JP5405872B2 - Ship propulsion device and ship equipped with the same - Google Patents
Ship propulsion device and ship equipped with the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP5405872B2 JP5405872B2 JP2009082713A JP2009082713A JP5405872B2 JP 5405872 B2 JP5405872 B2 JP 5405872B2 JP 2009082713 A JP2009082713 A JP 2009082713A JP 2009082713 A JP2009082713 A JP 2009082713A JP 5405872 B2 JP5405872 B2 JP 5405872B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- propeller
- fin
- diameter
- ship
- fins
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 5
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H1/00—Propulsive elements directly acting on water
- B63H1/02—Propulsive elements directly acting on water of rotary type
- B63H1/12—Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially in propulsive direction
- B63H1/14—Propellers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H1/00—Propulsive elements directly acting on water
- B63H1/02—Propulsive elements directly acting on water of rotary type
- B63H1/12—Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially in propulsive direction
- B63H1/14—Propellers
- B63H1/20—Hubs; Blade connections
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H1/00—Propulsive elements directly acting on water
- B63H1/02—Propulsive elements directly acting on water of rotary type
- B63H1/12—Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially in propulsive direction
- B63H1/14—Propellers
- B63H1/26—Blades
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
本発明は、スクリュープロペラを使用する船舶の推進装置とそれを備えた船舶に関し、更に詳細には、スクリュープロペラのボスに取り付けるボスキャップにフィンを設けて、スクリュープロペラの推進性能を向上させる船舶の推進装置とそれを備えた船舶に関する。 The present invention relates to a marine vessel propulsion apparatus using a screw propeller and a marine vessel equipped with the propulsion device, and more particularly, to provide a fin on a boss cap attached to a boss of a screw propeller to improve the propulsion performance of the screw propeller. The present invention relates to a propulsion device and a ship equipped with the same.
船舶の多くはその推進器としてスクリュープロペラを使用しており、その推進器効率等のプロペラ特性を向上することは、燃費の向上に大きく貢献することになる。そのため、プロペラの翼数、翼の形状、展開面積、ピッチ角、スキュー角等、プロペラの翼に関する研究がなされてきており、様々な翼形状が開発されてきている。 Many ships use screw propellers as propulsion units, and improving propeller characteristics such as propulsion unit efficiency greatly contributes to an improvement in fuel consumption. For this reason, research on propeller blades such as the number of propeller blades, blade shape, deployment area, pitch angle, and skew angle has been conducted, and various blade shapes have been developed.
このプロペラ特性の向上のために、図15〜図18に示すような、プロペラボス2の近傍において、プロペラボスキャップ5の後流におけるハブ渦を減少させることによって推進器効率を高める整流フィン付ボスキャップ5が開発されている(例えば、特許文献1参照)。
In order to improve the propeller characteristics, as shown in FIGS. 15 to 18, bosses with rectifying fins that increase propulsion efficiency by reducing the hub vortex in the wake of the
この整流フィン付ボスキャップ5では、ボスキャップ5に取り付けるフィン6の個数(図15では4個)を各プロペラブレード(プロペラ翼)3の個数(図15では4個)と等しくする。また、図18に示すように、フィン6の角度αに関しては、プロペラブレード3の根部の幾何学的ピッチ角εに対して、(−20°≦α−ε≦+30°)の関係を有している。フィン6の長さ方向に関しては、フィン6の前縁はプロペラブレード3の根部の後縁とプロペラ前後方向に等しいか又はこの後縁よりも後方とする(b≧0)。また、隣接するプロペラブレード3の根部の隙間の位置に設ける(a>0)。更に、図16及び図17に示すように、フィン6のキャップ5本体の軸線からの最大直径(2r)はボス2のキャップ取付け端部2aの直径Dbaより大で、かつ、プロペラ直径(2R)の33%以下としている。
In this
この整流フィン付きボスキャップ5の作用効果としては、整流フィンはそれ自体では推力を発生せず、ボスキャップの後流におけるハブ渦の発生を減少する整流板の作用をし、この整流作用により、ボスキャップ後流のハブ渦が拡散されてプロペラ翼面上の渦による誘導抗力が減少し、その結果、トルクを増大させることなく、プロペラ特性(推進器効率)の大幅な向上がもたれされるとされている。
As a function and effect of the
また、この整流フィン等の、プロペラハブからの渦を消去するハブ渦消去装置を有する船舶のプロペラにおいて、ハブ渦消却装置がその機能を十分に出し切るようにしてプロペラのトータル的な効率を高め、併せて強度面でも有利性を得ることを目的として、プロペラにおける翼根部のピッチ若しくはキャンバーを、プロペラの中間部のピッチ若しくはキャンバーに比べて大きくしたハブ渦消去装置を有する船舶のプロペラが提案されている(例えば、特許文献2参照)。 In addition, in ship propellers that have a hub vortex eliminator that erases vortices from the propeller hub, such as the rectifying fins, the hub vortex extinguishing device fully performs its function to increase the total efficiency of the propeller, At the same time, for the purpose of obtaining an advantage in terms of strength, a propeller for a ship having a hub vortex eliminator in which the pitch or camber of the blade root of the propeller is made larger than the pitch or camber of the middle part of the propeller has been proposed. (For example, refer to Patent Document 2).
また、フィンをボスキャップに設けずに、プロペラボスのスクリュープロペラのブレードの下流で、ボスキャップを除くボス部の側周面に、ブレードと同数の複数枚の整流フィンを設けたフィン付きプロペラボスが提案されている(例えば、特許文献3及び特許文献4参照)。
In addition, without a fin on the boss cap, a propeller boss with fins is provided on the side peripheral surface of the boss part excluding the boss cap, on the side peripheral surface of the boss cap, with the same number of rectifying fins as the blade. Has been proposed (see, for example,
一方、整流フィン付ボスキャップ5を用いる船舶の推進装置のフィンの形状によっては更に推進器効率の向上を図ることができるのではないかと、本発明者らは考えて、様々な発想を基に工夫したフィンの形状を使用した水槽実験を行い、推進器効率を更に向上できる、次のようなスクリュープロペラを使用する船舶の推進装置とそれを備えた船舶に到達した。
On the other hand, the present inventors consider that the efficiency of the propeller can be further improved depending on the shape of the fin of the marine vessel propulsion device using the
本発明の目的は、フィン付きのプロペラボスキャップを使用したスクリュープロペラで形成される船舶の推進装置及びそれを備えた船舶において、従来技術のフィン形状のフィン付きのプロペラボスキャップを使用した船舶の推進装置とそれを備えた船舶よりも、工作性を高め、しかも、軽量化された船舶の推進装置とそれを備えた船舶を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a marine vessel propulsion device formed of a screw propeller using a propeller boss cap with fins and a marine vessel using the propeller boss cap with fins in the prior art. It is an object of the present invention to provide a marine vessel propulsion device that has improved workability and is lighter than a propulsion device and a marine vessel equipped with the propulsion device, and a marine vessel equipped with the propulsion device.
上記の目的を達成するための船舶の推進装置は、スクリュープロペラのプロペラボスの後側に取り付けるプロペラボスキャップに、フィンを設けると共に、このフィンをプロペラ翼の間の後方に配置した船舶の推進装置において、前記プロペラボスキャップの前端部直径を基準直径として、前記フィンの後半部分の形状を、前記フィンの根部の前端と後端の中央位置において直径を前記基準直径の2.0倍とし、より好ましくは1.8倍とし、プロペラ回転中心を中心とする円と、前記フィンの最後端位置において直径を前記基準直径の1.5倍とし、より好ましくは1.3倍とし、前記プロペラ回転中心を中心とする円とを底部とする円錐台の内部に納まるように形成される。In order to achieve the above object, a marine vessel propulsion device is provided with a fin on a propeller boss cap attached to the rear side of a propeller boss of a screw propeller, and the fin is disposed behind the propeller blades. In the above, the front end diameter of the propeller boss cap is a reference diameter, the shape of the latter half of the fin is 2.0 times the reference diameter at the center position of the front end and the rear end of the fin root, and more preferably 1.8 times, the circle around the propeller rotation center, the diameter at the rearmost end position of the fin is 1.5 times the reference diameter, more preferably 1.3 times, the propeller rotation center It is formed so as to be contained in a truncated cone having a circle centered on the bottom.
なお、この中央位置においてとは、この中央位置を含み、かつ、フィンの根部の前端と根部の後端を結ぶ線分に垂直なフィンの平面内においてという意味である。また、最後端位置においてとは、この最後端位置を含み、かつ、フィン6A〜6Eの根部の前端6fと根部の後端6aを結ぶ線分に垂直なフィンの平面内においてという意味である。
In addition, in this center position, it means in the plane of a fin perpendicular | vertical to the line segment which includes this center position and connects the front end of the root part of a fin, and the rear end of a root part. The term “rear end position” means that the position is within the plane of the fin that includes this rear end position and that is perpendicular to the line segment connecting the
あるいは、上記の目的を達成するための船舶の推進装置は、スクリュープロペラのプロ ペラボスのプロペラ翼の後方部分に前記フィンを設けると共に、このフィンを前記プロペ ラ翼の間の後方に配置した船舶の推進装置において、前記プロペラボスにおける前記プロ ペラ翼の後端の根部の直径を基準直径として、前記フィンの後半部分の形状を、前記フィ ンの根部の前端と後端の中央位置において直径を前記基準直径の2.0倍とし、より好ま しくは1.8倍とし、プロペラ回転中心を中心とする円と、前記フィンの最後端位置にお いて直径を前記基準直径の1.5倍とし、より好ましくは1.3倍とし、前記プロペラ回 転中心を中心とする円とを底部とする円錐台の内部に納まるように形成される。Alternatively, the ship propulsion apparatus for achieving the above object, the fin is provided on the rear portion of the propeller blades of professional Perabosu the screw propeller, the ship the fins disposed behind between the propeller blades wherein the propulsion device, as the propeller reference diameter the diameter of the root portion of the rear end of the blade in the propeller boss, the shape of the second half of the fin, the diameter at the center position of the front end and the rear end of the root portion of the Fi down and 2.0 times the reference diameter, more preferable properly is 1.8 times, and the circle around the propeller rotation center, the diameter had contact to the rearmost end position of the fin is 1.5 times the reference diameter, more preferably 1.3 times, is formed to fit inside the truncated cone of the bottom and a circle centered on the propeller rotation center.
また、上記の船舶の推進装置において、前記フィンの前半部分の形状を、前記フィンの根部の前端から最前端までの根部の前端と後端を結ぶ方向の距離を前記基準直径の0.0倍〜0.3倍とし、前記フィンの最も外側部分を通過する円の直径を前記基準直径の1.0倍〜2.5倍とし、より好ましくは1.0倍〜2.3倍とし、前記フィンの前記中央位置で、前記フィンの最も外側部分を通過する円の直径を前記基準直径の1.0倍〜2.0倍として、より好ましくは1.0倍〜1.8倍として形成される。 Further, in the ship propulsion device, the shape of the front half portion of the fin is a distance in a direction connecting the front end and the rear end of the root portion from the front end of the fin root portion to the foremost end 0.0 times the reference diameter. To 0.3 times, and the diameter of the circle passing through the outermost part of the fin is 1.0 to 2.5 times the reference diameter, more preferably 1.0 to 2.3 times, The diameter of the circle passing through the outermost part of the fin at the central position of the fin is 1.0 to 2.0 times the reference diameter, more preferably 1.0 to 1.8 times. The
従来技術のフィンはその前半部分と後半部分とは中央に対して略対称な形状で形成されているが、プロペラ翼より後方では流れは急速に縮流しているため、上記のような、フィンの後半部分においては、フィンの後縁側をカットした形状の方が、プロペラ後方の縮流に対するフィン効果を維持しながら、フィンの抵抗が少なくなるので、従来技術のフィン形状よりも、工作が容易で製造コストが低減でき、また、軽量化できると共に、推進器効率の向上に効果があることが水槽実験などから分かったので、この形状とする。更に、数値流体力学計算(CFD(Computational Fluid Dynamics)計算)により、フィン表面の流れを解析した結果、フィンの外周後縁側は抵抗になっており、この部分をカットすると推進器効率が向上することが分かった。 In the fin of the prior art, the first half and the second half are formed in a shape that is substantially symmetrical with respect to the center. However, since the flow rapidly contracts behind the propeller blade, In the latter half, the shape with the trailing edge of the fin cut is easier to work than the fin shape of the prior art because the fin resistance is reduced while maintaining the fin effect against the contraction flow behind the propeller. The manufacturing cost can be reduced, the weight can be reduced, and it has been found from an aquarium experiment or the like that it is effective in improving the propulsion device efficiency. Furthermore, as a result of analyzing the flow of the fin surface by numerical fluid dynamics calculation (CFD (Computational Fluid Dynamics) calculation), the trailing edge of the outer periphery of the fin is a resistance, and cutting this part improves the propulsion unit efficiency. I understood.
また、上記の目的を達成するための船舶は、上記の船舶の推進装置を備えて構成される。これにより、従来技術のフィン付きのフィン形状を使用した船舶推進装置を備えた船舶よりも、工作性を高め、しかも、軽量化した船舶の推進装置を備えた船舶を提供できる。 Moreover, the ship for achieving said objective is comprised provided with the propulsion apparatus of said ship. Accordingly, it is possible to provide a ship provided with a ship propulsion device that has improved workability and is lighter than a ship provided with a ship propulsion device that uses a fin shape with fins of the prior art.
本発明の船舶の推進装置によれば、フィン付きプロペラボスキャップを使用したスクリュープロペラで形成される推進装置において、フィンの形状を、後半部において後縁側をカットした形状とすることにより、プロペラ後方の縮流に対するフィン効果を維持しながら、フィンの抵抗を少なくして、推進器効率を増加すると共に、従来技術のフィンに比べて小さくなるので、フィンの工作が容易となり、また、小さくなった分軽量化できる。 According to the marine vessel propulsion device of the present invention, in the propulsion device formed with a screw propeller using a propeller boss cap with fins, the shape of the fin is a shape obtained by cutting the trailing edge side in the second half portion, so that the propeller rear The fin effect is reduced by reducing the resistance of the fin while increasing the propeller efficiency while maintaining the fin effect on the contracted flow of the fin, and it is smaller than the fins of the prior art, making the fin work easier and smaller The weight can be reduced.
また、本発明の船舶の推進装置を備えた船舶によれば、推進器効率の高い船舶の推進装置を使用するので推進効率の向上を図ることができる。この推進効率が少しでも向上すると、運航の期間が十数年以上にも及び、多量の燃料を消費する船舶においては、非常に大きな燃料の節約となる。また、推進装置が僅かであるが軽量化されるので、その分推進軸及び推進軸の支持構造を軽量化できる。 Moreover, according to the ship provided with the ship propulsion apparatus of the present invention, since the ship propulsion apparatus having high propulsion efficiency is used, the propulsion efficiency can be improved. If this propulsion efficiency is improved even a little, in the case of a ship that operates for more than a dozen years and consumes a large amount of fuel, a very large fuel saving is achieved. Further, since the propulsion device is slightly reduced in weight, the propulsion shaft and the support structure for the propulsion shaft can be reduced in weight accordingly.
以下、図面を参照して本発明に係る船舶の推進装置とそれを備えた船舶の実施の形態について説明する。ここでは、プロペラ翼の後方に配置するフィンをプロペラボスキャップに配置した例で説明しているが、本発明は、フィンをプロペラボスのプロペラ翼の後方部分に設ける場合にも適用できる。このプロペラ翼の後方部分に設ける場合には、基準直径をプロペラボスにおけるプロペラ翼の後端の根部の直径とする。 Hereinafter, embodiments of a ship propulsion device according to the present invention and a ship including the same will be described with reference to the drawings. Here, the example in which the fin disposed behind the propeller blade is disposed in the propeller boss cap has been described, but the present invention can also be applied to the case where the fin is provided in the rear portion of the propeller blade of the propeller blade. When provided in the rear part of the propeller blade, the reference diameter is the diameter of the root of the rear end of the propeller blade in the propeller boss.
なお、図1〜図20は分かり易いように、プロペラボス、プロペラ翼、プロペラボスキャップ、フィン等の形状や寸法を変えて示しており、これらの形状や寸法は実際のものとは異なる。また、図3〜図14、図15〜図20では、見易くするためと、作図や説明の都合上で、見えて当然のプロペラ翼やフィンを省いて示してある。 For easy understanding, FIGS. 1 to 20 show different shapes and dimensions of propeller bosses, propeller blades, propeller boss caps, fins, etc., and these shapes and dimensions are different from actual ones. Also, in FIGS. 3 to 14 and FIGS. 15 to 20, the propeller blades and fins that are visible and natural are omitted for ease of viewing and for convenience of drawing and explanation.
図1〜図14に示すように、本発明の実施の形態の船舶の推進装置1A、1B、1C、1D、1E(以下、1A〜1E)は、プロペラボス(プロペラハブ)2とこのプロペラボス2に装着されたプロペラ翼3と、プロペラボス2の後端に接続されたプロペラボスキャップ(プロペラハブキャップ)5Aと、このプロペラボスキャップ5Aに設けたフィン6A、6B、6C、6D、6E(以下、6A〜6E)とからなるスクリュープロペラで構成される。
As shown in FIGS. 1 to 14, a marine
プロペラボスキャップ5Aはプロペラ回転軸Pcを回転軸とする回転体で形成し、このプロペラボスキャップ5Aの後端部5aを端面で形成する。この回転体は、回転の母線を滑らかな曲線又は直線で形成すると共に、後方に向かって先細りする形状で形成される。
The
ここで、プロペラボスキャップ5Aの前端部直径Dcfを基準直径Dsとして、それと共に、このプロペラボスキャップ5Aの全長Lcを、好ましくは基準直径Dsの0.28倍〜0.76倍とし、このプロペラボスキャップ5Aの後端部5aの直径Dcaを、好ましくは基準直径Dsの0.35倍〜0.95倍とする。なお、この前端部5fの直径Dcfは、プロペラボスキャップ5Aのフランジ径に相当する。
Here, the front end diameter Dcf of the
図3に示すように、プロペラボスキャップ5Aの外周面5bを形成する回転体の母線を直線とする場合には、プロペラボスキャップ5Aの形状は円錐台となり、非常に製造し易くなる。また、図示しないが、母線を滑らかな曲線とする場合でも、前方から後方に向かって滑らかに先細りする形状とし、好ましくは、プロペラボスキャップ5Aの後端部5aの形状をプロペラ回転軸Pcに垂直な断面において、円錐台の形状からの偏差をプロペラボスキャップ5Aの全長Lcの20%以内とする。
As shown in FIG. 3, when the generatrix of the rotating body forming the outer
また、プロペラボスキャップ5Aの前端部5fの端面は、プロペラボス2の後端面2aに接合する関係から平面形状に形成される。一方、プロペラボスキャップ5Aの後端部5aの端面は、図3に示すように、工作上の観点からが平面で形成することが好ましいが、平面に近い円錐又は回転体等で形成してもよい。この場合でも、後端部5aの形状を周縁部と中心部との前後方向の距離を、プロペラボスキャップ5Aの全長Lcの20%の範囲内に収めるように構成する。
Further, the end surface of the
フィン6A〜6Eは、スクリュープロペラ1A〜1Eのプロペラボス2の後側に取り付けるプロペラボスキャップ5Aに設けられると共に、このフィン6A〜6Eはプロペラ翼3の間の後方に配置される。つまり、プロペラ軸Pcの後方向に見たときに、フィン6A〜6Eの根部の前端6fは、プロペラ翼3の根部の後端同士の間に配置される。また、側面から見たときには、フィン6A〜6Eの根部の前端6fは、プロペラ翼3の根部の後端より後方に配置される。このフィン6A〜6Eは、正負のキャンバーを有して形成してもよいが、工作上の簡便性と製作コストの削減の面からは、平板形状が適している。また、このフィン6A〜6Eは、正負のレーキ角をもって取り付けられても良い。
The
そして、本発明においては、船体の側面から見た図4と図5、及び、プロペラボスキャップ5Aとフィン6A〜6Eをプロペラ回転軸周りに回転させた場合の図6に示すように、このフィン6A〜6Eの形状を、以下のようにする。なお、図4中に、実施の形態のフィン6A〜6Eとの比較のために従来技術のフィン6の略前後対称の形状を細線で示してある。極大雑把に言えば、図4に示すフィン6A等のように、従来技術のフィン6の後半分のフィン面積(斜線部分)を減少している。
In the present invention, as shown in FIGS. 4 and 5 as seen from the side of the hull, and when the
フィン6A〜6Eの前半部分の形状に関しては、図6〜図14に示すように、フィン6A〜6Eの長さ方向、即ち、フィン6A〜6Eの根部の前端6fと後端6aを結ぶ線分の方向に関しては、フィン6A〜6Eの根部の前端6fからフィン6A〜6Eの最前端までの距離Lfを基準直径Ds(=Dcf)の0.0倍〜0.3倍とする。つまり、この距離Lfの最大値Lfmaxを0.3×Dsとする。
Regarding the shape of the front half of the
また、フィン6A〜6Eの高さ方向(プロペラ回転軸Pcに垂直な方向)に関しては、図6に示すように、フィン6A〜6Eの最も外側部分を通過する第1円C1の直径D1を基準直径Dsの1.0倍〜2.5倍とし、より好ましくは1.0倍〜2.3倍とし、フィン6A〜6Eの根部の前端6fと後端6aの中央位置Xmにおいて、フィン6A〜6Eの最も外側部分を通過する第2円C2の直径D2を基準直径Dsの1.0倍〜2.0倍、より好ましくは1.0倍〜1.8倍とする。
Further, regarding the height direction of the
また、フィン6A〜6Eの後半部分の形状に関しては、図5及び図6に示すように、フィン6A〜6Eの根部の前端6fと根部の後端6aの中央位置Xmにおいて、直径D3を基準直径Dsの2.0倍、より好ましくは1.8倍とする第3円C3と、フィン6A〜6Eの最後端位置Xeにおいて、直径D4を基準直径Dsの1.5倍、より好ましくは1.3倍とする第4円C4と、これらの第3円C3と第4円C4を底部とする円錐台の内部に納まるように形成する。
As for the shapes of the latter half portions of the
なお、この中央位置Xmにおいてとは、この中央位置Xmを含み、かつ、フィン6A〜6Eの根部の前端6fと根部の後端6aを結ぶ線分に垂直なフィンの平面内においてという意味である。また、最後端位置Xeにおいてとは、この最後端位置Xeを含み、かつ、フィン6A〜6Eの根部の前端6fと根部の後端6aを結ぶ線分に垂直なフィンの平面内においてという意味である。
The center position Xm means in the plane of the fin including the center position Xm and perpendicular to the line segment connecting the
フィン6A〜6Eの長さに関しては、フィン6A〜6Eの根部の前端6fと後端6aがプロペラボスキャップ5Aに配置される必要があるので、プロペラボスキャップ5Aの回転中心線に対するフィン6A〜6Eの取り付け角度との関係から、おのずと制限を受ける。例えば、フィン6A〜6Eの前縁はプロペラ翼3の根部の後縁とプロペラ2の前後方向に等しいか又はこの後縁よりも後方とする。
Regarding the length of the
また、図18に示すように、フィン6A〜6Eの取り付けの角度αに関しては、従来技術と同様に、プロペラ翼3の根部の幾何学的ピッチ角εに対して、(−20°≦α−ε≦+30°)の関係を有して取り付ける。また、隣接するプロペラ翼3の根部の隙間の位置に設ける。フィンの取り付け角度として、従来技術のフィン付きのプロペラボスキャップ5と同様に、図19と図20に示すようなレーキ角γを付けても良い。図20は、フィン6A〜6Eのレーキ角γが0で取り付けられた場合と正の角度(+γ)あるいは負のレーキ角(−γ)で取り付けられた場合を示したものである。
Further, as shown in FIG. 18, regarding the mounting angle α of the
上記の限定を受けたこのフィン6A〜6Eの形状範囲は、フィン6A〜6Eの後半部分が、図5〜図14に示すような斜線部に収まる形状となる。
The shape ranges of the
図5及び図6に示すフィン6Aは、最前端の突出量Lfがゼロよりも大きく、前端の位置Xsが根部の前端6fよりも少し前に出ており、また、最後端の位置Xeが根部の後端6aと同じであるという特徴を有している。図5はフィン6Aを船体の側面方向から見た模式的な図であり、図6はプロペラボスキャップ5Aとフィン6Aをプロペラ回転軸周りに回転させた場合の模式的な横投影図を示す。線Lxmはフィン6Aの根部の前端6fと後端6aの中央位置Xmで、根部の線に垂直なフィンの平面内の線を示す。
In the
図7及び図8に示すフィン6Bは、最外側部分が根部の前端6fよりも相当前に出ており、また、最後端の位置Xeが根部の後端6aと同じになっているという特徴を有している。図7はフィン6Bを船体の側面方向から見た模式的な図であり、図8はプロペラボスキャップ5Aとフィン6Bをプロペラ回転軸周りに回転させた場合の模式的な横投影図を示す。
The
図9及び図10に示すフィン6Cは、最外側部分が根部の前端6fよりも少し前に出ており、また、最後端の位置Xeが根部の後端6aよりも後ろ側になっているという特徴を有している。図9はフィン6Cを船体の側面方向から見た模式的な図であり、図10はプロペラボスキャップ5Aとフィン6Cをプロペラ回転軸周りに回転させた場合の模式的な横投影図を示す。
The
図11及び図12に示すフィン6Dは、最前端の突出量Lfがゼロで、前端の位置Xsが根部の前端6fと同じ位置になっており、また、最後端の位置Xeが根部の後端6aよりも後ろ側になっているという特徴を有している。図11はフィン6Dを船体の側面方向から見た模式的な図であり、図12はプロペラボスキャップ5Aとフィン6Dをプロペラ回転軸周りに回転させた場合の模式的な横投影図を示す。
11 and 12, the front end protrusion amount Lf is zero, the front end position Xs is the same as the
図13及び図14に示すフィン6Eは、最前端の突出量Lfがゼロで、前端の位置Xsが根部の前端6fと同じ位置になっており、また、最後端の突出量Leがゼロで、後端の位置Xeが根部の後端6aと同じになっているという特徴を有している。図13はフィン6Eを船体の側面方向から見た模式的な図であり、図14はプロペラボスキャップ5Aとフィン6Eをプロペラ回転軸周りに回転させた場合の模式的な横投影図を示す。
In the
また、フィン6A〜6Eの厚み方向に関しては、平板で均一厚みとする方が工作上容易となるが、少しでも性能向上を目指す場合には、翼形状にする。また、平板を曲げてキャンバーを設けたり、翼形状でキャンバーを設けたりすることもでき、このキャンバーを設ける場合には、プロペラボスキャップ5の形状との関係を考慮してフィン6A〜6Eの根部において、プロペラ翼3のキャンバーと異なる方向にキャンバーを設けて、プロペラ翼3が発生するトルクQpと逆方向のトルクQfが発生するようにすることが好ましい。
Further, regarding the thickness direction of the
上記の船舶の推進装置1A〜1Eによれば、フィン6A〜6Eの形状を、後半部において後縁側をカットした形状とすることにより、プロペラ後方の縮流に対するフィン効果を維持しながら、フィン6A〜6Eの抵抗を少なくして、推進器効率を増加すると共に、従来技術のフィンに比べて小さくなるので、フィン6A〜6Eの工作が容易となり、また、小さくなった分軽量化できる。
According to the above-described
また、本発明は、フィンをプロペラボスのプロペラ翼の後方部分に設ける場合にも適用できる。このプロペラ翼の後方部分に設ける場合には、基準直径をプロペラボスにおけるプロペラ翼の後端の根部の直径とする。フィン6A〜6Eをボスキャップ5に取り付ける場合は、キャップはプロペラの後方に設置されるという物理的制限から、フィン6の前縁はプロペラブレード3の根部の後縁とプロペラ前後方向に等しいか又はこの後縁より後方とされる(b≧0)が、フィン6をプロペラボス2のプロペラ翼3の後方に設ける場合は、フィン6の前端はプロペラ翼間に配置されても良い。この場合は、bはマイナスでも良く、好ましくは−0.5×Dcf<b<0であれば良い。このようにすることにより、プロペラボスの長さを少しでも短くして軽量化を図ることができる。
The present invention can also be applied to the case where the fin is provided in the rear part of the propeller blade of the propeller boss. When provided in the rear part of the propeller blade, the reference diameter is the diameter of the root of the rear end of the propeller blade in the propeller boss. When the
本発明の船舶の推進装置を備えた船舶は、上記の船舶の推進装置1A〜1Eを備えて構成される。この船舶によれば、上記の船舶の推進装置1A〜1Eを使用するので推進効率の向上を図ることができる。また、推進装置1A〜1Eが僅かであるが軽量化されるので、その分推進軸及び推進軸の支持構造を軽量化できる。
The ship provided with the ship propulsion device of the present invention includes the above-described
本発明の船舶の推進装置は、フィンの形状を、後半部において後縁側をカットした形状とすることにより、プロペラ後方の縮流に対するフィン効果を維持しながら、フィンの抵抗を少なくして、推進器効率を増加すると共に、従来技術のフィンに比べて小さくなるので、フィンの工作が容易となり、また、小さくなった分軽量化できるため、船舶の推進装置として利用できる。 The ship propulsion device according to the present invention has a fin shape in which the trailing edge side is cut in the second half, thereby reducing the fin resistance while maintaining the fin effect against the contracted flow behind the propeller. Since the efficiency of the vessel is increased and the fin is smaller than the fins of the prior art, the fin can be easily machined, and the weight can be reduced, so that it can be used as a propulsion device for a ship.
また、本発明の船舶の推進装置を備えた船舶は、推進効率の向上を図ることができて燃費の節約ができると共に、推進装置の軽量化による推進軸及び推進軸の支持構造の軽量化ができるので、数多くの船舶として利用できる。 Further, the ship equipped with the ship propulsion device of the present invention can improve the propulsion efficiency and save fuel consumption, and the weight of the propulsion shaft and the propulsion shaft support structure can be reduced by reducing the weight of the propulsion device. It can be used as a large number of ships.
1、1A、1B、1C、1D、1E 船舶の推進器
2 プロペラボス
2a プロペラボスの後端面
3 プロペラ翼
4 プロペラ回転軸
5、5A プロペラボスキャップ
5a プロペラボスキャップの後端部
5b プロペラボスキャップの外周面
5f プロペラボスキャップの前端部
6、6A、6B、6C、6D、6E フィン
6a フィンの根部の後端
6f フィンの根部の前端
a フィン前端のプロペラブレードとの回転方向距離
b プロペラブレード後端とフィン前端のプロペラ前後方向距離
C1 第1円
C2 第2円
C3 第3円
C4 第4円
Dca プロペラボスキャップの後端部の直径
Dcf プロペラボスキャップの前端部の直径
Dp プロペラ直径
Ds 基準直径
D1 第1円の直径
D2 第2円の直径
D3 第3円の直径
D4 第4円の直径
Lc プロペラボスキャップの長さ
Le フィンの外形におけるフィンの根部の後端から最後端までの水平距離
Lf フィンの外形におけるフィンの根部の前端から最前端までの水平距離
Lfmax Lfの最大値
Lxm フィン根部の前端と後端の中央位置で根部の線に垂直なフィンの平面内の線
Xs フィンの最前端の位置
Xm フィンの根部の前端と後端の中央位置
Xe フィンの最後端の位置
α フィンの取り付け角度
ε プロペラブレードの根部の幾何学的ピッチ角
γ フィンの取り付けレーキ角度
1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E Ship propulsion device 2 Propellerbots 2a Propellerbots rear end surface 3 Propeller blades 4 Propeller rotating shaft 5, 5A Propellerbots cap 5a Propellerbots cap rear end 5b Outer peripheral surface 5f Front end portion of propeller boss cap 6, 6A, 6B, 6C, 6D, 6E Fin 6a Rear end of fin root 6f Front end of fin root a Distance in rotation direction with propeller blade at fin front end b Propeller blade rear end C1 1st circle C2 2nd circle C3 3rd circle C4 4th circle Dca Diameter of the rear end of the propeller boss cap Dcf Diameter of the front end of the propeller boss cap Dp Propeller diameter Ds Reference diameter D1 Diameter of the first circle D2 Diameter of the second circle D3 Diameter of the third circle D4 Diameter of the fourth circle L c Length of propeller boss cap Le Horizontal distance from the rear end to the rearmost end of the fin root in the outer shape of the fin Lf Horizontal distance from the front end to the frontmost end of the fin root in the outer shape of the fin Lfmax Maximum value of Lf Lxm Fin root Line in the plane of the fin perpendicular to the root line at the center position of the front end and the rear end of the fin Xs Position of the front end of the fin Xm Center position of the front end and rear end of the fin Xe Position of the last end of the fin α Mounting angle ε Geometric pitch angle of propeller blade root γ Fin mounting rake angle
Claims (4)
前記フィンの後半部分の形状を、前記フィンの根部の前端と後端の中央位置において直径を前記基準直径の2.0倍とし、プロペラ回転中心を中心とする円と、前記フィンの最後端位置において直径を前記基準直径の1.5倍とし、前記プロペラ回転中心を中心とする円とを底部とする円錐台の内部に納まるように形成したことを特徴とする船舶の推進装置。In a propulsion device for a ship in which a fin is provided on a propeller boss cap attached to the rear side of the propeller boss of the screw propeller and the fin is disposed behind the propeller wings, the front end diameter of the propeller boss cap is used as a reference diameter. ,
The shape of the latter half of the fin is a circle whose center is 2.0 times the reference diameter at the center position of the front end and the rear end of the fin base, and a circle centering on the propeller rotation center, and the last end position of the fin in the diameter 1.5 times of the reference diameter, the propeller rotation center propulsion device of a ship, characterized the formed it to fit inside the truncated cone of the bottom and a circle centered on.
前記フィンの後半部分の形状を、前記フィンの根部の前端と後端の中央位置において直The shape of the rear half of the fin is straightened at the center position of the front end and the rear end of the fin root. 径を前記基準直径の2.0倍とし、プロペラ回転中心を中心とする円と、前記フィンの最The diameter is 2.0 times the reference diameter, the circle centered on the propeller rotation center, and the 後端位置において直径を前記基準直径の1.5倍とし、前記プロペラ回転中心を中心とすThe diameter at the rear end position is 1.5 times the reference diameter, and the propeller rotation center is the center. る円とを底部とする円錐台の内部に納まるように形成したことを特徴とする船舶の推進装A ship propulsion device characterized by being formed so as to fit inside a truncated cone with a bottom of the circle 置。Place.
前記フィンの根部の前端から最前端までの根部の前端と後端を結ぶ方向の距離を前記基準直径の0.0倍〜0.3倍とし、
前記フィンの最も外側部分を通過する円の直径を前記基準直径の1.0倍〜2.5倍とし、前記フィンの前記中央位置で、前記フィンの最も外側部分を通過する円の直径を前記基準直径の1.0倍〜2.0倍とすることを特徴とする請求項1記載の船舶の推進装置。The shape of the first half of the fin
The distance in the direction connecting the front end and the rear end of the root from the front end to the front end of the fin root is 0.0 to 0.3 times the reference diameter,
The diameter of the circle that passes through the outermost part of the fin is 1.0 to 2.5 times the reference diameter, and the diameter of the circle that passes through the outermost part of the fin is the central position of the fin. 2. The marine vessel propulsion device according to claim 1, wherein the propulsion device is 1.0 to 2.0 times the reference diameter.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009082713A JP5405872B2 (en) | 2009-03-30 | 2009-03-30 | Ship propulsion device and ship equipped with the same |
PCT/JP2010/050561 WO2010116770A1 (en) | 2009-03-30 | 2010-01-19 | Ship propulsion device and ship with same |
CN201080002610.5A CN102159453B (en) | 2009-03-30 | 2010-01-19 | Ship propulsion device and ship with same |
GB1103966.6A GB2474818B (en) | 2009-03-30 | 2010-01-19 | Ship propulsion device and ship with same |
KR1020117004022A KR101506911B1 (en) | 2009-03-30 | 2010-01-19 | Ship propulsion device and ship with same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009082713A JP5405872B2 (en) | 2009-03-30 | 2009-03-30 | Ship propulsion device and ship equipped with the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010234861A JP2010234861A (en) | 2010-10-21 |
JP5405872B2 true JP5405872B2 (en) | 2014-02-05 |
Family
ID=42936059
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009082713A Active JP5405872B2 (en) | 2009-03-30 | 2009-03-30 | Ship propulsion device and ship equipped with the same |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5405872B2 (en) |
KR (1) | KR101506911B1 (en) |
CN (1) | CN102159453B (en) |
GB (1) | GB2474818B (en) |
WO (1) | WO2010116770A1 (en) |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101245738B1 (en) * | 2010-11-09 | 2013-03-25 | 삼성중공업 주식회사 | Propeller structure and ship including the same |
KR101313183B1 (en) * | 2010-11-17 | 2013-09-30 | 삼성중공업 주식회사 | Propeller boss cap and Propulsion apparatus having the same |
KR101381437B1 (en) * | 2012-09-13 | 2014-04-10 | 현대중공업 주식회사 | prop |
WO2014042296A1 (en) * | 2012-09-13 | 2014-03-20 | 현대중공업 주식회사 | Propeller boss cap comprising fins |
WO2014068771A1 (en) * | 2012-11-02 | 2014-05-08 | 株式会社三井造船昭島研究所 | Ship propulsion device and ship provided with same |
KR101523920B1 (en) * | 2013-09-27 | 2015-06-01 | 삼성중공업 주식회사 | Propulsion apparatus for vessel |
JP6490595B2 (en) | 2013-02-08 | 2019-03-27 | 三星重工業株式会社Samsung Heavy Ind.Co.,Ltd. | Ship propulsion device |
KR101589124B1 (en) * | 2014-02-07 | 2016-01-27 | 삼성중공업 주식회사 | Propulsion apparatus of vessel |
CN103342161A (en) * | 2013-07-29 | 2013-10-09 | 褚智堂 | High-speed propeller |
KR101913379B1 (en) * | 2014-04-08 | 2018-10-30 | 주식회사 신라금속 | Boss Cap having Asymmetry Type Fin and Propulsion Apparatus for Ship |
CN105644748A (en) * | 2016-01-06 | 2016-06-08 | 浙江海洋学院 | Propeller hub cap of propeller |
CN105644749A (en) * | 2016-01-06 | 2016-06-08 | 浙江海洋学院 | Ship propulsion mechanism |
JP6812057B2 (en) * | 2017-06-21 | 2021-01-13 | ナカシマプロペラ株式会社 | Propulsion device for ships and ships equipped with it |
CN107310704A (en) * | 2017-07-17 | 2017-11-03 | 胡斌 | A kind of propelling screws and high speed operation are difficult the pneumatic ship of rollover |
KR102219050B1 (en) | 2019-10-25 | 2021-02-22 | 한국조선해양 주식회사 | Propeller boss cap and ship with the same |
US11713101B2 (en) | 2020-12-04 | 2023-08-01 | Jeffrey L. HATHAWAY | Propeller hubcap |
TWI809990B (en) | 2022-07-21 | 2023-07-21 | 般若科技股份有限公司 | boat speed propeller |
JP7518942B1 (en) | 2023-03-29 | 2024-07-18 | ナカシマプロペラ株式会社 | Marine propulsion device and marine vessel equipped with same |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5311490A (en) * | 1976-07-20 | 1978-02-01 | Fumio Henmi | Screw propeller |
JPH07121716B2 (en) * | 1986-07-16 | 1995-12-25 | 大阪商船三井船舶株式会社 | Propeller boss cap with fins |
KR970000169B1 (en) * | 1987-08-13 | 1997-01-06 | 미우라 기이치로오 | Boss cap with fins of a screw propeller |
CN1031975A (en) * | 1987-09-14 | 1989-03-29 | 大阪商船三井船舶株式会社 | The propeller hub lid of band fin keel |
JPH0734795Y2 (en) * | 1988-01-14 | 1995-08-09 | 株式会社西日本流体技研 | Propeller Boss with fins for outboard motors |
JPH085431B2 (en) * | 1989-01-20 | 1996-01-24 | 株式会社神戸製鋼所 | Marine propulsion device |
JPH0744559Y2 (en) * | 1989-05-31 | 1995-10-11 | 三菱重工業株式会社 | Marine propeller with boss cap |
JP2947357B2 (en) * | 1989-08-18 | 1999-09-13 | 日産自動車株式会社 | Propeller structure of high-speed boat |
JP3509903B2 (en) * | 1993-09-22 | 2004-03-22 | ジャパン・ハムワージ株式会社 | Ship propulsion device |
CN2214354Y (en) * | 1994-08-18 | 1995-12-06 | 中国船舶工业总公司第七研究院第七○八研究所 | Propeller cap with adaptive inflow fin |
-
2009
- 2009-03-30 JP JP2009082713A patent/JP5405872B2/en active Active
-
2010
- 2010-01-19 KR KR1020117004022A patent/KR101506911B1/en active IP Right Grant
- 2010-01-19 CN CN201080002610.5A patent/CN102159453B/en active Active
- 2010-01-19 GB GB1103966.6A patent/GB2474818B/en active Active
- 2010-01-19 WO PCT/JP2010/050561 patent/WO2010116770A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB2474818A (en) | 2011-04-27 |
KR101506911B1 (en) | 2015-03-30 |
GB201103966D0 (en) | 2011-04-20 |
KR20110132310A (en) | 2011-12-07 |
CN102159453B (en) | 2014-11-12 |
CN102159453A (en) | 2011-08-17 |
GB2474818B (en) | 2013-01-30 |
JP2010234861A (en) | 2010-10-21 |
WO2010116770A1 (en) | 2010-10-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5405872B2 (en) | Ship propulsion device and ship equipped with the same | |
JP5524496B2 (en) | Ship propulsion device and ship equipped with the same | |
US9932960B2 (en) | Rotor blade of a wind turbine | |
JP4939269B2 (en) | Stern horizontal duct and ship | |
KR102144840B1 (en) | Propeller with small duct, and ship | |
EP3421782B1 (en) | Vortex generator and wind turbine blade assembly | |
JP6418451B2 (en) | Ship | |
TWI491536B (en) | Ship propulsion system and ship | |
JP6433020B2 (en) | Judgment method of small duct application to ship | |
EP2263936A1 (en) | Rudder for ship | |
JP6138680B2 (en) | Duct equipment | |
JP5558048B2 (en) | Marine composite energy-saving propulsion device and single-axle-two-steer ship | |
TWI508897B (en) | Ship propulsion system and ship | |
JP5923179B2 (en) | Ship propulsion device and ship equipped with the same | |
JP6478228B2 (en) | Stern shape and ship with stern duct and fins | |
WO2019014873A1 (en) | Propeller for dredger | |
KR101392900B1 (en) | Rudder for ship |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090417 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120227 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130423 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130528 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20131015 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20131031 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5405872 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |