,而竖直轴提供推力 Kt、扭矩10时和效率n。。
[00間参照图7,与比较示例的船舶19A型翼型相比,本实施方式的导管降低了推进比J的所有区域内的扭矩10时。
[008引具体地,当将系船柱区域(例如J= 0处)lOkq和Kt的计算结果用于具有相同发 动机功率的计算时,本实施方式的导管生成多出约6%的更大推力(将kq降低约7%,将Kt 降低约1%)。在推进比J不小于0.4的、表示正常工作条件的区域中,独占效率n。提高 了 4. 0%至7. 0%。目P,增大的导管的吸引力有助于增大进入螺旋奖的流,W减小螺旋奖扭 矩10时,从而提高推进比J的所有区域内的效率。
[0084] 图8为示出了根据本公开的第二实施方式的船舶推进装置的立体图。图9为示出 了根据本公开的第二实施方式的船舶推进装置的主视图。图10为示出了根据本公开的第 二实施方式的船舶推进装置的侧视图,而图11示出了根据本公开的第二实施方式的船舶 推进装置的示例性导管。
[00化]参照图8至图11,根据第二实施方式的推进装置可包括穀200、螺旋奖300和导管100,其中,穀200通过船体(未示出)的主轴接收功率,螺旋奖300包括围绕穀200的外圆 周表面安装的主叶片310和子叶片320,导管100圆周围绕螺旋奖300的进行安装。
[0086] 具体地,穀200与齿轮箱10联接W便可通过主轴旋转并且通过主轴从船体的主发 动机(未示出)接收功率,从而为螺旋奖300提供推力,其中,船体的主轴装在齿轮箱10中。
[0087] 穀200可朝向推进装置的后侧逐渐变小,其中,穀200的半径朝向推进装置的后侧 逐渐缩小,并且穀200的后端可联接至盖210。盖210向后逐渐变小,从而平滑地使流体沿 着螺旋奖300的侧部通过螺旋奖300。
[0088] 螺旋奖300可安装在穀200的外圆周表面上,从而有效地降少留在穀200周围的 旋满W。
[0089] 螺旋奖300可包括主叶片310和子叶片320,子叶片320在穀200的外表面上沿着 主轴的轴向狂轴)方向进行设置并间隔开。
[0090] 主叶片310可W是在穀200的前外圆周面上在径向方向上进行设置并间隔开的多 个翼状件。主叶片310可具有翼型截面,并且主叶片的形状和数量可根据推进器效率、由负 载和周围环境引起的汽蚀变化。
[0091] 子叶片320可W是在穀200的后圆周面上在径向方向上进行设置并间隔开的多个 翼状件,朝向主轴的后部与主叶片310间隔开,从而与主叶片310交错设置。然而,子叶片 320可安装在任何位置,例如,盖210上或者穀200与盖210之间的间隙中、W及穀200上, 只要该位置朝向主轴的后部与主叶片310间隔开。
[0092] 子叶片320可包括比主叶片310小的翼状件,并且朝向主轴的后部倾斜地安装。 在运种情况下,朝向后部倾斜的安装意味着将子叶片320的后端而非前端定位在主轴的后 部。
[0093] 由于上述子叶片320可在如仅螺旋奖W额定的RPM旋转的系船柱条件的低推进比 的条件下吸收旋转分量,所W上述子叶片320可有效地减少留在穀200周围的旋满W,并且 还通过降低穀200的扭矩提高推进效率。
[0094] 例如,子叶片320可具有位于从0. 1度至27度的范围内从主轴的竖直方向向主轴 的后部倾斜的倾角B。穀200可在其外表面上具有位于从0. 1度到27度的范围内朝向主轴 的轴线方向((-)X轴)倾斜的倾角H。
[0095] 图12示出了描绘取决于根据本公开的第二实施方式的子叶片的比率度/H)的效 率变化曲线的图形。
[0096] 具体地,参照图12,子叶片320位于从0. 25到1. 5的范围内的斜率比B/H可提高 推进器效率。例如,如果子叶片320的斜率比B/H小于0. 25或者大于1. 5,则难W有效地减 少留在穀200周围的旋满W。因此,提高推进器效率的效果不显著。
[0097] 在运种情况下,考虑到在牵引和定位条件中的性能,例如,导管式螺旋奖或方位式 螺旋奖,作为重要的设计条件,推进器效率no(品质系数)可通过上述方程1获得。
[0098] 图13示出了描绘取决于根据本公开的第二实施方式的子叶片的半径比(A/C)的 效率变化曲线的图形。
[0099] 从图13可看出,子叶片320的半径比A/C在0. 3处为上升的曲线,在0. 5处具有 最大推进器效率,并且在0. 7之后急剧下降。
[0100] 例如,位于从0. 3至0. 7范围内的子叶片320的半径比A/C可具有优化的推进器 效率改善效果。参照图11,"A"可限定为子叶片320的半径,而"C"可限定为导管100的全 长。 阳101] 图14示出了描绘取决于根据本公开的第二实施方式的子叶片的位置范围E/C的 效率变化曲线的图形。 阳102] 参照图14,图中将从导管100的前顶点到主叶片310位置的轴线方向((-)X轴方 向)限定为EP,图14示出的是,当子叶片320的位置E位于(EP~巧+0. 5c)的范围内时实 现了良好性能,该范围处于从主叶片310的位置EP朝向主轴的后部的0. 5C(即导管全长的 一半)内。即,沿着子叶片320的轴线方向((-)X轴的方向)的位置E为朝向主轴的后部 的、从主叶片位置Ep到Ep+0. 5c位置平缓下降的曲线,然后是急剧下降的曲线。在运种情况 下,位置E可被限定为子叶片320在X轴方向上的位置。Ep可被限定为主叶片310在X轴 方向上的位置,并且C可被限定为导管100的全长。 阳103] 图15示出了根据与图8所示的推进装置进行对比的比较示例的船舶推进装置的 立体图,W比较第二距离K的分布。图16示出了描绘图8所示的推进装置W及图15所示 的推进装置的系船柱性能曲线(功率-推力)的图形。图17示出了描绘通过水浴测试获 得的推进性能特征的每个曲线的图形,W便对比和验证图8所示的推进装置和图15所示的 推进装置的性能。
[0104] 参照图15至图17,为了实现系船柱性能的对比,采用了船舶19A型翼型,船舶19A 型翼型为与导管式方位推进器类型相同的导管100,作为对比示例。该实施方式和对比示例 的每个翼型截面的系船柱性能曲线(功率-推力)都可通过模型测试(水浴测试)获得。
[0105] 如图15所示,对在系船柱条件下根据对比示例的推进装置中的、留在螺旋奖300 和穀200周围的旋满W的测试显示,留在对比示例的螺旋奖300和穀200周围的縱满比本 实施方式的、图8中所示的推进装置内的縱满更多。
[0106] 如图16所示,对系船柱性能曲线(功率-推力)的测试显示,与没有子叶片320 的对比示例相比,运种设有子叶片320的实施方式将系船柱条件下的推力改善了约4%。 阳107] 另外,图中示出,如果如本实施方式设置子叶片320,则螺旋奖300的转矩在所有 进程比上减小,同时保持推进器整体推力。
[0108] 如图17所示,与对比示例的船舶19A型翼型相比,本实施方式的导管100显示出 在所有进程比J上减小的转矩时。
[0109] 具体地,通过使用J= 0处系船柱区域内的时结果,W相同的发动机功率进行计 算时,本实施方式的推进装置生成了多出约2. 5%的推力,并且使进行比J为0. 4或为正常 操作条件的大于0.4的区域内的效率n。提高了5.0%。目P,子叶片320和导管100的增大 的牵引力增加了进入螺旋奖300内的流,从而有助于减小螺旋奖300的转矩时,W提高在所 有进程比J的效率。
[0110] 如上所述,本公开的优势在于提高了推进效率,其通过提供具有主叶片和子叶片 的穀来改善导管和螺旋奖周围的流,W便减少由螺旋奖产生的旋满并且降低旋转螺旋奖所 需的转矩。本公开的另一优势在于,通过降低主轴转矩而提高了推进效率,同时通过提高系 船柱条件中的推力而有效地减少了留在穀周围的旋满。 阳111] 图18示出了根据本公开的第=实施方式的推进装置的示例性导管。
[0112] 参照图18,根据第=实施方式的导管100在主轴的轴向方向上对准,并且根据主 轴的轴向方向狂轴)安装W围绕穀200。另外,导管100可沿其整个圆周具有相同的截面 形状。
[0113] 考虑到船舶的操作特性,例如钻探船或船舶结构、W及定位船舶和牵拉在结冰海 洋中固定船舶的特性,导管100可包括具有已优化的设计变量的外表面G1和内表面G2,从 而提高导管式推进装置的效率。
[0114] 具体地,在截面形状中,导管100可包括突出部分104、尾部108和弦线105,其中, 突出部分104作为翼型截面的前顶点,尾部