[發明專利]一種提高螺旋推進裝置效率的方法

無效

• 申請號: 01119407.3
• 申請日: 2001-05-23
• 公開（公告）號: CN1338413A
• 公開（公告）日: 2002-03-06
• 發明（設計）人: 佟憲良
• 申請（專利權）人: 佟憲良
• 主分類號: B63H1/14
• 分類號: B63H1/14;B63H1/18;B63H1/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于船舶螺旋推進裝置制造方法領域。

當前船舶的螺旋推進裝置為全浸槳、半浸槳及空泡槳和超空泡槳，這些螺旋推進裝置的缺點是：當槳葉背面發生空化時，則在空化的位置上流體的壓力會低以致形成臨界真空狀態，即產生空泡。當這些空泡潰滅時，水的局部壓力變化對槳葉產生反向沖擊，空泡導致螺旋槳損壞、振動及性能惡化，而高速槳常常被設計成處于全空泡狀態下工作，但伴隨空化所產生如下問題：空泡在流到槳后部發生潰滅時，對于下方相鄰槳葉或槳軸支架、船舵、船表面的剝蝕。此外，空泡的閉合會引起空泡噪音及振動。

本發明的目的在于提供一種無空泡、對槳無反向沖擊力、無空泡潰滅時的剝蝕、無空泡噪聲且可提高工作效率和工作轉速的螺旋推進裝置的制造方法。

本方法導入氣體至螺旋槳葉背以及發生空泡區域，進而消除空泡的方法，具體方法為：對螺旋槳軸套開通道，并導入氣體可接空氣，也可接入經減壓后的、封在密封壓力溶器內的無腐蝕、不燃燒、不爆炸的其它氣體，還可以是經過增壓設備壓縮過的氣體，或者是經過降溫、過濾后的發動機的排氣。使氣體通過槳軸壁上開孔道進入槳軸通道，通過單向逆止閥進入槳轂，使氣體通過且對應槳葉背位置，在槳軸及槳轂上開的通孔道進入槳背，在槳背沿槳葉邊、環邊和其它部分背部、分別開通孔道，使槳轂上孔道與此道口對應開通，使氣體進入槳背通道，槳背通道上有蓋板，蓋板上開有垂直孔道，使氣體從孔道中到達槳背，以及發生空泡區域，進而消除空泡，導入的氣體壓力與效率的提高成正比。

因為采用了本發明以導入氣體來消除空泡，氣體是由于螺旋槳工作時槳葉背產生的負壓而導入的，因為導入氣體后槳葉背流體壓力比發生空泡時的槳葉背流體壓力高，因此導入氣體壓力是優于空化的壓力，從而使導入氣體槳消除空泡的產生，并提高了螺旋推進裝置的工作轉速，隨著槳葉上的氣體導入即將要發生空化的區域，這時所導入的氣體能完全消除將要發生的空泡潰滅現象，與空化現象不同的是：空化產生了臨界真空的空泡，而導入氣體為正壓不會發生潰滅，使將要空化的區域降低了負壓，所以槳的工作轉速提高效率不僅不降低而且提高。此時導入氣體槳葉的表面繞流狀態與超空泡槳的繞流狀態有相似之處，但比超空泡槳功耗小，并消除了空泡潰滅現象帶來的振動、表面剝蝕以及水下噪音。

現有螺旋槳在船后工作時，槳的吸水作用使船尾水流速度增大，根據伯努力定理，流速增大則壓力下降，因而船尾水流速度增加將導致船尾壓力重新分布，尾部壓力降低，首部壓力不變，船增加了額外的阻力。此外，由于尾部流速增大，摩擦阻力也增加，這樣螺旋槳工作對船的影響主要是，船尾水流速增大，對船的影響主要是使船的總體阻力增加，導入氣體后螺旋槳的排水量相對減小，也就減小了對船體阻力、摩擦力，提高了整船的效率。

本發明的優點及積極效果是：

1、因為空泡的消除使效率提高，增加了船舶的續航能力；

2、因為空泡的消除使螺旋推進裝置的工作轉速提高，所以可減去發動機與螺旋槳之間的減速齒箱，且可以使螺旋槳的直徑減小，節約了材料，減輕了重量，降低了成本，又少用了船體空間；

3、因為導入氣體壓力的增高有助于消除空泡，所以導入氣體的壓力與提高效率成正比；

4、因為空泡的消除，不會使提高轉速的螺旋槳效率下降，反而會在提高轉速時提高效率；

5、因為空泡的消除，使螺旋槳工作轉速提高，功率增大所以相同功率下，螺旋槳直徑減小，由于槳直徑的減小所以軸的扭矩減小，直徑減小，節約了材料，由于槳直徑的減小可使船對航道的要求減小，增加通航能力，使小噸位的碼頭停靠大噸位船舶，也就使建造碼頭的成本降低；

6、因為空泡的消除，在不降低螺旋推進裝置效率的條件下，使船舶的速度得到提高；

7、由于空氣的導入，使行船的水域溶氧量增加，降低了水中的BOD、COD值；

8、采用本發明專利后的槳，各項技術指標均優于表面槳。

附圖說明：

圖1、為主視剖面圖，圖2、為螺旋槳局部放大剖視圖，圖3、為槳葉放大結構剖視圖，圖3—1為圖3、90度旋轉主視剖面圖；

a為空氣入口，a′為工作氣體入口，b為槳軸套開口通道，c為槳軸開孔通道，d為槳軸開口通道，d′為槳軸安裝螺旋槳端通道，e為單向逆止閥，f為槳軸和槳轂對應槳葉背的開口通道，g為槳葉背面，h為蓋板螺絲，l為吸氣孔，n為氣體通向槳葉背為氣道，o為氣道蓋板，x為槳轂，y為槳鍵，z為空心槳軸截面。

結合附圖對本發明的最佳實施例，做如下說明：