专利名称：一种推进系统的配置的制作方法
本申请书涉及一种反向旋转推进系统(CRP)的配置。
该推进系统通常安置在船舶的后面部分中。这些螺旋桨装有轮毂帽，它们通常盖住螺旋桨的紧固螺栓。每个前进螺旋桨叶片周围的水的循环在其接合到一个轮毂涡流之前形成一个靠近该轮毂的涡流。该轮毂涡流的气蚀作用已知对推进机构或主螺旋桨后的舵十分有害。轮毂涡流本身是侵蚀性的，但它还能对诸如推进机构或螺旋桨叶片后的结构诱生其它有害的气蚀形式。
特别在CRP推进概念中，其中另一螺旋桨设置在主螺旋桨的紧邻，这可能造成广泛的损害。由于侵蚀性的轮毂涡流，该推进机构的转向不能充分胜任。这将缩短推进系统的维修间隔期，并因此增加总费用。
避免轮毂涡流气蚀作用的传统方法是在螺旋桨后面应用钝头的帽，该帽由于在轮毂后大的间距而破坏了轮毂涡流。但是在反向旋转螺旋桨的主状况中此种方法是不可接受的，因为间隔在后螺旋桨的叶片上引起气蚀作用，特别当后推进器以转向模式操作使推进器转动某个角度时，因此前后螺旋桨不是同轴的而该后螺旋桨的叶片在其转动期间横穿该间隔区域。
因此，本发明的一个目的是提供一种新的配置，这种配置解决了由涡流产生的问题。该目的是连同具有权利要求1和11中的特点的CRP系统而达到的。本发明的其它有利修改是以子权利要求的特点为特征的。
本发明将减小或消除CRP推进概念中的上述问题，从而保护后螺旋桨和整个推进机构本身免遭损失。本发明将提高在前进螺旋桨后面驾驶该推进机构的可能性而不会有侵蚀性轮毂涡流气蚀作用的危险，也不会有前进螺旋桨的轮毂后的叶片上的危险的气蚀作用。这将导致更长的寿命和降低推进机构的修理费用。
本发明是以一种破坏由前进螺旋桨的叶片产生的涡流水流的想法为基础的。该螺旋桨的轮毂帽(更具体地说是该轮毂帽的外观)是这样形成的，使其由至少两个从轮毂外表面伸出的相等地分布的水流板组成。在实践中水流板的数目不多于八个，而四个水流板给出最有效的结果。
另一方面，帽本身应当是充分流线型的，帽直径和帽长度之比不大于2。这使得在轮毂帽后面不存在与水流板的扩大的间距，因此使得当推进器并非与前螺旋桨同轴时可以在前轮毂之后的间隔区中消除叶片的气蚀作用。
没有轮毂涡流使得可以安全地操作后螺旋桨和可以转向的推进机构。本发明可以有利地实施，因为它不需要对结构或对推进系统或其周边装置的操作的其它修改。其次，因为本发明主要用一种间隔部件的特别形成来实现，所以本发明也可以适合于使用中的推进装置。
按照本发明的一个特点，在两个螺旋桨之间安装一个充分流线型的前螺旋桨轮毂帽，以便避免前轮毂后的间隔。
按照本发明的另一特点，前螺旋桨的轮毂帽将有直形的彼此相似的水流板。这给出一种最佳的效果和一种平衡的结构。
按照本发明的另一特点，水流板的数目与前螺旋桨叶片的数目无关，水流板的位置与前螺旋桨叶片的位置无关。该特点有利于轮毂帽的设计和安装，因为不需要让水流板与螺旋桨叶片对准。同一结构的轮毂帽可以用于不同的螺旋桨构型。
本发明的又一特点是水流板顶端边缘的直径处于轮毂最大直径的0.4～2倍的范围内。在该范围内，本发明器械的效率是特别有利的。
水流板或者通过焊接固定在帽上或者通过使用螺栓而紧固在轮毂上。如果需要，水流板的尺寸和形状易于根据相应的要求而变化。如果水流板与使用中的船舶一起使用，这种可能性可能是所希望的。或者是，轮毂帽与水流板铸造成一件，由此该轮毂帽可以作为一个整体件而搬动。
按照另一有利的特点，该后螺旋桨是可以转动的，而该后螺旋桨用于推进和驾驶船舶。
从下列说明书和附图将清楚一个优选实施例的细节以及本发明的优点和其它特点。附图中
图1是按照本发明的一种CRP配置的示意图；图2a是按照本发明的一种轮毂帽的侧视图；图2b是图2a的轮毂帽的前视图。
图1表示一种用相反旋转的螺旋桨(CRP)实现的推进装置2，该装置置于船身4的下面。主要推进螺旋桨即所谓前进螺旋桨6设置在主要驱动轴8上，后者通过轴承支承在船身4上。前进螺旋桨6例如受驱动机构(像柴油发动机)直接驱动或者通过由柴油发电机提供的电驱动而利用该技术中熟知的变频器驱动。该驱动机构和轴承及动力传输的其它细节利用该技术中熟知的常规技术，因为不需为了理解本发明而详细说明。前进螺旋桨6包括设置在驱动轴8上的轮毂10和固定在轮毂10上的螺旋桨叶片12。当确定船舶推进系统的尺寸时将限定叶片数目、叶片斜度和叶片尺寸，它们可以随情况而变化。叶片的斜度也可以调整。
船身4这样设计，使得船身底部在前进螺旋桨8的上方成曲线而该底部在前进螺旋桨后面的较高处延伸。因此船舶最远部分处的底部14高于前进螺旋桨前面的船舶底部16。在底部14下方设置一个可以转动的转向装置18，该装置由一个方位螺旋桨机构如AZIPOD机构组成，该装置驾驶和推进船舶。转向装置18包括一个搁置其上的轴20，可以围绕其垂直轴线旋转360度。一个盖住转向螺旋桨22的驱动马达的流线型箱21被附接在轴20下方。转向螺旋桨22受驱动轴24的驱动，驱动轴24位于像前进螺旋桨的轴8的同一高度上。
按照CRP概念，前进螺旋桨6的充分流线型的轮毂帽30和转向螺旋桨22的轮毂帽26是互相相对的，而当船舶向前移动时，前进螺旋桨6和转向螺旋桨22是反向旋转的。当转动船舶的方向时，转向装置18围绕轴20的垂直轴线而转动，以便实现所要的转向动作。
当前进螺旋桨和转向螺旋桨彼此相对时，它们的转动平面彼此之间比前进螺旋桨的两倍直径还要远。前进螺旋桨6的轮毂帽30和转向螺旋桨的轮毂帽26因此安置得近得多。涡流和由其产生的应力因此严重影响前进螺旋桨的轮毂帽并且也严重影响转向螺旋桨。按照本发明的说明，轮毂涡流气蚀作用和后螺旋桨叶片气蚀作用及其有害影响由于在前进螺旋桨后面设置一充分流线型的轮毂30和在轮毂帽30上设置水流板28而减到最小。
按照本发明的一个优选实施例，如图2a和2b中所示，四个水流板28对称地安装在轮毂帽30的外表面上或每个水流板有相等的距离。图2a是侧视图，而图2b是当从船舶后面观看时的前视图。轮毂帽有长度L和直径D，其比率D/L不大于2。水流板是直形板，它们焊接在或用螺栓固定在主要螺旋桨轮毂帽2的表面上。水流板2也可与整个螺旋桨轮毂帽铸造在一起。这些水流板已安装在帽表面的整个长度上，而这些水流板在帽表面外部彼此连接而在帽的顶缘上伸出一小点。在该例子中，该水流板的高度不超过帽的径向尺寸。因此水流板不会伸出轮毂帽直径。这些水流板沿径向从轮毂帽表面伸出，它们沿螺旋桨轴的方向安装而不倾斜。已经表示，水流板的顶缘可以在轮毂最大直径D的0.4～2倍的范围内变化。因此该范围对应于螺旋桨直径的约0.12～0.4倍。
水流板的数目并不与螺旋桨叶片的数目联系而可以从两个变化到八个，已发现四个水流板是有利的。水流板的位置并不受螺旋桨叶片位置的约束，但它们可以相符合或在旁边。
上面已用本发明的一种变化形式作为例子而描述了本发明。本发明可以有许多不同的实施例，发明的范围在权利要求书中限定。
权利要求
1.一种反向旋转推进系统(CRP)的配置，该推进系统包括一个安装在一可转动的推进器(18)上的船尾螺旋桨(22)和一个安装在轴(8)上或推进器上的前进螺旋桨(6)，这些螺旋桨设置在基本上相同的轴线上，从而使该后螺旋桨(22)和前进螺旋桨(6)具有相反的旋转方向，而该后螺旋桨和前进螺旋桨相互对置，这些螺旋桨有一个带帽的轮毂，其特征在于，至少两个相等地分布的水流板(28)设置在该前进螺旋桨(6)的帽(30)上，而水流板(28)从帽(30)上沿径向伸出。
2.按照权利要求1的配置，其特征在于，前进轮毂帽(30)具有充分的流线型。
3.按照权利要求1或2的配置，其特征在于，前进轮毂帽(30)的直径对长度之比不大于2。
4.按照权利要求1～3中任何一项的配置，其特征在于，水流板(28)是直的且彼此相似。
5.按照权利要求1～4中任何一项的配置，其特征在于，水流板(28)的数目与前进螺旋桨(6)的叶片(12)的数目无关，而水流板(28)的位置与该前进螺旋桨的叶片的位置无关。
6.按照权利要求1～5中任何一项的配置，其特征在于，水流板(28)的顶缘的直径处在轮毂最大直径的0.4～2倍范围内。
7.按照权利要求1～6中任何一项的配置，其特征在于，水流板(28)与帽(30)形成整体。
8.按照权利要求1～6中任何一项的配置，其特征在于，水流板(28)通过焊接或螺栓而固定在帽(30)上。
9.按照权利要求1～8中任何一项的配置，其特征在于，后螺旋桨(22)可以转向，而且后螺旋桨(22)用于推进和驾驶船舶。
10.按照权利要求1～9中任何一项的配置，其特征在于，在前进螺旋桨(6)后面的后螺旋桨有一流线型帽(26)。
11.一种反向旋转推进系统(CRP)的配置，该推进系统包括一个安装在一可转动的推进器(18)上的后螺旋桨(22)和一个安装在轴(8)上或推进器上的前进螺旋桨(6)，由此该后螺旋桨和前进螺旋桨设置在基本上相同的轴线上，后螺旋桨(22)和前进螺旋桨(6)具有相反的旋转方向，而后螺旋桨和前进螺旋桨相互对置，其中这些螺旋桨有一带帽的轮毂，由此，至少两个相等地分布的水流板(28)设置在前进螺旋桨(6)的帽(30)上，而水流板(28)从帽(30)上沿径向伸出。
全文摘要
在一种反向旋转的推进系统(CRP)中，后螺旋桨(22)和前进螺旋桨(6)具有相反的旋转方向，而后螺旋桨和前进螺旋桨彼此对置，前进螺旋桨设有一轮毂帽(30)，其中至少两个相等地分布的水流板(28)设置在帽(30)上，而水流板(28)从帽(30)沿径向伸出。
文档编号B63H5/10GK1729123SQ200380107057
公开日2006年2月1日 申请日期2003年12月19日 优先权日2002年12月20日
发明者T·韦康海莫, V·A·布什科夫斯基, A·V·普斯托什尼, S·V·卡普兰策夫, I·G·弗罗洛瓦 申请人:Abb 有限公司