用于右旋單槳船的預旋三角導管制造技術

本發明專利技術公開了一種用于右旋單槳船的預旋三角導管，該預旋三角導管呈扇形結構，從螺旋槳后側看，螺旋槳槳轂縱向中心線左側從上到下設有第二葉子、第一葉子，右側設有第三葉子，導板的葉背分別與第一葉子的葉梢、第二葉子的葉梢以及第三葉子的葉梢固定連接；第一葉子與螺旋槳槳轂縱向中心線的夾角范圍為70°-75°，第二葉子與螺旋槳槳轂縱向中心線的夾角范圍為25°-30°，第三葉子與螺旋槳槳轂縱向中心線的夾角范圍為70°-75°。本發明專利技術采用槳前預旋原理和加速螺旋槳上部進流，使螺旋槳盤面進流更加均勻的船體節能設備，重點在于降低螺旋槳尾流場因旋轉而損失的能量，提高螺旋槳推進效率及減少因尾部流動分離而附加的形狀阻力。

【技術實現步驟摘要】
用于右旋單槳船的預旋三角導管
本專利技術涉及右旋單槳船的船體節能設備技術，更具體地說，是涉及一種用于右旋單槳船的預旋三角導管。
技術介紹
在右旋單槳船的使用過程中，國內外的研究已經意識到通過改變螺旋槳進流方向可以提高螺旋槳的推進效率從而達到節能的效果。目前采用的節能裝置有預旋鰭、預旋鰭加全導管以及MewisDuct等，但現有裝置存在螺旋漿推進效率低以及伴流不夠均勻等問題。
技術實現思路
針對現有技術中存在的缺陷，本專利技術的目的是提供一種用于右旋單槳船的預旋三角導管，不僅減少螺旋槳尾流場中因旋轉損失的能量，提高螺旋槳推進效率；而且還能夠均勻伴流，使螺旋槳工作更平穩，降低螺旋槳激振力，降低船體振動風險，使得附體結構穩固，容易克服強度、疲勞振動等問題。為達到上述目的，本專利技術采用如下的技術方案：一種用于右旋單槳船的預旋三角導管，設于船尾的螺旋槳以及船體之間，所述預旋三角導管呈扇形結構，從螺旋槳后側看，螺旋槳槳轂縱向中心線左側從上到下設有第二葉子、第一葉子，右側設有第三葉子，所述第一葉子、第二葉子以及第三葉子的長度相等；所述第一葉子的葉根、第二葉子的葉根以及第三葉子的葉根分別與螺旋槳軸套外側固定連接；導板的葉背分別與第一葉子的葉梢、第二葉子的葉梢以及第三葉子的葉梢固定連接；所述第一葉子的剖面、第二葉子的剖面、第三葉子的剖面以及導板的剖面均為機翼型剖面；所述第一葉子的導邊、第二葉子的導邊、第三葉子的導邊以及導板的導邊均與船體側的相對；第一葉子的隨邊、第二葉子的隨邊、第三葉子的隨邊以及導板的導邊均與螺旋槳側相對；所述第一葉子的葉面朝下，葉背朝上；所述第三葉子的葉面朝上，葉背朝下；所述第二葉子的葉面與第一葉子的葉背相對，第二葉子的葉背與第三葉子的頁面相對；其中，第一葉子與螺旋槳槳轂縱向中心線的夾角范圍為70°-75°，第二葉子與螺旋槳槳轂縱向中心線的夾角范圍為25°-30°，第三葉子與螺旋槳槳轂縱向中心線的夾角范圍為70°-75°。從葉根往葉梢的方向看，所述第一葉子的葉面在螺旋槳軸套上的投影與螺旋槳軸套的軸線的夾角為第一葉子的葉面沿軸線逆時針旋轉12°-17°；所述第二葉子的葉面在螺旋槳軸套上的投影與螺旋槳軸套的軸線的夾角為第二葉子的葉面沿軸線逆時針旋轉10°-15°；所述第三葉子的葉面在螺旋槳軸套上的投影與螺旋槳軸套的軸線的夾角為第三葉子的葉面沿軸線逆時針旋轉14°-18°。所述第一葉子的厚度比、第二葉子的厚度比以及第三葉子的厚度比均為10。所述導管的厚度比為7。所述第三片葉子的長度為螺旋槳半徑的90%-105%。與現有技術相比，采用本專利技術的一種用于右旋單槳船的預旋三角導管具有以下的技術效果：本專利技術與現有的預旋鰭相比：其一，結構上更穩固，容易克服強度、疲勞振動等問題；其二，同等情況下，可以使用厚度比更小的剖面，附加阻力更小，預旋效果更好；其三，增加了上部部分導管的整流作用，對增加螺旋槳盤面的來流有好處，利于達到更好的節能效果。與預旋鰭加全導管相比，避免了對底部良好進流場的無畏干擾，減少節能附體的濕表面積，因為現在的船體線型都經過了充分優化，伴流不存在明顯的缺陷。與MewisDuct相比，本專利技術的預旋三角導管與螺旋槳軸線同心，有利于加工和定位。總之，本專利技術涉及一種采用槳前預旋原理和加速螺旋槳上部進流，使螺旋槳盤面進流更加均勻的船體節能設備，重點在于降低螺旋槳尾流場因旋轉而損失的能量，提高螺旋槳推進效率及減少因尾部流動分離而附加的形狀阻力。附圖說明圖1為本專利技術安裝在船體的船尾的安裝示意圖；圖2為圖1中從A向看本專利技術的用于右旋單槳船的預旋三角導管的結構示意圖；圖3為本專利技術的葉子與導管的剖面示意圖；圖4為本專利技術的三片葉子以及導管的機翼型剖面定義示意圖。具體實施方式下面結合附圖以及實施例進一步說明本專利技術的技術方案。根據CFD計算的或者船模試驗測量的船體伴流特點和螺旋槳旋轉方向等特征，專利技術一種裝于中低速船船尾的槳前完全非對稱布置的預旋三角導管，以提高推進效率，均勻伴流，降低船體振動風險。如圖1、圖2所示的一種用于右旋單槳船的預旋三角導管，設于船尾的螺旋槳20以及船體21之間，其特征在于：本專利技術的預旋三角導管呈扇形結構，從螺旋槳20后側看，螺旋槳槳轂縱向中心線左側的船尾從上到下設有第二葉子12、第一葉子11，右側設有第三葉子13，第一葉子11、第二葉子12以及第三葉子13的長度相等；第一葉子11的葉根、第二葉子12的葉根以及第三葉子13的葉根分別與螺旋槳軸套22外側固定連接；導板14的葉背分別與第一葉子11的葉梢、第二葉子12的葉梢以及第三葉子13的葉梢固定連接；第一葉子的剖面、第二葉子的剖面、第三葉子的剖面以及導板的剖面均為機翼型剖面，第一葉子的導邊、第二葉子的導邊、第三葉子的導邊以及導板的導邊均與船體側的相對；第一葉子的隨邊、第二葉子的隨邊、第三葉子的隨邊以及導板的導邊均與螺旋槳側相對；所述第一葉子的葉面朝下，第一葉子的葉背朝上；所述第三葉子的葉面朝上，第三葉子的葉背朝下；所述第二葉子的葉面與第一葉子的葉背相對，第二葉子的葉背與第三葉子的頁面相對；其中，第一葉子與螺旋槳槳轂縱向中心線的夾角B1范圍為70°-75°（圖1中采用較佳的角度72°），第二葉子與螺旋槳槳轂縱向中心線的夾角B2范圍為25°-30°（圖1中采用較佳的角度28°），第三葉子與螺旋槳槳轂縱向中心線的夾角B3范圍為70°-75°（圖1中采用較佳的角度72°），這樣可以加速螺旋槳上部進流，使螺旋槳盤面進流更加均勻，提高螺旋槳推進效率。從葉根往葉梢的方向看，所述第一葉子的葉面在螺旋槳軸套上的投影與螺旋槳軸套的軸線的夾角a1為第一葉子的葉面沿軸線逆時針旋轉12°-17°（圖1中采用較佳的角度17°）；所述第二葉子的葉面在螺旋槳軸套上的投影與螺旋槳軸套的軸線的夾角a2為第二葉子的葉面沿軸線逆時針旋轉10°-15°（圖1中采用較佳的角度15°）；所述第三葉子的葉面在螺旋槳軸套上的投影與螺旋槳軸套的軸線的夾角a3為第三葉子的頁面沿軸線逆時針旋轉14°-18°（圖1中采用較佳的角度18°），采用槳前預旋原理，重點在于降低螺旋槳尾流場因旋轉而損失的能量，提高螺旋槳推進效率。再請參見圖3所示，第一葉子11的厚度比、第二葉子12的厚度比以及第三葉子13的厚度比均為10，導板14的厚度比為7。需要說明的是，在滿足結構強度要求的情況下，厚度比越小越好，可以減小摩擦阻力，上面所定的厚度比是通過有限元軟件進行計算的得到的。本專利技術由3片完全非對稱布置的葉子和導板組成，葉子的剖面形狀和導板的剖面形狀選取NACA翼形中阻升比小的系列，其強度需要根據葉子和導板所受動載荷進行核算。預旋三角導管的布置見圖1，其基本布置原則是針對常規的右旋單槳船左側2片葉子，右側1片葉子。根據我們的研究，葉子的長度也要在一定的范圍內才能保證良好的節能效果，葉子的外梢端要在90%R-105%R的范圍內，其中R為螺旋槳半徑。該設備加裝于螺旋槳前的船體上，通過改變流場方向來產生槳前的預旋轉流場，從而達到減少能量損失，提高螺旋槳推進效率的目的。在針對船舶尾流場特點進行詳細的葉子布置和旋轉角度優化以后，可以達到可觀的節能效果。同時，要結合尾部的水動力載荷和船體運動來確定葉子和三角導管上的動載荷，進而校核強度。例如：本專利技術的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于右旋單槳船的預旋三角導管，設于船尾的螺旋槳以及船體之間，其特征在于：所述預旋三角導管呈扇形結構，從螺旋槳后側看，螺旋槳槳轂縱向中心線左側從上到下設有第二葉子、第一葉子，右側設有第三葉子，所述第一葉子、第二葉子以及第三葉子的長度相等；所述第一葉子的葉根、第二葉子的葉根以及第三葉子的葉根分別與螺旋槳軸套外側固定連接；導板的葉背分別與第一葉子的葉梢、第二葉子的葉梢以及第三葉子的葉梢固定連接；所述第一葉子的剖面、第二葉子的剖面、第三葉子的剖面以及導板的剖面均為機翼型剖面；所述第一葉子的導邊、第二葉子的導邊、第三葉子的導邊以及導板的導邊均與船體側的相對；第一葉子的隨邊、第二葉子的隨邊、第三葉子的隨邊以及導板的導邊均與螺旋槳側相對；所述第一葉子的葉面朝下，葉背朝上；所述第三葉子的葉面朝上，葉背朝下；所述第二葉子的葉面與第一葉子的葉背相對，第二葉子的葉背與第三葉子的頁面相對；其中，第一葉子與螺旋槳槳轂縱向中心線的夾角范圍為70°?75°，第二葉子與螺旋槳槳轂縱向中心線的夾角范圍為25°?30°，第三葉子與螺旋槳槳轂縱向中心線的夾角范圍為70°?75°。

【技術特征摘要】
1.一種用于右旋單槳船的預旋三角導管，設于船尾的螺旋槳以及船體之間，其特征在于：所述預旋三角導管呈扇形結構，從螺旋槳后側看，螺旋槳槳轂縱向中心線左側從上到下設有第二葉子、第一葉子，右側設有第三葉子，所述第一葉子、第二葉子以及第三葉子的長度相等；所述第一葉子的葉根、第二葉子的葉根以及第三葉子的葉根分別與螺旋槳軸套外側固定連接；導板的葉背分別與第一葉子的葉梢、第二葉子的葉梢以及第三葉子的葉梢固定連接；所述第一葉子的剖面、第二葉子的剖面、第三葉子的剖面以及導板的剖面均為機翼型剖面；所述第一葉子的導邊、第二葉子的導邊、第三葉子的導邊以及導板的導邊均與船體側相對；第一葉子的隨邊、第二葉子的隨邊、第三葉子的隨邊以及導板的隨邊均與螺旋槳側相對；所述第一葉子的葉面朝下，葉背朝上；所述第三葉子的葉面朝上，葉背朝下；所述第二葉子的葉面與第一葉子的葉背相對，第二葉子的葉背與第三葉子的葉面相對；其中，第一葉子與螺旋槳槳轂縱向中心線的夾角范圍為70°-...

【專利技術屬性】
技術研發人員：周志勇，王剛毅，程宣愷，陸琛亮，
申請(專利權)人：上海船舶研究設計院，
類型：發明
國別省市：