專(zhuān)利名稱(chēng)：船舶推進(jìn)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于船舶的推進(jìn)設(shè)備，包括一主螺旋槳和一POD推進(jìn)器，以及特別是包括一推力型POD推進(jìn)器(push type POD propeller)。
背景技術(shù)：
近來(lái)，在船舶推進(jìn)設(shè)備中，一直建議在主螺旋槳后面裝設(shè)POD推進(jìn)器，以便在由主螺旋槳生成推進(jìn)力不足時(shí)添加另一種推進(jìn)力。
圖5表明通常提出的一種船舶推進(jìn)設(shè)備的范例。在圖5中，參照編號(hào)1表示船舶船底的后部；參照編號(hào)2表示主螺旋槳，用于生成使船舶運(yùn)動(dòng)的主推進(jìn)力；而參照編號(hào)10表示推力型POD推進(jìn)器。主螺旋槳配置得以便由諸如柴油機(jī)(未畫(huà)出)這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)生成的驅(qū)動(dòng)力使轉(zhuǎn)動(dòng)。
用在以上推進(jìn)設(shè)備中的推力型POD推進(jìn)器由一外殼11、一POD螺旋槳12、一支架12和一支承桿14組成。
外殼11制成圓筒形狀而POD螺旋槳12配置在其后面，POD螺旋槳12通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)生成推進(jìn)力，而一用于驅(qū)動(dòng)POD螺旋槳12的電力馬達(dá)(未畫(huà)出)配置在外殼11之中。
支架13具有翼狀截面并配置在外殼11的上側(cè)，而支承桿14，用作POD推進(jìn)器的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線，從支架13的上端直立豎起。支承桿14連接于船身(未畫(huà)出)中的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，結(jié)果，POD推進(jìn)器10通過(guò)支承桿14可轉(zhuǎn)動(dòng)地裝設(shè)在船舶(船底)的后部。
船舶，具有船舶推進(jìn)設(shè)備，由通過(guò)只是轉(zhuǎn)動(dòng)主螺旋槳2或POD螺旋槳12或者轉(zhuǎn)動(dòng)主螺旋槳2和POD螺旋槳12二者而獲得的推進(jìn)力使之運(yùn)動(dòng)。其次，當(dāng)圍繞支承桿14轉(zhuǎn)動(dòng)POD推進(jìn)器10時(shí)，支架13起到舵的作用并生成轉(zhuǎn)向力，結(jié)果，可以轉(zhuǎn)動(dòng)船舶。
不過(guò)，在通常的船舶推進(jìn)設(shè)備中，由于POD推進(jìn)器10配置在主螺旋槳12的后面，主螺旋槳2所獲得的推進(jìn)力會(huì)因主螺旋槳2自身生成在外殼11前端部分上的渦流(此后稱(chēng)作“槳轂渦流”)效應(yīng)而被減小，以及主螺旋槳2的推進(jìn)效率被降低。
其次，當(dāng)船舶被推動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)液流保持為主螺旋槳2的一種切向流。這意味著，給予主螺旋槳2的能量部分地作為用于生成轉(zhuǎn)動(dòng)液流的能量而被消耗，出現(xiàn)了主螺旋槳2的推進(jìn)能量被減少的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的提出即考慮到以上各種情況，而本發(fā)明的目的是要通過(guò)減少槳轂渦流或通過(guò)利用由主螺旋槳生成的轉(zhuǎn)動(dòng)液流的能量而提高船舶推進(jìn)設(shè)備的推進(jìn)效率。
在本發(fā)明中，配置以下細(xì)節(jié)以便解決以上各種問(wèn)題。
本發(fā)明船舶推進(jìn)設(shè)備的第一方案包括一主螺旋槳和一配置在主螺旋槳后面的推力型POD推進(jìn)器，其中許多槽溝，沿著由主螺旋槳生成的槳轂渦流流動(dòng)方向延伸，配置在POD推進(jìn)器外殼前端部分上。
按照具有上述細(xì)節(jié)的船舶推進(jìn)設(shè)備，由主螺旋槳生成在主螺旋槳后面的槳轂渦流由于沿著配置在POD推進(jìn)器外殼前端部分上的各槽溝分散槳轂渦流而受到削弱。因此，船舶推進(jìn)設(shè)備的推進(jìn)效率得以提高。
本發(fā)明船舶推進(jìn)設(shè)備的第二方案包括一主螺旋槳和一配置在主螺旋槳后面的推力型POD推進(jìn)器，其中許多定子翅片配置在POD推進(jìn)器外殼前端部分上。
按照本具有上述細(xì)節(jié)的船舶推進(jìn)設(shè)備，由主螺旋槳生成在主螺旋槳后面的轉(zhuǎn)動(dòng)液流由配置在POD推進(jìn)器外殼前端部分上的各定子翅片轉(zhuǎn)換成推進(jìn)力。因此，船舶推進(jìn)設(shè)備的推進(jìn)效率得以提高。
本發(fā)明船舶推進(jìn)設(shè)備的第三方案包括一主螺旋槳和一配置在主螺旋槳后面的推力型POD推進(jìn)器，其中主螺旋槳和POD推進(jìn)器具有同一軸線，而主螺旋槳的槳轂部分和POD推進(jìn)器的前端部分形成連續(xù)的大體上的心軸形狀。
按照具有上述細(xì)節(jié)的船舶推進(jìn)設(shè)備，由主螺旋槳生成在主螺旋槳后面的轉(zhuǎn)動(dòng)液流沿著形成連續(xù)的大體上心軸形狀的主螺旋槳槳轂部分和POD推進(jìn)器前端部分的表面。因此，槳轂渦流的生成得以防止，船舶推進(jìn)設(shè)備的推進(jìn)效率得以提高。
本發(fā)明船舶推進(jìn)設(shè)備的第四方面包括一主螺旋槳和一配置在主螺旋槳后面的推力型POD推進(jìn)器，其中至少一對(duì)具有翼狀截面的翅片配置在POD推進(jìn)器外殼的兩側(cè)上。
按照具有上述細(xì)節(jié)的船舶推進(jìn)設(shè)備，由主螺旋槳生成的轉(zhuǎn)動(dòng)液流由配置在POD推進(jìn)器外殼兩側(cè)上的各翅片轉(zhuǎn)換為推進(jìn)力。因此，船舶推進(jìn)設(shè)備的推進(jìn)效率得以提高。
在此情況下，最好是，每一翅片的前緣部分沿著由主螺旋槳生成的水流方向予以扭轉(zhuǎn)。


圖1A是本發(fā)明推進(jìn)設(shè)備第一實(shí)施例的側(cè)視圖；圖1B是本發(fā)明推進(jìn)設(shè)備第一實(shí)施例的前視圖，自圖1A中的各箭頭A-A方向觀看；圖2A是本發(fā)明推進(jìn)設(shè)備第二實(shí)施例的側(cè)視圖；圖2B是本發(fā)明推進(jìn)設(shè)備第二實(shí)施例的前視圖，自圖2A中的各箭頭B-B方向觀看；圖3是本發(fā)明推進(jìn)設(shè)備第三實(shí)施例的側(cè)視圖；圖4A是本發(fā)明推進(jìn)設(shè)備第四實(shí)施例的側(cè)視圖；圖4B是本發(fā)明推進(jìn)設(shè)備第四實(shí)施例的前視圖，自圖4A中的各箭頭C-C方向觀看；圖5是具有POD推進(jìn)器的通常推進(jìn)設(shè)備的實(shí)例的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
以下將參照?qǐng)D1A至4B說(shuō)明各優(yōu)選實(shí)施例。與傳統(tǒng)的零部件相同或類(lèi)似的那些零部件被給予相同的參照編號(hào)。第一實(shí)施例圖1A和1B表明本發(fā)明的一種推進(jìn)設(shè)備的第一實(shí)施例。在這些圖中，參照編號(hào)1表示船舶船底的后部，參照編號(hào)2表示主螺旋槳，而參照編號(hào)10A表示配置在主螺旋槳2后面的推力型POD推進(jìn)器。推進(jìn)設(shè)備由主螺旋槳2和POD推進(jìn)器10A組成。此外，參照編號(hào)11表示外殼，參照編號(hào)12表示POD螺旋槳，參照編號(hào)13表示支柱，而參照編號(hào)14表示支承桿。
許多槽溝15配置在POD推進(jìn)器10A外殼11的前端部分上。這些槽溝15配置得以致當(dāng)船舶向前運(yùn)動(dòng)時(shí)沿著主螺旋槳2轉(zhuǎn)動(dòng)而生成的槳轂渦流(hubvortex)的流向延伸，亦即，各槽溝15配置得以致沿著形成在主螺旋槳2后面生成的轉(zhuǎn)動(dòng)液流中心部分處的渦流流向延伸。在示于圖中的實(shí)施例中，6條槽溝15以不變的間距沿著外殼11的周邊配置在外殼11的前端部分上，并且一如圖1B之中所示，當(dāng)從主螺旋槳2的位置處觀看各槽溝15時(shí)，每一槽溝15隨著它遠(yuǎn)離外殼11軸線而向右側(cè)偏斜。
槽溝15的條數(shù)并不局限于示于圖中的實(shí)施例中的條數(shù)而可適當(dāng)予以改變。無(wú)需說(shuō)明的是，當(dāng)用于使船舶向前運(yùn)動(dòng)的主螺旋槳2的轉(zhuǎn)動(dòng)方向倒轉(zhuǎn)時(shí)，要倒轉(zhuǎn)各槽溝15的偏斜方向。
按照具有上述特點(diǎn)的船舶的推進(jìn)設(shè)備，主螺旋槳2的轉(zhuǎn)動(dòng)而生成的轉(zhuǎn)動(dòng)液流沿著各槽溝15流動(dòng)并由各槽溝15使之發(fā)散。結(jié)果，由于轉(zhuǎn)動(dòng)液流生成的槳轂渦流受到削弱而由槳轂渦流造成的低壓區(qū)處的壓降得以減小。因此，由低壓區(qū)域生成并向后拉拽主螺旋槳2槳轂的力量(阻力)得以減小，并且從而，推進(jìn)力的損失得以減小而船舶推進(jìn)設(shè)備的推進(jìn)效率得以提高。第二實(shí)施例圖2A和2B表明本發(fā)明推進(jìn)設(shè)備的第二實(shí)施例。在這些圖中，參照編號(hào)1表示船舶船底的后部，參照編號(hào)2表示主螺旋槳，而參照編號(hào)10B表示配置在主螺旋槳2后面的推力型POD推進(jìn)器。推進(jìn)設(shè)備由主螺旋槳2和POD推進(jìn)器10B組成。此外，參照編號(hào)11表示外殼，參照編號(hào)12表示POD螺旋槳，參照編號(hào)13表示支柱，而參照編號(hào)14表示支承桿。
許多定子翅片16配置在POD推進(jìn)器10B外殼11的前端部分上。這些定子翅片16配置得以致沿著外殼11的縱向延伸。在示于圖中的實(shí)施例中，7只翅片16以不變的間距沿著外殼11的周邊配置在外殼11的前端部分上，并且一如圖2B之中所示，在外殼11徑向伸出。不過(guò)，定子翅片16的數(shù)量并不局限于示于圖中的實(shí)施例中的數(shù)量，而可適當(dāng)予以改變。
各定子翅片16配置得用于把由主螺旋槳2生成的在主螺旋槳2后面的轉(zhuǎn)動(dòng)液流轉(zhuǎn)換為推動(dòng)力。各定子翅片16把轉(zhuǎn)動(dòng)液流轉(zhuǎn)換為推動(dòng)力的機(jī)理下面予以簡(jiǎn)略說(shuō)明。
轉(zhuǎn)動(dòng)液流被分為一個(gè)沿著主螺旋槳2的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線直接向后移動(dòng)(朝向POD推進(jìn)器10B)的分量，以及一個(gè)圍繞主螺旋槳2的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的分量。前一分量的能量(此后稱(chēng)作“直接能量”)用作船舶的推進(jìn)力，然而后一分量的能量(此后稱(chēng)作“轉(zhuǎn)動(dòng)能量”)不能用作船舶的推進(jìn)力并因此被浪費(fèi)了。
當(dāng)許多在外殼11徑向上伸出的各定子翅片16配置在外殼11的前端部分上時(shí)，出自主螺旋槳2的轉(zhuǎn)動(dòng)液流被各定子翅片16改變以致把流向改變?yōu)槌毕蚝髠?cè)。結(jié)果，曾被浪費(fèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)能量被轉(zhuǎn)換為直接能量，而增大了用作船舶推進(jìn)力的直接能量。因此，提高了船舶推進(jìn)設(shè)備的推進(jìn)效率。
注意，POD推進(jìn)器10B的輸出不總是與主螺旋槳2的輸出相一致。當(dāng)POD推進(jìn)器10B的輸出小于主螺旋槳2的輸出時(shí)，即使采用在與主螺旋槳2轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的方向上轉(zhuǎn)動(dòng)的POD螺旋槳12，由主螺旋槳2生成的總轉(zhuǎn)動(dòng)能量也不能為POD螺旋槳12所利用。在此情況下，50％的轉(zhuǎn)動(dòng)能量可為各定子翅片16所利用，而余下的50％轉(zhuǎn)動(dòng)能量可為POD螺旋槳12所利用。第三實(shí)施例圖3表明本發(fā)明一種推進(jìn)設(shè)備的第三實(shí)施例。在此圖中，參照編號(hào)1表示船舶船底的后部，參照編號(hào)2表示主螺旋槳，而參照編號(hào)10C表示配置在主螺旋槳2后面的推力型POD推進(jìn)器。推進(jìn)設(shè)備由主螺旋槳2和POD推進(jìn)器10C組成。此外，參照編號(hào)11表示外殼，參照編號(hào)12表示POD螺旋槳，參照編號(hào)13表示支架，以及參照編號(hào)14表示支承桿。
POD推進(jìn)器10C配置得以致POD螺旋槳12的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(中心軸線)和主螺旋槳2的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線是同一條。其次，主螺旋槳2的槳轂部分2a和POD推進(jìn)器10C的前端部分(外殼11的前端部分11a)是大體上均勻的連續(xù)體并形成大體上的心軸形狀。在此，最好是，槳轂部分2a與前端部分11a之間的間隙盡可能地減至最小以保持槳轂部分2a與前端部分11a之間的均勻性。
按照具有上述特點(diǎn)的船舶推進(jìn)設(shè)備，由于主螺旋槳2和POD推進(jìn)器10C構(gòu)成一個(gè)具有大體上心軸形狀的基本上連續(xù)的整體，由主螺旋槳2在主螺旋槳2后面生成的轉(zhuǎn)動(dòng)液流沿著外殼11的表面被挪向外面。結(jié)果，流進(jìn)POD螺旋槳12的、出自主螺旋槳2的艉流的速度變得較慢了。
因此，由于艉流中生成的槳轂渦流被改變，亦改變得難以生成槳轂渦流；所以，由槳轂渦流造成的低壓區(qū)域生成并向后拉拽主螺旋槳2槳轂的力量(阻力)減小了。因此，推進(jìn)力的損失得以減小，而船舶推進(jìn)設(shè)備的效率得以提高。第四實(shí)施例圖4A和4B表明本發(fā)明推進(jìn)設(shè)備的第四實(shí)施例。在此圖中，參照編號(hào)1表示船舶船底的后部，參照編號(hào)2表示主螺旋槳，而參照編號(hào)10D表示配置在主螺旋槳2后面的推力型POD推進(jìn)器。推進(jìn)設(shè)備由主螺旋槳2和POD推進(jìn)器10D組成。此外，參照編號(hào)11表示外殼，參照編號(hào)12表示POD螺旋槳，參照編號(hào)13表示支架，以及參照編號(hào)14表示支承桿。
一對(duì)翅片18配置在外殼11的右和左側(cè)上，以便圍繞外殼11軸線對(duì)稱(chēng)設(shè)置并沿水平方向延伸。每一翅片18具有一翼狀截面，并且最好是，每一翅片18的前緣部分18a沿著由主螺旋槳2生成的水流(轉(zhuǎn)動(dòng)液流)方向予以扭轉(zhuǎn)。
按照具有上述特點(diǎn)的船舶推進(jìn)設(shè)備，由主螺旋槳2生成的轉(zhuǎn)動(dòng)液流，由于類(lèi)似于第二實(shí)施例中所述各定子翅片16的機(jī)理，由各翅片18使之轉(zhuǎn)換為推進(jìn)力量。因此，船舶推進(jìn)設(shè)備的推進(jìn)效率得以提高。
注意這一實(shí)施例各翅片18的數(shù)量并不局限于配置在外殼11兩側(cè)上并沿水平方向延伸的一對(duì)翅片18，而可以以預(yù)定的夾角在外殼11每一側(cè)上配置兩個(gè)或多個(gè)翅片。
此外，本發(fā)明的細(xì)節(jié)并不局限于上述各實(shí)施例的那些，而可以加以修改，只要它們是在本發(fā)明的范疇之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于船舶的推進(jìn)設(shè)備，包括一主螺旋槳，以及一配置在所述主螺旋槳后面的推力型POD推進(jìn)器；其中沿著由所述主螺旋槳生成的槳轂渦流的流向延伸的多條槽溝配置在所述POD推進(jìn)器外殼的前端部分上。
2.一種用于船舶的推進(jìn)設(shè)備，包括一主螺旋槳，以及一配置在所述主螺旋槳后面的推力型POD推進(jìn)器；其中所述多定子翅片配置在所述POD推進(jìn)器外殼的前端部分上。
3.一種用于船舶的推進(jìn)設(shè)備，包括一主螺旋槳，以及一配置在所述主螺旋槳后面的推力型POD推進(jìn)器；其中所述主螺旋槳和所述POD推進(jìn)器具有同一軸線，而所述主螺旋槳的槳轂部分和所述POD推進(jìn)器的前端部分形成一連續(xù)的大體上的心軸形狀。
4.一種用于船舶的推進(jìn)設(shè)備，包括一主螺旋槳，以及一配置在所述主螺旋槳后面的推力型POD推進(jìn)器；其中各自具有翼狀截面的至少一對(duì)翅片配置在所述POD推進(jìn)器外殼的兩側(cè)上。
5.按照權(quán)利要求4所述的用于船舶的推進(jìn)設(shè)備，其中所述翅片的前緣部分在由所述主螺旋槳生成的水流方向上予以扭轉(zhuǎn)。
全文摘要
用于船舶的推進(jìn)設(shè)備包括一主螺旋槳和一配置在主螺旋槳后面的推力型POD推進(jìn)器。其次，許多槽溝，沿著由主螺旋槳生成的槳轂渦流的流動(dòng)方向延伸，配置在POD推進(jìn)器外殼的前端部分上。按照用于船舶的這一推進(jìn)設(shè)備，由主螺旋槳生成在主螺旋槳后面的槳轂渦流通過(guò)沿著各槽溝分散槳轂渦流而被削弱，并因此提高了用于船舶的推進(jìn)設(shè)備的推進(jìn)效率。
文檔編號(hào)B63H25/42GK1393372SQ0212492
公開(kāi)日2003年1月29日 申請(qǐng)日期2002年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月29日
發(fā)明者石川曉, 坂本利伸, 星野徹二 申請(qǐng)人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社