CN110294092A - 船用螺旋桨的桨叶及其船用螺旋桨结构 - Google Patents

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刘亮清
谭琨
邱爱华
刘佳彬
刘张超
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711th Research Institute of CSIC
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Shanghai Shine Heavy Industry Co Ltd
711th Research Institute of CSIC
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Abstract

一种船用螺旋桨的桨叶，该桨叶包括连接基座和桨叶本体，桨叶本体的叶稍与连接基座相连；桨叶本体的厚度从叶稍到叶根逐渐减小，桨叶本体的弦长从叶稍到叶根逐渐减小，且在叶根处的弦长为零。本发明还公开了一种船用螺旋桨结构，其包括至少两个前述的桨叶；各桨叶的连接基座与船舶推进器本体连接。本发明的桨叶抗空泡性好、低诱导激振、强度性能佳，采用该桨叶的螺旋桨结构具备高推进效率，防缠绕性优良。

Description

船用螺旋桨的桨叶及其船用螺旋桨结构
技术领域
本发明涉及船舶的螺旋桨技术。
背景技术
传统的船用螺旋桨的桨叶几乎都是采用叶根与桨毂连接的结构型式，桨毂通过轴系与船体内部的齿轮箱或是主机直接连接，这种传统的螺旋桨的结构具有以下不足：
1、传统的螺旋桨结构布置型式造成了螺旋桨前方有船舶或推进器附体存在，而现有的螺旋桨设计很少考虑推进器附体对桨叶本身的影响，从而造成螺旋桨盘面的伴流分布不均，螺旋桨的运行处于不同的伴流区域，使每片桨叶的水流攻角不同从而引起桨叶自身的振动，降低了螺旋桨的推进效率，减小了螺旋桨桨叶的抗压强度；
2、螺旋桨桨叶在处于工作状态时，由于升力面和压力面在叶梢处交汇，出现巨大的压力差从而会产生梢涡，叶稍处产生的梢涡会诱发船体的激振力，产生的振动给船体本身带来了安全隐患；
3、螺旋桨桨叶在叶稍处容易出现空泡现象，对于船舶的舒适性和螺旋桨的寿命都具有不良影响；
4、螺旋桨的防缠绕能力较差，目前都是配备割刀配件才能尽量减小缠绕的隐患，但是这样的措施只能治标不能治本，其无法完全避免缠绕现象的发生，而一旦发生缠绕致使螺旋桨停转，将直接危及整个船舶的安全性；
5、螺旋桨桨叶的厚度分布是从叶根到叶稍逐渐减小，弦长分布一般是从叶根到叶稍逐渐增大，以此满足螺旋桨的强度性能要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种抗空泡性好、低诱导激振、强度性能佳的船用螺旋桨的桨叶，采用该桨叶的螺旋桨结构具备高推进效率，防缠绕性优良。
本发明所要解决的又一技术问题在于提供一种船用螺旋桨结构。
本发明实施例提供了一种船用螺旋桨的桨叶，该桨叶包括连接基座和桨叶本体，桨叶本体的叶稍与连接基座相连；桨叶本体的厚度从叶稍到叶根逐渐减小，桨叶本体的弦长从叶稍到叶根逐渐减小，且在叶根处的弦长为零。
本发明实施例还提供了一种船用螺旋桨结构，包括至少两个前述的桨叶；各桨叶的连接基座与船舶推进器本体连接。
本发明至少具有以下优点和特点：
1、本发明实施例的船用螺旋桨结构完全不同于传统的螺旋桨结构，其不再采用桨叶叶根与桨毂进行连接的形式，而是直接取消了桨毂结构，因此螺旋桨前方不存在相应的附体，使得螺旋桨盘面的伴流分布基本均匀，螺旋桨的运行处于相对一致的伴流区域，使每片桨叶的水流攻角基本相同，从而能够有效地避免桨叶产生自身的振动，提高螺旋桨的推进效率，并且增加螺旋桨的抗压强度；
2、本发明实施例的桨叶通过与叶稍相连的连接基座固定于船舶推进器本体，能够有效阻止叶梢处的压力面和升力面交汇，避免梢涡的产生和出现，有效地控制梢涡诱发船体或附体的激振力，同时也能够有效地控制叶稍处空泡的产生，从而增加螺旋桨结构的使用寿命和提升船体的舒适性；
3、本发明实施例的桨叶通过与叶稍相连的连接基座固定于船舶推进器本体，无需再配置割刀配件就能够彻底解决水下异物缠绕的隐患，避免出现螺旋桨被缠绕而停机的情况；
4、螺旋桨桨叶的弦长分布是从叶稍处最大逐步过渡到叶根处弦长为零。由于在叶根位置处升力面和吸力面之间的压力差非常小，几乎不会产生激振力引起船体振动。
附图说明
图1示出了本发明船用螺旋桨的桨叶的一个实施例的主视示意图。
图2示出本发明船用螺旋桨的桨叶的一个实施例的侧视示意图（局部剖视）。
图3示出了本发明船用螺旋桨的桨叶的一个实施例的仰视示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
图1至图3示出了根据本发明一实施例的船用螺旋桨的桨叶的结构。请参阅图1至图3，根据本发明一实施例的一种船用螺旋桨的桨叶100包括连接基座1和桨叶本体2，桨叶本体2的叶稍21与连接基座1相连。桨叶本体2的厚度T从叶稍21到叶根22逐渐减小，桨叶本体1的弦长L从叶稍21到叶根22逐渐减小，且在叶根22处的弦长L为零。
本实施例中，连接基座1与桨叶本体2一体铸造成型。连接基座1呈凸圆弧形。连接基座1设有多个螺栓连接孔11，在图1的示例中螺栓连接孔11的数量为四个，连接基座1通过穿过螺栓连接孔11的螺栓与船舶推进器本体进行连接，保证每一个桨叶都能够单独安装和拆换。
根据本发明实施例的一种船用螺旋桨结构，包括至少两个前述的桨叶100，该船用螺旋桨结构没有桨毂部分，各桨叶100的连接基座1与船舶推进器本体连接。较佳地，各桨叶100的连接基座1与船舶推进器本体可拆卸地连接。在本实施例中，各桨叶100的连接基座1通过螺栓与船舶推进器本体可拆卸地连接。
船舶推进器本体包括空心转轴，空心转轴具有中心孔，各桨叶100的连接基座1与该中心孔的孔壁连接。在一种具体的实施方式中，船舶推进器本体包括推进电机，前述的空心转轴为该推进电机的转子，各桨叶100的连接基座1与该转子的中心孔的孔壁连接。
可选地，桨叶100的数量为2～7个。各桨叶本体的厚度分布是从叶稍到叶根依次减小分布，保证了螺旋桨运行过程中负荷强度的要求。各桨叶本体的弦长分布是从叶稍处最大逐步过渡到叶根处弦长为零，由于在叶根位置处升力面和吸力面之间的压力差非常小，几乎不会产生激振力引起船体振动。
本发明实施例的船用螺旋桨结构直接取消了桨毂结构，因此螺旋桨前方不存在相应的附体，使得螺旋桨盘面的伴流分布基本均匀，螺旋桨的运行处于相对一致的伴流区域，使每片桨叶的水流攻角基本相同，从而能够有效地避免桨叶产生自身的振动，提高螺旋桨的推进效率，并且增加螺旋桨的抗压强度。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种船用螺旋桨的桨叶，其特征在于，所述桨叶包括连接基座和桨叶本体，所述桨叶本体的叶稍与所述连接基座相连；桨叶本体的厚度从叶稍到叶根逐渐减小，桨叶本体的弦长从叶稍到叶根逐渐减小，且在叶根处的弦长为零。
2.根据权利要求1所述的船用螺旋桨的桨叶，其特征在于，所述连接基座设有多个螺栓连接孔。
3.根据权利要求1所述的船用螺旋桨的桨叶，其特征在于，所述连接基座呈凸圆弧形。
4.根据权利要求1所述的船用螺旋桨的桨叶，其特征在于，所述连接基座与所述桨叶本体一体铸造成型。
5.一种船用螺旋桨结构，其特征在于，包括至少两个如权利1至4任意一项所述的桨叶；
各所述桨叶的连接基座与船舶推进器本体连接。
6.根据权利要求5所述的船用螺旋桨结构，其特征在于，各所述桨叶的连接基座与船舶推进器本体可拆卸地连接。
7.根据权利要求5或6所述的船用螺旋桨结构，其特征在于，所述船舶推进器本体包括空心转轴，所述空心转轴具有中心孔，各所述桨叶的连接基座与所述中心孔的孔壁连接。
8.根据权利要求7所述的船用螺旋桨结构，其特征在于，所述船舶推进器本体包括推进电机，所述空心转轴为所述推进电机的转子。
9.根据权利要求5或6所述的船用螺旋桨结构，其特征在于，所述桨叶的数量为2～7个。
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