JP7106444B2 - 船舶スクリュー、ポンプスクリュー、またはタービンスクリュー - Google Patents

船舶スクリュー、ポンプスクリュー、またはタービンスクリュー Download PDF

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Description

本発明は、前方側部および後方側部を備え、使用時には、水または別の液体が前方側部
から後方側部へと押しやられ、また、ハブと、前記ハブから延在する少なくとも２つのブ
レードとを備える、水中において使用するための船舶スクリュー、ポンプスクリュー、ま
たはタービンスクリューに関する。
かかるスクリューは、一般的に知られている。スクリューは、魚の死亡要因の１つであ
ることが知られている。さらに、かかるスクリューは、乱流により引き起こされる多大な
騒音を生じさせる。血液ポンプによる血液の処理においては、例えば空洞現象が問題とな
り得る。
本発明の目的は、効率的であり、および／または魚の死亡率をより低下させ、および／
または騒音をより低下させ、および／または空洞現象をより軽減する、スクリューを提供
することである。
この目的を達成するために、ブレードは、実質的にらせん／渦巻き形状であり、それら
の有効表面積は、前方側部から後方側部に向かって増大している。さらに、ブレードは、
好ましくは、大部分において魚がブレードに接触することなくハブに沿って誘導されるよ
うに、形作られている。
好ましくは、ブレードは、前方側部において、スクリューの外周の点（point）に向か
って先細りしている。
好ましくは、ハブにおいてブレードが取り付けられている部分が、円すい形または円す
い台形（frustoconical）の形状を有する。
好ましくは、ブレードの前方端部が、ハブの端部の前部に延在する。
好ましくは、管状ハウジングが、ブレードの周囲に設けられる。
第１の実施形態においては、ハウジングは、ブレードとともに回転するようにブレード
に装着される。
第２の実施形態においては、ハウジングは固定され、ブレードはハウジング内で回転す
る。
好ましくは、ハウジングの前方側部は円すい台形の形状を有し、ハウジングの幅広部分
が前方側部の方に向けられている。
好ましくは、使用時に押しやられる水が通過する空間の断面積は、ブレードの前方側部
とブレードの後方側部との間において縮小する。
別の好ましい実施形態においては、固定ガイドブレードが、ブレードの後方において、
ハウジング内のシリンダ上に取り付けられる。
好ましくは、ガイドブレードは、前方側部において若干らせん状に湾曲し、それにより
、使用時には、ハブに沿ってらせん状に押しやられる水は、ガイドブレードの前方側部に
おいてはガイドブレードに沿ってガイドブレードに対して平行に流れ、ガイドブレードの
後方側部においては後方へと実質的に直線状に流れる。
好ましくは、実質的に円すい台形の要素が、ハウジング内においてガイドブレードの後
方側部に設けられ、要素の幅狭側部が、後方に向かって延在する。
好ましい実施形態においては、ハブは、船舶のエンジンにより駆動されるように設計さ
れたドライブシャフトに連結され、ドライブシャフトは、ハブの回転軸に対して横方向に
延在し、ドライブシャフトは、ガイドブレードの近傍でシリンダの壁部を貫通して延在し
、伝動機構が、ドライブシャフトの回転をハブに伝達するためにシリンダ内に配置される
。また、スクリューは、船首スクリューとして使用され得るものであり、主な利点は、低
騒音型である点である。
好ましくは、ブレードの有効表面積は、前方側部から、ブレードが取り付けられるハブ
上の箇所まで、連続的に増大する。
スクリューが、水中タービンにおいて使用されるように意図される場合には、スクリュ
ーは、前方側部および後方側部が同一形状になるように対称である。その結果、タービン
は、潮流の両方の流れ方向から利益を享受し得る。
以下、図面に示す実施形態に関連する本発明を説明する。
本発明による船舶スクリューの第１の実施形態が装着された船舶の斜視図である。 図１の船舶スクリューの斜視図である。 本発明による船舶スクリューの第２の実施形態の斜視図である。 水中で使用するためのスクリューを有するタービンの斜視図である。 図４に示すスクリューを有するタービンの正面図である。 図４に示すスクリューを有するタービンの側面図である。
図１は、船舶のエンジンによりドライブシャフトを介して駆動される船舶スクリュー２
を有する船舶１を示す。図２に示すように、船舶スクリュー２は、ドライブシャフト上に
取り付けられ得る円すい台形ハブ３を備え、このハブ上に、２枚のブレード４が取り付け
られている。ハウジング５が、２枚のブレード４の外周に装着されている。代替的には、
ハウジング５は、船舶１に固定されてもよく、これにより、ハウジング５はブレード４と
ともには回転しない。ハウジング５は、円すい台形の形状であり、これにより、前部から
後部へと押しやられる水が通過する断面積が、縮小する。
ブレード４は、組み合わされたらせん／渦巻きの形状で、ハブ３から船舶スクリュー２
の外周方向および前方側部の方向に延在する。したがって、船舶スクリュー２の前方側部
は、点に向かって先細っているブレード４の前方側部により形成される。ブレード４の有
効面積、少なくともその前方部分は、船舶スクリュー２の後方側部の方向に向かって見た
場合に、次第に大きくなる。
ハウジング５が固定された、図３に示すような代替的な実施形態によれば、ハウジング
５の前方端部は、円すい台形の形状であるが、ブレード４が延在する部分は、円筒形の形
状である。ブレードの後方には、円すい台形の流通開口７が配置され、その円すい台形部
分の後には、ハウジングの円筒形部分が連結され、この円筒形部分内には、ガイドブレー
ド９を備えるシリンダ８が存在する。ガイドブレード９の前方側部は、若干らせん状に湾
曲し、それにより、ハブ３に沿ってらせん状に押される水は、ガイドブレード９に沿って
、ガイドブレード９の前方側部ではガイドブレード９に対して平行に流れ、ガイドブレー
ド９の後方側部では後方へと直線状にハウジング５から流出する。ほぼ円すい台形状の部
分１０が、流出における真空発生を防止するために、シリンダ８の後方側部に取り付けら
れる。ドライブシャフト１１は、ハブ３と船舶のエンジンとの間において、シリンダ８の
壁部を貫通して延在し、シリンダ８内において、（例えば円すい歯車による）９０度の伝
動による連結を実現する。
図３、図４、および図５は、潮流による発電が可能となるように海で水中に配置される
ように意図されたタービン１３を示す。スクリュー２は、３つのブレード４が取り付けら
れたハブ３を備える。３つのブレード４を有するハブ３は、固定ハウジング５内に取り付
けられて、前方側部／後方側部の支持ビーム１２中でシャフト１１を介して軸受上に取り
付けられている。ハウジング５は、前方側部／後方側部においてトランペット形状にテー
パ形状を成している。スクリュー２は、スクリュー２の前方側部および後方側部が同一形
状となるように、対称を成している。
ブレード４は、組み合わされたらせん／渦巻き形状で、ハブ３からスクリュー２の外囲
方向および前方側部／後方側部の方向に延在する。したがって、スクリュー２の前方側部
／後方側部は、点に向かって先細りしているブレード４の前方側部により形成される。ブ
レード４の有効面積は、スクリュー２の対称面の方向において次第に大きくなる。
このように、本発明を好ましい実施形態に基づき記載した。しかし、本記載は本質的に
例示的なものであることは理解されるべきである。構造および機能の様々な詳細が提示さ
れたが、それらに対してなされ、添付の請求項において使用される用語の一般的意味によ
って十分に拡張される変更は、本発明の原理に包含されるものと見なされるべきである。
これらの記載および図面は、請求項を解釈するために使用されるべきである。請求項は、
要求される保護範囲が、請求項において使用される用語の厳密で文字通りの意味によって
規定されるものとして見なされるようには解釈されるべきでなく、記載および図面は、請
求項において見受けられるかもしれない曖昧さを解消する役割を果たすに過ぎない。請求
項を通して要求される保護範囲を判定するためには、本明細書において具体的に示された
要素と同等である各要素および任意の要素が、適切に考慮されなければならない。

Claims (4)

  1. 潮流から電気エネルギーを生成するために水中において使用するためのタービンスクリューを有する水中タービンであって、
    前記タービンスクリューにおける船舶の前後方向の前方側に位置する前方側部と、
    前記タービンスクリューにおける前記前後方向の後方側に位置する後方側部と、
    ハブと、
    前記ハブから延在する少なくとも２つのブレードであって、らせん形状であるブレードと
    を備え、
    前記タービンスクリューは、使用時に前記水が前記前方側部から前記後方側部へまたは逆方向へ押しやられるように構成され、
    前記タービンスクリューは、前記前方側部および前記後方側部が同一形状となるよう対称であり、両方向の前記潮流から前記電気エネルギーを生成可能に構成され、
    前記ブレードの径方向内側端は、前記ハブの外周面に対して径方向に間隔を空けて対向する部分を有し、前記間隔の径方向寸法は、前記ハブの軸方向中間部から軸方向端部に向かうに従い大きくなるように設定され、前記ブレードの軸方向端部が先細りしており、
    管状のハウジングが前記ブレードの周囲に設けられている水中タービン。
  2. 前記ブレードの前端が前記ハブの端部の前部に延在している、請求項１に記載の水中タービン。
  3. 前記ハウジングは固定され、前記ブレードは前記ハウジング内で回転する、請求項１または請求項２に記載の水中タービン。
  4. 前記ハウジングの前方側部は円すい台形の形状を有し、前記ハウジングの幅広部分は該前方側部の方に向けられている、請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の水中タービン。
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