寬扁肥大船用導(dǎo)流鰭系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及綠色船舶節(jié)能領(lǐng)域，具體涉及一種寬扁肥大船用高效節(jié)能導(dǎo)流鰭系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]船舶以其載量大、費(fèi)用低在貨運(yùn)市場(chǎng)中扮演著重要角色，通過(guò)先進(jìn)技術(shù)降低其油耗可有效節(jié)能減排，是國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的需要，對(duì)于船舶行業(yè)乃至國(guó)家能源戰(zhàn)略都有著重要意義。隨著模型試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展和CFD計(jì)算手段的提高，船型優(yōu)化設(shè)計(jì)獲得了極大的發(fā)展，一般運(yùn)輸船舶的船型比較成熟，通過(guò)型線優(yōu)化設(shè)計(jì)來(lái)有效降低阻力，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的已經(jīng)相當(dāng)困難。節(jié)能附體的研究越來(lái)越受到關(guān)注。一般而言，節(jié)能附體可分為兩類:一類是安裝于螺旋槳前方，用來(lái)改善螺旋槳的來(lái)流質(zhì)量，從而提高推進(jìn)效率，如前置導(dǎo)管、前置導(dǎo)葉、伴流補(bǔ)償導(dǎo)管、導(dǎo)流鰭等；另一類是安裝于螺旋槳后方，如舵球、轂帽鰭等，用來(lái)吸收利用螺旋槳尾流的能量，達(dá)到節(jié)能的目的。另外，內(nèi)河船舶和江海直達(dá)船舶由于航道自然條件的限制，往往設(shè)計(jì)得寬扁肥大，這樣螺旋槳盤面處的伴流場(chǎng)往往很不均勻，推進(jìn)效率不高，能量損失嚴(yán)重；同時(shí)，由于伴流不均勻引起螺旋槳較大的激振力，船舶尾部容易出現(xiàn)振動(dòng)，影響船舶的整體性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述技術(shù)的不足，提供一種高效、節(jié)能的寬扁肥大船用導(dǎo)流鰭系統(tǒng)。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的寬扁肥大船用導(dǎo)流鰭系統(tǒng)，包括安裝在船體尾部的四個(gè)導(dǎo)流鰭和安裝于船舶中縱剖面尾柱上的導(dǎo)流板；四個(gè)導(dǎo)流鰭的剖面形狀為翼型，且四個(gè)導(dǎo)流鰭的長(zhǎng)度為螺旋槳半徑的65?83% ;四個(gè)導(dǎo)流鰭分別為第一導(dǎo)流鰭、第二導(dǎo)流鰭、第三導(dǎo)流鰭和第四導(dǎo)流鰭，第一導(dǎo)流鰭和第二導(dǎo)流鰭分布于船舶的左舷、第三導(dǎo)流鰭和第四導(dǎo)流鰭分布于船舶的右舷。
[0005]進(jìn)一步地，所述第一導(dǎo)流鰭所在的平面F1B與平面F1A的夾角范圍為0?10°，所述平面F1A與水平面的夾角范圍為0?10°。
[0006]進(jìn)一步地，所述第二導(dǎo)流鰭所在的平面F2B與平面F2A的夾角范圍為30?50°，所述平面F2A與船舶中縱剖面的夾角范圍為0?10°。
[0007]進(jìn)一步地，所述第三導(dǎo)流鰭所在的平面F3B與平面F3A的夾角范圍為25?40°，所述平面F3A與船舶中縱剖面的夾角范圍為30?50°。
[0008]進(jìn)一步地，所述第四導(dǎo)流鰭所在的平面F4B與平面F4A的夾角范圍為5?15°，所述平面F4A與水平面的夾角范圍為5?15°。
[0009]進(jìn)一步地，所述導(dǎo)流板所在的平面與船舶中縱剖面的夾角范圍為5?25°。
[0010]進(jìn)一步地，所述四個(gè)導(dǎo)流鰭根部采用鑄件與船體尾部連接，導(dǎo)流鰭上部與導(dǎo)流鰭根部焊接。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):通過(guò)優(yōu)化四個(gè)導(dǎo)流鰭的剖面形狀，及四個(gè)導(dǎo)流鰭和導(dǎo)流板的安裝位置及角度，可在船舶阻力改變不大的前提下，顯著改善螺旋槳盤面處的來(lái)流質(zhì)量，從而提高船舶的推進(jìn)效率，有效減少能量損失；本發(fā)明的導(dǎo)流鰭系統(tǒng)安裝簡(jiǎn)單、維修方便且投入成本低。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明寬扁肥大船用導(dǎo)流鰭系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)側(cè)視示意圖；
[0013]圖2為圖1的后視示意圖；
[0014]圖3為圖1的俯視不意圖；
[0015]圖4為圖1中導(dǎo)流鰭安裝剖面示意圖；
[0016]圖5為圖1中導(dǎo)流鰭剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖6為圖4的安裝工藝示意圖；
[0018]圖7為安裝本發(fā)明寬扁肥大船用導(dǎo)流鰭系統(tǒng)與未安裝本發(fā)明寬扁肥大船用導(dǎo)流鰭系統(tǒng)推進(jìn)效率比較圖。
[0019]圖中各部件標(biāo)號(hào)如下:
[0020]第一導(dǎo)流鰭1、第二導(dǎo)流鰭2、第三導(dǎo)流鰭3、第四導(dǎo)流鰭4、船體尾部5、螺旋槳6、導(dǎo)流板7。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0022]結(jié)合圖1、圖2、圖3、圖4所示的寬扁肥大船用導(dǎo)流鰭系統(tǒng)，包括安裝在船體尾部5的四個(gè)導(dǎo)流鰭和安裝于船舶中縱剖面尾柱上的導(dǎo)流板7，其中，四個(gè)導(dǎo)流鰭根部采用鑄件與船體尾部5連接，導(dǎo)流鰭上部與導(dǎo)流鰭根部焊接；四個(gè)導(dǎo)流鰭分別為第一導(dǎo)流鰭1、第二導(dǎo)流鰭2、第三導(dǎo)流鰭3和第四導(dǎo)流鰭4，第一導(dǎo)流鰭1和第二導(dǎo)流鰭2分布于船舶的左舷、第三導(dǎo)流鰭3和第四導(dǎo)流鰭4分布于船舶的右舷。結(jié)合圖5所示，四個(gè)導(dǎo)流鰭的剖面形狀為翼型，且四個(gè)導(dǎo)流鰭的長(zhǎng)度為螺旋槳6半徑的65?83%。
[0023]如圖6所示，第一導(dǎo)流鰭1所在的平面F1B與平面F1A的夾角B1范圍為0?10°，平面F1A與水平面的夾角A1范圍為0?10°，視圖P1垂直于F1A平面，其中，視圖P1所示圖形為第一導(dǎo)流鰭1的剖面形狀；第二導(dǎo)流鰭2所在的平面F2B與平面F2A的夾角B2范圍為30?50°，平面F2A與船舶中縱剖面的夾角A2范圍為0?10°，視圖P2垂直于F2A平面，其中，視圖P2所示圖形為第二導(dǎo)流鰭2的剖面形狀；第三導(dǎo)流鰭3所在的平面F3B與平面F3A的夾角B3范圍為25?40°，平面F3A與船舶中縱剖面的夾角A3范圍為30?50°，視圖S2垂直于F3A平面，其中，視圖S2所示圖形為第三導(dǎo)流鰭3的剖面形狀；第四導(dǎo)流鰭4所在的平面F4B與平面F4A的夾角B4范圍為5?15°，平面F4A與水平面的夾角A4范圍為5?15°，視圖S1垂直于F4A平面，其中，視圖S1所示圖形為第四導(dǎo)流鰭4的剖面形狀；導(dǎo)流板7所在的平面與船舶中縱剖面的夾角B5范圍為5?25°，視圖CR垂直于船舶中縱剖面，其中，視圖CR所示圖形為導(dǎo)流板7的剖面形狀。
[0024]受船舶型線的限制，船舶尾部5螺旋槳6盤面處的伴流不均勻，螺旋槳6上部區(qū)域來(lái)流質(zhì)量比下部分差很多，容易發(fā)生水流分離。本發(fā)明通過(guò)優(yōu)化四個(gè)導(dǎo)流鰭的剖面形狀，及四個(gè)導(dǎo)流鰭和導(dǎo)流板的安裝位置及角度，導(dǎo)流鰭及倒流板的升力作用將加速船舶尾流的旋轉(zhuǎn)，對(duì)螺旋槳盤面處的尾流產(chǎn)生預(yù)選效應(yīng)，增加螺旋槳上部來(lái)流，減小船舶尾流分離，使螺旋槳盤面處的來(lái)流更加均勻從而提高螺旋槳的推進(jìn)效率，從而提高船舶的推進(jìn)效率，有效減少能量損失，并改善螺旋槳及船舶尾部的振動(dòng)。經(jīng)過(guò)大量數(shù)值分析與模型試驗(yàn)，按照本發(fā)明中四個(gè)導(dǎo)流鰭及導(dǎo)流板的角度安裝時(shí)效率最高。如圖7所示為安裝本發(fā)明導(dǎo)流鰭系統(tǒng)與未安裝本發(fā)明寬扁肥大船用導(dǎo)流鰭系統(tǒng)在水池試驗(yàn)中推進(jìn)效率的比較圖，由圖可知，同樣的航速下，安裝有本發(fā)明寬扁肥大船用導(dǎo)流鰭系統(tǒng)其推進(jìn)效率可提高約5%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種寬扁肥大船用導(dǎo)流鰭系統(tǒng)，其特征在于:包括安裝在船體尾部(5)的四個(gè)導(dǎo)流鰭和安裝于船舶中縱剖面尾柱上的導(dǎo)流板(7);四個(gè)導(dǎo)流鰭的剖面形狀為翼型，且四個(gè)導(dǎo)流鰭的長(zhǎng)度為螺旋槳(6)半徑的65?83% ;四個(gè)導(dǎo)流鰭分別為第一導(dǎo)流鰭(1)、第二導(dǎo)流鰭(2)、第三導(dǎo)流鰭(3)和第四導(dǎo)流鰭(4)，第一導(dǎo)流鰭(1)和第二導(dǎo)流鰭(2)分布于船舶的左舷、第三導(dǎo)流鰭(3)和第四導(dǎo)流鰭(4)分布于船舶的右舷。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬扁肥大船用導(dǎo)流鰭系統(tǒng)，其特征在于:所述第一導(dǎo)流鰭(1)所在的平面F1B與平面F1A的夾角范圍為0?10°，所述平面F1A與水平面的夾角范圍為0 ?10° 。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬扁肥大船用導(dǎo)流鰭系統(tǒng)，其特征在于:所述第二導(dǎo)流鰭(2)所在的平面F2B與平面F2A的夾角范圍為30?50°，所述平面F2A與船舶中縱剖面的夾角范圍為0?10°。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬扁肥大船用導(dǎo)流鰭系統(tǒng)，其特征在于:所述第三導(dǎo)流鰭(3)所在的平面F3B與平面F3A的夾角范圍為25?40°，所述平面F3A與船舶中縱剖面的夾角范圍為30?50。。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬扁肥大船用導(dǎo)流鰭系統(tǒng)，其特征在于:所述第四導(dǎo)流鰭(4)所在的平面F4B與平面F4A的夾角范圍為5?15°，所述平面F4A與水平面的夾角范圍為5 ?15° 。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬扁肥大船用導(dǎo)流鰭系統(tǒng)，其特征在于:所述導(dǎo)流板(7)所在的平面與船舶中縱剖面的夾角范圍為5?25°。7.根據(jù)權(quán)利要求1?6中任一項(xiàng)所述的寬扁肥大船用導(dǎo)流鰭系統(tǒng)，其特征在于:所述四個(gè)導(dǎo)流鰭根部采用鑄件與船體尾部(5)連接，導(dǎo)流鰭上部與導(dǎo)流鰭根部焊接。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種寬扁肥大船用導(dǎo)流鰭系統(tǒng)，包括安裝在船體尾部的四個(gè)導(dǎo)流鰭和安裝于船舶中縱剖面尾柱上的導(dǎo)流板；四個(gè)導(dǎo)流鰭的剖面形狀為翼型，且四個(gè)導(dǎo)流鰭的長(zhǎng)度為螺旋槳半徑的65～83％；四個(gè)導(dǎo)流鰭分別為第一導(dǎo)流鰭、第二導(dǎo)流鰭、第三導(dǎo)流鰭和第四導(dǎo)流鰭，第一導(dǎo)流鰭和第二導(dǎo)流鰭分布于船舶的左舷、第三導(dǎo)流鰭和第四導(dǎo)流鰭分布于船舶的右舷。通過(guò)優(yōu)化四個(gè)導(dǎo)流鰭的剖面形狀，及四個(gè)導(dǎo)流鰭和導(dǎo)流板的安裝位置及角度，可在船舶阻力改變不大的前提下，顯著改善螺旋槳盤面處的來(lái)流質(zhì)量，從而提高船舶的推進(jìn)效率，有效減少能量損失；本發(fā)明的導(dǎo)流鰭系統(tǒng)安裝簡(jiǎn)單、維修方便且投入成本低。
【IPC分類】B63H5/07, B63B1/32
【公開號(hào)】CN105365999
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510926051
【發(fā)明人】裴志勇, 朱志輝, 秦江濤, 吳衛(wèi)國(guó)
【申請(qǐng)人】武漢理工大學(xué)
【公開日】2016年3月2日
【申請(qǐng)日】2015年12月14日