JPH0637196B2 - 鳴音防止型プロペラ - Google Patents
鳴音防止型プロペラInfo
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- JPH0637196B2 JPH0637196B2 JP8005087A JP8005087A JPH0637196B2 JP H0637196 B2 JPH0637196 B2 JP H0637196B2 JP 8005087 A JP8005087 A JP 8005087A JP 8005087 A JP8005087 A JP 8005087A JP H0637196 B2 JPH0637196 B2 JP H0637196B2
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- Japan
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- propeller
- trailing edge
- propeller blade
- groove
- blade
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- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、船舶推進用の固定ピッチプロペラや可変ピッ
チプロペラ、あるいは船舶旋回用サイドスラスタにおけ
る固定ピッチプロペラや可変ピッチプロペラに適用され
る、鳴音防止型プロペラに関する。
チプロペラ、あるいは船舶旋回用サイドスラスタにおけ
る固定ピッチプロペラや可変ピッチプロペラに適用され
る、鳴音防止型プロペラに関する。
プロペラ鳴音は、プロペラ翼の固有振動数と、プロペラ
翼が回転することによって発生するプロペラ翼後縁部か
らのカルマン渦との共鳴である。プロペラ翼の固有振動
数の変更は、その強度および振動などの点から多くの制
限を受けて、その実施は不可能に近い。
翼が回転することによって発生するプロペラ翼後縁部か
らのカルマン渦との共鳴である。プロペラ翼の固有振動
数の変更は、その強度および振動などの点から多くの制
限を受けて、その実施は不可能に近い。
そこで、カルマン渦発生周波数を変更できるように、従
来からプロペラ翼後縁端部をシャープエッジとする薄肉
方式（第９図参照）や、プロペラ翼後縁端部を厚くする
厚肉方式（第１０図参照）、あるいはこれらの２方式を
組合せたものが採用され、またカルマン渦を乱流により
発生しがたいものとする方式、すなわち、プロペラ翼後
縁輪郭の一部を鋸歯状とする方式（第１１，１２図およ
び特公昭５５−２７５号公報参照）が採用されている。
来からプロペラ翼後縁端部をシャープエッジとする薄肉
方式（第９図参照）や、プロペラ翼後縁端部を厚くする
厚肉方式（第１０図参照）、あるいはこれらの２方式を
組合せたものが採用され、またカルマン渦を乱流により
発生しがたいものとする方式、すなわち、プロペラ翼後
縁輪郭の一部を鋸歯状とする方式（第１１，１２図およ
び特公昭５５−２７５号公報参照）が採用されている。
ところで、プロペラ翼は、性能上断面形状が均一でない
ため、多数の固有振動数を持っている。したがって、前
述の薄肉方式，厚肉方式あるいはこれらの組合せ方式で
プロペラ翼後縁より発生するカルマン渦の発生周波数を
制御するには限界があり、プロペラ翼の固有振動数との
共鳴の完全回避は、特殊船においては、非常に困難であ
って、実船では数回の試運転により、修正加工を余儀無
くされている。
ため、多数の固有振動数を持っている。したがって、前
述の薄肉方式，厚肉方式あるいはこれらの組合せ方式で
プロペラ翼後縁より発生するカルマン渦の発生周波数を
制御するには限界があり、プロペラ翼の固有振動数との
共鳴の完全回避は、特殊船においては、非常に困難であ
って、実船では数回の試運転により、修正加工を余儀無
くされている。
また、カルマン渦の発生を防止できるように羽根後縁の
輪郭形状を鋸歯状としたものは、反転時の異物接触に弱
く、且つ商品イメージを悪くしている。
輪郭形状を鋸歯状としたものは、反転時の異物接触に弱
く、且つ商品イメージを悪くしている。
本発明は、上述の諸問題を解決しようとするもので、プ
ロペラ効率を阻害すること無くプロペラ羽根後縁部に乱
流を発生させて、カルマン渦の発生を防止できるように
した、鳴音防止型プロペラを提供することを目的とす
る。
ロペラ効率を阻害すること無くプロペラ羽根後縁部に乱
流を発生させて、カルマン渦の発生を防止できるように
した、鳴音防止型プロペラを提供することを目的とす
る。
上述の目的を達成するため、本発明の鳴音防止型プロペ
ラは、プロペラ翼の背面後縁部に、同後縁部の後縁の近
傍で同後縁に沿うように配設された乱流形成用溝部をそ
なえ、同溝部に、プロペラ翼の圧力面から背面まで貫通
する流水穴が設けられたことを特徴としている。
ラは、プロペラ翼の背面後縁部に、同後縁部の後縁の近
傍で同後縁に沿うように配設された乱流形成用溝部をそ
なえ、同溝部に、プロペラ翼の圧力面から背面まで貫通
する流水穴が設けられたことを特徴としている。
このような本発明の実施態様では、プロペラ翼背面側の
後縁部に、例えば流水方向に対して約４５゜の角度を持
つ溝部が、翼後縁に沿い多数分散して形成され、各溝部
にはプロペラ翼の背面から圧力面へ貫通する流水穴が設
けられる。
後縁部に、例えば流水方向に対して約４５゜の角度を持
つ溝部が、翼後縁に沿い多数分散して形成され、各溝部
にはプロペラ翼の背面から圧力面へ貫通する流水穴が設
けられる。
上述の本発明の鳴音防止型プロペラでは、翼後縁に沿う
溝部により乱流が生起し、圧力流水をプロペラ翼の圧力
面から上記溝部内の流水穴を通じて背面側に吹き出させ
ることにより、上記乱流が増長して、カルマン渦の発生
が防止される。
溝部により乱流が生起し、圧力流水をプロペラ翼の圧力
面から上記溝部内の流水穴を通じて背面側に吹き出させ
ることにより、上記乱流が増長して、カルマン渦の発生
が防止される。
なお、上記乱流は、上記溝部のみでも発生し、またプロ
ペラ翼の背面と圧力面とを貫通する流水穴から吹き出す
圧力流水のみによっても乱流を発生させることができ
る。
ペラ翼の背面と圧力面とを貫通する流水穴から吹き出す
圧力流水のみによっても乱流を発生させることができ
る。
以下、図面により本発明の実施例について説明すると、
第１〜４図は本発明の第１実施例としての鳴音防止型プ
ロペラを示すもので、第１図はその背面側からみたプロ
ペラ翼の正面図、第２図は第１図のII部の拡大図、第３
図は第２図のIII−III矢視断面図、第４図は第２図のIV
−IV矢視断面図であり、第５〜７図は本発明の第２実施
例としての鳴音防止型プロペラの要部を示すもので、第
５図はそのプロペラ翼の後縁部を示す部分図、第６図は
第５図のVI−VI矢視断面図、第７図は第５図のVII−VII
矢視断面図である。
第１〜４図は本発明の第１実施例としての鳴音防止型プ
ロペラを示すもので、第１図はその背面側からみたプロ
ペラ翼の正面図、第２図は第１図のII部の拡大図、第３
図は第２図のIII−III矢視断面図、第４図は第２図のIV
−IV矢視断面図であり、第５〜７図は本発明の第２実施
例としての鳴音防止型プロペラの要部を示すもので、第
５図はそのプロペラ翼の後縁部を示す部分図、第６図は
第５図のVI−VI矢視断面図、第７図は第５図のVII−VII
矢視断面図である。
第１〜４図に示す本発明の第１実施例では、プロペラ翼
１の背面１ａ側の後縁部に、同後縁部の後縁の近傍で同
後縁に沿うように多数の溝部２が分散して配設されてい
る。
１の背面１ａ側の後縁部に、同後縁部の後縁の近傍で同
後縁に沿うように多数の溝部２が分散して配設されてい
る。
そして、これらの溝部２には、その一つおきに、プロペ
ラ翼１の背面１ａから圧力面１ｂへ貫通する流水穴３が
設けられている。
ラ翼１の背面１ａから圧力面１ｂへ貫通する流水穴３が
設けられている。
溝部２や流水穴３を形成するプロペラ鳴音防止加工の範
囲は、プロペラ半径をＲとすると、第１図に示すよう
に、半径方向で０．４Ｒから０．９５Ｒまでの間のプロ
ペラ翼背面の後縁部であり、翼幅方向では、プロペラ翼
後端部より約５０mmを越えない範囲とされる。第２図に
示すように、溝部２は長短一組の溝からなり、長溝２ａ
は、流水方向Ａに対して４５゜の角度の位置に設けら
れ、短溝２ｂは、長溝２ａに対して直角位置に設けられ
る。そして、プロペラ翼１の背面１ａから圧力面１ｂま
で貫通する流水穴３は、長溝２ａに設けられる。
囲は、プロペラ半径をＲとすると、第１図に示すよう
に、半径方向で０．４Ｒから０．９５Ｒまでの間のプロ
ペラ翼背面の後縁部であり、翼幅方向では、プロペラ翼
後端部より約５０mmを越えない範囲とされる。第２図に
示すように、溝部２は長短一組の溝からなり、長溝２ａ
は、流水方向Ａに対して４５゜の角度の位置に設けら
れ、短溝２ｂは、長溝２ａに対して直角位置に設けられ
る。そして、プロペラ翼１の背面１ａから圧力面１ｂま
で貫通する流水穴３は、長溝２ａに設けられる。
プロペラ翼後縁部における各部の寸法比は、基準長さを
ｌとすると、第２，３図のように設定され、また溝部２
の寸法は、ミリメートル単位で示すと、第４図に示すよ
うに設定される。なお、図中の符号Ｃは面取を示す。
ｌとすると、第２，３図のように設定され、また溝部２
の寸法は、ミリメートル単位で示すと、第４図に示すよ
うに設定される。なお、図中の符号Ｃは面取を示す。
第５〜７図に示す本発明の第２実施例では、プロペラ翼
１の後縁１ｃと平行に複数の溝部２が形成され、各溝部
２の中央に、プロペラ翼１の背面１ａから圧力面１ｂへ
貫通する流水穴３が設けられている。
１の後縁１ｃと平行に複数の溝部２が形成され、各溝部
２の中央に、プロペラ翼１の背面１ａから圧力面１ｂへ
貫通する流水穴３が設けられている。
そして、プロペラ翼１の後縁部の断面形状は、前述の第
３図に対応させて示すと、第６図のようになっている。
３図に対応させて示すと、第６図のようになっている。
また、溝部２の深さは、ミリメートル単位で示すと、第
７図に示すように設定され、適宜の半径Ｒ′をもつ円弧
状の溝底を有している。
７図に示すように設定され、適宜の半径Ｒ′をもつ円弧
状の溝底を有している。
第８図は舶用プロペラの一般的形状を示しており、図中
の翼断面Ｂは半径Ｒ１上の断面を示している。このよう
なプロペラ翼は、多数の固有振動数を持っていて、回転
によりプロペラ翼後縁から発生するカルマン渦と、任意
の固有振動数とが共鳴を起こし、プロペラ鳴音を生じ
て、音波探査等の障害となっている。
の翼断面Ｂは半径Ｒ１上の断面を示している。このよう
なプロペラ翼は、多数の固有振動数を持っていて、回転
によりプロペラ翼後縁から発生するカルマン渦と、任意
の固有振動数とが共鳴を起こし、プロペラ鳴音を生じ
て、音波探査等の障害となっている。
このような共鳴を回避する手段として、第９〜１２図に
示すような各種の方式が実施されているが、確実に共鳴
を回避するには３〜４回の試航走が必要であり、後進時
の異物接触に対して強度的に弱い等の問題点もある。な
お、第９，１０図における符号h0は計画オフセットを示
し、ｄ０，ｄ１はプロペラ翼後縁径を示している。
示すような各種の方式が実施されているが、確実に共鳴
を回避するには３〜４回の試航走が必要であり、後進時
の異物接触に対して強度的に弱い等の問題点もある。な
お、第９，１０図における符号h0は計画オフセットを示
し、ｄ０，ｄ１はプロペラ翼後縁径を示している。
本発明の鳴音防止型プロペラでは、第１〜４図に示す第
１実施例の場合も、また第５〜７図に示す第２実施例の
場合も、プロペラ翼背面後縁部において、性能を阻害せ
ず且つ乱流を発生させるような溝部２が設けられている
ので、カルマン渦の発生が防止される。
１実施例の場合も、また第５〜７図に示す第２実施例の
場合も、プロペラ翼背面後縁部において、性能を阻害せ
ず且つ乱流を発生させるような溝部２が設けられている
ので、カルマン渦の発生が防止される。
さらにプロペラの回転により生じるプロペラ翼１の背面
1aと圧力面1bとの圧力差を利用して、圧力面1bより背面
1aに圧力流水を行なわせる流水穴３が溝部２に設けられ
ているので、上記乱流を一層増長させることができ、こ
れによりカルマン渦の発生防止をより確実にするもので
ある。
1aと圧力面1bとの圧力差を利用して、圧力面1bより背面
1aに圧力流水を行なわせる流水穴３が溝部２に設けられ
ているので、上記乱流を一層増長させることができ、こ
れによりカルマン渦の発生防止をより確実にするもので
ある。
なお、溝部２および流水穴３は個別にてもそれぞれカル
マン渦の発生を防止する効果を有している。
マン渦の発生を防止する効果を有している。
このようにして、プロペラ翼１におけるカルマン渦の発
生が防止されることにより、プロペラ鳴音の発生が十分
に抑制されるようになる。
生が防止されることにより、プロペラ鳴音の発生が十分
に抑制されるようになる。
第１３図は、本発明により溝部２および流水穴３をそな
えた場合の周波数分析結果を示すグラフＰと、溝部２お
よび流水穴３をそなえない場合の周波数分析結果を示す
グラフＱとを比較して示すもので、本発明の場合は鳴音
の発生が十分に防止されている。
えた場合の周波数分析結果を示すグラフＰと、溝部２お
よび流水穴３をそなえない場合の周波数分析結果を示す
グラフＱとを比較して示すもので、本発明の場合は鳴音
の発生が十分に防止されている。
〔発明の効果） 以上詳述したように、本発明の鳴音防止型プロペラによ
れば、次のような効果ないし利点が得られる。
れば、次のような効果ないし利点が得られる。
(1)プロペラ翼背面後縁部の後縁近傍で、同後縁に沿っ
て溝部が設られることにより乱流が発生し、この乱流に
よってカルマン渦の発生が防止されて、プロペラ鳴音の
発生を回避することができる。
て溝部が設られることにより乱流が発生し、この乱流に
よってカルマン渦の発生が防止されて、プロペラ鳴音の
発生を回避することができる。
(2)上記溝部に、プロペラ翼の圧力面から背面まで貫通
する流水穴が設けられることにより、プロペラの回転に
伴って発生する圧力水流を背面に流して、乱流を増長さ
せることができ、このようにしてカルマン渦の発生が十
分に抑制されるようになる。
する流水穴が設けられることにより、プロペラの回転に
伴って発生する圧力水流を背面に流して、乱流を増長さ
せることができ、このようにしてカルマン渦の発生が十
分に抑制されるようになる。
(3)上記の溝部および流水穴３によるそれぞれの乱流発
生機能は、個別にみてもその機能を維持しうるものであ
るが、本発明では、それらの協働により、プロペラ鳴音
の発生が十分に防止されるようになる。
生機能は、個別にみてもその機能を維持しうるものであ
るが、本発明では、それらの協働により、プロペラ鳴音
の発生が十分に防止されるようになる。
第１〜４図は本発明の第１実施例としての鳴音防止型プ
ロペラを示すもので、第１図はその背面側からみたプロ
ペラ翼の正面図、第２図は第１図のII部の拡大図、第３
図は第２図のIII−III矢視断面図、第４図は第２図のIV
−IV矢視断面図であり、第５〜７図は本発明の第２の実
施例としての鳴音防止型プロペラの要部を示すもので、
第５図はそのプロペラ翼の後縁部を示す部分図、第６図
は第５図のVI−VI矢視断面図、第７図は第５図のVII−V
II矢視断面図であり、第８図は船用プロペラの一般的形
状を示す説明図であり、第９〜１２図はいずれも従来の
プロペラ鳴音防止手段をそなえた舶用プロペラを示す説
明図であり、第１３図は本発明の鳴音防止型プロペラの
場合と従来のプロペラの場合とについて鳴音特性を比較
して示すグラフである。 １……プロペラ翼、1a……プロペラ翼の背面、1b……プ
ロペラ翼の圧力面、1c……プロペラ翼後縁、２……溝
部、2a……長溝、2b……短溝、３……流水穴。
ロペラを示すもので、第１図はその背面側からみたプロ
ペラ翼の正面図、第２図は第１図のII部の拡大図、第３
図は第２図のIII−III矢視断面図、第４図は第２図のIV
−IV矢視断面図であり、第５〜７図は本発明の第２の実
施例としての鳴音防止型プロペラの要部を示すもので、
第５図はそのプロペラ翼の後縁部を示す部分図、第６図
は第５図のVI−VI矢視断面図、第７図は第５図のVII−V
II矢視断面図であり、第８図は船用プロペラの一般的形
状を示す説明図であり、第９〜１２図はいずれも従来の
プロペラ鳴音防止手段をそなえた舶用プロペラを示す説
明図であり、第１３図は本発明の鳴音防止型プロペラの
場合と従来のプロペラの場合とについて鳴音特性を比較
して示すグラフである。 １……プロペラ翼、1a……プロペラ翼の背面、1b……プ
ロペラ翼の圧力面、1c……プロペラ翼後縁、２……溝
部、2a……長溝、2b……短溝、３……流水穴。
Claims (1)
- 【請求項１】プロペラ翼の背面後縁部に、同後縁部の後
縁の近傍で同後縁に沿うように配設された乱流形成用溝
部をそなえ、同溝部に、プロペラ翼の圧力面から背面ま
で貫通する流水穴が設けられたことを特徴とする、鳴音
防止型プロペラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8005087A JPH0637196B2 (ja) | 1987-04-01 | 1987-04-01 | 鳴音防止型プロペラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8005087A JPH0637196B2 (ja) | 1987-04-01 | 1987-04-01 | 鳴音防止型プロペラ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63247195A JPS63247195A (ja) | 1988-10-13 |
| JPH0637196B2 true JPH0637196B2 (ja) | 1994-05-18 |
Family
ID=13707414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8005087A Expired - Lifetime JPH0637196B2 (ja) | 1987-04-01 | 1987-04-01 | 鳴音防止型プロペラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0637196B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011109744A3 (en) * | 2010-03-05 | 2012-01-19 | Twin Disc, Inc. | Stepped surface propeller |
-
1987
- 1987-04-01 JP JP8005087A patent/JPH0637196B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011109744A3 (en) * | 2010-03-05 | 2012-01-19 | Twin Disc, Inc. | Stepped surface propeller |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63247195A (ja) | 1988-10-13 |
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