[发明专利]内螺旋桨

说明书

本发明涉及一种介质载体螺旋桨推进装置，特别是涉及舰船和飞机螺旋桨推进装置。

目前传统的螺旋桨都是桨叶固定在桨毂上，且径向外伸的螺杆状外螺旋桨。其结构特征为桨叶是独立的受力构件，为保证桨叶强度，桨叶有很大厚度，叶面积分布在叶梢处很少，叶腰处较肥，而叶根处叶面很宽，这种叶形效率较低；同时传统桨叶通常分布在一个桨盘内，盘面比很大，周向、径向、厚度损失严重，使得现螺旋桨推进效率仅在0.3～0.65之间。

本发明的目的是提供一种内螺旋桨，该桨能大幅度降低螺旋桨的周向、径向、叶截面厚度损失，减小螺旋桨叶面积，提高螺旋桨转换效率，从而大幅度提高以螺旋桨为推进装置的舰船和飞机的速度。

本发明的目的是这样实现的：将比传统桨叶径向高度低、厚度小、叶面积沿最大或较大旋转半径分布的新型桨叶固定到旋转导管的内壁上，并且把桨叶总叶数平均分成两盘，在同一旋转导管的内壁上拉开间距固定，这样就得到低盘面比、双盘面的内螺旋桨主体结构。然后用叶梢伸出的条幅将螺旋桨主体结构固定到传统的桨毂轴上，得到侧视为双盘、条幅式内螺旋桨推进装置，即为内螺旋桨。本发明的具体结构是这样的：沿传统桨叶梢设置旋转导管1，加大叶梢面积分布，形成新型桨叶叶根2，并且固定到旋转导管1的内壁上。将传统桨叶约1/2R(R为螺旋桨半径)范围内的叶面积铲除并削尖所剩叶形，得到脱离原桨毂的新型桨叶的叶腰3和叶梢4。这样就得到桨叶固定在旋转导管1内壁上，叶根2与叶梢4的位置都与传统桨叶相反的内螺旋桨桨叶。将桨叶总叶数分成前盘桨叶A1、后盘桨叶A2两盘，在正投影图上错开分布。两盘面在轴向拉开间距L并固定在同一旋转导管1的内壁上，得到双盘面内螺旋桨主体结构。通过桨叶叶梢4光顺伸出的螺旋面条幅5，与桨毂6组成轴向三角形框架结构。前盘A1、后盘A2双盘桨叶叶梢4伸出的条幅5拉开间距L固定到桨毂6上。间距L根据内螺旋桨强度计算取值，一般L值不大，前盘桨叶A1的排出流不会影响桨叶A2的工作效率。条幅式叶根结构因为有旋转导管1、桨毂6的固定和采用双盘桨叶而具有足够强度。当然，内螺旋桨桨叶也可采用单盘结构。本发明可以用铁、铜、铝等金属或塑料制造，对于大功率内螺旋桨必须使用高强度合金制造。本发明的优点是：由于桨叶高度、厚度、叶面积都降低50％左右，所以大幅度降低了周向、径向、厚度损失，使得本发明的效率达到90％以上，能够大幅度提高现代舰船和螺旋桨飞机的速度；由于内螺旋桨是桨叶与旋转导管的组合结构，所以消除了传统螺旋桨叶的叶梢损失，降低了传统螺旋桨盘面比，从而提高了本发明的推进效率；并且桨叶处在旋转导管的保护之中。由于采用了双盘桨叶与导管的组合结构以及双盘桨叶叶梢条幅与桨毂的组合结构，使得本发明结构紧凑，构件牢固，降低了传统螺旋桨的振动和噪声，巧妙地解决了内螺旋桨在传统桨轴上的固定和传动问题。用内螺旋桨作空气螺旋桨时，除了上述优点外，还能克服传统空气螺旋桨叶根附近小旋转半径范围的排出流在机体、毂体上引起的阻力；在有杂物如草、叶、沙尘的低档跑道上起飞和降落，不会激起太大的尘埃；对于农林牧飞机还可以沿树梢低空飞行而不会损坏内螺旋桨。以长江大型客轮东方红11型螺旋桨为例，原转速、螺距、主机功率不变；原螺旋桨直径为本发明旋转导管1的直径；原桨叶数为4叶，本发明为每盘3叶共6叶；原正视总投射叶面积为2.1129平方米，本发明降为1.56平方米；桨叶高度、厚度、盘面比本发明都降低50％以上。原推进效率为0.57，本发明为0.94，提高64.9％；原两桨有效推进功率共为1323千瓦，本发明为2625千瓦，提高98％；最高航速可由原每小时28.7公里提高到每小时35公里，提高21.95％。本发明可以作为舰船、鱼雷、飞机的推进装置，尤其适用于浅吃水的船舶，也适用于各种泵类。

图1为内螺旋桨桨叶正视图

图2为内螺旋桨桨叶结构示意图

图3为内螺旋桨正视图

图4为内螺旋桨侧视图

以下结合附图对本发明作进一步的详细说明：

沿传统桨叶梢设置旋转导管1，加大叶梢面积分布，形成新型桨叶叶根2，并且固定到旋转导管1的内壁上。将传统桨叶约1/2R范围内的叶面积铲除并削尖所剩叶形，得到脱离原桨毂的新型桨叶的叶腰3和叶梢4。这样就得到桨叶固定在旋转导管1内壁上，叶根2与叶梢4的位置都与传统桨叶相反的内螺旋桨桨叶。将桨叶总叶数分成前盘桨叶A1、后盘桨叶A2两盘，在正投影图上错开分布。两盘面在轴向拉开间距L并固定在同一旋转导管1的内壁上，得到双盘面内螺旋桨主体结构。通过桨叶叶梢4光顺伸出的螺旋面条幅5，与桨毂6组成轴向三角形框架结构。前盘A1、后盘A2双盘桨叶叶梢4伸出的条幅5拉开间距L固定到桨毂6上。间距L根据内螺旋桨强度计算取值，一般L值不大，前盘桨叶A1的排出流不会影响后盘桨叶A2的工作效率。条幅式叶根结构因为有旋转导管1、桨毂6的固定和采用双盘桨叶而具有足够强度。