产生用于减少推进器噪音与振动的非对称伴流的涡流发生器制造技术

本发明专利技术涉及一种产生用于减少推进器噪音与振动的非对称伴流的涡流发生器，其能够控制流入安装在船舶的推进器(propeller)的流动以减少船舶推进器叶片面上发生的空泡(cavitation)而得以减少推进器的噪音与振动，为了解决现有技术的翼状附属物或控流鳍(flow control fin)的下列问题，亦即，设置在推进器前方的船体表面，为了控制流入推进器的流动而使得翼状结构物具备和来流之间的攻角并且凭借流体力量控制流速及流动方向地构成而只能在成为大型结构物时才能发挥出效果，而且，其虽然设置在推进器前方的船体表面凭借着让水平(tangential)方向的速度变化而凭借着预旋(Pre‑swirl)效果提升推进器效率，却也存在着因为空泡增加而导致推进器噪音与振动增加的副作用，本发明专利技术的该产生用于减少推进器噪音与振动的非对称伴流的涡流发生器通过产生非对称涡流使得轴(axial)方向速度变化而减少流入叶片面的攻角，因此形成了让最能发生空泡的螺旋桨面第一象限或第二象限侧的流动特别加快的非对称式伴流(wake)分布而得以最大程度地减少空泡噪音的发生。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于减少安装在船舶的推进器(propeller)的噪音与振动的装置及方法，更详细地说，本专利技术涉及一种产生用于减少推进器噪音与振动的非对称伴流的涡流发生器，其控制流入推进器的流动而减少船舶推进器叶片面上发生的空泡(cavitation)并且凭此减少推进器的噪音与振动。
技术介绍
船舶通常会凭借推进器(propeller)前进，该推进器和安装在船体的引擎的旋转轴连接并且凭借着引擎的驱动力旋转而生成推进力，该推进器根据各个运行条件而设计各种推进器叶片形状及尺寸。而且，推进器凭借着流经推进器叶片的流动而产生推力与扭矩，此时，凭借引擎的驱动力克服扭矩并且利用所产生的推力驱使船舶前进。与此同时，近来为了降低船舶运行成本而让船舶承载更多的旅客与货物后快速运输，因此逐渐实现了船舶的大型化及高速化，但是这样的船舶大型化与高速化则因为引擎马力变大而增加了推进器的负荷，进而增加了基于推进器的变动压力及振动。为了解决该问题，先前技术已经揭示了提高船舶的推进效率及减少基于推进器的变动压力及振动的各种技术。亦即，如前所述的提高船舶的推进效率及减少基于推进器的振动的现有技术可以举例如下，例如，韩国注册专利第10-1293006号揭示了“用于提升船速并改善船尾部流动的船尾附属物”，韩国注册专利第10-1066213号揭示了“具备了减少伴流并生成前进力的功能的翼型流动改善装置”，与此同时，韩国注册专利公报第10-0416720号则揭示了“非对称预旋固定叶片”。更详细地说，首先，注册专利第10-1293006号所揭示的“用于提升船速并改善船尾部流动的船尾附属物”揭示了一种船尾附属物，该船尾附属物包括：支持轴，具备一定长度，在螺旋桨的前方上侧部船尾表面横向隔离并对称地朝下安装；及流动调节用叶片，具备一定长度，固定在上述支持轴的前端部并且和上述螺旋桨的上侧部平行相向地横向安装。在改善发生于船尾的水流流动而减少抵抗的同时，最大程度地减少螺旋桨的空泡现象(cavitation)而得以提高推进力。与此同时，注册专利第10-1066213号所揭示的“具备了减少伴流并生成前进力的功能的翼型流动改善装置”揭示了一种流动改善装置，该流动改善装设置于船尾推进器前方比较均匀的流动区域并且把叶片的一部分浮力作为推力使用，其提高叶片装置与船体表面之间的流动速度而减少了脱流地点的移动及船尾低速流动场的体积，发挥出改善推进器流动的效果，从而提高了流入螺旋桨的流动的流速而提升螺旋桨效率并且进一步产生推力而得以节省船舶燃料。更进一步，所述的注册专利第10-0416720号所揭示的非对称预旋固定叶片涉及一种流动改善装置，其引进非对称预旋叶片(asymmetric preswirl stator)概念并且凭借着改变流入推进器的流动的水平(tangential)方向速度而发挥出预旋(Pre-swirl)效果，从而提升了推进器效率。如前所述，现有技术为了避免安装复杂装置并且通过简单结构有效地提升船舶推进效率而揭示了各种
技术实现思路
，但如前所述的现有的
技术实现思路
存在着如下所示的问题。亦即，用于减少基于推进器的变动压力及振动的现有技术通常把翼状附属物或控流鳍(flow control fin)等设置在船体控制流入推进器的流动而得以减少发生于推进器叶片面的空泡，从而得以减少作为导致船舶推进器噪音的主要原因的空泡噪音，但这些装置为了控制流入推进器的流动而使得翼状结构物具备和来流之间的攻角并且凭借流体力量控制流速及流动方向，因此只有成为大型结构物才会发挥出效果。而且，所述的翼状附属物或控流鳍在不考虑减少推进器噪音与振动时，其还揭示了在流入推进器的流动中赋予水平(tangential)方向的变化而产生预旋(Pre-swirl)效果并且从而提升推进器效率的方法，这些装置虽然能够提升推进器效率，但也会让叶片面的攻角增加而在推进器面上发生过多的空泡而在推进器噪音与振动方面造成恶劣影响。现有技术的翼状附属物或控流鳍(flow control fin)如前所述地具有下列问题，亦即，设置在推进器前方的船体表面，为了控制流入推进器的流动而使得翼状结构物具备和来流之间的攻角并且凭借流体力量控制流速及流动方向地构成，因此只有成为大型结构物时才能发挥出效果，而且，其虽然可以凭借着让水平(tangential)方向的速度变化而控制流入推进器的流动并且凭借着预旋(Preswirl)效果提升推进器效率却会出现因为空泡增加而导致推进器噪音与振动增加的副作用，因此为了解决上述问题，优选地，应该提供如下所示地具备新结构的涡流发生器，该涡流发生器即使采取小型结构物也能产生可控制流速的涡流并且较少依靠水平(tangential)方向的速度变化而更依靠轴(axial)方向的速度变化地减少流入叶片面的攻角，凭此，总体上提高流动速度并且形成了从船尾侧朝船头侧观看时螺旋桨的旋转方向为顺时针方向时让发生最多空泡的螺旋桨面第一象限侧的流动特别加快的非对称式伴流(wake)分布而得以最大程度地减少空泡噪音的发生，但是目前为止还没有开发出能够同时满足上述所有条件的装置或方法。在此，本专利技术的第一象限指的是，把从船舶的后尾朝螺旋桨侧观看时的平面以螺旋桨轴的中心为基准按照90度角予以4等分并且把右侧上方的领域称为第一象限，其余领域则按照逆时针方向依次定义成第二象限、第三象限及第四象限，此时假设螺旋桨的旋转方向是顺时针方向。亦即，螺旋桨朝逆时针方向旋转时发生最多空泡的领域是第二象限，涡流发生器则相比于螺旋桨朝顺时针方向旋转的情形左右互换地设置。【先前技术文献】1.韩国注册专利公报第10-1293006号(2013.07.29.)2.韩国注册专利公报第10-1066213号(2011.09.14.)3.韩国注册专利公报第10-0416720号(2004.01.15.)
技术实现思路
【解决的技术课题】本专利技术旨在解决如前所述的现有技术的问题，因此本专利技术的目的是提供一种产生用于减少推进器噪音与振动的非对称伴流的涡流发生器，为了解决现有技术的翼状附属物或控流鳍(flow control fin)的下列问题，亦即，设置在推进器前方的船体表面，为了控制流入推进器的流动而使得翼状结构物具备和来流之间的攻角并且凭借流体力量控制流速及流动方向而只能在成为大型结构物时才能发挥出效果，及其虽然设置在推进器前方的船体表面凭借着让水平(tangential)方向的速度变化而通过预旋(Pre-swirl)效果提升推进器效率，却也存在着因为空泡增加而导致推进器噪音与振动增加的副作用，本专利技术的该产生用于减少推进器噪音与振动的非对称伴流的涡流发生器通过产生非对称涡流使得轴(axial)方向速度变化而减少流入叶片面的攻角，因此形成从船尾侧往船头侧观看时螺旋桨朝顺时针方向旋转时让最能发生空泡的螺旋桨面第一象限侧的流动特别加快的非对称式伴流(wake)分布而得以最大程度地减少空泡噪音的发生。而且，本专利技术的另一个目的是提供一种产生用于减少推进器噪音与振动的非对称伴流的涡流发生器，其通过非对称地设置于船体的左右侧面的涡流发生器形成了凭借非对称涡流的发生而诱使轴(axial)方向的速度变化并且让最能发生空泡的螺旋桨面第一象限侧的流动特别加快的非对称式伴流(wake)分布，从本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种产生用于减少推进器噪音与振动的非对称伴流的涡流发生器，其用于解决现有技术的翼状附属物或控流鳍(flow control fin)的下列问题，亦即，设置在推进器前方的船体表面，为了控制流入推进器的流动而使得翼状结构物具备和来流之间的攻角并且凭借流体力量控制流速及流动方向而只能在成为大型结构物时才能发挥出效果，及其虽然设置在推进器前方的船体表面凭借着让水平(tangential)方向的速度变化而通过预旋(Pre‑swirl)效果提升推进器效率，却也存在着因为空泡增加而导致推进器噪音与振动增加的副作用，本专利技术的该产生用于减少推进器噪音与振动的非对称伴流的涡流发生器，其特征在于，包括第一涡流生成板，以金属板形态形成，其在螺旋桨朝顺时针方向旋转时设置在上述推进器前方的船舶的右舷(上述螺旋桨朝逆时针方向旋转时为左舷)侧，从而形成了使得从相当于最能发生上述空泡之处的上述推进器的右侧上部(上述螺旋桨朝逆时针方向旋转时为左侧上部)流入上述推进器的叶片面的流动的流入速度更快地提高的非对称伴流(wake)而减少流入上述推进器的各叶片的流动的攻角，凭此，能够减少最能发生上述空泡的上述推进器的右侧上部(上述螺旋桨朝逆时针方向旋转时为左侧上部)中上述空泡的发生并且减少基于上述推进器的噪音与振动。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.04 KR 10-2015-00304601.一种产生用于减少推进器噪音与振动的非对称伴流的涡流发生器，其用于解决现有技术的翼状附属物或控流鳍(flow control fin)的下列问题，亦即，设置在推进器前方的船体表面，为了控制流入推进器的流动而使得翼状结构物具备和来流之间的攻角并且凭借流体力量控制流速及流动方向而只能在成为大型结构物时才能发挥出效果，及其虽然设置在推进器前方的船体表面凭借着让水平(tangential)方向的速度变化而通过预旋(Pre-swirl)效果提升推进器效率，却也存在着因为空泡增加而导致推进器噪音与振动增加的副作用，本发明的该产生用于减少推进器噪音与振动的非对称伴流的涡流发生器，其特征在于，包括第一涡流生成板，以金属板形态形成，其在螺旋桨朝顺时针方向旋转时设置在上述推进器前方的船舶的右舷(上述螺旋桨朝逆时针方向旋转时为左舷)侧，从而形成了使得从相当于最能发生上述空泡之处的上述推进器的右侧上部(上述螺旋桨朝逆时针方向旋转时为左侧上部)流入上述推进器的叶片面的流动的流入速度更快地提高的非对称伴流(wake)而减少流入上述推进器的各叶片的流动的攻角，凭此，能够减少最能发生上述空泡的上述推进器的右侧上部(上述螺旋桨朝逆时针方向旋转时为左侧上部)中上述空泡的发生并且减少基于上述推进器的噪音与振动。2.根据权利要求1所述的产生用于减少推进器噪音与振动的非对称伴流的涡流发生器，其特征在于，上述涡流发生器还包括第二涡流生成板，该第二涡流生成板以和上述第一涡流生成板相同的金属板形态形成并且设置在上述第一涡流生成板对面的上述推进器前方的上述船舶的左舷(上述螺旋桨朝逆时针方向旋转时为右舷)侧，上述第一涡流生成板及上述第二涡流生成板各自以不同角度设置在上述船舶的左右侧面的同一位置，从而形成了让从相当于最能发生上述空泡之处的上述推进器的右侧上部(上述螺旋桨朝逆时针方向旋转时为左侧上部)流入上述推进器的叶片面的流动的流入速度更快地增加的非对称伴流(wake)并且因此减少流入上述推进器的各叶片的流动的攻角，凭此，在最能发生上述空泡的上述推进器的右侧上部减少上述空泡的发生并且减少基于上述推进器的噪音与振动。3.根据权利要求2所述的产生用于减少推进器噪音与振动的非对称伴流的涡流发生器，其特征在于，上述涡流发生器还包括第三涡流生成板，该第三涡流生成板在距离上述第一涡流发生器较远而更接近上述推进器侧的位置上按照和上述第一涡流发生器相同的高度设置在上述船舶的右舷(上述螺旋桨朝逆时针方向旋转时为左舷)侧，从而使得从最能发生上述空泡的上述推进器的右侧(上述螺旋桨朝逆时针方向旋转时为左侧)上部流入上述推进器的叶片面的流动的流入速度更快地提高并且因此大幅度地减少了流入上述推进器的各叶片的流动的攻角，凭此更大幅度地减少上述空泡的发生。4.根据权利要求3所述的产生用于减少推进器噪音...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛汉信，金基燮，安钟宇，
申请(专利权)人：韩国海洋科学技术院，
类型：发明
国别省市：韩国;KR