【手続補正書】
【提出日】平成24年1月4日(2012.1.4)
【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】
プロペラにより推進する船舶のプロペラ外周部前後を筒状に囲み、プロペラ水流を筒内に流すようにした筒において、プロペラ外周部、又は直後の筒の面積に比べ、後方のプロペラ水流出口に向かってプロペラ水流の流れに垂直な筒の流路面積がしだいに小さくなり、途中で一番細くなったところから先の筒の流路面積がプロペラ水流出口に向かってしだいに大きくなっている形状としたことを特徴とするプロペラ水水流向上装置。
【請求項２】
プロペラにより推進する船舶のプロペラ外周部前後を筒状に囲み、プロペラ水流を筒内に流すようにした筒において、筒の水流出口を２カ所以上としたことを特徴とするプロペラ水流向上装置。
【請求項３】
プロペラにより推進する船舶のプロペラ外周部前後を筒状に囲み、プロペラ水流を筒内に流すようにした筒において、プロペラ外周部より後方の筒の部分に、前記筒のプロペラ水流出口とは別なプロペラ水流の出る1個以上の開閉可能な穴を設け、前記穴を開け閉めする事によりプロペラ水流の流出量を調整することを特徴とするプロペラ水流向上装置。
【請求項４】
プロペラにより推進する船舶のプロペラ外周部前後を筒状に囲み、プロペラ水流を筒内に流すようにした筒において、水流出口の形状の異なる２つ以上の筒を交互に用いることを特徴とするプロペラ水流向上装置。
【請求項５】
プロペラにより推進する船舶のプロペラ外周部前後を筒状に囲み、プロペラ水流を筒内に流すようにした筒において、筒の材質を変形自在な柔軟性及び弾力性を有する材質としたことを特徴とするプロペラ水流向上装置。
【請求項６】
請求項５記載の筒を変形させる手段を備え、前記手段により変形させた筒よりプロペラ水流の速度を高めて流出させることを特徴とする請求項５記載のプロペラ水流向上装置。
【請求項７】
異物が筒内に流入する事を防ぐ手段を筒の水取り入れ口に備えたことを特徴とする請求項１から６記載のプロペラ水流向上装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】プロペラ水流向上装置
【技術分野】
【０００１】  本発明は、プロペラ水流の速度を高めることで、船舶の推進効率を高めるプロペラ水流向上装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  プロペラの推進効率向上についての考案は、従来から種々な方法が提案されている。例えば文献１ではプロペラの翼の表面から水流の剥離を抑制する剥離減少部材が提案されている。また、文献２では主プロペラの左右に補助プロペラを配置することでプロペラの渦流が互いに干渉せず、船舶の推進効率を向上させる提案がされている。また、この他にも船体の航行中の航走条件に対応した姿勢を取ることで推進効率を向上させるなどの提案がされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２４７０７８号公報
【特許文献２】特開２００９−０６７２１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  しかし、従来の提案では上記の如くプロペラ及びプロペラ部の効率を上げる装置、又は船体の水流に対する抵抗を減らすことで推進効率を高めるなどプロペラが水を推し出す迄の効率を求めるものであり、プロペラの渦状の水流を効率良く使う方法がなかった。例えば、航行している船舶のプロペラ後流を見れば明らかなように渦流となって水面が波だっている。このことでわかるようにプロペラ後の水流はそのまま放置されていた。【０００５】  本発明は、上記事情を考慮して成されたもので、プロペラによって推し出された水流を利用し、船舶の推進効率を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】 プロペラ前後を筒状に囲み、筒内にプロペラ水流を流してプロペラの推力向上を図る筒において、筒の形状を末広ノズル形状とする。また、プロペラ部以降の筒の部分に２個以上の開閉可能な穴を設け、この穴を開け閉めすることでプロペラ水流の流出量を調節することが可能になる。また、流出口の異なる筒を２個以上設け、これらの筒をプロペラ部の筒部分に付け替える事もできる。これにより、プロペラの回転数が一定の状態でも船舶の速度を調節することが可能になる。つまり、プロペラだけの場合は速度を上げるにはプロペラの回転数を上げなければ速度はあがらないが、筒先を狭くしただけでも筒からの流出速度を高めることができ、結果的に船舶の速度も上げることができる。また、筒の流出口の大きさを任意に変化させることで水流の流出速度を調節できるため船舶の速度も流出口を狭く、又は小さくしていく過程で船舶速度を上げて行くことが可能になる。なお、この筒はプロペラが船体内にある場合は船体内に設けることもできる。
【発明の効果】
【０００７】  以上、詳述したように本発明は次のような効果が得られる。  （１）プロペラの回転数を変えることなく船舶の速度を上げることができ、航行時間の短縮と燃費の向上を達成できる。  （２）プロペラの低回転から高回転まで適用でき、それぞれの回転域で筒なしの船舶速度に比べ船舶の航行速度を上げることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は本発明の第１実施例を示した説明図である。
【図２】図２は第１実施例を船体に装備した説明図である。
【図３】図３は本発明の第２実施例を示した説明図である。
【図４】図４は第２実施例を後方から見た説明図である。
【図５】図５は第２実施例を後方から見た説明図である。
【図６】図６は本発明の第３実施例のビニール筒２０の一部断面図である。
【図７】図７は本発明の第３実施例を示した説明図である。
【図８】図８は本発明の第４実施例を示した説明図である。
【図９】図９は図８の水流出口２を狭めた説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】  以下、プロペラ水流向上装置の代表的な実施例を図面に基づいて説明する。尚、図面において同一の部分には同一の符号を記してその詳しい説明は省略する。
【実施例１】
【００１０】  図１は、本発明の第1実施例を示す説明図である。プロペラ３の外周部前後を円筒形の筒１で囲み、プロペラ水流を筒１内に流す筒１において、プロペラ水流の流れに垂直な筒１の流路面積をプロペラ３後方より、プロペラ水流の流れに沿ってしだいに小さくし、途中で一番小さくした後、その後方のプロペラ水流出口２に向かって筒１の流路面積をしだいに大きくした末広ノズル形状としたことを特徴とする。尚、この末広ノズルで流路面積が一番小さいところをのど４とする。これにより船舶が後進する際に、筒１内に水が流入しやすくなる。尚、のど４と水流出口２の流路面積の比率は任意にできる。また、プロペラ３部からのど４迄の筒１の長さ、及びのど４から水流出口２までの筒１の長さも任意に出来る。また、本実施例では実際のプロペラ流の噴出はのど４の部分から噴出した水流が最後に水流出口２より噴出する構造となっている。【００１１】  図２はこの筒１を船に装備した説明図である。末広ノズル式の筒１を取り付け板７により船体６に取り付けたもので、取り付け板７は格子状に間隔を開けてあるので筒１内のプロペラ３には充分水をとりこむことができる。また、筒１の水流入口には網５を設けてある。これによりゴミなどの漂流物が筒１内に入り込む事を防ぎプロペラ３及び筒１の損傷を防ぐことができる。【００１２】  本実施例での末広形状の筒１の断面積の形状は任意で良く円筒形の他に楕円形、四角形、六角形など任意でよい。また、のど４と水流出口２の形状も楕円形、星形、丸形、薄い隙間形状など自由にすることができる。
【実施例２】
【００１３】  図３及び図４、図５は本発明の第２実施例を示す説明図である。本実施例では筒１から流出するプロペラ水流の速度を変えるために、筒１に加えて水流出口２の異なる筒９及び筒１０を装備したことを特徴とする。以下これらの筒を船外機に装備した例を説明する。【００１４】  図３は船体６に取り付けた船外機８に筒１及び筒９，筒１０を装備した状態を側面から見たものである。筒１は船外機８のプロペラ外周部に固定されて取り付けられており、筒９及び筒１０は船外機８に取り付けたギアボックス１７と回転可能な軸１６から伸びた固定板１３により固定されている。筒９には筒１の外周部に掛かる筒１の半円以下の長さの停止板１４を設けており、この停止板１４が筒１の外周部に掛かり筒９を筒１にピッタリ接続できる構造となっている。なお、この停止機能は筒１０にも停止板１５として備えている。この為、筒９及び筒１０は１８０度以上回転出来ない構造となっている。ギアボックス１７及び１８は傘歯車を内蔵しており、ハンドル１９を回すとギアボックス１７，１８を介して軸１６が回転し筒９及び筒１０を動かすことができる。また、このハンドル１９にも筒９と筒１０を回転させた時点で動かないようにするためのストッパー機能を備えている。【００１５】  次に筒９及び筒１０の使い方を説明する。図４及び図５は船体６に取り付けた船外機８を後方から見た説明図である。図４は筒９と筒１０を水平にした状態を示したもので、筒９と筒１０の違いは、筒９の水流出口１１に比べ筒１０の水流出口１２のほうが狭くなっている。この筒９と筒１０を水平にした状態では筒１の水流を使えるので船の発進時又は後進時などの低速時にこの状態にする。動き始めて速度が上がってきたらハンドル１９を回して少し大きめの水流出口１１を持つ筒９を反時計回りに９０度回転させて筒１に接続する。この状態を側面から見て説明した図が図３である。【００１６】  さらに速度を上げたい時には、図３の筒１０が上にある位置から筒１０を１８０度時計回りに回転させて筒１に接続させる。この状態を示しているのが図５である。これにより、プロペラ回転数を一定にした状態でも筒１，筒９，筒１０の３段階の速度調節が可能になる。
【実施例３】
【００１７】  次に本発明の第３実施例を説明する。筒を柔軟性及び弾力性を有する材質のビニール筒２０にしたことを特徴とし、さらに前記ビニール筒２０を変形させて筒内を細く又は小さくすることによりプロペラ水流の流出量及び速度を自在に調節可能とすることを特徴とする。【００１８】  図６はビニール筒２０の内部構造を説明した一部断面図である。プロペラ３外周部からプロペラ水流が流れる後方までをビニール筒２０でプロペラ３を囲んだものである。プロペラ３外周部分にはビニール筒２０の下側に金属筒２１を設け、柔らかいビニール筒２０がプロペラ３に接触しない構造としている。なお、金属筒２１とビニール筒２０は水流の力で剥がれないように強固に取り付けなければならない。この取り付け手段は任意でよいがビスなどによりに機械的に強固に取り付ける事が望ましい。【００１９】  次に図６のビニール筒２０の特徴を生かしてプロペラ水流の速度を高めて筒２０から流出させる代表的な実施例を説明する。【００２０】  図７はビニール筒２０の水流出口２部分の両側に図示しない船体から伸びた棒２３と一体となった押さえ板２２を配したもので、船体側より棒２３を回転させることによりビニール筒２０を押し潰して水流出口２を狭くしてプロペラ水流の速度を高めてビニール筒２０より流出させる。押さえ板２２は船の停止時にはビニール筒２０の太い部分に平行にしておき船が航行状態に入ったら徐徐に押さえ板２２を回転させてビニール筒２０を押し潰す構造となっている。
【実施例４】
【００２１】  押さえ板２２によりビニール筒２０を狭める手段として、もう一つの例を説明する。図８は綱２５により押さえ板２２を動かす例を示した説明図である。ビニール筒２０の下部に船体に固定した固定板２４をビニール筒２０の後端まで設け、前記固定板２４の両側にビニール筒２０を押さえる押さえ板２２を回転可能に取り付け、さらに前記押さえ板２２の上部に綱２５を繋ぎ筒２６に通した構造である。筒２６は図示しない船体からビニール筒２０の上部付近まで配置されており、図８が綱２５を緩めて押さえ板２２を開き水流出口２が開かれた状態を示している。図９は反対に船体側から綱２５を引っ張ることで押さえ板２２は上に引き上げられビニール筒２０の水流出口２部分を両側から押さえて狭くした状態を示している。【００２２】  押さえ板２２を動かす手段は上記実施例３及び実施例４に限らない。例えば棒２３や綱２５に変えて折り尺式の支点を持たせた棒又は板を組み合わせる。またはバネを用いる。または袋或いは筒に空気を出し入れして押さえ板２２を動かすなど船舶により任意にしてよい。【００２３】  これによりプロペラ回転数を上げることなく船舶の速度を高めることが可能になる。さらに自動車に例えると、無段変速機と同様に滑らかに速度を上げる事ができる。また、任意の角度で押さえ板２２を停止させて、任意の速度を選ぶこともできる。【００２４】  以上、本発明の基本的な実施例について説明したが、本発明は筒１内を流れるプロペラ水流の速度を高めて流出させ、船舶の推進効率又は航行速度を効率良く上げることが目的の為、この目的に添えれば上記の実施例に限らない。例えば実施例２の筒９，１０及び実施例３のビニール筒２０の断面の形状は円形でも４角形や６角形などの多角形でも筒状ならば自由でよく、各筒の長さも任意にできる。また、実施例２のプロペラ水流出口１１，１２の形状及び大きさもプロペラ外周部の筒１の径の面積又は太さより小さい、又は狭ければ丸形、長方形、星形など任意でよい。また、水流出口２を２カ所以上設けることも任意にしてよい。【００２５】  また、筒１に穴を２カ所以上設けこの穴を開閉することもできる。穴の構造は筒１を２重にして上側、又は下側の筒を回転、又はスライドさせて穴を開け閉めする。または、穴に蓋を設けて開閉するなど流出量を調整できれば任意でよい。また、筒１を２片以上に分割して綱、又は鎖などにより閉めたり緩めたりすることにより筒１を開け閉めする事もできる。また、プロペラ外周部の筒１以降の任意の部分から筒１を２筒以上に枝分かれさせることも出来る。なお、筒１の枝分かれ部分、又は分けた筒に弁を設け、弁を開閉することにより任意の筒にプロペラ水流を流すようにする事も出来る。また、２筒以上に分割したそれぞれの筒は水流出口２の異なった筒とすることも出来る。また、この他にも流出量を変える機構は任意にしてよい。【００２６】  また、第２実施例の筒１に接続する筒は筒９と１０の２筒だったが、これを３筒以上としてもよい、これにより速度調節がより細かく出来る。【００２７】  また、第３実施例及び第４実施例ではビニール筒２０の材質をビニールとしたが、本発明では柔軟性及び弾力性を有する材質ならば任意でよく、例えば天然及���合成ゴム材、軟質合成樹脂材など種々な材質を用いる事が出来る。また、ビニール筒２０を変形させる手段も押さえ板２２以外に棒状にしてもよいし、綱、又は鎖などを巻き付けて締めてもよいし、他の機械的手段、又は空気などの気体とポンプを組み合わせる手段など変形させる手段は船舶により自由に設計変更してよい。またビニール筒２０の水流出口２を２カ所以上としてもよいし、ビニール筒２０を途中から２筒以上に分けて水流速度を調節することも出来る。【００２８】  また、本発明による筒１の太さ及び長さもプロペラの大きさ又は形状により任意でよく、例えば通常はプロペラの後方にある舵の横、又は後方まで筒を伸ばして設ける事も出来る。また、筒１を船体に取り付ける方法も船舶により自由にしてよい。また、プロペラが船体内にある船舶の場合は船体内に筒を設けることも出来る。
【産業上の利用可能性】
【００２９】  以上の如く、本発明は構造が簡単なため船外機を始めプロペラにより推進する小型から大型の全ての船舶に装備出来る広い適用範囲を有する。また、装備に掛かる費用に比べ装備して得られる燃費及び航行時間の短縮などの経済効果が高い船舶を提供出来る。
【符号の説明】
【００３０】  １  筒  ２  水流出口  ３  プロペラ  ４  のど ５  網  ６  船体 ７  取り付け板 ８  船外機 ９  筒１０  筒１１  水流出口１２  水流出口１３  固定板１４  停止板１５  停止板１６  軸１７  ギアボックス１８  ギアボックス１９  ハンドル２０  ビニール筒２１  金属筒２２  押さえ板２３  棒２４  固定板２５  綱２６  筒
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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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【図８】
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【図９】
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