JPH069999B2 - 舶用可変ピツチプロペラ - Google Patents
舶用可変ピツチプロペラInfo
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- JPH069999B2 JPH069999B2 JP60184385A JP18438585A JPH069999B2 JP H069999 B2 JPH069999 B2 JP H069999B2 JP 60184385 A JP60184385 A JP 60184385A JP 18438585 A JP18438585 A JP 18438585A JP H069999 B2 JPH069999 B2 JP H069999B2
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- blade
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- propeller blade
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、舶用可変ピッチプロペラに関し、特に海洋調
査船等のような低速域の操船性あるいは低放射雑音が要
求される船舶に用いて好適の舶用可変ピッチプロペラに
関する。
査船等のような低速域の操船性あるいは低放射雑音が要
求される船舶に用いて好適の舶用可変ピッチプロペラに
関する。
〔従来の技術〕 一般に、海洋調査船等の船舶では、低速航行状態で各種
センサによる計測などを行なうため、低速域の操船性や
低放射雑音が要求されており、通常、主機電動モータの
回転数を一定に保ち可変ピッチプロペラのピッチ角制御
で船速を制御する方式が採用されている。
センサによる計測などを行なうため、低速域の操船性や
低放射雑音が要求されており、通常、主機電動モータの
回転数を一定に保ち可変ピッチプロペラのピッチ角制御
で船速を制御する方式が採用されている。
このような可変ピッチプロペラのプロプラ翼の翼形状と
しては、従来、一定ピッチの通常型のもの、すなわち翼
根から翼端にいくにしたがってピッチ角が減少するよう
に形成されたものが用いられている。
しては、従来、一定ピッチの通常型のもの、すなわち翼
根から翼端にいくにしたがってピッチ角が減少するよう
に形成されたものが用いられている。
ところで、第６図において、プロペラ翼の回転中心から
半径０．７Ｒ(Ｒはプロペラ半径)位置における同プロペ
ラ翼のピッチ角βGおよび同プロペラ翼への流れのピッ
チ角βの、船速Vsに対する変化を示す。
半径０．７Ｒ(Ｒはプロペラ半径)位置における同プロペ
ラ翼のピッチ角βGおよび同プロペラ翼への流れのピッ
チ角βの、船速Vsに対する変化を示す。
なお、プロペラ翼のピッチ比とピッチ角との関係は次の
とおりである。
とおりである。
βG=Tan-1(p/πX) β＝Tan-1(J/πX)・・(１) ここで、ｐ(＝Ｐ／Ｄ)はピッチ比、Ｐはピッチ、Ｄ(＝
２Ｒ)はプロペラ直径、Ｊ(＝Ｖ／nD)は前進常数、Ｖは
プロペラ前進速度、ｎはプロペラ回転数、ｘ(＝ｒ／Ｒ)
は無次元半径、ｒは有次元半径である。
２Ｒ)はプロペラ直径、Ｊ(＝Ｖ／nD)は前進常数、Ｖは
プロペラ前進速度、ｎはプロペラ回転数、ｘ(＝ｒ／Ｒ)
は無次元半径、ｒは有次元半径である。
また、プロペラ翼の流れに対する迎角αとピッチ角βG,
βとの関係は次のとおりである。
βとの関係は次のとおりである。
α＝βG−β ・・・(2) 第６図の位置Ａの船速に対応した状態でのプロペラ翼
(ただし半径０．７Ｒ位置)に対する流れを、第７図(a)
に示す。同図において、V1aは軸方向のプロペラ流入速
度(位置Ａではほぼ通常航行状態)、V2はプロペラの回転
に基づく円周方向速度(常に一定)、V3aはプロペラ翼に
対する相対流入速度、４は無次元半径ｘ＝０．７位置で
のプロペラ翼断面、５はプロペラ翼断面４の背面側、６
はプロペラ翼断面４の正面側を示している。
(ただし半径０．７Ｒ位置)に対する流れを、第７図(a)
に示す。同図において、V1aは軸方向のプロペラ流入速
度(位置Ａではほぼ通常航行状態)、V2はプロペラの回転
に基づく円周方向速度(常に一定)、V3aはプロペラ翼に
対する相対流入速度、４は無次元半径ｘ＝０．７位置で
のプロペラ翼断面、５はプロペラ翼断面４の背面側、６
はプロペラ翼断面４の正面側を示している。
第７図(a)に示すように、第６図の位置Ａに相当する通
常航行状態では、プロペラ翼への流れはプロペラ翼断面
４の正面側６に流れ込み、第６図および(2)式からも明
らかなように、迎角αは正となる。
常航行状態では、プロペラ翼への流れはプロペラ翼断面
４の正面側６に流れ込み、第６図および(2)式からも明
らかなように、迎角αは正となる。
一方、第６図の位置Ｂの船速に対応した状態でのプロペ
ラ翼に対する流れを、第７図(b)に示す。同図におい
て、V1bは軸方向のプロペラ流入速度(位置Ｂでは、海洋
調査などを行なう低速航行状態)、V3bはプロペラ翼に対
する相対流入速度を示している。
ラ翼に対する流れを、第７図(b)に示す。同図におい
て、V1bは軸方向のプロペラ流入速度(位置Ｂでは、海洋
調査などを行なう低速航行状態)、V3bはプロペラ翼に対
する相対流入速度を示している。
一定のプロペラ回転数で、プロペラ翼のピッチを制御す
ることにより低速航行を行なう場合、そのピッチ角を小
さくする。このとき、従来の舶用可変ピッチプロペラの
プロペラ翼は、翼根から翼端にいくにしたがってピッチ
角が減少する形状に成形されているため、船速を低速に
すべく、プロペラ翼全体のピッチ角が小さくなるように
制御すると、翼根部付近では迎角αは正のままであって
も、翼端部付近[たとえば、第７図(b)に示す無次元半径
ｘ＝０．７の位置]では迎角αは負になることがある。
ることにより低速航行を行なう場合、そのピッチ角を小
さくする。このとき、従来の舶用可変ピッチプロペラの
プロペラ翼は、翼根から翼端にいくにしたがってピッチ
角が減少する形状に成形されているため、船速を低速に
すべく、プロペラ翼全体のピッチ角が小さくなるように
制御すると、翼根部付近では迎角αは正のままであって
も、翼端部付近[たとえば、第７図(b)に示す無次元半径
ｘ＝０．７の位置]では迎角αは負になることがある。
すなわち、第７図(a)に示すように、第６図の位置Ｂに
相当する低速航行状態では、プロペラ翼への流れはプロ
ペラ翼断面の背面側５に流れ込み、第６図および(2)式
からも明らかなように、迎角αは負になる。
相当する低速航行状態では、プロペラ翼への流れはプロ
ペラ翼断面の背面側５に流れ込み、第６図および(2)式
からも明らかなように、迎角αは負になる。
迎角αが負になった場合、その大きさは小さくても、プ
ロペラ翼断面４の正面側６には、フェースキャビテーシ
ョン８が発生しやすい。
ロペラ翼断面４の正面側６には、フェースキャビテーシ
ョン８が発生しやすい。
このフェースキャビテーション８による放射雑音は、比
較的広い周波数帯域(通常、500Hz以上、100kHzに至る)
にわたり、その雑音レベルも高い。したがって、特に海
洋調査船において海洋音響機器を使用する低速域(１〜
５ノット)での調査活動は、フェースキャビテーション
８の発生により支障を来すことになる。
較的広い周波数帯域(通常、500Hz以上、100kHzに至る)
にわたり、その雑音レベルも高い。したがって、特に海
洋調査船において海洋音響機器を使用する低速域(１〜
５ノット)での調査活動は、フェースキャビテーション
８の発生により支障を来すことになる。
なお、第７図(a)に示すような迎角αが正の状態でも、
その大きさが大きくなるとキャビテーションが背面側５
に生じるが、このような場合には船速が十分に大きいの
で、調査活動を行なうことはなく、支障を来すことはな
い。
その大きさが大きくなるとキャビテーションが背面側５
に生じるが、このような場合には船速が十分に大きいの
で、調査活動を行なうことはなく、支障を来すことはな
い。
本発明は、このような問題点の解決をはかろうとするも
ので、低速航行状態で、プロペラ翼の翼端付近における
流れに対する迎角が負になるのを防止して、フェースキ
ャビテーションの発生を防止し放射雑音の低減をはかっ
た、舶用可変ピッチプロペラを提供することを目的とす
る。
ので、低速航行状態で、プロペラ翼の翼端付近における
流れに対する迎角が負になるのを防止して、フェースキ
ャビテーションの発生を防止し放射雑音の低減をはかっ
た、舶用可変ピッチプロペラを提供することを目的とす
る。
このため、本発明の特許請求の範囲第１項の舶用可変ピ
ッチプロペラは、複数のプロペラ翼を有する舶用可変ピ
ッチプロペラにおいて、上記プロペラ翼が、その前進変
節時における翼形を翼根から翼端にいくにしたがってピ
ッチが増加する形状に形成されるとともに、その正面投
影形状を同プロペラ翼のスキューの半径方向分布が上記
翼根の付近で負のスキューを有し上記翼端の付近で正の
スキューを有し、かつ荷重中心がプロペラ翼基準線に近
い位置となるような形状に形成されていることを特徴と
している。
ッチプロペラは、複数のプロペラ翼を有する舶用可変ピ
ッチプロペラにおいて、上記プロペラ翼が、その前進変
節時における翼形を翼根から翼端にいくにしたがってピ
ッチが増加する形状に形成されるとともに、その正面投
影形状を同プロペラ翼のスキューの半径方向分布が上記
翼根の付近で負のスキューを有し上記翼端の付近で正の
スキューを有し、かつ荷重中心がプロペラ翼基準線に近
い位置となるような形状に形成されていることを特徴と
している。
また、本発明の特許請求の範囲第２項の舶用可変ピッチ
プロペラは、複数のプロペラ翼を有する舶用可変ピッチ
プロペラにおいて、上記プロペラ翼が、その前進変節時
における翼形を翼根から翼端にいくにしたがってピッチ
が増加する形状に形成され、その正面投影形状を同プロ
ペラ翼のスキューの半径方向分布が上記翼根の付近で負
のスキューを有し上記翼端の付近で正のスキューを有
し、かつ荷重中心がプロペラ翼基準線に近い位置となる
ような形状に形成されるとともに、その側面投影形状を
同プロペラ翼のレーキの半径方向の分布が上記翼根の付
近で同プロペラ翼を背面側にレーキさせ上記翼端の付近
では同プロペラ翼の正面側にレーキさせ、かつ上記翼端
でレーキ量がゼロとなるような形状に形成されているこ
とを特徴としている。
プロペラは、複数のプロペラ翼を有する舶用可変ピッチ
プロペラにおいて、上記プロペラ翼が、その前進変節時
における翼形を翼根から翼端にいくにしたがってピッチ
が増加する形状に形成され、その正面投影形状を同プロ
ペラ翼のスキューの半径方向分布が上記翼根の付近で負
のスキューを有し上記翼端の付近で正のスキューを有
し、かつ荷重中心がプロペラ翼基準線に近い位置となる
ような形状に形成されるとともに、その側面投影形状を
同プロペラ翼のレーキの半径方向の分布が上記翼根の付
近で同プロペラ翼を背面側にレーキさせ上記翼端の付近
では同プロペラ翼の正面側にレーキさせ、かつ上記翼端
でレーキ量がゼロとなるような形状に形成されているこ
とを特徴としている。
上述の特許請求の範囲第１項の舶用可変ピッチプロペラ
では、プロペラ翼の前進変節時における翼形が、翼根か
ら翼端にいくほどピッチが増加する形状に形成されてい
るため、上記プロペラ翼の翼端付近における流れに対す
る迎角が、低速航行状態が負にならなくなり、フェース
キャビテーションの発生が防止されるとともに、バラン
ス型のスキュー分布により上記フェースキャビテーショ
ンの発生を遅らすことができ、同フェースキャビテーシ
ョンの発生がより確実に防止されるようになる。
では、プロペラ翼の前進変節時における翼形が、翼根か
ら翼端にいくほどピッチが増加する形状に形成されてい
るため、上記プロペラ翼の翼端付近における流れに対す
る迎角が、低速航行状態が負にならなくなり、フェース
キャビテーションの発生が防止されるとともに、バラン
ス型のスキュー分布により上記フェースキャビテーショ
ンの発生を遅らすことができ、同フェースキャビテーシ
ョンの発生がより確実に防止されるようになる。
また、特許請求の範囲第２項の舶用可変ピッチプロペラ
では、プロペラ翼の前進変節時における翼形が、翼根か
ら翼端にいくほどピッチが増加する形状に形成されてい
るため、上記プロペラ翼の翼端付近における流れに対す
る迎角が、低速航行状態で負にならなくなり、フェース
キャビテーションの発生が防止されるとともに、バラン
ス型のスキュー分布により上記フェースキャビテーショ
ンの発生を遅らすことができ、同フェースキャビテーシ
ョンの発生がより確実に防止されるようになる。また、
上記プロペラ翼の翼端部のピッチ増加に伴ってプロペラ
荷重が増加するが、バランス型のレーキ分布により、ピ
ッチ角制御時における上記プロペラ翼全体の回転駆動に
要するスピンドル・トルクの増加を抑制できる。
では、プロペラ翼の前進変節時における翼形が、翼根か
ら翼端にいくほどピッチが増加する形状に形成されてい
るため、上記プロペラ翼の翼端付近における流れに対す
る迎角が、低速航行状態で負にならなくなり、フェース
キャビテーションの発生が防止されるとともに、バラン
ス型のスキュー分布により上記フェースキャビテーショ
ンの発生を遅らすことができ、同フェースキャビテーシ
ョンの発生がより確実に防止されるようになる。また、
上記プロペラ翼の翼端部のピッチ増加に伴ってプロペラ
荷重が増加するが、バランス型のレーキ分布により、ピ
ッチ角制御時における上記プロペラ翼全体の回転駆動に
要するスピンドル・トルクの増加を抑制できる。
以下、図面により本発明の一実施例としての舶用可変ピ
ッチプロペラについて説明すると、第１図(a)はそのプ
ロペラ翼の半径方向位置とピッチとの関係を示すグラ
フ、第１図(b)はそのプロペラ翼の正面投影図、第１図
(c)はそのプロペラ翼の側面投影図、第２図(a),(b)はそ
れぞれ通常航行状態および低速航行状態におけるそのプ
ロペラ翼の半径方向位置とピッチ角との関係を示すグラ
フ、第３図(a)はそのプロペラ翼のスキュー分布を説明
するための正面投影図、第３図(b)はそのプロペラ翼の
スキュー分布を示すグラフ、第４図(a)はそのプロペラ
翼のレーキ分布を説明するための側面投影図、第４図
(b)はそのプロペラ翼のレーキ分布を示すグラフ、第５
図は本発明の可変ピッチプロペラによる放射雑音低減効
果を従来のものと比較して示すグラフである。
ッチプロペラについて説明すると、第１図(a)はそのプ
ロペラ翼の半径方向位置とピッチとの関係を示すグラ
フ、第１図(b)はそのプロペラ翼の正面投影図、第１図
(c)はそのプロペラ翼の側面投影図、第２図(a),(b)はそ
れぞれ通常航行状態および低速航行状態におけるそのプ
ロペラ翼の半径方向位置とピッチ角との関係を示すグラ
フ、第３図(a)はそのプロペラ翼のスキュー分布を説明
するための正面投影図、第３図(b)はそのプロペラ翼の
スキュー分布を示すグラフ、第４図(a)はそのプロペラ
翼のレーキ分布を説明するための側面投影図、第４図
(b)はそのプロペラ翼のレーキ分布を示すグラフ、第５
図は本発明の可変ピッチプロペラによる放射雑音低減効
果を従来のものと比較して示すグラフである。
本実施例の舶用可変ピッチプロペラでは、第１図(b),
(c)に示すように、プロペラボス２から複数のプロペラ
翼１が突設されており、各プロペラ翼１は、図示しない
駆動機構によりその全体を駆動されて、ピッチ角の制御
を行なえるようになっている。
(c)に示すように、プロペラボス２から複数のプロペラ
翼１が突設されており、各プロペラ翼１は、図示しない
駆動機構によりその全体を駆動されて、ピッチ角の制御
を行なえるようになっている。
そして、プロペラの回転数を一定に保ちながら、上記駆
動機構によってプロペラ翼１全体のピッチ角を制御し
て、船速を制御する。
動機構によってプロペラ翼１全体のピッチ角を制御し
て、船速を制御する。
なお、第１図(b),(c)においてプロペラ翼１は一枚のみ
示されている。
示されている。
このような舶用可変ピッチプロペラにおいて、そのプロ
ペラ翼１は、第１図(a)に実線ａで示すように、その前
進変節時における翼型を翼根から翼端にいくにしたかっ
てピッチが増加する形状に形成されている。なお、第１
図(a)において、横軸は無次元半径ｘ(＝ｒ／Ｒ)を示
し、縦軸は任意の半径方向位置におけるピッチ比ｐをｘ
＝０．７の半径方向位置におけるピッチ比p0.7で除した
値(p/p0.7)を示す。
ペラ翼１は、第１図(a)に実線ａで示すように、その前
進変節時における翼型を翼根から翼端にいくにしたかっ
てピッチが増加する形状に形成されている。なお、第１
図(a)において、横軸は無次元半径ｘ(＝ｒ／Ｒ)を示
し、縦軸は任意の半径方向位置におけるピッチ比ｐをｘ
＝０．７の半径方向位置におけるピッチ比p0.7で除した
値(p/p0.7)を示す。
プロペラ翼１のピッチを翼端にいくにしたがって大きく
することにより、第２図(a)に曲線ａ′で示すように、
通常航行状態(第６図の位置Ａに対応した状態)では、従
来と同様プロペラ翼１のピッチ角βGは、常に曲線ｅで
示す同プロペラ翼１への流れのピッチ角βよりも大きい
状態に保持される。
することにより、第２図(a)に曲線ａ′で示すように、
通常航行状態(第６図の位置Ａに対応した状態)では、従
来と同様プロペラ翼１のピッチ角βGは、常に曲線ｅで
示す同プロペラ翼１への流れのピッチ角βよりも大きい
状態に保持される。
ただし、第２図(a)において、曲線ｂ′およびｃ′は、
それぞれプロペラ翼１のピッチ比の分布を第１図(a)に
曲線ｂおよびｃで示すように実線ａに対して上方および
下方に凸とした場合におけるピッチ角βGの分布を示し
ている。また、第２図(a)の曲線ｄは従来のプロペラ翼
のピッチ角βGの分布を示す。
それぞれプロペラ翼１のピッチ比の分布を第１図(a)に
曲線ｂおよびｃで示すように実線ａに対して上方および
下方に凸とした場合におけるピッチ角βGの分布を示し
ている。また、第２図(a)の曲線ｄは従来のプロペラ翼
のピッチ角βGの分布を示す。
また、プロペラ翼１のピッチを翼端にいくにしたがって
大きくすることにより、第２図(b)に曲線ａ″で示すよ
うに、低速航行状態(第６図の位置Ｂに対応した状態)で
も、プロペラ翼１のピッチ角βGは、常に曲線ｅ′で示
す同プロペラ翼１への流れのピッチ角βよりも大きい状
態に保持される。
大きくすることにより、第２図(b)に曲線ａ″で示すよ
うに、低速航行状態(第６図の位置Ｂに対応した状態)で
も、プロペラ翼１のピッチ角βGは、常に曲線ｅ′で示
す同プロペラ翼１への流れのピッチ角βよりも大きい状
態に保持される。
第２図(b)において、曲線ｂ″およびｃ″は、第２図(a)
と同様、それぞれ第１図(a)における曲線ｂおよびｃに
対応するピッチ角βGの分布を示しており、いずれの場
合も、曲線ｅ′で示すプロペラ翼１への流れのピッチ角
βよりも常に大きい状態に保持されている。また、第２
図(b)の曲線ｄ′は従来のプロペラ翼のピッチ角βGの分
布を示していて、この曲線ｄ′で示すピッチ角βGは、
翼端部付近(ｘ＝０．５以上の位置)で曲線ｅ′よりも小
さくなっている。
と同様、それぞれ第１図(a)における曲線ｂおよびｃに
対応するピッチ角βGの分布を示しており、いずれの場
合も、曲線ｅ′で示すプロペラ翼１への流れのピッチ角
βよりも常に大きい状態に保持されている。また、第２
図(b)の曲線ｄ′は従来のプロペラ翼のピッチ角βGの分
布を示していて、この曲線ｄ′で示すピッチ角βGは、
翼端部付近(ｘ＝０．５以上の位置)で曲線ｅ′よりも小
さくなっている。
また、第１図(b),(c)に示すように、本実施例では、プ
ロペラ翼１が、バランス型のスキュー分布とバランス型
のレーキ分布とを持つように形成されている。
ロペラ翼１が、バランス型のスキュー分布とバランス型
のレーキ分布とを持つように形成されている。
すなわち、プロペラ翼１がその正面投影形状を第３図
(a)に示すように、プロペラ翼１のスキュー線（翼幅中
央線）１１とプロペラ翼基準線（プロペラ翼１全体のピ
ッチ角制御を行なう場合の回転中心線）１２との距離Ｓ
として表されるスキューの半径方向分布が、第３図(b)
で示すように、すなわちプロペラボス２に近い翼根部付
近で負のスキュー（プロペラ翼１の前縁側９にスキュー
している状態）を有し、翼根部付近で正のスキュー（プ
ロペラ翼１の後縁側１０にスキューしている状態）を有
し、かつプロペラ翼１の荷重中心がプロペラ翼基準線１
２に近い位置にくるような形状、つまりバランス型のス
キュー分布を持つ形状に形成されている。
(a)に示すように、プロペラ翼１のスキュー線（翼幅中
央線）１１とプロペラ翼基準線（プロペラ翼１全体のピ
ッチ角制御を行なう場合の回転中心線）１２との距離Ｓ
として表されるスキューの半径方向分布が、第３図(b)
で示すように、すなわちプロペラボス２に近い翼根部付
近で負のスキュー（プロペラ翼１の前縁側９にスキュー
している状態）を有し、翼根部付近で正のスキュー（プ
ロペラ翼１の後縁側１０にスキューしている状態）を有
し、かつプロペラ翼１の荷重中心がプロペラ翼基準線１
２に近い位置にくるような形状、つまりバランス型のス
キュー分布を持つ形状に形成されている。
さらに、プロペラ翼１がその側面投影形状を第４図(a)
に示すように、プロペラ翼１の正面側６とプロペラ翼基
準線１２との距離Raとして表わされるレーキの半径方向
分布が、第４図(b)で示すように、すなわち、プロペラ
ボス２に近い翼根部付近でプロペラ翼１を背面側５にレ
ーキさせ、翼端部付近でプロペラ翼１を正面側６にレー
キさせ、かつ翼端でレーキ量がゼロになる形状、つまり
バランス型のレーキ分布を持つ形状に形成されている。
に示すように、プロペラ翼１の正面側６とプロペラ翼基
準線１２との距離Raとして表わされるレーキの半径方向
分布が、第４図(b)で示すように、すなわち、プロペラ
ボス２に近い翼根部付近でプロペラ翼１を背面側５にレ
ーキさせ、翼端部付近でプロペラ翼１を正面側６にレー
キさせ、かつ翼端でレーキ量がゼロになる形状、つまり
バランス型のレーキ分布を持つ形状に形成されている。
本発明の一実施例としての舶用可変ピッチプロペラは上
述のごとく構成されているので、通常航行状態におい
て、第２図(a)に曲線ａ′で示すように、プロペラ翼１
のピッチ角βGは、従来どおり、同プロペラ翼１への流
れのピッチ角β(曲線ａ参照)よりも十分に大きくなって
いる。この場合、プロペラ翼１の流れに対する迎角α
[(2)式参照]がかなり大きくなり、プロペラ翼１の背面
側５にキャビテーションが発生し大きな雑音が放射され
ることも考えられるが、通常航行状態では海洋音響機器
などによる調査は行なわれないので、支障を来すことは
ない。
述のごとく構成されているので、通常航行状態におい
て、第２図(a)に曲線ａ′で示すように、プロペラ翼１
のピッチ角βGは、従来どおり、同プロペラ翼１への流
れのピッチ角β(曲線ａ参照)よりも十分に大きくなって
いる。この場合、プロペラ翼１の流れに対する迎角α
[(2)式参照]がかなり大きくなり、プロペラ翼１の背面
側５にキャビテーションが発生し大きな雑音が放射され
ることも考えられるが、通常航行状態では海洋音響機器
などによる調査は行なわれないので、支障を来すことは
ない。
これに対し、海洋音響機器等による調査を行なう低速航
行状態では、第１図(a)に示すように、プロペラ翼１の
ピッチが翼端にいくにしたがって増加しているので、第
２図(b)に曲線ａ″で示すように、同プロペラ翼１のピ
ッチ角βGは、半径方向のすべての位置にわたりプロペ
ラ翼１への流れのピッチ角β(曲線ｅ′参照)よりも大き
くなっている。
行状態では、第１図(a)に示すように、プロペラ翼１の
ピッチが翼端にいくにしたがって増加しているので、第
２図(b)に曲線ａ″で示すように、同プロペラ翼１のピ
ッチ角βGは、半径方向のすべての位置にわたりプロペ
ラ翼１への流れのピッチ角β(曲線ｅ′参照)よりも大き
くなっている。
したがって、プロペラ翼１の流れに対する迎角αも、
(2)式から明らかなように、同プロペラ翼１の半径方向
のすべての位置にわたって正となり、低速航行状態であ
っても、従来発生していたフェースキャビテーション
[第７図(b)の符号８参照]が翼端部付近において発生し
なくなる。
(2)式から明らかなように、同プロペラ翼１の半径方向
のすべての位置にわたって正となり、低速航行状態であ
っても、従来発生していたフェースキャビテーション
[第７図(b)の符号８参照]が翼端部付近において発生し
なくなる。
また、プロペラ翼１が、第１図(b)および第３図(b)に示
すような、バランス型のスキュー分布を持つ形状に形成
されたことにより、サーフェスフォース（プロペラ翼の
起振力が間接的に水圧変動の形で船体およびかじの表面
を通じて船体に伝わる成分）を軽減することができる。
すような、バランス型のスキュー分布を持つ形状に形成
されたことにより、サーフェスフォース（プロペラ翼の
起振力が間接的に水圧変動の形で船体およびかじの表面
を通じて船体に伝わる成分）を軽減することができる。
すなわち、プロペラ翼は、船尾の不均一な流れの中で作
動しており、プロペラ翼に流れ込む流れの速度および方
向は、半径方向にも円周方向にも変化しているが、一軸
船では船体中心面付近に鉛直方向に伸びた、ハイウエイ
クゾーン(High Wake Zone)と呼ばれる領域がある。
動しており、プロペラ翼に流れ込む流れの速度および方
向は、半径方向にも円周方向にも変化しているが、一軸
船では船体中心面付近に鉛直方向に伸びた、ハイウエイ
クゾーン(High Wake Zone)と呼ばれる領域がある。
一方、サーフェスフォースの主因は、プロペラ翼面上に
発生するキャビテーションの体積変化に基づいている。
発生するキャビテーションの体積変化に基づいている。
キャビテーションは、通常このハイウエイクゾーン付近
でその体積変化が最大となる。したがって、プロペラ翼
をバランス型のスキュー分布を持つ形状に形成すること
により、各プロペラ翼素（プロペラ翼素はプロペラ翼を
プロペラ軸心を軸とする多数の仮想円筒面で切断して得
られる）を位相をずらしてハイウエイクゾーンを通過さ
せることができ、これによりプロペラ量の半径方向に発
生するキャビテーションに位相のずれを生じさせ、その
結果サーフェスフォースを軽減することができる（普通
プロペラのようにスキューが小さいプロペラでは、どの
半径の翼素もほとんど同時にハイウエイクゾーンを通過
するので、その瞬間には大量のキャビテーションが同時
に発生しサーフェスフォースも大きくなりかつ変動も大
きいが、キャビテーションの発生に位相ずれを生じさせ
ることにより、サーフェスフォースの平均化と軽減化と
をはかることができる）。
でその体積変化が最大となる。したがって、プロペラ翼
をバランス型のスキュー分布を持つ形状に形成すること
により、各プロペラ翼素（プロペラ翼素はプロペラ翼を
プロペラ軸心を軸とする多数の仮想円筒面で切断して得
られる）を位相をずらしてハイウエイクゾーンを通過さ
せることができ、これによりプロペラ量の半径方向に発
生するキャビテーションに位相のずれを生じさせ、その
結果サーフェスフォースを軽減することができる（普通
プロペラのようにスキューが小さいプロペラでは、どの
半径の翼素もほとんど同時にハイウエイクゾーンを通過
するので、その瞬間には大量のキャビテーションが同時
に発生しサーフェスフォースも大きくなりかつ変動も大
きいが、キャビテーションの発生に位相ずれを生じさせ
ることにより、サーフェスフォースの平均化と軽減化と
をはかることができる）。
このようにして、低速航行状態におけるサーフェスフォ
ースの軽減化をはかることができるので、放射雑音が十
分に低減され、海洋音響機器等による調査が支障なく確
実に行なえるようになる。
ースの軽減化をはかることができるので、放射雑音が十
分に低減され、海洋音響機器等による調査が支障なく確
実に行なえるようになる。
上述のような雑音低減効果について、模型試験によるキ
ャビテーション雑音計測例で第５図に示す。同図におい
て、横軸は船速Vs、縦軸は代表例として周波数ｆ＝16kH
zにおける雑音レベルLpであり、従来の舶用可変ピッチ
プロペラの計測結果を曲線ｑ′で、本発明の一実施例と
しての舶用可変ピッチプロペラの計測結果を曲線ｑで示
す。
ャビテーション雑音計測例で第５図に示す。同図におい
て、横軸は船速Vs、縦軸は代表例として周波数ｆ＝16kH
zにおける雑音レベルLpであり、従来の舶用可変ピッチ
プロペラの計測結果を曲線ｑ′で、本発明の一実施例と
しての舶用可変ピッチプロペラの計測結果を曲線ｑで示
す。
第５図から明らかなように、本発明を適用することによ
り、低速域(位置Ｂ付近)での雑音レベルLpは従来よりも
２０dB以上低下している。
り、低速域(位置Ｂ付近)での雑音レベルLpは従来よりも
２０dB以上低下している。
なお、通常航行域(位置Ａ付近)では、本発明の舶用可変
ピッチプロペラの方が雑音レベルLpが高くなっている
が、これはプロペラ翼１の背面側５に生じたキャビテー
ションのためである。ただし、この船速では音響機器を
使用することはないので、計測に支障を来すことはな
い。また、通常航行域におけるこのようなキャビテーシ
ョンの増加から、プロペラの起振力による船体振動が増
えることも考えられるが、プロペラ翼１が第１図(b)お
よび第３図(b)に示すようなスキューを有しているため
に、上述のようなプロペラ起振力の増加が抑制される。
ピッチプロペラの方が雑音レベルLpが高くなっている
が、これはプロペラ翼１の背面側５に生じたキャビテー
ションのためである。ただし、この船速では音響機器を
使用することはないので、計測に支障を来すことはな
い。また、通常航行域におけるこのようなキャビテーシ
ョンの増加から、プロペラの起振力による船体振動が増
えることも考えられるが、プロペラ翼１が第１図(b)お
よび第３図(b)に示すようなスキューを有しているため
に、上述のようなプロペラ起振力の増加が抑制される。
さらに、プロペラ翼１が、第１図(c)および第４図(b)に
示すような、バランス型のレーキ分布を持つ形状に形成
されたことにより、プロペラ翼１の翼端がレーキ量０と
なっていて、翼端はプロペラ翼１全体のピッチ角制御を
行なう場合の回転中心線としてのプロペラ翼基準線１２
に寄せられているため、普通プロペラ翼(翼端部がプロ
ペラ翼基準線よりはなれた形状のもの)の場合よりも翼
端部でのスピンドル・トルクが小さくなり、翼端部のピ
ッチ増加に伴ってプロペラ荷重が増加しても、ピッチ角
制御時におけるプロペラ翼１全体の回転駆動に要するス
ピンドル・トルクの増加を抑制できる。したがって、プ
ロペラ翼１を回転駆動するための駆動機構の駆動力を大
きくする必要はなく、従来のものをそのまま使用でき
る。
示すような、バランス型のレーキ分布を持つ形状に形成
されたことにより、プロペラ翼１の翼端がレーキ量０と
なっていて、翼端はプロペラ翼１全体のピッチ角制御を
行なう場合の回転中心線としてのプロペラ翼基準線１２
に寄せられているため、普通プロペラ翼(翼端部がプロ
ペラ翼基準線よりはなれた形状のもの)の場合よりも翼
端部でのスピンドル・トルクが小さくなり、翼端部のピ
ッチ増加に伴ってプロペラ荷重が増加しても、ピッチ角
制御時におけるプロペラ翼１全体の回転駆動に要するス
ピンドル・トルクの増加を抑制できる。したがって、プ
ロペラ翼１を回転駆動するための駆動機構の駆動力を大
きくする必要はなく、従来のものをそのまま使用でき
る。
以上詳述したように、特許請求の範囲第１項の舶用可変
ピッチプロペラによれば、プロペラ翼が、その前進変節
時における翼形を翼根から翼端にいくにしたがってピッ
チを増加する形状に形成されるとともに、バランス型の
スキュー分布を持つような形状に形成されるという極め
て簡素な構成で、低速航行状態において、プロペラ翼の
翼端付近における流れに対する迎角が負になるのを防止
でき、フェースキャビテーションが発生しなくなるの
で、放射雑音が大幅に低減され、海洋音響機器等による
調査が支障なく確実に行なえるようになるほか、プロペ
ラ翼がバランス型のスキュー分布を有しているので、よ
り確実にプロペラ起振力の一成分としてのサーフェスフ
ォースの軽減がはかれるという効果ないし利点が得られ
る。
ピッチプロペラによれば、プロペラ翼が、その前進変節
時における翼形を翼根から翼端にいくにしたがってピッ
チを増加する形状に形成されるとともに、バランス型の
スキュー分布を持つような形状に形成されるという極め
て簡素な構成で、低速航行状態において、プロペラ翼の
翼端付近における流れに対する迎角が負になるのを防止
でき、フェースキャビテーションが発生しなくなるの
で、放射雑音が大幅に低減され、海洋音響機器等による
調査が支障なく確実に行なえるようになるほか、プロペ
ラ翼がバランス型のスキュー分布を有しているので、よ
り確実にプロペラ起振力の一成分としてのサーフェスフ
ォースの軽減がはかれるという効果ないし利点が得られ
る。
特許請求の範囲第２項の舶用可変ピッチプロペラでは、
プロペラ翼が、その前進変節時における翼形を翼根から
翼端にいくにしたがってピッチを増加する形状に形成さ
れるとともに、バランス型のスキュー分布とバランス型
のレーキ分布とを持つような形状に形成されるという極
めて簡素な構成で、第１項の発明の上記の効果のほか、
プロペラ翼がバランス型のレーキ分布を有しているの
で、ピッチ角制御時におけるプロペラ翼全体の回転駆動
に要するスピンドル・トルクの増加を抑制できるという
効果ないし利点が得られる。
プロペラ翼が、その前進変節時における翼形を翼根から
翼端にいくにしたがってピッチを増加する形状に形成さ
れるとともに、バランス型のスキュー分布とバランス型
のレーキ分布とを持つような形状に形成されるという極
めて簡素な構成で、第１項の発明の上記の効果のほか、
プロペラ翼がバランス型のレーキ分布を有しているの
で、ピッチ角制御時におけるプロペラ翼全体の回転駆動
に要するスピンドル・トルクの増加を抑制できるという
効果ないし利点が得られる。
第１〜５図は本発明の一実施例としての舶用可変ピッチ
プロペラを示すもので、第１図(a)はそのプロペラ翼の
半径方向位置とピッチとの関係を示すグラフ、第１図
(b)はそのプロペラ翼の正面投影図、第１図(c)はそのプ
ロペラ翼の側面投影図、第２図(a),(b)はそれぞれ通常
航行状態および低速航行状態におけるそのプロペラ翼の
半径方向位置とピッチ角との関係を示すグラフ、第３図
(a)はそのプロペラ翼のスキュー分布を説明するための
正面投影図、第３図(b)はそのプロペラ翼のスキュー分
布を示すグラフ、第４図(a)はそのプロペラ翼のレーキ
分布を説明するための側面投影図、第４図(b)はそのプ
ロペラ翼のレーキ分布を示すグラフ、第５図は本発明の
可変ピッチプロペラによる放射雑音低減効果を従来のも
のと比較して示すグラフであり、第６，７図は従来の舶
用可変ピッチプロペラを示すもので、第６図はそのプロ
ペラ翼のピッチ角と船速との関係を示すグラフ、第７図
(a),(b)はそれぞれ通常航行状態および低速航行状態に
おけるそのプロペラ翼への流れの状態を示す模式図であ
る。 １……プロペラ翼、２……プロペラボス、５……プロペ
ラ翼の背面側、６……プロペラ翼の正面側、９……プロ
ペラ翼の前縁側、１０……プロペラ翼の後縁側、１１…
…スキュー線(翼幅中央線)、１２……プロペラ翼基準
線。
プロペラを示すもので、第１図(a)はそのプロペラ翼の
半径方向位置とピッチとの関係を示すグラフ、第１図
(b)はそのプロペラ翼の正面投影図、第１図(c)はそのプ
ロペラ翼の側面投影図、第２図(a),(b)はそれぞれ通常
航行状態および低速航行状態におけるそのプロペラ翼の
半径方向位置とピッチ角との関係を示すグラフ、第３図
(a)はそのプロペラ翼のスキュー分布を説明するための
正面投影図、第３図(b)はそのプロペラ翼のスキュー分
布を示すグラフ、第４図(a)はそのプロペラ翼のレーキ
分布を説明するための側面投影図、第４図(b)はそのプ
ロペラ翼のレーキ分布を示すグラフ、第５図は本発明の
可変ピッチプロペラによる放射雑音低減効果を従来のも
のと比較して示すグラフであり、第６，７図は従来の舶
用可変ピッチプロペラを示すもので、第６図はそのプロ
ペラ翼のピッチ角と船速との関係を示すグラフ、第７図
(a),(b)はそれぞれ通常航行状態および低速航行状態に
おけるそのプロペラ翼への流れの状態を示す模式図であ
る。 １……プロペラ翼、２……プロペラボス、５……プロペ
ラ翼の背面側、６……プロペラ翼の正面側、９……プロ
ペラ翼の前縁側、１０……プロペラ翼の後縁側、１１…
…スキュー線(翼幅中央線)、１２……プロペラ翼基準
線。
Claims (2)
- 【請求項１】複数のプロペラ翼を有する舶用可変ピッチ
プロペラにおいて、上記プロペラ翼が、その前進変節時
における翼形を翼根から翼端にいくにしたがってピッチ
が増加する形状に形成されるとともに、その正面投影形
状を同プロペラ翼のスキューの半径方向分布が上記翼根
の付近で負のスキューを有し上記翼端の付近で正のスキ
ューを有し、かつ荷重中心がプロペラ翼基準線に近い位
置となるような形状に形成されていることを特徴とす
る、舶用可変ピッチプロペラ。 - 【請求項２】複数のプロペラ翼を有する舶用可変ピッチ
プロペラにおいて、上記プロペラ翼が、その前進変節時
における翼形を翼根から翼端にいくにしたがってピッチ
が増加する形状に形成され、その正面投影形状を同プロ
ペラ翼のスキューの半径方向分布が上記翼根の付近で負
のスキューを有し上記翼端の付近で正のスキューを有
し、かつ荷重中心がプロペラ翼基準線に近い位置となる
ような形状に形成されるとともに、その側面投影形状を
同プロペラ翼のレーキの半径方向の分布が上記翼根の付
近で同プロペラ翼を背面側にレーキさせ上記翼端の付近
では同プロペラ翼を正面側にレーキさせ、かつ上記翼端
でレーキ量がゼロとなるような形状に形成されているこ
とを特徴とする、舶用可変ピッチプロペラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60184385A JPH069999B2 (ja) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | 舶用可変ピツチプロペラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60184385A JPH069999B2 (ja) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | 舶用可変ピツチプロペラ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6243392A JPS6243392A (ja) | 1987-02-25 |
| JPH069999B2 true JPH069999B2 (ja) | 1994-02-09 |
Family
ID=16152258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60184385A Expired - Fee Related JPH069999B2 (ja) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | 舶用可変ピツチプロペラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH069999B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5230852B1 (ja) * | 2011-07-26 | 2013-07-10 | 独立行政法人海上技術安全研究所 | 小型ダクト付きプロペラ及び船舶 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2507349Y2 (ja) * | 1990-04-27 | 1996-08-14 | 三菱重工業株式会社 | スキユ―ドプロペラ― |
| JPH07156874A (ja) * | 1993-12-08 | 1995-06-20 | Hitachi Zosen Corp | 船舶用プロペラ |
| SE509770C2 (sv) * | 1995-11-28 | 1999-03-08 | Volvo Penta Ab | Propeller |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61205396A (ja) * | 1985-03-07 | 1986-09-11 | Fukashi Uragami | 可変ピツチプロペラ |
-
1985
- 1985-08-20 JP JP60184385A patent/JPH069999B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5230852B1 (ja) * | 2011-07-26 | 2013-07-10 | 独立行政法人海上技術安全研究所 | 小型ダクト付きプロペラ及び船舶 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6243392A (ja) | 1987-02-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |