本发明专利技术提供一种用于船舶（４０）的推进及转向装置，所述装置包括螺旋桨（２）和布置在螺旋桨（２）后面的舵（１０）。在螺旋桨（２）尾端处的整流罩（６）和设置在舵（１０）的舵叶（１１）上的球状体（２０）形成流线型体，所述流线型体除了整流罩（６）和球状体（２０）之间的窄的间隙之外是连续的，以在舵叶（１１）转动时允许球状体（２０）相对于整流罩（６）摇摆运动。舵叶（１１）的尾端设置有可活动的襟翼（１２）。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于船舶的推进及转向装置。该类型的装置包括螺旋桨、布置在螺旋桨后面的舵和设置在舵的舵叶上的球状体。
技术介绍
用于推进船舶的最常规的手段是螺旋桨，其具有两个或更多个螺旋桨桨叶。为了减小燃料消耗和排放，螺旋桨的推进效率(其被定义为推进功率(也称为有效功率)和输出功率的比率)应该尽可能高。对于特定的发动机功率，通常通过模型比例测试预先估计推进效率。一百多年前在当时的模型测试实践中形成的主流的观点建议螺旋桨和船舶的船体可以分别考虑和评估。然而实际上，螺旋桨和船体之间的相互作用是很重要的方面。如果为了获取最佳性能，螺旋桨和船体应该形成为一体并相互协调。这也适用于螺旋桨和船体附属件例如舵之间的相互作用。为了改善螺旋桨和舵之间的相互作用，GB 762,445提出在螺旋桨后面沿螺旋桨轴延长线布置一球状体。为了克服螺旋桨滑流的收缩，其建议把球状体的自由突出的头部向上推成接近螺旋桨桨叶的后缘以重叠于螺旋桨桨毂。在一实施方式中，该球状体被一平衡舵的舵叶支撑，并且螺旋桨桨毂具有一凹槽，该凹槽与球状体的突出的头部接合以允许当舵叶转动时球状体相对于螺旋桨桨毂摇摆运动。WO2006/112787A披露了一种船舶的推进和转向装置，其中与螺旋桨的桨毂一体的整流毂盖与球状体形成连续的流线型体，所述球状体被螺旋桨后的全铲式舵(full spade rudder)的舵叶支撑。球状体的前端和毂盖设计成当舵叶转动时保持球状体和毂盖之间窄的间隙不变。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有提高的螺旋桨效率的推进及转向装置。根据本专利技术的的第一方面，提供一种用于船舶的推进及转向装置，该装置包括螺旋桨和布置在所述螺旋桨后面的舵，其中所述螺旋桨的尾端处的整流罩和设置在所述舵的舵叶上的球状体形成流线型体，所述流线型体除了所述整流罩和所述球状体之间的窄的间隙之外是连续的，以在所述舵叶转动时允许所述球状体相对于所述整流罩摇摆运动，并且其中所述舵叶的尾端设置有可活动的襟翼，。当所述舵叶转动成使得所述球状体从所述整流罩的遮蔽中出来时，由所述球状体和毂盖形成的连续的流线型体被破坏，从而使流动摩擦增加并且形成了不希望有的紊流。然而，通过驱动襟翼，船舶不用转动所述舵叶或用所述舵叶更小的转角就可以被转向。因此，所述球状体从所述整流罩的遮蔽中出来的操纵情形会变少。这样，提高了推进效率并实现相当多的燃料节省量。优选地，所述整流罩具有凹部，所述凹部由所述球状体的前端接合。-->所述舵可以是全铲式舵。这种情况下，所述舵叶可以具有从所述舵叶的上端延伸到所述球状体的扭曲的上前缘和从所述舵叶的下端延伸到所述球状体的扭曲的下前缘。可替换地，所述舵可以是具有固定的前头部的半铲式舵。这种情况下，所述前头部可以具有从所述前头部的上端延伸到所述前头部的下端的扭曲的上前缘，所述舵叶可以具有从所述舵叶的下端延伸到所述球状体的扭曲的下前缘。全铲式舵或半铲式舵的扭曲使所述上前缘和所述下前缘与从所述螺旋桨后进来的水流对准，因而减小了螺旋桨的阻力，以及较高程度地减少螺旋桨气穴现象。优选地，所述上前缘和所述下前缘中的至少一个具有恒定的扭曲角。该恒定的扭曲角可以实现可靠并且简单地制造舵。对于给定的所述舵叶的转动角度，所述舵叶的枢转轴线设置得离所述舵的所述前缘越远，或者所述球状体距离所述螺旋桨的旋转轴线越远，根据本专利技术的推进及转向装置的推进效率和燃料节省量会越显著。同时，改善了舵的平衡，提高了低船速时舵的效率。为此，所述舵叶的所述枢转轴线优选地位于向船尾方向的最大舵长的30-50％处，更优选地位于向船尾方向的所述最大舵长的35-50％处，最佳地位于向船尾方向的所述最大舵长的40-50％处。通过以下方法中的至少一个也可以提高推进效率和燃料节省量：所述球状体在宽度上基本上等于或大于所述整流罩的尾端处的直径并具有大于宽度的高度。所述球状体的尾端在所述舵叶的一侧位于所述螺旋桨的所述旋转轴线的高度之上，并且在所述舵叶的另一侧位于所述螺旋桨的所述旋转轴线的高度之下。所述整流罩具有朝向所述球状体的凹的形状。根据本专利技术的第二方面，提供一种具有如上所述的推进及转向装置的船舶。附图说明图1示出了根据本专利技术第一实施方式的推进及转向装置。图2是带有上下截面的图1中的舵的示意图。图3示出了图2的上截面。图4示出了图2的下截面。图5示出了根据本专利技术第二实施方式的推进及转向装置。具体实施方式现在参照示出了本专利技术的优选实施方式的附图1-5，对本专利技术进行更详细的说明。第一实施方式图1-4示出了根据本专利技术第一实施方式的推进及转向装置。该推进及转向装置安装在船舶的尾部。该船舶可以配置一个或多个所述推进及转向装置。如图1所示，根据第一实施方式的推进及转向装置包括安装在船舶40的驱动轴(未示出)上的螺旋桨2，以及全铲式舵10，该全铲式舵具有可转动的舵叶11和可活动的襟翼12，所述可转动的舵叶11在枢转轴线P处安装到螺旋桨2的尾端后面的船舶40的舵杆32上，所述可活动的襟翼12铰接到枢转轴线P后面的舵叶11的尾端。在此上下文中，术语“后面”参照的是如箭头F所示的船舶40向前的方向。-->舵杆32由船舶40尾部的主轴承36支撑，并被驱动而使舵叶11绕枢转轴线P向左舷或右舷转动，以操纵船舶40。进一步地，驱动机构38适于使襟翼12相对于舵叶11向左舷或右舷移动，以操纵船舶40。襟翼12的移动独立于舵叶11。示出的舵10的枢转轴线P位于从上前缘14向船尾方向的最大舵长L的大约45％处。最大舵长L为上前缘14和下前缘15与后缘16之间的最大距离。枢转轴线P也可以位于不同的位置，但是优选在最大舵长L的35-50％处，以取得舵10良好的平衡。枢转点P离舵10的中部越近，对于特定的转向效果所需要的舵叶11的转向角度越小，在低船速例如港口环境时舵的效率越高。当螺旋桨2被驱动轴驱动时，螺旋桨2以向前的方向F或相对的向后的方向推进船舶40。当螺旋桨2以向前的方向F推进船舶40时，已经穿过螺旋桨2的水形成流向舵叶11的漩涡水流的滑流。螺旋桨2具有桨毂4，其上安装有三个螺旋桨桨叶8。它也可以具有更少或更多的桨叶。螺旋桨2显示为可变距螺旋桨，但也可以具有固定的间距。螺旋桨2的尾端由整流毂盖6限定，所述整流毂盖6以螺纹或收缩配合方式(shrink)安装在螺旋桨桨毂4上，以与桨毂4形成一体。示出的螺旋桨轮毂4的凹的轮廓也可以被铸造成一个单一部件。整流毂盖6具有凹部。该凹部被球状体20的前端22接合，所述球状体20通过法兰连接而安装到舵叶11以与舵叶11形成一体。球状体20的前端22突入到毂盖6的凹部中而不与该凹部接触。毂盖6的凹部和球状体20的前端22弯曲成当舵叶11转动时保持球状体20的前端22和毂盖6的凹部之间窄的间隙不变。球状体20和毂盖6形成连续的流线型体，该流线型体在舵叶11没有转动时仅被所述窄的间隙中断。另外，在球状体20和毂盖6之间可以设置柔性、非接触式的密封结构以使窄的间隙中的水流最小化。凹的毂盖6在舵叶11不转动时引导螺旋桨滑流从窄的间隙离开并围绕球状体20，球状体20防止螺旋桨滑流在螺旋桨桨毂4后面收缩。结果，降低了螺旋桨桨毂4后面的分离损失。球状体20的横截面大致为椭圆形，其宽度大致等于或大于毂盖6的尾端处的直径并且具有大于宽度的高本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于船舶（４０）的推进及转向装置，该装置包括螺旋桨（２）和布置在螺旋桨（２）后面的舵（１０；１０’），其中所述螺旋桨（２）的尾端处的整流罩（４；６）和设置在所述舵（１０；１０’）的舵叶（１１）上的球状体（２０）形成流线型体，所述流线型体除了所述整流罩（４；６）和所述球状体（２０）之间的窄的间隙之外是连续的，以在所述舵叶（１１）转动时允许所述球状体（２０）相对于所述整流罩（４；６）摇摆运动，其特征在于：所述舵叶（１１）的尾端设置有可活动的襟翼（１４）。
【技术特征摘要】
EP 2008-9-12 08164276.11.一种用于船舶(40)的推进及转向装置，该装置包括螺旋桨(2)和布置在螺旋桨(2)后面的舵(10；10’)，其中所述螺旋桨(2)的尾端处的整流罩(4；6)和设置在所述舵(10；10’)的舵叶(11)上的球状体(20)形成流线型体，所述流线型体除了所述整流罩(4；6)和所述球状体(20)之间的窄的间隙之外是连续的，以在所述舵叶(11)转动时允许所述球状体(20)相对于所述整流罩(4；6)摇摆运动，其特征在于：所述舵叶(11)的尾端设置有可活动的襟翼(14)。2.如权利要求1的推进及转向装置，其中，所述整流罩(4；6)具有凹部，所述凹部由所述球状体(20)的前端(22)接合。3.如权利要求1或2的推进及转向装置，其中，所述舵(10；10’)为全铲式舵。4.如权利要求3的推进及转向装置，其中，所述舵叶(11)具有从所述舵叶(11)的上端(17)延伸到所述球状体(20)的扭曲的上前缘(14)和从所述舵叶(11)的下端(18)延伸到所述球状体(20)的扭曲的下前缘(15)。5.如权利要求1或2的推进及转向装置，其中，所述舵(10’)为具有固定的前头部(34)的半铲式舵。6.如权利要求5的推进及转向装置，其中，所述前头...
【专利技术属性】
技术研发人员：亨宁库尔曼，特尤斯范贝克，
申请(专利权)人：瓦锡兰荷兰公司，贝克船舶系统有限及两合公司，
类型：发明
国别省市：NL
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