專利名稱：：船舶用導管及帶船舶用導管的船舶的制作方法
技術領域：
：本發明涉及設置在船舶的船尾的船舶用導管以及設置有船舶用導管的帶船舶用導管的船舶。
背景技術：
：在船舶中，回收在船體前進時損失的能量、獲得節能效果的裝置作為節能設備的一種，有設置在推進器的前方的筒狀裝置(稱作導管或噴嘴)(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置既定形狀的環狀噴嘴(與船舶用導管相同，以下稱作"船舶用導管，，)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上流線型的形狀，所以為三維復雜的曲面。特別是，導管的前緣部(船首側緣部)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，由于船舶用導管的船首側緣部的上側有槽狀切口部，即、相對于船舶用導管的船尾側緣部是圓環狀，船舶用導管的船首側緣部是大致C字狀，只是通過該槽狀切口部連接在船體的兩舷上，所以導管的剛性較低，容易產生振動。此外，在專利文獻2中公開的發明中，將極厚板鋼板通過沖壓加工成形為圓環狀，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管的上側內表面由截面翼型的支柱連結，但是由于導管的剛性不夠高，所以容易發生振動的問題是未解決的。此外，船舶用導管(大致圓環狀部)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。
發明內容本發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能設備的性能的同時能夠抑制制造成本、并且能夠防止產生振動的船舶用導管、以及設置有該船舶用導管的帶船舶用導管的船舶。(1)有關本發明的船舶用導管是設置在船體尾部的船舶用導管，具有筒狀的導管外板，船首側比船尾側直徑大；筒狀的船尾側內板，在收納在上述導管外板的內部中的狀態下連接在上述導管外板的船尾側緣部上；船首側內板，在收納在上述導管外板的內部中的狀態下將上述導管外板的船首側緣部與上述船尾側內板的船首側緣部平滑地連結；多個板狀支桿，將上述船體與上述船尾側內板連結。(2)在上述(1)中，其特征在于，上述導管外板的上側比下側長，并且上述船尾側內板的上側比下側長。(3)在上述(1)或(2)中，其特征在于，上述船尾側內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，沿著上述導管外板的船首側緣部設置有管材或棒材；在該管材或棒材上連接有上述船首側內板的船首側緣部。(5)此外，有關本發明的帶船舶用導管的船舶具有船體；突出設置在該船體尾部的推進器；設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管。(i)因而，根據本發明，由于將船舶用導管的船尾側內板與船體連結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內板(沒有曲率較大的部位)上，接合較容易，進而，由于船舶用導管由多個板狀支桿連結在船體上，所以能夠防止振動的產生。(ii)進而，由于導管外板及船尾側內板在側視中上側比下側長，所以對應于船尾形狀的設計的自由度增加，節能效果增大。(iii)此外，由于船尾側內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內板，并且由于多個板狀支桿連結在直線狀的棱線上，所以連結作業變得容易且迅速，能夠實現制造成本的降低及工期的縮短。(iv)由于沿著導管外板的船首側緣部設置管材或棒材、在該管材或棒材上連接有船首側內板的船首側緣部，所以不需要船首側內板的船首側緣部的曲率較大的(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，根據本發明，由于設置有上述(1)至(4)的任一項所述的船舶用導管，所以能夠在制造成本降低的同時實現推進性能的提高。圖1是表示有關本發明的實施方式1的帶船舶用導管的船舶的概要側視圖。圖2是表示有關本發明的實施方式2的船舶用導管的概要側視圖。圖3是表示為了確認圖1所示的帶船舶用導管的船舶的節能效果而使用的船舶用導管的立體圖。圖4是用來說明圖1所示的帶船舶用導管的船舶的節能效果的側視圖。圖5是從船尾方向觀察的確認圖1所示的帶船舶用導管的船舶的減振效果而使用的船舶用導管的主視圖。圖6是示意地表示有關本發明的實施方式3的船舶用導管的俯視圖。圖7是示意地表示有關本發明的實施方式4的船舶用導管的立體圖。附圖標記說明1帶船舶用導管的船舶2船體3推進器4筒狀導管5支桿6船舶用導管7整流板8船舶用導管9舵底承(》少/)2c船體中心面3c推進器軸4c導管軸5c中心面(支桿)40筒狀導管41船尾側外板42船首側外板43導管外板44船首側內板45船尾側內板46導管內板50支桿54側面60船舶用導管as仰角6d開口角度6s傾斜角Dn船尾側直徑Hs偏位距離Lb下側長度Ld上側長度具體實施例方式[實施方式l:帶船舶用導管的船舶圖1表示有關本發明的實施方式1的帶船舶用導管的船舶的概要，圖1(a)是局部側視圖，圖1(b)是從船尾側觀察的剖視圖。在圖1中，帶船舶用導管的船舶1具有船體2、突出設置在船體2尾部(圖中右側)的推進器3、和設置在船體2尾部的船舶用導管6。船舶用導管6由筒狀導管4、和將筒狀導管4與船體2連結的一對支桿5構成。筒狀導管4的外輪廓在側視(與觀察船側的方向相同)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，筒狀導管4的船首側緣部(遠離推進器3的范圍)在上側(相當于船橋側或水面側)及下側(相當于船底側或海底側)分別設有切口部，通過該切口部連接在船體2上，所以筒狀導管4的船首側緣部的截面由一對大致半圓狀部件形成。此外，筒狀導管4的船尾側緣部(接近于推進器3的范圍)呈現與舵底承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、將筒狀導管4的中心軸用單點虛線(與單點虛線3c—致，以下稱作"導管軸")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，筒狀導管4的船尾側直徑Dn(位置C-位置D的距離)、筒狀導管4的上側長度Ld(線段AC的長度)、筒狀導管4的下側長度Lb(線段BD的長度)、以及筒狀導管4向船首方向擴徑的比例(圖中線段AC與導管軸4c所成的角度、線段BD與導管軸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。0.40xD"D1".0xDn0.40xDn<Ld<1.0xDn0.02xDn《Lb《1.0xDnLb《Ld5°<6d<20°[實施方式2:船舶用導管一之一圖2表示有關本發明的實施方式2的船舶用導管的概要，圖2(a)是側視圖，圖2(b)是從船尾側觀察的主視圖。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，筒狀導管4是設置在圖1所示的帶船舶用導管的船舶1的右舷上的導管。構成船舶用導管6的一對支桿5相對于水平面lc在側視中以"仰角as"、在正視中以"傾斜角6s"對稱地設在船體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管4的船尾側緣部的面的交點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，所以筒狀導管4與支桿5互不干涉的位置關系設定在如下范圍為佳。-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(節能效果)圖3所示的是確認圖1所示的帶船舶用導管的船舶的節能效果而使用的船舶用導管的立體圖，圖3(a)是具備支桿的船舶用導管，圖3(b)是不具備支桿的筒狀導管。為了確認支桿5給節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相同高度的筒狀導管4的弦長相同。表1表示在沒有安裝支桿5(僅設置了筒狀導管4)的情況下的馬力為"100"時的馬力比較。如果與僅設置了筒狀導管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，但不會降低節能效果。另外，由于筒狀導管4設置在船體上，所以準確的說不是完全的圓環，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所示的帶船舶用導管的船舶的節能效果的側視圖。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安裝在筒狀導管4上，則流入到推進器3的前方、筒狀導管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"l-Wt"提高。因此，與沒有支桿5的僅設置了筒狀導管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所示的帶船舶用導管的船舶的減振效果而使用的船舶用導管的主視圖。推進器3旋轉帶來的流場的周期性的變動頻率如果接近于筒狀導管4的固有振動頻率，則容易發生共振。例如，如果是1次模式的振動，則在遠離船體2與筒狀導管4的連接部分24d、24b的地方(用剖面線表示)容易發生振動(參照圖5)。在容易發生這樣的共振現象的情況下，通過在容易發生該振動的部分上設置將船體2與筒狀導管4連接的支桿5，能夠使筒狀導管4的固有振動頻率遠離流場的變動頻率。此外，筒狀導管的剛性同時得到了提高，能夠避免振動。另外，支桿的個數并沒有限定，通過解析等決定，使導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管的情況下是特別有效的。此外，筒狀導管4的外殼在側視中圖示了上側比下側長的結構，但也可以是上側與下側相等的長度。[實施方式3:船舶用導管一之二圖6示意地是表示有關本發明的實施方式3的船舶用導管的俯視圖。在圖6中，船舶用導管60代替帶船舶用導管的船舶1的船舶用導管6而設置。船舶用導管60由筒狀導管40和一對支桿50構成，支桿50在筒狀導管40上的設置形式基于實施方式2(圖2)。筒狀導管40是由導管外板43和導管內板46形成的筒狀體。導管外板43由船首側比船尾側直徑大、上側比下側長的作為大致圓錐的一部分的船尾側外板41、和連接在船尾側外板41的船首側緣部上、越接近于船首側緣部內徑越逐漸減少的船首側外板42形成。導管內板46由船首側比船尾側直徑大、上側比下側長的作為圓錐或圓筒的一部分的船尾側內板45、和連接在船尾側內板45的船首側緣部上、越接近于船首側緣部內徑越逐漸擴大的船首側內板44形成。船首側外板42的船首側緣部與船首側內板44的船首側緣部連接。并且，在船尾側內板45上連接有支桿50。即，由于船尾側內板45的棱線是直線，所以支桿50連接在船尾側內板45上的側面54為直線。由此，船尾側內板45及支桿50各自的制作變得容易，并且船尾側內板45與支桿50的連接變得簡便、容易，所以船舶用導管60的施工成本變得便宜。另外本發明并不限于船首側外板42的船首側緣部與船首側內板44的船首側緣部連接的形式，例如也可以在船首側外板42的船首側緣部與船首側內板44的船首側緣部之間設置管體或棒體、在該管體或棒體上分別接合船首側外板42的船首側緣部與船首側內板44的船首側緣部。此時，由于能夠省略船首側外板42的船首側緣部附近以及船首側內板44的船首側緣部附近的、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，也可以代替內徑逐漸減少的船首側外板42而將導管外板43的整個區域做成成形為圓錐的一部分的船尾側外板41(相同于看作成形為將船首側外板42連接在船尾側外板41上的圓錐的一部分)。此時，由于導管外板43在整個區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:船舶用導管一之三圖7示意的是本發明的實施方式4的船舶用導管的立體圖。在圖7中，船舶用導管8是在帶船舶用導管的船舶1的船舶用導管6中、在支桿5的上表面上設置了整流板7的結構。整流板7由于水平面lc平行于船體中心面2c、促進了筒狀導管4內的整流效果，所以促進了流入到推進器3的前方、筒狀導管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"l-Wt"進一步提高。因此，馬力降低效果進一步提高。工業實用性由于本發明是以上的結構，能夠在維持作為節能設備的性能的同時抑制制造成本、并且能夠防止振動的產生，所以能夠作為各種類型船舶的節能設備而廣泛使用。權利要求1、一種船舶用導管，設置在船體尾部，其特征在于，具有筒狀的導管外板，船首側比船尾側直徑大；筒狀的船尾側內板，在收納在上述導管外板的內部的狀態下連接在上述導管外板的船尾側緣部上；船首側內板，在收納在上述導管外板的內部的狀態下將上述導管外板的船首側緣部與上述船尾側內板的船首側緣部平滑地連結；多個板狀支桿，將上述船體與上述船尾側內板連結。2、如權利要求1所述的船舶用導管，其特征在于，上述導管外板的上側比下側長，并且上述船尾側內板的上側比下側長。3、如權利要求1或2所述的船舶用導管，其特征在于，上述船尾側內板是圓筒或圓錐的一部分。4、如權利要求1~3中任一項所述的船舶用導管，其特征在于，沿著上述導管外板的船首側緣部設置有管材或棒材；在該管材或棒材上連接有上述船首側內板的船首側緣部。5、一種帶船舶用導管的船舶，其特征在于，具有船體；突出設置在該船體尾部的推進器；設置在上述船體尾部的權利要求1~4中任一項所述的船舶用導管。全文摘要本發明提供一種在維持作為節能設備的性能的同時能夠抑制制造成本、并且能夠防止振動產生的船舶用導管、以及設置有該船舶用導管的帶船舶用導管的船舶。帶船舶用導管的船舶(1)具有船體(2)、推進器(3)、和設置在船體(2)尾部的船舶用導管(6)，船舶用導管(6)由筒狀導管(4)、和將筒狀導管(4)與船體(2)連結的一對支桿(5)構成。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，與包括筒狀導管(4)的船尾側緣部的面的交點(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日優先權日2006年12月13日發明者增田圣始,廣田和義,牧野功治申請人:萬國造船株式會社