[发明专利]复合节能的江海直达船

说明书

技术领域

本发明涉及江海直达船，具体地指一种复合节能的江海直达船。

背景技术

随着人们对自然环境的关注度愈来愈高，以及对环境保护意识的提升，节能环保、低碳减排已成为各国发展国民经济的一项长远战略方针，也是必然选择。2011年7月，国际海事组织(Internationan Maritime Organization)召开了海上环境保护委员会第62届会议，其中确立了“船舶能效设计指数”EEDI船舶能效标准，对船舶运营和设计建造提出了新的更加严格的要求，船舶节能环保技术的探讨和研究显得尤为重要。

EEDI技术性节能减排措施囊括了很多方面，例如新型能源的应用和开发、废热回收系统的应用以及船体线型优化设计等，其中，相当重要的一个方面即为新型节能技术的应用和开发，旨在提高船舶的快速性，其主要包括以下几方面的研究：一为减少船体所受到的阻力，例如：球鼻艏、减阻涂层、气泡减阻、微沟槽减阻等；二为提高推进系统的推进效率，例如：新型螺旋桨的设计开发、节能附体的研究和开发等；三为节省船舶的能耗，例如：节能轴支架、导流管、舵附推力鳍等。

然而，现有技术中存在如下不足：(1)球鼻艏的建造费用过高，而且对球鼻艏设计要求高，若设计不佳不仅不能减阻，反而使阻力增大；(2)气泡减阻对船底部有改造要求，气泡装置成本较高；(3)节能轴支架更多是在高速船上使用，对于中低速船舶而言，其效果甚微。此外，目前尚未出现将复合节能方式运用到江海直达船上的报道。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种复合节能的江海直达船，该江海直达船通过将微沟槽和推力鳍两种节能方式相结合运用在江海直达船上，不仅达到了减阻的效果，而且提高了船舶的推进效率，从而减少了能源消耗，提高了船舶节能效果。

为实现上述目的，本发明所设计的复合节能的江海直达船，包括船体、以及安装在船体尾部的舵，所述船体的船舶平行中体上沿水平方向平行设置有均匀间隔分布的微沟槽，所述舵的两侧对称设有方向相反的推力鳍。这样，通过将微沟槽和推力鳍两种节能方式相结合运用在江海直达船上，从而减少了能源消耗，提高了船舶节能效果。

进一步地，所述微沟槽的中心轴线与船舶平行中体的中心轴线重合，所述微沟槽与船舶平行中体的长度之比为0.48～0.52∶1。优选地，所述微沟槽与船舶平行中体的长度之比为0.5∶1。这样，综合考虑了经济性和产生效果的长度，在船舶平行中体段来流均匀，微沟槽产生效果更佳，同时对于微沟槽的布置更为方便。

进一步地，所述微沟槽布置在设计水线与舭部基准线之间，且沿竖向布置的第一个所述微沟槽距设计水线的距离e与船舶吃水线的深度d之比为0.09～0.11∶1。优选地，沿竖向布置的第一个所述微沟槽距设计水线的距离e与船舶吃水线的深度d之比为0.1∶1。这是由于满载到港时，船舶吃水会下降，因此将微沟槽布置在水线以下。在轻载或空载时，船舶能耗下降，微沟槽产生的作用下降，因此不考虑轻载或空载时的微沟槽效果。

进一步地，所述微沟槽的横截面形状呈V形，且相邻两个所述微沟槽的间距s＝0.15～0.30mm。优选地，相邻两个所述微沟槽的间距s＝0.18～0.25mm。微沟槽的横截面形状可以为V形、直角形、梯形、半圆形，其中，微沟槽呈V形减阻效果最佳。相邻两个微沟槽距离过小时，微沟槽过于密集，容易导致水流之间相互干扰；相邻两个微沟槽距离过大时，微沟槽效果不能充分发挥，因而相邻两个所述微沟槽的间距s＝0.18～0.25mm减阻效果最佳。

进一步地，所述微沟槽的高度t＝0.14～0.23mm，顶端夹角γ＝59°～61°。优选地，所述微沟槽的高度t＝0.15～0.20mm，顶端夹角γ＝60°。这样，微沟槽布置形式类似等边三角形，可以使微沟槽减阻效果更佳。

进一步地，所述推力鳍与舵前端的距离n与舵的宽度B之比为0.14～0.16∶1。优选地，所述推力鳍与舵前端的距离n与舵的宽度B之比为0.15∶1。这样，由于所选舵为对称机翼型，翼型剖面为NACA0015，因而距舵前端0.15B处为舵的最厚处，将推力鳍布置在此范围内，可以使推力鳍获得的来流较大。

进一步地，所述推力鳍对称轴线前端距舵下端的距离m与舵的高度H之比为0.34～0.36∶1。优选地，所述推力鳍对称轴线前端距舵下端的距离m与舵的高度H之比为0.35∶1。考虑到螺旋桨的布置高度，以及与舵的相对位置，将推力鳍布置在此范围内，正对螺旋桨的高度，从而使推力鳍获得的来流较大。