CN103612733A - 防径向扰流船舶螺旋桨 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防径向扰流船舶螺旋桨，在每个螺旋桨桨叶上与螺旋桨桨叶整体制作1～2个防扰条，所述防扰条包括叶面防扰条和叶背防扰条，防扰条中心线是以R2为半径、以螺旋桨转轴轴心为圆心的空间螺旋线，与为加防扰条的同船舶螺旋桨相比。本发明的有益效果是：防扰条能有效地减小船舶螺旋桨叶面上径向扰流的速度和程度、减少叶稍空泡、减小振动、噪音和鸣音、提高效率从而节约能源，同时提高了船舶居住的舒适性，对于军船可提高其隐蔽性。

Description

防径向扰流船舶螺旋桨
技术领域
本发明涉及一种使用螺旋桨推进水面或水下航行的船舶螺旋桨结构，尤其涉及一种可提高船舶推进效率的船舶螺旋桨结构，属于船舶推进技术领域。
背景技术
船舶螺旋桨是各种船舶推进器中使用最为广泛的一种船舶推进器，为了满足各种船舶的不同推进需求，船舶螺旋桨的种类也是多种多样，例如，B型螺旋桨、MAU型螺旋桨、大侧斜螺旋桨、导管螺旋桨、调距螺旋桨等等。由于船舶螺旋桨在水中高速旋转、且水流场复杂、多变、不均匀等因素使螺旋桨产生噪音、振动和在桨叶表面产生空泡等现象；同时，由于螺旋桨推力面（叶面）的水压力大于吸力面（叶背），这就使得螺旋桨叶片上的水流产生一个沿螺旋桨半径方向的径向扰流，在叶面径向扰流沿叶片向外流动，在叶背径向扰流沿叶片向内流动。径向扰流不仅会使螺旋桨产生噪音和振动，还会在螺旋桨叶稍附近产生空泡；上述的各种现象都会是螺旋桨效率降低甚至不能正常使用。目前在工程实用中已有许多有效的措施和方法来降低和改善由非径向扰流引起的螺旋桨噪音、振动和空泡从而提高螺旋桨效率；但是，还未见到可以降低和改善由径向扰流引起的螺旋桨噪音、振动和空泡从而提高推进效率的船舶螺旋桨。
发明内容
本发明的目的在于提供一种船舶螺旋桨防径向扰流结构，降低螺旋桨噪音、振动和空泡，从而提高螺旋桨效率。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
一种防径向扰流船舶螺旋桨，在以螺旋桨转轴4轴心为圆心，以R1或R2为半径的弧线位置上，从螺旋桨桨叶1桨叶面横向外凸1～2条防扰条2，所述防扰条2包括叶面防扰条22和叶背防扰条23；防扰条中心线21是以R2为半径、以螺旋桨转轴4轴心为圆心的空间螺旋线，叶切面弦线3的长度为L1，最大弦线20的半径为R1，点K3到导边11的距离L2=0.8L1；叶面防扰条22自点K3到导边11的长度范围内，叶面防扰条22的法向高度均为h1=R/400～600；自点K3到随边12的长度范围内，叶面防扰条22的法向高度由h1逐渐过渡到0；叶背防扰条23自点K3到导边11的长度范围内，叶背防扰条23的法向高度均为h1=R/400～600；自点K3到随边12的长度范围内，叶背防扰条23的法向高度由h1逐渐过渡到0。
本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。
前述的防径向扰流船舶螺旋桨，其中叶面防扰条22根部的厚度t1=h1/8～12，叶面防扰条22顶部的厚度t2=(0.2～1)t1；所述叶面防扰条22的顶部和根部、叶背防扰条23的顶部和根部均以圆弧过渡。
    前述的防径向扰流船舶螺旋桨，其中弧扇形桨叶设置一个防扰条2时，防扰条2设置在半径R2=R1处。
前述的防径向扰流船舶螺旋桨，其中弧扇形桨叶设置两个防扰条2时，一个防扰条2设置在半径R2=R1+(0.05～0.15)R处，另一个防扰条2设置在半径R2=R1-(0.05～0.15)R处。
前述的防径向扰流船舶螺旋桨，其中折扇形桨叶设置一个防扰条2时，防扰条2设置在半径R2=R处、或者R2=R1处。
前述的防径向扰流船舶螺旋桨，其中折扇形桨叶设置两个防扰条2时，一个防扰条2设置在半径R2=R处，另一个防扰条2设置在半径R2=(0.6～0.8)R处。
本发明的有益效果：与未加防扰条2的船舶螺旋桨比较，防扰条2能有效地减小船舶螺旋桨叶面上径向扰流的速度和程度、减少叶稍空泡、减小振动和噪音、提高效率从而节约能源、提高了船舶居住的舒适性，对于军船可提高其隐蔽性。
    本发明的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。
附图说明
    图1为本发明应用于弧扇形船舶螺旋桨桨叶的结构示意图；
图2为本发明应用于折扇形船舶螺旋桨桨叶的结构示意图；
图3是图1或图2沿防扰条中心线21展开的A—A剖面图；
图4是图3的B—B视图。
图中：螺旋桨桨叶1、螺旋桨导边11、螺旋桨随边12、螺旋桨叶稍13、叶面15、叶背16、防扰条2、叶切面最大弦线20、防扰条中心线21、叶面防扰条22、叶背防扰条23、叶切面弦线3，螺旋桨转轴4。
点o为螺旋桨转轴4的中心，螺旋桨半径R为叶稍13到螺旋桨转轴4的距离，R1是最大弦线20的半径，R2是以螺旋桨转轴中心为圆心的防扰条中心线21处的叶切面半径，L1为叶切面弦线3的弧长，L2为点K3到点K2（导边11）的弧长，t1为叶面防扰条22和叶背防扰条23根部的厚度，t2为叶面防扰条22和叶背防扰条23顶部的厚度。
具体实施方式
    下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
    本发明的防扰条2设置在船舶螺旋桨的所有桨叶上，图1和图2所示为船舶螺旋桨一个桨叶的防扰条。自船艉向船艏看，箭头所示的螺旋桨旋向为顺时针旋向。
图1和图2中，在以螺旋桨转轴4轴心为圆心，以R1或R2为半径的弧线位置上，R2与螺旋桨随边12交于点K1，与螺旋桨导边11交于点K2而得的圆弧K1K2，圆弧K1K2处横向外凸1～2条防扰条2。防扰条2包括叶面防扰条22和叶背防扰条23，防扰条中心线21是以R2为半径、以螺旋桨转轴4轴心为圆心的空间螺旋线，叶切面弦线3的长度为L1，最大弦线20的半径为R1，点K3到导边11的距离L2=0.8L1。
图3中，叶面防扰条22自点K3到导边11的长度范围内，其法向高度均为h1=R/400～600。自点K3到随边12的长度范围内，叶面防扰条22的法向高度由h1逐渐过渡到0。叶背防扰条23自点K3到导边11的长度范围内，叶背防扰条23的法向高度均为h1=R/400～600；自点K3到随边12的长度范围内，叶背防扰条23的法向高度由h1逐渐过渡到0。
    图4中，叶面防扰条22和叶背防扰条23的根部厚度t1=h1/(8～12)；所述叶面防扰条22和叶背防扰条23的顶部厚度t2=(0.2～1)t1；所述叶面防扰条22和叶背防扰条23的顶部及根部以圆弧过渡；
防扰条2的布置位置和个数以下述方式进行：
图1所示的弧扇形桨叶可设置1～2个防扰条2，当设置一个防扰条2时，防扰条2设置在半径R1处；当设置两个防扰条2时，一个防扰条2设置在半径R2=R1+(0.05～0.15)R处，另一个防扰条2设置在半径R2=R1-(0.05～0.15)R。
图2所示的折扇形桨叶可设置1～2个防扰条2，当设置一个防扰条2时，防扰条2设置在R2=R处、或者设置在R2=R1处；当设置两个防扰条2时，一个防扰条2设置在R2=R处，另一个防扰条2设置在R2=（0.6～0.8）R处。
图1～图4所示为船舶螺旋桨防径向扰流结构示意图，仅作为非限制性说明给出。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种防径向扰流船舶螺旋桨，其特征在于，在以螺旋桨转轴(4)轴心为圆心，以R1或R2为半径的弧线位置上，从螺旋桨桨叶(1)桨叶面横向外凸1～2条防扰条(2)，所述防扰条(2)包括叶面防扰条(22)和叶背防扰条(23)；防扰条中心线(21)是以R2为半径、以螺旋桨转轴(4)轴心为圆心的空间螺旋线，叶切面弦线(3)的长度为L1，最大弦线(20)的半径为R1，点K3到导边(11)的距离L2=0.8L1；叶面防扰条(22)自点K3到导边(11)的长度范围内，叶面防扰条(22)的法向高度均为h1=R/400～600；自点K3到随边(12)的长度范围内，叶面防扰条(22)的法向高度由h1逐渐过渡到0；叶背防扰条(23)自点K3到导边(11)的长度范围内，叶背防扰条(23)的法向高度均为h1=R/400～600，自点K3到随边(12)的长度范围内，叶背防扰条(23)的法向高度由h1逐渐过渡到0。
2.    根据权利要求1所述的防径向扰流船舶螺旋桨，其特征在于，叶面防扰条22根部的厚度t1=h1/8～12，叶面防扰条22顶部的厚度t2=(0.2～1)t1；所述叶面防扰条(22)的顶部和根部、叶背防扰条(23)的顶部和根部均以圆弧过渡。
3.    根据权利要求1所述的防径向扰流船舶螺旋桨，其特征在于，弧扇形桨叶设置一个防扰条(2)时，防扰条(2)设置在半径R2=R1处。
4.根据权利要求1所述的防径向扰流船舶螺旋桨，其特征在于，弧扇形桨叶设置两个防扰条(2)时，一个防扰条(2)设置在半径R2=R1+(0.05～0.15)R处，另一个防扰条(2)设置在半径R2=R1-(0.05～0.15)R处。
5.根据权利要求1所述的防径向扰流船舶螺旋桨，其特征在于，折扇形桨叶设置一个防扰条(2)时，防扰条(2)设置在半径R2=R处、或者R2=R1处。
6.根据权利要求1所述的防径向扰流船舶螺旋桨，其特征在于，折扇形桨叶设置两个防扰条(2)时，一个防扰条(2)设置在半径R2=R处，另一个防扰条(2)设置在半径R2=(0.6～0.8)R处。
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