專利名稱：改進(jìn)的排出流體的葉片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及作用于流體的葉片，特別是，用于航空器的推進(jìn)器，但是，其也可以用于作用于流體的泵。
特別是，本發(fā)明涉及作用于水的葉片，將其作為航水器的螺旋推進(jìn)器，或者用于船，如游船、螺旋槳推進(jìn)的大艇或大船、葉輪推進(jìn)的噴氣式驅(qū)動(dòng)設(shè)備中的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力機(jī)械中，例如，用于艇內(nèi)、艇外或船尾驅(qū)動(dòng)裝置中。但也可應(yīng)用于小游艇，劃艇美式帆布船推進(jìn)器耳狀物上的葉片，本發(fā)明還可以用于排出空氣的螺旋推進(jìn)器，例如，飛機(jī)、氣墊船和直升飛機(jī)的旋轉(zhuǎn)。
此外，本發(fā)明還可以用于泵、渦輪機(jī)或類似物的葉輪。
背景技術(shù)：
在航水器中，螺旋槳遇到的困難是當(dāng)螺旋槳的轉(zhuǎn)速增加，將產(chǎn)生動(dòng)力效率損失。產(chǎn)生的大部分效率損失是由于螺旋槳的葉片在水中產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)造成的，并且，由此增加水流中的湍流或渦流，并且產(chǎn)生動(dòng)力傳遞損失。隨著葉輪轉(zhuǎn)速進(jìn)一步增加，出現(xiàn)氣穴現(xiàn)象，使得葉片損壞的可能性增加。
本發(fā)明尋求改善上述存在的問題。
在本發(fā)明的說明書中，除非在文中特別指出以外，術(shù)語“包括”，應(yīng)當(dāng)理解為含有所述的零部件或成組的零部件，但是，不排除具有其他零部件或其他成組的零部件。
發(fā)明概述按照本發(fā)明的一方面，提供一種作用于流體的葉片，其中葉片具有兩個(gè)表面，其分別位于葉片的兩側(cè)，至少葉片的一個(gè)表面作用于流體，在葉片的兩個(gè)表面之間，具有至少一個(gè)延伸穿過葉片的孔，雖然可在均勻或復(fù)雜形狀的葉片上使用單一孔，但最好有多個(gè)孔，它們位于沿上述葉片延伸的位置。
最好，該些孔大體均勻地沿葉片分布。
最好，所述孔的橫截面積可以達(dá)到整個(gè)葉片面積的50％。
最好，所述孔的橫截面積可以達(dá)到整個(gè)葉片面積的20％。
最好，所述孔的橫截面積可以達(dá)到整個(gè)葉片面積的10％。
最好，所述孔的橫截面積可以達(dá)到整個(gè)葉片面積的5％。
最好，所述孔的橫截面積大約為整個(gè)葉片面積的1～3％。
最好，所述孔的橫截面積大約為整個(gè)葉片面積的2％。
最好，所述孔的大小直徑的比率可以達(dá)到1∶10。所述孔為具有這樣大小直徑比的矩形孔或橢圓形孔。
最好，所述孔的大小直徑的比率可以達(dá)到1∶4最好，所述孔的大小直徑的比率可以達(dá)到1∶2。
最好，所述孔的橫截面是圓形或正方形，其中孔徑的比率為1∶1。
最好，所述孔包括在葉片上的前面孔口處的傾斜引導(dǎo)邊緣。
孔的尺寸取決于多種因素，例如，通過流體的葉片轉(zhuǎn)速。在這一方面，孔的尺寸在2.5～3.5mm比較合適，將這種葉片用于動(dòng)力船只的螺旋槳。轉(zhuǎn)速愈快或者葉片的螺距愈小，需要的孔徑愈大。此外，對(duì)于螺旋槳中采用的葉片，采用的轉(zhuǎn)速愈快或者葉片的螺距愈小，所述孔在葉片中占據(jù)的橫截面積愈大。
在螺旋槳中，最好在葉片外邊緣(線速度比較大)的孔的尺寸大于輪轂附近的孔的尺寸。最好，孔的尺寸以漸變方式或突變方式變化，從螺旋槳的外邊緣向輪轂方向孔徑減小。對(duì)于動(dòng)力船或艇外動(dòng)力機(jī)中的螺旋槳，在葉片外邊緣附近的孔的尺寸可約為2.8～3.0mm，而在輪轂最近處的孔的尺寸可約為2.0～2.2mm。孔的尺寸從葉片的外邊緣向輪轂位置逐漸減小。最好，選擇在葉片的外邊緣和輪轂之間的孔的尺寸，以使通過各所述孔的流體流動(dòng)速率沿著葉片基本上是常數(shù)，從而所施加的作用在整個(gè)螺旋槳上是均勻的。
最好，多個(gè)孔的軸向?qū)?zhǔn)距通過流體的葉片的運(yùn)動(dòng)方向達(dá)到75°的延伸方向。
最好，多個(gè)孔對(duì)準(zhǔn)距通過流體的葉片運(yùn)動(dòng)方向達(dá)到60°的延伸方向。
最好，多個(gè)孔的軸向?qū)?zhǔn)距通過流體的葉片運(yùn)動(dòng)方向達(dá)到45°的延伸方向。
最好，多個(gè)孔的軸向?qū)?zhǔn)距通過流體的葉片運(yùn)動(dòng)方向達(dá)到30°的延伸方向。
最好，多個(gè)孔的軸向?qū)?zhǔn)距通過流體的葉片運(yùn)動(dòng)方向達(dá)到20°的延伸方向。
最好，多個(gè)孔的軸向?qū)?zhǔn)距通過流體的葉片運(yùn)動(dòng)方向達(dá)到10°的延伸方向。
最好，多個(gè)孔的軸向?qū)?zhǔn)距通過流體的葉片運(yùn)動(dòng)方向達(dá)到5°的延伸方向。
最好，多個(gè)孔的軸向?qū)?zhǔn)距通過流體的葉片運(yùn)動(dòng)方向基本上一致的延伸方向。
在葉片為螺旋漿葉片的情況下，上述角度是指葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相對(duì)于螺旋槳的軸線的角度，而不包括任何由葉片所施加的向前運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的分量。在具有小螺距的葉片的情況下，需要使孔的角度大于20°。螺旋槳的螺距愈小，孔的傾斜角度就愈大。
按照本發(fā)明的第二方面，提供一種旋轉(zhuǎn)動(dòng)力機(jī)械，其具有至少一個(gè)上述葉片。
為使旋轉(zhuǎn)動(dòng)力機(jī)械平衡，最好設(shè)有兩個(gè)或多個(gè)所述的葉片。在實(shí)踐中，多個(gè)葉片以動(dòng)平衡結(jié)構(gòu)設(shè)置，通常其包括三個(gè)或多個(gè)葉片。
應(yīng)當(dāng)理解，旋轉(zhuǎn)動(dòng)力機(jī)械可以是用于船，如游船、螺旋槳推進(jìn)的船、葉輪推進(jìn)的噴氣式船中的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力機(jī)械中，例如，用于艇內(nèi)、艇外或船尾驅(qū)動(dòng)裝置中的螺旋槳。同樣，旋轉(zhuǎn)動(dòng)力機(jī)械可以是泵，水-電發(fā)電廠中的渦輪機(jī)的葉輪。還可以理解，旋轉(zhuǎn)動(dòng)力機(jī)械可以是用于飛行器或直升飛機(jī)中的旋轉(zhuǎn)的螺旋槳。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，設(shè)置用于手動(dòng)劃水船的突出物，它屬于用手操作的類型，該突出物有至少一個(gè)上述葉片?？梢岳斫庑g(shù)語“突出物”包括在小游艇或帆布船中使用的漿和在劃艇和小舟上使用的突出物。
附圖的簡要描述下面參照附圖描述本發(fā)明的一個(gè)特殊的實(shí)施例，其中

圖1是沿著所述實(shí)施例的螺旋槳的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線所示的視圖，此螺旋槳用于船的艇外推進(jìn)器；
圖2是圖1所示螺旋槳的徑向橫剖面視圖，其表示螺旋槳的一個(gè)葉片；圖3是通過圖1所示葉片之一的側(cè)剖面視圖。
對(duì)實(shí)施例的描述參照?qǐng)D1，其表示了螺旋槳11這種形式的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力機(jī)械。螺旋槳11具有五個(gè)葉片13，所述葉片13支撐在輪轂14上，而且，如圖所示，這些葉片13的葉面15面對(duì)觀察者，即，面向紙外。所述螺旋槳11是右旋螺旋槳，當(dāng)螺旋槳11順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生推動(dòng)船只向前的推動(dòng)力。每一葉面15的面積約為4000mm2，葉片13的長80mm，寬50mm。
三十個(gè)孔19從葉面15延伸到葉片背面17，穿過各葉片13。那些位置在螺旋槳的外邊緣附近的孔的直徑是2.8mm，同時(shí)，那些位置在輪轂14附近的孔的直徑是2.2mm。那些位置在離開螺旋槳的外邊緣28～50mm的中央?yún)^(qū)域內(nèi)的孔的直徑是2.5mm。所述孔19的延伸的軸線基本上對(duì)準(zhǔn)葉片13相對(duì)于螺旋槳11的軸線運(yùn)動(dòng)的方向。為了簡化結(jié)構(gòu)，孔19呈直線。但是，在另一個(gè)實(shí)施例中，孔19呈曲線，其與螺旋槳角運(yùn)動(dòng)的方向吻合?？?9可垂直于螺旋槳11的徑向和軸向。
各孔19包括由埋孔唇部21形式的斜邊緣，所述埋孔唇部21在葉面15上圍繞孔19的邊緣延伸。當(dāng)采用倒角工具鉆削加工孔19時(shí)，可以形成這種埋孔唇邊21，可以相信，埋孔唇邊21有助于流體通過葉面流動(dòng)，并且穿過孔19。但是，在另一個(gè)實(shí)施例中，可以省略唇邊21。
所述實(shí)施例的螺旋槳將用于兩馬力的艇外推進(jìn)器，將這種艇外推進(jìn)器安裝在鋁制的小船上?？梢韵嘈牛ㄟ^孔19的水流干涉螺旋槳11的葉片背面17的相鄰處的紊流水，因此，改善了螺旋槳的動(dòng)力傳遞效率。
在借助較大動(dòng)力的動(dòng)力機(jī)驅(qū)動(dòng)螺旋槳的情況下，可以相信，孔允許流體流過在螺旋槳的背面形成真空和氣泡的地方。對(duì)于氣穴現(xiàn)象，和由氣穴現(xiàn)象產(chǎn)生的動(dòng)力傳遞損失，或牽引力的損失，以及氣穴現(xiàn)象引起葉片表面產(chǎn)生腐蝕，這種效果是公知的。
在其他實(shí)施例中，螺旋槳可以有微小的螺距，所述孔在具有極其微小螺距的螺旋槳中，可以朝著葉片的背面延伸，而該些孔方向沿前方向在45°～90°范圍延伸，或者在極小螺距的螺旋槳的情況下甚至在60°～75°范圍延伸，所述孔的軸向延伸的角度相對(duì)于螺旋槳的軸向進(jìn)行測(cè)量，但是，同時(shí)上述孔保持其軸向基本上垂直于螺旋槳的徑向。
顯而易見，本發(fā)明的范圍不限于所述實(shí)施例中描述的范圍。
權(quán)利要求
1.一種作用于流體的葉片，其中葉片具有兩個(gè)表面，其分別位于葉片的兩側(cè)，至少葉片的一個(gè)表面作用于流體，在葉片的兩個(gè)表面之間，具有至少一個(gè)延伸穿過葉片的孔。
2.按照權(quán)利要求1的葉片，具有多個(gè)位于沿葉片分布位置的孔。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的葉片，其特征是所述孔的橫截面積可達(dá)到整個(gè)葉片面積的50％。
4.按照權(quán)利要求3所述的葉片，其特征是所述孔的橫截面積可達(dá)到整個(gè)葉片面積的20％。
5.按照權(quán)利要求4所述的葉片，其特征是所述孔的橫截面積可以達(dá)到整個(gè)葉片面積的10％。
6.按照權(quán)利要求5所述的葉片，其特征是所述孔的橫截面積可達(dá)到整個(gè)葉片面積的5％。
7.按照權(quán)利要求6所述的葉片，其特征是所述孔的橫截面積在整個(gè)葉片面積的1～3％之間。
8.按照權(quán)利要求7所述的葉片，其特征是所述孔的橫截面積大約為整個(gè)葉片面積的2％。
9.按照上述權(quán)利要求之一所述的葉片，其特征是所述孔為矩形孔或橢圓形孔。
10.按照權(quán)利要求9所述的葉片，其特征是所述孔的大小直徑的比率可以達(dá)到1∶10。
11.按照權(quán)利要求9所述的葉片，其特征是所述孔的大小直徑的比率可以達(dá)到1∶4。
12.按照權(quán)利要求9所述的葉片，其特征是所述孔的大小直徑的比率可以達(dá)到1∶2。
13.按照權(quán)利要求1～8之一所述的葉片，其特征是所述孔的橫截面是圓形或正方形。
14.按照上述權(quán)利要求之一所述的葉片，其特征是所述孔包括在孔正端處的傾斜引導(dǎo)邊緣。
15.按照上述權(quán)利要求之一所述的葉片，其特征是上述多個(gè)孔的軸向?qū)?zhǔn)與通過流體的葉片的運(yùn)動(dòng)方向達(dá)到75°的延伸方向。
16.按照權(quán)利要求15所述的葉片，其特征是上述多個(gè)孔的軸向?qū)?zhǔn)距通過流體的葉片的運(yùn)動(dòng)方向達(dá)到60°的延伸方向。
17.按照權(quán)利要求15所述的葉片，其特征是上述多個(gè)孔的軸向?qū)?zhǔn)與通過流體的葉片運(yùn)動(dòng)方向達(dá)到45°的延伸方向。
18.按照權(quán)利要求15所述的葉片，其特征是上述多個(gè)孔的軸向?qū)?zhǔn)與通過流體的葉片運(yùn)動(dòng)方向達(dá)到30°的延伸方向。
19.按照權(quán)利要求15所述的葉片，其特征是上述多個(gè)孔的軸向?qū)?zhǔn)與通過流體的葉片運(yùn)動(dòng)方向達(dá)到20°的延伸方向。
20.按照權(quán)利要求15所述的葉片，其特征是上述多個(gè)孔的軸向?qū)?zhǔn)與通過流體的葉片運(yùn)動(dòng)方向達(dá)到10°的延伸方向。
21.按照權(quán)利要求15所述的葉片，其特征是上述多個(gè)孔的軸向?qū)?zhǔn)與通過流體的葉片運(yùn)動(dòng)方向達(dá)到5°的延伸方向。
22.按照權(quán)利要求15所述的葉片，其特征是上述多個(gè)孔的軸向?qū)?zhǔn)與通過流體的葉片運(yùn)動(dòng)方向基本上一致的延伸方向。
23.一種旋轉(zhuǎn)動(dòng)力機(jī)械，例如，螺旋槳或葉輪或類似物，其具有至少一個(gè)上述權(quán)利要求之一所述的葉片。
24.按照權(quán)利要求24所述的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力機(jī)械，其特征是以動(dòng)平衡結(jié)構(gòu)設(shè)置多個(gè)葉片。
25.按照權(quán)利要求23或24所述的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力機(jī)械，其特征是在葉片外邊緣附近的孔的尺寸大于在輪轂附近的孔的尺寸。
26.按照權(quán)利要求25所述的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力機(jī)械，其特征是所述孔的尺寸以漸變方式，或突變方式，從旋轉(zhuǎn)動(dòng)力機(jī)械的外邊緣向輪轂方向減小。
27.按照權(quán)利要求26所述的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力機(jī)械，其特征是確定葉片的外邊緣和輪轂之間的孔的尺寸，以使通過各所述孔的流體流動(dòng)速率沿葉片基本上是常數(shù)，從而所施加的作用在整個(gè)旋轉(zhuǎn)動(dòng)力機(jī)械上是均勻的。
28.用于手動(dòng)推進(jìn)的航水器的突出物，它為手操作的類型，該突出物具有至少一個(gè)如上述任一權(quán)利要求1～22所述的葉片。
29.一種基本上如附圖所示的螺旋槳。
30.一種作用于流體的葉片，其中設(shè)有多個(gè)基本上如說明書所述的孔。
全文摘要
一種螺旋槳(11),其具有五個(gè)葉片(13),葉片支撐在輪轂(14)上,如圖所示,葉片(13)的葉面(15)面對(duì)觀察者,即,面向紙外。具有多個(gè)孔(19),其穿過各葉片(13),從葉面(15)延伸到葉片(13)的背面(17)。多個(gè)孔(19)均勻地遍布在整個(gè)葉片上。所述孔(19)的延伸的軸線基本上對(duì)準(zhǔn)葉片(13)相對(duì)于螺旋槳(11)軸線的運(yùn)動(dòng)方向?？?19)垂直于螺旋槳(11)的徑向和軸向。各孔(19)包括由埋孔唇邊(21)形成的斜邊緣,所述埋孔唇邊(21)在葉面(15)上圍繞孔(19)的邊緣延伸。可以相信,通過孔(19)的水流干涉螺旋槳(11)的葉片背面(17)的相鄰處的紊流水,因此,改善了螺旋槳的動(dòng)力傳遞效率。
文檔編號(hào)B63H1/00GK1252032SQ98804142
公開日2000年5月3日 申請(qǐng)日期1998年4月8日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月14日
發(fā)明者梁志強(qiáng) 申請(qǐng)人:梁志強(qiáng), 科匯研究發(fā)展有限公司