CN104787284A - 子母共轴导管轮螺旋桨 - Google Patents
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Abstract
本发明属于船舶机械技术领域，特别是涉及子母共轴导管轮螺旋桨。其包括增压导管和螺旋桨，所述螺旋桨包括母桨和子桨，所述母桨和子桨串联在传动轴上，所述增压导管设置在母桨的外围，且增压导管的两端开口口径大小不同，所述增压导管的外壁上设置有外流场预旋片，所述外流场预旋片固定在增压导管外壁上，所述增压导管外壁上还设置有导管安装机构。本发明结构合理，推力与结构强度性能优秀，易于向船舶制造企业推广，具有广阔的商业前景。
Description
技术领域
本发明属于船舶机械技术领域，特别是涉及子母共轴导管轮螺旋桨。
背景技术
螺旋桨是指靠桨叶在空气中旋转将发动机转动功率转化为推进力的装置或有两个或较多的叶与毂相连，叶的向后一面为螺旋面或近似于螺旋面的一种船用推进器，而导管螺旋桨是指在螺旋桨周围加上导流管，也就是在螺旋桨的外围装上一件套筒导管的一种推进器，导管的纵切面为机翼型,并安装于船艉下面与船体形成一个统一的流线型体，目前的船舶业基本都在使用性能尚且满足需求的导管螺旋桨，但随着造船工业的不断发展，现代船舶的大型化、高速化，对船舶螺旋桨的性能要求越来越高，而且导管螺旋桨也存在很多缺点。
目前大型散货船使用的螺旋桨，多采用普通的四叶导管螺旋桨，此类螺旋桨虽能增加导管内部流速,在管壁上形成压力差从而产生附加推力，但是导管外与船体尾部之间容易产生复杂的伴流，并与螺旋桨后的尾流产生干扰，影响螺旋桨的推进效率与船舶的操纵性能，这种螺旋桨在应用于大型散货船后，并不能明显降低燃油消耗率，也易对船舶的航行姿态产生了负面的影响，特别是某些新开发的大型散货船型，比如49000吨散货船等。
发明内容
本发明的目的是提供子母共轴导管轮螺旋桨，其降低了螺旋桨整体的噪声，改善了因船尾螺旋桨流场引起的船体姿态不稳现象，且结构强度也达到了非常高的水平，克服现有技术中的缺陷和不足。
本发明所采用的技术方案是：
子母共轴导管轮螺旋桨，包括增压导管和螺旋桨，所述螺旋桨包括母桨和子桨，所述母桨和子桨串联在传动轴上，所述增压导管设置在母桨的外围，且增压导管的两端开口口径大小不同，所述增压导管的外壁上设置有外流场预旋片，所述外流场预旋片固定在增压导管外壁上，所述增压导管外壁上还设置有导管安装机构。
优选地，所述增压导管尾端口径小于前端口径。
优选地，所述母桨包括母桨桨毂和母桨桨叶，所述母桨桨毂与母桨桨叶一体成型，所述母桨通过母桨桨毂套装在传动轴上，所述母桨桨叶的叶片数量为5个，所述母桨桨梢采用平缓设计。
优选地，所述子桨包括子桨桨毂和子桨桨叶，所述子桨桨毂与子桨桨叶一体成型，所述子桨通过子桨桨毂套装在传动轴上，所述子桨桨叶的叶片数量为4个，所述子桨采用四叶普通MAU图谱桨设计。
优选地，所述子桨安装在传动轴的端部且位于增压导管的外侧。
优选地，所述外流场预旋片的数量至少为7个，且均布焊接在增压导管的外壁上，整体形成波轮状。
优选地，所述导管安装机构为一对导管安装架，所述导管安装架对称固定在增压导管的外壁上，且与外流场预旋片之间留有间隙。
优选地，所述导管安装架与增压导管之间的固定方式为焊接固定。
优选地，所述母桨和所述子桨材料均为金属元素配比组合而成，所述金属元素的配比为铜78～82％、镍3～6％、铁2～6％、铝7～11％、锡0.1％、铂0.03％、锌1％、锰0.5～4％。
优选地，所述外流场预旋片与增压导管外壁轴向方向上倾斜16-20度。
本发明与现有技术相比具有如下优点和积极效果：
本发明采用先进的不同页数的子母前后双桨设计，优化螺旋桨叶片数，使四叶子桨能够充分吸收五叶母桨产生的尾流，通过子桨回收因导管前后口径差而产生的流散外流场，双桨相互吸收彼此的振动，降低了螺旋桨整体的噪声，并可通过子桨充分增速母桨来流，提升推进效率，子母两桨之间的增速来流，也可以有效减少空泡的产生；本发明采用安装有外流场预旋片的增压导管，为子桨提供稳定的扭矩输出环境，并改善了因船尾螺旋桨流场引起的船体姿态不稳的现象；本发明的母桨与子桨通过采用特定的金属用料比例，使结构强度达到非常高的水平；本发明生产制造工艺科学，推力与结构强度性能优秀，易于向船舶制造企业推广，具有广阔的商业前景。
附图说明
图1是本发明的母桨方向立体结构示意图；
图2为本发明的子桨方向立体结构示意图；
图3为本发明的子母共轴导管轮螺旋桨的正视图；
图4为本发明的子母共轴导管轮螺旋桨的后视图。
其中，1为导管安装架，2为传动轴，3为增压导管，4为外流场预旋片，5为母桨，6为子桨，7为母桨桨毂，8为母桨桨叶，9为子桨桨毂，10为子桨桨叶。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述：
如图1和2所示，子母共轴导管轮螺旋桨，包括增压导管3和螺旋桨，所述螺旋桨包括母桨5和子桨6，所述母桨5和子桨6串联在传动轴2上，所述增压导管3设置在母桨5的外围，且增压导管3的两端开口口径大小不同，所述增压导管3尾端口径小于前端口径，所述子桨6安装在传动轴2的端部且位于增压导管3的外侧，所述增压导管3的外壁上设置有外流场预旋片4，所述外流场预旋片4固定在增压导管3外壁上，所述外流场预旋片4的数量至少为7个，且均布焊接在增压导管3的外壁上，整体形成波轮状，所述增压导管3外壁上还设置有导管安装机构，所述导管安装机构为一对导管安装架1，所述导管安装架1对称固定在增压导管3的外壁上，且与外流场预旋片4之间留有间隙，所述导管安装架1与增压导管3之间采用焊接固定；
所述外流场预旋片4与增压导管3外壁轴向方向上倾斜18度。
如图3所示，所述母桨5包括母桨桨毂7和母桨桨叶8，所述母桨桨毂7与母桨桨叶8一体成型，所述母桨5通过母桨桨毂7套装在传动轴2上，所述母桨桨叶8的叶片数量为5个，所述母桨桨梢采用平缓设计。
如图4所示，所述子桨6包括子桨桨毂9和子桨桨叶10，所述子桨桨毂9与子桨桨叶10一体成型，所述子桨6通过子桨桨毂9套装在传动轴2上，所述子桨桨叶10的叶片数量为4个，所述子桨6采用四叶普通MAU图谱桨设计。
所述母桨5与子桨6通过一次模具浇铸组成一体，所述母桨5和所述子桨6材料均为金属元素配比组合而成，所述母桨和子桨材料的金属元素配比为铜78～82％、镍3～6％、铁2～6％、铝7～11％、锡0.1％、铂0.03％、锌1％、锰0.5～4％。
本发明母桨采用五叶导管螺旋桨能够充分利用增压导管对来流的约束，进而集中推力向后作用，叶捎部分采用平缓设计可减少叶梢泄露流对推进效率的影响，子桨采用四叶普通MAU图谱桨设计，可以回收因增压导管前后口径差而产生的流散外流场与叶梢泄露流；本发明通过采用先进的不同页数的子母前后双桨设计，优化螺旋桨叶片数，使四叶子桨能够充分吸收五叶母桨产生的尾流，通过子桨回收因增压导管前后口径差而产生的流散外流场，双桨相互吸收彼此的振动，降低了螺旋桨整体的噪声，并可通过子桨充分增速母桨来流，提升推进效率，子母两桨之间的增速来流，也可以有效减少空泡的产生；本发明安装有外流场预旋片的增压导管，为子螺旋桨提供稳定的扭矩输出环境，改善因船尾螺旋桨流场引起的船体姿态不稳现象；母桨与子桨采用特定的金属用料比例，结构强度达到非常高的水平。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (10)
1.子母共轴导管轮螺旋桨，包括增压导管和螺旋桨，其特征在于：所述螺旋桨包括母桨和子桨，所述母桨和子桨串联在传动轴上，所述增压导管设置在母桨的外围，且增压导管的两端开口口径大小不同，所述增压导管的外壁上设置有外流场预旋片，所述外流场预旋片固定在增压导管外壁上，所述增压导管外壁上还设置有导管安装机构。
2.根据权利要求1所示的子母共轴导管轮螺旋桨，其特征在于：所述增压导管尾端口径小于前端口径。
3.根据权利要求1所述的子母共轴导管轮螺旋桨，其特征在于：所述母桨包括母桨桨毂和母桨桨叶，所述母桨桨毂与母桨桨叶一体成型，所述母桨通过母桨桨毂套装在传动轴上，所述母桨桨叶的叶片数量为5个。
4.根据权利要求1所述的子母共轴导管轮螺旋桨，其特征在于：所述子桨包括子桨桨毂和子桨桨叶，所述子桨桨毂与子桨桨叶一体成型，所述子桨通过子桨桨毂套装在传动轴上，所述子桨桨叶的叶片数量为4个，所述子桨采用四叶普通MAU图谱桨设计。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的子母共轴导管轮螺旋桨，其特征在于：所述子桨安装在传动轴的端部且位于增压导管的外侧。
6.根据权利要求1所述的子母共轴导管轮螺旋桨，其特征在于：所述外流场预旋片的数量至少为7个，且均布焊接在增压导管的外壁上，整体形成波轮状。
7.根据权利要求1所述的子母共轴导管轮螺旋桨，其特征在于：所述导管安装机构为一对导管安装架，所述导管安装架对称固定在增压导管的外壁上，且与外流场预旋片之间留有间隙。
8.根据权利要求7所述的子母共轴导管轮螺旋桨，其特征在于：所述导管安装架与增压导管之间的固定方式为焊接固定。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的子母共轴导管轮螺旋桨，其特征在于：所述母桨和所述子桨材料均为金属元素配比组合而成。
10.根据权利要求6所述的子母共轴导管轮螺旋桨，其特征在于：所述外流场预旋片与增压导管外壁轴向方向上倾斜16-20度。
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