[发明专利]用于船舶的推进器和将桨毂帽安装至桨毂的方法

说明书

本发明涉及一种用于船舶的新型推进器和一种将桨毂帽安装到桨毂的方法。更具体地说，本发明涉及用于与固定螺距推进器和可控螺距推进器两者相关地使用的桨毂帽。本发明的推进器包括桨毂，该桨毂具有桨毂体(42)、推进器叶片和桨毂帽(66)，该桨毂帽(66)具有设置有翅片的外表面，并且通过连接环(72)紧固到桨毂体(42)的后端。

技术领域

本发明涉及一种用于船舶的新型推进器和一种将桨毂帽安装至桨毂的方法。更具体地说，本发明涉及用于与固定螺距推进器和可控螺距推进器二者相关地使用的桨毂帽。

背景技术

船舶的推进单元通常包括桨毂和布置于桨毂的推进器叶片。桨毂包括驱动装置，该驱动装置例如可以是驱动轴、锥齿轮、传动装置或电动或液压驱动装置。推进器可以是所谓的固定螺距推进器(FPP)或可控螺距推进器(CPP)。前者具有紧固到环形桨毂体上的叶片，后者具有布置到用于控制叶片螺距的装置的叶片，控制装置位于推进单元的桨毂内。

用于控制推进器叶片螺距的装置包括布置在桨毂中的实际机械转动装置和用于致动机械转动装置的装置。机械转动装置包括用于每个推进器叶片的曲柄环。

基本上有两种类型的致动装置，即机械致动装置和液压致动装置。机械致动装置包括沿驱动轴中的中心孔从驱动装置延伸到桨毂内部的杆。对于液压致动装置，桨毂内的可移动构件被布置成在液压缸中作为活塞工作。

就推进器来说，问题在于推进器叶片的根部布置的相对大的直径。大直径桨毂导致推进器桨毂形成流体动力学上低效对象，因为离开推进器叶片的液流必须填充桨毂下游的开放空腔。换句话说，终止于具有与桨毂直径相对应的直径的基本径向表面的桨毂在桨毂的下游产生了减压区域，在实践中，这种减压区域意味着产生了与推进器的推力相反指向的力，即，减小了推进器的净推力。当水填充开放空腔时，产生所谓的桨毂涡流。当涡流开始形成空泡时，即在涡流中形成气泡时，桨毂涡流以其更强烈的形式可见。桨毂涡流的实际问题是它显著地减小了推进器的可用推力。自然地，由于可控螺距推进器的较大的桨毂直径，在可控螺距推进器中可以更大规模地看到该问题。

已经尝试通过将桨毂帽布置到桨毂的下游端并且将翅片布置在桨毂帽上来解决与桨毂涡流相关的问题，桨毂帽和翅片两者都与推进器一起旋转。通过这种布置，推进器的推力已经增加了或者燃料消耗减少了平均2％到3％。桨毂帽可以是桨毂的圆柱形延伸部，但通常它是会聚延伸部。会聚可以是圆锥形的或曲线形的。

当推进器是固定螺距型或者有时甚至是可控螺距型时，桨毂帽可以容易地从桨毂帽的内部紧固到桨毂的端，如在共同未决定的专利申请PCT/EP2016/058311中所讨论的。但是，当推进器是具有液压致动装置的可控螺距推进器时，可以看到另外的问题，在这种可控螺距推进器中，它们的液压缸布置在推进器桨毂的后端处，即布置在与桨毂的驱动端或前端相反的一端处，并且作为桨毂的一体部分或作为附接到桨毂的后端的单独部件。由于叶片根部处的桨毂半径明显大于液压缸的外半径，因此桨毂帽优选地布置成借助于或多或少的流线型表面覆盖径向差，该流线型表面从桨毂的最大直径向后会聚。然而，由于将桨毂帽置于紧密靠近液压缸的外表面或端在流体动力学上是有效的，因此没有用于从内部紧固桨毂帽的空间，但是必须从桨毂帽的外部布置紧固。在具有机械致动装置的可控螺距推进器中也可以看到相同的问题。换句话说，桨毂体在桨毂体的后端处具有直径小于桨毂体其余部分的直径的轴向延伸部，该轴向延伸部填充桨毂帽的内部。

根据示例性的现有技术结构(例如参见图1)，桨毂帽由在桨毂帽的外表面上设置有翅片的会聚部分形成。桨毂帽的会聚部分在面向桨毂后端的会聚部分的端处具有向内延伸的凸缘，该凸缘设置有用于将桨毂帽紧固到桨毂的螺栓或螺钉的孔。因此，容易从桨毂帽的内部执行桨毂帽的紧固。然而，当桨毂帽的内部或多或少地填充有桨毂体的轴向延伸部时，就不可能从内部紧固桨毂帽。

因此，本发明的目的是设计一种新颖的桨毂帽，该桨毂帽具有简单的结构，从而导致制造成本较低。

本发明的另一个目的是设计一种新颖的桨毂帽，该桨毂帽具有轻的结构并且容易安装。