專(zhuān)利名稱(chēng)：船舶的非對(duì)稱(chēng)預(yù)旋定子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種船舶的非對(duì)稱(chēng)預(yù)旋定子?？紤]船體尾流(wake)的特性以及螺旋槳的旋轉(zhuǎn)方向等，本發(fā) 明以多種非對(duì)稱(chēng)形式設(shè)置預(yù)旋定子，以便使螺旋槳的負(fù)荷分布均 勻，從而進(jìn)一步提高螺旋槳的效率以及氣穴現(xiàn)象(cavitation)特性。
背景技術(shù)：
通常，為了提高船舶的推進(jìn)性能，在船舶上設(shè)置預(yù)旋定子，以 便使螺旋槳(propeller)發(fā)揮最大的推進(jìn)性能，該螺旋槳用于旋轉(zhuǎn) 流入螺旋槳的流入流的切線方向速度成分。按照上述的方法設(shè)置的預(yù)旋定子(preswirl stator)通常在螺旋 槳向前旋轉(zhuǎn)、船體向前航行時(shí)，使船尾部分的水流彎向旋轉(zhuǎn)方向相 反的方向，重新送到螺旋槳處，從而減少產(chǎn)生在螺旋槳后方的旋轉(zhuǎn) 流，提高螺旋槳的推進(jìn)效率， 一般情況下，隨著螺旋槳的旋轉(zhuǎn)，在 后方的水中產(chǎn)生與螺旋槳的旋轉(zhuǎn)方向相同方向的旋轉(zhuǎn)流，這種旋轉(zhuǎn) 流未使用于船體的推進(jìn)，反而降低相當(dāng)于那部分能量的螺旋槳的推 進(jìn)效率。從而，減少這樣的旋轉(zhuǎn)流，則可以增加相當(dāng)程度的螺旋槳 的推進(jìn)效率，因此為了產(chǎn)生與螺旋槳的旋轉(zhuǎn)方向相反方向的旋轉(zhuǎn)流 而設(shè)置預(yù)旋定子。在低速且非大船的情況下，如圖11所示，由船尾形狀引起的 螺旋槳平面上的上升速度大，所以在左舷和右舷由船舶引起的切向 速度4吏得螺旋槳在左4玄啟動(dòng)時(shí)和在右舷啟動(dòng)時(shí)流入螺旋槳的水流的迎角(Angle of Attack )相差4艮大，因此，如圖12所示，在緊靠 螺旋槳的后面處測(cè)量流速時(shí)，左右側(cè)的殘留切向速度相差4艮大。由此可知，以回收螺旋槳的旋轉(zhuǎn)能量來(lái)提高效率為目的i殳置的 預(yù)旋定子被對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)時(shí)，導(dǎo)致相對(duì)多余地出現(xiàn)右舷側(cè)上的切向速度 只于消(Tangential Velocity Cancellation)的結(jié)果。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于，考慮船體反流的特性以及螺旋槳的旋轉(zhuǎn)方 向等，以多種非對(duì)稱(chēng)的形狀設(shè)置預(yù)旋定子，以便使得螺旋槳的負(fù)荷 分布均勻，從而進(jìn)一步提高螺旋槳的效率以及氣穴現(xiàn)象特性。本發(fā)明是為了提高低速非大船的速度性能而設(shè)置適用于船尾 螺旋槳的前方的預(yù)旋定子，考慮船體反流的特性以及螺旋槳的旋轉(zhuǎn) 方向等，以多種形式的非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)置預(yù)旋定子，以使 使螺旋槳 的負(fù)荷分布均勻，從而進(jìn)一步提高螺旋槳的效率以及氣穴現(xiàn)象特 性。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的預(yù)旋定子的設(shè)置狀態(tài)立體圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的預(yù)旋定子的設(shè)置狀態(tài)側(cè)面 構(gòu)成圖；圖3是才艮據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的預(yù)旋定子的正面構(gòu)成圖；圖4是示出才艮據(jù)本發(fā)明第 一 實(shí)施例的預(yù)旋定子的示意性側(cè)面構(gòu)成圖；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的預(yù)旋定子的設(shè)置狀態(tài)立體圖；圖6是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的預(yù)旋定子的設(shè)置狀態(tài)的側(cè) 面構(gòu)成圖；圖7是^4居本發(fā)明第二實(shí)施例的預(yù)旋定子的正面構(gòu)成圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的預(yù)旋定子的示意性側(cè)面構(gòu)成圖；圖9是^f艮據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的預(yù)旋定子的正面構(gòu)成圖；圖10是示出現(xiàn)有預(yù)旋定子的設(shè)置狀態(tài)的側(cè)面構(gòu)成圖；圖11是在通常低速且非大船中可以看到的在螺旋槳平面上的 切線速度的示意圖；圖12是在通常的低速且非大船的螺旋槳后方測(cè)量流速的示意圖。l昧實(shí)施方式以下，參照附圖詳細(xì)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明第 一 實(shí)施例的船舶的非對(duì) 稱(chēng)預(yù)旋定子。圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的預(yù)旋定子的設(shè)置狀態(tài)立體 圖，圖2是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的預(yù)旋定子的設(shè)置狀態(tài)的側(cè)面構(gòu)成圖，圖3是4艮據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的預(yù)i走定子的正面構(gòu)成圖， 圖4是^4居本發(fā)明第 一 實(shí)施例的預(yù)旋定子的示意性側(cè)面構(gòu)成圖。本發(fā)明的特征在于，在i殳置預(yù)^走定子l時(shí)，以軸方向中心線為 基準(zhǔn)，右舷側(cè)不設(shè)置上述的預(yù)旋定子1，而僅在左舷側(cè)分別相隔45 度地完全非對(duì)稱(chēng)狀態(tài)呈放射形設(shè)置3個(gè)預(yù)旋定子1,從而提高螺旋 槳的效率以及氣穴現(xiàn)象特性。如圖3所示，本發(fā)明引入完全非對(duì)稱(chēng)預(yù)旋定子1的概念，在左 舷設(shè)置3個(gè)預(yù)旋定子1,在右舷不設(shè)置預(yù)旋定子1。即，由于在右舷側(cè)未4吏用預(yù)4t定子1,因此，右舷側(cè)的軸向速 度變快，且由于流入螺旋槳2的流入流的擾亂現(xiàn)象消失，螺旋槳2 的負(fù)荷分布變得均勻，從而可以提高螺旋槳2的效率以及氣穴現(xiàn)象 特性。對(duì)此進(jìn)一步詳細(xì)地it明，則在左舷側(cè)分別以45度設(shè)置3個(gè)預(yù) 旋定子1,在右舷側(cè)不設(shè)置預(yù)旋定子1，相對(duì)軸方向的中心線，優(yōu) 選地，左舷側(cè)的各預(yù)旋定子1中的最上邊的預(yù)旋定子1的角度最小， 最下邊的預(yù)旋定子1的角度最大，中間的預(yù)旋定子1具有上述2個(gè) 預(yù)旋定子1中間程度的螺距角。優(yōu)選地，上述左舷側(cè)的各預(yù)旋定子1的螺距角，相對(duì)軸方向的 中心線從上到下分別傾斜17度、19度、23度來(lái)設(shè)置。與以現(xiàn)有結(jié)構(gòu)i殳置的預(yù)旋定子1相比，以如上述結(jié)構(gòu)提供的本 發(fā)明可以提高3~4%的效率之外，與現(xiàn)有的對(duì)稱(chēng)形反作用槳栓 (reaction pin )相比，減少了約40 p屯的重量，從而乂人經(jīng)濟(jì)上來(lái)i兌非 常有利，并且，由于螺旋槳2的負(fù)荷變得均勻，從而提高螺旋槳2 的效率以及氣穴J見(jiàn)象4爭(zhēng)'1"生。以下，參照附圖詳細(xì)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的船舶的非 對(duì)稱(chēng)預(yù)旋定子。圖5是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的預(yù)旋定子的設(shè)置狀態(tài)的立 體圖，圖6是4艮據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的預(yù)旋定子的設(shè)置狀態(tài)的側(cè)面 構(gòu)成圖，圖7是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的預(yù)旋定子的正面構(gòu)成圖， 圖8是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的預(yù)旋定子的示意性側(cè)面構(gòu)成圖。本發(fā)明的特征在于，在以軸方向的中心線為基準(zhǔn)，在兩側(cè)呈放 射狀地設(shè)置有預(yù)旋定子1的低速且非大船的預(yù)旋定子1的設(shè)置結(jié)構(gòu) 中，以軸方向的中心線為基準(zhǔn)，沿左舷側(cè)呈放射形設(shè)置3個(gè)預(yù)旋定 子1，在右舷側(cè)以軸方向的中心線為基準(zhǔn)，將1個(gè)預(yù)旋定子1設(shè)置 成非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，從而提高螺旋槳的效率以及氣穴現(xiàn)象特性。以上述結(jié)構(gòu)提供的本發(fā)明，以軸方向的中心線為基準(zhǔn)，在左舷 側(cè)相隔45度呈方文射狀地i史置3個(gè)預(yù)^走定子l，并且，相對(duì)每個(gè)軸方 向的中心線，將上述左舷側(cè)的各預(yù)旋定子1中的最上邊的預(yù)旋定子 1設(shè)置成17度，最下邊的預(yù)旋定子l設(shè)置成23度，而中間的預(yù)旋 定子1設(shè)置成19度，以便其具有上述2個(gè)預(yù)旋定子1的中間程度 的螺距角，另一方面，在右舷側(cè)以軸方向的中心線為基準(zhǔn)水平設(shè)置 單一的預(yù)旋定子1。如圖7所示，本發(fā)明引入深化的非對(duì)稱(chēng)預(yù)旋定子概念，由船體 抵消了相當(dāng)部分的右舷側(cè)上的切向速度，從而在左舷設(shè)置3個(gè)預(yù)旋 定子l，而在右舷i殳置1個(gè)預(yù)3走定子1。如上述，右舷側(cè)上的預(yù)旋定子1的數(shù)量定為單數(shù)，因此右舷側(cè) 上的軸向速度變快，從而螺旋槳負(fù)荷分布變得均勻，由此可以提高 螺旋槳的效率以及氣穴現(xiàn)象特性。對(duì)此進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明，則在左舷側(cè)分別相隔45度設(shè)置3個(gè) 預(yù)旋定子1，在右舷側(cè)水平方向設(shè)置1個(gè)預(yù)旋定子1,優(yōu)選地，相 對(duì)軸方向的中心線，左4玄側(cè)的各預(yù)旋定子1中，最上邊的預(yù)旋定子 l的角度最小，最下邊的預(yù)旋定子1的角度最大，中間的預(yù)旋定子 1具有上述2個(gè)預(yù)旋定子1的中間程度的螺距角，且右舷側(cè)預(yù)旋定 子1的螺距角優(yōu)選地相對(duì)軸方向的中心線從上邊開(kāi)始以22度或者 28度傾斜設(shè)置。提供如上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明帶來(lái)如下效果與具有現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的預(yù) 旋定子l相比提高1 ~2%的效率的同時(shí)，與現(xiàn)有的對(duì)稱(chēng)形反作用槳 栓相比減少了約25 p屯的重量，從而從經(jīng)濟(jì)上非常有利，并且，由 于螺旋槳2的負(fù)荷變?yōu)榫鶆颍瑥亩岣吡寺菪龢?的效率以及氣穴 現(xiàn)象特性。以下，參照附圖詳細(xì)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的船舶的非 對(duì)稱(chēng)預(yù)旋定子。如圖9所示，本發(fā)明引入非對(duì)稱(chēng)預(yù)旋定子1的概念，由船體抵 消了相當(dāng)部分的右舷側(cè)上的切向速度，所以去除該部分的1個(gè)預(yù)旋 定子1,在左^玄i殳置3個(gè)，在右舷i殳置2個(gè)，從而^1奪不必要的4氐才元 最小化。此夕卜，為了配合理想的來(lái)流(on-comming flow)迎角，右4玄側(cè) 的預(yù)旋定子1的螺距角相對(duì)變大，由此堵住流入螺旋槳2的軸的流 動(dòng)，從而增大該部分的螺旋槳2的負(fù)荷，從而使由船體引起的上升 流動(dòng)以及螺旋槳2負(fù)荷的不均勻更為嚴(yán)重。因此，不^f又減少右^玄側(cè)的1個(gè)預(yù)旋定子1，而且優(yōu)選地將該側(cè) 的翼的翼弦(chord)長(zhǎng)度(舷的長(zhǎng)度)以及相反側(cè)翼的翼弦長(zhǎng)度縮 短至75 % ~ 85 % ,且在約80%的長(zhǎng)度之處顯示最理想的結(jié)果。如上述，通過(guò)減少1個(gè)右舷側(cè)的預(yù);^走定子1以及縮短翼弦長(zhǎng)度， 右舷側(cè)上的軸向速度變快，通過(guò)這種作用，螺旋槳2的負(fù)荷分布變 得均勻，由此可以大幅度提高螺旋槳2的自身效率以及氣穴現(xiàn)象特 性。也就是說(shuō)，本發(fā)明在左舷側(cè)分別以45度的角度設(shè)置3個(gè)預(yù)旋 定子1,在右舷側(cè)分別以60度的角度設(shè)置2個(gè)預(yù)旋定子1,相對(duì)軸 方向的中心線，各預(yù)旋定子l中，左舷側(cè)的最上邊的角度最大，中 間的角度最小，最下邊的具有上述2個(gè)的中間程度的角度，優(yōu)選地， 右舷側(cè)的預(yù)4t定子l中，相對(duì)于軸方向的中心線，上邊的具有與左 舷側(cè)的預(yù)旋定子l中的最上邊的相同的角度，下邊的具有大于左舷 側(cè)的下邊2個(gè)之和的角度。最優(yōu)選的將各預(yù)旋定子1設(shè)置成相對(duì)軸方向的中心線，其螺 距角為將左舷側(cè)設(shè)置成從上邊分別是12度、6度、10度，將右舷 側(cè)i殳置成從上邊分別為12度、18度。以上示出并說(shuō)明了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是本發(fā)明并不限于 上述實(shí)施例，在不背離權(quán)利要求范圍中的本發(fā)明的原則的情況下， 對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種變形，且上述變形均屬于權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種船舶的非對(duì)稱(chēng)預(yù)旋定子，其特征在于，設(shè)置預(yù)旋定子(1)時(shí)，以軸方向的中心線為基準(zhǔn)，在右舷側(cè)不設(shè)置所述預(yù)旋定子(1)，只在左舷側(cè)分別相隔45度完全非對(duì)稱(chēng)地呈放射狀地設(shè)置3個(gè)所述預(yù)旋定子(1)，提高螺旋槳的效率以及氣穴現(xiàn)象特性。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶的非對(duì)稱(chēng)預(yù)旋定子，其特征在于， 相對(duì)軸方向的中心線，所述左舷側(cè)的各預(yù)旋定子(l)中最上 邊的預(yù)旋定子(1 )的角度最小，最下邊的預(yù)旋定子(1 )的角 度最大，中間的預(yù)旋定子(1 )具有所述2個(gè)預(yù)旋定子(1 )的 中間程度的螺距角。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的船舶的非對(duì)稱(chēng)預(yù)旋定子，其特征在于， 相對(duì)于軸方向的中心線，左舷側(cè)的各預(yù)旋定子(1)的螺距角 從上開(kāi)始分別以17度、19度、23度的角度傾斜設(shè)置。
4. 一種船舶的非對(duì)稱(chēng)預(yù)旋定子，其特征在于，以軸方向的中心線 為基準(zhǔn)，在兩側(cè)呈放射狀地設(shè)置預(yù)旋定子(1)的低速且非大 船的預(yù)^走定子(1 )的i殳置結(jié)構(gòu)中，以軸方向的中心線為基準(zhǔn)， 在左舷側(cè)呈放射狀地設(shè)置3個(gè)預(yù)旋定子(1 )，在右舷側(cè)以軸方 向的中心線為基準(zhǔn)非對(duì)稱(chēng)地設(shè)置1個(gè)預(yù)旋定子(1 )，從而提高 螺旋槳的效率以及氣穴現(xiàn)象特性。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的船舶的非對(duì)稱(chēng)預(yù)旋定子，其特征在于， 左舷側(cè)所設(shè)置的3個(gè)所述預(yù)旋定子(1 )相隔45度呈放射狀地 設(shè)置，并且，相對(duì)軸方向的中心線，所述左舷側(cè)的各預(yù)旋定子(1)中最上邊的預(yù)旋定子(1)設(shè)置成17度，最下邊的預(yù)旋定子(1 ) i殳置成23度，而中間的預(yù)3走定子(1 ) i殳置成19 度，以便使其具有所述2個(gè)固定翼(1 )中間程度的螺距角， 另一方面，在右舷側(cè)，以軸方向的中心線為基準(zhǔn)，在中央7jC平 設(shè)置單一的預(yù)旋定子(1 )。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5中任一項(xiàng)所述的船舶的非對(duì)稱(chēng)預(yù)旋定子， 其特征在于，以所述右^玄側(cè)的軸方向的中心線為基準(zhǔn)i殳置在中 央的單一預(yù)4t定子(1 )相對(duì)軸方向的中心線從上邊開(kāi)始以22 度或者28度傾斜設(shè)置螺距角。
7. —種船舶的非對(duì)稱(chēng)預(yù)旋定子，其特征在于，所述預(yù)旋定子(1 ) 設(shè)置在船尾的螺旋槳的前方，預(yù)旋定子(1)非對(duì)稱(chēng)地設(shè)置在 左舷和右舷，非對(duì)稱(chēng)設(shè)置的所述預(yù)旋定子(l),在左舷側(cè)以分 別相隔45度的角度設(shè)置3個(gè)所述預(yù)旋定子(1),在右舷側(cè)以 分別相隔60度的角度i殳置2個(gè)所述預(yù)旋定子(1 ),并且，以 左舷側(cè)預(yù)旋定子(1 )的翼弦長(zhǎng)度的75 % ~ 85 %的程度縮短所 述右舷側(cè)預(yù)旋定子(1)的翼弦長(zhǎng)度。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的船舶的非對(duì)稱(chēng)預(yù)旋定子，其特征在于， 左舷側(cè)的預(yù)旋定子(1)的相對(duì)軸方向的中心線的角度從上邊 開(kāi)始分別是12度、6度、10度，右舷側(cè)的預(yù)旋定子(1 )的相 對(duì)軸方向的中心線的角度從上邊開(kāi)始分別是12度、18度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種船舶的非對(duì)稱(chēng)預(yù)旋定子。本發(fā)明為了提高低速非大船的速度性能而設(shè)置適用于船尾螺旋槳的前方的預(yù)旋定子，考慮船體反流的特性以及螺旋槳的旋轉(zhuǎn)方向等，以多種非對(duì)稱(chēng)的形狀設(shè)置預(yù)旋定子，以便使螺旋槳的負(fù)荷分布均勻，從而進(jìn)一步提高螺旋槳的效率以及氣穴現(xiàn)象特性。
文檔編號(hào)B63H1/00GK101234667SQ200710007539
公開(kāi)日2008年8月6日 申請(qǐng)日期2007年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月1日
發(fā)明者崔榮福, 樸允俊, 樸載祥, 金仁票, 金成杓, 金文燦, 金龍洙, 黃帝湜 申請(qǐng)人:大宇造船海洋株式會(huì)社