[发明专利]非对称导流孔舵

说明书

本发明涉及一种船用舵，尤其是一种适用于正对螺旋桨的船舶用舵。

当今世界能源短缺问题日趋严重，节能问题成为各国科技技术人员研究的重要课题。就造船业来说，节能主要从船体和船舶动力两方面着手，目前，具有节能效果的舵有导流罩舵，推力鳍舵和麦鲁舵等。导流罩舵的结构特点是在普通流线型舵两侧对着螺旋桨中心线处加装流线回转体，填充在螺旋桨尾流的旋涡低压区内，改善尾流情况，提高推进效率，拖力可提高10％左右，但加工工艺比较复杂。推力鳍舵通过吸收螺旋桨尾流的旋转能量而产生附加推力，该舵的加工制作工艺也比较复杂，且两突出的推力鳍在船舶航行过程中易受损。麦鲁舵的结构特点在普通流线型舵两侧的前后缘交叉排布若干圆管，管的进口位于舵叶两侧，不封口(见图6、图7、图8)。舵两侧的水流可通过圆管相互流动，该舵在满足操纵性的情况下可节约主机功率1～3％。本发明的目的在于提供一种结构比上述节能舵均简单，能较大幅度地节约主机功率，提高船速，减小回转半径，且加工制作较容易的非对称导流孔节能舵。

本发明的技术解决方案是：即在麦鲁舵的基础上进行了改进，具体地说，该舵包括舵体、导流孔和舵杆，在舵体的上半部和下半部内分别设有一根弯曲方向相反的弧形导流孔。对于右旋桨而言，上导流孔从舵体上半部导缘左侧入口，从舵体的上半部随缘右侧出口，上导流孔的中心线向右弯曲，下导流孔从舵体下半部导缘右侧入口，从舵体下半部的随缘左侧出口，下导流孔的中心线向左弯曲。对左旋桨来说，则导流孔的排布恰恰相反，即上导流孔从舵体的上半部导缘右侧入口，从舵本的上半部随缘左侧出口，上导流孔的中心线向左弯曲，下导流孔从舵体的下半部导缘左侧入口，从舵体的下半部随缘右侧出口，导流孔的中心线向右弯曲。

本发明中，导流孔的横截面为平键形、圆形或椭圆形，导流孔既可采用等截面也可采用变截面。

在本发明中，导流孔中心线在水平面内与舵叶横剖面中心线的夹角(交叉角)β为5～50°，导流孔中心线在垂直平面内与舵叶横剖面中心线的夹角(俯仰角)β为0～15°，在特殊情形下，导流孔中心线的曲率为零。在安装使用时，舵体的上半部和下半部以螺旋桨的轴线为分界线。例如，当右旋螺旋桨正转时，由于螺旋桨的旋转加速作用，使得流出盘面的水流不仅具有轴向透导速度，而且具有周向诱导速度，故尾流作与螺旋桨方向相同的旋转运动而作用于舵体的两侧(见图4、图5)，螺旋桨盘面右边部分的螺旋状流线均以一定的冲角作用于舵体右面下半部，盘面左边的流线则作用于舵体左面的半部，通过导流孔吸收螺旋桨尾流的旋转装置，产生附加推力，另外，由于改变了水流的扭曲，使得轴向诱导速度增大，从而提高了推进效率。实船测试结果表明本发明的节能舵能取得较好的节能效果，与普通流线型舵相比，在航速相同时，轴功率可下降3.0～12.9％，在轴功率相同时，航速可提高2.5～9.2％，全速回转时，回转圈半径减小4～12％。

本发明的节能舵还具有结构简单，加工制作容易，安装方便的优点。该舵适合装配在舵处于螺旋桨尾流中的船舶，特别适宜于重负荷，低航速的船舶，如推轮、拖船等。

本发明的具体结构由附图和实施例给出。

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中A-A截面的视图；

图3为图1中B-B截面的视图；

图4为右旋桨正转时尾流的螺旋状流线图；

图5为图4的俯视图；

图6为麦鲁舵的结构示意图；

图7为图6中A＇-A＇截面的视图；

图8为图6中B＇-B截面的视图。

下面结合附图和实施例对本发明作更为详细的说明。

实施例1：(以右螺旋桨船为例)

参照图1、图2、图3，非对称导流孔舵由舵体1、两根弯曲方向相反的弧形导流孔2和舵杆3构成，舵体1采用的CN0018流线型平衡舵，展长1200mm，弦长820mm，展弦比为1.463，导流孔2为等截面孔，横截面形状为平键形，尺寸为460mm×70mm×R35mm，上导流孔2从舵体1的上半部导缘左侧入口，从舵体1的上半部随缘右侧出口，上导流孔2的中心线向右弯曲，下导流孔2从舵体1的下半部导缘右侧入口，从舵体1的下半部随缘左侧出口，导流孔2的中心线向左弯曲，交叉角θ为30°俯仰角β为3°。该舵适用于船长26.00m、型宽6.00m、吃水1.30m的6212型赣浔拖船。

实施例2：(右螺旋桨船用舵)