一种适用于单尾船型的对转螺旋桨的制作方法
【专利摘要】本发明提出了一种适用于单尾船型的对转螺旋桨，其特征在于，包括对转桨前桨和对转桨后桨，所述对转桨前桨的桨叶叶稍的旋向与对转桨后桨的桨叶叶稍旋向相反。本发明对转螺旋桨的后桨叶梢大幅度向船首或船尾方向弯曲，减少了流动在后桨叶梢的绕流，使得梢涡强度明显降低，减少了能量损失，同时也使的诱导阻力有所降低，提高了后桨的推进效率。
【专利说明】
一种适用于单尾船型的对转螺旋桨
技术领域
[0001]本发明涉及船舶线型和螺旋桨技术领域，尤其涉及一种适用于单尾船型的对转螺旋桨。
【背景技术】
[0002]环境和能源形势问题日益成为全球关注的焦点。船舶作为商品物流运输的主要载体，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，针对这一情况，国际海事组织(MO)推出了船舶设计能效指标(EEDI)，已于2013年强制执行，因此，船舶水动力节能技术的发展迫在眉睫。而提高推进效率是船舶节能技术重点发展方向之一。
[0003]随着追求更高的船舶推进效率，以及尽可能的节能环保，特种推进器越来越受到重视，而对转桨就是特种推进器的一种，如图4，为常规对转桨，对转桨由同一轴上前后两个旋转方向相反的螺旋桨组成，其作用是使推力负荷分担在两个螺旋桨上和回收前桨尾流的旋转损失，有效率高、转矩平衡等显著优点。但其根据的是螺旋桨设计方法，通过优化直径、盘面比、螺距分布等传统的手段，难以进一步提升对转桨在船后的推进效率。
[0004]从螺旋桨理论角度出发，如果能提高螺旋桨叶梢环量，增加桨叶梢部载荷，可以有效提高螺旋桨水动力效率。根据机翼理论可知，传统的螺旋桨在旋转过程中，桨叶叶面为高压压力面，叶背为低压吸力面，在桨叶梢部，水流会从压力面横向绕流到吸力面，使得桨叶梢部环量下降致零，损失能量，同时该绕流会在桨叶梢部形成梢涡，产生下洗速度，增加桨叶的诱导阻力。针对这一问题，国内外的学者提出在桨叶梢部加装端板或将桨叶弯曲等方法来减少桨叶叶梢绕流，但在船尾的强非均匀流场中，梢部加装端板或将桨叶弯曲的方法均难以较好的匹配流场在周向的强非均匀性，使得梢部的阻力增加较大，导致螺旋桨的效率增加并不明显，尤其是梢部加装端板的型式往往不仅未提高推进效率，反而使得效率有所下降。因此，该技术在目前实船上的应用极为少见。
[0005]近年来，随着对船舶节能的追求越来越苛刻，船舶线型的优化也越趋于极限，从整体上来看，目前新开发的优秀船体线型在船尾相对更为削瘦，这样，船尾标称伴流场的高伴流区更集中在螺旋桨内半径，使得船尾螺旋桨外半径的流场相对均匀。
【发明内容】
[0006]为了解决上述问题，本发明提出了一种适用于单尾船型的对转螺旋桨，其特征在于，包括对转桨前桨和对转桨后桨，所述对转桨前桨的桨叶叶稍的旋向与对转桨后桨的桨叶叶稍的旋向相反。
[0007]进一步地，所述对转桨后桨的桨叶叶稍向船尾或船首方向弯曲。
[0008]进一步地，所述对转桨后桨的叶数与对转桨前桨的叶数相同或相差I。
[0009]进一步地，所述对转桨后桨的桨叶叶梢在从0.8-0.95倍桨径之间开始向船首或船尾方向弯曲，弯曲角度为10°-90°。
[0010]进一步地，所述对转桨后桨与对转桨前桨的直径比为0.9-1.2。
[0011]本发明对转螺旋桨的后桨叶梢大幅度向船首或船尾方向弯曲，减少了流动在后桨叶梢的绕流，使得梢涡强度明显降低，减少了能量损失，同时也使得诱导阻力有所降低，提高了后桨的推进效率。与传统螺旋桨和对转螺旋桨相比，本发明的对转螺旋桨效率分别可提高5%?15%和2%?5%。
【附图说明】
[0012]图1为本发明一种适用于单尾船型的对转螺旋桨的结构示意图；
[0013]图2为本发明的侧视图；
[0014]图3位本发明的安装示意图；
[0015]图4为常规对转桨示意图；
[0016]图5为实施例2中本发明的结构示意图；
[0017]图6为实施例3中本发明的结构示意图。
[0018]图中:1_船体、2-对转桨前桨、3-对转桨后桨、4-常规对转桨。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本发明一种适用于单尾船型的对转螺旋桨的【具体实施方式】进行详细说明，该实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
[0020]如图1和图2所示，本发明的对转螺旋桨由对转桨前桨2和对转桨后桨3组成，如图3，本发明安装在船体I尾部。
[0021]实施例1，如图1和图2，对转桨后桨3通过特殊设计的梢部纵倾分布型式，使得桨叶叶梢在从0.8倍桨径之间开始向船首方向弯曲，弯曲角度为90°，对转桨后桨3与对转桨前桨2的直径比为1.2，前后桨的旋向相反，后桨的叶数与前桨叶数相同。
[0022]实施例2，如图5，对转桨后桨3的桨叶梢在从0.9倍桨径之间开始向船尾方向弯曲，弯曲角度为50°，对转桨后桨3与对转桨前桨2的直径比为1.0，前后桨的旋向相反，后桨的叶数比前桨叶数多I。
[0023]实施例3，如图6，对转桨后桨3的桨叶梢在从0.95倍桨径之间开始向船首方向弯曲，弯曲角度为10°，对转桨后桨3与对转桨前桨2的直径比为0.9，前后桨的旋向相反，后桨的叶数比前桨叶数少I。
[0024]本发明对转螺旋桨的工作过程和技术原理是:其一，在船舶行进过程中，与常规对转桨4相比，如图4，本发明对转螺旋桨的对转桨后桨3叶梢大幅度向船首或船尾方向弯曲，减少了流动在后桨叶梢的绕流，使得梢涡强度明显降低，减少了能量损失，同时也使得诱导阻力有所降低，提高了后桨的推进效率；
[0025]其二，与单纯的梢部加装端板或将桨叶弯曲的螺旋桨(均为只有单桨)相比，采用对转桨型式，由对转桨前桨2起到整流的作用，使得船艉的强非均匀流动流经前桨后，其在周向上的非均匀性得到明显改善，这使得对转桨后桨3由叶梢弯曲在非均匀流场中产生的干扰阻力大幅下降，从而提高了后桨的推进效率；
[0026]其三，目前新开发的优秀船体线型在船尾相对更为削瘦，这样，船尾标称伴流场的高伴流区更集中在螺旋桨内半径，使得船尾螺旋桨外半径的流场相对均匀，在一定程度上降低了本发明对转螺旋桨的后桨叶梢弯曲所引起的非均匀流场中的干扰阻力，充分发挥其推进性能。
[0027]与传统螺旋桨和对转螺旋桨相比，本发明的对转螺旋桨效率分别可提高5%?15% 和 2% ?
[0028]以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种适用于单尾船型的对转螺旋桨，其特征在于，包括对转桨前桨(2)和对转桨后桨(3)，所述对转桨前桨(2)的桨叶叶稍的旋向与对转桨后桨(3)的桨叶叶稍的旋向相反。2.如权利要求1所述的对转螺旋桨，其特征在于，所述对转桨后桨(3)的桨叶叶稍向船尾或船首方向弯曲。3.如权利要求1或2所述的对转螺旋桨，其特征在于，所述对转桨后桨(3)的叶数与对转桨前桨(2)的叶数相同或相差I。4.如权利要求1或2所述的对转螺旋桨，其特征在于，所述对转桨后桨(3)的桨叶叶梢在从0.8-0.95倍桨径之间开始向船首或船尾方向弯曲，弯曲角度为10° -90°。5.如权利要求1所述的对转螺旋桨，其特征在于，所述对转桨后桨(3)与对转桨前桨(2)的直径比为0.9-1.2。
【文档编号】B63H5/10GK106081032SQ201610629585
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月4日 公开号201610629585.2, CN 106081032 A, CN 106081032A, CN 201610629585, CN-A-106081032, CN106081032 A, CN106081032A, CN201610629585, CN201610629585.2
【发明人】杨立, 陈京普, 魏锦芳, 韩用波
【申请人】中国船舶科学研究中心上海分部