WO2007052626A1

WO2007052626A1 - 静音プロペラ

Info

Publication number: WO2007052626A1
Application number: PCT/JP2006/321695
Authority: WO
Inventors: Masahiko Suzuki
Original assignee: Global Energy Co., Ltd.; Kabushiki Kaisha Fjc
Priority date: 2005-11-01
Filing date: 2006-10-31
Publication date: 2007-05-10
Also published as: KR100971937B1; KR20080071569A; AU2006309773B2; BRPI0619723A2; AU2006309773A1; RU2008121964A; US20090226323A1; EP1953083A4; CA2627984C; ES2444512T3; US8371819B2; BRPI0619723B1; EP1953083B1; DK1953083T3; CA2627984A1; EP1953083A1; RU2385255C2

Abstract

本発明は、プロペラ翼の翼根部のピッチ角がなく、翼端縁部に回転方向の相対流に対するピッチ角が形成されて、流体の内圧が高められ、高速回転時に翼根部における空洞、水泡、キャビテーションの発生をなくし、小型原動機で高速回転と、多量の流体を背後方へ移動させることの可能な原動機で回転される静音プロペラ１に関する。　この静音プロペラ１は、プロペラ翼３の先端部において、背面方向へ湾曲されて傾斜部３ｄが形成され、該傾斜部３ｄにおける回転前端部３ａは、側面視で円弧状に形成され、回転後側端３ｂは、翼根から翼端にかけて直線的になるよう、回転前側端部３ａから次第に背後へせり出して、変向傾斜面３ｅが形成されて、回転時に流体が、傾斜部における変向傾斜面３ｅにより背後の軸心方へ押動されるように構成されている。

Description

明細書

静音プロペラ

技術分野

[0001] 本発明は、静音プロペラに係り、特に、プロペラ翼の翼根部のピッチ角がなぐ翼端縁部に回転方向の相対流に対するピッチ角を形成して、高速回転時に軸心方への内圧を高め、翼根部における空洞、水泡、キヤビテーシヨンの発生をなくし、小型原動機で高速回転と、多量の流体を背後方へ移動させることの可能な静音プロペラに関する。

背景技術

[0002] 従来、例えば水中推進器用のスクリュープロペラは、主軸に対して翼根が傾斜して配設され、翼根力翼端にかけて大きく捻れている。換気用ファンもほぼ同じ形態をしている。また特許文献、日本特開平 8— 072794号公報のような、翼全体が背後方へ傾斜されて、るプロペラも開示されて、る。

[0003] 従来の船舶用スクリューは、翼根部におけるピッチ角が大きぐその結果板厚が厚く設定され、回転に伴い水流が捻れて、背後へ排出されている。

[0004] また翼根部のピッチ角が大きいために、板厚が大となり、回転速度があがると、水流力 Sピッチ角に沿って流れることができず、翼面からの流体の剥離現象が生じ、内圧が下がる過程でキヤビテーシヨン (空洞ができて、渦ができる現象）が生じ、大きな回転音と気泡が生じる難点がある。

[0005] このような水流が捩れるロスと、キヤビテーシヨンが起るロスとは、回転エネルギーの大きなロスとなっている。発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] この発明は、プロペラ翼の翼根部の捻れがなぐ翼端縁部にピッチ角が形成されて流体内圧が高められて、キヤビテーシヨンや回転音が生じにくぐ回転速度を向上させることができ、推進器用の他に、空調用ファン、換気用ファン、ポンプ用等、流体を小さなエネルギーで大量に移動させることのできる、プロペラ、並びに回転音のしな V、風水車のプロペラを提供することを目的として、る。

課題を解決するための手段

[0007] この発明の具体的な内容は、次の通りである。

1.原動機で回転されるプロペラであって、翼根の前後厚さよりも翼端の前後厚さが厚く設定され、プロペラ翼の先端部が、回転前側端部は、側面視で背面方へ円弧状に傾斜部が形成され、回転後側端部は、翼根力翼端にかけて直線的になるよう、回転前側端部から次第に背後方へせり出して、回転前側端部から回転後側端部の間に変向傾斜面が形成され、回転時に流体が、翼端部における変向傾斜面により背後の軸心方へ押動されるように構成された、静音プロペラ。

[0008] 2.原動機で回転されるプロペラであって、翼根の前後厚さよりも翼端の前後厚さが厚く設定され、プロペラ翼の背面における両側端の、回転前側端と回転後側端の先端縁部を結ぶように、回転半径を等距離にして折曲基点線が設定され、その先端を先細にして翼端傾斜部が設定され、回転前側端の先端部から翼根の回転後側端方へ向かって傾斜境界線が設定され、傾斜境界線よりも回転後方部に設定された傾斜背面が、傾斜境界線を境として、背後方へ傾斜されて、回転前方向の相対流に対するピッチ角が形成され、前記翼端傾斜部は、その回転前側縁部分が折曲基点線を基点として、背後方向へ湾曲傾斜されている、静音プロペラ。

[0009] 3.原動機で回転されるプロペラであって、翼根の前後厚さよりも翼端の前後厚さが厚く設定され、プロペラ翼の背面における両側端の回転前側端と回転後側端の先端縁部を結ぶように、回転半径を等距離にして折曲基点線が設定され、その先を先細にして翼端傾斜部が設定され、回転後側端の先端部から翼根の回転前側端方へ向かって傾斜境界線が設定され、傾斜境界線よりも回転前方部に傾斜背面が設定され、傾斜境界線を境として傾斜背面が、折曲基点線の回転前側縁部を正面方へ傾斜されて、回転前方向の相対流に対するピッチ角が形成され、前記翼端傾斜部は、その回転前側縁部分が折曲基点線を基点として、背後方向へ湾曲傾斜されている、静音プロペラ。

[0010] 4.プロペラ翼の正面における両側端の回転前側端と回転後側端の先端縁部を結ぶように、回転半径を等距離にして折曲基点線が設定され、該折曲基点線より翼端を先細にして、翼端傾斜部が形成され、回転前側端の先端部から翼根の回転後側端方へ向かって、傾斜境界線が設定され、該傾斜境界線よりも回転後方部に設定された傾斜前面が、背後方へ傾斜されて、正面方向力の相対流に対するピッチ角が形成され、前記翼端傾斜部は、その回転前側縁部分が折曲基点線を基点として、正面方向へ湾曲傾斜されている、静音プロペラ。

[0011] 5.プロペラ翼の正面における両側端の回転前側端と回転後側端の先端縁部を結ぶように、回転半径を等距離に折曲基点線が設定され、該折曲基点線より翼端を先細にして、翼端傾斜部が形成され、回転後側端の先端部から翼根の回転前側端方へ向かって、傾斜境界線が設定され、該傾斜境界線よりも回転前方部に設定された傾斜前面が、正面方へ傾斜されて、正面方向からの相対流に対する、ピッチ角が形成され、前記翼端傾斜部は、その回転前側縁部分が折曲基点線を基点として、正面方向へ湾曲傾斜されている、静音プロペラ。

発明の効果

[0012] 本発明によると、次のような効果がある。

(1)請求項 1に記載された発明の静音プロペラは、プロペラ翼の翼端に傾斜部が形成され、傾斜部は回転前側端部が円弧状に湾曲されているが、回転後側端部は翼根力翼端にかけて直線的に形成されて、回転前側端部から次第に背後へせり出して、変向面が形成性されているので、回転すると、回転時に遠心方向へ拡散しようとする流体が、円弧状の回転前側端部によって軸心方へ押動されるので、遠心方向への拡散が生じない上に、軸心方へ押動される流体は、流体圧が高められて、強い推進力を得ることができる。

円弧部の回転後側端は、回転前側端部力も次第に背後へせり出して、変向面が形成されているので、回転すると、流体が背後方の軸心方へ集束されて、略円錐状に押し出されるため、流体圧が高くなり、強い推進力を得ることができる。その結果、動力を小型化することができる。

[0013] (2)請求項 2に記載された発明の静音プロペラは、プロペラ翼の背面において、翼長の半ば力翼端寄りの部分に、回転前方の相対流に対するピッチ角が形成されているので、推進器として使用するとき、回転に伴い、プロペラ軸力も遠い翼端縁部で水流が背後へ強く押出されるため、高い推進力が得られる。

翼根部はピッチ角がなぐ翼端傾斜部により軸心方へ押し出される水流により、内圧が高まり、空洞や水流の渦の発生が生じず回転音もしない。

回転効率がよいので、原動機を小型にすることができる。換気扇、空調機などのフアンに使用するときは原動機を小型にすることができる。

[0014] (3)請求項 3に記載された発明の静音プロペラは、プロペラ翼の背面翼端縁部に、折曲基点線が設定され、該折曲基点線より翼端部に、背後方へ傾斜された翼端傾斜部が形成されているので、推進器として使用するとき、回転に伴い遠心方向へ拡散される流体の拡散が、翼端傾斜部で抑止されて、軸心に向けて水流が押出されるので、内圧が高まり、キヤビテーシヨンが生じない。

高速回転に伴い、捻れのない翼根部において、空洞や水流の渦の発生が生じないので回転音がしない。

ピッチ角が小さくされたため、翼の厚みを薄くすることが出来、回転速度を高くすることができるので、船などの推進器に適し、回転効率がよいので、原動機を小型にすることがでさる。

[0015] (4)請求項 4に記載された発明の静音プロペラは、プロペラ翼の前面翼端縁部に、正面方向へ傾斜された翼端傾斜部が形成されているので、風車に使用するとき、前面に風流を受けると、遠心方向へ拡散しょうとする風流が、翼端傾斜部で抑止されて回転力が高まる。

回転前側端の先端部から翼根の回転後側端方へ向かって、傾斜境界線が設定され、該傾斜境界線よりも回転後方部の、傾斜前面が背後方へ傾斜されて、正面方向力の相対流に対するピッチ角が形成されているので、正面から風流を受けると、ピツチ角をもつ傾斜前面は、風流によって回転方向へ押動されて、効率良く回転され、軸トルクを大きくすることができる。また、回転抵抗が低いことから回転音が静かなので、風力発電機用の風車、或いは水車に適している。

[0016] (5)請求項 5に記載された発明の静音プロペラは、プロペラ翼の前面翼端縁部に、正面方へ傾斜された翼端傾斜部が形成されているので、風車に使用するとき、前面に風流を受けると、遠心方向へ拡散しょうとする風流が、翼端傾斜部で抑止されて回転力が高まる。回転後側端の先端部から翼根の回転前側端方へ向かって傾斜境界線が設定され、該傾斜境界線よりも回転前方部の、傾斜前面が正面方へ傾斜されて、正面方向力の相対流に対する、ピッチ角が形成されているので、正面から風流を受けると、ピッチ角を有する傾斜前面は、風流によって回転方向へ押動されて、効率良く回転され、軸トルクを大きくすることができ、回転音が静かなので、風力発電機用の風車、或いは水車に適している。

図面の簡単な説明

[図 1]本発明に係る静音プロペラの背面図である。

[図 2]図 1における平面図である。

[図 3]実施例 2を示す静音プロペラの平面図である。

[図 4]図 3における平面図である。

[図 5]実施例 3を示す静音プロペラの背面図である。

[図 6]図 5における平面図である。

[図 7]実施例 4を示す静音プロペラの背面図である。

[図 8]図 7における平面図である。

[図 9]実施例 5を示す静音プロペラの背面図である。

[図 10]図 9における静音プロペラの平面図である。

[図 11]実施例 6を示す静音プロペラの正面図である。

[図 12]実施例 7を示す静音プロペラの正面図である。

[図 13]実施例 8に係る静音プロペラの背面図である。

[図 14]実施例 8に係る静音プロペラの側面図である。

[図 15]説明用プロペラ翼の側面図である。

[図 16]説明用プロペラ翼の側面図である。

[図 17]説明用プロペラ翼の側面図である。

[図 18]説明用プロペラ翼の側面図である。

[図 19]図 13における A- A断面図である。

[図 20]図 13における B-B断面図である。

[図 21]図 13における C-C断面図である。 [図 22]スクリューに使用した静音プロペラの側面図である。

[図 23]実施例 9の背面図である。

[図 24]図 13における静音プロペラの側面図である。

[図 25]舟用プロペラに使用した静音プロペラの側面図である。

[図 26]飛行艇に使用した静音プロペラの正面図である。

符号の説明

1.静音プロペラ

la.ボス部

2.プロペラ翼

2a.折曲基点線

2b.翼端傾斜部

2c.回転前側端

2d.回転後側端

2e.傾斜境界線

2f.傾斜背面

2g.傾斜前面

3.プロペラ翼

3a.回転前側端

3b.回転後側端

3c.放流 [ϋ

3d.円弧状傾斜部

3e.変向傾斜面

4.プロペラ軸

5.舟

5a.船外スクリュー

5b.支持体

5c.エンジン部

5d.ハンドル 6.水中翼

7.揚翼

8.方向舵

9.飛行艇

発明を実施するための最良の形態

[0019]

実施例 1

[0020] 本願発明の実施例を説明する。図 1は本願発明に係る静音プロペラ (以下単にプロペラと言う）の背面図、図 2は平面図である。図において、プロペラ 1は、ボス部 laにプロペラ翼 2が 4枚、等間隔に配設されている。該プロペラ翼 2の枚数は、これに限定されるものではない。

各プロペラ翼 2の弦長は、翼根力翼端縁部にかけてほぼ同じぐ幅狭に設定されている。図 1における左右両側端の回転前側端 2c (図 1における右側端)と、回転後側端 2d (図 1における左側端)の先端縁部を結ぶように、回転半径を等距離にして、折曲基点線 2aが設定されている。

前記折曲基点線 2aは、プロペラ翼 2の背面において、その部位の回転円弧状に形成され、該折曲基点線 2aから翼端にかけて次第に先を細めて、該先端部を翼端傾斜部 2bとして形成されて、る。

該翼端傾斜部 2bは、前記折曲基点線 2aを傾斜基点として、プロペラ翼 2の背後方向へ全体が緩く傾斜され、その回転前側縁部の部分が背後方向へ強く湾曲傾斜されている。

該翼端傾斜部 2bにおける回転前側端部の湾曲傾斜角度は、翼端傾斜部 2bの長さによって異なる力プロペラ翼 2の垂直な正面に対して、翼端傾斜部 2の曲がり初め力も先端を結ぶ直線が、 15度〜 45度の範囲で設定される。

該翼端傾斜部 2bの、折曲基点線 2aから翼端までの長さは、図においてはプロペラ翼 2の翼長の 15%に形成されているが、 15%〜60%の範囲までにすることができる

[0021] 図 1において、プロペラ翼 2の、回転前側端 2cの先端部は、前記折曲基点線 2aに接し、その交点力翼根部の回転後側端 2d方まで、傾斜境界線 2eが形成されている。

該傾斜境界線 2eを境界として、プロペラ翼 2の回転後側端 2d部分の、先端方を背後方へ傾斜させて、回転方向の相対流に対する、ピッチ角が形成された傾斜背面 2f が形成されている。前記傾斜境界線 2eは図 1において直線で示されているが、翼根部分で、例えば、く状等に湾曲させることができる。

[0022] 図 2に示すように、プロペラ翼 2の長手方向を水平にした状態で、回転前側端 2c部分の板厚は、翼根力も翼端縁部にかけて次第に薄く形成されている。また回転後側端 2d部分の板厚は、翼根力ゝら翼端縁部にかけて、次第に薄く形成されている。

プロペラ翼 2の先端部を上向きにした状態で、先端縁部の背後面における傾斜背面 2fは、回転前方の相対流に対するピッチ角 (P)が、 7度〜 25度の範囲で形成されている。

これによつて、プロペラ翼 2の翼根部の背面においてはピッチ角がなぐ翼根部から翼端縁部にかけて、傾斜境界線 2eよりも回転後方の部分が、次第に背後方へ傾斜されて、回転方向に対してピッチ角 (P)を有する傾斜背面 2fが、形成されている。ただし、必要に応じて翼根部のピッチ角は 0度〜 4度の範囲で形成することができる

[0023] プロペラ 1は、船の推進器として、図 1において右回りに回転されると、翼根部から回転遠心方向へ拡散する水流は、翼端傾斜部 2bによって抑止され、プロペラ翼 2の背後面における、翼端傾斜部 2bとピッチ角 (P)を有する傾斜背面 2fとで、掬われるように背後方へ押動される。

従来のスクリューは、翼根に強いピッチ角が付けられているため、低速回転では、ピツチ角に沿って水流が流れる力高速回転になると、高速流水はピッチ角のある面に沿った長い距離を流れずに、道路のカーブを内側に入って近道をするように、飛ばし (ピッチ角面力もの剥離)現象が生じる。その結果空洞が出来、内圧が下がり、泡立ちゃ音が生じる力このプロペラ 1はそれが生じない。

すなわち、プロペラ 1の回転に伴い、翼根部分は、回転方向の相対流に対して、ピツチ角を有していないため、水の抵抗が小さぐ高速回転をするとプロペラ翼 2の翼端縁部から、軸心方へ流体が高速で押動されて内圧が高まるため、空洞や、渦や泡立ちなどの原因となるキヤビテーシヨンが生じないので、回転音もしない静かな回転をする。

[0024] プロペラ翼 2の背面における、先端縁部のピッチ角 (P)が小さいと、回転時に水の抵抗が小さぐプロペラ 1の回転速度をあげられる。高速回転をするとプロペラ翼 2の遠心部の回転速度は大きぐプロペラ翼 2の遠心部における、水流の押出し量は大きいので、推進力は高くなる。このプロペラ 1においては、プロペラ翼 2の弦長力翼根から翼端にかけてほぼ同じで狭いことに特徴がある力更に翼根部の背面におけるピッチ角がなぐ傾斜背面 2fの翼端縁部におけるピッチ角 (P)も、緩や力な点に特徴がある。

プロペラ翼 2はこの形状により、回転時に、ねじれのない翼根部での渦や、キヤビテーシヨンが生じないこと、弦長が狭ぐ翼端縁部のピッチ角 (P)が緩や力な事から、回転時の抵抗力、さぐ高速回転が可能で、翼端傾斜部 2bが水流の拡散を抑止して、背後の軸心方へ水流を集めることから、効率のよい推進力を得ることができる。

[0025] また、このプロペラ 1をファンとして使用するときは、小型の原動機で、風切り音もなく高速で回転させることが出来る。効率良く送風をすることができるので、空調機、換気扇等のファンに使用することができるほか、舟艇のファン推進器に好適である。実施例 2

[0026] 図 3は実施例 2を示すプロペラの背面図、図 4は平面図である。前例と同じ部位には同じ符号を付して説明を省略する。

この実施例 2は、図示するように、プロペラ翼 2の折曲基点線 2aが、翼端から翼長の 40%にあたる部分に設定され、翼端傾斜部 2bの長さが翼長の 40%に設定されている力これに限定されるものではない。

これによつて、傾斜背面 2fの面積が増加することと、翼端傾斜部 2bが、回転前方の相対流に対してピッチ角 (P)を持つ面積が、広くなることによって、背後方向へ押出す流体量を多くすることができる。前記折曲基点線 2aを傾斜基点とした翼端傾斜部 2b の長さは、翼長の 15%から 60%に設定することができ、翼端傾斜部 2bの長さが長いときは、翼端傾斜部 2bの傾斜角度は小さくする。実施例 3

[0027] 図 5は実施例 3を示すプロペラの背面図、図 6は平面図である。前例と同じ部位には、同じ符号を付して説明を省略する。

この実施例 3では、傾斜境界線 2eが逆向きに設定されている。図 5において、プロペラ翼 2の回転後側端 2dの先端部は、折曲基点線 2aに接して、その交点から翼根部の回転前縁端 2c方にかけて、傾斜境界線 2eが形成されている。

[0028] 図 6において、回転前側端 2c部分は、翼根部から翼端縁の折曲基点線 2aに向けて、板厚を薄くされ、正面方向へ傾斜されている。傾斜境界線 2eを境として、プロべラ翼 2の先端縁部が、正面方向へ傾斜されて、回転前方向の相対流に対するピッチ角 (P)が形成されている。該ピッチ角 (P)は、図 6に示すように、プロペラ翼 2の先端部を上向きとした状態で、回転方向に対して 7度〜 25度の範囲に形成される。

上記のように構成された、この実施例 3においては、翼根部においてはピッチ角がないので、高速回転時において空洞や渦が生じず、泡立ちや回転音がせず、キヤビテーシヨンが生じない。

また翼根部において、傾斜境界線 2eよりも回転後方部分が幅広いので、剛性に優れており、全体の板厚を薄くすることができるため、回転時における抵抗を小さくすることができる。

このように、プロペラ 1を推進器とするとき、プロペラ翼 2は、回転に伴って、最大弦長をもつ折曲基点線 2a部分において、正面に近い位置における水を掬って、回転後側端 2dへかけてのピッチ角を有する傾斜背面 2fを利用して、プロペラ翼 2の背後方向へ押動させて、その反動で船を推進させる。

回転時において、プロペラ翼 2の遠心方向へ拡散されずに、背後方向へ押動される水流は、高い水圧を有して、その反動として船は前進する。

同時に、プロペラ翼 2の正面を滑って、背後方向へ流動する水流の力により、プロペラ翼 2は、回転方向へ自然に押されて回転するために、プロペラ 1は原動機の駆動力を小さくすることができる。これはプロペラ風車に風流が当ると、プロペラ翼 2が回転するのと同様に、回転しているプロペラ翼 2の正面に当る相対流の力によって、プロペラ翼 2が回転させられる力である。 [0029] 従来型スクリューは、背後方向へ水を捻って排出して、る。その結果、水を捻る力が余分に力かってロスとなっている。また捻れて背後に排出される水流に対して、前方から背後方向へと流れる水流は、背後方向へ円滑に抜けにくぐ水泡が生じ、キヤビテーシヨンを生じて回転力のロスとなっている。

これに対して、本発明のプロペラ翼 2は、翼根部においてはピッチ角がなぐ水流の捻れがないために、回転時における水の抵抗が小さぐ翼端縁部において、緩やかなピッチ角で、水を背後に押出す状態に形成されているので、水流に捻れが生じにくぐ円滑に流動するため、音や水泡が生じにくぐ回転力のロスが小さい。

[0030] 従来型のスクリューと比較すると、本発明のプロペラ 1は、同じ動力でも回転速度が向上するので、その分だけ駆動力の小さな原動機を使用することができる。

またプロペラ翼 2の回転遠心部に、最大弦長を持つ折曲基点線 2aがあり、傾斜背面 2fと翼端傾斜部 2bが、何れもピッチ角 (P)を具備しているために、流体を背後へ移動させる効率が高い。

同時に、プロペラ翼 2の前面を滑って、背後へと流動する水流は、回転に伴いプロペラ翼 2の正面に沿って生じる負圧によって、前方の水流を背後に高速で流動させ、背後に至った水流を、プロペラ翼 2の傾斜背面 2fが掬って背後へ押動させる、という作用を繰返す。

これにより、プロペラ翼 2の進行前方にある水流が、円滑に背後へと流動されているため、プロペラ翼 2の正面を滑って、背後へ流動する強い水流の力によって、プロべラ翼 2の回転が加速され、プロペラ 1の回転速度が高まる。

このプロペラ 1は、小型でも推進力が高いので、船舶の推進器に適しているほか、船の舳先部でプロペラ軸を横向きに配して、操舵用に使用することができる。

また、プロペラ翼 2の回転半径を変えることによって、水と空気のような質量の異なる流体に対応して、舟艇のファン推進器用のほか、空調機、換気扇等のファンに利用することができる。

なお、この流体用のプロペラ 1は、推進器の場合は、水或いは空気を背後へ押出して、その反作用で、自身は前進するものであるが、送風に利用するときは、回転音がせず、送風量は多ぐプロペラ翼 2の板厚を薄くすることができる。し力も原動機を小型にすることができるので、空調機のファン、トンネル内その他の換気用ファン、或いはポンプ等、流体を背後方へ移動させるための用途に、幅広く利用することができる。

実施例 4

[0031] 図 7は実施例 4を示すプロペラの背面図、図 8は平面図である。前例と同じ部位には同じ符号を付して説明を省略する。

この実施例 4は、プロペラ翼 2の両側端の回転前側端 2cと回転後側端 2dとが、大きな角度で開、て、る点に特徴がある。

従って傾斜背面 2fの面積が広く設定されている。図 8において、傾斜背面 2fの回転前方の相対流に対するピッチ角は、傾斜背面 2fが回転前後方向に長いため、 15 度程度の緩やかな傾斜になって、る。

折曲基点線 2aは、円弧状になっており、翼端傾斜部 2bは折曲基点線 2aを基点として全体が緩やかな傾斜となり、回転前側縁部が強い湾曲傾斜に形成されているので、図 8に示すように、翼端傾斜部 2bも回転前方の相対流に対してピッチ角を有している。

これによつて、プロペラ 1が回転されると、傾斜背面 2f並びに翼端傾斜部 2bのピッチ角を有する面が、水流を背後へ押動することになり、ピッチ角のある面積が広い部位は、プロペラ軸 3から遠い位置であるので、推進力は大きい。

実施例 5

[0032] 図 9は実施例 5を示すプロペラの背面図、図 10は平面図である。前例と同じ部位には同じ符号を付して説明を省略する。

この実施例 5は実施例 4のプロペラ翼よりも、先端縁部の弦長が狭いものである。板厚が薄ぐ全体に扁平に設定されて、 2枚翼なので、前記実施例の中では、特に回転速度をあげることができる。

実施例 6

[0033] 図 11は、実施例 6を示すプロペラの正面図である。前例と同じ部位には同じ符号を付して説明を省略する。この実施例 6は、図 1における背面を正面図として、プロペラ翼 2の傾斜境界線 2eよりも回転後方を、背後方へ傾斜させたもので、風車用である。風車に使用され、プロペラ翼 2の正面に風を受けると、プロペラ翼 2の傾斜境界線 2 eよりも回転後方部分の、ピッチ角を有する傾斜前面 2gに風を受け、回転方向へ回転する。

この場合、平坦な翼根部の幅が広いが、この平坦面に受ける風流は、回転に伴い遠心方へ拡散されるので、回転の負担にならない。

プロペラ翼 2の回転遠心方へ拡散される風流は、翼端傾斜部 2bによって抑止されて、傾斜境界線 2eよりも回転後方部分の、ピッチ角を有する傾斜前面 2gに集合させられて、圧力を高めて、プロペラ 1の回転力を高める。

また傾斜境界線 2eから、回転後方部分のピッチ角を有する傾斜前面 2gは、図 11 において回転後側端 2dの先端部が、背後方向へ傾斜されているので、この傾斜前面 2gに正面から当って、左後方へ滑って通過する風流は、高速となり空気密度が低ぐ周囲よりも負圧となるので、周囲よりも傾斜前面 2gに多く風流が集まり、回転力を高める。

回転に伴い、折曲基点線 2aに沿って、回転後方向へ抜ける風流は、プロペラ翼 2 を回転方向へ押すことになり、折曲基点線 2a部分は、プロペラ翼 2の回転遠心部に位置しているために、高い軸トルクを得ることができる。回転抵抗が低いので、回転音が静かで、風力発電機用の風車並びに水車に適している。

実施例 7

図 12は、実施例 7を示すプロペラの正面図である。前例と同じ部位には、同じ符号を付して説明を省略する。この実施例 7は、図 3における背面を正面図として、プロべラ翼 2の傾斜境界線 2eよりも回転前方部分を、正面方向へ傾斜させたもので、風車用である。

風車に使用され、プロペラ翼 2の正面に風を受けると、プロペラ翼 2の傾斜境界線 2 eよりも回転前方部分の、ピッチ角を有する傾斜前面 2gに正面力も風を受け、回転方向へ回転する。

この場合、平坦な翼根部の幅が広いが、回転に伴い、ここに当たる風流は遠心方へ拡散されるので、回転の負担にならない。

回転に伴い、プロペラ翼 2の回転遠心方向へ拡散される風流は、翼端傾斜部 2b〖こよって抑止されて、傾斜境界線 2eよりも回転前方の部分の、ピッチ角を有する傾斜前面 2gに集合させられて、プロペラ 1の回転力を高める。

また傾斜境界線 2eよりも回転前方部分の、ピッチ角を有する傾斜前面 2gは、図 12 において回転前側端 2cの先端縁部が、正面方向に傾斜されているので、傾斜境界線 2e部分が低くなる傾斜前面 2gに、正面から当る風流は、空気密度を高めるため気圧が高まり、比較の上で負圧となった回転前方向へ、プロペラ翼 2が押動され、回転力が高まる。

そしてプロペラ翼 2の回転と共に、傾斜境界線 2eの先端方向へ風流が逃げつつ、プロペラ翼 2を回転方向へ押すことになり、折曲基点線 2a部分は、プロペラ翼 2の遠心部に位置しているため、高い軸トルクを得ることができる。回転抵抗が低いため、回転音が静かで、風力発電機用の風車並びに水車に適している。

なおこの発明は、前記実施例に限定されるものではなぐ目的に沿って適宜設計変更をすることができる。図面における折曲基点線 2a、傾斜境界線 2eは、区域を示すもので、山や谷の角状態を示すものではなぐなだらかな曲面とすることができる。プ口ペラ翼 2の翼端部の弦長を、翼根部の弦長より大きくすることは当然にできる。実施例 8

図 13は実施例 8に係る流体集束プロペラの背面図、図 14は側面図で、左方が背後である。

プロペラ 1は、ボス部 laの周囲にプロペラ翼 3が複数、定間隔でかつ、放射方向に向いて配設されている。符号 4はプロペラ軸である。

小型のプロペラ 1は、ボス部 laとプロペラ翼 3がー体成形である力必要に応じてボス部 laとプロペラ翼 3とは、別体で成形して一体に組立てることができる。

プロペラ 1の材質は、金属のほか、プラスチック成形をすることができる。プラスチック成形の場合、軸部 2を金属とし、プロペラ翼 3をプラスチックとして一体成形をすることがでさる。

図 13おいて、符号 (S)は基準放射線である。プロペラ翼 3は、基部においては、回転前側端 3aと回転後側端 3bとは、基準放射線 (S)の左右にほぼ同じ幅に設定されている。プロペラ翼 3の先端部は、基準放射線 (S)の右方に回転前側端 3aがほとんどなぐ回転後側端 3bが基準放射線 (S)の左方に大きく広がり、幅の広い放流面 3cが形成されている。

該放流面 3cの最大弦長は、プロペラ翼 3の回転半径の約 50%に設定されているが、これに限定されるものではない。ただし、プロペラ翼 3背面の総面積は、プロペラ翼 3の回転半径を半径とする円の面積の 2分の 1以下にすることが望ま、。

プロペラ翼 3の回転前側端 3aは、図 14に示すように、基部から半径の約半分までは前端線 (F)に沿っており、その先端方は背後方を向く円弧状の傾斜部 3dに形成されている。

[0036] 図 2において、軸心線 (L)と前端線 (F)とは直角で、半径線 (T)は軸心線 (L)と平行で、点 P- Oと半径である点 O- Qの距離は等しい。

点 V-Qはプロペラ翼の前後幅で、点 U-Qは点 V-Qと同じに設定されている。従つて点 P-Qを結ぶ対角線 (W)上の点 (R)は、点 Vを通る前端線 (F)と平行な線の交点であり、点 Uを通る半径線 (T)と平行な線の交点に設定されて!ヽる。

前記傾斜部 3dは、点 (R)を中心とした円弧状に沿うように設定されている。従って、プロペラ翼 3の回転半径、或いはプロペラ翼 3の前後幅の差違に準じて、この傾斜部 3dの円弧の大きさは、大小に変化する。また点 P-0を点 O-Qより長くすることによつて、傾斜部 3dの背後円弧面が変化する。この円弧は楕円も含むものである。

この傾斜部 3dは、回転によって流体を遠心方へ拡散させないためのものである。従つて、傾斜部 3dの背後円弧面は正円でも楕円でもよいが、翼端部の長さ 10%における翼端背後円弧面線 (G)は半径線 (T)に対して近接した角度であることが望ましい。例えば、図 15に示すように、点 Q- gの長さは、回転半径に当たる点 O-Qの 10%である。この 10%部分の翼端背後円弧面線 (G)は、半径線 (T)に対して約 22度の傾斜角度であるが、最先端部は、半径線 (T)にほぼ平行に形成されているので、遠心方へ出ようとする流体力傾斜部 3dで押さえられて軸心方へ押される。

[0037] 図 16は、傾斜部 3dの前後幅が短い形のものである。図 17、図 18のものは、いずれも点 V-Qく点 Q-Uの形のものである。これらを見ると、傾斜部 3d背後円弧面は正円の方が、半径線 (T)に対する翼端背後円弧面線 (G)の傾斜角度を、小さくすることができる。

図 19は、図 13における A-A断面図、図 20は図 13における B-B断面図、図 21は図 13における C-C断面図である。

C-C断面図で判るように、回転前側端 3aの後面は、前端線 (F)力も板厚だけ背後に下がっている力回転後側端 3b後面は、湾曲して大きく後退している。

図 19において、回転前側端 3aは前端線 (F)にほぼ平行で、力近い位置にあるが、回転後側端 3bは、前端線 (F)力も遠ざ力るように後退して、その後面は回転前側端 3aから回転後側端 3bへかけて、次第に円弧状に湾曲して、変向傾斜面 3eが形成されている。

該変向傾斜面 3eは、流体の向きを変える作用があり、図 19において軸心線 (L)に対して 30〜50度の対面角度に設定されている。

従って、プロペラ 1が図 13における右方に回転するとき、回転前側端 3a後面に搔かれた流体は、図 19における変向傾斜面 3eによって軸心方向へ変向される。

図 22は、プロペラ 1を、モーターボートの舟外スクリュー 5aとして実施した側面図である。図中の符号 5bは支持体、 5cはエンジン部、 5dはハンドルである。

プロペラ 1が回転すると、水流は、軸心の方へ集束される。すなわち、従来は回転遠心部方へ水流が拡散された力このプロペラ 1は、遠心部が傾斜部 3dとして形成されているので、水流が傾斜部 3dで囲いこまれ、円弧面によって軸心方へと変向される。

更に、前記回転前側端 3aで搔かれた水流が、変向傾斜面 3eによって軸心方へと水流を変向させるので、プロペラ 1の後方には、水流が略円錐状に集束されて強く押し出される。

このことは、略円錐状水流の先端に行くほど水圧が高くなることを意味して、拡散される水流の水圧よりも、強い推進力を得ることができる。従ってエンジンの排気量も小さく小型にしても、高性能とすることができる。

このプロペラ 1の特徴は、回転に伴う水搔音がしないことで、これは傾斜部 3dによつて囲われた水が、略円錐状に送り出されるため、従来のスクリューのように、遠心方向へ水が拡散されて後方へ通過する水流と衝突しな!、ためである。従って音が小さヽので潜水艦には特に適してヽる。

このプロペラ 1は、プロペラ翼 3の半分を水面に出して回転させても、力えって回転数があがり、ボートの速度があがる。従来のスクリューでは、エアーをかんでしまうが、このプロペラ 1にはそれがな、。実施例 9

[0039] 図 23は、実施例 9を示すプロペラの背面図、図 24は側面図である。前例と同じ部位には、同じ符号を付して説明を省略する。

この実施例 9は、プロペラ翼 3を 4枚にしたものである。スクリューとして試験をすると、 4枚翼よりも 3枚翼の方が効率がよい。これは水中では水の抵抗力かかるためである。エンジンにトルクがあれば 4枚翼の方がよい。

この実施例 9は、図に示すように、変向傾斜面 3eの前後幅が広く設定されている。従って、軸心部への強い変向流を作る。また傾斜部 3dの前後幅が図 13のものより狭く設定されているので、変向傾斜面 3eは、それだけなだらかに設定されている。

[0040] 図 25は実施例 9のプロペラ 1を、空気用推進機として使用したものである。図中の符 5は舟、 6は水中翼、 7は揚翼、 8は方向舵である。

プロペラ 1が回転すると、図 24に示すように、風流は拡散せず、略円錐形になって、直線的な気流のように、後方へ強く送り出されて、強い推進力を得ることができる。図 25に示す舟 5の方向舵 8は、水空両用に設定されている。プロペラ 1から送り出される風流は、集束された強い風流なので、方向舵 8の操縦性に優れている。

舟 5が走り出すと、水中翼 6によって舟 5は浮上がり、また揚翼 7によって浮上するため、舟底の水の抵抗が小さくなり速度があがる。プロペラ 1のエンジンが強ければ、水上に浮上、飛翔することができる。

図 26は、プロペラ 1を飛行艇 9に使用した正面図である。小型のものは小型ェンジンで水上滑走が可能で、トルクの大きなエンジンでは滑空することが出来る。用途はレジャー用のほか、水産養殖場交通、離島間交通、その他の用途に使用することができる。

なおこの発明は、前記実施例に限定されるものではなぐ目的に沿って適宜設計変更をすることができる。このプロペラは、流体を拡散させずに、軸心へ集束して流出させることができるので、スクリュー並びに空気用推進機に利用することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 原動機で回転されるプロペラであって、翼根の前後厚さよりも翼端の前後厚さが厚く設定され、プロペラ翼の先端部が、回転前側端部は、側面視で背面方へ円弧状に傾斜部が形成され、回転後側端部は、翼根力翼端にかけて直線的になるよう、回転前側端部から次第に背後方へせり出して、回転前側端部から回転後側端部の間に変向傾斜面が形成され、回転時に流体が、翼端部における変向傾斜面により、背後の軸心方へ押動されるように構成された、静音プロペラ。

[2] 原動機で回転されるプロペラであって、翼根の前後厚さよりも翼端の前後厚さが厚く設定され、プロペラ翼の背面における両側端の回転前側端と回転後側端の先端縁部を結ぶように、回転半径を等距離にして折曲基点線が設定され、その先端を先細にして翼端傾斜部が設定され、回転前側端の先端部から翼根の回転後側端方へ向かって傾斜境界線が設定され、傾斜境界線よりも回転後方部に設定された傾斜背面力傾斜境界線を境として、背後方へ傾斜されて、回転前方向の相対流に対するピツチ角が形成され、前記翼端傾斜部は、その回転前側縁部分が折曲基点線を基点として、背後方向へ湾曲傾斜されていること、を特徴とする静音プロペラ。

[3] 原動機で回転されるプロペラであって、翼根の前後厚さよりも翼端の前後厚さが厚く設定され、プロペラ翼の背面における両側端の回転前側端と回転後側端の先端縁部を結ぶように、回転半径を等距離にして折曲基点線が設定され、その先を先細にして翼端傾斜部が設定され、回転後側端の先端部から翼根の回転前側端方へ向かつて傾斜境界線が設定され、傾斜境界線よりも回転前方部に傾斜背面が設定され、傾斜境界線を境として傾斜背面が、折曲基点線の回転前側縁部を正面方へ傾斜されて、回転前方向の相対流に対するピッチ角が形成され、前記翼端傾斜部は、その回転前側縁部分が折曲基点線を基点として、背後方向へ湾曲傾斜されていること、を特徴とする静音プロペラ。

[4] プロペラ翼の正面における両側端の回転前側端と回転後側端の先端縁部を結ぶように、回転半径を等距離にして折曲基点線が設定され、該折曲基点線より翼端を先細にして、翼端傾斜部が形成され、回転前側端の先端部から翼根の回転後側端方へ向かって、傾斜境界線が設定され、該傾斜境界線より回転後方部に設定された傾斜前面が、背後方へ傾斜されて、正面方向からの相対流に対するピッチ角が形成され、前記翼端傾斜部は、その回転前側縁部分が折曲基点線を基点として、正面方向へ湾曲傾斜されていること、を特徴とする静音プロペラ。

プロペラ翼の正面における両側端の回転前側端と回転後側端の先端縁部を結ぶように、回転半径を等距離に折曲基点線が設定され、該折曲傾斜基点線より翼端を先細にして、翼端傾斜部が形成され、回転後側端の先端部から翼根の回転前側端方へ向かって、傾斜境界線が設定され、該傾斜境界線より回転前方部に設定された傾斜前面が、正面方へ傾斜されて、正面方向からの相対流に対する、ピッチ角が形成され、前記翼端傾斜部は、その回転前側縁部分が折曲基点線を基点として、正面方向へ湾曲傾斜されていること、を特徴とする静音プロペラ。