專利名稱：：船舶用導(dǎo)管及帶船舶用導(dǎo)管的船舶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及設(shè)置在船舶的船尾的船舶用導(dǎo)管以及設(shè)置有船舶用導(dǎo)管的帶船舶用導(dǎo)管的船舶。
背景技術(shù)：
：在船舶中，回收在船體前進時損失的能量、獲得節(jié)能效果的裝置作為節(jié)能設(shè)備的一種，有設(shè)置在推進器的前方的筒狀裝置(稱作導(dǎo)管或噴嘴)(例如參照專利文獻l、2)。專利文獻1實用新型注冊公報笫2555130號公報(第2頁，圖專利文獻2特開平11-278383號公報(第2~3頁，圖2)但是，在專利文獻1中公開的實用新型中，雖然通過在船體的船尾與推進器之間設(shè)置既定形狀的環(huán)狀噴嘴(與船舶用導(dǎo)管相同，以下稱作"船舶用導(dǎo)管，，)能夠提高船殼效率及推進效率，但是由于包括該船舶用導(dǎo)管的軸心的截面形狀(以下稱作"截面形狀")是以翼型為代表的流體力學(xué)上流線型的形狀，所以為三維復(fù)雜的曲面。特別是，導(dǎo)管的前緣部(船首側(cè)緣部)在包括軸心的截面中存在曲率較大的(與曲率半徑較小的相同)彎曲部分，并且在垂直于軸心的截面中也以圓弧狀彎曲。因此，(a)—邊加熱一邊進行彎曲加工的"線狀加熱，，需要熟練的加工技能，與沖壓加工相比有加工工時數(shù)大幅度增多的問題，并且由于具有熟練的加工技能的技工減少，所以將來難以使用該加工方法。(b)此外，由于船舶用導(dǎo)管的船首側(cè)緣部的上側(cè)有槽狀切口部，即、相對于船舶用導(dǎo)管的船尾側(cè)緣部是圓環(huán)狀，船舶用導(dǎo)管的船首側(cè)緣部是大致C字狀，只是通過該槽狀切口部連接在船體的兩舷上，所以導(dǎo)管的剛性較低，容易產(chǎn)生振動。此外，在專利文獻2中公開的發(fā)明中，將極厚板鋼板通過沖壓加工成形為圓環(huán)狀，通過機械加工將其截面形狀成形為翼型。因此，(c)由于機械加工的費用較高，所以有制造成本高漲的問題。(d)此外，由于能夠進行這樣的機械加工的機械限定于特定的機械，所以能夠進行制造的工廠受到限制，有運輸費用的增加、以及加工等待帶來的工期長的問題。(e)此外，雖然支承推進器的船尾輪轂與船舶用導(dǎo)管的上側(cè)內(nèi)表面由截面翼型的支柱連結(jié)，但是由于導(dǎo)管的剛性不夠高，所以容易發(fā)生振動的問題是未解決的。此外，船舶用導(dǎo)管(大致圓環(huán)狀部)以及支柱都是截面翼型，需要通過機械加工形成，所以有加工成本高漲的問題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于上述問題而做出的，目的是提供一種在維持作為節(jié)能設(shè)備的性能的同時能夠抑制制造成本、并且能夠防止產(chǎn)生振動的船舶用導(dǎo)管、以及設(shè)置有該船舶用導(dǎo)管的帶船舶用導(dǎo)管的船舶。(1)有關(guān)本發(fā)明的船舶用導(dǎo)管是設(shè)置在船體尾部的船舶用導(dǎo)管，具有筒狀的導(dǎo)管外板，船首側(cè)比船尾側(cè)直徑大；筒狀的船尾側(cè)內(nèi)板，在收納在上述導(dǎo)管外板的內(nèi)部中的狀態(tài)下連接在上述導(dǎo)管外板的船尾側(cè)緣部上；船首側(cè)內(nèi)板，在收納在上述導(dǎo)管外板的內(nèi)部中的狀態(tài)下將上述導(dǎo)管外板的船首側(cè)緣部與上述船尾側(cè)內(nèi)板的船首側(cè)緣部平滑地連結(jié)；多個板狀支桿，將上述船體與上述船尾側(cè)內(nèi)板連結(jié)。(2)在上述(1)中，其特征在于，上述導(dǎo)管外板的上側(cè)比下側(cè)長，并且上述船尾側(cè)內(nèi)板的上側(cè)比下側(cè)長。(3)在上述(1)或(2)中，其特征在于，上述船尾側(cè)內(nèi)板是圓筒或圓錐的一部分。(4)在上述(1)~(3)的任一項中，其特征在于，沿著上述導(dǎo)管外板的船首側(cè)緣部設(shè)置有管材或棒材；在該管材或棒材上連接有上述船首側(cè)內(nèi)板的船首側(cè)緣部。(5)此外，有關(guān)本發(fā)明的帶船舶用導(dǎo)管的船舶具有船體；突出設(shè)置在該船體尾部的推進器；設(shè)置在上述船體尾部上的上述(1)~(4)中任一項所述的船舶用導(dǎo)管。(i)因而，根據(jù)本發(fā)明，由于將船舶用導(dǎo)管的船尾側(cè)內(nèi)板與船體連結(jié)的板狀支桿與翼型的支桿相比形狀簡單，所以制造較容易。此外，由于簡單形狀的板狀支桿連接在筒單形狀的船尾側(cè)內(nèi)板(沒有曲率較大的部位)上，接合較容易，進而，由于船舶用導(dǎo)管由多個板狀支桿連結(jié)在船體上，所以能夠防止振動的產(chǎn)生。(ii)進而，由于導(dǎo)管外板及船尾側(cè)內(nèi)板在側(cè)視中上側(cè)比下側(cè)長，所以對應(yīng)于船尾形狀的設(shè)計的自由度增加，節(jié)能效果增大。(iii)此外，由于船尾側(cè)內(nèi)板是圓筒或圓錐的一部分、即棱線是直線，所以能夠通過板材的二維彎曲加工來制造船尾側(cè)內(nèi)板，并且由于多個板狀支桿連結(jié)在直線狀的棱線上，所以連結(jié)作業(yè)變得容易且迅速，能夠?qū)崿F(xiàn)制造成本的降低及工期的縮短。(iv)由于沿著導(dǎo)管外板的船首側(cè)緣部設(shè)置管材或棒材、在該管材或棒材上連接有船首側(cè)內(nèi)板的船首側(cè)緣部，所以不需要船首側(cè)內(nèi)板的船首側(cè)緣部的曲率較大的(與曲率半徑較小的相同)彎曲加工，所以制造變得容易，促進了船舶用導(dǎo)管的制造成本的進一步降低及工期的進一步縮短。(v)進而，根據(jù)本發(fā)明，由于設(shè)置有上述(1)至(4)的任一項所述的船舶用導(dǎo)管，所以能夠在制造成本降低的同時實現(xiàn)推進性能的提高。圖1是表示有關(guān)本發(fā)明的實施方式1的帶船舶用導(dǎo)管的船舶的概要側(cè)視圖。圖2是表示有關(guān)本發(fā)明的實施方式2的船舶用導(dǎo)管的概要側(cè)視圖。圖3是表示為了確認圖1所示的帶船舶用導(dǎo)管的船舶的節(jié)能效果而使用的船舶用導(dǎo)管的立體圖。圖4是用來說明圖1所示的帶船舶用導(dǎo)管的船舶的節(jié)能效果的側(cè)視圖。圖5是從船尾方向觀察的確認圖1所示的帶船舶用導(dǎo)管的船舶的減振效果而使用的船舶用導(dǎo)管的主視圖。圖6是示意地表示有關(guān)本發(fā)明的實施方式3的船舶用導(dǎo)管的俯視圖。圖7是示意地表示有關(guān)本發(fā)明的實施方式4的船舶用導(dǎo)管的立體圖。附圖標記說明1帶船舶用導(dǎo)管的船舶2船體3推進器4筒狀導(dǎo)管5支桿6船舶用導(dǎo)管7整流板8船舶用導(dǎo)管9舵底承(》少/)2c船體中心面3c推進器軸4c導(dǎo)管軸5c中心面(支桿)40筒狀導(dǎo)管41船尾側(cè)外板42船首側(cè)外板43導(dǎo)管外板44船首側(cè)內(nèi)板45船尾側(cè)內(nèi)板46導(dǎo)管內(nèi)板50支桿54側(cè)面60船舶用導(dǎo)管as仰角6d開口角度6s傾斜角Dn船尾側(cè)直徑Hs偏位距離Lb下側(cè)長度Ld上側(cè)長度具體實施例方式[實施方式l:帶船舶用導(dǎo)管的船舶圖1表示有關(guān)本發(fā)明的實施方式1的帶船舶用導(dǎo)管的船舶的概要，圖1(a)是局部側(cè)視圖，圖1(b)是從船尾側(cè)觀察的剖視圖。在圖1中，帶船舶用導(dǎo)管的船舶1具有船體2、突出設(shè)置在船體2尾部(圖中右側(cè))的推進器3、和設(shè)置在船體2尾部的船舶用導(dǎo)管6。船舶用導(dǎo)管6由筒狀導(dǎo)管4、和將筒狀導(dǎo)管4與船體2連結(jié)的一對支桿5構(gòu)成。筒狀導(dǎo)管4的外輪廓在側(cè)視(與觀察船側(cè)的方向相同)中為大致梯形(在圖l(a)中，由連接位置A-位置B-位置D-位置C的線段形成)，在正視(與觀察船尾的方向相同)中是截面圓形(參照圖1(b))的大致圓錐形的一部分。另外，筒狀導(dǎo)管4的船首側(cè)緣部(遠離推進器3的范圍)在上側(cè)(相當于船橋側(cè)或水面?zhèn)?及下側(cè)(相當于船底側(cè)或海底側(cè))分別設(shè)有切口部，通過該切口部連接在船體2上，所以筒狀導(dǎo)管4的船首側(cè)緣部的截面由一對大致半圓狀部件形成。此外，筒狀導(dǎo)管4的船尾側(cè)緣部(接近于推進器3的范圍)呈現(xiàn)與舵底承9連接的部分缺損的大致C字狀。另外，圖中分別將船體2的對稱面用單點虛線(以下稱作"船體中心面")2c、將推進器3的中心軸用單點虛線(以下稱作"推進器軸")3c、將筒狀導(dǎo)管4的中心軸用單點虛線(與單點虛線3c—致，以下稱作"導(dǎo)管軸")4c、將水面的一例用實線(以下稱作"水平面")lc表示。在推進器3的直徑為"Dn"時，筒狀導(dǎo)管4的船尾側(cè)直徑Dn(位置C-位置D的距離)、筒狀導(dǎo)管4的上側(cè)長度Ld(線段AC的長度)、筒狀導(dǎo)管4的下側(cè)長度Lb(線段BD的長度)、以及筒狀導(dǎo)管4向船首方向擴徑的比例(圖中線段AC與導(dǎo)管軸4c所成的角度、線段BD與導(dǎo)管軸4c所成的角度，以下稱作"開口角度，，)6d在周向上是一定的，分別在以下的范圍內(nèi)。0.40xD"D1".0xDn0.40xDn<Ld<1.0xDn0.02xDn《Lb《1.0xDnLb《Ld5°<6d<20°[實施方式2:船舶用導(dǎo)管一之一圖2表示有關(guān)本發(fā)明的實施方式2的船舶用導(dǎo)管的概要，圖2(a)是側(cè)視圖，圖2(b)是從船尾側(cè)觀察的主視圖。另外，對于與實施方式l(圖1)相同的部分賦予與其相同的附圖標記而省略一部分的說明。在圖2中，筒狀導(dǎo)管4是設(shè)置在圖1所示的帶船舶用導(dǎo)管的船舶1的右舷上的導(dǎo)管。構(gòu)成船舶用導(dǎo)管6的一對支桿5相對于水平面lc在側(cè)視中以"仰角as"、在正視中以"傾斜角6s"對稱地設(shè)在船體2的兩舷上。此外，一對支桿5的中心面5c(用單點虛線表示)在船體中心面2c上交叉，該交叉線與包括筒狀導(dǎo)管4的船尾側(cè)緣部的面的交點Q從推進器軸3c的離開距離(以下稱作"偏位距離")僅為Hs。即，如果筒狀導(dǎo)管4與支桿5的距離近，支桿5的效果則會變小，所以筒狀導(dǎo)管4與支桿5互不干涉的位置關(guān)系設(shè)定在如下范圍為佳。-30°<as<30°-0.3xDn<Hs<0.3xDn-45°《6s《45°另外，在圖1中，表示以下的情況。ots=0°Hs=06s=0Q(節(jié)能效果)圖3所示的是確認圖1所示的帶船舶用導(dǎo)管的船舶的節(jié)能效果而使用的船舶用導(dǎo)管的立體圖，圖3(a)是具備支桿的船舶用導(dǎo)管，圖3(b)是不具備支桿的筒狀導(dǎo)管。為了確認支桿5給節(jié)能效果帶來的影響而使用的水槽是長度240m、寬度18m、深度8m的船模型試驗水槽，供試模型船的長約8m，船型是大型的散裝貨輪。并且，支桿5的截面形狀是與筒狀導(dǎo)管4的截面形狀相同厚度的平板，弦(3-卜"長與推進器軸3c相同高度的筒狀導(dǎo)管4的弦長相同。表1表示在沒有安裝支桿5(僅設(shè)置了筒狀導(dǎo)管4)的情況下的馬力為"100"時的馬力比較。如果與僅設(shè)置了筒狀導(dǎo)管4(沒有支桿5)的情況相比較，則在裝備了具備支桿5的船舶用導(dǎo)管6的情況下，馬力減輕了約1%。由此，可以確認通過安裝支桿5，節(jié)能效果提高。另外，在本試驗中，雖然支桿5不是翼型截面、而是由平板形成，但不會降低節(jié)能效果。另外，由于筒狀導(dǎo)管4設(shè)置在船體上，所以準確的說不是完全的圓環(huán)，而是在兩處或一處有切口的圓弧部形成的。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>※將無支桿的馬力換算為100圖4是用來說明圖1所示的帶船舶用導(dǎo)管的船舶的節(jié)能效果的側(cè)視圖。另外，對于與圖1相同的部分賦予與其相同的附圖標記而省略一部分的說明。在圖4中，如果將支桿5安裝在筒狀導(dǎo)管4上，則流入到推進器3的前方、筒狀導(dǎo)管4的后方(在圖4中用剖面線表示)范圍中的流場的分布變化，作為決定需要馬力的自航要素之一的有效伴流系數(shù)"l-Wt"提高。因此，與沒有支桿5的僅設(shè)置了筒狀導(dǎo)管4的情況相比較，馬力降低效果提高。表2表示上述試驗中的"1-Wt"的比較。由于1-Wt越小需要馬力越低，在試驗結(jié)果中通過添加支桿5而使1-Wt降低了約1.2%，所以能夠確認支桿5有利于馬力降低。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>※將無支桿的1-Wt換算為100(減振效果)圖5是從船尾方向觀察的確認圖1所示的帶船舶用導(dǎo)管的船舶的減振效果而使用的船舶用導(dǎo)管的主視圖。推進器3旋轉(zhuǎn)帶來的流場的周期性的變動頻率如果接近于筒狀導(dǎo)管4的固有振動頻率，則容易發(fā)生共振。例如，如果是1次模式的振動，則在遠離船體2與筒狀導(dǎo)管4的連接部分24d、24b的地方(用剖面線表示)容易發(fā)生振動(參照圖5)。在容易發(fā)生這樣的共振現(xiàn)象的情況下，通過在容易發(fā)生該振動的部分上設(shè)置將船體2與筒狀導(dǎo)管4連接的支桿5，能夠使筒狀導(dǎo)管4的固有振動頻率遠離流場的變動頻率。此外，筒狀導(dǎo)管的剛性同時得到了提高，能夠避免振動。另外，支桿的個數(shù)并沒有限定，通過解析等決定，使導(dǎo)管的固有振動頻率遠離流場的變動頻率。該振動防止效果在截面的厚度較薄的導(dǎo)管的情況下是特別有效的。此外，筒狀導(dǎo)管4的外殼在側(cè)視中圖示了上側(cè)比下側(cè)長的結(jié)構(gòu)，但也可以是上側(cè)與下側(cè)相等的長度。[實施方式3:船舶用導(dǎo)管一之二圖6示意地是表示有關(guān)本發(fā)明的實施方式3的船舶用導(dǎo)管的俯視圖。在圖6中，船舶用導(dǎo)管60代替帶船舶用導(dǎo)管的船舶1的船舶用導(dǎo)管6而設(shè)置。船舶用導(dǎo)管60由筒狀導(dǎo)管40和一對支桿50構(gòu)成，支桿50在筒狀導(dǎo)管40上的設(shè)置形式基于實施方式2(圖2)。筒狀導(dǎo)管40是由導(dǎo)管外板43和導(dǎo)管內(nèi)板46形成的筒狀體。導(dǎo)管外板43由船首側(cè)比船尾側(cè)直徑大、上側(cè)比下側(cè)長的作為大致圓錐的一部分的船尾側(cè)外板41、和連接在船尾側(cè)外板41的船首側(cè)緣部上、越接近于船首側(cè)緣部內(nèi)徑越逐漸減少的船首側(cè)外板42形成。導(dǎo)管內(nèi)板46由船首側(cè)比船尾側(cè)直徑大、上側(cè)比下側(cè)長的作為圓錐或圓筒的一部分的船尾側(cè)內(nèi)板45、和連接在船尾側(cè)內(nèi)板45的船首側(cè)緣部上、越接近于船首側(cè)緣部內(nèi)徑越逐漸擴大的船首側(cè)內(nèi)板44形成。船首側(cè)外板42的船首側(cè)緣部與船首側(cè)內(nèi)板44的船首側(cè)緣部連接。并且，在船尾側(cè)內(nèi)板45上連接有支桿50。即，由于船尾側(cè)內(nèi)板45的棱線是直線，所以支桿50連接在船尾側(cè)內(nèi)板45上的側(cè)面54為直線。由此，船尾側(cè)內(nèi)板45及支桿50各自的制作變得容易，并且船尾側(cè)內(nèi)板45與支桿50的連接變得簡便、容易，所以船舶用導(dǎo)管60的施工成本變得便宜。另外本發(fā)明并不限于船首側(cè)外板42的船首側(cè)緣部與船首側(cè)內(nèi)板44的船首側(cè)緣部連接的形式，例如也可以在船首側(cè)外板42的船首側(cè)緣部與船首側(cè)內(nèi)板44的船首側(cè)緣部之間設(shè)置管體或棒體、在該管體或棒體上分別接合船首側(cè)外板42的船首側(cè)緣部與船首側(cè)內(nèi)板44的船首側(cè)緣部。此時，由于能夠省略船首側(cè)外板42的船首側(cè)緣部附近以及船首側(cè)內(nèi)板44的船首側(cè)緣部附近的、曲率較大的(曲率半徑較小的)彎曲加工(三維彎曲加工)，所以制造成本便宜。進而，也可以代替內(nèi)徑逐漸減少的船首側(cè)外板42而將導(dǎo)管外板43的整個區(qū)域做成成形為圓錐的一部分的船尾側(cè)外板41(相同于看作成形為將船首側(cè)外板42連接在船尾側(cè)外板41上的圓錐的一部分)。此時，由于導(dǎo)管外板43在整個區(qū)域中具有直線狀的棱線，所以能夠通過簡單的二維彎曲來制造，制造成本變得便宜。并且，如果同時設(shè)置上述管體或棒體，則制造成本會更便宜。[實施方式4:船舶用導(dǎo)管一之三圖7示意的是本發(fā)明的實施方式4的船舶用導(dǎo)管的立體圖。在圖7中，船舶用導(dǎo)管8是在帶船舶用導(dǎo)管的船舶1的船舶用導(dǎo)管6中、在支桿5的上表面上設(shè)置了整流板7的結(jié)構(gòu)。整流板7由于水平面lc平行于船體中心面2c、促進了筒狀導(dǎo)管4內(nèi)的整流效果，所以促進了流入到推進器3的前方、筒狀導(dǎo)管4的后方(參照圖4所示的剖面線)的范圍中的流場的分布變化，決定需要馬力的作為自航要素之一的有效伴流系數(shù)"l-Wt"進一步提高。因此，馬力降低效果進一步提高。工業(yè)實用性由于本發(fā)明是以上的結(jié)構(gòu)，能夠在維持作為節(jié)能設(shè)備的性能的同時抑制制造成本、并且能夠防止振動的產(chǎn)生，所以能夠作為各種類型船舶的節(jié)能設(shè)備而廣泛使用。權(quán)利要求1、一種船舶用導(dǎo)管，設(shè)置在船體尾部，其特征在于，具有筒狀的導(dǎo)管外板，船首側(cè)比船尾側(cè)直徑大；筒狀的船尾側(cè)內(nèi)板，在收納在上述導(dǎo)管外板的內(nèi)部的狀態(tài)下連接在上述導(dǎo)管外板的船尾側(cè)緣部上；船首側(cè)內(nèi)板，在收納在上述導(dǎo)管外板的內(nèi)部的狀態(tài)下將上述導(dǎo)管外板的船首側(cè)緣部與上述船尾側(cè)內(nèi)板的船首側(cè)緣部平滑地連結(jié)；多個板狀支桿，將上述船體與上述船尾側(cè)內(nèi)板連結(jié)。2、如權(quán)利要求1所述的船舶用導(dǎo)管，其特征在于，上述導(dǎo)管外板的上側(cè)比下側(cè)長，并且上述船尾側(cè)內(nèi)板的上側(cè)比下側(cè)長。3、如權(quán)利要求1或2所述的船舶用導(dǎo)管，其特征在于，上述船尾側(cè)內(nèi)板是圓筒或圓錐的一部分。4、如權(quán)利要求1~3中任一項所述的船舶用導(dǎo)管，其特征在于，沿著上述導(dǎo)管外板的船首側(cè)緣部設(shè)置有管材或棒材；在該管材或棒材上連接有上述船首側(cè)內(nèi)板的船首側(cè)緣部。5、一種帶船舶用導(dǎo)管的船舶，其特征在于，具有船體；突出設(shè)置在該船體尾部的推進器；設(shè)置在上述船體尾部的權(quán)利要求1~4中任一項所述的船舶用導(dǎo)管。全文摘要本發(fā)明提供一種在維持作為節(jié)能設(shè)備的性能的同時能夠抑制制造成本、并且能夠防止振動產(chǎn)生的船舶用導(dǎo)管、以及設(shè)置有該船舶用導(dǎo)管的帶船舶用導(dǎo)管的船舶。帶船舶用導(dǎo)管的船舶(1)具有船體(2)、推進器(3)、和設(shè)置在船體(2)尾部的船舶用導(dǎo)管(6)，船舶用導(dǎo)管(6)由筒狀導(dǎo)管(4)、和將筒狀導(dǎo)管(4)與船體(2)連結(jié)的一對支桿(5)構(gòu)成。一對支桿(5)相對于水平面(1c)以仰角(αs)、傾斜角(θs)對稱地設(shè)置在船體(2)的兩舷上。此外，一對支桿(5)的中心面(5c)相對于水平面(1c)以開口角度(θs)傾斜，與包括筒狀導(dǎo)管(4)的船尾側(cè)緣部的面的交點(Q)從推進器軸(3c)離開偏位距離(Hs)。文檔編號B63H5/15GK101200216SQ20071018020公開日2008年6月18日申請日期2007年10月11日優(yōu)先權(quán)日2006年12月13日發(fā)明者增田圣始,廣田和義,牧野功治申請人:萬國造船株式會社