[发明专利]科特导流管

说明书

技术领域

本发明涉及一种科特导流管(kort nozzle)、特别是一这样的科特导流管，其绕船的舵轴可旋转地构成。 

背景技术

一科特导流管是一圆锥形变细的管子，在其中设置船的螺旋桨。管子也构成科特导流管的壁。通过管子向船的船尾的缩小，科特导流管可以向船传送一附加的推动力，而不需要提高功率。除科特导流管的改进推进的特性外，借此还减小在波浪中的颠簸，因此在极大的海浪中可以降低速度损耗并且可以提高航向稳定性，因为科特导流管的固有阻力随着渐升的船速度大致成平方增加，其优点特别在缓慢的、具有很大的螺旋桨推动力的船(例如拖船、渔船等)中是有成效的。 

除固定的科特导流管外，在其后面沿流动方向通常设置一舵用以控制船，还具有所谓“科特舵导流管”，其中科特导流管绕船的沿垂直方向延伸的舵轴是可旋转的。为此通常在科特导流管的上侧和底侧在其壁的外面上设置用于可旋转支承的轴承。而螺旋桨依然是固定的，从而科特导流管同样围绕螺旋桨旋转。经常科特舵导流管连接于舵轴并且支承于舵踵中。其通常绕一垂直轴或绕舵轴向两侧可摆动约30°至35°。因此科特舵导流管是一改进推进的装置和舵的组合，因为通过螺旋桨喷射相对于船纵轴线偏转一角度获得一舵作用。在偏转的科特舵导流管中通过喷射反推力将船的船尾推动。 

图5说明一绕船的舵轴可旋转支承的科特导流管200与在其中设置的固定的船螺旋桨的一个实施例，如其由现有技术已知的。科特导流管200绕船(图中未示出)的固定的船螺旋桨210设置。在这里科特导流管相对于船纵轴线220倾斜一约30°的角度α。箭头221表示海水的流动方向。沿着流动方向在螺旋桨后面在科特导流管200上设置 一固定的襟翼230，借其有利地影响科特舵导流管的流动特性。通过一减小的壁厚，科特导流管200的入口区域201(参考通过科特导流管200的通流方向)相对于科特导流管200的其余区域扩大地构成。这意味着，入口区域的内径大于科特导流管200的其余区域内的内径。借此提高通过科特导流管200的水通量，这又改进科特导流管的推进效率。 

从申请人的广泛的计算、实验和模拟已得出，在一传统的科特导流管的确定的扭转角时直接在螺旋桨后面的区域内出现流动的涡流或再循环。该再循环或涡流对科特导流管的效能产生不利的影响。它们特别直接在螺旋桨后面产生在螺旋桨的这个侧面区域内，科特导流管转向该侧面区域。由于再循环明显降低水通量在该区域内的流速，从而总体上降低科特导流管的驱动功率。由于再循环只产生在一局部限定的侧面区域内并且在其余的区域内的流动如通常那样在最大程度上以层流延伸，此外出现科特导流管的显著的振动，该振动可以被传给船体并同样产生不利的影响。为了说明该问题以下参阅图6a和6b。 

图6a示意示出剖开的科特导流管200的俯视图，如其由现有技术已知的。图6a和6b中的箭头表示流动分布。为了清晰起见，只示意地绘出船螺旋桨210。在该科特导流管200中沿流动方向在螺旋桨210的后面设置一活动的或可偏转的襟翼231，不同于图5的科特导流管。所示的科特导流管200相对于船纵轴线倾斜一个15°的角度。同时科特导流管200的壁202a的下部被在流动方向的反向上转动，亦即向螺旋桨210那边转动，而壁202b的对置部分相应地被随流动方向转动。 

在图6a中标出的科特导流管200的下面的部分放大地示于图6b中。其中可看出，由于科特导流管200相对于螺旋桨210或船纵轴线220的角位置，流动的涡流或再循环出现外边缘区域内，沿流动方向直接在螺旋桨210的后面。由于该再循环，平均的流速沿主流动方向221在该局部的区域内降到一最小值。测量和仿真已得出，在该区域内沿主流动方向出现一约0.2至2m/s的平均流速。与此相比，例如在襟翼231与壁区域202b之间的区域内的流动的平均流速为12至 16m/s。 

水，其在外边以层流方式沿壁202a流动，围绕科特导流管端部203的壁的倒圆的边缘向内流动并且在那里遇到由螺旋桨210产生的沿主流动方向221定向的流动。外边的流动的一部分向内相反于主流动方向221转向，并且沿壁202的内侧与主流动方向221反向地流到螺旋桨210的后面并由那里再通过螺旋桨210返回。因此出现流动的一局部的循环或再循环，并且平均的流速沿主流动方向221在该区域内接近零。因此出现上述缺点。 

发明内容