[发明专利]一种后掠翼式推进效率改善装置

说明书

本发明公开了一种后掠翼式推进效率改善装置，包括设于船尾的螺旋桨及设于螺旋桨前方的前置导轮,所述前置导轮包括数片后掠翼式导叶以及安装在导叶梢部的弧型导管,每片导叶均包括沿船体艉轴径向设置且与船体连接的前翼、连接于前翼上端且向后倾斜的后翼。该装置结构相对较轻，加工方便，易于安装定位，可针对具体船型进行针对性设计，以减小附体阻力，产生有利预旋流，改善伴流场，提高推进效率，达到节能的目的。

技术领域

本发明属于船舶推进技术、具体涉及一种后掠翼式推进效率改善装置。

背景技术

当今社会科技发展异常迅速，与此同时地球上能源资源枯竭和人类居住环境恶化的速度也大大加快，促使了国际海事组织对船舶效能指标的严格要求，绿色发展成为近几年来的主旋律，而绿色航运也正成为投资机构新的投资风口。在船舶快速性研究领域，除了继续不遗余力地优化船舶型线以外，还可采用设计安装水动力节能装置来提高船舶的推进效率，从而使得船舶的能耗得到降低。水动力节能装置在实际制造安装方面具有易制作易安装的特点，一次性投资对于新建船舶可以忽略不计，对于在航船舶的改造成本通常一年以内便可通过航运节油加以回收，船舶越大，回收周期越短，而且使用安全可靠、维修保养方便，没有两次污染和排放的问题。

前置导轮，作为一种典型的前置节能装置，是目前主流的水动力节能装置，如Mewis导管(由贝克尔船舶系统公司--Becker Marine Sys tem发明，全称为device forthe reduction of a vessel's energy requirements for propulsion)和光芒型前置导轮(专利号：ZL.201310271762.0)等，都是由几片直叶定子和一个导管组成，可以概括称之为直叶式前置导轮，该类节能装置具有改善螺旋桨前方的水流均匀性、产生螺旋桨进流预旋作用，可提高船舶的推进效率。

但是，前置导轮作为一种固定在船体外部螺旋桨前方的附加物，破坏了船体流线型的设计，从而增加阻力。为了产生足够强度的螺旋桨进流预旋，该装置还必须靠近螺旋桨，但螺旋桨旋转产生的抽吸作用又会增加附体阻力，该阻力的增加不利于节能。螺旋桨在船艉不均匀伴流场中运转时产生的螺旋桨激振力会引起船体结构的振动，过大的振动容易引起结构的疲劳损伤。在前置导轮的设计时应该尽量远离振动源，以避免疲劳损伤的发生。但为了产生足够强度的螺旋桨进流预旋，该装置又必须靠近螺旋桨，而这容易产生结构的疲劳损伤。在设计前置导管时必须要考虑减阻和减振，即前置导管的安装位置需要远离螺旋桨。而前置导管又必须产生足够强度的进流预旋，即前置导管的安装位置需要靠近螺旋桨。这是设计此类前置导轮需要面对的技术瓶颈。

随着船舶总体性能的日益提升，目前主流形式的直叶式前置导轮都在一定程度上存在节能效果减弱的趋势，而且从公开资料来看，目前的前置导轮在外形设计上也未将减弱螺旋桨激振力对前置导轮的不良影响考虑在内。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种后掠翼式推进效率改善装置，有效克服减阻、减振与增加预旋之间的矛盾，具有设计周期短，节能效果好的优点。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种后掠翼式推进效率改善装置，包括设于船尾的螺旋桨及设于螺旋桨前方的前置导轮,其特征在于：所述前置导轮包括数片后掠翼式导叶以及安装在导叶梢部的弧型导管,每片导叶均包括沿船体艉轴径向设置且与船体连接的前翼、连接于前翼上端且向后倾斜的后翼。

所述前翼与螺旋桨桨盘面位置的间距为螺旋桨直径的15％-25％；后翼与螺旋桨桨盘面位置的间距为螺旋桨直径的10％-20％。

所述导叶包括与艉轴的中纵剖面的夹角为70°-80°的左舷第一导叶、与艉轴的中纵剖面的夹角为25°-35°的左舷第二导叶、与艉轴的中纵剖面的夹角为30°-40°的右舷第一导叶。

所述导叶还包括与艉轴的中纵剖面的夹角为5°-15°的右舷第二导叶。