[發(fā)明專利]一種后掠翼式推進(jìn)效率改善裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010904518.3
• 申請(qǐng)日: 2020-09-01
• 公開（公告）號(hào): CN111976937B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊帆;陳昆鵬;陳偉民;趙偉民;葛明臣;李艷麗;閆磊;馬雪泉;董國(guó)祥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海船舶運(yùn)輸科學(xué)研究所
• 主分類號(hào): B63H1/28
• 分類號(hào): B63H1/28;B63H1/14
• 代理公司: 上海遠(yuǎn)同律師事務(wù)所 31307
• 代理人: 張堅(jiān)

本發(fā)明公開了一種后掠翼式推進(jìn)效率改善裝置，包括設(shè)于船尾的螺旋槳及設(shè)于螺旋槳前方的前置導(dǎo)輪,所述前置導(dǎo)輪包括數(shù)片后掠翼式導(dǎo)葉以及安裝在導(dǎo)葉梢部的弧型導(dǎo)管,每片導(dǎo)葉均包括沿船體艉軸徑向設(shè)置且與船體連接的前翼、連接于前翼上端且向后傾斜的后翼。該裝置結(jié)構(gòu)相對(duì)較輕，加工方便，易于安裝定位，可針對(duì)具體船型進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)，以減小附體阻力，產(chǎn)生有利預(yù)旋流，改善伴流場(chǎng)，提高推進(jìn)效率，達(dá)到節(jié)能的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于船舶推進(jìn)技術(shù)、具體涉及一種后掠翼式推進(jìn)效率改善裝置。

背景技術(shù)

當(dāng)今社會(huì)科技發(fā)展異常迅速，與此同時(shí)地球上能源資源枯竭和人類居住環(huán)境惡化的速度也大大加快，促使了國(guó)際海事組織對(duì)船舶效能指標(biāo)的嚴(yán)格要求，綠色發(fā)展成為近幾年來的主旋律，而綠色航運(yùn)也正成為投資機(jī)構(gòu)新的投資風(fēng)口。在船舶快速性研究領(lǐng)域，除了繼續(xù)不遺余力地優(yōu)化船舶型線以外，還可采用設(shè)計(jì)安裝水動(dòng)力節(jié)能裝置來提高船舶的推進(jìn)效率，從而使得船舶的能耗得到降低。水動(dòng)力節(jié)能裝置在實(shí)際制造安裝方面具有易制作易安裝的特點(diǎn)，一次性投資對(duì)于新建船舶可以忽略不計(jì)，對(duì)于在航船舶的改造成本通常一年以內(nèi)便可通過航運(yùn)節(jié)油加以回收，船舶越大，回收周期越短，而且使用安全可靠、維修保養(yǎng)方便，沒有兩次污染和排放的問題。

前置導(dǎo)輪，作為一種典型的前置節(jié)能裝置，是目前主流的水動(dòng)力節(jié)能裝置，如Mewis導(dǎo)管(由貝克爾船舶系統(tǒng)公司--Becker Marine Sys tem發(fā)明，全稱為device forthe reduction of a vessel's energy requirements for propulsion)和光芒型前置導(dǎo)輪(專利號(hào)：ZL.201310271762.0)等，都是由幾片直葉定子和一個(gè)導(dǎo)管組成，可以概括稱之為直葉式前置導(dǎo)輪，該類節(jié)能裝置具有改善螺旋槳前方的水流均勻性、產(chǎn)生螺旋槳進(jìn)流預(yù)旋作用，可提高船舶的推進(jìn)效率。

但是，前置導(dǎo)輪作為一種固定在船體外部螺旋槳前方的附加物，破壞了船體流線型的設(shè)計(jì)，從而增加阻力。為了產(chǎn)生足夠強(qiáng)度的螺旋槳進(jìn)流預(yù)旋，該裝置還必須靠近螺旋槳，但螺旋槳旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的抽吸作用又會(huì)增加附體阻力，該阻力的增加不利于節(jié)能。螺旋槳在船艉不均勻伴流場(chǎng)中運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的螺旋槳激振力會(huì)引起船體結(jié)構(gòu)的振動(dòng)，過大的振動(dòng)容易引起結(jié)構(gòu)的疲勞損傷。在前置導(dǎo)輪的設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該盡量遠(yuǎn)離振動(dòng)源，以避免疲勞損傷的發(fā)生。但為了產(chǎn)生足夠強(qiáng)度的螺旋槳進(jìn)流預(yù)旋，該裝置又必須靠近螺旋槳，而這容易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)的疲勞損傷。在設(shè)計(jì)前置導(dǎo)管時(shí)必須要考慮減阻和減振，即前置導(dǎo)管的安裝位置需要遠(yuǎn)離螺旋槳。而前置導(dǎo)管又必須產(chǎn)生足夠強(qiáng)度的進(jìn)流預(yù)旋，即前置導(dǎo)管的安裝位置需要靠近螺旋槳。這是設(shè)計(jì)此類前置導(dǎo)輪需要面對(duì)的技術(shù)瓶頸。

隨著船舶總體性能的日益提升，目前主流形式的直葉式前置導(dǎo)輪都在一定程度上存在節(jié)能效果減弱的趨勢(shì)，而且從公開資料來看，目前的前置導(dǎo)輪在外形設(shè)計(jì)上也未將減弱螺旋槳激振力對(duì)前置導(dǎo)輪的不良影響考慮在內(nèi)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種后掠翼式推進(jìn)效率改善裝置，有效克服減阻、減振與增加預(yù)旋之間的矛盾，具有設(shè)計(jì)周期短，節(jié)能效果好的優(yōu)點(diǎn)。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種后掠翼式推進(jìn)效率改善裝置，包括設(shè)于船尾的螺旋槳及設(shè)于螺旋槳前方的前置導(dǎo)輪,其特征在于：所述前置導(dǎo)輪包括數(shù)片后掠翼式導(dǎo)葉以及安裝在導(dǎo)葉梢部的弧型導(dǎo)管,每片導(dǎo)葉均包括沿船體艉軸徑向設(shè)置且與船體連接的前翼、連接于前翼上端且向后傾斜的后翼。

所述前翼與螺旋槳槳盤面位置的間距為螺旋槳直徑的15％-25％；后翼與螺旋槳槳盤面位置的間距為螺旋槳直徑的10％-20％。

所述導(dǎo)葉包括與艉軸的中縱剖面的夾角為70°-80°的左舷第一導(dǎo)葉、與艉軸的中縱剖面的夾角為25°-35°的左舷第二導(dǎo)葉、與艉軸的中縱剖面的夾角為30°-40°的右舷第一導(dǎo)葉。

所述導(dǎo)葉還包括與艉軸的中縱剖面的夾角為5°-15°的右舷第二導(dǎo)葉。