專利名稱：用于減小船的驅動功率需求的裝置的制作方法
用于減小船的驅動功率需求的裝置
狄領域
本發(fā)明涉及一種用于減小單螺^JM&或多螺^Jji船，尤其是豐滿型(v6Uig)和非豐滿型的不是很快的船的驅動功率需求的裝置。
背景技術：
從DE 42 23 570 Cl公知一種用于可調螺^^JM^:器的流動導向面。對于這種流動導向面，通過一個逆流而上的擴壓器形式的環(huán)形噴口產生流動干擾。為jtb^附近區(qū)域形^^流(Anstr6mung)的g并在夕卜圍區(qū)域形組流的加速。擴壓器直徑小于螺M直徑的65%。 一個這樣的噴口以a噴口或帶有向夕卜拱起的環(huán)形噴口的擴壓器形式實現(xiàn)。該擴壓器在其范圍內減緩流動，這只要通過非常厚的槳轂，如對于可調螺^^Mtt器，就可以引起^i^l率的改善。因此一個這樣的噴口不是以帶有一個環(huán)形噴口的向內的拱形結構的加速噴口形式實現(xiàn)的。因jM^i亥文獻中所介紹的噴口在其范圍內不加速流動且并不是適合于所有的螺g類型，尤其不適合固定螺放槳。在DE42 23 570C1中沒有說明一個在伴^U艮強的區(qū)域內提高螺M迎^1的射口的工作原理。
從JP 07 267189 A公知一種帶有一個環(huán)形噴口和;^t狀安裝的鰭板的螺旋槳結構。螺g直徑大約相當于噴口的環(huán)直徑。
在JP 58 000492 A中示出了另 一種螺^i^結構，通過該結構可以實M:率的改善和驅動功率需求的減小。該結構同樣包^^板以及一種由六個蜂窩狀安裝的it件所纟JL^的構造。

發(fā)明內容
本發(fā)明的任務在于，提^-種用于減小船的驅動功率需求的裝置。Ab^卜應當實效L^:率的改善以"Jt;W迎流的適配。另外應當改4^M迎流。j^壬務由帶有^U，漆求l的特征的一種裝置解決。
據jt誠照本發(fā)明的裝置以這種方式形成，即在螺旋槳之前一個4艮短的距離處安^船體上的裝置包含前噴口 ，該 口帶有安裝于1W 口內部的鰭M水翼，其中前噴口圍繞一水平的橫向的他迄穿過前噴口中心的軸線在上部向前
4通過一種這樣構成的裝置可以減小船的驅動功率需求?？赡艿腲隨著螺旋槳推力載荷系數(shù)的增加而增加。該裝置尤其適用亍隻速的豐滿的船，例如油輪、嘲滾*拖輪，^it用于所有類型的不是很快的船。裝置自身在船的螺旋槳之前固定安^4船身上并且包含兩種功肯^t件，即齊賁口和鰭M水翼。
j^卜前噴口的工作原5^于，在伴^艮強的區(qū)域內提高螺旋槳迎aiiJL，而在弱伴流區(qū)域減小螺^^迎^J4JL，其中噴口自身產生推力，并且安裝在前噴口內部的鰭;fc^戈水翼的工作原i^于形成一^5旋流，其中兩種功育^L件針對不同的損失源，即前噴口針對有效推力負荷的減小，而鰭^iUJc翼針對螺放槳射流內旋^U員失的減小。通過兩種錄，微系統(tǒng)的效辨到提高。
通過將裝置盡可能靠i^安^4螺凌槳之前，獲得了盡量大的效果，即使在不同的裝載情況下。
另夕卜，按照本發(fā)明的裝置不^it用于豐滿的船；它可以以同樣的刻^^應用于所有類型的不是很快的船，其^l大約S25kn。應用在非常大的集^Ti船上也是可行的。
其它有利的構it^^^U，]要求的內容。
為了獲#-~個盡量大的效果，該裝置或者該前噴口以其后緣固定安裝在螺
;^平面之前不超過0.3倍螺JA^直徑的地方。皿餘賁口在上部向前傾斜大
根據另 一種構造，前噴口繞"H^選穿過前噴口中心的垂直軸線在側面扭
轉(verdrehen)，使得前噴口在螺旋槳的向上拍擊的一側上向前傾斜。
另外本發(fā)明規(guī)定，前噴口可以繞一，&穿過前噴口中心的垂直軸線在側
面轉動最大3。，優(yōu)選轉動l。，從而前噴口在螺旋槳的向上拍擊的一側上向前扭
轉，其中扭轉也可以為0。，然而不能向另一個方向。
另外本發(fā)明規(guī)定，前噴口輪廓的厚度小于其U的12%。伏選前噴口輪廓
的厚vl可以;l其長變的7.5%或9%。
另一種布置形iU! X，鰭^徑向上具有一個可變的迎角，其中鰭fet樣
M (扭曲(twist))，即鰭^船的內部朝上定向，ili史角在向外的方向上減小。
因此前噴口關于一個向上偏移的且^i^位于螺旋槳軸線上方的軸線旋轉對稱^ki殳置，其中前噴口的內直徑最大為螺^1直徑的90%。
碰四個鰭城水翼非對稱地 _在前噴口內部并且徑向于螺絲軸線設 置，其中鰭減水翼將前噴口與船糾目連并且^i在前噴口的后端上，其中鰭 M7jc翼的水翼形且也為透鏡形的橫截面輪廊的拱形側在螺^t^的向上拍擊的
H上朝上定向并iL^螺放槳向下拍擊的一側上朝下定向。然而四個鰭M水 #前噴口內部空間中的布置沒有限制，尤其是還可以具有更少或更多的鰭板 或水微量。


附圖中描述了用于帶有一個上部向右側旋轉的螺旋槳的一^船的按照本發(fā) 明的裝置的實施例，其中
圖l在右舷,討見圖中示出了本發(fā)明的裝置，其包^-個帶有安裝于其內部 的鰭M水翼的1W口；
圖2在后視圖中示出了該裝置，其中鰭M水翼無差異示出；
圖3示出了通iiltM水^^廓的一個放大的橫截面；
圖4示出了船4^^廓的,抖見圖5示出了一張船尾的肋骨型線圖6示出了前噴口 ，其帶有安裝于其內部的且?guī)в邪凑請D1的鰭板位置布 置的鰭板；
圖7示出了帶有在上部向前傾斜4°的#賁口的裝置的#敗圖； 圖8示出了具有在船體的內部朝上定向且4a^ (扭曲)的鰭板的前噴口的 示意圖9示出了^^按照本發(fā)明的裝置時的功率節(jié)省圖表；
圖10示出了使用和不^^按照本發(fā)明的裝置時的功率需求圖表；
圖11示出了^t不同類型船V^M按照本發(fā)明的裝置時的功率節(jié)省圖表。
M實施方式
根提圖l按照本發(fā)明的裝置10，在一^NM^100的在附圖中沒有示出的螺 ^^之前緊接一個圓柱形或者，形^il橫截面形狀的、固定安M船體上的
前噴口 20。鰭板30或水翼安^前噴口 20的內部空間20a中。前噴口 20關 于向上偏移的軸線21旋轉對稱她iM在船體上。
對于圖2中所描述的實施例，在前噴口 20的內部空間20a中星形地安M四個具有不同鰭板狄的鰭板30a、 30b、 30c、 30d。這四個鰭板非對稱地安裝 在前噴口內并徑向于螺^Jil軸線PAiM。 oH^卜鰭板30a、 30b、 30c、 30d將前 噴口 20與船體100連接，并且"iU在前噴口 20的面對螺旋槳的后端上，其中 鰭絲水翼30; 30a、 30b、 30c、 30d的7JC翼形或者透鏡形的橫戴面輪廓31的 拱形側32在船的左舷側，也lt^螺絲的向上拍擊的Hh朝上定向，而在船 的右舷側,也爭^i在螺^^的向下拍擊的"H!Ch朝下定向。另夕卜鰭^il7jC翼30a、 30b、 30c、 30d在左舷側在前部朝上定向，而在右舷側在前部朝下定向(圖2 和圖3 )。螺旋槳的運行方向按照箭頭方向X (圖1 )。安#前噴口 20內部空 間20a中的鰭M水翼30或30a、 30b、 30c、 30d的角度位^A可調節(jié)的并且 可鎖4調準的角度位置上。
才缺一種帶有向上朝右舷旋轉的螺放槳的實施例，鰭板30a、 30b、 30c、 30d具有如下的伏i^徑向的角度J立置^^角yl位置
鰭板角度 迎角
左舷(BB) 左舷(BB) 左舷(BB) 右舷(SB)
下鰭板(30a) 中鰭板(30b) 上鰭板(30c) 鰭板(30d)
247.5。 14。
292.5。 12。
337.5。 8。
90.0。 10o
并ibft于鰭板角度如此定義#部看12點=0°，沿順時針方向增加， 其中鰭板角度^角可以不同于所給定的值。
才峰在圖1、圖3和圖6中描述的實施形式，鰭板具有一個帶有一個鄉(xiāng) 側壁32和一個直線形的底面33的透鏡形的橫載面l^廓31。 jW^卜例如兩個鰭板 30相對于螺J嫂軸線PA的布置和位置是這樣的，即上鰭板以其底面33與螺旋 槳軸線PA平4亍，而下鰭板的底面33與螺g軸線PA成一個最小為5。， ^i^ 為10。的角度oc 。鰭板的其它的角度位置也是可行的。^^上toH板30a、 30b、 30c、 30d具有圖2中所示的位置。
才缺圖1和圖6射口 20由一個帶有一個#€面輪廓26的模制體25構成， 該^^截面4^廓包含 一個位于夕卜側Jbf目對于螺旋槳軸線PA傾^H個角jy4伸 的壁面段26a; —個位于內部的直線的且與螺^走槳軸線PA平行的壁面段26b; 以及一個在背離螺旋槳的區(qū)域的弧形的壁面段26c，該壁面段26c過渡到外側的 壁面段26a。位于夕卜側的壁面段26a也可以是弧形的。螺3M端在圖6中以PS表示。
如圖7所示的，裝置10在螺J嫂101之前較小距離處安^^旨100上。 oH^卜裝置10應當盡可能靠ia^f^螺M 101之前。ith^NH:口 20圍繞一 個優(yōu)選穿過前噴口中心的水平的橫向的軸線在上部向前M優(yōu)選最大8°地設 置。在圖7中射口20在上部向前攤4。。 j)^卜射口 20以其后緣固定安裝 在螺M平面之前不超過0.3倍螺^直徑的地方。
jtb^卜前噴口 20繞"HS^選穿過噴口中心的垂直的軸^側面42^例如直 到3°，從而前噴口在螺旋槳101的向上拍擊的一側上向前4h^。在i^E最理想 的^"大約直到1。。 0。也是恰當?shù)?，但L是不能向另一個方向。
前噴口 20輪廓的厚度小于其M的12%。 M前噴口 20輪廓的厚vtA其 U的7.5%或9%。
鰭城7jC^30; 30a、 30b、 30c、 30d可以在徑向上具有一個可變的迎角， 其中鰭feit樣M (扭曲)，即鰭M水^L船內部朝上定向JUe角向外朝向前 噴口20減小(圖8)。
前噴口 2的^^廓的厚度布置以;SitM7JC翼30; 30a、 30b、 30c、 30d在徑 向上具有一個可變迎角的布置形^J"于非常豐滿的船;LE關重要的；它們也可 以應用于快船。
通過按照本發(fā)明的裝置10的布置形式將獲得很大的功率節(jié)省，如圖9中的 圖表一樣，通過^ )裝置10所獲得的功率節(jié)省對于三^&^#到了實現(xiàn)，其中 對于兩艘具有不同吃水量的船(X^殳計逸變)^jf艮明顯的。
根悟圖10中的圖表示出了一^t載重p屯位為118000的嘲:^船在具有和不具 有該裝置10的情況下的功率需求。
對于例如載重化位為12000的船而言，在可調螺放槳的情況下特別高的收 益歸因于一個厚槳轂，它的損失通it^置10得到減小。
對于非常大的'1 ，推力載荷系數(shù)特別大。圖11中的圖表示出了通#置 10實現(xiàn)的可能的功率節(jié)省與Cxh值的關系。在圖11的下面部^出了船舶類型 的分類。
按照本發(fā)明的裝置的特M于在說明書和權利要求中所指出的特點以# 圖1至圖11中所描述的構造。
以裝置10可以開發(fā)出一種用于豐滿的'lt^的新型的改Wii的設備，通過該設備可以節(jié)省燃料或者船可以開得更快。該裝置包含兩種組合固定安^t船
體上的元件緊接于螺旋槳之前的噴口和^在噴口中的鰭板系統(tǒng)。噴口改善 具有不利的伴流的區(qū)域內的螺g迎流并自身產生推力；鰭板系統(tǒng)通過產生預 旋流減小螺旋槳射^^螺放槳槳轂旋流的損失，由jtb^驅動功率不變的情況下 螺^t^推力增大。兩種作用相互補充。
通過該裝置可獲得的功率節(jié)省基本上與螺旋槳負荷相關，從對于小型多用 途船而言3。/。的功率節(jié)省直JJ t于大型油^^:^船而言的9%功率節(jié)省。功率 節(jié)省幾乎與船的吃水i^N4^X關。該裝置適用f^f船并JJt合用于事后酉e^。附圖才朽己列表
10 裝置
20 射口 20a 內部空間
21 前噴口軸線
25 模制體
26 #^面輪廓 26a 壁面段 26b 壁面段 26c 壁面段
30 鰭淋翼 30a 鰭擬 30b 鰭擬水翼 30c 鰭擬水翼 30d 鰭擬7
31 麟面輪廓
32 側壁
33 底面
100 姚
101 螺絲
BB 左舷
SB 右舷
PA 螺縣軸線
PS 螺^Jii端
X 螺絲旋轉方向
a 角度
權利要求
1. 用于減小單螺旋槳船或多螺旋槳船，尤其是豐滿和不豐滿的不是很快的船的驅動功率需求的裝置，其特征在于，在螺旋槳(101)之前一個很短的距離處安裝在船體(100)上的裝置(10)包含前噴口(20)，該前噴口帶有安裝于前噴口內部的鰭板或水翼(30；30a、30b、30c、30d)，其中前噴口圍繞一水平的橫向的優(yōu)選穿過前噴口中心的軸線在上部向前傾斜優(yōu)選最大8°。
2. :MWJ要求1所述的裝置，^##于，該裝置或前噴口 (20)以其后緣固定安絲螺^平面之前不超過03倍螺J嫂直徑的地方。
3. :MWJ要求1或2中^-"項所述的裝置，^##于，前噴口 (20)在上部向前傾斜大約4。。
4. 如;K^要求1至3中任一項所述的裝置，其特征在于，前噴口 (20)繞"HSi選穿過前噴口中心的垂直軸線在側面如jtU2^,使得前噴口 (20)在螺旋槳(101)的向上拍擊的一側上向前偏移。
5. :H5U'J要求4所述的裝置，^#棘于， "口 (20)可圍繞4直的艦穿過射口中心的垂直軸錄側面轉it^L大3。， fei^轉過1。，從而射口(20)在螺J嫂(101)的向上拍擊的一側上向前4a^。
6. 如以上權利要求1至5中任一項所述的裝置，其特征在于，前噴口 (20)輪廓的厚度小于其M的12%。
7. :H又利要求6所述的裝置，^ft棘于，1 口輪廓的厚>1^其狄的7.5%或9%。
8. 如以Ji^'j要求1至7中任一項所述的裝置，，征在于，鰭M水翼(30; 30a、 30b、 30c、 30d)在徑向上具有一個可變的迎角，其中鰭;^Jl樣灘(扭曲)，使得鰭絲水絲船的內部朝上定向，并腿角向外朝向射口 (20)減小。
9. 如以Ji^U'J要求1至8中^-項所述的裝置，*##于，1 口 (20)地設置，其中前噴口的內直徑小于螺^直徑的卯％。
10. 如以Ji^利要求1至9中^""項所述的裝置，^##于，M四個鰭^7JC翼(30; 30a、 30b、 30c、 30d )非對稱地"iM在前噴口 (20)的內部空間(20a)中并且徑向于螺旋槳軸線(PA)設置，其中鰭M水翼^&體與前噴口 (20)相連并JUU在前噴口 (20)的后端上，其中鰭城水翼(30;30a、 30b、 30c、 30d )的透鏡形的橫截面輪廓(31)的換形側(32)在螺旋槳的向上拍擊的一側上朝上定向并iL^螺it槳向下拍擊的"H^上朝下定向。
11.如以上^U'J要求l至10中^-"項所述的裝置，絲征在于，鰭板(30;30a、 30b、 30c、 30d)具有如下的優(yōu)選徑向的角度位置和起始角度位置鰭板角度 迎角左舷(BB)左舷(BB)左舷CBB)右舷(SB)下鰭板(30a)中鰭板(30b)上鰭板(30c)鰭板(30d)247.5。292.50337.5。90.0Q14。12°8。10o
12. 如以上^^'J要求1至11中任一項所述的裝置，其特征在于，詔i在前噴口 (20)的內部空間(20a)內的鰭M水翼(30)的角^l位Jji可變化的或可調整的。
13. 具有權利要求1至12特征的裝置(10)的應用，用于減小船、尤其是豐滿和不豐滿的船例如油輪、嘲滾船或拖洽以及所有類型的不是很快的船的驅動功率需求，還用于改4^^m迎流以及形成預旋流。
全文摘要
一種用于減小船的驅動功率需求并適用于所有類型的豐滿和不豐滿的不是很快的船的裝置(10)，以這樣的方式形成，即在螺旋槳之前一個很短的距離上固定安裝在船體(100)上的裝置(10)由一個帶有安裝于前噴口內部的鰭板(30；30a、30b、30c、30d)的前噴口(20)構成，其中前噴口圍繞一水平的橫向的優(yōu)選穿過前噴口中心的軸線在上部向前傾斜優(yōu)選最大8°。
文檔編號B63H5/16GK101531246SQ20091013460
公開日2009年9月16日 申請日期2009年3月9日 優(yōu)先權日2008年3月10日
發(fā)明者F·梅維斯 申請人:貝克船舶系統(tǒng)有限及兩合公司