CN103387037B - 船舶的非对称y字形鳍翼装置 - Google Patents
船舶的非对称y字形鳍翼装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103387037B CN103387037B CN201210146505.XA CN201210146505A CN103387037B CN 103387037 B CN103387037 B CN 103387037B CN 201210146505 A CN201210146505 A CN 201210146505A CN 103387037 B CN103387037 B CN 103387037B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- boats
- ships
- larboard
- fin
- fin wing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
一种船舶的非对称鳍翼装置，该船舶包括一个以一螺桨轴心线转动的螺桨，且定义有一由该螺桨轴心线向上垂直延伸的起始线，该非对称鳍翼装置包含一设置于该船舶的右舷且与该起始线形成有一角度介于70°至110°间的第一周向角的右舷鳍翼、一设置于该船舶的左舷且与该起始线形成有一角度介于225°至255°间的第二周向角的第一左舷鳍翼，及一设置于该船舶的左舷且与该起始线形成有一角度介于285°至315°间的第三周向角的第二左舷鳍翼。利用该右舷鳍翼、第一左舷鳍翼与该第二左舷鳍翼，改变该螺桨的进口流场以提升推进效率与航行速度。
Description
技术领域
本发明涉及一种鳍翼，特别是涉及一种船舶的非对称鳍翼装置。
背景技术
近年来，由于发展中国家的迅速崛起，使得发展中国家的消费力与对物资的需求日渐提升，相对的，使得国与国间贸易逐渐热络起来。国与国间的贸易除了仰赖航空货运运送物品外，大宗或重量较重的货物例如：汽车、机台…等，依旧需仰赖船舶进行运输，造成各国对于船舶的需求也是与日俱增。
参阅图1，现有船舶1包括一船壳11，及一具设于该船壳11上且位于水线10下方的螺桨12。该船舶1是利用该螺桨12转动时螺桨叶片于水中产生向前或向后的推进力以驱动该船舶1。
由于螺桨12的结构与作动方式的关系，当该螺桨12产生推力的同时，也会同时产生极大的紊流同时带动周围流体旋转运动而损耗能量(称为旋向动能损失)，使得螺桨12需要更多的马力输入，若欲以增加螺桨12转速的方式提高推进力，将会导致紊流与旋向动能损失大增，反而无助于提升船舶1的推进效率与航行速度。
为了提升推进效率与航行速度，相关业者研发出如图2、3所示，中华人民共和国专利授权公告第CN1048461C号「船用反作用鳍板装置」的技术，利用分别对应设置于螺桨12前方的左舷与右舷的六块鳍板13，以改变流体的方向，提升螺桨12的推进效率及航行速度。
但是，一般说来该船舶1体积庞大，相对地该螺桨12与所述鳍板13也十分巨大，想当然，设置的鳍板13数量愈多成本也就愈高，因此，如何减少鳍板13的数量以降低成本，却又能保有提升推进效率与航行速度的效果，成为相关业者所欲克服的目标。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、成本低且能提升推进效率与航行速度的船舶的非对称鳍翼装置。
本发明船舶的非对称鳍翼装置，该船舶包括一个以一条螺桨轴心线转动的螺桨，且定义有一条由该螺桨轴心线向上垂直延伸的起始线，该非对称鳍翼装置包含一个设置于该船舶的右舷的右舷鳍翼、一个设置于该船舶的左舷的第一左舷鳍翼，及一个设置于该船舶的左舷的第二左舷鳍翼，从该船舶的船艉朝船艏方向看该右舷鳍翼与该起始线形成有一个角度介于70°至110°间的第一周向角，从该船舶的船艉朝船艏方向看该第一左舷鳍翼与该起始线形成有一个角度介于225°至255°间的第二周向角，从该船舶的船艉朝船艏方向看该第二左舷鳍翼与该起始线形成有一个角度介于285°至315°间的第三周向角，该右舷鳍翼、该第一左舷鳍翼与该第二左舷鳍翼是以该螺桨轴心线为中心环绕设置而呈Y字形分布，且第一周向角、第二周向角以及第三周向角的测量方式均是由该起始线顺时针测量。
本发明所述船舶的非对称鳍翼装置，该右舷鳍翼具有一个连接于该船舶的右舷的第一连接端，及一个由该第一连接端以该螺桨轴心线的径向向外延伸的第一外端，由该第一外端朝该第一连接端方向看，该右舷鳍翼是由该船舶的船艉朝该船舶的船艏方向向下倾斜，并与该螺桨轴心线形成有一个角度介于9°至15°间的第一攻角。
本发明所述船舶的非对称鳍翼装置，该第一左舷鳍翼具有一个连接于该船舶的左舷的第二连接端，及一个由该第二连接端以该螺桨轴心线的径向向外延伸的第二外端，由该第二外端朝该第二连接端方向看，该第一左舷鳍翼是由该船舶的船艏朝该船舶的船艉方向向下倾斜，并与该螺桨轴心线形成有一个角度介于4°至10°间的第二攻角。
本发明所述船舶的非对称鳍翼装置，该第二左舷鳍翼具有一个连接于该船舶的左舷的第三连接端，及一个由该第三连接端以该螺桨轴心线的径向向外延伸的第三外端，由该第三外端朝该第三连接端方向看，该第二左舷鳍翼是由该船舶的船艏朝该船舶的船艉方向向下倾斜，并与该螺桨轴心线形成有一个角度介于2°至8°间的第三攻角。
本发明所述船舶的非对称鳍翼装置，该右舷鳍翼的第一外端与该螺桨轴心线的直线距离、该第一左舷鳍翼的第二外端与该螺桨轴心线的直线距离，及该第二左舷鳍翼的第三外端与该螺桨轴心线的直线距离都介于该螺桨的半径的1至1.2倍间。
本发明所述船舶的非对称鳍翼装置，该船舶的非对称鳍翼装置还包含多个分别设于该右舷鳍翼的第一外端、该第一左舷鳍翼的第二外端，与该第二左舷鳍翼的第三外端的附属物。
本发明所述船舶的非对称鳍翼装置，该右舷鳍翼、第一左舷鳍翼与该第二左舷鳍翼是呈梯形、矩形、三角形或椭圆形。
本发明所述船舶的非对称鳍翼装置，该右舷鳍翼、第一左舷鳍翼与该第二左舷鳍翼是与该螺桨间形成有一个介于0.2至2倍螺桨的直径的间距。
本发明的有益效果在于：利用呈Y字形分布的非对称鳍翼装置，以适当的攻角改变该螺桨的进口流场，使流体在进入螺桨前产生与螺桨螺动方向相反的旋转入流，以减少流体离开螺桨后的旋向动能损失，整体结构简单、成本低且能提升推进效率与航行速度。
附图说明
图1是一局部侧视图，说明一现有船舶与螺桨的关系。
图2是一侧视图，说明中华人民共和国公告第1048461C号「船用反作用鳍板装置」发明专利。
图3是一后视图，辅助说明图2。
图4是一局部侧视图，说明本发明船舶的非对称鳍翼装置的第一较佳实施例。
图5是一后视图，说明该第一较佳实施例由船艉朝船艏看的型态；
图6～9是局部仰视图，说明该第一较佳实施例中右舷鳍翼、第一左舷鳍翼与该第二左舷鳍翼的态样。
图10～12是局部侧视图，说明该第一较佳实施例中第一、二、三攻角的态样。
图13是一比较图，说明该第一较佳实施例能减低螺桨激振力。
图14～19是由船艏往船艉方向看的示意图，说明本发明船舶的非对称鳍翼装置的第二较佳实施例的态样。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
参阅图4、5，本发明船舶的非对称鳍翼装置2的较佳实施例，该船舶200包括一个以一螺桨轴心线L为轴转动的螺桨201、位于该螺桨轴心线L相反侧的一右舷202与一左舷203，及一船艉204与一船艏205，且定义有一由该螺桨轴心线L向上垂直延伸的起始线S。
由船艉204朝该船艏205方向看，该非对称鳍翼装置2是设置于该螺桨201的前方，且包含一设置于该船舶200的右舷202的右舷鳍翼21、一设置于该船舶200的左舷203的第一左舷鳍翼22，及一设置于该船舶200的左舷203的第二左舷鳍翼23，该右舷鳍翼21、第一左舷鳍翼22与该第二左舷鳍翼23是以该螺桨轴心线L为中心环绕设置而呈Y字形分布。且该右舷鳍翼21、第一左舷鳍翼22与该第二左舷鳍翼23是与该螺桨201形成有一间隔0.2至2倍的螺桨201的直径D的间距T。
该右舷鳍翼21具有一连接于该船舶200的右舷202的第一连接端211，及一由该第一连接端211以该螺桨轴心线L的径向向外延伸的第一外端212；该第一左舷鳍翼22具有一连接于该船舶200的左舷203的第二连接端221，及一由该第二连接端221以该螺桨轴心线L的径向向外延伸的第二外端222；该第二左舷鳍翼23具有一连接于该船舶200的左舷203的第三连接端231，及一由该第三连接端231以该螺桨轴心线L的径向向外延伸的第三外端232。
由船艉204朝该船艏205方向看，并以该起始线S为0度，该右舷鳍翼21与该起始线S顺时针方向形成有一角度介于70°至110°间的第一周向角θ1，该第一左舷鳍翼22与该起始线S顺时针方向形成有一角度介于225°至255°间的第二周向角θ2，该第二左舷鳍翼23与该起始线S顺时针方向形成有一角度介于285°至315°间的第三周向角θ3。
再者，该右舷鳍翼21的第一外端212与该螺桨轴心线L的直线距离H1、该第一左舷鳍翼22的第二外端222与该螺桨轴心线L的直线距离H2，以及该第二左舷鳍翼23的第三外端232与该螺桨轴心线L的直线距离H3是介于该螺桨201的半径R的1至1.2倍间。
于本实施例中，该右舷鳍翼21、第一左舷鳍翼22与该第二左舷鳍翼23是如图6所示概呈梯形，当然在实际应用上，该右舷鳍翼21、第一左舷鳍翼22与该第二左舷鳍翼23也能够如图7所示概呈椭圆形，或如图8所示概呈三角形，甚至是如图9所示概呈矩形依然可达成相同的功效，并不以本实施例所限。
参阅图5、10，由该第一外端212朝该第一连接端211方向看，该右舷鳍翼21是由该船艉204朝该船艏205方向向下倾斜，并与该螺桨轴心线L形成有一角度介于9°至15°间的第一攻角α1。
参阅图5、11，由该第二外端222朝该第二连接端221方向看，该第一左舷鳍翼22是由该船艏205朝该船艉204方向向下倾斜，并与该螺桨轴心线L形成有一角度介于4°至10°间的第二攻角α2。
参阅图5、12，由该第三外端232朝该第三连接端231方向看，该第二左舷鳍翼23是由该船艏205朝该船艉204方向向下倾斜，并与该螺桨轴心线L形成有一角度介于2°至8°间的第三攻角α3。
为验证上述该船舶的非对称鳍翼装置2的效果，发明人借由台湾国际造船股份有限公司1,800TEU货柜轮为例，在德国汉堡船模水槽(英文简称HSVA)进行模拟试验，结果如图13与表一、二所示，对照组是未安装该非对称鳍翼装置2的实验结果，而实验组是安装该非对称鳍翼装置2的实验结果。
在实验组中，该右舷鳍翼21、第一左舷鳍片22、第二左舷鳍片23与该螺桨201的间距T是该螺桨201的直径D的0.2倍。而该右舷鳍翼21与该起始线S间的第一周向角θ1是90°、该第一左舷鳍翼22与该起始线S间的第二周向角θ2是230°、该第二左舷鳍翼23与该起始线S间的第二周向角θ3是300°、该右舷鳍翼21与该螺桨轴心线L间的第一攻角α1是13°，而该第一左舷鳍翼22及该第二左舷鳍翼23与该螺桨轴心线L间的第二攻角α2与第三攻角α3皆是4°。且该右舷鳍翼21的第一外端212与该螺桨轴心线L的直线距离H1、该第一左舷鳍翼22的第二外端222与该螺桨轴心线L的直线距离H2，以及该第二左舷鳍翼23的第三外端232与该螺桨轴心线L的直线距离H3是该螺桨201的半径R的1.05倍。
在此要特别说明的是，于本较佳实施例中，所述直线距离H1、H2、H3皆等长，但是在实际应用上，所述直线距离H1、H2、H3也可不全然等长，只要在该螺桨201的半径R的1至1.2倍间就可以达成相同的功效。
由表一、二与图13可知，在马力相同的情形下，安装有该非对称鳍翼装置2的实验组的船速确实高于未安装该非对称鳍翼装置2的对照组的船速；而在相同船速的情下形，安装有该非对称鳍翼装置2的实验组所需马力，较未安装该非对称鳍翼装置2的对照组所需马力节省了约5％，且实验组的第一阶螺桨叶起振力较对照组低，因此，安装非对称鳍翼装置2能减低螺桨201的激振力及空蚀性能。
表一
| 同马力12723kW | 对照组 | 实验组 |
| 营运船速 | 19.78节 | 20.00节 |
| 主机转速 | 103.6rpm | 100.8rpm |
表二
| 同船速20.00节 | 对照组 | 实验组 |
| 推进马力 | 13391kW | 12734kW |
| 马力百分比 | 100％ | 95.0％ |
参阅图14、15，本发明船舶的非对称鳍翼装置2的第二较佳实施例，大致是与该第一较佳实施例相似，不同的地方在于：该非对称鳍翼装置2还包含多个分别设于该右舷鳍翼21的第一外端212、该第一左舷鳍翼22的第二外端222，与该第二左舷鳍翼23的第三外端232的附属物24。
由于本较佳实施例大致是与该第一较佳实施例相似，因此除了能够达成与该第一较佳实施例相同的功效外，利用所述附属物24还能用于减弱压力面与吸力面压差产生的叶尖涡空泡。
在此要特别说明的是，所述附属物24除了能如图14、15所示概呈椭圆的流线体外，也能够是如图16、17所示概呈板体，或是如图18、19所示概呈弯弧形板体，依然可达成相同的功效，并不以本实施例所限。
综上所述，本发明船舶的非对称鳍翼装置2只需利用概呈Y型排列的该右舷鳍翼21、第一左舷鳍翼22与该第二左舷鳍翼23，就可以改变该螺桨201的进口流场，使流体在进入螺桨201前因该右舷鳍翼21、第一左舷鳍翼22与该第二左舷鳍翼23产生额外的相对旋转入流效应，以致流体离开螺桨201后的旋向动能损失降低，整体结构简单、成本低，且能提升推进效率与航行速度，并减低螺桨激振力及克服空蚀性能，所以确实能达成本发明的目的。
Claims (8)
1.一种船舶的非对称Y字形鳍翼装置，该船舶包括一个以一条螺桨轴心线转动的螺桨，且定义有一条由该螺桨轴心线向上垂直延伸的起始线，其特征在于：
该非对称鳍翼装置包含一个设置于该船舶的右舷的右舷鳍翼、一个设置于该船舶的左舷的第一左舷鳍翼，及一个设置于该船舶的左舷的第二左舷鳍翼，从该船舶的船艉朝船艏方向看该右舷鳍翼与该起始线形成有一个角度介于70°至110°间的第一周向角，从该船舶的船艉朝船艏方向看该第一左舷鳍翼与该起始线形成有一个角度介于225°至255°间的第二周向角，从该船舶的船艉朝船艏方向看该第二左舷鳍翼与该起始线形成有一个角度介于285°至315°间的第三周向角，该右舷鳍翼、该第一左舷鳍翼与该第二左舷鳍翼是以该螺桨轴心线为中心环绕设置而呈横躺的Y字形分布，且第一周向角、第二周向角以及第三周向角的测量方式均是由该起始线顺时针测量。
2.根据权利要求1所述船舶的非对称Y字形鳍翼装置，其特征在于：该右舷鳍翼具有一个连接于该船舶的右舷的第一连接端，及一个由该第一连接端以该螺桨轴心线的径向向外延伸的第一外端，由该第一外端朝该第一连接端方向看，该右舷鳍翼是由该船舶的船艉朝该船舶的船艏方向向下倾斜，并与该螺桨轴心线形成有一个角度介于9°至15°间的第一攻角。
3.根据权利要求2所述船舶的非对称Y字形鳍翼装置，其特征在于：该第一左舷鳍翼具有一个连接于该船舶的左舷的第二连接端，及一个由该第二连接端以该螺桨轴心线的径向向外延伸的第二外端，由该第二外端朝该第二连接端方向看，该第一左舷鳍翼是由该船舶的船艏朝该船舶的船艉方向向下倾斜，并与该螺桨轴心线形成有一个角度介于4°至10°间的第二攻角。
4.根据权利要求3所述船舶的非对称Y字形鳍翼装置，其特征在于：该第二左舷鳍翼具有一个连接于该船舶的左舷的第三连接端，及一个由该第三连接端以该螺桨轴心线的径向向外延伸的第三外端，由该第三外端朝该第三连接端方向看，该第二左舷鳍翼是由该船舶的船艏朝该船舶的船艉方向向下倾斜，并与该螺桨轴心线形成有一个角度介于2°至8°间的第三攻角。
5.根据权利要求4所述船舶的非对称Y字形鳍翼装置，其特征在于：该右舷鳍翼的第一外端与该螺桨轴心线的直线距离、该第一左舷鳍翼的第二外端与该螺桨轴心线的直线距离，及该第二左舷鳍翼的第三外端与该螺桨轴心线的直线距离都介于该螺桨的半径的1至1.2倍间。
6.根据权利要求5所述船舶的非对称Y字形鳍翼装置，其特征在于：该船舶的非对称鳍翼装置还包含多个分别设于该右舷鳍翼的第一外端、该第一左舷鳍翼的第二外端，与该第二左舷鳍翼的第三外端的附属物。
7.根据权利要求6所述船舶的非对称Y字形鳍翼装置，其特征在于：该右舷鳍翼、第一左舷鳍翼与该第二左舷鳍翼是呈梯形、矩形、三角形或椭圆形。
8.根据权利要求1至7项中任一所述船舶的非对称Y字形鳍翼装置，其特征在于：该右舷鳍翼、第一左舷鳍翼与该第二左舷鳍翼是与该螺桨间形成有一个介于0.2至2倍螺桨的直径的间距。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210146505.XA CN103387037B (zh) | 2012-05-11 | 2012-05-11 | 船舶的非对称y字形鳍翼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210146505.XA CN103387037B (zh) | 2012-05-11 | 2012-05-11 | 船舶的非对称y字形鳍翼装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103387037A CN103387037A (zh) | 2013-11-13 |
| CN103387037B true CN103387037B (zh) | 2015-12-09 |
Family
ID=49531489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210146505.XA Expired - Fee Related CN103387037B (zh) | 2012-05-11 | 2012-05-11 | 船舶的非对称y字形鳍翼装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103387037B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019102945A1 (ja) * | 2017-11-22 | 2019-05-31 | 川崎重工業株式会社 | 船尾フィンおよびそれを備えた船舶 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20060033088A (ko) * | 2004-10-14 | 2006-04-19 | 부산대학교 산학협력단 | 캐비테이션 성능 향상용 비대칭 전류고정날개 |
| CN101234667A (zh) * | 2007-02-01 | 2008-08-06 | 大宇造船海洋株式会社 | 船舶的非对称预旋定子 |
| JP2009056989A (ja) * | 2007-09-03 | 2009-03-19 | Nippon Yuusen Kk | 舶用推進効率改善装置およびその施工方法 |
| KR20100103982A (ko) * | 2009-03-16 | 2010-09-29 | 대우조선해양 주식회사 | 선박의 전류고정날개 |
| CN202244050U (zh) * | 2011-08-17 | 2012-05-30 | 上海船舶研究设计院 | 桨前反应鳍 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2338783B1 (en) * | 2008-10-20 | 2013-02-27 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Twin skeg ship |
-
2012
- 2012-05-11 CN CN201210146505.XA patent/CN103387037B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20060033088A (ko) * | 2004-10-14 | 2006-04-19 | 부산대학교 산학협력단 | 캐비테이션 성능 향상용 비대칭 전류고정날개 |
| CN101234667A (zh) * | 2007-02-01 | 2008-08-06 | 大宇造船海洋株式会社 | 船舶的非对称预旋定子 |
| JP2009056989A (ja) * | 2007-09-03 | 2009-03-19 | Nippon Yuusen Kk | 舶用推進効率改善装置およびその施工方法 |
| KR20100103982A (ko) * | 2009-03-16 | 2010-09-29 | 대우조선해양 주식회사 | 선박의 전류고정날개 |
| CN202244050U (zh) * | 2011-08-17 | 2012-05-30 | 上海船舶研究设计院 | 桨前反应鳍 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103387037A (zh) | 2013-11-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101434292B (zh) | 科特导流管 | |
| CN103101610A (zh) | 降低水运工具驱动功率要求的装置 | |
| CN202368778U (zh) | 组合节能运输船舶 | |
| US10988210B2 (en) | Hybrid chine boat hull and methods of manufacture and use | |
| CN107117277A (zh) | 带有仿生导管的吊舱推进器 | |
| KR20110010079A (ko) | 선박용 노즐 프로펠러 | |
| JP2015517954A (ja) | ウォータークラフトのフィン | |
| CN109466687B (zh) | 一种采用通气空化减阻方法的高速水面艇 | |
| CN103387037B (zh) | 船舶的非对称y字形鳍翼装置 | |
| CN105873818A (zh) | 船舶推进单元 | |
| CN202368781U (zh) | 船用高效节能导管 | |
| CN202827989U (zh) | 低阻高效低速散货船型 | |
| WO2015121072A1 (en) | Improvements related to ship propulsion provided with main and secondary propulsion devices | |
| CN203975209U (zh) | 一种舵上复合节能装置 | |
| CN110979613A (zh) | 一种鸭式水动力布局串列螺旋桨推进器及其设计方法 | |
| CN104828226A (zh) | 一种船舶水动力辅助推进节能装置 | |
| CN203473229U (zh) | 螺旋桨设置节能导管的卡姆萨尔型散货船 | |
| KR101580402B1 (ko) | 선박용 러더 및 이를 포함하는 선박 | |
| TW201339052A (zh) | 船舶的非對稱鰭翼裝置 | |
| KR101580403B1 (ko) | 선박용 러더 및 이를 포함하는 선박 | |
| CN103895850A (zh) | 一种组合式节能轴支架装置 | |
| CN203996755U (zh) | 呆木及船 | |
| CN203486123U (zh) | 超浅吃水船舶推进系统 | |
| CN106081032A (zh) | 一种适用于单尾船型的对转螺旋桨 | |
| CN104229109A (zh) | 扩散型端板螺桨 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20151209 Termination date: 20200511 |