螺旋桨导流管制造技术

一种螺旋桨导流管(100、200)，尤其用于船只，包括导流管(10)和具有能围绕螺旋桨轴线旋转的至少一个螺旋桨叶片(22)的螺旋桨(20)，通过围绕螺旋桨轴线旋转，叶片扫过螺旋桨区域，至少一个螺旋桨叶片(22)具有螺旋桨叶片端部区域(23)，螺旋桨(20)以下述方式设置在导流管(10)内部：从而使得在螺旋桨端部区域(23)和导流管内壁(12)之间形成沿着螺旋桨导流管(100、200)的圆周方向的圆周间隙(40)，在导流管内壁(12)区域内从导流管(12)穿过的边缘流(33)可流过间隙(40)，在围绕螺旋桨叶片端部区域流动的过程中由于边缘流的紊流造成的性能损失被尽可能保持较小，流动引导装置用于将边缘流的至少一部分引导到螺旋桨区域上。

【技术实现步骤摘要】
螺旋桨导流管
本专利技术涉及螺旋桨导流管，尤其比如用于船只，比如轮船。
技术介绍
船只驱动装置，尤其是轮船驱动装置，包括由导流管环或导流管(nozzle)包围或覆盖的螺旋桨，将这些驱动装置称为螺旋桨导流管。这种导流管环或导流管的一些实施例也称为“柯特式导流管(Kortnozzle)”。在柯特式导流管中，通常将导流管内部的螺旋桨配置为固定式，即，螺旋桨可围绕驱动器或螺旋桨轴线旋转。为此，安装可旋转但不可枢转的螺旋桨轴，以便沿着螺旋桨轴线稳固延伸，通过该螺旋桨轴，将螺旋桨连接到船体。通过设置在船体内的驱动器，驱动螺旋桨轴。因此，该螺旋桨不可(水平或垂直地)枢转，但是可围绕其轴线旋转。在固定的柯特式导流管中，也固定包围螺旋桨的导流管，即，该导流管不可枢转，其主要功能在于增大驱动器的推力。在这方面，这些柯特式导流管通常用于必须施加较高推力的拖船、供应船等等内。在这种固定的柯特式导流管中，额外的操纵装置(尤其是船舵)必须设置在螺旋桨反流内，即，从轮船行驶的方向观看时，在螺旋桨导流管的下游，用于控制轮船或船只。与此相反，在可枢转或可控制的柯特式导流管中，将导流管配置成围绕固定的螺旋桨可枢转。通过这种方法，不仅增大了船只的推力，而且同时柯特式导流管也用于控制船只。结果，可替换或不需要辅助操纵系统(比如船舵)。由于围绕枢轴枢转导流管，可改变整个推力矢量(该矢量包括螺旋桨反流和导流管推力矢量)的方向，从而可控制船只，安装该枢轴时，该枢轴通常垂直延伸。因此，可枢转或可控制的螺旋桨导流管也称为“船舵导流管”。在这种情况下，要这样理解术语“可枢转”：导流管以预定的角度可从其初始位置旋转到右舷以及旋转到左舷。可控柯特式导流管通常不能完整地旋转360°。配置成船舵导流管的螺旋桨导流管的另一个变体为这些船舵导流管，其中相对于螺旋桨固定该导流管，但是整个船舵导流管(包括导流管和螺旋桨)可旋转360°。在某些情况下，这种螺旋桨导流管也称为导流管封闭的船舵螺旋桨。在这种情况下，该导流管或柯特式导流管通常为外部接近锥形的管道，优选地旋转对称地配置该管道，该管道形成螺旋桨导流管的壁部。由于该管道朝着船尾逐渐变细，所以螺旋桨导流管可将额外的推力传递给船只，无需增大工作量。与提高推进力的性能一起，通过这种方法在浪涌中进一步减少颠簸摇晃，所以可在波涛汹涌的海面减少速度损失，并且可提高航向稳定性。由于随着船速的增大，螺旋桨导流管或柯特式导流管的固有阻力近乎翻倍，所以对于必须产生较大的螺旋桨推力的低速船(比如，拖船、渔船等等)而言，其优势特别有效。设置在螺旋桨导流管内的螺旋桨包括至少一个(优选地多个)螺旋桨叶片(比如，3、4或5个叶片)。各个螺旋桨叶片从螺旋桨轴上的螺旋桨桨毂中朝外径向突出，通常具有相同的形状，并且每隔一定的间隔，分布在螺旋桨桨毂周围。由于围绕螺旋桨轴进行旋转，所以螺旋桨叶片扫过(span)螺旋桨区域。这适用于单启动螺杆(即，具有仅仅一个螺旋桨叶片的螺旋桨导流管)，并且也适用于具有多个螺旋桨叶片的变体，其中，多个螺旋桨叶片然后共同扫过螺旋桨区域。从上面观看螺旋桨时，这通常为圆形表面，其中，在不同的情况下，该圆形表面的外边缘倚靠在螺旋桨叶片端部区域或外部螺旋桨叶片尖端上，并且其中心点位于螺旋桨轴上。因此，螺旋桨叶片端部区域形成每个螺旋桨叶片的自由端，在径向上观看时，该叶片为与螺旋桨桨毂相距最大距离的螺旋桨叶片部分。为了安全运行螺旋桨导流管，重要的是，在螺旋桨叶片端部区域(即，外部螺旋桨叶片尖端)和导流管的内侧或内壁之间留出间隙或间距。留出这种最小的间隙，确保各个螺旋桨叶片可畅通无阻地旋转，并且不会由于振动而发生碰撞。螺旋桨导流管具有流动入口区域和流动出口区域，这两个区域共同规定流动方向，船只向前行驶时，通过该方向，水流过螺旋桨导流管的导流管。水沿着导流管的内边缘区域流动，即在导流管内壁的区域内流动，在流过螺旋桨叶片端部区域之间的间隙的流动路径中，水流过螺旋桨叶片端部区域和导流管内壁之间的间隙，在这种情况下，这种水流称为边缘流(marginalflow)。由于必须沿着螺旋桨周围周向形成该间隙，以便确保螺旋桨导流管运行，所以边缘流也设置成周向分布在导流管的整个内护套周围。众所周知，在螺旋桨导流管的螺旋桨内，尤其在螺旋桨叶片端部区域的区域内，形成紊流。这种紊流位于上述边缘流内。这种紊流会造成流通损失，这种损失会降低螺旋桨导流管的性能。以下情况根本上适用：间隙越大，所产生的流通损失越大。因此，间隙的尺寸(即，螺旋桨叶片端部区域到导流管内壁的距离)尽可能地小，其中，为了安全起见，应坚持最小的间隙尺寸，该尺寸取决于特定的螺旋桨导流管的尺寸。
技术实现思路
本专利技术的目标在于提供螺旋桨导流管，其中，在围绕螺旋桨叶片端部区域流动的过程中，边缘流的紊流造成的性能损失尽可能低。根据本专利技术，通过以下方法实现该目标：在螺旋桨导流管上提供流动引导装置，该装置用于将边缘流的至少一部分引导到螺旋桨区域上。以下述方式配置流动引导装置：使得这些装置通过间隙从正常的流动路径偏转至少部分边缘流并且将其偏转到螺旋桨区域上。换言之，该流量装置可将至少部分边缘流从导流管内壁的区域中引开并且引入螺旋桨的表面上。通过这种方法，然而，能够将部分边缘流引入螺旋桨区域上，该边缘流通常围绕螺旋桨叶片端部区域流动，在螺旋桨区域内，边缘流由螺旋桨叶片控制，并且再次从螺旋桨导流管中流出，作为螺旋桨导流管的反流，从而减少在螺旋桨导流管内形成紊流。因此，以下述方式配置流动引导装置：使得这些装置沿着导流管内壁从其正常的流动路径偏转至少部分边缘流，并且将其引入螺旋桨区域上，即，螺旋桨本身。换言之，该流量装置可从边缘或导流管内壁区域中偏转至少部分边缘流。总之，通过这种方法，降低了流过间隙的边缘流的流速。从流动方向观看时，这就在位于螺旋桨叶片端部区域下游的区域内减少了紊流，结果，提高了螺旋桨导流管的整体性能。因此，流动引导装置减少了以预定的时间间隔流过螺旋桨叶片端部区域和导流管内壁之间的间隙的水量。流动引导装置可具有任何结构性配置，该配置适合于通过间隙从正常的流动路径偏转至少部分边缘流并且将其偏转到螺旋桨叶片端部区域表面上。尤其地，流动引导装置优选地由导流管内壁轮廓合适的配置构成。有利地以下述方式配置流动引导装置：使得这些装置将合理比例的边缘流引入螺旋桨表面上，比如，一半以上、60％以上或75％以上的边缘流。流动引导装置通常不影响间隙的尺寸或间隙大小。尤其地，在本专利技术中，该间隙通常有利地具有螺旋桨导流管的各个尺寸所需要的至少最小的间隙尺寸。尤其地，该间隙的厚度(即，螺旋桨叶片端部区域和导流管内壁之间的距离)为螺旋桨直径的1％到2％，优选地为1.2％到1.8％。由于各个螺旋桨叶片通常相对于螺旋桨叶片的流动方向倾斜，所以该间隙在流动方向穿过倾斜的螺旋桨叶片的整个深度。根据本专利技术的螺旋桨导流管可设计成可控变体(船舵导流管)和固定的变体，该固定的变体具有固定的不可旋转的导流管。可控螺旋桨导流管可配置成比如可控的柯特式导流管或船舵导流管，这种导流管可枢转360°。根据本专利技术，在这两个变体中获得流通损失更低的优点。在根据本专利技术的螺旋桨导流管内，从流动方向观看时，将螺旋桨优选地设置在导流管的中心和导流管的流动出口区域之本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种螺旋桨导流管(100、200)，尤其用于船只，包括导流管(10)和具有至少一个螺旋桨叶片(22)的螺旋桨(20)，所述螺旋桨(20)优选地具有多个螺旋桨叶片，所述至少一个螺旋桨叶片(22)能围绕螺旋桨轴线旋转，其中，通过围绕所述螺旋桨轴线进行旋转，所述至少一个螺旋桨叶片(22)扫过螺旋桨区域，其中，所述至少一个螺旋桨叶片(22)包括螺旋桨叶片端部区域(23)，其中，所述螺旋桨(20)以下述方式设置在所述导流管(10)内部：使得在螺旋桨端部区域(23)和导流管内壁(12)之间形成沿着所述螺旋桨导流管(100、200)的圆周方向的圆周间隙(40)；其中，所述间隙(40)允许边缘流(33)穿过，所述边缘流(33)在导流管内壁(12)的区域内流动，其特征在于：流动引导装置被提供用于将所述边缘流(33)的至少一部分引导到所述螺旋桨区域上。

【技术特征摘要】
2011.09.14 DE 102011053619.11.一种螺旋桨导流管(100、200)，包括导流管(10)和具有至少一个螺旋桨叶片(22)的螺旋桨(20)，所述至少一个螺旋桨叶片(22)能围绕螺旋桨轴线旋转，其中，通过围绕所述螺旋桨轴线进行旋转，所述至少一个螺旋桨叶片(22)扫过螺旋桨区域，其中，所述至少一个螺旋桨叶片(22)包括螺旋桨叶片端部区域(23)，其中，所述螺旋桨(20)以下述方式设置在所述导流管(10)内部：使得在螺旋桨端部区域(23)和导流管内壁(12)之间形成沿着所述螺旋桨导流管(100、200)的圆周方向的圆周间隙(40)；其中，所述间隙(40)允许边缘流(33)穿过，所述边缘流(33)在导流管内壁(12)的区域内流动，其特征在于：流动引导装置被提供用于将所述边缘流(33)的至少一部分引导到所述螺旋桨区域上，所述流动引导装置包括在所述导流管(10)的内壁(12)内的凹部(15)，所述凹部(15)的曲率配置成不恒定，而是朝着所述导流管(10)的流量出口侧水平延伸，使得所述螺旋桨(20)能从所述流量出口侧插入所述导流管(10)内。2.根据权利要求1所述的螺旋桨导流管，其特征在于：所述螺旋桨导流管(100、200)用于船只。3.根据权利要求1所述的螺旋桨导流管，其特征在于：所述流动引导装置设置在所述导流管内壁(12)上。4.根据权利要求1至3中任一项所述的螺旋桨导流管，其特征在于：所述流动引导装置紧邻所述间隙(40)地设置。5.根据权利要求4所述的螺旋桨导流管，其特征在于：所述流动引导装置沿着所述间隙(40)上游的流动方向设置。6.根据权利要求4所述的螺旋桨导流管，其特征在于：所述流动引导装置在所述导流管(10)的圆周方向上被配置成环形的。7.根据权利要求1至3中任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·舒尔茨，
申请(专利权)人：贝克船舶系统有限及两合公司，
类型：发明
国别省市：