專利名稱：組合節(jié)能運輸船舶的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種船舶，尤其是涉及一種組合節(jié)能運輸船舶，包括散貨船、油船、集裝箱船等。
背景技術：
運輸船舶，如散貨船、油船、集裝箱 船等是貨運船舶的主力軍，降低運輸船舶能源消耗對于船舶企業(yè)乃至整個船舶行業(yè)都有非常重要的意義。目前，運輸船舶的船型發(fā)展已相當成熟，通過船體線型的設計來降低阻力、達到節(jié)能的目的已愈來愈困難。目前，在運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量，提高螺旋槳的推進效率，如前置導葉、前置導管、伴流補償導管等等。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，實際的節(jié)能效果一般僅能達到39^7%。
實用新型內容本申請人針對上述的問題，進行了研究改進，提供一種組合節(jié)能運輸船舶，合理配置節(jié)能措施，改善螺旋槳來流質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，提高推進效率，減小能量耗散以達到進一步節(jié)能的目的。為了解決上述技術問題，本實用新型采用如下的技術方案一種組合節(jié)能運輸船舶，包括船體，所述船體尾部設有螺旋槳，所述螺旋槳為節(jié)能螺旋槳，所述螺旋槳的軸的前上方設有節(jié)能導管；所述節(jié)能導管包括呈半圓環(huán)形的左舷導管及右舷導管，左舷導管及右舷導管安裝于螺旋槳軸前上方的船體中縱剖面兩側構成節(jié)能導管，所述左舷導管及右舷導管的管壁剖面呈機翼型；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有多個鰭葉，所述鰭葉的數量與所述螺旋槳本體的槳葉數量相等，所述鰭葉設置在兩個相鄰槳葉延伸面的中間位置附近，所述鰭葉的剖面為機翼型剖面。進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)能導管的安裝前傾角為0°，所述節(jié)能導管的收縮角在6. 5° ^14°之間，所述左舷導管的收縮角在3° 6°之間，所述右舷導管的收縮角在5° ^lO0之間。以螺旋槳直徑為基準，所述節(jié)能導管后端直徑為螺旋槳直徑的0. 3^0. 42倍，所述節(jié)能導管前端直徑為螺旋槳直徑的0. 45、. 65倍，所述節(jié)能導管的長度為螺旋槳直徑的0. 15^0. 30倍，所述節(jié)能導管后端距螺旋槳盤面的距離為螺旋槳直徑的0. ro. 3倍。本實用新型的技術效果在于[0013]本實用新型公開的一種組合節(jié)能運輸船舶，組合配置節(jié)能螺旋槳及節(jié)能導管，由節(jié)能導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置的鰭葉抑制轂渦并利用螺旋槳尾流的能量，提高推進效率，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)能螺旋槳的三維結構示意圖。圖5為圖4的俯視圖。圖6為圖5的G向局部視圖。圖7為左舷導管及右舷導管的管壁剖面結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細的說明。如圖I飛所示，本實用新型包括船體5，船體5尾部設有螺旋槳4，螺旋槳4為節(jié)能螺旋槳，螺旋槳4的軸的前上方設有節(jié)能導管I。如圖1、2、3所示，節(jié)能導管I包括呈半圓環(huán)形的左舷導管101及右舷導管102，左舷導管101及右舷導管102安裝于船舶螺旋槳4的軸前上方的船體5中縱剖面兩側構成節(jié)能導管1，節(jié)能導管I偏置于槳軸上方，左舷導管101及右舷導管102的管壁剖面呈機翼型。為了能夠起到預旋水流的作用，左舷導管101及右舷導管102對于船體中縱剖面采取不對稱布置，節(jié)能導管I的安裝前傾角(節(jié)能導管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)能導管I的收縮角在6.5° 14°之間，左舷導管101的收縮角(左舷導管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，右舷導管102的收縮角(右舷導管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，節(jié)能導管I后端直徑A為螺旋槳直徑的0. 3^0. 42倍，節(jié)能導管I前端直徑B為螺旋槳直徑的0. 45、. 65倍，節(jié)能導管I的長度C為螺旋槳直徑的0. 15^0. 30倍，節(jié)能導管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。在本實施例中，節(jié)能導管I的收縮角為10°，左舷導管101的收縮角為4. 5°，右舷導管102的收縮角為7°。如圖1、2、3、7所示，左舷導管101及右舷導管102分別由導邊圓鋼7、環(huán)外板8、環(huán)形肋板9、環(huán)內板10、縱向肋板11、隨邊圓鋼12焊接構成，左舷導管101及右舷導管102焊接在船體5兩側。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及多個槳葉403構成，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的外圓周上設有多個鰭葉405，鰭葉405的數量與螺旋槳本體401的槳葉403數量相等，鰭葉405設置在兩個相鄰槳葉403延伸面的中間位置附近，鰭葉405的剖面為機翼型剖面。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設計需要確定，在本實施例中，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)能導管I設計高升阻比導管剖面(見圖7)形狀，配合合適的安裝角度，節(jié)能導管I提供的推力大于其增加的阻力。節(jié)能導管I能夠加速螺旋槳上部進流，減小船舶尾部水流分離，使螺旋槳盤面的進流均勻；對于左舷導管101及右舷導管102選擇合適的安裝角度，對螺旋槳4的進流起到預旋作用，從而提高螺旋槳的推進效率，改善船體尾部振動情況，達到節(jié)能的目的。同時，螺旋槳本體401旋 轉時，槳轂402會帶動周圍的水流一起旋轉，使得在槳轂402的后方形成轂渦，轂渦不斷向后方擴散，造成能量損失。在槳帽404上設置鰭葉405，螺旋槳本體401旋轉的同時，帶動槳帽404上鰭葉405以相同轉速旋轉，鰭葉405打散轂渦，減少轂渦對能量的消耗，同時，槳帽404上的鰭葉405類似于一個小的螺旋槳，能夠提供一部分推力，從而達到節(jié)能的目的。在節(jié)能導管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。根據模型試驗，在不同航速下，本實用新型的節(jié)能效果為69Tl5%。以51000噸散貨船為例，制造時增加的生產成本約在1(T15萬，該船設計航速為12kn，節(jié)能效果為7. 5%左右，這樣，按照一年運營300天來計算，每艘船一年可節(jié)約燃油約400噸。
權利要求1.一種組合節(jié)能運輸船舶，包括船體，所述船體尾部設有螺旋槳，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有節(jié)能導管；所述節(jié)能導管包括呈半圓環(huán)形的左舷導管及右舷導管，左舷導管及右舷導管安裝于螺旋槳軸前上方的船體中縱剖面兩側構成節(jié)能導管，所述左舷導管及右舷導管的管壁剖面呈機翼型；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有多個鰭葉，所述鰭葉的數量與所述螺旋槳本體的槳葉數量相等，所述鰭葉設置在兩個相鄰槳葉延伸面的中間位置附近，所述鰭葉的剖面為機翼型剖面。
2.按照權利要求I所述的組合節(jié)能運輸船舶，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.按照權利要求I所述的組合節(jié)能運輸船舶，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.按照權利要求I所述的組合節(jié)能運輸船舶，其特征在于所述節(jié)能導管的安裝前傾角為0°，所述節(jié)能導管的收縮角在6. 5° ^14°之間，所述左舷導管的收縮角在3° 6°之間，所述右舷導管的收縮角在5° ^lO0之間。
5.按照權利要求I所述的組合節(jié)能運輸船舶，其特征在于以螺旋槳直徑為基準，所述節(jié)能導管后端直徑為螺旋槳直徑的O. 3^0. 42倍，所述節(jié)能導管前端直徑為螺旋槳直徑的O.45、. 65倍，所述節(jié)能導管的長度為螺旋槳直徑的O. 15^0. 30倍，所述節(jié)能導管后端距螺旋槳盤面的距離為螺旋槳直徑的O. Γ0. 3倍。
專利摘要本實用新型涉及一種組合節(jié)能運輸船舶，包括船體，船體尾部設有螺旋槳，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有節(jié)能導管；節(jié)能導管包括呈半圓環(huán)形的左舷導管及右舷導管，左舷導管及右舷導管安裝于螺旋槳軸前上方的船體兩側構成節(jié)能導管；節(jié)能螺旋槳包括螺旋槳本體及槳帽，槳帽的外圓周上設有多個鰭葉，鰭葉的數量與螺旋槳本體的槳葉數量相等，鰭葉設置在兩個相鄰槳葉延伸面的中間位置附近。本實用新型組合配置節(jié)能螺旋槳及節(jié)能導管，由節(jié)能導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置的鰭葉抑制轂渦并利用螺旋槳尾流的能量，提高推進效率，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)先權日2011年12月12日
發(fā)明者高存浩 申請人:江蘇華海船舶設計有限公司