[發明專利]船舶水動力綜合節能裝置及安裝方法

有效

• 申請號: 202011011913.5
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN112124542B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 姚智衡;姚奉
• 申請（專利權）人: 宜昌一凡船舶設計有限公司
• 主分類號: B63H1/28
• 分類號: B63H1/28;B63H5/07;B63H23/32
• 代理公司: 宜昌市慧宜專利商標代理事務所(特殊普通合伙) 42226
• 代理人: 彭婭

本發明提供了船舶水動力綜合節能裝置及安裝方法，船舶水動力綜合節能裝置，其特征在于，它包括用于對螺旋槳產生的渦流進行消能的槳舵組合消渦節能裝置，所述槳舵組合消渦節能裝置固定安裝在螺旋槳尾軸的尾部，并與舵葉轉動配合；包括安裝在舵葉上用于消渦整流的組合式節能整流鰭；包括安裝在船舶本體的雙尾鰭上，并位于螺旋槳之前的前置整流鰭結構。此綜合節能裝置針對現有的船舶節能技術所存在不足，分別采用相應的技術方案對其進行改進，以求達到節能目的，而且將所有的節能方式有機綜合利用之后，能夠起到最終的節能效果。

技術領域

本發明涉及船舶節能技術領域，特別是涉及船舶水動力綜合節能裝置及安裝方法。

背景技術

現有的船舶節能方式主要有以下幾種：

第一種，是在螺旋槳尾端面安裝消渦鰭。用以回收螺旋槳轂渦能量損失的船舶水動力節能裝置；是將螺旋槳將軍帽增設與螺旋槳片數相同的小葉片，隨螺旋槳同軸旋轉。當船舶航行前進時，螺旋槳轉動時在槳轂附近流場會產生渦流損耗能量，安裝在螺旋槳轂后的消渦鰭在同步工作，打散轂渦、矯直尾流，從而降低螺旋槳扭矩并增加推力，使螺旋槳渦流能量損失減少，達到提高效率的目的。

第二種，是采用節能舵球。舵球通常安裝在船舶舵葉上正對螺旋槳的中心位置，舵球首為半球型，并分兩半向舵葉后方延伸，形成長水滴流線形型體，填充了螺旋槳彀后的低壓空間，對槳后水流有良好的整流作用，從而減少了紊流以及水流旋轉引起的能量損失。

第三種，在螺旋槳前前置導管。前置導管是一個半圓管形的半導管，安裝于螺旋槳前上方，導管的截面為機翼形，由橫向縱隔板組成框架與船體外板焊接而成。前置導管安裝于螺旋槳的前上方，水流流經機翼形截面時，在機翼斷面處產生環流，環流的作用加快了導管內的水流進度，導管外的流速降低，其結果將有較多的水均勻流向螺旋槳上方2/3盤面處，提高了螺旋槳效率；在導管環流作用下，尾部水流分離現象小，減小了旋渦阻力，降低了能量損失。

第四種，在內河船上拉桿襟翼舵或者舵兩端加裝制流板。

上述幾種節能方式分別存在一下幾個方面的問題：

第一種，消渦鰭的特征是在主螺旋槳的后方增加設置一個小的螺旋槳，小槳直徑約為主槳的0.2-0.28D，小螺旋槳的制造需要制模、鑄造、加工、打磨等諸多加工環節，其制造藝復雜，成本高。

第二種，舵球這一技術由于制造工藝簡易被廣泛采用，但是，該節能裝置與螺旋槳后的安裝間隙客觀上存在一段距離空檔，使這一距離與螺旋槳消渦鰭過渡不暢，螺旋槳后的渦流實際還有一段未有消減，損失了螺旋槳后舵球的消渦效果。再有：在船舶操舵使舵葉轉動大于0°~35°之時，舵球隨舵葉轉動后與螺旋槳軸系中心線形成了夾角，這時的舵球橫檔在螺旋槳之后，非但不能夠對螺旋槳漿后渦流起到消減的作用，反而會形成阻力和使共漿后尾流更加紊亂。

第三種，雖然，螺旋槳前置導管后有良好的節能效率，但是用于內河船時，由于受水域自然情況影響，在季節性漲水之時，陸域上雜物雜草受漲水影響而大量漂浮于水面，不可避免形成對槳前的前置導管形成纏繞，纏繞后的前置導管就使共節能效果于前功盡棄，又進一步增加船舶航行阻力，更為嚴重的是，給船舶安全帶來隱患，其連鎖反應可能造成巨大經濟損失。

第四種，但是拉桿襟翼舵較為復雜的結構的水密殼體體積較大，為了制造方便，工廠一般將拉桿舵的拉桿腔制造成一個長方體形狀，這種長方體在船舶航行中，螺旋槳尾流流經之這一長方體時，會產生上下左右紊亂的繞流，紊亂的繞流會損失螺旋槳推力，這種在螺旋槳后較大的體積又增大了形狀阻力。

發明內容

本發明的主要目的是解決上述背景技術存在的不足，提供船舶水動力綜合節能裝置及安裝方法，此綜合節能裝置針對現有的船舶節能技術所存在不足，分別采用相應的技術方案對其進行改進，以求達到節能目的，而且將所有的節能方式有機綜合利用之后，能夠起到最終的節能效果。