專(zhuān)利名稱(chēng)：用于減小船的驅(qū)動(dòng)功率需求的裝置的制作方法
用于減小船的驅(qū)動(dòng)功率需求的裝置
狄領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種用于減小單螺^JM&或多螺^Jji船，尤其是豐滿型(v6Uig)和非豐滿型的不是很快的船的驅(qū)動(dòng)功率需求的裝置。
背景技術(shù)：
從DE 42 23 570 Cl公知一種用于可調(diào)螺^^JM^:器的流動(dòng)導(dǎo)向面。對(duì)于這種流動(dòng)導(dǎo)向面，通過(guò)一個(gè)逆流而上的擴(kuò)壓器形式的環(huán)形噴口產(chǎn)生流動(dòng)干擾。為jtb^附近區(qū)域形^^流(Anstr6mung)的g并在夕卜圍區(qū)域形組流的加速。擴(kuò)壓器直徑小于螺M直徑的65%。 一個(gè)這樣的噴口以a噴口或帶有向夕卜拱起的環(huán)形噴口的擴(kuò)壓器形式實(shí)現(xiàn)。該擴(kuò)壓器在其范圍內(nèi)減緩流動(dòng)，這只要通過(guò)非常厚的槳轂，如對(duì)于可調(diào)螺^^Mtt器，就可以引起^i^l率的改善。因此一個(gè)這樣的噴口不是以帶有一個(gè)環(huán)形噴口的向內(nèi)的拱形結(jié)構(gòu)的加速?lài)娍谛问綄?shí)現(xiàn)的。因jM^i亥文獻(xiàn)中所介紹的噴口在其范圍內(nèi)不加速流動(dòng)且并不是適合于所有的螺g類(lèi)型，尤其不適合固定螺放槳。在DE42 23 570C1中沒(méi)有說(shuō)明一個(gè)在伴^U艮強(qiáng)的區(qū)域內(nèi)提高螺M迎^1的射口的工作原理。
從JP 07 267189 A公知一種帶有一個(gè)環(huán)形噴口和;^t狀安裝的鰭板的螺旋槳結(jié)構(gòu)。螺g直徑大約相當(dāng)于噴口的環(huán)直徑。
在JP 58 000492 A中示出了另 一種螺^i^結(jié)構(gòu)，通過(guò)該結(jié)構(gòu)可以實(shí)M:率的改善和驅(qū)動(dòng)功率需求的減小。該結(jié)構(gòu)同樣包^^板以及一種由六個(gè)蜂窩狀安裝的it件所纟JL^的構(gòu)造。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于，提^-種用于減小船的驅(qū)動(dòng)功率需求的裝置。Ab^卜應(yīng)當(dāng)實(shí)效L^:率的改善以"Jt;W迎流的適配。另外應(yīng)當(dāng)改4^M迎流。j^壬務(wù)由帶有^U，漆求l的特征的一種裝置解決。
據(jù)jt誠(chéng)照本發(fā)明的裝置以這種方式形成，即在螺旋槳之前一個(gè)4艮短的距離處安^船體上的裝置包含前噴口 ，該 口帶有安裝于1W 口內(nèi)部的鰭M水翼，其中前噴口圍繞一水平的橫向的他迄穿過(guò)前噴口中心的軸線在上部向前
4通過(guò)一種這樣構(gòu)成的裝置可以減小船的驅(qū)動(dòng)功率需求?？赡艿腲隨著螺旋槳推力載荷系數(shù)的增加而增加。該裝置尤其適用亍隻速的豐滿的船，例如油輪、嘲滾*拖輪，^it用于所有類(lèi)型的不是很快的船。裝置自身在船的螺旋槳之前固定安^4船身上并且包含兩種功肯^t件，即齊賁口和鰭M水翼。
j^卜前噴口的工作原5^于，在伴^艮強(qiáng)的區(qū)域內(nèi)提高螺旋槳迎aiiJL，而在弱伴流區(qū)域減小螺^^迎^J4JL，其中噴口自身產(chǎn)生推力，并且安裝在前噴口內(nèi)部的鰭;fc^戈水翼的工作原i^于形成一^5旋流，其中兩種功育^L件針對(duì)不同的損失源，即前噴口針對(duì)有效推力負(fù)荷的減小，而鰭^iUJc翼針對(duì)螺放槳射流內(nèi)旋^U員失的減小。通過(guò)兩種錄，微系統(tǒng)的效辨到提高。
通過(guò)將裝置盡可能靠i^安^4螺凌槳之前，獲得了盡量大的效果，即使在不同的裝載情況下。
另夕卜，按照本發(fā)明的裝置不^it用于豐滿的船；它可以以同樣的刻^^應(yīng)用于所有類(lèi)型的不是很快的船，其^l大約S25kn。應(yīng)用在非常大的集^Ti船上也是可行的。
其它有利的構(gòu)it^^^U，]要求的內(nèi)容。
為了獲#-~個(gè)盡量大的效果，該裝置或者該前噴口以其后緣固定安裝在螺
;^平面之前不超過(guò)0.3倍螺JA^直徑的地方。皿餘賁口在上部向前傾斜大
根據(jù)另 一種構(gòu)造，前噴口繞"H^選穿過(guò)前噴口中心的垂直軸線在側(cè)面扭
轉(zhuǎn)(verdrehen)，使得前噴口在螺旋槳的向上拍擊的一側(cè)上向前傾斜。
另外本發(fā)明規(guī)定，前噴口可以繞一，&穿過(guò)前噴口中心的垂直軸線在側(cè)
面轉(zhuǎn)動(dòng)最大3。，優(yōu)選轉(zhuǎn)動(dòng)l。，從而前噴口在螺旋槳的向上拍擊的一側(cè)上向前扭
轉(zhuǎn)，其中扭轉(zhuǎn)也可以為0。，然而不能向另一個(gè)方向。
另外本發(fā)明規(guī)定，前噴口輪廓的厚度小于其U的12%。伏選前噴口輪廓
的厚vl可以;l其長(zhǎng)變的7.5%或9%。
另一種布置形iU! X，鰭^徑向上具有一個(gè)可變的迎角，其中鰭fet樣
M (扭曲(twist))，即鰭^船的內(nèi)部朝上定向，ili史角在向外的方向上減小。
因此前噴口關(guān)于一個(gè)向上偏移的且^i^位于螺旋槳軸線上方的軸線旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)^ki殳置，其中前噴口的內(nèi)直徑最大為螺^1直徑的90%。
碰四個(gè)鰭城水翼非對(duì)稱(chēng)地 _在前噴口內(nèi)部并且徑向于螺絲軸線設(shè) 置，其中鰭減水翼將前噴口與船糾目連并且^i在前噴口的后端上，其中鰭 M7jc翼的水翼形且也為透鏡形的橫截面輪廊的拱形側(cè)在螺^t^的向上拍擊的
H上朝上定向并iL^螺放槳向下拍擊的一側(cè)上朝下定向。然而四個(gè)鰭M水 #前噴口內(nèi)部空間中的布置沒(méi)有限制，尤其是還可以具有更少或更多的鰭板 或水微量。


附圖中描述了用于帶有一個(gè)上部向右側(cè)旋轉(zhuǎn)的螺旋槳的一^船的按照本發(fā) 明的裝置的實(shí)施例，其中
圖l在右舷,討見(jiàn)圖中示出了本發(fā)明的裝置，其包^-個(gè)帶有安裝于其內(nèi)部 的鰭M水翼的1W口；
圖2在后視圖中示出了該裝置，其中鰭M水翼無(wú)差異示出；
圖3示出了通iiltM水^^廓的一個(gè)放大的橫截面；
圖4示出了船4^^廓的,抖見(jiàn)圖5示出了一張船尾的肋骨型線圖6示出了前噴口 ，其帶有安裝于其內(nèi)部的且?guī)в邪凑請(qǐng)D1的鰭板位置布 置的鰭板；
圖7示出了帶有在上部向前傾斜4°的#賁口的裝置的#敗圖； 圖8示出了具有在船體的內(nèi)部朝上定向且4a^ (扭曲)的鰭板的前噴口的 示意圖9示出了^^按照本發(fā)明的裝置時(shí)的功率節(jié)省圖表；
圖10示出了使用和不^^按照本發(fā)明的裝置時(shí)的功率需求圖表；
圖11示出了^t不同類(lèi)型船V^M按照本發(fā)明的裝置時(shí)的功率節(jié)省圖表。
M實(shí)施方式
根提圖l按照本發(fā)明的裝置10，在一^NM^100的在附圖中沒(méi)有示出的螺 ^^之前緊接一個(gè)圓柱形或者，形^il橫截面形狀的、固定安M船體上的
前噴口 20。鰭板30或水翼安^前噴口 20的內(nèi)部空間20a中。前噴口 20關(guān) 于向上偏移的軸線21旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)她iM在船體上。
對(duì)于圖2中所描述的實(shí)施例，在前噴口 20的內(nèi)部空間20a中星形地安M四個(gè)具有不同鰭板狄的鰭板30a、 30b、 30c、 30d。這四個(gè)鰭板非對(duì)稱(chēng)地安裝 在前噴口內(nèi)并徑向于螺^Jil軸線PAiM。 oH^卜鰭板30a、 30b、 30c、 30d將前 噴口 20與船體100連接，并且"iU在前噴口 20的面對(duì)螺旋槳的后端上，其中 鰭絲水翼30; 30a、 30b、 30c、 30d的7JC翼形或者透鏡形的橫戴面輪廓31的 拱形側(cè)32在船的左舷側(cè)，也lt^螺絲的向上拍擊的Hh朝上定向，而在船 的右舷側(cè),也爭(zhēng)^i在螺^^的向下拍擊的"H!Ch朝下定向。另夕卜鰭^il7jC翼30a、 30b、 30c、 30d在左舷側(cè)在前部朝上定向，而在右舷側(cè)在前部朝下定向(圖2 和圖3 )。螺旋槳的運(yùn)行方向按照箭頭方向X (圖1 )。安#前噴口 20內(nèi)部空 間20a中的鰭M水翼30或30a、 30b、 30c、 30d的角度位^A可調(diào)節(jié)的并且 可鎖4調(diào)準(zhǔn)的角度位置上。
才缺一種帶有向上朝右舷旋轉(zhuǎn)的螺放槳的實(shí)施例，鰭板30a、 30b、 30c、 30d具有如下的伏i^徑向的角度J立置^^角yl位置
鰭板角度 迎角
左舷(BB) 左舷(BB) 左舷(BB) 右舷(SB)
下鰭板(30a) 中鰭板(30b) 上鰭板(30c) 鰭板(30d)
247.5。 14。
292.5。 12。
337.5。 8。
90.0。 10o
并ibft于鰭板角度如此定義#部看12點(diǎn)=0°，沿順時(shí)針?lè)较蛟黾樱?其中鰭板角度^角可以不同于所給定的值。
才峰在圖1、圖3和圖6中描述的實(shí)施形式，鰭板具有一個(gè)帶有一個(gè)鄉(xiāng) 側(cè)壁32和一個(gè)直線形的底面33的透鏡形的橫載面l^廓31。 jW^卜例如兩個(gè)鰭板 30相對(duì)于螺J嫂軸線PA的布置和位置是這樣的，即上鰭板以其底面33與螺旋 槳軸線PA平4亍，而下鰭板的底面33與螺g軸線PA成一個(gè)最小為5。， ^i^ 為10。的角度oc 。鰭板的其它的角度位置也是可行的。^^上toH板30a、 30b、 30c、 30d具有圖2中所示的位置。
才缺圖1和圖6射口 20由一個(gè)帶有一個(gè)#€面輪廓26的模制體25構(gòu)成， 該^^截面4^廓包含 一個(gè)位于夕卜側(cè)Jbf目對(duì)于螺旋槳軸線PA傾^H個(gè)角jy4伸 的壁面段26a; —個(gè)位于內(nèi)部的直線的且與螺^走槳軸線PA平行的壁面段26b; 以及一個(gè)在背離螺旋槳的區(qū)域的弧形的壁面段26c，該壁面段26c過(guò)渡到外側(cè)的 壁面段26a。位于夕卜側(cè)的壁面段26a也可以是弧形的。螺3M端在圖6中以PS表示。
如圖7所示的，裝置10在螺J嫂101之前較小距離處安^^旨100上。 oH^卜裝置10應(yīng)當(dāng)盡可能靠ia^f^螺M 101之前。ith^NH:口 20圍繞一 個(gè)優(yōu)選穿過(guò)前噴口中心的水平的橫向的軸線在上部向前M優(yōu)選最大8°地設(shè) 置。在圖7中射口20在上部向前攤4。。 j)^卜射口 20以其后緣固定安裝 在螺M平面之前不超過(guò)0.3倍螺^直徑的地方。
jtb^卜前噴口 20繞"HS^選穿過(guò)噴口中心的垂直的軸^側(cè)面42^例如直 到3°，從而前噴口在螺旋槳101的向上拍擊的一側(cè)上向前4h^。在i^E最理想 的^"大約直到1。。 0。也是恰當(dāng)?shù)?，但L是不能向另一個(gè)方向。
前噴口 20輪廓的厚度小于其M的12%。 M前噴口 20輪廓的厚vtA其 U的7.5%或9%。
鰭城7jC^30; 30a、 30b、 30c、 30d可以在徑向上具有一個(gè)可變的迎角， 其中鰭feit樣M (扭曲)，即鰭M水^L船內(nèi)部朝上定向JUe角向外朝向前 噴口20減小(圖8)。
前噴口 2的^^廓的厚度布置以;SitM7JC翼30; 30a、 30b、 30c、 30d在徑 向上具有一個(gè)可變迎角的布置形^J"于非常豐滿的船;LE關(guān)重要的；它們也可 以應(yīng)用于快船。
通過(guò)按照本發(fā)明的裝置10的布置形式將獲得很大的功率節(jié)省，如圖9中的 圖表一樣，通過(guò)^ )裝置10所獲得的功率節(jié)省對(duì)于三^&^#到了實(shí)現(xiàn)，其中 對(duì)于兩艘具有不同吃水量的船(X^殳計(jì)逸變)^jf艮明顯的。
根悟圖10中的圖表示出了一^t載重p屯位為118000的嘲:^船在具有和不具 有該裝置10的情況下的功率需求。
對(duì)于例如載重化位為12000的船而言，在可調(diào)螺放槳的情況下特別高的收 益歸因于一個(gè)厚槳轂，它的損失通it^置10得到減小。
對(duì)于非常大的'1 ，推力載荷系數(shù)特別大。圖11中的圖表示出了通#置 10實(shí)現(xiàn)的可能的功率節(jié)省與Cxh值的關(guān)系。在圖11的下面部^出了船舶類(lèi)型 的分類(lèi)。
按照本發(fā)明的裝置的特M于在說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求中所指出的特點(diǎn)以# 圖1至圖11中所描述的構(gòu)造。
以裝置10可以開(kāi)發(fā)出一種用于豐滿的'lt^的新型的改Wii的設(shè)備，通過(guò)該設(shè)備可以節(jié)省燃料或者船可以開(kāi)得更快。該裝置包含兩種組合固定安^t船
體上的元件緊接于螺旋槳之前的噴口和^在噴口中的鰭板系統(tǒng)。噴口改善 具有不利的伴流的區(qū)域內(nèi)的螺g迎流并自身產(chǎn)生推力；鰭板系統(tǒng)通過(guò)產(chǎn)生預(yù) 旋流減小螺旋槳射^^螺放槳槳轂旋流的損失，由jtb^驅(qū)動(dòng)功率不變的情況下 螺^t^推力增大。兩種作用相互補(bǔ)充。
通過(guò)該裝置可獲得的功率節(jié)省基本上與螺旋槳負(fù)荷相關(guān)，從對(duì)于小型多用 途船而言3。/。的功率節(jié)省直JJ t于大型油^^:^船而言的9%功率節(jié)省。功率 節(jié)省幾乎與船的吃水i^N4^X關(guān)。該裝置適用f^f船并JJt合用于事后酉e^。附圖才朽己列表
10 裝置
20 射口 20a 內(nèi)部空間
21 前噴口軸線
25 模制體
26 #^面輪廓 26a 壁面段 26b 壁面段 26c 壁面段
30 鰭淋翼 30a 鰭擬 30b 鰭擬水翼 30c 鰭擬水翼 30d 鰭擬7
31 麟面輪廓
32 側(cè)壁
33 底面
100 姚
101 螺絲
BB 左舷
SB 右舷
PA 螺縣軸線
PS 螺^Jii端
X 螺絲旋轉(zhuǎn)方向
a 角度
權(quán)利要求
1. 用于減小單螺旋槳船或多螺旋槳船，尤其是豐滿和不豐滿的不是很快的船的驅(qū)動(dòng)功率需求的裝置，其特征在于，在螺旋槳(101)之前一個(gè)很短的距離處安裝在船體(100)上的裝置(10)包含前噴口(20)，該前噴口帶有安裝于前噴口內(nèi)部的鰭板或水翼(30；30a、30b、30c、30d)，其中前噴口圍繞一水平的橫向的優(yōu)選穿過(guò)前噴口中心的軸線在上部向前傾斜優(yōu)選最大8°。
2. :MWJ要求1所述的裝置，^##于，該裝置或前噴口 (20)以其后緣固定安絲螺^平面之前不超過(guò)03倍螺J嫂直徑的地方。
3. :MWJ要求1或2中^-"項(xiàng)所述的裝置，^##于，前噴口 (20)在上部向前傾斜大約4。。
4. 如;K^要求1至3中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，前噴口 (20)繞"HSi選穿過(guò)前噴口中心的垂直軸線在側(cè)面如jtU2^,使得前噴口 (20)在螺旋槳(101)的向上拍擊的一側(cè)上向前偏移。
5. :H5U'J要求4所述的裝置，^#棘于， "口 (20)可圍繞4直的艦穿過(guò)射口中心的垂直軸錄側(cè)面轉(zhuǎn)it^L大3。， fei^轉(zhuǎn)過(guò)1。，從而射口(20)在螺J嫂(101)的向上拍擊的一側(cè)上向前4a^。
6. 如以上權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，前噴口 (20)輪廓的厚度小于其M的12%。
7. :H又利要求6所述的裝置，^ft棘于，1 口輪廓的厚>1^其狄的7.5%或9%。
8. 如以Ji^'j要求1至7中任一項(xiàng)所述的裝置，，征在于，鰭M水翼(30; 30a、 30b、 30c、 30d)在徑向上具有一個(gè)可變的迎角，其中鰭;^Jl樣灘(扭曲)，使得鰭絲水絲船的內(nèi)部朝上定向，并腿角向外朝向射口 (20)減小。
9. 如以Ji^U'J要求1至8中^-項(xiàng)所述的裝置，*##于，1 口 (20)地設(shè)置，其中前噴口的內(nèi)直徑小于螺^直徑的卯％。
10. 如以Ji^利要求1至9中^""項(xiàng)所述的裝置，^##于，M四個(gè)鰭^7JC翼(30; 30a、 30b、 30c、 30d )非對(duì)稱(chēng)地"iM在前噴口 (20)的內(nèi)部空間(20a)中并且徑向于螺旋槳軸線(PA)設(shè)置，其中鰭M水翼^&體與前噴口 (20)相連并JUU在前噴口 (20)的后端上，其中鰭城水翼(30;30a、 30b、 30c、 30d )的透鏡形的橫截面輪廓(31)的換形側(cè)(32)在螺旋槳的向上拍擊的一側(cè)上朝上定向并iL^螺it槳向下拍擊的"H^上朝下定向。
11.如以上^U'J要求l至10中^-"項(xiàng)所述的裝置，絲征在于，鰭板(30;30a、 30b、 30c、 30d)具有如下的優(yōu)選徑向的角度位置和起始角度位置鰭板角度 迎角左舷(BB)左舷(BB)左舷CBB)右舷(SB)下鰭板(30a)中鰭板(30b)上鰭板(30c)鰭板(30d)247.5。292.50337.5。90.0Q14。12°8。10o
12. 如以上^^'J要求1至11中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，詔i在前噴口 (20)的內(nèi)部空間(20a)內(nèi)的鰭M水翼(30)的角^l位Jji可變化的或可調(diào)整的。
13. 具有權(quán)利要求1至12特征的裝置(10)的應(yīng)用，用于減小船、尤其是豐滿和不豐滿的船例如油輪、嘲滾船或拖洽以及所有類(lèi)型的不是很快的船的驅(qū)動(dòng)功率需求，還用于改4^^m迎流以及形成預(yù)旋流。
全文摘要
一種用于減小船的驅(qū)動(dòng)功率需求并適用于所有類(lèi)型的豐滿和不豐滿的不是很快的船的裝置(10)，以這樣的方式形成，即在螺旋槳之前一個(gè)很短的距離上固定安裝在船體(100)上的裝置(10)由一個(gè)帶有安裝于前噴口內(nèi)部的鰭板(30；30a、30b、30c、30d)的前噴口(20)構(gòu)成，其中前噴口圍繞一水平的橫向的優(yōu)選穿過(guò)前噴口中心的軸線在上部向前傾斜優(yōu)選最大8°。
文檔編號(hào)B63H5/16GK101531246SQ20091013460
公開(kāi)日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2009年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月10日
發(fā)明者F·梅維斯 申請(qǐng)人:貝克船舶系統(tǒng)有限及兩合公司