專利名稱：船舶推進(jìn)器的制作方法
其它申請(qǐng)的相互參考本申請(qǐng)是對(duì)申請(qǐng)人早期申請(qǐng)的部分繼續(xù)申請(qǐng)，早期申請(qǐng)包括1990年2月28日提交的現(xiàn)已放棄的序列號(hào)為486，305的申請(qǐng)，1990年10月26日提交的現(xiàn)已放棄的序列號(hào)為604，741的申請(qǐng)，1992年3月9日提交的現(xiàn)已放棄的序列號(hào)為848，252的申請(qǐng)，1992年7月30日提交的現(xiàn)已放棄的序列號(hào)為922，574的申請(qǐng)，1993年9月8日提交的現(xiàn)已放棄的序列號(hào)為118，029的申請(qǐng)，1994年9月21日提交的序列號(hào)為309，758的申請(qǐng)，現(xiàn)已于1996年4月9日授權(quán)的美國專利5，505，639號(hào)。
把噴水推進(jìn)器用于任何氣墊船，如表面效應(yīng)船(SES)或申請(qǐng)人的SEACOASTER氣墊船設(shè)計(jì)，有許多困難。這是因?yàn)闅鈮|船下面的空氣層被吸入噴水推進(jìn)器的入口，使噴水推進(jìn)器的性能嚴(yán)重下降。這種低效的原因是標(biāo)準(zhǔn)的噴水推進(jìn)器是一個(gè)高壓水系統(tǒng)，其施加壓力的噴口位于轉(zhuǎn)子或葉輪下方。只要少量的空氣被帶入或混入水中，在一些試驗(yàn)中記錄的門限值為百分之五或更少，就可以使葉輪的效率受到嚴(yán)重?fù)p失。當(dāng)平體船行駛在洶涌的海面時(shí)，噴水推進(jìn)器的空氣吸入問題，也會(huì)很明顯，此時(shí)噴水式推進(jìn)器的入口可能會(huì)被切削。
Pratt&Whitney Aircraft在1967-1969年對(duì)3，200馬力噴水式推進(jìn)器進(jìn)行的測試，證實(shí)了空氣吸入問題存在且很嚴(yán)重，但并沒有簡易的解決方案。在Avondale Industries，New Orleans，對(duì)本申請(qǐng)人的兩項(xiàng)噴水式推進(jìn)氣墊游船設(shè)計(jì)，即350名乘客38節(jié)109英尺氣墊船，的試驗(yàn)表明，當(dāng)空氣被吸入2，000馬力的雙體KaMeWa噴水式推進(jìn)器時(shí)，其性能嚴(yán)重降低。對(duì)其中一艘船上的入口進(jìn)行改進(jìn)后，將其降至流線型氣翼型的船體下方約20英寸。這樣減小了但未消除空氣吸入問題，而且付出了速度明顯下降的代價(jià)?？偠灾?，現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)商用噴水式推進(jìn)器，由于低速到中速的旋轉(zhuǎn)真空，以及在條件惡劣的海面高速運(yùn)行時(shí)的入口空氣吸入產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子過速問題，使其性能嚴(yán)重受限制。而且，它們?cè)诘退俚街兴俚男阅?，普遍認(rèn)為不佳。申請(qǐng)人把低速定為0到7節(jié)，中速定為7到20節(jié)，高速定為20節(jié)以上；但在本申請(qǐng)中，高速定義為任一種船舶的速度為15節(jié)或15節(jié)以上。
申請(qǐng)人的新式船舶推進(jìn)器，被稱為水氣雙驅(qū)動(dòng)式(Hydro-Air Drive)或HAD，有一轉(zhuǎn)子，在它的優(yōu)化運(yùn)行狀態(tài)下，由轉(zhuǎn)子的下半部接受水流而工作。在其優(yōu)選方案中，該轉(zhuǎn)子具有一泄流開口，但在其轉(zhuǎn)子的下方?jīng)]有流限制壓力產(chǎn)生噴口。它避免了旋轉(zhuǎn)真空，并且不受影響標(biāo)準(zhǔn)噴水式推進(jìn)器的空氣或氣體吸入問題的影響。也可以消除到申請(qǐng)人的轉(zhuǎn)子，在低速到中速的氣流，從而使優(yōu)選方案中的物流加倍。在低速到中速時(shí)，與具有相對(duì)小的控制流泄流噴口的標(biāo)準(zhǔn)噴水式推進(jìn)器可能產(chǎn)生的推力相比，這會(huì)產(chǎn)生了更大的推力。關(guān)于水氣雙驅(qū)動(dòng)(Hydro-Air Drive)的更詳細(xì)論述，請(qǐng)參見申請(qǐng)人的美國專利5，505，639。
直徑22英寸的水氣雙驅(qū)動(dòng)(Hydro-Air Drive)已經(jīng)制造出來，并在一艘40英尺長V型殼的船上進(jìn)行海中試驗(yàn)。它由一臺(tái)400馬力的Caterpillar柴油發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。在Ft.Lauderdale，F(xiàn)lorida進(jìn)行的最初測試，顯示出它在中速時(shí)的推力值，優(yōu)于商用高速噴水式推進(jìn)器。在速度為30節(jié)以上時(shí)，它表現(xiàn)的性能也優(yōu)于商用噴水式推進(jìn)器。即使在條件惡劣的海中高速行駛時(shí)，也沒有螺旋旋轉(zhuǎn)真空損傷的現(xiàn)象，沒有由于入口通風(fēng)產(chǎn)生的明顯的運(yùn)行困難。對(duì)入口和轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)的進(jìn)一步改進(jìn)正在進(jìn)行，因此在撰寫本文時(shí)，還沒有最終的性能結(jié)果。
第一次測試時(shí)，采用流導(dǎo)向結(jié)構(gòu)基本上阻止了轉(zhuǎn)子前進(jìn)。這產(chǎn)生了水花噴濺層，這是由于入口的邊緣接近水面，影響到軸中心線上的轉(zhuǎn)子。然后安裝了板狀的水流導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，其終止于轉(zhuǎn)子的水平中心線附近，并在轉(zhuǎn)子之前約為轉(zhuǎn)子直徑的四分之一處。成果顯著，結(jié)果速度增加了約7節(jié)?；谶@些結(jié)果，申請(qǐng)人注意到，在入口流體導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的末端和轉(zhuǎn)子葉片之間有一確定的距離。雖然還需進(jìn)行進(jìn)一步的測試，但申請(qǐng)人確定這個(gè)距離最好不超過一個(gè)半轉(zhuǎn)子直徑，不小于半個(gè)轉(zhuǎn)子直徑。
申請(qǐng)人還注意到轉(zhuǎn)子上部的氣流產(chǎn)生好的作用，并且周圍的空氣和/或發(fā)動(dòng)機(jī)排氣或其它氣體提供裝置提供的氣體可用作上述氣流。但是，也可以使入口水流導(dǎo)向結(jié)構(gòu)終止于上方，并且非常接近轉(zhuǎn)子，因而沒有氣流提供到轉(zhuǎn)子的上部。在這種情況下，轉(zhuǎn)子葉片的前上部基本上工作在部分真空中。
在申請(qǐng)人的美國專利5，505，639中，提出了使用入口閥門裝置來引導(dǎo)液體/氣體流向轉(zhuǎn)子；但是，本發(fā)明對(duì)此概念進(jìn)行了改進(jìn)。指出增加一個(gè)直的部分作為已有的通常圓弧形閥門機(jī)構(gòu)的尾部，提高了液體流入轉(zhuǎn)子的精確性。還需指出這樣一個(gè)流導(dǎo)向結(jié)構(gòu)可以僅用于引導(dǎo)入口水流，不需要提供氣流到轉(zhuǎn)子的上部。在此情況下，當(dāng)船舶高速行駛時(shí)，轉(zhuǎn)子葉片的上部將工作在局部真空中。
在此提出了，一個(gè)新的簡單的用于船舶推進(jìn)器的駕駛和反向機(jī)構(gòu)，如噴水式推進(jìn)器和只需要最小驅(qū)動(dòng)力的本發(fā)明。該系統(tǒng)使用位于轉(zhuǎn)子泄流下面的一個(gè)反向?qū)蛉~片裝置或噴口，其連到一方向舵并與方向舵的轉(zhuǎn)速相同。直到一個(gè)阻流泄放裝置或反向斗降低到導(dǎo)向和反向噴口尾部，才產(chǎn)生反向作用。這與德國專利2217171本質(zhì)不同，該德國專利提出獨(dú)立并分離于一組360度可旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向窗的一個(gè)方向舵。在該德國專利中，通過轉(zhuǎn)動(dòng)該方向舵使其與泄放流成90度，來達(dá)到阻流的目的，這樣阻擋泄放流使其不向后，并重引導(dǎo)泄放流到可旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向窗。方向舵和360度可旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向窗都是獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的，這與本發(fā)明的本質(zhì)上簡單的由一個(gè)公共驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的單一部件不同。因?yàn)楸景l(fā)明的方向舵，根據(jù)工作要求，不需要旋轉(zhuǎn)到與流成90度，因此不需要所參考的德國專利那樣高的驅(qū)動(dòng)力。由于上述的明顯不同，本發(fā)明的駕駛和反向機(jī)構(gòu)與德國專利2217171基本不同。而且，本發(fā)明提供了一個(gè)可選用的水流偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，一般為一類似擋板形狀的裝置，可以安裝在反向?qū)蛉~片裝置的下邊。在向前行駛時(shí)，這個(gè)水流偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使水流不沖擊導(dǎo)向葉片，在反向操作時(shí)，它簡單地被反向泄放水流推到旁邊。
本發(fā)明的進(jìn)一步目的，是提供用于導(dǎo)向液體流到所述轉(zhuǎn)子葉片下部的裝置。
本發(fā)明的一個(gè)相關(guān)目的，是提供氣流到所述轉(zhuǎn)子葉片上部。
本發(fā)明的另一個(gè)目的，是在低速和/或中速運(yùn)行時(shí)，能夠關(guān)閉沖向轉(zhuǎn)子葉片的氣流，因此增加運(yùn)行過程中水的流量。
本發(fā)明的一個(gè)直接相關(guān)目的，是提供至少部分為曲線型的一個(gè)閥門，用于控制到轉(zhuǎn)子葉片的水流量。
本發(fā)明的另一個(gè)目的，是提供給轉(zhuǎn)子的水流由結(jié)構(gòu)導(dǎo)向，該結(jié)構(gòu)可以是固定的或活動(dòng)的，并且這樣的結(jié)構(gòu)，可以精確地把水流導(dǎo)向所述轉(zhuǎn)子，以至于不需要?dú)饬鞯竭_(dá)將工作在局部真空中的轉(zhuǎn)子葉片的上部。
本發(fā)明的進(jìn)一步目的，是一個(gè)定子葉片或多個(gè)葉片可以位于轉(zhuǎn)子葉片的下方，由此校直來自轉(zhuǎn)子葉片的泄放流。
本發(fā)明的另一個(gè)目的，是定子葉片可以用于方向舵的前面并與其成直線，由此減少所述方向舵的水的動(dòng)態(tài)阻力。
本發(fā)明的另一個(gè)目的，是提供用于船舶推進(jìn)系統(tǒng)的一個(gè)駕駛和反向機(jī)構(gòu)，其中方向舵和反向?qū)蛉~片或噴口被共同驅(qū)動(dòng)。
本發(fā)明的直接相關(guān)目的，是所述方向舵和反向?qū)蛉~片具有一公共旋轉(zhuǎn)軸。
本發(fā)明的另一個(gè)目的，是所述方向舵在其尾端可以被截短，由此改善被截短的末端處的通氣，以減小舵的阻力。
本發(fā)明的另一個(gè)目的，是提供一反向門，該反向門用于阻擋來自出口尾部的液體流，由此再把所述液體流導(dǎo)向到所述反向?qū)蛉~片。
本發(fā)明的另一個(gè)目的，是在反向時(shí)能夠關(guān)閉沖向轉(zhuǎn)子葉片的氣流。
本發(fā)明的另一個(gè)目的，是提供一個(gè)活動(dòng)的、與船舶推進(jìn)器相關(guān)的水流偏轉(zhuǎn)裝置，用于防止前進(jìn)時(shí)水流沖擊反向?qū)蛉~片。
本發(fā)明的另一個(gè)直接相關(guān)的目的，是所述水流偏轉(zhuǎn)裝置能夠被反向水流產(chǎn)生的力旋轉(zhuǎn)或移到反向水流通路之外。
圖2是圖3中通過線2-2的相似的中心線剖視圖，展示了反向工作的改進(jìn)的船舶推進(jìn)器。其中液體流動(dòng)導(dǎo)向裝置被關(guān)閉以禁止氣體流向轉(zhuǎn)子，并且一個(gè)反向流阻擋機(jī)構(gòu)被旋轉(zhuǎn)向下以阻止向出口尾部的流動(dòng)，然后再將流向?qū)虻揭唤M反向?qū)蛉~片。
圖3是

圖1中通過線3-3的俯視中心線剖視圖，其中展示了推進(jìn)船舶高速前進(jìn)的改進(jìn)的船舶推進(jìn)器。
圖4是圖3中通過線4-4的局部剖視圖，展示了一個(gè)液體流導(dǎo)向閥門，該閥門以控制的流量引導(dǎo)液體流向轉(zhuǎn)子的葉片。液體流導(dǎo)向閥門的旋轉(zhuǎn)，允許增加或減小流到轉(zhuǎn)子葉片的液體流量。其中通到轉(zhuǎn)子葉片上部的氣體流，也通過液體流導(dǎo)向閥門。
圖5是圖3中通過線5-5的局部剖視圖，其中液體流導(dǎo)向閥門關(guān)閉，因此基本上阻止了來自轉(zhuǎn)子葉片的氣流。在反向時(shí)使用這種狀態(tài)，并且，大部分情況下，船低速運(yùn)行時(shí)希望轉(zhuǎn)子內(nèi)流體充分，以獲得最大的推力。
圖6是液體流導(dǎo)向閥門的立體圖。其中曲線型閥門組件部分被制成兩部分，并通過軸相連。這樣做的原因是它們跨在驅(qū)動(dòng)軸的兩端。
圖7是通過圖2中的線7-7的局部剖俯視圖，其中展示了反向阻流裝置下降以阻擋向后流，由此把流體導(dǎo)向反向流導(dǎo)向葉片或噴口。在這種情況下，反向?qū)蛉~片定位用于反向到轉(zhuǎn)向右舷狀態(tài)。其中方向舵被定位，并且與反向?qū)蛉~片裝置一起旋轉(zhuǎn)，如圖中所示。
圖8是方向舵和反向?qū)蛉~片裝置的立體圖，展示為具有共同驅(qū)動(dòng)軸的共同體組件。
圖9是圖1和4中通過剖線9-9的剖視圖，其中展示了轉(zhuǎn)子前面的優(yōu)選的矩形外殼形狀。在此位置，矩形外殼形狀為優(yōu)選方案，因?yàn)樗试S對(duì)液體流導(dǎo)向閥門的做更加開放設(shè)計(jì)。詳細(xì)描述圖1展示了圖3中通過線1-1的中心線剖視圖，其中展示了安裝在一船舶30中的本發(fā)明的改進(jìn)的船舶推進(jìn)器31。在此例中，船舶推進(jìn)器31靠在橫梁42上。驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)32為驅(qū)動(dòng)軸33提供旋轉(zhuǎn)動(dòng)力，由驅(qū)動(dòng)軸傳到轉(zhuǎn)子46、轉(zhuǎn)子葉片52以及可選用的轉(zhuǎn)子葉片罩或環(huán)47。其中轉(zhuǎn)子葉片環(huán)47連接在轉(zhuǎn)子46外圍附近并且隱藏于外殼凹槽53中，以減小水中阻力。外殼54或與相同的動(dòng)力源的相機(jī)械連接的結(jié)構(gòu)至少圍繞轉(zhuǎn)子46外圍結(jié)構(gòu)的360度的主要部分。由于本發(fā)明的優(yōu)選方案中，轉(zhuǎn)子46有大約一半在水流中，一半在水流外，當(dāng)轉(zhuǎn)子葉片52每次旋轉(zhuǎn)進(jìn)入水中時(shí)，在轉(zhuǎn)子葉片52上會(huì)有強(qiáng)烈的沖擊應(yīng)力?？蛇x用的轉(zhuǎn)子環(huán)47，極大地增加了轉(zhuǎn)子46和轉(zhuǎn)子葉片52的固有的結(jié)構(gòu)完整性。所示的一般使用的與轉(zhuǎn)子46驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相關(guān)的其它組件，包括推力軸承35，軸封33和水潤滑的橡膠軸承34。
在圖1中，水流通過可選用的入口格柵條43流入，并被入口流動(dòng)導(dǎo)向裝置48導(dǎo)向到轉(zhuǎn)子46的大約中部或向上的部分，所述格柵條一般為氣翼(airfoil)外形以使阻力最小。其中入口流動(dòng)導(dǎo)向裝置可以是一個(gè)閥門和/或一個(gè)固定結(jié)構(gòu)。氣體如周圍的空氣、發(fā)動(dòng)機(jī)排氣或類似氣體，被提供到轉(zhuǎn)子葉片52的上部，如本發(fā)明的優(yōu)選方案圖中氣體流箭頭38所示。也可以使用一個(gè)可選用的定子葉片50，用于校正轉(zhuǎn)子泄放流。
對(duì)于全速前進(jìn)狀態(tài)，所示的駕駛和反向系統(tǒng)的部件，包括一方向舵45、反向?qū)蛉~片或噴口44，和反向門49。在此例中，反向門是撐起的或打開的，以允許滿負(fù)荷的液體流和氣體流來獲得最大向前推力。在根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)優(yōu)選方案中，舵45和反向?qū)蛉~片是一個(gè)一體的組件，由一個(gè)公共驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)，并具有一個(gè)公共的旋轉(zhuǎn)軸55。圖中還示出了水流偏轉(zhuǎn)裝置或偏轉(zhuǎn)擋板51以及水線39。
圖2是圖3中通過線2-2的相同的中心線剖視圖，與圖1所示類似但為反向狀態(tài)。在此例中，液體流控制或?qū)蜷y48關(guān)閉，以允許液體流到轉(zhuǎn)子葉片52的上部，因?yàn)椋趦?yōu)選方案中，液體流過曲線形狀的液體流導(dǎo)向閥48。轉(zhuǎn)子葉片52的液體泄放流，由反向門49再導(dǎo)向到反向?qū)蛉~片44，結(jié)果產(chǎn)生反向推進(jìn)狀態(tài)。在此例中，其中可選用的水偏轉(zhuǎn)片51被水泄放流所產(chǎn)生的力旋轉(zhuǎn)向前。
圖3是圖1中通過線3-3的剖視圖，展示了當(dāng)工作在在全速向前狀態(tài)時(shí)，改進(jìn)的船舶推進(jìn)器31的俯視圖或平面圖。在此例中，方向舵45具有斬?cái)嗷蚪囟痰奈膊?，以便通氣來減小阻力。
圖4是圖3中通過線4-4的局部剖視圖，其中展示了該優(yōu)選方案中液體流導(dǎo)向閥48的細(xì)節(jié)。其中該閥前部為曲線型，后部較平。這樣在氣流(如氣流箭頭38所示)和液體流(如液體流箭頭37所示)之間有助于形成水線39到轉(zhuǎn)子葉片52。
圖5是圖3中通過線5-5的局部剖視圖，與圖4相似，但是其中液體流導(dǎo)向閥關(guān)閉，以限制通向轉(zhuǎn)子葉片52的氣體流。這是反向時(shí)的狀態(tài)，也是船舶運(yùn)行在低速和中速時(shí)的優(yōu)選工作狀態(tài)。在這些速度下，關(guān)閉或部分關(guān)閉這個(gè)液體流導(dǎo)向閥48的原因是，導(dǎo)向轉(zhuǎn)子葉片52的液體流基本上被加倍，因此在低速時(shí)產(chǎn)生最大推力。有很重要的一點(diǎn)值得注意，即液體流導(dǎo)向閥48可以工作在不限數(shù)量的多個(gè)位置，因此可以控制導(dǎo)向轉(zhuǎn)子葉片52的流量。另外，值得注意的還有，盡管不在本發(fā)明的優(yōu)選方案中，但是流導(dǎo)向閥48可以如圖所示工作，但沒有導(dǎo)向轉(zhuǎn)子葉片52的氣流。在這種狀態(tài)下，液體流導(dǎo)向閥48的末端非常接近轉(zhuǎn)子葉片，入口水流仍然被導(dǎo)向到轉(zhuǎn)子葉片52的下部，并且在它們的上部仍然存在局部真空。這不是本發(fā)明最佳的或最有效的工作方式，但是為可能的工作方式。
圖6是液體流導(dǎo)向閥48及其可選擇的控制桿56的立體投影圖。閥門被制成兩部分的原因是它們跨在驅(qū)動(dòng)軸的兩端。
圖7是通過圖2中的線7-7的局部剖視圖，其中展示了轉(zhuǎn)向反向時(shí)，反向門49向下阻擋反向流的操作。注意在圖中定子葉片50的彎曲的流導(dǎo)向形狀。
圖8是方向舵和反向機(jī)構(gòu)的立體投影圖。注意在此不同的具有共同驅(qū)動(dòng)軸55的全部一體組件。
圖9是圖1和4中通過剖線9-9的剖視圖，其中展示了在液體流導(dǎo)向閥48的通路中，優(yōu)選的矩形流通路和殼體54形狀。這個(gè)部分矩形的形狀，與在此使用圓形形狀相比，允許更大的氣流通路和最大的水流導(dǎo)向結(jié)構(gòu)寬度。圖中所示的結(jié)構(gòu)為全速前進(jìn)時(shí)。
盡管以上結(jié)合優(yōu)選方案以及幾個(gè)可選用的方案，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說明，但應(yīng)理解為并不是要對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制。相反，本發(fā)明應(yīng)函括所有按所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍和精神之內(nèi)的所有可替代方案、改進(jìn)以及等效方案，該權(quán)利要求是本發(fā)明的唯一限定。
權(quán)利要求
1.一種用于推進(jìn)具有改進(jìn)的船舶推進(jìn)器的船舶的改進(jìn)的船舶推進(jìn)器，包括一個(gè)具有轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的轉(zhuǎn)子，當(dāng)所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)并推進(jìn)所述船舶時(shí)，一液體流流向所述轉(zhuǎn)子葉片，并且當(dāng)所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述轉(zhuǎn)子葉片能夠加速流體，因此提供一個(gè)推進(jìn)的推力，所述改進(jìn)包括包圍所述轉(zhuǎn)子葉片外圍下部的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)至少包圍所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的180度的大部分；和液體流動(dòng)導(dǎo)向裝置，至少其大部分，終止于所述轉(zhuǎn)子葉片的上方少于一個(gè)半轉(zhuǎn)子直徑的距離內(nèi)，其中所述液體流，至少大部分被導(dǎo)向到轉(zhuǎn)子的下部，這樣轉(zhuǎn)子葉片主要是在所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)180度的至少大部分接受流體。
2.如權(quán)利要求1中所述的改進(jìn)的船舶推進(jìn)器，其中所述的液體流動(dòng)導(dǎo)向裝置，至少其大部分，終止于所述轉(zhuǎn)子葉片的上方少于一個(gè)轉(zhuǎn)子直徑距離內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1中所述的改進(jìn)的船舶推進(jìn)器，其中所述的液體流動(dòng)導(dǎo)向裝置，至少其大部分，終止于所述轉(zhuǎn)子葉片的上方少于半個(gè)轉(zhuǎn)子直徑距離內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1中所述的改進(jìn)的船舶推進(jìn)器，進(jìn)一步包括一氣體流，當(dāng)所述改進(jìn)的船舶推進(jìn)器高速推進(jìn)船舶時(shí)，所述氣體流被導(dǎo)向到至少到所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的180度的一部分。
5.如權(quán)利要求1中所述的改進(jìn)的船舶推進(jìn)器，其中所述液體流動(dòng)導(dǎo)向裝置是可調(diào)節(jié)的，這樣可以把不同流量的液體流導(dǎo)向所述轉(zhuǎn)子葉片。
6.如權(quán)利要求4中所述的改進(jìn)的船舶推進(jìn)器，其中所述液體流動(dòng)導(dǎo)向裝置可以調(diào)整到一位置，此時(shí)所述裝置基本上關(guān)閉所有流向所述轉(zhuǎn)子葉片的氣流。
7.如權(quán)利要求5中所述的改進(jìn)的船舶推進(jìn)器，其中所述液體流動(dòng)導(dǎo)向裝置至少在其運(yùn)行的一部分時(shí)間內(nèi)，至少一部分與液體流接觸的所述液體流動(dòng)導(dǎo)向裝置為曲線型。
8.如權(quán)利要求1中所述的改進(jìn)的船舶推進(jìn)器，進(jìn)一步包括一駕駛和反向機(jī)構(gòu)，所述駕駛和反向機(jī)構(gòu)具有一方向舵，所述舵一般由一反向流動(dòng)導(dǎo)向裝置驅(qū)動(dòng)，并且所述機(jī)構(gòu)還包括一反向阻流裝置，至少其大部分安置于所述方向舵的尾部。
9.如權(quán)利要求8中所述的改進(jìn)的船舶推進(jìn)器，其中進(jìn)一步包括一導(dǎo)流片，至少部分安裝在反向流動(dòng)導(dǎo)向裝置的下方，并且當(dāng)反向時(shí)，所述導(dǎo)流片的運(yùn)動(dòng)，至少部分是由反向流提供的力產(chǎn)生的。
10.如權(quán)利要求1中所述的改進(jìn)的船舶推進(jìn)器，其中進(jìn)一步包括一轉(zhuǎn)子環(huán)，所述轉(zhuǎn)子環(huán)，至少在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的部分時(shí)間內(nèi)，是插在一個(gè)殼體的凹槽內(nèi)的。
11.如權(quán)利要求1中所述的改進(jìn)的船舶推進(jìn)器，其中在所述船舶推進(jìn)器的垂直截面中看，位于所述液體流動(dòng)導(dǎo)向裝置和葉片的上方附近的一個(gè)外殼的內(nèi)部，至少部分形狀為矩形。
12.一種用于推進(jìn)具有改進(jìn)的船舶推進(jìn)器的船舶的改進(jìn)的船舶推進(jìn)器中，包括具有轉(zhuǎn)子葉片的一個(gè)轉(zhuǎn)子，當(dāng)所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)且推進(jìn)所述船舶時(shí)，一液體流流向所述轉(zhuǎn)子葉片，并且當(dāng)所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述轉(zhuǎn)子葉片能夠加速流體，因此提供一個(gè)推進(jìn)的推力，所述改進(jìn)包括包圍所述轉(zhuǎn)子葉片外圍下部的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)至少包圍所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的180度的大部分；和液體流動(dòng)導(dǎo)向裝置，至少其大部分，安裝在所述轉(zhuǎn)子葉片的上方，并且一氣體流向所述轉(zhuǎn)子葉片的上部，其中所述液體流動(dòng)導(dǎo)向裝置能夠改變流向所述轉(zhuǎn)子葉片的液體流量，并且其中所述液體流動(dòng)導(dǎo)向裝置能夠基本上阻擋流向所述轉(zhuǎn)子葉片的上部的所有氣體流。
13.如權(quán)利要求12中所述的改進(jìn)的船舶推進(jìn)器，其中所述液體流動(dòng)導(dǎo)向裝置，至少其大部分，終止于所述轉(zhuǎn)子葉片的上方少于一個(gè)轉(zhuǎn)子直徑的距離內(nèi)。
14.如權(quán)利要求12中所述的改進(jìn)的船舶推進(jìn)器，其中所述液體流動(dòng)導(dǎo)向裝置，至少其大部分，終止于所述轉(zhuǎn)子葉片的上方少于半個(gè)轉(zhuǎn)子直徑的距離內(nèi)。
15.如權(quán)利要求12中所述的改進(jìn)的船舶推進(jìn)器，其中至少與液體接觸的液體流導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的一部分是曲線型。
16.如權(quán)利要求12中所述的改進(jìn)的船舶推進(jìn)器，其中進(jìn)一步包括一駕駛和反向機(jī)構(gòu)，其中所述駕駛和反向機(jī)構(gòu)具有一般由一反向流動(dòng)導(dǎo)向裝置驅(qū)動(dòng)的一方向舵，并且所述推進(jìn)器還包括一反向阻流裝置，至少其大部分在所述方向舵的尾部。
17.如權(quán)利要求16中所述的改進(jìn)的船舶推進(jìn)器，其中進(jìn)一步包括一導(dǎo)流片，至少部分在反向流動(dòng)導(dǎo)向裝置的下邊，并且當(dāng)反向時(shí)，所述導(dǎo)流片的運(yùn)動(dòng)，至少部分是由反向流提供的力產(chǎn)生的。
18.如權(quán)利要求12中所述的改進(jìn)的船舶推進(jìn)器，其中進(jìn)一步包括一轉(zhuǎn)子環(huán)，所述轉(zhuǎn)子環(huán)，至少在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的部分時(shí)間內(nèi)，是插在一個(gè)殼體的凹槽內(nèi)的。
19.如權(quán)利要求12中所述的改進(jìn)的船舶推進(jìn)器，其中在所述船舶推進(jìn)器的垂直剖面中看，位于所述液體流動(dòng)導(dǎo)向裝置和葉片的上方附近的一個(gè)外殼的內(nèi)部，至少部分形狀為矩形。
20.一種用于推進(jìn)具有改進(jìn)的船舶推進(jìn)器的船舶的改進(jìn)的船舶推進(jìn)器，包括一個(gè)具有轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的轉(zhuǎn)子，當(dāng)所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)且所述的船舶推進(jìn)器推進(jìn)所述船舶時(shí)，一液體流流向所述轉(zhuǎn)子葉片，并且當(dāng)所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述轉(zhuǎn)子葉片能夠加速流體，因此提供一個(gè)推進(jìn)的推力，所述改進(jìn)包括一駕駛和反向機(jī)構(gòu)，所述駕駛和反向機(jī)構(gòu)具有一方向舵，所述方向舵一般由一反向流動(dòng)導(dǎo)向裝置驅(qū)動(dòng)，并與所述反向流動(dòng)導(dǎo)向裝置基本上具有一個(gè)公共旋轉(zhuǎn)軸，所述駕駛和反向機(jī)構(gòu)還包括一反向阻流裝置，至少其大部分在所述方向舵的尾部。
21.如權(quán)利要求20中所述的改進(jìn)的船舶推進(jìn)器，其中所述反向流動(dòng)導(dǎo)向裝置至少部分為圓形。
22.如權(quán)利要求21中所述的改進(jìn)的船舶推進(jìn)器，其中所述反向流動(dòng)導(dǎo)向裝置包括一流導(dǎo)向葉片。
23.如權(quán)利要求21中所述的改進(jìn)的船舶推進(jìn)器，其中所述反向流動(dòng)導(dǎo)向裝置包括一噴口。
24.如權(quán)利要求20中所述的改進(jìn)的船舶推進(jìn)器，其中所述的舵在尾部被截短。
25.如權(quán)利要求20中所述的改進(jìn)的船舶推進(jìn)器，進(jìn)一步包括一定子葉片，至少所述葉片的大部分位于方向舵的前端部分的前面，并與其在一條線上。
26.如權(quán)利要求20中所述的改進(jìn)的船舶推進(jìn)器，其中進(jìn)一步包括一導(dǎo)流片，至少部分在所述反向流動(dòng)導(dǎo)向裝置的下邊，并且當(dāng)反向時(shí)，所述導(dǎo)流片的運(yùn)動(dòng)，至少部分是由反向流提供的力產(chǎn)生的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種船舶推進(jìn)器,其具有一個(gè)轉(zhuǎn)子(46),至少該轉(zhuǎn)子(46)的主要部分被圍在結(jié)構(gòu)(54)中,其中所述的轉(zhuǎn)子,接收水至少越過其大部分下部,并且接收氣體至少越過其一部分上部?？梢酝ㄟ^一個(gè)閥門(48)消除氣體流,該閥門也導(dǎo)向轉(zhuǎn)子葉片(52),并且最好具有一個(gè)曲線型的水接觸面,這樣水將粘附在并流過該表面?？梢杂靡粋€(gè)轉(zhuǎn)子環(huán)(47)增加轉(zhuǎn)子的強(qiáng)度,可將該轉(zhuǎn)子環(huán)插入接近殼體的一個(gè)凹槽(53)內(nèi),以減小轉(zhuǎn)子環(huán)的阻力。本發(fā)明還提出了一種用于船舶推進(jìn)器的駕駛和反向系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括一個(gè)方向舵(45),與反向?qū)蛉~片(44)機(jī)械連接,這樣當(dāng)?shù)雇藭r(shí)方向舵的運(yùn)動(dòng)共同產(chǎn)生泄放流的運(yùn)動(dòng)。選擇性地提供一個(gè)水偏轉(zhuǎn)擋板(51),當(dāng)高速運(yùn)行時(shí),用于偏轉(zhuǎn)水流,使水流不沖擊反向?qū)蛉~片或噴嘴。
文檔編號(hào)B63H11/01GK1284921SQ98813676
公開日2001年2月21日 申請(qǐng)日期1998年2月18日 優(yōu)先權(quán)日1996年4月8日
發(fā)明者D·E·伯格 申請(qǐng)人:D·E·伯格, P·R·伯格