JP2668196B2 - 整流用固定翼付き舶用プロペラ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として高速艇に用い
られる高回転型のスクリュープロペラに関し、特にプロ
ペラ後流の回転成分を推力に変換させるための整流用固
定翼をそなえるようにした舶用プロペラに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のプロペラ後流を整流できるように
した舶用プロペラでは、高回転のプロペラを緩やかに覆
うダクトの内部に、プロペラ後流中の回転成分を直線状
成分に変換するための複数のフィンを放射状に設けられ
ているものが多い。（一例として特開昭60-25884号公報
参照）

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な従来の舶用プロペラの場合、上記フィンは翼型断面を
有してプロペラ後流を直線流に変換させようとするが、
プロペラの高回転に伴ってダクト内周面に沿うように生
じる強い旋回成分をもった流れに対しては、十分な整流
作用を行なえないという問題点がある。

【０００４】本発明は、このような問題点の解消をはか
ろうとするもので、高回転型のプロペラにおいて、同プ
ロペラの後流としての強い旋回成分をもった流れを、プ
ロペラ後方に配設された整流用固定翼で的確に捕捉し
て、これを強制的に後方へ流出させることにより、推力
の増大をはかれるようにした整流用固定翼付き舶用プロ
ペラを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明の整流用固定翼付き舶用プロペラは、複数の
プロペラ翼を有し駆動装置により回転する舶用プロペラ
において、同プロペラの直後に配設されるようにして船
体に支持された複数の整流用固定翼をそなえ、同固定翼
の横断面における形状が、上記プロペラの回転軸線の後
方への延長線に沿う支軸から半径方向へ起立し上記プロ
ペラの回転方向と逆向きに弯曲してプロペラ後流を受け
入れるべくほぼ半円形に形成されるとともに、同固定翼
の中央縦断面における形状が、同固定翼の凹面へ上記プ
ロペラ後流を滑らかに導入すべく上記支軸の方向に対し
傾斜した傾斜前半部と、同傾斜前半部へ導入された流れ
の向きをしだいに上記支軸と平行な方向へ変えて吐出す
べく後端を上記支軸とほぼ同方向に向けるように弯曲し
た傾斜戻し弯曲後半部とを有するように形成されたこと
を特徴としている。

【０００６】また、本発明の整流用固定翼付き舶用プロ
ペラは、上記固定翼の前後方向の長さが、同固定翼の横
断面におけるほぼ半円形の形状の直径の１〜２倍程度に
設定されていることを特徴としている。

【０００７】さらに、本発明の整流用固定翼付き舶用プ
ロペラは、上記固定翼の前後方向に沿う縦断面の形状
が、その前端および後端において尖端縁をそなえるとと
もに中間部に最大肉厚を有する翼型に形成されているこ
とを特徴としている。

【０００８】また、本発明の整流用固定翼付き舶用プロ
ペラは、上記複数の整流用固定翼のうち上記支軸から上
方へ配設された固定翼が、船体に連結支持されているこ
とを特徴としている。

【０００９】さらに、本発明の整流用固定翼付き舶用プ
ロペラは、上記支軸の後端部が、船尾船体から下方へ突
設されたラダーホーンに連結支持されていることを特徴
としている。

【００１０】また本発明の整流用固定翼付き舶用プロペ
ラは、上記固定翼が、船尾に装着された船外機本体に連
結支持されていることを特徴としている。

【００１１】

【作用】上述の本発明の整流用固定翼付き舶用プロペラ
では、プロペラ後方の支軸から半径方向へ起立したほぼ
半円形横断面をもつ複数の固定翼により、旋回流として
のプロペラ後流が捕捉されて後方へ案内されるようにな
る。特に上記固定翼が、半円形横断面の凹部内へプロペ
ラ後流を滑らかに導入する傾斜前半部と、同傾斜前半部
へ導入された流れを支軸と平行な方向へ変えて吐出する
ための傾斜戻し弯曲後半部とをそなえているので、同固
定翼全体で旋回流としてのプロペラ後流を後方への直線
状の流れに変換する作用が的確に行なわれるようにな
り、これによりプロペラ後流中の旋回エネルギーを効率
よく推力に変換する作用が行なわれる。

【００１２】また旋回流としてのプロペラ後流が上記固
定翼で捕捉される際に、同固定翼のほぼ半円形横断面を
もつ凹部に及ぼす水圧によりプロペラ回転方向と同方向
の回転モーメントを生じるようになるので、同プロペラ
の回転作動の反力によりプロペラ駆動装置を介し船体に
かかる回転モーメントが相殺されるようになって、船体
の横傾斜を抑制する作用も行なわれる。

【００１３】さらに、上記固定翼の前後方向の長さが、
同固定翼の横断面におけるほぼ半円形の形状の直径の１
〜２倍程度に設定される場合は、上記固定翼が過度の摩
擦抵抗増加を招かない適度の長さを持つことにより、同
固定翼は従来のダクトの機能と同ダクト内周に取り付け
られていた整流フィンの機能とを併有するようになり、
これによりプロペラ後流のもつ旋回エネルギーを推力に
変換する作用が一層高められるようになる。

【００１４】また、上記固定翼の前後方向に沿う縦断面
の形状が、その前端および後端において尖端縁をそなえ
るとともに中間部に最大肉厚を有するように形成されて
いる場合は、同固定翼の揚力が適切に得られるようにな
り、その支軸方向の成分が推力として寄与するようにな
る。さらに、上記支軸から上方へ配設された固定翼が、
船体に連結支持されている場合は、支持部材による摩擦
抵抗の増加を極力抑制しながら、複数の固定翼全体が適
切に船体に支持されるようになる。

【００１５】また、上記支軸の後端部が、船尾船体から
下方へ突設されたラダーホーンに連結支持されている場
合も、支持部材による摩擦抵抗の増加を極力抑制しなが
ら、複数の固定翼全体がラダーホーンおよび支軸を介し
船体に適切に支持されるようになる。さらに、上記固定
翼が船外機本体に装着されてプロペラ後方に配設されて
いる場合は、操舵に際し上記固定翼も船外機本体と一体
に旋回するので、舵利きが向上するようになる。

【００１６】

【実施例】以下、図面により本発明の実施例について説
明すると、図１は本発明の第１実施例としての整流用固
定翼付き舶用プロペラの整流用固定翼の横断面を示すよ
うにして斜め後方からみた斜視図、図２は同プロペラを
そなえた船舶の船尾側面図、図３は図２の斜視図、図４
は図３のＡ−Ａ縦断面図であり、図５は上記舶用プロペ
ラをそなえた模型船についての実験要領を示す側面図で
ある。

【００１７】図１〜３に示すように、複数（本実施例で
は３枚）のプロペラ翼１ａを有し駆動装置（エンジン）
２により高速回転する舶用プロペラ１において、同プロ
ペラ１の直後に船体５に支持された複数（本実施例では
３枚）の整流用固定翼３が装備されている。そして、各
固定翼３の横断面（図２のＢ−Ｂ断面）における形状
は、図１に示すように、プロペラ１の回転軸線の後方へ
の延長線に沿う支軸４から半径方向へ起立しプロペラ１
の回転方向ａと逆向きに弯曲してプロペラ後流を受け入
れるべくほぼ半円形に形成されている。

【００１８】また固定翼３の中央縦断面における形状
は、図４に示すように、プロペラ後流を固定翼３の凹面
へ滑らかに導入できるように支軸４の方向に対し傾斜し
た傾斜前半部Ｆ１と、同傾斜前半部Ｆ１へ導入された流
れの向きをしだいに支軸４と平行な方向へ変えて吐出で
きるように後端を支軸４とほぼ同方向に向けるように弯
曲した傾斜戻し弯曲後半部Ｆ２とを有するように形成さ
れており、同固定翼３の他の縦断面の形状は中央縦断面
からしだいに変化して支軸４への取付け部分ではほぼ直
線状になっている。そして、固定翼３の前後方向の長さ
Ｌは、同固定翼３の横断面におけるほぼ半円形の形状の
直径ｄの１〜２倍程度に設定されている。なお、本実施
例では、傾斜前半部Ｆ１も弯曲した形状になっている
が、この部分は直線状でもよい。

【００１９】さらに、固定翼３の前後方向に沿う縦断面
の形状は、その前端および後端において尖端縁において
尖端縁Ｅ１，Ｅ２をそなえるとともに、中間部Ｍに最大
肉厚を有する翼型に形成されている。上述のように形成
された複数の固定翼３は、全体として船体５に支持され
ているが、本実施例では支軸４から上方へ配設された固
定翼３がブラケット６を介し船体５に連結支持されるほ
か、支軸４の後端部が、船尾船体５から下方へ突設され
たラダーホーン７に連結支持されている。なお、ラダー
ホーン７は、舵Ｒを旋回可能に支持するものである。

【００２０】本実施例の整流用固定翼付き舶用プロペラ
は上述のように構成されているので、プロペラ１の後方
の支軸４から半径方向へ起立したほぼ半円形の横断面を
もつ複数の固定翼３により、旋回流としてのプロペラ後
流が捕捉されて後方へ案内されるようになる。特に固定
翼３が、ほぼ半円形の横断面の凹部内へプロペラ後流を
滑らかに導入する傾斜前半部Ｆ１と、同傾斜前半部Ｆ１
へ導入された流れを支軸４と平行な方向へ変えて吐出す
るための傾斜戻し弯曲後半部Ｆ２とをそなえているの
で、同固定翼３全体で旋回流としてのプロペラ後流を後
方への直線状の流れに変換する作用が的確に行なわれる
ようになり、これによりプロペラ後流中の旋回エネルギ
ーを効率よく推力に変換する効果が得られる。

【００２１】また旋回流としてのプロペラ後流が上記固
定翼３で捕捉される際に、同固定翼３の半円形横断面を
もつ凹部に及ぼす水圧によりプロペラ１の回転方向ａと
同方向の回転モーメントを生じるようになるので、同プ
ロペラ１の回転作動の反力により駆動装置２を介し船体
５にかかる回転モーメントが相殺されるようになって、
船体５の横傾斜を抑制する効果も得られる。

【００２２】さらに、固定翼３の前後方向の長さが、固
定翼３の横断面におけるほぼ半円形の形状の直径の１〜
２倍程度に設定されるので、固定翼３が過度の摩擦抵抗
増加を招かない適度の長さを持つことにより、同固定翼
３は従来のダクトの機能と同ダクト内周に取り付けられ
ていた整流フィンの機能とを併有するようになり、プロ
ペラ後流のもつ旋回エネルギーを推力に変換する作用が
一層高められるようになる。

【００２４】また、固定翼３の前後方向に沿う縦断面の
形状が、その前端および後端において尖端縁Ｅ１，Ｅ２
をそなえるとともに中間部Ｍに最大肉厚を有する翼型に
形成されているので、同固定翼３の揚力が適切に得られ
るようになり、その支軸４の方向の成分が推力として寄
与するようになる。

【００２５】さらに、本実施例では支軸４から上方へ配
設された固定翼３が、船体５に連結支持されているほ
か、支軸４の後端部が、船尾船体５から下方へ突設され
たラダーホーン７に連結支持されているので、支持部材
による摩擦抵抗の増加を極力抑制しながら、複数の固定
翼３の全体がラダーホーン７および支軸４を介し船体５
に強固に支持されるようになる効果がある。

【００２６】図５は本発明による整流用固定翼付き舶用
プロペラをそなえた模型船を示しており、船尾に設けら
れたフック８と水槽壁上の係止部９との間を、コイルバ
ネ式荷重計10を含んだワイヤ11で連結した状態で、駆動
装置２を作動させ、この整流用固定翼付き舶用プロペラ
の推力を測定したところ、整流用固定翼３をそなえた本
発明の場合は、整流用固定翼３をそなえない場合に比べ
てＬ≒２ｄの場合に約40％程度の推力増加を認めること
ができ、Ｌ≒ｄの場合に約39％の推力増加を認めること
ができた。

【００２７】図６は本発明の第２実施例としての整流用
固定翼付き舶用プロペラをそなえた船外機付き船舶の船
尾側面図であって、この第２実施例では、船外機におけ
る駆動装置（エンジン）２により高速回転する舶用プロ
ペラ１において、同プロペラ１の直後に複数（本実施例
では３枚）の整流用固定翼３が装備されている。

【００２８】これらの固定翼３は、前述の第１実施例と
同様に、すなわち図１に示すように、支軸４に取付けら
れており、支軸４から上方および下方へそれぞれ配設さ
れた各固定翼３がブラケット６および船外機本体12を介
し船体５に連結支持されている。なお、船外機本体12
は、船体５に対し、鉛直軸線のまわりに旋回可能に装着
されていて、これにより操舵が行なえるようになってい
る。

【００２９】この第２実施例の場合も、プロペラ１の後
方の支軸４から半径方向へ起立したほぼ半円形の横断面
をもつ複数の固定翼３により、旋回流としてのプロペラ
後流が的確に捕捉されて後方へ案内されるようになり、
これにより前述の第１実施例と同様にプロペラ後流中の
旋回エネルギーを効率よく推力に変換する効果が得られ
る。

【００３０】また、第１実施例と同様に、固定翼３の半
円形横断面をもつ凹部に及ぼす水圧によりプロペラ１の
回転方向ａと同方向の回転モーメントを生じるようにな
るので、同プロペラ１の回転作動の反力により駆動装置
２を介し船体５にかかる回転モーメントが相殺されるよ
うになって、船体５の横傾斜を抑制する効果が得られる
ほか、この船舶の操舵に際して船外機本体12を船体５に
対し旋回操作を行なう場合、各固定翼３も一体となって
旋回するので、舵利きを向上させる効果も得られる。

【００３１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の整流用固
定翼付き舶用プロペラによれば、次のような効果が得ら
れる。 (1) プロペラ後方の支軸から半径方向へ起立したほぼ半
円形の横断面をもつ複数の固定翼により、旋回流として
のプロペラ後流が的確に捕捉されて後方へ案内されるよ
うになる。 (2) 上記固定翼の中央縦断面における形状が、同固定翼
のほぼ半円形の横断面の凹部内へプロペラ後流を滑らか
に導入するための傾斜前半部と、同傾斜前半部へ導入さ
れた流れを支軸と平行な方向へ変えて吐出するための傾
斜戻し弯曲後半部とをそなえているので、同固定翼全体
で旋回流としてのプロペラ後流を後方への直線状の流れ
に変換する作用が的確に行なわれるようになり、これに
よりプロペラ後流中の旋回エネルギーを効率よく推力に
変換することができる。 (3) 旋回流としてのプロペラ後流が上記固定翼で捕捉さ
れる際に、同固定翼のほぼ半円形の横断面をもつ凹部内
に及ぼす水圧によりプロペラ回転方向と同方向の回転モ
ーメントを生じるようになるので、同プロペラの回転作
動の反力によりプロペラ駆動装置を介し船体にかかる回
転モーメントが相殺されるようになって、船体の横傾斜
を抑制することができる。 (4) 上記固定翼の前後方向の長さが、同固定翼の横断面
におけるほぼ半円形の形状の直径の１〜２倍程度に設定
される場合は、上記固定翼が過度の摩擦抵抗増加を招か
ない適度の長さを持つことにより、同固定翼は従来のダ
クトの機能と同ダクト内周に取り付けられる整流フィン
の機能とを併有するようになり、プロペラ後流のもつ旋
回エネルギーを推力に交換する作用が一層高められるよ
うになる。 (5) 上記固定翼の前後方向に沿う縦断面の形状が、その
前端および後端において尖端縁をそなえるとともに中間
部に最大肉厚を有する翼型に形成されている場合は、同
固定翼の揚力が適切に得られるようになり、その支軸方
向の成分が推力として寄与するようになる。 (6) 上記支軸から上方へ配設された固定翼が、船体に連
結支持されている場合は、支持部材による摩擦抵抗の増
加を極力抑制しながら、複数の固定翼全体が適切に船体
に支持されるようになる。 (7) 上記支軸の後端部が、船尾船体から下方へ突設され
たラダーホーンに連結支持されている場合も、支持部材
による摩擦抵抗の増加を極力抑制しながら、複数の固定
翼全体がラダーホーンおよび支軸を介し船体に適切に支
持されるようになる。 (8) さらに、上記固定翼が船外機本体に装着されてプロ
ペラ後方に配設されている場合は、操舵に際し上記固定
翼も船外機本体と一体に旋回するので、舵利きが向上す
るようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例としての整流用固定翼付き
舶用プロペラについて、整流用固定翼の横断面（図２の
Ｂ−Ｂ横断面）を示すようにしながら斜め後方からみた
斜視図である。

【図２】図１のプロペラをそなえた船舶の船尾側面図で
ある。

【図３】図２の船舶の船尾斜視図である。

【図４】図３のＡ−Ａ縦断面図である。

【図５】整流用固定翼付き舶用プロペラをそなえた模型
船についての実験要領を示す側面図である。

【図６】本発明の第２実施例としての整流用固定翼付き
舶用プロペラをそなえた船外機付き船舶の船尾側面図で
ある。

【符号の説明】

１ プロペラ １ａ プロペラ翼 ２ 駆動装置 ３ 整流用固定翼 ４ 支軸 ５ 船体 ６ ブラケット ７ ラダーホーン ８ フック ９ 係止部材 10 コイルバネ式荷重計 11 ワイヤ 12 船外機本体 ａ プロペラ回転方向 ｄ 整流用固定翼の半円形横断面の直径 Ｅ１，Ｅ２ 尖端縁 Ｆ１ 傾斜前半部 Ｆ２ 傾斜戻し弯曲後半部 Ｌ 整流用固定翼の長さ Ｍ 整流用固定翼の中間部 Ｒ 舵

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のプロペラ翼を有し駆動装置により
   回転する舶用プロペラにおいて、同プロペラの直後に配
   設されるようにして船体に支持された複数の整流用固定
   翼をそなえ、同固定翼の横断面における形状が、上記プ
   ロペラの回転軸線の後方への延長線に沿う支軸から半径
   方向へ起立し上記プロペラの回転方向と逆向きに弯曲し
   てプロペラ後流を受け入れるべくほぼ半円形に形成され
   るとともに、同固定翼の中央縦断面における形状が、同
   固定翼の凹面へ上記プロペラ後流を滑らかに導入すべく
   上記支軸の方向に対し傾斜した傾斜前半部と、同傾斜前
   半部へ導入された流れの向きをしだいに上記支軸と平行
   な方向へ変えて吐出すべく後端を上記支軸とほぼ同方向
   に向けるように弯曲した傾斜戻し弯曲後半部とを有する
   ように形成されたことを特徴とする、整流用固定翼付き
   舶用プロペラ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の整流用固定翼付き舶用
   プロペラにおいて、上記固定翼の前後方向の長さが、同
   固定翼の横断面におけるほぼ半円形の形状の直径の１〜
   ２倍程度に設定されていることを特徴とする、整流用固
   定翼付き舶用プロペラ。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の整流用固定翼
   付き舶用プロペラにおいて、上記固定翼の前後方向に沿
   う縦断面の形状が、その前端および後端において尖端縁
   をそなえるとともに中間部に最大肉厚を有する翼型に形
   成されていることを特徴とする、整流用固定翼付き舶用
   プロペラ。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１つに記載され
   た整流用固定翼付き舶用プロペラにおいて、上記複数の
   整流用固定翼のうち上記支軸から上方へ配設された固定
   翼が、船体に連結支持されていることを特徴とする、整
   流用固定翼付き舶用プロペラ。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１つに記載され
   た整流用固定翼付き舶用プロペラにおいて、上記支軸の
   後端部が、船尾船体から下方へ突設されたラダーホーン
   に連結支持されていることを特徴とする、整流用固定翼
   付き舶用プロペラ。
6. 【請求項６】 請求項１〜３のいずれか１つに記載の整
   流用固定翼付き舶用プロペラにおいて、上記固定翼が、
   船尾に装着された船外機本体に連結支持されていること
   を特徴とする、整流用固定翼付き舶用プロペラ。