JP2019188910A - Propulsion unit - Google Patents
Propulsion unit Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019188910A JP2019188910A JP2018081488A JP2018081488A JP2019188910A JP 2019188910 A JP2019188910 A JP 2019188910A JP 2018081488 A JP2018081488 A JP 2018081488A JP 2018081488 A JP2018081488 A JP 2018081488A JP 2019188910 A JP2019188910 A JP 2019188910A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- propulsion device
- fluid
- tubular housing
- suction side
- discharge side
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
本発明は、流体中で使用される推進装置に関する。 The present invention relates to a propulsion device used in a fluid.
従来、船舶等においては、流体中で使用される推進装置として、スクリュー等が使用されてきた。スクリューは流体中で回転することによって回転軸方向に推進力を発生させるものであり、一般に、回転軸となるボスと、ボスから伝達された回転によって推進力を発生させる複数のブレード部分から構成されている。 Conventionally, in ships and the like, a screw or the like has been used as a propulsion device used in a fluid. A screw generates propulsive force in the direction of the rotation axis by rotating in a fluid, and is generally composed of a boss serving as a rotation shaft and a plurality of blade portions that generate propulsive force by rotation transmitted from the boss. ing.
このようなスクリューを使用する推進装置には、従来、キャビテーションの問題が知られている。キャビテーションとは、流体が飽和水蒸気圧以下に低下することによって、流体中に気泡が発生することをいう。特に、従来の船舶用スクリューでは、ブレードの端部から自由渦が放出され、その渦の中心部の圧力が低下することによって発生するキャビテーションであるチップボルテックスキャビテーションが知られている。キャビテーションが発生すると、船舶の推進力を低下させる、あるいは、ブレード表面に気泡が衝突することによって、ブレード表面を損傷させてしまう。 Conventionally, a problem of cavitation is known for such a propulsion device using a screw. Cavitation means that bubbles are generated in the fluid when the fluid drops below the saturated water vapor pressure. In particular, in a conventional marine screw, tip vortex cavitation, which is cavitation generated by releasing a free vortex from the end of a blade and reducing the pressure at the center of the vortex, is known. When cavitation occurs, the propulsive force of the ship is reduced, or air bubbles collide with the blade surface, thereby damaging the blade surface.
このようなキャビテーションを解消するための技術として、様々な推進装置が開発されている。例えば、特許文献１に記載の推進装置は、回転駆動される回転基体内に流体を吸い込み、吸い込んだ流体を、回転基体内に設けられた流路に沿って流動させると共に遠心力を与えることにより加速させるように構成されている。この推進装置は、回転基体から流体を吐出する際に生じる反力から推進力を発生させている。
また、特許文献２に記載の推進装置も、回転体から流体を吐出する際に生じる反力から推進力を発生させるものである。
As a technique for eliminating such cavitation, various propulsion devices have been developed. For example, the propulsion device described in Patent Document 1 sucks a fluid into a rotating base that is rotationally driven, causes the sucked fluid to flow along a flow path provided in the rotating base, and applies a centrifugal force. It is configured to accelerate. This propulsion device generates a propulsive force from a reaction force generated when fluid is discharged from the rotating base.
The propulsion device described in Patent Document 2 also generates a propulsive force from a reaction force generated when fluid is discharged from a rotating body.
特許文献１、２に記載の推進装置では、推進装置の構成部材と流体との接触面に負圧が生じにくく、キャビテーションが発生しにくい構成となっている。また、特許文献３にはキャビテーションについての言及がないが、特許文献３に記載の推進装置は、キャビテーションが発生しにくい構造となっていると考えられる。 In the propulsion devices described in Patent Documents 1 and 2, negative pressure is unlikely to occur on the contact surface between the constituent members of the propulsion device and the fluid, and cavitation is unlikely to occur. Patent Document 3 does not mention cavitation, but the propulsion device described in Patent Document 3 is considered to have a structure in which cavitation hardly occurs.
そこで、本発明の目的は、キャビテーションの発生を抑制しつつ、特許文献１乃至３に記載の推進装置よりもさらに高い推進力を発生させる推進装置を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a propulsion device that generates higher propulsive force than the propulsion devices described in Patent Documents 1 to 3 while suppressing the occurrence of cavitation.
以下、本項において、発明とは、特許請求の範囲に記載されている発明をいう。
第１の発明は、
流体を吸入側から吸い込み、吐出側から吐出する推進装置であって、
回転軸に対してらせん状に配置された複数のブレードを有するスクリューと、
前記複数のブレードが内側側面に固定されるとともに、前記吸入側の縁部、かつ、隣接する前記ブレード間に、前記回転軸の方向の凹みを有する管状ハウジングと、
を有する推進装置である。
Hereinafter, in this section, the invention refers to the invention described in the claims.
The first invention is
A propulsion device that sucks fluid from the suction side and discharges it from the discharge side,
A screw having a plurality of blades arranged spirally with respect to the rotation axis;
A tubular housing having the plurality of blades fixed to the inner side surface and having a recess in the direction of the rotation axis between the suction side edge and the adjacent blade;
Is a propulsion device.
第２の発明は、
前記管状ハウジングは、前記吐出側における前記回転軸から前記内側側面までの第１半径が、前記吸入側における前記回転軸から前記内側側面までの第２半径よりも小さい、
第１の発明記載の推進装置である。
The second invention is
The tubular housing has a first radius from the rotation axis on the discharge side to the inner side surface that is smaller than a second radius from the rotation axis on the suction side to the inner side surface,
It is a propulsion device given in the 1st invention.
第３の発明は、
流体を吸入側から吸い込み、吐出側から吐出する推進装置であって、
回転軸に対してらせん状に配置された複数のブレードを有するスクリューと、
前記複数のブレードが内側側面に固定され、かつ、前記吐出側における前記回転軸から前記内側側面までの第１半径が、前記吸入側における前記回転軸から前記内側側面までの第２半径よりも大きい、管状ハウジングと、
を有する推進装置、である。
「らせん状」とは、回転軸に対して傾斜して配置されていればよく、また、ブレードの全ての部分が傾斜している必要はない。
「固定」とは、ブレードと管状ハウジングとが接続された状態であればよい。すなわち、ブレードと管状ハウジングとは必ずしも別個の構成要素である必要はなく、ブレードと管状ハウジングとは一体成型された部材であってもよい。
The third invention is
A propulsion device that sucks fluid from the suction side and discharges it from the discharge side,
A screw having a plurality of blades arranged spirally with respect to the rotation axis;
The plurality of blades are fixed to an inner side surface, and a first radius from the rotating shaft to the inner side surface on the discharge side is larger than a second radius from the rotating shaft to the inner side surface on the suction side. A tubular housing;
A propulsion device.
The “spiral shape” may be arranged so as to be inclined with respect to the rotation axis, and it is not necessary that all portions of the blade are inclined.
“Fixed” may be a state where the blade and the tubular housing are connected. That is, the blade and the tubular housing do not necessarily have to be separate components, and the blade and the tubular housing may be an integrally molded member.
第４の発明は、
前記管状ハウジングは、前記吸入側の縁部、かつ、隣接する前記ブレード間に、前記回転軸の方向の凹みを有する、
第３の発明記載の推進装置である。
The fourth invention is:
The tubular housing has a recess in the direction of the rotation axis between the suction side edge and the adjacent blades.
It is a propulsion device given in the 3rd invention.
第５の発明は、
前記管状ハウジングを回転自在に収納するケーシングをさらに有する、
第１〜４の発明記載の推進装置である。
The fifth invention is:
A casing that rotatably accommodates the tubular housing;
The propulsion device according to the first to fourth aspects of the invention.
第６の発明は、
前記ケーシングは、前記管状ハウジングの前記吐出側に対向して配置され、かつ、前記吐出側に先細りに突出して形成された整流突起を有する、
第５の発明記載の推進装置である。
The sixth invention is:
The casing includes a rectifying protrusion that is disposed to face the discharge side of the tubular housing and is formed so as to protrude in a tapered manner on the discharge side.
It is a propulsion device given in the 5th invention.
第７の発明は、
前記スクリューは、前記スクリューの回転軸上かつ前記吐出側に軸状突起を有し、
前記整流突起は、前記軸状突起を回転可能に支持する軸受を有する、
第６の発明記載の推進装置である。
The seventh invention
The screw has a shaft-like projection on the rotation axis of the screw and on the discharge side,
The rectifying protrusion has a bearing that rotatably supports the shaft-shaped protrusion.
It is a propulsion device given in the 6th invention.
本発明の推進装置によれば、キャビテーションの発生を抑制しつつ、従来のスクリューを用いた推進装置よりも高い推進力を発生させることができる。 According to the propulsion device of the present invention, it is possible to generate a higher propulsive force than a propulsion device using a conventional screw while suppressing the occurrence of cavitation.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
なお、本発明とは、特許請求の範囲又は課題を解決するための手段の項に記載された発明を意味するものであり、以下の実施形態に限定されるものではない。また、少なくともかぎ括弧内の語句は、特許請求の範囲又は課題を解決するための手段の項に記載された語句を意味し、同じく以下の実施形態に限定されるものではない。
特許請求の範囲の従属項に記載の構成及び方法、従属項に記載の構成及び方法に対応する実施形態の構成及び方法、並びに特許請求の範囲に記載がなく実施形態のみに記載の構成及び方法は、本発明においては任意の構成及び方法である。特許請求の範囲の記載が実施形態の記載よりも広い場合における実施形態に記載の構成及び方法も、本発明の構成及び方法の例示であるという意味で、本発明においては任意の構成及び方法である。いずれの場合も、特許請求の範囲の独立項に記載することで、本発明の必須の構成及び方法となる。
実施形態に記載した効果は、本発明の例示としての実施形態の構成を有する場合の効果であり、必ずしも本発明が有する効果ではない。
複数の実施形態がある場合、各実施形態に開示の構成は各実施形態のみで閉じるものではなく、実施形態をまたいで組み合わせることが可能である。例えば一の実施形態に開示の構成を、他の実施形態に組み合わせても良い。また、複数の実施形態それぞれに開示の構成を集めて組み合わせても良い。
発明が解決しようとする課題に記載した課題は公知の課題ではなく、本発明者が独自に知見したものであり、本発明の構成及び方法と共に発明の進歩性を肯定する事実である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In addition, this invention means the invention described in the term of the means for solving a claim or a subject, and is not limited to the following embodiment. Further, at least the words in the brackets mean the words described in the claims or the means for solving the problems, and are not limited to the following embodiments.
Configurations and methods described in the dependent claims, configurations and methods of embodiments corresponding to the configurations and methods described in the dependent claims, and configurations and methods described only in the embodiments but not in the claims Are arbitrary configurations and methods in the present invention. The configurations and methods described in the embodiments when the description of the claims is wider than the description of the embodiments are also examples of the configurations and methods of the present invention, and in the present invention, any configurations and methods may be used. is there. In either case, it is an essential configuration and method of the present invention by being described in the independent claims.
The effect described in the embodiment is an effect in the case of having the configuration of the embodiment as an example of the present invention, and is not necessarily the effect that the present invention has.
When there are a plurality of embodiments, the configuration disclosed in each embodiment is not closed only by each embodiment, and can be combined across the embodiments. For example, the configuration disclosed in one embodiment may be combined with another embodiment. Moreover, you may collect and combine the structure of an indication to each of several embodiment.
The problem described in the problem to be solved by the invention is not a publicly known problem, but has been uniquely found by the inventor, and is a fact that confirms the inventive step together with the configuration and method of the present invention.
（実施形態１）
以下、本発明の実施形態１について、図１乃至図４を参照して説明する。図１は実施形態１の推進装置１０の斜視図を、図２は推進装置１０の正面図を、図３は推進装置１０の背面図を、図４は推進装置１０の側面図を、それぞれ示している。
ここで、推進装置１０は、図１右側の流体吸入側から流体を吸い込み、図１左側の流体吐出側から流体を吐出することによって推進力を得る。
(Embodiment 1)
Hereinafter, Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. 1 is a perspective view of the propulsion device 10 of the first embodiment, FIG. 2 is a front view of the propulsion device 10, FIG. 3 is a rear view of the propulsion device 10, and FIG. 4 is a side view of the propulsion device 10. ing.
Here, the propulsion device 10 obtains a propulsive force by sucking the fluid from the fluid suction side on the right side of FIG. 1 and discharging the fluid from the fluid discharge side on the left side of FIG.
推進装置１０は、スクリュー部１００および管状ハウジング１０１を備える。スクリュー部１００は、ボス１０２、複数のブレード１０３、及び整流突起１０４を有している。また、図１乃至図４に示す推進装置１０の流体吸入側には、モータ等の回転力を推進装置１０に伝達するための駆動軸１０５が取り付けられている。 The propulsion device 10 includes a screw part 100 and a tubular housing 101. The screw part 100 includes a boss 102, a plurality of blades 103, and a rectifying protrusion 104. A driving shaft 105 for transmitting a rotational force of a motor or the like to the propulsion device 10 is attached to the fluid suction side of the propulsion device 10 shown in FIGS.
ボス１０２はスクリュー部１００の回転軸として機能する。ボス１０２の流体吸入側には駆動軸１０５が取り付けられており、モータ（図示せず）等によって生成された回転力を、駆動軸１０５を介して受け取る。
なお、図面に示すボス１０２は円柱形状を有しているが、後述する実施形態３、４に記載のボスと同様、流体吸入側から流体吐出側に向かって断面が増大するような形状、例えば円錐形状を有してもよい。
The boss 102 functions as a rotating shaft of the screw part 100. A drive shaft 105 is attached to the fluid suction side of the boss 102 and receives a rotational force generated by a motor (not shown) or the like via the drive shaft 105.
Although the boss 102 shown in the drawing has a cylindrical shape, like the boss described in Embodiments 3 and 4 described later, a shape whose cross section increases from the fluid suction side to the fluid discharge side, for example, It may have a conical shape.
ボス１０２の側面には、ボス１０２の回転軸方向に対してらせん状に配置された３枚のブレード１０３が取り付けられている。このブレード１０３は、従来のスクリュープロペラに設けられたブレードと同様、ボス１０２とともに回転することによって回転軸方向に揚力を生成し、これにより、推進装置１０に推進力を発生させる部分である。 Three blades 103 arranged in a spiral shape with respect to the rotation axis direction of the boss 102 are attached to the side surface of the boss 102. The blade 103 is a portion that generates lift in the direction of the rotation axis by rotating together with the boss 102, as in the case of the blade provided in the conventional screw propeller, thereby generating propulsive force in the propulsion device 10.
ブレード１０３は、流体吸入側から流体吐出側に向かって捻じれて形成されている。すなわち、ボス１０２に取り付けられるブレード１０３の縁部を内縁部１０６、内縁部１０６の反対側に位置するブレード１０３の縁部を外縁部１０７とすると、図４に示すように、ボス１０２の回転軸方向に対する内縁部１０６の取り付け角度αと、ボス１０２の回転軸方向に対する外縁部１０７の傾き角度βは異なっており、外縁部１０７の角度βの方が内縁部１０６の角度αよりも大きくなるように形成されている。 The blade 103 is twisted from the fluid suction side toward the fluid discharge side. That is, assuming that the edge of the blade 103 attached to the boss 102 is the inner edge 106 and the edge of the blade 103 located on the opposite side of the inner edge 106 is the outer edge 107, as shown in FIG. The mounting angle α of the inner edge portion 106 with respect to the direction and the inclination angle β of the outer edge portion 107 with respect to the rotation axis direction of the boss 102 are different, and the angle β of the outer edge portion 107 is larger than the angle α of the inner edge portion 106. Is formed.
なお、本明細書中では、スクリュー部１００が３枚のブレード１０３を有する構成を図示し、説明しているが、ブレードの枚数は任意の数とすることができる。 In the present specification, the configuration in which the screw unit 100 includes three blades 103 is illustrated and described, but the number of blades may be an arbitrary number.
ボス１０２の流体吐出側の端部には、吐出側に先細りに突出して形成された円錐形の整流突起１０４が設けられている。整流突起１０４は、スクリュー部１００の回転軸周囲で流体吐出側から吐出される流体を整流する。ただし、整流突起は必須の構成ではなく省略してもよい。 At the end of the boss 102 on the fluid discharge side, a conical rectifying protrusion 104 formed so as to project toward the discharge side is provided. The rectifying protrusion 104 rectifies the fluid discharged from the fluid discharge side around the rotation axis of the screw part 100. However, the rectifying protrusion is not an essential component and may be omitted.
管状ハウジング１０１は、スクリュー部１００の周囲に配置されており、その内側側面には３枚のブレード１０３の外縁部１０７が固定される。図１乃至４に示す構成では、内側側面には、ブレード１０３の外縁部１０７がその全長にわたって固定されている。しかしながら、管状ハウジング１０１とブレード１０３とが一体回転できるようにブレード１０３の外縁部１０７が管状ハウジング１０１の内側側面に固定されていればよく、ブレード１０３の外縁部１０７の一部のみが内側側面に固定される構成であってもよい。 The tubular housing 101 is disposed around the screw portion 100, and the outer edge portion 107 of the three blades 103 is fixed to the inner side surface thereof. In the configuration shown in FIGS. 1 to 4, the outer edge 107 of the blade 103 is fixed to the inner side surface over its entire length. However, the outer edge portion 107 of the blade 103 only needs to be fixed to the inner side surface of the tubular housing 101 so that the tubular housing 101 and the blade 103 can rotate integrally, and only a part of the outer edge portion 107 of the blade 103 is on the inner side surface. It may be a fixed configuration.
また、スクリュー部１００と管状ハウジング１０１は、それぞれ別個の構成要素として形成した後、溶接等によってスクリュー部１００が管状ハウジング１０１の内側側面に固定することができる。しかしながら、上述したとおり、スクリュー部１００と管状ハウジング１０１とは一体回転できるように固定されていればよく、例えば、スクリュー部１００と管状ハウジング１０１とを鋳造等によって一体的に形成してもよい。 Moreover, after forming the screw part 100 and the tubular housing 101 as separate components, the screw part 100 can be fixed to the inner side surface of the tubular housing 101 by welding or the like. However, as described above, the screw portion 100 and the tubular housing 101 need only be fixed so as to be integrally rotatable. For example, the screw portion 100 and the tubular housing 101 may be integrally formed by casting or the like.
管状ハウジング１０１は、スクリュー部１００の回転軸に対して垂直方向に円形の断面を有している。そして、流体吐出側の円形断面は、回転軸から内側側面まで半径ｒ１１（本発明における「第１半径」）を有し、流体吸入側の円形断面は、回転軸から内側側面まで半径ｒ１２（本発明における「第２半径」）を有しており、流体吐出側の半径ｒ１１は流体吸入側の半径ｒ１２よりも小さくなるように構成されている。 The tubular housing 101 has a circular cross section in a direction perpendicular to the rotation axis of the screw part 100. The circular cross section of the fluid discharge side has a radius r 11 from the rotation axis to the inner side surface ( "first radius" in the present invention), a circular cross-section of the fluid inlet side, the radius r 12 from the rotation axis to the inner side surface (The “second radius” in the present invention), and the radius r 11 on the fluid discharge side is configured to be smaller than the radius r 12 on the fluid suction side.
さらに、管状ハウジング１０１は、吸入側の縁部、かつ、隣接する２つのブレード１０３の間に配置された凹み１０８を有する。図５は、凹み１０８の拡大図を示している。図５に示すとおり、凹み１０８は、管状ハウジング１０１の流体吐出側の縁部から凹み１０８の底部までの距離ｘ１が、管状ハウジング１０１の流体吐出側の縁部から流体吸入側の縁部までの距離ｘ２よりも短くなるような方向、すなわち、回転軸の方向に設けられている。なお、図１乃至図３においては、凹み１０８の構成は省略されている。 Further, the tubular housing 101 has a recess 108 disposed between the two adjacent blades 103 on the suction side edge. FIG. 5 shows an enlarged view of the recess 108. As shown in FIG. 5, the recess 108 has a distance x 1 from the fluid discharge side edge of the tubular housing 101 to the bottom of the recess 108, from the fluid discharge side edge of the tubular housing 101 to the fluid suction side edge. The distance x 2 is shorter than the distance x 2 , that is, in the direction of the rotation axis. In FIG. 1 to FIG. 3, the configuration of the recess 108 is omitted.
凹み１０８は、本発明の推進装置の推進力を増大させるため、管状ハウジング１０１内に流体が流入しやすくすることを意図して設けられている。図５に示す実施形態では、凹み１０８は略半楕円形状を有し、さらに、ブレード１０３の周囲により多くの流体が吸入されるように、管状ハウジング１０１の流体吸入側の縁部から凹み１０８の底部までの傾斜が、ブレード１０３の近位側では、ブレード１０３の遠位側よりも急な傾斜となっている。しかしながら、凹み１０８の形状は、図示する形状に限定されるものではない。
なお、凹み１０８は任意の構成であって、管状ハウジング１０１は、凹み１０８を有していなくともよい。
The recess 108 is provided in order to facilitate fluid flow into the tubular housing 101 in order to increase the propulsive force of the propulsion device of the present invention. In the embodiment shown in FIG. 5, the recess 108 has a substantially semi-elliptical shape, and further, the recess 108 has a recess 108 extending from the fluid suction side edge of the tubular housing 101 so that more fluid is sucked into the periphery of the blade 103. The inclination to the bottom is steeper on the proximal side of the blade 103 than on the distal side of the blade 103. However, the shape of the recess 108 is not limited to the illustrated shape.
The recess 108 has an arbitrary configuration, and the tubular housing 101 may not have the recess 108.
流体が円筒中を流れる場合、ベルヌーイの定理より、円筒の断面積が小さくなるにつれて流速は増加する。つまり、推進装置１０では、流体速度が流体吸入側よりも流体吐出側で速くなり推進装置内で流体が加速されるため、推進装置１０では高い推進力を得ることが可能となる。 When fluid flows in a cylinder, the flow velocity increases as the cross-sectional area of the cylinder decreases from Bernoulli's theorem. That is, in the propulsion device 10, the fluid velocity is faster on the fluid discharge side than on the fluid suction side, and the fluid is accelerated in the propulsion device. Therefore, the propulsion device 10 can obtain a high propulsive force.
図６は従来のスクリューによって得られる推力の測定結果を、図７は本実施形態１の推進装置１０によって得られる推力の測定結果を示している。図６、７に示す測定値は、駆動軸１０５の先端にモータを取り付けた推進装置を水中に配置し、モータを駆動させた場合に推進装置が前進しようとする力（以下、牽引力という）をばね測りで測定するとともに、その時点でのモータの消費電力を測定したものである。回転数６００ｒｐｍと１１１０ｒｐｍそれぞれについて１５回の測定を行い、その平均値を算出した。 FIG. 6 shows a measurement result of thrust obtained by a conventional screw, and FIG. 7 shows a measurement result of thrust obtained by the propulsion device 10 of the first embodiment. The measured values shown in FIGS. 6 and 7 indicate the force (hereinafter referred to as traction force) that the propulsion device tries to move forward when the propulsion device having a motor attached to the tip of the drive shaft 105 is placed in water and the motor is driven. In addition to measuring by spring measurement, the power consumption of the motor at that time is measured. The measurement was performed 15 times for each of the rotation speeds of 600 rpm and 1110 rpm, and the average value was calculated.
図６は、４枚のブレードを有し、回転軸からスクリューブレードの最外縁までの半径が３０ｍｍのスクリューの測定結果を示している。また、図７は、流体吐出側の半径ｒ１１が３０ｍｍ、流体吸入側の半径ｒ１２が３５ｍｍ、４枚のブレードを有し、整流突起および吸入側の縁部に凹みを有しない仕様の推進装置１０の測定結果を示している。 FIG. 6 shows the measurement results of a screw having four blades and a radius of 30 mm from the rotating shaft to the outermost edge of the screw blade. Further, FIG. 7 shows a propulsion specification in which the radius r 11 on the fluid discharge side is 30 mm, the radius r 12 on the fluid suction side is 35 mm, and there are four blades, and there is no dent on the rectifying protrusion and the edge on the suction side. The measurement result of the apparatus 10 is shown.
実施形態１と従来のスクリューとを比較してみると、実施形態１の牽引力は、回転数が６００ｒｐｍ、１１１０ｒｐｍいずれの場合にも従来のスクリューに対して２倍以上増加している。これに対し、推進装置１０の測定時の消費電力は、回転数が６００ｒｐｍ、１１１０ｒｐｍいずれの場合も従来のスクリューより増加するが、その増加率はそれぞれ約２０％、約７８％であり、牽引力の増加率に対して消費電力の増加率は低い。したがって、推進装置１０では、従来のスクリューよりもエネルギー効率が向上する。
すなわち、推進装置１０によれば、従来のスクリューと比較してエネルギー効率を改善することができ、さらに、スクリューの周囲に管状ハウジングを設けることにより、ブレードの端部にキャビテーションが発生するのを防ぐことが可能となる。
Comparing the first embodiment with the conventional screw, the traction force of the first embodiment is more than twice as large as that of the conventional screw at any of the rotation speeds of 600 rpm and 1110 rpm. On the other hand, the power consumption during measurement of the propulsion device 10 is higher than that of the conventional screw when the rotational speed is 600 rpm or 1110 rpm, but the increase rates are about 20% and about 78%, respectively. The rate of increase in power consumption is low relative to the rate of increase. Therefore, the propulsion device 10 is more energy efficient than the conventional screw.
That is, according to the propulsion device 10, energy efficiency can be improved as compared with the conventional screw, and furthermore, the provision of a tubular housing around the screw prevents cavitation from occurring at the end of the blade. It becomes possible.
さらに、図８は、実施形態１の推進装置１０について、凹み１０８を有しない場合（ａ）と凹み１０８を有する場合（ｂ）の構成を、同じ条件下（回転数５７５ｒｐｍ）で測定したときの測定結果を示している。凹みを有しない推進装置１０（ａ）と、凹みを有する推進装置１０（ｂ）とを比較してみると、推進装置１０（ｂ）は推進装置１０（ａ）と比較して、消費電力が約７％低下し、さらに牽引力が約１５％増加している。
以上のことから、推進装置の吸入側の縁部に凹みを設けることにより、エネルギー効率の向上を図るとともに、牽引力を向上させることが可能となる。
Further, FIG. 8 shows the propulsion device 10 according to the first embodiment when the configurations of the case (a) without the recess 108 and the case (b) with the recess 108 are measured under the same condition (rotation speed 575 rpm). The measurement results are shown. When comparing the propulsion device 10 (a) having no dent with the propulsion device 10 (b) having the dent, the propulsion device 10 (b) consumes less power than the propulsion device 10 (a). It is about 7% lower and traction is about 15% higher.
From the above, it is possible to improve the energy efficiency and improve the traction force by providing a recess in the suction side edge of the propulsion device.
（変形例１）
本実施形態１における推進装置１０はさらに、推進装置１０の流体吸入側において、駆動軸１０５の周囲を流れる流体が管状ハウジング１０１内に流入しやすくなるように、流体吸入側に導流板を有してもよい。
(Modification 1)
The propulsion device 10 according to the first embodiment further includes a flow guide plate on the fluid suction side so that the fluid flowing around the drive shaft 105 can easily flow into the tubular housing 101 on the fluid suction side of the propulsion device 10. May be.
図９は、ブレード１０３の流体吸入側の縁部と駆動軸１０５の間を滑らかに接続するように設けられた導流板１０９を有する推進装置１０を示している。すなわち、導流板１０９は、ブレード１０３と一体となって広義のブレードとして機能する。このような導流板１０９を設けた場合、流体は流体吸入側から導流板１０９に沿って管状ハウジング１０１内に流入することができる。 FIG. 9 shows the propulsion device 10 having a flow guide plate 109 provided so as to smoothly connect the edge of the blade 103 on the fluid suction side and the drive shaft 105. That is, the flow guide plate 109 functions as a blade in a broad sense together with the blade 103. When such a flow guide plate 109 is provided, fluid can flow into the tubular housing 101 along the flow guide plate 109 from the fluid suction side.
図１０は、回転数が１１１０ｒｐｍ、流体吐出側の半径ｒ１１が３０ｍｍ、流体吸入側の半径ｒ１２が３５ｍｍであって、３枚のブレードを有し、整流突起および吸入側の縁部に凹みを有する仕様の推進装置１０の測定結果を示している。 FIG. 10 shows a rotation speed of 1110 rpm, a fluid discharge side radius r 11 of 30 mm, a fluid suction side radius r 12 of 35 mm, three blades, and a rectifying projection and a recess on the suction side edge. The measurement result of the propulsion device 10 having the specifications is shown.
ここで、図６に示す測定では、スクリューが４枚のブレードを有する装置を使用しているのに対し、図１０に示す測定では、スクリューが３枚のブレードを有する推進装置を使用しているため、これらの測定結果を単純に比較することはできないが、一般に、ブレードの枚数が少ない場合、ブレードの回転によって発生する推進力は小さくなるため、得られる牽引力は小さくなると考えられる。しかしながら、図１０に示す測定結果によれば、本変形例の推進装置は従来のスクリューに対して約１．９倍の牽引力が発生している。消費電力は従来のスクリューより増加するが、その増加率は約６０％であり、牽引力の増加率に対して消費電力の増加率は低い。すなわち、本変形例の推進装置によれば、エネルギー効率が向上する。 Here, in the measurement shown in FIG. 6, the screw uses a device having four blades, whereas in the measurement shown in FIG. 10, the screw uses a propulsion device having three blades. Therefore, although these measurement results cannot be simply compared, generally, when the number of blades is small, the propulsive force generated by the rotation of the blades is small, so that the obtained traction force is considered to be small. However, according to the measurement result shown in FIG. 10, the propulsion device of the present modification generates about 1.9 times as much traction force as the conventional screw. Although the power consumption increases from the conventional screw, the increase rate is about 60%, and the increase rate of the power consumption is low with respect to the increase rate of the traction force. That is, according to the propulsion device of this modification, energy efficiency is improved.
（変形例２）
上述したとおり、図１乃至図４に示す推進装置１０では、推進装置１０の流体吸入側から吐出側へと流体を吐出することによって高い推進力を得ることができる。しかしながら、推進装置１０を取り付けた船舶等の移動速度が増加した場合、推進装置１０周囲の流体と管状ハウジング１０１との間に生じる抵抗が増加してしまうことが考えられる。このような抵抗を低減させるため、推進装置１０はさらに、管状ハウジング１０１の外側に、管状ハウジング１０１を回転自在に収納するケーシング１１０を有してもよい。
(Modification 2)
As described above, in the propulsion device 10 shown in FIGS. 1 to 4, a high propulsive force can be obtained by discharging fluid from the fluid suction side to the discharge side of the propulsion device 10. However, when the moving speed of the ship etc. which attached the propulsion apparatus 10 increases, it is possible that the resistance which arises between the fluid around the propulsion apparatus 10 and the tubular housing 101 will increase. In order to reduce such resistance, the propulsion device 10 may further include a casing 110 that rotatably accommodates the tubular housing 101 outside the tubular housing 101.
図１１は、推進装置１０の周囲にケーシング１１０を配置した構成を示している。図１１に示す例では、ケーシング１１０は、推進装置１０の管状ハウジング１０１の外形に沿った形状を有し、流体吸入側から流体吐出側に向かって円形断面の半径が小さくなるような形状を有するフロントケーシング１１１と、フロントケーシング１１１の流体吐出側の端部に接続され、流体吸入側から流体吐出側とで同一半径の円筒形状を有するリアケーシング１１２とから構成されている。ケーシング１１０の内部には、管状ハウジング及びスクリュー部が配置されており、固定部１１３等によって船底などに固定される。フロントケーシング１１１の流体吸入側から流入する流体は管状ハウジング１０１内へと吸入され、管状ハウジング１０１から吐出された流体は、リアケーシング１１２の流体吐出側の開口から吐出される。
なお、ケーシング１１０は、管状ハウジング１０１を回転自在に収納できればよく、ケーシング１１０の形状は図１１に示す形状や構成に限定されるものではない。例えば、ケーシング１１０はさらに、ケーシング１１０内を通過する流体の流れを整えるための整流板を備えてもよく、あるいは、後述するように整流突起等を有してもよい。
FIG. 11 shows a configuration in which a casing 110 is arranged around the propulsion device 10. In the example shown in FIG. 11, the casing 110 has a shape along the outer shape of the tubular housing 101 of the propulsion device 10, and has a shape such that the radius of the circular cross section decreases from the fluid suction side toward the fluid discharge side. The front casing 111 and the rear casing 112 connected to the fluid discharge side end portion of the front casing 111 and having a cylindrical shape with the same radius from the fluid suction side to the fluid discharge side. A tubular housing and a screw part are disposed inside the casing 110 and are fixed to the ship bottom or the like by a fixing part 113 or the like. The fluid flowing in from the fluid suction side of the front casing 111 is sucked into the tubular housing 101, and the fluid discharged from the tubular housing 101 is discharged from the fluid discharge side opening of the rear casing 112.
The casing 110 only needs to accommodate the tubular housing 101 in a rotatable manner, and the shape of the casing 110 is not limited to the shape and configuration shown in FIG. For example, the casing 110 may further include a baffle plate for adjusting the flow of fluid passing through the casing 110, or may have a baffle protrusion or the like as described later.
（実施形態２）
実施形態１では、推進装置１０の管状ハウジング１０１の円形断面の半径が、流体吸入側から流体吐出側に向かって小さくなる形状を有する構成を説明した。本実施形態２は、管状ハウジングの円形断面の半径が、流体吸入側から流体吐出側に向かって大きくなる形状を有するという点で、推進装置１０の構成とは異なっている。以下に、実施形態２の推進装置２０について、実施形態１との相違点を中心に説明する。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the configuration has been described in which the radius of the circular cross section of the tubular housing 101 of the propulsion device 10 decreases from the fluid suction side toward the fluid discharge side. The second embodiment is different from the configuration of the propulsion device 10 in that the radius of the circular cross section of the tubular housing has a shape that increases from the fluid suction side toward the fluid discharge side. Hereinafter, the propulsion device 20 of the second embodiment will be described focusing on differences from the first embodiment.
図１２は実施形態２の推進装置２０の斜視図を、図１３は推進装置２０の正面図を、図１４は推進装置２０の背面図を、図１５は推進装置２０の側面図をそれぞれ示している。実施形態１に係る図１と同様、推進装置２０は図１２右側の流体吸入側から流体を吸い込み、図１２左側の流体吐出側から流体を吐出することによって推進力を得る。 12 is a perspective view of the propulsion device 20 according to the second embodiment, FIG. 13 is a front view of the propulsion device 20, FIG. 14 is a rear view of the propulsion device 20, and FIG. 15 is a side view of the propulsion device 20. Yes. As in FIG. 1 according to the first embodiment, the propulsion device 20 obtains propulsive force by sucking fluid from the fluid suction side on the right side of FIG. 12 and discharging fluid from the fluid discharge side on the left side of FIG.
推進装置２０の管状ハウジング２０１は、流体吐出側の円形断面が、回転軸から内側側面まで半径ｒ２１を有し、流体吸入側の円形断面が、回転軸から内側側面まで半径ｒ２２を有しており、流体吸入側の半径ｒ２１は流体吸入側の半径ｒ２２よりも大きくなるように構成されている。 The tubular housing 201 of the propulsion device 20 has a circular cross section on the fluid discharge side having a radius r 21 from the rotation axis to the inner side surface, and a circular cross section on the fluid suction side having a radius r 22 from the rotation axis to the inner side surface. The radius r 21 on the fluid suction side is configured to be larger than the radius r 22 on the fluid suction side.
さらに、図１５に示すように、本実施形態２における管状ハウジング２０１は、実施形態１と同様、吸入側の縁部、かつ、２つの隣接するブレード間に、図５で図示するような凹み２０８を任意で有する。 Further, as shown in FIG. 15, the tubular housing 201 according to the second embodiment has a recess 208 as shown in FIG. 5 between the suction side edge and two adjacent blades, as in the first embodiment. Optionally.
ベルヌーイの定理によれば、流体が円筒中を流れる場合、円筒の断面積が大きくなるにつれて流速が低下するため、推進装置によって発生する推進力は低下する。これに対し、本実施形態２の構成によれば、スクリュー２００及び管状ハウジング２０１の回転によって遠心力が加わることにより、推進装置１０に吸入される流体速度が増加する。さらに、この遠心力は、流体吸入側から流体吐出側に向かって増大するため、その内部を流れる流体もまた流体吸入側から流体吐出側に向けて加速することができるため、実施形態１の原理とは異なる原理により、推進装置２０の推進力を高めることが可能となる。 According to Bernoulli's theorem, when the fluid flows in the cylinder, the flow velocity decreases as the cross-sectional area of the cylinder increases, so the propulsive force generated by the propulsion device decreases. On the other hand, according to the configuration of the second embodiment, the centrifugal force is applied by the rotation of the screw 200 and the tubular housing 201, so that the fluid velocity sucked into the propulsion device 10 increases. Further, since this centrifugal force increases from the fluid suction side toward the fluid discharge side, the fluid flowing through the centrifugal force can also be accelerated from the fluid suction side toward the fluid discharge side. The propulsive force of the propulsion device 20 can be increased by a principle different from the above.
（実施形態３）
実施形態１，２では、管状ハウジングの流体吸入側と流体吐出側とで円形断面の半径が異なる構成を示した。本実施形態３では、管状ハウジングの流体吸入側と流体吐出側における円形断面の半径が等しい構成を説明する。
(Embodiment 3)
In the first and second embodiments, the configuration in which the radius of the circular cross section is different between the fluid suction side and the fluid discharge side of the tubular housing is shown. In the third embodiment, a configuration in which the radii of circular cross sections on the fluid suction side and the fluid discharge side of the tubular housing are equal will be described.
図１６は実施形態３の推進装置３０の斜視図を、図１７は推進装置３０の正面図を、図１８は推進装置３０の背面図を、図１９は推進装置３０の側面図をそれぞれ示している。実施形態１、２と同様、推進装置３０は、図１６右側の流体吸入側から流体を吸い込み、図１６左側の流体吐出側から流体を吐出することによって推進力を得る。 16 is a perspective view of the propulsion device 30 of the third embodiment, FIG. 17 is a front view of the propulsion device 30, FIG. 18 is a rear view of the propulsion device 30, and FIG. 19 is a side view of the propulsion device 30. Yes. As in the first and second embodiments, the propulsion device 30 obtains a propulsive force by sucking fluid from the fluid suction side on the right side of FIG. 16 and discharging fluid from the fluid discharge side on the left side of FIG.
図１６乃至図１９に示すように、推進装置３０の管状ハウジング３０１では、流体吐出側の円形断面における回転軸から内側側面までの半径ｒ３１と、流体吸入側の円形断面における回転軸から内側側面までの半径ｒ３２とが等しくなるように構成されている。 As shown in FIGS. 16 to 19, the tubular housing 301 of the propulsion device 30, the radius r 31 from the axis of rotation of the circular cross section of the fluid discharge side to the inner side, the inner side from the rotation axis in the circular cross section of the fluid inlet side The radius r 32 up to is equal.
また、図１９に示す側面図では、管状ハウジング３０１が、吸入側の縁部、かつ、２つの隣接するブレード間に、凹み３０８を有しているが、凹み３０８は任意の構成である。なお、本実施形態３におけるボス３０２は、円筒形を有している。また、図１６に示す推進装置３０は整流突起を有していないが、任意で整流突起を設けてもよい。
また、推進装置３０は、実施形態１、２と同様、管状ハウジング３０を回転自在に収納するケーシング（図示せず）を有してもよい。
In the side view shown in FIG. 19, the tubular housing 301 has a recess 308 between the suction side edge and two adjacent blades, but the recess 308 has an arbitrary configuration. Note that the boss 302 in the third embodiment has a cylindrical shape. Moreover, although the propulsion apparatus 30 shown in FIG. 16 does not have a rectification protrusion, you may provide a rectification protrusion arbitrarily.
Further, the propulsion device 30 may have a casing (not shown) that rotatably accommodates the tubular housing 30 as in the first and second embodiments.
図２０は、実施形態３の推進装置３０によって得られる推力の測定結果を示しており、実施形態１の場合と同じ測定方法を用いて牽引力を測定した。 FIG. 20 shows the measurement results of the thrust obtained by the propulsion device 30 of the third embodiment, and the traction force was measured using the same measurement method as in the first embodiment.
ここでは、管状ハウジングの半径ｒ３１、ｒ３２を３０ｍｍとし、４枚のブレードを有する推進装置３０の測定結果を示している。 Here, the radius r 31, r 32 of the tubular housing and 30 mm, shows the measurement results of the propulsion device 30 having four blades.
図２０に示す実施形態３の測定結果と、図６に示す従来のスクリューとの測定結果とを比較してみると、実施形態３の推進装置３０の牽引力は、回転数が６００ｒｐｍ、１１１０ｒｐｍいずれの場合にも従来のスクリューに対して約１．５倍増加している。推進装置３０の消費電力は、回転数が１１１０ｒｐｍの場合には約６８％増加するが、回転数が６００ｒｐｍの場合には約１０％しか増加していない。すなわち、本実施形態３では、特に低回転において、エネルギー効率が向上する。 Comparing the measurement result of the third embodiment shown in FIG. 20 with the measurement result of the conventional screw shown in FIG. 6, the traction force of the propulsion device 30 of the third embodiment is any of 600 rpm and 1110 rpm. Even in this case, the increase is about 1.5 times that of the conventional screw. The power consumption of the propulsion device 30 increases by about 68% when the rotational speed is 1110 rpm, but increases only by about 10% when the rotational speed is 600 rpm. That is, in the third embodiment, energy efficiency is improved particularly at a low rotation.
（変形例１）
本変形例１では、上記実施形態３に示す推進装置３０とは異なり、ボスの断面が、流体吸入側から流体吐出側に向けて、半径方向外側に増大するような形状に構成された推進装置４０を説明する。本変形例１による推進装置４０を、図２１乃至図２４に示す。図２４の側面図から明らかなとおり、回転軸に対して垂直方向の、管状ハウジング４０１が形成する流体の経路の断面積は、流体吸入側から流体吐出側に向かって減少するとともに、管状ハウジング４０１内の流体の経路は、流体吸入側から流体吐出側に向かって回転軸から離れる方向に形成される。その結果、管状ハウジング４０１の流体吐出側は、管状ハウジング４０１の内側側面に沿って周方向に延びた形状の流体吐出口４１４を有する。
(Modification 1)
In the first modification, unlike the propulsion device 30 shown in the third embodiment, the propulsion device is configured such that the cross section of the boss increases radially outward from the fluid suction side toward the fluid discharge side. 40 will be described. A propulsion device 40 according to the first modification is shown in FIGS. As is clear from the side view of FIG. 24, the cross-sectional area of the fluid path formed by the tubular housing 401 in the direction perpendicular to the rotation axis decreases from the fluid suction side to the fluid discharge side, and the tubular housing 401 The fluid path is formed in a direction away from the rotation axis from the fluid suction side toward the fluid discharge side. As a result, the fluid discharge side of the tubular housing 401 has a fluid discharge port 414 having a shape extending in the circumferential direction along the inner side surface of the tubular housing 401.
このように、管状ハウジング４０１内の流体の経路を、流体吸入側から流体吐出側に向かって回転軸から離れる方向に形成することにより、管状ハウジング４０１内で流体吸入側に発生する遠心力よりも、流体吐出側に発生する遠心力を高めることができる。
そして、管状ハウジング４０１内を通過する流体の速度は、遠心力の増加に合わせて、流体吸入側から流体吐出側に向けて加速されるため、実施形態２における効果と同様、推進力を高める効果を得ることが可能となる。
In this way, by forming the fluid path in the tubular housing 401 in a direction away from the rotation axis from the fluid suction side to the fluid discharge side, the centrifugal force generated on the fluid suction side in the tubular housing 401 can be increased. The centrifugal force generated on the fluid discharge side can be increased.
Since the speed of the fluid passing through the tubular housing 401 is accelerated from the fluid suction side toward the fluid discharge side in accordance with the increase in centrifugal force, the effect of increasing the propulsive force is the same as the effect in the second embodiment. Can be obtained.
なお、本変形例１の推進装置４０には、ボス４０２の流体吐出側の端部に、吐出側に先細りに突出して形成された円錐形の整流突起４０４が設けられている。図２１に示す例では、整流突起４０４の流体吸入側は、ボス３０２の流体吐出側の断面と同じ面積の円形断面を有しており、実施形態１、２における整流突起１０４、２０４と比較して、大きく構成されている。しかしながら、整流突起は、任意の大きさに構成してもよい。 Note that the propulsion device 40 according to the first modification is provided with a conical rectifying protrusion 404 formed at the end of the boss 402 on the fluid discharge side so as to project toward the discharge side. In the example shown in FIG. 21, the fluid suction side of the rectifying protrusion 404 has a circular cross section having the same area as the cross section of the boss 302 on the fluid discharge side, compared with the rectifying protrusions 104 and 204 in the first and second embodiments. It is composed largely. However, the rectifying protrusion may be configured to have an arbitrary size.
また、推進装置４０は、実施形態１、２と同様、管状ハウジング４０１を回転自在に収納するケーシング４１０を有してもよい。図２５は、本変形例１の推進装置４０とケーシング４１０の構成を示している。図２５に示すケーシング４１０では、フロントケーシング４１１とリアケーシング４１２を有し、固定部４１３によって、船底等に固定される。さらに、図２５のケーシング４１０は、リアケーシング４１２に、流体の流れを整えるための整流板４１５を有しているが、整流板４１５は任意の構成である。 The propulsion device 40 may include a casing 410 that rotatably houses the tubular housing 401, as in the first and second embodiments. FIG. 25 shows the configuration of the propulsion device 40 and the casing 410 of the first modification. A casing 410 shown in FIG. 25 includes a front casing 411 and a rear casing 412, and is fixed to a ship bottom or the like by a fixing portion 413. Furthermore, the casing 410 of FIG. 25 has a rectifying plate 415 for adjusting the flow of fluid in the rear casing 412, but the rectifying plate 415 has an arbitrary configuration.
（変形例２）
実施形態１、２、及び実施形態３の変形例１では、推進装置が、スクリューの流体吐出側に、先細りに突出して形成された整流突起を有する構成を示した。本変形例２では、整流突起に代わり、軸状突起を有する構成を説明する。
(Modification 2)
In the first and second embodiments and the first modification of the third embodiment, the propulsion device has a configuration in which the propulsion device has a rectifying protrusion formed to protrude in a tapered manner on the fluid discharge side of the screw. In the second modification, a configuration having an axial protrusion instead of the rectifying protrusion will be described.
図２６は変形例２の推進装置５０の斜視図を、図２７は推進装置５０の正面図を、図２８は推進装置５０の背面図を、図２９は推進装置５０の側面図を、それぞれ示している。その他の実施形態と同様、推進装置５０は、図２６右側の流体吸入側から流体を吸い込み、図２６左側の流体吐出側から流体を吐出することによって推進力を得る。 26 is a perspective view of the propulsion device 50 according to the second modification, FIG. 27 is a front view of the propulsion device 50, FIG. 28 is a rear view of the propulsion device 50, and FIG. 29 is a side view of the propulsion device 50. ing. As in the other embodiments, the propulsion device 50 obtains propulsive force by sucking fluid from the fluid suction side on the right side of FIG. 26 and discharging fluid from the fluid discharge side on the left side of FIG.
図２６乃至図２９に示す推進装置５０の管状ハウジング５０１は、流体吐出側の円形断面における回転軸から内側側面までの半径ｒ５１と、流体吸入側の円形断面における回転軸から内側側面までの半径ｒ５２とが等しくなるように構成されている。 The tubular housing 501 of the propulsion device 50 shown in FIGS. 26 to 29 has a radius r 51 from the rotation axis to the inner side surface in the circular cross section on the fluid discharge side, and a radius from the rotation axis to the inner side surface in the circular cross section on the fluid suction side. and the r 52 is configured to be equal.
さらに、実施形態３の変形例１と同様、本変形例２のボス５０２は、その断面が流体吸入側から流体吐出側に向けて半径方向外側に増大するような形状に構成されており、管状ハウジング５０１の流体吐出側は、管状ハウジング５０１の内側側面に沿って周方向に延びた形状の流体吐出口５１４を有している。 Further, like the first modification of the third embodiment, the boss 502 of the second modification is configured to have a shape in which the cross section increases radially outward from the fluid suction side toward the fluid discharge side, and is tubular. The fluid discharge side of the housing 501 has a fluid discharge port 514 having a shape extending in the circumferential direction along the inner side surface of the tubular housing 501.
また、図２９に示す側面図では、管状ハウジング５０１が、吸入側の縁部、かつ、２つの隣接するブレード間に、凹み５０８を有しているが、凹み５０８は任意の構成である。 In the side view shown in FIG. 29, the tubular housing 501 has a recess 508 between the suction side edge and two adjacent blades, but the recess 508 has an arbitrary configuration.
図２６および図２９に示すように、スクリュー５００は、スクリュー５００の回転軸上に、流体吐出側に突出する軸状突起５１６を有している。ここで、図２６等に示す軸状突起５１６は、ボス５０２と一体的に形成されたものとして構成されている。しかしながら、ボス５０２の流体吸入側においてボス５０２と接続している駆動軸５０５が、ボス５０２を貫通するように構成され、ボス５０２の流体吐出側から突出した駆動軸５０５の端部を軸状突起５１６としてもよい。 As shown in FIG. 26 and FIG. 29, the screw 500 has a shaft-like protrusion 516 that protrudes toward the fluid discharge side on the rotation shaft of the screw 500. Here, the shaft-like protrusions 516 shown in FIG. 26 and the like are formed integrally with the boss 502. However, the drive shaft 505 connected to the boss 502 on the fluid suction side of the boss 502 is configured to penetrate the boss 502, and the end of the drive shaft 505 protruding from the fluid discharge side of the boss 502 is formed as an axial protrusion. 516 may be used.
図３０はさらに、本変形例２の推進装置５０の管状ハウジング５０１を回転自在に収納したケーシング５１０を示している。ケーシング５１０は、ケーシング１１１と同様、フロントケーシング５１１とリアケーシング５１２を有する。ケーシング５１０は、固定部５１３によって、船底等に固定される。 FIG. 30 further shows a casing 510 in which the tubular housing 501 of the propulsion device 50 according to the second modification is rotatably housed. As with the casing 111, the casing 510 includes a front casing 511 and a rear casing 512. The casing 510 is fixed to the ship bottom or the like by a fixing portion 513.
リアケーシング５１２は、管状ハウジング５０１の吐出側に対向して配置されるとともに、流体吐出側に先細りに突出する整流突起５０４を有する。このような整流突起５０４を有することにより、管状ハウジング４０１から吐出された流体のうち、回転軸の周辺に位置する流体を整流することができる。図３０に示す例では、整流突起５０４は、整流板５１５によってリアケーシング５１２の内側側面に固定されている。しかしながら、整流板５１５に代えて、簡単な支持部によってリアケーシング５１２の内側側面に固定してもよい。 The rear casing 512 is disposed to face the discharge side of the tubular housing 501 and has a rectifying protrusion 504 that projects toward the fluid discharge side. By having such a rectification protrusion 504, the fluid located in the periphery of a rotating shaft among the fluid discharged from the tubular housing 401 can be rectified. In the example shown in FIG. 30, the rectifying protrusion 504 is fixed to the inner side surface of the rear casing 512 by a rectifying plate 515. However, instead of the current plate 515, it may be fixed to the inner side surface of the rear casing 512 by a simple support portion.
さらに、整流突起５０４の流体吸入側には、切り欠き部５１７が設けられており、切り欠き部５１７の内側には軸受５１８が配置されている。つまり、スクリュー５００の流体吐出側に突出する軸状突起５１６が、リアケーシング５１２の整流突起５０４に設けられた切り欠き部５１７に挿入されると、切り欠き部５１６の内側に配置された軸受５１８によって回転可能に支持される。 Furthermore, a notch 517 is provided on the fluid suction side of the rectifying protrusion 504, and a bearing 518 is disposed inside the notch 517. That is, when the shaft-like protrusion 516 protruding to the fluid discharge side of the screw 500 is inserted into the notch 517 provided on the rectifying protrusion 504 of the rear casing 512, the bearing 518 disposed inside the notch 516. Is supported rotatably.
（総括）
以上、本発明の各実施形態における推進装置の特徴について説明した。
(Summary)
The features of the propulsion device in each embodiment of the present invention have been described above.
なお、複数の実施形態およびその変形例を説明したが、各実施形態あるいは変形例の特徴を２以上含むようにしてもよい。つまり、各実施形態は、実施形態または変形例同士で組み合わせることが可能である。例えば、実施形態１と実施形態４とを組み合わせ、推進装置１０のスクリュー部１００の流体吐出側から軸状突起が突出するように形成し、ケーシング１１２に整流突起を設けるとともに、整流突起が軸状突起を回転可能に支持する軸受を有するように構成してもよい。 Although a plurality of embodiments and modifications thereof have been described, two or more features of each embodiment or modification may be included. That is, each embodiment can be combined with the embodiment or the modification. For example, the first embodiment and the fourth embodiment are combined so that the shaft-like protrusion protrudes from the fluid discharge side of the screw unit 100 of the propulsion device 10, and the rectifying protrusion is provided on the casing 112, and the rectifying protrusion is the axial shape. You may comprise so that it may have a bearing which supports protrusion protrusionably.
また、各実施形態に開示の構成、方法は、その要素を本発明に適宜組み合わせることができる。つまり、各実施形態に開示の要素同士が必須の組み合わせという訳ではなく、各要素を適宜発明として組み込むことが可能である。 In addition, elements and methods disclosed in each embodiment can be combined with the present invention as appropriate. That is, the elements disclosed in each embodiment are not necessarily an essential combination, and each element can be appropriately incorporated as an invention.
本発明は、主として船舶の推進装置に用いられるものであるが、本発明は推進装置の用途に限られるものではなく、例えば、撹拌機や発電機などに用いてもよい。 The present invention is mainly used for a marine vessel propulsion apparatus, but the present invention is not limited to the use of the propulsion apparatus, and may be used for, for example, an agitator or a generator.
１０、２０、３０、４０、５０ 推進装置
１００、２００、３００、４００、５００ スクリュー
１０１、２０１、３０１、４０１、５００ 管状ハウジング
１０２、２０２、３０２、４０２、５０２ ボス
１０３、２０３、３０３、４０３、５０３ ブレード
１０４、２０４、４０４、５０２ 整流突起
１０５、２０５、３０５、４０５、５０５ 駆動軸
１０６ 内縁部
１０７ 外縁部
１０８、２０８、３０８、４０８、５０８ 凹み
１０９ 導流板
１１０、４１０、５１０ ケーシング
１１１、４１１、５１１ フロントケーシング
１１２、４１２、５１２ リアケーシング
１１３、４１３、５１３ 固定部
４１４、５１４ 流体吐出口
４１５、５１５ 整流板
５１６ 軸状突起
５１７ 切り欠き部
５１８ 軸受
10, 20, 30, 40, 50 Propulsion device 100, 200, 300, 400, 500 Screw 101, 201, 301, 401, 500 Tubular housing 102, 202, 302, 402, 502 Boss 103, 203, 303, 403, 503 Blade 104, 204, 404, 502 Rectifying projection 105, 205, 305, 405, 505 Drive shaft 106 Inner edge 107 Outer edge 108, 208, 308, 408, 508 Recess 109 Current guide plate 110, 410, 510 Casing 111, 411, 511 Front casing 112, 412, 512 Rear casing 113, 413, 513 Fixing part 414, 514 Fluid discharge port 415, 515 Current plate 516 Axial projection
517 Notch 518 Bearing
Claims (7)
回転軸に対してらせん状に配置された複数のブレードを有するスクリューと、
前記複数のブレードが内側側面に固定されるとともに、前記吸入側の縁部、かつ、隣接する前記ブレード間に、前記回転軸の方向の凹みを有する管状ハウジングと、
を有する推進装置。 A propulsion device that sucks fluid from the suction side and discharges it from the discharge side,
A screw having a plurality of blades arranged spirally with respect to the rotation axis;
A tubular housing having the plurality of blades fixed to the inner side surface and having a recess in the direction of the rotation axis between the suction side edge and the adjacent blade;
Propulsion device having.
請求項１記載の推進装置。 The tubular housing has a first radius from the rotation axis on the discharge side to the inner side surface that is smaller than a second radius from the rotation axis on the suction side to the inner side surface,
The propulsion device according to claim 1.
回転軸に対してらせん状に配置された複数のブレードを有するスクリューと、
前記複数のブレードが内側側面に固定され、かつ、前記吐出側における前記回転軸から前記内側側面までの第１半径が、前記吸入側における前記回転軸から前記内側側面までの第２半径よりも大きい、管状ハウジングと、
を有する推進装置。 A propulsion device that sucks fluid from the suction side and discharges it from the discharge side,
A screw having a plurality of blades arranged spirally with respect to the rotation axis;
The plurality of blades are fixed to an inner side surface, and a first radius from the rotating shaft to the inner side surface on the discharge side is larger than a second radius from the rotating shaft to the inner side surface on the suction side. A tubular housing;
Propulsion device having.
請求項３記載の推進装置。 The tubular housing has a recess in the direction of the rotation axis between the suction side edge and the adjacent blades.
The propulsion device according to claim 3.
請求項１〜４記載の推進装置。 A casing that rotatably accommodates the tubular housing;
The propulsion device according to claim 1.
請求項５記載の推進装置。 The casing includes a rectifying protrusion that is disposed to face the discharge side of the tubular housing and is formed so as to protrude in a tapered manner on the discharge side.
The propulsion device according to claim 5.
前記整流突起は、前記軸状突起を回転可能に支持する軸受を有する、
請求項６記載の推進装置。
The screw has a shaft-like projection on the rotation axis of the screw and on the discharge side,
The rectifying protrusion has a bearing that rotatably supports the shaft-shaped protrusion.
The propulsion device according to claim 6.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018081488A JP7144001B2 (en) | 2018-04-20 | 2018-04-20 | propulsion device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018081488A JP7144001B2 (en) | 2018-04-20 | 2018-04-20 | propulsion device |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2019188910A true JP2019188910A (en) | 2019-10-31 |
| JP2019188910A5 JP2019188910A5 (en) | 2021-11-18 |
| JP7144001B2 JP7144001B2 (en) | 2022-09-29 |
Family
ID=68387583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2018081488A Active JP7144001B2 (en) | 2018-04-20 | 2018-04-20 | propulsion device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7144001B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111115751A (en) * | 2019-12-06 | 2020-05-08 | 江苏大学 | Centrifugal rotational flow cavitation generator |
| CN115107976A (en) * | 2022-08-02 | 2022-09-27 | 杨传成 | Tubular impeller and tubular intensive supercharging impeller set |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2803211A (en) * | 1955-02-21 | 1957-08-20 | Robert W Erlbacher | Tubular rudder |
| JPS6226796U (en) * | 1985-08-02 | 1987-02-18 | ||
| JPH05193563A (en) * | 1992-01-17 | 1993-08-03 | Hitachi Zosen Corp | Shaft part supporting structure for counter-rotating propeller |
| JPH082486A (en) * | 1994-04-19 | 1996-01-09 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | Marine vessel |
| JPH11278380A (en) * | 1998-03-31 | 1999-10-12 | Hitachi Zosen Corp | Propulsion device for ship |
| WO2008147208A1 (en) * | 2007-05-25 | 2008-12-04 | Rolls-Royce Marine As | System for fixing a propeller nozzle to a structure that forms a vessel or a part of a vessel |
-
2018
- 2018-04-20 JP JP2018081488A patent/JP7144001B2/en active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2803211A (en) * | 1955-02-21 | 1957-08-20 | Robert W Erlbacher | Tubular rudder |
| JPS6226796U (en) * | 1985-08-02 | 1987-02-18 | ||
| JPH05193563A (en) * | 1992-01-17 | 1993-08-03 | Hitachi Zosen Corp | Shaft part supporting structure for counter-rotating propeller |
| JPH082486A (en) * | 1994-04-19 | 1996-01-09 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | Marine vessel |
| JPH11278380A (en) * | 1998-03-31 | 1999-10-12 | Hitachi Zosen Corp | Propulsion device for ship |
| WO2008147208A1 (en) * | 2007-05-25 | 2008-12-04 | Rolls-Royce Marine As | System for fixing a propeller nozzle to a structure that forms a vessel or a part of a vessel |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111115751A (en) * | 2019-12-06 | 2020-05-08 | 江苏大学 | Centrifugal rotational flow cavitation generator |
| CN111115751B (en) * | 2019-12-06 | 2022-05-17 | 共青科技职业学院 | Centrifugal rotational flow cavitation generator |
| CN115107976A (en) * | 2022-08-02 | 2022-09-27 | 杨传成 | Tubular impeller and tubular intensive supercharging impeller set |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP7144001B2 (en) | 2022-09-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7106444B2 (en) | marine screw, pump screw or turbine screw | |
| US11448232B2 (en) | Propeller blade | |
| JP5390387B2 (en) | Safety propeller | |
| US7008189B2 (en) | Centrifugal fan | |
| JP2019188910A (en) | Propulsion unit | |
| JP2009090961A (en) | Pod type propeller and pod type pump device | |
| JP2007125914A (en) | Fluid focusing propeller | |
| KR101035142B1 (en) | Screw with two different vector whirl water blades in one | |
| JP5348822B2 (en) | Horizontal axis propeller | |
| JP5372319B2 (en) | Horizontal axis propeller | |
| JP2019183603A (en) | Drainage vane | |
| JP2008101553A (en) | Impeller of water pump | |
| US6991499B2 (en) | Waterjet propulsion apparatus | |
| JP4974605B2 (en) | Impeller and underwater mixer | |
| US6206636B1 (en) | Ribbed impeller | |
| JP5222248B2 (en) | Pump and fine bubble generator equipped with the pump | |
| JP2003191889A (en) | Propeller with low vibration and high efficiency by wing end curving and bending structure | |
| JP2008240656A (en) | Impeller structure of pump | |
| KR101757471B1 (en) | Propeller hub | |
| JP2008100628A (en) | Fluid thrust generating device | |
| JP3584589B2 (en) | Axial fan | |
| JP2022164069A (en) | impeller | |
| JP2023114494A (en) | Vortex pump | |
| JPH07108992A (en) | Marine propeller with duct | |
| JP2012047099A (en) | Cooling fan |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20180615 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20180615 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20190411 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20190411 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20200309 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20200309 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200521 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20200521 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210330 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210330 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20210803 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20210803 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220217 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220222 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220420 |
|
| 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: 20220816 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220907 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7144001 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |