JPS6341295A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、製造された舶用固定ピンチプロペラの回転数
が設計回転数より高く、船舶の運航上に支障が生じた場
合に、回転数を設計回転数まで低下させるようにした舶
用プロペラに関する。

（従来の技術） 船舶用の固定ピッチプロペラは、船体の条件、機関の条
件、軸系の条件、所要の条件に適合し、かつ与えられた
特定の条件、例えば曳引力などを満足すべきものとして
設計される。

しかし、上記諸条件が必ずしもすべて与えられるとは限
らず、その場合には設計者は与えられた条件から必要な
条件を推測して設計しなければならない。

従って、実際に製造されたプロペラを装備して試運転を
開始すると、そのプロペラが重すぎるとか、軽るすぎる
と云う問題が生じていた。

即ち、所定馬力の主機でプロペラを駆動した場合、推定
した条件の誤りや、製作誤差等により、プロペラ回転数
が設計回転数以上になったり、以下になったりしていた
。

従来、プロペラ回転数が低下し、主機の運転許容範囲を
外れた場合は、プロペラの直径をカットしたり、エツジ
をカントしたり　（特公昭４７−３６５８９号参照）、
または曲げ加工等して回転数が設計回転数になるよう調
整していた。

また、プロペラ回転数が設計回転数よりも高くなった場
合は、プロペラをプレスにより冷間曲げ加工したり、線
状加熱（特公昭５６−２３８３３号参照）による曲げ加
工をしたりして、所定回転数まで下げるよう調整してい
た。

（発明が解決しようとする問題点） 前記従来の回転数を低下させるための舶用プロペラ回転
数調整方法は、プロペラの各翼を全（同形に変形させる
ことが困難であると云う問題を有していた。また、従来
の方法でプロペラを変形させてしまうと、船体・主機・
プロペラの経年変化により、プロペラ回転数が低下し、
回転数を上昇させる必要がなくなった場合に、製造当初
の形に復元させるのが困難であると云う問題があった。

そこで、本発明は、工作が簡便で且つ各翼を高精度に同
形に修正することができ、しかも、原状復旧が容易であ
る、回転数を調整された舶用プロペラを提供することを
目的とする。

（問題点を解決するための手段） 前記目的を達成するために、本発明は、次の手段を講じ
た。即ち、本発明の特徴とする処は、流力的特性を変化
させ、プロペラ回転数を設計回転数まで低下させるべく
、プロペラ翼１の正面側後縁付近に整形したタブ２を固
着して成る点にある。

（作　用） 第１図はプロペラのある断面の回りの流れを模式的に示
したものである。図に示した角度、流速を用いて表示す
ると、各翼素でのスラスト、トルク成分は ｄＴ＝　ｄＬ　ｃｏｓβ１−ｄＤｓｉｎβ０（１）ｄＱ
＝　ｒ（ｄＬ　ｓｉｎβ（＋　ｄＤｃｏｓβｏ）　　　
（２１ここで、ｄＬは揚力、ｄＤは抗力で ｄＬ＝４ｐｌＷ本”ＣＬｄｒ　　　　　　（３）ｄＤ　
＝　−）　ｐ　ｌ　Ｗ　”　”　Ｃｏ’ｄｒ　　　　　
　（４）Ｗ＊：流入速度、ρ：水の温度、ｌ：翼素の長
さ、β０：雰揚力角、β、：誘導速度を含んだ流力ピッ
チ角ｄα ＣＤ　　　　　　　　　　　　　：抗力係数全翼のスラ
スト、トルクは スラスト係数、トルク係数は さて、回転数を低下せしめるためには、流力的に以下の
条件の１つあるいはいくつかが必要である。

（１）幾何学的ピッチの増加による揚力の増加（２）キ
ャンバ−増加による揚力の増加（３）大型抗力増加によ
るトルク係数増加この内、抗力増加の条件は必要である
が、過大となるとプロペラ効率の低下をきたし推進性能
上好ましいこととはいえない。したがって、回転数低下
を妨げない範囲に押さえる必要がある。

本発明はこれを実現する方法を示している。

第２図及び第３図に示すように、舶用プロペラ１の正面
側後縁に、その断面Ａ−Ａ’　においてプロペラ翼断面
と上下面共滑らかに接続する回転数調整タブ２を取り付
ける。タブ２はプロペラ１の弦長を増し、キャンバ−を
増加させる役目を果たす。このタブ２の効果により、先
述した回転数低下の条件は総て満足される。

すなわち、 （１）幾何学的ピッチの増加による揚力増加、大型抗力
増加。

（２）キャンバ−増加による揚力増加、大型抗力増加。

（３）翼弦長増加による大型抗力増加。

このことにより、スラスト係数ＫＴ、トルク係数に０共
上昇し、必要な船速を出すのにより少ない回転数で釣り
合うこととなり、回転数が低下する。

タブの形状、範囲等は必要な回転数調整量により決定す
るが、取り付は範囲、長さ、取り付は角度については次
に示す制限範囲の中に定めるのが望ましい。

第４図は日本において最も多数使用されているＭ　Ａ　
Ｕ型プロペラの半径方向のスラスト成分（（１）式）の
無次元半径方向分布を示す。このようにピッチ比が異な
っても分布形状は殆ど変化しない。揚力、抗力の変化が
最も有効に働くのはこの分布が大きな所であり、無次元
半径位置で０．６５〜０．９０　（Ａ領域）である。な
お、Ａ領域のみで所定の回転数変化が得られぬ場合は、
Ｂ領域まで取り付けることも可。Ｃ９Ｍ域は効果少なく
、またＤ領域はキャビテーション性能上付加物を取り付
けぬ方が望ましい。

次に、第５図に示すタブ寸法の定義に従って長さと取り
付は角の範囲をしめす。

第６．７図は後で示す実施例のプロペラの７０％半径位
置でのタブ長さと揚力と抗力の関係を示している。タブ
が長くなると翼素の抗力は比例して増加する。しかし揚
力係数の増加量はタブ長さが２０％を越えると少なくな
る。抗力が増えても回転数は落ちるが、プロペラ効率の
面からは望ましくない。したがって、タブ長さはプロペ
ラ弦長の２０％を越えない方が良い。

第８図は後で示す実施例のプロペラ１０７０％半径位置
でのタブ２の取り付は角と揚力の関係を示している。タ
ブ取り付は角を増すと揚力係数は増加するが、取り付は
角が２０度を越えると剥離現象が生じ抗力が増加し望ま
しくない。従って取り付は角は２０度前後を上限とする
ことが良い。

タブは個別に工場で製作でき、現場では固着工事のみを
行えばよい。また、本方法では甚大の形状を同一とする
ことは容易である。

タブ装着後年数が経過し、回転数を低下させる必要が無
くなった時には本タブ２を除去し、原状に復旧すること
も比較的簡単に実施できる。

なお、背面側に同様のタブ２を装備することによって、
プロペラ回転数が低下した場合に回転数を上昇させるこ
とも原理的には可能であるが、その場合の条件 （１）幾何学的ピッチの減少による揚力減少（２）キャ
ンバ−減少による揚力減少 （３）翼型抗力減少によるトルク係数減少の内（１）、
（２）のみが満足させられ（３）は満足されないので効
果は回転数低下程顕著ではなく、従来の方法、例えばエ
ツジカント、に優位に立っているとはいえない。

（実施例） 全長１７０ｍの自動車運搬船において、過去の実績より
設計条件を推定して直径４．７ｍ、５翼、展開面積比０
．７３５０．ピンチ比０．９０のプロペラｌを設計して
試運転を実施したところ、設計条件である１２０００馬
力で１５５回転（ＲＰＭ）よりもプロペラ回転数が上昇
し１５８．６ＰＰＭとなった。その時船速は１８．２３
ｋｔであった。理由としては推定した設計条件に誤りが
あったと判断された。そこで、第９図に示すように半径
位置の０．７〜０．８を中心として弦長の５％のタブ２
を取り付は角１０度で取り付けた。タブ２はプロペラ本
体１と同じニッケルアルミニューム青銅（Δ／　ＢＣ３
）で製造し、？容接棒Ａｍｐｃｏｔｒｏｄｅ＃１０　、
φ＝　１　、２　ａｍを用いてＭＩＧ溶接機にて第１０
図に示す要領で固着した。これにより、プロペラ単独性
能は第１１図Ｇこ示すようにスラスト係数で９％、トル
ク係数で１０％増加した。試運転の結果はプロペラ回転
数は設計条件どおりの１５５ＰＰＭとなり、船速は１８
．２６ｋｔと僅かにではあるが増加した。

（発明の効果） 本発明によれば、プロペラ翼１の正面側後縁付近に整形
したタブ２を固着するものであるから、タブ２はそれ単
独に同形のものを高精度で製作することができるので、
各プロペラ翼に同形のタブ２を固着することができる。

従って、プロペラ精度を高精度に維持できる。また、こ
のタブ２の製作及び取付けは極めて簡単である。

また、プロペラを製造当初のものに復元する場合は、タ
ブ２を取外せば良く、その復旧作業は極めて容易である
。

【図面の簡単な説明】

第１図はプロペラ翼素まわりの流れを示す説明図、第２
図は回転数調整用タブの概要を示す斜視図、第３図は第
２図のＡ−Ａ’線断面図、第４図は半径方向のスラスト
分布を示すグラフ、第５図はタブ寸法等の定義を示す翼
断面図、第６図はタブ長さによる翼素の粘性抗力の変化
を示すグラフ、第７図はタブ長さによる翼素の揚力の変
化を示すグラフ、第８図はタブ取付は角による揚力係数
の変化を示すグラフ、第９図は本発明の実施例を示す翼
の正面図、第１０図は回転数調整タブの取付は例を示す
断面図、第１１図はプロペラ単独性能の変化例を示すグ
ラフである。 １・・・プロペラ翼、２・・・タブ。 特許出願人　株式会社神戸製鋼所 第　１図 名　４凹 アロヘリ壬１＋　　ｘ＝ｒ／Ｒ 嘉２図 第３図 第１０図　、７Ｒ８゜、８ 第１１　区 でｐ−１−ラ１￥ｊｖＪ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）流力的特性を変化させ、プロペラ回転数を設計回
   転数まで低下させるべく、プロペラ翼１の正面側後縁付
   近に整形したタブ２を固着して成ることを特徴とする舶
   用プロペラ。