專利名稱：船舶的非對稱預旋定子的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種船舶的非對稱預旋定子?？紤]船體尾流(wake)的特性以及螺旋槳的旋轉(zhuǎn)方向等，本發(fā) 明以多種非對稱形式設置預旋定子，以便使螺旋槳的負荷分布均 勻，從而進一步提高螺旋槳的效率以及氣穴現(xiàn)象(cavitation)特性。
背景技術：
通常，為了提高船舶的推進性能，在船舶上設置預旋定子，以 便使螺旋槳(propeller)發(fā)揮最大的推進性能，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。按照上述的方法設置的預旋定子(preswirl stator)通常在螺旋 槳向前旋轉(zhuǎn)、船體向前航行時，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，反而降低相當于那部分能量的螺旋槳的推 進效率。從而，減少這樣的旋轉(zhuǎn)流，則可以增加相當程度的螺旋槳 的推進效率，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 而設置預旋定子。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玄啟動時和在右舷啟動時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 螺旋槳的后面處測量流速時，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)能量來提高效率為目的i殳置的 預旋定子被對稱設計時，導致相對多余地出現(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，以多種非對稱的形狀設置預旋定子，以便使得螺旋槳的負荷 分布均勻，從而進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置適用于船尾 螺旋槳的前方的預旋定子，考慮船體反流的特性以及螺旋槳的旋轉(zhuǎn) 方向等，以多種形式的非對稱結(jié)構(gòu)來設置預旋定子，以使 使螺旋槳 的負荷分布均勻，從而進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)明第一實施例的預旋定子的設置狀態(tài)立體圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的預旋定子的設置狀態(tài)側(cè)面 構(gòu)成圖；圖3是才艮據(jù)本發(fā)明第一實施例的預旋定子的正面構(gòu)成圖；圖4是示出才艮據(jù)本發(fā)明第 一 實施例的預旋定子的示意性側(cè)面構(gòu)成圖；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的預旋定子的設置狀態(tài)立體圖；圖6是示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的預旋定子的設置狀態(tài)的側(cè) 面構(gòu)成圖；圖7是^4居本發(fā)明第二實施例的預旋定子的正面構(gòu)成圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的預旋定子的示意性側(cè)面構(gòu)成圖；圖9是^f艮據(jù)本發(fā)明第三實施例的預旋定子的正面構(gòu)成圖；圖10是示出現(xiàn)有預旋定子的設置狀態(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量流速的示意圖。l昧實施方式以下，參照附圖詳細說明根據(jù)本發(fā)明第 一 實施例的船舶的非對 稱預旋定子。圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的預旋定子的設置狀態(tài)立體 圖，圖2是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的預旋定子的設置狀態(tài)的側(cè)面構(gòu)成圖，圖3是4艮據(jù)本發(fā)明第一實施例的預i走定子的正面構(gòu)成圖， 圖4是^4居本發(fā)明第 一 實施例的預旋定子的示意性側(cè)面構(gòu)成圖。本發(fā)明的特征在于，在i殳置預^走定子l時，以軸方向中心線為 基準，右舷側(cè)不設置上述的預旋定子1，而僅在左舷側(cè)分別相隔45 度地完全非對稱狀態(tài)呈放射形設置3個預旋定子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)明引入完全非對稱預旋定子1的概念，在左 舷設置3個預旋定子1,在右舷不設置預旋定子1。即，由于在右舷側(cè)未4吏用預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。對此進一步詳細地it明，則在左舷側(cè)分別以45度設置3個預 旋定子1,在右舷側(cè)不設置預旋定子1，相對軸方向的中心線，優(yōu) 選地，左舷側(cè)的各預旋定子1中的最上邊的預旋定子1的角度最小， 最下邊的預旋定子1的角度最大，中間的預旋定子1具有上述2個 預旋定子1中間程度的螺距角。優(yōu)選地，上述左舷側(cè)的各預旋定子1的螺距角，相對軸方向的 中心線從上到下分別傾斜17度、19度、23度來設置。與以現(xiàn)有結(jié)構(gòu)i殳置的預旋定子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)有的對稱形反作用槳栓 (reaction pin )相比，減少了約40 p屯的重量，從而乂人經(jīng)濟上來i兌非 常有利，并且，由于螺旋槳2的負荷變得均勻，從而提高螺旋槳2 的效率以及氣穴J見象4爭'1"生。以下，參照附圖詳細說明根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的船舶的非 對稱預旋定子。圖5是示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的預旋定子的設置狀態(tài)的立 體圖，圖6是4艮據(jù)本發(fā)明第二實施例的預旋定子的設置狀態(tài)的側(cè)面 構(gòu)成圖，圖7是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的預旋定子的正面構(gòu)成圖， 圖8是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的預旋定子的示意性側(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，在兩側(cè)呈放 射狀地設置有預旋定子1的低速且非大船的預旋定子1的設置結(jié)構(gòu) 中，以軸方向的中心線為基準，沿左舷側(cè)呈放射形設置3個預旋定 子1，在右舷側(cè)以軸方向的中心線為基準，將1個預旋定子1設置 成非對稱結(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，在左舷 側(cè)相隔45度呈方文射狀地i史置3個預^走定子l，并且，相對每個軸方 向的中心線，將上述左舷側(cè)的各預旋定子1中的最上邊的預旋定子 1設置成17度，最下邊的預旋定子l設置成23度，而中間的預旋 定子1設置成19度，以便其具有上述2個預旋定子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水平設置 單一的預旋定子1。如圖7所示，本發(fā)明引入深化的非對稱預旋定子概念，由船體 抵消了相當部分的右舷側(cè)上的切向速度，從而在左舷設置3個預旋 定子l，而在右舷i殳置1個預3走定子1。如上述，右舷側(cè)上的預旋定子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。對此進行進一步的說明，則在左舷側(cè)分別相隔45度設置3個 預旋定子1，在右舷側(cè)水平方向設置1個預旋定子1,優(yōu)選地，相 對軸方向的中心線，左4玄側(cè)的各預旋定子1中，最上邊的預旋定子 l的角度最小，最下邊的預旋定子1的角度最大，中間的預旋定子 1具有上述2個預旋定子1的中間程度的螺距角，且右舷側(cè)預旋定 子1的螺距角優(yōu)選地相對軸方向的中心線從上邊開始以22度或者 28度傾斜設置。提供如上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明帶來如下效果與具有現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的預 旋定子l相比提高1 ~2%的效率的同時，與現(xiàn)有的對稱形反作用槳 栓相比減少了約25 p屯的重量，從而從經(jīng)濟上非常有利，并且，由 于螺旋槳2的負荷變?yōu)榫鶆?，從而提高了螺旋?的效率以及氣穴 現(xiàn)象特性。以下，參照附圖詳細說明根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的船舶的非 對稱預旋定子。如圖9所示，本發(fā)明引入非對稱預旋定子1的概念，由船體抵 消了相當部分的右舷側(cè)上的切向速度，所以去除該部分的1個預旋 定子1,在左^玄i殳置3個，在右舷i殳置2個，從而^1奪不必要的4氐才元 最小化。此夕卜，為了配合理想的來流(on-comming flow)迎角，右4玄側(cè) 的預旋定子1的螺距角相對變大，由此堵住流入螺旋槳2的軸的流 動，從而增大該部分的螺旋槳2的負荷，從而使由船體引起的上升 流動以及螺旋槳2負荷的不均勻更為嚴重。因此，不^f又減少右^玄側(cè)的1個預旋定子1，而且優(yōu)選地將該側(cè) 的翼的翼弦(chord)長度(舷的長度)以及相反側(cè)翼的翼弦長度縮 短至75 % ~ 85 % ,且在約80%的長度之處顯示最理想的結(jié)果。如上述，通過減少1個右舷側(cè)的預;^走定子1以及縮短翼弦長度， 右舷側(cè)上的軸向速度變快，通過這種作用，螺旋槳2的負荷分布變 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，本發(fā)明在左舷側(cè)分別以45度的角度設置3個預旋 定子1,在右舷側(cè)分別以60度的角度設置2個預旋定子1,相對軸 方向的中心線，各預旋定子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個的中間程度的角度，優(yōu)選地， 右舷側(cè)的預4t定子l中，相對于軸方向的中心線，上邊的具有與左 舷側(cè)的預旋定子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個之和的角度。最優(yōu)選的將各預旋定子1設置成相對軸方向的中心線，其螺 距角為將左舷側(cè)設置成從上邊分別是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。以上示出并說明了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但是本發(fā)明并不限于 上述實施例，在不背離權(quán)利要求范圍中的本發(fā)明的原則的情況下， 對于本領域技術人員來說，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. 一種船舶的非對稱預旋定子，其特征在于，設置預旋定子(1)時，以軸方向的中心線為基準，在右舷側(cè)不設置所述預旋定子(1)，只在左舷側(cè)分別相隔45度完全非對稱地呈放射狀地設置3個所述預旋定子(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所述的船舶的非對稱預旋定子，其特征在于， 相對軸方向的中心線，所述左舷側(cè)的各預旋定子(l)中最上 邊的預旋定子(1 )的角度最小，最下邊的預旋定子(1 )的角 度最大，中間的預旋定子(1 )具有所述2個預旋定子(1 )的 中間程度的螺距角。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的船舶的非對稱預旋定子，其特征在于， 相對于軸方向的中心線，左舷側(cè)的各預旋定子(1)的螺距角 從上開始分別以17度、19度、23度的角度傾斜設置。
4. 一種船舶的非對稱預旋定子，其特征在于，以軸方向的中心線 為基準，在兩側(cè)呈放射狀地設置預旋定子(1)的低速且非大 船的預^走定子(1 )的i殳置結(jié)構(gòu)中，以軸方向的中心線為基準， 在左舷側(cè)呈放射狀地設置3個預旋定子(1 )，在右舷側(cè)以軸方 向的中心線為基準非對稱地設置1個預旋定子(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所述的船舶的非對稱預旋定子，其特征在于， 左舷側(cè)所設置的3個所述預旋定子(1 )相隔45度呈放射狀地 設置，并且，相對軸方向的中心線，所述左舷側(cè)的各預旋定子(1)中最上邊的預旋定子(1)設置成17度，最下邊的預旋定子(1 ) i殳置成23度，而中間的預3走定子(1 ) i殳置成19 度，以便使其具有所述2個固定翼(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，在中央7jC平 設置單一的預旋定子(1 )。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5中任一項所述的船舶的非對稱預旋定子， 其特征在于，以所述右^玄側(cè)的軸方向的中心線為基準i殳置在中 央的單一預4t定子(1 )相對軸方向的中心線從上邊開始以22 度或者28度傾斜設置螺距角。
7. —種船舶的非對稱預旋定子，其特征在于，所述預旋定子(1 ) 設置在船尾的螺旋槳的前方，預旋定子(1)非對稱地設置在 左舷和右舷，非對稱設置的所述預旋定子(l),在左舷側(cè)以分 別相隔45度的角度設置3個所述預旋定子(1),在右舷側(cè)以 分別相隔60度的角度i殳置2個所述預旋定子(1 ),并且，以 左舷側(cè)預旋定子(1 )的翼弦長度的75 % ~ 85 %的程度縮短所 述右舷側(cè)預旋定子(1)的翼弦長度。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的船舶的非對稱預旋定子，其特征在于， 左舷側(cè)的預旋定子(1)的相對軸方向的中心線的角度從上邊 開始分別是12度、6度、10度，右舷側(cè)的預旋定子(1 )的相 對軸方向的中心線的角度從上邊開始分別是12度、18度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種船舶的非對稱預旋定子。本發(fā)明為了提高低速非大船的速度性能而設置適用于船尾螺旋槳的前方的預旋定子，考慮船體反流的特性以及螺旋槳的旋轉(zhuǎn)方向等，以多種非對稱的形狀設置預旋定子，以便使螺旋槳的負荷分布均勻，從而進一步提高螺旋槳的效率以及氣穴現(xiàn)象特性。
文檔編號B63H1/00GK101234667SQ200710007539
公開日2008年8月6日 申請日期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 申請人:大宇造船海洋株式會社