[发明专利]螺旋桨导流管

说明书

技术领域

本发明涉及螺旋桨导流管，尤其比如用于船只，比如轮船。 

背景技术

船只驱动装置，尤其是轮船驱动装置，包括由导流管环或导流管(nozzle)包围或覆盖的螺旋桨，将这些驱动装置称为螺旋桨导流管。这种导流管环或导流管的一些实施例也称为“柯特式导流管(Kort nozzle)”。在柯特式导流管中，通常将导流管内部的螺旋桨配置为固定式，即，螺旋桨可围绕驱动器或螺旋桨轴线旋转。为此，安装可旋转但不可枢转的螺旋桨轴，以便沿着螺旋桨轴线稳固延伸，通过该螺旋桨轴，将螺旋桨连接到船体。通过设置在船体内的驱动器，驱动螺旋桨轴。因此，该螺旋桨不可(水平或垂直地)枢转，但是可围绕其轴线旋转。 

在固定的柯特式导流管中，也固定包围螺旋桨的导流管，即，该导流管不可枢转，其主要功能在于增大驱动器的推力。在这方面，这些柯特式导流管通常用于必须施加较高推力的拖船、供应船等等内。在这种固定的柯特式导流管中，额外的操纵装置(尤其是船舵)必须设置在螺旋桨反流内，即，从轮船行驶的方向观看时，在螺旋桨导流管的下游，用于控制轮船或船只。 

与此相反，在可枢转或可控制的柯特式导流管中，将导流管配置成围绕固定的螺旋桨可枢转。通过这种方法，不仅增大了船只的推力，而且同时柯特式导流管也用于控制船只。结果，可替换或不需要辅助操纵系统(比如船舵)。由于围绕枢轴枢转导流管，可改变整个推力矢量(该矢量包括螺旋桨反流和导流管推力矢量)的方向，从而可控制船只，安装该枢轴时，该枢轴通常垂直延伸。因此，可枢转或可控制的螺旋桨导流管也称为“船舵导流管”。在这种情况下， 要这样理解术语“可枢转”：导流管以预定的角度可从其初始位置旋转到右舷以及旋转到左舷。可控柯特式导流管通常不能完整地旋转360°。 

配置成船舵导流管的螺旋桨导流管的另一个变体为这些船舵导流管，其中相对于螺旋桨固定该导流管，但是整个船舵导流管(包括导流管和螺旋桨)可旋转360°。在某些情况下，这种螺旋桨导流管也称为导流管封闭的船舵螺旋桨。 

在这种情况下，该导流管或柯特式导流管通常为外部接近锥形的管道，优选地旋转对称地配置该管道，该管道形成螺旋桨导流管的壁部。由于该管道朝着船尾逐渐变细，所以螺旋桨导流管可将额外的推力传递给船只，无需增大工作量。与提高推进力的性能一起，通过这种方法在浪涌中进一步减少颠簸摇晃，所以可在波涛汹涌的海面减少速度损失，并且可提高航向稳定性。由于随着船速的增大，螺旋桨导流管或柯特式导流管的固有阻力近乎翻倍，所以对于必须产生较大的螺旋桨推力的低速船(比如，拖船、渔船等等)而言，其优势特别有效。 

设置在螺旋桨导流管内的螺旋桨包括至少一个(优选地多个)螺旋桨叶片(比如，3、4或5个叶片)。各个螺旋桨叶片从螺旋桨轴上的螺旋桨桨毂中朝外径向突出，通常具有相同的形状，并且每隔一定的间隔，分布在螺旋桨桨毂周围。由于围绕螺旋桨轴进行旋转，所以螺旋桨叶片扫过(span)螺旋桨区域。这适用于单启动螺杆(即，具有仅仅一个螺旋桨叶片的螺旋桨导流管)，并且也适用于具有多个螺旋桨叶片的变体，其中，多个螺旋桨叶片然后共同扫过螺旋桨区域。从上面观看螺旋桨时，这通常为圆形表面，其中，在不同的情况下，该圆形表面的外边缘倚靠在螺旋桨叶片端部区域或外部螺旋桨叶片尖端上，并且其中心点位于螺旋桨轴上。因此，螺旋桨叶片端部区域形成每个螺旋桨叶片的自由端，在径向上观看时，该叶片为与螺旋桨桨毂相距最大距离的螺旋桨叶片部分。 

为了安全运行螺旋桨导流管，重要的是，在螺旋桨叶片端部区域(即，外部螺旋桨叶片尖端)和导流管的内侧或内壁之间留出间隙或间距。留出这种最小的间隙，确保各个螺旋桨叶片可畅通无阻地旋转，并且不会由于振动而发生 碰撞。 

螺旋桨导流管具有流动入口区域和流动出口区域，这两个区域共同规定流动方向，船只向前行驶时，通过该方向，水流过螺旋桨导流管的导流管。水沿着导流管的内边缘区域流动，即在导流管内壁的区域内流动，在流过螺旋桨叶片端部区域之间的间隙的流动路径中，水流过螺旋桨叶片端部区域和导流管内壁之间的间隙，在这种情况下，这种水流称为边缘流(marginal flow)。由于必须沿着螺旋桨周围周向形成该间隙，以便确保螺旋桨导流管运行，所以边缘流也设置成周向分布在导流管的整个内护套周围。