[发明专利]对转桨前后桨桨毂连接结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种对转桨前后桨桨毂连接结构，属于船舶设计技术领域。

背景技术

对转螺旋桨的型式有多种，其中对于前后桨独立驱动的螺旋桨来说， 前桨通常由船体内部的燃气轮机(或电机)带动轴驱动前螺旋桨转动；后 桨通常采用吊舱式电力推进型式。从节能原理的角度出发，对转桨的型式 主要是采用后桨与前桨反转，从而回收前桨尾涡中的能量，达到节能的效 果。然而，现有对转桨型式对毂涡损失的考虑不够充分，桨毂桨帽衔接型 式都没有经过优化设计，常规对转桨的前桨桨毂采用圆台的形状，大端在 船首方向，小端在船尾方向，会产生大量的涡，进而造成能量的损失，不 能充分发挥对转桨节能的效果，与对转桨的设计初衷不一致。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是：现有对转桨型式对毂涡损失的考虑不 够充分，桨毂桨帽衔接型式都没有经过优化设计，会产生大量的涡，进而 造成能量的损失，不能充分发挥对转桨节能的效果。

本发明采取以下技术方案：

一种对转桨前后桨桨毂连接结构，包括共轴设置的前桨、后桨；前桨 由船体内部的燃气轮机或电机驱动，后桨由其尾部的电动机吊舱3驱动； 所述前桨包括前桨桨叶1、前桨桨毂2、前桨桨帽4；所述后桨包括后桨桨 毂5、后桨桨叶6；所述后桨桨毂5、前桨桨帽4、前桨桨毂2的横截面均 为圆形；后桨桨毂5与前桨桨帽4的母线为一段连贯的正弦曲线段7，其中 后桨桨毂5直径大于前桨桨帽4的直径；正弦曲线段7曲线首尾端的切线 与螺旋桨的轴线8平行；当驱动前桨的主机工作时，前桨桨毂2带动前桨 桨叶1及前桨桨帽4转动，前桨桨叶1产生推力，同时向后推出旋转尾流， 前桨桨毂2附近流动贴合前桨桨帽4流向后桨桨毂5；驱动后桨的电动机工 作时，后桨桨叶6转动回收前桨旋转尾流，从而回收能量，前桨桨帽4的 来流平顺流过，不产生过多涡旋耗散。

本技术方案提供了一套对转桨前桨桨帽与后桨桨毂形状配合的设计型 式，重点在于其水动力性能的合理性，从而可以达到节能的目的。

进一步的，所述前桨桨毂2呈圆柱形，其直径与所述前桨桨帽4的前 端相同，两者平滑对接。

进一步的，所述前桨桨叶1与前桨桨毂2为一体式结构。

进一步的，设前桨的直径为D，在前桨桨帽4的末端边缘通过半径为 0.4％D的面倒圆光顺过度；在后桨桨毂5的前端边缘采用半径为1.2％D的面 倒圆来光顺过度；前桨桨帽4与后桨桨毂5之间的间隙为1％D。

进一步的，对于正弦曲线段7的形状确定由电动机吊舱3船首方向端 的半径R以及前桨桨毂2船尾方向端的半径r以及这两个端面之间的距离L 共同确定；在XOY坐标系中，原点O位于电动机吊舱3船首方向端面圆的 圆心位置，X轴正方向指向船首，Y轴正方向垂直向上，则正弦曲线段7形 状表达为：y=R+r2+R-r2sin(πxL+π2).]]>

本发明的有益效果在于：

1)充分考虑对转桨型式对毂涡损失，对桨毂桨帽衔接型式进行优化 设计，避免产生大量的涡，从而避免能量的损失，发挥更好的节 能效果。

2)将前桨桨毂设计成圆柱形，打破了传统的圆台状设计型式的惯常 设计。

3)后桨桨毂外径大于前桨桨毂，大端在后，也打破了现有技术大端 在前的惯常设计。

4)正弦曲线段母线精心设计，并通过大量的模拟与试验选定最佳的 正弦曲线线型，同时对后桨桨毂及前桨桨帽相对应的边缘进行特 定半径的圆弧倒角设计，优化效果更加。