一种内置定子的弧形船用的节能导管制造技术

本实用新型专利技术涉及一种内置定子的弧形船用的节能导管，包括导管(1)、第一定子(2)、第二定子(3)和第三定子(4)，所述第一定子(2)、第二定子(3)和第三定子(4)顶端位于导管(1)底端内部，所述第一定子(2)、第二定子(3)和第三定子(4)底端与船体相接，所述第一定子(2)位于第二定子(3)和第三定子(4)之间，所述第一定子(2)、第二定子(3)和第三定子(4)呈圆周均匀分布。与现有技术相比，本实用新型专利技术由三个带有预旋节能效果的定子和一个对称的弧形导管组成，安装于螺旋桨前尾轴上方的船体表面，能够有效的改善螺旋桨进流场，从而提高了螺旋桨的推进效率并降低了螺旋桨空泡腐蚀的风险。降低了螺旋桨空泡腐蚀的风险。降低了螺旋桨空泡腐蚀的风险。

【技术实现步骤摘要】
一种内置定子的弧形船用的节能导管


[0001]本技术涉及水动力节能领域，尤其是涉及一种内置定子的弧形船用的节能导管。

技术介绍

[0002]对于船舶行业而言，在油价急速上涨，以及日益严格的EEOI和EEDI要求的共同作用下，必须进一步减小船舶能耗。然而，集装箱船等运输型船舶的推进方式通常为单桨推进，通过采用低转速、大桨盘和大功率主机的方式来提升推进效率，但并未获得明显成效。因此，业内开发了多种节能附体装置以达到减小能耗和提升螺旋桨推进效率的目的。
[0003]目前，船舶行业常用的节能装置包含附加节能装置，其又可以按照安装位置划分为桨前和桨后两种形式。安装位置在螺旋桨之前的节能装置称为桨前附加节能装置，例如预旋定子等；安装位置位于螺旋桨之后的节能装置就是桨后节能装置，例如舵附推力鳍等。
[0004]随着船型优化技术的发展，伴流补偿导管在新的船型上节能效果不太显著，而前置预旋定子不能满足船舶营运过程中的疲劳强度，在实际应用中前置预旋导轮虽对螺旋桨周围流场有一定优化效果，但不能明显提高螺旋桨的推进效率。
[0005]新型桨前节能导管的节能效果与船尾伴流存在密切联系，因此其在敞水环境与实际工作环境中的效率是存在明显差异的。除特殊船型外，通常会有高伴流区位于螺旋桨盘面的上方或小半径范围内。推进效率会由于高伴流区的存在而受到不良影响，同时高伴流区还会加剧螺旋桨空泡性能恶化。除此之外，在船体的作用下，还会有周回和径向伴流在流场中形成。螺旋桨性能会由于船体某些部位产生的周向伴流而受到影响。为达到对高伴流区削弱的目的，应对分布在相应位置的周向伴流进行调节，可以在船体和螺旋桨之间加装节能导管，导管可以在减小高伴流区域的同时，对桨盘进流量予以提升。预旋和导流可以通过导管定子来实现，从而有效减小推进器受到其附近周向伴流的影响，进而改善螺旋桨的整体性能。
[0006]中国专利CN202220133871.0公开了一种船用节能导管，包括尾轴、定子组和管体，所述尾轴上部通过定子组和管体内壁进行固定连接，所述定子组内其他定子以中纵剖面的定子为基准呈周向分布且所述定子组每个定子呈机翼形设置，所述管体的剖面形状呈机翼型设置。上述船用节能导管，安装在螺旋桨前尾轴上方的船体上，定子组能够对来流进行预旋，降低螺旋桨尾流中的旋转能量损失。可改善螺旋桨周围流场的均匀性，能够使螺旋桨进流场更加均匀，从而提高螺旋桨的推进效率。
[0007]节能型导管的工作原理是通过导管定子对来流进行预旋，减少切向伴流对螺旋桨的影响，同时机翼型剖面的导板可以整流并加速进流。但是受到附体阻力的影响，加装导管附体时应当注意以下两点：1.附体的形状应该尽可能做成流线型，安装位置尽量顺着水流方向。以此减小由附体所产生的漩涡，从而减小粘压阻力。2.尽可能采用湿面积较小的附体，以此减小附体所产生的摩擦阻力。
[0008]目前，桨前节能型导管从外观上大致可以分为：圆形导管、扇形导管及光芒形导管
等。中国专利CN202220133871.0中采用半圆型导管，一定程度上减少了由于水质点的黏性、重力和水的自于表面的存在，船体表面产生的伴流对螺旋桨工作的影响，但仍存在安装导管带来的附体阻力。

技术实现思路

[0009]本技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种内置定子的弧形船用的节能导管，其结构为左右对称，该节能导管由三个带有预旋节能效果的定子和一个对称的弧形导管组成，安装于螺旋桨前尾轴上方的船体表面，能够有效的改善螺旋桨进流场，从而提高了螺旋桨的推进效率并降低了螺旋桨空泡腐蚀的风险。
[0010]本技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0011]一种内置定子的弧形船用的节能导管，包括导管、第一定子、第二定子和第三定子，所述第一定子、第二定子和第三定子顶端位于导管底端内部，所述第一定子、第二定子和第三定子底端与船体相接，所述第一定子位于第二定子和第三定子之间，所述第一定子、第二定子和第三定子呈圆周均匀分布。
[0012]在本技术的一种实施方式中，所述导管为弧形导管，所述导管的总弯曲角度为60
°
，圆弧型导管相比半圆型导管和圆形导管来说，能够减少节能导管对于船体增阻的影响，增加节能效果。
[0013]在本技术的一种实施方式中，所述导管由左舷导管和右舷导管组成，所述左舷导管和右舷导管为对称结构，所述第一定子设于左舷导管和右舷导管相接处，所述第一定子位于船体的中纵剖面，所述第一定子的中截面与船体的中纵剖面重合，所述第二定子设于右舷导管一端，所述第三定子设于左舷导管一端。
[0014]在本技术的一种实施方式中，所述左舷导管一端与船体的中纵剖面的夹角为28
°
到32
°
，所述右舷导管一端与船体的中纵剖面的夹角为28
°
到32
°
。
[0015]在本技术的一种实施方式中，所述左舷导管和右舷导管在中纵剖面处焊接，所述第一定子、第二定子和第三定子顶端焊接于导管底端内部，所述第一定子、第二定子和第三定子底端焊接于螺旋桨前方尾轴上方的船体表面，多个定子底端固定于螺旋桨尾轴，利用机翼型切面和中纵剖面的夹角改变船体尾流，进行桨前预旋提高螺旋桨推进效率的同时，控制附加导管带来的船舶阻力，提高节能效率。
[0016]在本技术的一种实施方式中，所述第二定子和第三定子以第一定子为基准呈周向分布，所述第一定子与船体的中纵剖面的夹角为0
°
，所述第二定子为第一定子顺时针旋转30
°
所得，所述第三定子为第一定子逆时针旋转30
°
所得。
[0017]在本技术的一种实施方式中，所述左舷导管、右舷导管、第一定子、第二定子和第三定子的横截面形状为机翼型，该设计方式可对螺旋桨来流进行预旋，降低螺旋桨尾流中旋转能量损失，最终有效的提高螺旋桨的推进效率。
[0018]在本技术的一种实施方式中，所述左舷导管和右舷导管机翼型横截面的最大宽度为螺旋桨半径的0.256倍。
[0019]在本技术的一种实施方式中，所述左舷导管或右舷导管两端的最远距离为螺旋桨半径的0.897倍到1.051倍，所述左舷导管或右舷导管的宽度为螺旋桨半径的0.625倍。
[0020]在本技术的一种实施方式中，所述第一定子、第二定子和第三定子的长度相
等，所述第一定子和第二定子或第一定子和第三定子的中轴线顶端的距离为第一定子长度的0.690倍，所述第一定子和第二定子或第一定子和第三定子的中轴线底端的距离为第一定子长度的0.276倍。
[0021]在本技术的一种实施方式中，所述第一定子、第二定子和第三定子为预旋定子。
[0022]与现有技术相比，本技术优点如下：
[0023]1.本技术提供的节能导管由三个带有预旋节能效果的定子和一个对称的弧形导管组成，安装于螺旋桨前尾轴上方的船体表面，该结构具有整流及加速进流的作用，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种内置定子的弧形船用的节能导管，其特征在于，包括导管(1)、第一定子(2)、第二定子(3)和第三定子(4)，所述第一定子(2)、第二定子(3)和第三定子(4)顶端位于导管(1)底端内部，所述第一定子(2)、第二定子(3)和第三定子(4)底端与船体相接，所述第一定子(2)位于第二定子(3)和第三定子(4)之间，所述第一定子(2)、第二定子(3)和第三定子(4)呈圆周均匀分布。2.根据权利要求1所述的一种内置定子的弧形船用的节能导管，其特征在于，所述导管(1)为弧形导管，所述导管(1)的总弯曲角度(α)为60
°
。3.根据权利要求2所述的一种内置定子的弧形船用的节能导管，其特征在于，所述导管(1)由左舷导管和右舷导管组成，所述左舷导管和右舷导管为对称结构，所述第一定子(2)设于左舷导管和右舷导管相接处，所述第一定子(2)位于船体的中纵剖面，所述第一定子(2)的中截面与船体的中纵剖面重合，所述第二定子(3)设于右舷导管一端，所述第三定子(4)设于左舷导管一端。4.根据权利要求3所述的一种内置定子的弧形船用的节能导管，其特征在于，所述左舷导管一端与船体的中纵剖面的夹角为28
°
到32
°
，所述右舷导管一端与船体的中纵剖面的夹角为28
°
到32
°
。5.根据权利要求3所述的一种内置定子的弧形船用的节能导管，其特征在于，所述左舷导管和右舷导管在中纵剖面处焊接，所述第一定子(2)、第二定子(3)和第三定子(4)顶端焊...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹千言，张宝吉，
申请(专利权)人：上海海事大学，
类型：新型
国别省市：