用于船舶螺旋桨的膛线式导流管的制作方法

本技术属于船舶推进器，具体涉及一种用于船舶螺旋桨的膛线式导流管。

背景技术：

1、导管螺旋桨，是由螺旋桨和导管共同构成的推进器组合体。导管是安装在螺旋桨外围的一个圆形套筒，与普通螺旋桨相比较，导管可保证有定向的水流供给给螺旋桨，起到均整伴流作用，能够抑制船舶的纵摇，起阻尼作用，改善了船舶在风浪中航行的稳定性；导管围在螺旋桨的外面还起到保护作用，螺旋桨不易露出水面产生空吸现象，并可免受外物碰坏或发生绞网事故。但是现有的导管螺旋桨仅有对来流进行整流和加速的作用，对螺旋桨推进效率的提升幅度有限，而且固定式导管自重较大，使船舶整体重量增加，船舶的回旋性能、低速舵效果变差，操纵性受到影响。

技术实现思路

1、针对上述问题和技术需求，本实用新型提供一种用于船舶螺旋桨的膛线式导流管，能够对来流进行整流和预旋，增大桨叶相对水流的旋转速度，使桨叶的水动力螺距角增大，推进效率得到有效提升。

2、本实用新型的技术方案如下：用于船舶螺旋桨的膛线式导流管，包括同轴设置的桨毂、桨叶和导流管，桨毂外圈安装有一圈桨叶，导流管固定设在桨叶的外围；所述导流管的进口端设有来流预旋结构，来流预旋结构对前方来流进行整流和偏转，使水流以一定偏转角度被桨叶切割，并且水流的偏角和桨叶的螺距角相对应，桨叶切割水流并将水流向后推动。水流以一定偏角进入桨叶，而桨叶本身具有螺距角，偏角和螺距角对应，能够避免水流直接冲击桨叶产生的能量损失，增大桨叶的螺距，实现推进效率的提高。

3、进一步的，所述来流预旋结构为设置在导流管进口端内壁的一圈斜线型镗槽，每条镗槽与轴线之间的偏转角度均一致，凹入内壁的镗槽底部为直平面，镗槽的相对侧壁均为扁平的椭圆弧形。水流从导管前端口流入，由于一圈镗槽的存在，水流流经斜线型的镗槽能产生相应的斜度变化，达到预旋的效果。

4、进一步的，所述桨叶的0.7r半径处为桨叶最大弦长处，此处的螺距角范围为18°～28°，每条镗槽相对于旋转轴的偏转角度也为18°～28°。桨叶螺距角的定义是桨叶于一定半径处的面节线与垂直于轴线之平面间的夹角，也称为迎角，因此将水流预旋成与螺旋角一致，水流能避开对桨叶迎水面的冲击，直接顺着迎水面进入桨叶后方，减少了桨后尾流的旋转能量损失，增大了桨叶的螺距，也就增大了推进效率。

5、又由于桨叶半径范围内每一处的螺距都不一样，因此选取弦长最大的0.7r处，此处的螺距也为桨叶的最大螺距处，镗槽的斜度与其保持对应关系，使桨叶切割水流的通量达到最大。

6、进一步的，所述镗槽侧壁中部的最高处为5mm，侧壁两端的高度均为0mm。

7、进一步的，所述镗槽的长度范围从导流管的前端延伸至桨叶前方100mm。预留100mm的距离，便于水流达到桨叶面时已经形成了稳定的偏转角度。

8、进一步的，所述镗槽宽度为10mm～15mm，相邻两个镗槽的间距为15mm。

9、进一步的，所述导流管外周面为锥形结构，导流管的前端口直径大于后端口直径。锥形管结构便于收拢水流，使水流聚集更稳定。

10、进一步的，所述导流管的材料为船用钢。船用钢通常为优质碳素钢和优质低合金钢，具有一定的强度、韧性、耐低温及耐腐蚀性能，以及较好的焊接性能。

11、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：螺旋桨前方来流在流经导流管时，由于一圈镗槽的引导作用，水流产生了与桨叶旋转方向相反的预旋流动，在桨叶的螺旋角不变的情况下，一个旋转周期内水流的通量增大了，桨叶旋转切割的流量也增大了，达到了增大桨叶水动力螺距的作用；并且与桨叶旋转方向相反的预旋流动削弱了桨后尾流的旋转速度，降低了桨后尾流的旋转能力损失，在增大桨叶相对旋转速度及减小桨后尾流能量损失这两点的综合作用下，推进效率实现了提升；在其他条件不变的情况下，在导流管上加工镗槽的螺旋桨推进效率增加了1.5%以上，同时导流管的质量降低了4%以上。

技术特征：

1.用于船舶螺旋桨的膛线式导流管，其特征在于：包括同轴设置的桨毂、桨叶和导流管，桨毂外圈安装有一圈桨叶，导流管固定设在桨叶的外围；所述导流管的进口端设有来流预旋结构，来流预旋结构对前方来流进行整流和偏转，使水流以一定偏转角度被桨叶切割，并且水流的偏角和桨叶的螺距角相对应，桨叶切割水流并将水流向后推动。

2.根据权利要求1所述的用于船舶螺旋桨的膛线式导流管，其特征在于：所述来流预旋结构为设置在导流管进口端内壁的一圈斜线型镗槽，每条镗槽与轴线之间的偏转角度均一致，凹入内壁的镗槽底部为直平面，镗槽的相对侧壁均为扁平的椭圆弧形。

3.根据权利要求2所述的用于船舶螺旋桨的膛线式导流管，其特征在于：所述桨叶的0.7r半径处为桨叶最大弦长处，此处的螺距角范围为18°～28°，每条镗槽相对于旋转轴的偏转角度也为18°～28°。

4.根据权利要求2所述的用于船舶螺旋桨的膛线式导流管，其特征在于：所述镗槽侧壁中部的最高处为5mm，侧壁两端的高度均为0mm。

5.根据权利要求2所述的用于船舶螺旋桨的膛线式导流管，其特征在于：所述镗槽的长度范围从导流管的前端延伸至桨叶前方100mm。

6.根据权利要求2所述的用于船舶螺旋桨的膛线式导流管，其特征在于：所述镗槽宽度为10mm～15mm，相邻两个镗槽的间距为15mm。

7.根据权利要求2所述的用于船舶螺旋桨的膛线式导流管，其特征在于：所述导流管外周面为锥形结构，导流管的前端口直径大于后端口直径。

8.根据权利要求2所述的用于船舶螺旋桨的膛线式导流管，其特征在于：所述导流管的材料为船用钢。

技术总结
本技术公开了一种用于船舶螺旋桨的膛线式导流管，包括同轴设置的桨毂、桨叶和导流管，桨毂外圈安装有一圈桨叶，导流管固定设在桨叶的外围；所述导流管的进口端设有来流预旋结构，来流预旋结构对前方来流进行整流和偏转，使水流以一定偏转角度被桨叶切割，并且水流的偏角和桨叶的螺距角相对应，桨叶切割水流并将水流向后推动；本技术能够对来流进行整流和预旋，增大桨叶相对水流的旋转速度，使桨叶的水动力螺距角增大，推进效率得到有效提升。

技术研发人员：冯振川
受保护的技术使用者：江苏新航船舶科技股份有限公司
技术研发日：20221206
技术公布日：2024/1/12