TWI535625B - 推進器導管 - Google Patents

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萊因哈德 舒爾策
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貝克爾船舶系統公司
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    • B63H5/07—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers
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Description

推進器導管
本發明有關一種特別用於水上運輸工具(例如，船)之推進器導管。
水上運輸工具(特別是船)的驅動單元包括一推進器，該推進器是由一導管環或一導管所環繞或纏繞，該等驅動單元稱為推進器導管。此導管環或導管的一些具體實施例亦稱為「科特導管(Kort nozzle)」。在科特導管(Kort nozzle)中，在導管的內部配置的推進器正常是以固定構成，即是，推進器只能繞驅動或推進器軸旋轉。為了此目的，推進器經由沿著推進器軸固定運行的一安裝可旋轉(但不是樞軸轉動)的推進器軸連接至殼。推進器軸經由一配置在殼的驅動單元加以驅動。推進器因此不是樞軸轉動(水平或垂直)，而是繞其軸旋轉。
在固定的科特導管(Kort nozzle)中，圍繞推進器的導管亦固定，即是不會樞軸轉動，且具有增加驅動推力的中央功能。在這一點上，這些科特導管(Kort nozzle)時常用在必須每次應用高推力的拖曳船、補給船等。在此固定科特導管(Kort nozzle)中，一額外的操縱布置(特別為一舵)必須配置在推進器回流，即是在推進器導管的下游(當從船行進的方向看時)，用於控制船或水上運輸工具。
對照於此，在樞轉動或可控制的科特導管(Kort nozzle) 中，導管係構成繞固定推進器旋轉。藉由此構件，可增加水上運輸工具的推力，且同時科特導管(Kort nozzle)亦可用來控制水上運輸工具。因此，諸如舵的輔助操縱系統可取代或可以不要。由於導管繞樞軸轉動(安裝時通常垂直運轉)，總推力向量(此由推進器回流與導管推力向量組成)的方向可改變，且水上運輸工具如此可受控制。因此，樞轉動或可控制的推進器導管亦稱為「舵導管」。在此情況，應瞭解術語「樞轉動」，此在於導管能以一預先定義的角度從初始位置轉到右舷與左舷。可控制的科特導管(Kort nozzle)通常不會以整個360°旋轉。
構成為舵導管的推進器導管的另一變體為導管相對於推進器固定但整個舵導管(包括導管與推進器)能以360°旋轉的這類舵導管。此推進器導管在一些情況亦稱為導管圍起的舵推進器。
在此情況中，導管或科特導管通常為外部大致成錐形，最好旋轉對稱構成的管，此係形成推進器導管的壁。因為管朝向船的尾部成錐形，所以推進器導管可在不需要增加工作能力傳送附加推進給水上運輸工具。連同改善推進的特性，在大浪中的顛簸可被此構件進一步減少，使得可減少在波浪汹涌海中的速度損失，且可增加航道穩定度。因為推進器導管或一科特導管(Kort nozzle)的固有阻力大致上會隨增加的船速以二次方增加，其效益對於必須產生較大推進器推力的較慢船隻(例如，拖曳傳、釣魚船等)特別有效。
在推進器導管中配置的推進器包括至少一推進器葉片，最好為複數個推進器葉片(例如3、4或5個葉片)。個別的推進器葉片從推進器轂徑向向外伸出，該推進器轂係位於推進器軸上，推進器葉片之每一者通常有相同形狀，且在推進器轂附近以固定間隔分佈。因為繞推進器軸旋轉，所以推進器葉片可跨越一推進器區域。此可應用於單螺紋螺桿(即是，推進器導管只有一推進器葉片)、及亦用於具複數個推進器葉片之變體兩者，其中複數個推進器葉片然後一起跨越推進器區域。當從上方看推進器時，此通常為一圓形表面，其中在每一情況，圓形表面的外緣可承載抗推進器葉片端部區域或外部推進器葉片，且其中心點位在推進器軸上。推進器葉片端部區域因此形成每一推進器葉片的自由端，當從徑向看時，其在於推進器葉片的部份是在從推進器轂的最大距離上。
為了推進器導管的安全運作，本質上一間隙或間隔絕對要保留推進器葉片端部區域(即是，外推進器葉片頂端)、與導管的內側或內壁之間。保留此一最小間隙確保個別的推進器葉片可無阻礙旋轉，且碰撞時不會發生震動。
一推進器導管具有同時指定流動方向的一流入區域與一流出區域，透過這些區域，當(水運)工具前進時，水可流過推進器導管的導管。沿著導管的內部邊緣區域(即是，在導管內壁的區域)流動的水在此情況稱為邊緣流，水會在流動路徑通道上，透過推進器葉片端部區域之間的間隙流過介於推進器葉片端部區域與導管內壁之間的間隙。因為間隙必須在推進器周 圍圓周形成，以確保推進器導管的運作，邊緣流亦圓周分佈在導管的整個內殼周圍。
通常知道，在推進器導管的推進器中，亂流特別形成在推進器葉片端部區域之區域中。此亂流於於上述的邊緣流。減少推進器導管效能的循環損失會由於此亂流發生。基本應用上，愈大的間隙，發生愈強的循環損失。因此，間隙大小，即是從推進器葉片端部區域至導管內壁的距離儘可能小尺寸，其中為了安全理由，應堅守一最小間隙大小，此間隙大小係取決於特別推進器導管的尺寸。
本發明之目的是要提供一推進器導管，其中在推進器葉片端部區域周圍流動期間，受到邊緣流的亂流所引起的效能損失能儘可能保持較低。
根據本發明可解決此目的，在於用於導引至少一部份邊緣流至推進器區域的導流構件係提供在推進器導管上。
導流構件係以一方法構成，該方法為導流構件使至少一部份邊緣流從間隙的正常流度路徑偏離，且至推進器區域。換句話說，導流構件可從導管內壁的區域導引至少一部份邊緣流偏離及至推進器表面。此意謂可達成通常在推進器葉片端部區域周圍流動的一部份邊緣流改為導引至推進器區域，其中邊緣流會受到推進器葉片的控制，且當推進器導管回流時，重新從推進器導管流出，藉此減少在推進器導管中形成亂流。因此，導 流構件係以一方法構成，該方法為導流構件可使至少一部份邊緣流沿著導管內壁從其正常流動路徑偏離，且導引至推進器區域，即是推進器本身。換句話說，至少一部份邊緣流會受到導流構件從邊緣或導管內壁區域偏離。整體上，流過間隙的邊緣流之流率會被此構件減少。當從流動方向看時，此可減少在推進器葉片端部區域的下游區域的亂流，且因此可改善推進器導管的整體效能。導流構件因此能以一定義時間間隔減少流過介於推進器葉片端部區域與導管內壁之間間隙的水流量。
導流構件可具有任何結構構造，適合使一部份邊緣流從間隙的正常流動路徑偏離，且至推進器葉片端部區域表面。特別係，導流構件最好由導管內壁的適當輪廓構造形成。
權宜作法上，導流構件係以一方法構成，該方法為導流構件導引合理比例的邊緣流(例如，超過邊緣流的一半、60%或75%)至推進器表面。
導流構件通常不會影響間隙或間隙大小的尺寸。特別係，在本發明中，權宜作法上，間隙始終具有推進器導管的個別大小所需的至少最小間隙尺寸。特別係，間隙具有一厚度，即是，介於導管的推進器葉片端部區域與導管內壁之間的距離，推進器直徑的1%至2%，最好1.2%至1.8%。因為個別的推進器葉片通常與推進器導管的流動方向偏離，所以間隙是在傾斜推進器葉片整個深度上的流動方向運作。
根據本發明的目前推進器導管可設計為一可控制變體(舵導管)、與一具固定、非旋轉導管之固定變體兩者。可控制推進器導管可構成例如為一可控制科特導管(Kort nozzle)或一能以360°轉動的舵導管。根據較低循環損失之本發明的效利可從兩變體獲得。在根據本發明的推進器導管中，當從流動方向看時，推進器最好配置在導管的中心與導管的流出區域之間。在流入區域中，特別最好係推進器配置介於關於導管流入邊緣之導管長度的50%與70%之間。特別係，在對稱旋轉的導管中，推進器係配置在其推進器軸，且該推進器軸係置中在導管軸，使得可獲得不變寬度的間隙。
本發明可應用到具有固定推進器葉片之推進器導管、及具有可調整推進器葉片之推進器導管兩者。
進一步最好係，推進器導管使用在例如船的水上運輸工具。原則上，不過，根據本發明的推進器導管未侷限於本應用及其他應用領域，例如，在航空旅遊亦適用。
推進器導管具有至少一推進器葉片。原則上，不過，最好使用例如具有3、4或5推進器葉片的一些推進器葉片之變體。
在一些具體實施例中，導流構件係以一方法配置，該方法為導流構件在導管中心的方向中導引邊緣流從導管內壁偏離，且因此流至推進器區域；或者，導流構件允許推進器區域***或引入邊緣流的區域。在最後提及的替代選擇中，相較於 從先前技術已知相同尺寸的推進器導管，即是使用較大的推進器(直徑)，導流構件允許推進器葉片端部區域進一步向外延伸。藉由改變推進器或推進器表面進一步向外，通常流過從先前技術已知推進器導管中間隙的一部份邊緣流會導入推進器表面，沒有需從正常流動路徑或其正常流動軌道偏離的邊緣流。此外，推進器導管的效能藉由擴大推進器可進一步增加。藉由根據先前描述替代選擇的導流構件，流動從導管內壁的偏離應認為係以流動特別從邊緣斜向離偏之此一方法。
在本發明的一較佳具體實施例中，導流構件配置在推進器葉片端部區域之區域、或在間隙或推進器葉片端部區域的緊鄰附近。在目前情況所瞭解術語「間隙的緊鄰附近」的方法為該導流構件在間隙的上游流動方向及/或在間隙的下游流動方向中配置在間隙。即是，導流構件可基本上透過間隙在間隙上游立即或直接從一位置延伸至在間隙下游立即或直接的一位置。如果導流構件配置在間隙的上游及/或下游，導流構件應能以導引至少部份邊緣流至推進器區域以影響邊緣流之此一方法加以相鄰或隔開配置。
因為導流構件係構成用於導引邊緣流沿著導管內壁流動，所以權宜作法上，亦可在導管內壁上配置或構成導流構件。原則上，導流構件可連接成導管內壁的分開組件或可在導管的壁或內壁形成(在一件中)。
原則上，當從導管的圓周方向看時，導流構件只能配置在 導管的一區域或一些區域。不過，從導管圓周方向的一環的意義，最好係，導流構件係圓周構成。藉此確保在導管的每個區域的整個邊緣流會受到導流構件的影響。因此，可進一步改善推進器導管的效能。或者，對於導流構件的圓周配置，這些能(特別)在可控制的推進器導管、只在推進器導管的兩船尾端或右舷端側面區域中形成，因為間隙在這些區域係藉由推進器軸的旋轉加以擴大，且如此可能發生增強亂流。
在進一步較佳具體實施例中，導流構件包括一或多個位於導管內壁或壁中的凹部。在本說明書中，術語「凹部」應認為：導管成錐形，該導管在縱剖面視圖中係朝向導管殼或導管壁的內部；或者，減少導管厚度，此為脫離平常導管的輪廓習性。當從推進器導管的縱剖面看時，導管或導管殼的厚度因此在凹部區域係以比緊接在該凹部以前及/或以後的較大因素減少。特別係，相較於一沒有凹部、具相同尺寸的導管輪廓厚度，在凹部區域的導管輪廓厚度可以輪廓導管厚度的2%至50%減少，最好以3%至25%，特別最好以5%至15%。
在縱剖面視圖中，凹部的長度能可介於導管總長度的5%與50%之間，最好介於10%與40%之間，特別最好介於20%與30%之間。
當從導管的圓周方向看時，凹部只能在特定部分或圓周形成。因為一凹部在導管形成，當從流動方向看時，可在凹部區域或在其下游近處形成擴大的推進器。抵達凹部區域的大比例 邊緣流將不會循著在凹部區域的導管輪廓習性，但相反，進一步循著其正常直流路徑，且如此會在凹部區域從導管邊緣分開。因為在凹部區域擴大形成推進器，推進器區域如此會進入邊緣流的區域，然後直流到推進器區域或至少部份受到推進器葉片控制，而不是流過現在向外移動的間隙。在此應注意，即使當推進器擴大或推進器葉片端部區域進入凹部區域，確保在每一情況所需的推進器葉片端部區域與導管內壁之間的最小距離。在權宜作法上，凹部直接配置在推進器葉片端部區域或間隙區域或上游。
因為凹部，在輪廓視圖中，凹部區域的導管內壁會對導管相當快速向外延伸。即是，導管的輪廓厚度在凹部區域相當快速減少。藉此達成只有一部份邊緣流會循著此內導輪廓，且因此，明顯減少間隙區域的流率。整體上，因為凹部，如此可獲得導管或間隙的邊緣區域之封閉效果。此外，相較於先前技術，進一步可使用一略微較大直徑的推進器，因此進一步改善推進器導管的效能。
原則上，只要藉此減少凹部區域的導管輪廓，凹部能有任何形狀。在導管的縱剖面視圖中，凹部最好有一階梯形輪廓、一傾斜輪廓、或一彎曲輪廓。特別係，在可旋轉構成的推進器導管或當使用調整的推進器時，可適合形成具有彎曲輪廓線條的凹部，因為凹部的輪廓能以一方法調適導管的旋轉路徑，該方法為介於導管內壁與推進器葉片端部區域之間的距離儘可能保持不變(小)，至少多達一特定旋轉角度。
當從間隙的下游或推進器葉片端部區域的下游的導管流動方向看時，凹部可重新進入導管的正常輪廓習性，或以另一方法進一步動作，例如，直線向導管結束。當從流動方向看時，如果導管輪廓在間隙或推進器葉片端部區域的下游重新擴大(即是導管壁厚度重新增加或直徑內的導管減少)，凹部構成一凹陷。此一凹陷的形成在可旋轉推進器導管的情況係特別有利，因為在兩旋轉方向之每一者中藉由此構件，儘可能保持較小間隙。此適用於推進器葉片端部區域仍然位於凹陷區域的這些旋轉角度。從曲徑密封的觀點，因為凹陷係密封間隙區域且只有非常小量的流動會流過間隙，所以凹陷亦可產生改善的密封效果。如果推進器係以只有最小距離存在推進器葉片端部區域與內壁(在凹陷的最低點)之間之此一方法加以構成及配置，即是推進器葉片端部區域進入凹陷的區域，此密封效果會特別增強。此外，凹陷的結果為，相較於根據先前技術的推進器導管，導管壁的輪廓只在特定區域較窄，且因此不會或只略微發生削弱導管結構。當從導管的圓周方向看時，凹陷可利用以一圓周結構形成的一類型密閉或圓環槽在特定區域或圓周形成。
在導管的縱剖面視圖中，凹陷的輪廓最好能以相同曲率的圓弧延伸。曲率應能以一方法有利配合導管的旋轉，該方法為在推進器葉片端部區域與內壁之間的間隙或距離在凹陷內始終實質不變。在個別情況中，曲率非構成不變，但亦可能特別平坦朝向推進器導管的流出側延伸，因為在組裝過程，推進器 必須時常從此側***導管，且必須確保在導管中保持足夠空間以***推進器。
特別係，在此具體實施例中，權宜作法上，如果凹陷構成為一圓形球或球面。從推進器葉片通常傾斜且因此在特定長度隨著凹陷旋轉的觀點，此特別有利。
在此情況的進一步權宜作法上，推進器葉片端部區域的形狀符合導流構件或凹陷形狀。因此，在此示範性具體實施例中，推進器葉片端部區域具有一球形狀，其中推進器葉片端部區域的球體應具有與凹陷的球體相同的曲率，使得間隙大小保持不變多達一某預先定義旋轉角度。如果一調整的推進器使用在推進器導管，推進器葉片端部區域或凹部應以一方法構成彼此符合或彼此相配，該方法為在推進器葉片的調整(入射角度的調整)期間確保一對應結構或間隙大小不變。
在進一步較佳示範性具體實施例中，導流構件包括一或多個從導管內壁凸出的伸出體。權宜作法上，伸出體應應配置在間隙的緊鄰附近。特別係，當從流動方向看時，伸出體至少配置在間隙的上游。一或多個伸出體係以一方法構成，該方法為在導管中心或推進器區域的方向中，該等伸出體可使邊緣流或至少一部份邊緣流從導管壁偏離。例如，伸出體可在導管的圓周方向構成為一圓周凸起。此一凸起應約略平行間隙加以排列。此外，一額外凸起可配置在間隙的下游。或者，當從導管的縱向看時，導管內壁的輪廓在間隙的下游可筆直延伸或沒有 伸出體。從曲徑密封的觀點，此會有一強化的密封效果。伸出體亦可具有一曲率，使得當旋轉導管時，間隙儘可能保持不變(較小)且多達某旋轉角度。伸出體的結構最好能以一方法調適流動，該方法為伸出體不會或只略微產生亂流。伸出體會伸入導管的內部且構成導引邊緣流。
特別最好係，導流構件的結構與推進器葉片端部區域的結構係以一方法達成彼此相配，該方法為間隙為實質不變多達5°導管旋轉角度，最好多達10°，特別最好多達20°。權宜作法上，所有推進器葉片可為相同構造。換句話說，在一預先定義的旋轉角度範圍中，間隙的厚度(即是介於推進器葉片端部區域與導管內壁之間的距離)保持相同。
在下列顯示的各種不同具體實施例中，相同組件具有相同參考編號。
圖1、1A、2、3與4顯示在各種不同視圖中的一樞轉動推進器導管(100)。該推進器導管(100)包括在內部的一導管(10)，該內部係配置一推進器(20)。該推進器(20)包括一推進器轂(21)，該推進器轂置中位在推進器軸(24)上。四個推進器葉片(22)以徑向從推進器轂(21)伸出(參見圖4)。該導管(10)具有一導流構件，該導流構件可進一步設置於該導管(10)的一導管內壁(12)上，而該導流構件的具體實施方式則於後解釋。為了清楚緣故，圖1至3的剖面圖只顯示兩推進器葉片(22)。
水會在從導管開始(13)流至導管結束(14)的主要流動方向(30)流過導管(10)。關於這一點，導管(10)的流入區域或流出區域之參考編號分別使用(31)(32)表示。
於此實施例中，前述所稱的該導流構件，為該導管內壁(12)上的一凹陷(15)，當在主要流動方向(30)看時，該凹陷(15)配置約在介於導管開始(13)與導管結束(14)之間中心的一導管內壁(12)上。從一凹陷開始(151)，導管輪廓的截面或厚度減少至凹陷(15)的最低點，從那兒，導管(10)的截面或厚度會重新增加至一凹陷結束(152)。在凹陷結束(152)後，導管內壁(12)會重新進入正常導管輪廓。凹陷(15)的最低點位於凹陷開始(151)與凹陷結束(152)之間的中心。凹陷(15)係在導管(10)的圓周方向構成圓周，且如此產生一環形槽。凹陷(15)在導管(10)的導管內壁(12)表面係構成為一圓弧形輪廓，且具有一相當平坦的曲率。如圖1、2與3的圓圈(16)所示，凹陷(15)在導管(10)的整個圓周上具有一不變曲率。
個別的推進器葉片(22)係以關於一徑向軸傾斜。推進器葉片端部區域(23)，即是，推進器葉片(22)的自由端亦為圓弧形或球形，其中球體或圓弧具有與凹陷(15)相同的曲率，使得推進器葉片端部區域(23)的形狀符合凹陷(15)的形狀。在圖1、1A、2與3的側視中，圓弧的曲率係從推進器葉片端部區域(23)的開始(231)延伸至推進器葉片端部區域(23)的結束(232)。因為推進器葉片(22)係纏(或扭)在本身，即是在其縱軸，所以可獲得推進器葉片端部區域(23)的一球形結構。
在圖1中，推進器導管(100)位於零位置，即是不會旋轉。在安裝於船上的狀態，船因此會向前直航。因此，在縱向中心通過導管(即是在流動方向(30))的導管軸(11)與推進器軸(24)係位在彼此上。在圖2與3的圖示中，導管(10)在每一情況係以旋轉角度α繞推進器軸(24)旋轉。在圖2的圖示中，旋轉角度為5°；且在圖3中，旋轉角度為10°。從圖3可看出，推進器葉片端部區域(23)是以10°旋轉位在相對於凹陷開始(151)或凹陷結束(152)。即是，如果旋轉10°，推進器葉片端部區域(23)位在凹陷(15)的外部。另一方面，如果達旋轉角度10°，推進器葉片端部區域(23)位在凹陷(15)中。因為凹陷(15)與推進器葉片端部區域(23)之形成球狀有相同曲率，所以推進器葉片端部區域(23)與導管內壁(12)之間的距離或間隙(40)的厚度為相同大小，且在任何情況都不變(常數)。
在圖1A的圖示中，箭號是以參考編號為(33)表示，此箭號代表邊緣流的通道。由於導管內壁(12)的通道在導管開始(13)的區域中向外遠離彎曲，水流會從邊緣區域的不同方向流動，即是，在接近或緊靠導管內壁(12)的區域。在進一步通道中，邊緣流(33)沿著導管內壁(12)流動至凹陷開始(151)。多數的邊緣流(33)然後不再循著導管內壁(12)至凹陷(15)的通道，但會以流線式向前直流，且碰到推進器葉片(22)。相較於在凹陷(15)之前的邊緣流(33)之流量，只有明顯減少的流量(331)然後流過介於推進器葉片端部區域(23)與凹陷(15)之間的間隙(40)，因此，間隙(40)的區域為「準」密封。因此，沒 有亂流會在推進器伴流上發生。再者因為導管(10)的進一步通道中的邊緣流，在導管中心的主要流動區域或在緊靠導管內壁(12)的主要流動區域中，推進器葉片(22)控制的邊緣流(33)會在導管結束(14)的方向進一步從推進器(20)流動。此實質可在凹陷結束(152)之後達成。
圖5、5A與6顯示本發明的另一具體實施例，即一非樞轉動推進器導管(200)。推進器(20)與推進器導管(200)的導管(10)實質構成類似圖1至4的推進器導管(100)。關於導管(10)，一差異性在於推進器導管(200)的凹陷(15)具有一圓弧形輪廓，但圓弧輪廓的曲率係非常大於在推進器導管(100)的曲率。因此，在流動方向(30)看到的凹陷(15)非常短，即是，在推進器導管(200)的凹陷開始(151)與凹陷結束(152)之間的距離極短於推進器導管(100)的距離。此凹陷(15)亦構成一圓環槽(參見圖6)。在圖5與5A的圖示中，推進器葉片(22)的推進器葉片端部區域(23)具有一圓弧形輪廓，其中圓弧的曲率約符合凹陷(15)的輪廓，即是，推進器葉片端部區域(23)與凹陷(15)在此亦構成對應彼此。因為推進器導管(200)的導管(10)無法旋轉，所以推進器葉片端部區域(23)會非常明顯逐漸變小，即是，構成比在來自推進器導管(100)的推進器葉片更窄。類似在推進器導管(100)，在推進器導管(200)中，邊緣流(33)的大部份不會流過間隙(40)，但會被推進器葉片(22)控制在凹陷開始(151)的區域(參見圖5A)。
在推進器導管(100)與在推進器導管(200)兩者中，推進器 葉片端部區域(23)係以在凹陷開始(151)之前或在凹陷結束(152)之後於內壁區域向外伸出之此一方法深入凹陷(10)。對於相較來自先前技術的推進器導管的相同導管外徑而言，推進器(20)可具有較大直徑。
圖7A與7B顯示一樞轉動推進器導管的另一具體實施例，其中只顯示一推進器葉片(22)的一部分與通過導管(10)的一部分。對照於圖1、1A、2、3與4的樞轉動推進器導管，圖7A顯示的樞轉動推進器導管在導管(10)內壁(12)沒有如同前實施例具有一凹陷的該導流構件。相反地，本實施例具有一如前凸起(17)構成的伸出體的導流構件，在流動方向是提供在導管內壁(12)的推進器葉片(22)的上游。前凸起(17)為沿著導管內壁(12)以圓周式在圓周方向延伸，如此形成一環凸起。在圖7A的圖示中，前凸起(17)的外緣約為弧形。沿著導管內壁(12)流動的邊緣流(33)會受到前凸起(17)偏向(至少部份)進入導管內部，如此導引至推進器漿翼(22)。因此，邊緣流(33)至少部份從推進器葉片端部區域(23)與導管內壁(12)之間的間隙(40)導引離開。前推進器葉片端部區域(23)在其整個圓周輪廓上有相同尺寸。
因為在剖面圖示的不變弧半徑之凸起彎曲結構，所以在邊緣流(33)的偏向期間不會或只略微發生亂流。此亦確保推進器(20)仍可旋轉，且在旋轉處理期間不會受到前凸起(17)的阻礙，此在圖7A是以部份圓圈表示。因此，此前凸起(17)的形狀、推進器葉片端部區域(23)與導管內壁(12)之間的間隙(40) 在零位置與前凸起(17)之間的所有旋軸位置儘可能小。
圖7B顯示一具體實施例，相較於圖7A的設計，除了前凸起(17)以外，一後凸起(18)提供在一樞轉動推進器中。當導管(10)未樞轉動時，後凸起(18)在流動方向係位在推進器葉片(22)的下游。相較於前凸起(17)，後凸起(18)係構成實質(即是)亦與在圓周方向的圓環凸起相同。後凸起(18)的額外提供係以曲徑密封方式產生提高的密封效果。
在圖8A與8B的圖示中，每一圖顯示一非樞轉動推進器導管，其中在圖8A的圖示中，一前凸起(17)係提供，且在圖8B的具體實施例中，一後凸起(18)為額外提供。因為推進器導管為非樞轉，所以凸起(17或18)配置與推進器葉片(22)的距離較短於圖7A與7B的樞轉推進器導管的凸起(17、18)之情況。圖8A與8B的凸起(17、18)高度係大於圖7A與7B的凸起(17、18)高度之狀況。圖8A、8B的凸起(17、18)之外輪廓亦以一彎曲方式延伸，但曲率的程度不是不變。因此，圖8A、8B的凸起(17、18)之形狀不能夠調適推進器葉片端部區域(23)之形狀，所以可獲得一最小可能間隙(40)，因此能有最大可能密封效果。在根據圖8A與8B的這些具體實施例中，邊緣流(33)是由前凸起(17)從導管內壁(12)向內轉移至推進器葉片(22)。
10‧‧‧導管
11‧‧‧導管軸
12‧‧‧導管內壁
13‧‧‧導管開始
14‧‧‧導管結束
15‧‧‧凹陷
16‧‧‧圓圈
17‧‧‧前凸起
18‧‧‧後凸起
20‧‧‧推進器
21‧‧‧推進器轂
22‧‧‧推進器葉片
23‧‧‧推進器葉片端部區域
24‧‧‧推進器軸
30‧‧‧主要流動方向
31‧‧‧流入區域
32‧‧‧流出區域
33‧‧‧邊緣流
40‧‧‧間隙
100‧‧‧推進器導管(樞轉)
200‧‧‧推進器導管(非樞轉)
151‧‧‧凹陷開始
152‧‧‧凹陷結束
231‧‧‧推進器葉片端部區域的開始
232‧‧‧推進器葉片端部區域的結束
331‧‧‧減少的邊緣流
α‧‧‧旋轉角度
本發明以下將參考圖中顯示的一些示範性具體實施例詳細描述，其中：圖1顯示一樞軸旋轉推進器導管的剖視圖； 圖1A顯示圖1之圖示的一部份放大圖；圖2顯示圖1之5°旋轉導管之樞轉動推進器導管的剖面圖；圖3顯示圖1之10°旋轉導管之樞轉動推進器導管的剖面圖；圖4顯示圖1至3之樞轉動推進器導管的透視圖；圖5顯示一非樞轉動推進器導管的剖視圖；圖5A顯示圖5之非樞轉動推進器導管的一部份放大圖；圖6顯示圖5之非樞轉動推進器導管的整個透視圖；圖7A顯示具有一前凸起之樞轉動推進器導管之另一具體實施例的剖面圖；圖7B顯示具有一前與一後凸起之樞轉動推進器導管之另一具體實施例的剖面圖；圖8A顯示具有一前凸起之非樞轉動推進器導管之另一具體實施例的剖面圖；圖8B顯示具有一前與一後凸起之非樞轉動推進器導管之另一具體實施例的剖面圖。
10‧‧‧導管
11‧‧‧導管軸
12‧‧‧導管內壁
13‧‧‧導管開始
14‧‧‧導管結束
15‧‧‧凹陷
16‧‧‧圓圈
20‧‧‧推進器
21‧‧‧推進器轂
22‧‧‧推進器葉片
23‧‧‧推進器葉片端部區域
24‧‧‧推進器軸
30‧‧‧主要流動方向
31‧‧‧流入區域
32‧‧‧流出區域
100‧‧‧推進器導管(樞轉)
151‧‧‧凹陷開始
152‧‧‧凹陷結束

Claims (13)

  1. 一種特別用於水上運輸工具之推進器導管(100、200)，該推進器導管包括：一導管(10)；及一推進器(20)，該導管(10)具有一導流構件，該推進器具有至少一推進器葉片(22)，最好具有複數個推進器葉片，該至少一推進器葉片(22)為可繞一推進器軸旋轉，其中該至少一推進器葉片(22)透過繞該推進器軸旋轉跨越一推進器區域，其中該至少一推進器葉片(22)包括一推進器葉片端部區域(23)，其中該推進器(20)係以一方法配置在該導管(10)內，該方法為在該推進器導管(100、200)的圓周方向，一間隙(40)形成介於該推進器葉片端部區域(23)與一導管內壁(12)之間，其中該間隙(40)允許通過一邊緣流(33)，該邊緣流(33)係在該導管內壁(12)的區域中流動，該導流構件提供用於導引該邊緣流(33)之至少一部份至該推進器區域，該導流構件配置在該導管內壁(12)上，該導管(10)構成可繞該推進器(20)做樞轉動，且該導流構件與該推進器葉片端部區域(23)以此一方法構成，且彼此相配，當該導管(10)樞轉動時，使得該間隙(40)實質保持不變。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之推進器導管，其特徵為該導流構件配置在該間隙(40)的緊鄰附近，特別是在流動方向直接在該間隙(40)的上游。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之推進器導管，其特徵為該導流構件是在該導管(10)的圓周方向構成圓周。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之推進器導管，其特徵為該導流構件係以一方法構成，該方法為該導流構件可在該導管中心的方向，導引該邊緣流(33)從該導管內壁(12)離開、或該導流構件允許該推進器區域引入該邊緣流(33)的區域。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之推進器導管，其特徵為該導流構件包括在該導管內壁(12)中的一凹部。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之推進器導管，其特徵為該凹部在該導管(10)的一縱剖視中具有一階梯形輪廓、一傾斜輪廓、或一彎曲輪廓。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之推進器導管，其特徵為該凹部在該導管內壁(12)中構成為一凹陷(15)。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之推進器導管，其特徵為該凹陷(15)在該導管(10)的縱剖視中構成為一具有相同曲率的圓弧。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之推進器導管，其特徵為該凹陷(15)構持為球形。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之推進器導管，其特徵為該導流構件包括一或多個從該導管內壁(12)凸出的伸出體，其中當在流動方向看時，最好該等一或多個伸出體直接配 置在該間隙(40)的上游及/或下游，而且其中該伸出體最好構成一凸起，特別是在該導管(10)的圓周方向配置的一圓周凸起。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之推進器導管，其特徵為該至少一推進器葉片(22)之推進器端部區域(23)的形狀係符合該導流構件的形狀，特別係一對應曲率。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之推進器導管，其特徵為該推進器端部區域(23)構成延伸至該導流構件的區域。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之推進器導管，其特徵為該導流構件係以一方法構成，該方法為該導流構件充當與該推進器葉片端部區域(23)合作的一曲徑密封。
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