CN102001438B - 一种推力舵 - Google Patents

Abstract

本发明提供的是一种推力舵。包括舵基、主舵、子舵和子舵伸缩机构。子舵伸缩机构由旋转盘、旋转盘基座、旋转盘连杆、垂向伸缩轴、垂向伸缩轴连杆、水平伸缩轴、水平伸缩轴连杆组成。旋转盘是一个圆形法兰盘，可以做绕轴转动；旋转盘连杆是一个细长圆柱，两端开孔，连接旋转盘和垂直伸缩轴；垂直伸缩轴是一根圆柱体，下部向左水平伸出部分靠近主舵的上前部；垂直伸缩轴连杆是一个圆柱形连杆，两端开孔，用铆钉连接垂直伸缩轴和水平伸缩轴；水平伸缩轴是一个扁形立方体，后部伸出水平伸缩轴连杆；水平伸缩轴上装有制动块。本发明能满足船舶操纵和应急推进需要，提高推进效率，增加船舶的最大航速，进而获得节能效果。

Description

一种推力舵

技术领域

本发明涉及的是一种船舶操纵装置，具体地说是一种船用推力舵装置。

背景技术

随着国际油价的飞涨，能源短缺，节能已经称为世界经济发展的当务之急，船舶是一种高能耗的运输工具，船舶节能技术的研究与开发现在备受关注。

目前船舶采用的节能方法主要有两方面：减小船体阻力，提高推进效率。提高推进效率的措施包括研究新型高效节能推进器和开发水动力节能附加装置。本发明“推力舵”就属于一种水动力节能附加装置。

船舵一般布置在螺旋桨后方，以满足回转性的要求以及航向稳定性的要求。螺旋桨在获得推力的同时带动水流旋转推水向后，大约螺旋桨总能量的15％～30％以动能的形式残留在尾流场中。目前船舶上常用的舵对桨舵的这种有利干扰的利用是不充分的，因为螺旋桨在不同舵高位置处产生的诱导速度的大小和方向是不同的，而常规舵在设计时并没有考虑到这一点。因此有人提出扭曲舵的方案，就是要根据来流方向将舵不同高度处的剖面偏转一个角度，使之与桨后尾流场有更充分的配合，充分利用螺旋桨尾流的能量，把舵的形状控制成在未打舵角时阻力尽可能小，但是在打舵角时会影响舵效，这样会对船舶的操纵性不利。襟翼舵通过把舵叶按比例分为两个按一定规律转动的主体和襟翼，当襟翼偏转时，相当于增加了舵剖面的拱度，可以有效的提高舵效，对船舶的操纵性有利，但是无法起到节能作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能满足船舶应急推进，并具有较高效率的船用推力舵。

本发明的目的是这样实现的：包括舵基、主舵，还包括子舵和子舵伸缩机构；舵基固定在船尾底板上，舵基是横剖面为机翼形状的中空结构，在其中前部开有圆柱形长孔，用以安装主舵轴；主舵固定在舵轴上，主舵是一个中空式矩形机构，其横剖面为机翼形；主舵内部设置支撑水平伸缩轴的板架结构；子舵为燕尾形，由左右两半部分构成，每半部分由外壳板和内壳板构成，两半部分分别通过安装在其前部的限位环连接在水平连接轴连杆上；子舵伸缩机构由旋转盘、旋转盘基座、旋转盘连杆、垂向伸缩轴、垂向伸缩轴连杆、水平伸缩轴、水平伸缩轴连杆组成。

本发明还可以包括：

1、子舵伸缩机构中的旋转盘是一个圆形法兰盘，可以做绕轴转动；旋转盘连杆是一个细长圆柱，两端开孔，连接旋转盘和垂直伸缩轴；垂直伸缩轴是一根圆柱体，其下部向左水平伸出，水平伸出部分靠近主舵的上前部；垂直伸缩轴连杆是一个圆柱形连杆，两端开孔，用铆钉连接垂直伸缩轴和水平伸缩轴；水平伸缩轴是一个扁形立方体，在其后部伸出水平伸缩轴连杆，用以连接主舵和燕尾形子舵；水平伸缩轴上装有制动块，用以控制和稳定燕尾形子舵的张开角度。

2、所述子舵为中空式结构，内壳板是子舵在推力状态下的推力面为半凹形；子舵的两半部分的后部连接处开有间隙。

3、所述板架结构由上部前垂直板架、上部中垂直板架、主舵上尾壳体、上部水平板架、下部水平板架和主舵下尾壳体构成，前述所有板架都固定连接在主舵的外壳体上；在上部水平板架和下部水平板架内部装有密封垫，在上部水平板架和下部水平板架的结合部位装有橡胶缓冲垫。

考虑到在节能的同时能够不影响船舶的操纵性，本发明将一个舵结构和一个子舵伸缩机构结合在一起，能够满足船舶应急推进，并具有较高的效率，同时对船舶的操纵性也由显著的改善。

本发明的优点是：能满足船舶操纵和应急推进需要，提高推进效率，增加船舶的最大航速，进而获得节能效果。

附图说明

图1是推力舵正常工作状态的结构示意图；

图2是推力舵产生推力状态的结构示意图；

图3是正常状态图1的A-A1剖面结构图；

图4是推力舵结构示意图。

具体实施方式

下面结合图1-4，举例对本发明做更详细的描述：

本发明的船用推力舵装置，由一个舵结构和子舵伸缩结构构成；

(1)舵结构由舵基7、主舵8、子舵12构成。舵基固定在船尾底板6上，它是横剖面为机翼形状的中空结构，在其中前部开有圆柱形长孔，用以安装主舵轴5。主舵8固定在舵轴5上，可以随舵5一起转动。主舵8是一个中空式矩形机构，其横剖面为机翼形。主舵8内部具备支撑水平伸缩轴10的板架结构13，板架结构由上部前垂直板架、上部中垂直板架、主舵上尾壳体、上部水平板架、下部水平板架和主舵下尾壳体构成，所有这些板架都固定连接在主舵8的外壳体上。这些板架的目的是防止水平伸缩轴10的垂向运动，并且和水平伸缩轴10一起构成密封系统.在上部水平板架和下部水平板架内部装有密封垫和密封垫，保证主舵8内部空间的水密性，防止主舵内进水所导致船舶重量的增加，由于工作时子舵前部和主舵尾部会产生很大应力，所以在二者的结合部位装有橡胶缓冲垫27。

(2)燕尾形子舵12由子舵左半部分和子舵右半部分构成，子舵左半部分外壳板25和内壳板26构成，子舵有半部分由外壳板23和内壳板24构成，为了尽量减小舵质量，子舵也做成中空式结构。左子舵内壳板在25和右子舵内壳板24是子舵12在推力状态下的推力面，根据流体动力学原理将其做成半凹形，以增加子舵12的所产生的推力。子舵左半部分和子舵右半部分的后部连接处开有间隙28，使得在伸出状态下子舵的左右两部分能够迅速分开，进而产生推力。子舵左半部分和子舵右半部分分别通过安装在其前部的限位环连接在水平连接轴连杆11上。

(3)子舵伸缩机构由旋转盘1、旋转盘基座2、旋转盘连杆3、垂向伸缩轴4、垂向伸缩轴连杆9、水平伸缩轴10、水平伸缩轴连杆11组成。旋转盘1是一个圆形法兰盘，可以做绕轴转动。旋转盘连杆3是一个细长圆柱，两端开孔，连接旋转盘和垂直伸缩轴4。垂直伸缩轴4是一根圆柱体，其下部向左水平伸出，水平伸出部分靠近主舵8的上前部。垂直伸缩轴连杆9是一个圆柱形连杆，两端开孔，用铆钉21和铆钉22连接垂直伸缩轴和水平伸缩轴10。水平伸缩轴是一个扁形立方体，在其后部伸出水平伸缩轴连杆11，用以连接主舵和燕尾形子舵。水平伸缩轴10上装有制动块22和29，用以控制和稳定燕尾形子舵12的张开角度。

本发明的工作原理是：法兰盘1带动旋转盘连杆3一起运动，旋转盘连杆3把法兰盘1的旋转运动转变为垂向伸缩轴4的上下运动，垂向伸缩轴连杆9将垂向伸缩轴4的上下运动转变为水平伸缩轴的水平运动，子舵通过水平伸缩轴连杆11连接，二者之间存在相互转动。当水平伸缩轴向外伸出时，由于受到水的作用力，子舵的左右两部分匀速分开，至一定角度时分别由制动块22和制动块29将其稳定在一定角度，此后子舵的继续伸出运动会产生推力。当水平伸缩轴10做缩进运动时，子舵12的左右两半部分迅速合并，形成一个阻力很小的流线型壳体。

Claims (3)

1.一种推力舵，包括舵基、主舵，还包括子舵和子舵伸缩机构；舵基固定在船尾底板上，舵基是横剖面为机翼形状的中空结构，在其中前部开有圆柱形长孔，用以安装主舵轴；主舵固定在舵轴上，主舵是一个中空式矩形机构，其横剖面为机翼形；主舵内部设置支撑水平伸缩轴的板架结构；子舵为燕尾形，由左右两半部分构成，每半部分由外壳板和内壳板构成，两半部分分别通过安装在其前部的限位环连接在水平连接轴连杆上；子舵伸缩机构由旋转盘、旋转盘基座、旋转盘连杆、垂向伸缩轴、垂向伸缩轴连杆、水平伸缩轴、水平伸缩轴连杆组成；其特征是：子舵伸缩机构中的旋转盘是一个圆形法兰盘，可以做绕轴转动；旋转盘连杆是一个细长圆柱，两端开孔，连接旋转盘和垂直伸缩轴；垂直伸缩轴是一根圆柱体，其下部向左水平伸出，水平伸出部分靠近主舵的上前部；垂直伸缩轴连杆是一个圆柱形连杆，两端开孔，用铆钉连接垂直伸缩轴和水平伸缩轴；水平伸缩轴是一个扁形立方体，在其后部伸出水平伸缩轴连杆，用以连接主舵和燕尾形子舵；水平伸缩轴上装有制动块，用以控制和稳定燕尾形子舵的张开角度。

2.根据权利要求1所述的一种推力舵，其特征是：所述子舵为中空式结构，内壳板是子舵在推力状态下的推力面为半凹形；子舵的两半部分的后部连接处开有间隙。

3.根据权利要求1或2所述的一种推力舵，其特征是：所述板架结构由上部前垂直板架、上部中垂直板架、主舵上尾壳体、上部水平板架、下部水平板架和主舵下尾壳体构成，前述所有板架都固定连接在主舵的外壳体上；在上部水平板架和下部水平板架内部装有密封垫，在上部水平板架和下部水平板架的结合部位装有橡胶缓冲垫。

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