一種適用于單尾船型的對(duì)轉(zhuǎn)螺旋槳的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種適用于單尾船型的對(duì)轉(zhuǎn)螺旋槳，其特征在于，包括對(duì)轉(zhuǎn)槳前槳和對(duì)轉(zhuǎn)槳后槳，所述對(duì)轉(zhuǎn)槳前槳的槳葉葉稍的旋向與對(duì)轉(zhuǎn)槳后槳的槳葉葉稍旋向相反。本發(fā)明對(duì)轉(zhuǎn)螺旋槳的后槳葉梢大幅度向船首或船尾方向彎曲，減少了流動(dòng)在后槳葉梢的繞流，使得梢渦強(qiáng)度明顯降低，減少了能量損失，同時(shí)也使的誘導(dǎo)阻力有所降低，提高了后槳的推進(jìn)效率。
【專利說明】
一種適用于單尾船型的對(duì)轉(zhuǎn)螺旋槳
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及船舶線型和螺旋槳技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于單尾船型的對(duì)轉(zhuǎn)螺旋槳。
【背景技術(shù)】
[0002]環(huán)境和能源形勢(shì)問題日益成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)。船舶作為商品物流運(yùn)輸?shù)闹饕d體，在航運(yùn)過程中消耗大量不可再生能源并排放大量污染氣體和溫室氣體，針對(duì)這一情況，國(guó)際海事組織(MO)推出了船舶設(shè)計(jì)能效指標(biāo)(EEDI)，已于2013年強(qiáng)制執(zhí)行，因此，船舶水動(dòng)力節(jié)能技術(shù)的發(fā)展迫在眉睫。而提高推進(jìn)效率是船舶節(jié)能技術(shù)重點(diǎn)發(fā)展方向之一。
[0003]隨著追求更高的船舶推進(jìn)效率，以及盡可能的節(jié)能環(huán)保，特種推進(jìn)器越來越受到重視，而對(duì)轉(zhuǎn)槳就是特種推進(jìn)器的一種，如圖4，為常規(guī)對(duì)轉(zhuǎn)槳，對(duì)轉(zhuǎn)槳由同一軸上前后兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向相反的螺旋槳組成，其作用是使推力負(fù)荷分擔(dān)在兩個(gè)螺旋槳上和回收前槳尾流的旋轉(zhuǎn)損失，有效率高、轉(zhuǎn)矩平衡等顯著優(yōu)點(diǎn)。但其根據(jù)的是螺旋槳設(shè)計(jì)方法，通過優(yōu)化直徑、盤面比、螺距分布等傳統(tǒng)的手段，難以進(jìn)一步提升對(duì)轉(zhuǎn)槳在船后的推進(jìn)效率。
[0004]從螺旋槳理論角度出發(fā)，如果能提高螺旋槳葉梢環(huán)量，增加槳葉梢部載荷，可以有效提高螺旋槳水動(dòng)力效率。根據(jù)機(jī)翼理論可知，傳統(tǒng)的螺旋槳在旋轉(zhuǎn)過程中，槳葉葉面為高壓壓力面，葉背為低壓吸力面，在槳葉梢部，水流會(huì)從壓力面橫向繞流到吸力面，使得槳葉梢部環(huán)量下降致零，損失能量，同時(shí)該繞流會(huì)在槳葉梢部形成梢渦，產(chǎn)生下洗速度，增加槳葉的誘導(dǎo)阻力。針對(duì)這一問題，國(guó)內(nèi)外的學(xué)者提出在槳葉梢部加裝端板或?qū)~彎曲等方法來減少槳葉葉梢繞流，但在船尾的強(qiáng)非均勻流場(chǎng)中，梢部加裝端板或?qū)~彎曲的方法均難以較好的匹配流場(chǎng)在周向的強(qiáng)非均勻性，使得梢部的阻力增加較大，導(dǎo)致螺旋槳的效率增加并不明顯，尤其是梢部加裝端板的型式往往不僅未提高推進(jìn)效率，反而使得效率有所下降。因此，該技術(shù)在目前實(shí)船上的應(yīng)用極為少見。
[0005]近年來，隨著對(duì)船舶節(jié)能的追求越來越苛刻，船舶線型的優(yōu)化也越趨于極限，從整體上來看，目前新開發(fā)的優(yōu)秀船體線型在船尾相對(duì)更為削瘦，這樣，船尾標(biāo)稱伴流場(chǎng)的高伴流區(qū)更集中在螺旋槳內(nèi)半徑，使得船尾螺旋槳外半徑的流場(chǎng)相對(duì)均勻。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種適用于單尾船型的對(duì)轉(zhuǎn)螺旋槳，其特征在于，包括對(duì)轉(zhuǎn)槳前槳和對(duì)轉(zhuǎn)槳后槳，所述對(duì)轉(zhuǎn)槳前槳的槳葉葉稍的旋向與對(duì)轉(zhuǎn)槳后槳的槳葉葉稍的旋向相反。
[0007]進(jìn)一步地，所述對(duì)轉(zhuǎn)槳后槳的槳葉葉稍向船尾或船首方向彎曲。
[0008]進(jìn)一步地，所述對(duì)轉(zhuǎn)槳后槳的葉數(shù)與對(duì)轉(zhuǎn)槳前槳的葉數(shù)相同或相差I(lǐng)。
[0009]進(jìn)一步地，所述對(duì)轉(zhuǎn)槳后槳的槳葉葉梢在從0.8-0.95倍槳徑之間開始向船首或船尾方向彎曲，彎曲角度為10°-90°。
[0010]進(jìn)一步地，所述對(duì)轉(zhuǎn)槳后槳與對(duì)轉(zhuǎn)槳前槳的直徑比為0.9-1.2。
[0011]本發(fā)明對(duì)轉(zhuǎn)螺旋槳的后槳葉梢大幅度向船首或船尾方向彎曲，減少了流動(dòng)在后槳葉梢的繞流，使得梢渦強(qiáng)度明顯降低，減少了能量損失，同時(shí)也使得誘導(dǎo)阻力有所降低，提高了后槳的推進(jìn)效率。與傳統(tǒng)螺旋槳和對(duì)轉(zhuǎn)螺旋槳相比，本發(fā)明的對(duì)轉(zhuǎn)螺旋槳效率分別可提高5%?15%和2%?5%。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明一種適用于單尾船型的對(duì)轉(zhuǎn)螺旋槳的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為本發(fā)明的側(cè)視圖；
[0014]圖3位本發(fā)明的安裝示意圖；
[0015]圖4為常規(guī)對(duì)轉(zhuǎn)槳示意圖；
[0016]圖5為實(shí)施例2中本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖6為實(shí)施例3中本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中:1_船體、2-對(duì)轉(zhuǎn)槳前槳、3-對(duì)轉(zhuǎn)槳后槳、4-常規(guī)對(duì)轉(zhuǎn)槳。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明一種適用于單尾船型的對(duì)轉(zhuǎn)螺旋槳的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明，該實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。
[0020]如圖1和圖2所示，本發(fā)明的對(duì)轉(zhuǎn)螺旋槳由對(duì)轉(zhuǎn)槳前槳2和對(duì)轉(zhuǎn)槳后槳3組成，如圖3，本發(fā)明安裝在船體I尾部。
[0021]實(shí)施例1，如圖1和圖2，對(duì)轉(zhuǎn)槳后槳3通過特殊設(shè)計(jì)的梢部縱傾分布型式，使得槳葉葉梢在從0.8倍槳徑之間開始向船首方向彎曲，彎曲角度為90°，對(duì)轉(zhuǎn)槳后槳3與對(duì)轉(zhuǎn)槳前槳2的直徑比為1.2，前后槳的旋向相反，后槳的葉數(shù)與前槳葉數(shù)相同。
[0022]實(shí)施例2，如圖5，對(duì)轉(zhuǎn)槳后槳3的槳葉梢在從0.9倍槳徑之間開始向船尾方向彎曲，彎曲角度為50°，對(duì)轉(zhuǎn)槳后槳3與對(duì)轉(zhuǎn)槳前槳2的直徑比為1.0，前后槳的旋向相反，后槳的葉數(shù)比前槳葉數(shù)多I。
[0023]實(shí)施例3，如圖6，對(duì)轉(zhuǎn)槳后槳3的槳葉梢在從0.95倍槳徑之間開始向船首方向彎曲，彎曲角度為10°，對(duì)轉(zhuǎn)槳后槳3與對(duì)轉(zhuǎn)槳前槳2的直徑比為0.9，前后槳的旋向相反，后槳的葉數(shù)比前槳葉數(shù)少I。
[0024]本發(fā)明對(duì)轉(zhuǎn)螺旋槳的工作過程和技術(shù)原理是:其一，在船舶行進(jìn)過程中，與常規(guī)對(duì)轉(zhuǎn)槳4相比，如圖4，本發(fā)明對(duì)轉(zhuǎn)螺旋槳的對(duì)轉(zhuǎn)槳后槳3葉梢大幅度向船首或船尾方向彎曲，減少了流動(dòng)在后槳葉梢的繞流，使得梢渦強(qiáng)度明顯降低，減少了能量損失，同時(shí)也使得誘導(dǎo)阻力有所降低，提高了后槳的推進(jìn)效率；
[0025]其二，與單純的梢部加裝端板或?qū)~彎曲的螺旋槳(均為只有單槳)相比，采用對(duì)轉(zhuǎn)槳型式，由對(duì)轉(zhuǎn)槳前槳2起到整流的作用，使得船艉的強(qiáng)非均勻流動(dòng)流經(jīng)前槳后，其在周向上的非均勻性得到明顯改善，這使得對(duì)轉(zhuǎn)槳后槳3由葉梢彎曲在非均勻流場(chǎng)中產(chǎn)生的干擾阻力大幅下降，從而提高了后槳的推進(jìn)效率；
[0026]其三，目前新開發(fā)的優(yōu)秀船體線型在船尾相對(duì)更為削瘦，這樣，船尾標(biāo)稱伴流場(chǎng)的高伴流區(qū)更集中在螺旋槳內(nèi)半徑，使得船尾螺旋槳外半徑的流場(chǎng)相對(duì)均勻，在一定程度上降低了本發(fā)明對(duì)轉(zhuǎn)螺旋槳的后槳葉梢彎曲所引起的非均勻流場(chǎng)中的干擾阻力，充分發(fā)揮其推進(jìn)性能。
[0027]與傳統(tǒng)螺旋槳和對(duì)轉(zhuǎn)螺旋槳相比，本發(fā)明的對(duì)轉(zhuǎn)螺旋槳效率分別可提高5%?15% 和 2% ?
[0028]以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種適用于單尾船型的對(duì)轉(zhuǎn)螺旋槳，其特征在于，包括對(duì)轉(zhuǎn)槳前槳(2)和對(duì)轉(zhuǎn)槳后槳(3)，所述對(duì)轉(zhuǎn)槳前槳(2)的槳葉葉稍的旋向與對(duì)轉(zhuǎn)槳后槳(3)的槳葉葉稍的旋向相反。2.如權(quán)利要求1所述的對(duì)轉(zhuǎn)螺旋槳，其特征在于，所述對(duì)轉(zhuǎn)槳后槳(3)的槳葉葉稍向船尾或船首方向彎曲。3.如權(quán)利要求1或2所述的對(duì)轉(zhuǎn)螺旋槳，其特征在于，所述對(duì)轉(zhuǎn)槳后槳(3)的葉數(shù)與對(duì)轉(zhuǎn)槳前槳(2)的葉數(shù)相同或相差I(lǐng)。4.如權(quán)利要求1或2所述的對(duì)轉(zhuǎn)螺旋槳，其特征在于，所述對(duì)轉(zhuǎn)槳后槳(3)的槳葉葉梢在從0.8-0.95倍槳徑之間開始向船首或船尾方向彎曲，彎曲角度為10° -90°。5.如權(quán)利要求1所述的對(duì)轉(zhuǎn)螺旋槳，其特征在于，所述對(duì)轉(zhuǎn)槳后槳(3)與對(duì)轉(zhuǎn)槳前槳(2)的直徑比為0.9-1.2。
【文檔編號(hào)】B63H5/10GK106081032SQ201610629585
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年8月4日 公開號(hào)201610629585.2, CN 106081032 A, CN 106081032A, CN 201610629585, CN-A-106081032, CN106081032 A, CN106081032A, CN201610629585, CN201610629585.2
【發(fā)明人】楊立, 陳京普, 魏錦芳, 韓用波
【申請(qǐng)人】中國(guó)船舶科學(xué)研究中心上海分部