CN110116781A - 一种用于瘦小型船尾船舶的节能水翼 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于瘦小型船尾船舶的节能水翼，包括多个展向水翼和一环向机翼；展向水翼展开后呈现梯形，其根部与船体尾部相连，与船体连接剖面沿展向逐步向稍部减小；展向水翼剖面呈现机翼剖面形式，周向分布于螺旋桨前方的船体尾部结构上；环向机翼出口与展向水翼剖面相交。本发明节能水翼为船体附属结构，能够较好地改善瘦小型船船体尾部流场，改善螺旋桨空泡性能，降低螺旋桨振动，减少噪声污染，并起到节能减排效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种船用组合式节能水翼，尤其涉及一种用于瘦小型船尾船舶的节能水翼。
背景技术
进入21世纪以来，人们对节能环保更加重视，船舶的排污进入大众的视线，降低船舶能耗势在必行。国际海事组织对船舶节能减排提出了强制化定量要求，要求到2025年新船的EEDI(船舶能效指数)指数降低30％。对船舶设计而言是极大的考验。如何降低船舶能耗成为关注的焦点，船舶业各界对此采取各种措施，船舶减排技术喷井式发展。水动力节能技术作为研究的重点，其能有效地达到节能减排效果。目前的前置节能装置有伴流补偿导管、前置预旋导轮、Mewis Duct等，但这些节能装置只能在特定的船型上应用、节能装置整体形状较大等问题，在船体尾部伴流较小的船上不能够得到良好的应用。
CN 202368781 U公开的船舶用导管及船舶，采用一块翼型板状体和一块平板结构组成，所用结构过于简单，且结构振动性能较差，只能针对特定船型，节能效果较差，不能有效地推广。
CN 103342162A公开的一种前置半导轮，采用一个前置半导管及多个前置导叶片组成，所述前置半导管的管壁轴向局部为缺口，所述导叶片的一端周向设置在前置半导管的内壁，另一端与船体尾部相连接。该结构在肥大型船舶上及尾部伴流大的船舶上能产生较为良好的节能效果，但在尾部伴流较小的船舶(例如瘦小型船尾船舶)上不能改善螺旋桨平面伴流，从而不能够产生较为良好的节能效果。
CN 103332280A公开的一种光芒型前置导轮，采用一个前置导管及多个前置到叶片，所述前置导叶片分散设置在前置导管的内壁，且与所述内部详解处的前置到叶片部分延伸至前置导管的外部。该结构导管较大，湿表面积较大，在船舶高速航行时产生较大的阻力，在高速船舶上不能达到预期的节能效果。
发明内容
本发明的目的是填补现有技术存在的不足，提供一种针对船体尾部伴流较小的高速船舶上使用的节能装置，该装置能提升船舶的螺旋桨效率，降低能量损耗，达到节能减排效果的船用组合式节能水翼。
本发明所采用的技术方案是：
一种用于瘦小型船尾船舶的节能水翼，包括多个展向水翼和一环向机翼；所述展向水翼展开后呈现梯形，其根部与船体尾部相连，与船体连接剖面沿展向逐步向稍部减小；所述展向水翼剖面呈现机翼剖面形式，周向分布于螺旋桨前方的船体尾部结构上；所述环向机翼出口与所述展向水翼剖面相交。
较佳的，所述环向机翼为封闭的。
较佳的，所述环向机翼下端为开口的。
较佳的，所述展向水翼展长为0.85～1.1倍螺旋桨半径，所述展向水翼在与所述环向机翼相交处剖面弦长为所述环向机翼剖面弦长的0.95～1.5倍。
较佳的，所述展向水翼的左、右舷各有1～3片，且左舷数目不小于右舷的。
较佳的，所述环向机翼入口直径为螺旋桨直径的0.35～0.55倍，出口直径为螺旋桨直径的0.3～0.5倍。
较佳的，所述环向机翼纵向倾角为-3°～5°。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明涉及一种用于瘦小型船尾船舶的新型节能水翼，安装在螺旋桨前，由展向水翼和环向机翼组成。展向水翼非均匀布置在船体尾部，环向机翼穿插在展向水翼上。该装置能较好解决船体伴流小，同类型节能效果差的问题，能较大程度提高螺旋桨前方水流的预旋，降低螺旋桨尾部能量损失，获得可观的节能效果。
附图说明
图1为本发明一实施例节能水翼的结构示意图；
图2为本发明一实施例节能水翼安装在船体尾部示意图；
图3为本发明一实施例节能水翼的右舷侧视图；
图4为本发明另一实施例节能水翼的环向机翼形状示意图；
图5为本发明另一实施例的节能水翼的环向机翼形状侧视图。
图中，100-环向机翼；101-桨轴中心线；102-环向机翼中心线；201～205-展向水翼；300-船体尾部。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。
请综合参考图1至图5，一种用于瘦小型船尾船舶的节能水翼，包括多个展向水翼201～205和一环向机翼100；展向水翼201～205展开后呈现梯形，其根部与船体尾部300相连，与船体连接剖面沿展向逐步向稍部减小；展向水翼201～205剖面呈现机翼剖面形式，周向分布于螺旋桨前方的船体尾部300结构上，展向水翼201～205结构与环向机翼100相连；环向机翼100出口(环向机翼100进口方向为船首方向，环向机翼100出口方向为船尾方向，如图3所示)与展向水翼201～205剖面相交。
展向水翼201～205展长为0.85～1.1倍螺旋桨半径。该长度水翼能够较好的改善螺旋桨梢部的预旋流，改善螺旋桨梢部空泡，减少螺旋桨振动。展向水翼201～205在与环向机翼100相交处剖面弦长为环向机翼100剖面弦长的0.95～1.5倍。
展向水翼201～205的左、右舷各有1～3片，且左舷数目不小于右舷的。比如，展向水翼201～205左舷2～3片，右舷1～2片。展向水翼201～205依据船体尾部300的流场情况而定。
环向机翼100入口直径为螺旋桨直径的0.35～0.55倍，出口直径为螺旋桨直径的0.3～0.5倍。环向机翼100起到结构加强效果，将展向水翼201～205连接，提高结构整体振动性能。同时环向机翼100能够减少展向水翼201～205对船体的作用。
环向机翼100纵向倾角为-3°～5°。
如图1所示，一种节能水翼，包括环向机翼100和展向水翼201～205，环向机翼100出口与展向水翼201～205相交。环向机翼半径为展向水翼叶梢半径的一半左右。
如图2所示，节能水翼安装在船体尾部300，展向水翼201～205一端与船体尾部相连。展向水翼201～205的中心为桨轴中心线101，环向机翼中心102处于桨轴中心线101以下100mm。
如图3所示，展向水翼203～205与环向机翼100相交处的弦长为环向机翼100弦长的1.2倍。展向水翼203～205能够较大的预旋流。
如图4和图5所示为本发明的另一个实施例，本例中环向机翼100靠近船体下端具有一个开口。主要由于该船体尾部靠近下端较胖，环向机翼100如为整圆形，则会与船体相交，相交处会急剧收缩产生不利于旋涡，故将该段进行切除，使环形机翼100呈现开口状态，不与船体相交。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种用于瘦小型船尾船舶的节能水翼，其特征在于，包括多个展向水翼和一环向机翼；所述展向水翼展开后呈现梯形，其根部与船体尾部相连，与船体连接剖面沿展向逐步向稍部减小；所述展向水翼剖面呈现机翼剖面形式，周向分布于螺旋桨前方的船体尾部结构上；所述环向机翼出口与所述展向水翼剖面相交。
2.根据权利要求1所述的一种用于瘦小型船尾船舶的节能水翼，其特征在于，所述环向机翼为封闭的。
3.根据权利要求1所述的一种用于瘦小型船尾船舶的节能水翼，其特征在于，所述环向机翼下端为开口的。
4.根据权利要求1所述的一种用于瘦小型船尾船舶的节能水翼，其特征在于，所述展向水翼展长为0.85～1.1倍螺旋桨半径，所述展向水翼在与所述环向机翼相交处剖面弦长为所述环向机翼剖面弦长的0.95～1.5倍。
5.根据权利要求1所述的一种用于瘦小型船尾船舶的节能水翼，其特征在于，所述展向水翼的左、右舷各有1～3片，且左舷数目不小于右舷的。
6.根据权利要求1所述的一种用于瘦小型船尾船舶的节能水翼，其特征在于，所述环向机翼入口直径为螺旋桨直径的0.35～0.55倍，出口直径为螺旋桨直径的0.3～0.5倍。
7.根据权利要求1所述的一种用于瘦小型船尾船舶的节能水翼，其特征在于，所述环向机翼纵向倾角为-3°～5°。
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