対向流をプロペラ面に確実に導くことができる。
According to a second aspect of the present invention, in the stern structure according to the first aspect, the duct on the counter-rotating direction side is in the state viewed from the side of the hull from the ship side with respect to the axis of the propeller. The center axis of the duct is formed so as to extend vertically.
By forming the duct so that the central axis of the duct extends vertically with respect to the propeller axis, the counter flow can be reliably guided to the propeller surface.
請求項3に記載の本発明は、請求項1または2に記載の船尾構造において、前記船体を側面視した状態で、前記プロペラの回転方向側の前記ダクトの取り付け角度を反回転方向側の前記ダクトの取り付け角度よりも船尾側が上方を向く角度に取り付けたことを特徴とする。
この構成により、プロペラの回転方向側で下方を向く流れに対する対向流を有効に形成することができる。
The present invention is claimed in claim 3, wherein the stern construction according to claim 1 or 2, in a state where the side view of the hull, the mounting angle of the duct in the rotating direction side of the propeller in the counter-rotational direction It is characterized in that the stern side is mounted at an angle that faces upward from the mounting angle of the duct .
With this configuration, it is possible to effectively form a counterflow with respect to a flow directed downward on the propeller rotation direction side.
請求項4に記載の本発明は、請求項3に記載の船尾構造において、前記回転方向側の前記ダクトの取り付け角度を船尾側が水平よりも上がる角度に取り付けたことを特徴とする。
この構成により、回転方向側においてプロペラに対する対向流を形成して、推進効率を向上させることができる。
The present invention of claim 4 is the stern construction according to claim 3, the mounting angle of the duct of the rotational direction is the stern, characterized in that attach to an angle up from the horizontal.
With this configuration, by forming a counterflow against Oite propeller rotation direction, it is possible to improve the propulsion efficiency.
請求項5に記載の本発明は、請求項1から請求項4のうちの1項に記載の船尾構造において、前記回転方向側の前記ダクトで流れを加速したことを特徴とする。
この構成により、回転方向側のプロペラへの対向流をさらに強くして、推進効率を向上させることができる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the stern structure according to one of the first to fourth aspects, the flow is accelerated by the duct on the rotational direction side.
With this configuration, the counter flow to the propeller on the rotational direction side can be further strengthened, and the propulsion efficiency can be improved .
請求項6に記載の本発明の船舶は、請求項1から請求項5のうちの1項に記載の船尾構造を前記船体に採用したことを特徴とする。
この構成により船舶の推進効率を向上させ省エネルギー化を実現できる。
Vessels of the present invention described in 請 Motomeko 6, characterized in that employing the stern structure according to the hull in one of claims claims 1-5.
With this configuration, it is possible to improve the propulsion efficiency of the ship and save energy .
請求項7に記載の本発明は、請求項6に記載の船舶において、前記船体が船尾双胴型であることを特徴とする。
船尾双胴型の船舶では、上述した船尾構造を採用することにより、船尾トンネル付近に生じる強い上昇流も利用して推進効率を向上させることができる。なお、船体が船尾双胴型である場合、スケグの左右が船尾の左右に相当する。例えば、プロペラが内回りの船尾双胴型である場合、スケグのトンネル側が回転方向側、外側が反回転方向側に相当する。
The present invention described in 請 Motomeko 7, in a ship according to claim 6, wherein the hull is a stern catamaran type.
In a stern catamaran type ship, by adopting the stern structure described above, it is possible to improve the propulsion efficiency by utilizing a strong upward flow generated in the vicinity of the stern tunnel. When the hull is a stern catamaran, the left and right sides of the skeg correspond to the left and right sides of the stern. For example, when the propeller is an inward stern catamaran type, the tunnel side of the skeg corresponds to the rotation direction side, and the outer side corresponds to the counter rotation direction side.
本発明の船尾構造によれば、船尾の左右のダクトの形状自体を異ならせることにより、プロペラの回転方向に対する対向流を強め推進効率の向上とダクトによる抵抗増加とを総合的に考慮することができ、省エネルギー化を実現できる。
また、プロぺラの軸に対しダクトの中心軸が上下にわたるように形成することにより、対向流をプロペラ面に確実に導いて推進効率の向上が図れる。
また、反回転方向側のダクトの取り付け角度を船尾側が水平または水平よりも下がる角度に、回転方向側のダクトの取り付け角度を船尾側が水平よりも上がる角度に取り付けることにより、反回転方向側、回転方向側においてプロペラに対する対向流を形成して、推進効率を向上させることができる。
また、プロペラの回転方向側のダクトの取り付け角度を反回転方向側のダクトの取り付け角度よりも船尾側が上方を向く取り付け角度とすることにより、プロペラの回転方向側の対向流を強めて推進効率を向上させることができる。
また、回転方向側のダクトで流れを加速することにより、回転方向側のプロペラへの対向流をさらに強くして、推進効率を向上させることができる。
また、ダクトを内部が中空のダクトで構成することにより、船尾形状や経済的な面等を考慮したダクトにより推進効率の向上が図れる。
船舶に左右のダクトの形状自体を異ならせた船尾構造を採用することにより、船舶の推進効率を向上させ省エネルギー化を実現できる。
また、船尾双胴型の船舶に左右のダクトの形状自体を異ならせた船尾構造を採用した場合、船尾トンネル付近に生じる強い上昇流も利用して推進効率を向上させることができる。
According to the stern structure of the present invention, it is possible to comprehensively consider the improvement of propulsion efficiency and the increase in resistance due to the duct by strengthening the counterflow with respect to the rotation direction of the propeller by making the shapes of the left and right ducts themselves different. Can save energy.
Further, by forming the duct so that the central axis of the duct extends vertically with respect to the propeller axis, the counter flow can be surely guided to the propeller surface and the propulsion efficiency can be improved.
In addition, by installing the mounting angle of the duct on the anti-rotation direction side at the angle where the stern side is horizontal or lower than the horizontal, and the mounting angle of the duct on the rotation direction side at an angle where the stern side is higher than the horizontal, Propulsion efficiency can be improved by forming a counterflow to the propeller on the direction side.
Further, by the stern side from the mounting angle of the rotation direction of the counter-rotating direction side of the duct the mounting angle of the duct of the propeller is the mounting angle facing upward, the propulsion efficiency strengthen the rotational direction counter flow of the propeller Can be improved.
Further, by accelerating the flow with the duct on the rotational direction side, the counterflow to the propeller on the rotational direction side can be further strengthened, and the propulsion efficiency can be improved.
Further, by a duct internal to constitute a hollow duct, thereby improving the propulsion efficiency by a duct in consideration of the stern shape and economic aspects like.
By adopting a stern structure in which the shapes of the left and right ducts are made different in the ship, the propulsion efficiency of the ship can be improved and energy saving can be realized.
In addition, when a stern structure in which the shape of the left and right ducts is different is adopted for a stern catamaran type ship, it is possible to improve the propulsion efficiency by using a strong upward flow generated in the vicinity of the stern tunnel.
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態による船尾構造について図1〜図6に基づいて、以下に説明する。
図1は本実施形態による船尾構造(例その1)を模式的に示す正面図である。同図に示すように、船尾構造10は、船体20の船尾のプロペラ30に対する流れを制御するダクト(付加物)40およびダクト(付加物)50を有している。
(First embodiment)
A stern structure according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
FIG. 1 is a front view schematically showing a stern structure (example 1) according to this embodiment. As shown in the figure, the stern structure 10 includes a duct (addition) 40 and a duct (addition) 50 that control the flow of the hull 20 to the propeller 30 at the stern.
ダクト40およびダクト50はいずれも、内部が半円状のダクトである。図1においては、太い線がダクト40およびダクト50の船尾側端の外殻を示しており、太い線の内側が開口を示している。このように、ダクト40とダクト50の形状を異ならせることにより、伴流分布の実態に合わせ、プロペラ30の回転方向に対する対向流(カウンターフロー)を強める機能と、プロペラ30に対する流れを整流する機能とを船尾の左右で分担させることができる。したがって、船舶の推進効率を向上させることができる。 The duct 40 and the duct 50 are both ducts having a semicircular shape inside. In FIG. 1, thick lines indicate the outer shells at the stern side ends of the duct 40 and the duct 50, and the inner side of the thick lines indicates the opening. As described above, by making the shapes of the duct 40 and the duct 50 different from each other, the function of strengthening the counterflow with respect to the rotation direction of the propeller 30 and the function of rectifying the flow to the propeller 30 in accordance with the actual state of the wake distribution. Can be shared by the left and right sides of the stern. Therefore, the propulsion efficiency of the ship can be improved.
以下では、主にプロペラ30に対する対向流を強める作用をするダクト40、およびプロペラ30に対する流れを整流する作用をするダクト50について、図2(a)、図2(b)に基づいて説明する。
図2(a)は、図1の船尾構造をプロペラの回転方向側から見た側面図である。同図に示すように、プロペラ30の回転方向側(プロペラ30のプロペラ翼が上から下に向かって回転する側、図1にAで示した側)に設けられたダクト40は、船首側が低く船尾側が高くなるよう仰角をつけて上方を向く角度に取り付けられている。このため、プロペラの回転方向と対向する対向流を強めて推進効率を向上させることができる。
また、ダクト40は、船体20をプロペラ軸(プロペラ30の回転軸)31の高さで船側から側面視した場合、プロペラ軸31に対してその中心軸Cが上下にわたり、かつ、プロペラ軸31と重なる位置に形成されている。したがって、ダクト40によって、対向流をプロペラ面に確実に導いてプロペラ30への対向流を強くすることができる。
Below, the duct 40 which mainly acts to strengthen the counterflow with respect to the propeller 30 and the duct 50 which functions to rectify the flow with respect to the propeller 30 will be described with reference to FIGS. 2 (a) and 2 (b).
Fig.2 (a) is the side view which looked at the stern structure of FIG. 1 from the rotation direction side of the propeller. As shown in the figure, the duct 40 provided on the rotation direction side of the propeller 30 (the side where the propeller blades of the propeller 30 rotate from the top to the bottom, the side indicated by A in FIG. 1) has a low bow side. It is attached at an angle that faces upward with an elevation angle so that the stern side becomes higher. For this reason, it is possible to improve the propulsion efficiency by strengthening the counterflow opposite to the rotation direction of the propeller.
In addition, the duct 40 has a center axis C extending vertically with respect to the propeller shaft 31 when the hull 20 is viewed from the ship side at the height of the propeller shaft (rotating shaft of the propeller 30) 31 and the propeller shaft 31. It is formed at the overlapping position. Therefore, the duct 40 can reliably guide the counterflow to the propeller surface and strengthen the counterflow to the propeller 30.
ダクト40は、相対的に水流の入口が広く出口が狭くなるように、すなわち、入口の断面積が出口の断面積よりも大きくなるように形成されている。このため、ダクト40内を通過する際に水流が加速され、この加速された水流がプロペラ30に対する対向流となり、対向流をさらに強くできる。したがって、プロペラ30の推進効率が向上する。すなわち、プロペラ30の回転と逆方向の流れを増大させることにより、プロペラ30のプロペラ面の循環を増大させ、二重反転効果により推進効率が良くなる。
なお、循環とは、流れの中の閉曲線に沿った各点の接線方向のベクトルと線分の積を全周積分して求めるものである流体力学で言う循環だけでなく、プロペラが回転する円周に沿った流れのベクトルを使って循環的に求めるものをも含んだ概念をいう。
The duct 40 is formed so that the water flow inlet is relatively wide and the outlet is narrow, that is, the inlet cross-sectional area is larger than the outlet cross-sectional area. For this reason, when passing through the duct 40, the water flow is accelerated, and the accelerated water flow becomes a counter flow with respect to the propeller 30, and the counter flow can be further strengthened. Therefore, the propulsion efficiency of the propeller 30 is improved. That is, by increasing the flow in the direction opposite to the rotation of the propeller 30, the circulation of the propeller surface of the propeller 30 is increased, and the propulsion efficiency is improved by the double reversal effect.
Note that circulation is not only the circulation in fluid mechanics, which is obtained by integrating the product of the tangential vector and line segment of each point along the closed curve in the flow, but also the circle around which the propeller rotates. A concept that includes what is determined cyclically using a flow vector along the circumference.
図2(b)は、図1の船尾構造をプロペラの反回転方向側から見た側面図である。同図に示すように、プロペラ30の反回転方向側(プロペラ30のプロペラ翼が下から上に向かって回転する側、図1にBで示した側)に設けられたダクト50は、プロペラ軸31と平行になるように略水平に取り付けられている。また、ダクト50は、船体20をプロペラ軸31の高さにおいて船側から側面視した場合、その中心軸Cがプロペラ軸31と略平行になるように、プロペラ軸31と重なる位置に形成されている。そして、ダクト50の水流の入口と出口とが同じ大きさ(断面)となっている。このため、プロペラ30の反回転方向側に設けられているダクト50は、その内部を通過させて水流を整流する作用をする。
この反回転方向側で流れを整流することも、謂わば負に作用するものを零にするようなもので対向流を形成するものとも言える。
FIG. 2B is a side view of the stern structure of FIG. 1 viewed from the side opposite to the rotation direction of the propeller. As shown in the figure, a duct 50 provided on the side of the propeller 30 in the counter-rotating direction (the side where the propeller blades of the propeller 30 rotate from the bottom to the top, the side indicated by B in FIG. 1) is provided on the propeller shaft. It is attached substantially horizontally so as to be parallel to 31. Further, the duct 50 is formed at a position overlapping the propeller shaft 31 so that the center axis C is substantially parallel to the propeller shaft 31 when the hull 20 is viewed from the ship side at the height of the propeller shaft 31. . The water flow inlet and outlet of the duct 50 have the same size (cross section). For this reason, the duct 50 provided on the side opposite to the rotation direction of the propeller 30 functions to rectify the water flow by passing through the inside thereof.
It can be said that the flow is rectified on the counter-rotation direction side, so that the counter flow is formed by so-called negative action.
ただし、船首側が高く船尾側が低くなるようにダクト50を取り付けても良い。この場合、ダクト50は、船体2をプロペラ軸31の高さにおいて船側から側面視した場合、プロペラ軸31に対しその中心軸Cが上下にわたるように、プロペラ軸31と重なる位置に形成される。この構成によれば、整流作用に加えて、下から上に向かって回転する反回転方向側のプロペラ30に対して対向流を形成する作用をも奏することができる。ダクト50に対向流を形成する作用を付与する場合、抵抗の増大による船舶の推進効率の低下という不利益より、対向流の増大による船舶の推進効率の増大により得られる利益の方が大きくなるようにする。 However, the duct 50 may be attached so that the bow side is high and the stern side is low. In this case, the duct 50 is formed at a position overlapping the propeller shaft 31 so that the center axis C extends vertically with respect to the propeller shaft 31 when the hull 2 is viewed from the ship side at the height of the propeller shaft 31. According to this configuration, in addition to the rectifying action, an action of forming a counterflow with respect to the propeller 30 on the counter-rotating direction side rotating from the bottom to the top can also be achieved. When the action of forming the counterflow is imparted to the duct 50, the profit obtained by the increase of the propulsion efficiency of the ship due to the increase of the counterflow is greater than the disadvantage of the decrease of the propulsion efficiency of the ship due to the increase of the resistance. To.
プロペラ30の反回転方向側では、回転方向側とは異なり、船尾付近においてプロペラ30の回転方向と同じ方向の流れが形成されている。このため、ダクト50により、ダクト40同様にプロペラ30の対向流を形成することは困難である。ダクト50をダクト40と同じ構成とした場合、プロペラ30の推進効率の向上に寄与しないばかりか、むしろ、プロペラ30付近の水流を乱して船舶の抵抗を増大させる結果となるおそれがある。 On the counter-rotation direction side of the propeller 30, unlike the rotation direction side, a flow in the same direction as the rotation direction of the propeller 30 is formed near the stern. For this reason, it is difficult to form the counterflow of the propeller 30 by the duct 50 as in the case of the duct 40. If the duct 50 has the same configuration as the duct 40, it does not contribute to the improvement of the propulsion efficiency of the propeller 30, but rather may disturb the water flow in the vicinity of the propeller 30 and increase the resistance of the ship.
そこで、本実施形態の船尾構造11では、船尾の左右にダクト40とダクト50とを設け、かつ両者を異なる形状としている。この構成により、ダクト40およびダクト50の総合的な作用として、プロペラ30の回転方向に対する対向流を強めることによる推進効率の増大と、船体の抵抗増加による推進効率の低下とを調整して、船舶の推進効率を向上させるために最適な形状とすることが可能となる。船舶の推進効率を向上させることは、省エネルギー化の実現に繋がる。 Therefore, in the stern structure 11 of the present embodiment, the duct 40 and the duct 50 are provided on the left and right sides of the stern, and both have different shapes. With this configuration, as a comprehensive action of the duct 40 and the duct 50, the increase in propulsion efficiency by increasing the counterflow with respect to the rotation direction of the propeller 30 and the decrease in propulsion efficiency due to the increase in resistance of the hull are adjusted. In order to improve the propulsion efficiency, it is possible to obtain an optimum shape. Improving ship propulsion efficiency leads to energy savings.
プロペラ30の回転方向側のダクト40は、船体20を側面視した状態で、反回転方向側のダクト50よりも船尾側が上方を向く角度に取り付けられている。すなわち、ダクト40は、水平Lに対する中心軸Cの取り付け角度α(図2(a)参照)がダクト50よりも大きくなるように取り付けられている。この構成により、回転方向側の対向流を強めて、プロペラ30の推進効率を向上させることができる。 The rotation direction side duct 40 of the propeller 30 is attached at an angle in which the stern side faces upward relative to the anti-rotation direction side duct 50 in a state in which the hull 20 is viewed from the side. That is, the duct 40 is attached such that the attachment angle α (see FIG. 2A) of the central axis C with respect to the horizontal L is larger than that of the duct 50. With this configuration, the counterflow on the rotation direction side can be strengthened and the propulsion efficiency of the propeller 30 can be improved.
また、プロペラ30の回転方向側のダクト40を船尾側が水平Lよりも上がるように、すなわち取り付け角度αが水平Lよりも上方に形成されるように取り付けると共に、プロペラ30の反回転方向側のダクト50を船尾側が水平Lよりも下がるように、すなわち取り付け角度αが水平Lよりも下方に形成されるように取り付けてもよい。この構成によれば、回転方向側と反回転方向側の双方においてプロペラ3に対する対向流を形成して、推進効率を向上させることができる。取り付け角度αは、上述したように、プロペラ30に対する対向流の増大による利益と、抵抗の増大による不利益とを考慮して決定すればよい。なお、ダクト40およびダクト50は、内部が中空の付加物であるため、流れを的確に導き対向流を形成できる利点を有している。 Further, the duct 40 on the rotation direction side of the propeller 30 is attached so that the stern side is higher than the horizontal L, that is, the attachment angle α is formed above the horizontal L, and the duct on the counter rotation direction side of the propeller 30 is also installed. 50 may be attached such that the stern side is lower than the horizontal L, that is, the attachment angle α is formed below the horizontal L. According to this configuration, it is possible to improve the propulsion efficiency by forming a counterflow with respect to the propeller 3 on both the rotation direction side and the counter rotation direction side. As described above, the attachment angle α may be determined in consideration of the benefits of increasing the counterflow with respect to the propeller 30 and the disadvantages of increasing resistance. Since the duct 40 and the duct 50 are hollow additions, the duct 40 and the duct 50 have an advantage that a flow can be accurately guided and a counter flow can be formed.
図3は本実施形態による船尾構造(例その2)を模式的に示す正面図である。同図に示すように、船尾構造11は、船体20の船尾のプロペラ30に対する流れを制御するフィン(付加物)41およびフィン(付加物)51として、複数個からなるフィン状の付加物を有している。なお、「フィン状」には、板状、翼状のものを含む。 FIG. 3 is a front view schematically showing the stern structure (example 2) according to the present embodiment. As shown in the figure, the stern structure 11 has a plurality of fin-like appendages as fins (additions) 41 and fins (additions) 51 that control the flow of the hull 20 to the stern propeller 30. doing. The “fin shape” includes a plate shape and a wing shape.
図4(a)は、図3の船尾構造をプロペラの回転方向側から見た側面図である。同図に示すように、プロペラ30の回転方向側Aには、フィン41Aおよびフィン41Bからなるフィン41が取り付けられている。フィン41は、船首側が低く船尾側が高くなるよう仰角をつけて取り付けられている。フィン41は、船体20をプロペラ軸31の高さの船側から側面視した場合、プロペラ軸31に対してその中心軸Cが上下にわたり、かつ、プロペラ軸31と重なる位置に形成されている。このため、ダクト40同様、プロペラ30の回転方向側の対向流を形成することができる。 Fig.4 (a) is the side view which looked at the stern structure of FIG. 3 from the rotation direction side of the propeller. As shown in the figure, a fin 41 including a fin 41A and a fin 41B is attached to the rotation direction side A of the propeller 30. The fins 41 are attached at an angle so that the bow side is low and the stern side is high. The fin 41 is formed at a position where the central axis C extends vertically with respect to the propeller shaft 31 and overlaps with the propeller shaft 31 when the hull 20 is viewed from the side of the ship at the height of the propeller shaft 31. For this reason, like the duct 40, a counterflow on the rotation direction side of the propeller 30 can be formed.
フィン41Aとフィン41Bは、水流の入口側(船首側)の間隔が相対的に広く、出口側(船尾側)の間隔が相対的に狭くなるように形成されている。このため、フィン41内を通過する際に加速された水流がプロペラ30に対する対向流となる。したがって、プロペラ30の推進効率を向上させることができる。すなわち、プロペラ30の回転と逆方向の流れである対向流を増大させることにより、プロペラ面の循環を増大させ、二重反転効果により推進効率が良くなる。 The fins 41 </ b> A and 41 </ b> B are formed such that the distance between the inlet side (the bow side) of the water flow is relatively wide and the distance between the outlet side (the stern side) is relatively narrow. For this reason, the water flow accelerated when passing through the fin 41 becomes a counter flow with respect to the propeller 30. Therefore, the propulsion efficiency of the propeller 30 can be improved. That is, by increasing the counter flow that is the flow in the direction opposite to the rotation of the propeller 30, the circulation of the propeller surface is increased and the propulsion efficiency is improved by the counter-rotating effect.
図4(b)は、図3の船尾構造をプロペラの反回転方向側から見た側面図である。同図に示すように、プロペラ30の反回転方向側Bには、フィン51Aとフィン51Bとからなるフィン51が取り付けられている。フィン51は、プロペラ軸31と略平行に(略水平に)取り付けられている。フィン51は、船体20をプロペラ軸31の高さの船側から側面視した場合、プロペラ軸31に対してその中心軸Cが略平行になるように、プロペラ軸31と重なる位置に形成されている。このため、フィン51は、ダクト50同様、フィン51内を通過させることで整流した水流をプロペラ30にあてる。
またフィン51のフィン51Aとフィン51Bは、水流の入口側(船首側)と出口側(船尾側)の間隔が同じになるように形成されている。このように、フィン51とフィン41とを異なる形状として船尾の左右において異なる作用をさせることにより、船舶の推進効率を向上させている。
FIG. 4B is a side view of the stern structure of FIG. 3 viewed from the counter-rotation direction side of the propeller. As shown in the figure, on the counter-rotation direction side B of the propeller 30, a fin 51 composed of a fin 51A and a fin 51B is attached. The fins 51 are attached substantially parallel (substantially horizontally) to the propeller shaft 31. The fin 51 is formed at a position overlapping the propeller shaft 31 so that the center axis C thereof is substantially parallel to the propeller shaft 31 when the hull 20 is viewed from the side of the ship at the height of the propeller shaft 31. . For this reason, like the duct 50, the fin 51 applies the water flow rectified by passing through the fin 51 to the propeller 30.
Further, the fin 51A and the fin 51B of the fin 51 are formed so that the distance between the inlet side (the bow side) and the outlet side (the stern side) of the water flow is the same. In this way, the propulsion efficiency of the ship is improved by making the fins 51 and the fins 41 have different shapes and different actions on the left and right sides of the stern.
なお、フィン51は、船首側が高く船尾側が低くなるよう仰角をつけて取り付けることとしても良い。この場合、フィン51は、船体20をプロペラ軸31の高さの船側から側面視した場合、プロペラ軸31に対しその中心軸Cが上下にわたるように、プロペラ軸31と重なる位置に形成される。この構成によれば、プロペラ30が下から上に向かって回転する反回転方向側のプロペラ30に対しても対向流を形成することができる。なお、取り付け角度αは、ダクト50同様、プロペラ30に対する対向流の増大による利益と、抵抗の増大による不利益とを考慮して決定すればよい。フィン41およびフィン51は、側方が開放されているため多少、流れが逃げる面があるが構成が簡単で安価に提供できる利点を有している。 The fins 51 may be attached with an elevation so that the bow side is high and the stern side is low. In this case, the fin 51 is formed at a position overlapping the propeller shaft 31 so that the central axis C extends vertically with respect to the propeller shaft 31 when the hull 20 is viewed from the side of the ship at the height of the propeller shaft 31. According to this configuration, it is possible to form a counterflow with respect to the propeller 30 on the counter-rotating direction side in which the propeller 30 rotates from the bottom to the top. Note that, as with the duct 50, the attachment angle α may be determined in consideration of the benefits of increasing the counterflow with respect to the propeller 30 and the disadvantages of increasing resistance. Since the fin 41 and the fin 51 are open on the sides, the fin 41 and the fin 51 have an advantage that the flow can escape somewhat, but the configuration is simple and can be provided at low cost.
図5は本実施形態による船尾構造(例その3)を模式的に示す正面図である。同図に示すように、船尾構造12は、船体20の船尾のプロペラ30に対する流れを制御する付加物42および付加物52として、表面に開口を有しない中空状の付加物を有している。 FIG. 5 is a front view schematically showing the stern structure (example 3) according to the present embodiment. As shown in the figure, the stern structure 12 has a hollow appendage having no opening on the surface as an appendage 42 and an appendage 52 that control the flow of the hull 20 to the propeller 30 of the stern.
図6(a)は、図5の船尾構造をプロペラの回転方向側から見た側面図である。同図に示すように、プロペラ30の回転方向側には、付加物42が、船首側が低く船尾側が高くなるよう仰角をつけて取り付けられている。また、付加物42は、船体20をプロペラ軸31の高さで船側から側面視した場合、プロペラ軸31に対しその中心軸Cが上下にわたり、かつ、プロペラ軸31と重なる位置に形成されている。したがって、ダクト40およびフィン41同様、プロペラ30への対向流を強くすることができる。 Fig.6 (a) is the side view which looked at the stern structure of FIG. 5 from the rotation direction side of the propeller. As shown in the figure, an appendage 42 is attached to the propeller 30 in the rotational direction side with an elevation angle so that the bow side is low and the stern side is high. Further, when the hull 20 is viewed from the side of the hull 20 from the ship side at the height of the propeller shaft 31, the appendage 42 is formed at a position where the center axis C extends vertically with respect to the propeller shaft 31 and overlaps with the propeller shaft 31. . Therefore, like the duct 40 and the fin 41, the counterflow to the propeller 30 can be strengthened.
図6(b)は、図5の船尾構造をプロペラの反回転方向側から見た側面図である。同図に示すように、プロペラ30の反回転方向側には、付加物52が、プロペラ30の回転軸と平行になるように略水平に取り付けられている。また、付加物52は、船体20をプロペラ軸31の高さにおいて船側から側面視した場合、その中心軸Cがプロペラ軸31と略平行になるように、プロペラ軸31と重なる位置に形成されている。このため、付加物52により整流した水流をプロペラ30に当てることができる。 FIG. 6B is a side view of the stern structure of FIG. 5 viewed from the side opposite to the rotation direction of the propeller. As shown in the figure, on the side opposite to the rotation direction of the propeller 30, an appendage 52 is attached substantially horizontally so as to be parallel to the rotation axis of the propeller 30. Further, the appendage 52 is formed at a position overlapping the propeller shaft 31 so that the center axis C is substantially parallel to the propeller shaft 31 when the hull 20 is viewed from the ship side at the height of the propeller shaft 31. Yes. For this reason, the water flow rectified by the adduct 52 can be applied to the propeller 30.
図5および図6に基づいて説明した付加物42および付加物52は、その内部に空間を有する中空状のもの、またはその内部に空間を有さない中実状のもののいずれの構成としてもよい。付加物42および付加物52は、表面に開口を有しない中空状あるいは中実状の付加物であるため、流れを案内する効果はダクト状の付加物と比較してやや劣るが、強度面で強くできる利点を有している。 The adduct 42 and the adduct 52 described with reference to FIG. 5 and FIG. 6 may be configured in a hollow shape having a space inside or a solid shape having no space in the inside. Since the adduct 42 and the adduct 52 are hollow or solid adducts that do not have openings on the surface, the effect of guiding the flow is slightly inferior to that of the duct-like adduct, but can be strengthened in terms of strength. Has advantages.
図1〜図6に基づいて説明した船尾構造10・11・12を採用した船舶として実施する場合、ダクト40・50、フィン41・51、付加物42・52を複数種、組み合わせて設ける構成としてもよい。また、ダクト40・50、フィン41・51、付加物42・52を船体20に新造船として最初から形成しても、既存船に後付けして形成することとしてもよい。また、損傷した場合などに取り替えたり、取り外してメンテナンスした後に再度取り付けることもできる。 When implemented as a ship adopting the stern structure 10, 11, 12 described with reference to FIG. 1 to FIG. 6, as a configuration in which a plurality of types of ducts 40, 50, fins 41, 51, and appendages 42, 52 are provided in combination. Also good. The ducts 40 and 50, the fins 41 and 51, and the appendages 42 and 52 may be formed on the hull 20 as a new ship from the beginning, or may be formed later on an existing ship. It can also be replaced if it is damaged, etc. or removed and maintained, and then reattached.
(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態による船尾双胴型船舶について図7〜図9に基づいて、以下に説明する。本実施形態の船尾双胴型船舶は、船尾双胴型である点において、第1の実施形態の船舶とは異なっている。なお、第1の実施形態において説明した部材については、同じ符号を付して、本実施形態では説明を省略する。
図7は本実施形態による船尾構造(例その1)を模式的に示す正面図である。同図に示すように、船尾構造13は、船体23の船尾のプロペラ30に対する流れを制御するダクト40およびダクト50を有している。
(Second Embodiment)
A stern catamaran vessel according to a second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. The stern catamaran ship of this embodiment is different from the ship of the first embodiment in that it is a stern catamaran type. In addition, about the member demonstrated in 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted in this embodiment.
FIG. 7 is a front view schematically showing the stern structure (example 1) according to the present embodiment. As shown in the figure, the stern structure 13 includes a duct 40 and a duct 50 that control the flow of the hull 23 to the stern propeller 30.
図8(a)は、図7の船尾構造をプロペラの回転方向側(スケグの内側)から見た側面図である。同図に示すようにプロペラ30の回転方向側Aには、ダクト40が、船体20をプロペラ軸31の高さで船側から側面視した場合、プロペラ軸31に対してその中心軸Cが上下にわたり、かつ、プロペラ軸31と重なる位置に形成されている。
図8(b)は、図7の船尾構造をプロペラの反回転方向側(スケグの外側)から見た側面図である。同図に示すようにプロペラ30の反回転方向側Bには、ダクト50の中心軸Cがプロペラ軸31と略平行になるように取り付けられている。
Fig.8 (a) is the side view which looked at the stern structure of FIG. 7 from the rotation direction side (inner side of skeg) of a propeller. As shown in the figure, on the rotational direction side A of the propeller 30, when the duct 40 is viewed from the side of the ship body 20 at the height of the propeller shaft 31, the center axis C extends vertically with respect to the propeller shaft 31. And it is formed in the position which overlaps with propeller axis 31.
FIG.8 (b) is the side view which looked at the stern structure of FIG. 7 from the anti-rotation direction side (outside of skeg) of the propeller. As shown in the drawing, the central axis C of the duct 50 is attached to the counter-rotation direction side B of the propeller 30 so as to be substantially parallel to the propeller shaft 31.
船尾双胴型船舶23は、船尾に2つのスケグ60を備えており、スケグ60の間のトンネル部に非常に強い上昇流が発生する。この上昇流を利用するため、2つのスケグ60の船尾側に各々設けられているプロペラ30は、トンネル内側において下方に回転するいわゆる内回りの回転で使用される。そこで、スケグ60の内側にダクト40を設けることにより、上昇流をプロペラ30の対向流としてさらに有効利用することができるから、推進効率を一層向上させることが可能となる。また、スケグ60の外側にダクト50を設けることにより、水流を整えて推進効率を向上させることが可能となる。 The stern catamaran vessel 23 includes two skegs 60 at the stern, and a very strong upward flow is generated in a tunnel portion between the seg 60. In order to utilize this upward flow, the propellers 30 provided on the stern sides of the two skegs 60 are used in a so-called inward rotation that rotates downward inside the tunnel. Therefore, by providing the duct 40 inside the skeg 60, the upward flow can be used more effectively as the counter flow of the propeller 30, and the propulsion efficiency can be further improved. Further, by providing the duct 50 outside the skeg 60, it becomes possible to improve the propulsion efficiency by arranging the water flow.
上述したように、船尾双胴型船舶23のプロペラ30はトンネル内の上昇流を利用するため、通常、内回りの回転で使用される。しかし、例えば、網の巻き上げ防止などを目的として、外回りの回転で使用される場合もある。以下、図9に基づいて、外回りの回転で用いられる場合に好適な形態について説明する。 As described above, since the propeller 30 of the stern catamaran vessel 23 uses the upward flow in the tunnel, it is normally used in an inward rotation. However, for example, it may be used in outward rotation for the purpose of preventing the net from being rolled up. In the following, based on FIG. 9, a mode suitable for use in outward rotation will be described.
図9は本実施形態による船尾構造(その2)を模式的に示す正面図である。同図に示す船尾構造14は、プロペラ30が外回りである点において、図7に示した船尾構造13と異なっている。このため、スケグ60の外側が回転方向側となり、スケグ60の内側が反回転方向となる点において内回りのものとは異なっている。しかし、船尾構造をプロペラの回転方向側、反回転方向側から見た側面図は図8(a)、図8(b)と同じである。 FIG. 9 is a front view schematically showing the stern structure (No. 2) according to the present embodiment. The stern structure 14 shown in the figure is different from the stern structure 13 shown in FIG. 7 in that the propeller 30 is outward. For this reason, the outer side of the skeg 60 is the rotation direction side, and the inner side of the skeg 60 is the anti-rotation direction, which is different from the inner one. However, the side view of the stern structure viewed from the propeller rotation direction side and the counter-rotation direction side is the same as FIGS. 8 (a) and 8 (b).
このように、船尾双胴型船舶において、スケグの間のトンネル部の上昇流を利用することができない場合にも、スケグの左右に非対称な付加物を設けることにより、プロペラの推進効率を向上させることができる。
図7〜図9に基づいた上記説明では、ダクト状の付加物を設けた構成について説明したが、船尾双胴型船舶においても実施の形態1において説明した別の種類の付加物を単独でまたは併用して用いてもよい。
As described above, in the stern catamaran vessel, even when the upward flow of the tunnel portion between the skegs cannot be used, the propeller propulsion efficiency is improved by providing asymmetrical additions on the left and right sides of the skegs. be able to.
In the above description based on FIG. 7 to FIG. 9, the configuration in which the duct-shaped appendage is provided has been described. However, in the stern catamaran vessel, another type of appendage described in the first embodiment is used alone or You may use together.
本発明は、種々の船舶に広く適用できるものである。また、本発明の船尾構造を船舶の建造時に設けることも、既存の船舶に後付で設けることも可能である。 The present invention can be widely applied to various ships. Further, the stern structure of the present invention can be provided at the time of construction of a ship, or can be provided later on an existing ship.
10、11、12、13、14 船尾構造
20、23 船体
30 プロペラ
31 プロペラ軸
40、50 ダクト(付加物)
41、51 フィン(付加物)
42、52 付加物
10, 11, 12, 13, 14 Stern structure 20, 23 Hull 30 Propeller 31 Propeller shaft 40, 50 Duct (Addition)
41, 51 Fins (additions)
42, 52 Additives
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