JP2024067859A - スクリュープロペラ - Google Patents

Abstract

【課題】スクリュープロペラの後流に発生するハブ渦の影響を効果的に低減できるスクリュープロペラを提供する。【解決手段】プロペラハブと、プロペラハブから径方向における外側に突出する少なくとも１つのプロペラ翼と、を備えるスクリュープロペラであって、少なくとも１つのプロペラ翼よりもプロペラハブの後端側においてプロペラハブの外周面に形成された少なくとも１つの溝部を有し、少なくとも１つの溝部は、前端から後端に向かうにつれてプロペラハブの回転方向における上流側に向かって延在し、溝部の前端に、プロペラハブの周方向に沿って所定の周方向角度だけ延在して、溝部と該溝部に対してプロペラハブの前端側に隣接する溝部が形成されていない外周面とを仕切る前端側境界縁が形成された、を備える。【選択図】図２

Description

本開示は、スクリュープロペラに関する。

舶用プロペラ（スクリュープロペラ）は、プロペラハブと、プロペラハブから径方向における外側に突出する複数のプロペラ翼を備える。スクリュープロペラの後流には、ハブ渦と呼ばれる渦が発生する。ハブ渦は、それ自体の圧力低下によりプロペラの推力を低下させる。また、ハブ渦は、キャビテーションを発生させることで、騒音やキャビテーションエロ―ジョンの要因となる。

特開平４－２１２６９５号公報 特開平５－１３１９８０号公報

ハブ渦の発生を抑制するために、プロペラハブの複数のプロペラ翼よりも後端側の外周面に複数の溝を形成することが広く行われている（例えば、特許文献１、２）。プロペラハブに形成された複数の溝による、ハブ渦の影響を低減する効果を高める必要がある。

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、スクリュープロペラの後流に発生するハブ渦の影響を効果的に低減できるスクリュープロペラを提供することを目的とする。

本発明の少なくとも一実施形態に係るスクリュープロペラは、
プロペラハブと、前記プロペラハブから径方向における外側に突出する少なくとも１つのプロペラ翼と、を備えるスクリュープロペラであって、
前記少なくとも１つのプロペラ翼よりも前記プロペラハブの後端側において前記プロペラハブの外周面に形成された少なくとも１つの溝部を有し、
前記少なくとも１つの溝部は、
前端から後端に向かうにつれて前記プロペラハブの回転方向における上流側に向かって延在し、
前記溝部の前記前端に、前記プロペラハブの周方向に沿って所定の周方向角度だけ延在して、前記溝部と前記溝部に対して前記プロペラハブの前端側に隣接する前記溝部が形成されていない前記外周面とを仕切る前端側境界縁が形成された。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、スクリュープロペラの後流に発生するハブ渦の影響を効果的に低減できるスクリュープロペラが提供される。

本開示の一実施形態に係るスクリュープロペラの概略図である。 本開示の一実施形態に係るスクリュープロペラの溝部を説明するための説明図である。 本開示の一実施形態に係るスクリュープロペラの軸方向に直交する断面を示す概略断面図である。 比較例に係るスクリュープロペラの溝部を説明するための説明図である。 本開示の一実施形態に係るスクリュープロペラの軸方向に直交する断面を示す概略断面図である。 本開示の一実施形態に係るスクリュープロペラの軸方向に直交する断面を示す概略断面図である。 本開示の一実施形態に係るスクリュープロペラの溝部を説明するための説明図である。 本開示の一実施形態に係るスクリュープロペラの概略子午面図である。 本開示の一実施形態に係るスクリュープロペラの概略子午面図である。 本開示の一実施形態に係るスクリュープロペラの概略平面図である。 本開示の一実施形態に係るスクリュープロペラのプロペラ翼を説明するための説明図である。 本開示の一実施形態に係るスクリュープロペラのプロペラ翼を説明するための説明図である。 本開示の一実施形態に係るスクリュープロペラの溝部によるハブ渦の渦強さの低減効果を説明するための説明図である。 本開示の一実施形態に係るスクリュープロペラの溝部によるハブ渦の渦核径の増大効果を説明するための説明図である。 本開示の一実施形態に係るスクリュープロペラの溝部による、ハブ渦の影響による圧力低下の抑制効果を説明するための説明図である。 本開示の一実施形態に係るスクリュープロペラのプロペラ翼と溝部を説明するための説明図である。 本開示の一実施形態に係るスクリュープロペラのプロペラ翼と溝部を説明するための説明図である。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

（スクリュープロペラ）
図１は、本開示の一実施形態に係るスクリュープロペラ１の概略図である。幾つかの実施形態に係るスクリュープロペラ１は、プロペラハブ２と、プロペラハブ２から径方向における外側に突出する少なくとも１つのプロペラ翼３と、を備える。スクリュープロペラ１は、舶用プロペラである。

図示される実施形態では、プロペラハブ２は、図１に示されるように、プロペラハブ２の軸線ＬＡに沿って長手方向を有する円柱状に形成され、上記長手方向の一方側に他方側よりも小径に形成されたボス部２Ｂを有するハブ本体２Ａと、円筒状に形成され、ボス部２Ｂが嵌入されるボスキャップ２Ｃと、を含む。ボスキャップ２Ｃの外径は、プロペラハブ２の上記他方側の外径と等しくなっている。プロペラハブ２は、ハブ本体２Ａにボスキャップ２Ｃに取り付けられることで構成され、プロペラハブ２の軸線ＬＡに沿って長手方向を有する円柱状に形成されている。なお、プロペラハブ２は、図示される実施形態に限定されない。例えば、プロペラハブ２は、ハブ本体２Ａとボスキャップ２Ｃとが一体的に形成されていてもよい。また、プロペラハブ２は、プロペラ翼３よりもプロペラハブ２の長手方向における後端側において、プロペラハブ２の後端側に向かうにつれて軸線ＬＡからの距離が小さくなる外周面２３（例えば、半球面）を有していてもよい。

以下、プロペラハブ２の軸線ＬＡが延在する方向をプロペラハブ２（スクリュープロペラ１）の軸方向と定義し、軸線ＬＡに直交する方向をプロペラハブ２（スクリュープロペラ１）の径方向と定義し、軸線ＬＡ回りの周方向をプロペラハブ２（スクリュープロペラ１）の周方向と定義する。プロペラハブ２は、上記軸方向の一方側（図１中右側）に設けられる前端２１と、上記軸方向の他方側（図１中左側）に設けられる後端２２と、前端２１から後端２２までに亘り上記軸方向に沿って延在する外周面２３と、を含む。上記軸方向において後端２２に対して前端２１が位置する側を前端側と定義し、前端２１に対して後端２２が位置する側（上記前端側とは反対側）を後端側と定義する。

プロペラハブ２は、前端２１にプロペラシャフト１１の一端部が接続されている。プロペラシャフト１１は、ディーゼルエンジン、蒸気タービン、ガスタービン、電動機等のプロペラハブ２を回転させるための動力（回転力）を発生させる動力発生装置（駆動源）１０から上記動力が伝達されるようになっている。プロペラハブ２は、プロペラシャフト１１を介して動力発生装置１０から伝達される動力により、プロペラシャフト１１とともに軸線ＬＡ回りに回転するようになっている。図１には、プロペラハブ２の回転方向Ｒが示されている。

（プロペラ翼）
図示される実施形態では、上述した少なくとも１つのプロペラ翼３は、プロペラハブ２の周方向に間隔をあけて配置された複数のプロペラ翼３を含む。複数のプロペラ翼３の各々は、プロペラハブ２の軸方向に対して傾斜しており、上記前端２１側に設けられた前端３１から上記後端２２側に設けられた後端３２に向かうにつれてプロペラハブ２の回転方向Ｒにおける上流側に向かって延在している。複数のプロペラ翼３の各々は、前端３１が後端３２よりもプロペラハブ２の回転方向Ｒにおける下流側に位置している。複数のプロペラ翼３の各々は、少なくとも１つのプロペラ翼３は、高さ方向の一端である翼根部３３が、ハブ本体２Ａ（プロペラハブ２）に接続されている。

（溝部）
図２は、本開示の一実施形態に係るスクリュープロペラ１の溝部４を説明するための説明図である。図２では、スクリュープロペラ１を径方向における外側から視た状態が概略的に示されている。プロペラハブ２は、上述した少なくとも１つ（図示例では、複数）のプロペラ翼３よりもプロペラハブ２の後端２２側において、ボスキャップ２Ｃ（プロペラハブ２）の外周面２３に形成された少なくとも１つの溝部４を有する。図示される実施形態では、上述した少なくとも１つの溝部４は、プロペラハブ２の周方向に配置された複数の溝部４を含む。

複数の溝部４の各々は、プロペラハブ２の軸方向に対して傾斜しており、溝部４の上記前端２１側に設けられた前端４１から上記後端２２側に設けられた後端４２に向かうにつれてプロペラハブ２の回転方向Ｒにおける上流側に向かって延在している。複数の溝部４の各々は、前端４１が後端４２よりもプロペラハブ２の回転方向Ｒにおける下流側に位置している。

図３は、本開示の一実施形態に係るスクリュープロペラ１の軸方向に直交する断面を示す概略断面図である。幾つかの実施形態では、上述した複数の溝部４の各々は、図３に示されるような、プロペラハブ２の軸線ＬＡに直交する断面において、溝部４に対してプロペラハブ２の回転方向Ｒにおける上流側に位置する外周面２３Ｂに接続される溝部４の上流側縁４３から回転方向Ｒにおける下流側に向かうにつれてプロペラハブ２の軸線ＬＡからの距離が徐々に小さくなるように傾斜する案内面５と、案内面５の回転方向Ｒにおける下流端５１から、溝部４に対してプロペラハブ２の回転方向Ｒにおける下流側に位置する外周面２３Ｃに接続される溝部４の下流側縁４４までに亘りプロペラハブ２の径方向における外側に向かって延在する壁面６と、を含む。複数の溝部４の各々は、プロペラハブ２の軸線ＬＡに直交する断面において、案内面５の下流端５１が溝部４の径方向における最深部になっており、案内面５は上記最深部からの傾斜が壁面６よりも緩やかになっている。

溝部４の上流側縁４３、下流側縁４４及び最深縁（案内面５の下流端５１）の各々は、各々の前端から後端に向かうにつれてプロペラハブ２の回転方向Ｒにおける上流側に向かって延在しており、各々の前端が後端よりもプロペラハブ２の回転方向Ｒにおける下流側に位置している。

（前端側境界縁）
図２に示されるように、複数の溝部４の各々は、溝部４の前端４１に、プロペラハブ２の周方向に沿って所定の周方向角度だけ延在して、溝部４と溝部４に対してプロペラハブ２の前端側に隣接する溝部４が形成されていない外周面２３Ａとを仕切る前端側境界縁４１Ａが形成されている。前端側境界縁４１Ａは、上流側縁４３の前端に一端（回転方向Ｒの上流端）が接続され、案内面５の下流端５１の前端に他端（回転方向Ｒの下流端）が接続されている。上流側縁４３の前端は、案内面５の下流端５１の前端よりも回転方向Ｒの上流側に位置している。なお、溝部４の１つ当たりの上記所定の周方向角度は、少なくとも５°以上であることが好ましく、１０°以上であることがさらに好ましい。

（比較例に係るスクリュープロペラ）
図４は、比較例に係るスクリュープロペラ０１の溝部０４を説明するための説明図である。比較例に係るスクリュープロペラ０１の溝部０４には、上述した前端側境界縁４１Ａが形成されていない。溝部０４は、上流側縁４３の前端が案内面５の下流端５１の前端に接続されている。図２及び図４では、プロペラ翼３を通過して外周面２３（２３Ａ）に沿って流れる流体（主流）の流れ方向を矢印で示している。上記主流は、プロペラハブ２の軸方向に対して回転方向Ｒの上流側に向かって傾斜する方向に流れる。

スクリュープロペラ１の後流に発生するハブ渦の影響を低減するためには、ハブ渦の渦核径を大きくするか、ハブ渦の渦強さを小さくする必要がある。図２に示されるように、溝部４の前端４１に前端側境界縁４１Ａが形成されることで、比較例のような前端側境界縁４１Ａが形成されていない場合（図４参照）に比べて、溝部４の前端４１におけるプロペラハブ２の全周に対して溝部４の占める割合を増加させることができる。これにより、プロペラハブ２の外周面２３Ａに沿って流れる流体が溝部４の内部に入り込み易くなるため、溝部４の内部に流入する流体の流量を増加させることができる。溝部４の内部に流入する流体の流量を増加させることで、ハブ渦に供給される流体の流量が増大し、ハブ渦の渦核径を大きくする効果が高まる。

溝部４の前端４１に前端側境界縁４１Ａが形成されることで、比較例のような前端側境界縁４１Ａが形成されない場合に比べて、上記主流が案内面５に沿って流れて壁面６に到達するまでの距離を大きなものとすることができる。つまり、溝部４の内部に流入する流体に対する溝部４の傾斜を緩やかなものとすることができる。これにより、溝部４の内部に流入した流体の剥離を抑制できる。溝部４の内部に流入した流体の剥離を抑制することで、溝部４の内部に流入した流体を溝部４の壁面６に衝突させて上記流体の流れの回転力を弱める効果を効果的に発揮させることができる。上記流体の流れの回転力を弱めることで、ハブ渦の発生を抑制できる。上述したスクリュープロペラ１は、前端４１に前端側境界縁４１Ａが形成された溝部４により、スクリュープロペラ１の後流に発生するハブ渦の影響を効果的に低減できる。

（溝部の断面形状）
図５及び図６の各々は、本開示の一実施形態に係るスクリュープロペラ１の軸方向に直交する断面を示す概略断面図である。幾つかの実施形態では、図３、図５及び図６に示されるように、上述した少なくとも１つの溝部４は、上述した案内面５と、上述した壁面６と、を含む。

上記の構成によれば、プロペラハブ２の外周面２３Ａに沿って流れて溝部４の内部に流入した流体を、該流体の剥離を抑制しつつ、案内面５に沿って導き、壁面６に衝突させることができる。よって、上記の構成によれば、溝部４の内部に流入した流体の流れの回転力を効果的に弱めることができる。

幾つかの実施形態では、上述した案内面５は、図３に示されるように、プロペラハブ２の軸線ＬＡに直交する断面において、上流側縁４３から案内面５の下流端５１までの少なくとも一部が、プロペラハブ２の径方向における外側に突出するような円弧状に形成されている。

図示される実施形態では、プロペラハブ２の軸線ＬＡに直交する断面において、プロペラハブ２の径方向における外側に突出するような円弧状に形成された凸円弧状部５Ａが、上流側縁４３から案内面５の下流端５１までに亘り形成されている。

上記の構成によれば、プロペラハブ２の径方向における外側に突出するような円弧状に形成された案内面５により、溝部４の内部に流入した流体の旋回流れを案内できるため、溝部４の内部に流入した流体の流れの剥離を効果的に抑制できる。

幾つかの実施形態では、上述した案内面５は、図５に示されるように、プロペラハブ２の軸線ＬＡに直交する断面において、上流側縁４３から案内面５の下流端５１までの少なくとも一部が、直線状に形成されている。図示される実施形態では、プロペラハブ２の軸線ＬＡに直交する断面において、上流側縁４３から案内面５の下流端５１までに亘り直線状部５Ｂが形成されている。

上記の構成によれば、直線状に形成された案内面５は、円弧状に形成された案内面５に比べて切削加工による形状形成が容易であり、溝部４を有するスクリュープロペラ１の加工コストを低減できる。

上述した案内面５は、図６に示されるように、プロペラハブ２の軸線ＬＡに直交する断面において、上流側縁４３から案内面５の下流端５１までの少なくとも一部が、プロペラハブ２の径方向における内側に突出するような円弧状に形成されていてもよい。また、上述した案内面５は、プロペラハブ２の軸線ＬＡに直交する断面において、二つ以上の円弧を有する曲面状に形成されていてもよい。

図示される実施形態では、プロペラハブ２の軸線ＬＡに直交する断面において、プロペラハブ２の径方向における内側に突出するような円弧状に形成された凹円弧状部５Ｃが、上流側縁４３から案内面５の下流端５１までに亘り形成されている。

幾つかの実施形態では、上述した少なくとも１つの溝部４は、プロペラハブ２の周方向に配置された複数の溝部４を含む。図示される実施形態では、複数の溝部４は、プロペラハブ２の周方向に互いに間隔をあけて配置されている。なお、他の幾つかの実施形態では、プロペラハブ２の周方向に互いに隣接する二つの溝部４が連続していてもよい。すなわち、互いに隣接する二つの溝部４のうち、一方の溝部４の上流側縁４３が他方の溝部４の下流側縁４４になっていてもよい。

図２に示される実施形態では、複数の溝部４の夫々の後端４２が、プロペラハブ２の軸方向において揃った位置に形成されているが、少なくとも１つの溝部４の後端４２が他の溝部４の後端４２に対してプロペラハブ２の軸方向においてずれた位置に配置されていてもよい。幾つかの実施形態では、図２に示されるように、プロペラハブ２の軸方向において、複数の溝部４の夫々の後端４２のうち、最もプロペラハブ２の前端２１側の位置を第１基準位置ＲＰ１と定義した場合において、第１基準位置ＲＰ１において、プロペラハブ２の全周に対して複数の溝部４が周方向において占める割合が２５％以上になるように構成されている。複数の溝部４の夫々の後端４２は、プロペラハブ２の軸方向における第１基準位置ＲＰ１と同じ位置、又は、第１基準位置ＲＰ１よりもプロペラハブ２の後端側に形成されている。図示される実施形態では、複数の溝部４の夫々の後端４２が、プロペラハブ２の軸方向における第１基準位置ＲＰ１と同じ位置に形成されている。

上記の構成によれば、少なくとも第１基準位置ＲＰ１において、プロペラハブ２の全周に対して複数の溝部４が周方向において占める割合を大きなものとすることで、プロペラハブ２の外周面２３に沿って流れる流体を、複数の溝部４の内部に効率良く導入することができる。

図２に示される実施形態では、複数の溝部４の夫々の前端４１が、プロペラハブ２の軸方向において揃った位置に形成されているが、少なくとも１つの溝部４の前端４１が他の溝部４の前端４１に対してプロペラハブ２の軸方向においてずれた位置に配置されていてもよい。幾つかの実施形態では、図２に示されるように、プロペラハブ２の軸方向において、複数の溝部４の夫々の前端４１のうち、最もプロペラハブ２の後端２２側の位置を第２基準位置ＲＰ２と定義した場合において、第１基準位置ＲＰ１から第２基準位置ＲＰ２までに亘り、プロペラハブ２の全周に対して複数の溝部４が周方向において占める割合が２５％以上になるように構成されている。複数の溝部４の夫々の前端４１は、プロペラハブ２の軸方向における第２基準位置ＲＰ２と同じ位置、又は、第２基準位置ＲＰ２よりもプロペラハブ２の前端側に形成されている。図示される実施形態では、複数の溝部４の夫々の前端４１が、プロペラハブ２の軸方向における第２基準位置ＲＰ２と同じ位置に形成されている。

上記の構成によれば、第１基準位置ＲＰ１から第２基準位置ＲＰ２までに亘る範囲において、プロペラハブ２の全周に対して複数の溝部４が周方向において占める割合を大きなものとすることで、プロペラハブ２の外周面２３に沿って流れる流体を、複数の溝部４の内部により効率良く導入することができる。

（後端側境界縁）
幾つかの実施形態では、図２に示されるように、上述したプロペラハブ２は、プロペラハブ２の後端２２側の端部にプロペラハブ２の軸線ＬＡに対して交差する方向に沿って延在する後端側端面２２Ａを有する。上述した溝部４の後端４２は、後端側端面２２Ａに形成され、且つプロペラハブ２の周方向に沿って所定の周方向角度だけ延在する後端側境界縁４２Ａを含む。後端側境界縁４２Ａは、上流側縁４３の後端に一端（回転方向Ｒの上流端）が接続され、案内面５の下流端５１の後端に他端（回転方向Ｒの下流端）が接続されている。上流側縁４３の後端は、案内面５の下流端５１の後端よりも回転方向Ｒの上流側に位置している。なお、溝部４の１つ当たりの上記所定の周方向角度は、少なくとも５°以上であることが好ましく、１０°以上であることがさらに好ましい。

上記の構成によれば、溝部４の壁面６に衝突した流体を、後端側境界縁４２Ａを含む溝部４の後端４２から溝部４の外部に流出させることができる。この場合には、溝部４の内部に流入した流体の流れの剥離を効果的に抑制できる。

（後端側端面のＲ形状部）
幾つかの実施形態では、図８に示されるように、上述したプロペラハブ２は、後端側端面２２Ａと外周面２３との接続部２２１がＲ形状を有する。この場合には、接続部２２１をＲ形状とすることで、後端側端面２２Ａ（後端２２）におけるキャビテーション発生リスクの低減が図れる。なお、他の幾つかの実施形態では、上述したプロペラハブ２は、後端側端面２２Ａを有しない形状になっていてもよい。

幾つかの実施形態では、図１に示されるように、上述したプロペラハブ２は、プロペラハブ２の前端２１側の端部にプロペラハブ２の軸線ＬＡに対して交差する方向に沿って延在する前端側端面２１Ａを有する。

（溝部の周方向幅の分布）
図７は、本開示の一実施形態に係るスクリュープロペラ１の溝部４を説明するための説明図である。図７では、スクリュープロペラ１を径方向における外側から視た状態が概略的に示されている。幾つかの実施形態では、図７に示されるように、溝部４の案内面５の下流端５１のプロペラハブ２の軸方向に対する傾斜角度（例えば、下流端５１の上端における傾斜角度）をα１と定義し、溝部４の上流側縁４３のプロペラハブ２の軸方向に対する傾斜角度（例えば、上流側縁４３の上端における傾斜角度）をα２と定義した場合において、複数の溝部４の各々は、傾斜角度α２が傾斜角度α１よりも大きくなっている。そして、複数の溝部４の各々は、プロペラハブ２の後端２２側に向かうにつれて案内面５の周方向幅（上流側縁４３から案内面５の下流端５１までの距離）が大きくなるように構成されている。

前端側境界縁４１Ａの周方向角度が一定以上大きくなると、溝部４の効果が変化しなくなる。具体的には、案内面５の下流端５１の後端に向かう主流の流れの溝部４の前端４１との交点ＰＩにおける主流のプロペラハブ２の軸方向に対する傾斜角度を平面角とした場合に、上記傾斜角度α２が上記平面角よりも大きく、上流側縁４３の前端が交点ＰＩよりも回転方向における上流側に位置している場合には、前端側境界縁４１Ａの周方向角度をさらに大きくしても、溝部４の効果が変化しなくなる。

上記の構成によれば、プロペラハブ２の後端２２側に向かうにつれて案内面５の周方向幅が大きくなるように構成することで、溝部４を切削加工等により形成する際の加工量を低減でき、溝部４を有するスクリュープロペラ１の加工コストを低減できる。また、比較例のような溝部０４から溝部４への加工も容易になる。

なお、他の幾つかの実施形態では、傾斜角度α２が傾斜角度α１以下になっていてもいい。また、他の幾つかの実施形態では、案内面５の周方向幅が溝部４の前端４１から後端４２までに亘り一定になっていてもよいし、プロペラハブ２の後端２２側に向かうにつれて案内面５の周方向幅が小さくなるように構成されていてもよい。

図８及び図９は、本開示の一実施形態に係るスクリュープロペラ１の概略子午面図である。幾つかの実施形態では、図８及び図９に示されるように、上述した複数の溝部４の各々は、プロペラハブ２の子午面視において、案内面５（径方向における最深部である下流端５１）がプロペラハブ２の後端２２側に向かうにつれて径方向における内側に位置するように傾斜している。すなわち、複数の溝部４の各々は、案内面５がプロペラハブ２の後端２２側に向かうにつれて深くなっている。

図８に示されるように、案内面５の子午面視におけるプロペラハブ２の軸方向に対する傾斜角度（例えば、案内面５の前端４１における傾斜角度）をθと定義した場合において、傾斜角度θが、１０°≦θ≦４０°の条件を満たすように構成されている。

上記の構成によれば、傾斜角度θが１０°よりも小さい場合には、溝部４の内部の容積が小さく、溝部４の内部に流入できる流体の流量が少なくなるので、溝部４の効果が薄まる虞がある。また、傾斜角度θが４０°よりも大きい場合には、溝部４の内部の傾斜に流体が付いていけず、溝部４から流体が剥離する虞がある。溝部４の傾斜角度θを、１０°≦θ≦４０°の条件を満たすように構成することで、溝部４の内部に流入できる流体の流量を確保できるため、ハブ渦の渦核径を大きくする効果が高まる。

幾つかの実施形態では、図９に示されるように、複数の溝部４の各々は、案内面５と、案内面５よりもプロペラハブ２の前端２１側の外周面２３Ａとの接続部５２がＲ形状を有する。この場合には、接続部５２をＲ形状とすることで、プロペラハブ２の外周面２３に沿って流れる流体の接続部５２における剥離を抑制でき、傾斜角度θを大きなものとすることができる。傾斜角度θを大きなものとすることで、ハブ渦の渦核径を大きくする効果が高まる。

図１０は、本開示の一実施形態に係るスクリュープロペラ１の概略平面図である。図１１及び図１２は、本開示の一実施形態に係るスクリュープロペラ１のプロペラ翼３を説明するための説明図である。図１０に示されるように、案内面５の下流端５１のプロペラハブ２の周方向に対する傾斜角度（例えば、下流端５１の上端における傾斜角度）を溝角度βと定義し、プロペラ翼３の翼根部３３の翼弦線ＰＬ（コード線、翼根部３３におけるプロペラ翼３の前端３１と後端３２を通過する直線）のプロペラハブ２の周方向に対する傾斜角度を翼ピッチ角度ｐと定義する。幾つかの実施形態では、複数の溝部４の各々は、溝角度βが、β≦ｐ＋５°の条件を満たすように構成されている（第１条件）。

上記の構成によれば、溝角度βがβ≦ｐ＋５°の条件（第１条件）を満たす場合には、プロペラ翼３の翼根部３３により曲げられた流体の流れを、溝部４の壁面６がせき止め、プロペラ翼３への流入角に近い角度に戻すことができ、上記流体の旋回流れを効果的に回収できる。上記流体の旋回流れを効果的に回収することで、ハブ渦の渦強さの弱くすることができる。

図１１に示されるように、プロペラ翼３の翼根部３３の前端３１において翼弦線ＰＬとキャンバ線ＣＬ（翼中心線、プロペラ翼３の翼幅の中心を通る線）とがなす角度を入口角度ｐ１と定義する。入口角度ｐ１がｐ１＞１０°の場合には、ハブ渦の渦強さの弱くするためには、ｐ－ｐ１＋１５°≧β≧ｐ－ｐ１－１５°の条件を満たすことが好ましい（第２条件）。また、入口角度ｐ１がｐ１≦１０°の場合には、ハブ渦の渦強さの弱くするためには、ｐ＋５°≧β≧ｐ－２５°の条件を満たすことが好ましい（第３条件）。なお、一般的には、入口角度ｐ１がｐ１＞１０°の場合が多い。入口角度ｐ１及び溝角度βが上記条件（第２条件又は第３条件）を満たす場合には、プロペラ翼３の翼根部３３により曲げられた流体の旋回流れを効果的に回収でき、ハブ渦の渦強さの弱くすることができる。

なお、キャンバ線ＣＬを定義することが困難な場合には、図１２に示されるような、プロペラ翼３の翼根部３３の前端３１近傍（例えば、前端３１から５％後方位置）における正圧面３４の角度と負圧面３５の角度の平均値を上記「ｐ－ｐ１」と定義してもよい。正圧面３４の前端３１近傍（例えば、前端３１から５％後方位置）における接線Ｔ１と、負圧面３５の前端３１近傍（例えば、前端３１から５％後方位置）における接線Ｔ２、の中心を通る直線Ｔ３と翼弦線ＰＬとがなす角度が上記「ｐ－ｐ１」となる。

幾つかの実施形態では、図３に示されるように、上述した複数の溝部４の各々は、プロペラハブ２の軸線ＬＡに直交する断面において、案内面５の下流端５１が、プロペラハブ２の軸線ＬＡから径方向に沿って延びて溝部４の下流側縁４４を通過する仮想直線ＶＬよりも回転方向における下流側に位置する。

上記の構成によれば、プロペラ翼３の翼根部３３により曲げられた流体の流れを、溝部４の壁面６がせき止め、プロペラ翼３への流入角に近い角度に戻すことができ、上記流体の旋回流れを効果的に回収できる。上記流体の旋回流れを効果的に回収することで、ハブ渦の渦強さの弱くすることができる。

幾つかの実施形態では、図３に示されるように、上述した複数の溝部４の各々は、プロペラハブ２の軸線ＬＡに直交する断面において、仮想直線ＶＬと溝部４の壁面６とがなす角度を傾斜角Ｓと定義した場合において、傾斜角Ｓが、１０°＜Ｓ＜２５°の条件を満たす。

上記の構成によれば、傾斜角Ｓが１０°よりも小さいと、プロペラ翼３の翼根部３３により曲げられた流体の流れを、溝部４の壁面６がせき止める効果が弱まる虞がある。また、傾斜角Ｓが２５°よりも大きいと、溝部４の製作難易度が高くなる虞がある。傾斜角Ｓが、１０°＜Ｓ＜２５°の条件を満たす場合には、溝部４の製作難易度が高くなることを抑制しつつ、溝部４の壁面６が流体の流れをせき止める効果を効果的に発揮できる。

図１３は、本開示の一実施形態に係るスクリュープロペラ１の溝部４によるハブ渦の渦強さの低減効果を説明するための説明図である。図１４は、本開示の一実施形態に係るスクリュープロペラ１の溝部４によるハブ渦の渦核径の増大効果を説明するための説明図である。図１５は、本開示の一実施形態に係るスクリュープロペラ１の溝部４による、ハブ渦の影響による圧力低下の抑制効果を説明するための説明図である。図１３～図１５における符号１は、上述した溝部４を有するスクリュープロペラ１を示している。図１３～図１５における符号０１は、上述した溝部０４を有するスクリュープロペラ０１を示している。図１３～図１５における符号０１Ａは、プロペラハブ２に溝部が形成されていないスクリュープロペラ０１Ａを示している。図１３～図１５では、各スクリュープロペラ１、０１、０１Ａを用いた場合の解析結果が示されている。

図１３に示されるように、スクリュープロペラ１は、スクリュープロペラ０１、０１Ａに比べて、ハブ渦の渦強さＶＳを弱めることができる。図１４に示されるように、スクリュープロペラ１は、スクリュープロペラ０１、０１Ａに比べて、ハブ渦の渦核径ＶＣＲを増大させることができる。図１５に示されるように、スクリュープロペラ１は、ハブ渦の渦強さＶＳを弱め、ハブ渦の渦核径ＶＣＲを増大させることで、スクリュープロペラ０１、０１Ａに比べて、スクリュープロペラの後方における圧力低下量ＰＤを低減できる。

図１６は、本開示の一実施形態に係るスクリュープロペラ１のプロペラ翼３と溝部４を説明するための説明図である。図１７は、本開示の一実施形態に係るスクリュープロペラ１のプロペラ翼３と溝部４を説明するための説明図である。幾つかの実施形態では、図１６に示されるように、上述した少なくとも１つのプロペラ翼３は、プロペラハブ２の周方向に間隔をあけて配置された複数のプロペラ翼３を含み、上述した少なくとも１つの溝部４は、プロペラハブ２の周方向に間隔をあけて配置された、複数のプロペラ翼３と同数の溝部４を含む。

複数のプロペラ翼３は、プロペラハブ２の周方向において均等に配置されている。複数の溝部４は、プロペラハブ２の周方向において均等（隣接する溝部４間が等ピッチ）に配置されていてもよいし、不均等（隣接する溝部４間が不等ピッチ）に配置されていてもよい。溝部４の数とプロペラ翼３の枚数とが同数であり、溝部４の取り付け位相角を指定できない場合には、溝部４の取り付け位相角により、溝部４の効果が変化する可能性があるため、図１６に示されるように、複数の溝部４は、不均等に配置されることが好ましい。

図１６に示される実施形態では、複数の溝部４のうち、少なくとも１つの溝部４Ａは、プロペラハブ２の周方向の一方側に隣接する溝部４Ｂとの間の周方向長さＬ１が、プロペラハブ２の周方向の他方側に隣接する溝部４Ｃとの間の周方向長さＬ２よりも大きくなるように構成されている。図示される実施形態では、プロペラハブ２に形成された全ての溝部４において、周方向長さＬ１と周方向長さＬ２の長さが異なるように構成されている。隣接する溝部４間の周方向長さに大小を設けて、複数の溝部４が周方向において不均等に配置されることで、溝部４の取り付け位相角により、溝部４の効果が変化し難くなるため、溝部４の取り付け位相角を考慮する必要がなくなる。また、複数の溝部４を不均等に配置することで、複数の溝部４から流出する流体の流れが不均一になるため、ハブ渦の発達を抑制できる。一般的に、周期的な流れよりも非周期的な流れの方が渦として発達しづらい。

幾つかの実施形態では、図１７に示されるように、上述した少なくとも１つのプロペラ翼３は、プロペラハブ２の周方向に間隔をあけて配置された複数のプロペラ翼３を含み、上述した少なくとも１つの溝部４は、プロペラハブ２の周方向に間隔をあけて配置された、複数のプロペラ翼３よりも多数の溝部４を含む。複数のプロペラ翼３は、プロペラハブ２の周方向において均等に配置されている。複数の溝部４は、プロペラハブ２の周方向において均等に配置されていてもよいし、不均等に配置されていてもよい。

上記の構成によれば、仮に溝部４の数とプロペラ翼３の枚数とが同数である場合には、溝部４の取り付け位相角により、溝部４の効果が変化する可能性がある。これに対して溝部４の数をプロペラ翼３の枚数よりも多くすることで、溝部４の取り付け位相角により、溝部４の効果が変化し難くなるため、溝部４の取り付け位相角を考慮する必要がなくなる。また、複数の溝部４から流出する流体の流れが不均一になるため、ハブ渦の発達を抑制できる。

本明細書において、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
また、本明細書において、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

本開示は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

上述した幾つかの実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握されるものである。

１）本開示の少なくとも一実施形態に係るスクリュープロペラ（１）は、
プロペラハブ（２）と、前記プロペラハブ（２）から径方向における外側に突出する少なくとも１つのプロペラ翼（３）と、を備えるスクリュープロペラ（１）であって、
前記少なくとも１つのプロペラ翼（３）よりも前記プロペラハブ（２）の後端（２２）側において前記プロペラハブ（２）の外周面（２３）に形成された少なくとも１つの溝部（４）を有し、
前記少なくとも１つの溝部（４）は、
前端（４１）から後端（４２）に向かうにつれて前記プロペラハブ（２）の回転方向における上流側に向かって延在し、
前記溝部（４）の前記前端（４１）に、前記プロペラハブ（２）の周方向に沿って所定の周方向角度だけ延在して、前記溝部（４）と前記溝部（４）に対して前記プロペラハブ（２）の前端側に隣接する前記溝部（４）が形成されていない前記外周面（２３Ａ）とを仕切る前端側境界縁（４１Ａ）が形成された。

上記１）の構成によれば、溝部（４）の前端（４１）に前端側境界縁（４１Ａ）が形成されることで、溝部（４）の前端（４１）におけるプロペラハブ（２）の全周に対して溝部（４）の占める割合を増加させることができる。これにより、プロペラハブ（２）の外周面（２３Ａ）に沿って流れる流体が溝部（４）の内部に入り込み易くなるため、溝部（４）の内部に流入する流体の流量を増加させることができる。溝部（４）の内部に流入する流体の流量を増加させることで、ハブ渦に供給される流体の流量が増大し、ハブ渦の渦核径を大きくする効果が高まる。

また、上記１）の構成によれば、溝部（４）の前端（４１）に前端側境界縁（４１Ａ）が形成されることで、比較例のような前端側境界縁（４１Ａ）が形成されない場合に比べて、溝部（４）の内部に流入する流体に対する溝部（４）の傾斜を緩やかなものとすることができるため、溝部（４）の内部に流入した流体の剥離を抑制できる。溝部（４）の内部に流入した流体の剥離を抑制することで、溝部（４）の内部に流入した流体を溝部（４）の壁面（６）に衝突させて上記流体の流れの回転力を弱める効果を効果的に発揮させることができる。上記流体の流れの回転力を弱めることで、ハブ渦の発生を抑制できる。よって、上記１）の構成によれば、溝部（４）により、スクリュープロペラ（１）の後流に発生するハブ渦の影響を効果的に低減できる。

２）幾つかの実施形態では、上記１）に記載のスクリュープロペラ（１）であって、
前記少なくとも１つの溝部（４）は、前記プロペラハブ（２）の軸線（ＬＡ）に直交する断面において、
前記溝部（４）に対して前記プロペラハブ（２）の前記回転方向における上流側に位置する前記外周面（２３Ｂ）に接続される前記溝部（４）の上流側縁（４３）から前記回転方向における下流側に向かうにつれて前記プロペラハブの前記軸線（ＬＡ）からの距離が徐々に小さくなるように傾斜する案内面（５）と、
前記案内面（５）の前記回転方向における下流端（５１）から、前記溝部（４）に対して前記プロペラハブ（２）の前記回転方向における下流側に位置する前記外周面（２３Ｃ）に接続される前記溝部（４）の下流側縁（４４）までに亘り前記径方向における外側に向かって延在する壁面（６）と、を含む。

上記２）の構成によれば、プロペラハブ（２）の外周面（２３Ａ）に沿って流れて溝部（４）の内部に流入した流体を、該流体の剥離を抑制しつつ、案内面（５）に沿って導き、壁面（６）に衝突させることができる。よって、上記２）の構成によれば、溝部（４）の内部に流入した流体の流れの回転力を効果的に弱めることができる。

３）幾つかの実施形態では、上記２）に記載のスクリュープロペラ（１）であって、
であって、
前記プロペラハブ（２）は、前記後端（２２）側の端部に前記プロペラハブ（２）の前記軸線（ＬＡ）に対して交差する方向に沿って延在する後端側端面（２２Ａ）を有し、
前記溝部（４）の前記後端（４２）は、前記後端側端面（２２Ａ）に形成され、且つ前記プロペラハブ（２）の前記周方向に沿って所定の周方向角度だけ延在する後端側境界縁（４２Ａ）を含む。

上記３）の構成によれば、溝部（４）の壁面（６）に衝突した流体を、後端側境界縁（４２Ａ）を含む溝部（４）の後端（４２）から溝部（４）の外部に流出させることができる。この場合には、溝部（４）の内部に流入した流体の流れの剥離を効果的に抑制できる。

４）幾つかの実施形態では、上記２）に記載のスクリュープロペラ（１）であって、
であって、
前記案内面（５）は、前記プロペラハブ（２）の前記軸線（ＬＡ）に直交する断面において、前記上流側縁（４３）から前記案内面（５）の前記回転方向における前記下流端（５１）までの少なくとも一部が、前記プロペラハブ（２）の前記径方向における外側に突出するような円弧状に形成された。

上記４）の構成によれば、プロペラハブ（２）の径方向における外側に突出するような円弧状に形成された案内面（５）により、溝部（４）の内部に流入した流体の旋回流れを案内できるため、溝部（４）の内部に流入した流体の流れの剥離を効果的に抑制できる。

５）幾つかの実施形態では、上記２）に記載のスクリュープロペラ（１）であって、
であって、
前記案内面（５）は、前記プロペラハブ（２）の前記軸線（ＬＡ）に直交する断面において、前記上流側縁（４３）から前記案内面（５）の前記回転方向における前記下流端（５１）までの少なくとも一部が、直線状に形成された。

上記５）の構成によれば、直線状に形成された案内面（５）は、円弧状に形成された案内面（５）に比べて切削加工による形状形成が容易であり、溝部（４）を有するスクリュープロペラ（１）の加工コストを低減できる。

６）幾つかの実施形態では、上記２）から５）までの何れかに記載のスクリュープロペラ（１）であって、
前記少なくとも１つの溝部（４）は、前記周方向に配置された複数の溝部（４）を含み、
前記プロペラハブ（２）の軸方向において、前記複数の溝部（４）の夫々の前記後端（４２）のうち、最も前記プロペラハブ（２）の前端（２１）側の位置を第１基準位置（ＲＰ１）と定義した場合において、
前記第１基準位置（ＲＰ１）において、前記プロペラハブ（２）の全周に対して前記複数の溝部（４）が前記周方向において占める割合が２５％以上になるように構成された。

上記６）の構成によれば、少なくとも第１基準位置（ＲＰ１）において、プロペラハブ（２）の全周に対して複数の溝部（４）が周方向において占める割合を大きなものとすることで、プロペラハブ（２）の外周面（２３）に沿って流れる流体を、複数の溝部（４）の内部に効率良く導入することができる。

７）幾つかの実施形態では、上記６）に記載のスクリュープロペラ（１）であって、
前記プロペラハブ（２）の前記軸方向において、前記複数の溝部（４）の夫々の前記前端（４１）のうち、最も前記プロペラハブ（２）の前記後端（２２）側の位置を第２基準位置（ＲＰ２）と定義した場合において、
前記第１基準位置（ＲＰ１）から前記第２基準位置（ＲＰ２）までに亘り、前記プロペラハブ（２）の全周に対して前記複数の溝部（４）が前記周方向において占める割合が２５％以上になるように構成された。

上記７）の構成によれば、第１基準位置（ＲＰ１）から第２基準位置（ＲＰ２）までに亘る範囲において、プロペラハブ（２）の全周に対して複数の溝部（４）が周方向において占める割合を大きなものとすることで、プロペラハブ（２）の外周面（２３）に沿って流れる流体を、複数の溝部（４）の内部により効率良く導入することができる。

８）幾つかの実施形態では、上記２）から７）までの何れかに記載のスクリュープロペラ（１）であって、
前記少なくとも１つの溝部（４）は、
前記上流側縁（４３）の前記プロペラハブ（２）の軸方向に対する傾斜角度が、前記案内面（５）の前記下流端（５１）の前記軸方向に対する傾斜角度よりも大きく、
前記プロペラハブ（２）の前記後端（２２）側に向かうにつれて前記案内面（５）の周方向幅が大きくなるように構成された。

上記８）の構成によれば、前端側境界縁（４１Ａ）の周方向角度が一定以上大きくなると、溝部（４）の効果が変化しなくなる。プロペラハブ（２）の後端（２２）側に向かうにつれて案内面（５）の周方向幅が大きくなるように構成することで、溝部（４）を切削加工等により形成する際の加工量を低減でき、溝部（４）を有するスクリュープロペラ（１）の加工コストを低減できる。また、比較例のような溝部（０４）から溝部（４）への加工も容易になる。

９）幾つかの実施形態では、上記２）から８）までの何れかに記載のスクリュープロペラ（１）であって、
前記少なくとも１つの溝部（４）は、
前記プロペラハブ（２）の子午面視において、前記案内面（５）が前記プロペラハブ（２）の前記後端（２２）側に向かうにつれて前記径方向における内側に位置するように傾斜しており、
前記案内面（５）の前記子午面視における前記プロペラハブ（２）の軸方向に対する傾斜角度をθと定義した場合において、前記傾斜角度θが、１０°≦θ≦４０°の条件を満たすように構成された。

上記９）の構成によれば、傾斜角度θが１０°よりも小さい場合には、溝部（４）の内部の容積が小さく、溝部（４）の内部に流入できる流体の流量が少なくなるので、
溝部（４）の効果が薄まる虞がある。また、傾斜角度θが４０°よりも大きい場合には、溝部（４）の内部の傾斜に流体が付いていけず、溝部（４）から流体が剥離する虞がある。溝部（４）の傾斜角度θを、１０°≦θ≦４０°の条件を満たすように構成することで、溝部（４）の内部に流入できる流体の流量を確保できるため、ハブ渦の渦核径を大きくする効果が高まる。

１０）幾つかの実施形態では、上記９）に記載のスクリュープロペラ（１）であって、
前記少なくとも１つの溝部（４）は、
前記案内面（５）と、前記案内面（５）よりも前記プロペラハブ（２）の前端（２１）側の前記外周面（２３Ａ）との接続部（５２）がＲ形状を有する。

上記１０）の構成によれば、接続部（５２）をＲ形状とすることで、プロペラハブ（２）の外周面（２３）に沿って流れる流体の接続部（５２）における剥離を抑制でき、傾斜角度θを大きなものとすることができる。傾斜角度θを大きなものとすることで、ハブ渦の渦核径を大きくする効果が高まる。

１１）幾つかの実施形態では、上記２）から１０）までの何れかに記載のスクリュープロペラ（１）であって、
前記少なくとも１つの溝部（４）は、
前記案内面（５）の前記下流端（５１）の前記周方向に対する傾斜角度を溝角度βと定義し、前記少なくとも１つのプロペラ翼（３）の翼根部（３３）の翼弦線（ＰＬ）の前記周方向に対する傾斜角度を翼ピッチ角度ｐと定義した場合において、前記溝角度βが、β≦ｐ＋５°の条件を満たすように構成された。

上記１１）の構成によれば、溝角度βがβ≦ｐ＋５°の条件を満たす場合には、プロペラ翼（３）の翼根部（３３）により曲げられた流体の流れを、溝部（４）の壁面（６）がせき止め、プロペラ翼（３）への流入角に近い角度に戻すことができ、上記流体の旋回流れを効果的に回収できる。上記流体の旋回流れを効果的に回収することで、ハブ渦の渦強さの弱くすることができる。

１２）幾つかの実施形態では、上記１１）に記載のスクリュープロペラ（１）であって、
前記少なくとも１つの溝部（４）は、
前記少なくとも１つのプロペラ翼（３）の前記翼根部（３３）の前端（３１）において前記翼弦線（ＰＬ）と前記翼根部（３３）のキャンバ線（ＣＬ）とがなす角度を入口角度ｐ１と定義した場合において、
前記入口角度ｐ１が、ｐ１＞１０°の条件を満たし、且つ前記溝角度βが、ｐ－ｐ１＋１５°≧β≧ｐ－ｐ１－１５°の条件を満たすように構成された、又は、
前記入口角度ｐ１が、ｐ１≦１０°の条件を満たし、且つ前記溝角度βが、ｐ＋５°≧β≧ｐ－２５°の条件を満たすように構成された。

上記１２）の構成によれば、入口角度ｐ１及び溝角度βが上記条件を満たす場合には、プロペラ翼（３）の翼根部（３３）により曲げられた流体の旋回流れを効果的に回収でき、ハブ渦の渦強さの弱くすることができる。

１３）幾つかの実施形態では、上記２）から１２）までの何れかに記載のスクリュープロペラ（１）であって、
前記少なくとも１つの溝部（４）は、前記プロペラハブ（２）の前記軸線（ＬＡ）に直交する断面において、
前記案内面（５）の前記下流端（５１）は、前記プロペラハブ（２）の前記軸線（ＬＡ）から前記径方向に沿って延びて前記溝部（４）の前記下流側縁（４４）を通過する仮想直線（ＶＬ）よりも前記回転方向における下流側に位置する。

上記１３）の構成によれば、プロペラ翼（３）の翼根部（３３）により曲げられた流体の流れを、溝部（４）の壁面（６）がせき止め、プロペラ翼（３）への流入角に近い角度に戻すことができ、上記流体の旋回流れを効果的に回収できる。上記流体の旋回流れを効果的に回収することで、ハブ渦の渦強さの弱くすることができる。

１４）幾つかの実施形態では、上記１３）に記載のスクリュープロペラ（１）であって、
前記少なくとも１つの溝部（４）は、前記プロペラハブ（２）の前記軸線（ＬＡ）に直交する断面において、前記仮想直線（ＶＬ）と前記溝部（４）の前記壁面（６）とがなす角度を傾斜角Ｓと定義した場合において、前記傾斜角Ｓが、１０°＜Ｓ＜２５°の条件を満たす。

上記１４）の構成によれば、傾斜角Ｓが１０°よりも小さいと、プロペラ翼（３）の翼根部（３３）により曲げられた流体の流れを、溝部（４）の壁面（６）がせき止める効果が弱まる虞がある。また、傾斜角Ｓが２５°よりも大きいと、溝部（４）の製作難易度が高くなる虞がある。傾斜角Ｓが、１０°＜Ｓ＜２５°の条件を満たす場合には、溝部（４）の製作難易度が高くなることを抑制しつつ、溝部（４）の壁面（６）が流体の流れをせき止める効果を効果的に発揮できる。

１５）幾つかの実施形態では、上記２）から１４）に記載のスクリュープロペラ（１）であって、
前記少なくとも１つのプロペラ翼(３)は、前記周方向に間隔をあけて配置された複数のプロペラ翼（３）を含み、
前記少なくとも１つの溝部（４）は、前記周方向に間隔をあけて配置された、前記複数のプロペラ翼（３）よりも多数の溝部（４）を含む。

上記１５）の構成によれば、仮に溝部（４）の数とプロペラ翼（３）の枚数とが同数である場合には、溝部（４）の取り付け位相角により、溝部（４）の効果が変化する可能性がある。これに対して溝部（４）の数をプロペラ翼（３）の枚数よりも多くすることで、溝部（４）の取り付け位相角により、溝部（４）の効果が変化し難くなるため、溝部（４）の取り付け位相角を考慮する必要がなくなる。また、複数の溝部（４）から流出する流体の流れが不均一になるため、ハブ渦の発達を抑制できる。

１６）幾つかの実施形態では、上記２）から１４）に記載のスクリュープロペラ（１）であって、
前記少なくとも１つのプロペラ翼(３)は、前記周方向に間隔をあけて配置された複数のプロペラ翼(３)を含み、
前記少なくとも１つの溝部（４）は、前記周方向に間隔をあけて配置された、前記複数のプロペラ翼（３）と同数の溝部（４）を含み、
前記複数の溝部（４）のうち、少なくとも１つの溝部（４Ａ）は、前記周方向の一方側に隣接する溝部（４Ｂ）との間の周方向長さ（Ｌ１）が、前記周方向の他方側に隣接する溝部（４Ｃ）との間の周方向長さ（Ｌ２）よりも大きくなるように構成された。

上記１６）の構成によれば、仮に溝部（４）の数とプロペラ翼（３）の枚数とが同数であり、複数の溝部（４）が周方向において均等に配置されている場合には、溝部（４）の取り付け位相角により、溝部（４）の効果が変化する可能性がある。これに対して隣接する溝部（４）間の周方向長さに大小を設けて、複数の溝部（４）が周方向において不均等に配置されることで、溝部（４）の取り付け位相角により、溝部（４）の効果が変化し難くなるため、溝部（４）の取り付け位相角を考慮する必要がなくなる。また、複数の溝部（４）から流出する流体の流れが不均一になるため、ハブ渦の発達を抑制できる。

１ スクリュープロペラ
２ プロペラハブ
２Ａ ハブ本体
２Ｂ ボス部
２Ｃ ボスキャップ
３ プロペラ翼
４ 溝部
５ 案内面
５Ａ 凸円弧状部
５Ｂ 直線状部
５Ｃ 凹円弧状部
６ 壁面
１０ 動力発生装置
１１ プロペラシャフト
２１ 前端
２１Ａ 前端側端面
２２ 後端
２２Ａ 後端側端面
２３，２３Ａ～２３Ｃ 外周面
３１ 前端
３２ 後端
３３ 翼根部
３４ 正圧面
３５ 負圧面
４１ 前端
４１Ａ 前端側境界縁
４２ 後端
４２Ａ 後端側境界縁
４３ 上流側縁
４４ 下流側縁
５１ 下流端
５２，２２１ 接続部
ＣＬ キャンバ線
ＬＡ 軸線
ＰＤ 圧力低下量
ＰＩ 交点
ＰＬ 翼弦線
Ｒ 回転方向
ＲＰ１ 第１基準位置
ＲＰ２ 第２基準位置
Ｓ 傾斜角
Ｔ１，Ｔ２ 接線
Ｔ３ 直線
ＶＣＲ 渦核径
ＶＬ 仮想直線
ｐ 翼ピッチ角度
ｐ１ 入口角度

Claims (16)

1. プロペラハブと、前記プロペラハブから径方向における外側に突出する少なくとも１つのプロペラ翼と、を備えるスクリュープロペラであって、
   前記少なくとも１つのプロペラ翼よりも前記プロペラハブの後端側において前記プロペラハブの外周面に形成された少なくとも１つの溝部を有し、
   前記少なくとも１つの溝部は、
   前端から後端に向かうにつれて前記プロペラハブの回転方向における上流側に向かって延在し、
   前記溝部の前記前端に、前記プロペラハブの周方向に沿って所定の周方向角度だけ延在して、前記溝部と前記溝部に対して前記プロペラハブの前端側に隣接する前記溝部が形成されていない前記外周面とを仕切る前端側境界縁が形成された、
   スクリュープロペラ。
2. 前記少なくとも１つの溝部は、前記プロペラハブの軸線に直交する断面において、
   前記溝部に対して前記プロペラハブの前記回転方向における上流側に位置する前記外周面に接続される前記溝部の上流側縁から前記回転方向における下流側に向かうにつれて前記プロペラハブの前記軸線からの距離が徐々に小さくなるように傾斜する案内面と、
   前記案内面の前記回転方向における下流端から、前記溝部に対して前記プロペラハブの前記回転方向における下流側に位置する前記外周面に接続される前記溝部の下流側縁までに亘り前記径方向における外側に向かって延在する壁面と、を含む、
   請求項１に記載のスクリュープロペラ。
3. 前記プロペラハブは、前記後端側の端部に前記プロペラハブの前記軸線に対して交差する方向に沿って延在する後端側端面を有し、
   前記溝部の前記後端は、前記後端側端面に形成され、且つ前記プロペラハブの前記周方向に沿って所定の周方向角度だけ延在する後端側境界縁を含む、
   請求項２に記載のスクリュープロペラ。
4. 前記案内面は、前記プロペラハブの前記軸線に直交する断面において、前記上流側縁から前記案内面の前記回転方向における前記下流端までの少なくとも一部が、前記プロペラハブの前記径方向における外側に突出するような円弧状に形成された、
   請求項２に記載のスクリュープロペラ。
5. 前記案内面は、前記プロペラハブの前記軸線に直交する断面において、前記上流側縁から前記案内面の前記回転方向における前記下流端までの少なくとも一部が、直線状に形成された、
   請求項２に記載のスクリュープロペラ。
6. 前記少なくとも１つの溝部は、前記周方向に配置された複数の溝部を含み、
   前記プロペラハブの軸方向において、前記複数の溝部の夫々の前記後端のうち、最も前記プロペラハブの前端側の位置を第１基準位置と定義した場合において、
   前記第１基準位置において、前記プロペラハブの全周に対して前記複数の溝部が前記周方向において占める割合が２５％以上になるように構成された、
   請求項２乃至５の何れか１項に記載のスクリュープロペラ。
7. 前記プロペラハブの前記軸方向において、前記複数の溝部の夫々の前記前端のうち、最も前記プロペラハブの前記後端側の位置を第２基準位置と定義した場合において、
   前記第１基準位置から前記第２基準位置までに亘り、前記プロペラハブの全周に対して前記複数の溝部が前記周方向において占める割合が２５％以上になるように構成された、
   請求項６に記載のスクリュープロペラ。
8. 前記少なくとも１つの溝部は、
   前記上流側縁の前記プロペラハブの軸方向に対する傾斜角度が、前記案内面の前記下流端の前記軸方向に対する傾斜角度よりも大きく、
   前記プロペラハブの前記後端側に向かうにつれて前記案内面の周方向幅が大きくなるように構成された、
   請求項２乃至５の何れか１項に記載のスクリュープロペラ。
9. 前記少なくとも１つの溝部は、
   前記プロペラハブの子午面視において、前記案内面が前記プロペラハブの前記後端側に向かうにつれて前記径方向における内側に位置するように傾斜しており、
   前記案内面の前記子午面視における前記プロペラハブの軸方向に対する傾斜角度をθと定義した場合において、前記傾斜角度θが、１０°≦θ≦４０°の条件を満たすように構成された、
   請求項２乃至５の何れか１項に記載のスクリュープロペラ。
10. 前記少なくとも１つの溝部は、
    前記案内面と、前記案内面よりも前記プロペラハブの前端側の前記外周面との接続部がＲ形状を有する、
    請求項９に記載のスクリュープロペラ。
11. 前記少なくとも１つの溝部は、
    前記案内面の前記下流端の前記周方向に対する傾斜角度を溝角度βと定義し、前記少なくとも１つのプロペラ翼の翼根部の翼弦線の前記周方向に対する傾斜角度を翼ピッチ角度ｐと定義した場合において、前記溝角度βが、β≦ｐ＋５°の条件を満たすように構成された、
    請求項２乃至５の何れか１項に記載のスクリュープロペラ。
12. 前記少なくとも１つの溝部は、
    前記少なくとも１つのプロペラ翼の前記翼根部の前端において前記翼弦線と前記翼根部のキャンバ線とがなす角度を入口角度ｐ１と定義した場合において、
    前記入口角度ｐ１が、ｐ１＞１０°の条件を満たし、且つ前記溝角度βが、ｐ－ｐ１＋１５°≧β≧ｐ－ｐ１－１５°の条件を満たすように構成された、又は、
    前記入口角度ｐ１が、ｐ１≦１０°の条件を満たし、且つ前記溝角度βが、ｐ＋５°≧β≧ｐ－２５°の条件を満たすように構成された、
    請求項１１に記載のスクリュープロペラ。
13. 前記少なくとも１つの溝部は、前記プロペラハブの前記軸線に直交する断面において、
    前記案内面の前記下流端は、前記プロペラハブの前記軸線から前記径方向に沿って延びて前記溝部の前記下流側縁を通過する仮想直線よりも前記回転方向における下流側に位置する、
    請求項２乃至５の何れか１項に記載のスクリュープロペラ。
14. 前記少なくとも１つの溝部は、前記プロペラハブの前記軸線に直交する断面において、前記仮想直線と前記溝部の前記壁面とがなす角度を傾斜角Ｓと定義した場合において、前記傾斜角Ｓが、１０°＜Ｓ＜２５°の条件を満たす、
    請求項１３に記載のスクリュープロペラ。
15. 前記少なくとも１つのプロペラ翼は、前記周方向に間隔をあけて配置された複数のプロペラ翼を含み、
    前記少なくとも１つの溝部は、前記周方向に間隔をあけて配置された、前記複数のプロペラ翼よりも多数の溝部を含む、
    請求項２乃至５の何れか１項に記載のスクリュープロペラ。
16. 前記少なくとも１つのプロペラ翼は、前記周方向に間隔をあけて配置された複数のプロペラ翼を含み、
    前記少なくとも１つの溝部は、前記周方向に間隔をあけて配置された、前記複数のプロペラ翼と同数の溝部を含み、
    前記複数の溝部のうち、少なくとも１つの溝部は、前記周方向の一方側に隣接する溝部との間の周方向長さが、前記周方向の他方側に隣接する溝部との間の周方向長さよりも大きくなるように構成された、
    請求項２乃至５の何れか１項に記載のスクリュープロペラ。

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