CN202368778U - 组合节能运输船舶 - Google Patents

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高存浩
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Abstract

本实用新型涉及一种组合节能运输船舶，包括船体，船体尾部设有螺旋桨，其特征在于螺旋桨为节能螺旋桨，螺旋桨的轴的前上方设有节能导管；节能导管包括呈半圆环形的左舷导管及右舷导管，左舷导管及右舷导管安装于螺旋桨轴前上方的船体两侧构成节能导管；节能螺旋桨包括螺旋桨本体及桨帽，桨帽的外圆周上设有多个鳍叶，鳍叶的数量与螺旋桨本体的桨叶数量相等，鳍叶设置在两个相邻桨叶延伸面的中间位置附近。本实用新型组合配置节能螺旋桨及节能导管，由节能导管增加螺旋桨来流速度，改善桨盘面伴流均匀性，由节能螺旋桨的桨帽上设置的鳍叶抑制毂涡并利用螺旋桨尾流的能量，提高推进效率，减小能量耗散，起到1+1>2的节能效果。

Description

组合节能运输船舶
技术领域
本实用新型涉及一种船舶，尤其是涉及一种组合节能运输船舶，包括散货船、油船、集装箱船等。
背景技术
运输船舶，如散货船、油船、集装箱船等是货运船舶的主力军，降低运输船舶能源消耗对于船舶企业乃至整个船舶行业都有非常重要的意义。目前，运输船舶的船型发展已相当成熟，通过船体线型的设计来降低阻力、达到节能的目的已愈来愈困难。
目前，在运输船舶上已有多种形式的节能装置，这类节能装置可分为两大类：一类是安装于螺旋桨前方，用来改善螺旋桨的来流质量，提高螺旋桨的推进效率，如前置导叶、前置导管、伴流补偿导管等等。另一类是安装于螺旋桨后方，用来回收利用螺旋桨尾流的能量，如舵球、安装导叶的舵球装置、榖帽鳍等等。虽然这些装置具有一定的节能效果，但一般单独使用节能效果非常有限，考虑安装的装置本身会增加一部分附加的阻力，实际的节能效果一般仅能达到3%~7%。 
实用新型内容
本申请人针对上述的问题，进行了研究改进，提供一种组合节能运输船舶，合理配置节能措施，改善螺旋桨来流质量并抑制毂涡的生成，有效地提高整流作用，减小毂涡的额外消耗，提高推进效率，减小能量耗散以达到进一步节能的目的。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案：
一种组合节能运输船舶，包括船体，所述船体尾部设有螺旋桨，所述螺旋桨为节能螺旋桨，所述螺旋桨的轴的前上方设有节能导管；所述节能导管包括呈半圆环形的左舷导管及右舷导管，左舷导管及右舷导管安装于螺旋桨轴前上方的船体中纵剖面两侧构成节能导管，所述左舷导管及右舷导管的管壁剖面呈机翼型；所述节能螺旋桨包括螺旋桨本体及桨帽，所述桨帽的外圆周上设有多个鳍叶，所述鳍叶的数量与所述螺旋桨本体的桨叶数量相等，所述鳍叶设置在两个相邻桨叶延伸面的中间位置附近，所述鳍叶的剖面为机翼型剖面。
进一步的： 
所述鳍叶直径在所述螺旋桨直径的0.25~0.35倍之间。
所述桨叶中心线与桨帽上的鳍叶中心线的安装夹角在30°~60°之间。
所述节能导管的安装前倾角为0°，所述节能导管的收缩角在6.5°~14°之间，所述左舷导管的收缩角在3°~6°之间，所述右舷导管的收缩角在5°~10°之间。
以螺旋桨直径为基准，所述节能导管后端直径为螺旋桨直径的0.3~0.42倍，所述节能导管前端直径为螺旋桨直径的0.45~0.65倍，所述节能导管的长度为螺旋桨直径的0.15~0.30倍，所述节能导管后端距螺旋桨盘面的距离为螺旋桨直径的0.1~0.3倍。
本实用新型的技术效果在于： 
本实用新型公开的一种组合节能运输船舶，组合配置节能螺旋桨及节能导管，由节能导管增加螺旋桨来流速度，改善桨盘面伴流均匀性，由节能螺旋桨的桨帽上设置的鳍叶抑制毂涡并利用螺旋桨尾流的能量，提高推进效率，减小能量耗散，大大提高节能效果，起到1+1>2的节能效果。
附图说明
图1为本实用新型的主视图。
图2为图1的F向视图。
图3为图1的E-E向剖视图。
图4为节能螺旋桨的三维结构示意图。
图5为图4的俯视图。
图6为图5的G向局部视图。
图7为左舷导管及右舷导管的管壁剖面结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。
如图1~6所示，本实用新型包括船体5，船体5尾部设有螺旋桨4，螺旋桨4为节能螺旋桨，螺旋桨4的轴的前上方设有节能导管1。如图1、2、3所示，节能导管1包括呈半圆环形的左舷导管101及右舷导管102，左舷导管101及右舷导管102安装于船舶螺旋桨4的轴前上方的船体5中纵剖面两侧构成节能导管1，节能导管1偏置于桨轴上方，左舷导管101及右舷导管102的管壁剖面呈机翼型。为了能够起到预旋水流的作用，左舷导管101及右舷导管102对于船体中纵剖面采取不对称布置，节能导管1的安装前倾角（节能导管1的中心线在船体中纵剖面上的投影与螺旋桨4的桨轴中心线之间的夹角）为0°，节能导管1的收缩角在6.5°~14°之间，左舷导管101的收缩角（左舷导管101的中心线与螺旋桨4的桨轴中心线之间的夹角）在3°~6°之间，右舷导管102的收缩角（右舷导管102的中心线与螺旋桨4的桨轴中心线之间的夹角 ）在5°~10°之间。以螺旋桨直径为基准，节能导管1后端直径A为螺旋桨直径的0.3~0.42倍，节能导管1前端直径B为螺旋桨直径的0.45~0.65倍，节能导管1的长度C为螺旋桨直径的0.15~0.30倍，节能导管1后端距螺旋桨盘面的距离D为螺旋桨直径的0.1~0.3倍。在本实施例中，节能导管1的收缩角为10°，左舷导管101的收缩角为4.5°，右舷导管102的收缩角为7°。
如图1、2、3、7所示，左舷导管101及右舷导管102分别由导边圆钢7、环外板8、环形肋板9、环内板10、纵向肋板11、随边圆钢12焊接构成，左舷导管101及右舷导管102焊接在船体5两侧。
如图1、3、4、5、6所示，螺旋桨4包括螺旋桨本体401及桨帽404，螺旋桨本体401由桨毂402及多个桨叶403构成，螺旋桨本体401通过桨帽404及螺钉固定安装在桨轴上。桨帽404的外圆周上设有多个鳍叶405，鳍叶405的数量与螺旋桨本体401的桨叶403数量相等，鳍叶405设置在两个相邻桨叶403延伸面的中间位置附近，鳍叶405的剖面为机翼型剖面。通常鳍叶405的直径在螺旋桨本体直径的0.25~0.35倍之间，螺旋桨本体401的桨叶403中心线与桨帽404上的鳍叶405中心线的安装夹角K在30°~60°之间，鳍叶405的长度、鳍叶厚度及安装角度可根据设计需要确定，在本实施例中，螺旋桨本体401的桨叶403中心线与桨帽404上的鳍叶405中心线的安装夹角K为    45°。
节能导管1设计高升阻比导管剖面（见图7）形状，配合合适的安装角度，节能导管1提供的推力大于其增加的阻力。节能导管1能够加速螺旋桨上部进流，减小船舶尾部水流分离，使螺旋桨盘面的进流均匀；对于左舷导管101及右舷导管102选择合适的安装角度，对螺旋桨4的进流起到预旋作用，从而提高螺旋桨的推进效率，改善船体尾部振动情况，达到节能的目的。同时，螺旋桨本体401旋转时，桨毂402会带动周围的水流一起旋转，使得在桨毂402的后方形成毂涡，毂涡不断向后方扩散，造成能量损失。在桨帽404上设置鳍叶405，螺旋桨本体401旋转的同时，带动桨帽404上鳍叶405以相同转速旋转，鳍叶405打散毂涡，减少毂涡对能量的消耗，同时，桨帽404上的鳍叶405类似于一个小的螺旋桨，能够提供一部分推力，从而达到节能的目的。在节能导管1及节能螺旋桨4两者共同作用下，节能效果可大大提高。
根据模型试验，在不同航速下，本实用新型的节能效果为6%~15%。以51000吨散货船为例，制造时增加的生产成本约在10~15万，该船设计航速为12kn，节能效果为7.5%左右，这样，按照一年运营300天来计算，每艘船一年可节约燃油约400吨。 

Claims (5)

1.一种组合节能运输船舶，包括船体，所述船体尾部设有螺旋桨，其特征在于：所述螺旋桨为节能螺旋桨，所述螺旋桨的轴的前上方设有节能导管；所述节能导管包括呈半圆环形的左舷导管及右舷导管，左舷导管及右舷导管安装于螺旋桨轴前上方的船体中纵剖面两侧构成节能导管，所述左舷导管及右舷导管的管壁剖面呈机翼型；所述节能螺旋桨包括螺旋桨本体及桨帽，所述桨帽的外圆周上设有多个鳍叶，所述鳍叶的数量与所述螺旋桨本体的桨叶数量相等，所述鳍叶设置在两个相邻桨叶延伸面的中间位置附近，所述鳍叶的剖面为机翼型剖面。
2.按照权利要求1所述的组合节能运输船舶，其特征在于：所述鳍叶直径在所述螺旋桨直径的0.25~0.35倍之间。
3.按照权利要求1所述的组合节能运输船舶，其特征在于：所述桨叶中心线与桨帽上的鳍叶中心线的安装夹角在30°~60°之间。
4.按照权利要求1所述的组合节能运输船舶，其特征在于：所述节能导管的安装前倾角为0°，所述节能导管的收缩角在6.5°~14°之间，所述左舷导管的收缩角在3°~6°之间，所述右舷导管的收缩角在5°~10°之间。
5.按照权利要求1所述的组合节能运输船舶，其特征在于：以螺旋桨直径为基准，所述节能导管后端直径为螺旋桨直径的0.3~0.42倍，所述节能导管前端直径为螺旋桨直径的0.45~0.65倍，所述节能导管的长度为螺旋桨直径的0.15~0.30倍，所述节能导管后端距螺旋桨盘面的距离为螺旋桨直径的0.1~0.3倍。
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GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Assignee: Hubei Huahai Ship Heavy Industry Co., Ltd.

Assignor: Jiangsu Huahai Ship Design Co., Ltd.

Contract record no.: 2012320000885

Denomination of utility model: Combined energy-saving transport ship

Granted publication date: 20120808

License type: Exclusive License

Record date: 20120711

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