CN102060097B - 阻力可控型船用舵 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的是一种阻力可控型船用舵。包括由舵基和主舵构成的舵结构，舵基固定在船尾底板上，主舵通过舵轴安装在舵基上，在主舵内部装有离心泵，主舵表面的迎流段布置有一排进水口，主舵表面的去流段布置有一排出水口。舵前缘抽吸水将会延迟边界层转捩的发生，使转捩点后移，扩大了层流流动区域；后缘喷水可通过改变表面粗糙度和壁面附近的速度分布，从而减小湍流摩擦阻力。此船用舵具有结构简单、节能减阻效果好的特点，将来在各种船舶上具有良好的实际应用前景。

Description

阻力可控型船用舵
技术领域
本发明涉及的是一种船用舵的结构。
背景技术
舵的作用主要是保证船舶的操纵性能，船舶正常航行时，普通舵主要表现为阻力作用。在如今国际船舶界提出“船舶节能减排”和“绿色船舶”等船舶发展新概念的大环境下，开发一种节能减阻型船用舵将是非常有必要且十分有意义的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在保证具有常规船用舵操纵性能的前提下，能减小舵的黏性阻力的阻力可控型船用舵。
本发明的目的是这样实现的：
包括由舵基和主舵构成的舵结构，舵基固定在船尾底板上，主舵通过舵轴安装在舵基上，其特征是：在主舵内部装有离心泵，主舵表面的迎流段布置有一排进水口，主舵表面的去流段布置有一排出水口。
本发明还可以包括：
1、所述进水口和排水口处设置有控制装置。
2、所述控制装置包括主动控制阀、被动控制阀、控制法兰和控制开关，所述控制开关是带有水流通过区的柔性壁，控制开关绕于主动控制阀与被动控制阀之间，主动控制阀与控制法兰相连。
3、被动控制阀上安装有弹性复位装置。
4、所述离心泵为两个，两个离心泵同轴布置于舵中心上下两处。
本发明的阻力可控型船用舵的控制原理为：
1)船体内部的动力系统通过离心泵传动轴5将动力传输给离心泵10、11，水流通过离心泵的工作从进水口14被吸入，然后从出水口15排出；
2)该可控型船用舵的内部共有两台小型离心泵，由同一条传动轴5带动，动力由船体内部提供，具体的转速、功率等参数也都是通过离心泵传动轴5来传递的，以此来控制离心泵进出水的流速、流量等不同的工作状态；
3)根据不同工况的需要，要改变进出水口14的开闭情况，这一过程是通过进出水口的控制阀来完成的，以进水口为例，当进水口正常工作时，进水口通道全部打开，进水口全部处于进水口的控制开关20的水流通过区21，当需要关闭一部分进水口通道时，通过动力系统带动控制法兰8旋转(顺时针或逆时针均可)，进而带动进水口控制阀6的旋转，以此带动柔性壁控制开关20封住一部分进水口，当需要打开进水口通道时，只需将控制法兰向相反方向转动即可，这样即可达到控制进水口开闭的功能，出水口通道的控制与此相同；
舵前缘抽吸水将会延迟边界层转捩的发生，使转捩点后移，扩大了层流流动区域；后缘喷水可通过改变表面粗糙度和壁面附近的速度分布，从而减小湍流摩擦阻力。此船用舵具有结构简单、节能减阻效果好的特点，将来在各种船舶上具有良好的实际应用前景。
本发明在保证具有常规船用舵操纵性能的前提下，通过舵前缘吸水和后部喷水的结合方式，使舵的边界层转捩点后移，进而减小舵的黏性阻力。
附图说明
图1为可控型船用舵正视布局示意图；
图2为可控型船用舵的A-A1剖面布局示意图；
图3为可控型船用舵的B区局部放大图；
图4为可控型船用舵的进水口控制阀示意图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
结合图1和图2，本发明的可控型船用舵由主舵体、吸喷口控制装置和离心泵组成。四个控制装置分别布置在舵中部上下两侧，两个离心泵同轴布置于舵中心上下两处。
1)舵结构由舵基2、主舵3构成。舵基固定在船尾底板1上，在主舵内部装有两个离心泵10、11，两个离心泵通过同一根驱动轴5带动工作，水流通过离心泵的工作由进水口14流进，从出水口15流出，进出水口的开闭由控制阀6、7主动控制，开闭控制阀通过安装在船尾底板的控制法兰8、9来控制，通过控制舵前缘吸水和后部喷水的结合方式，使舵的边界层转捩点后移，进而减小舵的粘性阻力。
2)该可控型船用舵的进出水口的控制装置在进出水口的外侧，通过在外侧封住和打开进出水口通道来达到控制的功能。
3)进出水口的控制装置，以进水口控制装置为例，由进水口主动控制阀6、进水口被动控制阀12、控制法兰8和进水口控制开关20四部分构成，进水口的开闭控制通过一柔性壁来完成，该柔性壁中间部分是通透的，水流可以通过，当要关闭进水口的一部分通道时，可以旋转控制法兰，来带动进水口控制阀，一次通过使柔性壁封住进水口来达到控制进水口开闭的功能，进水口的主动控制阀的旋转会带动进水口的被动控制阀转动，为了使被动控制阀能很流畅的转动，在被动控制阀上安装有弹性装置，能是被动控制阀能够顺利的回转。

Claims (3)

1.一种阻力可控型船用舵，包括由舵基和主舵构成的舵结构，舵基固定在船尾底板上，主舵通过舵轴安装在舵基上，其特征是：在主舵内部装有离心泵，主舵表面的迎流段布置有一排进水口，主舵表面的去流段布置有一排出水口；所述进水口和排水口处设置有控制装置；
所述控制装置包括主动控制阀、被动控制阀、控制法兰和控制开关，所述控制开关是带有水流通过区的柔性壁，控制开关绕于主动控制阀与被动控制阀之间，主动控制阀与控制法兰相连。
2.根据权利要求1所述的阻力可控型船用舵，其特征是：被动控制阀上安装有弹性复位装置。
3.根据权利要求1或2所述的阻力可控型船用舵，其特征是：所述离心泵为两个，两个离心泵同轴布置于舵中心上下两处。
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JP特开昭57-110598A 1982.07.09
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