JP5064385B2 - 船舶用の複合ノズル・ベンチュリ・システム - Google Patents

Description

この発明は、プロペラによって動力が供給される船舶の分野に関し、そして、プロペラを覆う一方で、出力および性能を増大させる独特の手段に関する。プロペラは、すべての大きさの船舶に動力を供給する最も一般的な手段である。これらのプロペラは、最も一般的には、船舶の後方にあり、覆われていない。マナティ、アザラシ、イルカ、およびクジラは、オペレータが知らずに船舶のプロペラによって荒らしてきた水生生物のうちの極僅かなものである。幾つかの州では、ボートが或る領域内にいてもよい時間を制限しており、すべての船舶が或る種のプロペラ・ガードを有することを法律化することを検討している。問題は、殆どのプロペラ・ガードが船舶の出力および操縦性を低下させることである。水深が浅い場所、または、昆布のような植物を伴う水域では、小型船舶の覆われていないプロペラは、植物に絡まる一方で、大型船舶のプロペラは、植物を細断することになる。覆われていないプロペラを持った娯楽船舶を水の中に人がいる場所で運転することは、非常に危険である。

この特許は、プロペラ攪拌中の注水列に水を追加し、排出口列での１分当たりのガロン量を増大する、プロペラを覆うと共にベンチュリ・ポートを生成する独特のノズル・アセンブリを取り扱っている。したがって、この特許は、プロペラを覆い、且つ、プロペラ推力を導くベンチュリ効果ポートを生成する独特の多段ノズル・システムを取り扱うものであり、船舶の性能を実質的に改善する。推力をノズル式の作用で集中させることによって、船舶の操縦性および安定性は、大きく向上する。動力源が旋回されるときには、水を掻き回す（キャビテーション）ことなくプロペラは横方向にスライドし、代わりに、それは、所望の方向に直接的な推力を出すので、急転回が可能である。船舶の上下動またはポーポイズは、プロペラ・ノズル・アセンブリを通じた水の直接的な流れ、および、アセンブリ・シュラウドの流体力学的構成による水を通じた上下動に対する抵抗によって最小化されるので、安定性が改善される。

特許文献１（「船舶用の推力向上プロペラ・ダクト・アセンブリ」）、および特許文献２（「推力向上プロペラ・ガード・アセンブリ」）を所有する発明者は、大型船舶に対して機能させる、取付ブラケット、構造部材を改善し、船外および船内動力源のスケグを保護するために下側部材を補強するように、彼の装置を洗練させることをこの特許において試みた。殆どの船外動力源および多くの船内動力源は、水中の障害物に最初に当たる動力源の部分であるスケグと呼ばれる、プロペラ・ハウジングの下のフィン式の突起を有している。船舶のプロペラ・ガードの分野における本発明者の試みは、世界的に知られているコルト（Ｋｏｒｔ）ノズルを包含している。プロペラ・ガードを作り出そうと試みる発明者に付与されたさらなる特許は、以下の通りである。

特許文献３は、内部スポーク構造を有したケージと、該ケージを変速機に取り付ける保持構造を備えた海洋運転用プロペラ・シュラウドについて記述している。ケージへの衝撃が、下側スケグと変速機の魚雷形の部分との結合部、前縁での変速機の先端部、支柱部分およびスケグの前縁、耐キャビテーション・プレートの下側ならびにキャビテーション・プレートおよびスプラッシュ・プレートの上方の駆動軸ハウジングの後方に延びた部分に伝達される特定の方法で、保持構造は、変速機および駆動軸ハウジングに係合する。

この特許は、従来のワイヤ・フレーム・プロペラ・ガードについて記述しており、それは、動力源のスケグ領域に或る保護を付加することを試みているが、魚雷形の変速機を通過する水流を大きく制限し、したがって、動力源の出力を最小化し、船舶の操縦性に大き
く影響する。これらの様式のプロペラ・ガードは、プロペラの周囲の水を掻き回す傾向を有しており、したがって、気泡を生じさせ、プロペラを通過する設計上の滑らかな水流を妨げる。

特許文献４は、主としてマナティの保護のためのプロペラ・ガードについて記述しているが、ボートのプロペラに接触する他の動物および大型の魚を怪我からの保護するのにも役立つ。このガードは、前方の点に向かって実質的にテーパ状であり、プロペラが回転する領域を包囲するように後端で実質的に円形である。ガードは、前方でＶ字形ブラケットを有しており、それは、プロペラ支持に対してしっかりと押されて耐キャビテーション・プレートに係合し、該プレート上にしっかりとボルト締めされる一対のクランプによって円形部分に後方で支持されている。

この特許は、ワイヤ・フレーム・プロペラ・ガードの別のより単純な構成について記述しており、それは、スケグに限定的な保護を提供するが、依然として、プロペラを通過する水流を制限し、船舶の操縦性を妨げる。

特許文献５は、船外海洋推進ユニットのプロペラの周囲に配置されたケージを形成する交換可能なリブが設けられたプロペラ・ガードについて記述している。リブは、プロペラの上方のキャビテーション・プレートにボルト締めされた平坦な上側プレートから懸架されている。リブは、支持プレートと、推進装置のスケグに一端でボルト締めされた縦方向に延びる底棒によって、プロペラの周囲で互いに一定間隔で離隔された関係に維持されている。ケージのリブのうちのいずれに対する破損の際にも、破損したリブは、新しいものと容易に交換することができる。

特許文献５は、別個のリブを、それらが破損したときに交換するという利点を持ったさらに別のワイヤ・フレームまたはリブ式の構成について記述している。このガードは、動力源のスケグ領域に対する保護をまったく提供せず、依然としてプロペラを通過する水流を制限し、船舶の操縦性を妨げるであろう。繰り返すが、これらの様式のプロペラ・ガードは、プロペラの周囲の水を掻き回す傾向を有しており、プロペラを通過する設計上の滑らかな水流を妨げる気泡を生じさせる。

特許文献６は、船外動力源または船内後方動力源駆動ユニットによって駆動されるボート推進プロペラを伴って使用されるプロペラ・ガードについて記述している。プロペラ・ガードは、射出成形プラスチック、強化繊維樹脂、アルミニウムのような金属、または必要な保護を提供するような強度特性を有した他の材料から構築され、流体力学的抵抗を最小化するように構築されることが可能である。プロペラ・ガードは、泳いでいる人、水生哺乳動物、および他の海洋生物がプロペラと接触することから保護し、それによって、怪我を防止し、同時にプロペラを浮遊または水中のゴミとの接触による破損から保護するであろう。

特許文献６は、流体力学的抵抗を最小化するような平坦な構成を使用したプロペラ・ガードについて記述しているが、それを除去しないか、または、プロペラの領域内に水流を導くことを試みてはいない。このプロペラ・ガードは、動力源のスケグの領域に対する保護もまったく提供していない。

特許文献７は、スラスト・チューブ、水中翼フィン、および底保護プレートを備えた水中翼プロペラ・ガードについて記述している。この装置は、横方向スラストを低減すべくプロペラを包含するように、プロペラから要素を遠ざけるために、船内機を備えるボートに取り付けられた船外動力源と共に使用され、ガードは、好ましくは、低速性能を良くするトローリング・プレートを備えている。

特許文献７は、プロペラ・シャフトの中心線と平行な平坦な辺を持つ単一のスラスト・チューブを備えた水中翼プロペラ・ガードについて記述している。この設計は、従来の水中翼を組み込んでおり、最小の抵抗を可能にするが、プロペラの方に水流を導かず、スケグの領域を補強しない。ゴミがプロペラの領域内に導かれる場合には、それが入ることが可能である比較的大きな領域があり、そうする際に、スラスト・チューブをプロペラに打ち付けることがある。
米国特許第４，６３７，８０１号明細書 米国特許第６，４７５，０４５号明細書 米国特許第４，９５７，４５９号明細書 米国特許第５，０６６，２５４号明細書 米国特許第５，００９，６２０号明細書 米国特許第５，９２８，０４２号明細書 米国特許第５，９７５，９６９号明細書

先の先行技術のいずれも、プロペラ・ノズル・アセンブリの特定の独特の特徴を教示または示唆しておらず、したがって、船舶に使用される安全装置のさらなる改良の必要性は明らかである。

本発明の少なくとも１つの実施の形態について詳細に説明する前に、本発明が、次の詳細な説明に記述された、または、図面に例示される構造の詳細および構成要素の構成にその用途を限定されるものではないことは理解される。本発明は、他の実施の形態が可能であり、様々な方法で実施および実行されることが可能である。加えて、ここで使用される語法および用語が、記述の目的のためにあり、限定するものと見なされるべきでないことは理解される。

本発明は、プロペラの周囲で軸方向に配置され、等間隔に離隔された複数のリング接続フィン支柱によって接続された流体力学的な形状をなした複数のノズル・リングからなり、様々な大きさの船舶で使用されるプロペラ・ノズル・アセンブリからなるであろう。プロペラ・ノズル・アセンブリの好ましい実施の形態は、３つの流体力学的な形状をなしたリングからなるであろう。プロペラの周囲で軸方向に配置された第１の構造リングは、プロペラ駆動軸の中心線軸と平行なその中心線軸を有したプロペラよりも直径が小さいであろう。第２のリング（第１のノズル・リング）は、プロペラの周囲で軸方向に配置され、プロペラ駆動軸の中心線軸と平行なその中心線軸を持ったプロペラよりも直径が大きいが、ノズル・リングは、後方に円錐傾斜するであろう。後方に円錐状に軸を傾斜させることによって、第１および第２ノズル・リング間の水流は、プロペラの領域内に導かれてスラスト圧を増大させ、それによって、ベンチュリ効果を生じさせる。第２のノズル・リングの後方のプロペラの周囲で軸方向に配置された第３のノズル・リングは、プロペラ駆動軸の中心線軸と平行なその中心線軸を持ったプロペラよりも直径が大きいであろう。第２の流体力学的な形状をなしたノズル・リングの円錐傾斜によって、通過する水は、プロペラの領域内に付加的に導かれてスラスト圧をさらに増大させ、それによって、ベンチュリ効果を生じさせる。プロペラ・ノズル・アセンブリの背景にある理論は、空気が、タービン・ブレードに導かれ、燃焼室内で圧縮され、後方を排出するジェット・エンジンのそれと同様である。プロペラ駆動軸の中心線軸と平行な中心線軸を持った、より小さい直径の第４の構造安全リングは、安全のために付加されることができ、プロペラ・ノズル・アセンブリの一体部分としてプロペラの後方を保護するか、または、それは本装置の後方に取り付けられる別個の部分であることが可能である。

流体力学的な形状をなした一または複数のノズル・リング接続フィン支柱は、各側に３つ有した好ましい実施の形態でのプロペラ・ノズル・アセンブリの左および右側（左舷および右舷半部）の固定位置にノズル・リングを保持するであろう。

プロペラ・ノズル・アセンブリの各側の上側取付プレートは、ステンレス鋼製の締結具によって、動力源上の耐キャビテーション・プレートに取り付けられる。プロペラ・ノズル・アセンブリの各側の下側取付プレートは、ステンレス鋼製の締結具によって、スケグ・シールドおよび動力源上のスケグ、およびスキッド・プレートを介して取り付けられる。

船体内に収容された動力源を備える、より大型の船舶では、要求される流体力学的な形状をなしたリングの数、および流体力学的な形状をなしたノズル・リング接続フィン支柱の数の変化によって、異なる取付プレートのバリエーションは、プロペラ・ノズル・アセンブリの丸形以外への幾何学的形状の変化と共に変化することが可能である。ノズル・リングは、同一の機能を発揮する正方形、六角形、または八角形構成を有することが可能であり、これがこの特許の範囲に依然として包含されるであろうことが理解されなければならない。

第２および第３の実施の形態に伴う流体力学的な形状をなした複数のノズル・リングからなるプロペラ・ノズル・アセンブリの好ましい実施の形態は、主として、プロペラ用変速機ハウジングの後方のプロペラに対応する一方で、第３、第４、および第５の実施形態は、ノズル・リングの随意の幾何学的形状に対応している。本発明の第６の代替の実施の形態は、推力が減速機によって導かれる場合にノズル・リングの流体力学的形状が逆にされるという点を除いては、すべて同一の特性を有するであろう。様々な取付構成が、様々なメーカの製品に取り付けるように利用可能であろう。この構成は、アジマス・スラスタ式の駆動システムと共に使用されるであろう。アジマス・スラスタの背景にある基本概念は、プロペラが縦軸回りに３６０度回転することができ、それによって、全方向推力を提供するということである。これらのシステムは、水を通じた先頭位置に反転プロペラを採用することが可能であり、それは、回転するプロペラの前にある水中の如何なるものに対しても、プロペラの保護がなく、それらを非常に危険にする。

それから、上記の記述に関して、大きさ、材料、形状、形態、機能および運転方法、組立および使用における変化を含む本発明の部品の最適な寸法の関係が、当業者にとっては容易に明白且つ自明であるとみなされ、図面に例示され、本明細書に記述されたものとのすべての均等な関係が、本発明によって包含されるように意図されると理解される。したがって、先のものは、本発明の原理についてのみ例示するものとみなされる。さらに、多数の修正および変更が当業者にとって容易になされるので、示され且つ記述された構造および操作そのものに本発明を限定することは望まれず、したがって、すべての適切な修正および均等物は、本発明の範囲に包含されることが可能である。

プロペラ・ノズル・アセンブリの主な目的は、多種多様な大きさおよび種類の船舶のプロペラを安全に覆い、そのように装備した船舶の性能、取り扱い性、および制御性を向上させることである。

プロペラ・ノズル・アセンブリの別の目的は、プロペラに接触する水の圧力を増大させる一方で、その力を集中し、導くことによって、効率と、プロペラによって生じる推力とを増大させ、それによって、ベンチュリ効果を生じさせることである。

プロペラ・ノズル・アセンブリの別の目的は、多種多様な大きさの船舶の操作性および
操縦性を改善することである。
プロペラ・ノズル・アセンブリの別の目的は、船舶の燃料消費を改善することである。

プロペラ・ノズル・アセンブリの別の目的は、プロペラおよびスケグの破損を最小化することである。
プロペラ・ノズル・アセンブリの別の目的は、小型船舶のポーポイズと呼ばれる上下連打を低減することである。

プロペラ・ノズル・アセンブリの別の目的は、方向舵がプロペラの後方にあるものを含む多種多様な大きさの船舶に容易に取り付けることができる装置を提供することである。
プロペラ・ノズル・アセンブリの別の目的は、水生生物およびそれらの生息地に対する害を低減することである。

そして、さらに別の目的は、スケグがひどく破損した場合であっても、船外および船内動力源のプロペラ・シャフト・ハウジングに隣接してスケグの上部に取り付けることができるプロペラ・ノズル・アセンブリの強化構造部材を生成することである。

プロペラ・ノズル・アセンブリのさらなる目的は、スケグに取り付けられる構造部材をさらに補強するためにスキッド・プレートのような保護構造を設けることである。
そして、この発明のさらなる目的は、船舶の安全性にかかる領域に新しく改善された装置を付加することである。

本発明の他の目的と共に、本発明を特徴づける新規性の様々な特徴を伴うこれらは、この開示に付属し、その一部を形成する請求の範囲において特に指摘される。本発明についてのより良い理解のために、その使用、参照によって得られるその操作の利点および特定の目的は、本発明の好ましい代替の実施の形態が例示された添付の図面および記述事項に対してなされるべきである。このように、後に続くその詳細な記述が一層よく理解されることが可能であるために、また、本技術分野への現在の貢献が一層よく評価されることが可能であるために、本発明のより重要な特徴は、より広く概説されている。本発明の付加的な特徴は、以下に記述され、ここに添付された請求の範囲の主題を形成するであろう。

添付の図面は、この明細書に組み込まれ、その一部を形成し、詳細な記述と共に本発明の実施の形態を例示し、この発明の原理を説明する役目をしている。

図面を参照する。ここでは、同様の部分は、同様の参照符号によって識別され、図１においては、プロペラ・ノズル・アセンブリ１０Ａを使用した船外動力源８を備える従来の船舶６の斜視図が見られ、船舶を動作させるときに関与する動作の理論的な軸を表示している。図中、AXISとあるのは、軸のことである。Ａ軸は、船舶が左右に振動するときの理論的な回転軸である。Ｂ軸は、船舶が左舷または右舷に対して旋回するときの理論的な回転軸である。この作用の制御は、プロペラ・ノズル・アセンブリが使用されるときに、プロペラによる独特の方向性のある推力によって大きく向上される。Ｃ軸は、船舶の船首が上昇し、船尾が下がるときの理論的な軸である。この上下動は、「ポーポイズ」運動と呼ばれ、それは、プロペラ・ノズル・アセンブリの追加によって大きく最小化される。Ｗ軸は、プロペラ駆動軸およびプロペラ・ノズル・アセンブリの理論的な中心線軸である。

図２は、従来のプロペラ用変速機ハウジング１２に取り付けられたプロペラ・ノズル・アセンブリ１０Ａの好ましい実施の形態の斜視図である。流体力学的な形状をなしたノズル・リング１４は、プロペラ用変速機ハウジング１２の周囲で軸方向に配置され、等間隔に離隔された複数の流体力学的な形状をなしたリング接続フィン支柱１６によって接続さ
れている。プロペラ・ノズル・アセンブリ１０Ａの好ましい実施の形態は、３つの流体力学的な形状をなしたノズル・リングｌ４からなるであろう。第１の構造リング１８は、プロペラ用変速機ハウジング１２の周囲で軸方向に配置され、プロペラ２０（図２においては示されていない）よりも直径が小さいであろう。第２のノズル・リング２２は、プロペラ２０の周囲で軸方向に配置され、プロペラ２０よりも直径が大きいであろう。第３のノズル・リング２４は、プロペラ２０の周囲で第２のノズル・リング２２の後方に軸方向に配置され、プロペラ２０よりも直径が大きいであろう。

プロペラ・ノズル・アセンブリ１０Ａの各側の上側取付プレート２６は、ステンレス鋼製の締結具３０によってプロペラ用変速機ハウジング１２上の動力源キャビテーション・プレート２８に取り付けられている。プロペラ・ノズル・アセンブリ１０Ａの各側の船舶用の多段ノズル・ベンチュリ・システムは、ステンレス鋼製の締結具３２によって、スケグ・シールド３２とプロペラ用変速機ハウジング１２上のスケグ３４とを介して、およびスキッド・プレート３６を介して取り付けられている。

図３は、個々の部品、プロペラ・ノズル・アセンブリの右側３８、スケグ・シールド３２、およびスキッド・プレート３６を定義する、従来のプロペラ用変速機ハウジング１２に隣接したプロペラ・ノズル・アセンブリ１０Ａの好ましい実施の形態の分解図を示している。完全に組み立てられ、船舶動力源スケグに取り付けられたときに、下側取付プレート３１、スケグ・シールド３２、およびスキッド・プレート３６は、船舶動力源スケグを拡張し、補強する。それらは、スケグを補強し、その結果、組み立てられた構造は、船舶全体を支持するであろう。さらに、後進動作の衝突では、スケグ、プロペラ、および下側動力源部分は、破損から完全に保護される。これらの部品、下側取付プレート、スケグ・シールド３２、およびスキッド・プレート３６は、組み合わせられて船舶を支持するのに十分な構造を生成し、浅い水深での運転中に底が接触して動力源が垂直方向位置を固定されるか、または、波によって脱落するような場合に、プロペラ・ノズル・アセンブリ１０Ａを崩壊させない。さらに、前記部品は、組み立てられたときに、逆に、不動物体との接触時の付加的な強度を与える。

図４は、プロペラ・ノズル・アセンブリのスキッド・プレート３６の平面図であり、図５は、端面図を示している。図６は、スキッド・プレート３６の側面図であり、取付穴４０およびスケグ・ロック４２を示している。スケグ・ロック４２は、スケグ３４の後部の後方に係合し、プロペラ・ノズル・アセンブリ１０Ａが前に動かないようにする。

図７は、従来の先行技術の平面図であり、回転するプロペラ２０の渦によって生じる水の力４４の外方に延びる線と共に、プロペラ２０およびプロペラ用変速機ハウジング１２を示している。

図８は、プロペラ２０およびプロペラ用変速機ハウジング１２に取り付けられたプロペラ・ノズル・アセンブリ１０Ａの平面図であり、回転するプロペラ２０の渦によって生じる水の力４６の集中した線と、本装置の後部から真っ直ぐに水力を生じるように、第２のノズル・リング２２の円錐形の流体力学的形状の両側を通過する水とを伴っている。この時点では、この記述が、第２のノズル・リング２２を円錐形の流体力学的形状を備えた唯一のリングとして記述しているが、この構成の付加的なノズル・リング２２を付加することも可能であり、これも依然としてこの特許の範囲であると理解されなければならない。

図９は、プロペラ・ノズル・アセンブリ１０Ａの好ましい実施の形態のプロペラ・ノズル・アセンブリの右側３８の斜視図を示しており、図１０および図１１に対して取られた部分の位置を示している。図１０は、Ｙ軸と、６度の円錐傾斜∠Ａとを示す典型的なノズル・リングの断面プロファイル４８である。角度と、円錐傾斜したノズル・リング１４の数とを変更することによって、プロペラ２０によって生じるスラスト圧を増大または減少させることができる。典型的なノズル・リングの断面４８は、流体力学的な形状の外面５２と対称な内面５０を持った対称な構成で示されている。ノズル・リングの断面４８が、内面５０が外面５２よりもずっと短い飛行機の翼と同様の航空力学的形状に構築されることができ、これも依然としてこの特許の範囲に包含されることはさらに理解されなければならない。

図１１は、プロペラ・ノズル・アセンブリ１０Ａの好ましい実施の形態の部分であり、流体力学的な形状をなしたリング接続フィン支柱１６に接続する流体力学的な形状をなしたノズル・リング１８、２２、および２４を示している。この図面は、プロペラ・ノズル・アセンブリ１０Ａの好ましい実施の形態において、第１の構造リング１８のＸ軸と第３のノズル・リング２４のＺ軸とが、プロペラ用変速機ハウジング１２の、図７および図８に示される中心線Ｗ軸と平行である一方で、第２のノズル・リング２２のＹ軸が、後方に円錐形に角度が付いていることを示している。

図１２は、上側安全リング取付プレート５６および下側安全リング取付ブラケット５８を備えた第４の流体力学的な形状をなした後方安全リング５４を組み込んだプロペラ・ノズル・アセンブリ１０Ｂの第１の代替の実施の形態を示す斜視図である。

図１３は、船内動力源と、プロペラ用変速機ハウジング６４の後方の方向舵６２とを備えた大型船舶６０に適応したプロペラ・ノズル・アセンブリ１０Ｃの第２の代替の実施の形態の側面図を示している。３つの流体力学的な形状をなしたノズル・リング１８（それは構造リングのみである）、２２、および２４が示されているが、幾つかの場合には、２つのノズル・リング２２および２４だけが、所望の結果を達成するために、より大型の船舶に使用される。なぜならば、プロペラ・ノズル・アセンブリ１０Ｃは、固定位置にあり、転舵に必要ではないからである。より大型の船舶の転舵は、方向舵６２で遂行される。

プロペラ・ノズル・アセンブリ１０Ａの好ましい実施の形態において、流体力学的な形状をなしたノズル・リング１４は、丸形構成であるが、図１４〜図１９に示される他の幾何学的形状も、この特許の範囲に包含されるであろう。図１４は、正方形構成のプロペラ・ノズル・アセンブリ１０Ｄの第３の代替の実施の形態の正面図である。図１５は、正方形構成のプロペラ・ノズル・アセンブリ１０Ｄの第３の代替の実施の形態の側面図である。長方形状もまた、或る用途では検討される。

図１６は、六角形構成のプロペラ・ノズル・アセンブリ１０Ｅの第４の代替の実施の形態の正面図である。図１７は、六角形構成のプロペラ・ノズル・アセンブリ１０Ｅの第４の代替の実施の形態の側面図である。したがって、すべての多角形状が検討される。

図１８は、八角形構成のプロペラ・ノズル・アセンブリ１０Ｆの第５の代替の実施の形態の正面図である。図１９は、八角形構成のプロペラ・ノズル・アセンブリ１０Ｆの第５の代替の実施の形態の側面図である。

加えて、図には示されていないが、楕円形状もまた、或る用途では利用されることが可能であるものとして検討される。
図２０は、ノズル・リング１８（それは構造リングのみである）、２２、２４、６６、および５４の流体力学的形状が逆にされている以外は、すべて同一の特性を持ったプロペラ・ノズル・アセンブリ１０Ｇの第６の代替の実施の形態の斜視図を示している。この構
成は、３６０°回転することができるアジマス・スラスタ式の駆動システムと共に使用され、ここでは、船舶の前進運動７０が、減速機７２の前方にあるプロペラ２０によって提供されるであろう。様々な取付構成６８が、様々なメーカの減速機７２に取り付けるために利用可能である。

図２１は、プロペラ・ノズル・アセンブリ１０Ｇの第６の代替の実施の形態の部分であり、逆方向の流体力学的形状なしたノズル・リング１８（それは構造リングのみである）、２２、２４、６６、および５４を持ったリング接続フィン支柱１６を示している。

最後に、設置したときには、多段ノズル・ベンチュリ・システムが、そのように装備した船舶の性能、取り扱い性、および制御性を大きく向上させることを注記しておく。多くの船舶は、トリム・タブ、トリム・プレート、ドルフィン・フィンが船舶の安定性を補助するために設置されることを必要とする。多段ノズル・ベンチュリ・システムは、設置したときに、そのような装置の必要性を排除する。「ポーポイズ」を防止し、また同様に、船首が下がるのを補助し、航行中にリムを修正するように作用する。

図面に示され、ここで詳細に記述したプロペラ・ノズル・アセンブリ１０Ａは、本発明の構造および動作の方法の好ましい実施の形態を示すために、特定の構造および構成の要素の配置を開示している。しかしながら、様々な構造および構成の要素、ならびに例示および記述したもの以外の他のその配置が、この発明の精神にかかるプロペラ・ノズル・アセンブリ１０Ａを提供するために利用されることが可能であり、当業者に生じるようなそのような変更、置換、および修正は、添付の請求の範囲において広く定義されるようなこの発明の範囲内にあると考えられるものと理解されるべきである。

さらに、先の要約書の目的は、米国特許商標庁に、および一般には大衆に、および特には特許または法律用語に精通していない本技術分野の科学者、技術者、および実施者に、本願の技術開示の性質および特質を大雑把な閲覧から素早く判断させることを可能にするためのものである。要約書は、請求の範囲によって測られる本願の発明を定義するように意図するものでも、如何なる方法であっても本発明の範囲として限定するように意図するものでもない。

プロペラ・ノズル・アセンブリを使用した船外動力源を備えた従来の船舶の斜視図。 従来のプロペラ用変速機ハウジングに取り付けられたプロペラ・ノズル・アセンブリの好ましい実施の形態の斜視図。 従来のプロペラ用変速機ハウジングに隣接したプロペラ・ノズル・アセンブリの好ましい実施の形態の分解図。 プロペラ・ノズル・アセンブリのスキッド・プレートの平面図。 プロペラ・ノズル・アセンブリのスキッド・プレートの端面図。 プロペラ・ノズル・アセンブリのスキッド・プレートの側面図。 回転するプロペラの渦によって生じる力線を伴ったプロペラおよび減速機を示す従来の先行技術の平面図。 回転するプロペラの渦によって生じる集中した力線を伴った従来のプロペラおよび減速機に取り付けられたプロペラ・ノズル・アセンブリの平面図（ベンチュリ効果を生じさせる）。 図１０および図１１のために取られた部分の位置を示すプロペラ・ノズル・アセンブリの好ましい実施の形態のリング部分の半部の斜視図。 典型的なノズル・リングの断面プロファイル。 典型的なリング接続フィン支柱を示すプロペラ・ノズル・アセンブリの好ましい実施の形態の部分を示す断面図。 第４の後方安全リングを組み込んだプロペラ・ノズル・アセンブリの第１の代替の実施の形態を示す斜視図。 船内動力源およびプロペラの後方の方向舵を備えた大型船舶に適応したプロペラ・ノズル・アセンブリの第２の代替の実施の形態の側面図。 正方形構成における第３の代替の実施の形態の正面図。 正方形構成における第３の代替の実施の形態の側面図。 六角形構成における第４の代替の実施の形態の正面図。 六角形構成における第４の代替の実施の形態の側面図。 八角形構成における第５の代替の実施の形態の正面図。 八角形構成における第５の代替の実施の形態の側面図。 アジマス・スラスタ式の駆動システムと共に使用されるプロペラ・ノズル・アセンブリの第６の代替の実施の形態の斜視図。 逆にした流体力学的形状をなしたノズル・リングを備えるリング接続フィン支柱を示すプロペラ・ノズル・アセンブリの第６の代替の実施の形態の部分。

Claims (10)

1. （ａ）両方が半球構造リング（１８）および複数の半球ノズル・リング（２２，２４）を備えた第１の半球部材および第２の半球部材と、
   （ｂ）前記第１の半球部材および前記第２の半球部材に設けられた、複数のリング接続フィン支柱（１６）であって、前記構造リングおよび前記複数のノズル・リングに及び、これらのリングを分離し、かつ、これらのリングに一体化された複数のリング接続フィン支柱（１６）と、
   （ｃ）前記第１の半球部材および前記第２の半球部材に設けられた、上側取付プレート（２６）および下側取付プレート（３１）であって、前記構造リング（１８）および前記複数のノズル・リング（２２，２４）に及び、これらのリングを分離し、かつ、これらのリングに一体化された、上側取付プレート（２６）および下側取付プレート（３１）とを備える船舶用の多段ノズル・ベンチュリ・システムにおいて、
   （ｄ）壊れたスケグを含む任意の既存のスケグに着脱自在に取り付けるためのスケグ・シールド（３２）であって、上部および下部を備え、前記下部は前記第１および第２の半球部材の両方の下側取付プレートに着脱自在に取り付ける、スケグ・シールド（３２）をさらに備え、
   前記スケグ・シールド（３２）は、前記第１の半球部材の下側取付プレートと前記第２の半球部材との間に挟まれたＴ形スキッド・プレート（３６）を備え、
   前記Ｔ形スキッド・プレート（３６）は、壊れたスケグを含む任意のスケグに嵌合するような構造に調整可能なスケグ・ロック（４２）をさらに備え、それによって、前記スケグ・ロック（４２）は、後進動作のときに前記船舶を安定させるように機能し、前記スケグ・シールド（３２）、前記Ｔ形スキッド・プレート（３６）、および前記下側取付プレート（３１）を取り付けるのに使用される如何なる締結具も補強し、
   前記上側取付プレート（２６）、前記下側取付プレート（３１）、前記スケグ・シールド（３２）、および前記スケグ・ロック（４２）は、鋼製の締結具を使用して前記船舶動力源に締結されていることを特徴とする、
   船舶用の多段ノズル・ベンチュリ・システム。
2. 上側安全リング取付プレート（５６）および下側安全リング取付プレート（５８）を備えた一または複数の後方安全リング（５４）をさらに備え、前記上側および下側取付プレート（５６，５８）は、前記一または複数の安全リング（５４）を、前記船舶用の多段ノズル・ベンチュリ・システムに着脱自在に取り付けることを可能にする、請求項１に記載の船舶用の多段ノズル・ベンチュリ・システム。
3. （ｅ）前記第１の半球部材の上側取付プレート（２６）と前記第２の半球部材とは、船内または船外の動力源の耐キャビテーション・プレート（２８）に取り付け可能であり、
   （ｆ）前記複数のノズル・リング（２２，２４）は、ベンチュリ効果を変えるために、前記船舶動力源のプロペラの中心線Ｗ軸に対するＹ軸の角度を調整可能であり、それによって、前記プロペラによって生じるスラスト圧を増大または減少させ、または
   （ｇ）前記複数のノズル・リング（２２，２４）は、結果として生じる全体的なベンチュリ効果を提供するために、本システムに組み込まれたノズル・リングの数を調整可能であり、それによって、前記プロペラによって生じるスラスト圧を増大または減少させる、請求項１または２に記載の船舶用の多段ノズル・ベンチュリ・システム。
4. 前記複数のノズル・リング（２２，２４）は、ベンチュリ効果を調整するために、前記ノズル・リングの断面の形状を調整可能であり、それによって、前記プロペラによって生じるスラスト圧を増大または減少させ、前記鋼製の締結具は、ステンレス鋼で構成されている、請求項１または２に記載の船舶用の多段ノズル・ベンチュリ・システム。
5. 前記第１の半球部材および前記第２の半球部材は、形状が丸形ではないが、
   （ｈ）形状が長方形半部であるように構築され、長方形半部構造リングおよび複数の長方形半部ノズル・リングをさらに備え、
   （ｉ）形状が多角形半部であるように構築され、多角形半部構造リングおよび複数の多角形半部ノズル・リングをさらに備え、または、
   （ｊ）形状が楕円形半部であるように構築され、楕円形半部構造リングおよび複数の楕円形半部ノズル・リングをさらに備える、
   請求項１記載の船舶用の多段ノズル・ベンチュリ・システム。
6. 前記多段ノズル・ベンチュリ・システムは、前記船舶の船体への前記上側取付プレート（２６）の、および、前記船舶の方向舵キールへの前記下側取付プレート（３１）の取付具によって、固定プロペラおよび操舵のための方向舵を備えた船舶上に取り付けられ、それによって、前記多段ノズル・ベンチュリ・システムを前記プロペラの周囲に、且つ、前記方向舵の前に配置する、請求項１記載の船舶用の多段ノズル・ベンチュリ・システムの使用方法。
7. （ａ）両方が半球構造リング（１８）および複数の半球ノズル・リング（２２，２４）を備えた第１の半球部材および第２の半球部材を設ける工程と、
   （ｂ）前記第１の半球部材および前記第２の半球部材に、リング接続フィン支柱（１６）であって、前記構造リング（１８）および前記複数のノズル・リング（２２．２４）に及び、これらのリングを分離し、かつ、これらのリングに一体化された複数のリング接続フィン支柱（１６）を設ける工程と、
   （ｃ）前記第１の半球部材および前記第２の半球部材に、上側取付プレート（２６）および下側取付プレート（３１）であって、前記構造リング（１８）および前記複数のノズル・リング（２２，２４）に及び、これらのリングを分離し、かつ、これらのリングに一体化された上側取付プレート（２６）および下側取付プレート（３１）を設ける工程と、
   （ｄ）上部と下部とを備えたスケグ・シールド（３２）であって、前記下部は前記第１および第２の半球部材の両方の下側取付プレートに着脱自在に取り付け可能であり、前記スケグ・シールド（３２）は壊れたスケグを含む任意の既存のスケグ（３４）に着脱自在に取り付け可能なスケグ・シールド（３２）を設ける工程と、
   （ｅ）船内または船外の動力源の耐キャビテーション・プレート（２８）に各々の上側取付プレート（２６）を取り付ける工程と、
   （ｆ）前記船内または船外の動力源の前記スケグ（３４）に前記スケグ・シールド（３２）を取り付ける工程と、
   （ｇ）前記スケグ・シールド（３２）に各々の下側取付プレート（３１）を取り付ける工程とを備え、
   前記スケグ・シールド（３２）を設ける工程は、前記第１の半球部材の下側取付プレート（３１）と前記第２の半球部材との間に挟まれたＴ形スキッド・プレート（３６）を有するスケグ・シールド（３２）を設けることを含んでなり、
   前記Ｔ形スキッド・プレート（３６）は、壊れたスケグを含む任意のスケグに嵌合するような構造に調整可能なスケグ・ロック（４２）をさらに備え、それによって、前記スケグ・ロック（４２）は、後進動作のときに前記船舶を安定させるように機能し、前記スケグ・シールド（３２）、前記Ｔ形スキッド・プレート（３６）、および前記下側取付プレート（３１）を取り付けるのに使用される如何なる締結具も補強する、
   船舶用の多段ノズル・ベンチュリ・システムを製造するための方法。
8. （ｈ）前記船舶用の多段ノズル・ベンチュリ・システムに着脱自在に取り付けることができるように一または複数の安全リングを設ける工程と、
   （ｉ）前記多段ノズル・ベンチュリ・システムに一または複数の安全リングを取り付ける工程とをさらに含む、請求項７記載の船舶用の多段ノズル・ベンチュリ・システムを製造する方法。
9. （ｊ）ベンチュリ効果を変えるために、前記複数のノズル・リング（２２，２４）の、前記船舶動力源のプロペラの中心線Ｗ軸に対してＹ軸の角度を調整することによって、前記プロペラによって生じるスラスト圧を増大または減少させる工程、
   （ｋ）前記ベンチュリ効果を調整するために、前記ノズル・リング（２２，２４）の断面に対する前記複数のノズル・リングの形状を調整することによって、前記プロペラによって生じるスラスト圧を増大または減少させる工程、または、
   （ｌ）結果として生じる全体的なベンチュリ効果を提供するために、本システムに組み込まれた複数のノズル・リング（２２，２４）の全体の数を調整することによって、前記プロペラによって生じるスラスト圧を増大または減少させる工程
   のうちの工程をさらに備える、請求項７記載の船舶用の多段ノズル・ベンチュリ・システムを製造する方法。
10. 前記第１の半球部材および前記第２の半球部材の両方は、半球構造リングおよび複数の半球ノズル・リングを備え、前記第１の半球部材および第２の半球部材を設けることは、形状が丸形ではないが、形状が
    （ｍ）正方形である、
    （ｎ）長方形である、
    （ｏ）多角形である、あるいは、
    （ｐ）楕円形である
    ような、第１および第２部材を設けることを含んでいる請求項７記載の船舶用の多段ノズル・ベンチュリ・システムを製造する方法。

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