JPS5881893A - 舶用プロペラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 プロペラの伴流側の開口部を通って空気を流出させるこ
とは知られており（米国特許第２０５８３６１号明細４
）、この空気に真空を補償するようになっている。１し
かしながら、この構成は通常のプロペラに比軟して実質
的な効率の向上を図れない。

さらに製造は高価であり、また上記構成は比較的高速な
ものに適さない。

本発明の思想は、プロペラ翼の第１のＩｉｉ力；常に水
圧を受けるが、必然的に大きい迎え角のために、真空が
伴流側に発生し、そしてこの真２２カニ回転すｗ　−／
−−１１工Ｊハ瓜本シ値齢すλンいう４零に基づ〈。

伴流は船舶の前進方向に移動せず、回転するプロペラの
方向に向って、船舶の横方向に移動するので、そこに作
用する力のｆｔ−とんどは、船舶の前進方向に寄与せず
、水の流れにｆＡを生じさせることに費やされる。

ここで費やされた力ば、通常消費駆動力の１／３以上に
もなる。このことは、水の渦がここで減じられるとする
と、゛同時に、操船の経済性において対応した増加を示
すであろうということを意味するＣ 本発明の目的に、プロペラ効率を実質的に増加させると
ともに、空気の混合され、かつプロペラ後流の渦による
損失を除去あるいに非常に少なくした水流を生じさせる
ことである。さらに、回転速さσ実質的に増加するであ
ろうに の目的は、特ｆｆ、＋ｎ末の範囲第１項に記載されｔ本
発明に従って達成される。

プロペラ翼の後方に流れ出る空気により真空の発生が防
止されるので、キャビテーシ冒ンの虞れがなくなるとい
うだけでなく、ま几プロペラ後流の渦が約５０％減少し
、したがって出力が約２０％向上する。水の慣性力は、
スラスト面が過大な渦を発生しないように利用され、プ
ロペラ回転速さが従来よりも速くなる。プロペラ後流の
収縮がなくなる。さらに、本発明によれば、従来のプ・
ロペラにおいて慣習的であっ友ものよりも、実質的に小
さいプロペラが用いられる。

蛾も電線な設計では、同軸的な′円筒部材を貫通して延
びる翼が、内方のプロペラ軸あるいはノ・ブに固定され
、またこれらによって内方部分が空気流出開口部を介し
て空気を吸込むので、プロペラに対する空気の供給が補
助され、行なわれる。

空気流出開口部がその縁部において翼の背面に隣接する
ので、スムーズな空気供給が行なわれる。

同時に、６真のために、円筒部材に単に１１１！の空気
流出開口部を設けるだけでもよい。

プロペラが、船体近傍の外側に固定されたＬ線型の駆動
ユニットの一部であることが好まし、い。

上記駆動ユニットのために、第１にプロペラ翼の伴流側
に空気を供給するために、また第２にプロペ１う後流の
収縮を防止するために、プロペラの前方、内部および後
方に設けられる種々の開口部内に、ファンを設けること
なく、十分な量の空気を導くことがｏＴｉ！と、なり、
したがって流れ去る水における圧力流体の形状が円筒状
になる。

船首部に位置するプロペラのため、船尾における水面の
凹みと船首における水面の隆起が防止されるだけでなく
、船舶が出会う船首における水面の凹みを発生する。し
たがって一種の下り坂が生じる。同時に、排出された水
は、丁９坂がさらに強化されるべく、船体後部の下方に
供給される〇この下り坂の大きな強化に、排出された水
によってプロペラから放出される空気によりなされる。

この空気に排出された水の柱状流の中に含まれ、そして
船体、特に後手部の下方を通り、そこでエアクッション
のような浮力を発生させる。これにより水中における船
舶の位置をさらに有利なものにする、 舶用プロペラから退けらｔた空気は、気泡の形で船体の
外壁に対して上昇し、空気の塊、特に９気膜を生じ、水
と外壁との間の摩擦を減少ζせる〇船体中心から偏位し
て配設されたプロペラに、船体中心に対して斜めに向き
、その結果、空気と混合する多量の水によって形成され
た柱状流が、船体中央部の下方を確実に通り、かつそれ
ほど速く横方向に逃げず、したがって船体の後方部分の
下方を流れる。・これによ１り、船体下方にもたらされ
る多量の９気を最良の方法で利用することとなり、した
がって可能な限り浮力を得、摩擦を減少させることがで
きる。

船体中心から偏位して配置されたプロペラは、略垂直な
軸の周りに回転して調整０１能であるから、船体後半部
でありても、また特に異なる船速に従って、偏位したプ
ロペラの配置を最良のものとすることができる。

好ましくは、船体の両側に、船体の長手軸に平行に側壁
が連設され、この側壁は、前方、後方および下方に開口
するとともにプロペラにより排除式れた水を通過させる
水路を、船体下方に形成する◎この結果、エアクッショ
ンおよび空気膜が側方に逃げることが防止さり、また船
底に突出するプロペラが水底に接触することから守られ
る。

特に有利な実施例に、プロペラがスラスト１面に中央空
気謂、出口を有する４合である、この結果、非常に多量
の空気が後方へ押出さねる水の中に導かれ、そしてプロ
ペラが空気を吸込む。空気は中心に向って導かれるので
、空気は管状の空気噴流の形で、管状の水＠流の中にか
なり長時間保持され、そして、船体、特に後手部の様々
゛な点に到達することができ、したがってエアクッショ
ンのように、浮力が発生する。同時に、中央受気流出口
に、好ましくにプロペラ・ハブあるいにプロペラ軸の後
端部に設けられる。

本発明の実施例に添付図面に図示され、また以下に詳細
に説明される。

第１図および第２図に示された実施例において、プロペ
ラは、迎え角αでハブ２に取付られるとともに同軸的な
円筒部材３により固定され−ｆｃ４枚の翼Ｉｔ−有する
。円筒部材３はノ・ブ２との間に壌状空間部３ａを形成
する。翼１は角度βで捩られ、角度Ｔの前縁角を有する
。翼１は円筒部材３を貫通して延び、内端部においてプ
ロペラ・ハブ２に固定される。ハブ２と円筒部材３との
間の減内方部分１＆は、空間部３ａが空気供給通路に接
続されるため、この空間部３ａを介して空気を吸込む。

翼１の背面側の円筒部材３には、三角形の空気流出開口
部４が穿設され、その開口縁部に誠の背面に合致する。

翼１は開口部４内に挿入されるようにしてもよい。

ハブ２に駆動軸６に取付けるための円錐状のボア５を有
する。駆動軸６に軸受７．８内に堰付けられ、かさ歯車
９を介して、傾斜して延びる駆動軸２５により駆動され
る。軸受７，８は船Ｊｉｌｔの下方に固定された接続箱
１０内に装着される。

プロペラは矢印り方向に回転して船を前進方向Ｃへ推進
する。

水２０（線で表わされる）は矢印Ｄ７ｉ同に回転するプ
ロペラ翼１によりさえぎられ、プロペラの前面２１によ
り矢印Ｅ方向に加速される。水はそれほど速く追従して
流れることができないので、大きな伴流がプロペラの背
１ｆｉ２２側に発生し、真空域２３が形成される。真空
域２３は、水の流れの向きを元の流れの方向から変え、
また真空のため、加速さねた水は流れの方向から、回転
の結果、螺線状になるようさらに斜めに曲げらね、る。

開口部４があるため、真空域２３に空気２４で満たされ
るので、真空の発生が阻止され、その結果、水には伴流
効果が生じることになく、またそこにはプロペラに対す
る真直な流れが存続し、加速された水にさらに曲げられ
ることｒ工ない３．シたがって、前進のために十分な駆
動力が利用される。

空気供給管１２．１３は、船゛体１０２の船ｄ部分に配
設される。管１２は、前方の垂直中９部材１４を支持部
材として船体の前方底部に固定された、流線型の、特に
魚雷型のユニットＵに、主として連通ずる。中空部材１
４に断面レンズ型を呈し、水平軸を有する中空部材１５
に隣接する。空気は１開口１６を介して中空部材１４か
ら流出し、中空部材１５内に流入する。一定ｔの金気は
、中空部材１５と円筒部材３の間の環状間隙１７を介し
て流出する。これにより円筒部材３０表面に空気ジャケ
ットが形成される。はとんどの空気は、バブ２と円筒部
材３の間に位置する興内方部分１ａを介して三角開口部
４からプロペラの伴流側へ移送される。プロペラの伴流
側において、空気は圧力を受けて水により移送される。

円筒部材３に隣接して円筒状のクーシング６ａが設けら
れる。

クーシング６＆は、駆動軸６および軸受７．８を同軸的
に囲み、円筒部材３よりもいくらか小値である。このた
め、円筒部材３とクーシング６ａの間には、クーシング
６ａの外周面に沿って流れる空気を通過させる環状間隙
１７ｍが形成される。

管１３は、本質的に矩形の中空部材１８に連通ずる。中
空部材１８に前部および後部が開口し、底部において半
円状に閉じている。水の吸込み効果のため、空気は開口
１９を介して中空部材１８および管１３から吸込１れ、
水と混合する。

第１２図以下の実施例において、２あるいにそれ以上の
プロペラ１０４もしくニ駆動ユニットが船体１０２の船
首１０１の下面に固定される。船体形状は従来の船体形
状と異ならないか、あるいはほんの僅か異なり、プロペ
ラ軸に垂直面内に形成され、水平面に対し角度α＝０〜
２０’、好ましくはα＝約１０°傾斜する。中心単軸プ
ロペラゐ場合、水平面内において、プロペラ軸に船体の
長手方向に延びるのであ本が、横方向に偏位した複数の
プロペラに角度β＝２〜１０°、好ましくα約５゜だけ
、船体の長手方向垂直［Ｉ［ｉＥに対して傾斜する。

最亀の可能な方法で空気と水の柱状ｆＬを整列させるた
めに、角度βを変化させるぺく、横のプロペラ１０４は
垂直軸あるいは垂直からαだけ傾斜した軸の局、りに回
転−節可能にすることができる。

しかるにｔｉＬ１３図および第１４図の実施例では、と
もに中心から偏位した２個のプロペラ１０４だけがＴｏ
り、第１５図〜第１７図の実施例によれば、３個のプロ
ペラが船賃に取付けられ、それらのうち外側の２個プロ
ペラだけが船体の菱手刀向垂直［ＩｉＥに対しある角度
傾斜する。これらのプロペラの傾斜のため、外側のプロ
ペラ１０４によρ、空気と水の柱状流が船体の中央部に
確実に達し、したがって９気はそれほど早く横方向に流
れ去ることがなく、同時に、充分な空気が船尾１０５に
到達する。さらに、船体が、その長手軸に平行であると
ともに、前方、後方および下方に開口する船底部の水路
１０６ａを形成する２つの側壁（スキッド）１０６を有
する場合、上記と同様な効果が得られる。プロペラ１０
４にこの水路内に配設され、側壁にプロペラよりも下方
へ突出する。

ハブ１０７あるいは管状プロペラ軸に、プロペラのスラ
スト面りに、中央空気流出口１０８を有し、その直径は
、約プロペラ直径の１／３の大きさに達する。プロペラ
の伴流のため、この流出口１０８から流出する空気の流
れは、プロペラから押出される水の柱状流１０９の中に
、空気の柱状流１１０（第８図）を形成する。この空気
の柱状流１１０は、プロペラのはるか後方まで維持され
、船体の中央後方部へ空気を供給する。空気に、プロペ
ラ駆動軸および空気供給管１１１ｆ介してプロペラ・ハ
ブ１Ｏ１７に給送される。

プロペラ１により押出さｈた、空気と水の柱状流の断０
面が環状の部分から外方へ空気を排出するため、プロペ
ラ＠１１２は金属板、特に鋼板から作られた２つの壁１
１２ａにより形成される。鋼板は弧状に成形されるとと
もに、前縁１１３において断面Ｖ型をなすようにして互
に接続され、また、吸込側Ｓにある反対側の後縁（流出
端）１１４において、翼の周囲および後縁までわたり、
そして空気が流出する間隙１１５が形成される。この間
隙１１５は、このように翼１１２の空＠ｉ１６を開口し
、９洞１１６にバブ壁部の開口部１１７を介して、吸込
み側Ｓに一統される。開口部１１７框翼の前縁１１３か
ら後縁１１４へがけて、増加する翼形状のノ４さに従う
異なる大きさを有する。

【図面の簡単な説明】

訊１図に４減プロペラを示す正面図、第２図は第１図の
プロペラの側面図、第３図に駆動ユニットを備え几船貫
の側面図、第４図はプロペラを斜め後方から見た斜視図
、第５図は円面部材を示す展開図、！６図にプロペラを
斜め前方から見た斜視図、第７図はり気供給を行なわな
いプロペラ翼の場合の水の偏向を示す流線図、第８図は
空気供゛　　　給を行なうプロペラ翼の場合の水の流わ
を示す流線図１．第９図に空気供給を行なわないプロペ
ラの場合のプロペラ後流の捩りを示す流線図、第１０図
ハ空気供給を行なうプロペラの場合のプロペラ後流を示
、す流線図、第１１図は駆動ユニットを示す平面図、第
１２図に船賃に取付けられたプロペラを有する船体を示
す側面図、第１３図は第１２図の船体の正面図、第１４
図は第１２図および瀉１３図の船体を示す底面図、８１
５図に３軸プロペラを備えた船体の前半部を示す側面図
、第１６図は第１５図の船体の正面図、第１７図は第１
５図および第１６図の船体の底面図、第１８図は船ｔを
示す側面図、第１９図にプロペラにより放出された水の
柱状流の、第１８図の［−１Ｘ線に沿う概略断面Ｍ１第
２０図はプロペラの吸込み側の正面図、第２１図は第２
０図のプロペラの側面図、第２２図は第２０図の刈−■
線に沿う断面図、第２３図は第２０図のｘｉｎ　−ｘｍ
線に沿う断面図、第２４図に第２１図から１枚の翼を切
出して示す正面図である。 １・・・翼、１鳳・・・内方部分、２・・・ハブ、３・
・・円筒部材、３ａ・・・環状空間部、４．１７ａ、１
９＊１１７・・・空気流出開口部、６・・・プロペラ軸
、９・・・かさ歯車、１４．１８・・・固定部材、１７
・・・環状空間、２５・・・駆動軸、１０２・・・船体
、１０４・・・プロペラ１．１０６・・・側壁、１０６
ｍ・・・水路、１０７・・・、プロペラ軸、１０８・・
・中央空気派出口、Ｄ・・・スラスト面、Ｕ・・・駆動
ユニット。 特許出願人 レオボルド　イエガース 特許出願代理人 弁理士　青　木　　　朗 弁理士西舘和之 弁理土中山恭介 弁理士　山　口　昭　之 Ｆｉｇ、２２ １υａ ５．７　　　　　　Ｆｉｇ、２３ Ｆｉｇ、２４ （ ５１３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、伴流もしくは後方に空気が導かれる翼を有する舶用
   プロペラにおいて、空気流出開口部（４゜１１７）が、
   翼の基部間、かつ翼の背面近傍であって、プロペラ・、
   ハブ（１０７）　Ｔｏるいにプロペラ軸に同軸的な円筒
   部材（３）の円筒状殻体に形成されることを特徴とする
   舶用プロペラ。 ２、同軸的な円筒部材（３）を貫通して延びる翼（１）
   は、プロペラ軸まｆｃ、ハハブ（２）に固定され、かつ
   内方部分０」）により、空気流出開口部（４）Ｋ対して
   空気を吸込むことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の舶用プロペラ。′−３、空気流出開口ｉｓ　（４）
   は、開口縁部を介して翼の背面に隣接することを特徴と
   するＩｌ＃ｆｆａ求の範囲第１項または第２項記載の舶
   用プロペラ。 ４、空気が、同軸的な円筒部材（３）に囲まれた環状壁
   ｌｖ１部（３ａ）により、空気流出開口部に対して案内
   されることを特徴とする特ｃｆＦ請求の範囲第１項〜第
   ３項のいずれか１項に記載の舶用プロペラ。 ５、各員（１）のために、円筒部材に１個の空気流出開
   口部（４）が設けられることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項〜第４項のいずれか１項に記載の舶用プロペラ
   。 ６、プロペラが、船体（１０２）の近傍の外側に固定さ
   れた流ＩＶＩ１ｍの１１１１ＫｗＪユニット（０）の一
   部であることを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第５
   項のいずれか１．Ｊｉに記載の舶用プロペラ。 ７、ハブもしくは円筒部材の近傍であって、Ａ（１）の
   進行方向前方に框、空気流出開口部または同軸的な環状
   間隙（１７）が形成され、これにより円筒部材の表面に
   空気ジャケットが形成されること奮特徴とする特許請求
   の範囲第１項〜第６項のいずれか１項に記載の舶用プロ
   ペラ。 ８、ハブもしくは円筒部材（３）の近傍であって、翼（
   ’１）の進行方向後方には、ｇ！′Ａ流出開口部（１７
   ａ）が形成され、これにより駆動ユニットの表面上に空
   気ジャケットが形成されることを特徴とする特許請求の
   範囲第６項または第７項に記載の舶用プロペラ。 ９、駆動ユニットの進行方向後端に、空気流出開口（１
   ９）が設けられることを特徴とする％、ｆ’Ｆｄｌ求の
   範囲第６項〜第８項のいずれか１項に記載の舶用プロペ
   ラ。 １０、　駆動ユニ・ットを支持するストラットもしくに
   固定部材（１４，１８）は、中空であり、かつ４、空気
   流出開口部に空気を供給することを特徴とする特許請求
   の範囲第６項〜第９項のいずれか１項に記載の舶用プロ
   ペラ。 １１、プロペラ軸（６）ニがさ歯車（９）を介して駆動
   モータにより駆動され、駆動軸（２５）は該プロペラ軸
   に対して相対的に傾斜することを特徴とする特ｆｆＪ求
   の範囲第１項〜第１０項のいずれか１項に記載の舶用プ
   ロペラ。 １２、少なくとも１個の駆動ユニット（σ）が船体の前
   方部分の下方に配設されることを特徴とする特１！Ｐ請
   求の範囲第１項〜第１１項のいずれか１項に記載の舶用
   プロペラ。 １３、空気がプロペラ（１０４）から流出し、かつプロ
   ペラにより船体（１０２）の下方に付勢されることを４
   徹とする％＋４．Ｉ櫂求の範囲第１２項記載の舶用プロ
   ペラ。 １４、船体中心から偏位して設けらねたプロペラ（１０
   ４）ｔ！、船体の中心線に対し斜めに向けられることを
   特徴とする特許−求の範囲第１２項または第１３項に記
   載の舶用プロペラ。 １β、船体中心から偏位して設けられたプロペラ（１０
   ４）は、罎鉛直な軸の周りに回転して調整可能なことを
   特徴とする特許請求の範囲８ｇ１４項記載の舶用プロペ
   ラ。 １６、船体の両側に、船体の長手軸に平行に側壁（１０
   ６）が連設され、この側壁（１０６）は、前方、後方お
   よび下方に開口するとともに、プロペラ（１０４’）に
   より排除された水を通過させる水路（１０６ｍ）を、船
   体下方に形成することを特徴とする特許−求の範囲第１
   ２２項〜第１項のいずれか１項に記載の舶用プロペラ。 １７、プロペラ（１−０４）に、スラストｔｆｉ　（０
   ）に中央９気流出口（１０８）を有することを！ｊ／！
   を徴とする特許請求の範囲第１４項〜第１６項のいずれ
   か１項に記載の舶用プロペラ。 １８、°中央空気流出口（１０８）ｔ！、プロペラ、ノ
   飄プもしくはプロペラ軸（１０７）の後端部に設けられ
   ること１に！ｆ＃確とする特１ｆｆ−請求の範１７！ｌ
   第１７項舊己載の舶用プロペラ。