CN108357657A - 一种具有叶梢小翼的船舶螺旋桨 - Google Patents

一种具有叶梢小翼的船舶螺旋桨 Download PDF

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高洪涛
朱文才
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    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H1/00—Propulsive elements directly acting on water
    • B63H1/02—Propulsive elements directly acting on water of rotary type
    • B63H1/12—Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially in propulsive direction
    • B63H1/14—Propellers
    • B63H1/18—Propellers with means for diminishing cavitation, e.g. supercavitation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

本发明公开了一种具有叶梢小翼的船舶螺旋桨，其特征在于：桨叶的叶梢向所述桨叶的压力面弯曲构成叶梢小翼；所述叶梢小翼包括与所述桨叶压力面圆弧过渡的叶梢小翼压力面和与所述桨叶吸力面圆弧过渡的叶梢小翼吸力面。本发明与通常的船舶螺旋桨相比，叶梢小翼可以减少或阻止水流由压力面流向吸力面，提高叶梢小翼吸力面的压力系数和提高梢涡的压力，进而抑制梢涡空泡的产生，在保证节能的前提下，减少梢涡空泡对船舶螺旋桨的噪声、效率及汽蚀等造成的负面影响，提高船舶螺旋桨的使用寿命。

Description

一种具有叶梢小翼的船舶螺旋桨
技术领域
本发明涉及减少船舶螺旋桨空泡的技术领域，尤其涉及一种具有叶梢小翼的船舶螺旋桨。
背景技术
船舶螺旋桨空泡日益成为研究人员普遍关心的问题，其主要原因是螺旋桨空泡会造成螺旋桨的辐射噪声增加、效率降低及汽蚀等问题。从空泡的形式可分为梢涡空泡、片空泡、云空泡及超空泡等，主要取决于船舶螺旋桨的设计和船舶螺旋桨的运行工况。而螺旋桨梢涡空泡通常最先出现。其中螺旋桨梢涡的产生主要是由于在螺旋桨的压力面和吸力面形成压差，水流会从高压区流向低压区，当涡核的压力低于汽化压力时，就会产生梢涡空泡现象。因此，如何克服或抑制梢涡空泡是一个非常有意义的课题。
发明内容
根据上述提出的船舶螺旋桨梢涡空泡会造成船舶螺旋桨的噪声增加、效率降低及汽蚀等技术问题，而提供一种具有叶梢小翼的船舶螺旋桨。本发明将桨叶设计成具有叶梢小翼的结构，使得叶梢小翼吸力面的压力系数和梢涡的压力有所提高，进而抑制梢涡空泡的产生。可以减少梢涡空泡对船舶螺旋桨的噪声、效率及汽蚀等造成的负面影响。本发明采用的技术手段如下：
一种具有叶梢小翼的船舶螺旋桨，桨叶的叶梢向所述桨叶的压力面弯曲(即向船尾方向弯曲)构成叶梢小翼；
所述叶梢小翼包括与所述桨叶压力面圆弧过渡的叶梢小翼压力面和与所述桨叶吸力面圆弧过渡的叶梢小翼吸力面。
所述叶梢小翼的起始端到所述具有叶梢小翼的船舶螺旋桨的旋转轴的垂直距离为0.75R～0.95R，其中，R为所述具有叶梢小翼的船舶螺旋桨的半径。
所述桨叶的叶梢的偏移距离(指的是本发明的桨叶的叶梢相对于桨叶不发生弯曲时的桨叶的叶梢的偏移距离)为0.01R～0.2R，其中，R为所述具有叶梢小翼的船舶螺旋桨的半径。
所述叶梢小翼压力面和所述叶梢小翼吸力面的交线为B样条曲线上的一段。
船舶螺旋桨的梢涡是由于螺旋桨产生推进力时水流由高压区的压力面流向低压区的吸力面造成的，导致叶梢附近的阻力增加和效率下降。
本发明与通常的船舶螺旋桨相比，叶梢小翼可以减少或阻止水流由压力面流向吸力面，提高叶梢小翼吸力面的压力系数和提高梢涡的压力，进而抑制梢涡空泡的产生，在保证节能的前提下，减少梢涡空泡对船舶螺旋桨的噪声、效率及汽蚀等造成的负面影响，提高船舶螺旋桨的使用寿命。
基于上述理由本发明可在船舶螺旋桨等领域广泛推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有的船舶螺旋桨的桨叶叶梢结构示意图。
图2是本发明的具体实施方式中具有叶梢小翼的船舶螺旋桨的结构示意图。
图3是图2中I部放大示意图。
图4是本发明的具体实施方式中现有的船舶螺旋桨在进速系数J＝0.6工况下的螺旋桨梢涡的涡量等值线图。
图5是本发明的具体实施方式中具有叶梢小翼的船舶螺旋桨在进速系数J＝0.6工况下的螺旋桨梢涡的涡量等值线图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，现有的船舶螺旋桨包括桨叶1＇、导边2＇、随边3＇和叶梢4＇。
如图2和图3所示，一种具有叶梢小翼的船舶螺旋桨，桨叶1的叶梢2向所述桨叶1的压力面弯曲构成叶梢小翼；
所述叶梢小翼包括与所述桨叶1压力面圆弧过渡的叶梢小翼压力面3和与所述桨叶1吸力面圆弧过渡的叶梢小翼吸力面4。
所述叶梢小翼的起始端到所述具有叶梢小翼的船舶螺旋桨的旋转轴的垂直距离为0.95R，其中，R为所述具有叶梢小翼的船舶螺旋桨的半径。
所述桨叶1的叶梢2的偏移距离为0.02R，其中，R为所述具有叶梢小翼的船舶螺旋桨的半径。R＝0.125m。
所述叶梢小翼压力面3和所述叶梢小翼吸力面4的交线为B样条曲线上的一段。
如图4和图5所示的涡量等值线图，其截面选取的角度是15°(绕螺旋桨旋转的反方向)，由图中可以明显看出，由于叶梢小翼的存在，螺旋桨梢涡的涡量值大大减少，且本实例中叶梢小翼可以使梢涡的中心压力提高20kPa左右，因而可抑制梢涡空泡现象，从而降低具有叶梢小翼的船舶螺旋桨的噪声和汽蚀等负面影响，增加螺旋桨的效率和推力。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种具有叶梢小翼的船舶螺旋桨，其特征在于：桨叶的叶梢向所述桨叶的压力面弯曲构成叶梢小翼；
所述叶梢小翼包括与所述桨叶压力面圆弧过渡的叶梢小翼压力面和与所述桨叶吸力面圆弧过渡的叶梢小翼吸力面。
2.根据权利要求1所述的具有叶梢小翼的船舶螺旋桨，其特征在于：所述叶梢小翼的起始端到所述具有叶梢小翼的船舶螺旋桨的旋转轴的垂直距离为0.75R～0.95R，其中，R为所述具有叶梢小翼的船舶螺旋桨的半径。
3.根据权利要求1所述的具有叶梢小翼的船舶螺旋桨，其特征在于：所述桨叶的叶梢的偏移距离为0.01R～0.2R，其中，R为所述具有叶梢小翼的船舶螺旋桨的半径。
4.根据权利要求1所述的具有叶梢小翼的船舶螺旋桨，其特征在于：所述叶梢小翼压力面和所述叶梢小翼吸力面的交线为B样条曲线上的一段。
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