專利名稱：導(dǎo)流裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對浮體的導(dǎo)流裝置，該裝置與浮體軀干相連并且依靠流動將流體動力引入軀干，它具有流線型主舵葉，該流線型主舵葉在迎流端區(qū)內(nèi)的形狀比其在尾流端區(qū)內(nèi)的形狀平鈍一些。
例如，這種導(dǎo)流裝置在舟船上形成穩(wěn)流翼的翼或船舵的舵葉。該裝置出現(xiàn)在各種實施方式中，而且數(shù)十年來已經(jīng)證明了此裝置是有效的。但是，該裝置不能滿足各種需要，例如人們提出了關(guān)于將巨大的流體動力引入浮體這樣的要求，卻無法得到滿足。
因此，本發(fā)明的任務(wù)是如此設(shè)計出上述類型的裝置，它可實現(xiàn)對流體動力特性的進一步改善。
根據(jù)本發(fā)明，上述任務(wù)是如此解決的，即副舵沿流動方向安置在尾流端后，該副舵開流通槽，并且關(guān)于其走向垂直于流動方向的轉(zhuǎn)軸可作調(diào)整地控制該副舵。
不僅可以在可調(diào)整的流線型主舵葉區(qū)內(nèi)安裝這種副舵，而且可以在固定的流線型主舵葉區(qū)內(nèi)安裝副舵，所述主舵葉產(chǎn)生流動斷面。通過裝配流線型主舵葉和副舵，提供了一種流體動力發(fā)揮最大效力的裝置，該裝置結(jié)構(gòu)很簡單。特別是簡單地將該副舵安裝在流線型主舵葉上，從而形成了一種緊湊的實施方式。通過彼此相關(guān)地、適當?shù)夭贾脴?gòu)件，獲得了較好的浮力效果。
由于副舵橫截面形狀基本上限定為圓形，這有利于相對轉(zhuǎn)軸對稱地產(chǎn)生力。但原則上通常可以使用制成圓形的橫截面形狀或由兩個流體閥瓣夾緊而成的橫截面形狀。
由于流通槽作為縱向縫開設(shè)在副舵內(nèi)，所以這有利于一種經(jīng)濟的加工制造。
由于縱向縫被分成若干段縫，所以這可以提供一種高剛度。
為了提供上述不變的并可反復(fù)出現(xiàn)的流動比，規(guī)定副舵的定位與流線型主舵葉的定位有關(guān)。
副舵與流線型主舵葉的連接是這樣設(shè)計的，即當流線型主舵葉繞主轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，實現(xiàn)了副舵按1∶1.5的比例繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，由此實現(xiàn)了一種優(yōu)選的連接結(jié)構(gòu)。通常也可以實現(xiàn)較大的傳動比。
由于流通槽基本上當中分布在橫截面形狀內(nèi)，所以可以進一步均勻地將力引入。
為了滿足通常的流體動力的需要，規(guī)定流線型主舵葉和副舵基本上具有同一轉(zhuǎn)向。
副舵由帶縫的鋼管制成，由此提供了一種穩(wěn)固性好的低廉的實施方式。
由于流線型主舵葉和副舵的連接是通過至少一套舵機實現(xiàn)的，所以可以牢固在實現(xiàn)連接。
在通常的應(yīng)用情況下，副舵和流線型主舵葉的轉(zhuǎn)角是直線配合關(guān)系。
在特殊的應(yīng)用情況下，也可以規(guī)定副舵和流線型主舵葉的轉(zhuǎn)角是非直線的配合關(guān)系。
在附圖中示意地示出了本發(fā)明的實施例，其中

圖1是設(shè)置在流線型主舵葉區(qū)內(nèi)并可相對流動方向轉(zhuǎn)動的副舵的布置原理圖，圖2表示的是處于最終狀態(tài)下的如圖1所示的裝置的視圖，圖3是如圖1所示的裝置在相反轉(zhuǎn)角情況下的視圖，圖4是裝置的主視圖，圖5是圖4中的裝置沿俯視方向V的視圖，圖6是根據(jù)圖4中切線VI-VI的橫截面視圖，圖7是根據(jù)圖5中VII-VII線穿過副舵的橫截面圖，圖8是穿過裝置的橫截面視圖，所述裝置相對流動方向配有非對稱流線型主舵葉，圖9表示的是一種實施方式，其中副舵具有沿流動方向加寬的流通槽，圖10表示的一種實施方式，其中流線型主舵葉和副舵局部重合，圖11表示的是一種實施方式，其中副舵配有兩個扁平的流體閥瓣，圖12表示的是帶加寬的副舵流通槽的實施方式，其中加了加固，支撐橫板安裝在流通槽內(nèi)。
在圖1中，副舵(2)布置在流線型主舵葉(1)區(qū)內(nèi)。流線型主舵葉(1)具有迎流端(3)，迎流端(3)設(shè)計得比尾流端(4)平鈍一些。舵向從迎流端(3)指向尾流端(4)，舵向在流線型主舵葉(1)區(qū)內(nèi)表現(xiàn)為主流方向。入流(6)作用于流線型主舵葉(1)，在圖1的實施方式中，流線型主舵葉(1)相對該入流具有舵角(7)。由于舵角(7)，使入流(6)在流線型主舵葉區(qū)(1)內(nèi)沿舵向(59)轉(zhuǎn)向。
在如圖1所示的實施方式中，副舵(2)具有制成圓形的橫截面形狀(8)，并且副舵開有流通槽(9)。副舵(2)可繞轉(zhuǎn)軸(10)轉(zhuǎn)動并且相對舵向(5)具有調(diào)整角(11)。特別考慮到了通過舵機如此連接副舵(2)和流線型主舵葉(1)，即預(yù)定舵角(7)自動導(dǎo)致預(yù)設(shè)調(diào)整角(11)。
在圖1的實施方式中，流通槽(9)對稱開設(shè)在副舵(2)中，由此實現(xiàn)了，在副舵(2)安裝區(qū)內(nèi)有利地引入流體動力。
圖2示出了圖1所示裝置的結(jié)構(gòu)。其中，舵向(5)沿入流(6)方向延伸。流通槽(9)同沿舵向(5)與流通軸(12)對齊。
圖3示出了圖1所示設(shè)置在相反舵角(7)以及相應(yīng)的副舵(2)方向時的結(jié)構(gòu)。不僅在圖1中畫出了所產(chǎn)生的流動力方向(13)，而且在圖2中畫出了產(chǎn)生的流體動力方向。
例如，通過裝配流線型主舵葉(1)和副舵(2)可為海船提供穩(wěn)流翼或滾轉(zhuǎn)式阻流翼。例如，副舵(2)可以由帶縱向縫的鋼管制成。該縱向縫對稱分布，從而通過兩個對稱設(shè)計的扇形段構(gòu)成了副舵邊界。例如，為了連接副舵(2)和流線型主舵葉(1)，可使用推力曲柄式傳動機構(gòu)。
副舵(2)和流線型主舵葉(1)連接狀態(tài)下的運動情況可由舵機預(yù)先確定。已經(jīng)證明，舵角(7)與調(diào)整角(11)的商值約為1.5是有利的。從1.2-1.8數(shù)值區(qū)間內(nèi)適當?shù)剡x取該值。
當流線型主舵葉(1)繞其主轉(zhuǎn)軸(14)轉(zhuǎn)動而副舵(2)繞轉(zhuǎn)軸(10)轉(zhuǎn)動時，出現(xiàn)了同向轉(zhuǎn)動，從而副舵(2)的入流口總是指向流線型主舵葉(1)的那個表面(16)區(qū)。該表面根據(jù)流線型主舵葉(1)的轉(zhuǎn)動處于背離入流(6)的方向。在示出的例子中，舵角(7)約為20度，調(diào)整角(11)約為30度。
該裝置的作用主要是這樣產(chǎn)生的當調(diào)整流線型主舵葉(1)時，在圖3中指出的副舵(2)扇形段(17)通過增大調(diào)整角(11)起到了一種總是強化流體流動的調(diào)節(jié)閥瓣的作用。于是，通過閥瓣作用使浮力增大。在增大調(diào)整角的情況下，還使流通槽(9)沿浮力方向相對流線型主舵葉(1)表面(16)轉(zhuǎn)動更大的度。于是將水流引離尾流端區(qū)的渦流區(qū)并加大了在起翼頂側(cè)作用的表面(16)上的低壓區(qū)。與扇形段(17)相對布置的副舵(2)扇形段(18)利用增大的調(diào)整角起到了利用浮力分量阻流的尾翼作用。
扇形段(17、18)相對流通槽(9)對稱布置，這有以下優(yōu)點由于作用在轉(zhuǎn)軸(10)外的流體動力不起作用，所以在調(diào)整運動中，在轉(zhuǎn)動情況下只需較小的轉(zhuǎn)矩。
圖4示出了可以在主舵葉(1)區(qū)內(nèi)安裝副舵(2)的主視圖。設(shè)有兩塊支撐橫板(19)和支撐臂(20)，在該區(qū)域內(nèi)還實現(xiàn)了傳動連接。
圖5示出了一種實施方式，其中，流通槽(9)由縫段(21)構(gòu)成。在縫段(21)之間設(shè)有將扇形段(17、18)連在一起的加固用支撐橫板(22)。在圖5中還可以清楚地看到，支撐橫板(19)在卡環(huán)(23)區(qū)與副舵(2)相連。為了提供低流動阻力，支撐橫板(22)呈圓形地過渡到扇形段(17、18)的側(cè)壁。
在圖6和圖7中示出了另兩個圖解橫截面。從圖8中可以看到，可以使用相對流動方向(5)非對稱設(shè)計的流線型主舵葉(1)。
根據(jù)圖9的實施方式，流通槽(9)具有這樣的結(jié)構(gòu)，即該槽從流線型主舵葉(1)的尾流端(4)開始逐漸加寬。特別是考慮到了設(shè)定非連續(xù)的橫截面寬度，而且隨著與尾流端(4)的距離增大而實現(xiàn)了橫截面的增量。因此從尾流端(4)開始，在扇形段(17、18)朝向流通槽的邊界區(qū)內(nèi)出現(xiàn)了彎曲的扇形段界面。
圖10示出了另一種變型。在該變型中，流線型主舵葉(1)的尾流端(4)伸入副舵(2)的流通槽內(nèi)。雖然根據(jù)雙方的重合量可以使可實現(xiàn)的調(diào)整角(11)減小，但是獲得了另一種改進的導(dǎo)流結(jié)構(gòu)。
在如圖11所示的實施方式中，副舵(2)的扇形段(17、18)設(shè)計成閥瓣式結(jié)構(gòu)。于是提供了一種雙閥瓣結(jié)構(gòu)，在相應(yīng)的動力轉(zhuǎn)動支承情況下，該雙閥瓣結(jié)構(gòu)最終降低了產(chǎn)生的力矩。特別是可以使扇形段(17、18)隆起并在其端區(qū)內(nèi)削尖扇形段以便獲得另一種改進的導(dǎo)流結(jié)構(gòu)。圖11示出的閥瓣式扇形段結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了流動向通過標為扇形段(17)的下閥瓣獲得了平緩的流出。由此使環(huán)流得到加強并使在扇形段(17)上引起的調(diào)整角加大。通過在圖11中形成上閥瓣的扇形段(18)使流線型主舵葉(1)的上翼段流體得到加速并由此減少了斷流的危險。這對低壓區(qū)是有利的?？偟膩砜?，環(huán)流由此得到改善并減弱了渦流或確切地說減少了在流線型主舵葉(1)周圍的死區(qū)。由此可避免或至少可減弱振蕩激勵。
在圖12中，為了穩(wěn)定扇形段(17、18)，支撐橫板(19)彼此相對地設(shè)置在流通槽(9)區(qū)內(nèi)。如圖5中的實施方式所示，為了不影響流通，支撐橫板(19)在橫斷方向上具有足夠的間距。
權(quán)利要求
1.浮體的導(dǎo)流裝置，該裝置與浮體的船身相連并根據(jù)流動將流體動力引入船體而且具有流線型主舵葉，該流線型主舵葉設(shè)計得在迎流端區(qū)內(nèi)比在尾流端內(nèi)平鈍一些，其特征在于，副舵(2)沿流動方向(5)設(shè)置在尾流端(4)后，該副舵設(shè)有流通槽(9)，并且可相對走向垂直于流動方向(5)的轉(zhuǎn)軸(10)作調(diào)整地控制該副舵。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，橫截面形狀(8)基本上形成圓形。
3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，流通槽(9)作為縱向縫設(shè)置在副舵(2)內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1-3中任何一項權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，所述縱向縫分成縫段(21)。
5.如權(quán)利要求1-4中任何一項權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，副舵(2)的定位與流線型主舵葉(1)的定位相關(guān)。
6.如權(quán)利要求1-5中任何一項權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，如此設(shè)計副舵(2)與流線型主舵葉(1)的連接，即在流線型主舵葉(1)繞主轉(zhuǎn)軸(14)轉(zhuǎn)動時，實現(xiàn)副舵(2)按1∶1.5的比例繞轉(zhuǎn)軸(10)轉(zhuǎn)動。
7.如權(quán)利要求1-6中任何一項權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，流通槽(9)基本在中央地開設(shè)在橫截面形狀(8)內(nèi)。
8.如權(quán)利要求1-7中任何一項權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，流線型主舵葉(1)和副舵(2)具有基本相同的轉(zhuǎn)向。
9.如權(quán)利要求1-8中任何一項權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，副舵(2)由有縫鋼管制成。
10.如權(quán)利要求1-9中任何一項權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，副舵(2)與流線型主舵葉(1)的連接通過主舵機實現(xiàn)。
11.如權(quán)利要求1-10中任何一項權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，規(guī)定副舵(2)和流線型主舵葉(1)的轉(zhuǎn)角為直線配合關(guān)系。
12.如權(quán)利要求1-11中任何一項權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，規(guī)定副舵(2)和流線型主舵葉(1)的轉(zhuǎn)角為非直線配合關(guān)系。
13.如權(quán)利要求1-12中任何一項權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，副舵(2)的流通槽(9)沿遠離流線型主舵葉(1)方向逐漸加寬。
14.如權(quán)利要求1-13中任何一項權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，形成流通槽(9)邊界的扇形段(17、18)設(shè)計成閥瓣式結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本裝置用于對浮體的導(dǎo)流。該裝置與浮體的船身相連并根據(jù)流動將流體動力引入船體。該導(dǎo)流裝置具有流線型主舵葉，該流線型主舵葉設(shè)計得在迎流端區(qū)內(nèi)比在尾流端內(nèi)平鈍一些?？删哂袌A形橫截面形狀的副舵(2)沿流動方向(5)設(shè)置在尾流端(4)后。該副舵設(shè)有流通槽(9)。此外，可關(guān)于其走向垂直于流動方向(5)的轉(zhuǎn)軸(10)調(diào)整地控制該副舵。
文檔編號B63H25/38GK1166432SQ9710952
公開日1997年12月3日 申請日期1997年3月15日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月20日
發(fā)明者H·G·埃露斯, D·約恩, C·蒂默 申請人:布隆福斯工業(yè)有限公司