[发明专利]一种螺旋桨桨毂帽

说明书

技术领域

本发明涉及船舶制造技术领域，尤其是涉及一种可以提高推进效率的螺旋桨桨毂帽。

背景技术

现有技术中船舶通常是由螺旋桨驱动的，依靠安装在船尾下部的螺旋桨旋转产生的推进力使船舶移动。但螺旋桨旋转时，在螺旋桨的桨毂的后面会产生强的毂涡流，使得毂后出现空化趋势，毂涡流会降低船舶螺旋桨的效率，并且引起螺旋桨处的振动和噪音。为了解决这一问题，提高螺旋桨的推进效率，有人采用对转桨来降低这种毂涡流，也有人在螺旋桨桨毂帽上增加鳍片来降低毂涡流，分散并减小集中在毂帽上的毂涡空化。公开日为2015年3月25日，公开号为CN104443333A的专利文件公开了一种舵球式对转螺旋桨，包括主螺旋桨、舵体、安装在舵体上的舵球以及安装在舵球上的辅螺旋桨；所述舵球为椭圆形回转体，安装在舵体的前方，正对主螺旋桨桨轴中心，舵球的直径为主螺旋桨桨毂小端面直径的0.8～1.5倍；所述辅螺旋桨位于舵球上，直径为主螺旋桨直径的0.2～0.5倍，由内置的小型集成电机驱动，与主螺旋桨旋向相反，其叶数与主螺旋桨相同或为主螺旋桨叶数±1。该结构节能效果显著，兼具舵球和对转桨的优点，可使船舶整体推进效率提高3％～8％。在船舶需要转向操控打舵时，辅螺旋桨产生的推力有利于船舶转向，可减小船舶回转半径，提高操纵性。但这种结构需要在舵内增加动力装置，不但成本高，而且舵的结构过于复杂。公开日为2014年6月11日，公开号为CN103857589A的专利文件公开了一种具有鳍的螺旋桨毂帽，包括位于船舶的螺旋桨毂帽的周边处的鳍，和形成在每个鳍的端部处的端板，从而降低毂涡空化和减少船舵的空蚀现象。此外，鳍可以带来除螺旋桨的推进之外的辅助的推进，从而进一步提高了推进效率。但该专利毂帽上的鳍板是固定在毂帽上的，这种固定形式的鳍板通常只在某一稳定转速下具有较好的毂涡流消除作用，当螺旋桨的转速发生较大变化时，这种固定结构鳍板的毂涡流消除作用会显著降低，从而不能最大限度地发挥其降低毂涡流的作用。

发明内容

本发明为解决现有技术的桨毂帽毂涡流消除作用差，不能适应多种桨速的问题，而提供在一定的桨速范围内均能有效降低毂涡流的一种螺旋桨的桨毂帽。

本发明为解决上述问题而采用的具体技术方案是，一种螺旋桨桨毂帽，设置在螺旋桨的桨毂上，所述桨毂帽包括封闭结构的桨毂帽壳体及设置在所述壳体外周面上的鳍板，所述的鳍板上连接有转轴，鳍板通过转轴与设置在桨毂帽壳体内的鳍板偏转机构连接，桨毂帽的安装端设有固定板，固定板上设有限位槽，所述鳍板偏转机构包括偏转杆，偏转杆的一端通过传动机构与转轴连接，偏转杆的另一端设有一个惯性球，所述惯性球可滑动地适配在限位槽内，偏转杆与桨毂帽壳体之间还设有复位弹簧，桨毂帽转动时，惯性球在惯性力的作用下在限位槽内滑动，惯性球通过偏转杆、传动机构带动转轴转动，转轴转动带动鳍板偏转。

本发明的鳍板上设有转轴，而转轴连接偏转机构，当螺旋桨的转速不同时，偏转机构可以提供不同的偏转角，从而使鳍板的螺旋角可以根据螺旋桨的转速自动加以调整，从而解决了现有技术的桨毂帽上固定鳍板不能根据螺旋桨的转速调整偏转角度，从而影响不同桨速下毂涡流消除效果的问题，提高螺旋桨的推进效率。另一方面，鳍板也具有类似螺旋桨的推进作用，因此可以进一步增加螺旋桨的推进效率。

作为优选，传动机构为齿轮传动机构，偏转杆与转轴的连接端设有主动齿轮，主动齿轮的轮轴设置在桨毂帽壳体上，转轴上设有与主动齿轮啮合的从动齿轮，偏转杆通过主动齿轮、从动齿轮与转轴连接。由于鳍板的转轴一般设置在鳍板靠近固定板的一端，而当螺旋桨具有较高的转速时，为了更好地消除毂涡流，鳍板需要有更大的螺旋角，因此采用齿轮传动机构两个啮合齿轮反向转动的传动原理，可以实现偏转杆与鳍板之间的偏转方向转换，在螺旋桨转速增加时，达到鳍板螺旋角增大的目的。另一方面，采用齿轮传动机构还可以通过齿轮的传动比调节偏转杆的偏转角与鳍板偏转角之间的关系，以实现最好的毂涡流消除效果。

作为优选，主动齿轮为扇形齿轮，扇形齿轮的一侧设有与轮轴垂直的横轴，偏转杆铰接在横轴上。偏转杆与主动齿轮通过横轴铰接，可以容许偏转杆在桨毂帽径向上出现位移，即惯性球的限位槽形状有更多的选择余地，这样可以根据不同的螺旋桨工况在固定板上设计不同的惯性球限位槽，从而使得鳍板螺旋角与螺旋桨转速之间具有不同的对应关系，以实现最好的毂涡流消除效果。

作为优选，限位槽为直槽，限位槽的中心线和限位槽两端与固定板转动中心之间的连线构成直角三角形。这种形式的限位槽其偏转杆仅在与转轴垂直的平面内转动，结构相对简单。