CN110562422A - 舰船超强螺旋推进器 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种舰船超强螺旋推进器，由壳体（4）、螺旋导流器（7）和驱动电机（2）组成，壳体（4）的前端沿轴向均匀分布多个导流孔（3），导流孔（3）与壳体（4）内贯通；螺旋导流器（7）设置在柱形壳（6）内，与所述壳体（4）同轴；驱动电机（2）通过一个驱动轴（8）与螺旋导流器（7）连接，驱动壳体（4）和螺旋导流器（7）同步旋转，使水流沿切线方向进入锥形壳体（5），在导流孔（3）、螺旋导流器（7）和壳体（4）内壁的共同作用下，水流在壳体（4）内绕中心轴旋转，最后高速排出，对船舶形成推力。本发明的舰船超强螺旋推进器，大大减小了能耗，改善了空泡和噪声性，同等功率输出的推力是传统螺旋桨的2‑3倍。
Description
技术领域
本发明涉及舰船推进装置。尤其是涉及一种相比现有的舰船螺旋桨效率更高，推进速度更快的舰船超强螺旋推进器。
背景技术
船在水面或水中的航行时遭受阻力，为了使船舶能保持一定的速度向前航行，必须供给船舶一定的推力，以克服其所承受的阻力。作用在船上的推力是依靠专门的装置或机构通过吸收主机发出的能量并把它转换成推力而得，而这种专门吸收与转换能量的装置或转换能量的装置或机构统称为推进器。推进器种类很多，例如风帆，民轮，直叶推进器，喷水推进器及螺旋桨等，螺旋桨构造简单，造价低廉，使用方便，效率较高，是目前应用最广的推进器。
螺旋桨为一种将发动机转动功率转化为推进力的推进装置，是船舶中的重要组成部分，其性能要求尤为重要，而传统的螺旋桨均采用螺旋桨叶片来实现推进，能够将70％左右的机械 动力转化为推进力，具有构造简单、造价低廉、使用方便和效率较高等优点。但是该类螺旋桨所形成的压力有限，从而导致其推进力较小，无法满足现在科技的快速发展要求。
同时，提高螺旋桨的转速，往往会产生空泡和噪声性能的恶化，空泡和噪声除了影响船舶的推进效率和航行的舒适性外，还会干扰海洋生物生活的声场环境，影响海洋生物的觅食和健康。船舶螺旋桨理论发展至今已有上百年的历史，通过直径、盘面比和侧斜优化等传统方法来提高其性能的技术手段几乎已经做到极致，螺旋桨效率、空泡脉动压力和噪声等 性能的进一步提升遇到了较大的技术瓶颈。如何在保证螺旋桨高推进效率的同时，还能降低空泡脉动压力和水动力噪声一直是推进器设计领域的难题。
发明内容
本发明的目的是提出一种效率高，操控方便，结构简洁，能够避免产生空泡的舰船超强螺旋推进器，可以大大减小能耗，提高螺旋推进器对船舶的推进效率。
为了实现本发明的目的，提出以下技术方案：
一种舰船超强螺旋推进器，所述螺旋推进器1由壳体4、螺旋导流器7和驱动电机2组成，其中，
所述壳体4的前端为由锥形壳体5。后端为柱形壳6，所述锥形壳体5沿轴向均匀分布多个导流孔3，导流孔3为开口结构与壳体4内贯通，在壳体4旋转的迎风面上具有凸起的弧面，对流入壳体4内的水流形成压力；
所述螺旋导流器7设置在柱形壳6内，与所述壳体4同轴；
所述驱动电机2通过一个驱动轴8与所述螺旋导流器7连接，驱动所述壳体4和螺旋导流器7同步旋转，旋转的方向使水流在导流孔3凸起的弧面的压力下，沿切线方向进入锥形壳体5，在导流孔3、螺旋导流器7和壳体4内壁的共同作用下，水流在壳体4内绕中心轴旋转，最后高速排出，对船舶形成推力。
所述螺旋导流器为具有旋转轴的导流器叶片9，与壳体4同轴旋转，其桨叶的角度给进入壳体4的旋转水流进一步增加压力，促使其加快流出壳体4的速度，提高对船舶形成推力。
所述螺旋推进器1和驱动电机2安装在一个导流罩10内，导流罩10两侧设置稳定翼11，其中，驱动电机2用流线型电机密封舱12封闭，，驱动轴8加装密封圈，确保驱动电机2对水的密封性；所述导流罩10为流线型，减小螺旋推进器1对水流的扰动产生的阻力，提高螺旋推进器1对船舶的推进效率。
本发明还提出所述的舰船超强螺旋推进器的应用方式：所述螺旋推进器1安装在在船舶14的底部，沿着纵向设置一个贯通船体的导流管13内，通过减少水流的扰动，提高螺旋推进器1对船舶14的推动力。
本发明还提出所述的舰船超强螺旋推进器的另一种应用方式：在船舶14左右侧舷吃水线以下，对称安装所述舰船超强螺旋推进器1，通过控制两个螺旋推进器1的不同转速，控制船舶14的转向，对船舶14航向的控制更灵活，高效。
本发明的舰船超强螺旋推进器，大大减小了能耗，提高了推进效率，同等功率输出的推力是传统螺旋桨的2-3倍。同时，在提高螺旋推进器对船舶的推动力同时减少水流的扰动，改善了空泡和噪声性；由于采用双螺旋推进器，可以灵活控制船舶的转向，相比传统的方向舵，对于航向的控制更灵活，高效。
附图说明
图1本发明舰船超强螺旋推进器示意图；
图2本发明舰船超强螺旋推进器部分剖视图；
图3螺旋导流器示意图；
图4带有导流罩的螺旋推进器；
图5显示图4的剖视图；
图6和图7是本舰船超强螺旋推进器应用在船舶的一个实施例；
图8是本舰船超强螺旋推进器应用在船舶的另一个实施例。
其中：1螺旋推进器、2驱动电机、3导流孔、4壳体、5锥形壳体、6圆柱形壳体、7螺旋导流器、8驱动轴、9导流器叶片、10导流罩、11稳定翼、12电机密封舱、13导流管、14船舶。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施例，对本发明进一步详细说明。
图1和图2显示本发明舰船超强螺旋推进器的结构，螺旋推进器1由壳体4和驱动电机2构成，壳体4是由锥形壳体5和柱形壳6两部份构成，锥形壳体5沿轴向均匀分布多个导流孔3，导流孔3为开口结构与壳体4内贯通，在壳体4旋转的迎风面上具有凸起的弧面，对流入壳体4内的水流形成压力；柱形壳6内设置螺旋导流器7，与壳体4同轴，利用驱动轴8连接驱动电机2。
当驱动电机2驱动壳体4旋转，旋转的方向使锥形壳体5上的导流孔3迎着水流，水流导流孔3凸起的弧面的压力下，由沿切线方向进入锥形壳体5，柱形壳6内的螺旋导流器7与壳体4同步旋转，在导流孔3、螺旋导流器7和壳体4内壁的共同作用下，水流在壳体4内绕中心轴旋转，多股旋转气流相互作用，使水流不断增强，最后从壳体4后端加速流动，高速排出，对船舶形成推力。
图3螺旋导流器示意图；在壳体4内设置的导流器叶片9与壳体4同轴旋转，其桨叶的角度给进入壳体4的旋转水流进一步增加压力，促使其加快流出壳体4的速度，提高对船舶形成推力。
图4和图5显示带有导流罩的螺旋推进器；所述螺旋推进器1和驱动电机2总成安装在一个导流罩10内，其中，驱动电机2用流线型电机密封舱12封闭，驱动轴8加装密封圈，确保驱动电机2对水的密封性。
导流罩10外形为流线型，两侧设置稳定翼11、减小螺旋推进器1对水流的扰动产生的阻力，使水流顺畅，避免紊流的产生，减小耗能，提高螺旋推进器1对船舶的推进效率。
图6和图7是本舰船超强螺旋推进器应用在船舶的一个实施例；本舰船超强螺旋推进器除了按照常规安装在船尾，本实施例提供了本舰船超强螺旋推进器应用的另一种方式，在船舶14的底部。沿着纵向设置一个贯通船体的导流管13，导流管13内设置螺旋推进器1，螺旋推进器1的这种安装方式，通过减少水流的扰动提高螺旋推进器1对船舶14的推动力。
图8是本舰船超强螺旋推进器应用在船舶的另一个实施例。在船舶14左右侧舷吃水线以下，对称安装本舰船超强螺旋推进器，通过控制两个螺旋推进器1的不同转速，可以灵活控制船舶14的转向，相比传统的方向舵，对于航向的控制更灵活，高效。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种舰船超强螺旋推进器，其特征在于，所述螺旋推进器（1）由壳体（4）、螺旋导流器（7）和驱动电机（2）组成，其中，
所述壳体（4）的前端为由锥形壳体（5），后端为柱形壳（6），所述锥形壳体（5）沿轴向均匀分布多个导流孔（3），导流孔（3）为开口结构与壳体（4）内贯通，在壳体（4）旋转的迎风面上具有凸起的弧面，对流入壳体（4）内的水流形成压力；
所述螺旋导流器（7）设置在柱形壳（6）内，与所述壳体（4）同轴；
所述驱动电机（2）通过一个驱动轴（8）与所述螺旋导流器（7）连接，驱动所述壳体（4）和螺旋导流器（7）同步旋转，旋转的方向使水流在导流孔（3）凸起的弧面的压力下，沿切线方向进入锥形壳体（5），在导流孔（3）、螺旋导流器（7）和壳体（4）内壁的共同作用下，水流在壳体（4）内绕中心轴旋转，最后高速排出，对船舶形成推力。
2.根据权利要求1所述的舰船超强螺旋推进器，其特征在于，所述螺旋导流器为具有旋转轴的导流器叶片（9），与壳体（4）同轴旋转，其桨叶的角度给进入壳体（4）的旋转水流进一步增加压力，促使其加快流出壳体（4）的速度，提高对船舶形成推力。
3.根据权利要求2所述的舰船超强螺旋推进器，其特征在于，所述螺旋推进器（1）和驱动电机（2）安装在一个导流罩（10）内，所述导流罩（10）两侧设置稳定翼（11）、其中，驱动电机（2）用一个流线型电机密封舱（12）封闭，驱动轴（8）加装密封圈，确保驱动电机（2）对水的密封性；所述导流罩（10）为流线型，减小螺旋推进器（1）对水流的扰动产生的阻力，提高螺旋推进器（1）对船舶的推进效率。
4.权利要求1-3其中之一所述的舰船超强螺旋推进器的应用方式，其特征在于，所述螺旋推进器（1）安装在在船舶（14）的底部，沿着纵向设置一个贯通船体的导流管（13）内，通过减少水流的扰动，提高螺旋推进器（1）对船舶（14）的推动力。
5.权利要求1-3其中之一所述的舰船超强螺旋推进器的应用方式，其特征在于，在船舶（14）左右侧舷吃水线以下，对称安装所述舰船超强螺旋推进器（1），通过控制两个螺旋推进器（1）的不同转速，控制船舶（14）的转向，对船舶（14）航向的控制更灵活，高效。
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Cited By (1)
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