CN1010849B - 船舶推进器装置 - Google Patents

Abstract

本发明与船舶推进器装置有关。推进器装置10有两个安排在共同旋转轴上作互相相反方向旋转的螺旋桨13、14。动力通过一根垂直轴12和一个斜交轴伞齿轮11，传递到基本水平的螺旋桨轴。推进器装置10至少设有一个环形螺旋桨导管15，将推进器装置10的至少一个螺旋桨13或14设置在该螺旋桨导管中旋转。在本发明的一个有利实施方案中，第一螺旋桨13，即前螺旋桨设置在螺旋桨导管15B中旋转，第二螺旋桨14为无遮盖螺旋桨。将推进器装置设置绕垂直轴12旋转，对于操纵船舶很便利。

Description

本发明与船舶推进器装置有关，装置中有两个安装在同一转轴上互相反向旋转的螺旋桨，动力通过一根垂直轴和一个斜交轴伞齿轮传递到螺旋桨的基本水平的轴上。

设有互相反向旋转的螺旋桨的推进器装置在现有技术已为人们所知。当两个螺旋桨一前一后同轴安装在同一推进器装置中互相反向旋转时，假如后一螺旋桨的设计适当，前一螺旋桨尾流的涡流中的大部分能量，可被后一螺旋桨利用。于是两个螺旋桨上的荷负减少，空泡现象有所改善，推进器装置的效率提高。效率提高，便可用较小直径的螺旋桨，其结果是使安装这种推进器装置的船舶还可在浅水中航行。这种推进器装置，和传统的有小直径螺旋桨的推进器装置相比可造成高推力;在另一方面，由于推进器的高效率，还可以用比传统系统低的发动机功率，取得高推力。这样便降低了系统的总成本。有互相反向旋转的螺旋桨的推进器装置，在过去的文献中已有叙述，例如美国专利第2，691，356号，2，987，031号，3，094，967号，以及德国专利公告870，655号，德国专利公报1，145，048号等。

当将推进器装置的两个螺旋桨都安排在推进器装置的斜交轴伞齿轮的同一侧上，就是两螺旋桨同时拉或推时，这种有两个互相反向旋转的螺旋桨的推进器装置，可认为有特别好的可行性。于是推进器装置的斜交轴伞齿轮，不会造成干扰后螺旋桨运转的水流，相反，前螺旋桨尾流中的涡流可在后螺旋桨中得到较好地利用。

这种安排已曾有过叙述，例如在瑞典专利第433，599号中。

在另一方面，这种安排在现有技术领域中也已用过，即为改变螺旋桨的水流状况，设有环绕螺旋桨的环形导管。通常用一个螺旋桨导管来提高螺旋桨的推力，尤其在低速时，螺旋桨导管用于增加螺旋桨中的流速，以提高推力。这种安排一般用于拖船等。由于螺旋桨导管可以提高推力，便可在某一推进器装置中，采用比不用螺旋桨导管的螺旋桨直径较小的螺旋桨。这种设有螺旋桨导管的推进器装置，例如曾在芬兰专利申请第830，373号中有叙述。上文叙述的推进器装置的一个共同优点为旋转方便，从而可驾驶船舶。

本发明的目的，是提出一种新型的推进器装置，具有现有技术领域中已知推进器装置的全部优点，而效率和推力都比现有技术领域中的推进器装置提高很多。为此，本发明的主要特点是推进器装置设有至少一个环形螺旋桨导管，使推进器装置中的至少一个螺旋桨，在该螺旋桨导管中旋转。

和现有技艺领域中的解决方案比较，本发明的推进器装置的优点之一，是提供非常高的推力，以螺旋桨直径比有相同推力的已知推进器装置要求小很多。也就是，本发明推进器装置的效率，比已知系统的效率高很多。本发明推进器装置的另一个重要的优点，是旋转方便，因而可用推进器装置操纵船舶。

现对本发明参照附图作详细说明，附图简要说明本发明推进器装置的各种实施方案。

图1A至1C说明本发明推进器装置的各种实施方案，其中推进器装置的两个螺旋桨都是推力式。

图2A至2D说明本发明推进器装置的各种实施方案，其中推进器装置中的螺旋桨，一个是推力式，另一个是拉力式。

首先参见图1A至1C，其中本发明的推进器装置用标图号10作一般标示。动力用传统方法，通过一根垂直轴12经过一个斜交轴伞齿轮11向螺旋桨13及14的轴传递而传到推进器装置中。在图1A至1C中，推进器装置10的两个螺旋桨13及14都属推力式。螺旋桨13及14向相反方向旋转，如瑞典专利第433，599号中所述。因此螺旋桨轴互相同心套置安装，第一螺旋桨13或前螺旋桨的轴为管形，套在第二螺旋桨14或后螺旋桨轴的外面，设轴承以利旋转。如上所述，螺旋桨13及14的轴，藉一个斜交轴伞齿轮11向相反方向旋转。

推进器装置中用的螺旋桨13及14的尺寸按已知的方式选定，因而第一螺旋桨13或前螺旋桨的直径，大于第二螺旋桨的直径，因此，在前螺旋桨桨叶涡旋的地方，不会在第二螺旋桨14或后螺旋桨中造成空泡。已知在第二螺旋桨14或后螺旋桨中，用数目比第一螺旋桨或前螺旋桨多的桨叶也是可行的。第二螺旋桨14的桨叶数，比第一螺旋桨13多一个是有利的，这对防止螺旋桨13及14的叶片之间的谐震是非常重要的。这样规定尺寸的原则，对本发明推进器装置的全部实施方案是普通是有效的。

图1A表示本发明推进器装置的第一实施方案。如图1A所示，推进器装置10设有互相相反方向旋转的螺旋桨13及14。推进器10还设一个螺旋桨导管15a，轴向长度足以罩住螺旋桨10的两个螺旋桨13及14。就是，螺旋桨导管15a的轴向长度应是：使螺旋桨13及14在轴向上，处在螺旋桨导管的前缘16a及后缘17a之间的区域中。用于将螺旋桨导管15a在推进器装置10上安装的元件本身在图中未示出;安装元件可按任何适当方法装置。

图B显示本发明推进器装置10的另一实施方案。在这实施方案中，第一螺旋桨13或前螺旋桨安排在螺旋桨导管15b内，而第二螺旋桨14或后螺旋桨无遮盖。从本发明的观点考虑，这安排可认为最可行。这是因前螺旋桨中水流比后螺旋桨中的水流慢，因此导管增加的推力也较大。第一螺旋桨13在螺旋桨导管15b中的位置，也就是在螺旋桨导管前缘16b和后缘17b轴心之间的位置，有利的选择是将第一螺旋桨器13位于螺旋桨导管15b轴向长度的中点和其后缘17b之间。将第一推进器13这样在螺旋桨导管15b中放置，螺旋桨导管15b给第一螺旋桨13增加的推力达到最大值。

图1C表示本发明推进器装置10的又一实施方案。这方案里的第一螺旋桨13或前螺旋桨，为无盖螺旋桨，第二螺旋桨14或后螺旋桨，安排在螺旋桨导管15c内。低速时，图1C示出的安排，不及图1B示的实施方案有利，然而，图1C所示的解决方案在高速时是可行的。在图1C所示的实施方案中，第二螺旋桨14安装在螺旋桨导管15c内，就是安装的螺旋桨导管的前缘16c和后缘17c之间轴向上的区域里，使该螺旋桨14有利地处于螺旋桨导管15c的轴线中点和后缘17c之间的区域里。和图1A相似，图1B及1C都未显示将螺旋桨导管15a安装到推进器装置10上的元件;安装元件可按任何适当的方式设置。

图2A及2B显示本发明推进器装置20的不同实施方案。在这些实施方案中，推进器装置的螺旋桨的第一个23用于推进，推进器装置的螺旋桨的第二个24用于作拉引。动力用垂直轴22向推进器装置20传递，又用斜交轴伞齿轮21进一步向螺旋桨轴23及24传动。

图2A显示本发明推进器装置20的另一实施方案。在图2A所示的实施方案中，推进器装置的第一螺旋桨23，即拉力前螺旋桨设置为无遮盖螺旋桨，第二螺旋桨23，即推力后螺旋桨，安排在螺旋桨导管25a内。第二螺旋桨24在轴向上安排在前缘26a和后缘27a之间，使之有利地处于螺旋桨导管25a轴向长度中点和后缘27a之间。借以这种安排，可取得参照图1A至1C所述的所有优点。

图2B所示的实施方案和图2A所示的实施方案相对应，但在图2B中，第一螺旋桨，即拉力前螺旋桨也安排在螺旋桨导管25b内。因此，在这实施方案中，在推进器装置20中使用两个螺旋桨导管25a和25b。第一螺旋桨23也在螺旋桨导管25b中适当安排，使之处于螺旋桨导管25b轴向上的前缘26b和后缘27b之间的导管轴向长度中点和后缘27b之间的区域中。

图2C所示的推进器装置和图2A及2B所示不同，这实施方案里的第一螺旋桨23，即拉力前螺旋桨布置在螺旋桨导管25c里面，而另一螺旋桨24，即推力后螺旋桨24，为无遮盖螺旋桨。在这实施方案中，第一螺旋桨23安排在螺旋桨导管25c内;方式与上一 方案同，即第一螺旋桨23在轴向上位于螺旋桨导管25c的前缘26c和后缘27c之间，并处于导管25c轴向长度中点和后缘27c之间的区域中。

图2D表示本发明的一个实施方案，其中第一螺旋桨23及第二螺旋桨24都在共同的螺旋桨导管25d里。由于这推进器装置20的设计，螺旋桨导管25d势必极长，所以该方案不及前面的方案有利。螺旋桨23及24在螺旋桨导管25d中的位置，也不是不能再加改善，因为在这方案中，第一螺旋桨23要靠近螺旋桨导管25d的前缘26d，而第二螺旋桨24要靠近螺旋桨导管的后缘27d。

本发明的设计还可以按附图以外的方法应用。有一种可能是将推进器装置的两个螺旋桨都作拉力螺旋桨。还可以将一个双螺旋桨/螺旋桨导管的组合，应用于传统的传动装置，也就是当动力是传递到有“长”传动轴的螺旋桨。在这些情况下，举例而言，动力传递的安排中，利用例如行星齿轮和同心螺旋桨轴，使向螺旋桨传递动力的路线，在尽可能靠近螺旋桨的地方分岔。这种传动路线复杂，安排不便;因此，使用双螺旋桨/螺旋桨导管的组合，则可行性大很多，易于和附图中所示的推进器装置10及20结合布置，尤其和图1A至1C的实施方案结合，因为这些布置中可用非常短的螺旋桨轴。还可安排推进器装置围绕垂直轴12，22。

对本发明仅作举例参照附图说明如上。然而本发明不受图示举例的限制;在文后权利要求书中确定的发明概念的构思范围中，还可作许多变化。

Claims (6)

1、一种船舶推进器装置(10，20)包括两个安排在共同旋转轴上互相反方向旋转的螺旋桨(13，14；23，24)、和一个不转动的环形螺旋桨导管(15b、25b，25c，15c，25A)，其中动力由一根垂直轴(12；22)和一个斜交轴伞齿轮(11；21)传递到上述螺旋桨的基本水平的螺旋桨上，其特征在于该推进器装置中两个螺旋桨中的一个设置在螺旋桨导管内，另一个则设置在螺旋桨导管外作为无遮盖螺旋桨。

2、如权利要求1中的推进器装置，其特征在于前螺旋桨是设置在一个螺旋桨导管（15b;25c）中旋转，后螺旋桨（14;24）则设置为无遮盖螺旋桨。

3、如权利要求1中的推进器装置，其特征在于前螺旋桨设置为无遮盖螺旋桨，后螺旋桨（14;24）设置在螺旋桨导管（15c;25a）中旋转。

4、如权利要求1至3中任一项的推进器装置，其特征为设置在螺旋桨导管（15b，15c;25a，25c）中旋转的螺旋桨（13，14;23，24）在轴向上设置在螺旋桨导管内的导管轴向长度中点和其后缘（17B，17c;27A，27c）之间。

5、如权利要求1、2或3的推进器装置，其特征为使推进器装置（10;20）围绕上述垂直轴（12;22）旋转，以操纵船舶。

6、如权利要求4的推进器装置，其特征为使推进器装置（10;20）围绕上述垂直轴（12;22）旋转，以操纵船舶。

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