專利名稱：無噪聲推進器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種無噪聲推進器，具體涉及一種包括多個螺旋葉片的無 噪聲推進器，所述葉片具有螺距角以在高速旋轉過程中向推進器的中心增 加壓力而不產生空穴、氣泡或氣穴，從而允許使用小馬達的高速旋轉并向 后推動大量流體。
背景技術：
在用于水下推進的傳統(tǒng)螺旋推進器中，葉片相對于在靠近推進器中 心的部分處的主軸是傾斜的，并且葉片從中心向外圍扭轉。日本專利JP8-72794A公開了一種高速推進機，其中葉片向后扭轉。在用于輪船的傳統(tǒng)螺旋推進器中，螺距角在靠近推進器中心的部分 處很大，因此推進器很厚，并且水流隨著推進器的旋轉而扭轉。當轉速增加時，水流不沿螺距角流動。流體離開葉片表面，產生氣 穴，從而引起噪聲和氣泡。水流的扭轉和氣穴導致旋轉能量的損失。 發(fā)明內容本發(fā)明的目的是提供一種無噪聲推進器，其中，推進器的中央部分 不扭轉，螺距角形成在葉片外圍部分處以增加內壓，旋轉更快且沒有氣 穴或噪聲，所述推進器能夠用于空調風機、通風機、泵和風車。


圖l是根據本發(fā)明的無噪聲推進器的第一實施方式的后視圖。 圖2是其俯視平面圖。圖3是根據本發(fā)明的無噪聲推進器的第二實施方式的后視圖。圖4是其俯視平面圖。圖5是根據本發(fā)明的無噪聲推進器的第三實施方式的后視圖。 圖6是其俯視平面圖。圖7是根據本發(fā)明的無噪聲推進器的第四實施方式的后視圖。 圖8是其俯視平面圖。圖9是根據本發(fā)明的無噪聲推進器的第五實施方式的后視圖。 圖IO是其俯視平面圖。圖11是根據本發(fā)明的無噪聲推進器的第六實施方式的正視圖。圖12是根據本發(fā)明的無噪聲推進器的第七實施方式的正視圖。圖13是根據本發(fā)明的無噪聲推進器的第八實施方式的后視圖。圖14是其側視圖。圖15是螺旋槳葉片的側視圖。圖16是螺旋槳葉片的側視圖。圖17是螺旋槳葉片的側視圖。圖18是螺旋槳葉片的側視圖。圖19是沿圖13中的線A-A取得的剖視圖。圖20是沿圖13中的線B-B取得的剖視圖。圖21是沿圖13中的線C-C取得的剖視圖。圖22是用作螺旋槳的無噪聲推進器的側視圖。圖23是第九實施方式的后視圖。圖24是圖13中無噪聲推進器的側視圖。圖25是包括根據本發(fā)明的推進器的船的側視圖。 圖26是包括根據本發(fā)明的推進器的飛艇的正視圖。
具體實施方式
實施方式1下面將描述本發(fā)明的實施方式。圖l是根據本發(fā)明的無噪聲推進器 的后視圖，圖2是俯視平面圖。推進器1包括圍繞沖頭la等間距設置 的四個螺旋槳葉片2。螺旋槳葉片2的數量不限于四個。各個螺旋槳葉片2的從基部到端部的長度彼此基本相等。在第一側 邊2c與第二側邊2d之間是彎曲線2a。從彎曲線2a處，形成呈錐形的彎翹端部2b。彎翹端部2b從彎曲線2a處彎翹。取決于葉片2b的長度，彎翹端部2b的角度可在15度到45度之間 變化。在圖2中，彎翹端部2b是葉片長度的15%,但是可以在15%到60 %的范圍內變化。在圖1中，對角線2e從葉片2的第一側邊2c的末端延伸到第二側 邊2d。具有螺距角的彎翹后表面2f從對角線2e朝向第二側邊2d升高。圖 l中的對角線2e是直的，但是可以是彎曲的。在圖2中，螺旋槳葉片2是沿水平方向觀察到的，第一側邊2d從 中心向葉片2的遠端逐漸變薄。在彎翹后表面2f中，螺距角P在7度到25度的范圍內。在靠近推進器1中心的葉片2的后表面上沒有螺距角。表面從對角 線2e處向上彎翹，從而以相對于旋轉方向的螺距角P形成彎翹后表面 2f。如果需要，在靠近沖頭la的部分處的螺距角P可以是0到4度。為了推進輪船，當推進器1按圖1順時針旋轉時，彎翹端部2b抑 制水流離心散開，而是彎翹端部2b和彎翹后表面2f向后推動水流。在傳統(tǒng)的螺旋推進器中，在靠近葉片2的沖頭處有較大的螺距角。 所以在低速旋轉時，水沿具有螺距角的表面流動。但是在高速旋轉時， 水離開該表面，因而產生空穴，所述空穴導致內壓的下降，從而產生噪 聲和氣泡。本發(fā)明中的推進器l不會引發(fā)這種現象。在推進器1旋轉時，相對于旋轉的水流，在沖頭la處的葉片2沒 有螺距角。因而，在高速旋轉時，流體被朝向中心推動，從而內壓增加。 產生空穴、渦流和氣泡的氣穴現象不會發(fā)生，從而保持安靜旋轉，而沒 有噪音。旋轉過程中，葉片外圍末端的螺距角P減小水阻力，增加推進器l 的轉速。高速旋轉增加葉片2外圍的轉速，從而推動更多的水，以增加 推動力。在本發(fā)明中，各葉片2具有幾乎相等的較窄的寬度。在靠近推 進器沖頭處沒有螺距角，并且越靠近推進器1的外圍，螺距角P越平緩。推進器l的形狀既不會引起渦流也不會引起氣穴。葉片2較窄，并 且在外圍處的螺距角很平緩，從而減小旋轉過程中的阻力，以使能高速 旋轉。彎翹端部2b防止水流散開，以朝向后表面的中心匯集水流，從 而實現有效的推進。該推進器能夠用作空調或通風設備的吹風機。小馬達^f吏得所述推進 器能夠在高速下旋轉而沒有噪聲。實施方式2圖3是根據本發(fā)明的推進器的第二實施方式的后視圖，圖4是其俯 視平面圖。在第二實施方式中，螺旋槳葉片2的彎曲線2a的設置位置離外圍 末端的距離為推進器l半徑的40%。彎翹端部2b的長度是葉片2長度 或推進器半徑的40%。但是不限于此。具有螺距角P的彎翹后表面2f和彎翹端部2b比第一實施方式中的 那些寬，以使水的推動量能夠增加.彎翹端部2b的長度設置為葉片2 長度的15%到60%。如果彎翹端部2b較長，那么彎翹端部2b的彎翹 角可以較小。實施方式3圖5是推進器的第三實施方式的后視圖，圖6是俯視平面圖。以相 同標號標示的與前面實施方式一樣的相同構件的描述將省略。在圖5的第三實施方式中，螺旋槳葉片2的第二側邊2d的遠端接 觸彎曲線2a。對角線2e從上述接觸點延伸到第一側邊2c的近端。在圖6中，第一側邊2c從沖頭la向推進器l的外圍逐漸變薄。相 對于對角線2e，螺旋槳葉片2向前彎翹以形成螺距角P。在圖6中，螺 距角P在7度到25度的范圍內。在第三實施方式中，螺距角不靠近推進器l的中心形成。因此，在 高速旋轉中，既沒有空穴也沒有渦流。所以不會出現氣泡、噪聲或氣穴。在推進器l的沖頭la處，對角線2e后面的部分較寬，提供高的剛 性。所以葉片能夠制得更薄些，以允許旋轉過程中的阻力下降。隨著葉片2的旋轉，葉片2用具有螺距角P的彎翹后表面2f向后推 動彎曲線2a附近的水，使其反作用力推動輪船。在旋轉過程中，水不會由于葉片2而離心散開，而是被向后推動， 以允許輪船由于反作用力而向前行進。同時，在水流過葉片2時，葉片2自然旋轉，從而減小馬達的驅動 力。這是因為葉片2由于到達葉片2前面的力而旋轉，和隨風旋轉的螺 旋槳葉片一樣。在傳統(tǒng)的螺旋推進器中，水扭轉，并向螺旋推進器的后面流動。因 此，使水扭轉的力是過剩的，導致能量損失。從前面流來的水不能平滑 地穿過向后流動的扭轉的水，引發(fā)氣泡和氣穴。相對比而言，根據本發(fā)明的螺旋槳葉片2在靠近推進器沖頭處沒有螺距角。所以，未扭轉的水減小了葉片2旋轉過程中的水阻力?？拷?圍處的具有平緩螺距角的水的向后流動不可能扭轉，而是提供更平滑的 流動，從而使得噪聲和氣泡能夠減少，并且具有更少的能量損失。
根據本發(fā)明的推進器l比傳統(tǒng)的螺旋推進器轉得快。能夠使用具有 較小驅動功率的馬達。
通過采用最大長度的彎曲線2a，彎翹后表面2f和彎翹端部2b的螺 距角P改進了流體傳送效率。
同時，沿葉片2的前表面流向后表面的水通過葉片2前表面上的負 壓而向后流動。葉片2后表面上的水由彎翹后表面2f反復推壓。
平滑且強有力地流過葉片2的水加速推進器2的旋轉。
尺寸很小但是產生較高推動力的推進器1適用于輪船。它還用作輪 船的舵輪。
通過改變葉片2的半徑，葉片2可以用作空調和通風設備的風扇。
推進器1由流經葉片的水或風產生推動力。對于流動的風，葉片2 可以制作得更薄，且無噪聲而具有較大的風力傳送量。
用于驅動推進器的馬達能夠制作得較小，并且推進器能夠廣泛用作 空調風扇、隧道或泵中的通風風扇。
圖7是根據本發(fā)明的推進器的第四實施方式的后視圖，圖8是其俯 視平面圖。以相同標號標示的相同構件的描述將省略。
在第四實施方式中，相對于第二側邊2d，以第一側邊2c與第二側 邊2d之間更大的角度設置螺旋槳葉片2的第一側邊2c。
所以彎翹后表面2f具有更大的面積。在圖8中，因為表面2f沿葉 片2的旋轉方向較長，所以彎翹后表面2f相對于到來水流的螺距角很 平緩，例如為15度。
彎翹線2a呈弧形，并且彎翹端部2b從彎曲線2處平緩地彎翹。因 為側邊高度地彎翹，所以彎翹端部2b相對于到來水流具有螺距角。因此，當推進器l旋轉時，具有彎翹后表面2f和彎翹端部2b的螺 距角的表面推動水流。具有螺距角的區(qū)域遠離推進器的軸4，以使其推 動力更大。
圖9是根據本發(fā)明的推進器的第五實施方式的后視圖，圖10是其 俯視平面圖。以相同標號標示的相同構件的描述將省略。
笫五實施方式中的葉片的尖端比第四實施方式中的尖端窄。與前面 的實施方式相比，葉片更薄且較平坦，從而使旋轉加速。
圖ll是根據本發(fā)明第六實施方式的正視圖。在本實施方式中，圖1 的后面看作是正視圖。對角線2e的左側向下彎翹，該推進器用作風車。
彎翹前表面2g形成在對角線2e與第二側邊2d之間，并且具有螺 距角。風由葉片2的彎翹前表面2g接收，使得葉片2旋轉。
靠近推進器l沖頭的平坦部分較寬，但是風隨著旋轉而離心散開， 所以負荷不會傳給旋轉。
離心地從葉片2散離的風的流動由彎翹端部2b抑制，并被匯集到 具有螺距角的彎翹前表面2g,從而增加推進器1的旋轉力和壓力。
彎翹前表面2g在第二側邊2d處向后彎翹。到來的風沿彎翹前表面 2g流動并變成高速的，且空氣密度或壓力比周圍低，從而匯集到彎翹前 表面上，并增加旋轉力。
通過旋轉，沿彎曲線2a流動的風向后推動葉片2。彎曲線2a靠近 提供高扭矩的推進器l的外圍。旋轉阻力和噪聲很低。所以該推進器適 用于發(fā)電的風車和水車。
實施方式7
圖12是根據本發(fā)明的推進器的第七實施方式的正視圖。以相同標 號標示的相同構件的描述將省略。實施方式7具有與圖3的后表面相對 應的正視圖。彎翹前表面2g在對角線2e和第一側邊2c之間彎翹，使 得第一側邊2c向前伸出，并且該推進器用作風車。
到來的風由具有螺距角的彎翹前表面2g接收，并且葉片2如圖12中箭頭所示地順時針旋轉。
靠近推進器1的沖頭1的平坦部分較寬，但是在旋轉時，流到該部 分上的風離心散開。所以該部分不阻擋旋轉。
在旋轉時，離心地從葉片2散離的風由彎翹端部2b抑制，并被匯 集到具有螺距角的彎翹前表面2g,從而增加推進器1的旋轉力。
彎翹前表面2g彎翹成使得第一側邊2c從對角線2e向前伸出。到來 的風增加彎翹前表面2g上方的空氣密度，以順時針推動葉片2。
隨著葉片2的旋轉，空氣朝向對角線2的遠端流動，以順時針推動 葉片2。彎曲線2a遠離推進器l的中心，以提供高的扭矩。低旋轉阻力 引起低噪聲，并且葉片適合作為風力發(fā)電機的風車和水車。
本發(fā)明不限于所述實施方式，并且可以根據具體用途而變化。彎曲 線2a和對角線2e不需要是拐角，而可以是平緩的斜坡。葉片2的周圍 部分可以比中間部分寬。
圖13是流體收集式推進器的第八實施方式的后視圖，圖14是側視圖。
在較小的推進器1中，多個葉片2從沖頭la以固定間隔圍繞推進 器軸4延伸出來。
推進器l與沖頭la和葉片3—體模制。如果需要，沖頭la和葉片 3可以單獨模制，再連接在一起。
推進器1可以由金屬制成或者通過注塑成型。在注塑成型中，軸 2由金屬制成，而葉片3由塑料制成。它們被組合在一起。
在圖13中，S標示了基礎徑線。在沖頭la處，第一側邊3a與基 礎徑線S之間的距離等于基礎徑線S與第二側邊3b之間的距離。
在葉片3的外圍，第二側邊3b與基礎徑線S之間的距離比基礎 徑線S與第一側邊3a之間的距離寬很多，以形成較寬的表面3c。
流動表面的最大弦長設定為推進器1半徑的大約50% ，但是不限于此。葉片3的后表面的總面積優(yōu)選地可以小于半徑為葉片2旋轉半徑 的圓的面積的一半。
在圖14中，葉片3的第一側邊3a從推進器l的中心沿前底線F 延伸到半徑的一半處，并且第一側邊3a的其余部分是彎曲部分3d。
在圖14中，軸L與前底線F成直角。底線T平行于軸X，并且 距離P-O等于半徑O-Q。
距離V-Q是推進器的深度。距離U-Q等于距離V-Q。 P與Q之 間的對角線W在點R處與經過V的平行于前底線F的線相交，并且還 與經過U的線相交。彎曲部分3d是圍繞點R的圓弧。取決于葉片3的 旋轉半徑或葉片3的深度，彎曲部分3d的大小是可變的。如果距離P-O 長于距離O-Q，那么彎曲部分3d的圓弧表面改變。圓弧可以是橢圓的 一部分。
彎曲部分3d防止流體在旋轉過程中散開。彎曲部分3d的圃弧可 以是圓或橢圓的一部分，但是10%的弧線G可以具有接近底線T的角 度。
例如，在圖15中，距離Q-G是距離O-Q或旋轉半徑的10%。 10 %的弧線G相對于底線T彎翹約22度。彎曲部分3d的端部幾乎平行 于底線T，使得離心流動的流體由彎曲部分3d抑制、并直接到達推進 器l的中心。
在圖16中，彎曲部分3d的深度較小。在圖17和18中，距離Q-U 大于距離V-Q。當彎曲部分3d是圓的一部分時，弧線G相對于底線T 的角度可以形成的更小。
圖19是沿圖13中的線A-A取得的剖視圖；圖20是沿線B-B取 得的剖視圖；圖21是沿線C-C取得的剖視圖。
如圖21所示，第一側邊3a的底部厚度減小，而第二側邊3b的底 部向下彎曲。
在圖19中，第一側邊3a沿前底線F延伸。后端邊緣3a離開線F， 并形成彎翹表面3e。彎翹表面3e改變流體方向，并且相對于軸L彎翹約30度到50度。
因此，當推進器l在圖13中向右旋轉時，流經第一側邊3a的流 體由圖19中的彎翹表面3e引導到推進器l的中心。
圖22是用作汽艇的螺旋推進器5的推進器1的側視圖。標號5b 指汽艇，5c指引擎，5d指手柄。當推進器l旋轉時，水向心流動。傳 統(tǒng)上，水流離心散開。但是在本發(fā)明中，彎曲部分3d靠近外圍形成， 所以水由彎曲部分3d圍住，并向心流動。
流經笫一側邊3a的水由彎翹表面3e向心引導，并在推進器1后 面被強力地推出，匯集成錐體形狀。
水越靠近推體的頂點，水壓就變得越大。所以能夠產生比水離散 式推進器更強的推動力。較低排量的引擎能夠實現較小的尺寸，以允許 引擎提供較高的性能。
推進器不會由于攪動水而產生噪聲，因為由彎翹部分3d圍住的水 如同推體一樣被推出。在傳統(tǒng)螺旋推進器中，離心散開的水與流回的水 沖撞。該推進器l適合用于需要溫和聲音的潛水艇。
如果螺旋槳葉片3有一半在水上面，每分鐘轉數將增加，使得汽 艇將跑得更快。傳統(tǒng)螺旋推進器受空氣影響，但是本發(fā)明的推進器不受 影響。
實施方式9
圖23是根據本發(fā)明的推進器的第九實施方式的后視圖，圖24是 側視圖。以相同標號標示的相同構件的描述將省略。
在第九實施方式中，提供了四個螺旋槳葉片3。根據對螺旋推進 器的測試，由于水的阻力，三個葉片比四個葉片更有效。但是在有引擎 扭矩時，四個葉片將是優(yōu)選的。
在第九實施方式中，彎翹表面3e設定為水平方向上較長，所以向 心流動也較強。彎翹部分3d比圖13中的窄，以允許彎翹表面3e變得較平緩。
在圖25中，第九實施方式中的推進器l用作空氣推進機。標號5 指船；6指水下葉片；7指上升葉片；并且8指方向舵。
當推進器l旋轉時，風不散開，而是如同圓錐形地被強力向后推 動，如同直線空氣流，以實現圖24中的較高推動力。
用于圖25中船5的方向舵8是水陸兩用的。集中從推進器l推出 的風，從而在方向舵8中提供極好的控制。
當船5開動時，船5通過水下葉片6和上升葉片7上升到水面。 船下的水阻力變得較小，以使船加速。為推進器l提供較高引擎能在水 上飛行。
圖26是使用推進器1的飛艇的正視圖。小的引擎使得能夠在水上滑 行，而具有較高扭矩的引擎使得能夠在空中飛行。該推進器l用于休閑、 海上養(yǎng)殖場運輸和島嶼間聯系。
本發(fā)明不限于上述實施方式，而是可根據具體應用而變化。
該推進器不使流體散開，而是將流體向心匯集。該推進器可用作 螺旋推進器和空氣推進機。
權利要求
1.一種由馬達轉動的無噪聲推進器，包括多個葉片，各個所述葉片的外圍部分比所述葉片的中央部分厚，所述葉片的第一側邊在靠近所述葉片的外圍處彎曲，第二側邊是直的并且向后伸出以形成彎翹后表面，流體由所述彎翹后表面壓向所述推進器的中心。
2. —種由馬達轉動的無噪聲推進器，包括多個葉片，所述葉片的 外圍部分比中間部分厚，在所述葉片的后表面上于第一側邊與第二側邊 之間設置彎曲線，從所述彎曲線形成錐形彎翹的端部，從所述第一側邊 到所述第二側邊設置對角線，從所述對角線開始的彎翹后表面向后彎翹 以形成相對于到來流體流的螺距角，所述彎翹端部的所述第一側邊從所 述彎曲線處向后彎翹。
3. —種由馬達轉動的無噪聲推進器，包括多個葉片，所述葉片的 外圍部分比中央部分厚，在所述葉片的后表面上于第一側邊與第二側邊 之間設置彎曲線，所述第一側邊和所述第二側邊具有距離所述推進器的 中心的相等半徑，在所述第一側邊與所述第二側邊之間形成對角線，彎 翹后表面從所述對角線處彎翹使得所述第一側邊向前彎翹以形成相對 于有關流體的螺距角，彎翹端部從所述彎曲線向后彎翹。
4. 一種包括多個葉片的無噪聲推進器，在所述葉片的第一側邊與 第二側邊之間設置彎曲線以具有相同半徑，從所述彎曲線處形成錐形彎 翹的端部，在所述第一側邊與所述第二側邊之間形成對角線，彎翹前表 面從所述對角線到所述第二側邊向后形成，以形成相對于有關流體的螺 距角，所迷彎翹端部的前側邊緣從所述彎曲線處向前彎翹。
5. —種包括多個葉片的無噪聲推進器，在所述葉片的第一側邊與 笫二側邊之間設置彎曲線以具有相同半徑，從所述彎曲線處形成錐形彎 翹的端部，在所述第一側邊與所述第二側邊之間設置對角線，彎翹前表 面在所述對角線與所述第 一側邊之間向前彎翹，以形成相對于有關流體 的螺距角，所述彎翹端部的所述第一側邊從所述彎曲線處向前彎曲。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種無噪聲推進器(1)，所述推進器包括螺旋槳葉片，所述螺旋槳葉片不是在其根部而是在其葉片端部邊緣部分相對于旋轉方向上的相關流體具有螺距角，以增加流體的內壓，從而消除高速旋轉時在葉片根部的空穴、水泡或氣穴，使得推進器通過小型原動機和通過能夠向后推動更多流體的原動機在高速下旋轉。在無噪聲推進器(1)中，螺旋槳葉片(3)在其前端部分處向后彎曲以形成傾斜部分(3d)，并且傾斜部分(3d)中的旋轉前側端(3a)形成為從側向觀看時呈弧形，而旋轉后側端(3b)從旋轉前側端(3b)向后逐漸延伸以從葉片根部向葉片端部逐漸變直，從而形成偏轉的斜面(3e)。在旋轉時，流體被從傾斜部分中的偏轉斜面(3e)向后軸線推動。
文檔編號B63H1/26GK101300169SQ20068004079
公開日2008年11月5日 申請日期2006年10月31日 優(yōu)先權日2005年11月1日
發(fā)明者鈴木政彥 申請人:全球能量有限公司;株式會社Fjc;鈴木政彥