JPS63229342A - プロペラ軸回転変動試験装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は定常回転する舶用プロペラのディーゼル機関等
の影響による回転変動とプロペラ流力特性を調べるため
のプロペラ軸回転変動試験装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、船舶では第５図に示すように、ディーゼル機関ａ
の出力軸すにプロペラ軸ｅを直結し、或は第６図に示す
ように減速機Ｃを介して連結し、プロペラ軸ｅ及び舶用
プロペラｆを所望の回転数で回転駆動するようにしてい
る。

該舶用プロペラｒは定常回転中でもディーゼル機関ａ等
の影響を受けて回転変動を生ずる。

そのため、従来はフライホイールｄを備えて、舶用プロ
ペラｒの回転の円滑化を図っている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、近年省エネルギ一対策の１つとして燃焼効率の
良い少数気筒ロングストロークのディーゼル機関が採用
されつつあるが、ディーゼル機関が少数気筒になると、
起振力が増大する傾向にある。

特に気筒数倍の次数のディーゼル機関のトルク変動は定
常トルクと同程度のオーダとなっており、これにともな
うプロペラ軸ｅの回転速度変動が大きくなると、舶用プ
ロペラｒに流体力学的なスラスト変動が誘起されるか、
該スラストカは１０〜２０トン程度の相当大きな値とな
り、機関架橋或は上部構造の主要な起振力となり得るこ
とが明らかになってきた。

以上のメカニズムはプロペラ翼理論による理論面からの
検討がなされてきているが、これがどの程度の精度を有
するかについて検証が行なわれた例はない。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は上述の問題を解決し、回流水槽中のプロペラ軸
に回転変動を与えた際の、プロペラに作用する流体力を
計測し、理論値との比較検証を行なえるようにすること
を目的として為したもので、回流水槽内に固定した格納
箱内に、モータを該モータの出力軸先端が中心となって
傾動し得るよう設置し、該出力軸にユニバーサルジヨイ
ントを介して変速機の入力側を連結し、該変速機の出力
軸に検力計を介しプロペラ軸を該プロペラ軸の先端か前
記格納箱外に突出するよう連結し、該プロペラ軸の先端
にプロペラを取り付けてなることを特徴とするものであ
る。

［作　　　用］ モータを該モータの出力軸先端を中心として傾動させる
と、該モータの出力軸の延長線と減速機の人力軸とのな
す角度が任意に変えられ、且つ該減速機の減速比の選択
により、プロペラ軸に種々の条件の回転変動が与えられ
、検力計によりプロペラに作用する流体力か測定される
。

［実　施　例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図及び第２図は本発明の一実施例の説明図であり、
任意の流速Ｖの回流を発生し得るようにした回流水槽ｉ
内に、流線形船体状の格納箱２を、所望の水深となるよ
う、該回流水槽１上方に架設した固定用レール３に懸架
固定する。

該格納箱２内船首側に傾動基板４を配置し、該傾動基板
４の船腹側に一対のブラケット５を垂直に固着し、該各
ブラケット５と方向中央部に立設した一対の支持ブラケ
ット６とをピン７により係止し、該傾動基板４の船尾側
端部に固着した一対のガイドブラケット８間にスライド
ブラケット９を上下方向に拘束され船首尾方向に移動し
得るよう嵌合し、前記格納箱２の船尾部天井面１０に設
けたナツト１１にスクリューロッド１２を垂直に螺設し
、該スクリューロッド１２の下端部を前記スライドブラ
ケット９に上下方向を拘束し且つ回転可能となるよう連
結し、該スクリューロット１２の上端部に設けたハンド
ル１３を回転することにより、スクリューロッド１２が
回転し、傾動基板４がピン７を中心として傾動し得るよ
うにしである。

該傾動基板４上に電動モータ１４を該電動モータ１４の
出力軸１５の高さか前記ピン７と略同じ高さとなり且つ
該出力軸１５の先端が前記各ピン７を結ぶ線上に位置す
るよう設置し、該出力軸１５と前記格納箱２内に交換可
能に設置した減速機１６の入力軸１７とをユニバーサル
ジヨイント１８を介して連結し、該減速機１Ｂの出力軸
１５に前記格納箱２内に設置したスリップリング１９を
連結し、該スリップリング１９に検力計２０を途中に有
するプロペラ軸２１を接続しである。該検力計２０中に
はトルク、スラスト、回転速度、応答周波数範囲等の測
定を行なえるよう各種の機器を備えてあり、前記スリッ
プリング１９は該検力計２０により検出した検出信号を
処理し得るようにしである。図中、２２はプロペラ、２
３はフライホイール、２４は角度計を示す。

以上のように構成したので、第３図に模式的に示すよう
に、回流水槽１の一様な流れの中に模型を設置し、ハン
ドル１３によりスクリューロッド１２を回転して傾動基
板４をピン７を中心に傾動させ、電動モータ１４の出力
軸１５の延長線と減速機１Ｇの人力軸１７とのなす角度
φが所定の角度となるようにする。

電動モータ１４によりプロペラ軸２１を回転させながら
、減速機１６により速度変動を与えてスラスト、トルク
変動を検力計２０により検出、測定する。又同時に回転
計により軸回転数及び速度変動率を測定する。

入出力間に角度φの傾きがあると、出力軸１５の角速度
ω１と人力軸１７の角速度ω２との間には次のような関
係が成り立つ。

θ１　：　出力軸回転角度 ω２はω１の２倍の振動数で変動し、φが小さい場合は
近似的に正弦波とみなせる。φ−３０゜のときは第４図
に示すようにω２／ω１−約１，２となる。

プワペラ２２回転数は減速機１Ｂにより変えられるが、
変動周波数は一定である。従って、減速比１／１であれ
ば２次、１／３であれば６次の回転変動が得られること
になる。

このように模型船プロペラ軸の回転に対しねじり振動成
分を附加し、回転速度に対し正確に整数倍の正弦波成分
を発生させ、このときのプロペラ２２及びプロペラ軸２
１にかかる負荷を検力計２０により検出することにより
、少数気筒ロングストロークのディーゼル機関による実
際の回転変動を測定することができ、理論値と比較する
ことができる。

なお、本発明のプロペラ軸回転変動試験装置は上述の実
施例のみに限定されるものではなく、回流水槽内の水流
■をＯから任意の流速まで変化させて、各流速下で試験
するようにしてもよいこと等本発明の要旨を逸脱しない
範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

［発明の効果コ 以上述べたように本発明のプロペラ軸回転変動試験装置
によれば、減速機の人力軸に対するモータの出力軸の角
度を変更可能とすると共に減速機により変動周波数を自
由に設定可能とし、検力計によりプロペラに作用する流
体力を計測するようにしたので、種々の条件下にスラス
ト、トルク変動、軸回転数、速度変動率等のプロペラ流
力特性を試験することができ、理論値との比較を行なえ
る。又、試験条件の設定、調整か容易になし得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の一実施例の説明図、第２図は第
１図の■−■方向矢視図、第３図は第１図に示した装置
の使用状態の概略説明図、第４図は第３図においてφ−
３０″のときのモータの出力軸と減速機の人力軸の角速
度比ω２／ω１を示す線図、第５図は従来の舶用プロペ
ラの駆動系の一例の説明図、第６図は従来の舶用プラベ
ラの駆動系の他の例の説明図である。 ■は回流水槽、２は格納箱、３は固定用レール、４は傾
動基板、７はピン、１１はナツト、１２はスクリューロ
ッド、１４は電動モータ、１６は減速機、１８はユニバ
ーサルジヨイント、２０は検力計、２１はプロペラ軸を
示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）回流水槽内に固定した格納箱内に、モータを該モー
   タの出力軸先端が中心となって傾動し得るよう設置し、
   該出力軸にユニバーサルジョイントを介して変速機の入
   力側を連結し、該変速機の出力軸に検力計を介しプロペ
   ラ軸を該プロペラ軸の先端が前記格納箱外に突出するよ
   う連結し、該プロペラ軸の先端にプロペラを取り付けて
   なることを特徴とするプロペラ軸回転変動試験装置。