JP2016193667A - Marine propeller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、船舶に使用される船舶用プロペラに関する。 The present invention relates to a marine propeller used for a marine vessel.
従来、プロペラファンや送風機用羽根車等の羽根に、セレーションを設けることで、騒音を低減することが行われている(例えば、特許文献1〜3参照。)。
特許文献1〜3に開示されたセレーションは、三角形状の山部と、逆三角形状の谷部と、が交互に配置された構成とされている。
山部は、羽根の一方の面から他方の面に向かう方向に傾斜した傾斜面を有している。谷部の底に対応する部分は、羽根の厚さ方向に対して、略平行とされた直線或いは幅の狭い面とされている。
Conventionally, noise is reduced by providing serrations on blades such as a propeller fan and an impeller for a blower (see, for example,
The serrations disclosed in
The mountain portion has an inclined surface inclined in a direction from one surface of the blade toward the other surface. The portion corresponding to the bottom of the valley is a straight line or a narrow surface that is substantially parallel to the blade thickness direction.
ところで、近年、環境保護団体等から、水中で回転する船舶用プロペラから発生する音や振動を小さくすることが望まれている。
そこで、船舶用プロペラから発生する音や振動を小さくする観点から、特許文献1〜3に開示されたセレーションを船舶用プロペラの翼に設けることが考えられる。
By the way, in recent years, it has been desired by environmental protection organizations and the like to reduce sound and vibration generated from a marine propeller that rotates in water.
Therefore, from the viewpoint of reducing sound and vibration generated from the marine propeller, it is conceivable to provide serrations disclosed in
この場合、山部は、翼の一方の面から他方の面に向かう方向に傾斜した傾斜面を有することになる。これにより、山部の一方の面側に形成されるカルマン渦と、山部の他方の面側に形成されるカルマン渦と、の位相をずらして、2つの渦が干渉することを抑制可能となる。これにより、プロペラ鳴音を低減することが可能となる。
なお、プロペラ鳴音は、特許文献1〜3に開示されたセレーションが低減可能な音とは、異なる種類の音である。
In this case, the peak portion has an inclined surface inclined in a direction from one surface of the wing toward the other surface. Thereby, it is possible to suppress the two vortices from interfering by shifting the phase of the Karman vortex formed on one surface side of the peak and the Karman vortex formed on the other surface side of the peak. Become. Thereby, it becomes possible to reduce propeller sound.
Note that the propeller sound is a different kind of sound from the sound that can be reduced by the serration disclosed in
一方、谷部の底に対応する部分には、上述したように、羽根の厚さ方向に対して、略平行とされた直線或いは幅の狭い面が形成されることになる。
これにより、谷部の一方の面側に形成されるカルマン渦と、谷部の他方の面側に形成されるカルマン渦と、の位相をずらすことが困難となる。このため、谷部では、プロペラ鳴音を低減することができないという問題が発生してしまう。
On the other hand, as described above, a straight line or a narrow surface that is substantially parallel to the thickness direction of the blade is formed in the portion corresponding to the bottom of the valley.
This makes it difficult to shift the phase between the Karman vortex formed on one side of the valley and the Karman vortex formed on the other side of the valley. For this reason, in the valley part, the problem that a propeller sound cannot be reduced will generate | occur | produce.
そこで、本発明は、水中で翼が回転することで発生するプロペラ鳴音を十分に低減することの可能な船舶用プロペラを提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the propeller for ships which can fully reduce the propeller sound generated when a wing | blade rotates in water.
上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る船舶用プロペラは、推進軸の後端に配置されるハブと、船首側に位置する負圧面、及び該負圧面の反対側に配置され、船尾側に位置する正圧面を含み、かつ前記バブの周方向に固定された複数の翼と、を有する船舶用プロペラであって、前記複数の翼は、翼本体と、前記翼本体の後縁部に設けられ、かつ該翼本体の後縁部の延在方向に対して、山部と、谷部と、が交互に配置されたセレーションと、を含み、前記山部は、前記負圧面から前記正圧面に向かう方向に傾斜、または前記正圧面から前記負圧面に向かう方向に傾斜する第1の傾斜面を有し、前記谷部は、前記負圧面から前記正圧面に向かう方向に傾斜、または前記正圧面から前記負圧面に向かう方向に傾斜する第2の傾斜面を有することを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, a marine propeller according to an aspect of the present invention is disposed at a hub disposed at a rear end of a propulsion shaft, a suction surface located on a bow side, and an opposite side of the suction surface, A marine propeller including a pressure surface located on the stern side and fixed in a circumferential direction of the bubbling, wherein the plurality of wings includes a wing body and a trailing edge of the wing body. And a serration in which crests and troughs are alternately arranged with respect to the extending direction of the trailing edge of the wing body, and the crests from the suction surface The first inclined surface is inclined in the direction toward the pressure surface, or is inclined in the direction from the pressure surface to the suction surface, and the valley portion is inclined in the direction from the suction surface to the pressure surface, Or a second inclined surface that is inclined in a direction from the positive pressure surface toward the negative pressure surface. And wherein the door.
本発明によれば、山部に設けられた第1の傾斜面により、山部の一方の面側(負圧面側または正圧面側)に形成されるカルマン渦と、山部の他方の面側(正圧面側または負圧面側)に形成されるカルマン渦と、の位相をずらして、2つのカルマン渦が干渉することを抑制可能(言い換えれば、翼の厚さ方向において、2つのカルマン渦が重ならないようにすることが可能)となる。
また、谷部に設けられた第2の傾斜面により、谷部の一方の面側(負圧面側または正圧面側)に形成されるカルマン渦と、谷部の他方の面側(正圧面側または負圧面側)に形成されるカルマン渦と、の位相をずらして、2つのカルマン渦が干渉することを抑制可能となる。
つまり、山部及び谷部の両方において、2つのカルマン渦が干渉することを抑制可能となる。これにより、水中で船舶用プロペラが回転した際に、セレーションから発生するプロペラ鳴音を十分に低減することができる。
According to the present invention, the Karman vortex formed on one surface side (the suction surface side or the pressure surface side) of the peak portion by the first inclined surface provided in the peak portion, and the other surface side of the peak portion It is possible to suppress the two Karman vortices from interfering with each other by shifting the phase of the Karman vortex formed on the pressure surface side or the suction surface side (in other words, in the thickness direction of the blade, It is possible to avoid overlapping).
Also, the Karman vortex formed on one surface side (negative pressure surface side or pressure surface side) of the valley portion by the second inclined surface provided in the valley portion and the other surface side (pressure surface side) of the valley portion Alternatively, it is possible to suppress the two Karman vortices from interfering with each other by shifting the phase of the Karman vortex formed on the suction surface side).
That is, it is possible to suppress the two Karman vortices from interfering with each other in both the mountain and valley. Thereby, when the marine propeller rotates in water, the propeller sound generated from the serration can be sufficiently reduced.
また、上記本発明の一態様に係る船舶用プロペラにおいて、前記翼本体は、軽量素材を含む材料で構成されており、前記複数の翼は、前記翼本体の後縁部の延在方向に沿うように、前記翼本体の後縁部に設けられ、前記軽量素材を含む材料よりも比重の大きい材料で構成されたウェイト部材を有し、前記セレーションを前記ウェイト部に設けてもよい。 Further, in the marine propeller according to one aspect of the present invention, the wing body is made of a material including a lightweight material, and the plurality of wings are along an extending direction of a rear edge portion of the wing body. As described above, the weight member may be provided at a rear edge portion of the wing body and made of a material having a specific gravity larger than that of the material including the lightweight material, and the serration may be provided in the weight portion.
このように、軽量素材を含む材料で翼本体を構成することで、翼本体の軽量化を図ることが可能となるため、プロペラを大型化させた場合でもプロペラ作動効率を向上させることができる。
また、軽量素材を含む材料よりも比重の大きい材料で構成されたウェイト部材を有することにより、翼の後縁部のモーダルマスを大きくすることが可能となる。これにより、水中で複数の翼が回転する際に発生するプロペラ鳴音以外の音や振動を十分に低減することができる。
As described above, since the wing body is made of a material including a lightweight material, the wing body can be reduced in weight, so that the propeller operating efficiency can be improved even when the propeller is enlarged.
Further, by having a weight member made of a material having a specific gravity greater than that of a material including a lightweight material, the modal mass at the trailing edge of the wing can be increased. Thereby, it is possible to sufficiently reduce sounds and vibrations other than the propeller sound generated when the plurality of wings rotate in water.
また、上記本発明の一態様に係る船舶用プロペラにおいて、前記軽量素材は、繊維強化プラスチック複合材料であってもよい。 In the marine propeller according to the aspect of the present invention, the lightweight material may be a fiber reinforced plastic composite material.
このように、軽量素材として、繊維強化プラスチック複合材料を用いることで、軽金属を翼本体の材料として用いた場合と比較して、翼本体をさらに軽量化することが可能となる。これにより、プロペラ作動効率をさらに向上させることができる。 Thus, by using a fiber reinforced plastic composite material as a lightweight material, it becomes possible to further reduce the weight of the wing body as compared with the case where a light metal is used as the material of the wing body. Thereby, the propeller operating efficiency can be further improved.
また、上記本発明の一態様に係る船舶用プロペラにおいて、前記翼本体の表面、及び前記ウェイト部材の表面を保護するコーティング層を有してもよい。 The marine propeller according to one embodiment of the present invention may further include a coating layer that protects the surface of the wing body and the surface of the weight member.
このように、翼本体の表面、及びウェイト部材の表面を保護するコーティング層を有することで、翼本体及びウェイト部材が直接水や海水に浸漬されることが無くなるため、水や海水から翼本体及びウェイト部材を保護することができる。 Thus, by having a coating layer that protects the surface of the wing body and the surface of the weight member, the wing body and the weight member are not directly immersed in water or seawater. The weight member can be protected.
また、上記本発明の一態様に係る船舶用プロペラにおいて、前記コーティング層は、耐水性及び耐食性を有する層であってもよい。 In the marine propeller according to one aspect of the present invention, the coating layer may be a layer having water resistance and corrosion resistance.
このように、コーティング層として、耐水性及び耐食性を有する層を用いることで、水中や海水中で船舶用プロペラが使用された際、翼本体及びウェイト部材を確実に水及び海水から保護することができる。 Thus, by using a layer having water resistance and corrosion resistance as a coating layer, when a marine propeller is used in water or seawater, the wing body and the weight member can be reliably protected from water and seawater. it can.
また、上記本発明の一態様に係る船舶用プロペラにおいて、前記翼本体は、補強部材と、該補強部材を被覆する外部材と、を有しており、前記補強部材は、前記翼本体の強度を確保可能で、かつ軽量な材料で構成されており、前記外部材は、前記繊維強化プラスチック複合材料で構成してもよい。 Further, in the marine propeller according to one aspect of the present invention, the wing body includes a reinforcing member and an outer member that covers the reinforcing member, and the reinforcing member has a strength of the wing body. The outer member may be made of the fiber-reinforced plastic composite material.
このように、翼本体を構成する補強部材を、翼本体の強度を確保可能な材料で、かつ軽量な材料で構成するとともに、翼本体を構成する外部材を、繊維強化プラスチック複合材料で構成することで、翼本体に十分な強度を付与した上で、翼本体の軽量化を図ることができる。 As described above, the reinforcing member that constitutes the wing body is made of a material that can ensure the strength of the wing body and is lightweight, and the outer member that constitutes the wing body is made of a fiber-reinforced plastic composite material. Thus, it is possible to reduce the weight of the wing body while providing sufficient strength to the wing body.
本発明によれば、水中で翼が回転することにより発生するプロペラ鳴音を十分に低減することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the propeller sound generated when a wing | blade rotates in water can fully be reduced.
以下、図面を参照して本発明を適用した実施の形態について詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、本発明の実施の形態の構成を説明するためのものであり、図示される各部の大きさや厚さや寸法等は、実際の船舶用プロペラの寸法関係とは異なる場合がある。 Embodiments to which the present invention is applied will be described below in detail with reference to the drawings. The drawings used in the following description are for explaining the configuration of the embodiment of the present invention, and the size, thickness, dimensions, etc. of each part shown in the figure are the dimensional relations of an actual marine propeller. May be different.
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る船舶用プロペラの斜視図である。図2は、図1に示す翼の平面図である。図2に示すB方向は、翼本体16の後縁部の延在方向(言い換えれば、ウェイト部材17、及びウェイト部材17の後縁部の延在方向)を示している。
図3は、図2に示す翼のA−A線方向の断面図である。図1〜図3に示す構造体において、同一構成部分には同一符号を付す。
(First embodiment)
FIG. 1 is a perspective view of a marine propeller according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view of the wing shown in FIG. The direction B shown in FIG. 2 indicates the extending direction of the rear edge of the wing body 16 (in other words, the extending direction of the
FIG. 3 is a cross-sectional view of the blade shown in FIG. 2 in the AA line direction. In the structure shown in FIGS. 1-3, the same code | symbol is attached | subjected to the same component.
図1〜図3を参照するに、本実施の形態の船舶用プロペラ10は、ハブ12と、複数の翼14と、を有する。
ハブ12は、推進軸11の後端を挿入可能なリング状部材であり、推進軸11の後端に固定されている。ハブ12は、その外周部に翼14の基端が 嵌合される嵌合用溝(図示せず)を複数有する。
With reference to FIGS. 1 to 3, the
The
複数の翼14は、ハブ12の周方向に所定の間隔で配置されている。なお、図1では、一例として、5枚の翼14を図示したが、翼14の枚数は、複数であればよく、5枚に限定されない。
翼14は、負圧面14aと、正圧面14bと、翼本体16と、後述するセレーション28を有するウェイト部材17と、接着層19と、コーティング層22と、を有する。
負圧面14aは、翼14の前方側(船首側)の面である。正圧面14bは、負圧面14aの反対側に位置する面(船尾側の面)である。
翼本体16は、軽量素材(例えば、繊維強化プラスチック複合材料)を含む材料で構成されており、補強部材24と、外部材25と、を有する。
The plurality of
The
The
The
補強部材24は、翼本体16の強度を確保可能な材料で構成された板状の部材である。補強部材24は、外部材25内に内設されている。補強部材24の外形は、例えば、翼14の外形を縮小させた形状とすることができる。補強部材24は、外部材25を構成する材料よりも強度の高い材料で構成されている。
このような補強部材24の材料としては、例えば、船舶用プロペラの材料として用いられるアルミ青銅合金、ニッケルアルミ合金、青銅合金、銅合金等の合金、或いは、金属のうち、比重が5未満とされた軽金属を用いるとよい。
補強部材24の材料となる軽金属としては、例えば、は、アルミニウム(比重2.7)、チタン(比重4.5)、アルカリ金属、アルカリ土類金属等を用いることができる。
The reinforcing
Examples of the material of the reinforcing
As the light metal used as the material of the reinforcing
外部材25は、補強部材24を被覆するように、補強部材24の外側に配置されている。外部材25は、翼本体16の外形の一部を構成している。
外部材25は、ウェイト部材17が接着(固定)される側の外部材25の端部からウェイト部材17の先端に向かう方向に突出する突出部25Aを有する。突出部25Aは、接着層19を介して、ウェイト部材17に設けられた後述する凹部17A内に固定される部分である。
The
The
このように、ウェイト部材17内に配置される突出部25Aを含む外部材25(翼本体16)と、突出部25Aを収容する凹部17Aを含むウェイト部材17と、を有することで、接着層19で接着されるウェイト部材17と翼本体16との間の接着面積を増加させることが可能となる。これにより、ウェイト部材17と翼本体16とを強固に接着することができる。
Thus, the
図3に示すように、突出部25Aの断面形状としては、補強部材24からウェイト部材17の先端に向かう方向に対して、厚さが薄くなるような形状(例えば、三角形や台形等)が好ましい。
突出部25Aの形状を上記形状とすることにより、翼本体16とウェイト部17とを接着層19で接着する際、凹部17A内に突出部25Aを容易に挿入することができる。
As shown in FIG. 3, the cross-sectional shape of the
By setting the shape of the
また、突出部25Aは、翼本体16の後縁部の延在方向(B方向)に対して連続して延在する1つの突出部として構成してもよいし、翼本体16の後縁部の延在方向に対して複数配置された突出部で構成してもよい。
Further, the protruding
突出部25Aの突出量は、翼14の大きさ、ウェイト部材17の幅(B方向と直交する方向の幅)の大きさ、及びウェイト部材17に設けられる凹部17Aの深さによって適宜選択することが可能であるが、例えば、5cm〜20cmの範囲内で適宜設定することができる。
The protruding amount of the protruding
外部材25は、軽量素材である繊維強化プラスチック複合材料で構成されている。繊維強化プラスチック複合材料としては、例えば、カーボン繊維強化プラスチック複合材料、アラミド繊維強化プラスチック複合材料、ガラス繊維強化プラスチック複合材料の単体或いはこれらを2種以上組み合わせた積層構造体を用いることができる。
また、異なる種類の繊維強化プラスチックを積層させる場合には、樹脂を用いて一体化させるとよい。
The
In addition, when different types of fiber reinforced plastics are laminated, they may be integrated using a resin.
翼本体16のうち、強度や合成が必要とされる部分には、カーボン繊維強化プラスチックの割合を、他の繊維強化プラスチックの割合よりも高くするとよい。
また、翼本体16のうち、靱性を要求される部分には、アラミド繊維強化プラスチックの割合を、他の繊維強化プラスチックの割合よりも高くするとよい。
In the
Moreover, it is good to make the ratio of an aramid fiber reinforced plastic higher than the ratio of other fiber reinforced plastics in the part in which the toughness is required in the
翼本体16のうち、電気的化学腐食現象の発生を抑制した部分には、ガラス繊維強化プラスチックの割合を、他の繊維強化プラスチックの割合よりも高くするとよい。
一般的に、ガラス繊維強化プラスチック複合材料は、強度的には少なくともアルミ合金と同等以上の強度及び剛性を有しており、必要な強度特性に応じてガラス繊維の量及び配向を調整することが可能であるため、最適な強度設計を実現できる。
また、ガラス繊維強化プラスチック複合材は、用いる樹脂を選定することによって、耐熱性、耐食性を容易に付与することができ、耐食性が求められる海水中のプロペラへの適用が容易になる。
In the portion of the
In general, a glass fiber reinforced plastic composite material has strength and rigidity at least equal to or higher than that of an aluminum alloy in terms of strength, and the amount and orientation of glass fibers can be adjusted according to required strength characteristics. Because it is possible, an optimal strength design can be realized.
Further, the glass fiber reinforced plastic composite material can easily impart heat resistance and corrosion resistance by selecting a resin to be used, and can be easily applied to a propeller in seawater that requires corrosion resistance.
さらに、ガラス繊維の構造としては、例えば、一方向に引き揃えられた繊維布や、縦糸と横糸とで構成された織物(平織りクロス)、短い繊維(ガラスチョップ)或いは短い繊維をマット状にしたチョップドマットを用いることが可能である。
なお、特に、強度を必要とする場合、例えば、一方向クロスや平織りクロス等を多く含むガラス繊維を用いるとよい。
Furthermore, as the structure of the glass fiber, for example, a fiber cloth arranged in one direction, a fabric composed of warp and weft (a plain weave cloth), a short fiber (glass chop) or a short fiber is matted. It is possible to use a chopped mat.
In particular, when strength is required, for example, glass fibers containing a large amount of unidirectional cloth, plain weave cloth, or the like may be used.
このように、翼本体16を構成する補強部材24を、翼本体16の強度を確保可能な材料で、かつ軽量な材料(例えば、軽金属)で構成するとともに、翼本体16を構成する外部材25を、軽量素材である繊維強化プラスチック複合材料で構成することで、翼本体16に十分な強度を付与した上で、翼本体16の軽量化を図ることができる。
また、翼本体16を軽量化することで、複数の翼14も軽量化されるため、船舶用プロペラ10を大型化させた場合でもプロペラ作動効率を向上させることができる。
Thus, the reinforcing
Further, by reducing the weight of the
なお、図3では、一例として、補強部材24を有する翼本体16を例に挙げて説明したが、補強部材24は、必要に応じて設ければよく、本発明を実施する上で必修の構成ではない。
つまり、先に説明した繊維強化プラスチック複合材料のみを用いて翼本体16を構成してもよい。この場合、複数の翼14のさらなる軽量化を図ることが可能となるので、さらにプロペラ作動効率を向上させることができる。
In FIG. 3, as an example, the
That is, you may comprise the wing | blade
ウェイト部材17は、翼本体16の後縁部に、翼本体16の後縁部の延在方向(B方向)に沿うように設けられている。ウェイト部材17は、突出部25Aを収容する凹部17Aを有する。凹部17Aの形状としては、例えば、突出部25Aの外形に対応するような溝(図3では、一例としてV字状の溝を図示する)にすることができる。
The
ウェイト部材17は、翼本体16を構成する材料(具体的には、本実施の形態の場合、補強部材24を構成する軽金属や外部材25を構成する繊維強化プラスチック複合材料)よりも比重の大きい材料で構成されている。ウェイト部材17を構成する材料としては、補強部材24を構成する金属の比重と同等以上の比重とされた金属、或いは、重金属(比重が5を超える金属)を用いることができる。
ウェイト部材17の材料となる重金属としては、例えば、鉄、金、白金、銀、銅、クロム、ニッケル、モリブデン、タングステン、錫等を用いることができる。
The
As a heavy metal used as the material of the
このように、翼本体16を構成する材料よりも比重の大きい材料で構成されたウェイト部材17を有することにより、翼14の後縁部のモーダルマスを大きくすることが可能となるので、水中で複数の翼14が回転する際に発生する音や振動を十分に低減することができる。
Thus, by having the
図1〜図3を参照するに、ウェイト部材17は、翼14の負圧面14a側に配置され、コーティング層で覆われた負圧面17aと、翼14の正圧面14b側に配置され、コーティング層で覆われた正圧面17bと、を有する。
また、ウェイト部材17は、ウェイト部材17の後縁部に設けられ、かつウェイト部材17の後縁部の延在方向(B方向)に延在するセレーション28を有する。セレーション28は、山部31と、谷部32と、が交互に配置された構成とされている。
1 to 3, the
The
図4は、図2に示すウェイト部材のセレーションが形成された部分を拡大した平面図である。図4において、Eは山部31の突出量(以下、「突出量E」という)、Fは山部31の突出方向における第1の傾斜面31aの長さ(以下、「長さF」という)をそれぞれ示している。また、図4及び図5では、第1の傾斜面31aの長さFが、山部31の突出量Eよりも大きい場合のセレーション28を模式的に図示している。
図5は、図4に示すウェイト部材の斜視図である。図6は、図4に示す山部のC−C線方向の断面図である。図7は、図4に示す谷部のD−D線方向の断面図である。図6及び図7に示すG1,G2は、カルマン渦(以下、「カルマン渦G1,G2」という)を示している。
FIG. 4 is an enlarged plan view of a portion where the serrations of the weight member shown in FIG. 2 are formed. In FIG. 4, E is the protrusion amount of the peak portion 31 (hereinafter referred to as “protrusion amount E”), and F is the length of the first
FIG. 5 is a perspective view of the weight member shown in FIG. 6 is a cross-sectional view of the peak portion shown in FIG. 4 in the CC line direction. FIG. 7 is a cross-sectional view of the trough shown in FIG. 4 in the DD line direction. G1 and G2 shown in FIGS. 6 and 7 indicate Karman vortices (hereinafter referred to as “Karman vortices G1 and G2”).
図4及び図5を参照するに、平面視した状態において、山部31の形状は、山部31の基端から先端に向かうにつれて、幅が狭くなる台形とされている。山部31は、負圧面17a側に配置され、かつ負圧面17aから正圧面17bに向かう方向に傾斜した第1の傾斜面31aを有する。
Referring to FIGS. 4 and 5, when viewed in plan, the shape of the
このような第1の傾斜面31aを有することにより、図6に示すように、山部31の負圧面17a側に形成されるカルマン渦G1と、山部31の正圧面17b側に形成されるカルマン渦G2と、の位相をずらすことが可能(言い換えれば、翼14の厚さ方向において、カルマン渦G1とカルマン渦G2との干渉を抑制することが可能)となる。これにより、セレーション28の山部31から発生するプロペラ鳴音を抑制することができる。
By having such a first
図4では、平面視した際の山部31の形状の一例として、角ばった角を有する台形を例に挙げて図示したが、山部31の形状は、第1の傾斜面31aを有することが可能な形状であればよく、図4及び図5に示す形状に限定されない。
平面視した際の山部31の形状として、例えば、角を丸めた略台形、三角形、角を丸めた略三角形、半円形等の形状を用いることができる。
In FIG. 4, as an example of the shape of the
As the shape of the
図4、図5、及び図7を参照するに、平面視した状態において、谷部32は、山部31の基端から先端に向かうにつれて、幅が広くなる台形とされている。谷部32は、負圧面17a側に配置され、かつ負圧面17aから正圧面17bに向かう方向に傾斜した第2の傾斜面32aを有する。
Referring to FIGS. 4, 5, and 7, the
先に説明したように、第1の実施の形態のセレーション28では、第1の傾斜面31aの長さFが、山部31の突出量Eよりも大きくなるように構成されている。言い換えれば、第1の傾斜面31aが山部31の基端側から離間する方向にも)形成されている。
このため、第2の傾斜面32aは、負圧面17a側に配置され、第1の傾斜面31aと等しい傾斜角度とされた傾斜面32a−1と、傾斜面32a−1とは異なる傾斜角度とされ、かつ傾斜面32a−1よりも面積の大きい傾斜面32a−2と、で構成されている。
As described above, in the
For this reason, the second
このような第2の傾斜面32aを有することにより、図7に示すように、谷部32の負圧面17a側に形成されるカルマン渦G1と、谷部32の正圧面17b側に形成されるカルマン渦G2と、の位相をずらすことが可能(言い換えれば、翼14の厚さ方向において、カルマン渦G1とカルマン渦G2との干渉を抑制することが可能)となる。
これにより、セレーション28の谷部32において、水中で船舶用プロペラ10が回転した際に発生するプロペラ鳴音を抑制することができる。
つまり、セレーション28が上述した第1及び第2の傾斜面31a,32aを有することで、水中で船舶用プロペラ10が回転した際、セレーション28から発生するプロペラ鳴音を十分に低減することができる。
By having such a second
Thereby, in the
That is, since the
図4では、平面視した際の谷部32の形状の一例として、角ばった角を有する台形を例に挙げて図示したが、谷部32の形状は、第2の傾斜面32aを有することが可能な形状であればよく、図4及び図5に示す形状に限定されない。平面視した際の谷部32の形状として、例えば、角を丸めた略台形、半円形等の形状を用いることができる。
In FIG. 4, as an example of the shape of the
図3を参照するに、接着層19は、翼本体16とウェイト部材17とが対向する面(突出部25Aの表面や凹部17Aの内面も含む)に配置されており(言い換えれば、翼本体16とウェイト部材17との間に配置されており)、翼本体16とウェイト部材17とを接着している。
翼本体16とウェイト部材17との間に配置される接着層19の厚さは、例えば、0.5mm〜5mmの範囲内とすることができる。
Referring to FIG. 3, the
The thickness of the
接着層19としては、外部材25を構成する繊維強化プラスチック複合材料とウェイト部17を構成する材料(例えば、軽金属)とを強固に接着させることの可能なものを用いるとよい。
具体的には、接着層19としては、例えば、ポリアミド系接着層、エポキシ系接着層、ビニルエステル樹脂系接着層等を用いることができる。
As the
Specifically, as the
図2及び図3を参照するに、コーティング層22は、接着層19により接着された翼本体16とウェイト部材17との表面を覆うように設けられている。
このように、翼本体16の表面、及びウェイト部材17の表面を保護するコーティング層22を有することで、翼本体16及びウェイト部材17が直接水や海水に浸漬されることが無くなるため、水中や海水中で船舶用プロペラ10が使用された際、翼本体16及びウェイト部材17を確実に水及び海水から保護することができる。
2 and 3, the
Thus, by having the
また、コーティング層22としては、例えば、耐水性及び耐食性を有する層を用いるとよい。このように、コーティング層22として、耐水性及び耐食性を有する層を用いることで、翼本体16及びウェイト部材17を確実に水や海水から保護することができる。
As the
耐水性及び耐食性を有し、かつコーティング層22に適用可能な層としては、例えば、ポリウレタン系コーティング層、エラストマーコーティング層等を例示することができる。また、コーティング層22として、これら層を用いた場合、コーティング層22の厚さは、例えば、0.5mm〜10mmとすることができる。
Examples of the layer having water resistance and corrosion resistance and applicable to the
第1の実施の形態の船舶用プロペラによれば、山部31に設けられた第1の傾斜面31aにより、山部31の負圧面17a側に形成されるカルマン渦G1と、山部31の正圧面17b側に形成されるカルマン渦G2と、の位相をずらすことが可能になるとともに、谷部32に設けられた第2の傾斜面32aにより、谷部32の負圧面17a側に形成されるカルマン渦G1と、谷部32の正圧面17b側に形成されるカルマン渦G2と、の位相をずらすことが可能となる。
これにより、セレーション28の山部31及び谷部32において、水中で船舶用プロペラ10が回転した際に発生するプロペラ鳴音を十分に抑制することができる。
According to the marine propeller of the first embodiment, the Karman vortex G1 formed on the
Thereby, in the
なお、第1の実施の形態では、ウェイト部材17を設けるとともに、ウェイト部材17にセレーション28を形成した場合を例に挙げて説明したが、ウェイト部材17を設けることなく、翼本体16の後縁部に直接セレーション28を形成してもよい。
In the first embodiment, the case where the
また、第1の実施の形態では、翼本体16が補強部材24を有する場合を例に挙げて説明したが、補強部材24に替えて、例えば、軽量な硬質プラスチック発泡体やグラファイト発泡材等を用いてもよい。この場合、翼14のさらなる軽量化を図ることが可能となるので、プロペラ作動効率をさらに向上させることができる。
Further, in the first embodiment, the case where the
また、第1の実施の形態では、コーティング層22を設けた場合を例に挙げて説明したが、コーティング層22は、必要に応じて設ければよく、本発明を実施する上で、必修の構成ではない。
In the first embodiment, the case where the
図8〜図10は、谷部に設けられる第2の傾斜面の変形例を示す断面図である。図8〜図10において、図7に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。 8-10 is sectional drawing which shows the modification of the 2nd inclined surface provided in a trough part. 8-10, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as the structure shown in FIG.
第1の実施の形態では、谷部32を構成する第2の傾斜面32aとして、平坦な面を例に挙げて説明したが、これに限定されない。
例えば、第2の傾斜面32aに替えて、図8に示すように、負圧面17a側、及び正圧面17b側の角部を丸めることで構成される両端が湾曲した第2の傾斜面32bを用いてもよい。
In the first embodiment, the second
For example, in place of the second
また、第2の傾斜面32aに替えて、図9に示すように、湾曲した凸状の第2の傾斜面32cを用いてもよい。さらに、第2の傾斜面32aに替えて、図10に示すように、窪んだ湾曲形状とされた第2の傾斜面32cのうちのいずれか1つを用いてもよい。
上述した図8〜図10に示す第2の傾斜面32b〜32dを用いた場合も、第2の傾斜面32aを用いた場合と同様な効果を得ることができる。
Further, instead of the second
Even when the second
(第2の実施の形態)
図11は、第2の実施の形態のセレーションを拡大した平面図である。図12は、図11に示すセレーションの斜視図である。図11及び図12では、第1の実施の形態で説明した図4及び図5に示すウェイト部材17と同一構成部分には、同一符号を付す。
図11及び図12では、第1の傾斜面41aの長さFが、山部41の突出量Eよりも小さい場合のセレーション40を模式的に図示している。
図13は、図11に示す山部のG−G線方向の断面図である。図14は、図11に示す谷部のH−H線方向の断面図である。
図13及び図14において、図6、図7、図11、及び図12と同一構成部分には、同一符号を付す。
(Second Embodiment)
FIG. 11 is an enlarged plan view of the serration according to the second embodiment. FIG. 12 is a perspective view of the serration shown in FIG. In FIGS. 11 and 12, the same components as those of the
11 and 12 schematically show the
FIG. 13 is a cross-sectional view of the peak portion shown in FIG. 11 in the GG line direction. 14 is a cross-sectional view of the valley portion shown in FIG. 11 in the HH line direction.
13 and 14, the same components as those in FIGS. 6, 7, 11, and 12 are denoted by the same reference numerals.
図11及び図12を参照するに、第2の実施の形態のセレーション40は、山部41と、谷部42と、が交互に配置された構成とされている。
平面視した状態において、山部41は、図4及び図5に示す山部31と同様な形状とされている。山部41は、ウェイト部材17の負圧面17a側に配置され、かつ負圧面17aから正圧面17bに向かう方向に傾斜した第1の傾斜面41aを有する。
第1の傾斜面41aは、第1の実施の形態で説明した第1の傾斜面31aよりも長さが短い傾斜面であり、山部41の一部に配置されている。第1の傾斜面41aは、1つの傾斜面のみで構成されている。
Referring to FIGS. 11 and 12, the
In a state viewed from above, the
The first
このような第1の傾斜面41aを有することで、図13に示すように、山部41の負圧面17a側に形成されるカルマン渦G1と、山部41の正圧面17b側に形成されるカルマン渦G2と、の位相をずらして2つのカルマン渦G1,G2が干渉することを抑制可能となる。
これにより、セレーション40の山部41において、水中で船舶用プロペラが回転した際に発生するプロペラ鳴音を抑制することができる。
By having such a first
Thereby, in the
なお、山部41の形状は、プロペラ鳴音を抑制可能な第1の傾斜面を有しする形状であればよく、図11及び図12に示す形状に限定されない。
In addition, the shape of the
図11、図12、及び図14を参照するに、谷部42は、図4及び図5に示す谷部32と同様な形状とされている。谷部42は、ウェイト部材17の負圧面17a側に配置され、かつ負圧面17aから正圧面17bに向かう方向に傾斜した第2の傾斜面42aを有する。
Referring to FIGS. 11, 12, and 14, the
このような第2の傾斜面42aを有することにより、谷部42の負圧面17a側に形成されるカルマン渦G1と、谷部42の正圧面17b側に形成されるカルマン渦G2と、の位相をずらして2つのカルマン渦G1,G2が干渉することを抑制可能となる。
これにより、セレーション40の谷部42において、水中で船舶用プロペラが回転した際に発生するプロペラ鳴音を抑制することができる。
By having such a second
Thereby, in the
上記構成とされた第2の実施の形態のセレーションによれば、セレーション40の山部41及び谷部42において、水中で船舶用プロペラが回転した際に発生するプロペラ鳴音を十分に抑制することができる。
According to the serration of the second embodiment having the above-described configuration, the propeller sound generated when the marine propeller rotates in water at the
なお、第2の実施の形態では、ウェイト部材17を設けるとともに、ウェイト部材17にセレーション40を形成した場合を例に挙げて説明したが、ウェイト部材17を設けることなく、図3に示す翼本体16の後縁部に直接セレーション40を形成してもよい。
また、第2の実施の形態で説明した第2の傾斜面42aに替えて、第1の実施の形態で説明した図8〜図10に示す第2の傾斜面32b,32c,32dのうちのいずれかを用いてもよい。
In the second embodiment, the case where the
Further, in place of the second
(第3の実施の形態)
図15は、第3の実施の形態のセレーションを拡大した平面図である。図16は、図15に示すセレーションの斜視図である。図15及び図16では、図4及び図5に示す第2の実施の形態のセレーション40と同一構成部分には、同一符号を付す。
図15及び図16では、第1の傾斜面41aの長さFが、山部41の突出量Eよりも小さい場合のセレーション50を模式的に図示している。
図17は、図15に示す山部のI−I線方向の断面図である。図18は、図15に示す谷部のJ−J線方向の断面図である。
図17及び図18において、図13、図14、図15、及び図16と同一構成部分には、同一符号を付す。
(Third embodiment)
FIG. 15 is an enlarged plan view of the serration according to the third embodiment. FIG. 16 is a perspective view of the serration shown in FIG. In FIG. 15 and FIG. 16, the same components as those of the
15 and 16 schematically show the
17 is a cross-sectional view taken along the line II of the peak shown in FIG. 18 is a cross-sectional view of the valley portion shown in FIG. 15 in the JJ line direction.
17 and 18, the same components as those in FIGS. 13, 14, 15, and 16 are denoted by the same reference numerals.
図15〜図18を参照するに、第3の実施の形態のセレーション50は、第2の実施の形態のセレーション40を構成する複数の谷部42に替えて、複数の谷部51を有すること以外は、セレーション40と同様に構成される。
15 to 18, the
谷部51は、ウェイト部材17の正圧面17b側に配置され、かつ正圧面17bから負圧面17aに向かう方向に傾斜した第2の傾斜面51aを有する。
The
つまり、第3の実施の形態のセレーション50は、負圧面17a側に配置された第1の傾斜面41aと、正圧面17b側に配置された第2の傾斜面51aと、を有した構成とされている。
このような構成とされた第3の実施の形態のセレーションにおいても、図17及び図18に示すように、第1及び第2の傾斜面41a,51aにより、負圧面17a側に形成されるカルマン渦G1と、正圧面17b側に形成されるカルマン渦G2と、の位相をずらして2つのカルマン渦G1,G2が干渉することを抑制可能となる。これにより、水中で船舶用プロペラが回転した際に発生するプロペラ鳴音を十分に抑制することができる。
That is, the
Also in the serration of the third embodiment configured as described above, as shown in FIGS. 17 and 18, the Kalman formed on the
なお、第3の実施の形態では、ウェイト部材17を設けるとともに、ウェイト部材17にセレーション50を形成した場合を例に挙げて説明したが、ウェイト部材17を設けることなく、図3に示す翼本体16の後縁部に直接セレーション50を形成してもよい。
また、第3の実施の形態で説明した第2の傾斜面51aに替えて、第1の実施の形態で説明した図8〜図10に示す第2の傾斜面32b,32c,32dのうちのいずれか1つを用いてもよい。
In the third embodiment, the case where the
Further, instead of the second
(第4の実施の形態)
図19は、第4の実施の形態のセレーションを拡大した平面図である。図20は、図19に示すセレーションの斜視図である。
図19及び図20では、第1の実施の形態で説明した図4及び図5に示す構造体と同様に、第1の傾斜面31aの長さFが、山部31の突出量Eよりも小さい場合を模式的に図示している。
図21は、図19に示す山部のK−K線方向の断面図である。図22は、図19に示す谷部のL−L線方向の断面図である。
図19〜図22において、図4〜図7に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。
(Fourth embodiment)
FIG. 19 is an enlarged plan view of the serration according to the fourth embodiment. 20 is a perspective view of the serration shown in FIG.
19 and 20, the length F of the first
21 is a cross-sectional view of the peak portion shown in FIG. 19 in the KK line direction. 22 is a cross-sectional view of the trough shown in FIG. 19 in the LL line direction.
19 to 22, the same components as those shown in FIGS. 4 to 7 are denoted by the same reference numerals.
図19〜図22を参照するに、第4の実施の形態のセレーション60は、正圧面17b側に、山部31を構成する第1の傾斜面31a、及び谷部32を構成する第2の傾斜面32aを配置させたこと以外は、第1の実施の形態のセレーション28と同様に構成されている。
Referring to FIGS. 19 to 22, the
このように、正圧面17b側に第1及び第2の傾斜面31a,32aを配置させた第4の実施の形態のセレーション60は、負圧面17a側に第1及び第2の傾斜面31a,32aを配置させた第1の実施の形態のセレーション28と同様な効果を得ることができる。
As described above, the
なお、第4の実施の形態では、ウェイト部材17を設けるとともに、ウェイト部材17にセレーション60を形成した場合を例に挙げて説明したが、ウェイト部材17を設けることなく、図3に示す翼本体16の後縁部に直接セレーション60を形成してもよい。
また、山部31及び谷部32の形状は、第1及び第2の傾斜面31a,32aを有することが可能な形状であればよく、図19〜図22に示す形状に限定されない。
また、第2の傾斜面32aに替えて、第1の実施の形態で説明した図8〜図10に示す第2の傾斜面32b,32c,32dのうちのいずれか1つを用いてもよい。
In the fourth embodiment, the case where the
Moreover, the shape of the
Further, instead of the second
(第5の実施の形態)
図23は、第5の実施の形態のセレーションを拡大した平面図である。図24は、図23に示すセレーションの斜視図である。
図23及び図24では、第3の実施の形態で説明した図15及び図16に示す構造体と同様に、第1の傾斜面41aの長さFが、山部31の突出量Eよりも小さい場合を模式的に図示している。
図25は、図23に示す山部のM−M線方向の断面図である。図26は、図23に示す谷部のN−N線方向の断面図である。
図23〜図26において、図15〜図18に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。
(Fifth embodiment)
FIG. 23 is an enlarged plan view of the serration according to the fifth embodiment. FIG. 24 is a perspective view of the serration shown in FIG.
In FIGS. 23 and 24, the length F of the first
25 is a cross-sectional view of the peak portion shown in FIG. 23 in the MM line direction. 26 is a cross-sectional view of the trough shown in FIG. 23 in the NN line direction.
23 to 26, the same components as those shown in FIGS. 15 to 18 are denoted by the same reference numerals.
図23〜図26を参照するに、第5の実施の形態のセレーション70は、正圧面17b側に、山部41を構成する第1の傾斜面41a、及び谷部51を構成する第2の傾斜面51aを配置させたこと以外は、第3の実施の形態のセレーション50と同様に構成されている。
Referring to FIGS. 23 to 26, the
このように、正圧面17b側に第1及び第2の傾斜面41a,51aを配置させた第5の実施の形態のセレーション70は、負圧面17a側に第1及び第2の傾斜面41a,51aを配置させた第3の実施の形態のセレーション50と同様な効果を得ることができる。
As described above, the
なお、第5の実施の形態では、ウェイト部材17を設けるとともに、ウェイト部材17にセレーション70を形成した場合を例に挙げて説明したが、ウェイト部材17を設けることなく、図3に示す翼本体16の後縁部に直接セレーション70を形成してもよい。
また、山部41及び谷部51の形状は、第1及び第2の傾斜面41a,51aを有することが可能な形状であればよく、図23〜図26に示す形状に限定されない。
また、第2の傾斜面51aに替えて、第1の実施の形態で説明した図8〜図10に示す第2の傾斜面32b,32c,32dのうちのいずれか1つを用いてもよい。
In the fifth embodiment, the case where the
Moreover, the shape of the
Further, instead of the second
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, but the present invention is not limited to such specific embodiments, and within the scope of the present invention described in the claims, Various modifications and changes are possible.
なお、第1ないし第5の実施の形態では、図1に示す推進軸11に取り付けられたハブ12に、複数の翼14を固定させた船舶用プロペラ10を例に挙げて説明したが、第1ないし第5の実施の形態で説明したセレーション28,40,50,60,70は、ハブ12を用いることなく、推進軸11に直接複数の翼14を固定した構成とされた船舶用プロペラ(図示せず)にも適用可能である。
In the first to fifth embodiments, the
10…船舶用プロペラ、11…推進軸、12…ハブ、14…翼、14a,17a…負圧面、14b,17b…正圧面、16…翼本体、17…ウェイト部材、17A…凹部、19…接着層、22…コーティング層、24…補強部材、25…外部材、25A…突出部、28,40,50,60,70…セレーション、31,41…山部、32,42,51…谷部、31a,41a…第1の傾斜面、32a,32b,32c,32d,42a,51a…第2の傾斜面、32a−1,32a−2…傾斜面、B…方向、E…突出量、F…長さ、G1,G2…カルマン渦
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記複数の翼は、翼本体と、
前記翼本体の後縁部に設けられ、かつ該翼本体の後縁部の延在方向に対して、山部と、谷部と、が交互に配置されたセレーションと、
を含み、
前記山部は、前記負圧面から前記正圧面に向かう方向に傾斜、または前記正圧面から前記負圧面に向かう方向に傾斜する第1の傾斜面を有し、
前記谷部は、前記負圧面から前記正圧面に向かう方向に傾斜、または前記正圧面から前記負圧面に向かう方向に傾斜する第2の傾斜面を有することを特徴とする船舶用プロペラ。 A hub disposed at the rear end of the propulsion shaft, a suction surface located on the bow side, and a pressure surface disposed on the opposite side of the suction surface, located on the stern side, and fixed in the circumferential direction of the bubbling A marine propeller having a plurality of wings,
The plurality of wings includes a wing body,
Serrations provided at the rear edge of the wing body, and in which peaks and valleys are alternately arranged with respect to the extending direction of the rear edge of the wing body,
Including
The peak portion has a first inclined surface inclined in a direction from the suction surface toward the pressure surface, or inclined in a direction from the pressure surface to the suction surface,
The propeller for a ship according to claim 1, wherein the valley portion includes a second inclined surface that is inclined in a direction from the suction surface toward the pressure surface, or is inclined in a direction from the pressure surface toward the suction surface.
前記複数の翼は、前記翼本体の後縁部の延在方向に沿うように、前記翼本体の後縁部に設けられ、前記軽量素材を含む材料よりも比重の大きい材料で構成されたウェイト部材を有し、
前記セレーションは、前記ウェイト部に設けることを特徴とする請求項1記載の船舶用プロペラ。 The wing body is made of a material including a lightweight material,
The plurality of wings are provided at the rear edge of the wing body so as to extend along the extending direction of the rear edge of the wing body, and are made of a material having a higher specific gravity than a material including the lightweight material. Having a member,
The marine propeller according to claim 1, wherein the serration is provided in the weight portion.
前記補強部材は、前記翼本体の強度を確保可能で、かつ軽量な材料で構成されており、
前記外部材は、前記繊維強化プラスチック複合材料で構成されていることを特徴とする請求項3ないし5のうち、いずれか1項記載の船舶用プロペラ。 The wing body includes a reinforcing member and an outer member that covers the reinforcing member,
The reinforcing member is made of a lightweight material that can ensure the strength of the wing body,
The marine propeller according to any one of claims 3 to 5, wherein the outer member is made of the fiber-reinforced plastic composite material.
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