[发明专利]扩散型端板螺桨

说明书

技术领域

本发明是有关于一种螺桨，且特别是有关于一种扩散型端板螺桨。

背景技术

目前的船舶大多是以螺桨带动流体来产生航行的动力，具体而言，当螺桨叶片旋转时，会造成螺桨叶片的高压面与低压面之间存在压力差，而此压力差即形成推进力，以使船舶于水面上前进。

在现有的端板螺桨的设计之中，较为常见的是无翼尖涡漩（tip vortex free,简称：TVF）螺桨以及收缩负载翼尖（contracted loaded tip,简称：CLT）螺桨。无翼尖涡漩螺桨的端板切向于螺桨叶尖的圆柱面，也就是说，当螺桨转动时，端板形成了此圆柱面的一部分，以降低端板的粘性阻力。然而，当流体通过一般螺桨时，会在叶尖尾迹流产生收缩的现象。因此，后续研究者进一步将端板设计成收缩形状，亦即端板的导缘半径大于艉缘半径的收缩负载翼尖螺桨。值得注意的是，无论是无翼尖涡漩螺桨或收缩负载翼尖螺桨均能有效阻止螺桨叶片高压面的流体流向低压面，从而有效维持叶尖的负载以及抑制翼尖涡漩的强度。据此，上述的无翼尖涡漩螺桨以及收缩负载翼尖螺桨所产生的推力，有相当大的比例是由其叶片的高压面所提供，从而降低螺桨的低压面产生空泡的情形。

然而，实际上却发现收缩负载翼尖螺桨于均匀入流状况下转动时，无论其螺桨叶片转动至任何周向位置，端板外侧均会产生片状的空化现象（cavitation），造成端板的阻力升高以及螺桨的推进效率下滑，从而引发额外的船体振动与噪音的可能性，如此对于低振动与噪音的船舶设计需求是相当不利的。更为不利的是，若将收缩型端板螺桨应用于斜轴设计的船体例如是快艇，处于斜轴入流状况下的收缩型端板螺桨，当叶片转至正上方处会于端板处产生更严重的空化现象。

发明内容

本发明提供一种扩散型端板螺桨，可大幅改善或消除螺桨叶片于斜轴入流的状况下转动至任何角度时端板所产生片状空泡的现象。

本发明提供一种扩散型端板螺桨，用以驱动船体。此扩散型端板螺桨包括螺毂以及多个叶片。螺毂用以连接船体的传动轴。每个叶片分别具有相连的叶片本体及端板。每个叶片本体连接螺毂且朝远离螺毂的方向延伸至对应的端板。每个端板自对应的叶片本体转折朝向船体的船艉方向延伸。每个端板具有导缘及艉缘。每个导缘与螺毂的轴线保持第一距离。每个艉缘与螺毂的轴线保持第二距离。第一距离小于第二距离。

在本发明的一实施例中，上述的扩散型端板螺桨用以驱动船体朝航行方向前进，而螺毂的轴线不平行于此航行方向。

在本发明的一实施例中，上述的叶片以放射状设置于螺毂上。

在本发明的一实施例中，上述的扩散型端板螺桨为一体成型。

在本发明的一实施例中，上述的扩散型端板螺桨旋转时，导缘的旋转轨迹构成圆柱面，各个端板与各个导缘形成的圆柱面具有负的攻角

在本发明的一实施例中，上述的攻角为负1度。

基于上述，由于本发明的端板螺桨为扩散型端板螺桨，简言之，此扩散型端板螺桨旋转时，不会在端板产生片状空泡，从而提升端板螺桨的推进效率及降低振动与噪音的优点。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所示附图作详细说明如下。

附图说明

图1示出本发明一实施例的一种扩散型端板螺桨连接于船体的局部示意图；

图2示出图1的扩散型端板螺桨的立体视图；

图3示出图1的扩散型端板螺桨的朝船艉方向的正视图；

图4示出图2的扩散型端板螺桨沿顺时针旋转的示意图；

图5A示出图1的扩散型端板螺桨的斜轴入流速度的示意图；

图5B示出图5A的扩散型端板螺桨沿X轴向顺时针旋转的示意图；

图5C示出5A的扩散型端板螺桨转动至0度周向位置时端板入流速度的示意图；

图5D示出习知螺桨于斜轴入流下转动至0度周向位置时圆柱端板入流速度的示意图；

图5E示出5A的扩散型端板螺桨转动至180度周向位置时端板入流速度的示意图；

图5F示出习知螺桨于斜轴入流下转动至180度周向位置时圆柱端板入流速度的示意图。

附图标记说明：

20：船体；

22：传动轴；

24：船艉；

100：扩散型端板螺桨；

110：螺毂；

120：叶片；

122：叶片本体；

124：端板；

124a：导缘；

124b：艉缘；

124c：端板内表面；

124d：端板外表面；