[實用新型]船舶水動力前置導輪節能裝置

有效

• 申請號: 201220229825.7
• 申請日: 2012-05-18
• 公開（公告）號: CN202593838U
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 楊毅敏;馬延德;蔡洙一;任懷遠;周偉新;黃國富;孫曉楠;李煒偉;王金城;彭貴勝;張志榮;洪方文;馬艷;陳京普
• 申請（專利權）人: 大連船舶重工集團有限公司
• 主分類號: B63H1/28
• 分類號: B63H1/28
• 代理公司: 大連智慧專利事務所 21215
• 代理人: 劉琦

技術領域

本發明涉及一種提高船舶水動力性能的水動力附加節能裝置，更具體地說，涉及布置在船舶尾部螺旋槳的前方的節能裝置。

背景技術

當今世界能源短缺問題以及溫室氣體排放問題日益嚴重，目前節能減排已成為世界各國各研究領域的重要課題。就船舶水動力節能裝置領域而言，傳統的水動力節能裝置都是單一型的，如，布置在螺旋槳前方的前置節能導管、前置導流葉片等，存在節能效果不足的問題。

發明內容

本發明旨在提供一種改善螺旋槳工作條件，提高船舶快速性，并最終大大降低船舶能耗的組合性輔助節能裝置，布置在船舶尾部螺旋槳的近前方，稱為前置導輪節能裝置，尤其適用于大方形系數、航速較低的排水量型船舶。

為了達到上述目的，本發明提供一種船舶水動力前置導輪節能裝置，包括安裝于船體上位于螺旋槳位于前方的錐狀前置導管，以及所述導管內圈間隔布置的導葉；每一所述導葉的外側和內側端面分別固定于所述導管的內管圓周面和船體尾部；其中，以螺旋槳直徑D為基準，所述導管前端入口直徑為0.7-0.85D，后端出口直徑為0.65-0.75D，且前端入口直徑大于后端出口直徑；所述導管的弦長L為0.3-0.4D，其剖面的最大厚度為0.075-0.12L。此外，所述導葉弦長為0.15-0.25D，各導葉長度均不相同，根據導管與船體結構之間的距離確定；所述導葉的數量一般為5片，所述導葉在所述導管內側呈扇形分布，且采用不同的攻角設置。

優選方式下，所述導管入口端面的下部是以貼合船體結構的異形端面結構。

最優方式下，所述導管安裝縱向傾角為0-8°

本發明船舶前置導輪是一種將船舶前置導管與前置導葉有機結合，綜合二者節能功能而形成的節能裝置。其節能原理：

（1）對船后部的伴流場進行整流、改善分離流動，恢復船舶尾部船體表面壓力；

（2）加速型導管產生附加推力；

（3）改善船舶尾部螺旋槳入流場的均勻性，提高效率，并可適當降低螺旋槳激振力以及船尾的振動；

（4）在螺旋槳前方產生與螺旋槳旋轉方向相反的預旋流動，降低螺旋槳尾流中的旋轉能量損失。

綜上，本發明前置導管安裝于螺旋槳前上方，可減少船尾流場的流動分離，并改善螺旋槳伴流場，可提高螺旋槳的推進效率而取得顯著的節能效果。而前置導輪安裝于螺旋槳與船體尾部之間，其與螺旋槳之間的縱向距離一般根據船尾流場確定。本發明前置節能導管和前置導流葉片有機地組合在一體，達到節能效果更好的目標。組合式節能裝置也將逐漸成為船舶節能裝置的熱點及發展重點。本發明能夠降低整個推進裝置的旋轉能量損失，并提高螺旋槳與船尾相互作用而引起的船身效率和相對旋轉效率，從而提高推進效率，同時可以在一定程度上改善船舶振動情況，從而改善船舶舒適性。本發明尤其適用于大方形系數，航速低于20節的船舶，這其中包含了各噸位的油船和散貨船，多用途船舶等等，且可獲得5%-10%的節能效果。

附圖說明

圖1是本發明前置導輪的立體結構示意圖

圖2是本發明前置導輪使用狀態下的安裝位置示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發明由前置節能導管1及前置導葉2a-2e組成，如圖1所示。前置導管采用高效加速型導管，能夠光順船尾流動，適當提高伴流分數效率；減輕或避免船尾的流動分離，恢復船尾表面壓力，并產生一定的推力，從而降低因螺旋槳抽吸而導致的推力減額分數；還可改善螺旋槳進流場的均勻性，提高螺旋槳相對旋轉效率；而導葉則能夠對螺旋槳進流提供與螺旋槳旋轉方向相反的預旋流動，從而降低螺旋槳尾流中的旋轉能量損失。該導輪一般適用于大方形系數，航速低于20節的船舶，這其中包含了各噸位的油船和散貨船，多用途船舶等等，且可獲得5%-10%的節能效果。

具體說，前置導管的直徑小于螺旋槳直徑，且入口直徑大于出口直徑。以螺旋槳直徑D為基準，導管入口直徑一般取為0.7-0.85D，而出口直徑取為0.65-0.75D，導管收縮角不大于12°。導管弦長L一般取為0.3-0.4D，剖面最大厚度則為0.075-0.12L左右。同時導管安裝縱向傾角為0-8°。

前置導葉安裝于前置導管內側，其兩端分別與導管內側、船體相固連，圖1中端面M與船體連接。前置導葉可使螺旋槳進流產生預旋，從而降低螺旋槳旋轉能量損失。一般而言，前置導葉弦長要小于導管弦長，為0.15-0.25D，而各導葉長度均不相同，根據導管與船體之間距離確定。