JPS6042195A - ピッチ自動可変プロペラ - Google Patents
ピッチ自動可変プロペラInfo
- Publication number
- JPS6042195A JPS6042195A JP14893583A JP14893583A JPS6042195A JP S6042195 A JPS6042195 A JP S6042195A JP 14893583 A JP14893583 A JP 14893583A JP 14893583 A JP14893583 A JP 14893583A JP S6042195 A JPS6042195 A JP S6042195A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- propeller
- blade
- section
- vane
- base
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H3/00—Propeller-blade pitch changing
- B63H3/008—Propeller-blade pitch changing characterised by self-adjusting pitch, e.g. by means of springs, centrifugal forces, hydrodynamic forces
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
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。
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、主として船舶に用いられるスクリュープロペ
ラに関し、特にプロペラ翼のピンチを自動的に変更でき
るようにしたピッチ自動可変プロペラに関する。
ラに関し、特にプロペラ翼のピンチを自動的に変更でき
るようにしたピッチ自動可変プロペラに関する。
従来、船舶の推進に用いられるスクリュープロペラでは
、そのプロペラ翼の一回転中において、プロペラ翼、の
ピンチが一定になっている。
、そのプロペラ翼の一回転中において、プロペラ翼、の
ピンチが一定になっている。
しかしなが呟船尾伴流の分布は不均一であるから、一定
ピツチのプロペラ翼がこの船尾伴流中を回転すると、プ
ロペラ翼に生しる推力やトルクが変動して、ベアリング
・７オースが増大する。
ピツチのプロペラ翼がこの船尾伴流中を回転すると、プ
ロペラ翼に生しる推力やトルクが変動して、ベアリング
・７オースが増大する。
また、プロペラ翼が船体中心線上における外板直下を通
過する際には、伴流が大きいために、一定ピツチでは迎
角が増加し、プロペラ翼に生しる圧力差が大きくなって
、サーフェス・フォースが増大するとともに、このよう
なプロペラ翼では、キャビテーションが発生しやすく、
このキャビテーションによりサーフェス・フォースがさ
らに増大するのである。
過する際には、伴流が大きいために、一定ピツチでは迎
角が増加し、プロペラ翼に生しる圧力差が大きくなって
、サーフェス・フォースが増大するとともに、このよう
なプロペラ翼では、キャビテーションが発生しやすく、
このキャビテーションによりサーフェス・フォースがさ
らに増大するのである。
したがって、従来の一定ピッチのスクリュープロペラで
は、これらの増大したベアリング・７オースおよびサー
フェス・７オースか起振力となり、船体を振動させると
いう問題点がある。
は、これらの増大したベアリング・７オースおよびサー
フェス・７オースか起振力となり、船体を振動させると
いう問題点がある。
本発明は、このような問題点の解消をはかろうとするも
ので、不均一な船尾伴流に対するプロペラ翼の迎角を一
定に保持できるようにすることにより、プロペラ翼に生
じる推力やトルクの変動およびキャビテーションの発生
をおさえ、ベアリング・フォースおよびサーフェス・７
オースを減少させて、船体の振動を低減できるｉうにし
た、ピンチ自動可変プロペラを提供することを目的とす
る。
ので、不均一な船尾伴流に対するプロペラ翼の迎角を一
定に保持できるようにすることにより、プロペラ翼に生
じる推力やトルクの変動およびキャビテーションの発生
をおさえ、ベアリング・フォースおよびサーフェス・７
オースを減少させて、船体の振動を低減できるｉうにし
た、ピンチ自動可変プロペラを提供することを目的とす
る。
このため、本発明のピッチ自動可変プロペラは、圧力中
心が捩り中心軸よりも後方に位置するプロペラ翼をそな
えたスクリュープロペラにおいて、上記プロペラ翼に流
入する流れの方向に応して、上記プロペラ翼の翼基部に
おける捩りにより同プロペラ翼のピッチを自動的に変更
させるべく、上記プロペラ翼の翼基部がＨ形断面形状を
有していることを特徴としている。−以下、図面により
本発明の一実施例としてのピッチ自動可変プロペラにつ
いて説明すると、第１図はそのプロペラ翼の斜視図、第
２図はそのプロペラ翼の翼基部の断面図、第３図（ａ）
、（ｂ）はそのプロペラ翼に作用する力差よびトルクを
示す説明図、第４図（ａ）、（ｂ）は従来のスクリュー
プロペラにおける翼基部の断面図である。
心が捩り中心軸よりも後方に位置するプロペラ翼をそな
えたスクリュープロペラにおいて、上記プロペラ翼に流
入する流れの方向に応して、上記プロペラ翼の翼基部に
おける捩りにより同プロペラ翼のピッチを自動的に変更
させるべく、上記プロペラ翼の翼基部がＨ形断面形状を
有していることを特徴としている。−以下、図面により
本発明の一実施例としてのピッチ自動可変プロペラにつ
いて説明すると、第１図はそのプロペラ翼の斜視図、第
２図はそのプロペラ翼の翼基部の断面図、第３図（ａ）
、（ｂ）はそのプロペラ翼に作用する力差よびトルクを
示す説明図、第４図（ａ）、（ｂ）は従来のスクリュー
プロペラにおける翼基部の断面図である。
第１図に示すように、プロペラ翼１は、そのＪ圧力中心
Ｃ２が捩り中心軸ＣＴよりも後方に位置するように形成
されており、このプロペラＲ１は、その翼基部２におい
てボス部３に取付けられ、矢印ａの方向に回転できるよ
うになっている。
Ｃ２が捩り中心軸ＣＴよりも後方に位置するように形成
されており、このプロペラＲ１は、その翼基部２におい
てボス部３に取付けられ、矢印ａの方向に回転できるよ
うになっている。
また、第２図に示すように、翼基部２は、プロペラＲ１
に流入する流れの方向に応じて、この翼基部２における
捩りによりプロペラ翼１のピッチを自動的に変更できる
ように、Ｈ形の断面形状を有している。
に流入する流れの方向に応じて、この翼基部２における
捩りによりプロペラ翼１のピッチを自動的に変更できる
ように、Ｈ形の断面形状を有している。
なお、・翼基部２の両端部には、プロペラ翼１の回転に
伴って渦が発生することを防止するために、第２図にお
いて破線で示すようなカバー４を取付けてもよい。
伴って渦が発生することを防止するために、第２図にお
いて破線で示すようなカバー４を取付けてもよい。
本発明のピッチ自動可変プロペラは上述のごとく構成さ
れているので、第３図（ａ）に示すように、ピッチ角ｐ
のプロペラ翼１が矢印ａの方向に回転し迎角ａで矢印す
の方向の水流を受けると、プロペラ翼１の圧力中心ＣＰ
には抗力ＦＤおよび推力ＦＴが作用し、この推力Ｆ・ｒ
によりプロペラＲ１の捩り中心軸Ｃ１１，まわりには捩
りトルクＴが作用する。
れているので、第３図（ａ）に示すように、ピッチ角ｐ
のプロペラ翼１が矢印ａの方向に回転し迎角ａで矢印す
の方向の水流を受けると、プロペラ翼１の圧力中心ＣＰ
には抗力ＦＤおよび推力ＦＴが作用し、この推力Ｆ・ｒ
によりプロペラＲ１の捩り中心軸Ｃ１１，まわりには捩
りトルクＴが作用する。
この捩りトルクＴは、圧力中心ＣＰが捩り中心軸ＣＴよ
りも後方に位置するので、迎角αを減少させる方向すな
わちプロペラＲ１のピッチ角ｐを減少させる方向に作用
し、迎角αが大外くなるほど増大する。
りも後方に位置するので、迎角αを減少させる方向すな
わちプロペラＲ１のピッチ角ｐを減少させる方向に作用
し、迎角αが大外くなるほど増大する。
また、このときプロペラ翼１には、第３図（ｂ）に示す
ように１、翼基部２まわりの曲げトルクＭも作用する。
ように１、翼基部２まわりの曲げトルクＭも作用する。
ここで、このような捩りトルクＴおよび曲げトルクＭを
受ける場合における本発明のピッチ自動可変プロペラの
作用を説明するために、第２図に示すようなト■形の断
面形状を有する翼基部２とｔｔｔ、４図（ａ）に示すよ
うな従来の翼形の断面形状を有する翼基部との曲げ剛性
および捩り角の比較を行なう。
受ける場合における本発明のピッチ自動可変プロペラの
作用を説明するために、第２図に示すようなト■形の断
面形状を有する翼基部２とｔｔｔ、４図（ａ）に示すよ
うな従来の翼形の断面形状を有する翼基部との曲げ剛性
および捩り角の比較を行なう。
なお、第４図（、）に示すような翼形の断面形状では計
算が難しいため、従来の翼基部の断面形状としては第４
図（ｂ）に示すような楕円形の断面形状を用い、近似、
的な計算を行なうこととする。
算が難しいため、従来の翼基部の断面形状としては第４
図（ｂ）に示すような楕円形の断面形状を用い、近似、
的な計算を行なうこととする。
ｐｔＳ２図に示すような翼基部２において、ρ＝９００
ｍ＋ｎ。
ｍ＋ｎ。
１、＝ １８５＋ｏ＋ｎ、Ｌ２＝ １２５ｍｎ＋、ｔ＝
、３０ｍｍとする場合、その断面２次モーメントは３３
３２７ｃｍ’であり、第４図（１，）に示すような翼基
部においぞ、ρ、＝１０００帥、ｌ、＝ １８５ ｍｍ
とする場合、その断面２次モーメントは３１０８０ｃｍ
となり、どちらも同し材質であるならば、はぼ同等の大
外さでほぼ同等の曲げ剛性が得られることになる。
、３０ｍｍとする場合、その断面２次モーメントは３３
３２７ｃｍ’であり、第４図（１，）に示すような翼基
部においぞ、ρ、＝１０００帥、ｌ、＝ １８５ ｍｍ
とする場合、その断面２次モーメントは３１０８０ｃｍ
となり、どちらも同し材質であるならば、はぼ同等の大
外さでほぼ同等の曲げ剛性が得られることになる。
−すなわち、Ｉ］形の断面形状を有する翼基部２でも、
曲げトルクＭには従来どおり耐えられることがわかる。
曲げトルクＭには従来どおり耐えられることがわかる。
次に、捩りトルクＴを受けた場合のＨ形および楕円形の
断面形状を有する翼基部における捩り角をそれぞれθＨ
’θ、とし、上述のＮ法を用いて両者の比θ１□／θ１
゜をめると、約１８６となり、これにより、等しい捩り
トルクＴを受けると、楕円形の断面形状と比較してＨ形
の断面形状を有する翼基部２は１８６倍の捩り角を持つ
ことがわかる。
断面形状を有する翼基部における捩り角をそれぞれθＨ
’θ、とし、上述のＮ法を用いて両者の比θ１□／θ１
゜をめると、約１８６となり、これにより、等しい捩り
トルクＴを受けると、楕円形の断面形状と比較してＨ形
の断面形状を有する翼基部２は１８６倍の捩り角を持つ
ことがわかる。
したがりて、プロペラ翼１が不均一な船尾伴流中を回転
する場合、伴流に対するプロペラ翼１の迎角αは、一回
転中、常に変動するが、迎角αが増大すると、推力ＦＴ
が増大するため、迎角ａを減少させる方向の捩りトルク
Ｔが大きくなり、捩れやすいＨ形の断面形状を有する翼
基部２は、捩りトルク′ｒの増大に伴って、プロペラ翼
１の迎角αを一定に保持するように捩れる。
する場合、伴流に対するプロペラ翼１の迎角αは、一回
転中、常に変動するが、迎角αが増大すると、推力ＦＴ
が増大するため、迎角ａを減少させる方向の捩りトルク
Ｔが大きくなり、捩れやすいＨ形の断面形状を有する翼
基部２は、捩りトルク′ｒの増大に伴って、プロペラ翼
１の迎角αを一定に保持するように捩れる。
すなわち、プロペラ翼１のピッチ角ｐは、プロペラ翼１
に流入する流れの方向に応じて、自動的に変更されるの
である。
に流入する流れの方向に応じて、自動的に変更されるの
である。
以上詳述したように、本発明のピッチ自動可変プロペラ
によれば、圧力中心が捩り中心軸よりも後方に位置する
プロペラ翼をそなえたスクリュープロペラにおいて、上
記プロペラ翼に流入する流れの方向に応じて、上記プロ
ペラ翼の翼基部における捩りにより同プロペラ翼のピッ
チを自動的に変更させるべく、上記プロペラ翼の翼基部
がＨ形断面形状を有しているという簡素な構成で、不均
一な船尾伴流中においても常にプロペラ翼の迎角を一定
に保持するように、ピッチを自動的に変更できるので、
プロペラ翼に生じる推力およびトルクの変動を減少でき
、またプロペラ翼における圧力差の増大を防止できるの
であって、さらに、キャビテーシａンの発生も抑制でき
るようになり、ベアリング・７オースおよびサーフェス
・フォースが減少シて、船体の振動を低減で参る利点が
得られるのである。
によれば、圧力中心が捩り中心軸よりも後方に位置する
プロペラ翼をそなえたスクリュープロペラにおいて、上
記プロペラ翼に流入する流れの方向に応じて、上記プロ
ペラ翼の翼基部における捩りにより同プロペラ翼のピッ
チを自動的に変更させるべく、上記プロペラ翼の翼基部
がＨ形断面形状を有しているという簡素な構成で、不均
一な船尾伴流中においても常にプロペラ翼の迎角を一定
に保持するように、ピッチを自動的に変更できるので、
プロペラ翼に生じる推力およびトルクの変動を減少でき
、またプロペラ翼における圧力差の増大を防止できるの
であって、さらに、キャビテーシａンの発生も抑制でき
るようになり、ベアリング・７オースおよびサーフェス
・フォースが減少シて、船体の振動を低減で参る利点が
得られるのである。
第１〜４図は本発明の一実施例としてのピッチ自動可変
プロペラを示すもので、第１図はそのプロペラＨの斜視
図、第２図はそのプロペラ翼の翼基部の断′面図、第３
図（ａ）、（ｂ）はそのプロペラ翼に作用する力および
トルクを示す説明図、第４図（ａ）、（ｂ）は従来のス
クリュープロペラにおける翼基部の断面図である。 １・・プロペラ翼、２・・翼基部、３・・ボス部、４・
・カバー、ａ、ｂ・・矢印、ＣＰ・・圧力中心、ＣＴ・
・捩り中心軸。 復代理人 弁理士 飯 沼 義 彦 第１図 第２図 （ｂ）
プロペラを示すもので、第１図はそのプロペラＨの斜視
図、第２図はそのプロペラ翼の翼基部の断′面図、第３
図（ａ）、（ｂ）はそのプロペラ翼に作用する力および
トルクを示す説明図、第４図（ａ）、（ｂ）は従来のス
クリュープロペラにおける翼基部の断面図である。 １・・プロペラ翼、２・・翼基部、３・・ボス部、４・
・カバー、ａ、ｂ・・矢印、ＣＰ・・圧力中心、ＣＴ・
・捩り中心軸。 復代理人 弁理士 飯 沼 義 彦 第１図 第２図 （ｂ）
Claims (1)
- 圧力中心が捩り中心軸よりも後方に位置するプロペラ翼
をそなえたスクリュープロペラにおいて、上記プロペラ
翼に流入する流れの方向に応して、上記プロペラ翼の翼
基部における捩Ｉ）によ１）同プロペラ翼のピンチを自
動的に変更させるべく、上記プロペラ翼の翼基部がＨ形
断面形状を有していることを特徴とする、ピッチ自動可
変プロペラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14893583A JPS6042195A (ja) | 1983-08-15 | 1983-08-15 | ピッチ自動可変プロペラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14893583A JPS6042195A (ja) | 1983-08-15 | 1983-08-15 | ピッチ自動可変プロペラ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6042195A true JPS6042195A (ja) | 1985-03-06 |
Family
ID=15463945
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14893583A Pending JPS6042195A (ja) | 1983-08-15 | 1983-08-15 | ピッチ自動可変プロペラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6042195A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02212291A (ja) * | 1989-02-10 | 1990-08-23 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | プロペラ翼の翼間間隔制御方法 |
| JPH0891291A (ja) * | 1994-09-27 | 1996-04-09 | Nakashima Propeller Kk | 船舶用プロペラ |
| CN111216902A (zh) * | 2020-03-11 | 2020-06-02 | 沈阳航空航天大学 | 一种适用于电动飞机电推进系统的能效优化方法 |
-
1983
- 1983-08-15 JP JP14893583A patent/JPS6042195A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02212291A (ja) * | 1989-02-10 | 1990-08-23 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | プロペラ翼の翼間間隔制御方法 |
| JPH0891291A (ja) * | 1994-09-27 | 1996-04-09 | Nakashima Propeller Kk | 船舶用プロペラ |
| CN111216902A (zh) * | 2020-03-11 | 2020-06-02 | 沈阳航空航天大学 | 一种适用于电动飞机电推进系统的能效优化方法 |
| CN111216902B (zh) * | 2020-03-11 | 2022-08-02 | 沈阳航空航天大学 | 一种适用于电动飞机电推进系统的能效优化方法 |
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