CN205931199U - 一种船用环形导流栅 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种船用环形导流栅，其特征在于,包括左舷导流管、右舷导流管、左舷导叶和右舷导叶，所述左舷导流管和右舷导流管的上端通过加强结构固定在船体上，下端与船体固定连接，所述左舷导叶的一端安装在左舷导流管的内侧，另一端沿螺旋桨径向安装在船体上，所述右舷导叶的一端安装在右舷导流管的内侧，另一端沿螺旋桨径向安装在船体上。本实用新型能改善船体的尾流场，降低主机输出功率的损失，提高推进器的效率和船舶的航速。本实用新型具有结构简单、安装方便的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及桨前水动力节能装置，尤其涉及一种船用环形导流栅。
背景技术
燃油支出在船舶营运成本中占有主要比例，节省油耗、降低燃油成本是船东永远的追求。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。因此，绿色船舶技术成为了业界研究的重中之重，船舶水动力节能装置逐步受到广大船东的青睐。目前采用的桨前水动力节能装置有伴流补偿导管、整流鳍、预旋鳍加全导管以及Mewis Duct等，但这些现有装置存在对螺旋桨进流不均匀性改善有限、节能装置本身阻力过大、对螺旋桨推进效率提升作用小等问题，已逐渐无法适用船艉线型越来越光顺瘦削、船艉流动相对均匀的现代新型船舶。
申请号87216893.X公开的船用补偿导管组合节能装置，采用左舷和右舷各一个导管的形式，所用的导管内未安置导叶，这种装置构型过于简单，仅靠导管的作用不能有效提高螺旋桨的效率。
申请号201310704256.6和申请号201310306945.1公开的前置型三角形导管(轮)，所采用的导管呈扇形，安装有三个导叶，可以降低螺旋桨尾流场因旋转而损失的能量，并适度减少因尾部流动分离而附加的形状阻力，但因导管短小对尾流不均匀性的改善作用非常有限。
申请号200910134601.0公开了一种用于减小船的驱动功率需求的装置，在螺旋桨前方一个很短的距离处装有一个前喷口及四个鳍板，前喷口呈整体环形圆管状，该装置具有提高效率、降低功率需求的作用，但仅适用于早期船艉非常肥大的船舶。
申请号201310271844.5公开了一种前置半导轮，包括前置半导管以及多个前置导叶片，导管的管壁轴向局部为缺口，导叶片的一端周向设置在前置半导管的内壁，另一端与船体尾部相连接。该装置的导管为一个整体，这样导管的左右两侧的迎流角度和位置无法单独根据局部流场来进行优化调整，由于船尾伴流场的不均匀性，这种装置的导管会产生较大的阻力。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型提出了一种船用环形导流栅，其特征在于,包括左舷导流管、右舷导流管、左舷导叶和右舷导叶，所述左舷导流管和右舷导流管的上端通过加强结构固定在船体上，下端与船体固定连接，所述左舷导叶的一端安装在左舷导流管的内侧，另一端沿螺旋桨径向安装在船体上，所述右舷导叶的一端安装在右舷导流管的内侧，另一端沿螺旋桨径向安装在船体上。
进一步地，所述左舷导流管和右舷导流管各自的安装位置和倾角独立进行设置,在竖直平面内，左舷导流管的倾角在-8°至0°范围内进行设置，右舷导流管的倾角在0°至+8°范围内进行设置，在水平面内，左舷导流管和右舷导流管的倾角都在-8°至+8°范围内进行设置。
进一步地，所述左舷导流管和右舷导流管的长度均为螺旋桨直径的0.25-0.55倍，所述左舷导流管和右舷导流管的直径均为螺旋桨直径的0.4-0.85倍。
进一步地，所述左舷导叶的数量为1-3片。
进一步地，所述左舷导叶具有机翼型剖面，其剖面弦长小于等于左舷导流管的长度。
进一步地，所述左舷导叶伸展至左舷导流管外部，其伸展部分的长度为螺旋桨直径的0.1-0.75倍。
进一步地，所述右舷导叶的数量为1-2片。
进一步地，所述右舷导叶均具有机翼型剖面，其剖面弦长小于等于右舷导流管的长度。
本实用新型根据船尾部流动在轴线上下、左右的不对称性和不均匀性特点，提供一种船用环形导流栅，通过增加桨前预旋流动、提高导流管推力、改善船尾伴流场的手段来降低螺旋桨轴输出功率损失、提高船舶航行速度，同时可降低船体和附体的振动风险。
附图说明
图1为本实用新型一种船用环形导流栅安装在船尾的右舷侧视图；
图2为图1的A向视图；
图3为本实用新型一种船用环形导流栅的实施例2的示意图；
图4为本实用新型一种船用环形导流栅的实施例3的示意图；
图5为本实用新型一种船用环形导流栅的实施例4的示意图；
图6为本实用新型一种船用环形导流栅的实施例5的示意图。
图中：100-本实用新型装置、101-左舷导流管、102-右舷导流管、201-左舷导叶、204-右舷导叶、301-加强结构、400-船体、500-螺旋桨、501-桨轴。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型一种船用环形导流栅的具体实施方式进行详细说明，该实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
实施例1，如图1所示，本实用新型装置100固定安装于螺旋桨500前方、船体400的船尾处,绝大部分偏置于桨轴501的上方。
如图2为本实用新型的详细结构图。本实用新型装置100包括左舷导流管101、右舷导流管102、左舷导叶201、右舷导叶204和加强结构301，左舷导流管101和右舷导流管102的下端与船体400直接相连，左舷导流管101和右舷导流管102的上端通过加强结构301相联，加强结构301固定连接在船体400上，左舷导流管101与右舷导流管102均呈半圆环形，两者的轴线在水平方向互呈3°夹角。左舷导叶201的数量根据左舷导流管101内部的空间大小确定，本实施例中，左舷导叶201的数量为3片，左舷导叶201的一端安装在左舷导流管101的内侧，另一端沿螺旋桨500径向安装在船体400上；右舷导叶204的数量根据右舷导流管102内部的空间大小确定，本实施例中，右舷导叶204的数量为1片，右舷导叶204的一端安装在右舷导流管102的内侧，另一端沿螺旋桨500径向安装在船体400上；所有导叶的弦长均小于导流管的长度，且采用不扭转设计，使导叶相对于来流方向具有一定的攻角。
经试验验证，该实施例安装在某超大型货船上可降低功率损失达6％，高于其他类型的装置。
实施例2，如图3所示，为本实用新型的另一个实施例。本实施例中，左舷导流管101和右舷导流管102的长度均为螺旋桨500直径的0.4倍，左舷导流管101和右舷导流管102的直径相同均为螺旋桨500直径的0.6倍，左舷导流管101在竖直平面内具有-3°的倾角，右舷导流管102在竖直平面内具有+3°的倾角。
实施例3，如图4所示，左舷导流管101和右舷导流管102分呈半椭圆状，左舷导流管101和右舷导流管102的长度均为螺旋桨500直径的0.25倍，左舷导流管101和右舷导流管102的长轴相同均为螺旋桨500直径的0.85倍。其中椭圆状的长轴沿着上下方向，短轴沿着水平方向。
实施例4，如图5所示，左舷导流管101和右舷导流管102的轴线重合，左舷导流管101和右舷导流管102的长度均为螺旋桨500直径的0.55倍，左舷导流管101和右舷导流管102的直径相同均为螺旋桨500直径的0.4倍。
实施例5，如图6所示，针对船尾较瘦削、方形系数较小的船，左舷导叶201伸展至左舷导流管101外部，其伸展部分的长度为螺旋桨500直径的0.4倍；右舷导叶204安装在右舷导流管102内部，左舷导叶201梢部的弦长比导叶根部短。
实施例6，针对船尾收缩较快的船，在水平面内，左舷导流管101和右舷导流管102都具有+8°的倾角。
实施例7，为加大预选效果，在竖直平面内，左舷导流管101具有-8°的倾角，右舷导流管102具有+8°的倾角。
本实用新型的工作原理在于：左舷导流管101和右舷导流管102具有整流的作用，引导水流进入船尾高伴流区，使船尾部的伴流场更加均匀，从而改善了伴流场；根据局部流场特点，分别优化左舷导流管101和右舷导流管102的安装位置和倾角可有效降低本实用新型装置的阻力，左舷导叶201和右舷导叶204具有迎流角，且具有机翼型剖面，能够促使水流发生旋转，同时具有倾角的左舷导流管101和右舷导流管102加强了水流的旋转，该预旋流的方向与螺旋桨500旋转方向相反，从而减小了螺旋桨500尾流的旋转能量损失。在所有部件的共同作用下该装置有效降低了船舶主机输出功率损失，提高了船舶的航速。本装置结构简单，安装方便，具有较强的结构强度和良好的振动性能。
以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种船用环形导流栅，其特征在于,包括左舷导流管(101)、右舷导流管(102)、左舷导叶(201)和右舷导叶(204)，所述左舷导流管(101)和右舷导流管(102)的上端通过加强结构(301)固定在船体(400)上，下端与船体(400)固定连接，所述左舷导叶(201)的一端安装在左舷导流管(101)的内侧，另一端沿螺旋桨(500)径向安装在船体(400)上，所述右舷导叶(204)的一端安装在右舷导流管(102)的内侧，另一端沿螺旋桨(500)径向安装在船体(400)上。
2.根据权利要求1所述的船用环形导流栅，其特征在于，所述左舷导流管(101)和右舷导流管(102)各自的安装位置和倾角独立进行设置，在竖直平面内，左舷导流管(101)的倾角在-8°至0°范围内设置，右舷导流管(102)的倾角在0°至+8°范围内设置，在水平面内，左舷导流管(101)和右舷导流管(102)的倾角都在-8°至+8°范围内设置。
3.根据权利要求1或2所述的船用环形导流栅，其特征在于,所述左舷导流管(101)和右舷导流管(102)的长度均为螺旋桨(500)直径的0.25-0.55倍，所述左舷导流管(101)和右舷导流管(102)的直径均为螺旋桨(500)直径的0.4-0.85倍。
4.根据权利要求1所述的船用环形导流栅，其特征在于，所述左舷导叶(201)的数量为1-3片。
5.根据权利要求1或4所述的船用环形导流栅，其特征在于，所述左舷导叶(201)具有机翼型剖面，其剖面弦长小于等于左舷导流管(101)的长度。
6.根据权利要求5所述的一种船用环形导流栅，其特征在于，所述左舷导叶(201)伸展至左舷导流管(101)外部，其伸展部分的长度为螺旋桨(500)直径的0.1-0.75倍。
7.根据权利要求1所述的船用环形导流栅，其特征在于，所述右舷导叶(204)的数量为1-2片。
8.根据权利要求1或7所述的一种船用环形导流栅，其特征在于，所述右舷导叶(204)均具有机翼型剖面，其剖面弦长小于等于右舷导流管(102)的长度。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201620702905.8U CN205931199U (zh) | 2016-07-06 | 2016-07-06 | 一种船用环形导流栅 |
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| CN201620702905.8U CN205931199U (zh) | 2016-07-06 | 2016-07-06 | 一种船用环形导流栅 |
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|---|---|
| CN205931199U true CN205931199U (zh) | 2017-02-08 |
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| CN (1) | CN205931199U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106043641A (zh) * | 2016-07-06 | 2016-10-26 | 中船重工（上海）节能技术发展有限公司 | 一种船用环形导流栅 |
| CN110641669A (zh) * | 2019-10-16 | 2020-01-03 | 中国船舶工业集团公司第七0八研究所 | 一种船用水动力节能组合式导管水翼 |
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2016
- 2016-07-06 CN CN201620702905.8U patent/CN205931199U/zh active Active
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of utility model: A marine annular guide grating Effective date of registration: 20210406 Granted publication date: 20170208 Pledgee: The Bank of Shanghai branch Caohejing Limited by Share Ltd. Pledgor: CSIC (SHANGHAI) ENERGY SAVING TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO.,LTD. Registration number: Y2021310000023 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
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Date of cancellation: 20221111 Granted publication date: 20170208 Pledgee: The Bank of Shanghai branch Caohejing Limited by Share Ltd. Pledgor: CSIC (SHANGHAI) ENERGY SAVING TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO.,LTD. Registration number: Y2021310000023 |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
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