JP2011218915A - Propeller-water-flow improving device - Google Patents
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Description
本発明は、プロペラ水流の速度を高めることで、船舶の推進効率を高めるプロペラ水流向上装置に関する。 The present invention relates to a propeller water flow improvement device that increases the propulsion efficiency of a ship by increasing the speed of the propeller water flow.
プロペラの推進効率向上についての考案は、従来から種々な方法が提案されている。例えば文献1ではプロペラの翼の表面から水流の剥離を抑制する剥離減少部材が提案されている。また、文献2では主プロペラの左右に補助プロペラを配置することでプロペラの渦流が互いに干渉せず、船舶の推進効率を向上させる提案がされている。また、この他にも船体の航行中の航走条件に対応した姿勢を取ることで推進効率を向上させるなどの提案がされている。
Various methods for improving propeller propulsion efficiency have been proposed. For example,
しかし、従来の提案では上記の如くプロペラ及びプロペラ部の効率を上げる装置、又は船体の水流に対する抵抗を減らすことで推進効率を高めるなどプロペラが水を推し出す迄の効率を求めるものであり、プロペラの渦状の水流を効率良く使う方法がなかった。例えば、航行している船舶のプロペラ後流を見れば明らかなように渦流となって水面が波だっている。このことでわかるようにプロペラ後の水流はそのまま放置されていた。 However, in the conventional proposal, as described above, the propeller and the efficiency of the propeller section are required, or the propeller is required to increase the propulsion efficiency by reducing the resistance to the water flow of the hull. There was no way to efficiently use the spiral water flow. For example, if you look at the wake behind the propeller of a navigating ship, the water surface is a wave, as is clear. As can be seen from this, the water flow after the propeller was left as it was.
本発明は、上記事情を考慮して成されたもので、プロペラによって推し出された水流を利用し、船舶の推進効率を高めることを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and an object of the present invention is to improve the propulsion efficiency of a ship by using a water flow pushed out by a propeller.
プロペラ後の水流をまとめる為にプロペラを囲む筒をプロペラ前方から後方に向かって船体に固定して設け、プロペラ水流が筒内を流れるようにする。さらに、プロペラ後方の筒の部分、又は筒の水流出口の部分をプロペラ外周部の筒の径より細く、狭く、又は小さくすることでプロペラ外周部から後方の流出口までが同口径の筒内から流出するプロペラ水流の速度に比べ速い速度で筒外へ流出させることができる。また、この他に流出させる流水量又は流出速度を調節できる構造とする事も出来る。例えば、筒先を狭く、又は小さくした筒において筒先が開口できる構造とすることもできる。また、プロペラ部以降の筒の部分に2個以上の開閉可能な穴を設け、この穴を開け閉めすることでプロペラ水流の流出量を調節することが可能になる。また、流出口の異なる筒を2個以上設け、これらの筒をプロペラ部の筒部分に付け替える事もできる。これにより、プロペラの回転数が一定の状態でも船舶の速度を調節することが可能になる。つまり、プロペラだけの場合は速度を上げるにはプロペラの回転数を上げなければ速度はあがらないが、筒先を狭くしただけでも筒からの流出速度を高めることができ、結果的に船舶の速度も上げることができる。また、筒の流出口の大きさを任意に変化させることで水流の流出速度を調節できるため船舶の速度も流出口を狭く、又は小さくしていく過程で船舶速度を上げて行くことが可能になる。なお、この筒はプロペラが船体内にある場合は船体内に設けることもできる。 In order to collect the water flow after the propeller, a cylinder surrounding the propeller is fixed to the hull from the front to the rear of the propeller so that the propeller water flows in the cylinder. Furthermore, by making the part of the cylinder behind the propeller or the part of the water outlet of the cylinder thinner, narrower or smaller than the diameter of the cylinder of the outer periphery of the propeller, the outer periphery of the propeller and the outlet of the rear are from the inside of the cylinder with the same diameter. It can flow out of the cylinder at a speed faster than the speed of the propeller water flow. In addition to this, it is also possible to adopt a structure capable of adjusting the amount of flowing water or the outflow speed. For example, a structure in which the tube tip can be opened in a tube having a narrow or small tube tip can be used. In addition, it is possible to adjust the outflow amount of the propeller water flow by providing two or more openable / closable holes in the cylinder portion after the propeller portion and opening and closing these holes. It is also possible to provide two or more cylinders with different outlets and replace these cylinders with the cylinder portion of the propeller portion. As a result, the speed of the ship can be adjusted even when the rotation speed of the propeller is constant. In other words, in the case of only the propeller, in order to increase the speed, the speed does not increase unless the rotation speed of the propeller is increased.However, the outflow speed from the cylinder can be increased just by narrowing the cylinder tip, and consequently the speed of the ship is also increased. Can be raised. In addition, since the outflow speed of the water flow can be adjusted by arbitrarily changing the size of the outlet of the cylinder, the speed of the ship can be increased in the process of narrowing or reducing the outlet. Become. In addition, this pipe | tube can also be provided in a ship's body, when a propeller is in a ship's body.
以上、詳述したように本発明は次のような効果が得られる。
(1)プロペラの回転数を変えることなく船舶の速度を上げることができ、航行時間の短縮と燃費の向上を達成できる。
(2)プロペラの低回転から高回転まで適用でき、それぞれの回転域で筒なしの船舶速度に比べ船舶の航行速度を上げることが出来る。
As described above, the present invention has the following effects.
(1) The speed of the ship can be increased without changing the rotation speed of the propeller, and the navigation time can be shortened and the fuel consumption can be improved.
(2) The propeller can be applied from a low rotation to a high rotation, and the navigation speed of the vessel can be increased in comparison with the vessel speed without a cylinder in each rotation range.
以下、プロペラ水流向上装置の代表的な実施例を図面に基づいて説明する。尚、図面において同一の部分には同一の符号を記してその詳しい説明は省略する。 Hereinafter, typical examples of the propeller water flow improvement device will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same portions are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図1は、本発明の第1実施例を示す説明図である。プロペラ3の回転を妨げないようにプロペラ3の外周部前後を筒1で囲み、プロペラ水流を筒1内に流す構造としたもので、筒1はプロペラ3前部からプロペラ3の後方の任意の筒1の部分まで同径とし、前記任意の部分から筒1の水流出口2に向かってプロペラ水流が流れる筒1の内面積をプロペラ3の外周部の筒1の内面積より小さくしたものである。図2は筒1を後方から見た水流出口2の形状を説明したものである。この筒1の形状によりプロペラ3により推しだされた水流の速度はプロペラ3直後よりも次第に速くなり水流出口2から推し出される。これにより従来のプロペラ3だけの速度に比べ、同じプロペラ回転数でも水流出口2を狭くした分だけ船舶の速度を上げることが可能になる。
FIG. 1 is an explanatory view showing a first embodiment of the present invention. The outer periphery of the
図3はこの筒1を船に装備した説明図である。筒1を取り付け板5により船体6に取り付けたもので、取り付け板5は格子状に間隔を開けてあるので筒1内のプロペラ3には充分水をとりこむことができる。また、筒1の水流入口には網4を設けてある。これによりゴミなどの漂流物が筒1内に入り込む事を防ぎプロペラ3及び筒1の損傷を防ぐことができる。
FIG. 3 is an explanatory view showing the
本実施例では筒1の形状を円筒形で説明したが、これに限らず四角形でも六角形でも任意でよく、水流出口2の形状もプロペラ3外周部の筒1の太さよりも狭い、又は小さければ楕円形、星形、丸形、薄い隙間形状など自由にすることができる。さらに狭く又は小さくした水流出口2を筒1に2個以上設けることもできる。また、筒1の長さも船舶に合わせて任意にしてよい。
In this embodiment, the shape of the
また、図4に示すように一度細くしてから水流出口2を少し広くすることもできる。これにより、船舶が後進する際に筒1内に水が流入しやすくなる。
Moreover, as shown in FIG. 4, after making it thin once, the
次に筒1からのプロペラ水流の流出量を変化させる代表的な例を説明する。実施例1では水流出口2の形状は固定されていたが、本実施例では水流出口2の形状を任意に変化させてプロペラ水流の流出量又は流出速度を調節出来るようにしたことを特徴とする。
Next, a typical example of changing the outflow amount of the propeller water flow from the
図5は、筒1のプロペラ外周部の後方に上半分が開閉可能な上筒7を設けたものである。上筒7は開閉棒8の上下運動により開閉する。開閉棒8を船から操作する手段は任意でよく、動かす動力は船により手動でも電動でも任意でよい、また、上筒7を開いた状態、又は閉じた状態を保つための開閉棒8のストッパー機能も任意に装備してよい。なお、上筒7は少し開ければ充分なため開閉棒8は少しの上げ下げですむ。
FIG. 5 shows an
この上筒7の使い方としては、船舶の発進時や後進時などの低速時に上筒7を開けることで、大量に水を排出、又は流入できるためプロペラ推力の低下を防ぐことができる。また船が動き始めて速度が上がってきたら開けた上筒7を徐徐に閉じることで、自動車のギアをシフトアップする事と同じ効果が得られる。これによりプロペラの回転数を上げることなく船舶の速度を上げていくことが出来る。
The
図6及び図7、図8は本発明の第3実施例を示す説明図である。本実施例では筒1から流出するプロペラ水流の速度を変えるために、筒1に加えて水流出口2の異なる筒10及び11を装備したことを特徴とする。以下これらの筒を船外機に装備した例を説明する。
6, 7 and 8 are explanatory views showing a third embodiment of the present invention. In this embodiment, in order to change the speed of the propeller water flow flowing out from the
図6は船体6に取り付けた船外機9に筒1及び筒10,筒11を装備した状態を側面から見たものである。筒1は船外機のプロペラ外周部に固定されて取り付けられており、筒10及び筒11は船外機9に取り付けたギアボックス18と回転可能な軸17から伸びた固定板14により固定されている。筒10には筒1の外周部に掛かる筒1の半円以下の長さの停止板15を設けており、この停止板15が筒1の外周部に掛かり筒10を筒1にピッタリ接続できる構造となっている。なお、この停止機能は筒11にも停止板16として備えている。この為、筒10及び筒11は180度以上回転出来ない構造となっている。ギアボックス18及び19は傘歯車を内蔵しており、ハンドル20を回すとギアボックス18,19を介して軸17が回転し筒10及び筒11を動かすことができる。また、このハンドル20にも筒10と筒11を回転させた時点で動かないようにするためのストッパー機能を備えている。
FIG. 6 is a side view of a state where the outboard motor 9 attached to the
次に筒10及び筒11の使い方を説明する。図7及び図8は船体6に取り付けた船外機9を後方から見た説明図である。図7は筒10と筒11を水平にした状態を示したもので、筒10と筒11の違いは、筒10の水流出口12に比べ筒11の水流出口13のほうが狭くなっている。この筒10と筒11を水平にした状態では筒1の水流を使えるので船の発進時又は後進時などの低速時にこの状態にする。動き始めて速度が上がってきたらハンドル20を回して少し大きめの水流出口12を持つ筒10を反時計回りに90度回転させて筒1に接続する。この状態を側面から見て説明した図が図6である。
Next, how to use the
さらに速度を上げたい時には、図6の筒11が上にある位置から筒11を180度時計回りに回転させて筒1に接続させる。この状態を示しているのが図8である。これにより、プロペラ回転数を一定にした状態でも筒1,筒10,筒11の3段階の速度調節が可能になる。
To further increase the speed, the cylinder 11 is rotated 180 degrees clockwise from the position where the cylinder 11 in FIG. FIG. 8 shows this state. As a result, three-stage speed adjustment of the
次に本発明の第4実施例を説明する。筒を柔軟性及び弾力性を有する材質のビニール筒21にしたことを特徴とし、さらに前記ビニール筒21を変形させて筒内を細く又は小さくすることによりプロペラ水流の流出量及び速度を自在に調節可能とすることを特徴とする。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. The cylinder is made of a
図9はビニール筒21の内部構造を説明した一部断面図である。プロペラ3外周部からプロペラ水流が流れる後方までをビニール筒21でプロペラ3を囲んだものである。プロペラ3外周部分にはビニール筒21の下側に金属筒22を設け、柔らかいビニール筒21がプロペラ3に接触しない構造としている。なお、金属筒22とビニール筒21は水流の力で剥がれないように強固に取り付けなければならない。この取り付け手段は任意でよいがビスなどによりに機械的に強固に取り付ける事が望ましい。
FIG. 9 is a partial cross-sectional view illustrating the internal structure of the
次に図9のビニール筒21の特徴を生かしてプロペラ水流の速度を高めて筒21から流出させる代表的な実施例を説明する。
Next, a typical embodiment in which the characteristic of the
図10はビニール筒21の水流出口2部分の両側に図示しない船体から伸びた棒24と一体となった押さえ板23を配したもので、船体側より棒24を回転させることによりビニール筒21を押し潰して水流出口2を狭くしてプロペラ水流の速度を高めてビニール筒21より流出させる。押さえ板23は船の停止時にはビニール筒21の太い部分に平行にしておき船が航行状態に入ったら徐徐に押さえ板23を回転させてビニール筒21を押し潰す構造となっている。
FIG. 10 shows a
押さえ板23によりビニール筒21を狭める手段として、もう一つの例を説明する。図11は綱26により押さえ板23を動かす例を示した説明図である。ビニール筒21の下部に船体に固定した固定板25をビニール筒21の後端まで設け、前記固定板25の両側にビニール筒21を押さえる押さえ板23を回転可能に取り付け、さらに前記押さえ板23の上部に綱26を繋ぎ筒27に通した構造である。筒27は図示しない船体からビニール筒21の上部付近まで配置されており、図11が綱26を緩めて押さえ板23を開き水流出口2が開かれた状態を示している。図12は反対に船体側から綱26を引っ張ることで押さえ板23は上に引き上げられビニール筒21の水流出口2部分を両側から押さえて狭くした状態を示している。
Another example will be described as means for narrowing the
押さえ板23を動かす手段は上記実施例4及び実施例5に限らない。例えば棒24や綱26に変えて折り尺式の支点を持たせた棒又は板を組み合わせる。またはバネを用いる。または袋或いは筒に空気を出し入れして押さえ板23を動かすなど船舶により任意にしてよい。
The means for moving the
これによりプロペラ回転数を上げることなく船舶の速度を高めることが可能になる。さらに自動車に例えると無段変速機と同様に滑らかに速度を上げる事ができる。また、任意の角度で押さえ板23を停止させて、任意の速度を選ぶこともできる。
This makes it possible to increase the speed of the ship without increasing the propeller rotation speed. Furthermore, when compared to a car, the speed can be increased smoothly like a continuously variable transmission. It is also possible to select an arbitrary speed by stopping the holding
以上、本発明の基本的な実施例について説明したが、本発明は筒1内を流れるプロペラ水流の速度を高めて流出させ、船舶の推進効率又は航行速度を効率良く上げることが目的の為、この目的に添えれば上記の実施例に限らない。例えば筒1の形状は円形でも4角形や6角形などの多角形でも筒状ならば自由でよい。また、プロペラ水流出口2の形状及び大きさもプロペラ外周部の筒1の径の面積又は太さより小さい、又は狭ければ丸形、長方形、星形など任意でよい。また、水流出口2を2カ所以上設けることも任意にしてよい。
As described above, the basic embodiment of the present invention has been described, but the present invention aims to increase the propulsion efficiency or the navigation speed of the ship efficiently by increasing the speed of the propeller water flow flowing in the
また、第2実施例では流出量を変える目的で開閉可能な上筒7を設けたが、この他プロペラ外周部以降を縦半分に開いてもよいし、筒1に穴を2カ所以上設けこの穴を開閉することもできる。穴の構造は筒1を2重にして上側、又は下側の筒を回転、又はスライドさせて穴を開け閉めする。または、穴に蓋を設けて開閉するなど流出量を調整できれば任意でよい。また、筒1を2片以上に分割して綱、又は鎖などにより閉めたり緩めたりすることにより筒1を開け閉めする事もできる。また、プロペラ外周部の筒1以降の任意の部分から筒1を2筒以上に枝分かれさせることも出来る。なお、筒1の枝分かれ部分、又は分けた筒に弁を設け、弁を開閉することにより任意の筒にプロペラ水流を流すようにする事も出来る。また、2筒以上に分割したそれぞれの筒は水流出口2の異なった筒とすることも出来る。また、この他にも流出量を変える機構は任意にしてよい。
Further, in the second embodiment, the
また、第3実施例の筒1に接続する筒は筒10と11の2筒だったが、これを3筒以上としてもよい、これにより速度調節がより細かく出来る。
Moreover, although the
また、第4実施例及び第5実施例では筒21の材質をビニールとしたが、本発明では柔軟性及び弾力性を有する材質ならば任意でよく、例えば天然及び合成ゴム材、軟質合成樹脂材など種々な材質を用いる事が出来る。また、筒21を変形させる手段も押さえ板23以外に棒状にしてもよいし、綱、又は鎖などを巻き付けて締めてもよいし、他の機械的手段、又は空気などの気体とポンプを組み合わせる手段など変形させる手段は船舶により自由に設計変更してよい。また筒21の水流出口2を2カ所以上としてもよいし、筒21を途中から2筒以上に分けて水流速度を調節することも出来る。
In the fourth and fifth embodiments, the material of the
また、本発明による筒1の太さ及び長さも任意でよく、例えば通常はプロペラの後方にある舵の横、又は後方まで筒を伸ばして設ける事も出来る。また、プロペラが船体内にある船舶の場合は船体内に筒を設けることも出来る。
Further, the thickness and length of the
以上の如く、本発明は構造が簡単なため船外機を始めプロペラにより推進する小型から大型の全ての船舶に装備出来る広い適用範囲を有する。また、装備に掛かる費用に比べ装備して得られる燃費及び航行時間の短縮などの経済効果が高い船舶を提供出来る。 As described above, since the present invention has a simple structure, the present invention has a wide range of applications that can be installed on all small to large ships propelled by propellers including outboard motors. In addition, it is possible to provide a ship that has a high economic effect such as fuel efficiency obtained by installing it and shortening of navigation time compared to the cost of equipment.
1 筒
2 水流出口
3 プロペラ
4 網
5 取り付け板
6 船体
7 上筒
8 開閉棒
9 船外機
10 筒
11 筒
12 水流出口
13 水流出口
14 固定板
15 停止板
16 停止板
17 軸
18 ギアボックス
19 ギアボックス
20 ハンドル
21 ビニール筒
22 金属筒
23 押さえ板
24 棒
25 固定板
26 綱
27 筒
1
Claims (10)
10. A propeller water flow improvement device according to claim 1, wherein means for preventing foreign matter from flowing into the cylinder is provided at the water intake of the cylinder.
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JP2010088738A JP2011218915A (en) | 2010-04-07 | 2010-04-07 | Propeller-water-flow improving device |
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