專利名稱：組合節(jié)能運(yùn)輸船舶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種船舶，尤其是涉及一種組合節(jié)能運(yùn)輸船舶，包括散貨船、油船、集裝箱船等。
背景技術(shù)：
運(yùn)輸船舶，如散貨船、油船、集裝箱 船等是貨運(yùn)船舶的主力軍，降低運(yùn)輸船舶能源消耗對于船舶企業(yè)乃至整個(gè)船舶行業(yè)都有非常重要的意義。目前，運(yùn)輸船舶的船型發(fā)展已相當(dāng)成熟，通過船體線型的設(shè)計(jì)來降低阻力、達(dá)到節(jié)能的目的已愈來愈困難。目前，在運(yùn)輸船舶上已有多種形式的節(jié)能裝置，這類節(jié)能裝置可分為兩大類一類是安裝于螺旋槳前方，用來改善螺旋槳的來流質(zhì)量，提高螺旋槳的推進(jìn)效率，如前置導(dǎo)葉、前置導(dǎo)管、伴流補(bǔ)償導(dǎo)管等等。另一類是安裝于螺旋槳后方，用來回收利用螺旋槳尾流的能量，如舵球、安裝導(dǎo)葉的舵球裝置、榖帽鰭等等。雖然這些裝置具有一定的節(jié)能效果，但一般單獨(dú)使用節(jié)能效果非常有限，考慮安裝的裝置本身會增加一部分附加的阻力，實(shí)際的節(jié)能效果一般僅能達(dá)到39^7%。

實(shí)用新型內(nèi)容本申請人針對上述的問題，進(jìn)行了研究改進(jìn)，提供一種組合節(jié)能運(yùn)輸船舶，合理配置節(jié)能措施，改善螺旋槳來流質(zhì)量并抑制轂渦的生成，有效地提高整流作用，減小轂渦的額外消耗，提高推進(jìn)效率，減小能量耗散以達(dá)到進(jìn)一步節(jié)能的目的。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案一種組合節(jié)能運(yùn)輸船舶，包括船體，所述船體尾部設(shè)有螺旋槳，所述螺旋槳為節(jié)能螺旋槳，所述螺旋槳的軸的前上方設(shè)有節(jié)能導(dǎo)管；所述節(jié)能導(dǎo)管包括呈半圓環(huán)形的左舷導(dǎo)管及右舷導(dǎo)管，左舷導(dǎo)管及右舷導(dǎo)管安裝于螺旋槳軸前上方的船體中縱剖面兩側(cè)構(gòu)成節(jié)能導(dǎo)管，所述左舷導(dǎo)管及右舷導(dǎo)管的管壁剖面呈機(jī)翼型；所述節(jié)能螺旋槳包括螺旋槳本體及槳帽，所述槳帽的外圓周上設(shè)有多個(gè)鰭葉，所述鰭葉的數(shù)量與所述螺旋槳本體的槳葉數(shù)量相等，所述鰭葉設(shè)置在兩個(gè)相鄰槳葉延伸面的中間位置附近，所述鰭葉的剖面為機(jī)翼型剖面。進(jìn)一步的所述鰭葉直徑在所述螺旋槳直徑的0. 25、. 35倍之間。所述槳葉中心線與槳帽上的鰭葉中心線的安裝夾角在30°飛0°之間。所述節(jié)能導(dǎo)管的安裝前傾角為0°，所述節(jié)能導(dǎo)管的收縮角在6. 5° ^14°之間，所述左舷導(dǎo)管的收縮角在3° 6°之間，所述右舷導(dǎo)管的收縮角在5° ^lO0之間。以螺旋槳直徑為基準(zhǔn)，所述節(jié)能導(dǎo)管后端直徑為螺旋槳直徑的0. 3^0. 42倍，所述節(jié)能導(dǎo)管前端直徑為螺旋槳直徑的0. 45、. 65倍，所述節(jié)能導(dǎo)管的長度為螺旋槳直徑的0. 15^0. 30倍，所述節(jié)能導(dǎo)管后端距螺旋槳盤面的距離為螺旋槳直徑的0. ro. 3倍。本實(shí)用新型的技術(shù)效果在于[0013]本實(shí)用新型公開的一種組合節(jié)能運(yùn)輸船舶，組合配置節(jié)能螺旋槳及節(jié)能導(dǎo)管，由節(jié)能導(dǎo)管增加螺旋槳來流速度，改善槳盤面伴流均勻性，由節(jié)能螺旋槳的槳帽上設(shè)置的鰭葉抑制轂渦并利用螺旋槳尾流的能量，提高推進(jìn)效率，減小能量耗散，大大提高節(jié)能效果，起到1+1>2的節(jié)能效果。

圖I為本實(shí)用新型的主視圖。圖2為圖I的F向視圖。圖3為圖I的E-E向剖視圖。圖4為節(jié)能螺旋槳的三維結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為圖4的俯視圖。圖6為圖5的G向局部視圖。圖7為左舷導(dǎo)管及右舷導(dǎo)管的管壁剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。如圖I飛所示，本實(shí)用新型包括船體5，船體5尾部設(shè)有螺旋槳4，螺旋槳4為節(jié)能螺旋槳，螺旋槳4的軸的前上方設(shè)有節(jié)能導(dǎo)管I。如圖1、2、3所示，節(jié)能導(dǎo)管I包括呈半圓環(huán)形的左舷導(dǎo)管101及右舷導(dǎo)管102，左舷導(dǎo)管101及右舷導(dǎo)管102安裝于船舶螺旋槳4的軸前上方的船體5中縱剖面兩側(cè)構(gòu)成節(jié)能導(dǎo)管1，節(jié)能導(dǎo)管I偏置于槳軸上方，左舷導(dǎo)管101及右舷導(dǎo)管102的管壁剖面呈機(jī)翼型。為了能夠起到預(yù)旋水流的作用，左舷導(dǎo)管101及右舷導(dǎo)管102對于船體中縱剖面采取不對稱布置，節(jié)能導(dǎo)管I的安裝前傾角(節(jié)能導(dǎo)管I的中心線在船體中縱剖面上的投影與螺旋槳4的槳軸中心線之間的夾角)為0°，節(jié)能導(dǎo)管I的收縮角在6.5° 14°之間，左舷導(dǎo)管101的收縮角(左舷導(dǎo)管101的中心線與螺旋槳4的槳軸中心線之間的夾角)在3° 6°之間，右舷導(dǎo)管102的收縮角(右舷導(dǎo)管102的中心線與螺旋槳4的槳軸中心線之間的夾角)在5° ^lO0之間。以螺旋槳直徑為基準(zhǔn)，節(jié)能導(dǎo)管I后端直徑A為螺旋槳直徑的0. 3^0. 42倍，節(jié)能導(dǎo)管I前端直徑B為螺旋槳直徑的0. 45、. 65倍，節(jié)能導(dǎo)管I的長度C為螺旋槳直徑的0. 15^0. 30倍，節(jié)能導(dǎo)管I后端距螺旋槳盤面的距離D為螺旋槳直徑的O.f 0.3倍。在本實(shí)施例中，節(jié)能導(dǎo)管I的收縮角為10°，左舷導(dǎo)管101的收縮角為4. 5°，右舷導(dǎo)管102的收縮角為7°。如圖1、2、3、7所示，左舷導(dǎo)管101及右舷導(dǎo)管102分別由導(dǎo)邊圓鋼7、環(huán)外板8、環(huán)形肋板9、環(huán)內(nèi)板10、縱向肋板11、隨邊圓鋼12焊接構(gòu)成，左舷導(dǎo)管101及右舷導(dǎo)管102焊接在船體5兩側(cè)。如圖1、3、4、5、6所示，螺旋槳4包括螺旋槳本體401及槳帽404，螺旋槳本體401由槳轂402及多個(gè)槳葉403構(gòu)成，螺旋槳本體401通過槳帽404及螺釘固定安裝在槳軸上。槳帽404的外圓周上設(shè)有多個(gè)鰭葉405，鰭葉405的數(shù)量與螺旋槳本體401的槳葉403數(shù)量相等，鰭葉405設(shè)置在兩個(gè)相鄰槳葉403延伸面的中間位置附近，鰭葉405的剖面為機(jī)翼型剖面。通常鰭葉405的直徑在螺旋槳本體直徑的0. 25、. 35倍之間，螺旋槳本體401的槳葉403中心線與槳帽404上的鰭葉405中心線的安裝夾角K在30。 60。之間，鰭葉405的長度、鰭葉厚度及安裝角度可根據(jù)設(shè)計(jì)需要確定，在本實(shí)施例中，螺旋槳本體401的槳葉403中心線與槳帽404上的鰭葉405中心線的安裝夾角K為 45°。節(jié)能導(dǎo)管I設(shè)計(jì)高升阻比導(dǎo)管剖面(見圖7)形狀，配合合適的安裝角度，節(jié)能導(dǎo)管I提供的推力大于其增加的阻力。節(jié)能導(dǎo)管I能夠加速螺旋槳上部進(jìn)流，減小船舶尾部水流分離，使螺旋槳盤面的進(jìn)流均勻；對于左舷導(dǎo)管101及右舷導(dǎo)管102選擇合適的安裝角度，對螺旋槳4的進(jìn)流起到預(yù)旋作用，從而提高螺旋槳的推進(jìn)效率，改善船體尾部振動情況，達(dá)到節(jié)能的目的。同時(shí)，螺旋槳本體401旋 轉(zhuǎn)時(shí)，槳轂402會帶動周圍的水流一起旋轉(zhuǎn)，使得在槳轂402的后方形成轂渦，轂渦不斷向后方擴(kuò)散，造成能量損失。在槳帽404上設(shè)置鰭葉405，螺旋槳本體401旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，帶動槳帽404上鰭葉405以相同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，鰭葉405打散轂渦，減少轂渦對能量的消耗，同時(shí)，槳帽404上的鰭葉405類似于一個(gè)小的螺旋槳，能夠提供一部分推力，從而達(dá)到節(jié)能的目的。在節(jié)能導(dǎo)管I及節(jié)能螺旋槳4兩者共同作用下，節(jié)能效果可大大提高。根據(jù)模型試驗(yàn)，在不同航速下，本實(shí)用新型的節(jié)能效果為69Tl5%。以51000噸散貨船為例，制造時(shí)增加的生產(chǎn)成本約在1(T15萬，該船設(shè)計(jì)航速為12kn，節(jié)能效果為7. 5%左右，這樣，按照一年運(yùn)營300天來計(jì)算，每艘船一年可節(jié)約燃油約400噸。
權(quán)利要求1.一種組合節(jié)能運(yùn)輸船舶，包括船體，所述船體尾部設(shè)有螺旋槳，其特征在于所述螺旋槳為節(jié)能螺旋槳，所述螺旋槳的軸的前上方設(shè)有節(jié)能導(dǎo)管；所述節(jié)能導(dǎo)管包括呈半圓環(huán)形的左舷導(dǎo)管及右舷導(dǎo)管，左舷導(dǎo)管及右舷導(dǎo)管安裝于螺旋槳軸前上方的船體中縱剖面兩側(cè)構(gòu)成節(jié)能導(dǎo)管，所述左舷導(dǎo)管及右舷導(dǎo)管的管壁剖面呈機(jī)翼型；所述節(jié)能螺旋槳包括螺旋槳本體及槳帽，所述槳帽的外圓周上設(shè)有多個(gè)鰭葉，所述鰭葉的數(shù)量與所述螺旋槳本體的槳葉數(shù)量相等，所述鰭葉設(shè)置在兩個(gè)相鄰槳葉延伸面的中間位置附近，所述鰭葉的剖面為機(jī)翼型剖面。
2.按照權(quán)利要求I所述的組合節(jié)能運(yùn)輸船舶，其特征在于所述鰭葉直徑在所述螺旋槳直徑的O. 25、. 35倍之間。
3.按照權(quán)利要求I所述的組合節(jié)能運(yùn)輸船舶，其特征在于所述槳葉中心線與槳帽上的鰭葉中心線的安裝夾角在30°飛0°之間。
4.按照權(quán)利要求I所述的組合節(jié)能運(yùn)輸船舶，其特征在于所述節(jié)能導(dǎo)管的安裝前傾角為0°，所述節(jié)能導(dǎo)管的收縮角在6. 5° ^14°之間，所述左舷導(dǎo)管的收縮角在3° 6°之間，所述右舷導(dǎo)管的收縮角在5° ^lO0之間。
5.按照權(quán)利要求I所述的組合節(jié)能運(yùn)輸船舶，其特征在于以螺旋槳直徑為基準(zhǔn)，所述節(jié)能導(dǎo)管后端直徑為螺旋槳直徑的O. 3^0. 42倍，所述節(jié)能導(dǎo)管前端直徑為螺旋槳直徑的O.45、. 65倍，所述節(jié)能導(dǎo)管的長度為螺旋槳直徑的O. 15^0. 30倍，所述節(jié)能導(dǎo)管后端距螺旋槳盤面的距離為螺旋槳直徑的O. Γ0. 3倍。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種組合節(jié)能運(yùn)輸船舶，包括船體，船體尾部設(shè)有螺旋槳，其特征在于螺旋槳為節(jié)能螺旋槳，螺旋槳的軸的前上方設(shè)有節(jié)能導(dǎo)管；節(jié)能導(dǎo)管包括呈半圓環(huán)形的左舷導(dǎo)管及右舷導(dǎo)管，左舷導(dǎo)管及右舷導(dǎo)管安裝于螺旋槳軸前上方的船體兩側(cè)構(gòu)成節(jié)能導(dǎo)管；節(jié)能螺旋槳包括螺旋槳本體及槳帽，槳帽的外圓周上設(shè)有多個(gè)鰭葉，鰭葉的數(shù)量與螺旋槳本體的槳葉數(shù)量相等，鰭葉設(shè)置在兩個(gè)相鄰槳葉延伸面的中間位置附近。本實(shí)用新型組合配置節(jié)能螺旋槳及節(jié)能導(dǎo)管，由節(jié)能導(dǎo)管增加螺旋槳來流速度，改善槳盤面伴流均勻性，由節(jié)能螺旋槳的槳帽上設(shè)置的鰭葉抑制轂渦并利用螺旋槳尾流的能量，提高推進(jìn)效率，減小能量耗散，起到1+1>2的節(jié)能效果。
文檔編號B63H1/14GK202368778SQ20112051373
公開日2012年8月8日 申請日期2011年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月12日
發(fā)明者高存浩 申請人:江蘇華海船舶設(shè)計(jì)有限公司