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公開番号2023112622
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-08-14
出願番号2022014552
出願日2022-02-01
発明の名称推進性能向上装置
出願人流体テクノ株式会社
代理人個人
主分類B63H 5/16 20060101AFI20230804BHJP(船舶またはその他の水上浮揚構造物;関連艤装品)
要約【課題】プロペラによる推進装置を備えた船舶において、プロペラ後流における旋回流の発生を防止し、推進効率を向上する。
【解決手段】プロペラの前流に取付けられるフィンにおいて、プロペラが上昇する側でのフィンの取り付け位置を、プロペラが下降する側でのフィンの取り付け位置より上流側にすることで、プロペラに流入する流れを、より効果的に旋回方向と逆向きに矯正し、もって後流における旋回流の発生を低減し、推進効率の向上を図る。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
プロペラの回転方向と逆向きの旋回流を発生させるように前記プロペラの前方（船首側）に配置され、前記プロペラの回転軸を中心に放射状に延びる複数のフィンを具備し、
前記複数のフィンのうち、
プロペラ翼が上昇する側のフィンの取り付け位置が、プロペラ翼が下降する側のフィンの取り付け位置より、フィン前縁、フィン後縁共、前方(船首側)にあることを特徴とする
船舶の推進性能向上装置。
続きを表示（約 310 文字）【請求項２】
プロペラ翼が上昇する側のフィンと、プロペラ翼が下降する側のフィンの後縁同士の船長方向の距離（ｌ
0
）がプロペラ直径Ｄ
p
の１％から８％の範囲にあることを特徴とする
請求項１記載の船舶の推進性能向上装置。
【請求項３】
プロペラ翼が上昇する側のフィンの半径（フィン先端とプロペラ軸心との距離）が、プロペラ半径の６０％から１１５％の範囲にあり、かつ、プロペラ翼が下降する側のフィンの半径（フィン先端とプロペラ軸心との距離）が、プロペラ半径の３５％から５５％の範囲にあることを特徴とする
請求項１又は２記載の船舶の推進性能向上装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶のプロペラ前方に設けられた推進性能向上装置に関するものである。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、急速に進行する地球温暖化を防止するため、全世界的にＣＯ
2
削減規制があらゆる技術分野において課せられつつあり、船舶においても早急に対策を進める必要がある。船舶は一般的に、化石燃料をもとに内燃機関で発生した動力によりプロペラを回転することで推進力を得ている。従って
ＣＯ
2
削減のための重要な方策として、推進効率の向上による燃料消費量の削減がある。
【０００３】
従来から船舶のプロペラ推進効率を向上させるために、プロペラの回転によって後流に生じる旋回流を減少させる手法がある。これは、プロペラ後流に生じる旋回流は、推進力としては全く寄与しないため、その旋回流を減少させることにより、プロペラ推進効率を向上させようとするものである。
【０００４】
そこで、プロペラ後流の旋回流の発生を未然に防ぐため、プロペラの前流で、予めプロペラの回転と逆の向きの回転を付与する装置、いわゆるリアクションフィンが採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開平０５－１８５９８６号公報
特開２０１０－１７９８６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
船舶の推進効率向上を目的とした、いわゆるリアクションフィンは、船体に沿って尾部に達した流れにおいて、プロペラに流入する前に予めプロペラ回転と逆向きの旋回流を形成することで、損失の要因の一つであるプロペラ後流の旋回流の発生を防止するものである。従ってフィンの効果を有効に得るためには、船体尾部における流れの状況を踏まえた上で、適正なフィンの形状を用いる必要がある。
【０００７】
図１にプロペラに流入する流れの様子をプロペラ前面（プロペラ軸に垂直な断面）において示す。
左側の図は、プロペラ回転軸に垂直な断面において、流れの軸方向の成分を船速で無次元化したものであり、回転軸から離れた箇所では流れは船速に一致するが、回転軸の近傍で流れが低下していることがわかる。
右側の図は、プロペラ回転軸に垂直な断面内における流速成分を示したものであり、矢印は流れの向きを、その長さは流速の大きさを示す。プロペラに流入する流れは、船体対称面を境として左右対称であり、船体底部に沿ってきた流れが、船底のせり上がりで水面方向へ上昇し、一方船側に沿ってきた流れが、船幅の絞りによって船体対称面方向へ寄せられ、共に船体対称面付近で左右の流れが合流すると水面から下方へ偏向しプロペラ軸付近に達している。
【０００８】
このように、プロペラ前面の流れは船体対称面に関して左右対称な流れであるが、プロペラ軸を通る水平面を境にして上方と下方、またプロペラ回転の径方向では半径の中間部を境にして、先端部と根元側とで、大きく傾向が異なる。
【０００９】
特許文献１では、図４に示すとおりプロペラ上流側にプロペラ軸を中心にほぼ放射状に複数のフィンを設置し、それぞれのフィンの半径（フィン先端からプロペラ軸心までの距離，以下同じ）と取付け角度を調整することでプロペラに流入する流れに回転方向と逆向きの回転を付与しプロペラ後流における旋回流発生の防止を図っている。
ただコストの面から、フィンの長さ方向軸に関する捻りが生じないようにしている。そのため異なる様相を呈するフィン先端部と根元側とのいずれに対しても適切であるとは言い難い。
更にプロペラ軸に水平に取り付けられたフィンは、船体の上下方向の揺動の際大きな荷重がかかるため、構造強度を十分にとる必要があり、特に小型の船舶では実用上適用が困難な場合がある。
【００１０】
特許文献２では、図５に示すとおり特許文献１と同様に、コストの面から、フィンの長さ方向軸に関する捻りが生じないようにしており、そのため異なる様相を呈するフィン先端部と根元側とのいずれに対しても適切であるとは言い難いとの欠点がある。
またプロペラ軸に水平な近傍に取り付けられたフィンの長さを短くすることで流体による荷重を低減し、構造上の対策を容易にして実用性を高め、一方では、船体尾部のスターンフレームに鉛直に整流板を取り付け、プロペラ回転方向と逆向きの流れに偏向することで、フィンの効果と合わせ、プロペラ後流における旋回流発生の防止を図っているが、新たに整流板を設置するためコストが多大になってしまう不利益があった。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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