CN220281645U - 一种双尾船型桨前预旋导流罩节能装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种双尾船型桨前预旋导流罩节能装置，节能装置包括两个桨前预旋导流罩；每个桨前预旋导流罩安装在对应螺旋桨正前方前的尾轴上方船体表面；桨前预旋导流罩包括定子组和导管；定子组一端与螺旋桨正前方的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；定子组包括设置在导管正中央的定子，以及其他定子。与现有技术相比，本实用新型采用对称式弧形导管加大了螺旋桨两侧来流均匀性的范围，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，从而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，具体涉及一种双尾船型桨前预旋导流罩节能装置。
背景技术
随着经济全球化的日益加深，国际航运业也进入了蓬勃发展时期，而作为最主要的航运工具的船舶，是当今重要的运输工具之一，拥有着其它运输工具无法比拟的优势，也在世界经济的发展当中扮演着越来越重要的角色。对目前高能耗、高污染的船舶海洋领域造成了巨大的冲击，船舶行业必须从设计和建造，甚至配套设备方面进行升级改造，一场船舶行业的绿色变革来临了。
由于受到船体的遮挡，螺旋桨前方的入流通常是不均匀的，工作在不均匀流场中的螺旋桨必将产生能量损失，因此可以通过改善船尾螺旋桨的进流场来提高螺旋桨的推进效率，桨前节能导管是一种常用的船舶水动力节能装置，可对来流进行预旋，以提高螺旋桨的推进效率。
桨前附加节能装置是指装配位置位于推进桨前方的附加节能装置，如预旋定子、整流鳍、桨前半导管、半流补偿导管、前置预旋定子，桨前预旋导流罩等，随着船型优化技术的发展，目前桨前预旋导流罩对螺旋桨周围流场有一定优化效果，以较小的阻力为代价，产生预旋进流以降低螺旋桨尾流的旋转能量损失，从而提高了螺旋桨的推进效率。桨前预旋导流罩的实船应用越来越多，其良好的节能效果已得到了众多模型试验和实船测试的验证，然而对该组合式节能装置各部分的分析却报道较少。
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双尾船型桨前预旋导流罩节能装置。该节能装置包括两个桨前预旋导流罩；每个桨前预旋导流罩安装在对应螺旋桨正前方前的尾轴上方船体表面，其结构为半圆形，由五片定子和一个半圆弧形导管组成，部分导叶向外延伸至导管外侧。导管能起到对船尾螺旋桨前方来流整流的作用，导叶起到预旋水流的作用。能够有效的改善螺旋桨进流场，起到节能效果。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种双尾船型桨前预旋导流罩节能装置，所述的节能装置包括两个桨前预旋导流罩；每个所述的桨前预旋导流罩安装在对应螺旋桨正前方前的尾轴上方船体表面；
所述的桨前预旋导流罩包括：
定子组，用于对来流进行预旋；
导管，导管为对称式弧形导管，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正前方的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；
所述的定子组包括设置在导管正中央的定子，以及其他定子。
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，所述的导管的翼型与水平方向的夹角为8-9°。
进一步地，所述的导管的翼型与水平方向的夹角为8.53°。
进一步地，所述的导管的进流端的截面大于出流端的截面。
进一步地，所述的导管出流端与桨轴中线的距离为螺旋桨半径的1-1.1倍，优选1.1倍；所述的导管进流端与桨轴中心线的距离为螺旋桨半径的1-1.1倍，优选1.05倍；所述的导管的最宽处与螺旋桨中心线的距离为螺旋桨半径的1.1-1.3倍，优选1.3倍。
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80°。
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；所述的一号定子设置在导管正中央，与船舶中纵剖面之间的夹角为10°；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。
优选地，一号定子1位于导管7正中央，偏向另一个桨前预旋导流罩，与船舶中纵剖面的夹角为10°，二号定子2为一号定子1顺时针旋转30°所得，其与一号定子1的夹角β1为30°。三号定子3为一号定子1逆时针旋转30°所得，其与一号定子1的夹角为α1为30°。四号定子4为一号定子1顺时针旋转60°所得，其与二号定子2的夹角β2为30°。五号定子5为一号定子1逆时针旋转60°所得，其与三号定子3的夹角α2为30°。
进一步地，所述的导管的宽度为螺旋桨半径的三分之一。
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，本实用新型结合了前置导管与前置预旋定子的优点，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，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为本实用新型设计的桨前预旋导流罩的示意图；
图2为本实用新型设计的桨前预旋导流罩的正视图；
图3为实施例中桨前预旋导流罩的正视图；
图4为实施例中桨前预旋导流罩的侧视图；
图5为实施例中桨前预旋导流罩的俯视图；
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，本实施例设计的节能装置包括两个桨前预旋导流罩；每个所述的桨前预旋导流罩安装在对应螺旋桨正前方前的尾轴6上方船体表面；
桨前预旋导流罩包括一个导管7，五个预旋定子，导管7为对称式弧形导管，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。左舷导管和右舷导管的焊接平面与船舶中纵剖面平行，定子的一端焊接于导管内侧，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位于导管7正中央，偏向另一个桨前预旋导流罩，与船舶中纵剖面的夹角为10°，二号定子2为一号定子1顺时针旋转30°所得，其与一号定子1的夹角β1为30°。三号定子3为一号定子1逆时针旋转30°所得，其与一号定子1的夹角为α1为30°。四号定子4为一号定子1顺时针旋转60°所得，其与二号定子2的夹角β2为30°。五号定子5为一号定子1逆时针旋转60°所得，其与三号定子3的夹角α2为30°
如图3所示，导管的进流端(远离螺旋桨的一端)截面面积大，导管的出流端(靠近螺旋桨的一端)截面面积小。在垂直方向(Z轴方向)，导管出流端与桨轴中线的距离H2为螺旋桨半径的1.1倍，导管进流端与桨轴中心线的距离H1为螺旋桨半径的1.05倍。在沿着船的左右舷方向(Y轴方向)，导管的最宽处与螺旋桨中心线的距离B1为螺旋桨半径的1.3倍。导管末端与桨轴中线连线与中纵剖面的夹角θ0为80°。该设计提高螺旋桨的推进效率。
如图4所示，导管7进流端相对导管7出流端更大，且导管7的剖面形状为机翼型，导管结构的翼型形状与水平方向(X轴方向)的夹角θ2为8.53°，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7的宽度(沿船长方向的长度)L1为螺旋桨半径的1/3，定子的剖面形状与导管7的剖面形状同为翼型，一号定子1与中纵剖面的夹角θ1为10°，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。
工作原理：
本实施例结合了前置导管与前置预旋定子的优点，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，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。
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)
1.一种双尾船型桨前预旋导流罩节能装置，其特征在于，所述的节能装置包括两个桨前预旋导流罩；每个所述的桨前预旋导流罩安装在对应螺旋桨正前方前的尾轴(6)上方船体表面；
所述的桨前预旋导流罩包括：
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，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正前方的尾轴(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；
所述的定子组包括设置在导管(7)正中央的定子，以及其他定子。
2.根据权利要求1所述的一种双尾船型桨前预旋导流罩节能装置，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所述的一种双尾船型桨前预旋导流罩节能装置，其特征在于，所述的导管(7)的翼型与水平方向的夹角为8-9°。
4.根据权利要求2所述的一种双尾船型桨前预旋导流罩节能装置，其特征在于，所述的导管(7)的翼型与水平方向的夹角为8.53°。
5.根据权利要求1所述的一种双尾船型桨前预旋导流罩节能装置，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所述的一种双尾船型桨前预旋导流罩节能装置，其特征在于，
所述的导管出流端与桨轴中线的距离为螺旋桨半径的1-1.1倍；
所述的导管进流端与桨轴中心线的距离为螺旋桨半径的1-1.1倍；
所述的导管的最宽处与螺旋桨中心线的距离为螺旋桨半径的1.1-1.3倍。
7.根据权利要求1所述的一种双尾船型桨前预旋导流罩节能装置，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80°。
8.根据权利要求1所述的一种双尾船型桨前预旋导流罩节能装置，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)设置在导管(7)正中央，与船舶中纵剖面之间的夹角为10°；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所述的一种双尾船型桨前预旋导流罩节能装置，其特征在于，所述的导管(7)的宽度为螺旋桨半径的三分之一。
10.根据权利要求1所述的一种双尾船型桨前预旋导流罩节能装置，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。
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