CN219948533U - 一种带扭曲鳍的船用推进结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及集装箱船领域，提供了一种带扭曲鳍的船用推进结构。包括舵系和螺旋桨推进系统，尾部铸件的外侧安装有扭曲鳍，所述扭曲鳍包括三个鳍板以及一个导管，鳍板呈叶片状，所述导管为弧形曲面，导管的一端焊接于尾部铸件的外壁，导管的另一端固定焊接于其中一个鳍板的中部。叶朝向螺旋桨的一侧安装有舵球，所述舵球与螺旋桨的共轴线。通过安装在尾部铸件上的鳍板、导管以及舵叶上的舵球，使得螺旋桨进流更加均匀，减少螺旋桨上不可避免的流动损失，同时增加了螺旋桨的推力，显著提高螺旋桨的效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及集装箱船领域，具体涉及一种带扭曲鳍的船用推进结构。
背景技术
集装箱船是现代远洋航运的主要船型。为了减小船舶航运排放的温室气体，国际海事组织（以下简称IMO）要求2020年之后新建船要达到2阶段（减少20%的碳排放），2050年之后要达到3阶段（减少30%的碳排放），逐步提升船舶能效设计指数（EEDI）排放要求。严苛的排放标准使造船行业面临更大的挑战，随着EEDI的提高，船舶的设计标准和水平，对船舶高技术附加值的要求以及建造成本都不断地增加。
为了满足EEDI的要求，现有的大型船舶一般采用如下措施：1.用清洁能源来代替传统燃料；2.采用先进的船体节能技术，包括船型优化、高效螺旋桨、水动力节能装置，气膜减阻等技术；3废热回收、锅炉技术等主/辅机节能技术；降低主机功率。
采用清洁能源代替传统燃料的方式会使得船舶的建造成本明显提升，从而降低了船舶的利润。利用废热回收、锅炉技术等主/辅机节能技术的适用性小，且节能效果不明显。而通过降低主机功率会导致航速的降低，影响船舶的运行效率。因此只有在船舶的水动力节能方面节省能耗，才能在满足排放要求的基础上，最大程度的降低船舶的建造成本。
发明内容
为了节省船舶航行过程中的能耗，从而降低能耗，满足严苛的排放要求，本实用新型的目的在于提供一种带扭曲鳍的船用推进结构。
为达到以上目的，本实用新型的采取的技术方案为：
一种带扭曲鳍的船用推进结构，包括舵系和螺旋桨推进系统，所述螺旋桨推进系统包括螺旋桨、尾部铸件以及螺旋桨轴，螺旋桨固定安装在螺旋桨轴的末端，所述螺旋桨轴通过轴承转动支承于尾部铸件，螺旋桨轴通过中间轴与主发动机连接传动，并带动螺旋桨转动，所述舵系安装在螺旋桨的后方，所述尾部铸件的外侧安装有扭曲鳍，所述扭曲鳍包括三个鳍板以及一个导管，鳍板呈叶片状，鳍板自根部向上宽度铸件变小，三个鳍板沿尾部铸件的外圆周方向分布，鳍板的根部焊接于尾部铸件的外侧；所述导管为弧形曲面，导管的一端焊接于尾部铸件的外壁，导管的另一端固定焊接于其中一个鳍板的中部，另外两个鳍板穿过导管；所述导管与鳍板以及尾部铸件的外壁间形成三个扇形的过流通道。
进一步地，所述舵系包括舵杆与舵叶，所述舵杆的顶端与舵机连接并由舵机驱动转动，舵叶安装于舵杆的下端，舵叶随舵杆转动而转动；所述舵叶朝向螺旋桨的一侧安装有舵球，所述舵球与螺旋桨的共轴线。
进一步地，所述鳍板根部上方的侧壁上设有横向的加强板，横向加强板与尾部铸件间设有多个平行的纵向加强板，所述纵向加强板与横向加强板、鳍板以及尾部铸件同时焊接固定。
进一步地，所述鳍板穿出导管处焊接有加强补板。
进一步地，所述螺旋桨安装于螺旋桨轴的轴端，螺旋桨轴端靠近舵系一侧安装有液压螺母，所述液压螺母抵紧螺旋桨的端面。
进一步地，所述螺旋桨轴的轴端安装有导流帽，所述导流帽位于螺旋桨与舵系之间。
进一步地，所述轴承与尾部铸件内壁间安装有环氧套，所述环氧套一端伸出尾部铸件的外侧，环氧套的伸出端设有安装环，安装环的外侧设有定位环，所述定位环通过螺钉固定于尾部铸件的端面并挤压所述安装环。
再进一步地，所述螺旋桨与尾部铸件间的螺旋桨轴段上安装有旋转密封组件，所述旋转密封组件的静密封与尾部铸件的端面固定连接，旋转密封组件的动密封与螺旋桨端面固定
采取以上技术方案后，本实用新型的有益效果为：
通过直接安装在尾部铸件的三个鳍板产生预旋气流，减小螺旋桨尾流旋转能量的损失。通过安装导管形成扇形截面的的通道，可以加速螺旋桨上部进流，使得螺旋桨进流更加均匀，提高螺旋桨推进效率，并且能够减少尾部的流动分离，减少尾部流旋转能量的损失，一定程度上还能产生附加的推力，达到节能的效果。
舵球能够有效改善螺旋桨尾流场，安装在舵叶上并定位在螺旋桨的中心线上，改善了来自螺旋桨的水流，并在螺旋桨较高负载时增加其推力。舵球减少了螺旋桨上不可避免的流动损失，同时增加了螺旋桨的推力，显著提高螺旋桨的效率。
附图说明
图1为本实用新型的主视图。
图2为螺旋桨推进系统的结构示意图。
图3为扭曲鳍的结构示意图。
图4为本实用新型的侧视图。
图中：螺旋桨1，尾部铸件2，扭曲鳍3，第一鳍板31，第二鳍板32，第三鳍板33，导管34，横向的加强板35，纵向加强板36，螺旋桨轴4，轴承5，环氧套6，旋转密封组件7，舵杆8，舵叶9，舵球10，导流帽11。
实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步详述：
如图1所示，一种带扭曲鳍的船用推进结构，由舵系和螺旋桨推进系统两个部分组成。舵系位于螺旋桨推进系统的后方，螺旋桨推进系统将水流推向舵系，有舵系调整水流方向，从而改变船舶航行方向。
如图2所示，螺旋桨推进系统包括螺旋桨1、尾部铸件2、扭曲鳍3、以及螺旋桨轴4，螺旋桨1固定安装在螺旋桨轴4靠近舵系的一端，螺旋桨轴4的末端安装有液压螺母，液压螺母抵紧于螺旋桨1，防止其松动。螺旋桨的两侧分别安装有导流帽11，靠近舵系一侧的导流帽固定于螺旋桨轴4的端面，靠近尾部铸件2一侧的导流帽固定于尾部铸件的端面。
螺旋桨轴4通过轴承5转动支承于尾部铸件2的内孔，螺旋桨轴4通过中间轴与主发动机连接传动，并带动螺旋桨1转动。轴承5与尾部铸件2的内壁间安装有环氧套6，环氧套一端伸出尾部铸件的外侧，环氧套6的伸出端设有安装环，安装环贴紧尾部铸件的端面，安装环的外侧设有定位环，定位环通过螺钉固定于尾部铸件2的端面并挤压安装环，将环氧套6固定。螺旋桨1与尾部铸件2间的螺旋桨轴段上安装有旋转密封组件7，旋转密封组件的静密封与尾部铸件2的端面固定连接，旋转密封组件7的动密封与螺旋桨1端面固定。
扭曲鳍3固定安装在尾部铸件2的外侧面上。扭曲鳍包括第一鳍板31、第二鳍板32、第三鳍板33以及导管34。各鳍板呈叶片状，鳍板自根部向上宽度铸件变小，鳍板的前后侧面为带有一定弧度的曲面，三个鳍板沿尾部铸件的外圆周方向分布，并通过其根部焊接于尾部铸件的外侧。为了增加强度，在鳍板根部上方的侧壁上设有横向的加强板35，横向加强板35与尾部铸件间设有多个平行的纵向加强板36，通过纵向加强板36同时与横向加强板35、鳍板以及尾部铸件2焊接，形成稳固结构。三个鳍板产生预旋气流，减小螺旋桨尾流旋转能量的损失。
导管34为弧形的弯曲曲面，导管34的一端焊接于尾部铸件2的外壁，并通过纵向加强板加强，导管34的另一端固定焊接于第一鳍板31的中部，第二鳍板、第三鳍板穿过导管34；导管34与三个鳍板以及尾部铸件2的外壁间形成三个扇形的过流通道。通过安装导管形成扇形截面的的通道，可以加速螺旋桨1上部进流，使得螺旋桨1进流更加均匀，提高螺旋桨1推进效率，并且能够减少尾部的流动分离，减少尾部流旋转能量的损失。提高螺旋桨推进效率来达到节约3~8%能量的效果，从而降低燃油消耗，减少排放，能够降低3%以上船舶能效率设计指数（EEDI指标）。
舵系由舵杆8、舵叶9以及舵球10组成。舵杆8的顶端与舵机连接并由舵机驱动转动，舵叶9安装于舵杆8的下端，舵叶9随舵杆8转动而转动；舵叶8朝向螺旋桨1的一侧安装有舵球10，舵球10与螺旋桨1的共轴线。舵球安装在舵叶上，定位在螺旋桨的中心线上，改善了来自螺旋桨的水流，减少了螺旋桨上不可避免的流动损失，同时增加了螺旋桨的推力，提高螺旋桨的效率。
Claims (8)
1.一种带扭曲鳍的船用推进结构，包括舵系和螺旋桨推进系统，所述螺旋桨推进系统包括螺旋桨、尾部铸件以及螺旋桨轴，螺旋桨固定安装在螺旋桨轴的末端，所述螺旋桨轴通过轴承转动支承于尾部铸件，螺旋桨轴通过中间轴与主发动机连接传动，并带动螺旋桨转动，所述舵系安装在螺旋桨的后方，其特征在于，所述尾部铸件的外侧安装有扭曲鳍，所述扭曲鳍包括三个鳍板以及一个导管，鳍板呈叶片状，鳍板自根部向上宽度铸件变小，三个鳍板沿尾部铸件的外圆周方向分布，鳍板的根部焊接于尾部铸件的外侧；所述导管为弧形曲面，导管的一端焊接于尾部铸件的外壁，导管的另一端固定焊接于其中一个鳍板的中部，另外两个鳍板穿过导管；所述导管与鳍板以及尾部铸件的外壁间形成三个扇形的过流通道。
2.根据权利要求1所述的一种带扭曲鳍的船用推进结构，其特征在于，所述舵系包括舵杆与舵叶，所述舵杆的顶端与舵机连接并由舵机驱动转动，舵叶安装于舵杆的下端，舵叶随舵杆转动而转动；所述舵叶朝向螺旋桨的一侧安装有舵球，所述舵球与螺旋桨的共轴线。
3.根据权利要求1所述的一种带扭曲鳍的船用推进结构，其特征在于，所述鳍板根部上方的侧壁上设有横向的加强板，横向加强板与尾部铸件间设有多个平行的纵向加强板，所述纵向加强板与横向加强板、鳍板以及尾部铸件同时焊接固定。
4.根据权利要求3所述的一种带扭曲鳍的船用推进结构，其特征在于，所述鳍板穿出导管处焊接有加强补板。
5.根据权利要求1所述的一种带扭曲鳍的船用推进结构，其特征在于，所述螺旋桨安装于螺旋桨轴的轴端，螺旋桨轴端靠近舵系一侧安装有液压螺母，所述液压螺母抵紧螺旋桨的端面。
6.根据权利要求1所述的一种带扭曲鳍的船用推进结构，其特征在于，所述螺旋桨轴的轴端安装有导流帽，所述导流帽位于螺旋桨与舵系之间。
7.根据权利要求6所述的一种带扭曲鳍的船用推进结构，其特征在于，所述轴承与尾部铸件内壁间安装有环氧套，所述环氧套一端伸出尾部铸件的外侧，环氧套的伸出端设有安装环，安装环的外侧设有定位环，所述定位环通过螺钉固定于尾部铸件的端面并挤压所述安装环。
8.根据权利要求6所述的一种带扭曲鳍的船用推进结构，其特征在于，所述螺旋桨与尾部铸件间的螺旋桨轴段上安装有旋转密封组件，所述旋转密封组件的静密封与尾部铸件的端面固定连接，旋转密封组件的动密封与螺旋桨端面固定。
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| CN117622442A (zh) * | 2024-01-26 | 2024-03-01 | 江苏扬子鑫福造船有限公司 | 一种螺旋桨前水动力节能扭曲鳍结构 |
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