JPS58218496A - ノズル付き舶用プロペラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はノズル付きの舶用７″四ペラの新しくて、改良
された構造に関し、プロペラベーンあるいはブレードを
含み、その各々はベーン軸、ＷＳるいはブレード軸線を
郭定し、この軸線の周りでそれぞれのベーンが枢軸運動
することができる。前記ベーン軸線はプロペラ軸線上に
位置した交差点において交差する。

このタイプの既知の舶用プロペラにおいては、ベーンあ
るいはブレードの外側エッヂとノズルの内面との間に形
成される最小のヤヤッゾは、ベーンあるいはシレーＰの
１つの位置においてのみ、即ち、迎え角が零となる領域
においてのみ得ることができ、この位置においては駆動
力は存在しない。運転位置、即ち、高効率を得ることの
できる大きな迎え角の位置においては、ベーンあるいは
ブレードの端部とノズルの内面Σの間にくさび形の拡張
あるいは拡大ヤヤッグが）形成され、この場合にはｆｏ
ベラとノズルとのｉＡ″ットの効率は低下する。さらに
、ベーンあるいはシレーＰの１つの端部とノズルの内面
との間のくさび形ギャップの中へ外部物体が入り込んで
、プロペラベーンあるいはブレードを傷つける恐れがあ
る。

従ってこのことを考慮して、本発明の主な目的は、最適
の効率を得るように設計された、ノズル付き舶用プロペ
ラの新しくて改良された構造を提供することにある。

本発明の他の重要な目的は、プロペラベーンあるいはベ
ーンを外部物体、例えば氷の細片によって傷つけたり氷
でプロペラを壊したりするのを減する、ノズル付きの新
しくて改良された舶用プロペラを提供することにある。

本発明のこれらの目的および他の目的を達成するために
、説明が進めばもつと明らかになるが、本発明による舶
用プロペラは、動的状態即ちプロペラ軸線の周りで回′
：転している間は、べ〜ンの外ヶ、ッ、ヵ３□。−、・
１・ｉ□１．よやよオあ、−６つ□ 外面によって郭定さ：れ、その中心点がベーン軸線′１ との交差点に位置して□いることを特徴としている。

さらに、ノズルの内面にも球面領域が設けられていて、
その中心点もまたベーン軸との交差点に位置し、その半
径は前記ベーンの球面の半径よりも大きく、それらの間
には所定のヤヤツノが形成される。前記球面領域は、ベ
ーンがプロペラ軸線の周りで回転している間に、ベーン
軸線によって描かれる表面によって形成される円形の交
差線の上流側および下流側にのびており、最大のベーン
迎え角において、ベーンの外面の端部と球面領域、の縁
部あるいは外部領域とが一致する。

本発明による舶用ノロベラは、静的な状態即ちプロペラ
ベーンあるいはブレードが静止している時には、ベーン
あるいはブレードの外側エッヂが球面の一部分をほぼ形
成するドーム状外面によって郭定されていて、その中心
点がベーン軸線との交差点に位置していることを特徴と
する。さらに、ノズルの内面にも球面領域が設けられて
いて、その中心点もまたベーン軸線との交差点に位置し
、その半径はベーンの外面の半径よりも大きく、それら
の間に所定のギャップが形成される。前記球面領域は、
プロペラが静止している時のベーン軸線と球面領域との
交差によって形成される交差点の上流側および下流側に
のびており、最大のベーン迎え角において、ベーンの外
面の端部と球面領域の縁部あるいは外側領域とが一致す
る。

これらの装置によって、プロペラベーンあるいはブレー
ドの全ての角度位［において、ベーンあるいはブレード
の外側エッヂとノズル内面との間に形成されるヤヤッグ
あるいはスペースが同一の寸法に維持され、かつ前述し
たあらゆる位置において最小になるという有利な結果を
得ることができる。その結果として、）０ロペラペーン
あるいはブレードの全ての位置において最適効率を得る
ことができる。さらに、ヤヤッグ寸法が最小であること
により、ベーンあるいはブレードの外側エッヂとノズル
内面との間に外部物体が入り込むという危険性も実質的
になくなる。

ベーンあるいはブレードの外面の円形あるいは円形ドー
ム状になった設計は球面の一部分を形成することができ
、その中心点はベーン軸線との交差点に位置している。

このことにより、ベーンあるいはブレードの外面をノズ
ルに形成された球面領域に対して　最適に適合あるいは
合致させることができる。しかしながら、前記円形ドー
ム状の外面は各々、例えば、円筒状表面のごく狭いニッ
プあるいはその一部分を形成していてもよいことが理解
できるはずである。

動的状態にある場合を考えると、前記球面領域は、回転
運動中に、球面領域とベーン軸線によって描かれる表面
とによって形成された交差線から、上流側よりも下流側
の方へより大きくのびている。

同様に１静的状態、即ちベーンが静止している時も、前
記球面領域は、球面領域と静止ベーンのベーン軸線とに
よって形成される交差点から、上流側よりも下流側の方
へより大きくのびている。そ゛　　のような設計により
、ノズルを通る流れは、球面領域における流れの膨張が
拘束あるいは制限されることにより、いい影をを、−け
、あるいは強化される。　　　　　　　　　　１ 、　　′ また、プロペラベーンあるいはブレードは、動的状態、
即ちベーンがノロペラ軸線の周りで回転している間、ベ
ーン軸線が下流側へ傾斜し、ゾロペラ軸線に関して直角
にのびた平面から離れるように、また静的状態、即ちベ
ーンが静止している時に、ベーン軸線がゾロペラ軸線に
関して下流側へ傾斜するように、配置することができる
。このことにより、ノズル内における流れの状態は、球
面領域における流れの膨張がさらに拘束あるいは制限さ
れることにより、さらに改善される。

前述してきたような設計においては、プロペラ軸線に関
して直角にのびた平面に対するベーン軸線の傾斜角は、
動的状態、即ちノロペラ軸線の周りでベーンが回転して
いる間は、球面領域の上流側縁部あるいは外側領域が、
プロペラ軸線に対して直角にのびかつベーン軸線との交
差点を通る平面の領域に位置するように、また、静的状
態、即ちベーンが静止している時には、前記上流側縁部
できる。そのような設計により、球面領域における流れ
の膨張は全体的に防止される。また、ゾロペラ軸線に関
して直角にのびた平面に対するベージ軸線の傾斜角が、
動的状態、即ちゾロペラ軸線の周りでベーンが回転して
いる間は、球面領域の上流側縁部が、ゾロペラ軸線に対
して直角にのびかつベーン軸線との交差点を通る平面の
上流側に位置するように、また、静的状態、即ちベーン
が静止している時には、球面領域の前記上流側縁部が、
ノロペラ軸線に対して直角にのびかつベーン軸線との交
差点を通る線の上流側に位置するように選択した場合に
も、同様の効果を得ることができる。

好ましくは、ノズルにおける球面領域の長さと位置とは
、動的状態、即ちベーンがプロペラ軸線の周りで回転し
ている間、および静的状態、即ちベーンが静止している
時に、最大のベーン迎え角においてベーンあるいはブレ
ードの外面の端部が球面領域の縁部あるいは外側領域と
ほぼ一致するように選択することができる。このように
して、一方においては、ベーンあるいはブレードとノズ
ルとの共同作用に関して最適条件を得ることができ、他
方においては、ノズルにおける球面領域は最小値に制限
されるようになる。

ダロペラとノズルとの共同作用に関する最適条件は、ベ
ーンあるいはブレードの外側ニップを機械加工するだけ
ではなく、ノズルにおける球面領域を機械加工すること
によっても得られるであろう。

本発明について添付図面を参照しながら以下詳細に説明
することによって、本発明をよりよく理解することがで
き、また前述した以外の目的も明らかになるであろう。

図面を説明するに際し、図面を簡単に示してはいるが、
当業界が本発明の基本原理および概念を容易に理解する
のに必要な程度に、ノズル付きの舶用プロペラの構造の
みを示すだけで十分であることが理解できるはずである
。次に特に第１図に注目すると、いわゆるコルトノズル
２を有した舶用ノロペラ１が示されている。前記舶用グ
ロペラ１は船体の本体（図示せず）に設けられたベアリ
ング６に対して回転的に取付けられたプロペラシャフト
５の７ランジ４に連結されたグロペラハプ３を含む。７
’ｔ−ベラのベーンまたはブレード７は各々、ハブ３に
おいて、よく知られている方法で、ベーン軸線Ｐの周囲
において枢軸運動的になるように、従来と同様にして取
付けられている。前記プロペラベーンあるいはブレード
７は、既知の適当な調節機構（図示せず）によってベー
ン軸線Ｐの周りで枢軸運動をし、前記調節機構は好まし
くは中空のプロペラシャフト５を介して供給される液圧
流体媒体によって操作される。

第１図に示したように、前記ノズル２は、環状領域ある
いは球面の一部のリング形球面領域２を有した内面８を
含み、その中心点０はプロペラの軸線Ａ１即ちプロペラ
ベーンあるいはブレードのベーン軸１ｉｐが交差する点
に位置する。第１図の説明によると、前記球面領域２は
２つの縁端線あるいは境界１ｉ１１１０．１１によって
横方向に郭定、あるいは境界区画されてい鼠が、鋭い−
ツヂを形成しているのではなくて、丸くなった移行表面
に併合されている。

第２図から明らかなように、前記球面領域２の半径はＲ
１であり、プロペラベーンあるいはブレード７の外面１
２の半径はＲ２であり、これは半径Ｒ１よりも小さく、
これらの間には巾りのギャップあるいはスペースが形成
される。プロペラ１の寸法および精度によって、ヤヤツ
ノ巾りは数ミリメートルから数分の１ミリメートルの範
囲に及ぶ。

動的状態、即ち、枢軸的なベーンあるいはブレード７が
プロペラ軸線Ａの周りで回転している間のことを考える
と、ベーン軸線Ｐによって描かれる表面は球面領域２と
の交差線９を形成し、第１図でわかるよう、に、前記領
域を２つの部分ＢとＣとに分割する。矢印８によって示
された流れの方向に関していうと、上流部分Ｂは下流部
分Ｃより短い。また第１：―から明らかなように、静的
状態、即ち、ベーンあ鳥いはブレード７が静止してりる
ゆ□イえ６．ニリエ。２゜よ、４−、、アよ球面領域２
とによって形成される交差点の上流側および下流側への
びる。

第３図に示した実施例においては、プロペラベーンある
いはブレード７のベーン軸線Ｐは流れの方向日において
、あるいはプロペラ軸線Ａに対して直角にのびた平面Ｅ
に関して、角度ａだけ傾斜している。動的状態、即ち、
ベーンあるいはブレード７がプロペラ軸線Ａの周りで回
転している間は、ベーン軸線Ｐは円錐面Ｘを描く。静的
状態、即ち、ベーンあるいはブレード７が静止してい−
る間は、ベーン軸線Ｐはプロペラ軸線Ａに関して角度α
だけ傾斜している。７″ｐペラベーンあるいはブレード
７のベーン軸線Ｐの傾斜角度αは、ノズル２における球
面領域２の上流側縁端あるいはエッヂ１１が、プロペラ
軸線Ａに対して直角にのびかつベーンあるいはブレード
軸線Ｐとの交差点０を通る平面Ｅの領域に位置するよう
に選択される。

そのような設計によると、前記エラｆ１１において、あ
るいはその後方において、ノズル２を通る流れの膨張は
防止される。それは球面に対する接線Ｔがプロペラ軸線
Ａに対してほぼ平行にのびているからである。しかしな
がら、さらに大きな角度αを選択してもよいことが理解
できるであろう。

図示した全ての設計においては、ノズル２における球面
領域２の軸方向長さおよび位置は、ベーンあるいはブレ
ード７の外面１２の端部２０が、それぞれ説明した最大
のベーン迎え角における球面領域２の縁端あるいは境界
１０．１１とほぼ一致するように選択される。

ノズル２の内面８は最も小さな可能性のあるギャツゾ巾
りを得るために、少なくとも球面領域２においてうまく
機械加工されている。

第１図においては、プロペラベーンあるいはブレード７
を取外すための２つの可能性のある装置が付属的に示さ
れている。

ノズル２には、例えば、ノズル２内の開口２２を閉じる
カバー２１が設けられている。カバー２１を取外した後
、ベーンあるいはブレード７を順次取外すことができる
。

第１図の下部においては、凹所あるいは溝２３が示され
ており、これは溶接されたクロージャ部材２４によって
閉じられている。１あるいはそれ以上のプロペラベーン
あるいはブレード７を交換するために、クロージャ部材
２４を切断し、へゾ３を適当に回転させることにより、
個々のプロペラベーンあるいはブレード７を所定位置に
位置させ、その位置においてそれらを凹所２３の中へ降
ろし、グロペラハゾ３から横方向に引出す。

本発明の好ましい実施例を示し、説明してきたが、本発
明がこれだけに限定されるものではなく、特許請求の範
囲内で各種のものが実施でき実行できることについて明
確に理解する必要がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によって構成されたノズルを有した舶用
プロペラの第１の実施例の部分断面図、第２図は第１図
の線■−■に沿ってみた部分断面図、第６図は本発明に
よって構成され、かつ第１図に示したノズルを有した舶
用プロペラの別の実□１ 施例の断片的断面図である。 図において、　　　　　□：□′□： １・・・プロペラ、２・・・ノズル、７・・・ベーン、
８・・・ノズル内面、２０・・・ドーム状外面、Ａ・・
・プロペラ軸線、Ｂ・・・上流部分、０・・・下流部分
、Ｄ・・・ヤヤツゾ、Ｏ・・・中心点、Ｐ・・・ベーン
軸線、Ｚ・・・球面領域、Ｒ１，Ｒ２・・・半径である
。 代理人　浅　村　　　　皓 Ｉｌｌ、ｌ！、’。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ノズル付き舶用プロペラにおいて、ノロペラ軸線を
   郭定するグロペラと、各々がベーン軸線を郭定し、かつ
   迎え角を形成するためにそれらの対応するベーン軸線の
   周りで枢軸運動することのできるベーンとを含み、前記
   ベーン軸線は前記７′′シペラ軸線上に位置した交差点
   において交差し、各々の前記ベーンは前記ベーン軸線の
   両側にのび、かつドーム状の外面によって郭定された外
   側エッヂを形成しており、前記ドーム状外面は中心点と
   半径とを有した球面の一部分をほぼ形成しており、前記
   中心点は前記交差点に位置しており、前記ノズルは、こ
   れもまた前記交差点に位置した中心点と半径とを有した
   ほぼ球面状の領域になった内面を有しており、前記球面
   領域の前記半径は、前記ドーム状外面の前記球面状表面
   の半径より大きくて、所定のギヤラフ０を形成しており
   、前記球面領域は、前記ベーンが前記ノロペラ軸線の周
   りで回転している間に前記ベーン軸線によって描かれる
   　　　　”表面と、前記球面領域との交差によって形成
   される円状の交差線の上流側および下流側にのびており
   、前記各ベーンのドーム状外面は端部を有し、前記ノズ
   ルの前記内面に設けられた前記球面領域は縁部を有し、
   前記端部と前記縁部とは最大のベーン迎え角において一
   致することを特徴とするノズル付き舶用プロペラ。 ２、特許請求の範囲第１項記載の舶用プロペラにおいて
   、前記球面領域は前記円形交差線のそれぞれ上流側およ
   び下流側へのびた上流部分および下流部分を形成し、前
   記下流部分は前記上流部分より大きいノズル付き舶用ゾ
   ロベラ。 ６）特許請求の範囲第１項記載の舶用フ０ロペラにおい
   て、前記ベーンが回転している間に前記ベーンによって
   描かれる前記表面は、前記７’ｏペラ軸線に関してほぼ
   直角にのびた平面を形成するノズル付き舶用プロペラ。 ４）特許請求の範囲第１項記載の舶用プロペラにおいて
   、前記ベーンの前記ペー、ン軸線は下流側にある角度を
   おいて傾斜しており、かつ前記ノロペラ軸線に関して直
   角にのびた平面から離れていくノズル付き舶用ノロペラ
   。 ５）特許請求の範囲第４項記載の舶用ノロペラにおいて
   、前記ノズルの前記球面領域の縁部は上流側の縁部を含
   み、前記ノロペラ軸線に関してほぼ直角にのびた前記平
   面に対する前記ベーン軸線の傾斜角は、前記上流側縁部
   が、前記ノロペラ軸線に関してほぼ直角にのびかつ前記
   交差点を通過する平面の領域に位置するように選択され
   ているノズル付き舶用プロペラ。 ６）特許請求の範囲第４項記載の舶用プロペラにおいて
   、前記ノズルの前記球面領域の縁部は上流側の縁部を含
   み、前記プロペラ軸線に関してほぼ直角にのびた前記平
   面に対ｉ′！る前記ベーン軸線の□ヤ 傾斜角は、前記上流側縁部が、前記ノロペラ軸線に関し
   てほぼ直角にのびかつ前記交差点を通過する平面の上流
   側に位置するように選択されているノズル付き舶用ノロ
   ペラ。 ７）特許請求の範囲第１項記載の舶用ゾロペラにおいて
   、前記ノズルにおける前記球面領域は、機械加工された
   表面を構成しているノズル付き舶用プロペラ。 ８）ノズル付き舶用プロペラにおいて、ゾロペラ軸線を
   郭定するプロペラと、各々がベーン軸線を郭定し、かつ
   迎え角を形成するためにそれらの対応するベーン軸線の
   周りで枢軸運動することのできるベーンとを含み、前記
   ベーン軸線は前記プロペラ軸線上に位置した交差点にお
   いて交差し、各各の前記ベーンは前記ベーン軸線の両側
   にのび、かつドーム状の外面によって郭定された外側ニ
   ップを形成しており、前記ドーム状外面は中心点と半径
   とを有した球面の一部分をほぼ形成しており、前記中心
   点は前記交差点に位置しており、前記ツバ、パ ズルは、これもまた前記交差点に位置した中心点゛：： と半径とを有した竺ぼ球面状の領域になった内面を有し
   ており、前記球面領域の前記半径は、前記　　　□ドー
   ム状外面の前記球面状表面の半径より大きくて、所定の
   ギャップを形成しており、前記球面領域：、ま、前記ノ
   ロペラが静止している時に、前記球面領域と前記ベーン
   軸線との交差によって形成される交差点の上流側および
   下流側にのびており、前記各ベーンのドーム状外面は端
   部を形成し、前記ノズルの前記内面に設けられた前記球
   面領域は縁部を有し、前記端部と前記縁部とは最大のベ
   ーン迎え角において一致することを特徴とするノズル付
   き舶用プロペラ。 ９）特許請求の範囲第８項記載の舶用プロペラにおいて
   、前記球面領域は前記交差点のそれぞれ上流側および下
   流側へのびた上流部分および下流部分な形成し、前記下
   流部分は前記上流部分より大きいノズル付き舶用プｔｆ
   ｆベラ。 １０）特許請求の範囲第８項記載の舶用ゾロペラにおい
   て、前記ベーン軸線は前記プロペラ軸線に関してほぼ直
   角にのびているノズル付き舶用ノロペラ。 １１）特許請求の範囲第８項記載の舶用７０ロペラにお
   いて、前記ベーンの前記ベーン軸線は前記７０ロペラ軸
   線に関して、下流側にある角度をなして傾斜しているノ
   ズル付き舶用プロペラ。 １２、特許請求の範囲第１１項記載の舶用プロペラにお
   いて、前記ノズルの前記球面領域の縁部は上流側の縁部
   を含み、前記ノロペラ軸線に関する前記ベーン軸線の前
   記傾斜角は、前記上流側縁部が、前記プロペラ軸線に関
   してほぼ直角にのびかつ前記交差点を通過する線の領域
   に位置するように選択されているノズル付き舶用プロペ
   ラ。 １３）特許請求の範囲第１１項記載の舶用ノロペラにお
   いて、前記ノズルの前記球面領域の縁部は上流側の縁部
   を含み、前記ゾロペラ軸線に関する前記ベーン軸線の前
   記傾斜角は、前記上流側縁部が、前記プロペラ軸線に関
   してはほぼ直角にのびがっ前記交差点を通過する線の上
   流側に位置するように選択されているノズル付き舶用プ
   ロペラ。 １４）特許請求の範囲第８項記載の舶用プロペラにおい
   て、前記ノズルにおける前記球面領域は、機械加工され
   た表面を構成しているノズル付き舶用プロペラ。