专利名称：带水轮机的螺旋桨的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种船舶附体节能装置，特别是一种带水轮机的螺旋桨。
背景技术：
船用燃油价格持续上涨。燃油费用在船舶营运开支中的比例越来越高，因而船舶 附体节能技术日益受到世界各国造船、航运界的关注和欢迎，成为研究与应用推广的热点。船舶附体节能技术，形式甚多。国内研究附体节能的有前置导流片、前置导管、补 偿导管、毂帽鳍、消涡助推器、导管后置导流片、舵装推力鳍、反应舵等项术。1.装于螺旋桨前，用于改善螺旋桨进流速度场，使速度场均勻或产生预旋，以达 到提高螺旋桨效率的目的，同时也收到减振的效果，如前置导筒、补偿导筒、桨前固定导 轮、船艉桨前预旋片、导筒前置导流片等，节能率在5 10%之间。2.以分割和衰减各类旋涡，达到减少旋涡阻力，提高推进效率为目的，如；装于螺 旋桨毂帽上的毂帽鳍、消涡助推器(子母桨)可以分割衰减毂涡；装于螺旋桨叶梢的端板可 以抑制梢涡；装于船艉适当位置的预旋圆柱，可以消除舭涡，节能率在5 8%之间。以上船舶附体节能装置很多只是针对船体部件进行改造，或者附加小部件，能起 到一定的节能作用，但是节能率不高，综合附体节能效率不超过13% ；船体综合附体部件安 装设置过多，带来零件材料疲劳几率增大，船体零件在长时间在交变载荷作用下会产生疲 劳破坏，影响整个船体运行安全。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种带水轮机的螺旋桨，结合水轮机和螺 旋桨的特点，不由动力驱动，而是利用柴油机带动的机动螺旋桨产生的反向水流使其自由 转动，将高速的反向水流势能转化为机械能，节能效率大幅度提高。为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是一种带水轮机的螺旋桨， 圆筒内圈与水轮机叶片边缘连接，圆筒中心设有毂，毂与水轮机叶片叶端连接，毂中心设有 轴孔，圆筒外圈与螺旋桨叶片相连。水轮机叶片靠近圆筒内径处一端到中部的边缘与圆筒口水平；圆筒的长度为毂的长度的两倍；水轮机叶片数量至少为一片；螺旋桨叶片数量至少为一片。本实用新型提供的带水轮机的螺旋桨，有益效果如下1、结合水轮机和螺旋桨的特点，不由动力驱动，而是利用机动螺旋桨产生的反向 水流使其自由转动，以回收机动螺旋桨后反向水流能量，并把水流的能量转换为旋转机械 能，至少节省70%柴油机马力，节能效率大幅度提高。2、作为单独附体装置，在装置疲劳破坏状态下不影响整个船体安全运行，维修，安 装拆卸方便。
图1为本实用新型的结构示意图；图2为本实用新型装置工作示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型圆筒1内圈与水轮机叶片3边缘连接，圆筒1中心设有毂 2，毂2与水轮机叶片3叶端连接，毂2中心设有轴孔4，圆筒1外圈与螺旋桨叶片5相连；所述的水轮机叶片3靠近圆筒1内径处一端到中部的边缘与圆筒1 口水平。靠近 圆筒1内径处为凹形，水轮机叶片3形状为外宽内窄的空间扭曲面。水轮机叶片3数目根据 流体机械中的透平机械理论设计，本实用新型设计为六片为例，并按一定螺距安装在圆筒1 中。由于水轮机叶片3形状为外宽内窄的空间扭曲面，设计时考虑到叶角和螺距，所述圆筒 1的长度设计为毂2的长度的两倍，便于安装水轮机叶片3。所述的螺旋桨叶片5的叶片数量至少为一片，与圆筒1外圈相连接。螺旋桨的设 计参数直径、桨叶数目、实度、桨叶角、螺距根据实际船速的要求而设计。具体安装方式如图2所示，本实用新型装置的轴孔4通过轴与轴承组6相连接，构成传动。轴与 轴承组6通过人字架9固定在船体上，本实用新型装置安装在船舵7后，船舵7位于本实用 新型装置与机动螺旋桨8之间。工作原理水能转变为旋转机械能的必要条件水流在转轮出口的能量小于进口处的能量， 即转轮的进口和出口必须存在速度矩的差值。对直线运动的水流，柴油机带动的机动螺旋 桨8后部的直线水流速度要比周围直线水流速度大；而转轮中心部位速度慢，外径速度快。 本实用新型装置的理论依据即为直线运动的水流对慢速水轮机叶片3做功产生机械能；快 速旋转的螺旋桨叶片5切割慢速的水流而产生机械力。船只正常航行时，船舵7前柴油机带动机动螺旋桨8产生的反向水流作用于水 轮机叶片3，水流势能转换为机械能，对本实用新型装置做功，水流通过实用新型装置时，螺 旋桨叶片5迫使水流动量矩发生变化，而水流以反作用力作用在螺旋桨叶片5上，从而使毂 2获得力矩，驱动轴与轴承组6旋转。轴与轴承组6直接或间接经传动机构带动其他机械， 输出机械功，对船体产生自推力。船只航行时，船体实际机械能E0=E1+E2+E3El为柴油机作用于机动螺旋桨8的机械能；E2为反向水流作用螺旋桨叶片5的机械能；E3为反向水流势能。船体实际工作相当于由机动螺旋桨8和本实用新型装置螺旋桨叶片5工作，螺旋 桨叶片5的驱动来源于反向水流势能，有效节约柴油机马力。
权利要求一种带水轮机的螺旋桨，圆筒(1)内圈与水轮机叶片(3)边缘连接，圆筒(1)中心设有毂(2)，毂(2)与水轮机叶片(3)叶端连接，毂(2)中心设有轴孔(4)，圆筒(1)外圈与螺旋桨叶片(5)相连。
2.根据权利要求1所述的带水轮机的螺旋桨，其特征在于水轮机叶片(3)靠近圆筒 (1)内径处一端到中部的边缘与圆筒(1) 口水平。
3.根据权利要求1所述的带水轮机的螺旋桨，其特征在于圆筒(1)的长度为毂(2)的 长度的两倍。
4.根据权利要求1所述的带水轮机的螺旋桨，其特征在于水轮机叶片(3)数量至少为一片。
5.根据权利要求1所述的带水轮机的螺旋桨，其特征在于螺旋桨叶片(5)数量至少为一片。
专利摘要一种带水轮机的螺旋桨，圆筒内圈与水轮机叶片边缘连接，圆筒中心设有毂，毂与水轮机叶片叶端连接，毂中心设有轴孔。圆筒外圈与螺旋桨叶片相连。结合水轮机和螺旋桨的特点，不由主机驱动，而是利用柴油机带动的机动螺旋桨产生的反向水流使其自由转动，以回收螺旋桨后反向水流能量，并把水流的能量转换为旋转机械能，至少节省70%柴油机马力，节能效率大幅度提高；作为单独附体装置，在装置疲劳破坏状态下不影响整个船体安全运行，维修，安装拆卸方便。
文档编号B63H1/14GK201694378SQ20102025136
公开日2011年1月5日 申请日期2010年7月8日 优先权日2010年7月8日
发明者李正启 申请人:李正启