(57)【要約】【課題】  流体機械の軸流機械、船舶のプロペラ、航空機のプロペラ、ファンモーターの羽、発電機の羽、ジェット  エンジンのブレードについて、羽の外周部の『過流』軸中心部の『捩れ流』を軸平行面の流れ流体抗力減少機構強制構造欠落、機械効率低下改善。【解決手段】  流体機械の軸流機械の羽の軸心部、外周部、羽表面に其々、軸に平行な流れを強制するスタビライザーを羽外周部軸平行面内に、羽表面スタビライザーは軸同心円弧状取り付け、軸心部軸中心部へ羽とスタビライザー伸長組み付け、『軸平行面流強制、捩れ流排除機構』、流体との抗力を減少させる端面形状『羽端面抗力減少機構』、円周に平行に近い円弧状の曲線で羽端面形状処理し、其れを楔形処理した『流体抗力減少構造』の、２機構を一体構造化しプロペラの機械効率の低下防止する。【選択図】図６
2011241813.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体機械の軸流機械、船舶のプロペラ、航空機のプロペラ、ファンモーターの羽、発電機の羽、ジェット  エンジンのブレード、等、回転力に依る羽外周部の遠心力で起きる渦の排除構造が未完成で、外周部端面、羽表面、軸中心部に遠心力排除機構、『軸中心部平行面、平行流強制スタビライザー』を組み込み、軸心部迄羽を伸長して『軸心部平行流れ増強強制機構』、其の羽の流れを対流体速度を重視し、羽面積抗力を重視した密度安定化、一定密度の流れにする抗力減少羽端末形状で、流体と滑る形状に端末を成形し楔形処理をした『流体抗力減少構造』の、両機能を一体化したプロペラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  流体機械の軸流機械の船舶のプロペラ、航空機のプロペラ、ファンモーターの羽、発電機の羽、ジェット  エンジンのブレードは、回転に依る遠心力が羽の傾斜面、捩れ面に依る渦、キャビテーションを起こし易い構造で、軸心部に向かう捩れ流れも羽の傾斜面が原因で軸平行流が得難い構造、此の遠心力と捩れを同時に無くす『メカニズムの開発』が未完成。【０００２】  軸流機械の遠心力作用は無視出来ない流れを派生させ、羽外周部で負圧発生の原因となり、羽の傾斜面で起こる流れも複雑に作用して渦流を起こし易い構造であり、『負圧排除』を必要としているが、『遠心力排除機構とプロペラのトルクを使いこなす羽』未完成。【０００３】  軸流機械の外周部端面形状をＲ処理しても、楔形処理しても、鋸型処理をしても羽の回転に依る流体との抗力による造波方向、渦流対策はプロペラ製造コストを含め、未完成。製造コストを重視した羽の形状で、渦対策すると、羽の板厚、羽回転時の種々抗力、係数を重視し端面形状、其の楔形処理、回転方向と造波、渦、渦の流れ規制対策がプロペラの羽未完成。
【背景技術】
【０００４】  軸流機械の羽に付いて、業界誌、メーカーの会社案内、一般提案者に軸平行流れを強制する改善を表示をしたものの中で完成した製品が無い。
【先行技術文献】
【特許文献１】
【０００５】  流体力学  １９６２年３月  槇書店
Ｐ２１８〜Ｐ２２８  工学博士  原田  幸夫  著
【非特許文献１】
【０００６】  ジェットエンジン理論（ターボ機械）１９５７年１２月２０日発行  コロナ社
濱島  操  著
【非特許文献２】
【０００７】  業界誌（平成１７年１０月）  タービン製造技術の現状  三菱重工業株式会社
【非特許文献３】
【０００８】  プロペラの知識  １９７０年５月１２日発行  かもめプロペラ株式会社
工学博士  中谷新治  工学博士  鬼頭史城  鑑修  かもめプロペラ設計室編集
【非特許文献４】
【０００９】  流体の力学  １９６２年８月２０日発行  槇書店
工学博士  原田  幸夫  著
【非特許文献５】
【００１０】  船用プロペラと軸系  １９８６年３月２５日発行  株式会社成山堂書店
隅  元士  著
【非特許文献６】
【００１１】  船用補機の基礎  １９８８年８月２５日発行  株式会社成山堂書店
海上保安大学校名誉教授  重川  亘
海上保安大学校  助教授  島田  伸和  共  著
【非特許文献７】
【００１２】  軸系とプロペラ□□□  １９８５年１０月１５日発行  海文堂出版株式会社
海技大学校  助教授  池西  憲治  著
【非特許文献８】
【００１３】  ポンプ  １９６２年１月１５日発行  丸善株式社
日本機械学会水力機械部門委員編
【非特許文献９】
【００１４】  水力機械  １９６２年１月３０日発行  コロナ社  工学博士  草間  秀俊  著
【非特許文献１０】
【００１５】  Ｐｒｏｐｅｌｌｅｒ  Ｂｏｓｓ  Ｃａｐ  Ｆｉｎｓ（ＰＢＣＦ）  ２０００年１月  商船三井テクノトレード株式会社
【非特許文献１１】
【００１６】  軸流ファンモーター  ２００７年１１月  Ｚｉｅｈｌ−Ａｂｅｇｇ社
【非特許文献１２】
【００１７】  プロペラ型ベルシオン式風車  ２００９年１１月  株式会社タジマモーターコーポレーション
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】  流体機械の軸流機械、船舶のプロペラ、航空機のプロペラ、ファンモーターの羽、発電機の羽、ジェット  エンジンのブレード等の羽に流体が軸平行面、密度安定な流れになる構造が未完成で、キャビテーション他渦、遠心力、捩れ流排除も機構一体化未完成。
【課題を解決る為の手段】
【００１９】  流体の流れの抗力を減少させる羽の形状、軸方向平行面内に安定させる羽１枚の機構（図１符合▲２▼のク）は、羽自体が回転時に渦を起こさない形状、羽の端面が滑り込む様な曲線形状に成形、楔型処理して組立てる。此れは流体抗力が流体の粘性抗力、圧力抗力、面積抗力に比例し抗力係数は流体の速度の二乗に比例する事から、対流体速度、羽面積を重視した形状。
【００２０】  流体の流れを軸平行面流れに安定化する遠心力排除機構は、羽とスタビライザーが軸心部ボスに（図４符合ヘの位置ピッチ角ピ）の傾斜で組み込む、符合は其々（羽、図１で▲３▼の部分が符合ヘ）、スタビライザーが（図３符合▲３▼が符号ヘ）の位置で接合、完成状態図、図５、図６、羽表面の遠心力排除機構は、羽とスタビライザーが、羽の（符合Ｄｎの位置に）スタビライザー（図２）が完成図、図５、図６の様にスタビライザー（図２、図３、符号サ１、サ２）を組み立て、４枚の羽とスタビライザーに依る『軸平行面流れ強制構造』が組立つ。
【発明の効果】
【００２１】  軸流機械の羽外周部分に発生する過流が占める面積は、従来品の面積比、５％〜６％。テスト機で、６．７％。従って、風量の改善は面積比で表現して５％〜６％の改善。
【００２２】  プロペラの風量の改善は風力発電の受力効果を高める。台形３枚羽ファンモーターで０．１９Ｖ〜０．２０Ｖ発電の風量に対し、対策品４枚羽０．２０Ｖ〜０．２３Ｖ、其の対策品スタビライザー無しで、０．１５Ｖ〜０．１９Ｖの発電。
【００２３】  外周スタビライザー、羽表面スタビライザー、（図３、符号サ２）、（図２符合サ１）は取付時キャンバーが付き半径方向剛性、羽表面で羽の幅方向で剛性が高まり、図６、スタビライザー接合部が羽、剛性アップし、羽（図１符合ハ）は、板厚を軽量化可能。（全図）
【００２４】  羽が板材加工可能、軸心部ボス部鋳物加工工程減少、全製造工程研磨工数削減、製造工数削減可能、製品価格低減化可能。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】  流体抗力減少形状羽、外観形状図。
【図２】  羽表面、軸方向平行面流強制スタビライザー、外観形状図。
【図３】  羽外周部、軸心部軸方向平行面流強制スタビライザー、外観形状図。
【図４】  軸ボス部部品、外観形状図。
【図５】  ４枚羽プロペラ、外観形状図。
【図６】  ４枚羽プロペラ、平面図。
【実施例】
【００２６】    テスト品。（非商品）の確認テスト。従来品との比較テスト、テスト品の比較テスト。ローソクの火炎消化力テスト。糸の流れの目視テスト。羽外周部、煙の流れ、渦、目視テスト。
【符号の説明】
【００２７】          ０・・・・・・・・・軸中心。
▲１▼・・・・・・・・羽根外周部。（羽の遠心力排除側端面）
▲２▼・・・・・・・・羽の流体抗力減少対策端面。（出来る丈円周に平行する形状で曲線処理）
▲３▼・・・・・・・・軸部に伸長した部分、羽、スタイライザー、軸心部ボス部、各接合部
Ｄ０・・・・・・・・軸部外径。
Ｄｎ・・・・・・・・軸心部からの半径。ｎ＝０：ボス半径、ｎ＝１：スタビライザー（サ１）取り付け位置、ｎ＝２：スタビライザー（サ２）、取り付け位置
Ｈ０・・・・・・・・軸心部羽とボス部接合部羽高さ。
Ｈ１・・・・・・・・ボス部高さ。
Ｒ・・・・・・・・・羽外周部処理円形曲線形状。
ア・・・・・・・・・プロペラと軸流機械本体軸部との取り付け部。
カ・・・・・・・・・羽ピッチ角の位置決め。
ク・・・・・・・・・羽の流体摩擦面楔処理部分。
サ１・・・・・・・・羽表面スタビライザー。
サ２・・・・・・・・羽外周部、軸中心部スタビライザー。
ハ・・・・・・・・・羽本体。
ピ・・・・・・・・・羽取り付けピッチ角位置決め取り付け面。
ヘ・・・・・・・・・羽中心部ボス（図４）内で羽の▲３▼とスタビライザー▲３▼が其々の▲３▼の符合ヘが接続固定する部分。
ボ・・・・・・・・・改造ボス部。
【図１】
2011241813.tif 000003
【図２】
2011241813.tif 000004
【図３】
2011241813.tif 000005
【図４】
2011241813.tif 000006
【図５】
2011241813.tif 000007
【図６】
2011241813.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成23年1月6日(2011.1.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体機械の軸流機械、船舶のプロペラ、航空機のプロペラ、ファンモーターの羽、発電機の羽、ジェットエンジンのブレード、等、羽の回転に依る造波、渦、を減少させる構造を構築する為、羽の回転方向側の曲線部を鎌刃先複数形状に変更し、対流体速度抗力、面積抗力減少、板厚一定にして造波抵抗減少、鎌刃先は造波伝播方向が非拡散型で造波範囲縮小し、羽根外周部で受ける遠心力を、羽根反回転方向側の羽曲線に沿って、スタビライザーを軸心部から羽根外周部まで設け、羽面上の軸同心円弧の複数のスタビライザーに接続させながら遠心力を軸平行面流に強制し羽強度も高めると言う、『軸平行面流強制構造』と『流体の体速度、面積、板厚等の抗力減少、流体密度安定化構造』を一体化し端面楔型処理したプロペラ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】      流体の流れの抗力を減少させる羽の形状、羽１枚の機構（図１符合▲２▼のク）は、羽根回転方向側を鎌刃先形状にし、造羽伝播方向を縮小、流体抗力減少、面積縮小化は対速度抗力減少、板厚一定で造波抵抗減少、鎌刃先形状と其の数、羽上の軸同心円孤のスタビライザー数Ｄｎ、のｎ、及びＲは羽，の基本設計で決まる数。此の羽根の“０”のポイントを、図４、”ヘ“のボス部に接続、ボスは“ア”の位置で動力軸に接続、動力の授受が行われる。羽面積に付いては、抗力が、回転速度の２乗に比例する点を重要視した形
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】０‥‥‥‥軸中心。
▲１▼‥‥羽根外周部。（羽の遠心力排除側端面）。スタビライザー（サ２）接合部。
▲２▼‥‥羽の流体抗力減少対策面。（出来る丈円周に平行する形状で曲線処理）
▲３▼‥‥軸部に伸長した部分、羽、スタビライザー、軸心部ボス部、各接合部。
Ｄ０‥‥‥軸部ボス半径。設計値。
Ｄｎ‥‥‥軸心部からの半径。ｎ＝０：ボス半径。ｎ＝１：スタビライザー（サ１）取付位置。ｎ＝２：スタビライザー（サ２）取付位置。ｎ：羽設計値に依るスタビライザー（サ１）羽表面スタビライザーの本数。
Ｈ０‥‥‥軸同心円弧スタビライザー高さ。実機テストに依る。
Ｈ１‥‥‥ボス部高さ。設計値。
Ｒ‥‥‥‥羽外周部設計値曲線部形状。設計値。
ア‥‥‥‥プロペラと軸流機械本体との取付け接合部。設計値。
カ‥‥‥‥羽ピッチ角位置決高さ。設計値。
ク‥‥‥‥羽の流体摩擦面抗力減少処理対策部分。実機テスト。
サ２‥‥‥羽外周部から、軸中心部迄のスタビライザー。実機テスト。
サ１‥‥‥羽表面スタビライザー。実機テスト。
ハ‥‥‥‥羽本体。実機テスト。
ピ‥‥‥‥羽取付けピッチ角位置決め取付け面。設計値。
ヘ‥‥‥‥プロペラ軸心ボス、（図４）で羽▲３▼とスタビライザー（サ２）のプロペラ中心接合部。
ボ‥‥‥‥プロペラ中心ボス部。設計値。
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2011241813.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成23年4月18日(2011.4.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体機械の軸流機械、船舶のプロペラ、航空機のプロペラ、ファンモーターの羽、発電機の羽、ジェットエンジン、タービンの羽（一般にブレードと称する）、等、羽の回転に伴う遠心力が原因となるプロペラ外周の渦発生の造波エネルギーを排除し、羽回転エネルギー授受に伴う受力効率、推進力効率を流体の流れを効率よくプロペラの回転力に取り入れる構造、プロペラの回転を流体の流れ密度を乱さない推力変換可能とする構造、羽を厚物板材にいし、羽幅回転側に２以上の鎌刃先状の形状を設け、羽の回転追従側の羽外周部端面に遠心力を制御するエッジ、“スタビライザー”と羽表面に軸同心円孤、１、以上の遠心力を制御するエッジ、“スタビライザー”を設け、全形外周部を楔形処理したプロペラ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】      流体の流れの抗力を減少させ、動力授受効率を向上する、羽の形状（図１）は、板物の羽、回転方向側を複数の鎌刃先状に形成し、プロペラ外周渦の拡散減少可能形状、渦は羽回転の範囲に縮小、凸曲面の法線方向他の自由方向造波伝播する形状を無くし、鎌刃先形状の面積縮小化で対流体面積効率向上可能にし、（図２）、（図３）、のスタビライザーが動力の授受効率を高める構造で、羽表面のスタビライザー（図２のサ１）は羽幅方向の剛性、羽外周部のスタビライザー（図３サ２）は羽の長さ方向の剛性を高める為プロペラの軽量化が計られ動力効率向上可能にする構造のプロペラで、（図２）（図３）のＤｎ、のｎ、（図３）のＲは羽，の基本設計、実機テストで各々決定し、其の羽をボス部（図４）の“０”、軸中心で組込み溶接構造として構成する。ボス部（図４）の“ア”の位置で動力軸に接続、動力の授受が行われる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】０・・・・・軸中心。
▲１▼・・・羽外周部（羽の遠心力排除側端面）
▲２▼・・・羽の流体抗力減少対策形状。（出来る丈鎌先形状が円周に平行の事。）
▲３▼・・・軸心からボス部外周迄ボス
Ｄ０・・・・軸部ボス半径。設計値。
Ｄｎ・・・・軸心部からの半径。
Ｈ０・・・・スタビライザー高さ。実機テストに依る。
Ｈ１・・・・ボス部高さ。設計値。
Ｒ・・・・・羽外周部設計値曲線部形状。設計値。
ア・・・・・プロペラと軸流機械本体との取付け接合部。設計値
カ・・・・・羽ピッチ角位置決め高さ。設計値。
ク・・・・・羽の流体摩擦面抗力減少処置対策楔形処理部分。実機テストに依る。
サ２・・・・羽外周部から、軸中心部迄のスタビライザー。実機テストに依る。
サ１・・・・羽表面スタビライザー。実機テストに依る。
ハ・・・・・羽本体。実機テストに依る。
ピ・・・・・羽取付けピッ角位置決め取付け面。設計値。
ヘ・・・・・プロペラ軸心ボス（図４）で羽▲３▼のスタビライザー（サ２）のプロペラ中心接合部
ボ・・・・・プロペラ中心ボス部。設計値。
ジ・・・・・軸中心線に平行する平行線。
θ・・・・・羽取付けピッチ角。
α・・・・・ボス部スタビライザー集中溶接の溶接代調整角。（軸心部各スタビライザー代を見込む調整角）
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2011241813.tif 000010
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2011241813.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成23年8月2日(2011.8.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体機械の軸流機械、のプロペラ外周に発生する渦を無くし、流体密度一定、軸方向ベクトル推進力保持、機械出力改善対策の羽は板材、羽回転側端面、ａ側に複数の鎌刃先型斬込みを設け端面楔形処理、流体斬込面積抵抗、斬込巾流体抗力減少の羽、軸方向ベクトル推進力保持対策は、遠心力防止と羽補強材を兼ね軸平行面流を制御するスタビライザーと称する部品で、羽の長さ方向、ａ側の反対側ｂ側の羽端面に、軸心部から羽先端部迄、軸平行面連続溶接構造でスタビライイザーを接続し端面楔形処理、及び、羽幅方向羽表面に、ａ側の鎌刃先型先端部の位置からｂ側のスタビライザー迄、軸同心円弧状に軸平行面連続溶接構造でスタビライザーを接続し端面楔形処理（複数可）の２方行のスタビライザーにより、羽表面の流体を軸平行面流に制御し、軸心部の捩流を軸平行面流にする機構で、羽外周部渦無し、スタビライザーの高さと羽面積に依り移動する羽表面流体が流量、出力、発電力効果となり、密度波無し、渦無し板材鎌刃先型斬込羽、スタビライザー効果付き、楔型処理のプロペラとなる。その流体密度一定型プロペラ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】  流体の流れを密度一定流で動力授受効率を向上させる羽の形状、（図１）は、板材で羽回転側端面（ａ側）に複数の鎌刃先型斬込を設け端面楔形処理、流体斬込面積抵抗、斬込巾流体抗力減少の羽、（図２）（図３）は遠心力防止と羽補強材を兼ねた軸平行面流を制御するスタビライザーと称する部品の部品図で、（図３）の部品は羽の長さ方向、ａ側の反対側端面ｂ側の羽端面に、軸心部から羽外周先端迄、軸平行面連続溶接構造で接続し端面楔形処理する部品、（図２）の部品は、羽幅方向羽表面にａ側鎌刃先型先端部の位置からｂ側のスタビライザー迄、軸同心円弧状軸平行面連続溶接構造で接続（複数可）端面楔形処理する部品、此の２方向のスタビライザーに依り羽表面の流体を軸平行面の流れにする、（図３のサ２）の部品は羽の長さ方向の剛性を高め、（図２のサ１）の部品は羽幅方向の剛性を高め、スタビライザーと羽面積により移動する流体が流量、出力、発電力効果を高める。其の羽をボス部（図４の０）の軸中心部に溶接構造で組込み、プロペラを構成、ボス部（図４のア）の位置で動力側の軸に接続、動力の授受が行われる。