[发明专利]桨前水轮叶片节能装置

说明书

本发明提供一种桨前水轮叶片节能装置，包括一水轮机和一发电装置，所述水轮机通过轴承连接于一船体并位于所述船体的螺旋桨前方；所述发电装置设置于所述船体内并连接所述水轮机。本发明的一种桨前水轮叶片节能装置，可从两个方面最大程度起到节能减排的作用；一方面，船舶在航行过程中会形成水流，水流冲击到水轮机上，使得水轮机旋转，通过转换装置，转换成电能，供船舶使用；另一方面当水轮机旋转时，会产生预旋流，加速流场，可以提升船舶螺旋桨推进效率。

技术领域

本发明涉及船舶节能装置领域，尤其涉及一种桨前水轮叶片节能装置。

背景技术

在当前我国交通行业的发展过程当中，船舶是海上交通运输的重要运输工具，通过海上运输的方式，在很大程度上提升了资源货物运输的效率，对我国社会经济的快速发展形成了重要保障。在最近几年的发展过程当中，船舶运输行业的发展速度不断加快，船只数量不断上升，在船舶的运输过程当中，会排出大量的二氧化碳等气体，对环境质量产生了一定的影响。近年来，国际海事组织(IMO)对航运业提出了一系列控制排放的新规和减排目标，2025年EEDI满足3-4阶段要求，碳排放量到2030年比2008年减少40％，对航运船舶特别是三大主力船型的节能减排提出了更高的要求。

要想实现船舶的节能减排，在对船舶进行设计过程当中，需要从以下几个方面进行重点考虑：

首先，降低船体的水体阻力，在对船体的结构进行设计过程中，船体的外形设计是非常重要的，流线型低阻力的船体外形，在船体运行过程中可以起到充分降低能耗的效果。其中主要包含的是整体优化设计与线型优化。其次,提升船只的推进效率，在船体的推进效率方面需要多方面技术加以支撑，其中主要包含的是螺旋桨优化设计、主机工作点设计的两种方式，其中在改善螺旋桨设计过程当中，主要是为了提升其推进效率；运用主机工作点来降低船体发动机的工作效率，通过这种方式可以在很大程度上降低了船舶的燃料燃烧程度，减少能量消耗。然而，经过型线和螺旋桨设计人员的不断努力，船型日臻成熟，其兴波阻力和粘压阻力降低的空间越来越小，标称伴流和螺旋桨的性能得到了大幅度的改善和提升，为了进一步获得更高的螺旋桨推进效率，各种节能附体涌现，例如补偿导管、毂帽鳍、桨前扇形整流鳍、舵球、扭曲舵和推力鳍等。因此，节能设备以及新能源的开发和运用得到广泛应用。

补偿导管主要是改善尾部伴流，起到减小螺旋桨激振力和消除螺旋桨空泡的作用。毂帽鳍一般试验很难测出其节能效果，根据设备厂商资料，一般节能2％以内。桨前扇形整流鳍一般应用于散货船有比较好的节能效果，约3％-4％。在集装箱船上效果不明显。舵球设计建造比较简单，节能效果在1％以内。扭曲舵和推力鳍主要用于集装箱船等航速稍微高的船舶上，一般节能2％-3％左右。

以上节能装置节能效果不佳，也比较单一。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种桨前水轮叶片节能装置，可从两个方面最大程度起到节能减排的作用；一方面，船舶在航行过程中会形成水流，水流冲击到水轮机上，使得水轮机旋转，通过转换装置，转换成电能，供船舶使用；另一方面当水轮机旋转时，会产生预旋流，加速流场，可以提升船舶螺旋桨推进效率。

为了实现上述目的，本发明提供一种桨前水轮叶片节能装置，包括一水轮机和一发电装置，所述水轮机通过轴承连接于一船体并位于所述船体的螺旋桨前方；所述发电装置设置于所述船体内并连接所述水轮机。

优选地，所述水轮机包括若干水轮叶片，所述水轮叶片沿所述水轮机的周向均布。

优选地，所述水轮机包括2～6个所述水轮叶片。

优选地，所述水轮叶片的直径小于等于所述螺旋桨的直径。

本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：

水轮机通过轴承连接于船体的螺旋桨前方，通过形成最佳预旋流场，最大程度提升螺旋桨的推进效率；同时，水轮机连接发电装置，来流冲击水轮机转动，通过装置产生电能，供船舶使用。