桨叶中有开口的桨制造技术

本发明专利技术是对桨的改进，其将为来自桨手的相同付出的力提供每冲程附加的动力。本发明专利技术公开了一种船只的桨，所述桨包括桨叶和轴杆，所述桨叶具有正面和背面，并且所述轴杆具有纵向轴线；其中，所述桨叶包括多个狭缝形开口，所述多个狭缝形开口大体上垂直于所述轴杆的所述纵向轴线定向并从所述正面通到所述背面。本发明专利技术还公开了一种船只的桨，所述桨包括桨叶和轴杆，所述桨叶具有正面和背面，并且所述轴杆具有纵向轴线；其中，所述桨叶包括从所述正面通到所述背面的多个开口；以及其中每个开口的最小横向尺寸为5mm或更小。本发明专利技术还公开了一种通过设置从桨叶的正面通到桨叶的背面的多个开口来提高包括桨叶的桨的效率的方法。这些开口可以影响桨叶周围的流动，使得桨叶更有效，并因此可以在使船移动中产生比没有狭缝的实心的桨叶更有用的功。

An oar with an opening in the blade.

The present invention is an improvement on the pitch, it will be for the same pay from the rowers force provides additional power per stroke. The invention discloses a ship propeller, the propeller blades and the shaft includes the blade, with front and back, and the shaft has a longitudinal axis; wherein, the blade comprises a plurality of slit shaped opening, the plurality of slit shaped the longitudinal axis oriented substantially perpendicular to the opening the shaft and from the front to the back. The invention also discloses a ship propeller, the propeller blades and the shaft includes the blade, with front and back, and the shaft has a longitudinal axis; wherein, the blade includes a plurality of openings from the front to the back; and the minimum horizontal size of each opening is 5mm or less. The invention also discloses a method for improving the efficiency of paddles including blades by setting a plurality of openings from the front of the blade to the back of the blade. These openings can affect the flow around the blades and make the blades more effective, so that they can produce more useful work in moving ships than solid blades without slits.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】桨叶中有开口的桨桨(或船桨)用于推进船只，诸如游艇、作业艇和赛艇。桨是用于将桨手的付出的力转化成通过水的船只推进力的装置。为了清楚起见，桨、船桨和任何其它类似的人工操作的水推进装置在本文中都被称为“桨”。桨可以典型地包括桨叶、桨手握的手柄、和将手柄连接到桨叶的轴杆。桨叶可以做成如扁平勺子那样的形状，当拉手柄时，桨叶的前表面对水施加压力。通常，轴杆和桨叶组合基本上比手柄长。轴杆可以放置在被称为桨架的旋转枢轴中，所述桨架附接到船的侧面。该枢轴将桨转换成杠杆。由桨施加于水的力可以通过桨架传递到船，使得船在与桨叶运动相反的方向上加速。然而，桨架并不是必需的，船可以没有桨架推进，就像独木舟一样。自从桨由古希腊人在3000年前用于给诸如三列桨座战船的船只提供动力以来，桨的设计变化不大。新材料已经被用来使它们变得更轻、更坚固，桨的形状已经有所修改，但是它们大致相同。在划船的运动中，桨叶的形状近年来已经得到发展，使其更宽和更长，从而其可以在更大面积的水上起作用。这使得船更快地行进，但也需要更多的力量使桨移动通过水。在竞争激烈的划船中，总是需要改进设计，使桨更有效率，以便以同样的付出的力使船行进快得多。本专利技术是对桨的改进，其将为来自桨手的相同付出的力提供每冲程(perstroke)的附加的动力。因此船只，特别是赛艇，将能够更快地航行。通常，桨叶是实心的，以便按压尽可能大面积的水。已经令人惊讶地发现，通过用各种数量和形状的开口的桨叶进行穿孔，桨叶的有效性增加。这意味着对于桨手的一定量的力来说，更多的力可以从桨叶通过水的动作传递到船。开口可以是圆形的(例如孔)，或者可以是长形的(例如槽形)。替代地，开口可以是任何其它形状。这似乎是反直觉的，因为显然作用于水的桨叶的面积减小。有关为何对桨叶进行穿孔是更有效的一个可能解释在下面详述。当正常的桨叶移动通过水时，它会推压其前面的水。因为桨叶试图从后面的水里拉出，该动作会在桨叶的后表面上产生阻力。该阻力需要能量来克服它；桨手使用桨叶不仅推动桨叶前面的水而且拉动桨叶后面的水。可能的是，通过对桨叶进行穿孔，降低桨叶的后部的阻力，因为水可以通过开口。该水可以降低桨叶后面的回流并增加桨叶的前部和后部之间的压力差。此外，在桨叶后面产生涡流，通过开口的水可能有助于降低这些涡流的大小，因此降低了在形成涡流中浪费的能量。并且，该水通过开口不会大大减小由桨叶施加的力，因为引导水通过开口的动作需要施加附加的力。有效地，必须花费附加的力来迫使水通过开口并克服水在开口侧上的阻力。同时该附加的力补偿了桨叶的实际实心面积的损失，这也大大补偿了由克服桨叶后部的阻力所需的力的减小。人们普遍认为，桨通过杠杆作用而作用于水中的某点：拉动桨通过水就越使劲，则推进船产生的杠杆作用越大。实际上这不是全面的情况；桨并不是仅像杠杆那样拉压船外的某固定点来操作，而是更加复杂。在每个“冲程(stroke)”期间，桨都扫过一个圆弧，水上的力中有一些被引导离开船或朝向船，该力的仅一部分被有用地用于推进船。在理想的冲程中，当桨在与船的中心线成70度和110度之间时，产生最大有用力。在理想化的冲程中，推进分量在90度点处增长到最大值，然后下降。对于整个冲程，桨手必须克服桨的后部的负力(吸力)。这在图5中示意性地示出。然而，应当注意的是，在实际的船中，当桨与船的中心线成90度角时，不一定产生最大动力。动力分布可以由许多因素改变，包括但不限于，船和水之间的相对运动，水中的湍流和其它流体力学现象，以及划手技术。根据本专利技术，提供了一种船只的桨，所述桨包括桨叶和轴杆，所述桨叶具有正面和背面，并且所述轴杆具有纵向轴线；其中，所述桨叶包括多个狭缝形开口，所述多个狭缝形开口大体上垂直于所述轴杆的所述纵向轴线定向并从所述正面通到所述背面。狭缝形开口可以影响桨叶周围的流动，使得桨叶更有效，并因此可以在使船移动中产生比没有狭缝的桨叶更有用的功。根据本专利技术的另一方面，提供了一种船只的桨，所述桨包括桨叶和轴杆，所述桨叶具有正面和背面，并且所述轴杆具有纵向轴线；其中，所述桨叶包括多个开口，所述多个开口从所述正面通到所述背面；以及每个开口的最小横向尺寸为5mm或更小。根据本专利技术的另一方面，提供了一种通过设置从桨叶的正面通到桨叶的背面的多个开口来提高包括桨叶的桨的效率的方法。这意味着更大量的有用功可以从桨手传送到船，对于来自桨手的给定输入的功使得船移动更快。开口的尺寸被设计成与在进行划船的典型条件(例如环境温度、压力、流速)中的水边界层的尺寸不相上下或者小于水边界层的尺寸。这意味着开口可以由流经其的流体的边界层的相互作用有效“阻挡”。可选地，每个开口可以是圆孔。可选地，每个开口可以是狭缝形。可选地，每个开口可以是方孔。每个开口也可以是任何其它合适形状，例如另一种类型的四边形、弯曲形状或形状的任何组合。合适形状的其它示例是椭圆形、星形或“饼干模子(cookiecutter)”(即，通常为圆形但具有锯齿形边缘)形状。现在将提及可应用于本专利技术的任何上述方面的各种可选或优选特征。开口的“深度”是指桨叶厚度的方向(即桨叶从正面通到背面)。开口的“宽度”和“长度”是在与桨叶的正面和背面的表面相同的平面中的方向。优选地，多个开口沿桨叶在与所述纵向轴线平行的方向上均匀地间隔开。替代地，所述开口也可以具有可变间距。例如，所述狭缝形开口的间距可以变化，使得所述狭缝形开口越远离所述轴杆而越靠近在一起。优选地，所述多个狭缝形开口间隔开，使得每个开口之间的距离大于每个狭缝的宽度。替代地，每个开口之间的距离可以等于每个开口的宽度，或者小于每个开口的宽度。优选地，每个开口的宽度为0.1mm-10mm。优选地，每个开口的宽度为0.3mm-3mm。优选地，每个开口的宽度为0.4至1.4mm，更优选为大体为0.5mm或1mm。每个开口的宽度可以是任何其它合适尺寸，例如0.1mm-1mm、0.2mm-2mm、或0.5mm-1.5mm。优选地，所述多个开口的总面积大于所述正面或背面的总面积的0.2％且小于所述正面或背面的总面积的10％。总面积也可以在所述正面或所述背而的总面积的0.1％和20％之间。优选地，所述桨叶包括10个或更多个开口。所述桨叶还可以包括5个或更多个、15个或更多个、20个或更多个、或30个或更多个开口。可选地，所述开口的横截面通过所述桨叶的厚度而改变。每个开口可以在大体上垂直于所述正面和所述背面中的至少一个的表面的方向上从所述正面通到所述背面。替代地，每个开口可以以与所述正面和所述背面中的至少一个成30度和60度之间的角度、且优选以45度的角度从所述正面通到所述背面。优选地，每个开口的长度与每个开口的宽度的比率至少为100:1，更优选至少为400:1。每个开口的长度与每个开口的宽度的比率也可以至少为200:1、300:1或500:1。这些比率适用于狭缝形开口。这种比率可能不适合于方孔形和圆孔形开口。优选地，每个狭缝形开口的长度为所述桨叶的宽度的至少50％。每个开口的长度也可以是所述桨叶的宽度的至少25％、至少40％、至少60％或至少80％。现在将仅参考以下附图通过示例来描述本专利技术：图1是根据本专利技术的包括多个狭缝形开口的船的桨的平面图。图2是包括多个圆孔状开口的船的桨的平面图。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种船只的桨，所述桨包括桨叶和轴杆，所述桨叶具有正面和背面，所述轴杆具有纵向轴线；其中，所述桨叶包括多个狭缝形开口，所述多个狭缝形开口大体上垂直于所述轴杆的所述纵向轴线定向并从所述正面通到所述背面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.23 GB 1506915.61.一种船只的桨，所述桨包括桨叶和轴杆，所述桨叶具有正面和背面，所述轴杆具有纵向轴线；其中，所述桨叶包括多个狭缝形开口，所述多个狭缝形开口大体上垂直于所述轴杆的所述纵向轴线定向并从所述正面通到所述背面。2.根据权利要求1所述的桨，其中，所述多个狭缝形开口沿所述桨叶在与所述纵向轴线平行的方向上均匀地间隔开。3.根据权利要求1所述的桨，其中，所述多个狭缝形开口的间距变化，使得所述多个狭缝形开口越远离所述轴杆而越靠近在一起。4.根据前述权利要求中任一项所述的桨，其中，所述多个狭缝形开口间隔开，使得每个狭缝形开口之间的距离大于每个狭缝的宽度。5.根据前述权利要求中任一项所述的桨，其中，每个狭缝形开口的长度与每个狭缝形开口的宽度的比率至少为100:1，更优选至少为400:1。6.根据前述权利要求中任一项所述的桨，其中，每个狭缝形开口的长度为所述桨叶的宽度的至少50％。7.一种船只的桨，所述桨包括桨叶和轴杆，所述桨叶具有正面和背面，并且所述轴杆具有纵向轴线；其中，所述桨叶包括从所述正面通到所述背面的多个开口；以及每个开口的最小横向尺寸为5mm或更小。8.一种通过设置从桨叶的正面通到桨叶的背面的多个开口来提高包括所述桨叶的桨的效率的方法。9.根据权利要求7所述的桨或者根据权利要求8所述的方法，其中，每个开口是圆形孔。10.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·泰勒，
申请(专利权)人：奥斯卡推进有限责任公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB