CN220281644U - 一种锯齿形尾缘船用桨前节能装置 - Google Patents
一种锯齿形尾缘船用桨前节能装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN220281644U CN220281644U CN202321342114.5U CN202321342114U CN220281644U CN 220281644 U CN220281644 U CN 220281644U CN 202321342114 U CN202321342114 U CN 202321342114U CN 220281644 U CN220281644 U CN 220281644U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- stator
- propeller
- guide pipe
- zigzag
- saving device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 claims 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 4
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000002146 bilateral effect Effects 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种锯齿形尾缘船用桨前节能装置，包括：定子组，用于对来流进行预旋；导管，导管为对称式弧形导管，尾缘呈锯齿状结构，用于改善螺旋桨周围流场的均匀性；所述的定子组一端与螺旋桨前尾轴上方船体表面固连，另一端与导管内凹的一侧固定连接；所述定子组内其他定子以设置在船舶中纵剖面的定子为基准沿导管周向分布。与现有技术相比，本实用新型采用对称式弧形导管加大螺旋桨两侧来流均匀性范围，且与船舶尾部线型匹配，以及采用前后截面面积大小不等的翼型剖面导管和带有倾斜角度的翼型剖面预旋定子，将导管尾缘改成锯齿状，降低锯齿尾缘导管螺旋桨尾流区域的湍流强度，改善螺旋桨周围流场和产生额外推力，提高螺旋桨的推进效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及水动力节能技术领域，具体涉及一种锯齿形尾缘船用桨前节能装置。
背景技术
进入21世纪，能源问题是当前世界各国所面临的严重问题，同时全球气候变暖，生态环境问题日益突出，节能减排已成为环保领域的重要举措。船舶运输作为高耗能、高排放的行业，成为了节能减排的重点领域。研究和应用船舶节能技术，降低船舶能耗，不仅可以为航运企业节省燃油费用，降低营运成本，同时还可以减少船舶造成的环境污染，获得经济和环保的双重效益。
船舶节能涉及船型优化、螺旋桨优化、推进系统布置优化、配套设备优化与加装水动力节能装置等多方面的革新，以及替代能源、新能源技术的储备和应用。在众多节能措施中，通过在船尾加装水动力节能装置是较为经济可行的方案之一，是当前研究和推广应用的一大热点。
目前，在船舶节能装置为数众多的种类中，伴流补偿导管和前置预旋导管等是最典型和广泛应用的节能装置。目前市场上的桨前预旋节能导管主要包括仅数个预旋导叶形式以及数个预旋导叶加一个扇形导管的组合形式，其与船体的连接型式为导叶根部固定于船体外板上。但是，现有技术中的导叶无法充分利用船舶尾部伴流场特征，节能效果较差。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷中的至少一种而提供一种锯齿形尾缘船用桨前节能装置。该装置为左右对称的结构，由五片定子和一个对称的弧形锯齿导管组成，能够有效的改善螺旋桨进流场，以缓解了现有技术中存在的导叶无法充分利用船舶尾部伴流场特征，节能效果较差的技术问题。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种锯齿形尾缘船用桨前节能装置，安装在螺旋桨前尾轴上方船体表面，包括：定子组，用于对来流进行预旋；导管，导管为对称式弧形导管，尾缘呈锯齿状结构，用于改善螺旋桨周围流场的均匀性，从而有效降低螺旋桨空泡腐蚀风险；
所述的定子组一端与螺旋桨前尾轴上方船体表面固连，另一端与导管内凹的一侧固定连接；所述定子组内其他定子以设置在船舶中纵剖面的定子为基准沿导管周向分布。
进一步地，所述定子组的每个定子和导管的剖面形状呈机翼型设置。
进一步地，所述的导管的翼型为NACA4DS翼型，按照余弦分布，一共为9个周期。
进一步地，所述的对称式弧形导管的翼型与水平方向的夹角为9-10°，优选9.2°。
进一步地，所述的导管的水流入口截面大于水流出口处截面。此设计方式可产生一定的推力，从而达到提高船身效率的目的。
进一步地，所述的导管出流端与螺旋桨轴中线的距离为螺旋桨半径的0.9-1倍，优选为螺旋桨半径的0.96倍；所述的导管进流端与螺旋桨轴中心线的距离为螺旋桨半径的1-1.1倍，优选为螺旋桨半径的1.075倍；所述的导管最宽处与螺旋桨中心线的距离为螺旋桨半径的1.1-1.2倍，优选为螺旋桨半径的1.1倍。该设计可使船体两侧来流均匀性的范围更大，从而提高螺旋桨的推进效率。
进一步地，所述的导管末端与螺旋桨轴中心线连线与船舶中纵剖面的夹角为90°。
进一步地，所述的定子组包括一号定子、二号定子、三号定子、四号定子和五号定子；所述的一号定子位于船舶中纵剖面；所述的二号定子和五号定子由近到远设置在一号定子一侧，三号定子、四号定子由近到远设置在一号定子另一侧。
优先地，一号定子1位于船舶中纵剖面处，且与中纵面的夹角为0°，二号定子2为一号定子1顺时针旋转45°所得，其与一号定子1的夹角β1为45°。三号定子3为一号定子1逆时针旋转45°所得，其与一号定子1的夹角为α1为45°。四号定子4为一号定子1顺时针旋转87°所得，其与二号定子2的夹角β2为42°。五号定子5为一号定子1逆时针旋转87°所得，其与三号定子3的夹角α2为42°。
进一步地，所述导管的宽度为螺旋桨半径的四分之三到五分之四，优先为螺旋桨半径的0.78倍。该设计方式可对螺旋桨来流进行预旋，降低螺旋桨尾流中旋转能量损失，最终有效的提高螺旋桨的推进效率。
进一步地，所述的导管包括对称布置的左舷导管和右舷导管；所述的左舷导管和右舷导管相连通。
与现有技术相比，本实用新型结合总结了扇形前置导管与桨前预旋装置的优点，采用的对称式弧形导管加大了螺旋桨两侧来流均匀性的范围，且与船舶尾部线型较为匹配，以及采用了前后截面面积大小不等的翼型剖面的导管和带有一定倾斜角度的翼型剖面预旋定子，将导管尾缘改成锯齿状结构，锯齿尾缘导管螺旋桨尾流区域的湍流强度降低，以上所述特征改善了螺旋桨周围流场以及产生了一定的额外推力，从而达到提高螺旋桨的推进效率。
附图说明
图1为本发明中锯齿形尾缘船用桨前节能装置的示意图；
图2为本发明中锯齿形尾缘船用桨前节能装置的正视图；
图3为实施例1中锯齿形尾缘船用桨前节能装置的正视图；
图4为实施例1中锯齿形尾缘船用桨前节能装置的侧视图；
图5为实施例1中锯齿形尾缘船用桨前节能装置的俯视图；
图中标号所示：1-一号定子；2-二号定子；3-三号定子；4-四号定子；5-五号定子；6-尾轴；7-导管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1所示，本实施例包括一个左右舷对称的导管7，五个预旋定子，左右对称的导管7在船舶中纵剖面处焊接，定子的一端焊接于导管7内侧，另一端焊接在螺旋桨前方尾轴6上面的船体表面。图中坐标系X轴为沿船长方向，Y轴为沿船舶左右舷方向，Z轴为沿船舶型深方向。其中导管7远离螺旋桨一端的截面面积大，靠近螺旋桨一端的截面面积小，该结构形式导管7可使螺旋桨进流场更加均匀，从而有效降低螺旋桨空泡腐蚀风险。
如图2所示，定子的另一端呈周向分布焊接在尾轴上方的船体表面，另一端焊接在对称式弧形导管的内壁面，该安装方式可加强定子的结构。其中所述的定子包括一号定子1，二号定子2，三号定子3，四号定子4，五号定子5。
如图3所示，一号定子1位于中纵剖面处，且与中纵面的夹角为0°，二号定子2为一号定子1顺时针旋转45°所得，其与一号定子1的夹角β1为45°。三号定子3为一号定子1逆时针旋转45°所得，其与一号定子1的夹角为α1为45°。四号定子4为一号定子1顺时针旋转87°所得，其与二号定子2的夹角β2为42°。五号定子5为一号定子1逆时针旋转87°所得，其与三号定子3的夹角α2为42°。
如图3所示，导管7的进流端(远离螺旋桨的一端)截面面积大，导管7的出流端(靠近螺旋桨的一端)截面面积小。在垂直方向(Z轴方向)，导管7出流端与桨轴中线的距离H2为螺旋桨半径的0.96倍，导管7进流端与桨轴中心线的距离H1为螺旋桨半径的1.075倍。在沿着船的左右舷方向(Y轴方向)，导管7的最宽处与螺旋桨中心线的距离B1为螺旋桨半径的1.1倍。导管7末端与桨轴中线连线与中纵剖面的夹角θ0为90°。该设计可使船体两侧来流均匀性的范围更大，从而提高螺旋桨的推进效率。
如图4所示，导管出流端相对导管进流端更大，且导管的剖面形状为翼型，导管结构的翼型形状与水平方向(X轴方向)的夹角θ2为9.2°，此设计方式可产生一定的推力，从而达到提高船身效率的目的。
如图5所示，导管的宽度(沿船长方向的长度)L1为螺旋桨半径的0.78，定子的剖面形状与导管的剖面形状同为翼型，一号定子1与中纵剖面的夹角θ1为0°。该设计方式可对螺旋桨来流进行预旋，降低螺旋桨尾流中旋转能量损失，最终有效的提高螺旋桨的推进效率。
导管7翼型采用NACA4DS，按照余弦分布，一共为9个周期。
工作原理：
本实施例结合总结了扇形前置导管与桨前预旋装置的优点，采用的对称式弧形导管加大了螺旋桨两侧来流均匀性的范围，且与船舶尾部线型较为匹配，以及采用了前后截面面积大小不等的翼型剖面的导管7和带有一定倾斜角度的翼型剖面预旋定子，将导管改成锯齿形，锯齿尾缘导管螺旋桨尾流区域的湍流强度降低，以上所述特征改善了螺旋桨周围流场以及产生了一定的额外推力，从而达到提高螺旋桨的推进效率。
实施例2
参见图1-5，一种锯齿形尾缘船用桨前节能装置，安装在螺旋桨前尾轴6上方船体表面，包括：定子组，用于对来流进行预旋；导管7，导管7为对称式弧形导管，尾缘呈锯齿状结构，用于改善螺旋桨周围流场的均匀性；定子组一端与螺旋桨前尾轴6上方船体表面固连，另一端与导管7内凹的一侧固定连接；定子组内其他定子以设置在船舶中纵剖面的定子为基准沿导管7周向分布。
定子组的每个定子和导管7的剖面形状呈机翼型设置。导管7包括对称布置的左舷导管和右舷导管；左舷导管和右舷导管相连通。导管7的翼型为NACA4DS翼型，导管7的翼型与水平方向的夹角为9-10°，导管7的进流端的截面大于出流端的截面。导管7出流端与螺旋桨轴中心线的距离为螺旋桨半径的0.9-1倍；导管7进流端与螺旋桨轴中心线的距离为螺旋桨半径的1-1.1倍；导管7最宽处与螺旋桨中心线的距离为螺旋桨半径的1.1-1.2倍，优选1.1倍。导管末端与螺旋桨轴中心线连线与船舶中纵剖面的夹角为90°。定子组包括一号定子1、二号定子2、三号定子3、四号定子4和五号定子5；一号定子1位于船舶中纵剖面；二号定子2和五号定子5由近到远设置在一号定子1一侧，三号定子3、四号定子4由近到远设置在一号定子1另一侧。导管的宽度为螺旋桨半径的四分之三到五分之四。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种锯齿形尾缘船用桨前节能装置，安装在螺旋桨前尾轴(6)上方船体表面，其特征在于，包括：
定子组，用于对来流进行预旋；
导管(7)，导管(7)为对称式弧形导管，尾缘呈锯齿状结构，用于改善螺旋桨周围流场的均匀性；
所述的定子组一端与螺旋桨前尾轴(6)上方船体表面固连，另一端与导管(7)内凹的一侧固定连接；
所述定子组内其他定子以设置在船舶中纵剖面的定子为基准沿导管(7)周向分布。
2.根据权利要求1所述的一种锯齿形尾缘船用桨前节能装置，其特征在于，所述定子组的每个定子和导管(7)的剖面形状呈机翼型设置。
3.根据权利要求2所述的一种锯齿形尾缘船用桨前节能装置，其特征在于，所述的导管(7)的翼型为NACA4DS翼型。
4.根据权利要求2所述的一种锯齿形尾缘船用桨前节能装置，其特征在于，所述的导管(7)的翼型与水平方向的夹角为9-10°。
5.根据权利要求1所述的一种锯齿形尾缘船用桨前节能装置，其特征在于，所述的导管(7)的进流端的截面大于出流端的截面。
6.根据权利要求1所述的一种锯齿形尾缘船用桨前节能装置，其特征在于，
所述的导管(7)出流端与螺旋桨轴中心线的距离为螺旋桨半径的0.9-1倍；
所述的导管(7)进流端与螺旋桨轴中心线的距离为螺旋桨半径的1-1.1倍；
所述的导管(7)最宽处与螺旋桨中心线的距离为螺旋桨半径的1.1-1.2倍。
7.根据权利要求1所述的一种锯齿形尾缘船用桨前节能装置，其特征在于，所述的导管末端与螺旋桨轴中心线连线与船舶中纵剖面的夹角为90°。
8.根据权利要求1所述的一种锯齿形尾缘船用桨前节能装置，其特征在于，所述的定子组包括一号定子(1)、二号定子(2)、三号定子(3)、四号定子(4)和五号定子(5)；
所述的一号定子(1)位于船舶中纵剖面；所述的二号定子(2)和五号定子(5)由近到远设置在一号定子(1)一侧，三号定子(3)、四号定子(4)由近到远设置在一号定子(1)另一侧。
9.根据权利要求1所述的一种锯齿形尾缘船用桨前节能装置，其特征在于，所述导管的宽度为螺旋桨半径的四分之三到五分之四。
10.根据权利要求1所述的一种锯齿形尾缘船用桨前节能装置，其特征在于，所述的导管(7)包括对称布置的左舷导管和右舷导管；所述的左舷导管和右舷导管相连通。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202321342114.5U CN220281644U (zh) | 2023-05-30 | 2023-05-30 | 一种锯齿形尾缘船用桨前节能装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202321342114.5U CN220281644U (zh) | 2023-05-30 | 2023-05-30 | 一种锯齿形尾缘船用桨前节能装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN220281644U true CN220281644U (zh) | 2024-01-02 |
Family
ID=89335133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202321342114.5U Active CN220281644U (zh) | 2023-05-30 | 2023-05-30 | 一种锯齿形尾缘船用桨前节能装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN220281644U (zh) |
-
2023
- 2023-05-30 CN CN202321342114.5U patent/CN220281644U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103342162A (zh) | 前置半导轮 | |
| CN111532407A (zh) | 一种偏置式前置预旋导轮及船舶 | |
| CN111114728A (zh) | 一种船舶桨后节能消涡助推叶轮装置 | |
| CN106043641A (zh) | 一种船用环形导流栅 | |
| CN104002950B (zh) | 一种新型的渔船节能预旋伴流补偿导管 | |
| KR102024176B1 (ko) | 트위스트 러더의 제조방법 | |
| CN209757490U (zh) | 一种桨前节能半导轮 | |
| CN219948533U (zh) | 一种带扭曲鳍的船用推进结构 | |
| CN220281644U (zh) | 一种锯齿形尾缘船用桨前节能装置 | |
| CN211844865U (zh) | 一种船舶桨后节能消涡助推叶轮装置 | |
| CN111532408A (zh) | 低振动高效双导管桨前节能装置 | |
| CN205931199U (zh) | 一种船用环形导流栅 | |
| CN216611566U (zh) | 一种螺旋桨前置节能装置 | |
| CN114013617A (zh) | 一种无轴轮缘推进器 | |
| KR102531811B1 (ko) | 선미 덕트를 가진 선미 형상 및 선박 | |
| CN220281645U (zh) | 一种双尾船型桨前预旋导流罩节能装置 | |
| CN109606596A (zh) | 一种桨前节能半导轮 | |
| CN210191740U (zh) | 一种用于瘦小型船尾船舶的节能水翼 | |
| CN212149256U (zh) | 一种尾毂节能装置 | |
| CN103895850A (zh) | 一种组合式节能轴支架装置 | |
| CN107985538B (zh) | 一种船用导流板式环形导管 | |
| CN103332280A (zh) | 光芒型前置导轮 | |
| CN113978687A (zh) | 一种螺旋桨前置节能装置 | |
| CN203497161U (zh) | 前置导轮 | |
| CN106081032A (zh) | 一种适用于单尾船型的对转螺旋桨 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |