[發(fā)明專利]帶有導(dǎo)管的推進(jìn)器及具備該推進(jìn)器的船舶

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201180008086.7
• 申請日: 2011-02-10
• 公開（公告）號: CN102712353A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 舩野功
• 申請（專利權(quán)）人: 川崎重工業(yè)株式會社
• 主分類號: B63H5/15
• 分類號: B63H5/15
• 代理公司: 上海瀚橋?qū)＠硎聞?wù)所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及船舶所具備的帶有導(dǎo)管的推進(jìn)器和具備該推進(jìn)器的船舶。

背景技術(shù)

以往，作為船舶用推進(jìn)器具有在螺旋槳的周圍設(shè)置有導(dǎo)管的帶有導(dǎo)管的推進(jìn)器。該帶有導(dǎo)管的推進(jìn)器例如形成將設(shè)置于船體船尾部的船內(nèi)的原動機(jī)的輸出從貫通從船底面向下方突出設(shè)置的支柱（strut）的內(nèi)部的縱旋轉(zhuǎn)軸通過設(shè)置于支柱下部的齒輪箱（pod）內(nèi)的錐齒輪傳遞至橫旋轉(zhuǎn)軸，用該橫旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動螺旋槳的結(jié)構(gòu)。并且，通過在螺旋槳的周圍設(shè)置具有翼形截面或者是環(huán)狀的導(dǎo)管，從而在拖輪等的需要大的曳引力的船舶中可以產(chǎn)生大的推進(jìn)力。

此外，這樣的推進(jìn)器形成能夠使螺旋槳通過設(shè)置于船體的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動用的原動機(jī)繞縱軸地以360°中的任意方向旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)，從而可以調(diào)節(jié)推力的方向。另外，作為螺旋槳，根據(jù)使用條件等而采用定距螺旋槳、可變距螺旋槳中的任意一個。

圖8是用截面示出導(dǎo)管的一般的帶有導(dǎo)管的推進(jìn)器100的側(cè)視圖，在齒輪箱101的后部設(shè)置有螺旋槳102，在該螺旋槳102的周圍設(shè)置有以環(huán)狀形成的翼形截面的導(dǎo)管103。如圖9所示，作為該導(dǎo)管103的翼形截面，一般的是外側(cè)為直線形，內(nèi)側(cè)為膨出的形狀，而如后文所述通過伯努利的定理產(chǎn)生升力。并且，導(dǎo)管103形成為前部以規(guī)定角度展開。該翼形截面的導(dǎo)管103是，截面形狀的最前端稱為“前邊緣104”，最后端稱為“后邊緣105”，包含前邊緣104的前端部分稱為“前端部”，包含后邊緣105的后端部分稱為“后端部”。并且，連接前邊緣104和后邊緣105的直線部分稱為“鼻尾線106（翼弦線）”，通過截面形狀的厚度方向的中心的中心線稱為“中弧線107（弧形曲線）”。此外，導(dǎo)管軸心X（螺旋槳中心軸）和鼻尾線形成的角度稱為“導(dǎo)管展開角α”（在圖中，以與導(dǎo)管軸心X平行的線示出）。

作為與這種帶有導(dǎo)管的推進(jìn)器相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)，例如有通過導(dǎo)管（導(dǎo)流管）內(nèi)的螺旋槳的形狀改良以及相對于導(dǎo)管的螺旋槳的配置來謀求提高推進(jìn)效率的船舶用推進(jìn)裝置（例如參照專利文獻(xiàn)1）。

并且，作為其他現(xiàn)有技術(shù)，也有通過使配置于螺旋槳周圍的導(dǎo)流管的截面形狀形成為內(nèi)側(cè)顯著膨出的形狀，以此想要謀求系柱狀態(tài)下的推力的提高和航行時的推進(jìn)效率的提高的射流噴射器（例如，參照專利文獻(xiàn)2）。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)：

專利文獻(xiàn)1：日本專利申請公開第2009-1212號公報；

專利文獻(xiàn)2：日本專利申請公開第2006-306304號公報。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的問題：

然而，作為采用上述帶有導(dǎo)管的推進(jìn)器的一般的船舶有上述拖輪，該拖輪中有在狹窄的港口內(nèi)等上推或者拉大型船而使其靠岸的主要進(jìn)行低速作業(yè)的港口拖輪和引導(dǎo)大型油輪等的前方以確保安全的護(hù)航拖輪等。港口拖輪是例如以在13節(jié)左右以下的低速作業(yè)中的運(yùn)用為前提而設(shè)計的，護(hù)航拖輪是例如以15節(jié)以上的高速航行中的運(yùn)用為前提而設(shè)計的。

而且，以往，這樣的港口拖輪、護(hù)航拖輪是作為分別具有適合的性能的拖輪各自地存在，但是近年來有著作為這樣的港口拖輪和護(hù)航拖輪能夠兩用的拖輪的需求。

另一方面，如圖10所示，作為港口拖輪進(jìn)行低速作業(yè)時的上述帶有導(dǎo)管的推進(jìn)器100是在基本上停止的狀態(tài)（系柱狀態(tài)）下產(chǎn)生推力，因此具有通過螺旋槳102向后方流過的水流111和從導(dǎo)管103的外表面沿著內(nèi)表面流過的水流110。水流110是從導(dǎo)管103的外表面后部上的滯點(diǎn)SP通過導(dǎo)管103的前邊緣104流向?qū)Ч?03的內(nèi)表面。因此，主要進(jìn)行這樣的低速作業(yè)的帶有導(dǎo)管的推進(jìn)器100是通過恰當(dāng)?shù)卦O(shè)置導(dǎo)管103的中弧線107（圖9），并使該導(dǎo)管103的展開角α相對于水流111的流入方向形成最適合的角度，以此根據(jù)上述伯努利的定理導(dǎo)管103的內(nèi)表面前端部變成負(fù)壓，并通過該導(dǎo)管103產(chǎn)生升力L。

而且，通過該升力L的導(dǎo)管軸心X方向的分力Lx和螺旋槳102的推力得到大的曳引力T（系柱推力）。

但是，如圖11所示，作為護(hù)航拖輪在高速航行時的上述帶有導(dǎo)管的推進(jìn)器100是水流110的滯點(diǎn)SP成為導(dǎo)管103的前邊緣104，該水流的一部分從該滯點(diǎn)SP沿著導(dǎo)管103的外表面流向后方。

而且，想要將上述以低速作業(yè)下的運(yùn)用為前提設(shè)計的港口拖輪運(yùn)用在高速航行時，在設(shè)計成能夠得到上述大的曳引力T的翼形截面的導(dǎo)管103上，如上述圖8所示，導(dǎo)管外表面的水流發(fā)生紊流而產(chǎn)生剝離渦流112，并且因?qū)Ч?03引起的阻力會增加而降低推進(jìn)效率。