[发明专利]用于减小船的驱动功率需求的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于减小单螺旋桨船或多螺旋桨船，尤其是丰满型和非丰满型的不是很快的船的驱动功率需求的装置。

背景技术

从DE 42 23 570 C1公知一种用于可调螺旋桨推进器的流动导向面。对于这种流动导向面，通过一个逆流而上的扩压器形式的环形喷口产生流动干扰。为此在附近区域形成迎流的延迟并在外围区域形成迎流的加速。扩压器直径小于螺旋桨直径的65％。一个这样的喷口以减速喷口或带有向外拱起的环形喷口的扩压器形式实现。该扩压器在其范围内减缓流动，这只要通过非常厚的桨毂，如对于可调螺旋桨推进器，就可以引起推进效率的改善。因此一个这样的喷口不是以带有一个环形喷口的向内的拱形结构的加速喷口形式实现的。因此在该文献中所介绍的喷口在其范围内不加速流动且并不是适合于所有的螺旋桨类型，尤其不适合固定螺旋桨。在DE 42 23 570 C1中没有说明一个在伴流很强的区域内提高螺旋桨迎流速度的前喷口的工作原理。

从JP 07 267189 A公知一种带有一个环形喷口和放射状安装的鳍板的螺旋桨结构。螺旋桨直径大约相当于喷口的环直径。

在JP 58 000492 A中示出了另一种螺旋桨结构，通过该结构可以实现效率的改善和驱动功率需求的减小。该结构同样包括鳍板以及一种由六个蜂窝状安装的元件所组成的构造。

发明内容

本发明的任务在于，提拱一种用于减小船的驱动功率需求的装置。此外应当实现效率的改善以及鳍板对迎流的适配。另外应当改善螺旋桨迎流。

此任务由带有权利要求1的特征的一种装置解决。

据此按照本发明的装置以这种方式形成，即在螺旋桨之前一个很短的距离处安装在船体上的装置包含前喷口，该前喷口带有安装于前喷口内部的鳍板或水翼，其中前喷口围绕一水平的横向的优选穿过前喷口中心的轴线在上部向前倾斜优选最大8°。

通过一种这样构成的装置可以减小船的驱动功率需求。可能的收益随着螺旋桨推力载荷系数的增加而增加。该装置尤其适用于慢速的丰满的船，例如油轮、散装船和拖轮，也适用于所有类型的不是很快的船。装置自身在船的螺旋桨之前固定安装在船身上并且包含两种功能元件，即前喷口和鳍板或水翼。

此外前喷口的工作原理在于，在伴流很强的区域内提高螺旋桨迎流速度，而在弱伴流区域减小螺旋桨迎流速度，其中喷口自身产生推力，并且安装在前喷口内部的鳍板或水翼的工作原理在于形成一个预旋流，其中两种功能元件针对不同的损失源，即前喷口针对有效推力负荷的减小，而鳍板或水翼针对螺旋桨射流内旋流损失的减小。通过两种效果，推进系统的效率得到提高。

通过将装置尽可能靠近地安装在螺旋桨之前，获得了尽量大的效果，即使在不同的装载情况下。

另外，按照本发明的装置不仅适用于丰满的船；它可以以同样的效果应用于所有类型的不是很快的船，其速度大约≤25kn。应用在非常大的集装箱船上也是可行的。

其它有利的构造是从属权利要求的内容。

为了获得一个尽量大的效果，该装置或者该前喷口以其后缘固定安装在螺旋桨平面之前不超过0.3倍螺旋桨直径的地方。优选前喷口在上部向前倾斜大约4°。

根据另一种构造，前喷口绕一个优选穿过前喷口中心的垂直轴线在侧面扭转(verdrehen)，使得前喷口在螺旋桨的向上拍击的一侧上向前倾斜。

另外本发明规定，前喷口可以绕一个优选穿过前喷口中心的垂直轴线在侧面转动最大3°，优选转动1°，从而前喷口在螺旋桨的向上拍击的一侧上向前扭转，其中扭转也可以为0°，然而不能向另一个方向。

另外本发明规定，前喷口轮廓的厚度小于其长度的12％。优选前喷口轮廓的厚度可以是其长度的7.5％或9％。

另一种布置形式规定，鳍板在径向上具有一个可变的迎角，其中鳍板这样扭转(扭曲(twist))，即鳍板在船的内部朝上定向，且迎角在向外的方向上减小。

因此前喷口关于一个向上偏移的且优选位于螺旋桨轴线上方的轴线旋转对称地设置，其中前喷口的内直径最大为螺旋桨直径的90％。

优选四个鳍板或水翼非对称地设置在前喷口内部并且径向于螺旋桨轴线设置，其中鳍板或水翼将前喷口与船体相连并且设置在前喷口的后端上，其中鳍板或水翼的水翼形且也为透镜形的横截面轮廓的拱形侧在螺旋桨的向上拍击的一侧上朝上定向并且在螺旋桨向下拍击的一侧上朝下定向。然而四个鳍板或水翼在前喷口内部空间中的布置没有限制，尤其是还可以具有更少或更多的鳍板或水翼数量。

附图说明

附图中描述了用于带有一个上部向右侧旋转的螺旋桨的一艘船的按照本发明的装置的实施例，其中：