[发明专利]一种船舶桨后节能消涡助推叶轮装置

说明书

本发明公开了一种船舶桨后节能消涡助推叶轮装置，包括圆台和导管，所述导管外圆周面上均等设置有若干个水翼，所述圆台的小直径端固定连接有圆柱体，所述圆台和圆柱体的圆周表面上均等固定连接有若干个整流鳍片，且穿装在所述导管内，其中，相连接的圆柱体端与导管一端面平齐，相连接的圆台端伸出导管另一端面长度L。本发明一种船舶节能消涡助推叶轮装置为船体附属结构，能够较好地改善船舶螺旋桨后的流场，扩散螺旋桨后方的毂涡，降低螺旋桨的总扭矩，提高螺旋桨的推力，减少噪声污染，回收了螺旋桨后旋转尾流的能量损失，并起到节能减排效果。

技术领域

本发明涉及一种船舶桨后节能消涡助推叶轮装置，特别涉及一种扩散螺旋桨后毂涡从而回收尾流能量损失的装置，属于船舶与海洋工程领域。

背景技术

国际贸易促使海上交通运输工具的不断发展，船舶作为海上最重要的搬运工，现在逐渐向大型化方向发展。此时，船舶行业对能源的需求量在不断的增加，面对能源枯竭的问题，节能减排已经在船舶发展过程中显得尤其重要，也符合航运企业降本增效可持续发展的要求，而且节能减排也是我国的基本国策，响应了国家的号召。

为了实现这一目标，国内外学者已经对船舶的节能方式进行了大量的研究。船舶能量损耗的因素主要有：船舶在水中受到阻力，损失一部分能量；船舶推进装置效率低下，容易消耗大量的能源；以及船舶传动机构传输动力时，因摩擦、传热等原因带走一部分能量。面对诸多因素，优化船型设计和各种节能附体应运而生，而且取得了一些显著的节能效果。

国内外桨后的节能附体研究相对较少，只有桨毂帽整流片、球舵、舵球推力鳍和推叶轮等，在扩散毂涡的作用上，用的比较多的是消涡鳍，这个装置已经在商用船舶上得到了应用，该装置对毂涡扩散比较明显，回收了因毂涡带来的能量损失，此外，消涡鳍除了能扩散毂涡外，也能利用螺旋桨后旋转的水流作用于消涡鳍片产生助推作用，但对螺旋桨的推力效果不太明显，所以存在一点缺陷，相较于消涡鳍，新型桨后节能消涡助推叶轮装置填补了这点不足之处，在扩散螺旋桨后毂涡的同时，还能产生明显的助推作用，较大地提高了螺旋桨的推进效率，这种新型桨后节能消涡助推叶轮装置能在商用船上达到预期的节能效果。

发明内容

本发明的目的是填补现有技术存在的不足，提供一种针对螺旋桨后尾流能量损失较大的船舶上使用的节能装置，该装置能够扩散螺旋桨后毂涡，回收螺旋桨后尾流旋转损失的能量，并且在消涡助推叶轮装置处产生方向与螺旋桨旋转方向相同的转矩，使得桨轴上所需转矩减少，对螺旋桨的助推作用较大，能够提高螺旋桨的效率，达到节能减排的效果。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种船舶桨后节能消涡助推叶轮装置，包括圆台和导管，所述导管外圆周面上均等设置有若干个水翼，所述圆台的小直径端固定连接有圆柱体，所述圆台和圆柱体的圆周表面上均等固定连接有若干个整流鳍片，且穿装在所述导管内，其中，相连接的圆柱体端与导管一端面平齐，相连接的圆台端伸出导管另一端面长度L。该节能装置圆台大端表面与螺旋桨桨毂后端表面相连。

进一步，作为优选，所述整流鳍片为弧形片状体，其数量为至少4的偶数。

进一步，作为优选，所述整流鳍片弧形片状体是一个半径为R₁的圆柱侧面形状，整流鳍片的数量为6个。

进一步，作为优选，所述整流鳍片圆柱侧面形状半径R₁的大小为0.7～0.8倍螺旋桨桨毂后端表面半径的长度，和圆柱体表面接触段整流鳍片的侧面所对应的角度β为80～90度；所述整流鳍片所在的中心线和其弧线靠圆柱体端切线的夹角γ为47～50度，整流鳍片厚度H为0.2～0.3螺旋桨桨毂后端表面直径的长度。

进一步，作为优选，所述水翼侧面投影呈梯形状，其截面为椭圆形，其数量为至少4的偶数。

进一步，作为优选，所述的水翼数量为6个。