JPH047040Y2 - - Google Patents

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JPH047040Y2
JPH047040Y2 JP6279084U JP6279084U JPH047040Y2 JP H047040 Y2 JPH047040 Y2 JP H047040Y2 JP 6279084 U JP6279084 U JP 6279084U JP 6279084 U JP6279084 U JP 6279084U JP H047040 Y2 JPH047040 Y2 JP H047040Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本考案は、船舶の推進装置として使用される二
重反転プロペラ装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a counter-rotating propeller device used as a propulsion device for ships.

[従来の技術] 第6図〜13図は船尾における従来のプロペラ
装置を示すもので、第6図は1個のプロペラおよ
びシユーピースをそなえた普通船尾部を示す側面
図、第7図は1個のプロペラをそなえシユーピー
スを持たないクリヤウオーター船尾部を示す側面
図、第8図は二重反転プロペラおよびシユーピー
スをそなえた船尾部を示す側面図、第9図は二重
反転プロペラをそなえシユーピースを持たないク
リヤーウオーター船尾部を示す側面図、第10図
は1個のプロペラおよびシユーピースをそなえた
普通船尾部において同プロペラ前方のスターンフ
レームにリアクシヨンフインを取付けた船尾部を
示す側面図、第11図は二重反転プロペラをそな
えた船舶の船尾付近の縦断面図、第12図は第1
1図の−矢視断面図、第13図は第11
図の−矢視断面図である。
[Prior Art] Figures 6 to 13 show a conventional propeller device at the stern of a ship. Figure 8 is a side view showing the stern section of the Clearwater with a propeller and no shoe piece, Figure 8 is a side view showing the stern section with a contra-rotating propeller and a shoe piece, and Figure 9 is a side view showing the stern section with a counter-rotating propeller and a shoe piece. Figure 10 is a side view showing the stern section of a normal stern equipped with one propeller and a show piece, and a side view showing the stern section with a reaction fin attached to the stern frame in front of the propeller. Figure 12 is a vertical cross-sectional view of the stern area of a ship equipped with counter-rotating propellers.
1 is a cross-sectional view taken in the direction of the − arrow, and FIG. 13 is a sectional view of the
It is a sectional view taken along the - arrow in the figure.

また、第6〜13図において符号1は主船体、
2は舵、3はラダーホーン、4はシユーピース、
5はプロペラ、5aは前方プロペラ、5bは後方
プロペラ、6は軸、6aは外軸、6bは内軸、7
は基線、8は喫水線、9は後部垂線、10はプロ
ペラ軸線、11,11a,11bはプロペラ位置
線、12a,12bはスターンフレーム、13は
スターンフレーム位置線、、14は船尾ボツシン
グ、15a,15b,15c,15d,15eは
リアクシヨンフイン、16はエンジン、17a,
17bはエンジン支持台、18,19は歯車、2
0は軸、21,22,23は歯車、H,H′はプ
ロペラ軸線10の基線7からの高さ、aはプロペ
ラまたは後方プロペラの前方クリアランス、a′は
前方プロペラの前方クリアランス、bはプロペラ
または後方プロペラの後方クリアランス、cはプ
ロペラ上方クリアランス、Lppは船舶の垂線間長、
L1は後部垂線より後端までの水線長、L2は後部
垂線9よりスターンフレーム位置線13までの距
離、L3は後部垂線9よりプロペラ位置線11ま
たは11bまでの距離、Δlはプロペラ位置線1
1aと11bとの間の距離、L0は排水量を持つ
実質的な船体長さ(Lpp−L2)、ΔL,ΔL′,
ΔL″は1個のプロペラをそなえた船舶の船尾に対
する垂線間長Lppの増加分(L0を同一とした場合)
を示している。
In addition, in Figs. 6 to 13, code 1 is the main hull;
2 is the rudder, 3 is the rudder horn, 4 is the shew piece,
5 is a propeller, 5a is a front propeller, 5b is a rear propeller, 6 is a shaft, 6a is an outer shaft, 6b is an inner shaft, 7
is the base line, 8 is the waterline, 9 is the rear perpendicular line, 10 is the propeller axis line, 11, 11a, 11b are the propeller position lines, 12a, 12b are the stern frame, 13 is the stern frame position line, 14 is the stern botting, 15a, 15b , 15c, 15d, 15e are reaction fins, 16 is an engine, 17a,
17b is an engine support stand, 18 and 19 are gears, 2
0 is the shaft, 21, 22, 23 are the gears, H, H' are the height of the propeller axis 10 from the base line 7, a is the front clearance of the propeller or rear propeller, a' is the front clearance of the front propeller, b is the propeller or the rear clearance of the rear propeller, c is the propeller upper clearance, L pp is the length between perpendiculars of the ship,
L 1 is the water line length from the rear perpendicular to the rear end, L 2 is the distance from the rear perpendicular 9 to the stern frame position line 13, L 3 is the distance from the rear perpendicular 9 to the propeller position line 11 or 11b, Δl is the propeller position line 1
The distance between 1a and 11b, L 0 is the effective hull length with displacement (L pp −L 2 ), ΔL, ΔL′,
ΔL″ is the increase in the perpendicular length L pp to the stern of a ship equipped with one propeller (assuming L 0 is the same)
It shows.

以下、従来のプロペラ装置をそなえた船舶の船
尾形状について説明すると、第6図に示すような
1個のプロペラ5およびシユーピース4をそなえ
た普通船尾の船舶は最も基本的な船尾形状を有す
るものであり、舵2の面積は、船舶が必要とする
旋回性能および方向安定性能より定まる一方、舵
軸(後部垂線9が舵2の軸線と一致している)の
前後の舵面積の配分は、舵軸モーメントをできる
だけ小さくする見地から決定される。
Below, we will explain the stern shape of a ship equipped with a conventional propeller device.A normal stern ship equipped with one propeller 5 and a shew piece 4 as shown in Fig. 6 has the most basic stern shape. The area of the rudder 2 is determined by the turning performance and directional stability performance required by the ship, while the distribution of the area of the rudder before and after the rudder axis (the rear perpendicular line 9 coincides with the axis of the rudder 2) It is determined from the standpoint of minimizing the axial moment.

また、プロペラ位置線11は、プロペラ5の前
後のクリアランスa,bによりプロペラ起振力を
軽減する見地と、船舶の建造コストを少なくおさ
える見地とから決定される。さらに、プロペラ上
方クリアランスcも起振力を軽減する見地と、船
体形状のフエアリングの見地とから決定される。
Further, the propeller position line 11 is determined from the viewpoint of reducing the propeller excitation force by the front and rear clearances a and b of the propeller 5, and from the viewpoint of reducing the construction cost of the ship. Furthermore, the propeller upper clearance c is also determined from the viewpoint of reducing the excitation force and from the viewpoint of the fairing of the hull shape.

第7図に示すように、1個のプロペラ5をそな
えたクリヤーウオーター船尾の船舶では、第6図
に示す普通船尾に比べて、プロペラ5下方のシユ
ーピース4が無くなつていることに特徴があり、
これによりプロペラ軸線10の下方に下げること
が可能となつて、その基線7からの高さH′は普
通船尾における高さHより小さくなる。
As shown in FIG. 7, a clear water stern ship equipped with one propeller 5 is distinctive in that the show piece 4 below the propeller 5 is missing compared to the normal stern ship shown in FIG. ,
This makes it possible to lower the propeller axis 10 below, and its height H' from the base line 7 is normally smaller than the height H at the stern.

このため、クリヤーウオーター船尾の船舶で
は、普通船尾よりもプロペラ没水深度を大きくで
きるので、大直径のプロペラを採用できる効果が
ある。また、推進性能向上や起振力減少の点にお
いても効果がある。
For this reason, in a clear water stern vessel, the propeller can be submerged to a greater depth than in a normal stern vessel, which has the effect of allowing the use of a propeller with a large diameter. It is also effective in improving propulsion performance and reducing vibrational force.

しかし、シユーピース4が無いため、舵2を上
方のラダーホーン3のみによつて支持しなければ
ならず、必然的にラダーホーン3の寸法が大きく
なるとともに、プロペラ5に対して所要のクリア
ランスa,bを確保すると、舵2の軸線を兼ねる
後部垂線9は、普通船尾の場合よりΔLだけ後退
することになる。
However, since there is no shoe piece 4, the rudder 2 must be supported only by the upper rudder horn 3, which inevitably increases the size of the rudder horn 3 and requires a required clearance a, If b is secured, the rear perpendicular 9, which also serves as the axis of the rudder 2, will move back by ΔL compared to the normal stern case.

第8図に示すように、二重反転プロペラ5a,
5bおよびシユーピース4をそなえた船尾を有す
る船舶では、第6,7図に示すような1個のプロ
ペラ5を使用するものと比較して、プロペラ5
a,5b後流の回転エネルギが回収されるので、
プロペラ効率を向上することができる。
As shown in FIG. 8, counter-rotating propellers 5a,
5b and a stern with a shew piece 4, the propeller 5 is
Since the rotational energy of the wake of a and 5b is recovered,
Propeller efficiency can be improved.

通常、前方プロペラ5a、後方プロペラ5bが
それぞれ船舶の所要馬力の1/2ずつを分担するの
が効率上最も好ましいとされているため、プロペ
ラ回転数は前方プロペラ5aと後方プロペラ5b
とを同一とし、それぞれの回転方向は互いに逆方
向に選ばれる。
Normally, it is said that it is most preferable in terms of efficiency for the front propeller 5a and the rear propeller 5b to each share 1/2 of the required horsepower of the ship, so the propeller rotation speed is determined by the front propeller 5a and the rear propeller 5b.
are the same, and their rotation directions are chosen to be opposite to each other.

このとき、後方プロペラ5bに対しては前方プ
ロペラ5aによつて加速された流れが流入するの
で、後方プロペラ5bの直径DAは前方プロペラ
5aの直径DFよりも小さくするとともに、後方
プロペラ5bのピツチPAは前方プロペラ5aの
ピツチPFよりも大きくなる。すなわち、 DA/DF<1……(1),PA/PF<1 ……(2) となる。
At this time, the flow accelerated by the front propeller 5a flows into the rear propeller 5b, so the diameter D A of the rear propeller 5b is made smaller than the diameter D F of the front propeller 5a, and the diameter D A of the rear propeller 5b is made smaller than the diameter D F of the front propeller 5a. The pitch P A is larger than the pitch P F of the front propeller 5a. That is, D A /D F <1...(1), P A /P F <1...(2).

一方、前後のプロペラ5a,5bの前後方にそ
れぞれ必要なクリアランスa′,bをとり、さらに
これに前後のプロペラ位置線11a,11b間の
距離Δlを加えると、第6図に示す1個のプロペ
ラおよびシユーピースをそなえた普通船尾の船舶
の場合よりも後部垂線9からスターンフレーム位
置線13までの距離L2は増大することになり、
結局、後部垂線9はΔL′だけ後退することにな
る。
On the other hand, if we take the necessary clearances a' and b at the front and rear of the front and rear propellers 5a and 5b, respectively, and further add the distance Δl between the front and rear propeller position lines 11a and 11b, one The distance L 2 from the aft perpendicular 9 to the stern frame position line 13 will be greater than in the case of a normal stern ship with a propeller and a shew piece,
As a result, the rear perpendicular 9 will move back by ΔL'.

第9図に示すように、二重反転プロペラ5a,
5bをそなえたクリヤーウオーター船尾の船舶で
は、第8図に示す前述の船舶の場合と同様、二重
反転プロペラ5a,5bを採用することにより、
第7図に示す1個のプロペラをそなえたクリヤー
ウオーター船尾の船舶の場合に比べて、プロペラ
効率を向上することができるが、後部軸線13か
らスターンフレーム位置線13までの距離L2
増大することになるため、結局、後部垂線9は、
第6図に示す1個のプロペラおよびシユーピース
をそなえた普通船尾における後部垂線9よりも
ΔL″だけ後退することになる(ΔL″>ΔL′)。
As shown in FIG. 9, counter-rotating propellers 5a,
In a clear water stern vessel equipped with a propeller 5b, by adopting counter-rotating propellers 5a and 5b, as in the case of the above-mentioned vessel shown in Fig. 8,
Compared to the case of a clear water stern vessel equipped with one propeller as shown in FIG. 7, the propeller efficiency can be improved, but the distance L 2 from the rear axis 13 to the stern frame position line 13 increases. Therefore, in the end, the rear perpendicular line 9 is
The ship will be set back by ΔL'' from the rear perpendicular 9 at the stern with one propeller and one piece shown in FIG. 6 (ΔL''>ΔL').

第10図に示すように、1個のプロペラ5およ
びシユーピース4をそなえた普通船尾においてそ
のプロペラ5前方のスターンフレーム12a,1
2bにリアクシヨンフイン15a,15b,15
c,15d,15e……を取りつけた場合、船尾
形状は、第6図に示すものと変らないが、これら
のリアクシヨンフイン15a,……によつてプロ
ペラ5の前方にプロペラ5の回転と逆方向の回転
伴流を形成させ、プロペラ5によつて生ずる回転
流と互いに打消させることによつて回転エネルギ
の回収をはかり、推進効率の向上をはかれるので
ある。
As shown in FIG. 10, in the stern of an ordinary ship equipped with one propeller 5 and a shewpiece 4, stern frames 12a and 1 are located in front of the propeller 5.
Reaction fins 15a, 15b, 15 on 2b
When fins 15c, 15d, 15e... are installed, the stern shape is the same as shown in Fig. 6, but these reaction fins 15a, . By forming a rotating wake in the same direction and canceling each other with the rotating flow generated by the propeller 5, rotational energy is recovered and propulsion efficiency is improved.

しかし、本システムによつてプロペラ5後流の
回転エネルギーを完全に回収することは難しく、
通常はその1/2程度が回収されている。また、リ
アクシヨンフイン15a,……自体が推進抵抗と
なるので、できるだけ抵抗の少ない形状のものを
設計することが必要である。
However, it is difficult to completely recover the rotational energy in the wake of the propeller 5 with this system.
Usually about 1/2 of that amount is recovered. Further, since the reaction fins 15a, . . . themselves act as propulsion resistance, it is necessary to design a shape with as little resistance as possible.

ところで、第11〜13図に示すように、二重
反転プロペラ5a,5bを駆動するための機関室
内には、エンジン16が配置され、このエンジン
16と後方プロペラ5bとを結ぶ内軸6bに歯車
18を固着し、この歯車18に噛み合う歯車1
9、同歯車19と軸20とを介して結合された歯
車21および同歯車21に噛み合う歯車22を経
て、前方プロペラ5aに連結される外軸6aに固
着された歯車23が駆動され、内軸6bと外軸6
aとの回転方向が逆方向となる。また、歯車21
と23とは同径に形成されており、内軸6bおよ
び外軸6aが同じ回転数になるようになつてい
る。
By the way, as shown in FIGS. 11 to 13, an engine 16 is disposed in the engine room for driving the counter-rotating propellers 5a and 5b, and a gear is mounted on an inner shaft 6b connecting the engine 16 and the rear propeller 5b. 18 is fixed to the gear 1 which meshes with this gear 18.
9. The gear 23 fixed to the outer shaft 6a connected to the front propeller 5a is driven through the gear 21 connected to the gear 19 and the shaft 20 and the gear 22 meshing with the gear 21, and the inner shaft 6b and outer shaft 6
The direction of rotation is opposite to that of a. In addition, gear 21
and 23 are formed to have the same diameter, so that the inner shaft 6b and the outer shaft 6a have the same rotation speed.

[考案が解決しようとする問題点] 第8,9図に示す従来の二重反転プロペラ5
a,5bは上述のように、1個のプロペラを使用
する場合あるいはリアクシヨンフインを取付けた
場合に比べてプロペラ効率が向上するが、後部垂
線9がそれぞれΔL′,(ΔL″−ΔL)だけ後退する
ことになる。すなわち、垂線間長LppがΔL′また
は(ΔL″−ΔL)だけ増加することになる。この
垂線間長Lppの増加は、そのまま水線長(Lpp
L1)の増加につながり、船舶の波浪中での縦曲
げモーメントの増加をもたらすため、この曲げモ
ーメントに対する船体縦強度の補強が必要となつ
て船体重量の増加および建造コストの増大をもた
らすという問題点がある。
[Problems to be solved by the invention] Conventional counter-rotating propeller 5 shown in Figures 8 and 9
As mentioned above, in a and 5b, the propeller efficiency is improved compared to when one propeller is used or when a reaction fin is installed, but the rear perpendicular line 9 is only ΔL′ and (ΔL″−ΔL), respectively. In other words, the length L pp between perpendiculars increases by ΔL′ or (ΔL″−ΔL). This increase in the length between perpendicular lines L pp directly increases the water line length (L pp +
L 1 ), which leads to an increase in the longitudinal bending moment of the ship in waves, making it necessary to reinforce the longitudinal strength of the ship's hull against this bending moment, resulting in an increase in the ship's weight and construction cost. There is a point.

また、このような船体重量の増加は、二重反転
プロペラ5a,5bの採用によるプロペラ効率増
加の効果を減少させる問題点もある。
Further, such an increase in the weight of the ship reduces the effect of increasing propeller efficiency by employing the counter-rotating propellers 5a and 5b.

本考案は、これらの問題点を解決しようとする
もので、前方プロペラの後方回転流と後方プロペ
ラの後方回転流とが十分に打消し合うようにして
プロペラ効率の高い二重反転プロペラとしての機
能を十分に維持しながら、前方プロペラの回転数
を後方プロペラの回転数よりも低くすることによ
り、1個のプロペラをそなえた船舶に比べて船舶
の垂線間長Lppや水線長(Lpp+L1)を極力増加さ
せないようにし、これにより船体重量の増加や建
造コストの増大を招かないようにした二重反転プ
ロペラ装置を提供することを目的とする。
The present invention aims to solve these problems by sufficiently canceling out the backward rotational flow of the front propeller and the rearward rotational flow of the rear propeller, so that the propeller functions as a counter-rotating propeller with high propeller efficiency. By making the rotation speed of the front propeller lower than the rotation speed of the rear propeller while maintaining sufficient An object of the present invention is to provide a counter-rotating propeller device that minimizes the increase in +L 1 ), thereby avoiding an increase in ship weight or construction cost.

[問題点を解決するための手段] このため本考案の二重反転プロペラ装置は、同
一軸線上に、互いに反対方向に回転する前方プロ
ペラと後方プロペラとを隣接してそなえた二重反
転プロペラ装置において、上記前方プロペラの直
径およびピツチをそれぞれ上記後方プロペラの直
径およびピツチよりも大きくし、上記後方プロペ
ラとエンジンの主軸とを結ぶ内軸から上記前方プ
ロペラに連結された外軸に回転方向を逆にして動
力の一部を伝達する傘歯車機構をそなえ、同傘歯
車機構が、上記内軸に固着された第1の傘歯車
と、上記外軸に固着された第2の傘歯車と、同第
1および第2の傘歯車に噛み合う第3の歯車とで
構成されて、上記第3の傘歯車の回転軸を内側に
装着されたリングホイールが上記内軸の回転軸線
と同心的に配設されるとともに、同リングホイー
ルにより補機を回転駆動しうる動力伝達手段が設
けられたことを特徴としている。
[Means for Solving the Problems] Therefore, the counter-rotating propeller device of the present invention is a counter-rotating propeller device that has a front propeller and a rear propeller adjacent to each other on the same axis that rotate in opposite directions. , the diameter and pitch of the front propeller are respectively larger than the diameter and pitch of the rear propeller, and the direction of rotation is reversed from the inner shaft connecting the rear propeller and the main shaft of the engine to the outer shaft connected to the front propeller. and a bevel gear mechanism for transmitting part of the power, and the bevel gear mechanism includes a first bevel gear fixed to the inner shaft, a second bevel gear fixed to the outer shaft, and a second bevel gear fixed to the outer shaft. and a third gear that meshes with the first and second bevel gears, and a ring wheel is arranged concentrically with the rotational axis of the inner shaft, and the rotational shaft of the third bevel gear is mounted inside. The ring wheel is also characterized by the provision of a power transmission means capable of rotationally driving an auxiliary machine.

[作用] 上述の本考案の二重反転プロペラ装置によれ
ば、前方プロペラの直径およびピツチが、それぞ
れ後方プロペラの直径およびピツチよりも大きく
設定されているので、傘歯車機構により、自動的
に前方プロペラの回転数が後方プロペラの回転数
より低下し、前方プロペラにキヤビテーシヨンが
発生し難くなるので、プロペラと船体とのクリア
ランスを小さくすることができる。また、前方プ
ロペラの回転数の低下に伴つて、上記傘歯車機構
に付設されたリングホイールが回転し、その回転
力は補機の回転駆動に用いられる。
[Operation] According to the above-mentioned counter-rotating propeller device of the present invention, the diameter and pitch of the front propeller are set larger than the diameter and pitch of the rear propeller, so the bevel gear mechanism automatically propels the forward propeller. Since the rotational speed of the propeller is lower than the rotational speed of the rear propeller and cavitation is less likely to occur in the front propeller, the clearance between the propeller and the hull can be reduced. Furthermore, as the rotational speed of the front propeller decreases, a ring wheel attached to the bevel gear mechanism rotates, and its rotational force is used to drive the rotation of the auxiliary equipment.

[実施例] 以下、図面により本考案の実施例について説明
すると、第1〜4図は本考案の第1実施例として
の二重反転プロペラ装置を示すもので、第1図は
本装置をそなえた船舶の船尾部を示す側面図、第
2図は同船尾部の縦断面図、第3図は同船尾部の
水平断面図、第4図は第2図の−矢視断面図
であり、第5図は本考案の第2実施例としての二
重反転プロペラ装置をそなえた船舶の船尾部を示
す側面図である。
[Example] Hereinafter, embodiments of the present invention will be explained with reference to the drawings. Figures 1 to 4 show a counter-rotating propeller device as a first embodiment of the present invention, and Figure 1 shows a diagram showing a contra-rotating propeller device as a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the stern, FIG. 3 is a horizontal sectional view of the stern, FIG. 4 is a sectional view taken along the - arrow in FIG. The figure is a side view showing the stern of a ship equipped with a counter-rotating propeller device according to a second embodiment of the present invention.

第1〜5図において、既述のものと同じ符号は
ほぼ同様の部分を示しており、符号cおよびc′は
それぞれ後方および前方プロペラの上方クリアラ
ンス、24は第1の傘歯車、25a,25bは第
3の傘歯車、26は第2の傘歯車、27はリング
ホイール、28は平歯車、29は軸、30は補機
としての発電機、31は支持台、32a,32b
は軸、Gは傘歯車機構を示している。
In FIGS. 1 to 5, the same reference numerals as those described above indicate almost similar parts, and the reference numbers c and c' are respectively the upper clearances of the rear and front propellers, 24 is the first bevel gear, and 25a, 25b. is the third bevel gear, 26 is the second bevel gear, 27 is the ring wheel, 28 is the spur gear, 29 is the shaft, 30 is the generator as an auxiliary machine, 31 is the support stand, 32a, 32b
indicates the shaft, and G indicates the bevel gear mechanism.

本考案の第1実施例では、第1図に示すよう
に、クリヤーウオーター船尾部において、同一軸
線10上に互いに反対方向に回転する前方プロペ
ラ5aと後方プロペラ5bとが隣接してそなえら
れて、二重反転プロペラが構成されており、前方
プロペラ5aの直径DFおよびピツチPFは、それ
ぞれ後方プロペラ5bの直径DAおよびピツチPA
より大きく形成されている。
In the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1, a front propeller 5a and a rear propeller 5b, which rotate in opposite directions on the same axis 10, are provided adjacent to each other at the stern of the clear water. A counter-rotating propeller is configured, and the diameter D F and pitch P F of the front propeller 5a are the diameter D A and pitch P A of the rear propeller 5b, respectively.
It is formed larger.

すなわち、 DA/DF<1……(3),PA/PF<1 ……(4) とし、前方プロペラ5aの分担する馬力および回
転数をともに後方プロペラ5bのそれよりも小さ
くする。
That is, D A /D F <1...(3), P A /P F <1...(4), and both the horsepower and rotational speed shared by the front propeller 5a are smaller than those of the rear propeller 5b. .

なお、(3)式は、従来の二重反転プロペラの場合
の(1)式と同一であり、前方プロペラ5aの縮流の
中に後方プロペラ5bがほぼ収まることになる。
一方(4)式は従来の(2)式とは逆になるが、ピツチの
大きいプロペラの方が後方回転流が強くなる傾向
があるので、前方プロペラ5aの回転数および馬
力が後方プロペラ5bよりも少ないにもかかわら
ず、後方プロペラ5bよりもピツチの大きい前方
プロペラ5aの後方回転流は、後方プロペラ5b
の後方回転流を適切に打消すことができる。
Note that equation (3) is the same as equation (1) in the case of a conventional counter-rotating propeller, and the rear propeller 5b is almost contained within the contracted flow of the front propeller 5a.
On the other hand, equation (4) is the opposite of the conventional equation (2), but propellers with a larger pitch tend to have stronger backward rotational flow, so the rotational speed and horsepower of the front propeller 5a are higher than those of the rear propeller 5b. The backward rotational flow of the front propeller 5a, which has a larger pitch than the rear propeller 5b, is smaller than that of the rear propeller 5b.
The backward rotational flow can be appropriately canceled out.

また、前方プロペラ5aの分担馬力が後方プロ
ペラ5bの分担馬力より小さいので、前方プロペ
ラ5aの翼展開面積AFを後方プロペラ5bの翼
展開面積AAより小さくすることができる。すな
わち、 AF/AA>1 ……(5) を(3),(4)式に加えて構成することも可能である。
Furthermore, since the horsepower shared by the front propeller 5a is smaller than the horsepower shared by the rear propeller 5b, the blade deployment area A F of the front propeller 5a can be made smaller than the blade deployment area A A of the rear propeller 5b. That is, A F /A A > 1 ... (5) can be added to equations (3) and (4).

一方、第2〜4図に示すように、後方プロペラ
5bと主船体1内のエンジン支持台17a,17
b上に支持されるエンジン16の主軸とを結ぶ内
軸6bから前方プロペラ5aに連結された外軸6
aに回転方向を逆にして動力の一部を伝達する傘
歯車機構Gが主船体1内にそなえられている。
On the other hand, as shown in FIGS. 2 to 4, the rear propeller 5b and the engine support stands 17a, 17 in the main hull 1
an outer shaft 6 connected to the front propeller 5a from an inner shaft 6b connecting the main shaft of the engine 16 supported on
A bevel gear mechanism G is provided within the main hull 1 to transmit part of the power by reversing the rotational direction to the main hull 1.

この傘歯車機構Gは、内軸6bに固着された第
1の傘歯車24と、外軸6aに固着された第2の
傘歯車26と、これらの傘歯車24と26とに噛
み合つて介装される2個の第3の傘歯車25a,
25bとから構成されており、第3の傘歯車25
aおよび25bはそれぞれ回転軸32aおよび3
2bによつて支持される。
This bevel gear mechanism G has a first bevel gear 24 fixed to the inner shaft 6b, a second bevel gear 26 fixed to the outer shaft 6a, and meshes with these bevel gears 24 and 26. two third bevel gears 25a,
25b, and the third bevel gear 25
a and 25b are rotating shafts 32a and 3, respectively.
2b.

さらに、これらの回転軸32a,32bを内側
に装着されたリングホイール27が内軸6bの回
転軸線と同心的に且つ傘歯車25a,25bと一
体となつて回転可能に配設されている。
Furthermore, a ring wheel 27 with these rotating shafts 32a and 32b mounted inside thereof is arranged so as to be rotatable concentrically with the rotational axis of the inner shaft 6b and integrally with the bevel gears 25a and 25b.

そして、リングホイール27は、平歯車28お
よび軸29を介して、支持台31上に設置される
補機としての発電機30に接続され、この発電機
30を回転駆動する。すなわち、前述のように、
前方プロペラ5aの回転数が後方プロペラ5bの
回転数よりも小さいことにより、傘歯車機構Gに
おけるリングホイール27が回転するようにな
り、このリングホイール27の回転力により発電
機30などの補機の回転駆動が行なわれるもので
ある。
The ring wheel 27 is connected via a spur gear 28 and a shaft 29 to a generator 30 as an auxiliary machine installed on a support base 31, and drives the generator 30 to rotate. That is, as mentioned above,
Since the rotational speed of the front propeller 5a is smaller than the rotational speed of the rear propeller 5b, the ring wheel 27 in the bevel gear mechanism G starts to rotate, and the rotational force of the ring wheel 27 activates the auxiliary equipment such as the generator 30. Rotation drive is performed.

なお、発電機等の補機を回転駆動しうる動力伝
達手段としては、本実施例のごとくリングホイー
ル27を用い、その噛合により動力を伝達する手
段以外にも、リングホイールとしてスプロケツト
を用いチエーンにより動力を伝達する手段や、ベ
ルト車を用い、ベルトにより動力を伝達する手段
など様々な手段が考えられる。
As a power transmission means capable of rotationally driving an auxiliary machine such as a generator, the ring wheel 27 is used as in this embodiment, and in addition to means for transmitting power by meshing thereof, a sprocket is used as the ring wheel and a chain is used. Various means can be considered, such as means for transmitting power, means for transmitting power by a belt using a belt pulley, etc.

本考案の第2実施例では、第5図に示すよう
に、本装置を、シユーピース4をそなえた船舶に
適用した場合を示しており、第1実施例と同様に
構成されている。
In a second embodiment of the present invention, as shown in FIG. 5, the present device is applied to a ship equipped with a showpiece 4, and is constructed in the same manner as the first embodiment.

本考案の第1実施例および第2実施例としての
二重反転プロペラ装置は上述のように構成されて
いるので、推進力を得るために前後のプロペラ5
a,5bを回転させる場合には、エンジン1bを
作動させ、それによつて発生する動力の1/2以上
を内軸6bを通して後方プロペラ5bに伝達させ
るとともに、残りの動力の一部を傘歯車機構Gを
介し外軸6aに接続する前方プロペラ5aに後方
プロペラ5bとは回転を逆にして伝達させる。
Since the contra-rotating propeller devices according to the first and second embodiments of the present invention are constructed as described above, the front and rear propellers 5 are used to obtain propulsive force.
When rotating the wheels a and 5b, the engine 1b is operated, and more than half of the power generated by the engine 1b is transmitted to the rear propeller 5b through the inner shaft 6b, and a portion of the remaining power is transmitted to the bevel gear mechanism. Rotation is transmitted to the front propeller 5a, which is connected to the outer shaft 6a via G, in the opposite direction to that of the rear propeller 5b.

一方、動力の他の一部は、傘歯車24と傘歯車
26との回転差によつて生ずる傘歯車25a,2
5bおよび軸32a,32bを含むリングホイー
ル27の回転により、平歯車28および軸29を
介して補機としての発電機30へ伝達され、船内
の諸装置・機器に電力を供給する電力源として利
用されるのである。
On the other hand, the other part of the power is generated by the difference in rotation between the bevel gears 24 and 26.
5b and shafts 32a, 32b, the rotation of the ring wheel 27 including the shafts 32a and 32b is transmitted to the generator 30 as an auxiliary machine via the spur gear 28 and shaft 29, and is used as a power source to supply power to various devices and equipment on the ship. It will be done.

ところで、後方プロペラ5bの回転数に比べ
て、前方プロペラ5aの回転数はリングホイール
27の回転数だけ減少することになるが、前述の
ように、後方プロペラ5bよりもピツチの大きい
前方プロペラ5aの後方回転流は、後方プロペラ
5bの後方回転流を適切に打消すことができるの
で、二重反転プロペラ全体としてのプロペラ後流
中に回転成分を残すことは殆ど無く、効率のよい
二重反転プロペラとしての機能は十分に維持され
る。
Incidentally, compared to the rotation speed of the rear propeller 5b, the rotation speed of the front propeller 5a is reduced by the rotation speed of the ring wheel 27, but as described above, the front propeller 5a has a larger pitch than the rear propeller 5b. Since the backward rotational flow can appropriately cancel the backward rotational flow of the rear propeller 5b, almost no rotational component remains in the propeller wake of the counter-rotating propeller as a whole, resulting in an efficient counter-rotating propeller. Its functions are maintained satisfactorily.

また、前方プロペラ5aの回転数の減少に伴
い、前方プロペラ5aの推力分担の割合は全推力
の1/2より小となり、逆に後方プロペラの推力分
担の割合は全推力の1/2より大となる。
In addition, as the rotational speed of the front propeller 5a decreases, the proportion of thrust shared by the front propeller 5a becomes smaller than 1/2 of the total thrust, and conversely, the proportion of thrust shared by the rear propeller becomes larger than 1/2 of the total thrust. becomes.

このようにして、前方プロペラ5aの回転数が
低くなり、前方プロペラ5aの回転によるキヤビ
テーシヨンが発生し難くなるので、前方プロペラ
5aによるプロペラ変動圧力が大幅に減少する。
In this way, the rotational speed of the front propeller 5a is lowered, and cavitation due to the rotation of the front propeller 5a is less likely to occur, so that the propeller fluctuation pressure caused by the front propeller 5a is significantly reduced.

これにより、プロペラ前後のクリアランスa,
b,cは後方プロペラ5bに対して算定すればよ
いようになり、船舶の垂線間長Lppや水線長(Lpp
+L1)が、従来の第8,9図に示す場合と比べ、
大幅に短縮されるようになって、1個のプロペラ
をそなえた船舶(第6,7図参照)の場合とほぼ
同等になり、これに伴い船体重量の増加や建造コ
ストの増大を抑制できる効果が得られる。
As a result, the front and rear propeller clearance a,
b, c can now be calculated for the rear propeller 5b, and can be calculated using the ship's perpendicular length L pp and waterline length (L pp
+L 1 ) compared to the conventional case shown in Figs. 8 and 9,
The length has been significantly shortened, making it almost equivalent to a ship equipped with one propeller (see Figures 6 and 7), which has the effect of suppressing increases in ship weight and construction costs. is obtained.

また、前方プロペラ5aに対するクリアランス
a′,c′は後方プロペラ5bのクリアランスa,c
の1/2程度にまで減少されるが、プロペラ変動圧
力が大幅に小さい前方プロペラ5aによる起振力
は後方プロペラ5bによる起振力と同等ないしそ
れ以下となるため、プロペラ起振力によつて不具
合を生じることはない。
Also, the clearance for the front propeller 5a
a', c' are the clearances a, c of the rear propeller 5b
However, the excitation force by the front propeller 5a, which has a significantly smaller propeller fluctuation pressure, is equal to or less than the excitation force by the rear propeller 5b. No problems will occur.

[考案の効果] 以上詳述したように、本考案の二重反転プロペ
ラ装置によれば、同一軸線上に、互いに反対方向
に回転する前方プロペラと後方プロペラとを隣接
してそなえた二重反転プロペラ装置において、前
方プロペラの直径およびピツチをそれぞれ後方プ
ロペラの直径およびピツチよりも大きくし、上記
後方プロペラとエンジンの主軸とを結ぶ内軸から
上記前方プロペラに連結された外軸に回転方向を
逆にして動力の一部を伝達する傘歯車機構をそな
え、同傘歯車機構が、上記内軸に固着された第1
の傘歯車と、上記外軸に固着された第2の傘歯車
と、同第1および第2の傘歯車に噛み合う第3の
歯車とで構成されて、上記第3の傘歯車の回転軸
を内側に装着されたリングホイールが上記内軸の
回転軸線と同心的に配設されるとともに、同リン
グホイールにより補機を回転駆動しうる動力伝達
手段が設けられるという簡素な構成で、次のよう
な効果ないし利点が得られる。
[Effects of the invention] As detailed above, according to the contra-rotating propeller device of the present invention, the contra-rotating propeller device has a front propeller and a rear propeller adjacent to each other that rotate in opposite directions on the same axis. In a propeller device, the diameter and pitch of the front propeller are respectively larger than the diameter and pitch of the rear propeller, and the direction of rotation is reversed from the inner shaft connecting the rear propeller and the main shaft of the engine to the outer shaft connected to the front propeller. and a bevel gear mechanism for transmitting a part of the power, and the bevel gear mechanism is connected to a first shaft fixed to the inner shaft.
a bevel gear, a second bevel gear fixed to the outer shaft, and a third gear that meshes with the first and second bevel gears, and the rotating shaft of the third bevel gear is It has a simple configuration in which a ring wheel mounted on the inside is arranged concentrically with the rotational axis of the inner shaft, and a power transmission means that can rotate the auxiliary equipment by the ring wheel is provided as follows. effects or benefits can be obtained.

(1) 前方プロペラ5aの直径およびピツチがそれ
ぞれ後方プロペラ5bの直径およびピツチより
も大きく設定されるので、後方プロペラ5bの
回転数に比べて、前方プロペラ5aの回転数は
リングホイール27の回転数だけ減少すること
になるが、後方プロペラ5bよりもピツチの大
きい前方プロペラ5aの後方回転流は、後方プ
ロペラ5bの後方回転流を適切に打消すことが
できるので、二重反転プロペラ全体としてのプ
ロペラ後流中に回転成分を残すことは殆んど無
く、効率のよい二重反転プロペラとしての機能
は十分に維持される。
(1) Since the diameter and pitch of the front propeller 5a are set larger than the diameter and pitch of the rear propeller 5b, the rotation speed of the front propeller 5a is smaller than the rotation speed of the ring wheel 27 compared to the rotation speed of the rear propeller 5b. However, since the backward rotational flow of the front propeller 5a, which has a larger pitch than the rear propeller 5b, can appropriately cancel the backward rotational flow of the rear propeller 5b, the propeller as a whole of the contra-rotating propeller There is almost no rotational component left in the wake, and the function as an efficient counter-rotating propeller is sufficiently maintained.

(2) 前方プロペラの回転数は後方プロペラの回転
数よりも低下するので、プロペラ前後のクリア
ランスa,bの設定は後方プロペラ5bに対し
て行えばよく、これにより1個のプロペラをそ
なえた船舶とほとんど同じプロペラクリアラン
スa,bで二重反転プロペラをそなえられるの
で、船舶の垂線間長Lppや水線長(Lpp+L1)も
1個のプロペラをそなえた船舶と同様にするこ
とができ、Lppや(Lpp+L1)の増大による船体
重量の増加や、建造コストの増大を生じないの
であり、船体重量の増加による推進効率の低下
を招くこともない。
(2) Since the rotation speed of the front propeller is lower than the rotation speed of the rear propeller, it is sufficient to set the clearances a and b for the front and rear propellers for the rear propeller 5b. Since a counter-rotating propeller can be equipped with propeller clearances a and b that are almost the same as those of Therefore, an increase in the ship weight or construction cost due to an increase in L pp or (L pp +L 1 ) does not occur, and the propulsion efficiency does not decrease due to an increase in the ship weight.

(3) 従来の二重反転プロペラの場合に比べてプロ
ペラのオーバーハング量(L2−L3)が小さい
ので、外軸および内軸の支持が容易となる。
(3) The propeller overhang amount (L 2 −L 3 ) is smaller than in the case of a conventional counter-rotating propeller, making it easier to support the outer and inner shafts.

(4) 前方プロペラの回転数が後方プロペラの回転
数よりも減少するため、外軸の内面と内軸の外
面との相対速度が、従来より減少し、この部分
の軸受構造が容易になるとともに、焼付けによ
る損傷を生ずる危険性が減少する。
(4) Since the rotational speed of the front propeller is lower than the rotational speed of the rear propeller, the relative speed between the inner surface of the outer shaft and the outer surface of the inner shaft is lower than before, making the bearing structure of this part easier. , the risk of causing burn-in damage is reduced.

(5) エンジンにより発電機等の補機が駆動される
ため、船舶の航走中には補機専用のエンジンが
を作動させる必要がなくなり、燃料の節約がは
かれる。
(5) Since the engine drives auxiliary equipment such as a generator, there is no need to run an engine dedicated to the auxiliary equipment while the ship is sailing, resulting in fuel savings.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1〜4図は本考案の第1実施例としての二重
反転プロペラ装置を示すもので、第1図は本装置
をそなえた船舶の船尾部を示す側面図、第2図は
同船尾部の縦断面図、第3図は同船尾部の水平断
面図、第4図は第2図の−矢視断面図であ
り、第5図は本考案の第2実施例としての二重反
転プロペラ装置をそなえた船舶の船尾部を示す側
面図であり、第6〜13図は従来のプロペラ装置
を示すもので、第6図は1個のプロペラおよびシ
ユーピースをそなえた普通船尾部を示す側面図、
第7図は1個のプロペラをそなえシユーピースを
持たないクリヤウオーター船尾部を示す側面図、
第8図は二重反転プロペラおよびシユーピースを
そなえた船尾部を示す側面図、第9図は二重反転
プロペラをそなえシユーピースを持たないクリヤ
ーウオーター船尾部を示す側面図、第10図は1
個のプロペラおよびシユーピースをそなえた普通
船尾部において同プロペラ前方のスターンフレー
ムにリアクシヨンフインを取付けた船尾部を示す
側面図である。 1……主船体、2……舵、3……ラダーホー
ン、4……シユーピース、5a……前方プロペ
ラ、5b……後方プロペラ、6a……外軸、6b
……内軸、7……基線、8……喫水線、9……後
部垂線、10……プロペラ軸線、11a,11b
……プロペラ位置線、12a,12b……スター
ンフレーム、13……スターンフレーム位置線、
14……船尾ボツシング、16……エンジン、1
7a,17b……エンジン支持台、24……第1
の傘歯車、25a,25b……第3の傘歯車、2
6……第2の傘歯車、27……リングホイール、
28……平歯車、29……軸、30……補機とし
ての発電機、31……支持台、32a,32b…
…軸、G……傘歯車機構。
Figures 1 to 4 show a counter-rotating propeller device as a first embodiment of the present invention, Figure 1 is a side view showing the stern of a ship equipped with this device, and Figure 2 is a side view of the stern of the ship equipped with this device. 3 is a horizontal sectional view of the stern, FIG. 4 is a sectional view taken along the - arrow in FIG. 2, and FIG. 5 shows a counter-rotating propeller device as a second embodiment of the present invention. FIG. 6 is a side view showing the stern of a ship equipped with a ship, and FIGS. 6 to 13 show a conventional propeller device. FIG.
Figure 7 is a side view showing the stern section of a clear water vessel with one propeller and no showpiece;
Figure 8 is a side view showing the stern section with a counter-rotating propeller and a shoe piece, Figure 9 is a side view showing the stern section of a clear water vessel with a counter-rotating propeller and no show piece, and Figure 10 is a side view showing the stern section with a counter-rotating propeller and a shoe piece.
FIG. 2 is a side view showing the stern section of an ordinary boat equipped with two propellers and a sew piece, in which a reaction fin is attached to a stern frame in front of the propeller. 1... Main hull, 2... Rudder, 3... Rudder horn, 4... Sew piece, 5a... Front propeller, 5b... Rear propeller, 6a... Outer shaft, 6b
... Inner shaft, 7 ... Base line, 8 ... Water line, 9 ... Rear perpendicular line, 10 ... Propeller axis line, 11a, 11b
...Propeller position line, 12a, 12b...Stern frame, 13...Stern frame position line,
14... Stern bossing, 16... Engine, 1
7a, 17b...engine support stand, 24...first
bevel gears, 25a, 25b... third bevel gears, 2
6...Second bevel gear, 27...Ring wheel,
28... Spur gear, 29... Shaft, 30... Generator as auxiliary machine, 31... Support stand, 32a, 32b...
...Shaft, G...Bevel gear mechanism.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 同一軸線上に、互いに反対方向に回転する前方
プロペラと後方プロペラとを隣接してそなえた二
重反転プロペラ装置において、上記前方プロペラ
の直径およびピツチをそれぞれ上記後方プロペラ
の直径およびピツチよりも大きくし、上記後方プ
ロペラとエンジンの主軸とを結ぶ内軸から上記前
方プロペラに連結された外軸に回転方向を逆にし
て動力の一部を伝達する傘歯車機構をそなえ、同
傘歯車機構が、上記内軸に固着された第1の傘歯
車と、上記外軸に固着された第2の傘歯車と、同
第1および第2の傘歯車に、噛み合う第3の歯車
とで構成されて、上記第3の傘歯車の回転軸を内
側に装着されたリングホイールが上記内軸の回転
軸線と同心的に配設されるとともに、同リングホ
イールにより補機を回転駆動しうる動力伝達手段
が設けられたことを特徴とする、二重反転プロペ
ラ装置。
In a contra-rotating propeller device having a front propeller and a rear propeller adjacent to each other on the same axis that rotate in opposite directions, the diameter and pitch of the front propeller are larger than the diameter and pitch of the rear propeller, respectively. , a bevel gear mechanism that transmits part of the power by reversing the rotational direction from an inner shaft connecting the rear propeller and the main shaft of the engine to an outer shaft connected to the front propeller, the bevel gear mechanism A first bevel gear fixed to the inner shaft, a second bevel gear fixed to the outer shaft, and a third gear meshing with the first and second bevel gears, A ring wheel mounted on the inside of the rotation shaft of the third bevel gear is disposed concentrically with the rotation axis of the inner shaft, and power transmission means capable of rotationally driving an auxiliary machine by the ring wheel is provided. A contra-rotating propeller device characterized by:
JP6279084U 1984-04-27 1984-04-27 Counter-rotating propeller device Granted JPS60174700U (en)

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