專利名稱：船舶高速節(jié)能雙向施力螺旋槳的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型船舶高速節(jié)能雙向施力螺旋槳涉及船舶用螺旋槳推進(jìn)技 術(shù),尤其是涉及螺旋槳在船舶設(shè)置方式和位置的改變，使螺旋槳在做功時(shí) 對(duì)船舶有雙向施力的功效，以提高推進(jìn)效率。 肖景狀
自船舶實(shí)現(xiàn)動(dòng)力機(jī)器化以來(lái)，船舶螺旋槳就一直安裝在船的尾部水面 以下。業(yè)內(nèi)專家在現(xiàn)今也沒發(fā)現(xiàn)這種螺旋槳安置法有什么不妥，故此讓 這一陳舊低效的傳統(tǒng)技術(shù)延用至今，讓人遺憾的是這確實(shí)是一個(gè)重大的 歷史性理念和技術(shù)失誤。其原因是現(xiàn)有螺旋槳安置部位只能使螺旋槳產(chǎn) 生單向施力和功能單一，使原本固有的有用功僅僅只利用了一半而另一 半則白白做了無(wú)用功，浪費(fèi)了過半的能源。使船速過于低慢，耗能大， 安全性差。仿真模型實(shí)驗(yàn)表明，螺旋槳在做功時(shí)不是業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為的只 有單向的反沖推動(dòng)力，而是同時(shí)產(chǎn)生作用力相等方向一致的兩股雙向、 雙重的合力，也就是說螺旋槳的排水正面能產(chǎn)生反沖推動(dòng)力，同時(shí)螺旋 槳的進(jìn)水背面也能產(chǎn)生與正面作用力相等方向一致的牽引力，或者說低 壓吸拉力，是現(xiàn)有同型號(hào)螺旋槳功效的兩倍。由于現(xiàn)有船舶的螺旋槳是安 置在船的尾部，這就制約了其雙向施力的條件。原因是該槳在做功時(shí)，其 背面產(chǎn)生的牽引吸拉力被船尾給全部遮擋抵消了 ，只有單向反沖力對(duì)船 做功，即便這個(gè)單向力也沒充分發(fā)揮出來(lái)。這就是現(xiàn)有船舶航速低、耗 能大的原因所在。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型基于以上對(duì)船舶螺旋槳在做功時(shí)能產(chǎn)生雙向施力功效的 認(rèn)識(shí)，對(duì)船舶螺旋槳的設(shè)置方式和在船舶的安裝位置進(jìn)行優(yōu)化，研制出 能充分發(fā)揮其雙向施力功效的設(shè)置方案。
3本實(shí)用新型的一種船舶高速節(jié)能雙向施力螺旋槳，在該船舶的船頭 的水面下方設(shè)設(shè)置一個(gè)螺旋槳套筒，該螺旋槳套筒的進(jìn)水口從船頭通向
船外；在該螺旋槳套筒內(nèi)靠近船頭的部位設(shè)置螺旋槳，由傳動(dòng)軸座支撐 的螺旋槳傳動(dòng)軸帶動(dòng)螺旋槳工作；螺旋槳套筒在船舶內(nèi)向后延展一段距 離后，再向左右兩側(cè)延伸為螺旋槳套筒左支管和螺旋槳套筒右支管，左 支管和右支管的左右側(cè)出水口分別從船舶的左右舷外通向船后。
在螺旋槳套筒內(nèi)的前、后、中各部位還可以設(shè)置多個(gè)螺旋槳，以適應(yīng) 不同噸位的船舶需要。
在該螺旋槳套筒的進(jìn)水口可以設(shè)一網(wǎng)罩。
螺旋槳套筒的左側(cè)出水口和右側(cè)出水口截面面積之和比進(jìn)水口截面 面積略小，其比值為2比3。
所述的螺旋槳套筒、螺旋槳套筒左支管和螺旋槳套筒右支管所組成的 系統(tǒng)安置在船舶的船頭底部，在所述船頭底部下方向后延伸，進(jìn)水口設(shè) 置在船頭方向，左支管和右支管伸向船體兩側(cè)，所述螺旋槳設(shè)置在螺旋 槳套筒內(nèi)。進(jìn)水口設(shè)置在船頭方向，左支管和右支管伸出船體兩側(cè)并鄉(xiāng) 后延伸，所述螺旋槳設(shè)置在螺旋槳套筒內(nèi)。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案通過對(duì)螺旋槳設(shè)置方式和在船舶的安裝位置 進(jìn)行優(yōu)化，該安置法在仿真模型船上對(duì)比試驗(yàn)表明，本"雙向施力槳"比 現(xiàn)有的單向施力槳其推動(dòng)功效整整翻了一倍，使模型船在相等時(shí)間內(nèi)航 行距離遠(yuǎn)一倍，速度快一倍。并且在相同航程內(nèi)節(jié)能百分之五十。
圖l是本實(shí)用新型船舶用螺旋漿設(shè)置方式和安裝位置示意圖。


圖中 1船頭 2進(jìn)水口 3螺旋槳 4螺旋槳套筒
6右側(cè)出水口 7螺旋槳傳動(dòng)軸 8傳動(dòng)軸座 9螺旋槳套筒右支管5左側(cè)出水口 IO螺旋槳套筒左支管具體實(shí)施方式
雙向施力螺旋獎(jiǎng)安置法的提出是在較規(guī)范的仿真模型反復(fù)試驗(yàn)中進(jìn) 行，與實(shí)際的應(yīng)用只是繁筒，大小、量化之分，沒有實(shí)質(zhì)之別，其原理 是一樣的，是可信賴的成熟技術(shù)。關(guān)于船舶螺旋槳在做功時(shí)有雙向施力 功效，不單基于以上實(shí)驗(yàn)，而且是通過模型船試驗(yàn)確認(rèn)的。本方案的提 出首先是來(lái)自對(duì)現(xiàn)有機(jī)動(dòng)船的考察。當(dāng)?？吭诖a頭上的船只需要離開碼 頭時(shí)，往往使螺旋槳反轉(zhuǎn)，讓船后退再轉(zhuǎn)頭離開，為什么螺旋槳反轉(zhuǎn)能 使船后退呢？我們知道螺旋槳在正轉(zhuǎn)時(shí)，其槳背靠船尾，螺旋槳面向外， 螺旋槳正轉(zhuǎn)工作時(shí)，螺旋槳面說受水的反沖推動(dòng)力使船前進(jìn)。但是當(dāng)螺 旋槳反轉(zhuǎn)時(shí)，其排水轉(zhuǎn)向了船尾并對(duì)船尾直接產(chǎn)生反沖撞力，這時(shí)漿的 反沖力動(dòng)能為零。據(jù)力學(xué)中作用力與反作用力原理，螺旋槳受到的水的 反沖推動(dòng)力已被船尾的反沖撞力抵消，從現(xiàn)有理論上來(lái)說是不可能使船 只后退的，這是一般的力學(xué)常識(shí)。既然如此，那是什么力使船后退的呢？ 唯一答案是螺旋槳的進(jìn)水背面產(chǎn)生的，該吸引力將船只向后返。有史以 來(lái)業(yè)內(nèi)人士對(duì)螺旋槳的水正面產(chǎn)生的反作作用力有所認(rèn)識(shí)和應(yīng)用，但對(duì) 螺旋槳的背畝產(chǎn)生的相等牽引、吸拉力則被完全忽視，這是一個(gè)很大的 失誤。
下面參照附圖就本實(shí)用新型的技術(shù)方案作一個(gè)詳細(xì)介紹，并利用圖1 所示與現(xiàn)有船螺旋槳對(duì)比加以說明。前方已提到本"雙向施力螺旋槳〃基 本是引用現(xiàn)有船螺旋槳的構(gòu)造技術(shù)，所不同的是現(xiàn)有船螺旋槳是安置在 船的尾部，而本"雙向施力螺旋槳"則是安置在船前部船舷的下部位置。 本實(shí)用新型的優(yōu)選方式是在船體前方部位，設(shè)置一直徑能容納下該船螺 旋槳的"金屬管道"。管道從船體前方進(jìn)入，在船體內(nèi)一定長(zhǎng)度后，向左 右兩方向分支，從船體左右舷向后方通出，與船左右舷的水相連通。其 管道在船左右舷的兩個(gè)出口 口徑之和略小， 一般進(jìn)水口截面和兩個(gè)出口 截面之和的比值在3比2左右。在此管道內(nèi)靠近進(jìn)水口適當(dāng)部位安置螺旋槳，要靠近進(jìn)水口處安置螺旋槳是因?yàn)槁菪龢谧龉r(shí)產(chǎn)生的吸引力 不單指向進(jìn)水口，而是所有管內(nèi)壁，螺旋槳前管道過長(zhǎng)就會(huì)分散這種吸 引力。如船體過長(zhǎng)可考慮前后設(shè)置雙螺旋槳(前后各安一螺旋槳)加快水 的流速和減壓。還有一點(diǎn)就是在進(jìn)水口安置一網(wǎng)罩以防雜物進(jìn)管道內(nèi)。
螺旋槳套筒的設(shè)置，其用意就是為了使螺旋槳更好的發(fā)揮其雙向施力 的功效。其具體結(jié)構(gòu)如圖1所示
在通常的船舶的船頭1的水面下方設(shè)設(shè)置一個(gè)螺旋槳套筒4，該螺旋 槳套筒4的進(jìn)水口 2從船頭通向船外；螺旋槳套筒4內(nèi)靠近穿船頭的部
位設(shè)置螺旋槳3，螺旋槳套筒4在船舶內(nèi)向后延展一段距離后，再向左右 兩側(cè)延伸為螺旋槳套筒左支管10和螺旋槳套筒右支管9，左支管10和右 支管9的左側(cè)出水口 5和右側(cè)出水口 6分別從船舶的左右舷通向船外的 后方，螺旋槳傳動(dòng)軸7由傳動(dòng)軸座8支撐，帶動(dòng)螺旋槳3工作。
為了便利現(xiàn)有船螺旋槳及雙向施力的改造，可在現(xiàn)有船舶內(nèi)部結(jié)構(gòu)原 封不動(dòng)的基礎(chǔ)上，將整個(gè)螺旋槳套筒2、左右支管系統(tǒng)和螺旋槳3安置在 船舶底部，在所述船頭底部下方向后延伸，進(jìn)水口 (2)設(shè)置在船頭方向， 左支管(10)和右支管(9)伸向船體兩側(cè)，所述螺旋槳(3)設(shè)置在螺 旋槳套筒(4)內(nèi)。該結(jié)構(gòu)同樣發(fā)揮雙向施力的功效。
上述結(jié)構(gòu)除了能夠發(fā)揮其雙向施力的功效，還有利與化解船頭阻礙 激波、節(jié)能和提高船航速。螺旋槳安置在后方，前方的船頭受到壓縮水 位增高形成一層劇烈的阻礙激波。在本實(shí)用新型的雙向施力槳型船頭， 即使船在高速航行對(duì)，也不會(huì)出現(xiàn)以上阻礙激波，這是因?yàn)樵摯^螺旋 槳管道及時(shí)快速將水壓向船的左右兩側(cè)，船頭反而出現(xiàn)相反的低水位、 船舶在船頭低水位和船尾高水位的強(qiáng)的勢(shì)差作用下向前運(yùn)動(dòng)。雙向施力 螺旋槳還有一功效是船頭的吸引力能有利船航向穩(wěn)定，較強(qiáng)抗御來(lái)自不 同程度的風(fēng)浪沖擊提高航行安全系數(shù)。它避免了螺旋槳在船體外的不足， 能最直觀的消除船頭前的阻礙激波，產(chǎn)生低水位，低壓強(qiáng)的水勢(shì)差，有 利船超高速航行、節(jié)能。
權(quán)利要求1. 一種船舶高速節(jié)能雙向施力螺旋槳，其特征在于，在該船舶的船頭(1)的水面下方設(shè)置一個(gè)螺旋槳套筒(4)，該螺旋槳套筒(4)的進(jìn)水口(2)從船頭通向船外；在該螺旋槳套筒(4)內(nèi)靠近船頭的部位設(shè)置螺旋槳(3)，由傳動(dòng)軸座(8)支撐的螺旋槳傳動(dòng)軸(7)帶動(dòng)螺旋槳(3)工作；螺旋槳套筒(4)在船舶內(nèi)向后延展一段距離后，再向左右兩側(cè)延伸為螺旋槳套筒左支管(10)和螺旋槳套筒右支管(9)，左支管(10)和右支管(9)的左側(cè)出水口(5)和右側(cè)出水口(6)分別從船舶的左右舷外通向船后。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的雙向施力螺旋槳，其特征在于，在所述螺 旋槳套筒(4)內(nèi)的前、后、中各部位設(shè)置多個(gè)螺旋槳。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的雙向施力螺旋槳，其特征在于，在所述螺 旋槳套筒(4)的進(jìn)水口 (2)設(shè)一網(wǎng)罩。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的雙向施力螺旋槳，其特征在于，所述螺旋 槳套筒(4)的左側(cè)出水口 (5)和右側(cè)出水口 (6)截面面積之和比進(jìn)水 口 (2)截面面積略小，其比值為2比3。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的雙向施力螺旋槳，其特征在于，所述的螺 旋槳套筒(4)、螺旋槳套筒左支管(10)和螺旋槳套筒右支管(9)組 成的系統(tǒng)安置在船舶的所述船頭(1)底部，在所述船頭底部下方向后延 伸，進(jìn)水口 (2)設(shè)置在船頭方向，左支管(10)和右支管(9)伸出船 體兩側(cè)并向后延伸，所述螺旋槳(3)設(shè)置在螺旋槳套筒(4)內(nèi)。
專利摘要本實(shí)用新型是一種船舶高速節(jié)能雙向施力螺旋槳，其結(jié)構(gòu)是在船頭的水面下方設(shè)置一個(gè)螺旋槳套筒，其進(jìn)水口從船頭通向船外；在該螺旋槳套筒內(nèi)靠近船頭的部位設(shè)置螺旋槳，螺旋槳套筒在船舶內(nèi)向后延展一段距離后，再向左右兩側(cè)延伸為螺旋槳套筒左支管和螺旋槳套筒右支管，左支管和右支管的左右兩側(cè)出水口分別從船舶的左右舷通向船外。本實(shí)用新型的技術(shù)方案通過對(duì)螺旋槳設(shè)置方式和在船舶的安裝位置進(jìn)行優(yōu)化，比現(xiàn)有的單向施力槳其推動(dòng)功效整整翻了一倍，在相等時(shí)間內(nèi)航行距離遠(yuǎn)一倍，速度快一倍。
文檔編號(hào)B63B3/00GK201235926SQ20082011786
公開日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2008年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月18日
發(fā)明者陳云橋 申請(qǐng)人:陳云橋