本技術(shù)涉及一種船舶吊艙推進(jìn)器，尤其是一種吊艙推進(jìn)器用的節(jié)能裝置。

背景技術(shù)：

1、吊艙推進(jìn)器是一種新型的特種推進(jìn)器，屬于船舶電力推進(jìn)領(lǐng)域的高新技術(shù)，在推進(jìn)裝置的設(shè)計(jì)上采用了吊艙式的結(jié)構(gòu)形式，突破了“柴油機(jī)加開放式傳動(dòng)軸系”的推進(jìn)器設(shè)計(jì)定式。采用吊艙式電力推進(jìn)，減少了燃油排放帶來的水資源污染問題。吊艙推進(jìn)器是將推進(jìn)電機(jī)與螺旋槳的組合安裝在一個(gè)吊柱殼體里，并將此組件(推進(jìn)電機(jī)、吊柱殼體、螺旋槳)用一個(gè)旋轉(zhuǎn)基座“懸吊”在船尾，而船體只需要提供推進(jìn)電機(jī)所需要的電力即可。通過吊艙推進(jìn)器360°回轉(zhuǎn)，可改變船舶的行進(jìn)方向。

2、吊艙推進(jìn)器的推進(jìn)方式是通過螺旋槳撥水向后產(chǎn)生的反作用力作為推力，水流受到吊艙推進(jìn)器螺旋槳的作用獲得一個(gè)與推力方向相反的附加力，加速向后運(yùn)動(dòng)的水質(zhì)量所具有的力抵消了一部分螺旋槳的推力，因此降低了吊艙推進(jìn)器的推進(jìn)效率。吊艙推進(jìn)器螺旋槳采用無鍵套合的方式，螺旋槳組件由槳轂、槳葉和轂帽組成。為了盡可能提高推進(jìn)效率，較少水質(zhì)量向后運(yùn)動(dòng)帶來的能量損失，國內(nèi)外采用在推進(jìn)模塊殼體上焊接或螺栓連接一個(gè)單葉鰭，擾亂螺旋槳旋轉(zhuǎn)加速向后的穩(wěn)定流場，但該結(jié)構(gòu)一般存在以下問題：

3、1、轂帽鰭通過焊接或螺栓連接，安裝在推進(jìn)電機(jī)殼體處。而推進(jìn)電機(jī)的長度跨距大，不同功率等級的吊艙推進(jìn)器推進(jìn)電機(jī)長度不同，一般在3.25～5.8米范圍內(nèi)，轂帽鰭布置在電機(jī)殼體處所產(chǎn)生的節(jié)能效果較低，推進(jìn)效率提高約0.8％；

4、2、由于轂帽鰭通過焊接或者螺栓連接，與電機(jī)殼體相連，選用鋼鐵材料，在海水環(huán)境下焊接處或螺栓連接處容易發(fā)生電解腐蝕，造成推力損失，降低推進(jìn)效率，影響航行經(jīng)濟(jì)性。

5、因此，需要設(shè)計(jì)一種吊艙推進(jìn)器用的節(jié)能裝置，該裝置不僅結(jié)構(gòu)簡單，易加工制造、成本低，還可提高吊艙推進(jìn)器推進(jìn)效率，降低螺旋槳的振動(dòng)和噪音，提升船舶的整體性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型的目的是提出一種吊艙推進(jìn)器用的節(jié)能裝置，通過在現(xiàn)有螺旋槳轂帽處安裝轂帽鰭，提高吊艙推進(jìn)器推進(jìn)效率，減少吊艙推進(jìn)器激振力和噪音，提高船舶的舒適性。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種吊艙推進(jìn)器用的節(jié)能裝置，包括：轂帽鰭、轂帽、槳轂、螺旋槳、吊艙推進(jìn)器水下結(jié)構(gòu)物，螺旋槳的槳轂前端固定連接有轂帽及轂帽鰭，轂帽及轂帽鰭能隨螺旋槳同軸旋轉(zhuǎn)；轂帽鰭的半徑是螺旋槳半徑的0.25倍；螺旋槳葉根部的幾何螺距角為ε，轂帽鰭的鰭葉的螺距角α-ε≈0；轂帽鰭的鰭片傾斜角γ為轂帽鰭的鰭片沿旋轉(zhuǎn)方向±30°旋轉(zhuǎn)后固定而成。

3、進(jìn)一步，轂帽鰭與轂帽為一體式鑄造成型結(jié)構(gòu)，槳轂與螺旋槳為一體式鑄造成型結(jié)構(gòu)。

4、進(jìn)一步，槳轂小端面處設(shè)置有螺紋孔，用于連接轂帽；槳轂與永磁推進(jìn)電機(jī)軸采用油壓無鍵連接。

5、進(jìn)一步，轂帽內(nèi)部為空腔，轂帽的端面開有用于連接螺旋槳槳轂的螺栓孔，轂帽通過安裝螺栓與槳轂連接。

6、進(jìn)一步，轂帽端面處開有一圈鎖緊槽，轂帽通過安裝螺栓與槳轂連接后，采用不銹鋼絲將安裝螺栓進(jìn)行機(jī)械防松，防止螺旋槳旋轉(zhuǎn)時(shí)轂帽鰭飛脫。

7、進(jìn)一步，轂帽的端面設(shè)有密封槽，用于安裝密封圈，以防止外部海水進(jìn)入吊艙推進(jìn)器水下結(jié)構(gòu)物。

8、進(jìn)一步，吊艙推進(jìn)器水下結(jié)構(gòu)物上端法蘭與回轉(zhuǎn)模塊通過螺栓連接，回轉(zhuǎn)模塊中通過回轉(zhuǎn)支承軸承轉(zhuǎn)動(dòng)連接吊艙推進(jìn)器水下結(jié)構(gòu)物。

9、進(jìn)一步，吊艙推進(jìn)器水下結(jié)構(gòu)物內(nèi)置永磁推進(jìn)電機(jī)，一端連接螺旋槳及槳轂。

10、本實(shí)用新型的有益效果是：

11、1、由于轂帽鰭的存在，流體向槳葉和鰭葉的隨邊加速，使槳葉根的壓力面壓強(qiáng)下降，接近其隨緣處吸力面的壓強(qiáng)也下降，這種下降將連續(xù)沿整個(gè)槳葉剖面發(fā)展，直至它的導(dǎo)緣；對轂帽鰭附近的流體整流，并減弱轂渦，因而槳葉的壓力差增大，即推力增大。

12、2、由于鰭葉與從槳轂附近的來流有一定攻角，可產(chǎn)生升力和阻力，升力使螺旋槳回轉(zhuǎn)方向的力矩減少；

13、3、利用鰭葉的干擾作用，雖然轂帽鰭自身不產(chǎn)生推力，但包含鰭、槳在內(nèi)的整個(gè)節(jié)能裝置的轉(zhuǎn)矩減少、推力增加而改善了螺旋槳的特性，效率可提高3％～7％，對于螺距比較高的螺旋槳更為明顯。

14、采用本實(shí)用新型的吊艙推進(jìn)器用的節(jié)能裝置，使得槳轂后部的壓力降減少，使整個(gè)槳的阻力減少，使螺旋槳推力增加；此外轂帽鰭能減少螺旋槳的扭矩，增大推力的作用，達(dá)到節(jié)能的效果，促進(jìn)吊艙推進(jìn)器節(jié)能技術(shù)的發(fā)展。

技術(shù)特征：

1.一種吊艙推進(jìn)器用的節(jié)能裝置，其特征在于：包括轂帽鰭、轂帽、槳轂、螺旋槳、吊艙推進(jìn)器水下結(jié)構(gòu)物，螺旋槳的槳轂前端固定連接有轂帽及轂帽鰭，轂帽及轂帽鰭能隨螺旋槳同軸旋轉(zhuǎn)；轂帽鰭的半徑是螺旋槳半徑的0.25倍；螺旋槳葉根部的幾何螺距角為ε，轂帽鰭的鰭葉的螺距角α-ε≈0；轂帽鰭的鰭片傾斜角γ為轂帽鰭的鰭片沿旋轉(zhuǎn)方向±30°旋轉(zhuǎn)后固定而成。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吊艙推進(jìn)器用的節(jié)能裝置，其特征在于：轂帽鰭與轂帽為一體式鑄造成型結(jié)構(gòu)，槳轂與螺旋槳為一體式鑄造成型結(jié)構(gòu)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吊艙推進(jìn)器用的節(jié)能裝置，其特征在于：槳轂小端面處設(shè)置有螺紋孔，用于連接轂帽；槳轂與永磁推進(jìn)電機(jī)軸采用油壓無鍵連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吊艙推進(jìn)器用的節(jié)能裝置，其特征在于：轂帽內(nèi)部為空腔，轂帽的端面開有用于連接螺旋槳的槳轂的螺栓孔，轂帽通過安裝螺栓與槳轂連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吊艙推進(jìn)器用的節(jié)能裝置，其特征在于：轂帽端面處開有一圈鎖緊槽，轂帽通過安裝螺栓與槳轂連接后，采用不銹鋼絲將安裝螺栓進(jìn)行機(jī)械防松，防止螺旋槳旋轉(zhuǎn)時(shí)轂帽及轂帽鰭飛脫。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吊艙推進(jìn)器用的節(jié)能裝置，其特征在于：轂帽的端面設(shè)有密封槽，用于安裝密封圈，以防止外部海水進(jìn)入吊艙推進(jìn)器水下結(jié)構(gòu)物。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吊艙推進(jìn)器用的節(jié)能裝置，其特征在于：吊艙推進(jìn)器水下結(jié)構(gòu)物上端法蘭與回轉(zhuǎn)模塊通過螺栓連接，回轉(zhuǎn)模塊中通過回轉(zhuǎn)支承軸承轉(zhuǎn)動(dòng)連接吊艙推進(jìn)器水下結(jié)構(gòu)物。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吊艙推進(jìn)器用的節(jié)能裝置，其特征在于：吊艙推進(jìn)器水下結(jié)構(gòu)物內(nèi)置永磁推進(jìn)電機(jī)，一端連接螺旋槳及槳轂。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)涉及一種吊艙推進(jìn)器用的節(jié)能裝置，包括：轂帽鰭、轂帽、槳轂、螺旋槳、吊艙推進(jìn)器水下結(jié)構(gòu)物，螺旋槳的槳轂前端固定連接有轂帽及轂帽鰭，轂帽及轂帽鰭能隨螺旋槳同軸旋轉(zhuǎn)；轂帽鰭的半徑是螺旋槳半徑的0.25倍；螺旋槳葉根部的幾何螺距角為ε，轂帽鰭的鰭葉的螺距角α?ε≈0；轂帽鰭的鰭片傾斜角γ為轂帽鰭的鰭片沿旋轉(zhuǎn)方向±30°旋轉(zhuǎn)后固定而成。采用本技術(shù)的吊艙推進(jìn)器用的節(jié)能裝置，使得槳轂后部的壓力降減少，使整個(gè)槳的阻力減少，使螺旋槳推力增加；此外轂帽鰭能減少螺旋槳的扭矩，增大推力的作用，達(dá)到節(jié)能的效果。

技術(shù)研發(fā)人員：許汪歆,柯周軍,王海霖,梁金雄,鄭安賓
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國船舶集團(tuán)有限公司第七〇四研究所
技術(shù)研發(fā)日：20240522
技術(shù)公布日：2025/1/9