WO2023098150A1 - 螺旋桨前置节能装置 - Google Patents

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WO2023098150A1
WO2023098150A1 PCT/CN2022/113655 CN2022113655W WO2023098150A1 WO 2023098150 A1 WO2023098150 A1 WO 2023098150A1 CN 2022113655 W CN2022113655 W CN 2022113655W WO 2023098150 A1 WO2023098150 A1 WO 2023098150A1
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stern tube
propeller
energy
saving device
stern
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陈康
李勇跃
黄少锋
孙海素
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上海船舶研究设计院（中国船舶集团有限公司第六〇四研究院）
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H23/00—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements
    • B63H23/32—Other parts
    • B63H23/36—Shaft tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H1/00—Propulsive elements directly acting on water
    • B63H1/02—Propulsive elements directly acting on water of rotary type
    • B63H1/12—Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially in propulsive direction
    • B63H1/14—Propellers
    • B63H1/28—Other means for improving propeller efficiency

Definitions

  • This application relates to the energy-saving design and structure of ships, in particular to a propeller front energy-saving device.
  • the structure of the energy-saving device can be further optimized to improve the propulsion efficiency.
  • the present application provides a new type of pre-rotation energy-saving device before the propeller, which makes full use of the tail flow field and improves the energy-saving effect.
  • An embodiment of the present application provides a propeller front energy-saving device.
  • the propeller front energy-saving device is installed on the stern tube near the bow of the propeller.
  • the propeller front energy-saving device includes left and right symmetrical arrangements in the direction of the ship width
  • a plurality of guide vanes, the guide vanes are welded on the stern tube along the radial direction of the stern tube, the root of each guide vane is welded to the stern tube near the front side of the bow, and each guide vane
  • the rear side of the root of the guide vane extends to the rear of the stern and is not connected with the stern tube, and the heads or middle parts of each guide vane are connected by an annular or semi-arc conduit.
  • each guide vane extends to the rear and upper side of the stern.
  • each guide vane is perpendicular to the arc-shaped outer surface of the stern tube along the radial direction of the stern tube.
  • fan-shaped guide vanes are arranged on the stern tube.
  • the new energy-saving device of this application is a combination of duct and guide vane, which is composed of several guide vanes whose roots are not connected to the hull and a fan-shaped duct with a certain radius. depends on the hydrodynamic characteristics of the wake field at the tail.
  • the rear side of the guide vane root is not connected to the hull, which eliminates the part that produces resistance, and only retains the upper blade area that produces energy saving, thereby improving the energy saving effect.
  • Fig. 1 is a schematic diagram of a single guide vane energy-saving device in the prior art
  • Fig. 2 is a side view of a propeller front energy-saving device according to an embodiment of the present application, wherein the rear side of the root of the guide vane is not connected with the stern tube;
  • Fig. 3 is a rear view of the energy-saving device in Fig. 2, wherein the heads of the guide vanes are connected by semi-arc ducts;
  • Fig. 4 is a perspective view of the energy-saving device in Fig. 2 and Fig. 3;
  • Fig. 5 is a schematic diagram of connecting the middle parts of each guide vane through a semi-arc duct
  • Fig. 6 shows a schematic diagram of connecting the middle parts of each guide vane through an annular conduit.
  • the embodiment of the present application provides a propeller front energy-saving device, as shown in Figure 2, the propeller front energy-saving device is installed on the stern tube 1 near the bow side of the propeller, and the propeller front energy-saving device includes A number of guide vanes 20 are arranged symmetrically on the left and right. The guide vanes 20 are welded on the stern tube 1 along the radial direction of the stern tube 1. The root of each guide vane 20 is welded to the stern tube 1 near the front side of the bow.
  • the rear side of the root of the blade 20 extends to the rear of the stern without being connected to the stern tube 1 (as shown in Figure 2), and the heads or middle parts of each guide vane 20 are connected by an annular or semi-arc duct 30 (as shown in Figure 3 - shown in Figure 6).
  • each guide vane 20 extends toward the rear and upper side of the stern, as shown in FIG. 2 , which can bring better energy-saving effect through CFD software simulation.
  • the number and distribution of guide vanes 20 and the relative positions of fan-shaped ducts 30 and guide vanes 20 are determined according to the hydrodynamic characteristics of the wake field of different ships.
  • several guide vanes 20 distributed in a fan shape are arranged on the stern tube 1 , and each guide vane 20 is perpendicular to the arc-shaped outer surface of the stern tube 1 along the radial direction of the stern tube 1 .
  • the conduit 30 may have various forms.
  • Figures 2-4 show that the semi-arc conduit 30 connects the heads of the vanes 20.
  • the guide vanes 20 are connected in the middle, and
  • FIG. 6 shows that an annular conduit 30 connects the heads of the guide vanes 20 .
  • Using fan-shaped ducts 30 to connect guide vanes 20 has a better energy-saving effect.

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
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Abstract

一种螺旋桨前置节能装置，安装于螺旋桨靠近船首一侧的尾轴管（1）上，该装置包含有在船宽方向上左右对称布置的若干导叶（20），导叶（20）沿尾轴管（1）的径向焊接在尾轴管（1）上，各导叶（20）的根部靠近船首的前侧与尾轴管（1）焊接固定，各导叶（20）的根部后侧向船尾后方延伸且不与尾轴管（1）相连，各导叶（20）的头部之间或中部之间通过环形或者半弧形的导管（30）相连，导叶（20）根部的后侧不与船体相连。该装置仅保留了产生节能的上部叶片区域，提高了节能效果。

Description

螺旋桨前置节能装置
相关申请
本申请要求于2021年12月03日递交的申请号为202111474140.9的中国发明专利申请的优先权，并引用上述专利申请公开的内容作为本申请的一部分。
技术领域
本申请涉及船舶的节能设计构造，具体涉及到一种螺旋桨前置节能装置。
背景技术
当前船舶行业，船东对于油耗的要求日益严格，船舶排放越来越低碳环保，越来越多的新建和改造船舶安装导叶。如图1所示，在尾轴管1上靠近船首一侧安装有若干个间隔布置的导叶2，通过导叶2可在一定程度提高螺旋桨的推进效率，导叶2的数量可以为3、4、5片等，依船舶尾部流场而定。
但是随着设计的不断优化，发现还可以对节能装置的结构进行进一步的优化进而提升推进效率。
发明内容
本申请提供一种新型桨前预旋节能装置，充分利用尾部流场、提高节能效果。
本申请实施例提供一种螺旋桨前置节能装置，所述螺旋桨前置节能装置安装于螺旋桨靠近船首一侧的尾轴管上，所述螺旋桨前置节能装置包含有在船宽方向上左右对称布置的若干导叶，所述导叶沿所述尾轴管的径向焊接在尾轴管上，各所述导叶的根部靠近船首的前侧与尾轴管焊接固定，且各所述导叶的根部后侧向船尾后方延伸且不与尾轴管相连，各所述导叶的头部之间或中部之间通过环形或者半弧形的导管相连。
进一步的，各所述导叶的根部后侧向船尾后上方延伸。
进一步的，各所述导叶沿所述尾轴管的径向垂直于所述尾轴管的弧形外表面。
进一步的，在所述尾轴管上设有呈扇形分布的若干导叶。
本申请的新型节能装置为导管加导叶组合体，由数个根部不与船体相连的导叶加一定半径的扇形导管组成，导叶的数量和分布以及导管和导叶的相对位置根据不同船舶的尾部伴流场水动力特征而定。导叶根部的后侧不与船体相连，这样就消除了产生阻力的部分，而仅保 留了产生节能的上部叶片区域，从而提高了节能效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中一种单导叶的节能装置的示意图；
图2为本申请一实施例的螺旋桨前置节能装置的侧面图，其中导叶根部的后侧不与尾轴管连接；
图3为图2中节能装置的后视图，其中各导叶头部通过半弧形导管连接；
图4为图2和图3中节能装置的立体图；
图5为各导叶中部通过半弧形导管连接的示意图；
图6示出了各导叶中部通过环形导管连接的示意图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本申请更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本申请可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本申请发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了更好理解本申请，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本申请的技术方案。本申请的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本申请还可以具有其他实施方式。
本申请实施例提供了一种螺旋桨前置节能装置，如图2所示，螺旋桨前置节能装置安装于螺旋桨靠近船首一侧的尾轴管1上，螺旋桨前置节能装置包含有在船宽方向上左右对称布置的若干导叶20，导叶20沿尾轴管1的径向焊接在尾轴管1上，各导叶20根部靠近船首的前侧与尾轴管1焊接固定，且各导叶20根部后侧向船尾后方延伸不与尾轴管1相连(如图2所示)，各导叶20的头部之间或中部之间通过环形或者半弧形的导管30相连(如图3-图6所示)。
由于船体附近的流场变化剧烈，常规节能装置的根部往往只产生阻力，而起不到节能作用，本申请将导叶20根部的后侧不与船体相连，这样就消除了产生阻力的部分，而仅保留了产生节能的上部叶片区域，从而提高了节能效果。
在一可选的实施例中，各导叶20根部后侧向船尾后上方延伸，如图2所示，经过CFD软件模拟得出可以带来更好的节能效果。
在本申请中，导叶20的数量和分布以及扇形导管30和导叶20的相对位置根据不同船舶的尾部伴流场水动力特征而定。可选地，在尾轴管1上设有呈扇形分布的若干导叶20，各个导叶20均沿尾轴管1的径向垂直于尾轴管1的弧形外表面。
在本申请中，导管30可以有多种形式，图2-图4示出了半弧形的导管30将各导叶20头部连接起来，图5示出了半弧形的导管30将各导叶20中间连接起来，图6则示出了环形的导管30将各导叶20头部连接起来。采用扇形的导管30将各导叶20连接起来节能效果更好。
以上对本申请的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本申请并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本申请技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本申请技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本申请的实质内容。因此，凡是未脱离本申请技术方案的内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本申请技术方案保护的范围内。

Claims (4)

  1. 一种螺旋桨前置节能装置，所述螺旋桨前置节能装置安装于螺旋桨靠近船首一侧的尾轴管上，其中，所述螺旋桨前置节能装置包含有在船宽方向上左右对称布置的若干导叶，所述导叶沿所述尾轴管的径向焊接在所述尾轴管上，各所述导叶的根部靠近船首的前侧与所述尾轴管焊接固定，且各所述导叶的根部后侧向船尾后方延伸且不与尾轴管相连，各所述导叶的头部之间或中部之间通过环形或者半弧形的导管相连。
  2. 如权利要求1所述的螺旋桨前置节能装置，其中，各所述导叶的根部后侧向船尾后上方延伸。
  3. 如权利要求1所述的螺旋桨前置节能装置，其中，各所述导叶沿所述尾轴管的径向垂直于所述尾轴管的弧形外表面。
  4. 如权利要求1所述的螺旋桨前置节能装置，其中，在所述尾轴管上设有呈扇形分布的若干导叶。
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