WO2023103451A1 - 桨前节能结构及桨前预旋节能装置 - Google Patents

桨前节能结构及桨前预旋节能装置 Download PDF

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WO2023103451A1
WO2023103451A1 PCT/CN2022/113657 CN2022113657W WO2023103451A1 WO 2023103451 A1 WO2023103451 A1 WO 2023103451A1 CN 2022113657 W CN2022113657 W CN 2022113657W WO 2023103451 A1 WO2023103451 A1 WO 2023103451A1
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guide vane
energy
guide
saving
propeller
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PCT/CN2022/113657
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English (en)
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李勇跃
黄少锋
孙海素
邹康
刘洋浩
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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
    • B63H5/00—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water
    • B63H5/07—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers
    • B63H5/16—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers characterised by being mounted in recesses; with stationary water-guiding elements; Means to prevent fouling of the propeller, e.g. guards, cages or screens

Definitions

  • the present application relates to the technical field of ship energy saving, in particular to an energy-saving structure in front of a propeller and a pre-rotation energy-saving device in front of a propeller.
  • the pre-swirl energy-saving ducts currently on the market mainly include a few pre-swirl guide vanes and a combination of several pre-swirl guide vanes plus a fan-shaped duct. superior.
  • the purpose of this application is to provide an energy-saving structure in front of the propeller and a pre-rotation energy-saving device in front of the propeller, so as to alleviate the technical problems in the prior art that the guide vanes cannot fully utilize the characteristics of the accompanying flow field at the stern of the ship, and the energy-saving effect is poor.
  • the energy-saving structure in front of the oar includes: a guide vane and a bending part; one end of the guide vane is connected to the hull, the bending part is arranged at the root of the guide vane, and the bending part
  • the bent portion is connected to the guide vane, and the bent portion and the guide vane form a guide surface capable of guiding flow to the top end of the guide vane.
  • the bending portion has a bending surface, and the surface of the guide vane and the bending surface form the flow guiding surface.
  • the bending surface is bent toward the tip of the guide vane.
  • a plurality of guide vanes are provided, each of the plurality of guide vanes is connected to the hull, and each of the plurality of guide vanes is provided with a bent portion.
  • the energy-saving structure in front of the oars further includes a duct; the duct is provided with an end of the guide vane, and the ducts are connected to a plurality of the guide vanes.
  • an end of the bent portion away from the guide vane is connected to the hull.
  • the guide vane and the bent portion are integrally formed.
  • a groove is provided at one end of the bent portion close to the guide vane, and the guide vane extends into the groove.
  • the bent portion is welded to the guide vane.
  • the pre-rotation energy-saving device provided by the present application includes the energy-saving structure in front of the propeller.
  • the energy-saving structure in front of the oar includes: a guide vane and a bending part; one end of the guide vane is connected to the hull, the bending part is arranged at the root of the guide vane, and the bending part is connected to the guide vane, and the bending part is connected to the guide vane.
  • the lobes form deflector surfaces capable of directing the flow towards the tips of the lobes.
  • the surface of the bending part is curved to match the surface of the guide vane to form a guide surface, which can guide the liquid at the root of the guide vane to the top of the guide vane, making full use of the accompanying flow field at the stern of the ship,
  • the energy-saving effect is improved, and the technical problem that the guide vanes in the prior art cannot fully utilize the characteristics of the accompanying flow field at the tail of the ship and the energy-saving effect is poor.
  • Figure 1 is a schematic diagram of the enlarged structure of the guide vane in the energy-saving structure in front of the propeller provided by the embodiment of the present application;
  • Fig. 2 is a schematic diagram of the overall structure of the energy-saving structure in front of the paddle provided by the embodiment of the present application.
  • the terms “installation”, “installation”, “connection”, and “connection” should be understood in a broad sense, for example, it can be a fixed connection, It can also be a detachable connection or an integral connection; it can be a mechanical connection or an electrical connection; it can be a direct connection or an indirect connection through an intermediary, and it can be the internal communication of two components.
  • installation can be a fixed connection, It can also be a detachable connection or an integral connection; it can be a mechanical connection or an electrical connection; it can be a direct connection or an indirect connection through an intermediary, and it can be the internal communication of two components.
  • the energy-saving structure in front of the propeller includes: a guide vane 100 and a bending part 200; root, and the bent portion 200 is connected to the guide vane 100 , and the bent portion 200 and the guide vane 100 form a guide surface capable of guiding flow from the tip of the guide vane 100 .
  • the bending part 200 is installed at the root of the guide vane 100, the outer surface of the bending part 200 near the side of the guide vane 100 is flush with the outer surface of the guide vane 100, and the bending part 200 moves from the middle to the outer surface of the guide vane 100.
  • the end of the vane 100 is bent so that the surface of the bent portion 200 forms a curved surface, and the curved surface and the surface of the guide vane 100 form a guide surface, and the guide surface guides the liquid from the root of the guide vane 100 to the top of the guide vane 100 , which is more suitable for the wake field at the stern of the ship, and has a better energy-saving effect.
  • the energy-saving structure in front of the propeller includes: a guide vane 100 and a bending part 200; one end of the guide vane 100 is connected to the hull 300, the bending part 200 is set
  • the vanes 100 are connected, and the bent portion 200 and the guide vane 100 form a guide surface capable of guiding the flow at the tip of the guide vane 100 .
  • the surface of the bent part 200 is curved to match the surface of the guide vane 100 to form a guide surface, which can guide the liquid at the root of the guide vane 100 to the top of the guide vane 100, and make full use of the ship.
  • the wake field at the stern improves the energy-saving effect and alleviates the technical problem in the prior art that the guide vane 100 cannot make full use of the characteristics of the wake field at the stern of the ship and the energy-saving effect is poor.
  • the bending portion 200 in the energy-saving structure in front of the oar provided in this embodiment has a bending surface, and the surface of the guide vane 100 and the bending surface form a guide surface.
  • the cross section of the bending portion 200 is a curved surface, that is, a bending surface is formed on the surface of the bending portion 200, and the side surface of the bending surface close to the guide vane 100 is similar to the surface curvature of the guide vane 100, so that the bending surface and the guide vane
  • the surface of the guide vane 100 forms a curved diversion surface, and the diversion surface guides the liquid to the top of the guide vane 100 and flows to the hull to support the hull 300 , thereby improving the energy saving effect of the hull 300 .
  • the bent surface is bent toward the tip of the vane 100 .
  • the surface at the end of the bending surface away from the guide vane 100 is bent to the top of the guide vane 100, which can guide the liquid near the root of the guide vane 100 to the top of the guide vane 100 and flow to the hull 300, providing support for the hull 300, saving energy Better results.
  • a plurality of guide vanes 100 are provided, and the plurality of guide vanes 100 are all connected to the hull 300 , and each of the plurality of guide vanes 100 is provided with a bent portion 200 .
  • a plurality of guide vanes 100 are evenly spaced on the hull 300, and each guide vane 100 is connected to the hull 300, and a bending portion 200 can be provided on each guide vane 100, or part of the guide vanes 100
  • the bent portion 200 is arranged on the top, and the quantity and distribution of the guide vanes 100 and the distribution and quantity of the bent portion 200 are determined according to the hydrodynamic characteristics of the wake field of different ships.
  • the energy-saving structure in front of the oars further includes a duct 400 ; the duct 400 is arranged at the end of the guide vane 100 , and the duct 400 is connected to a plurality of guide vanes 100 .
  • the cross-sectional shape of the duct 400 is fan-shaped, and a plurality of guide vanes 100 are connected to the duct 400 respectively.
  • the specific relative positions of the fan-shaped duct 400 and the guide vanes 100 are determined according to the hydrodynamic characteristics of the wake field of different ships.
  • an end of the bent portion 200 away from the guide vane 100 is connected to the hull 300 .
  • the bending part 200 and the guide vane 100 are fixed on the hull 300 , increasing the connecting area between the guide vane 100 and the hull 300 , thereby effectively increasing the structural strength of the guide vane 100 and improving the service life of the guide vane 100 .
  • the energy-saving structure in front of the propeller provided in this embodiment not only plays the role of drainage, but also increases the connection area between the guide vane 100 and the hull 300, effectively avoiding damage to the joint between the guide vane 100 and the hull 300 , thereby increasing the structural strength of the guide vane 100, prolonging the service life and reducing the cost.
  • the guide vane 100 and the bending portion 200 are provided as an integrated structure.
  • the guide vane 100 and the bending portion 200 can be integrally formed during the production process, so that the cross-sectional form of the guide vane 100 will change suddenly from the root to the top, and the liquid will be drained from the root of the guide vane 100 to the bottom of the guide vane 100. top.
  • a groove is provided at one end of the bending portion 200 close to the guide vane 100 , and the guide vane 100 protrudes into the groove.
  • the bending part 200 and the guide vane 100 can be manufactured separately in the production process, and a groove is opened at the end of the bending part 200, and the guide vane 100 extends into the groove, so that the guide vane 100 and the bending part 200 connect.
  • the bent portion 200 is welded to the guide vane 100 .
  • connection between the guide vane 100 and the bending part 200 is welded, so that the guide vane 100 and the bending part 200 are connected and fixed, and the connection is more firm.
  • the energy-saving structure in front of the paddle provided by this embodiment is integrally formed by the guide vane 100 and the bending part 200.
  • the guide vane 100 can also be fixed in the groove of the bending part 200 and then fixed by welding.
  • the guide vane 100 and the bending part 200 The connection between the bent portion 200 and the guide vane 100 is prevented from being broken.
  • the pre-rotation energy-saving device provided in this embodiment includes an energy-saving structure in front of the propeller.

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Abstract

一种桨前节能结构及桨前预旋节能装置，该节能结构包括导叶（100）和折弯部（200）；导叶（100）的一端与船体（300）连接，折弯部（200）设置于导叶（100）的根部，且折弯部（200）与导叶（100）连接，折弯部（200）与导叶（100）形成能够向导叶（100）的顶端引流的导流面。该节能结构及节能装置能够将导叶根部的液体引流到导叶顶端，充分利用船舶尾部的伴流场，提高了节能效果。

Description

桨前节能结构及桨前预旋节能装置
相关申请
本申请要求于2021年12月09日递交的申请号为202111497311.X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
本申请涉及船舶节能技术领域，尤其是涉及一种桨前节能结构及桨前预旋节能装置。
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桨前预旋节能导管。
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。
发明内容
本申请的目的在于提供一种桨前节能结构及桨前预旋节能装置，以缓解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。
第一方面，本申请提供的桨前节能结构，包括：导叶和折弯部；所述导叶的一端与船体连接，所述折弯部设置于所述导叶的根部，且所述折弯部与所述导叶连接，所述折弯部与所述导叶形成能够向所述导叶的顶端引流的导流面。
在可选的实施方式中，所述折弯部具有折弯面，所述导叶的表面与所述折弯面形成所述导流面。
在可选的实施方式中，所述折弯面朝向所述导叶的顶端折弯。
在可选的实施方式中，所述导叶设置有多个，多个所述导叶均与所述船体连接，多个所述导叶均设置有折弯部。
在可选的实施方式中，所述桨前节能结构还包括导管；所述导管设置有所述导叶的端部，且所述导管均与多个所述导叶连接。
在可选的实施方式中，所述折弯部远离所述导叶的一端与所述船体连接。
在可选的实施方式中，所述导叶与所述折弯部设置为一体成型结构。
在可选的实施方式中，所述折弯部靠近所述导叶的一端设置有凹槽，所述导叶伸入到所述凹槽中。
在可选的实施方式中，所述折弯部与所述导叶焊接。
第二方面，本申请提供的桨前预旋节能装置，包括所述的桨前节能结构。
本申请提供的桨前节能结构，包括：导叶和折弯部；导叶的一端与船体连接，折弯部设置于导叶的根部，且折弯部与导叶连接，折弯部与导叶形成能够向导叶的顶端引流的导流面。通过在导叶的根部设置折弯部，折弯部的表面弯曲与导叶的表面相配合形成导流面，将导叶根部的液体引流到导叶顶端，充分利用船舶尾部的伴流场，提高节能效果，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。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的桨前节能结构中导叶的放大结构示意图；
图2为本申请实施例提供的桨前节能结构的整体结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是 该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1、图2所示，本实施例提供的桨前节能结构，包括：导叶100和折弯部200；导叶100的一端与船体300连接，折弯部200设置于导叶100的根部，且折弯部200与导叶100连接，折弯部200与导叶100形成能够向导叶100的顶端引流的导流面。
具体的，折弯部200安装在导叶100的根部位置，折弯部200靠近导叶100的一侧附近的外表面与导叶100的外表面平齐，折弯部200由中部向远离导叶100的端部折弯，使折弯部200的表面形成弯曲面，弯曲面与导叶100的表面形成导流面，导流面将液体从导叶100的根部引流到导叶100顶部位置，更加适应船舶尾部的伴流场，节能效果更佳。
本实施例提供的桨前节能结构，包括：导叶100和折弯部200；导叶100的一端与船体300连接，折弯部200设置于导叶100的根部，且折弯部200与导叶100连接，折弯部200与导叶100形成能够向导叶100的顶端引流的导流面。通过在导叶100的根部设置折弯部200，折弯部200的表面弯曲与导叶100的表面相配合形成导流面，将导叶100根部的液体引流到导叶100顶端，充分利用船舶尾部的伴流场，提高节能效果，缓解了现有技术中存在的导叶100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。
在上述实施例的基础上，在可选的实施方式中，本实施例提供的桨前节能结构中的折弯部200具有折弯面，导叶100的表面与折弯面形成导流面。
具体的，折弯部200的截面为曲面，即在折弯部200的表面形成折弯面，折弯面靠近导叶100的侧面与导叶100的表面弧度相近，使折弯面与导叶100的表面形成弯曲的导流面， 导流面将液体引流到导叶100的顶端，流向船体，起到支撑船体300作用，进而提高船体300节能效果。
在可选的实施方式中，折弯面朝向导叶100的顶端折弯。
具体的，折弯面远离导叶100的一端的表面向导叶100顶端折弯，能够将导叶100根部附近的液体导流到导叶100顶部，流向船体300，为船体300提供支撑力，节能效果更好。
在可选的实施方式中，导叶100设置有多个，多个导叶100均与船体300连接，多个导叶100均设置有折弯部200。
具体的，多个导叶100均匀间隔设置在船体300上，并且每个导叶100均与船体300连接，可在每个导叶100上均设置折弯部200，也可在部分导叶100上设置折弯部200，导叶100的数量和分布以及折弯部200的分布和数量根据不同船舶的尾部伴流场水动力特征而定。
在可选的实施方式中，桨前节能结构还包括导管400；导管400设置于导叶100的端部，且导管400均与多个导叶100连接。
具体的，导管400的截面形状为扇形，多个导叶100分别与导管400连接，扇形导管400与导叶100的具体相对位置根据不同船舶的尾部伴流场水动力特征而定。
在可选的实施方式中，折弯部200远离导叶100的一端与船体300连接。
具体的，折弯部200与导叶100均固定在船体300上，增大导叶100与船体300的连接面积，进而有效增加导叶100的结构强度，提高导叶100的使用寿命。
本实施例提供的桨前节能结构，通过折弯部200的设置，即起到引流作用，又增大了导叶100与船体300的连接面积，有效避免导叶100与船体300的连接处损坏，进而增加了导叶100的结构强度，延长使用寿命，降低成本。
在可选的实施方式中，导叶100与折弯部200设置为一体成型结构。
具体的，导叶100与折弯部200在生产过程中可为一体成型结构，使导叶100的剖面形式从根部至顶部会发生突变，将液体从导叶100的根部引流到导叶100的顶部。
在可选的实施方式中，折弯部200靠近导叶100的一端设置有凹槽，导叶100伸入到凹槽中。
具体的，折弯部200和导叶100在生产过程中可分开制造，在折弯部200的端部开设凹槽，导叶100伸入到凹槽中，使导叶100和折弯部200连接。
在可选的实施方式中，折弯部200与导叶100焊接。
具体的，导叶100伸入到折弯部200的凹槽后，将导叶100与折弯部200的连接处焊接，使导叶100和折弯部200连接固定，连接更加牢固。
本实施例提供的桨前节能结构，通过导叶100与折弯部200一体成型，也可将导叶100 固定在折弯部200的凹槽后通过焊接固定，导叶100和折弯部200的连接更加牢固，避免折弯部200与导叶100之间的连接处断裂。
本实施例提供的桨前预旋节能装置，包括桨前节能结构。
由于本实施例提供的桨前预旋节能装置的技术效果与上述实施例提供的桨前节能结构的技术效果相同，此处不再赘述。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

  1. 一种桨前节能结构，其中，包括：导叶(100)和折弯部(200)；
    所述导叶(100)的一端与船体(300)连接，所述折弯部(200)设置于所述导叶(100)的根部，且所述折弯部(200)与所述导叶(100)连接，所述折弯部(200)与所述导叶(100)形成能够向所述导叶(100)的顶端引流的导流面。
  2. 根据权利要求1所述的桨前节能结构，其中，
    所述折弯部(200)具有折弯面，所述导叶(100)的表面与所述折弯面形成所述导流面。
  3. 根据权利要求2所述的桨前节能结构，其中，
    所述折弯面朝向所述导叶(100)的顶端折弯。
  4. 根据权利要求3所述的桨前节能结构，其中，
    所述导叶(100)设置有多个，多个所述导叶(100)均与所述船体(300)连接，多个所述导叶(100)均设置有折弯部(200)。
  5. 根据权利要求4所述的桨前节能结构，其中，
    所述桨前节能结构还包括导管(400)；
    所述导管(400)设置于所述导叶(100)的端部，且所述导管(400)均与多个所述导叶(100)连接。
  6. 根据权利要求1所述的桨前节能结构，其中，
    所述折弯部(200)远离所述导叶(100)的一端与所述船体(300)连接。
  7. 根据权利要求1所述的桨前节能结构，其中，
    所述导叶(100)与所述折弯部(200)设置为一体成型结构。
  8. 根据权利要求1所述的桨前节能结构，其中，
    所述折弯部(200)靠近所述导叶(100)的一端设置有凹槽，所述导叶(100)伸入到所述凹槽中。
  9. 根据权利要求8所述的桨前节能结构，其中，
    所述折弯部(200)与所述导叶(100)焊接。
  10. 一种桨前预旋节能装置，其中，包括如权利要求1-9任一项所述的桨前节能结构。
PCT/CN2022/113657 2021-12-09 2022-08-19 桨前节能结构及桨前预旋节能装置 WO2023103451A1 (zh)

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