JPS6035693A - プロペラ初期流入流に影響を与えるための装置 - 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 本発明は、プロペラの手前で船体に固定された案内羽根
によって、特に−軸線のプロペラ初期流入流に影響を与
えるだめの装置に関する。

船舶用プロペラの効率、キャビテーション及び振動性は
プロペラに流入して来る初期流入流に著しく関係してい
るっそれ故、プロペラ初期流入流には常に大きな関心が
寄せられておシ、そのために多くの実験がなされている
。この実験の目的は、プロペラ初期流入流の平均化を達
成するかあるいは又、プロペラの後流に存在するうずエ
ネルギを利用することにある。うずエネルギを利用する
ことによって主に効率回復及び効率節約が得られれば、
プロＲう初期流入流を平均化してプロペラ羽根の周囲に
おける流入速度の変動を減少させて、プロペラ効率を高
め、キャビテーション現象が生じるのを妨げ、プロペラ
範囲の船の外板における圧力変動を阻市し、プロペラの
せん断変動及びトルク変動を惹起する原因となるハイＰ
ロダイナミツクなエネルギを解除する作用が得られる。

先行の技術 前記目的のだめの種種異なる装置及び配置形式が公知で
ある。例えば、プロペラの前後に配置した環状案内板又
は案内羽根、プロペラに形成した管路カバー、ねじり変
形した船尾拐若しくは種種異なる形状の左右対称及び左
右非対称の船尾***部等の種種異なる装置及び配置形式
が公知である。特に案内羽根の構造及び作用は〔タケク
マ（Ｔａｋｅｋｕｍａ　）著’Ｌ’ｒａｎｓ、　Ｒｏｙ
ａｌ工ｎｓｔ、　Ｎａｖ、　Ａｒｃｌ〕、　（王立造船
技術研究所会報）１９７９年１１フインの設置に関する
振動諸問題及びその解決策１１）〕に記載されている。

しかしながら従来の装置及び配置形式は十分満足のいく
ものではない。従来のものは轡に相変わらずプロペラの
手前で流れの解除及びうずの形式が見られ、ひいては船
の抵抗が高められ、プロペラ平面の周囲で後流の不都合
な分割が見られる。

本発明が解決しようとする問題点 本発明の課題は、初めに述べた形式の装置で、プロペラ
の手前における流れの解除及びうすの形成を避けること
ができ、プロペラ平面の周囲で後流の良好な分割が得ら
れるように改良したものを提供することである。

問題点を解決するだめの手段 この課題を解決した本発明は、湾曲された案内羽根が、
そのつど局所的な境界層流が振動することなく流入する
ように設計された人口接線と、プロペラ平面に対してほ
ぼ直角に向けられた出口接線とを備えている。

本発明は従来考慮されていなかった次のような認識から
出発している１、つまり、特に−軸船において、船の外
板における境界層流がプロペラの手前で一般的に強く下
方へ向けられるので、この、船の大きさに応じて２ηＬ
幅までの境界層流において、このプロペラの手前位置で
一般的に非常にエネルギ量の大きい境界層流の著しく小
さい水平方向分力がプロペラに流入するという認識から
出発している。さて、エネルギ量の大きい境界層流の鉛
直方向分力が水平方向に変向させられてプロペラ平面に
対してほぼ直角にぶつかると、これによってプロペラ平
面周囲の後流範囲で後流の均一化された分割が得られる
だけでなく、さらに、境界層流に存在する全エネルギも
消費される。

案内羽根の湾曲率を規定するために必要な、船尾におけ
る境界層流の知識は、特に、船を製造する際に実際に行
なわれる船の模型実験から得られる。この場合、プロペ
ラ効率を含む推進力の全効率を改良することによる効率
節約が確認され、特にプロペラ範囲における水平方向の
流入速度を高めることによる名目状の及び効果的々後流
範囲の均一化が確認され、さらに、プロペラのキャビテ
ーション特性及び振動特性の改良が確認される。本発明
による装置を既製の船に補足的に取り付けることができ
ることは明らかである。

以上のように、プロペラの手前で境界層内で下方へ向け
られた流れをほぼ損失することなく変向させることによ
って、船の推進特性の著しい改善が得られた。それとい
うのは、境界層がほぼ全速度でプロペラ周囲に流れ込ん
で、周囲の流入変動が著しく解消され、これに応じて効
率、キャビテーション特性及び振動特性の改良が得られ
たからである。これを達成するためには、案内羽根の幅
が局所的な境界層厚と同じであるか又はこれより小さけ
れば十分である。

一般的に案内羽根はほぼ鉛直方向に延びる格子を形成し
ておシ、この場合各格子間の間隔は、全境界層流が変向
され、プロペラ平面周囲に、格子の影響によって惹起さ
れる大きな流入変動が生じないように選定されている。

この関連性において案内羽根惹しくけ格子がプロペラの
手前にプロペラ直径の２倍までの間隔を保って配置され
ていれば有利である。

原則として案内羽根は左舷及び右舷で同様の格子間隔を
有しているか若しくはこの格子は左右対称に構成されて
いる。しかしながら、ハイドロダイナミックな理由によ
り有利であってかつ必要である場合は、案内羽根が左舷
側及び右舷側でそれぞれ異なる格子間隔を有していても
よい。

基本的には、案内羽根はそれぞれ適当な形式で横断面が
湾曲されていてもよい。特に簡単な実施態様によれば、
案内羽根が円筒形断面区分を有しており、該案内羽根の
入１］縁が船体から離れるに従って境界層の局所的な分
力の程度に応じてツクツクカットされている。この場合
、案内羽根は簡単な断面形状の金属薄板であって、この
金属薄板は相応の位置で船の外板に溶接される。案内羽
根が円柱形区分を有していて、船体長手方向で一定な湾
曲度を有していれば特に簡単な比が得られる。このよう
にすれば案内羽根を簡単に圧延した金属薄板より製造す
ることができる。入口縁をパックカットする際には、境
界層流の鉛直方向分力が、船体から離れるに従って次第
に小さくなることを考慮する。

案内羽根がその全長にわたって横断面肉厚部を有してい
てもよい。それというのは、このようにすれば境界層流
が振動することなく流入するだめの流入範囲が拡大され
るからである。

本発明の別の実施態様によれば、案内羽根の出口縁が直
線的であって、案内羽根の、特に船体への接続箇所範囲
で船体の表面に対して直角に、つまり、プロペラ平面に
対してほぼ平行に向けられている。

実　施　例 次に図面に示した実施例について本発明の構成を具体的
に説明する。

第１図において船尾１は水線２と船体輪郭線２とによっ
て示されている。この船尾１は船尾***部４に移行して
おり、この船尾***部４の端部にはプロペラ５が設けら
れている。プロペラ直径の１倍〜２倍の間隔を保ってプ
ロペラ平面の手前で左舷及び右舷の船体外板に案内羽根
６が固定されている。この案内羽根６は、外板に溶接さ
れた湾曲された金属薄板より成っている。それぞれ左舷
及び右舷に複数の案内羽根６、図示の実施例では全部で
４つの案内羽根６がそれぞれ互いに鉛直方向上下に配置
されていて格子状を形成している。

破線７によって船尾イ」近の境界層の流れが示されてい
る。第２図及び第４図によシ解るように、境界層の流れ
の鉛直方向分力は船尾から離れるに従って次第に小さく
なる。

案内羽根６は、各位置における境界層の流れが振動する
ことなく流入するだめの入口接線が得られるように湾曲
されている。この案内羽根６の入口接線はプロペラ平面
に対してほぼ直角に向けられているので、案内羽根６に
よって変向させられた境界層の流れは破線７で示した方
向に流れてプロペラ平面に対してほぼ直角に流入する。

第１図及び第２図に示した実施例において、案内羽根６
は円柱形区分より成っている。つまり、案内羽根６は船
の長手方向で一定な湾曲部を有している。船尾から離れ
るに従って境界層の流れの鉛直方向分力は次第に小さく
なっているので、案内羽根６の入口縁部は、船尾１から
さらに離れた範囲においても境界層の流れによって振動
することのない流入が得られるように・ぐツクカットさ
れている。案内羽根６の出口縁９は真っすぐであって、
この出口縁９は船尾の表面に対してほぼ直角に、ひいて
はプロにう表面に対してほぼ平行に延びている。

第３図及び第４図に示した実施例によれば、案内羽根６
は多次元に湾曲若しくはねじられた、入口縁８を備えた
金属薄板より成っている。この人口縁８の入口接線は、
船体の表面から離れるに従って、境界層の流れの鉛直方
向分力の大きさの割合に応じて次第に変化している。

図示の配置形式によれば、あらゆる場合においてプロペ
ラ羽根の周囲の初期流入流速度の著しい平均化例得られ
、これによってプロペラ効率の改善が得られ、ギヤビテ
ーション現象が解消され、プロペラ範囲で船の外板にお
ける圧力変動が減少されて、プロペラにせん断モーメン
ト及びトルク変動を惹起するハイド°ロダイナミツクな
エネルギが減少される。

図示の配置形式は、プロペラ初期流入流に影響を与える
だめの別の装置又は配置形式、例えばプロペラジャケッ
ト又はその他の案内装置と連絡して使用することも可能
である。

第５図及び第６図の実施例によれば、案内羽根６はプレ
ート１０の両側に配置されている。

プレ、−ト１０はプロペラ５０手前のプロ被う孔におけ
る船体中央の船尾骨相に固定されている。

別の船尾形状のものにおいてはプロペラシャフトの上方
と下方とに案内羽根６を備えたプレート１０が配置され
号ものもある。この第５図に示した構造は後で補足的に
設ける−のに適している。

効　果 以上のように、ゾロにう初期流入流に影響を与えるだめ
の、本発明の装置によれば、プロペラ羽根に流入する初
期流入流速度の平均化が得られ、これによってプロペラ
効率の著しい改善が達成された。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例による装置を備えたー軸
船の船尾を示した概略的な斜視図、第２図は第１図に示
した案内羽根の拡大図、第３図は第２実施例による装置
を備えだ一軸船の船尾を示した概略的な斜視図、第４図
は第３図に示した案内羽根の拡大図、第５図は第３実施
例による装置を備えたー軸船の概略的な斜視図、第６図
は第５図の部分的な拡大図である。 １・・・船尾、２・・・水線、３・・・船体輪郭線、４
・・・船尾***部、５・・・プロペラ、６・・・案内羽
根、７・・・境界層流、８・・・入口縁、９・・・出口
縁、１０・・・プレート （ほか１名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■、　プロペラの手前で船体に固定された案内羽根によ
   ってプロペラ初期流入流に影響を与えるだめの装置にお
   いて、湾曲された前記案内羽根（６）が、そのつど局所
   的な境界層流（７）が振動することなく流入するように
   段別された入口接線と、プロペラ平面に対してほぼ直角
   に向けられた出口接線とを備えていることを特徴とする
   、プロペラ初期流入流に影響を与えるだめの装置。 ２　案内羽根（６）の幅が局所的な境界層の厚さと同じ
   であるか又はこれよりも小である、特許請求の範囲第１
   項記載の装置。 ３　案内羽根（６）がほぼ鉛直な格子状を形成している
   、特許請求の範囲第１項又は第２項記載の装置。 ４　案内羽根（６）若しくは格子がプロペラ（５）の手
   前でこのプロペラ（５）の直径の２倍までの間隔を保っ
   て配置されている、特許請求の範囲第１項から第３項捷
   でのいずれか１項記載の装置。 ５　案内羽根（６）が左舷側及び右舷側で同一の格子間
   隔を保って配置されている、特許請求の範囲第１項から
   第４項までのいずれか１項記載の装置。 ６　案内羽根（６）が左舷側と右舷側とでそれぞれ異な
   る格子間隔を保って配置されている、特許請求の範囲第
   １項から第４項までのいずれか１項記載の装置。 ７、　案内羽根（６）が円筒形断面区分を有しての程度
   に応じてパックカットされている、特許請求の範囲第１
   項から第６項１でのいずれか１項記載の装置。 ８、案内羽根（６）が円柱形区分を有していて、船体長
   手方向で一定な湾曲度を有している、特許請求の範囲第
   ７項記載の装置。 ９　案内羽根（６）がその全長にわたって横断面肉厚部
   分を有している、特許請求の範囲第１項から第８項まで
   のいずれか１項記載の装置。 １０　案内羽根（６）が直線的な出口１線（９）を有し
   ている、特許請求の範囲第１項から第９項までのいずれ
   か」項記載の装置。 １１　出口縁（９）が船体との接続箇所で船体の表面に
   対して直角に向けられている、特許請求の範囲第１項か
   ら第１０項までのいずれか１項記載の装置。 １２　案内羽根（６）がプレーｈ（ｔｏ）の両側に配属
   されていて、該プレー）　（１，０）がプロペラ（５）
   の手前のプロペラ孔における船体中央の船尾骨材に固定
   されている、特許請求の範囲第１項から第１１項までの
   いずれか１項記載の装置。 １３　プロペラシャフトの上側と下側とに案内羽根（６
   ）を備えだプレート（１０）が配置されている、特許請
   求の範囲第１２項記載の装置。