JPH0733797U - Propeller with wing tip plate - Google Patents

Propeller with wing tip plate

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JPH0733797U
JPH0733797U JP6478893U JP6478893U JPH0733797U JP H0733797 U JPH0733797 U JP H0733797U JP 6478893 U JP6478893 U JP 6478893U JP 6478893 U JP6478893 U JP 6478893U JP H0733797 U JPH0733797 U JP H0733797U
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JP
Japan
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propeller
blade
wing
wing tip
tip plate
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JP6478893U
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Japanese (ja)
Inventor
ゴメツ ペレツ
幸雄 冨田
Original Assignee
日本操舵システム株式会社
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 各翼2の翼端4は、それが回転したとの軌跡
面Fが、プロペラディスクAを通過する水が形成すると
ころの、後方に向って収縮しかつ表面が旋回する円錐形
状の流脈Bの表面に一致するような幾何学的形状をもっ
て所定の幅を有する弧5に形成し、弧全幅にわたって、
翼2の後面側で軸方向に張り出した翼端板8を一体に設
けた翼端板付きプロペラ。 【効果】 プロペラの最適直径をより小さくでき、プロ
ペラの重量と慣性を減少させるともにコストの低減に役
立つ。プロペラ効率がより高くなる、推力がより強くな
る。船舶の操縦性を高められる。キャビテーション、振
動、騒音が軽減する。
(57) [Summary] [Structure] The wing tip 4 of each wing 2 contracts rearwardly and has the surface F of the rotation of the wing 2 formed by the water passing through the propeller disk A. Is formed into an arc 5 having a predetermined width with a geometrical shape that corresponds to the surface of the convoluted conical vein B, and over the entire arc width,
A propeller with a wing tip plate integrally provided with a wing tip plate 8 projecting axially on the rear surface side of the wing 2. [Effect] The optimum diameter of the propeller can be made smaller, which reduces the weight and inertia of the propeller and helps reduce the cost. Propeller efficiency is higher, thrust is stronger. The maneuverability of the ship can be improved. Reduces cavitation, vibration and noise.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本考案は、たとえば船舶に使用されるところの、複数の翼の各翼端に軸方向に 張り出した翼端板を付けた翼端板付きプロペラに関するものである。 The present invention relates to a propeller with a wing tip plate, which is used, for example, in a ship and has a wing tip plate extending in the axial direction at each wing tip of a plurality of blades.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior art]

従来、船舶に使用されるプロペラにおいては、プロペラ効率の向上や燃料消費 量の節減を図るために、翼端に付属物を設けたプロペラが知られている。その中 で、翼端部にも大きい荷重を分担させて、翼面荷重分布をラジアル方向に希薄化 することを目的として、翼端まで大きい幅を持たせ、そして、この場合、翼後面 (高圧面)の翼端部から翼前面(低圧面)の側に流れが起って荷重負担能力が損 われるのを防ぎ、またこの流れによって翼端渦が発生するのを回避することによ って、プロペラ効率の向上とキャビテーションの防止を図ることを目的として、 各翼端に軸方向に張り出した翼端板を付けた翼端板付きプロペラが知られている 。 2. Description of the Related Art Conventionally, in propellers used for ships, propellers provided with accessories at the wing tips have been known to improve propeller efficiency and reduce fuel consumption. Among them, the blade tip has a large width to the blade tip in order to dilute the blade load distribution in the radial direction by sharing a large load, and in this case, the blade rear surface (high pressure By preventing the flow from flowing from the blade tip to the blade front surface (low pressure surface) and impairing the load bearing capacity, and by avoiding the generation of blade tip vortex by this flow. For the purpose of improving propeller efficiency and preventing cavitation, propellers with wing tip plates are known in which wing tip plates are attached to each wing tip in the axial direction.

【0003】 これを更に具体的に説明すると、図8に示す通常のプロペラ15においては、翼 端における荷重をゼロにするような翼面荷重分布とするために、翼端部16におい て翼幅が漸減され、翼端17において幅がゼロ(点)にされている。これに対して 、図9に示す翼端板付きプロペラ21においては、翼端部22も大きい翼幅として、 この翼端部22においても荷重を受けられるようにしたから、期待通りに作動する とすれば、翼面荷重分布がラジアル方向に稀薄化され、したがって、プロペラ寸 法が小さくなり、プロペラ効率が高くなる。そして、このように翼端部22も大き い翼幅とした場合、翼端23にも荷重がかかることから、即ち翼先端にも高圧が発 生することから必然的に生ずるところの、翼端23における翼後面(高圧面)24か ら翼前面(低圧面)25への流れ発生に伴う圧力喪失および翼端渦の発生(即ちキ ャビテーションの発生)を防ぐために、各翼端23の後面側に全幅にわたって、軸 方向に張り出した翼端板26を設けている。To explain this more specifically, in the normal propeller 15 shown in FIG. 8, in order to make the blade surface load distribution so that the load at the blade tip becomes zero, the blade width at the blade tip 16 is reduced. Is gradually reduced so that the width at the tip 17 becomes zero (point). On the other hand, in the propeller 21 with a wing tip plate shown in FIG. 9, the wing tip 22 also has a large wing width so that the wing tip 22 can also receive a load, and thus operates as expected. If so, the load distribution on the blade surface is thinned in the radial direction, so that the propeller size is reduced and the propeller efficiency is increased. When the blade tip 22 also has a large width in this manner, the blade tip 23 is also loaded, that is, high pressure is also generated at the blade tip. In order to prevent the loss of pressure and the generation of tip vortices (that is, cavitation) due to the flow from the blade rear surface (high pressure surface) 24 to the blade front surface (low pressure surface) 25 in 23, the rear surface of each blade tip 23. A wing tip plate 26 projecting in the axial direction is provided over the entire width.

【0004】 而して、これら翼端板26は図10、図11に示すように、その外周面26aが、プロ ペラディスク(プロペラ回転円)27を垂直面としプロペラ軸心28と同心に軸心方 向に延びて描いた円筒形状29の表面と一致するようになっている。As shown in FIGS. 10 and 11, the outer peripheral surface 26a of each of the blade end plates 26 is concentric with the propeller shaft center 28 with the propeller disk (propeller rotating circle) 27 as a vertical surface. It conforms to the surface of the cylindrical shape 29 that extends in the axial direction.

【0005】 このような翼端板付きプロペラ21においては、翼端板26の粘性抵抗が大きくな り勝ちであるという問題がある。この粘性抵抗を低くするためには、翼端板付き プロペラ21を通過する水の流脈が前記した円筒形状29になるようにして、翼端板 26に対する水の流入をショックフリーにする必要がある。このため、前記したよ うな従来の翼端板付きプロペラ21においては、船体に設けた円筒状のダクトの中 に翼端板付きプロペラ21を入れるか、あるいは、翼端板付きプロペラ21の前方で 船体にノズルを設けて、プロペラディスク27を通過する水の流脈が円筒形状29に なるようにしている。In such a propeller 21 with a wing tip plate, there is a problem in that the viscous resistance of the wing tip plate 26 tends to increase and tends to occur. In order to reduce this viscous resistance, it is necessary to make the flow of water passing through the propeller 21 with blade end plate into the cylindrical shape 29 described above so that the inflow of water to the blade end plate 26 is shock-free. is there. For this reason, in the conventional propeller with a wing tip plate as described above, the propeller with a wing tip plate 21 is placed in a cylindrical duct provided on the hull, or in front of the propeller with a wing tip plate. A nozzle is provided on the hull so that the flow vein of water passing through the propeller disk 27 has a cylindrical shape 29.

【0006】[0006]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

しかし、上記したように船体にダクトまたはノズルを必須条件として設けるこ とは、コスト高となり、また工期も長く必要とするという問題があった。そこで 、これらダクトあるいはノズルを設けないで、従来の翼端板付きプロペラ21を開 放水中で単独に作動させようとするときは、次のような問題があった。すなわち 、開放水中で翼端板付きプロペラ21を作動させたとき、プロペラディスク27を通 過する水の流脈は、後方に向って収縮する円錐形状となり、流脈を包む表面が旋 回することが知られている。これに対して、従来の翼端板付きプロペラ21の翼端 板26は、それが回転したときの軌跡面がプロペラディスク27を通る円筒形の表面 と一致しているため、水が翼後面(高圧面)24において翼端板26の前端から後端 の方に相対移動するにつれて、翼端板26と水の流脈との間に位置のずれが生ずる 。このため、翼端板26に対する水の流れがショックフリーにならず、粘性抵抗が 増加するとともに、水が翼端板26の後端側に相対移動するにつれて流れの分離を 生じ、そして翼端板26が流れに誘引膨張を起して、翼面に作用する圧力を減少さ せる。すなわち、翼端部22における荷重(即ち推力)負担能力が減少し、翼のラ ジアル方向に荷重を有効に稀薄分布させることができなくなる。これらのことか ら、プロペラ効率が期待値よりも低くなるという問題があった。 However, as described above, providing ducts or nozzles on the hull as an indispensable condition raises costs and requires a long construction period. Therefore, when the conventional propeller 21 with a wing tip plate is operated independently in open water without providing these ducts or nozzles, there are the following problems. That is, when the propeller 21 with a wing tip plate is operated in open water, the flow vein of water passing through the propeller disk 27 has a conical shape that contracts rearward, and the surface surrounding the flow vein rotates. It has been known. On the other hand, in the blade tip plate 26 of the conventional propeller 21 with blade tip plates, the trajectory plane when it rotates matches the cylindrical surface that passes through the propeller disk 27, so that water is transferred to the blade trailing surface ( At the high-pressure surface 24, as the blade tip plate 26 moves relative to the front end toward the rear end, a position shift occurs between the blade tip plate 26 and the water stream. As a result, the flow of water to the wing tip plate 26 does not become shock-free, the viscous resistance increases, and as the water moves toward the rear end side of the wing tip plate 26, the flow separation occurs, and the wing tip plate 26 induces an induced expansion in the flow, reducing the pressure acting on the wing surface. That is, the load (that is, thrust) bearing capacity at the blade tip 22 is reduced, and the load cannot be effectively diluted and distributed in the radial direction of the blade. Therefore, there was a problem that the propeller efficiency was lower than the expected value.

【0007】 本考案は、翼端に翼端板を付けたプロペラにおいて、船体にダクトやノズルを 設けることなくして開放水中で作動させても、翼端板の部位において、粘性抵抗 が最少になり、かつ、流れの分離と流れに対する誘引膨張を起さず、翼端部にお いても圧力を有効に分布せしめること、すなわち、翼面荷重分布をラジアル方向 に有効に稀薄化させることができて、プロペラ効率を翼端板付きプロペラに期待 される通りの高い値に到達せしめることができるとともに、キャビテーション、 騒音、振動を最小限にすることができるような翼端板付きプロペラを提供するこ とを目的とする。According to the present invention, in a propeller with a wing tip attached to the wing tip, even if the propeller is operated in open water without providing a duct or nozzle on the hull, the viscous resistance is minimized at the wing tip plate portion. Moreover, it is possible to effectively distribute the pressure even at the blade tip without separating the flow and induced expansion for the flow, that is, to effectively dilute the blade load distribution in the radial direction. In addition, it is possible to achieve a propeller efficiency that is as high as that expected for a propeller with tip plates, and to provide a propeller with tip plates that can minimize cavitation, noise, and vibration. With the goal.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

上記目的を達成すべく本考案の翼端板付きプロペラは、複数の翼の各翼端に軸 方向に張り出した翼端板を付けた翼端板付きプロペラであって、各翼は、プロペ ラボスからラジアル方向に延びるとともに、その翼端は、それが回転したときの 軌跡面が、プロペラディスクを通過する水が形成するところの、後方に向って収 縮しかつ表面が旋回する円錐形状の流脈の表面に一致するような幾何学的形状を もって所定の幅を有する弧に形成し、この弧全幅にわたって、翼の後面側で軸方 向に張り出した翼端板を一体に設けている。 In order to achieve the above object, the propeller with a wing tip plate of the present invention is a propeller with a wing tip plate in which a wing tip plate axially projecting is attached to each wing tip of a plurality of blades. And its tip is a conical, converging rearwardly swirling surface where the trajectory plane as it rotates is formed by the water passing through the propeller disk. The blade is formed into an arc having a predetermined width with a geometrical shape corresponding to the surface of the vein, and a wing tip plate axially projecting on the rear surface side of the blade is integrally provided over the entire width of the arc.

【0009】 そして本考案の好適な実施態様は、上記の翼端板付きプロペラにおいて、翼端 板を、それが回転したときの軌跡面も流脈の表面に一致するような幾何学的形状 にしている。In a preferred embodiment of the present invention, in the propeller with a wing tip plate, the wing tip plate is made to have a geometric shape such that the trajectory plane when the wing tip plate rotates also matches the surface of the flow vein. ing.

【0010】 さらに本考案の別な好適な実施態様は、上記の翼端板付きプロペラにおいて、 プロペラに、流脈と同じ収縮角度をもった円錐形のダクトをプロペラ外周に同心 に設けるようにしている。Still another preferred embodiment of the present invention is the above propeller with blades, in which a conical duct having the same contraction angle as the flow vein is provided concentrically on the outer circumference of the propeller. There is.

【0011】[0011]

【作用】[Action]

上記した本考案の構成によると、前記のごとく開放水中においては、プロペラ ディスク(回転円)を通過して流れる水の流派は、後方に向かって収縮する円錐 形状となる。そして弧前端点と最初に接触した水分子は、翼の回転によって翼後 面に沿って翼面を相対移動し、弧後端点に至ってから翼面を離れ、後方に絶対移 動するが、この際、翼端板、すなわち翼先端弧が回転してできる回転軌跡面は、 流脈の円錐状表面と一致しているから、弧前端点への水の流入はショックフリー となり、かつ水が翼面に沿って後方に移動するとき、この移動のベクトルが翼端 板の回転軌跡面と一致しているので、翼端板による流れの分離が生ずることがな く、また、流れに誘引膨張(すなわち圧力低下)を生ずることがない。 According to the configuration of the present invention described above, in the open water as described above, the stream of water flowing through the propeller disk (rotating circle) has a conical shape that contracts rearward. The water molecules that first come into contact with the front end point of the arc move relative to the blade surface along the rear surface of the blade due to the rotation of the blade, leave the surface of the blade after reaching the rear end point of the arc, and move absolutely backward. At this time, since the blade end plate, that is, the rotation trajectory surface formed by the rotation of the blade tip arc, coincides with the conical surface of the vein, the inflow of water to the arc front end point becomes shock-free and the water flows into the blade. When moving backwards along the plane, the vector of this movement coincides with the plane of the rotation trajectory of the tip plate, so there is no separation of the flow by the tip plate and there is an induced expansion ( That is, a pressure drop) does not occur.

【0012】 この際、翼端に発生した圧力は、翼端板によって翼面上に封じ込められ、流れ が、高圧側である翼後面の翼端から翼前面の側に逸流する(すなわち圧力が低下 する)ことが阻止される。At this time, the pressure generated at the blade tip is confined on the blade surface by the blade plate, and the flow escapes from the blade tip of the rear surface of the high pressure side to the blade front side (that is, the pressure is It lowers).

【0013】 これらのことから、翼後面において、翼端までも圧力(即ち、推力)を分布さ せ得、翼面の荷重分布がラジアル方向に稀薄化される。つまり、翼における循環 の半径方向分布を、プロペラディスク(回転円)の半径Rの0.6 倍だけ軸中心か ら離れた位置から翼端まで一定の値になるようにして、推力がプロペラボスから 翼端部まで連続的に増加するような分布とし得、以て高いプロペラ効率が得られ 、プロペラ寸法も小さくし得る。From the above, pressure (that is, thrust) can be distributed even to the blade tip at the blade rear surface, and the load distribution on the blade surface is diluted in the radial direction. In other words, the radial distribution of circulation in the blade is set to a constant value from the position away from the axial center to the blade tip by 0.6 times the radius R of the propeller disk (rotation circle), and the thrust is transmitted from the propeller boss to the blade. The distribution can be continuously increased up to the end, so that high propeller efficiency can be obtained and the propeller size can be reduced.

【0014】 また、翼後面の翼端から翼前面の側への逸流がないことから、翼端渦が発生せ ず、したがってキャビテーションを起さず、プロペラが潰食されることがない。 さらに翼面の荷重(圧力)分布がラジアル方向に稀薄化されることにより、プロ ペラが船体に及ぼす圧力も小さくなり、振動、騒音が軽減し得る。Furthermore, since there is no escape from the blade tip on the blade rear surface to the blade front surface side, blade tip vortices are not generated, and therefore cavitation does not occur and the propeller is not eroded. Furthermore, the load (pressure) distribution on the blade surface is diluted in the radial direction, so the pressure exerted by the propeller on the hull is also reduced, and vibration and noise can be reduced.

【0015】[0015]

【実施例】【Example】

以下に本考案の一実施例を図1〜図7に基づいて説明する。 図1、図2において、翼端板付きプロペラ1の翼2は、必要なピッチと曲面形 状をもって各々が得られるようにする。すなわち翼2は、プロペラボス3からラ ジアル方向に延び、その翼幅は、プロペラボス3からラジアル方向に進むにつれ て漸増し、最大幅部を経てから漸減するか、あるいは翼端4まで漸増し続ける。 いずれにせよ、その翼端4に至っても十分な幅を有する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2, the blades 2 of the propeller 1 with a blade end plate are to be obtained with the required pitch and curved surface shape. That is, the blade 2 extends from the propeller boss 3 in the radial direction, and its width gradually increases as it advances from the propeller boss 3 in the radial direction, and then gradually decreases after reaching the maximum width portion or gradually increases to the blade tip 4. to continue. In any case, even if it reaches the blade tip 4, it has a sufficient width.

【0016】 翼2の形状・寸法は、翼2における循環の半径方向分布が、図5に示すように 、翼端板付きプロペラ1のプロペラディスク(回転円)の半径の0.6 倍だけ軸心 から離れた位置から翼端4まで一定の値を保つようにすることによって、高いプ ロペラ効率が得られるようにする。The shape and dimensions of the blade 2 are such that the radial distribution of circulation in the blade 2 is 0.6 times the radius of the propeller disk (rotating circle) of the propeller 1 with a blade end plate from the axial center, as shown in FIG. By maintaining a constant value from the distant position to the blade tip 4, high propeller efficiency is obtained.

【0017】 なお、この図5には、本考案のプロペラの翼循環半径方向分布を、通常形式の プロペラ15(図8)、および従来の翼端板付きプロペラ21(図9)のそれと比較 して示している。この図5から、通常形式のプロペラ15はもちろんのこと、従来 の翼端板付きプロペラ21においても、前記したような翼端部における流れの分離 ・圧力低下により循環の半径方向分布を翼端まで一定の値に保つことができず、 従って、本考案の翼端板付きプロペラ1に比べて、プロペラ効率を翼端板付きプ ロペラに期待される値に高めることができず、プロペラ寸法も期待される値に小 さくできないことが判る。It should be noted that FIG. 5 compares the radial distribution of the propeller blades according to the present invention in the radial direction of the blade circulation with that of the conventional type propeller 15 (FIG. 8) and the conventional propeller 21 with a blade end plate (FIG. 9). Is shown. From FIG. 5, not only in the normal-type propeller 15 but also in the conventional propeller 21 with a wing tip plate, the flow separation at the wing tips as described above ・ The radial distribution of circulation to the wing tips due to the pressure drop The propeller efficiency cannot be increased to the value expected for the propeller with tip plates compared to the propeller 1 with tip plates of the present invention, and the propeller dimensions are also expected. It turns out that it is not possible to reduce the value.

【0018】 各々の翼端4の翼先端弧5は、それが回転したときの軌跡面が、開放水中で翼 端板付きプロペラ1が作動することによって生ずるところの、プロペラディスク (回転円)Aを通り後方に向って収縮する円錐形状の流脈Bの表面に一致するよ うな幾何学的形状に形成する。その結果、翼先端弧5が回転するとき、その弧前 端点6の回転円よりもその弧後端点7の回転円の方が流脈Bの収縮分だけ小さく なる。各翼2の翼先端弧5の外周に、この翼先端弧5の先端形状に一致して、弧 全長にわたって、翼2の後面側に、小さい長さで軸方向に張り出した翼端板8を それぞれ一体に設ける。The blade tip arc 5 of each blade tip 4 has a trajectory plane when the blade tip 4 rotates, which is generated by the operation of the propeller 1 with a blade tip plate in open water. It is formed in a geometrical shape that conforms to the surface of the conical vein B that contracts backwards through. As a result, when the blade tip arc 5 rotates, the rotating circle at the arc trailing end point 7 becomes smaller than the rotating circle at the arc leading end point 6 by the amount of contraction of the blood stream B. On the outer circumference of the blade tip arc 5 of each blade 2, a blade tip plate 8 that extends in the axial direction with a small length is provided on the rear surface side of the blade 2 over the entire arc length in conformity with the tip shape of the blade tip arc 5. Provide each integrally.

【0019】 なお、翼端板8の翼面となす角度は、本実施例のように直角であっても、ある いは図6に示すように、流脈Bの収縮分に沿った角度(すなわち、直角よりもや や小さい角度)にしても、翼端板8の軸方向長さが相対的に極めて小さいため、 性能にはほとんど影響を及ぼさない。Note that the angle formed between the blade end plate 8 and the blade surface may be a right angle as in the present embodiment, or as shown in FIG. That is, even if the angle is slightly smaller than a right angle, the axial length of the blade tip plate 8 is relatively small, and therefore the performance is hardly affected.

【0020】 以下、上記構成における作用を説明する。 翼端部4において翼面が水に及ぼす作用をミクロに見ると、図7において、弧 前端点6と最初に接触した水分子Cは、翼2の回転によって翼後面9に沿って翼 面上を相対移動し、弧後端点7に至ってから翼面を離れる。この際、摩擦(粘性 )抵抗がない理想的な状態を仮定すれば、水分子Cは、図7に示す一点鎖線のベ クトルDをもって後方に絶対移動する。(そして、その反力がプロペラ翼面に作 用して、翼面の圧力となり、プロペラ推力となる。) しかし実際にはかかる理想的状態は存在せず、水分子Cは、図7に示す点線の ベクトルEをもって後方に絶対移動する。この水分子Cが集合して、全体として 流脈Bを形成する。すなわち流脈Bは、ベクトルEにより、後方に向って収縮す る形となり、しかもプロペラ回転方向に旋回することになる。翼端板8、すなわ ち翼先端弧5が回転してできる回転軌跡面Fは、前記流脈Bの円錐状表面と一致 しているから、翼端板8の部位の弧前端点6への水の流入はショックフリーとな り、かつ、水が翼面に沿って後方に移動するとき、この移動のベクトルが翼端板 8の回転軌跡面Fと一致しているので、翼端板8による流れの分離が生ずること がなく、また、流れに誘引膨張(すなわち圧力低下)を生ずることがない。The operation of the above configuration will be described below. Microscopically looking at the action of the blade surface on water at the blade tip portion 4, in FIG. 7, the water molecule C that first comes into contact with the arc front end point 6 appears on the blade surface along the blade rear surface 9 due to the rotation of the blade 2. And moves away from the blade surface after reaching the rear end point 7 of the arc. At this time, assuming an ideal state where there is no friction (viscous) resistance, the water molecule C absolutely moves backward with the vector D indicated by the alternate long and short dash line shown in FIG. (And, the reaction force acts on the propeller blade surface and becomes the pressure on the blade surface, and becomes the propeller thrust.) However, in reality, such an ideal state does not exist, and the water molecule C is shown in FIG. Absolutely move backward with vector E of the dotted line. The water molecules C aggregate to form a vein B as a whole. That is, the blood stream B is contracted rearward by the vector E, and is swirled in the propeller rotation direction. Since the rotation trajectory plane F formed by the rotation of the blade tip plate 8, that is, the blade tip arc 5, coincides with the conical surface of the flow vein B, the arc front end point 6 of the portion of the blade tip plate 8 is reached. The inflow of water is shock-free, and when the water moves rearward along the blade surface, the vector of this movement coincides with the rotation trajectory plane F of the blade plate 8, so the blade plate No separation of the flow by 8 occurs and no induced expansion (ie pressure drop) occurs in the flow.

【0021】 この際、翼端4に発生した圧力は、翼端板8によって翼面上に封じ込められ、 流れが、高圧側である翼後面9の翼端4から翼前面10の側に逸流する(すなわち 圧力が低下する)ことが阻止される。At this time, the pressure generated at the blade tip 4 is confined on the blade surface by the blade tip plate 8, and the flow diverts from the blade tip 4 of the blade rear surface 9 on the high pressure side to the blade front surface 10 side. (That is, the pressure drops) is prevented.

【0022】 これらのことから、翼後面9において、翼端4までも圧力(即ち、推力)を分 布させることができ、翼面の荷重分布がラジアル方向に稀薄化される。つまり、 図5に示すように、翼2における循環の半径方向分布を、プロペラディスク(回 転円)Aの半径Rの0.6 倍だけ軸中心から離れた位置から翼端4まで一定の値に なるようにして、推力がプロペラボス3から翼端4まで連続的に増加するような 分布とすることにより、高いプロペラ効率が得られ、プロペラ寸法も小さくする ことができる。From the above, the pressure (that is, thrust) can be distributed to the blade tip 4 at the blade rear surface 9, and the load distribution on the blade surface is diluted in the radial direction. That is, as shown in FIG. 5, the radial distribution of the circulation in the blade 2 becomes a constant value from the position separated from the axial center by 0.6 times the radius R of the propeller disk (rotating circle) A to the blade tip 4. In this way, by providing a distribution in which the thrust increases continuously from the propeller boss 3 to the blade tip 4, high propeller efficiency can be obtained and the propeller size can be reduced.

【0023】 また、前記のように、翼後面9の翼端4から翼前面10の側への逸流がないこと から、翼端渦が発生せず、したがってキャビテーションを起さず、プロペラが潰 食されることがない。また、翼面の荷重(圧力)分布がラジアル方向に稀薄化さ れることにより、プロペラが船体に及ぼす圧力も小さくなって、振動、騒音が軽 減されることになる。Further, as described above, since there is no escape from the blade tip 4 of the blade rear surface 9 to the blade front surface 10 side, a blade tip vortex is not generated, therefore cavitation does not occur and the propeller is crushed. Never eaten. In addition, the load (pressure) distribution on the blade surface is diluted in the radial direction, so the pressure exerted by the propeller on the hull is also reduced, and vibration and noise are reduced.

【0024】 上記実施例では、翼端板付きプロペラ1を船の推進器とした場合の、また固定 ピッチ・プロペラとした場合について説明を行ったが、本考案の翼端板付きプロ ペラ1は、推進器以外のプロペラ、例えば、バウスラスター、ノズル・プロペラ などのプロペラに適用しても、また、可変ピッチ・プロペラに適用しても、同様 の作用効果を発揮する。In the above embodiment, the case where the propeller 1 with wing tip plate is used as a propeller of a ship and the fixed pitch propeller is explained, but the propeller 1 with wing tip plate of the present invention is The same effects can be obtained when applied to propellers other than thrusters such as bow thrusters and nozzle propellers, as well as variable pitch propellers.

【0025】 また上記実施例では、船体にダクトやノズルを設けなくても開放水の中であっ ても所期の性能を発揮できる翼端板付きプロペラ1を提供することを目的とする ものであったが、本考案の翼端板付きプロペラ1を流脈Bと同じ収縮角度をもっ た円錐形のダクトの中で作動させれば、開放水中での場合には免れ得ないプロペ ラ翼後方の流脈Bにおける流れエネルギーの若干の散逸もなくなって、更に推力 の増加を得ることができ、従って、プロペラ効率を更に高められ、プロペラ寸法 も更に小さくすることができる。In addition, in the above-mentioned embodiment, it is an object to provide a propeller 1 with a wing tip plate that can exhibit desired performance even in open water without providing a duct or nozzle on the hull. However, if the propeller 1 with wing tip plate of the present invention is operated in a conical duct having the same contraction angle as the flow vein B, it cannot be escaped in open water. It is possible to obtain a further increase in thrust without any slight dissipation of the flow energy in the stream B of B. Therefore, the propeller efficiency can be further increased and the propeller size can be further reduced.

【0026】[0026]

【考案の効果】[Effect of device]

上記構成の本考案の翼端板付きプロペラによると、次のような卓越した効果を 発揮する。 According to the propeller with wing tip plate of the present invention having the above configuration, the following outstanding effects are exhibited.

【0027】 (1) プロペラの最適直径がより小さくなる。 通常型のプロペラはもちろん、従来の翼端板付きプロペラよりもプロペラの最 適直径を小さくすることができ、したがって、プロペラの重量と慣性を減少させ る効果があるともに、コストの低減に役立つ。(1) The optimum diameter of the propeller becomes smaller. The optimum diameter of the propeller can be made smaller than that of the conventional type propeller as well as the conventional propeller with a tip plate, thus reducing the weight and inertia of the propeller as well as helping to reduce the cost.

【0028】 (2) プロペラ効率がより高くなる、推力がより強くなる。 プロペラ効率が高くなるため、船舶が定速で運航された場合、通常形式のプロ ペラの場合に比べて10%を超える燃料消費の節減(あるいは燃料消費量一定で運 行する場合は船速の向上)が得られる。また、推力が強くなり、特に大きな推力 を必要とする漁船、曵船においては、通常形式のプロペラの場合に比べて、曵航 力が12%以上増加する。この場合、ノズルと組み合わせることにより、大きい曵 航力を得ることができる。(2) Propeller efficiency is higher and thrust is stronger. Due to the high efficiency of propellers, when a ship is operated at a constant speed, fuel consumption is reduced by more than 10% compared to the case of a normal type propeller (or when the fuel consumption is constant, the ship speed is reduced). Improvement) is obtained. In addition, thrust becomes stronger, and for fishing boats and tugboats that require particularly large thrust, the towing force will increase by 12% or more compared to the case of a normal type propeller. In this case, a large towing force can be obtained by combining with a nozzle.

【0029】 (3) 船舶の操縦性を高められる。 通常形式のプロペラに比べてプロペラ後流の圧力が強くなり、かつ、翼端まで 強い後流を発生するので、後流が当ることによって発生する舵の効果が向上する 。すなわち、舵の利きが良くなって、応答速度(船の旋回速さ)が速くなるとと もに、旋回半径も小さくなる。また、操舵による船の急速停止において、時間お よび惰行距離を短くすることができる。(3) The maneuverability of the ship can be improved. Compared to the normal type propeller, the pressure behind the propeller is stronger and a strong wake is generated up to the blade tip, which improves the rudder effect generated by the wake. That is, the steering efficiency improves, the response speed (turning speed of the ship) increases, and the turning radius also decreases. In addition, the time and coasting distance can be shortened when the ship suddenly stops due to steering.

【0030】 (4) キャビテーション、振動、騒音が軽減する。 翼端板により翼端渦が発生しないので、キャビテーションを起さず、従ってプ ロペラが潰食されることがない。また、プロペラ翼面の圧力(荷重)分布がラジ アル方向に稀薄化されることにより、船体に与える圧力が通常形式のプロペラの 場合よりもかなり小さくなり、振動、騒音が軽減される。(4) Cavitation, vibration and noise are reduced. Since the tip plate does not generate tip vortices, cavitation does not occur, and therefore the propeller does not erode. In addition, the pressure (load) distribution on the propeller blade surface is diluted in the radial direction, so that the pressure applied to the hull is considerably smaller than in the case of a normal type propeller, and vibration and noise are reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本考案の一実施例を示し、翼端板付きプロペラ
を後方かつ下方から見た外観斜視図である。
FIG. 1 is an external perspective view of a propeller with wing end plates as seen from the rear and from below, showing an embodiment of the present invention.

【図2】同翼端板付きプロペラの要部の正面図である。FIG. 2 is a front view of a main part of the propeller with the wing end plate.

【図3】同翼端板(翼先端弧)の幾何学的形状を説明す
る模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a geometrical shape of the blade tip plate (blade tip arc).

【図4】同図1のM部を部分破断し、模式を付加した説
明図である。
FIG. 4 is an explanatory view in which a portion M of FIG. 1 is partially broken and a model is added.

【図5】プロペラ循環分布を比較した説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram comparing propeller circulation distributions.

【図6】図1のM部の他の実施例で、部分破断し模式を
付加した説明図である。
FIG. 6 is an explanatory view of another embodiment of the M portion of FIG. 1 with a partial cutaway and a model added.

【図7】図1の翼の回転と水の流れの関係の説明図であ
る。
7 is an explanatory diagram of a relationship between rotation of the blade of FIG. 1 and a flow of water.

【図8】通常のプロペラを後方かつ下方から見た外観斜
視図である。
FIG. 8 is an external perspective view of a normal propeller as viewed from the rear and from below.

【図9】従来の翼端板付きプロペラを後方かつ下方から
見た外観斜視図である。
FIG. 9 is an external perspective view of a conventional propeller with wing end plates as viewed from the rear and from below.

【図10】同翼端板(翼先端弧)の幾何学的形状を説明
する模式図である。
FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a geometrical shape of the blade tip plate (blade tip arc).

【図11】同図9のN部を部分破断し、模式を付加した
説明図である。
FIG. 11 is an explanatory view in which a part is cut away in the N portion of FIG. 9 and a model is added.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 翼端板付きプロペラ 2 翼 3 プロペラボス 4 翼端 5 翼先端弧 6 弧前端点 7 弧後端点 8 翼端板 9 翼後面(高圧面) 10 翼前面(低圧面) A プロペラディスク B (円錐形状の)流脈 C 水分子 D 理想上のベクトル E 実際のベクトル F 翼端板(翼先端弧)の回転軌跡面 1 Propeller with wing tip plate 2 wing 3 propeller boss 4 wing tip 5 wing tip arc 6 arc front end point 7 arc rear end point 8 wing tip plate 9 wing rear surface (high pressure surface) 10 wing front surface (low pressure surface) A propeller disk B (cone Shape of flow vein C Water molecule D Ideal vector E Actual vector F Rotation plane of blade tip plate (blade tip arc)

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】 複数の翼の各翼端に軸方向に張り出した
翼端板を付けた翼端板付きプロペラであって、各翼は、
プロペラボスからラジアル方向に延びるとともに、その
翼端は、それが回転したとの軌跡面が、プロペラディス
クを通過する水が形成するところの、後方に向って収縮
しかつ表面が旋回する円錐形状の流脈の表面に一致する
ような幾何学的形状をもって所定の幅を有する弧に形成
し、この弧全幅にわたって、翼の後面側で軸方向に張り
出した翼端板を一体に設けたことを特徴とする翼端板付
きプロペラ。
1. A propeller with a wing tip plate having a wing tip plate extending axially at each wing tip of a plurality of blades, wherein each wing comprises:
While extending radially from the propeller boss, its wing tip has a conical shape whose trailing surface, when it is rotated, contracts backwards and swirls the surface where the water passing through the propeller disk forms. It is characterized in that it is formed into an arc having a predetermined width with a geometric shape that matches the surface of the flow vein, and a wing end plate that axially projects on the rear surface side of the wing is integrally provided over the entire width of this arc. Propeller with wing tip plate.
【請求項2】 翼端板を、それが回転したときの軌跡面
も流脈の表面に一致するような幾何学的形状にした請求
項1に記載の翼端板付きプロペラ。
2. The propeller with a wing tip plate according to claim 1, wherein the wing tip plate has a geometric shape such that a trajectory plane when the wing tip plate rotates also matches a surface of the flow vein.
【請求項3】 プロペラに、流脈と同じ収縮角度をもっ
た円錐形のダクトをプロペラ外周に同心に設けるように
した請求項1または請求項2のいずれかに記載の翼端板
付きプロペラ。
3. A propeller with a wing tip plate according to claim 1, wherein the propeller is provided with a conical duct having the same contraction angle as that of the flow vein, concentrically on the outer circumference of the propeller.
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