被动式可调螺距自由叶轮制造技术

被动式可调螺距自由叶轮包括自由叶轮叶片、被动式螺距调节装置和桨毂，自由叶轮在螺旋桨后自由旋转，通过吸收螺旋桨尾流的能量产生附加推力，在自由叶轮的叶根处安装有被动式螺距调节装置来调节不同航速下自由叶轮的螺距，当航速较小时，自由叶轮的螺距较小，随着航速的增加水流对自由叶轮的冲击力变大，在此力作用下，自由叶轮叶片旋转一定角度，带动被动式螺距调节装置中的齿条向下移动，齿条与弹簧相连，弹簧受压，对齿条产生向上的反作用力，限制了自由叶轮的旋转角度，达到在此速度下的平衡螺距角。随着航速的增加，自由叶轮螺距增大，产生的附加推力增大，该发明专利技术有利于提高推进效率、节约能源，在船舶节能减排上具有良好的应用前景。

Passive adjustable pitch free impeller

Passive adjustable pitch free impeller including free impeller blades, passive pitch adjusting device and a hub, free rotation of the impeller in the free propeller, additional thrust propeller wake by absorbing energy, a passive pitch adjusting device to adjust the pitch free impeller under different speed is installed in the root of the impeller when speed is free. Hours free of impeller pitch is small, with the increase of impact on free flow speed of the impeller force becomes larger, this force, free impeller blades rotate at a certain angle, the rack drives the passive pitch adjusting device in the downward movement of the rack is connected with spring, spring compression, on the rack upward force, rotation angle limit the freedom of the impeller balance at this speed pitch angle. With the increase of the speed, the additional thrust produced by the increase of the free pitch of the impeller increases. The invention can improve the propulsion efficiency and save energy, and has a good application prospect in the energy saving and emission reduction of the ship.

【技术实现步骤摘要】
被动式可调螺距自由叶轮
本专利技术属于水动力节能领域，具体涉及被动式可调螺距自由叶轮。
技术介绍
为了应对从上世纪70年代开始的能源危机，各国掀起了一场开发和应用船舶水动力节能技术的浪潮，先后数十种水动力节能技术被用于船舶行业，随着国家对环保要求的日益提高，排放标准也日益严格。目前，随着国际上石油价格飞涨,能源短缺,世界野生动物基金会的报告称人类对生态的获取速度为地球恢复能力的1.3倍，地球资源如果不采取一系列有效的措施即将面临枯竭的危险。现在地球90％的贸易运量由船舶航运承担，与其他运输方式相比，船舶航运是经济、环保的运输方式，在这巨大的经济利益的背后是能源的大量使用和对海洋环境的污染，通过关注MEPC第58次会议发布的EEDI计算公式以及MEPC第62次会议正式通过的《MARPOL73/78公约》附则Ⅵ修正案,现在世界各国都认识到了船舶节能减排的重要性，船舶节能技术得到广泛的关注。相比于节能新船型和新型高效推进器,附加水动力节能装置无疑是一种成本低廉、见效显著、安装方便的节能选择。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种一种被动式可调螺距自由叶轮，该装置在保证具有常规自由叶轮节能性能的前提下，通过改变不同航速下自由叶轮的螺距，使桨后自由叶轮在任何航行速度下均能产生较大的附加推力，进而达到提高螺旋桨效率和节约能源的目的。本专利技术的目的是这样实现的：被动式可调螺距自由叶轮，包括自由叶轮叶片、被动式螺距调节装置和桨毂14，其中被动式螺距调节装置包括保护壳2、主连接轴3、涡轮轴4、左齿条5、右齿条6、左弹簧7、右弹簧8、左滑块9、右滑块10、左滑槽11、右滑槽12、底轴13，所述的自由叶轮叶片的自由叶轮叶片叶根1处安装有被动式螺距调节装置，被动式螺距调节装置的另一端与桨毂14固定连接，主连接轴3、涡轮轴4、底轴13从上到下依次排布，左齿条5和右齿条6以涡轮轴4为轴心左右对称分布在涡轮轴4的外表面上，左齿条5和右齿条6的下方以底轴13为轴心成左右对称地依次安装有左弹簧7和右弹簧8、左滑槽11和右滑槽12；在船舶航速低时，自由叶轮所在的位置螺距较小，当航速加快以后，水流对自由叶轮叶片的冲击力增加，自由叶轮叶片随着航速的加快而旋转，带动了主连接轴3和涡轮轴4的旋转，涡轮轴4带动左齿条5和右齿条6垂直向下运动，使得左弹簧7和右弹簧8受到压缩而对左齿条5和右齿条6产生垂直向上的反作用力，限制了自由叶轮叶片的旋转速度，达到此速度下的平衡螺距角，随着船舶航速的增加，自由叶轮螺距增大，产生的附加推力增大。所述的左滑块9和右滑块10分别位于左滑槽11和右滑槽12的槽里并且可上下滑动。所述的左滑块9和右滑块10在低航速时，位于桨毂14的顶部；在高航速时，左滑块9和右滑块10分别沿着左滑槽11和右滑槽12向下竖直滑动。所述的装置中所有部件的表面涂了一层防水材料。本专利技术的有益效果在于：通过在自由叶轮的叶根处安装被动式可调螺距装置，实现不同航速下自由叶轮螺距的调节，在保证常规情况下自由叶轮的节能性能的同时，产生一个额外的附加推力，从而提高了推进效率、节约能源，在水动力节能领域具有良好的发展前景。附图说明图1为被动式可调螺距装置的示意图。图2为被动式可调螺距装置在低航速时叶片位置示意图。图3为被动式可调螺距装置在中航速时叶片位置示意图。图4为被动式可调螺距装置在高航速时叶片位置示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的描述：本专利技术涉及被动式可调螺距自由叶轮，如图1到4所示，被动式可调螺距自由叶轮，包括自由叶轮叶片、被动式螺距调节装置和桨毂14，其中被动式螺距调节装置包括保护壳2、主连接轴3、涡轮轴4、左齿条5、右齿条6、左弹簧7、右弹簧8、左滑块9、右滑块10、左滑槽11、右滑槽12、底轴13。自由叶轮叶片的自由叶轮叶片叶根1处安装有被动式螺距调节装置，被动式螺距调节装置的另一端与桨毂14固定连接；主连接轴3、涡轮轴4、底轴13从上到下依次排布；左齿条5和右齿条6以涡轮轴4为轴心左右对称分布在涡轮轴4的外表面上，左齿条5和右齿条6的下方以底轴13为轴心成左右对称地依次安装有左弹簧7和右弹簧8、左滑槽11和右滑槽12；左滑块9和右滑块10分别位于左滑槽11和右滑槽12的槽里并且可上下滑动，在低航速时左滑块9和右滑块10位于桨毂14的顶部，在高航速时，左滑块9和右滑块10分别沿着左滑槽11和右滑槽12向下竖直滑动。自由叶轮可以在螺旋桨后自由旋转，通过吸收螺旋桨尾流的能量产生附加推力，在自由叶轮叶片叶根1处布置被动式可调螺距装置来调节不同航速下自由叶轮的螺距，当船舶航速较低时，左滑块19和右滑块10位于桨毂14的顶部，所以自由叶轮所在的位置螺距较小，随着航行速度的增大，水流对自由叶轮叶片的冲击力增加，自由叶轮叶片随着航速的加快而旋转，带动了主连接轴3和涡轮轴4的旋转，涡轮轴4带动左齿条5和右齿条6垂直向下运动，使得左弹簧7和右弹簧8受到压缩而对左齿条5和右齿条6产生垂直向上的反作用力，左滑块9和右滑块10分别沿着左滑槽11和右滑槽12向下竖直滑动，限制了自由叶轮叶片的旋转速度，达到此速度下的平衡螺距角，随着船舶航速的增加，自由叶轮螺距增大，产生的附加推力增大，提高了推进效率、节约能源，在水动力节能领域具有良好的发展前景。此外，装置中所有部件的表面涂了一层防水材料，保证了装置在水中不受到水的腐蚀作用而影响装置的正常使用。以上所述仅为本专利技术较佳的实施例，并非因此限制本专利技术的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本专利技术说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本专利技术的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
被动式可调螺距自由叶轮，包括自由叶轮叶片、被动式螺距调节装置和桨毂(14)，其中被动式螺距调节装置包括保护壳(2)、主连接轴(3)、涡轮轴(4)、左齿条(5)、右齿条(6)、左弹簧(7)、右弹簧(8)、左滑块(9)、右滑块(10)、左滑槽(11)、右滑槽(12)、底轴(13)，其特征在于：所述的自由叶轮叶片的自由叶轮叶片叶根(1)处安装有被动式螺距调节装置，被动式螺距调节装置的另一端与桨毂(14)固定连接，主连接轴(3)、涡轮轴(4)、底轴(13)从上到下依次排布，左齿条(5)和右齿条(6)以涡轮轴(4)为轴心左右对称分布在涡轮轴(4)的外表面上，左齿条(5)和右齿条(6)的下方以底轴(13)为轴心成左右对称地依次安装有左弹簧(7)和右弹簧(8)、左滑槽(11)和右滑槽(12)；在船舶航速低时，自由叶轮所在的位置螺距较小，当航速加快以后，水流对自由叶轮叶片的冲击力增加，自由叶轮叶片随着航速的加快而旋转，带动了主连接轴(3)和涡轮轴(4)的旋转，涡轮轴(4)带动左齿条(5)和右齿条(6)垂直向下运动，使得左弹簧(7)和右弹簧(8)受到压缩而对左齿条(5)和右齿条(6)产生垂直向上的反作用力，限制了自由叶轮叶片的旋转速度，达到此速度下的平衡螺距角，随着船舶航速的增加，自由叶轮螺距增大，产生的附加推力增大。...

【技术特征摘要】
1.被动式可调螺距自由叶轮，包括自由叶轮叶片、被动式螺距调节装置和桨毂(14)，其中被动式螺距调节装置包括保护壳(2)、主连接轴(3)、涡轮轴(4)、左齿条(5)、右齿条(6)、左弹簧(7)、右弹簧(8)、左滑块(9)、右滑块(10)、左滑槽(11)、右滑槽(12)、底轴(13)，其特征在于：所述的自由叶轮叶片的自由叶轮叶片叶根(1)处安装有被动式螺距调节装置，被动式螺距调节装置的另一端与桨毂(14)固定连接，主连接轴(3)、涡轮轴(4)、底轴(13)从上到下依次排布，左齿条(5)和右齿条(6)以涡轮轴(4)为轴心左右对称分布在涡轮轴(4)的外表面上，左齿条(5)和右齿条(6)的下方以底轴(13)为轴心成左右对称地依次安装有左弹簧(7)和右弹簧(8)、左滑槽(11)和右滑槽(12)；在船舶航速低时，自由叶轮所在的位置螺距较小，当航速加快以后，水流对自由叶轮叶片的冲击力增加，自由叶轮叶片随着...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙士丽，杨建，胡健，张叶，张维鹏，颜培凯，李涛，毛翼轩，郭婷婷，耿冲，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23