CN103332280A - 光芒型前置导轮 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光芒型前置导轮，包括前置导管以及多个前置导叶片；所述前置导叶片分散设置在前置导管的内壁，且与所述内壁相接处的前置导叶片部分延伸至前置导管的外部。本发明具有改善螺旋桨上半平面入流的均匀性、提高螺旋桨船身效率、使螺旋桨进流产生预旋，降低螺旋桨尾流旋转能量损失等作用，可获得相当可观的节能效果。

Description

光芒型前置导轮
技术领域
本发明涉及一种船用组合式节能导轮，尤其涉及一种光芒型前置导轮。
背景技术
随着世界能源危机的逐渐显现，国际油价自进入21世纪以来一直处于震荡上涨状态，这使得航运成本居高不下，因此降低运营成本成为船舶行业共同的课题。而与此同时，由于温室气体排放所导致的各种环境问题日益严峻，并受到了国际社会的广泛关注。船舶水动力节能装置研发也因此成为了船舶研究领域的重大课题，同时也受到广大船东的青睐。然而，随着船舶总体性能的日益改进，传统的单一节能装置的节能效果也越来越低，组合式节能装置也逐渐成为船舶节能装置的热点及发展重点。
然而目前市场上主流的组合式节能装置是前置导轮，如Mewis导管等，虽然该节能装置具有较好的节能效果，但在某些船舶上，由于导管内径的限制而使得导管内导叶展长无法达到最佳设计，使导叶在阻力较小时的设计状态下并未达到最佳的预旋效果，因此根据某些船舶实际尾流情况，本发明对各导叶进行自适应式设计，而不仅仅局限在导管内部，从而使导叶节能效果实现最优化，最终使该节能装置节能效果达到最佳。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中的问题，提供一种能够降低船舶尾流能量损失、降低船舶能耗并提高螺旋浆推进效率的光芒型前置导轮。
本发明的技术方案是：光芒型前置导轮，包括前置导管以及多个前置导叶片；所述前置导叶片分散设置在前置导管的内壁，且与所述内壁相接处的前置导叶片部分延伸至前置导管的外部。
所述前置导管安装的纵向倾角为0-5°。
所述前置导管的入口直径大于其出口直径。
所述入口直径为螺旋桨直径的0.65～0.85倍，出口直径为螺旋桨直径的0.6～0.75倍。
所述前置导叶片之间设置时互成不同角度。
所述前置导叶片弦长小于所述前置导管弦长。
本发明涉及一种用于排水型船舶的新型前置导轮节能装置，安装在螺旋桨近前方，由导管及前置导叶片组合而成，前置导叶片安装于导管内部，并将导管与船体相连接。前置导叶片展长根据其所处流场特点而定，一般有若干前置导叶片展长较大，延伸至导管外部。该节能装置具有改善螺旋桨上半平面入流的均匀性、提高螺旋桨船身效率、使螺旋桨进流产生预旋，降低螺旋桨尾流旋转能量损失等作用，可获得相当可观的节能效果。
附图说明
图1为本发明光芒型前置导轮结构示意图；
图2为本发明安装示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、技术特征、发明目的与技术效果易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
如图1、2所示为本发明的一种光芒型前置导轮，包括前置导管100以及多个分散排布的前置导叶片200，且与内壁相接处的前置导叶片部分延伸至前置导管100的外部。本发明的前置导管100的导管中心线101高于螺旋桨桨轴中心线102。
前置导叶片200的一端201周向设置在前置导管100的内壁，与内壁相接处部分延伸至前置导管100的外部，另一端202与船体尾部300相连接。前置导叶片200呈扇形分散排布，同时采用不同攻角设计，其分布以及攻角一般根据螺旋桨及船体300确定，前置导管100通过水平翼板301设置在船体尾部300处。前置导叶片200可使螺旋桨进流产生预旋，从而降低螺旋桨旋转能量损失。
本发明中前置导管100的最大直径小于螺旋桨的直径，且前置导管100入口直径大于出口直径。以螺旋桨的直径D为基准，前置导管100入口直径取为0.65-0.85D，出口直径取为0.6-0.75D，导管收缩角不大于15°。前置导管100的弦长一般取为0.2-0.4D，剖面厚度则为0.10-0.15L左右。同时前置导管100安装纵向倾角为0-5°。
一般而言，前置导叶片200的弦长要小于前置导管100的弦长，为0.15-0.25D，而各前置导叶片200长度均不相同，根据前置导管100与船体之间距离确定。
参看图1可知，光芒型前置导轮安装于船体300的尾部，位于螺旋桨之前。同时由附图2可知，各前置导叶片200在前置导管100内侧的分布规律，对于右旋螺旋桨而言，船体左舷侧一般布置三片前置导叶片200，而右舷侧则布置两片前置导叶片200，各前置导叶片200与光芒型前置导轮纵中位置之间的分布角度见下表1。同时，各导叶具有不同的攻角，其扭转角度（均以导叶叶面为基准）可见下表1。
表1
Figure BDA00003445962700041
注：①以桨轴中心线为旋转轴，由船尾朝船首看，逆时针为正；
②以导叶随边指向导轮中心方向为旋转轴；③导叶叶梢随边与桨轴中心之间的距离。
本发明一般以前置导管的入口直径6100mm，出口直径5500mm，而导管长度为1875mm，导叶在叶根及叶梢具有不同的弦长，分别为1600.00mm和1200mm，导叶随边距导管出口为155mm为最佳的实施方案。
经模型试验验证，该节能装置设计方案具有约5%的节能效果。
综上所述仅为本发明较佳的实施例，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化及修饰，皆应属于本发明的技术范畴。

Claims (6)

1.光芒型前置导轮，其特征在于：包括前置导管以及多个前置导叶片；所述前置导叶片分散设置在前置导管的内壁，且与所述内壁相接处的前置导叶片部分延伸至前置导管的外部。
2.根据权利要求1所述的光芒型前置导轮，其特征在于：所述前置导管安装的纵向倾角为0-5°。
3.根据权利要求1或2所述的光芒型前置导轮，其特征在于：所述前置导管的入口直径大于其出口直径。
4.根据权利要求4所述的光芒型前置导轮，其特征在于：所述入口直径为螺旋桨直径的0.65～0.85倍，出口直径为螺旋桨直径的0.6～0.75倍。
5.根据权利要求1所述的光芒型前置导轮，其特征在于：所述前置导叶片之间设置时互成不同角度。
6.根据权利要求1所述的光芒型前置导轮，其特征在于：所述前置导叶片弦长小于所述前置导管弦长。
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