專利名稱：一種提高螺旋推進(jìn)裝置效率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于船舶螺旋推進(jìn)裝置制造方法領(lǐng)域。
當(dāng)前船舶的螺旋推進(jìn)裝置為全浸槳、半浸槳及空泡槳和超空泡槳，這些螺旋推進(jìn)裝置的缺點(diǎn)是當(dāng)槳葉背面發(fā)生空化時(shí)，則在空化的位置上流體的壓力會(huì)低以致形成臨界真空狀態(tài)，即產(chǎn)生空泡。當(dāng)這些空泡潰滅時(shí)，水的局部壓力變化對(duì)槳葉產(chǎn)生反向沖擊，空泡導(dǎo)致螺旋槳損壞、振動(dòng)及性能惡化，而高速槳常常被設(shè)計(jì)成處于全空泡狀態(tài)下工作，但伴隨空化所產(chǎn)生如下問(wèn)題空泡在流到槳后部發(fā)生潰滅時(shí)，對(duì)于下方相鄰槳葉或槳軸支架、船舵、船表面的剝蝕。此外，空泡的閉合會(huì)引起空泡噪音及振動(dòng)。
本發(fā)明的目的在于提供一種無(wú)空泡、對(duì)槳無(wú)反向沖擊力、無(wú)空泡潰滅時(shí)的剝蝕、無(wú)空泡噪聲且可提高工作效率和工作轉(zhuǎn)速的螺旋推進(jìn)裝置的制造方法。
本方法導(dǎo)入氣體至螺旋槳葉背以及發(fā)生空泡區(qū)域，進(jìn)而消除空泡的方法，具體方法為對(duì)螺旋槳軸套開(kāi)通道，并導(dǎo)入氣體可接空氣，也可接入經(jīng)減壓后的、封在密封壓力溶器內(nèi)的無(wú)腐蝕、不燃燒、不爆炸的其它氣體，還可以是經(jīng)過(guò)增壓設(shè)備壓縮過(guò)的氣體，或者是經(jīng)過(guò)降溫、過(guò)濾后的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣。使氣體通過(guò)槳軸壁上開(kāi)孔道進(jìn)入槳軸通道，通過(guò)單向逆止閥進(jìn)入槳轂，使氣體通過(guò)且對(duì)應(yīng)槳葉背位置，在槳軸及槳轂上開(kāi)的通孔道進(jìn)入槳背，在槳背沿槳葉邊、環(huán)邊和其它部分背部、分別開(kāi)通孔道，使槳轂上孔道與此道口對(duì)應(yīng)開(kāi)通，使氣體進(jìn)入槳背通道，槳背通道上有蓋板，蓋板上開(kāi)有垂直孔道，使氣體從孔道中到達(dá)槳背，以及發(fā)生空泡區(qū)域，進(jìn)而消除空泡，導(dǎo)入的氣體壓力與效率的提高成正比。
因?yàn)椴捎昧吮景l(fā)明以導(dǎo)入氣體來(lái)消除空泡，氣體是由于螺旋槳工作時(shí)槳葉背產(chǎn)生的負(fù)壓而導(dǎo)入的，因?yàn)閷?dǎo)入氣體后槳葉背流體壓力比發(fā)生空泡時(shí)的槳葉背流體壓力高，因此導(dǎo)入氣體壓力是優(yōu)于空化的壓力，從而使導(dǎo)入氣體槳消除空泡的產(chǎn)生，并提高了螺旋推進(jìn)裝置的工作轉(zhuǎn)速，隨著槳葉上的氣體導(dǎo)入即將要發(fā)生空化的區(qū)域，這時(shí)所導(dǎo)入的氣體能完全消除將要發(fā)生的空泡潰滅現(xiàn)象，與空化現(xiàn)象不同的是空化產(chǎn)生了臨界真空的空泡，而導(dǎo)入氣體為正壓不會(huì)發(fā)生潰滅，使將要空化的區(qū)域降低了負(fù)壓，所以槳的工作轉(zhuǎn)速提高效率不僅不降低而且提高。此時(shí)導(dǎo)入氣體槳葉的表面繞流狀態(tài)與超空泡槳的繞流狀態(tài)有相似之處，但比超空泡槳功耗小，并消除了空泡潰滅現(xiàn)象帶來(lái)的振動(dòng)、表面剝蝕以及水下噪音。
現(xiàn)有螺旋槳在船后工作時(shí)，槳的吸水作用使船尾水流速度增大，根據(jù)伯努力定理，流速增大則壓力下降，因而船尾水流速度增加將導(dǎo)致船尾壓力重新分布，尾部壓力降低，首部壓力不變，船增加了額外的阻力。此外，由于尾部流速增大，摩擦阻力也增加，這樣螺旋槳工作對(duì)船的影響主要是，船尾水流速增大，對(duì)船的影響主要是使船的總體阻力增加，導(dǎo)入氣體后螺旋槳的排水量相對(duì)減小，也就減小了對(duì)船體阻力、摩擦力，提高了整船的效率。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及積極效果是1、因?yàn)榭张莸南剐侍岣撸黾恿舜暗睦m(xù)航能力；2、因?yàn)榭张莸南孤菪七M(jìn)裝置的工作轉(zhuǎn)速提高，所以可減去發(fā)動(dòng)機(jī)與螺旋槳之間的減速齒箱，且可以使螺旋槳的直徑減小，節(jié)約了材料，減輕了重量，降低了成本，又少用了船體空間；3、因?yàn)閷?dǎo)入氣體壓力的增高有助于消除空泡，所以導(dǎo)入氣體的壓力與提高效率成正比；4、因?yàn)榭张莸南?，不?huì)使提高轉(zhuǎn)速的螺旋槳效率下降，反而會(huì)在提高轉(zhuǎn)速時(shí)提高效率；5、因?yàn)榭张莸南?，使螺旋槳工作轉(zhuǎn)速提高，功率增大所以相同功率下，螺旋槳直徑減小，由于槳直徑的減小所以軸的扭矩減小，直徑減小，節(jié)約了材料，由于槳直徑的減小可使船對(duì)航道的要求減小，增加通航能力，使小噸位的碼頭?？看髧嵨淮埃簿褪菇ㄔ齑a頭的成本降低；6、因?yàn)榭张莸南?，在不降低螺旋推進(jìn)裝置效率的條件下，使船舶的速度得到提高；7、由于空氣的導(dǎo)入，使行船的水域溶氧量增加，降低了水中的BOD、COD值；8、采用本發(fā)明專利后的槳，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均優(yōu)于表面槳。


圖1、為主視剖面圖，圖2、為螺旋槳局部放大剖視圖，圖3、為槳葉放大結(jié)構(gòu)剖視圖，圖3—1為圖3、90度旋轉(zhuǎn)主視剖面圖；a為空氣入口，a′為工作氣體入口，b為槳軸套開(kāi)口通道，c為槳軸開(kāi)孔通道，d為槳軸開(kāi)口通道，d′為槳軸安裝螺旋槳端通道，e為單向逆止閥，f為槳軸和槳轂對(duì)應(yīng)槳葉背的開(kāi)口通道，g為槳葉背面，h為蓋板螺絲，l為吸氣孔，n為氣體通向槳葉背為氣道，o為氣道蓋板，x為槳轂，y為槳鍵，z為空心槳軸截面。
結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的最佳實(shí)施例，做如下說(shuō)明本發(fā)明是通過(guò)對(duì)螺旋槳軸套開(kāi)通孔道b，并導(dǎo)入氣體使氣體通過(guò)開(kāi)口a′并且a′應(yīng)高于船舶水位線，經(jīng)過(guò)通道b進(jìn)入軸套，在通過(guò)槳軸壁上開(kāi)孔通道c。非安裝槳側(cè)槳軸到c孔邊可以為實(shí)心軸，使用全空心槳軸的在c′處封死，各孔道c面積之和大于或等于槳軸孔道的截面積，使氣體進(jìn)入孔c，將槳軸中心開(kāi)通道d，并進(jìn)入d使氣體經(jīng)過(guò)單向逆止閥e，進(jìn)入槳軸通道d′，并通過(guò)d′到達(dá)槳轂對(duì)應(yīng)槳葉背位置，在槳軸及槳轂上開(kāi)的通道f進(jìn)入槳背，通過(guò)槳背開(kāi)通道n，進(jìn)入槳背通道上蓋板垂直吸氣孔l，使氣體從孔道中最終到達(dá)槳葉背面，進(jìn)而消除空泡。
利用本發(fā)明的方法，可改造老船舶、設(shè)計(jì)新船舶。
權(quán)利要求
1.一種提高螺旋推進(jìn)裝置效率的方法，其特征在于導(dǎo)入氣體至螺旋槳葉背以及發(fā)生空泡區(qū)域，進(jìn)而消除空泡的方法；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種提高螺旋推進(jìn)裝置效率的方法其特征在于使空氣通過(guò)入氣口(a)，經(jīng)由入氣體口(a′)進(jìn)入螺旋槳軸套開(kāi)通道(b)，并使氣體通過(guò)槳軸壁上(c)，進(jìn)入槳軸中心開(kāi)通道(d)，使氣體經(jīng)由孔道通過(guò)單向截止閥(e)進(jìn)入槳軸安裝螺旋槳端通道(d′)，再進(jìn)入槳轂對(duì)應(yīng)槳葉背沿槳葉邊，環(huán)邊和其它部分背部分別均勻開(kāi)通孔道，對(duì)孔道口位置在槳軸及槳轂上開(kāi)的通孔道(f)進(jìn)入槳背，通過(guò)槳背開(kāi)通道(n)，進(jìn)入槳背通道上蓋板垂直吸氣孔(1)，使氣體從孔道中到達(dá)槳全部背面，進(jìn)而消除空泡；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種提高螺旋推進(jìn)裝置效率的方法，其特征在于導(dǎo)入的氣體壓力與效率的提高成正比；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種提高螺旋推進(jìn)裝置效率的方法，其特征在于由氣體入口可接入經(jīng)減壓后的、封在密封壓力溶器內(nèi)的無(wú)腐蝕、不燃燒、不爆炸的其它氣體，還可以是經(jīng)過(guò)氣體增壓設(shè)備壓縮過(guò)的氣體，或者是經(jīng)過(guò)降溫、過(guò)濾后的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣；
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種提高螺旋推進(jìn)裝置效率的方法，其特征在于提高了螺旋槳的工作轉(zhuǎn)速后減去了減速齒箱，提高了螺旋槳轉(zhuǎn)速后同功率時(shí)槳直徑的減?。?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種提高螺旋推進(jìn)裝置效率的方法，其特征在于增大空氣入口(a)的面積，通過(guò)錐形管道進(jìn)入氣體入口(a′)；
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種提高螺旋推進(jìn)裝置效率的方法，其特片在于空心槳軸通道內(nèi)設(shè)有單向逆止閥，非安裝槳側(cè)槳軸到(c)孔邊可以為實(shí)心軸。
全文摘要
一種提高螺旋槳推進(jìn)裝置效率的方法屬于船舶螺旋推進(jìn)裝置制造領(lǐng)域,采用本發(fā)明后能以導(dǎo)入的氣代替空化,導(dǎo)入氣體的流體壓力要比發(fā)生空泡的流體壓力高,因此,導(dǎo)入氣壓力總是優(yōu)于空化的產(chǎn)生壓力,從而使導(dǎo)入氣槳可有效地消除了空泡,達(dá)到提高效率,提高工作轉(zhuǎn)速,減掉了減速齒箱,且導(dǎo)入氣體的壓力與提高效率成正比,增加了船舶的續(xù)航能力,槳直徑的減小,使航道的通航能力增加,空氣的導(dǎo)入使行船舶的水域溶氧量增加,降低了,水域的BOD、COD值。
文檔編號(hào)B63H1/18GK1338413SQ0111940
公開(kāi)日2002年3月6日 申請(qǐng)日期2001年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月23日
發(fā)明者佟憲良 申請(qǐng)人:佟憲良