CN100415601C - 通过引入空气来减小螺旋桨所引起的压力波动 - Google Patents

通过引入空气来减小螺旋桨所引起的压力波动 Download PDF

Info

Publication number
CN100415601C
CN100415601C CNB028147421A CN02814742A CN100415601C CN 100415601 C CN100415601 C CN 100415601C CN B028147421 A CNB028147421 A CN B028147421A CN 02814742 A CN02814742 A CN 02814742A CN 100415601 C CN100415601 C CN 100415601C
Authority
CN
China
Prior art keywords
ship
air
depressed part
screw propeller
propeller
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB028147421A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1545461A (zh
Inventor
T·库姆斯泰德特
G·米尔布拉德特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kvaerner Warnow Werft GmbH
Original Assignee
Kvaerner Warnow Werft GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kvaerner Warnow Werft GmbH filed Critical Kvaerner Warnow Werft GmbH
Publication of CN1545461A publication Critical patent/CN1545461A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100415601C publication Critical patent/CN100415601C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B39/00—Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B39/00—Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude
    • B63B39/005—Equipment to decrease ship's vibrations produced externally to the ship, e.g. wave-induced vibrations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H1/00—Propulsive elements directly acting on water
    • B63H1/02—Propulsive elements directly acting on water of rotary type
    • B63H1/12—Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially in propulsive direction
    • B63H1/14—Propellers
    • B63H1/15—Propellers having vibration damping means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H1/00—Propulsive elements directly acting on water
    • B63H1/02—Propulsive elements directly acting on water of rotary type
    • B63H1/12—Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially in propulsive direction
    • B63H1/14—Propellers
    • B63H1/28—Other means for improving propeller efficiency
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B1/00—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils
    • B63B1/32—Other means for varying the inherent hydrodynamic characteristics of hulls
    • B63B1/34—Other means for varying the inherent hydrodynamic characteristics of hulls by reducing surface friction
    • B63B1/38—Other means for varying the inherent hydrodynamic characteristics of hulls by reducing surface friction using air bubbles or air layers gas filled volumes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H1/00—Propulsive elements directly acting on water
    • B63H1/02—Propulsive elements directly acting on water of rotary type
    • B63H1/12—Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially in propulsive direction
    • B63H1/14—Propellers
    • B63H1/28—Other means for improving propeller efficiency
    • B63H2001/286—Injection of gas into fluid flow to propellers, or around propeller blades
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H5/00—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water
    • B63H5/07—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers
    • B63H5/14—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers characterised by being mounted in non-rotating ducts or rings, e.g. adjustable for steering purpose
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T70/00—Maritime or waterways transport
    • Y02T70/10—Measures concerning design or construction of watercraft hulls

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Prevention Of Electric Corrosion (AREA)

Abstract

在包括至少一个螺旋桨(2)的船只中，因为在发生由螺旋桨所引起的压力波动的船只的至少一个区域中设有一气垫(12)，所以在船体上的压力波动、并因而在船体上的机械载荷明显减少。根据本发明的船只包括设置在发生由螺旋桨所引起的压力波动的船只的至少一个区域中的、包括用于形成一气垫(12)的至少一个凹陷部(8)的一结构(7)。

Description

通过引入空气来减小螺旋桨所引起的压力波动
技术领域
本发明涉及包括至少一个螺旋桨的船只，其中适于将空气引入到发生由螺旋桨所引起的压力波动的船只的至少一个外部区域中。
背景技术
由于工作中的螺旋桨的作用，螺旋桨附近会发生压力波动，该压力波动会导致对船只的某些区域或者甚至是整个船只施加很大的机械载荷。除了船只的使用寿命会因此缩短之外，在传统船只的情况中还需要将螺旋桨与船只外壳之间的间隙做得相对较大，这是因为，螺旋桨所引起的压力波动又会对在船只中所使用的驱动设备的效率造成负面影响。
从JP 592 167 89A中可获知一种船只，其中，借助于风扇或喷气装置，将空气或者船只的发动机的排出气体的一部分吹送到螺旋桨上，以在螺旋桨上方或者其上部附近形成一射流-气泡区域。该射流-气泡区域减小了螺旋桨对螺旋桨附近的船尾所施加的压力。因为在船只行进中，射流和气泡很快地在船尾迁移走，因而不断地需要替换入大量的气体或空气，所以为了形成该射流-气泡区域，需要大量的气体或空气，也因而需要大的聚集，以正确地保持该气泡区域。
从DE 2 401 831 A、GB 2 155 880 A、US 4 804 312 A、DE 100 16 990 A或US 4 973 275 A中可获知一种船只，其中(与根据JP 592 16 789的装置一样)，将一气体或空气流吹送到螺旋桨区域中，以减小螺旋桨的噪声和船只中的振动。人们提出了许多例如根据船尾的倾斜角度、螺旋桨轴的输出功率、螺旋桨上的桨叶数量或者在不同高度处的空气分布来变化排出气体体积的措施。
从DE 19 07 634 A1中可获知一用于减小船只外壳与水之间的传声的隔离装置。设置该装置以减小船体与周围的水之间的传声，从而使船只、特别是战舰更难被水雷探测到，并得到更好的保护。通过采用一隔离层来减小船只与水之间的传声，该隔离层在外壳面向水的那侧上施加在其整个表面上。
从JP 60 18 32 93A中可以获知一种鳍结构，它包括完全穿过鳍部延伸的孔或气孔，以在诸通路的入口和出口处产生细小的漩涡，由于通道内的流体粘性，这些细小的漩涡会增加鳍部的阻尼系数。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有至少一个螺旋桨的船只，其中，通过使用构造简单、维护少的装置以经济的方式将工作中的螺旋桨在船只的外壳上所引起的压力波动保持较低。
基于上述的类型的船只，根据本发明，该目的借助于提供一种包括至少一个用于形成气垫(例如一层空气的形式)的凹陷部的结构来实现。由于该例如通过吹出空气来产生的气垫，螺旋桨在船只靠近其的部分上所产生的压力波动明显地减小。由于船只的这些区域承受的机械载荷明显减小，因而，特别是可能减小螺旋桨与船只外壳之间的间隙、亦即螺旋桨间隙，从而根据船只或船只后部的外形而可采用更大直径的螺旋桨，藉此，与不具有气垫的传统船只相比，显著地增加驱动设备的效率。
该结构防止气垫或者被吹出以形成气垫的空气从船只的该关键区域漏出，以这样的方式使保持气垫所需的空气量保持在较少的水平，其结果是使用来形成气垫的成本相当地低。
在船体设有外壳的情况下，如果包括至少一个凹陷部的结构设置在船体自身中、从而凹陷部穿过外壳向外开口，则具有用来形成气垫的凹陷部的结构的构造是尤为有利的。
根据本发明的一个可选实施例或者根据其附加的方式，包括凹陷部的结构设置在外壳上或外壳中。包括凹陷部的结构因而可以布置在外壳上或者外壳的一部分上。
在凹陷部设置在船体中的实施例的情况下、以及在包括设在外壳上的该结构的实施例的情况下，如果该结构包括蜂窝状的凹陷部则是尤为有利的。这样就提供了多个可容易地保持空气的凹陷部，以使更少地需要补充空气。
尽管仅设置一个凹陷部、亦即仅有一个用于空气或气垫的腔体也是有利的，但是根据一个实施例设置了大量的空间或腔体。为了这个目的，多孔的、特别是微细孔的合成材料是尤为有利的，因为在产生凹陷部时没有构造上的成本，并且这种类型的合成材料是经济和可容易更换的。
气垫较佳地是借助于从船只中排出的空气来形成或保持，从而可补充沿着水流的方向离开的空气。
空气通过在这些凹陷部中的出气口来输送到凹陷部或结构中，从而，在凹陷部设在船体自身中的实施例的情况下，出气口终止在船体中的这些凹陷部中；而在所述结构设在外壳上的实施例的情况下，出气口延伸穿过外壳。
根据本发明的一个尤为有利的实施例，出气口设置在沿着船只前进方向的该结构或凹陷部的前方。在这种情况下，结构或凹陷部的空气充注或补充是借助于沿着流动方向携带的空气来实现的。
根据另一实施例，根据特定的需求和状态、例如根据船只与水之间的相对速度或者螺旋桨的转速来控制在凹陷部中的空气量，并改变它或补充它是有利的。在某些特定的使用情况下，从船体输送过量的空气到凹陷部中或者位于凹陷部前方的一区域中，藉此，就沿着流动的方向携带过量的空气，并在沿着流动方向的、凹陷部的后方区域中形成气垫也是有利的。
本发明不仅可用于在船只后部处的推进系统，而且它也可以与位于船只其它部位的螺旋桨结合在一起使用。当螺旋桨至少部分地设置在一壳体中时、亦即当使用螺旋桨管道时，壳体的螺旋桨侧可装配有包括至少一个凹陷部的诸前述结构之一，以形成气垫。
附图简述
下文将结合附图借助于一实施例来说明本发明。诸附图中：
图1示出了包括一螺旋桨的船只的后部的局部剖视图，和
图2是从下方所见的船只后部的视图。
具体实施方式
由一螺旋桨轴3驱动设置在一船只1后部处的一螺旋桨2。包括一舵支承件5和一可动舵6的一舵组件4位于沿行进方向的螺旋桨2的后方。
一包括多个凹陷部8的结构7设置在船只1后部处的螺旋桨的上方和船尾处。所示凹陷部在所述实施例中呈蜂窝状的形式，如从图2中尤为清晰地可见。
在本文所示的实施例中，示意性地绘出了在船只内部的一压缩机9，该压缩机经由一压气管10连接至一出气口11，空气穿过该出气口从船体中或者穿过其外壳向外流动。由于水向后流动，所以空气进入蜂窝状结构7中的诸凹陷部8，并在其中形成一气垫。结构7中的诸凹陷部8或诸凹陷部8的蜂窝状边界将空气保持在该区域中，以致对压缩空气需要得较少，因而运行成本也保持得较低。虽然如此，气垫12向后流动的的部分还是被从出气口11流出的压缩空气连续地或不时地所取代。
上文已经根据一较佳的实施例来说明了本发明。但是，对于熟悉本技术领域的人们来说，可以不背离其创造性构想地设计出它的变化形式、修改和可替代结构。例如，采用多个凹陷部8的结构7可以不仅形成在船体自身中，而且可以形成在外壳中。此外，作为在沿着流动方向的结构7的前方设置出气口8的替代方式或附加方式，可以在该结构自身中、或者在结构7中的所有或一些凹陷部8中设置出气口。该结构7较佳地是构造成，为具体的适用场合形成尽可能具有连续和均匀的形状的气垫。也可以布置成在气垫的不同部分提供不同量的空气，例如空气层可以布置成在螺旋桨2的紧接的上方比位于其后部的区域中要稠密。为了获得从空间角度来看、以及与诸如船只速度、螺旋桨转速等的给定参数相关的都是最优的气垫，根据本发明可以对空气的供应加以控制和调整，以一方面获得最优阻尼状况，另一方面需要尽可能少的压缩空气。

Claims (12)

1. 一种包括至少一个螺旋桨(2)的船只，其中适于将空气输送到发生由螺旋桨所引起的压力波动的船只的至少一个外部区域中，其特征在于，在船体的一外壳中或该外壳上的一结构包括用于形成一气垫(12)的至少一个凹陷部。
2. 一种包括至少一个螺旋桨(2)的船只，其中适于将空气输送到发生由螺旋桨所引起的压力波动的船只的至少一个外部区域中，其特征在于，在船体中有一结构，该结构(7)包括至少一个用于形成一气垫(12)的凹陷部(8)，所述凹陷部穿过一外壳向外开口。
3. 如权利要求1或2所述的船只，其特征在于，结构(7)包括蜂窝状的凹陷部(8)。
4. 如权利要求1或2所述的船只，其特征在于，结构(7)用多孔材料制成。
5. 如权利要求1或2所述的船只，其特征在于，结构(7)由一包含凹陷部(8)的合成材料构成。
6. 如权利要求1或2所述的船只，其特征在于，由从船只中出来的空气来形成气垫(12)。
7. 如权利要求1或2所述的船只，其特征在于，在凹陷部中设置出气口。
8. 如权利要求1或2所述的船只，其特征在于，出气口(11)设置在沿着行进方向的结构(7)的前方。
9. 如权利要求1或2所述的船只，其特征在于，在凹陷部(8)中的空气量是可变化的。
10. 如权利要求1或2所述的船只，其特征在于，在凹陷部(8)中的空气适于进行补充。
11. 如权利要求1或2所述的船只，其特征在于，在凹陷部(8)中提供过量的空气。
12. 如权利要求1或2所述的船只，其特征在于，螺旋桨(2)设置在一壳体中，并且，壳体的螺旋桨侧包括用来形成气垫(12)的一包含至少一个凹陷部(8)的结构(7)。
CNB028147421A 2001-07-20 2002-07-18 通过引入空气来减小螺旋桨所引起的压力波动 Expired - Fee Related CN100415601C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10135474A DE10135474B4 (de) 2001-07-20 2001-07-20 Schiff
DE10135474.6 2001-07-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1545461A CN1545461A (zh) 2004-11-10
CN100415601C true CN100415601C (zh) 2008-09-03

Family

ID=7692553

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB028147421A Expired - Fee Related CN100415601C (zh) 2001-07-20 2002-07-18 通过引入空气来减小螺旋桨所引起的压力波动

Country Status (9)

Country Link
EP (1) EP1409335B1 (zh)
JP (1) JP4436128B2 (zh)
KR (1) KR20040017342A (zh)
CN (1) CN100415601C (zh)
AT (1) ATE292041T1 (zh)
DE (2) DE10135474B4 (zh)
ES (1) ES2239265T3 (zh)
PT (1) PT1409335E (zh)
WO (1) WO2003010045A1 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1508515A1 (de) * 2003-08-19 2005-02-23 Flensburger Schiffbau-Gesellschaft mbH & Co. KG Mit einem oder mehreren Propellern angetriebenes Schiff
KR101217999B1 (ko) * 2005-09-01 2013-01-02 현대중공업 주식회사 선박의 프로펠러에 의해 유기되는 변동압력 억제장치
FI123484B (fi) * 2011-12-22 2013-05-31 Veneveistaemoe Syrjaesuo Oy Vaimennin paineaallon vaimentamiseksi sekä potkurikäyttöinen alus
KR102076686B1 (ko) * 2013-07-23 2020-02-13 대우조선해양 주식회사 선박진동소음 저감을 위한 선미부 구조체
KR102696780B1 (ko) 2016-12-29 2024-08-21 한화오션 주식회사 선박 선미부의 전류 고정 날개 용접 방법
CN107605874B (zh) * 2017-08-09 2019-11-15 浙江大学 一种抗空蚀微结构表面层
CN109229278B (zh) * 2018-09-27 2021-03-05 广船国际有限公司 一种船舶减振结构及船舶

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2401831A1 (de) * 1973-01-19 1974-07-25 Waertsilae Oy Ab Verfahren zum reduzieren der vibrationen und geraeusche, die in einem schiff durch den propeller verursacht werden und schiff zur anwendung dieses verfahrens
JPS59216789A (ja) * 1983-05-23 1984-12-06 Yoshitaka Hashimoto 船体振動の軽減方法
JPS60183293A (ja) * 1984-02-29 1985-09-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 舶用防振式フイン構造
GB2155880A (en) * 1983-12-02 1985-10-02 George Brian Barrie Chaplin Increasing the efficiency of bladed rotors
US4804312A (en) * 1986-10-03 1989-02-14 Herbert Schneekluth Flow guide for ship propellers
DE10016990A1 (de) * 2000-04-07 2001-10-25 Arnold Schmalstieg Motorbetriebenes Wasserfahrzeug

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1907634C1 (de) * 1969-02-15 1993-02-25 Rheinhold & Mahla Ag Isolierung zur Verminderung der Schalluebertragung
FI74920C (fi) * 1985-10-25 1989-04-10 Rauma Repola Oy Foerfarande och system foer att minska rotationsmotstaondet i propeller.

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2401831A1 (de) * 1973-01-19 1974-07-25 Waertsilae Oy Ab Verfahren zum reduzieren der vibrationen und geraeusche, die in einem schiff durch den propeller verursacht werden und schiff zur anwendung dieses verfahrens
JPS59216789A (ja) * 1983-05-23 1984-12-06 Yoshitaka Hashimoto 船体振動の軽減方法
GB2155880A (en) * 1983-12-02 1985-10-02 George Brian Barrie Chaplin Increasing the efficiency of bladed rotors
JPS60183293A (ja) * 1984-02-29 1985-09-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 舶用防振式フイン構造
US4804312A (en) * 1986-10-03 1989-02-14 Herbert Schneekluth Flow guide for ship propellers
DE10016990A1 (de) * 2000-04-07 2001-10-25 Arnold Schmalstieg Motorbetriebenes Wasserfahrzeug

Also Published As

Publication number Publication date
ES2239265T3 (es) 2005-09-16
WO2003010045A1 (de) 2003-02-06
KR20040017342A (ko) 2004-02-26
DE10135474A1 (de) 2003-02-06
EP1409335A1 (de) 2004-04-21
JP2004535331A (ja) 2004-11-25
ATE292041T1 (de) 2005-04-15
DE10135474B4 (de) 2005-10-20
DE50202641D1 (de) 2005-05-04
PT1409335E (pt) 2005-08-31
JP4436128B2 (ja) 2010-03-24
CN1545461A (zh) 2004-11-10
EP1409335B1 (de) 2005-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100318114B1 (ko) 마찰감소선박및표면마찰감소방법
EP1487692B1 (en) Air cushion vessel
US3316874A (en) Boat hulls
KR101260122B1 (ko) 마찰저항 저감선 및 운전방법
CN100415601C (zh) 通过引入空气来减小螺旋桨所引起的压力波动
CN102112366A (zh) 船体摩擦阻力降低装置
KR100992261B1 (ko) 종방향 및 횡방향 칸막이를 구비하는 에어 캐비티 선박
CN85109112A (zh) 卡马兰型气垫船
US11319026B2 (en) Hull surface air lubrication structure for marine vehicles
US4316721A (en) Method for producing a thrust in manoeuvering engines for a watercraft and a manoeuvering engine constructed for the same
US6544081B1 (en) Boat hull with tunnel structure
KR101541574B1 (ko) 공기 공동이 제공되는 선박들을 위한 선형
WO2019244181A1 (en) Gliding hull with motor gas insufflation in water
KR20120048235A (ko) 공기부양 선박
JPH1159563A (ja) 摩擦低減船および空気発生装置
JP2000168673A (ja) 摩擦抵抗低減船
US6855018B2 (en) Propulsion system for boats
JPH09207874A (ja) マイクロバブル発生装置
JPH09151914A (ja) マイクロバブル発生装置
JPH09240571A (ja) 船舶の摩擦抵抗低減装置
US20050166823A1 (en) Surface effect ship advancements
KR20090084614A (ko) 밀폐공기실에 의한 부양선
US829077A (en) Means of reducing the resistance to the motion of vessels through water.
JPS60236865A (ja) ホ−バ−クラフト
JPH09207873A (ja) マイクロバブル発生装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20080903

Termination date: 20100718