(57)【要約】      （修正有）【課題】船舶に用いられるスクリューや飛行機や風力発電のプロペラのタービンブレードにおいて、推進効率を向上させるプロペラ/スクリュー/ブレードを提供する。【解決手段】船舶に用いられるスクリューや飛行機や風力発電のプロペラのタービンブレードの翼端から発生する渦流を衝立ベーン１１を設けることにより遮断する。これにより、プロペラの発生する余分な渦流エネルギがなくなり、抵抗が減少し空気の囲い込みが増え、プロペラ/スクリュー/ブレードの推力が増大し推進効率が飛躍的に向上する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロペラ/スクリュー/ブレード羽板先端部に、遠心力流ストップ翼端渦流発生防止、流体囲い込み衝立ベーンを設けたことを特徴とする高効率プロペラ/スクリュー/ブレード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は船舶に用いられるスクリューや飛行機や風力発電のプロペラのタービン・ブレードの高効率化の技術である。
【背景技術】
【０００２】
飛行機や船舶はその推進力をプロペラ又はスクリューに頼っている。風力発電はプロペラ等により発電機を回す。図１は公知のスクリューを示す図である。図に示す従来例は、４枚の幅広の羽根１が回転軸２に取り付けられている。
羽根１の数は４枚に限るものではなく、任意の数であってよいが、公知の羽根１のエッジには何もない。
【０００３】
図２は風力発電用のプロペラの公知例を示す図である。図１の場合と同様に回転軸４に複数の長い羽根３が取り付けられており、翼端には何もない。プロペラ又はスクリューについては、従来より多くの特許出願がなされている（例えば特許文献１〜特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２９２６８号公報
【特許文献２】特開２０１２−２１４８５号公報
【特許文献３】特開２０１２−７１８２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のプロペラ、スクリューに関する技術は、特許文献１〜特許文献３に示したように、翼の根元の強度を強くしたり、翼の取り付け取り外しに便利な機構を付与する等、プロペラの材料を繊維強化プラスチック複合材を用いて強化する技術であり、プロペラの効率を向上させる本発明の技術については考慮されていない。
【０００６】
ところで、通常の飛行機の翼で翼の先端に翼端渦流が発生し、効率を下げていることが知られている。以下、翼端渦流の発生原理について説明する。図３は翼端渦流発生の説明図である。回転軸２に取り付けられたプロペラ１が回転すると、該プロペラの先端部に図３に示すような渦流６が発生する。５は遠心力流である。この渦流６は、プロペラの効率を下げてしまう。
【０００７】
図４は図３のＡ−Ａ断面を示す図である。図のハッチングで示した部分が翼１の断面１ａを示している。例として「クラークＹ」を示す。翼１に当たる空気はリーディングエッジ７で上方向８と下方向９に分流する。上方向と下方向に分かれた空気流は翼１の後縁１０で合流するが、分流８側の長さが、分流９側の長さより長いので後縁合流点までの速度が異なる。
【０００８】
後縁合流点までに要する時間は同一であるから、８側の速度は９側より速くなる。従って８側の圧力が９側より低くなり、図で上の方向に空気が翼を押し上げる。これが翼の揚力１６となる。この揚力１６が翼端では翼１がないので、翼の１の下流９と上流８が合流し、同時に遠心力流５により翼端に飛ばされ、下から流れ９が上の流れ８を突き上げて渦流６（図３）を発生する。
【０００９】
図５は本発明実施例であって、風力発電プロペラ又は航空機用プロペラ１の翼端部にプロペラ１の先端の回転軌道１５に沿う円筒状の衝立ベーン１１を設けたものである。発生する渦流６を衝立ベーン１１で仕切ってしまえば、遠心力５によるプロペラ先端への流体の流れ５と翼上面の流れ８と下面の流れ９の差による減圧による押し上げ力が翼端で混合することを遮断し、セパレートするので、渦流６が発生しない。これによって、プロペラの発する余分な渦流エネルギがなくなり、抵抗も減り空気の囲い込みが増え、推力が増大しプロペラの効力が飛躍的に向上する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記した課題を解決する本発明は、航空機又はプロペラや船舶用スクリュー又はタービンブレードの先端部に渦流発生を防止し、流体を囲い込むベーンを設ける。
【発明の効果】
【００１１】
風力発電や航空機のプロペラや船舶のスクリューのタービンブレードの効率を非常に簡単軽量小型な構造で向上することができる。また、他のいかなる方法よりも安価で、かさばらない。また、翼端の渦流が発生しないので、ノイズが発生せず、風力発電による近隣の苦情がなくなる。また、プロペラ端やスクリュー端が異物に当たった時、７プロペラ，スクリュータービンブレードの保護になる。
【００１２】
また、他の如何なる方法よりも安価で、かさばらない、空気が囲い込んで１６ダクトも不要となり、コンパクトになり、屋外、屋内でも使用でき、風力入力効率が飛躍的に向上するので、風が弱くても発電することができる。通常、１５ｍ/ｓの風が必要なのに対し、本発明者が本発明を実験したところ、１．４ｍ/ｓの風でも回転発電した。スクリューの場合、スクリューが海底などと接触してもスクリューが破壊から守られる。
本文中、プロペラとあるのは図７のごとき縦型風当て式風力発電１２も含まれる。この他、種々の変形が考えられるが、これらは全て本発明の範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】公知のプロペラを示す図
【図２】公知のスクリューを示す図
【図３】渦流発生の説明図
【図４】渦流発生の原理を示す図
【図５】本発明の実施例１の説明図
【図６】本発明の実施例２の説明図
【図７】本発明の実施例４の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図５は本発明第１の実施例の風力発電又は航空機用プロペラであり、囲い込まれて効率が向上する。
図６は本発明を船舶等用スクリューに適用した第２の実施例で、その原理効果は図５のプロペラと同様でタービンブレードの第３実施例である。
である。図７は本発明の第４の実施例で、縦型フィン１２を縦軸１３を中心に回転する風力発電装置で、縦型フィン１２にフィン端板１４を並べたものである。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
風力発電で風が弱くても発電でき、通常風力で更に発電能力を高められる。また、プロペラ本体を小型化できる。航空機用プロペラや船舶用スクリューとして推進力を強くし、また同一推進力なら小型のプロペラ又はスクリューを用いることができる。タービンブレードとしてタービン効率を上げることができる。
【符号の説明】
【００１６】
１    プロペラ
２    回転軸
３    プロペラ
４    プロペラ回転軸
５    遠心力気流
６    渦流
７    リーディングエッジ
８    翼上流
９    翼下流
１０  翼後縁
１１  翼端ベーン
１２  垂直風洞式風力発電の垂直風当
１３  同上回転先回転軸
１４  垂直風端に直角に設けられた流体遮断板
１５  回転先端軌跡
１６  囲い込まれる流体
１７  風
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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