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

背景技術(shù)：

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

2、吊艙推進器的推進方式是通過螺旋槳撥水向后產(chǎn)生的反作用力作為推力，水流受到吊艙推進器螺旋槳的作用獲得一個與推力方向相反的附加力，加速向后運動的水質(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器的推進效率。吊艙推進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效率，較少水質(zhì)量向后運動帶來的能量損失，國內(nèi)外采用在推進模塊殼體上焊接或螺栓連接一個單葉鰭，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，安裝在推進電機殼體處。而推進電機的長度跨距大，不同功率等級的吊艙推進器推進電機長度不同，一般在3.25～5.8米范圍內(nèi)，轂帽鰭布置在電機殼體處所產(chǎn)生的節(jié)能效果較低，推進效率提高約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，降低推進效率，影響航行經(jīng)濟性。

5、因此，需要設(shè)計一種吊艙推進器用的節(jié)能裝置，該裝置不僅結(jié)構(gòu)簡單，易加工制造、成本低，還可提高吊艙推進器推進效率，降低螺旋槳的振動和噪音，提升船舶的整體性能。

技術(shù)實現(xiàn)思路

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

2、為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是：一種吊艙推進器用的節(jié)能裝置，包括：轂帽鰭、轂帽、槳轂、螺旋槳、吊艙推進器水下結(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；槳轂與永磁推進電機軸采用油壓無鍵連接。

5、進一步，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行機械防松，防止螺旋槳旋轉(zhuǎn)時轂帽鰭飛脫。

7、進一步，轂帽的端面設(shè)有密封槽，用于安裝密封圈，以防止外部海水進入吊艙推進器水下結(jié)構(gòu)物。

8、進一步，吊艙推進器水下結(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)動連接吊艙推進器水下結(jié)構(gòu)物。

9、進一步，吊艙推進器水下結(jié)構(gòu)物內(nèi)置永磁推進電機，一端連接螺旋槳及槳轂。

10、本實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下降，接近其隨緣處吸力面的壓強也下降，這種下降將連續(xù)沿整個槳葉剖面發(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、采用本實用新型的吊艙推進器用的節(jié)能裝置，使得槳轂后部的壓力降減少，使整個槳的阻力減少，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，達到節(jié)能的效果，促進吊艙推進器節(jié)能技術(shù)的發(fā)展。

技術(shù)特征：

1.一種吊艙推進器用的節(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；槳轂與永磁推進電機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行機械防松，防止螺旋槳旋轉(zhuǎn)時轂帽及轂帽鰭飛脫。

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，以防止外部海水進入吊艙推進器水下結(jié)構(gòu)物。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吊艙推進器用的節(jié)能裝置，其特征在于：吊艙推進器水下結(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)動連接吊艙推進器水下結(jié)構(gòu)物。

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

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)涉及一種吊艙推進器用的節(jié)能裝置，包括：轂帽鰭、轂帽、槳轂、螺旋槳、吊艙推進器水下結(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)的吊艙推進器用的節(jié)能裝置，使得槳轂后部的壓力降減少，使整個槳的阻力減少，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
受保護的技術(shù)使用者：中國船舶集團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