JP3181109B2 - 船舶用ステーター付きプロペラー装置 - Google Patents
船舶用ステーター付きプロペラー装置Info
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- JP3181109B2 JP3181109B2 JP28249992A JP28249992A JP3181109B2 JP 3181109 B2 JP3181109 B2 JP 3181109B2 JP 28249992 A JP28249992 A JP 28249992A JP 28249992 A JP28249992 A JP 28249992A JP 3181109 B2 JP3181109 B2 JP 3181109B2
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- Japan
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- stator
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- wake
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H1/00—Propulsive elements directly acting on water
- B63H1/02—Propulsive elements directly acting on water of rotary type
- B63H1/12—Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially in propulsive direction
- B63H1/14—Propellers
- B63H1/28—Other means for improving propeller efficiency
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H5/00—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water
- B63H5/07—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers
- B63H5/16—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers characterised by being mounted in recesses; with stationary water-guiding elements; Means to prevent fouling of the propeller, e.g. guards, cages or screens
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は船舶用ステーター付きプ
ロペラー装置に関する。
ロペラー装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】通常のプロペラーを装備した船舶の船尾
部においては、図５に示すように、１は船体、２は主
機、３はプロペラー軸、４はプロペラー、５はプロペラ
ーボス、６はプロペラー翼、７は舵、８はプロペラー後
流を示している。ここで、主機２のトルクは、プロペラ
ー軸３を介してプロペラー４に伝わり、プロペラー４を
回転駆動し、プロペラー４は回転することにより、周囲
の流体を後方に加速することにより、その反作用として
推力Ｔｐを発生する。
部においては、図５に示すように、１は船体、２は主
機、３はプロペラー軸、４はプロペラー、５はプロペラ
ーボス、６はプロペラー翼、７は舵、８はプロペラー後
流を示している。ここで、主機２のトルクは、プロペラ
ー軸３を介してプロペラー４に伝わり、プロペラー４を
回転駆動し、プロペラー４は回転することにより、周囲
の流体を後方に加速することにより、その反作用として
推力Ｔｐを発生する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、その
際、プロペラー３は周囲の流体を後方に加速することに
より、推力Ｔｐを発生するだけでなく、プロペラーの回
転と同一方向の回転流をプロペラー後流８中に誘起す
る。この回転流は推力Ｔｐの増加に寄与せず、その回転
エネルギはプロペラー後流８中に無益に棄てられること
になる。したがって、後流中に流出した回転エネルギの
分だけプロペラーの推進効率が低下することになるので
ある。
際、プロペラー３は周囲の流体を後方に加速することに
より、推力Ｔｐを発生するだけでなく、プロペラーの回
転と同一方向の回転流をプロペラー後流８中に誘起す
る。この回転流は推力Ｔｐの増加に寄与せず、その回転
エネルギはプロペラー後流８中に無益に棄てられること
になる。したがって、後流中に流出した回転エネルギの
分だけプロペラーの推進効率が低下することになるので
ある。
【０００４】本発明はこのような事情に鑑みて提案され
たもので、構造簡単かつ、コスト低廉で高性能の経済的
な船舶用ステーター付きプロペラー装置を提供すること
を目的とする。
たもので、構造簡単かつ、コスト低廉で高性能の経済的
な船舶用ステーター付きプロペラー装置を提供すること
を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そのために、本発明は、
船尾部の推進用スクリュープロペラーの下流側に、プロ
ペラー中心線を中心に放射状に張出されたステーター翼
を具えたステーターが船体に対して固定した状態で設け
られており、このステーターが前記スクリュープロペラ
ーにより発生した後流中の回転流を略直線流れに変えて
いる船舶用ステーター付きプロペラー装置において、前
記ステーターは、その中心部がプロペラー軸で支持され
るとともに、その上端が略プロペラー直上の船体部分に
前後方向に付設された水平レールに沿って移動可能かつ
固定可能に支持されることを特徴とする。
船尾部の推進用スクリュープロペラーの下流側に、プロ
ペラー中心線を中心に放射状に張出されたステーター翼
を具えたステーターが船体に対して固定した状態で設け
られており、このステーターが前記スクリュープロペラ
ーにより発生した後流中の回転流を略直線流れに変えて
いる船舶用ステーター付きプロペラー装置において、前
記ステーターは、その中心部がプロペラー軸で支持され
るとともに、その上端が略プロペラー直上の船体部分に
前後方向に付設された水平レールに沿って移動可能かつ
固定可能に支持されることを特徴とする。
【０００６】
【作用】上記本発明によれば、それぞれリアクションフ
ィンをステーター翼としてプロペラー後方に設置するこ
とが可能となり、プロペラーにより発生した後流中の回
転流を直線流れに変え、その際、回転流れのエネルギを
最も効果的に推力に変換して船体の推進力を増加する。
ィンをステーター翼としてプロペラー後方に設置するこ
とが可能となり、プロペラーにより発生した後流中の回
転流を直線流れに変え、その際、回転流れのエネルギを
最も効果的に推力に変換して船体の推進力を増加する。
【０００７】なお、上記作用のほか、下記のように、特
有の作用を行うことができる。すなわち、 （１）ステーターをプロペラーのボスおよび、船尾部船
体の両者で強固に支持することができる。特に、プロペ
ラーのボスで支持しているので、支持部が推進抵抗とな
ることが減少する。 （２）ステーターの取付け，取外し作業が容易になり、
メンテナンスコストが低減する。
有の作用を行うことができる。すなわち、 （１）ステーターをプロペラーのボスおよび、船尾部船
体の両者で強固に支持することができる。特に、プロペ
ラーのボスで支持しているので、支持部が推進抵抗とな
ることが減少する。 （２）ステーターの取付け，取外し作業が容易になり、
メンテナンスコストが低減する。
【０００８】
【実施例】本発明の実施例を図面について説明すると、
図１は本発明の一実施例を示す縦断面図、図２は図１の
II-II矢視図、図３は図１におけるステーター翼に対す
る水流の速度ベクトル図、図４は図１のプロペラー効率
を示す線図である。
図１は本発明の一実施例を示す縦断面図、図２は図１の
II-II矢視図、図３は図１におけるステーター翼に対す
る水流の速度ベクトル図、図４は図１のプロペラー効率
を示す線図である。
【０００９】まず図１において、プロペラー４はプロペ
ラー軸３を介して主機２により回転駆動される。以下の
実施例ではすべて右回転プロペラーの場合を示してい
る。プロペラー４とその後方の舵７との間には、ステー
ター９が配置されている。このステーター９の中心部の
ボス１０には、プロペラー４のボス後端から突出する軸
を回転可能に支持するための軸受１８が取り付けられて
いる。そして、ステーター翼１２がステーター９のボス
１０から放射線状に張出されている。このステーター翼
１２の半径は翼先端が前方プロペラー４の後流８の外側
に突出しないように、前方プロペラー４の半径より小さ
くなっている。また、ステーター翼１２は、前方プロペ
ラー４の後流ｗに対して適当な迎角αを有するようにピ
ッチ角を設定されている（図３）。
ラー軸３を介して主機２により回転駆動される。以下の
実施例ではすべて右回転プロペラーの場合を示してい
る。プロペラー４とその後方の舵７との間には、ステー
ター９が配置されている。このステーター９の中心部の
ボス１０には、プロペラー４のボス後端から突出する軸
を回転可能に支持するための軸受１８が取り付けられて
いる。そして、ステーター翼１２がステーター９のボス
１０から放射線状に張出されている。このステーター翼
１２の半径は翼先端が前方プロペラー４の後流８の外側
に突出しないように、前方プロペラー４の半径より小さ
くなっている。また、ステーター翼１２は、前方プロペ
ラー４の後流ｗに対して適当な迎角αを有するようにピ
ッチ角を設定されている（図３）。
【００１０】さらに、ステーター９の上端はプロペラー
４の直上の船尾部底板の部分で支持されている。すなわ
ち、プロペラー軸３に支持されたステーター９の上部ス
テーター翼１２に鉛直方向支持材２１が固定され、同支
持材２１の上端は、プロペラー４の上方の船尾船体に固
着された水平レール２２に嵌装されボルトナット２３で
固定されている。
４の直上の船尾部底板の部分で支持されている。すなわ
ち、プロペラー軸３に支持されたステーター９の上部ス
テーター翼１２に鉛直方向支持材２１が固定され、同支
持材２１の上端は、プロペラー４の上方の船尾船体に固
着された水平レール２２に嵌装されボルトナット２３で
固定されている。
【００１１】このように、ステーター９が船の前後方向
に取り付けたレール２２に固定されているため、このレ
ール２２に沿ってスライドさせることによりステーター
９を容易に取り付け，取り外し可能である。また、ステ
ーター９がレール２２に固定されることにより、ステー
ター９の回転を止めている。
に取り付けたレール２２に固定されているため、このレ
ール２２に沿ってスライドさせることによりステーター
９を容易に取り付け，取り外し可能である。また、ステ
ーター９がレール２２に固定されることにより、ステー
ター９の回転を止めている。
【００１２】本発明による、ステーター付きプロペラー
の推力発生機構を速度ベクトル図を用いて説明すると、
図３に示すように、ステーター９のステーター翼１２部
には、前方のプロペラー４により加速された軸方向流れ
Ｖｘと回転による周方向流れＶｔとの合速度Ｗが流入す
ることになり、この流れＷに対し適当な迎角αを有して
いるステーター翼１２には、揚力Ｌと抗力Ｄが発生す
る。
の推力発生機構を速度ベクトル図を用いて説明すると、
図３に示すように、ステーター９のステーター翼１２部
には、前方のプロペラー４により加速された軸方向流れ
Ｖｘと回転による周方向流れＶｔとの合速度Ｗが流入す
ることになり、この流れＷに対し適当な迎角αを有して
いるステーター翼１２には、揚力Ｌと抗力Ｄが発生す
る。
【００１３】この揚力Ｌと抗力Ｄの合力の軸方向成分が
ステーター９の推力Ｔｓであり、周方向成分は回転力Ｆ
であり、この回転力Ｆはステーター９上部の支持部に伝
達され、水平レール２２を介して船体１による反力と均
合うことになる。推力Ｔｓは、プロペラー軸３や水平レ
ール２２に伝達され、前方プロペラー４の推力Ｔｐと合
成され、船体１を推進することになる。すなわち、本発
明のステーター付きプロペラーの合推力Ｔは、Ｔ＝Ｔｓ
＋Ｔｐとなる。
ステーター９の推力Ｔｓであり、周方向成分は回転力Ｆ
であり、この回転力Ｆはステーター９上部の支持部に伝
達され、水平レール２２を介して船体１による反力と均
合うことになる。推力Ｔｓは、プロペラー軸３や水平レ
ール２２に伝達され、前方プロペラー４の推力Ｔｐと合
成され、船体１を推進することになる。すなわち、本発
明のステーター付きプロペラーの合推力Ｔは、Ｔ＝Ｔｓ
＋Ｔｐとなる。
【００１４】このような構造によれば、前方プロペラー
４により発生したプロペラー後流８の回転流をステータ
ー９で直線流れに変えている。そして、その際に、プロ
ペラー後流８の回転流成分を、ステーター９によりステ
ーター推力Ｔｓに変換する結果、通常のプロペラー発生
推力Ｔｐに比べ、推力が（Ｔｓ＋Ｔｐ）となって、増大
することになり、プロペラーの推進効率が向上する。ス
テーター付きプロペラーのプロペラー効率をステーター
無プロペラーの効率と比較すると、図４に示すように、
荷重度が高いほど、回転流成分が大きいのでステーター
による効率向上が大きいことが判る。
４により発生したプロペラー後流８の回転流をステータ
ー９で直線流れに変えている。そして、その際に、プロ
ペラー後流８の回転流成分を、ステーター９によりステ
ーター推力Ｔｓに変換する結果、通常のプロペラー発生
推力Ｔｐに比べ、推力が（Ｔｓ＋Ｔｐ）となって、増大
することになり、プロペラーの推進効率が向上する。ス
テーター付きプロペラーのプロペラー効率をステーター
無プロペラーの効率と比較すると、図４に示すように、
荷重度が高いほど、回転流成分が大きいのでステーター
による効率向上が大きいことが判る。
【００１５】なお、プロペラー４の後流の流入角βは、
ステーターの翼根部では大きく、翼端部では小さくなる
ため、翼根から翼端までほぼ一定の迎角αとなるようプ
ロペラー後流の流入角β（図３）に合わせて、ステータ
ー翼１２の取り付け角γは翼根部で大きく翼端部で小さ
くすることが可能である。ステーター翼１２の数は、プ
ロペラー翼６の数より多くかつその整数倍と一致せず通
常５枚以上、たとえば９枚とすることが可能である。
ステーターの翼根部では大きく、翼端部では小さくなる
ため、翼根から翼端までほぼ一定の迎角αとなるようプ
ロペラー後流の流入角β（図３）に合わせて、ステータ
ー翼１２の取り付け角γは翼根部で大きく翼端部で小さ
くすることが可能である。ステーター翼１２の数は、プ
ロペラー翼６の数より多くかつその整数倍と一致せず通
常５枚以上、たとえば９枚とすることが可能である。
【００１６】本実施例においては、ステーター９の半径
が前方プロペラー４の半径の９０％以下となっているの
で、プロペラー４の後流８から外方へ突出し推力向上に
寄与せず、むしろ抵抗となる部分がなく、プロペラー４
の後流中の回転流が有効に推力に変換される。ちなみ
に、プロペラー推力はその半径の５０％〜７０％の部分
で大部分が発生しており、９０％以上の部分では推力ア
ップには寄与せず、むしろ抵抗になり、５０％以下の部
分では推力増加効果は小さい。したがって、ステーター
の半径はプロペラー半径の５０〜９０％とすることが好
ましい。
が前方プロペラー４の半径の９０％以下となっているの
で、プロペラー４の後流８から外方へ突出し推力向上に
寄与せず、むしろ抵抗となる部分がなく、プロペラー４
の後流中の回転流が有効に推力に変換される。ちなみ
に、プロペラー推力はその半径の５０％〜７０％の部分
で大部分が発生しており、９０％以上の部分では推力ア
ップには寄与せず、むしろ抵抗になり、５０％以下の部
分では推力増加効果は小さい。したがって、ステーター
の半径はプロペラー半径の５０〜９０％とすることが好
ましい。
【００１７】
【発明の効果】前記本発明によれば、ステーター翼をプ
ロペラーの後方に設置したことにより、プロペラーの後
流中の回転流を直線流に変え、その際、回転流エネルギ
を効率的に推力に変換することで、合推進力を増加する
ことができる。また、下記のように、特有の効果を奏す
る。すなわち、 （１）ステーターをプロペラーのボスおよび、船尾部船
体の両者で強固に支持することができる。特に、プロペ
ラーのボスで支持しているので、支持部が推進抵抗とな
ることが減少する。 （２）ステーターの取付け，取外し作業が容易になり、
メンテナンスコストが低減する。
ロペラーの後方に設置したことにより、プロペラーの後
流中の回転流を直線流に変え、その際、回転流エネルギ
を効率的に推力に変換することで、合推進力を増加する
ことができる。また、下記のように、特有の効果を奏す
る。すなわち、 （１）ステーターをプロペラーのボスおよび、船尾部船
体の両者で強固に支持することができる。特に、プロペ
ラーのボスで支持しているので、支持部が推進抵抗とな
ることが減少する。 （２）ステーターの取付け，取外し作業が容易になり、
メンテナンスコストが低減する。
【図１】図１は本発明の一実施例を示す縦断面図であ
る。
る。
【図２】図２は図１の II-II矢視図である。
【図３】図３は図１におけるステーター翼に対する水流
の速度ベクトル図である。
の速度ベクトル図である。
【図４】図４は図１のプロペラー効率を示す線図であ
る。
る。
【図５】図５は従来のプロペラー船の船尾部を示す縦断
面図である。
面図である。
１ 船体 ２ 主機 ３ プロペラー軸 ４ プロペラー ６ プロペラー翼 ７ 舵 ８ プロペラー後流（ｗ） ９ ステーター １０ ステーターボス １２ ステーター翼 １８ 軸受 ２１ 鉛直方向支持材 ２２ 水平レール ２３ ボルトナット Ｄ ステーターの抗力 Ｆ ステーターの周方向力 Ｌ ステーターの揚力 Ｔ 合推力 Ｔｐ プロペラー推力 Ｔｓ ステーター推力 Ｖｘ ステーターへの軸方向流入速度 Ｖｔ ステーターへの周方向流入速度 Ｗ ステーターへの流入合速度 α 迎角 β 後流の流入角 γ 取り付け角
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−183382（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−106394（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−120997（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭46−6748（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (1)
- 【請求項１】 船尾部の推進用スクリュープロペラーの
下流側に、プロペラー中心線を中心に放射状に張出され
たステーター翼を具えたステーターが船体に対して固定
した状態で設けられており、このステーターが前記スク
リュープロペラーにより発生した後流中の回転流を略直
線流れに変えている船舶用ステーター付きプロペラー装
置において、前記ステーターは、その中心部がプロペラー軸で支持さ
れるとともに、その上端が略プロペラー直上の船体部分
に前後方向に付設された水平レールに沿って移動可能か
つ固定可能に支持される ことを特徴とする船舶用ステー
ター付きプロペラー装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28249992A JP3181109B2 (ja) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | 船舶用ステーター付きプロペラー装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28249992A JP3181109B2 (ja) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | 船舶用ステーター付きプロペラー装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06107280A JPH06107280A (ja) | 1994-04-19 |
| JP3181109B2 true JP3181109B2 (ja) | 2001-07-03 |
Family
ID=17653239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28249992A Expired - Fee Related JP3181109B2 (ja) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | 船舶用ステーター付きプロペラー装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3181109B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1243504B1 (en) | 2000-10-04 | 2004-04-28 | Ishigaki Company Limited | Boat propulsion device |
| KR100394464B1 (ko) * | 2000-12-01 | 2003-08-09 | 현대중공업 주식회사 | Ｙ형상 날개를 가지는 선박용 스테이터 |
| KR100394485B1 (ko) * | 2000-12-01 | 2003-08-09 | 현대중공업 주식회사 | 복합기능 선박용 스테이터 |
| JP2003011889A (ja) * | 2001-06-29 | 2003-01-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | アジマス推進器 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62167795U (ja) * | 1986-04-16 | 1987-10-24 | ||
| JPS63102596U (ja) * | 1986-12-24 | 1988-07-04 | ||
| JPH01170100U (ja) * | 1988-05-12 | 1989-11-30 | ||
| JPH0255275A (ja) * | 1988-08-17 | 1990-02-23 | Kubota Ltd | 耐凍害性に優れる軽量コンクリート製品の製造方法 |
-
1992
- 1992-09-28 JP JP28249992A patent/JP3181109B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06107280A (ja) | 1994-04-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19990113 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080420 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090420 Year of fee payment: 8 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |