CN102673758A - 导缘凹凸螺旋桨 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供导缘凹凸螺旋桨，包括桨榖、桨叶，桨叶安装在桨榖上组成螺旋桨本体，螺旋桨本体安装在船尾处，其特征是：桨叶一侧的导边轮廓线为凹凸形状，螺旋桨本体旋转时，轮廓线带有凹凸形状的桨叶导边先于水流接触。本发明在保证具有常规螺旋桨性能的前提下，通过桨叶导缘形状的改变，产生反向旋转的旋涡，将产生的能量重新吸收利用，进而提高了螺旋桨的水动力性能，达到了节能的目的。本发明只改变螺旋桨桨叶的外部形状，没有增加附加装置，避免了附加装置产生的能量消耗，并且易于实现。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种船舶领域，具体地说是船舶推进装置。
背景技术
螺旋桨的作用是保证船舶的推进性能，船舶正常航行时，普通叶型的螺旋桨在工作时将耗费大量的主机功率，那么就需要用最少的能源消耗产生最大的推力。在如今国际船舶界提出“船舶节能减排”和“绿色船舶”等船舶发展新概念的大环境下，开发一种节能型螺旋桨将是非常有必要且十分有意义的。
发明内容
本发明的目的在于提供提高水动力性能、达到节能的目的导缘凹凸螺旋桨。
本发明的目的是这样实现的：
本发明导缘凹凸螺旋桨，包括桨榖、桨叶，桨叶安装在桨榖上组成螺旋桨本体，螺旋桨本体安装在船尾处，其特征是：桨叶一侧的导边轮廓线为凹凸形状，螺旋桨本体旋转时，轮廓线带有凹凸形状的桨叶导边先于水流接触。
本发明还可以包括：
1、所述的凹凸形状为正弦曲线，R为桨榖中心到桨叶叶边的距离，r为以桨榖圆心的桨叶剖面半径，r/R=0.2、0.4、0.6、0.8、1处为正弦曲线的波谷，r/R=0.3、0.5、0.7、0.9处为正弦曲线的波峰。
本发明的优势在于：本发明在保证具有常规螺旋桨性能的前提下，通过桨叶导缘形状的改变，产生反向旋转的旋涡，将产生的能量重新吸收利用，进而提高了螺旋桨的水动力性能，达到了节能的目的。本发明只改变螺旋桨桨叶的外部形状，没有增加附加装置，避免了附加装置产生的能量消耗，并且易于实现。
附图说明
图1为本发明的示意图；
图2为本发明在船尾的局部示意图；
图3为凹凸桨叶半个周期叶型剖面示意图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
结合图1～3，本发明桨叶一侧的导边轮廓线为凹凸形状，另一侧为随边3。螺旋桨旋转时，桨叶2的凹凸导边4先与水流接触,这样会产生大量的旋涡，凹凸导边4可以将产生的漩涡重新利用，将这部分能量重新注入到水流中，提高螺旋桨的水动力性能。该桨为Ka4-5510桨，直径为0.5m。导缘为正弦曲线，波高为5mm，4个周期，在r/R(r为剖面半径，R为螺旋桨半径)=0.2,0.4,0.6,0.8,1处为波谷，在r/R=0.3,0.5,0.7,0.9处为波峰。螺旋桨的盘面比、螺距比保持不变。
导缘凹凸螺旋桨由桨毂1和凹凸桨叶2组成。该桨安装在船体5的船尾处，并与船用舵6一起工作，保证船体具有推进性能和操纵性能。导缘凹凸螺旋桨工作时，来流经过螺旋桨，产生反向旋转的旋涡，将产生的能量重新吸收利用，增加来流的动力，从而提高螺旋桨的水动力性能。
凹凸螺旋桨的工作原理为：
(1)导缘凹凸螺旋桨旋转的动力由船体主机提供。
（2）当来流流经凹凸桨叶时，会在凹凸导缘附近产生反向旋转的漩涡，旋转的漩涡向液流中注入动力，这能使液流紧贴桨叶表面，减少流动分离，将旋涡产生的能量吸收利用，提高了螺旋桨的水动力性能。
（3）改变导缘凹凸螺旋桨的进速，绘制螺旋桨效率曲线，并与普通ka4-5510螺旋桨对比，证明该新型桨可以提高普通螺旋桨的水动力性能。
桨叶导边的凹凸结节是本发明的重点，凹凸结节可以使来流产生反向旋转的漩涡。
图3为凹凸桨叶半个周期叶型剖面示意图，其中7为波谷处叶型，8为平衡位置处叶型，9为波峰处叶型。
当来流流过螺旋桨，在桨叶的凹凸导边产生反向旋转的旋涡，旋转的漩涡向液流中注入动力，这能使液流紧贴桨叶，这样的效应使螺旋桨产生的推力增加，转矩下降导致螺旋桨效率提高，改善螺旋桨的水动力性能，同时还具有倒车快、减震降噪的作用。凹凸叶片在船用舵和普通机翼上的应用，已经取得了可靠的理论结果，但在螺旋桨上的应用还没有研究，本专利将凹凸结节与桨叶结合起来，实现了对传统螺旋桨的改进。此螺旋桨具有结构简单，节能减阻效果好的特点，在水面船舶和水下潜器上具有广阔的应用前景。
Claims (2)
1.导缘凹凸螺旋桨，包括桨榖、桨叶，桨叶安装在桨榖上组成螺旋桨本体，螺旋桨本体安装在船尾处，其特征是：桨叶一侧的导边轮廓线为凹凸形状，螺旋桨本体旋转时，轮廓线带有凹凸形状的桨叶导边先于水流接触。
2.根据权利要求1所述的导缘凹凸螺旋桨，其特征是：所述的凹凸形状为正弦曲线，R为桨榖中心到桨叶叶边的距离，r为以桨榖圆心的桨叶剖面半径，r/R=0.2、0.4、0.6、0.8、1处为正弦曲线的波谷，r/R=0.3、0.5、0.7、0.9处为正弦曲线的波峰。
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