CN108082426B - 安全节能型螺旋桨 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种安全节能型螺旋桨，包括作为内环的桨毂和作为外环的保护圈，桨毂和保护圈同轴设置，且桨毂和保护圈之间均匀分布的设置有桨叶，且桨叶为与螺旋桨的运动方向成一定倾斜角度的弧形曲面结构；所述桨叶的叶根与桨毂连接，桨叶的叶尖与保护圈的内侧面连接；保护圈为中部向内凹的弧形对称圆环结构；桨毂的轴向长度大于保护圈的轴向长度，保护圈的前端面设置于桨毂的前端面和后端面之间，桨毂的后端面设置于保护圈的前端面和后端面之间；桨叶设置有三组，每组桨叶均包括统一设置的主叶和副叶；主叶的前段部分为向桨叶的旋转方向弯折的弯折部，所述副叶的前端部分为向后凹陷的弧形凹陷部。本发明结构简单，安全性高，节能性好。

Description

安全节能型螺旋桨
技术领域
本发明涉及螺旋桨技术领域，具体涉及一种安全节能型螺旋桨。
背景技术
船舶在水面上航行需要一种推动力，船舶推进器就是为船舶提供推力的工具，它的作用是将船舶动力装置提供的动力转化成推力，推进船舶前进。螺旋桨就是一种常用的船舶推进器，螺旋桨是指靠桨叶在水中旋转，将发动机转动功率转化为推进力的装置，可有两个或较多的叶与毂相连。螺旋桨分为很多种，应用也十分广泛，如轮船的推进器等。
现有的螺旋桨在旋转过程中，桨尖具有较高的线速度，同时，由于螺旋桨桨叶厚度很小，当生物接触正在旋转的螺旋桨时，很容易被桨尖划伤。本领域技术人员通过在螺旋桨外加装半封闭式保护罩以解决这一问题，但是，由于保护罩阻挡了周围流体的运动，在实现保护目的的同时又降低了螺旋桨的效率。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种安全性高，节省能源的安全节能型螺旋桨。
本发明的技术方案是：一种安全节能型螺旋桨，包括作为内环的桨毂和作为外环的保护圈，桨毂和保护圈同轴设置，且桨毂和保护圈之间均匀分布的设置有桨叶，所述桨叶为弧形曲面结构；所述桨叶的叶根与桨毂连接，桨叶的叶尖与保护圈的内侧面连接；所述保护圈为中部向内凹的弧形对称圆环结构；
所述桨毂的轴向长度大于保护圈的轴向长度，保护圈的前端面设置于桨毂的前端面和后端面之间，桨毂的后端面设置于保护圈的前端面和后端面之间；
所述桨叶设置有三组，每组桨叶均包括统一设置的主叶和副叶；所述主叶的前段部分为向桨叶的旋转方向弯折的弯折部，所述副叶的前端部分为向后凹陷的弧形凹陷部。
进一步优选的是，所述桨毂、桨叶和保护圈为一体设置。
一体设置，使整体的稳定性更好，可受力能力也变强，使用寿命更长。
更进一步优选的是，每组所述桨叶均包括2个副叶,两个副叶分别设置于与其同一组主叶的两侧。
通过实验证明螺旋桨叶还可使用九叶三组、一主二副的模式，这样在节能方面的效果更佳。
更进一步优选的是，所述保护圈的轴向长度是桨毂轴向长度的64％。
将桨叶的前段部分设置于保护圈之前，更有利于对水产生作用引力。
更进一步优选的是，所述保护圈轴向长度的25％设置于桨毂的后端面之后。
将叶片的排水集中于桨毂后端面之后，形成拉长扩散形水柱，增加了螺旋桨的反作用推力。
更进一步优选的是，所述桨毂、桨叶和保护圈均由铝合金材料制成。
铝合金材料轻盈，稳定性好，使用寿命长，可以减少长期使用的成本和自身重量。
更进一步优选的是，所述桨叶的叶根与叶尖同桨毂和保护圈的连接部均为圆角结构。圆角的连接方式强度更好，特别是保护圈连接部的圆角把水的离心力更流畅的转化到保护圈的内侧。
螺旋桨叶片的内外根部都是圆角，在轴联动加工工艺过程中铣刀的半径就是叶片根部的圆角半径，更方便于模具的加工生产和更合理的圆角效果。
更进一步优选的是，所述保护圈的厚度从中部向两端逐渐变薄。保护圈前端部分超薄的前端减小了运动时的阻力，超薄的后端提高了水的流线性，从而也减小了阻力。
本发明的有益效果是：
一、安全性
对水下作业、游泳的人不会造成致命伤害，对水下各种鱼类水生物的切割伤害度也会大幅度减小，相比常规螺旋桨被水草杂物缠绕的几率也会降低很多。(例1:2016年9月10日下午6点多，四川省资阳市雁江区区委副书记曹某某同志，在水下游泳时被高速运转中的快艇常规螺旋桨叶片切割伤害致死。例2：陈某某本人在测试期间，不慎掉入水中，与转速约为每分钟320转的该螺旋桨外圈接触，感觉螺旋桨在水中润滑，对人体未造成伤害)。
二、节能环保性
1、螺旋桨自身在水中的阻力很小。
2、螺旋桨外圈和螺旋桨叶为整体旋转，把旋转时纽面桨叶对水产生的离心力百分之百的转化成了反作用力。
3、螺旋桨外圈内侧的弧形流线形分为前后对称的两个部分，推进行驶时，前面进水的部分对水流的压缩和后面出水的部分对水流的扩散性失放，改变了流体的运动姿态，增加了流体的反作用推力截面。
4、螺旋桨叶采用六叶三组、一主一副的模式。由于水流的特性和水的密度，导致六叶全主叶会影响螺旋桨高速运转时进水。①主叶性能：主叶位于保护圈前端面以前的弯折面对水产生了诱惑引力，即吸力；②副叶性能：副叶倾斜式弧形切割，倾斜切割面在运动时减小了叶片自身对流体的阻力，副叶同时也利用了厚度面的自身厚度的倾斜切割面产生的微弱运动划形推力；③副叶和主叶的协作性：副叶的弧形切除形成主叶对水产生的诱惑引力面，也充分连接了轴套和外圈形成的高强度(高强度是指运转时承受水的离心力和强大的运转扭力，整体连接力，和外界的撞击力达到的强度很高)螺旋桨；④主、副叶为整体同步运转，副叶排水增加了主叶对水的诱惑力。
由于此螺旋桨对浆叶的包裹，避免了叶片末端的切割性，让螺旋桨相比常规裸露形螺旋桨对水草杂物及其鱼类生物的伤害度大幅减小，从而达到环保型。
三、结构优点
1、螺旋桨为一整体。
2、螺旋桨外圈的内侧是前后对称的弧形线。
3、螺旋桨外圈轴向长度只有内部轴套体轴向长度的64％。
4、螺旋桨外圈轴向长度的25％是在轴套体之后凸出的。
5、螺旋桨叶是采用六叶三组、一主一副的模式。
四、螺旋桨转速适应范围广，高、中、低速皆宜。
五、螺旋桨外圈内侧的弧线形产生的外部空间适用于电磁无轴泵推的安装和使用。
六、螺旋桨叶片的内外根部都是圆角，在轴联动加工工艺过程中铣刀的半径就是叶片根部的圆角半径，更方便于模具的加工生产和更合理的圆角效果。
附图说明
图1为本发明的安全节能型螺旋桨的一个视角的三维示意图；
图2为本发明的安全节能型螺旋桨的另一个视角的三维示意图；
图3为本发明的安全节能型螺旋桨的前视图；
图4为本发明中桨毂和保护圈之间只设置有一个副叶时的结构示意图。
附图标记：1-桨毂，2-保护圈，3-主叶，31-弯折部，4-副叶，41-凹陷部。
具体实施方式
以下对本发明的技术方案进行详细的说明，应当说明的是，以下仅是本发明的优选实施方式，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些应当都属于本发明的保护范围。
实施例一
如图1-4所示，一种安全节能型螺旋桨，包括作为内环的桨毂1和作为外环的保护圈2，桨毂1和保护圈2同轴设置，且桨毂1和保护圈2之间均匀分布的设置有桨叶，所述桨叶为弧形曲面结构，且桨叶同与船的运动方向一致的螺旋桨的运动方向呈一定的倾斜角度；所述桨叶的叶根与桨毂1连接，桨叶的叶尖与保护圈2的内侧面连接；所述保护圈2为中部向内凹的弧形对称圆环结构；
所述桨毂1的轴向长度大于保护圈2的轴向长度，保护圈2的前端面设置于桨毂1的前端面和后端面之间，桨毂1的后端面设置于保护圈2的前端面和后端面之间；
所述桨叶设置有三组，每组桨叶均包括统一设置的主叶3和副叶4；所述主叶3的前段部分为向桨叶的旋转方向弯折的弯折部31，所述副叶4的前端部分为向后凹陷的弧形凹陷部41，其中，主叶的前端部分为向前凸出的弧形凸出部。桨叶为根据桨叶的叶根厚度线条和桨叶厚度线条通过放样连接和凹、凸弧形切割以后形成的弧形曲面结构。本实施例中设置有一个主叶和一个副叶。
优选的，所述桨毂1、桨叶和保护圈2为一体设置。
优选的，所述保护圈2的轴向长度是桨毂1轴向长度的64％。
优选的，所述保护圈2轴向长度的25％设置于桨毂1的后端面之后。
优选的，所述桨毂1、桨叶和保护圈2均由铝合金材料制成。
优选的，所述桨叶的叶根与叶尖同桨毂1和保护圈2的连接部均为圆角结构。
优选的，所述保护圈2的厚度从中部向两端逐渐变薄。
本发明的有益效果是：
一、安全性
本螺旋桨对水下作业、游泳的人不会造成致命伤害，对水下各种鱼类水生物的切割伤害度也会大幅度减小，相比常规螺旋桨被水草杂物缠绕的几率也会降低很多。(例1:2016年9月10日下午6点多，四川省资阳市雁江区区委副书记曹某某同志，在水下游泳时被高速运转中的快艇常规螺旋桨叶片切割伤害致死。例2：陈某某本人在测试期间，不慎掉入水中，与转速约为每分钟320转的该螺旋桨外圈接触，感觉螺旋桨在水中润滑，对人体未造成伤害)。
二、节能环保性
1、桨叶为与螺旋桨的运动方向成一定倾斜角度的弧形曲面结构，刚好符合螺旋桨旋转时水流的运动方向，使得螺旋桨自身在水中的阻力很小。
2、桨毂、桨叶和保护圈的一体设置，使螺旋桨外圈和螺旋桨叶为整体旋转，把旋转时桨叶对水产生的离心力百分之百的转化成了反作用力。
3、螺旋桨外圈内侧的弧形流线形分为前后对称的两个部分，推进行驶时，前面进水的部分对水流的压缩和后面出水的部分对水流的扩散性失放，改变了流体的运动姿态，增加了流体的反作用推力截面。
4、螺旋桨叶采用六叶三组、一主一副的模式。由于水流的特性和水的密度，导致六叶全主叶会影响螺旋桨高速运转时进水。①主叶性能：主叶位于保护圈前端面以前的弯折面对水产生了诱惑引力，即吸力；②副叶性能：副叶倾斜式弧形切割，倾斜切割面在运动时减小了叶片自身对流体的阻力，副叶同时也利用了厚度面的自身厚度的倾斜切割面产生的微弱运动划形推力；③副叶和主叶的协作性：副叶的弧形切除形成主叶对水产生的诱惑引力面，也充分连接了轴套和外圈形成的高强度(高强度是指运转时承受水的离心力和强大的运转扭力，整体连接力，和外界的撞击力达到的强度很高)螺旋桨；④主、副叶为整体同步运转，副叶排水增加了主叶对水的诱惑引力。
由于此螺旋桨对浆叶的包裹，避免了叶片末端的切割性，让螺旋桨相比常规裸露形螺旋桨对水草杂物及其鱼类生物的伤害度大幅减小，从而达到环保型。
三、结构优点
1、螺旋桨为一整体。
2、螺旋桨外圈的内侧是前后对称的弧形线。
3、螺旋桨外圈轴向长度只有内部轴套体轴向长度的64％。
4、螺旋桨外圈轴向长度的25％是在轴套体之后凸出的。
5、螺旋桨叶是采用六叶三组、一主一副的模式。
四、螺旋桨转速适应范围广，高、中、低速皆宜。
五、螺旋桨外圈内侧的弧线形产生的外部空间适用于电磁无轴泵推的安装和使用。
六、螺旋桨叶片的内外根部都是圆角，在轴联动加工工艺过程中铣刀的半径就是叶片根部的圆角半径，更方便于模具的加工生产和更合理的圆角效果。
实施例二
本实施例是在实施例一基础上的进一步改进，与实施例一的区别是：每组所述桨叶均包括2个副叶,两个副叶分别设置于与其同一组主叶3的两侧。通过实验证明螺旋桨叶还可使用九叶三组、一主二副的模式，采用两个副叶与一个主叶配合运动，效果更佳。
需要注意的是，本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
根据本说明书的记载即可较好的实现本发明的技术方案。

Claims (8)

1.一种安全节能型螺旋桨，其特征在于，包括作为内环的桨毂和作为外环的保护圈，桨毂和保护圈同轴设置，且桨毂和保护圈之间均匀分布的设置有桨叶，所述桨叶为弧形曲面结构；所述桨叶的叶根与桨毂连接，桨叶的叶尖与保护圈的内侧面连接；所述保护圈为中部向内凹的弧形对称圆环结构；
所述桨毂的轴向长度大于保护圈的轴向长度，保护圈的前端面设置于桨毂的前端面和后端面之间，桨毂的后端面设置于保护圈的前端面和后端面之间；
所述桨叶设置有三组，每组桨叶均包括统一设置的主叶和副叶；所述主叶的前段部分为向桨叶的旋转方向弯折的弯折部，所述副叶的前端部分为向后凹陷的弧形凹陷部。
2.根据权利要求1所述的安全节能型螺旋桨，其特征在于，所述桨毂、桨叶和保护圈为一体设置。
3.根据权利要求1所述的安全节能型螺旋桨，其特征在于，每组所述桨叶均包括2个副叶,两个副叶分别设置于与其同一组主叶的两侧。
4.根据权利要求1所述的一种安全节能型螺旋桨，其特征在于，所述保护圈的轴向长度是桨毂轴向长度的64％。
5.根据权利要求1所述的安全节能型螺旋桨，其特征在于，所述保护圈轴向长度的25％设置于桨毂的后端面之后。
6.根据权利要求1所述的安全节能型螺旋桨，其特征在于，所述桨毂、桨叶和保护圈均由铝合金材料制成。
7.根据权利要求1所述的安全节能型螺旋桨，其特征在于，所述桨叶的叶根与叶尖同桨毂和保护圈的连接部均为圆角结构。
8.根据权利要求1所述的安全节能型螺旋桨，其特征在于，所述保护圈的厚度从中部向两端逐渐变薄。
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