JPH053434Y2 - - Google Patents
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- JPH053434Y2 JPH053434Y2 JP6910186U JP6910186U JPH053434Y2 JP H053434 Y2 JPH053434 Y2 JP H053434Y2 JP 6910186 U JP6910186 U JP 6910186U JP 6910186 U JP6910186 U JP 6910186U JP H053434 Y2 JPH053434 Y2 JP H053434Y2
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- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本考案は、船舶の推進性能を向上させるための
装置に関し、特にスクリユープロペラ後流の回転
エネルギを推力として回収するようにした、船舶
の推進性能向上装置に関する。[Detailed description of the invention] [Industrial field of application] The present invention relates to a device for improving the propulsion performance of ships, and in particular to a device for improving the propulsion performance of ships, which recovers rotational energy in the wake of a screw propeller as thrust. Regarding a propulsion performance improvement device.
一般に、スクリユープロペラ後流の回転エネル
ギを推力として回収する船舶の推進性能向上装置
としては、第３，４図に示すようなものがあり、
スクリユープロペラ４の後方に遊転プロペラ６が
配設されている。
In general, as a ship's propulsion performance improvement device that recovers the rotational energy downstream of a screw propeller as thrust, there are devices shown in Figures 3 and 4.
An idling propeller 6 is arranged behind the screw propeller 4.
つまり、船体１後端のスターンフレーム１１に
はボツシング８が形成され、同ボツシング８にプ
ロペラ軸３が回転自在に保持される。このプロペ
ラ軸３の前端は、船体１内部の主機２に連結さ
れ、その後端はスクリユープロペラ４のプロペラ
ボス４ａに連結・固着される。スクリユープロペ
ラ４は複数のプロペラ翼５（本従来例では４枚）
で構成されていて、各プロペラ翼は、プロペラボ
ス４ａから半径方向に向けてほぼ直線状に突設さ
れ、正回転時に前方向に推力Ｔを発生するように
ひねつて形成されている。 That is, a bossing 8 is formed on the stern frame 11 at the rear end of the hull 1, and the propeller shaft 3 is rotatably held in the bossing 8. The front end of this propeller shaft 3 is connected to the main engine 2 inside the hull 1, and the rear end is connected and fixed to a propeller boss 4a of a screw propeller 4. The screw propeller 4 has multiple propeller blades 5 (four in this conventional example).
Each of the propeller blades projects approximately linearly from the propeller boss 4a in the radial direction, and is twisted so as to generate a forward thrust T during forward rotation.
また、スクリユープロペラのプロペラボス４ａ
の後端には、遊転プロペラのプロペラボス６ａが
スクリユープロペラのプロペラボス４ａと同軸的
にそなえられ、遊転プロペラ６は、中心軸線回り
に自由に回転できるようになつている。 In addition, the propeller boss 4a of the screw propeller
At the rear end, a propeller boss 6a of the idling propeller is provided coaxially with the propeller boss 4a of the screw propeller, so that the idling propeller 6 can freely rotate around the central axis.
この遊転プロペラ６は、複数のプロペラ翼７
（本従来例では７枚）で構成されていて、各プロ
ペラ翼７は、遊転プロペラのプロペラボス６ａか
ら半径方向に向けて直線状に突設されている。 This idle propeller 6 has a plurality of propeller blades 7.
(7 blades in this conventional example), and each propeller blade 7 projects linearly in the radial direction from the propeller boss 6a of the idling propeller.
そして、遊転プロペラ６のプロペラ径は、スク
リユープロペラ４のプロペラ径より大きく設定さ
れ、遊転プロペラ６の各プロペラ翼７において、
回転中心寄りのスクリユープロペラ４の後流中に
は、遊転プロペラのタービン部７ａが形成され、
同タービン部７ａより外方には、遊転プロペラの
プロペラ部７ｂが形成される。 The propeller diameter of the idling propeller 6 is set larger than the propeller diameter of the screw propeller 4, and in each propeller blade 7 of the idling propeller 6,
A turbine portion 7a of an idling propeller is formed in the wake of the screw propeller 4 near the center of rotation,
A propeller portion 7b of an idling propeller is formed outward from the turbine portion 7a.
このタービン部７ａはスクリユープロペラ後流
９により回転駆動され、こうして加えられるター
ビン部７ａへの駆動力により、遊転プロペラ６
が、スクリユープロペラ４よりも少ない回転数で
プロペラ４と同一の方向に回転するように、ター
ビン部７ａの翼面の迎角が設定されている。 This turbine section 7a is rotationally driven by the screw propeller wake 9, and the driving force applied to the turbine section 7a in this way causes the idle propeller 6 to rotate.
However, the angle of attack of the blade surface of the turbine section 7a is set so that the blade surface of the turbine section 7a rotates in the same direction as the propeller 4 at a rotation speed lower than that of the screw propeller 4.
また、遊転プロペラのプロペラ部７ｂの翼面
は、遊転プロペラ６の回転時に、船体１の前方向
への推力Tpを発生するように大きくひねつた形
状になつている。 Further, the blade surface of the propeller portion 7b of the idling propeller has a largely twisted shape so as to generate a forward thrust Tp of the hull 1 when the idling propeller 6 rotates.
上述の構成により、スクリユープロペラ４が主
機２によつて正転駆動されて船体１は前進航走
し、この場合におけるスクリユープロペラのプロ
ペラ翼５、遊転プロペラのタービン部７ａおよび
同遊転プロペラのプロペラ部７ｂにはたらく流体
力の作用は、それぞれ第５〜７図に示すようにな
る。 With the above-described configuration, the screw propeller 4 is driven by the main engine 2 to rotate forward, and the hull 1 travels forward. The action of the fluid force acting on the propeller portion 7b of the propeller is shown in FIGS. 5 to 7, respectively.
つまり、第５図に示すように、矢印Ａで回転す
るスクリユープロペラのプロペラ翼５において
は、軸方向流入速度Vxと周方向流入速度Vtとの
合速度Ｗ（＝√2＋2）で海水が流入し、この
結果、スクリユープロペラのプロペラ翼５には揚
力Ｌと抗力Ｄとが発生する。 In other words, as shown in Fig. 5, at the propeller blade 5 of the screw propeller rotating in the direction of arrow A, seawater flows at the combined speed W (=√ 2 + 2 ) of the axial inflow velocity Vx and the circumferential inflow velocity Vt. flows in, and as a result, a lift force L and a drag force D are generated on the propeller blades 5 of the screw propeller.
この揚力Ｌと抗力Ｄとの合力Ｒは、軸方向の分
力Ｔと周方向の分力Ｆとに分けられ、プロペラ翼
５には、このような分力Ｔと分力Ｆとが作用する
と考えられる。そして、周方向の分力Ｆは、同分
力Ｆと反対方向にはたらく主機２によるトルクと
対抗して釣り合うようにはたらき、一方、軸方向
の分力Ｔが船体１を前進航走させるための推力と
して利用される。 The resultant force R of the lift force L and the drag force D is divided into an axial component force T and a circumferential component force F, and when these component forces T and F act on the propeller blade 5, Conceivable. The component force F in the circumferential direction counteracts and balances the torque from the main engine 2 which acts in the opposite direction to the component force F, while the component force T in the axial direction acts as a counterbalance to the torque generated by the main engine 2 which acts in the opposite direction to the component force F. Used as thrust.
スクリユープロペラ４の後方において、同スク
リユープロペラ４の後流９の作用により遊転プロ
ペラ６が、第６，７図の矢印Ｂで示すような方向
に回転駆動される。 Behind the screw propeller 4, an idling propeller 6 is rotationally driven in the direction shown by arrow B in FIGS. 6 and 7 by the action of the wake 9 of the screw propeller 4.
このように回転駆動される遊転プロペラ６のタ
ービン部７ａにおいては、第６図に示すように、
スクリユープロペラ４により加速されて、大きな
軸方向流入速度VxTと周方向流入速度VtTとの合
速度WT（＝√T 2＋T 2）で海水が流入し、こ
の結果、遊転プロペラ６のタービン部７ａには揚
力LTと抗力DTとが発生する。 In the turbine section 7a of the idling propeller 6 which is rotationally driven in this way, as shown in FIG.
Accelerated by the screw propeller 4, seawater flows in at the combined speed W T (=√ T 2 + T 2 ) of the large axial inflow velocity Vx T and the circumferential inflow velocity Vt T , and as a result, the idle propeller A lift force L T and a drag force D T are generated in the turbine section 7a of No.6.
この揚力LTと抗力DTとの合力RTは、軸方向の
分力TTと周方向の分力FTとに分けられ、遊転プ
ロペラ６には、このような分力TTと分力FTとが
作用すると考えられる。そして、周方向の分力
FTにより遊転プロペラ６は矢印Ｂの示す方向に
回転駆動されるとともに、軸方向の分力TTは船
体１の前進航走を妨げる抗力として船体１の後方
へ作用する。 The resultant force R T of the lift force L T and the drag force D T is divided into an axial component force T T and a circumferential component force F T. It is thought that the component force F T acts. And the component force in the circumferential direction
The idling propeller 6 is driven to rotate in the direction indicated by the arrow B by F T , and the axial component force T T acts toward the rear of the hull 1 as a drag force that prevents the hull 1 from moving forward.
さらに、上述のようにして回転駆動される遊転
プロペラ６のプロペラ部７ｂにおいては、第７図
に示すように、軸方向流入速度Vxpと周方向流入
速度Vtpとの合速度Wp（＝√2＋2）で海
水が流入し、この結果、遊転プロペラ６のプロペ
ラ部７ｂには揚力Lpと抗力Dpとが発生する。 Furthermore, in the propeller portion 7b of the idling propeller 6 that is rotationally driven as described above, as shown in FIG. 7, the combined speed Wp (=√ 2 +2 ), seawater flows in, and as a result, a lift force Lp and a drag force Dp are generated in the propeller portion 7b of the idling propeller 6.
この揚力Lpと抗力Dpとの合力Rpは、軸方向の
分力Tpと周方向の分力Fpとに分けられ、遊転プ
ロペラ６には、このような分力Tpと分力Fpとが
作用すると考えられる。そして、軸方向の分力
Tpは船体１を前進航走させるための推力として
船体１の前方へ作用する。 The resultant force Rp of the lift force Lp and the drag force Dp is divided into an axial component force Tp and a circumferential component force Fp, and these component forces Tp and Fp act on the idling propeller 6. It is thought that then. And the axial component force
Tp acts toward the front of the hull 1 as a thrust for moving the hull 1 forward.
また、プロペラ部７ｂに作用する周方向の分力
Fpは、同分力Fpと反対方向にはたらくタービン
部７ａの周方向分力FTによるトルクと対抗して
釣り合うようにはたらき、遊転プロペラ６におい
てプロペラ軸３回りのトルクは発生しない。 In addition, the component force in the circumferential direction acting on the propeller portion 7b
Fp acts to counteract and balance the torque due to the circumferential force F T of the turbine portion 7a, which acts in the opposite direction to the component force Fp, and no torque is generated around the propeller shaft 3 in the idling propeller 6.
このような従来の推進性能向上装置により、船
体１に作用する全体の推力Taは次の式で表わさ
れる。 With such a conventional propulsion performance improvement device, the overall thrust Ta acting on the hull 1 is expressed by the following equation.
Ta＝Ｔ＋Tp−TT
また、遊転プロペラ６のタービン部７ａを所望
の迎角に設定して遊転プロペラ６の回転数Nyが
スクリユープロペラ４の回転数Nsよりも小さく
なるようにすることにより、遊転プロペラ６のプ
ロペラ部７ｂに作用する軸方向の分力Tpの大き
さを、同遊転プロペラ６のタービン部７ａに作用
する軸方向の分力TTの大きさよりも大きくする
ことができる。 Ta=T+Tp- T TAlso, set the turbine section 7a of the idling propeller 6 to a desired angle of attack so that the rotational speed Ny of the idling propeller 6 is smaller than the rotational speed Ns of the screw propeller 4. Therefore, the magnitude of the axial component force Tp acting on the propeller portion 7b of the idling propeller 6 is made larger than the magnitude of the axial component force T T acting on the turbine portion 7a of the idling propeller 6. I can do it.
そして、このように各回転数Ny，Nsを設定す
ることで、全体の推力Taをスクリユープロペラ
４のみにより発生する推力Ｔよりも大きくして、
船舶の推進性能を向上させて、船速の増加や、燃
費の低減化を図つている。 By setting the respective rotational speeds Ny and Ns in this way, the overall thrust Ta is made larger than the thrust T generated only by the screw propeller 4,
By improving the propulsion performance of ships, we aim to increase ship speed and reduce fuel consumption.
ところで、上述のような従来の船舶の推進性能
向上装置をそなえた船舶では、その前進航走時に
おいて、大きな回転数Nsで回転するスクリユー
プロペラ４は、小さな回転数Nyで回転する遊転
プロペラ６に対して、相対的に回転数（Ns−
Ny）で回転している。
By the way, in a ship equipped with the conventional ship propulsion performance improvement device as described above, the screw propeller 4 that rotates at a large rotational speed Ns during forward cruising is replaced by an idle propeller that rotates at a small rotational speed Ny. 6, relative rotation speed (Ns−
It is rotating at Ny).
したがつて、スクリユープロペラ４のプロペラ
翼数をＭとすると（従来例ではＭ＝４）遊転プロ
ペラ６に流入する水流の速度WTは、遊転プロペ
ラ６の一半径方向において次式で与えられるよう
な振動数Ｆで周期的に変動する。 Therefore, if the number of propeller blades of the screw propeller 4 is M (M = 4 in the conventional example), the speed W T of the water flow flowing into the idling propeller 6 in one radial direction of the idling propeller 6 is expressed by the following equation. It fluctuates periodically with a frequency F as given.
Ｆ＝Ｍ×（Ns−Ny）
そして、遊転プロペラのプロペラ翼７がそれぞ
れ半径方向に向けて直線状に突設されているた
め、各プロペラ翼７のタービン部７ａはその全面
が同時に水流の速度WTの周期的変動を直接受け
て、振動数Ｆで前後方向へ大きく加振される。 F=M×(Ns−Ny) Since each of the propeller blades 7 of the idling propeller is provided to protrude linearly in the radial direction, the entire surface of the turbine portion 7a of each propeller blade 7 is exposed to water flow at the same time. Directly affected by periodic fluctuations in speed W T , it is strongly vibrated in the longitudinal direction at frequency F.
このため、タービン部７ａによりプロペラ起振
力が増大したり、タービン部７ａが折損する恐れ
もあり問題となつている。 Therefore, the propeller excitation force may increase due to the turbine portion 7a, and there is a risk that the turbine portion 7a may break, which poses a problem.
本考案は、このような問題点の解決をはかろう
とするもので、遊転プロペラのターン部およびス
クリユープロペラにスキユーを形成することによ
り、同タービン部に流入する海水の流入速度の変
動による同タービン部の振動を低減して、タービ
ン部によるプロペラ起振力の増加を抑制しタービ
ン部の損傷を防止しながら船舶の推進性能を向上
できるようにした、船舶の推進性能向上装置を提
供することを目的とする。 The present invention attempts to solve these problems by forming a skew in the turn part of the free-rotating propeller and the screw propeller, thereby reducing the fluctuations in the speed of seawater flowing into the turbine part. Provided is a propulsion performance improvement device for a ship, which improves the propulsion performance of a ship by reducing the vibration of the turbine part, suppressing an increase in propeller excitation force caused by the turbine part, and preventing damage to the turbine part. The purpose is to
このため、本考案の船舶の推進性能向上装置
は、船舶のスクリユープロペラの後方に同スクリ
ユープロペラと同一の軸心線のまわりに自由に回
転しうる遊転プロペラをそなえて、同遊転プロペ
ラの各翼の回転中心寄りに上記スクリユープロペ
ラの後流で回転駆動されるタービン部をそなえる
とともに、同タービン部に接続されたプロペラ部
をそなえ、上記スクリユープロペラの各翼が、そ
の回転方向と逆向きにスキユーを形成され、上記
遊転プロペラの各翼のタービン部が、その回転方
向と同じ向きにスキユーを形成されていることを
特徴としている。
For this reason, the ship propulsion performance improvement device of the present invention is equipped with an idling propeller that can freely rotate around the same axis as the screw propeller behind the screw propeller of the ship. A turbine section is provided near the center of rotation of each blade of the propeller and is rotatably driven by the wake of the screw propeller, and a propeller section connected to the turbine section is provided, and each blade of the screw propeller rotates when the propeller rotates. The propeller is characterized in that the skew is formed in the opposite direction, and the turbine section of each blade of the idling propeller is formed with the skew in the same direction as the rotation direction.
上述の本考案の船舶の推進性能向上装置では、
船舶の前進航走時に、スクリユープロペラが船体
内部に設けられた主機により正回転駆動されげ船
体を推進させて、同スクリユープロペラの回転に
よつて生じる後流が、遊転プロペラのタービン部
に流入し、同遊転プロペラを上記スクリユープロ
ペラと同一方向に上記スクリユープロペラよりも
少ない回転数で回転駆動することで、上記遊転プ
ロペラのプロペラ部でも船体推進力が発生する。
In the ship propulsion performance improvement device of the present invention described above,
When the ship is sailing forward, the screw propeller is rotated in the forward direction by the main engine installed inside the ship's hull, propelling the ship, and the wake generated by the rotation of the screw propeller is transmitted to the turbine section of the idling propeller. By flowing into the idling propeller and rotating the idling propeller in the same direction as the screw propeller at a rotation speed lower than that of the screw propeller, the propeller portion of the idling propeller also generates a hull propulsive force.
そして、上記スクリユープロペラの各翼が、そ
の回転方向と逆向きにスキユーを形成されるとと
もに、上記遊転プロペラの各翼のタービン部が、
その回転方向と同じ向きにスキユーを形成されて
いるので、同遊転プロペラのタービン部に流入す
る上記スクリユープロペラの後流の流入速度の変
動は、同遊転プロペラの各翼のタービン部におい
て半径方向に大幅に位相をずらして作用する。 Each blade of the screw propeller is formed with a skew in the direction opposite to its rotating direction, and the turbine portion of each blade of the idle propeller is
Since the skew is formed in the same direction as the rotation direction of the screw propeller, fluctuations in the inflow speed of the wake of the screw propeller flowing into the turbine section of the idle propeller are caused by They act with a significant shift in phase in the radial direction.
以下、図面により本考案の一実施例としての船
舶の推進性能向上装置について説明すると、第１
図はその正面図、第２図は本装置を装備した船舶
の船尾部を模式的に示す縦断面図である。
Below, a description will be given of a ship propulsion performance improvement device as an embodiment of the present invention with reference to the drawings.
The figure is a front view, and FIG. 2 is a vertical sectional view schematically showing the stern of a ship equipped with this device.
第１，２図に示すように、本実施例の船舶の推
進性能向上装置も従来と同様に、スクリユープロ
ペラ４の後方に遊転プロペラ６が配設されてい
る。 As shown in FIGS. 1 and 2, the ship propulsion performance improving device of this embodiment also has an idling propeller 6 disposed behind the screw propeller 4, as in the prior art.
つまり、船体１後端のスターンフレーム１１に
はボツシング８が形成され、同ボツシング８にプ
ロペラ軸３が回転自在に保持される。このプロペ
ラ軸３の前端は、船体１内部の主機２に連結さ
れ、その後端はスクリユープロペラ４のプロペラ
ボス４ａに連結・固着される。スクリユープロペ
ラ４は複数のプロペラ翼５（本実施例では４枚）
で構成されている。 That is, a bossing 8 is formed on the stern frame 11 at the rear end of the hull 1, and the propeller shaft 3 is rotatably held in the bossing 8. The front end of this propeller shaft 3 is connected to the main engine 2 inside the hull 1, and the rear end is connected and fixed to a propeller boss 4a of a screw propeller 4. The screw propeller 4 has a plurality of propeller blades 5 (four in this embodiment).
It consists of
これらのプロペラ翼５は、それぞれスクリユー
プロペラ４の回転方向と逆向きにスキユーが形成
されていて、正回転時に前方に推力が発生するよ
うに翼面が適当にひねられてプロペラボス４ａか
ら突設されている。 Each of these propeller blades 5 has a skew formed in the direction opposite to the rotational direction of the screw propeller 4, and the blade surface is twisted appropriately so that thrust is generated forward during forward rotation so that the blade protrudes from the propeller boss 4a. It is set up.
また、スクリユープロペラのプロペラボス４ａ
の後端には、遊転プロペラ６、プロペラボス６ａ
がプロペラボス４ａと同軸的にそなえられ、遊転
プロペラ６は、中心軸線回りに自由に回転できる
ようになつている。 In addition, the propeller boss 4a of the screw propeller
At the rear end, there is an idling propeller 6 and a propeller boss 6a.
is provided coaxially with the propeller boss 4a, and the idling propeller 6 can freely rotate around the central axis.
この遊転プロペラ６は、複数のプロペラ翼７
（本実施例では７枚）で構成されている。 This idle propeller 6 has a plurality of propeller blades 7.
(7 sheets in this embodiment).
そして、遊転プロペラ６のプロペラ径は、スク
リユープロペラ４のプロペラ径より大きく設定さ
れ、遊転プロペラ６の各プロペラ翼７において、
回転中心寄りのスクリユープロペラ４の後流中に
は、遊転プロペラのタービン部７ａが形成され、
同タービン部７ａより外方には、遊転プロペラの
プロペラ部７ｂが形成される。 The propeller diameter of the idling propeller 6 is set larger than the propeller diameter of the screw propeller 4, and in each propeller blade 7 of the idling propeller 6,
A turbine portion 7a of an idling propeller is formed in the wake of the screw propeller 4 near the center of rotation,
A propeller portion 7b of an idling propeller is formed outward from the turbine portion 7a.
このタービン部７ａはスクリユープロペラ後流
９により回転駆動され、こうして加えられるター
ビン部７ａへの駆動力により、遊転プロペラ６
が、スクリユープロペラ４よりも少ない回転数で
プロペラ４と同一の方向に回転するように、ター
ビン部７ａの翼面の迎角が設定されている。 This turbine section 7a is rotationally driven by the screw propeller wake 9, and the driving force applied to the turbine section 7a in this way causes the idle propeller 6 to rotate.
However, the angle of attack of the blade surface of the turbine section 7a is set so that the blade surface of the turbine section 7a rotates in the same direction as the propeller 4 at a rotation speed lower than that of the screw propeller 4.
また、タービン部７ａには、その回転方向に向
けてスキユーが形成されていて、プロペラ部７ｂ
には、その回転方向と逆向きにスキユーが形成さ
れている。 Further, a skew is formed in the turbine portion 7a in the direction of rotation thereof, and a skew is formed in the turbine portion 7a, and a skew is formed in the turbine portion 7a.
A skew is formed in the direction opposite to the direction of rotation.
なお、遊転プロペラのプロペラ部７ｂの翼面
は、遊転プロペラ６の回転時に、船体１の前方向
への推力Tpを発生するようにタービン部７ａに
対して大きくひねつた形状になつている。 Note that the blade surface of the propeller portion 7b of the idling propeller has a shape that is largely twisted relative to the turbine portion 7a so as to generate a forward thrust Tp of the hull 1 when the idling propeller 6 rotates. .
本考案の一実施例としての船舶の推進性能向上
装置は上述のごとく構成されているので、スクリ
ユープロペラ４が主機２によつて正転駆動されて
船体１は前進航走し、この場合におけるスクリユ
ープロペラのプロペラ翼５、遊転プロペラのター
ビン部７ａおよび同遊転プロペラのプロペラ部７
ｂにはたらく流体力の作用は、それぞれ従来と同
様に第５〜７図に示すようになる。 Since the propulsion performance improvement device for a ship as an embodiment of the present invention is configured as described above, the screw propeller 4 is driven by the main engine 2 in forward rotation, and the ship body 1 is sailing forward. The propeller blade 5 of the screw propeller, the turbine part 7a of the idling propeller, and the propeller part 7 of the idling propeller
The action of the fluid force acting on b is as shown in FIGS. 5 to 7, respectively, as in the conventional case.
つまり、第５図に示すように、矢印Ａで回転す
るスクリユープロペラのプロペラ翼５において
は、軸方向流入速度Vxと周方向流入速度Vtとの
合速度Ｗ（＝√2＋2）で海水が流入し、この
結果、スクリユープロペラのプロペラ翼５には揚
力Ｌと抗力Ｄとが発生する。 In other words, as shown in Fig. 5, at the propeller blade 5 of the screw propeller rotating in the direction of arrow A, seawater flows at the combined speed W (=√ 2 + 2 ) of the axial inflow velocity Vx and the circumferential inflow velocity Vt. flows in, and as a result, a lift force L and a drag force D are generated on the propeller blades 5 of the screw propeller.
この揚力Ｌと抗力Ｄとの合力Ｒは、軸方向の分
力Ｔと周方向の分力Ｆとに分けられ、プロペラ翼
５には、このような分力Ｔと分力Ｆとが作用する
と考えられる。そして、周方向の分力Ｆは、同分
力Ｆと反対方向にはたらく主機２によるトルクと
対抗して釣り合うようにはたらき、一方、軸方向
の分力Ｔが船体１を前進航走させるための推力と
して利用される。 The resultant force R of the lift force L and the drag force D is divided into an axial component force T and a circumferential component force F, and when these component forces T and F act on the propeller blade 5, Conceivable. The component force F in the circumferential direction counteracts and balances the torque from the main engine 2 which acts in the opposite direction to the component force F, while the component force T in the axial direction acts as a counterbalance to the torque generated by the main engine 2 which acts in the opposite direction to the component force F. Used as thrust.
スクリユープロペラ４の後方において、同スク
リユープロペラ４の後流９の作用により遊転プロ
ペラ６が、第６，７図の矢印Ｂで示すような方向
に回転駆動される。 Behind the screw propeller 4, an idling propeller 6 is rotationally driven in the direction shown by arrow B in FIGS. 6 and 7 by the action of the wake 9 of the screw propeller 4.
このように回転駆動される遊転プロペラ６のタ
ービン部７においては、第６図に示すように、ス
クリユープロペラ４により加速されて、大きな軸
方向流入速度VxTと周方向流入速度VtTとの合速
度WT（＝√T 2＋T 2）で海水が流入し、この
結果、遊転プロペラ６のタービン部７ａには揚力
LTと抗力DTとが発生する。 As shown in FIG. 6, the turbine section 7 of the idling propeller 6 that is rotationally driven in this manner is accelerated by the screw propeller 4 and has a large axial inflow velocity Vx T and a circumferential inflow velocity Vt T. Seawater flows in at a combined speed W T (=√ T 2 + T 2 ), and as a result, the turbine section 7a of the idling propeller 6 has a lifting force.
L T and drag force D T are generated.
この揚力LTと抗力DTとの合力RTは、軸方向の
分力TTと周方向の分力FTとに分けられ、遊転プ
ロペラ６には、このような分力TTと分力FTが作
用すると考えられる。そして、周方向の分力FT
により遊転プロペラ６は矢印Ｂの示す方向に回転
駆動されるとともに、軸方向の分力TTは船体１
の前進航走を妨げる抗力として船体１の後方へ作
用する。 The resultant force R T of the lift force L T and the drag force D T is divided into an axial component force T T and a circumferential component force F T. It is thought that the component force F T acts. And the circumferential component force F T
The idling propeller 6 is rotationally driven in the direction shown by arrow B, and the axial component force T T is applied to the hull 1.
This acts toward the rear of the hull 1 as a drag force that prevents the ship from moving forward.
さらに、上述のようにして回転駆動される遊転
プロペラ６のプロペラ部７ｂにおいては、第７図
に示すように、軸方向流入速度Vxpと周方向流入
速度Vtpとの合速度Wp（＝√2＋2）で海
水が流入し、この結果、遊転プロペラ６のプロペ
ラ部７ｂには揚力Lpと抗力Dpとが発生する。 Furthermore, in the propeller portion 7b of the idling propeller 6 that is rotationally driven as described above, as shown in FIG. 7, the combined speed Wp (=√ 2 +2 ), seawater flows in, and as a result, a lift force Lp and a drag force Dp are generated in the propeller portion 7b of the idling propeller 6.
この揚力Lpと抗力Dpとの合力Rpは、軸方向の
分力Tpと周方向の分力Fpとに分けられ、遊転プ
ロペラ６には、このような分力Tpと分力Fpとが
作用すると考えられる。そして、軸方向の分力
Tpは船体１を前進航走させるための推力として
船体１の前方へ作用する。 The resultant force Rp of the lift force Lp and the drag force Dp is divided into an axial component force Tp and a circumferential component force Fp, and these component forces Tp and Fp act on the idling propeller 6. It is thought that then. And the axial component force
Tp acts toward the front of the hull 1 as a thrust for moving the hull 1 forward.
また、プロペラ部７ｂに作用する周方向の分力
Fpは、同分力Fpと反対方向にはたらくタービン
部７ａの周方向分力FTによるトルクと対抗して
釣り合うようにはたらき、遊転プロペラ６におい
てプロペラ軸３回りのトルクは発生しない。 In addition, the component force in the circumferential direction acting on the propeller portion 7b
Fp acts to counteract and balance the torque due to the circumferential force F T of the turbine portion 7a, which acts in the opposite direction to the component force Fp, and no torque is generated around the propeller shaft 3 in the idling propeller 6.
このため、船体１に作用する全体の推力Taは
次の式で表わされる。 Therefore, the overall thrust Ta acting on the hull 1 is expressed by the following formula.
Ta＝Ｔ＋Tp−TT
そして、遊転プロペラ６のタービン部７ａを所
望の迎角に設定して遊転プロペラ６の回転数Ny
がスクリユープロペラ４の回転数Nsよりも小さ
くなるようにすることにより、遊転プロペラ６の
プロペラ部７ｂに作用する軸方向の分力Tpの大
きさを、同遊転プロペラ６のタービン部７ａに作
用する軸方向の分力TTの大きさよりも大きくす
ることができ、これにより、船舶の推進性能を向
上させることができるのである。 Ta=T+Tp-T T Then, the turbine part 7a of the idling propeller 6 is set to the desired angle of attack, and the rotational speed Ny of the idling propeller 6 is set.
is smaller than the rotational speed Ns of the screw propeller 4, so that the magnitude of the axial component force Tp acting on the propeller portion 7b of the idling propeller 6 can be reduced by the magnitude of the turbine portion 7a of the idling propeller 6. This can be made larger than the magnitude of the axial component force T T acting on the vessel, thereby improving the propulsion performance of the ship.
一方、このような船体１の前進航走時におい
て、向上装置をそなえた船舶では、その前進航走
時において、大きな回転数Nsで回転するスクリ
ユープロペラ４は、小さな回転数Nyで回転する
遊転プロペラ６に対して、相対的に回転数（Ns
−Ny）で回転している。 On the other hand, when the hull 1 is traveling forward, in a ship equipped with an improvement device, the screw propeller 4, which rotates at a large number of revolutions Ns, is replaced by an idler propeller 4, which rotates at a small number of revolutions Ny, when the hull 1 is traveling forward. Rotation speed (Ns) relative to the rotary propeller 6
−Ny).
このとき、スクリユープロペラ４のプロペラ翼
数をＭとすると（実施例ではＭ＝４）とすると遊
転プロペラ６の流入する水流の速度WTは、次式
で与えられるような振動数Ｆで同期的に変動す
る。 At this time, if the number of propeller blades of the screw propeller 4 is M (in the example, M=4), the speed W T of the water flow flowing into the idling propeller 6 is a frequency F given by the following equation. Fluctuations occur synchronously.
Ｆ＝Ｍ×（Ns−Ny）
しかしながら、本実施例ではスクリユープロペ
ラ４のプロペラ翼５に回転方向と逆向きのスキユ
ーが形成されているので、上記のプロペラ６へ流
入する水流の速度変動は、遊転プロペラ６におけ
る半径方向に位相をずらして発生する。 F=M×(Ns−Ny) However, in this embodiment, since a skew is formed in the propeller blade 5 of the screw propeller 4 in the opposite direction to the rotating direction, the speed fluctuation of the water flow flowing into the propeller 6 is , generated with a phase shift in the radial direction in the idle propeller 6.
さらに、遊転プロペラ６のタービン部７ａは、
プロペラ翼５とは逆に回転方向にスキユーが形成
されるため、タービン部７ａの翼面への水流の速
度変動は、さらに大きく半径方向に位相をずらす
ことになる。 Furthermore, the turbine section 7a of the idling propeller 6 is
Since a skew is formed in the rotational direction opposite to that of the propeller blades 5, the speed fluctuation of the water flow to the blade surface of the turbine section 7a is even more significantly shifted in phase in the radial direction.
このため、タービン部７ａ全体へは、大きな圧
力変動が生ぜず、スクリユープロペラ４の後流に
よるタービン部７ａの起振は極めて小さなものと
なる。 Therefore, no large pressure fluctuation occurs in the entire turbine section 7a, and the vibration of the turbine section 7a caused by the wake of the screw propeller 4 becomes extremely small.
このようにして、タービン部７ａの振動抑制に
よりプロペラ起振力の増加も抑制され、また、タ
ービン部７ａの損傷も防止されるのである。 In this way, by suppressing the vibration of the turbine section 7a, an increase in the propeller excitation force is also suppressed, and damage to the turbine section 7a is also prevented.
なお、推力発生部としてのスクリユープロペラ
４のプロペラ翼５と遊転プロペラ６のプロペラ部
７ｂに回転方向と逆向きに形成されるスキユー
は、推力発生効率上からも好ましいものである。 Note that skews formed in the propeller blades 5 of the screw propeller 4 and the propeller portion 7b of the idling propeller 6 as thrust generating portions in a direction opposite to the rotational direction are preferable from the viewpoint of thrust generation efficiency.
以上詳述したように、本考案の船舶の推進性能
向上装置によれば、船舶のスクリユープロペラの
後方に同スクリユープロペラと同一の軸心線のま
わりに自由に回転しうる遊転プロペラをそなえ
て、同遊転プロペラの各翼の回転中心寄りに上記
スクリユープロペラの後流で回転駆動されるター
ビン部をそなえるとともに、同タービン部に接続
されたプロペラ部をそなえ、上記スクリユープロ
ペラの各翼が、その回転方向と逆向きにスキユー
を形成され、上記遊転プロペラの各翼のタービン
部が、その回転方向と同じ向きにスキユーを形成
されるという極めて簡素な構成で、スクリユープ
ロペラに形成されたスキユーの作用により同スク
リユープロペラに発生する起振力が減少するほ
か、上記スクリユープロペラの後流による外力変
動が位相をずらして上記タービン部に作用するた
め、この外力変動によるタービン部の振動が抑制
されて、タービン部によるプロペラ起振力の増加
が抑制されタービン部の破損が防止される。この
ため、船舶の航行安全性や居住性の向上を図りな
がら、推進性能を向上させて速力向上や燃費向上
ができるという効果がある。
As detailed above, according to the ship propulsion performance improvement device of the present invention, an idling propeller that can freely rotate around the same axis as the screw propeller is installed behind the screw propeller of the ship. A turbine section is provided near the center of rotation of each blade of the idling propeller, which is rotationally driven by the wake of the screw propeller, and a propeller section connected to the turbine section is provided. The screw propeller has an extremely simple configuration in which each blade has a skew formed in the opposite direction to its rotation direction, and the turbine section of each blade of the above-mentioned idler propeller has a skew formed in the same direction as the rotation direction. In addition to reducing the excitation force generated in the screw propeller due to the action of the skew formed in the screw propeller, external force fluctuations caused by the wake of the screw propeller act on the turbine section with a phase shift. Vibration of the turbine section is suppressed, and an increase in propeller excitation force due to the turbine section is suppressed, thereby preventing damage to the turbine section. Therefore, it is possible to improve the propulsion performance, speed, and fuel efficiency while improving the navigational safety and livability of the ship.
第１，２図は本考案の一実施例としての船舶の
推進性能向上装置を示すもので、第１図はその正
面図、第２図は本装置を装備した船舶の船尾部を
模式的に示す縦断面図であり、第３〜７図は従来
の船舶の推進性能向上装置を示すもので、第３図
は同装置を装備した船舶の船尾部を模式的に示す
縦断面図、第４図は同装置の正面図、第５図は同
装置に用いられるスクリユープロペラの作用を示
すための模式的な翼断面図、第６図は同装置に用
いられる遊転プロペラのタービン部の作用を示す
ための模式的な翼断面図、第７図は同装置に用い
られる遊転プロペラのプロペラ部の作用を示すた
めの模式的な翼断面図である。
１……船体、２……主機、３……プロペラ軸、
４……スクリユープロペラ、４ａ……スクリユー
プロペラのプロペラボス、５……スクリユープロ
ペラのプロペラ翼、６……遊転プロペラ、６ａ…
…遊転プロペラのプロペラボス、７……遊転プロ
ペラのプロペラ翼、７ａ……遊転プロペラのター
ビン部、７ｂ……遊転プロペラのプロペラ部、８
……ボツシング、９……スクリユープロペラによ
り発生する後流、１０……舵、１１……スタンフ
レーム、Ｄ，DT，Dp……抗力、Ｆ，FT，Fp……
周方向分力、Ｌ，LT，Lp……揚力、Ｒ，RT，Rp
……合力、Ｔ……スクリユープロペラにおいて発
生する前方向への推力、Tp……遊転プロペラの
プロペラ部において発生する前方向への推力、
TT……遊転プロペラのタービン部において発生
する抗力、Ta……本考案の船舶の推進性能向上
装置を装備した船舶全体の推力、Ｗ，WT，Wp…
…プロペラに流入する流れの速度。
Figures 1 and 2 show a propulsion performance improvement device for ships as an embodiment of the present invention. Figure 1 is a front view of the device, and Figure 2 is a schematic view of the stern of a ship equipped with this device. 3 to 7 show a conventional propulsion performance improvement device for ships; FIG. 3 is a longitudinal sectional view schematically showing the stern of a ship equipped with the same device; FIG. The figure is a front view of the device, Figure 5 is a schematic cross-sectional view of the blade to show the action of the screw propeller used in the device, and Figure 6 is the action of the turbine section of the idling propeller used in the device. FIG. 7 is a schematic sectional view of a blade to show the action of the propeller part of an idling propeller used in the device. 1...hull, 2...main engine, 3...propeller shaft,
4...Screw propeller, 4a...Propeller boss of the screw propeller, 5...Propeller blade of the screw propeller, 6...Idle propeller, 6a...
...Propeller boss of idling propeller, 7...Propeller blade of idling propeller, 7a...Turbine part of idling propeller, 7b...Propeller part of idling propeller, 8
...Bossing, 9...Swaft generated by the screw propeller, 10...Rudder, 11...Stun frame, D, D T , Dp... Drag, F, F T , Fp...
Circumferential component force, L, L T , Lp... Lifting force, R, R T , Rp
...Resultant force, T...Forward thrust generated in the screw propeller, Tp...Forward thrust generated in the propeller part of the idling propeller,
T T ...Drag generated in the turbine section of the idling propeller, Ta...Thrust of the entire ship equipped with the ship propulsion performance improvement device of the present invention, W, W T , Wp...
...the velocity of the flow entering the propeller.
Claims (1)
ープロペラと同一の軸心線のまわりに自由に回転
しうる遊転プロペラをそなえて、同遊転プロペラ
の各翼の回転中心寄りに上記スクリユープロペラ
の後流で回転駆動されるタービン部をそなえると
ともに、同タービン部に接続されたプロペラ部を
そなえ、上記スクリユープロペラの各翼が、その
回転方向と逆向きにスキユーを形成され、上記遊
転プロペラの各翼のタービン部が、その回転方向
と同じ向きにスキユーを形成されていることを特
徴とする、船舶の推進性能向上装置。 An idling propeller that can freely rotate around the same axis as the screw propeller is provided behind the screw propeller of the ship, and a idling propeller is provided near the center of rotation of each blade of the idling propeller. The screw propeller includes a turbine section that is rotationally driven by the wake, and a propeller section that is connected to the turbine section, each blade of the screw propeller forming a skew in the opposite direction to the rotation direction of the screw propeller. A propulsion performance improving device for a ship, characterized in that a turbine section of each blade is formed with a skew in the same direction as its rotation direction.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6910186U JPH053434Y2 (en) | 1986-05-07 | 1986-05-07 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6910186U JPH053434Y2 (en) | 1986-05-07 | 1986-05-07 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62179897U JPS62179897U (en) | 1987-11-14 |
| JPH053434Y2 true JPH053434Y2 (en) | 1993-01-27 |
Family
ID=30909514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6910186U Expired - Lifetime JPH053434Y2 (en) | 1986-05-07 | 1986-05-07 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH053434Y2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2883006B2 (en) * | 1994-06-27 | 1999-04-19 | 三菱重工業株式会社 | Skewed propeller |
| KR100394485B1 (en) * | 2000-12-01 | 2003-08-09 | 현대중공업 주식회사 | Multi-purposed stator |
-
1986
- 1986-05-07 JP JP6910186U patent/JPH053434Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62179897U (en) | 1987-11-14 |
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