CN107298159A - 一种新型高效导管螺旋桨 - Google Patents

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刘登成
周伟新
黄国富
黄树全
韩用波
辛公正
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702th Research Institute of CSIC
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    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H1/00—Propulsive elements directly acting on water
    • B63H1/02—Propulsive elements directly acting on water of rotary type
    • B63H1/12—Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially in propulsive direction
    • B63H1/14—Propellers
    • B63H1/28—Other means for improving propeller efficiency
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H5/00—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water
    • B63H5/07—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers
    • B63H5/14—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers characterised by being mounted in non-rotating ducts or rings, e.g. adjustable for steering purpose

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Abstract

本发明涉及一种新型高效导管螺旋桨，包括导管、螺旋桨和推力倍增器，所述导管的内部安装有螺旋桨，所述螺旋桨的后部同轴固定安装有推力倍增器，所述推力倍增器包括同轴设置的锥体、轴及整流环，所述轴连接于锥体与整流环之间，所述锥体的大端与螺旋桨的后端固连，小端连接所述轴，锥体与整流环之间设有导流片，导流片围绕所述轴周向均匀隔开布置。本发明的结构简单、紧凑，易于加工制作，成本低，使用时在增大推力的同时，提高了工作效率。

Description

一种新型高效导管螺旋桨
技术领域
本发明涉及船舶螺旋桨技术领域，尤其涉及一种新型高效导管螺旋桨。
背景技术
进入二十一世纪，环境和能源问题形势越来越严峻。船舶运输作为商品物流的主要运输力量，在航运过程中消耗大量不可再生能源并排放大量污染气体和温室气体，针对这种情况，国际海事组织推出了船舶设计能效指数(EEDI)，并于2013年强制执行，因此，发展船舶节能技术迫在眉睫。
常规导管螺旋桨由于导管的整流作用和增加螺旋桨梢部载荷，从而使得推力增大30％左右，特别适用于在低速、需要大推力的船上使用，如拖轮、推轮和货轮等。虽然常规导管螺旋桨可以产生较大的推力，但其同样螺旋桨受到的扭矩也增加，需要较大的功率才能使其旋转工作，故常规导管螺旋桨推进效率往往不高，运行成本高，且不环保。
发明内容
针对上述现有生产技术中的缺点，本发明提供一种新型高效导管螺旋桨，在增大推力的同时，提高工作效率。
为了解决上述问题，本发明采用如下方案：
一种新型高效导管螺旋桨，包括导管、螺旋桨和推力倍增器，所述导管的内部安装有螺旋桨，所述螺旋桨的后部同轴固定安装有推力倍增器，所述推力倍增器包括同轴设置的锥体、轴及整流环，所述轴连接于锥体与整流环之间，所述锥体的大端与螺旋桨的后端固连，小端连接所述轴，锥体与整流环之间设有导流片，导流片围绕所述轴周向均匀隔开布置。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述锥体的外圆锥周面上均匀隔开设置有导流片，所述导流片的叶片数与螺旋桨桨叶数相同或为螺旋桨桨叶数±1。
所述轴从锥体的小端端部延伸而成。
本发明的技术效果在于：
1)本发明结构紧凑、合理，制作与安装方便，成本低。
2)本发明的导管螺旋桨，其推力倍增器与螺旋桨产生根部尾涡相互作用，减弱或消除尾流中的毂涡，使得新型导管螺旋桨后方压力有所升高，导管和螺旋桨推力都将增大，新型高效导管螺旋桨具有更大的推力。
3)本发明的导管螺旋桨，螺旋桨本身的推力和扭矩均增加，螺旋桨自身的效率基本不变，由于导管推力也增大，回收了尾流中旋转损失能量，故新型高效导管螺旋桨具有更高的推进效率。
附图说明
图1为新型高效导管螺旋桨的结构示意图。
图2为新型高效导管螺旋桨部件推力倍增器的结构示意图。
其中：1、导管；2、螺旋桨；3、推力倍增器；4、锥体；5、轴；6、导流片；7、整流环。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明，，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
如图1所示，本实施例的新型高效导管螺旋桨，包括导管1、螺旋桨2(含桨叶和桨毂) 和推力倍增器3，导管1的内部安装有螺旋桨2，螺旋桨2的后部同轴固定安装有推力倍增器 3，推力倍增器3与螺旋桨2一同旋转，推力倍增器3即可以与螺旋桨2一起加工制造，也可以分体加工制造后通过焊接或螺栓等方式相连。
如图2所示，推力倍增器3包括同轴设置的锥体4、轴5及整流环7，轴5连接于锥体4与整流环7之间，锥体4的大端与螺旋桨2的后端固连，小端连接轴5，轴5可以是从锥体4 的小端端部延伸而成。锥体4与整流环7之间设有导流片6，导流片6围绕轴5周向均匀隔开布置。锥体4的外圆锥周面上均匀隔开设置有导流片6，导流片6的叶片数与螺旋桨2桨叶数相同或为螺旋桨2桨叶数±1。
本发明的导管螺旋桨的工作原理如下：
当螺旋桨2和推力倍增器3一同旋转时，推力倍增器3与螺旋桨2产生的根部尾涡相互作用，减弱或消除尾流中的毂涡，使得新型导管螺旋桨后方压力有所升高，导管1和螺旋桨 2推力都将增大，新型高效导管螺旋桨具有更大的推力，与常规导管桨相比，推力可增大4％～ 6％。
当螺旋桨2工作时，除了会产生毂涡外，整个尾流区的水池均会产生周向的旋转速度，推力倍增器3与螺旋桨2产生的旋转速度相互作用，螺旋桨2本身的推力和扭矩均增加，螺旋桨2自身的效率基本不变，由于导管1推力也增大，回收了螺旋桨2尾流区中的旋转损失能量，新型高效导管螺旋桨具有更高的推进效率，与常规螺旋桨相比，推进效率可提高2～5％。
以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部改动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。

Claims (3)

1.一种新型高效导管螺旋桨，其特征在于：包括导管(1)、螺旋桨(2)和推力倍增器(3)，所述导管(1)的内部安装有螺旋桨(2)，所述螺旋桨(2)的后部同轴固定安装有推力倍增器(3)，所述推力倍增器(3)包括同轴设置的锥体(4)、轴(5)及整流环(7)，所述轴(5)连接于锥体(4)与整流环(7)之间，所述锥体(4)的大端与螺旋桨(2)的后端固连，小端连接所述轴(5)，锥体(4)与整流环(7)之间设有导流片(6)，导流片(6)围绕所述轴(5)周向均匀隔开布置。
2.根据权利要求1所述的新型高效导管螺旋桨，其特征在于：所述锥体(4)的外圆锥周面上均匀隔开设置有导流片(6)，所述导流片(6)的叶片数与螺旋桨(2)桨叶数相同或为螺旋桨(2)桨叶数±1。
3.根据权利要求1所述的新型高效导管螺旋桨，其特征在于：所述轴(5)从锥体(4)的小端端部延伸而成。
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