JPH0751440Y2 - 船舶用プロペラ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は船舶用プロペラに関する
ものである。ここでは「プロペラ」という用語は船舶用
スクリュ及び同様の推進ユニットを含むものとする。

【０００２】

【従来の技術】従来のプロペラはボスに取付けられ且つ
意図した用途に最も適するように選択されたピッチ角で
設定した２枚以上のブレードを有している。そのプロペ
ラは推進力が周囲の水中に消散されるので、プロペラの
効率を減少する拡散円錐形の推進力を生じ、更にプロペ
ラは特に高速において、喫水線の上方に位置推進力エネ
ルギが消費されたことを示す「カクテル」又は「ルース
ターテール」の噴射を発生する。拡散円錐形状の作用は
プロペラを囲い板で被覆するか又はリンクで包囲するこ
とにより部分的に除去させることができるが、これらは
乱流の増加を生じさせ、抵抗の増大を受ける。最後に、
公知のプロペラはプロペラを取付けた船を逆転するかま
たは制動するのに使用できる逆進力を極めて僅かしか生
じさせることができない。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】各種の型式のプロペラ
が提案された。例えば、米国特許第２０８７２４３号明
細書（コールドウエル氏）にはプロペラに沿って半径方
向の高さを一点に集中させたプロペラが開示されてお
り、このプロペラは各ブレードの前方部分を前方に向っ
て傾斜させ、後方部分を後方に向って傾斜させ、ボスと
ブレードとの接合線を一定のピッチの規則的な螺旋状に
巻回させ、ブレードの周辺ピッチを接合線の周辺ピッチ
より大きくしてある。１９０９年の英国特許第８５６８
号明細書（マークス氏）には、ブレードの周辺ピッチが
プロペラに沿って増大し、ブレードの半径方向の高さが
プロペラに沿って高さを増大させてあるものが開示され
ている。

【０００４】実際のところ、これらのプロペラは上述し
た公知のプロペラの持つ技術的な問題を解決するに十分
ではなかった。

【０００５】本考案の目的は従来のものと同じ寸法で従
来のプロペラより大きな推進力を発生させるプロペラを
提供することにある。

【０００６】本考案の他の目的は大きな制動作用、例え
ば５０％までの逆進力を発生させることができるプロペ
ラを提供することにある。

【０００７】本考案の更に他の目的は乱流が少なく、収
束する円錐形状の推進力を発生させるプロペラを提供す
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本考案に係る船舶用プロ
ペラは駆動軸に接続可能なボスと、該ボスに取付けた先
端部分と、中央部分と後端部分とを有する同じ輪郭の２
つのブレードとから成り、各ブレードの先端部分をボス
の軸線に対して前方に傾斜させ、各ブレードの後端部分
をボスの軸線に対して後方に傾斜させ、中央部分をボス
に対してほぼ半径方向に延伸させ、各ブレードの半径方
向の長さを先端部分から中央部分に向かって増大させ、
中央部分において半径方向の長さを最大にし、次いで中
央部分から後端部分に向かって減少させ、一方のブレー
ドの先端部分が他方のブレードの後端部分にそれぞれ互
いに重ね合わさるように各ブレードをボスの軸線を中心
に対称的に配置し、互いに重なり合う各ブレード間に間
隙が形成できるように各ブレードを離してボスの軸線を
中心に互いに対向させて螺旋状に取付け、ブレード間の
間隙に末広がり状通路がボスに沿って螺旋状に形成でき
るようにボスにブレードを螺旋状に取付ける接合線のピ
ッチを少なくとも中央部分から後端部分にわたってボス
に沿って増大させたものである。

【０００９】

【実施例】プロペラ１０はボス１１を有し、該ボス１１
は船の駆動軸に直接係合させるか、又は駆動軸と係合さ
せるため溝付駆動ボスを取付けることができる。

【００１０】一対のブレード１２をボス１１の外周にボ
ス１１の回転軸線を中心に約２２０°の角度にわたって
互いに対称的に設け、各ブレード１２は先端部分１３
と、中央部分１４と、後端部分１５とをそれぞれ有し、
同じ輪郭で形成されている。２つのブレード１２，１２
は一方のブレード１２の先端部分１３が他方のブレード
１２の後端部分１５にそれぞれ互いに重ね合わさるよう
にボス２２の軸線を中心に互いに対称的に配置され、互
いに重なり合う一方のブレード１２の先端部分１３と他
方のブレード１２の後端部分１５との間に間隙がそれぞ
れ形成できるように各ブレード１２を離してボス１１の
軸線を中心に互いに対向させて螺旋状に取付けてあり、
従って２つのブレード１２，１２はボス１１の軸線を中
心に互いに対向して同じ輪郭でボス１１に付設されると
共に、互いに対向方向で交差する関係で配置されてい
る。各ブレード１２の先端部分１３はボス１１の円周を
中心に外周の高さ、即ち半径方向の長さが増大する湾曲
先端縁を有し、該先端縁は従来のプロペラの傾斜先端縁
と比較して刃先が比較的丸くなっている。先端部分１３
はボス１１の回転軸線に対して前方に向って傾斜してお
り（図４及び図５参照）、ブレードのその先端部分の表
面に低圧区域を形成するため半径方向の長さを増大させ
且つ前方に向かって傾斜させた断面形状を備えるように
前方に向かって湾曲している。

【００１１】プロペラ１０の中央部分１４は、ブレード
１２の約７０°から９０°までの角度で始まり、約９０
°〜１１０°の角度でブレード１２の半径方向の最大の
高さに達する。中央部分１４はボス１１に関する傾斜を
前方に向かう傾斜（図５参照）から、実質的に半径方向
（図６参照）に向う傾斜に、そして後方に向う傾斜（図
７参照）に徐々に変化している。

【００１２】ブレード１２の半径方向の長さは中央部分
１４から後端部分１５に向って徐々に減少し、ブレード
の後端部分１５はボス１１に関して後方に向って傾斜し
ている（図８及び図９に示す）。

【００１３】後端部分１５はブレード１２のその部分の
正面に低圧区域を形成するため半径方向の長さを減少さ
せ且つ後方に向かって傾斜させた断面形状を有するよう
に後方に向かって湾曲し、その低圧区域は他方のブレー
ド１２の先端部分１３に形成された低圧区域に隣接し且
つその下流に位置している。

【００１４】ボス１１にブレード１２を螺旋状に取付け
る接合線１６のピッチは少なくとも中央部分１４から後
端部分１５、例えば７０〜１１０°の角度から２２０°
の角度の範囲にわたってボスに沿って増大させてあるの
で、ブレード１２間の間隙にはボス１１に沿って末広が
り状の通路１７が形成され、末広がり状の通路１７はブ
レード１２の先端部分１３から後端部分１５にわたって
その間隙を徐々に増大し、ボス１１に沿って螺旋状に形
成されている。

【００１５】各種の試験において、本考案によるプロペ
ラは高速でも非常に小さなしぶきの集束円錐形状の推進
力を発生し、同様に同径の従来のプロペラより大きな推
進力を発生することが判明した。（１つの試験におい
て、本考案の４０ｃｍ直径のプロペラを直径６３ｃｍの
損傷したプロペラに代えてその船に取付けたところ、ほ
ぼ同一の推進力を発生した。）本考案のプロペラの性能
はプロペラに水を吸い込む傾向があるブレード１２の断
面形状により改善され、他方はブレード１２間の末広が
り状通路１７がボス１１に対するブレード１２の接合線
１６のピッチ角度の増大により、プロペラに流体のチョ
ーキングが生じるのを防止する。

【００１６】末広がり状通路１７に対する入口及び出口
におけるブレード１２の断面形状によって発生される低
圧区域はプロペラを通る水を排水するのを助ける。

【００１７】試験において、プロペラは前進力の増大に
加えて、前進力の５０％までの逆進力を示した。この逆
進力は前進力の０％〜１０％の範囲の逆進力を有する従
来のプロペラよりも非常に大きい。改善された逆進力は
逆転時にプロペラ内に低圧区域を形成するブレードの断
面形状によるものである。

【００１８】プロペラは所望の形状に鋳造することがで
きるし、鋼板又はアルミニウム板により形成したブレー
ドにより製造することもできる。

【００１９】プロペラの製造を容易に理解するために、
図３について説明する。

【００２０】環状金属片を切り取って、ブレード１２の
最大半径方向の長さ（中央部分１４）にほぼ等しい外側
半径１７及びボス１１の外側半径より多少大きい内側半
径１８を備える。

【００２１】ボス１１を中心に約２２０°の角度のブレ
ード１２を残すように環状金属片の板の部分を取り除
く。先端部分１３の縁部から約９０°において（即ち点
１９において）、板の内側半径１８を中央部分１４から
後端部分１５まで徐々に増加させ、その有効内側半径１
８ａを式、 Ｒ＝ｒ＋ａ（ｂ／ｃ） により決定し、ここでｒは板の本体部分の内側半径（線
１８で示す）、Ｒは中央部分１４および後端部分１５の
有効内側半径（線１８ａで示す）、ａは半径増加比、ｂ
は点１９から先端部分１３までの角度間隔（例えば９０
°）より少ない後端部分１５からの角度間隔、ｃは角度
係数（例えば４０〜４５°）である。

【００２２】例えば、 Ｒ＝ｒ＋１．６（ｂ／４５） それゆえ、２２０°ブレードの後端部分において、 Ｒ＝ｒ＋１．６（１３０／４５） 後端部分１５において、有効内側半径Ｒは有効半径が点
１９からボスのまわりで４５°ごとに約１６ｍｍ（１／
１６インチ）だけ増大する場合先端部分１３の半径より
大きく約４〜４５ｍｍである。

【００２３】中央部分１４はボス１１に取付けられ、ブ
レード１２は後端部分１５に向ってボスのまわりに段々
に巻回されている。有効内側半径Ｒがボス１１の外側半
径に対して増大されるので、ブレード１２はボス１１と
係合してブレード１２を後方に引き抜くように引張られ
ねばならない。これは同時にブレード１２の周辺の高さ
を減少し、ブレード１２の周辺ピッチを増加し、後端部
分に向って増大されるようなブレードの後方傾斜を生じ
させながら、ボス１１とブレード１２との接合線１６の
ピッチを増加する（図６乃至図９参照）。ブレード１２
の先端部分１３は先端部分１３の先端がボス１１に取付
けることができるように前方に屈曲されている。ブレー
ド１２の前方傾斜は図４および図５に示されている。

【００２４】同一の船舶機関において従来のプロペラと
本考案のプロペラとを使用する比較試験は本考案のプロ
ペラに以下の改善を示した。

【００２５】１）スロットルが全開して押圧されたと
き、本考案のプロペラは全速力ではないが、船を駆動
し、全速まで走行し、船が従来のプロペラにより駆動さ
れる約２／３の距離で全速に達する。

【００２６】２）船の最高速度を１０〜３０％高くする
ことができる。

【００２７】３）荒い波において、プロペラは水から上
方に出現することはなく、オーバーランする傾向がな
い。

【００２８】４）速度において、船舶は水の上を滑上す
る傾向がある。すなわち、船尾が水中より上がってい
る。

【００２９】５）急転回において、船舶は航空機のよう
に傾きがあり、船尾は横すべりすることがない。

【００３０】６）エンジンが停止された場合に、強力な
制動作用が認められ、逆転において、強力な逆転推進力
が得られる（そして船舶が逆転されたとき船尾梁を越え
て水を引き出すことができる）。

【００３１】７）「カクテル」作用が減少されるか又は
最小にされ、プロペラの後部の水は僅かな乱れで「均
質」になる。

【００３２】８）ブレードの翼形状により、水はプロペ
ラに吸い込まれているようにプロペラに入る前に動いて
いるように見える。

【００３３】９）ブレードの刃先の丸い周辺縁部は岩又
は他の水没した物体に衝突したときチッピング又はブレ
ーキングにより損傷するおそれはない。

【００３４】プロペラの特定の形状、例えばブレードの
数、形状、直径、長さ、ピッチおよび傾斜は特別な意図
された用途に適するように選択することができる。

【００３５】種々の変形および変更は実用新案登録請求
の範囲に定めた本考案の範囲から逸脱することなく記載
された実施例において行うことができる。

【００３６】

【考案の効果】本考案の船舶用プロペラは上述した構成
であるからプロペラに流体のチョーキングが生じるのを
防止できるので、流体の抵抗や乱流が少なく、直径の小
さいプロペラでも非常に大きな推進力を発生させること
ができ、又船舶の逆転や制動に用いる逆進力をも多量に
発生させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案によるプロペラの側面図である。

【図２】本考案のプロペラを明瞭にするため一部分を点
線で示したプロペラの後端面図である。

【図３】製造前の板から切取ったブレードの平面図であ
る。

【図４】図２の４−４線に沿うブレードの断面図であ
る。

【図５】図２の５−５線に沿うブレードの断面図であ
る。

【図６】図２の６−６線に沿うブレードの断面図であ
る。

【図７】図２の７−７線に沿うブレードの断面図であ
る。

【図８】図２の８−８線に沿うブレードの断面図であ
る。

【図９】図２の９−９線に沿うブレードの断面図であ
る。

【符号の説明】

１０ プロペラ １１ ボス １２ ブレード １３ 先端部分 １４ 中央部分 １５ 後端部分 １６ 接合線 １７ 末広がり状通路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. １）駆動軸に接続可能なボス（１１）と、該ボス（１
   １）に取付けた先端部分（１３）、中央部分（１４）及
   び後端部分（１５）を有する同じ輪郭の２つのブレード
   （１２）とから成り、各ブレード（１２）の先端部分
   （１３）をボス（１１）の軸線に対して前方に傾斜さ
   せ、各ブレード（１２）の後端部分（１５）をボス（１
   １）の軸線に対して後方に傾斜させ、中央部分（１４）
   をボス（１１）に対してほぼ半径方向に延伸させ、各ブ
   レード（１２）の半径方向の長さを先端部分（１３）か
   ら中央部分（１４）に向かって増大させ、中央部分（１
   ４）において半径方向の長さを最大にし、次いで中央部
   分（１４）から後端部分（１５）に向って減少させ、一
   方のブレード（１２）の先端部分（１３）が他方のブレ
   ード（１２）の後端部分（１５）にそれぞれ互いに重ね
   合わさるように各ブレード（１２）をボス（１１）の軸
   線を中心に対称的に配置させ、互いに重なり合うブレー
   ド（１２）間に間隙が形成できるように各ブレード（１
   ２）を離してボス（１１）の軸線を中心に互いに対向さ
   せて螺旋状に取付け、互いに重なり合う各ブレード（１
   ２）間の間隙に末広がり状通路（１７）がボス（１１）
   に沿って螺旋状に形成できるようにボス（１１）に各ブ
   レード（１２）を螺旋状に取付ける接合線（１６）のピ
   ッチを少なくとも中央部分（１４）から後端部分（１
   ５）にわたってボス（１１）に沿って増大させたことを
   特徴とする船舶用プロペラ。