对转桨前后桨桨毂连接结构的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种对转奖前后奖奖穀连接结构，属于船舶设计技术领域。
【背景技术】
[0002] 对转螺旋奖的型式有多种，其中对于前后奖独立驱动的螺旋奖来说，前奖通常由 船体内部的燃气轮机(或电机)带动轴驱动前螺旋奖转动;后奖通常采用吊舱式电力推进型 式。从节能原理的角度出发，对转奖的型式主要是采用后奖与前奖反转，从而回收前奖尾满 中的能量，达到节能的效果。然而，现有对转奖型式对穀满损失的考虑不够充分，奖穀奖帽 衔接型式都没有经过优化设计，常规对转奖的前奖奖穀采用圆台的形状，大端在船首方向， 小端在船尾方向，会产生大量的满，进而造成能量的损失，不能充分发挥对转奖节能的效 果，与对转奖的设计初衷不一致。
【发明内容】
[0003] 本发明需要解决的技术问题是:现有对转奖型式对穀满损失的考虑不够充分，奖 穀奖帽衔接型式都没有经过优化设计，会产生大量的满，进而造成能量的损失，不能充分发 挥对转奖节能的效果。
[0004] 本发明采取W下技术方案：
[0005] -种对转奖前后奖奖穀连接结构，包括共轴设置的前奖、后奖;前奖由船体内部的 燃气轮机或电机驱动，后奖由其尾部的电动机吊舱3驱动;所述前奖包括前奖奖叶1、前奖奖 穀2、前奖奖帽4;所述后奖包括后奖奖穀5、后奖奖叶6;所述后奖奖穀5、前奖奖帽4、前奖奖 穀2的横截面均为圆形；后奖奖穀5与前奖奖帽4的母线为一段连贯的正弦曲线段7,其中后 奖奖穀5直径大于前奖奖帽4的直径；正弦曲线段7曲线首尾端的切线与螺旋奖的轴线8平 行；当驱动前奖的主机工作时，前奖奖穀2带动前奖奖叶1及前奖奖帽4转动，前奖奖叶1产生 推力，同时向后推出旋转尾流，前奖奖穀2附近流动贴合前奖奖帽4流向后奖奖穀5;驱动后 奖的电动机工作时，后奖奖叶6转动回收前奖旋转尾流，从而回收能量，前奖奖帽4的来流平 顺流过，不产生过多满旋耗散。
[0006] 本技术方案提供了一套对转奖前奖奖帽与后奖奖穀形状配合的设计型式，重点在 于其水动力性能的合理性，从而可W达到节能的目的。
[0007] 进一步的，所述前奖奖穀2呈圆柱形，其直径与所述前奖奖帽4的前端相同，两者平 滑对接。
[000引进一步的，所述前奖奖叶1与前奖奖穀2为一体式结构。
[0009] 进一步的，设前奖的直径为D，在前奖奖帽4的末端边缘通过半径为0.4%D的面倒 圆光顺过度;在后奖奖穀5的前端边缘采用半径为1.2%D的面倒圆来光顺过度;前奖奖帽4 与后奖奖穀5之间的间隙为1%D。
[0010] 进一步的，对于正弦曲线段7的形状确定由电动机吊舱3船首方向端的半径RW及 前奖奖穀2船尾方向端的半径rW及运两个端面之间的距离L共同确定;在X0Y坐标系中，原 点ο位于电动机吊舱3船首方向端面圆的圆屯、位置，X轴正方向指向船首，Υ轴正方向垂直向 上，则正弦曲线段7形状表达为：
[0011] 本发明的有益效果在于：
[0012] 1)充分考虑对转奖型式对穀满损失，对奖穀奖帽衔接型式进行优化设计，避免产 生大量的满，从而避免能量的损失，发挥更好的节能效果。
[0013] 2)将前奖奖穀设计成圆柱形，打破了传统的圆台状设计型式的惯常设计。
[0014] 3)后奖奖穀外径大于前奖奖穀，大端在后，也打破了现有技术大端在前的惯常设 计。
[0015] 4)正弦曲线段母线精屯、设计，并通过大量的模拟与试验选定最佳的正弦曲线线 型，同时对后奖奖穀及前奖奖帽相对应的边缘进行特定半径的圆弧倒角设计，优化效果更 加。
[0016] 5)后奖奖穀与前奖奖帽之间留有特定的间隙，兼顾设计上的安全性W及运行效 率。
【附图说明】
[0017] 图1是本发明对转奖前后奖奖穀连接结构的立体示意图。由于本发明所需着重表 达的结构部分设及平滑过度的线型，纯线框图难W清晰表达，因此图1采用边界清晰的效果 图进行表达。
[001引图2是与图1相对应的线框图。
[0019] 图3是本发明对转奖前后奖奖穀连接结构的主视图。
[0020] 图中，1前奖奖叶；2前奖奖穀;3吊舱（内含电动机）；4前奖奖帽；5后奖奖穀;6后奖 奖叶;7设计曲线;8前后奖轴线。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。
[0022] 参见图1-图3,一种适用于对转螺旋奖系统的奖穀及奖帽连接型式。该设计应用于 前奖奖穀、前奖奖帽W及后奖奖穀上，通过形状之间的相互配合，达到节能的目的。
[0023] 该结构型式主要由非常规前奖奖穀尺寸、特殊形状前奖奖帽，W及配合前奖尾流 的后奖奖穀形状共同构成。其结构关系如下：
[0024] 如附图1-图3所示，前奖由1、2、4Ξ部分构成;后奖由5、6两部分构成，而后奖由3中 的电机Μ驱动;前后奖共轴线，8表示该轴线;7标出了一段正弦曲线，运条正弦曲线是本发明 的核屯、，它的形状设计决定了奖穀附近区域的水流节能与否。
[0025] 常规对转奖的前奖奖穀采用圆台的形状，大端在船首方向，小端在船尾方向，本设 计创新采用圆柱形奖穀2,相较于大端在前的情况，更利于节能，相对于大端在后的情况有 更大的强度W及合理的重量分配;前奖奖叶1与奖穀2-体，前奖奖帽4安装于前奖奖穀2的 船尾方向一端，其船首方向端直径与前奖奖穀直径相等，其侧面重合于曲线7绕奖轴线8旋 转所形成的曲面;在奖帽4的末端边缘通过半径为0.4%D的面倒圆光顺过度(D表示前奖直 径，下同）；吊舱3中的电动机Μ带动后奖奖穀5连同后奖奖叶6转动，后奖奖穀5的侧面同样重 合于曲线7绕奖轴线8旋转所形成的曲面，其船首方向端采用半径为1.2%D的面倒圆来光顺 过度;确保前奖奖帽4与后奖奖穀5之间的间隙为1%D。
[0026] 对于正弦曲线段7的形状确定主要由吊舱3船首方向端的半径RW及前奖奖穀2船 尾方向端的半径rW及运两个端面之间的距离L共同确定。在X0Y坐标系中，原点0位于吊舱3 船首方向端面圆的圆屯、位置，X轴正方向指向船首，Y轴正方向垂直向上，则其形状可W表达 为：
[0027]
[0028] 正弦曲线平滑光顺，上一个波峰到最近的波谷过程中起伏平缓，从而不会导致过 多的能量损失，同时曲线首尾端的切线与螺旋奖的轴线8平行可保证与前后结构物的过度 光顺，如附图1、3所示。
[0029] 本发明为特定形状的设计，于工程实用安装后，为主机或发电机转动所带动的结 构物，无需特别操作。
[0030] 当驱动前奖的主机工作时，前奖奖穀带动奖叶及奖帽转动，奖叶产生推力，同时向 后推出旋转尾流，前奖奖穀附近流动贴合前奖奖帽流向后奖奖穀;驱动后奖的电动机工作 时，后奖转动回收前奖旋转尾流，从而回收能量，前奖奖帽的来流平顺流过，不产生过多满 旋耗散。
【主权项】
1. 一种对转桨前后桨桨毂连接结构，其特征在于： 包括共轴设置的前桨、后桨;前桨由船体内部的燃气轮机或电机驱动，后桨由其尾部的 电动机吊舱(3)驱动； 所述前桨包括前桨桨叶（1)、前桨桨毂(2)、前桨桨帽（4);所述后桨包括后桨桨毂(5)、 后桨桨叶(6); 所述后桨桨毂(5 )、前桨桨帽(4 )、前桨桨毂(2)的横截面均为圆形； 后桨桨毂(5)与前桨桨帽(4)的母线为一段连贯的正弦曲线段(7)，其中后桨桨毂(5)直 径大于前桨桨帽(4)的直径； 正弦曲线段(7)曲线首尾端的切线与螺旋桨的轴线(8)平行； 当驱动前桨的主机工作时，前桨桨毂(2)带动前桨桨叶（1)及前桨桨帽(4)转动，前桨桨 叶（1)产生推力，同时向后推出旋转尾流，前桨桨毂(2)附近流动贴合前桨桨帽(4)流向后桨 桨毂(5);驱动后桨的电动机工作时，后桨桨叶(6)转动回收前桨旋转尾流，从而回收能量， 前桨桨帽(4)的来流平顺流过，不产生过多涡旋耗散。2. 如权利要求1所述的对转桨前后桨桨毂连接结构，其特征在于:所述前桨桨毂(2)呈 圆柱形，其直径与所述前桨桨帽(4)的前端相同，两者平滑对接。3. 如权利要求1所述的对转桨前后桨桨毂连接结构，其特征在于:所述前桨桨叶（1)与 前桨桨毂(2)为一体式结构。4. 如权利要求1所述的对转桨前后桨桨毂连接结构，其特征在于:设前桨的直径为D，在 前桨桨帽(4)的末端边缘通过半径为0.4%D的面倒圆光顺过度;在后桨桨毂(5)的前端边缘 采用半径为1.2%D的面倒圆来光顺过度;前桨桨帽(4)与后桨桨毂(5)之间的间隙为1%D。5. 如权利要求1所述的对转桨前后桨桨毂连接结构，其特征在于： 对于正弦曲线段（7)的形状确定由电动机吊舱（3)船首方向端的半径R以及前桨桨毂 (2)船尾方向端的半径r以及这两个端面之间的距离L共同确定;在XOY坐标系中，原点O位于 电动机吊舱(3)船首方向端面圆的圆心位置，X轴正方向指向船首，Y轴正方向垂直向上，则 正弦曲线段(7)形状表达为：
【专利摘要】本发明涉及一种对转桨前后桨桨毂连接结构，包括共轴设置的前桨、后桨；前桨由船体内部的燃气轮机或电机驱动，后桨由其尾部的电动机吊舱驱动；前桨包括前桨桨叶、前桨桨毂、前桨桨帽；后桨包括后桨桨毂、后桨桨叶；后桨桨毂、前桨桨帽、前桨桨毂的横截面均为圆形；后桨桨毂与前桨桨帽的母线为一段连贯的正弦曲线段，其中后桨桨毂直径大于前桨桨帽的直径；正弦曲线段曲线首尾端的切线与螺旋桨的轴线平行；当驱动前桨的主机工作时，前桨桨毂带动前桨桨叶及前桨桨帽转动，前桨桨叶产生推力，同时向后推出旋转尾流，前桨桨毂附近流动贴合前桨桨帽流向后桨桨毂；驱动后桨的电动机工作时，后桨桨叶转动回收前桨旋转尾流，从而回收能量，前桨桨帽的来流平顺流过。
【IPC分类】B63H5/10
【公开号】CN105523160
【申请号】CN201610005267
【发明人】刘洋浩, 周志勇, 吴小平, 张雨新
【申请人】上海船舶研究设计院
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2016年1月5日