CN107719610A - 一种船用涡轮轮缘发电拖式吊舱推进器 - Google Patents

一种船用涡轮轮缘发电拖式吊舱推进器 Download PDF

Info

Publication number
CN107719610A
CN107719610A CN201710994874.7A CN201710994874A CN107719610A CN 107719610 A CN107719610 A CN 107719610A CN 201710994874 A CN201710994874 A CN 201710994874A CN 107719610 A CN107719610 A CN 107719610A
Authority
CN
China
Prior art keywords
propeller
gondola
turbine
towed
gondola body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710994874.7A
Other languages
English (en)
Inventor
侯立勋
胡安康
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dalian Maritime University
Original Assignee
Dalian Maritime University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dalian Maritime University filed Critical Dalian Maritime University
Priority to CN201710994874.7A priority Critical patent/CN107719610A/zh
Publication of CN107719610A publication Critical patent/CN107719610A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63J—AUXILIARIES ON VESSELS
    • B63J3/00—Driving of auxiliaries
    • B63J3/04—Driving of auxiliaries from power plant other than propulsion power plant
    • 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
    • B63H2005/075—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers using non-azimuthing podded propulsor units, i.e. podded units without means for rotation about a vertical axis, e.g. rigidly connected to the hull
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63J—AUXILIARIES ON VESSELS
    • B63J3/00—Driving of auxiliaries
    • B63J3/04—Driving of auxiliaries from power plant other than propulsion power plant
    • B63J2003/046—Driving of auxiliaries from power plant other than propulsion power plant using wind or water driven turbines or impellers for power generation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Abstract

本发明公开了一种船用涡轮轮缘发电拖式吊舱推进器，包括吊舱体，所述吊舱体的内部设置有电机和轮缘发电机，所述电机与传动轴相连接，所述传动轴与螺旋桨相连接，所述螺旋桨的一端与涡轮相连接，所述涡轮与吊舱体内部的轮缘发电机相连接，所述吊舱体上固定连接有吊舱支架，所述吊舱体通过吊舱支架安装于外部船体上，本装置在保证能够提供船舶运行所需的推力的前提下，通过将拖式吊舱推进器螺旋桨尾流旋转能量转化为电能，从而实现对螺旋桨尾流旋转能量回收的目的，螺旋桨旋转拖出尾流驱动涡轮旋转进而带动轮缘发电机发电，可有效补充电机所需的电能。

Description

一种船用涡轮轮缘发电拖式吊舱推进器
技术领域
本发明涉及船舶控制领域，尤其涉及一种船用涡轮轮缘发电拖式吊舱推进器。
背景技术
目前，各种船舶在世界各个海域航行，造成大量的燃料消耗并带来很高的运营成本。随着IMO提出的EEDI(energy efficiency design index)于2013年1月1日正式生效，世界船舶工业尤其发展中国家受到了显著地影响。设计发展低能耗、高效率的绿色船舶成为未来船舶行业的发展趋势，节能减排成为船舶设计时考虑的首要因素。目前船舶领域采用的推进方式主要为传统的柴油机轴式螺旋桨，而传统的轴式螺旋桨的低效率、高排放、较差的振动噪声性能使其无法很好地满足现代绿色船舶建设的需要。吊舱推进器的出现为船舶推进提供了一种新的选择。与传统推进器相比，吊舱推进器操作灵活且噪声空泡性能优良。吊舱推进器由于其优良的航行性能已被逐步推广到各种船型上。
尽管吊舱推进器在很大程度上减少了能耗，但由螺旋桨向后拖出的旋转尾流依然造成了大量的能量损失。为了回收螺旋桨尾流旋转能量，现有技术中申请号为201210002310.8的一种船舶螺旋桨余能发电***中通过在桨后方加装发电叶轮来回收螺旋桨后尾流能量实现能量回收的目的，但是发电机叶轮固定支架及传动机构置于船后水流中会增加额外阻力，因此造成船舶在航行过程中需要大量能量的现象。
发明内容
根据现有技术存在的问题，本发明公开了一种船用涡轮轮缘发电拖式吊舱推进器，包括吊舱体，所述吊舱体的内部设置有电机和轮缘发电机，所述电机与传动轴相连接，所述传动轴与螺旋桨相连接，所述螺旋桨的一端与涡轮相连接，所述涡轮与吊舱体内部的轮缘发电机相连接，所述吊舱体上固定连接有吊舱支架，所述吊舱体通过吊舱支架安装于外部船体上；
工作状态下：所述螺旋桨旋转驱动旋转涡轮转动从而推动轮缘发电机发电；
所述螺旋桨旋转尾流驱动旋转涡轮旋转，旋转涡轮驱动轮缘发电机发电，从而将螺旋桨的桨尾流旋转能量转化为电能。
所述涡轮位于螺旋桨和吊舱支架之间的轮缘发电机上。
由于采用了上述技术方案，本发明提供的一种船用涡轮-轮缘发电拖式吊舱推进器，在保证能够提供船舶运行所需的推力的前提下，通过将拖式吊舱推进器螺旋桨尾流旋转能量转化为电能，从而实现对螺旋桨尾流旋转能量回收的目的，螺旋桨旋转拖出尾流驱动涡轮旋转进而带动轮缘发电机发电，可有效补充电机所需的电能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明涡轮-轮缘发电拖式吊舱推进器
图2为本发明中轮缘发电机的正视图；
图3为本发明中螺旋桨涡轮速度多角形的示意图；
图4为本发明中旋转涡轮速度多角形的示意图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：
如图1-图3所示的一种船用涡轮轮缘发电拖式吊舱推进器，该推进器主要包括螺旋桨1、旋转涡轮2、轮缘发电机3、电机4、吊舱支架5、传动轴6以及吊舱体7。所述吊舱体7的内部设置有电机4和轮缘发电机3，电机4与传动轴6相连接，传动轴6与螺旋桨1相连接，螺旋桨1的一端与涡轮2相连接，所述涡轮2与吊舱体7内部的轮缘发电机3连接，吊舱体7通过吊舱支架5安装于外部船体上。工作状态下：螺旋桨1旋转驱动旋转涡轮2转动从而推动轮缘发电机3发电；所述螺旋桨1旋转尾流驱动旋转涡轮2旋转，旋转涡轮2驱动轮缘发电机发电，从而将螺旋桨1的桨尾流旋转能量转化为电能。
进一步的，涡轮2位于螺旋桨1和吊舱支架5之间的轮缘发电机3上。
图2给出了涡轮轮缘发电机正视图。轮缘发电机3置于吊舱体内部，由外部涡轮2驱动，而涡轮2在螺旋桨1旋转尾流的作用下旋转，最终将螺旋桨尾流旋转能量转化为电能。
图3和图4分别给出了螺旋桨1和涡轮2在某半径处的速度多角形，其中r为后置叶轮和前置螺旋桨的无因次半径，图3中n为螺旋桨转速，进速为船速Vp，其轴向和周向自身诱导速度分别为uap和utp，涡轮2对螺旋桨1的轴向和周向诱导速度分别为uapl和utpl；VRP为螺旋桨1半径r处叶元体实际来流速度；βi、β分别代表水动力螺距角及进角。可知涡轮2对螺旋桨1的诱导速度uapl和utpl与螺旋桨1自身的诱导速度uap和utp方向相反，螺旋桨1水动力性能得到了改善，其增加的推力可弥补由涡轮2所增加的阻力。
图4为涡轮2速度多角形，nL、DW为涡轮2转速和直径，涡轮2进速为船速Vp，其轴向和周向自身诱导速度分别为ual和utl，螺旋桨1对涡轮2的轴向和周向诱导速度分别为ualp和utlp；VRL为涡轮2半径r处叶元体来流速度；βi、β分别代表水动力螺距角及进角。可知，涡轮2自身周向诱导速度utl与螺旋桨1的周向诱导速度utlp方向相反，从而可以部分或全部抵消螺旋桨1尾流的旋转。从而实现能量回收的目的。
本发明通过在拖式吊舱推进器螺旋桨后方安装涡轮轮缘发电机将螺旋桨尾流旋转能量转化为电能，轮缘发电机安置于吊舱体内部。螺旋桨旋转拖出尾流驱动涡轮旋转进而带动轮缘发电机发电，可有效补充电机所需的电能。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种船用涡轮轮缘发电拖式吊舱推进器，其特征在于：包括吊舱体(7)，所述吊舱体(7)的内部设置有电机(4)和轮缘发电机(3)，所述电机(4)与传动轴(6)相连接，所述传动轴(6)与螺旋桨(1)相连接，所述螺旋桨(1)的一端与涡轮(2)相连接，所述涡轮(2)与吊舱体(7)内部的轮缘发电机(3)相连接，所述吊舱体(7)上固定连接有吊舱支架(5)，所述吊舱体(7)通过吊舱支架(5)安装于外部船体上；
工作状态下：所述螺旋桨(1)旋转驱动旋转涡轮(2)转动从而推动轮缘发电机(3)发电；
所述螺旋桨(1)旋转尾流驱动旋转涡轮(2)旋转，旋转涡轮(2)驱动轮缘发电机发电，从而将螺旋桨(1)的桨尾流旋转能量转化为电能。
2.根据权利要求1所述的一种船用涡轮轮缘发电拖式吊舱推进器，其特征在于：所述涡轮(2)位于螺旋桨(1)和吊舱支架(5)之间的轮缘发电机(3)上。
CN201710994874.7A 2017-10-23 2017-10-23 一种船用涡轮轮缘发电拖式吊舱推进器 Pending CN107719610A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710994874.7A CN107719610A (zh) 2017-10-23 2017-10-23 一种船用涡轮轮缘发电拖式吊舱推进器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710994874.7A CN107719610A (zh) 2017-10-23 2017-10-23 一种船用涡轮轮缘发电拖式吊舱推进器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107719610A true CN107719610A (zh) 2018-02-23

Family

ID=61212347

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710994874.7A Pending CN107719610A (zh) 2017-10-23 2017-10-23 一种船用涡轮轮缘发电拖式吊舱推进器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107719610A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111605691A (zh) * 2020-06-11 2020-09-01 大连海事大学 一种可产生垂向力的吊舱推进器
CN111605692A (zh) * 2020-06-11 2020-09-01 大连海事大学 一种吊舱推进器
CN111674536A (zh) * 2020-06-24 2020-09-18 江苏科技大学 一种吊舱推进器边界层吸收式消涡装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59153690A (ja) * 1983-02-21 1984-09-01 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd ２重反転プロペラ駆動装置
CN101368539A (zh) * 2008-10-13 2009-02-18 丁行 内置发电机的风电机叶轮
KR20110016252A (ko) * 2009-08-11 2011-02-17 한국해양연구원 추진효율 향상을 위한 타설치 이중반전 전동추진기
CN102705136A (zh) * 2012-01-05 2012-10-03 王全龄 一种船舶螺旋桨余能发电装置
CN103939262A (zh) * 2014-04-14 2014-07-23 哈尔滨工程大学 船用叶轮发电***
CN104061112A (zh) * 2014-05-29 2014-09-24 哈尔滨工程大学 轮缘发电喷水推进器
CN104271439A (zh) * 2012-04-27 2015-01-07 三星重工业有限公司 用于船舶的推进器及具备该推进器的船舶
KR20150065081A (ko) * 2013-12-04 2015-06-12 현대중공업 주식회사 선박용 추진장치
CN107235112A (zh) * 2017-05-22 2017-10-10 哈尔滨工程大学 一种桨后能量回收装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59153690A (ja) * 1983-02-21 1984-09-01 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd ２重反転プロペラ駆動装置
CN101368539A (zh) * 2008-10-13 2009-02-18 丁行 内置发电机的风电机叶轮
KR20110016252A (ko) * 2009-08-11 2011-02-17 한국해양연구원 추진효율 향상을 위한 타설치 이중반전 전동추진기
CN102705136A (zh) * 2012-01-05 2012-10-03 王全龄 一种船舶螺旋桨余能发电装置
CN104271439A (zh) * 2012-04-27 2015-01-07 三星重工业有限公司 用于船舶的推进器及具备该推进器的船舶
KR20150065081A (ko) * 2013-12-04 2015-06-12 현대중공업 주식회사 선박용 추진장치
CN103939262A (zh) * 2014-04-14 2014-07-23 哈尔滨工程大学 船用叶轮发电***
CN104061112A (zh) * 2014-05-29 2014-09-24 哈尔滨工程大学 轮缘发电喷水推进器
CN107235112A (zh) * 2017-05-22 2017-10-10 哈尔滨工程大学 一种桨后能量回收装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
马聘等: "拖式吊舱推进器的非定常水动力性能", 《中国造船》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111605691A (zh) * 2020-06-11 2020-09-01 大连海事大学 一种可产生垂向力的吊舱推进器
CN111605692A (zh) * 2020-06-11 2020-09-01 大连海事大学 一种吊舱推进器
CN111605692B (zh) * 2020-06-11 2022-01-28 大连海事大学 一种吊舱推进器
CN111605691B (zh) * 2020-06-11 2022-01-28 大连海事大学 一种可产生垂向力的吊舱推进器
CN111674536A (zh) * 2020-06-24 2020-09-18 江苏科技大学 一种吊舱推进器边界层吸收式消涡装置
CN111674536B (zh) * 2020-06-24 2021-04-30 江苏科技大学 一种吊舱推进器边界层吸收式消涡装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107676214A (zh) 一种船用桨后舵球涡轮发电装置
CN107719610A (zh) 一种船用涡轮轮缘发电拖式吊舱推进器
JP4301748B2 (ja) 船舶の推進装置
CN112960093A (zh) 船舶用桨后尾涡回收装置
CN107972837A (zh) 组合式泵喷推进器
KR20180089554A (ko) 소형 덕트가 달린 프로펠러 및 선박
CN104443333A (zh) 舵球式对转螺旋桨
CN104061112A (zh) 轮缘发电喷水推进器
CN204056276U (zh) 船舶吊舱推进器
WO2011102103A1 (ja) ダクト付きスラスタ及びそれを備えた船舶
CN109969367B (zh) 纺锤轴旋涡叶片式船用矢量推进装置
JP2008149746A (ja) 舶用二重反転プロペラ装置
CN208306966U (zh) 一种船舶组合推进装置
CN105346697A (zh) 一种导管型船用螺旋桨
CN108909997A (zh) 一种船舶、辅助推进***及其辅助推进装置
CN205931199U (zh) 一种船用环形导流栅
CN212500968U (zh) 低振动高效双导管桨前节能装置
JPS58167294A (ja) 船舶のノズル付電動プロペラ
CN207311798U (zh) 一种船舶混合对转推进***
CN103939262A (zh) 船用叶轮发电***
CN203835601U (zh) 船用叶轮发电***
CN206750109U (zh) 一种新型吊舱式电力推进器
CN107521647A (zh) 一种船舶混合对转推进***
CN214690113U (zh) 船舶用桨后尾涡回收装置
CN212766698U (zh) 一种水陆两用推进装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180223

RJ01 Rejection of invention patent application after publication