[發明專利]復合節能的江海直達船

有效

• 申請號: 201610151247.2
• 申請日: 2016-03-16
• 公開（公告）號: CN105644750B
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: 李子如;廖剛;黃潛龍;賈云龍
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B63H5/00
• 分類號: B63H5/00;B63B1/32
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司42104
• 代理人: 胡鎮西

技術領域

本發明涉及江海直達船，具體地指一種復合節能的江海直達船。

背景技術

隨著人們對自然環境的關注度愈來愈高，以及對環境保護意識的提升，節能環保、低碳減排已成為各國發展國民經濟的一項長遠戰略方針，也是必然選擇。2011年7月，國際海事組織(Internationan Maritime Organization)召開了海上環境保護委員會第62屆會議，其中確立了“船舶能效設計指數”EEDI船舶能效標準，對船舶運營和設計建造提出了新的更加嚴格的要求，船舶節能環保技術的探討和研究顯得尤為重要。

EEDI技術性節能減排措施囊括了很多方面，例如新型能源的應用和開發、廢熱回收系統的應用以及船體線型優化設計等，其中，相當重要的一個方面即為新型節能技術的應用和開發，旨在提高船舶的快速性，其主要包括以下幾方面的研究：一為減少船體所受到的阻力，例如：球鼻艏、減阻涂層、氣泡減阻、微溝槽減阻等；二為提高推進系統的推進效率，例如：新型螺旋槳的設計開發、節能附體的研究和開發等；三為節省船舶的能耗，例如：節能軸支架、導流管、舵附推力鰭等。

然而，現有技術中存在如下不足：(1)球鼻艏的建造費用過高，而且對球鼻艏設計要求高，若設計不佳不僅不能減阻，反而使阻力增大；(2)氣泡減阻對船底部有改造要求，氣泡裝置成本較高；(3)節能軸支架更多是在高速船上使用，對于中低速船舶而言，其效果甚微。此外，目前尚未出現將復合節能方式運用到江海直達船上的報道。

發明內容

本發明的目的就是要提供一種復合節能的江海直達船，該江海直達船通過將微溝槽和推力鰭兩種節能方式相結合運用在江海直達船上，不僅達到了減阻的效果，而且提高了船舶的推進效率，從而減少了能源消耗，提高了船舶節能效果。

為實現上述目的，本發明所設計的復合節能的江海直達船，包括船體、以及安裝在船體尾部的舵，所述船體的船舶平行中體上沿水平方向平行設置有均勻間隔分布的微溝槽，所述舵的兩側對稱設有方向相反的推力鰭。這樣，通過將微溝槽和推力鰭兩種節能方式相結合運用在江海直達船上，從而減少了能源消耗，提高了船舶節能效果。

進一步地，所述微溝槽的中心軸線與船舶平行中體的中心軸線重合，所述微溝槽與船舶平行中體的長度之比為0.48～0.52∶1。優選地，所述微溝槽與船舶平行中體的長度之比為0.5∶1。這樣，綜合考慮了經濟性和產生效果的長度，在船舶平行中體段來流均勻，微溝槽產生效果更佳，同時對于微溝槽的布置更為方便。

進一步地，所述微溝槽布置在設計水線與舭部基準線之間，且沿豎向布置的第一個所述微溝槽距設計水線的距離e與船舶吃水線的深度d之比為0.09～0.11∶1。優選地，沿豎向布置的第一個所述微溝槽距設計水線的距離e與船舶吃水線的深度d之比為0.1∶1。這是由于滿載到港時，船舶吃水會下降，因此將微溝槽布置在水線以下。在輕載或空載時，船舶能耗下降，微溝槽產生的作用下降，因此不考慮輕載或空載時的微溝槽效果。

進一步地，所述微溝槽的橫截面形狀呈V形，且相鄰兩個所述微溝槽的間距s＝0.15～0.30mm。優選地，相鄰兩個所述微溝槽的間距s＝0.18～0.25mm。微溝槽的橫截面形狀可以為V形、直角形、梯形、半圓形，其中，微溝槽呈V形減阻效果最佳。相鄰兩個微溝槽距離過小時，微溝槽過于密集，容易導致水流之間相互干擾；相鄰兩個微溝槽距離過大時，微溝槽效果不能充分發揮，因而相鄰兩個所述微溝槽的間距s＝0.18～0.25mm減阻效果最佳。

進一步地，所述微溝槽的高度t＝0.14～0.23mm，頂端夾角γ＝59°～61°。優選地，所述微溝槽的高度t＝0.15～0.20mm，頂端夾角γ＝60°。這樣，微溝槽布置形式類似等邊三角形，可以使微溝槽減阻效果更佳。

進一步地，所述推力鰭與舵前端的距離n與舵的寬度B之比為0.14～0.16∶1。優選地，所述推力鰭與舵前端的距離n與舵的寬度B之比為0.15∶1。這樣，由于所選舵為對稱機翼型，翼型剖面為NACA0015，因而距舵前端0.15B處為舵的最厚處，將推力鰭布置在此范圍內，可以使推力鰭獲得的來流較大。

進一步地，所述推力鰭對稱軸線前端距舵下端的距離m與舵的高度H之比為0.34～0.36∶1。優選地，所述推力鰭對稱軸線前端距舵下端的距離m與舵的高度H之比為0.35∶1。考慮到螺旋槳的布置高度，以及與舵的相對位置，將推力鰭布置在此范圍內，正對螺旋槳的高度，從而使推力鰭獲得的來流較大。