CN209176888U - 水下用螺旋桨助推器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及水下推进器驱动领域，具体涉及一种水下用螺旋桨助推器，包括：涵道结构、螺旋桨；螺旋桨设置在涵道结构内且位于涵道结构中涵道的中心处内径最小的位置，一般设计中，螺旋桨的桨叶数为四个；螺旋桨的直径为92mm、螺距比为1.15。该螺旋桨助推器通过流体力学分析软件建立计算模型，设计并优化了水下助推器专用的螺旋桨和特殊涵道结构，将螺旋桨的桨叶数设计为四个，将螺旋桨的直径设计为92mm、螺距比为1.15，将螺旋桨的桨叶位于整个涵道结构中涵道内径最小的位置，解决了普通的螺旋桨和涵道结构组合推进效率低下、推力输出不足等问题，并降低了螺旋桨处空泡的产生和桨叶疲劳损伤，提高了水下用螺旋桨助推器的推进效率和推力输出。

Description

水下用螺旋桨助推器

技术领域

本实用新型涉及水下推进器驱动领域，具体而言，涉及一种水下用螺旋桨助推器。

背景技术

目前最常用的水下推进单元为水下电机带动螺旋桨旋转，配合涵道反推水流从而产生推力。对特定电机需要设计特定的螺旋桨桨叶和涵道配合，提高电机输出效率并减少推力损失。螺旋桨的设计会考虑到桨叶的数量、螺距、螺距比(螺距/直径)、导管等多种因素，都会影响螺旋桨转速的设置和推力输出效率。同时涵道的流道造型和涵道与螺旋桨之间的间隙配合也会对推进效率产生较大的影响。

在目前的水下推进设备中，普通的4叶船模螺旋桨和直筒型涵道是比较通用的水下推进设备采用的推进结构，但是其桨叶的设计并没有根据水下助推器的需求和电机功率进行优化，导致推进效率较低、推力输出不足等问题；同时涵道与桨叶之间的间隙没有优化，桨叶高速旋转时产生较多的空泡，不仅降低了推进效率，也会带来螺旋桨叶的疲劳损伤。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种水下用螺旋桨助推器，以致力解决现有水下推进设备中推进结构的推进效率低下的技术问题。

根据本实用新型的实施例，提供了一种水下用螺旋桨助推器，包括：涵道结构、螺旋桨；螺旋桨设置在涵道结构内且位于涵道结构中涵道的中心处内径最小的位置，螺旋桨的桨叶数为四个；螺旋桨的直径为92mm、螺距比为1.15。

进一步地，螺旋桨的桨叶离涵道结构中涵道的间隙为1.5mm或以下。

进一步地，涵道结构的截面为机翼型。

本实用新型实施例中的水下用螺旋桨助推器，通过流体力学分析软件建立计算模型，设计并优化了水下助推器专用的螺旋桨和特殊涵道结构，将螺旋桨的桨叶数设计为四个，将螺旋桨的直径设计为92mm、螺距比为1.15，将螺旋桨的桨叶位于整个涵道结构中涵道内径最小的位置，解决了普通的螺旋桨和涵道结构组合推进效率低下、推力输出不足等问题，并降低了螺旋桨处空泡的产生和桨叶疲劳损伤，提高了水下用螺旋桨助推器的推进效率和推力输出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型水下用螺旋桨助推器中螺旋桨的结构图；

图2为本实用新型水下用螺旋桨助推器中涵道结构的结构图；

图3为本实用新型水下用螺旋桨助推器中涵道结构的侧面图；

图4为本实用新型水下用螺旋桨助推器一种角度的结构图；

图5为本实用新型水下用螺旋桨助推器另一种角度的结构图；

图6为本实用新型水下用螺旋桨助推器的正面图；

图7为本实用新型水下用螺旋桨助推器的剖面图；

其中附图标记为：1、涵道结构；2、螺旋桨；21、桨叶。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、助推器、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

根据本实用新型的实施例，提供了一种水下用螺旋桨助推器，包括：涵道结构1、螺旋桨2；螺旋桨2设置在涵道结构1内且位于涵道结构1中涵道的中心位置，螺旋桨2的桨叶21数为四个；螺旋桨2的直径为92mm、螺距比为1.15；螺旋桨2的桨叶21位于整个涵道结构1中涵道内径最小的位置。

本实用新型实施例中的水下用螺旋桨助推器，通过CFD流体力学分析软件建立计算模型，设计并优化了水下助推器专用的螺旋桨2和特殊涵道结构1，将螺旋桨2的桨叶21数设计为四个，将螺旋桨2的直径设计范围在86-98mm、螺距比设计范围在1.05-1.25，将螺旋桨2的桨叶21位于整个涵道结构1中涵道内径最小的位置，解决了普通的螺旋桨2和涵道结构1组合推进效率低下、推力输出不足等问题，并降低了螺旋桨2处空泡的产生和桨叶21疲劳损伤，提高了水下用螺旋桨助推器的推进效率和推力输出。

针对水下助推器产品，本实用新型在普通的4叶船模螺旋桨和直筒型涵道的基础上，采用CFD流体力学分析软件对螺旋桨2和涵道设计进行优化分析，得到水下助推器专用的螺旋桨2和涵道结构1设计。水下助推器专用的螺旋桨2采用四叶桨型设计，首先设计了多组不同桨叶21直径、螺距比的备选桨叶方案，根据CFD流体力学计算的结果对比分析后，选择直径为92mm、螺距比1.15的4叶螺旋桨2。

作为优选的技术方案中，螺旋桨2的桨叶21离涵道结构1中涵道的间隙为1.5mm或以下。基于优化设计的水下助推器专用螺旋桨2，同样采用CFD流体力学分析方法，设计了该螺旋桨2专用的涵道以及电机定子结构(电机的安装及支撑结构)。该专用涵道设计保证螺旋桨2的桨叶21所在位置是整个涵道内径最小的位置，该处涵道内径与螺旋桨2的桨叶21直径贴合最为紧密(1.5mm间隙)，保证螺旋桨2在与涵道之间的间隙处产生的空泡较少，减少推力损失，提高推进效率。

作为优选的技术方案中，涵道结构1的截面为机翼型。同时专用涵道经过流体力学分析优化后，其截面采用了机翼造型，涵道内外径仿造机翼截面的曲线趋势变化，最大优化涵道的流体性能、减少涵道产生的水阻力并提高推进效率。

本实用新型应用于水下助推器产品中，是专为水下助推器设计的螺旋桨2及涵道结构1。水下助推器的核心动力单元为螺旋桨推进器，它是由水下电机带动螺旋桨2按照特定的转速旋转，同时针对较小尺寸的螺旋桨推进器，需要设计单独并优化的螺旋桨涵道，最大程度的提高电机效率、减少螺旋桨2的推力损失。本实用新型是水下助推器专用的螺旋桨2和涵道结构1，在普通的4叶螺旋桨2及薄壁涵道的基础上，通过流体力学分析软件建立计算模型，设计并优化了水下助推器专用的4叶螺旋桨2和特殊结构涵道，相比于普通的螺旋桨2和涵道组合提高了电机效率和推力输出。

水下助推器专用的4叶螺旋桨2和涵道结构1配合特定水下电机，实现水下助推器的推力输出和推进效率优化，并控制电机的功率和转速在最优效率点上。本实用新型针对水下助推器的推进动力单元，在普通的4叶螺旋桨2及薄壁涵道的基础上，通过流体力学分析软件建立计算模型，设计并优化了水下助推器专用的4叶螺旋桨2和特殊结构涵道，解决了普通的螺旋桨2和涵道组合推进效率低下、推力输出不足等问题，并降低了螺旋桨2处空泡的产生和桨叶21疲劳损伤。本实用新型采用CFD分析优化的螺旋桨2和涵道设计结构，提高了水下推进动力单元的推进效率和推力输出。

上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本实用新型的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的助推器实施例仅仅是示意性的，例如单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种水下用螺旋桨助推器，其特征在于，包括：涵道结构、螺旋桨；所述螺旋桨设置在所述涵道结构内且位于所述涵道结构中涵道的中心处内径最小的位置，所述螺旋桨的桨叶数为四个；所述螺旋桨的直径为92mm、螺距比为1.15。

2.根据权利要求1所述的助推器，其特征在于，所述螺旋桨的桨叶离所述涵道结构中涵道的间隙为1.5mm或以下。

3.根据权利要求1所述的助推器，其特征在于，所述涵道结构的截面为机翼型。