專利名稱：船舶高速節(jié)能雙向施力螺旋槳的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型船舶高速節(jié)能雙向施力螺旋槳涉及船舶用螺旋槳推進技 術(shù),尤其是涉及螺旋槳在船舶設(shè)置方式和位置的改變，使螺旋槳在做功時 對船舶有雙向施力的功效，以提高推進效率。 肖景狀
自船舶實現(xiàn)動力機器化以來，船舶螺旋槳就一直安裝在船的尾部水面 以下。業(yè)內(nèi)專家在現(xiàn)今也沒發(fā)現(xiàn)這種螺旋槳安置法有什么不妥，故此讓 這一陳舊低效的傳統(tǒng)技術(shù)延用至今，讓人遺憾的是這確實是一個重大的 歷史性理念和技術(shù)失誤。其原因是現(xiàn)有螺旋槳安置部位只能使螺旋槳產(chǎn) 生單向施力和功能單一，使原本固有的有用功僅僅只利用了一半而另一 半則白白做了無用功，浪費了過半的能源。使船速過于低慢，耗能大， 安全性差。仿真模型實驗表明，螺旋槳在做功時不是業(yè)內(nèi)專家認為的只 有單向的反沖推動力，而是同時產(chǎn)生作用力相等方向一致的兩股雙向、 雙重的合力，也就是說螺旋槳的排水正面能產(chǎn)生反沖推動力，同時螺旋 槳的進水背面也能產(chǎn)生與正面作用力相等方向一致的牽引力，或者說低 壓吸拉力，是現(xiàn)有同型號螺旋槳功效的兩倍。由于現(xiàn)有船舶的螺旋槳是安 置在船的尾部，這就制約了其雙向施力的條件。原因是該槳在做功時，其 背面產(chǎn)生的牽引吸拉力被船尾給全部遮擋抵消了 ，只有單向反沖力對船 做功，即便這個單向力也沒充分發(fā)揮出來。這就是現(xiàn)有船舶航速低、耗 能大的原因所在。
實用新型內(nèi)容
本實用新型基于以上對船舶螺旋槳在做功時能產(chǎn)生雙向施力功效的 認識，對船舶螺旋槳的設(shè)置方式和在船舶的安裝位置進行優(yōu)化，研制出 能充分發(fā)揮其雙向施力功效的設(shè)置方案。
3本實用新型的一種船舶高速節(jié)能雙向施力螺旋槳，在該船舶的船頭 的水面下方設(shè)設(shè)置一個螺旋槳套筒，該螺旋槳套筒的進水口從船頭通向
船外；在該螺旋槳套筒內(nèi)靠近船頭的部位設(shè)置螺旋槳，由傳動軸座支撐 的螺旋槳傳動軸帶動螺旋槳工作；螺旋槳套筒在船舶內(nèi)向后延展一段距 離后，再向左右兩側(cè)延伸為螺旋槳套筒左支管和螺旋槳套筒右支管，左 支管和右支管的左右側(cè)出水口分別從船舶的左右舷外通向船后。
在螺旋槳套筒內(nèi)的前、后、中各部位還可以設(shè)置多個螺旋槳，以適應(yīng) 不同噸位的船舶需要。
在該螺旋槳套筒的進水口可以設(shè)一網(wǎng)罩。
螺旋槳套筒的左側(cè)出水口和右側(cè)出水口截面面積之和比進水口截面 面積略小，其比值為2比3。
所述的螺旋槳套筒、螺旋槳套筒左支管和螺旋槳套筒右支管所組成的 系統(tǒng)安置在船舶的船頭底部，在所述船頭底部下方向后延伸，進水口設(shè) 置在船頭方向，左支管和右支管伸向船體兩側(cè)，所述螺旋槳設(shè)置在螺旋 槳套筒內(nèi)。進水口設(shè)置在船頭方向，左支管和右支管伸出船體兩側(cè)并鄉(xiāng) 后延伸，所述螺旋槳設(shè)置在螺旋槳套筒內(nèi)。
本實用新型的技術(shù)方案通過對螺旋槳設(shè)置方式和在船舶的安裝位置 進行優(yōu)化，該安置法在仿真模型船上對比試驗表明，本"雙向施力槳"比 現(xiàn)有的單向施力槳其推動功效整整翻了一倍，使模型船在相等時間內(nèi)航 行距離遠一倍，速度快一倍。并且在相同航程內(nèi)節(jié)能百分之五十。
圖l是本實用新型船舶用螺旋漿設(shè)置方式和安裝位置示意圖。


圖中 1船頭 2進水口 3螺旋槳 4螺旋槳套筒
6右側(cè)出水口 7螺旋槳傳動軸 8傳動軸座 9螺旋槳套筒右支管5左側(cè)出水口 IO螺旋槳套筒左支管具體實施方式
雙向施力螺旋獎安置法的提出是在較規(guī)范的仿真模型反復(fù)試驗中進 行，與實際的應(yīng)用只是繁筒，大小、量化之分，沒有實質(zhì)之別，其原理 是一樣的，是可信賴的成熟技術(shù)。關(guān)于船舶螺旋槳在做功時有雙向施力 功效，不單基于以上實驗，而且是通過模型船試驗確認的。本方案的提 出首先是來自對現(xiàn)有機動船的考察。當?？吭诖a頭上的船只需要離開碼 頭時，往往使螺旋槳反轉(zhuǎn)，讓船后退再轉(zhuǎn)頭離開，為什么螺旋槳反轉(zhuǎn)能 使船后退呢？我們知道螺旋槳在正轉(zhuǎn)時，其槳背靠船尾，螺旋槳面向外， 螺旋槳正轉(zhuǎn)工作時，螺旋槳面說受水的反沖推動力使船前進。但是當螺 旋槳反轉(zhuǎn)時，其排水轉(zhuǎn)向了船尾并對船尾直接產(chǎn)生反沖撞力，這時漿的 反沖力動能為零。據(jù)力學(xué)中作用力與反作用力原理，螺旋槳受到的水的 反沖推動力已被船尾的反沖撞力抵消，從現(xiàn)有理論上來說是不可能使船 只后退的，這是一般的力學(xué)常識。既然如此，那是什么力使船后退的呢？ 唯一答案是螺旋槳的進水背面產(chǎn)生的，該吸引力將船只向后返。有史以 來業(yè)內(nèi)人士對螺旋槳的水正面產(chǎn)生的反作作用力有所認識和應(yīng)用，但對 螺旋槳的背畝產(chǎn)生的相等牽引、吸拉力則被完全忽視，這是一個很大的 失誤。
下面參照附圖就本實用新型的技術(shù)方案作一個詳細介紹，并利用圖1 所示與現(xiàn)有船螺旋槳對比加以說明。前方已提到本"雙向施力螺旋槳〃基 本是引用現(xiàn)有船螺旋槳的構(gòu)造技術(shù)，所不同的是現(xiàn)有船螺旋槳是安置在 船的尾部，而本"雙向施力螺旋槳"則是安置在船前部船舷的下部位置。 本實用新型的優(yōu)選方式是在船體前方部位，設(shè)置一直徑能容納下該船螺 旋槳的"金屬管道"。管道從船體前方進入，在船體內(nèi)一定長度后，向左 右兩方向分支，從船體左右舷向后方通出，與船左右舷的水相連通。其 管道在船左右舷的兩個出口 口徑之和略小， 一般進水口截面和兩個出口 截面之和的比值在3比2左右。在此管道內(nèi)靠近進水口適當部位安置螺旋槳，要靠近進水口處安置螺旋槳是因為螺旋槳在做功時產(chǎn)生的吸引力 不單指向進水口，而是所有管內(nèi)壁，螺旋槳前管道過長就會分散這種吸 引力。如船體過長可考慮前后設(shè)置雙螺旋槳(前后各安一螺旋槳)加快水 的流速和減壓。還有一點就是在進水口安置一網(wǎng)罩以防雜物進管道內(nèi)。
螺旋槳套筒的設(shè)置，其用意就是為了使螺旋槳更好的發(fā)揮其雙向施力 的功效。其具體結(jié)構(gòu)如圖1所示
在通常的船舶的船頭1的水面下方設(shè)設(shè)置一個螺旋槳套筒4，該螺旋 槳套筒4的進水口 2從船頭通向船外；螺旋槳套筒4內(nèi)靠近穿船頭的部
位設(shè)置螺旋槳3，螺旋槳套筒4在船舶內(nèi)向后延展一段距離后，再向左右 兩側(cè)延伸為螺旋槳套筒左支管10和螺旋槳套筒右支管9，左支管10和右 支管9的左側(cè)出水口 5和右側(cè)出水口 6分別從船舶的左右舷通向船外的 后方，螺旋槳傳動軸7由傳動軸座8支撐，帶動螺旋槳3工作。
為了便利現(xiàn)有船螺旋槳及雙向施力的改造，可在現(xiàn)有船舶內(nèi)部結(jié)構(gòu)原 封不動的基礎(chǔ)上，將整個螺旋槳套筒2、左右支管系統(tǒng)和螺旋槳3安置在 船舶底部，在所述船頭底部下方向后延伸，進水口 (2)設(shè)置在船頭方向， 左支管(10)和右支管(9)伸向船體兩側(cè)，所述螺旋槳(3)設(shè)置在螺 旋槳套筒(4)內(nèi)。該結(jié)構(gòu)同樣發(fā)揮雙向施力的功效。
上述結(jié)構(gòu)除了能夠發(fā)揮其雙向施力的功效，還有利與化解船頭阻礙 激波、節(jié)能和提高船航速。螺旋槳安置在后方，前方的船頭受到壓縮水 位增高形成一層劇烈的阻礙激波。在本實用新型的雙向施力槳型船頭， 即使船在高速航行對，也不會出現(xiàn)以上阻礙激波，這是因為該船頭螺旋 槳管道及時快速將水壓向船的左右兩側(cè)，船頭反而出現(xiàn)相反的低水位、 船舶在船頭低水位和船尾高水位的強的勢差作用下向前運動。雙向施力 螺旋槳還有一功效是船頭的吸引力能有利船航向穩(wěn)定，較強抗御來自不 同程度的風浪沖擊提高航行安全系數(shù)。它避免了螺旋槳在船體外的不足， 能最直觀的消除船頭前的阻礙激波，產(chǎn)生低水位，低壓強的水勢差，有 利船超高速航行、節(jié)能。
權(quán)利要求1. 一種船舶高速節(jié)能雙向施力螺旋槳，其特征在于，在該船舶的船頭(1)的水面下方設(shè)置一個螺旋槳套筒(4)，該螺旋槳套筒(4)的進水口(2)從船頭通向船外；在該螺旋槳套筒(4)內(nèi)靠近船頭的部位設(shè)置螺旋槳(3)，由傳動軸座(8)支撐的螺旋槳傳動軸(7)帶動螺旋槳(3)工作；螺旋槳套筒(4)在船舶內(nèi)向后延展一段距離后，再向左右兩側(cè)延伸為螺旋槳套筒左支管(10)和螺旋槳套筒右支管(9)，左支管(10)和右支管(9)的左側(cè)出水口(5)和右側(cè)出水口(6)分別從船舶的左右舷外通向船后。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的雙向施力螺旋槳，其特征在于，在所述螺 旋槳套筒(4)內(nèi)的前、后、中各部位設(shè)置多個螺旋槳。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的雙向施力螺旋槳，其特征在于，在所述螺 旋槳套筒(4)的進水口 (2)設(shè)一網(wǎng)罩。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的雙向施力螺旋槳，其特征在于，所述螺旋 槳套筒(4)的左側(cè)出水口 (5)和右側(cè)出水口 (6)截面面積之和比進水 口 (2)截面面積略小，其比值為2比3。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的雙向施力螺旋槳，其特征在于，所述的螺 旋槳套筒(4)、螺旋槳套筒左支管(10)和螺旋槳套筒右支管(9)組 成的系統(tǒng)安置在船舶的所述船頭(1)底部，在所述船頭底部下方向后延 伸，進水口 (2)設(shè)置在船頭方向，左支管(10)和右支管(9)伸出船 體兩側(cè)并向后延伸，所述螺旋槳(3)設(shè)置在螺旋槳套筒(4)內(nèi)。
專利摘要本實用新型是一種船舶高速節(jié)能雙向施力螺旋槳，其結(jié)構(gòu)是在船頭的水面下方設(shè)置一個螺旋槳套筒，其進水口從船頭通向船外；在該螺旋槳套筒內(nèi)靠近船頭的部位設(shè)置螺旋槳，螺旋槳套筒在船舶內(nèi)向后延展一段距離后，再向左右兩側(cè)延伸為螺旋槳套筒左支管和螺旋槳套筒右支管，左支管和右支管的左右兩側(cè)出水口分別從船舶的左右舷通向船外。本實用新型的技術(shù)方案通過對螺旋槳設(shè)置方式和在船舶的安裝位置進行優(yōu)化，比現(xiàn)有的單向施力槳其推動功效整整翻了一倍，在相等時間內(nèi)航行距離遠一倍，速度快一倍。
文檔編號B63B3/00GK201235926SQ20082011786
公開日2009年5月13日 申請日期2008年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月18日
發(fā)明者陳云橋 申請人:陳云橋