CN103857589A

CN103857589A - 具有鳍的螺旋桨毂帽

Info

Publication number: CN103857589A
Application number: CN201280036176.1A
Authority: CN
Inventors: 张俸准
Original assignee: Hyundai Heavy Industries Co Ltd
Current assignee: HD Hyundai Heavy Industries Co Ltd
Priority date: 2012-09-13
Filing date: 2012-09-13
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2032-09-13
Also published as: WO2014042296A1; CN103857589B

Abstract

提供了一种螺旋桨毂帽，其具有多个鳍以改进推进效率并减小毂涡空化。螺旋桨毂帽包括设置在推进船舶的螺旋桨的毂帽的周边处的多个鳍，其中，在每个鳍的端部处形成有端板。

Description

具有鳍的螺旋桨毂帽

技术领域

本发明涉及一种螺旋桨毂帽，并且更具体地，涉及一种具有沿周向方向的多个鳍以提高推进效率并减小毂涡空化的毂帽。

背景技术

通常，船舶是由螺旋桨驱动的。如果安装到船尾下部的螺旋桨旋转，则产生推进力，从而船可以凭借该推进力移动。

然而，当这种螺旋桨旋转时，在螺旋桨的桨毂的后面产生了强的毂涡空化。毂涡空化的集中会降低船舶螺旋桨的效率，并且引起螺旋桨处的振动和噪音。此外，毂涡空化的集中可能会在船舵处引起空蚀。

在现有技术中，为了防止由螺旋桨驱动的船舶上的毂涡空化的集中，已经提出了多种类型的分散式螺旋桨毂帽。

日本专利申请公报No.1995-89487公开了一种现有的螺旋桨毂帽的示例。

此外，图1至图3示出了现有的螺旋桨毂帽的其他示例。

详细地，图1示出了现有的螺旋桨的结构。螺旋桨1包括构造成旋转轴的桨毂10、沿着桨毂10的周向设置的多个桨叶20以及设置在桨毂10的端部处的毂帽30。

图1中，船舵40设置在螺旋桨1的后面。

图2为示出了现有毂帽30的放大的立体图，并且在毂帽30的周向上以具有间隔的方式设置有多个鳍31。

图3为图2的侧视图，示出了现有毂帽30的鳍31的布置，并且鳍31以螺旋形式设置。

如上所述构造的用于螺旋桨的毂帽30随着螺旋桨1旋转而一起旋转，从而分散并减小了在毂帽30处产生并集中在毂帽30上的毂涡空化。

此时，当螺旋桨1旋转时，桨毂10以共同的状态一起旋转。

此处，由于沿着毂帽30的周边形成的鳍31的端部具有如图4中所示的直的表面，因此，并没有极大地提高毂帽30的推进效率。

也就是说，当螺旋桨1和毂帽30旋转时，由于流体的流线，流动的流体在毂帽30的鳍31上移动。因此，鳍31的前表面和后表面，即压力面31a和吸力面31b允许流体沿横跨方向流动，这减小了鳍31的两个表面之间的压力差，并且因此阻碍了推进效率的提高。此外，毂涡空化的集中并没有被有效地分散，因此，并未极大地减小毂涡空化。

发明内容

【技术问题】

本发明的目的是提供：减小在螺旋桨的桨毂处产生的毂涡空化，并且同时提高推进效率。

【技术方案】

在一个总的方面中，本发明提供了一种螺旋桨毂帽，该螺旋桨毂帽包括设置在推进船舶的螺旋桨的毂帽的周边处的多个鳍，其中，在每个鳍的端部处形成有端板。

此外，在毂帽的周边处形成的鳍可以在两侧（鳍的前缘和后缘）具有不同的高度。

此外，在鳍的端部处形成的端板可以在鳍的端部处局部地形成。

此外，当鳍的流体入口表面（前缘）的高度小于鳍的流体出口表面（后缘）的高度时，端板可以仅在鳍的靠近流体出口表面（后缘）的高度的端部处局部地形成。

此外，当鳍的流体入口表面（前缘）的高度大于鳍的流体出口表面（后缘）的高度时，端板可以仅在鳍的靠近流体入口表面（前缘）的高度的端部处局部地形成。

此外，形成在鳍的端部处的端板可以形成为在鳍的两侧延伸。

此外，形成在鳍的端部处的端板可以形成为仅在鳍的一侧延伸。

此外，当鳍的流体入口表面（鳍的前缘）的高度小于流体出口表面（鳍的后缘）的高度时，端板可以仅朝向鳍的压力面形成。

此外，当鳍的流体入口表面（前缘）的高度大于流体出口表面（后缘）的高度时，端板可以仅朝向鳍的吸力面形成。

【有益效果】

如上所述的，本发明包括位于船舶的螺旋桨毂帽的周边处的鳍，和形成在每个鳍的端部处的端板，从而降低毂涡空化和减少船舵的空蚀现象。此外，鳍可以带来除螺旋桨的推进之外的辅助的推进，从而进一步提高了推进效率。

附图说明

图1为示出了现有的螺旋桨的安装结构的简图。

图2为示出了设置在图1的螺旋桨处的毂帽的立体图。

图3为示出了图2的毂帽的侧视图。

图4为示出了现有的毂帽处形成的鳍的侧视图。

图5为示出了根据本发明的毂帽的立体图。

图6为示出了图4的毂帽的侧视图。

图7为示出了设置在本发明的毂帽上的鳍的侧视图。

图8a为示出了根据本发明的另一个实施方式的毂帽的鳍结构的简图。

图8b为示出了根据本发明的另一个实施方式的毂帽的鳍结构的简图。

图9a为示出了根据本发明的另一个实施方式的毂帽的鳍结构的简图。

图9b为示出了根据本发明的另一个实施方式的毂帽的鳍结构的简图。

图9c为示出了根据本发明的另一个实施方式的毂帽的鳍结构的简图。

图9d为示出了根据本发明的另一个实施方式的毂帽的鳍结构的简图。

图10a和图10b为示出了根据本发明的另一个实施方式的毂帽的鳍结构的侧视图，其中，端板仅形成在鳍的一侧上。

具体实施方式

下文将参照附图详细地描述本发明的实施方式。

图5为示出了根据本发明的毂帽的立体图。如图5所示，根据本发明的毂帽100包括多个沿着周边形成的鳍110、和形成在每个鳍110的端部的端板111。

图6为示出了图5的毂帽100的侧视图，并且描绘出沿着毂帽100的周边形成的鳍110的布置。鳍110以螺旋形式沿着毂帽100的周边设置。

图7为示出了根据本发明的毂帽100的鳍110的侧视图。端板111形成在鳍110的端部上，并且端板111起到阻止流体流动的作用，这在鳍110的前（螺旋桨侧）表面与后（船舵侧）表面，即压力面110a和吸力面110b之间保持了压力差。此外，吸力面110b的压降相对减小，并且在压力面110a上形成相对较高的压力，从而提高了推进效率。

端板111可以具有在鳍110的两侧上延伸的“T”形形状，或如图10a所示地仅在鳍110的一侧上水平延伸的“L”形形状。

如果端板111仅形成在鳍110的一侧上，如图10a所示，则端板110可以形成在鳍110的压力面110a处，然而，并非局限性地，如图10b所示，端板110也可以形成在吸力面110b处。

此外，在本发明中，鳍110在靠近端板111之处可以是直的也可以是弯曲的。

此处，在根据本发明的毂帽100的鳍110中，鳍110的一个表面作为压力面110a，而另一表面作为吸力面110b。由于压力面110a的压力大于吸力面110b的压力，因此如果毂帽30与螺旋桨1同时旋转，则流体的流动压力趋向于从鳍110的压力面110a朝向吸力面110b移动。然而，由于形成在本发明的鳍110的端部上的端板111，流动压力并未沿着鳍110向吸力面110b移动。

因此，压力面110a的压力无损失地被保持，并且因此与常规情况相比保持了相对较高的压力。此外，由于压力面110a的压力对螺旋桨1有一定影响，因而可以进一步提高总的船舶推进效率。

此外，当螺旋桨旋转时，即使发生了毂涡空化，鳍110的端板111也可以解决毂涡空化的集中，从而减少由毂涡空化引起的船舵的空蚀现象。

图8a为示出了根据本发明的另一个实施方式的毂帽的鳍结构的简图。此处，形成在毂帽100处的鳍110的两个边缘侧的高度并不一致而是彼此不同。

也就是说，鳍110的一侧（后缘）的高度H1不同于另一侧（前缘）的高度H2。在图8a中，流体入口表面（前缘）的高度H2小于流体出口表面（后缘）的高度H1。因此，流体不会从鳍110的外侧进入，而是会在鳍110的表面上移动的同时穿过逐渐增大的区域，从而通过端板111使流体减速。

与此相反，在图8b中，鳍110的流体入口表面（前缘）的高度H2大于流体出口表面（后缘）的高度H1。在这种情况下，流体不会从鳍110中排出，而在鳍110的表面上移动的同时穿过逐渐变窄的区域，从而使鳍110的表面上的流体加速。

如果流体加速，则压力降低。同时，如果流体减速，则压力升高。通过利用这个特性，可以更大地增大鳍110的吸力面110b与压力面110a之间的压力差。如此一来，可增强鳍110的效果，也就是说，可极大地减小毂涡空化现象。

因此，通过使鳍110具有与现有的未附接端板111的鳍相比较小的面积，本发明可减小毂涡空化。特别地，即使鳍110的桨叶表面处发生了毂涡空化，也可通过利用上述减速效果来减小该空化。

图9a和图9b示出了形成在鳍110的端部处的端板111在不同位置处局部地延伸。详细地，图9a示出了端板111局部地形成在鳍110的端部的左侧（后缘），以及图9b示出了端板111局部地形成在鳍的侧部的右侧（前缘）。图9a和图9b示出鳍110的两侧的高度H1、H2是相等的。

此外，图9c和图9d示出了鳍110的两个边缘的高度H1、H2彼此不同。详细地，图9c示出了流体入口表面（前缘）的高度H2小于流体出口表面（后缘）的高度H1，以及图9d示出了流体入口表面（前缘）的高度H2大于流体出口表面（前缘）的高度H1，与图9c相反。

如以上参照图8a和图8b所述的，如果鳍110的流体入口表面（前缘）的高度H2与流体出口表面（后缘）的高度H1不同，则流体的如图7所示的从鳍110的压力面110a到吸力面110b的流动特性是不同的。

在这方面，即使端板111仅局部地形成在鳍（前缘或后缘）110的右侧或左侧，也可以获得相同的性能。

例如，如图9c所示，如果高度H2小于高度H1，则流体减速。在这种情况下，由于压力面110a与吸力面110b之间的压力差在鳍110的端部的右侧（前缘）上比在左侧（后缘）上更大，因而即使端板111仅局部地在鳍110的端部的右侧处（靠近流体入口表面的高度H2）形成，也可以获得相同水平的性能。

同时，如图9d所示，如果高度H2大于高度H1，则即使端板111仅局部地在鳍110的端部的左侧（后缘）处（靠近流体出口表面的高度H1）形成，也可以获得相同水平的性能。

图8a至图9d中描述的鳍和端板的结构可以同样适用于图10a和图10b的仅在一侧上具有端板111的鳍110。

由于端板111起到阻止流体从压力面110a向吸力面110b流动的作用，因此如果端板111仅在一侧上形成但具有更大的宽度W，则流体会更大幅度地减速或加速，从而会带来更好的性能并且提高了生产率。

更详细地，如果在鳍110的两侧的高度H1、H2彼此相等的情况下、端板111形成在或者压力面110a处或者吸力面110b处，换句话说，如果端板111仅朝向压力面110a形成，则端板111阻止流体从压力面110a向吸力面110b移动，并因此，压力面110a处的流体被减速，从而进一步增大了压力面110a处的压力。

此外，如果在鳍110的两侧的高度H1、H2彼此相等的情况下、端板111仅朝向吸力面110b形成，由于端板111阻止流体从压力面110a向吸力面110b移动，因而吸力面110b处的流体被加速，从而降低了吸力面110b上的压力。

然而，如果将如图10a和图10b中所示的仅沿一个方向延伸的端板110应用于图8a和图8b中描绘的、鳍110的一侧（后缘）高度H1不同于另一侧（前缘）高度H2的结构中，则会进一步改善效果。

换句话说，如果端板111仅朝向鳍110的压力面110a形成，并且流体入口表面（前缘）的高度H2小于流体出口表面（后缘）的高度H1，则压力面110a处的流体被进一步减速，从而进一步增大了压力面110a处的压力。

与此相反，如果端板111仅朝向鳍110的吸力面110b形成，并且流体入口表面（前缘）的高度H2大于流体出口表面（后缘）的高度H2（H1），则吸力面110b上的流体被进一步加速，从而进一步降低了吸力面110b上的压力。

如上所述的，由于可进一步增大鳍110的压力面110a与吸力面110b之间的压力差，因此即使鳍110具有较小的面积，本发明也可以提供所需要的性能。

尽管已基于附图描述了本发明的实施方式，然而不限于此，能够在本发明的范围内作出各种变化或改型，并且对那些本领域技术人员来说，明显的是这些种变化和改型包括在所附的权利要求限定的范围内。

Claims

1.一种螺旋桨毂帽，包括设置在推进船舶的螺旋桨的毂帽的周边处的多个鳍，其中，在每个鳍的端部处形成有端板。

2.根据权利要求1所述的螺旋桨毂帽，其中，

在所述毂帽的所述周边处形成的所述鳍在两侧（前缘和后缘）具有不同的高度。

3.根据权利要求1所述的螺旋桨毂帽，其中，

在所述鳍的端部处形成的所述端板在所述鳍的端部处局部地形成。

4.根据权利要求3所述的螺旋桨毂帽，其中，

当所述鳍的流体入口表面（所述前缘）的高度小于流体出口表面（所述后缘）的高度时，所述端板仅在所述鳍的靠近所述流体出口表面（所述后缘）的高度的端部处局部地形成。

5.根据权利要求3所述的螺旋桨毂帽，其中，

当所述鳍的流体入口表面（所述前缘）的高度大于流体出口表面（所述后缘）的高度时，所述端板仅在所述鳍的靠近所述流体入口表面（所述前缘）的高度的端部处局部地形成。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的螺旋桨毂帽，其中，

在所述鳍的端部处形成的所述端板形成为在所述鳍的两侧延伸。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的螺旋桨毂帽，其中，

在所述鳍的端部处形成的所述端板形成为仅在所述鳍的一侧延伸。

8.根据权利要求7所述的螺旋桨毂帽，其中，

当所述鳍的流体入口表面（所述前缘）的高度小于流体出口表面（所述后缘）的高度时，所述端板仅朝向所述鳍的压力面形成。

9.根据权利要求7所述的螺旋桨毂帽，其中，

当所述鳍的流体入口表面（所述前缘）的高度大于流体出口表面（所述后缘）的高度时，所述端板仅朝向所述鳍的吸力面形成。