本发明涉及船舶,尤其涉及一种船艉节能装置及双桨船。
背景技术:
1、船舶常见的附体主要包括舵叶、轴、轴支架、舭龙骨等,对于公务船、客船等中高速双桨船舶来说,附体阻力一般占总阻力比重可达10%-40%,附体的流场状态及其与船体及螺旋桨之间的相互干扰相当复杂。
2、相关技术中,船舶的船艉位置处设置有舵叶和螺旋桨,舵叶与船底板连接,舵叶一般安装在螺旋桨正后方,舵叶的下端向下延伸至船的纵向基线位置处。当船航行时,舵叶在螺旋桨的旋转尾流作用下不仅会产生较大的阻力且上下半部的受力差异明显,舵叶下半部的阻力远大于上半部的阻力,还会引起舵叶与船体尾部结构相互振动等不利的影响。而且高速旋转的螺旋桨后方存在明显的尾涡能量损失,从而降低中高速船舶的快速性能。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种船艉节能装置及双桨船,以解决相关技术中舵叶设置在螺旋桨正后方,不仅会产生较大阻力且上下半部的阻力差异明显,易引起振动且螺旋桨后方易形成尾涡,降低船舶行进速度的问题。
2、为达此目的,本发明采用以下技术方案:
3、第一方面,本发明提供了一种船艉节能装置,该船艉节能装置包括:
4、舵叶,所述舵叶用于与船本体传动连接,所述舵叶的横截面积由上至下逐渐减小;
5、桨轴,所述桨轴包括连接段和延伸段,所述连接段和所述延伸段沿所述桨轴的轴向延伸设置且相连接,所述连接段能够与所述船本体传动连接,所述舵叶整体设置于所述延伸段的轴线的上方,所述延伸段的后端延伸至所述舵叶的下方位置处;
6、螺旋桨和消涡鳍,所述螺旋桨固定设置在所述连接段,所述消涡鳍固定设置于所述连接段或所述延伸段,所述消涡鳍设置于所述螺旋桨的后方。
7、在其中一个实施例中,在所述桨轴的轴向方向上,所述延伸段的径向尺寸由前至后逐渐减小。
8、在其中一个实施例中,所述螺旋桨包括相连接的桨毂和多个桨叶,多个所述桨叶沿所述桨毂的周向设置;
9、其中,所述延伸段的前端的径向尺寸与所述桨毂的径向尺寸相等,和/或,所述延伸段的后端与所述舵叶的底壁的后侧边在前后方向上的位置相平齐。
10、在其中一个实施例中,所述延伸段配置为圆锥体,所述圆锥体的底端与所述连接段相连接,所述圆锥体的尖端与所述舵叶的底壁的后侧边在所述前后方向上的位置相平齐,所述延伸段为内部中空结构。
11、在其中一个实施例中,所述消涡鳍包括多个鳍片,所述鳍片与所述连接段或所述延伸段相连接,多个所述鳍片沿所述连接段的周向设置;
12、其中,所述鳍片与所述桨叶的数量相等,所述鳍片的半径与所述桨叶的半径的比例为0.2,所述鳍片的根部前端与所述桨叶的根部后端在所述桨轴的轴向方向上的轴向距离与所述桨叶的半径的比例为0.1。
13、在其中一个实施例中,所述舵叶具有第一侧壁和第二侧壁,所述第一侧壁和所述第二侧壁在前后方向上相对设置,所述第一侧壁与所述第二侧壁之间的距离由上至下逐渐减小;和/或,
14、所述舵叶具有第三侧壁和第四侧壁,所述第三侧壁和所述第四侧壁在左右方向上相对设置,所述第三侧壁与所述第四侧壁之间的距离由上至下逐渐减小。
15、在其中一个实施例中,所述舵叶的底壁与所述延伸段之间具有活动间距,所述舵叶的底壁的高度由前至后逐渐降低;
16、其中,所述舵叶的展弦比为1.1-1.3。
17、在其中一个实施例中,所述延伸段与所述连接段可拆卸连接,和/或,所述舵叶具有连接部,所述连接部能够与所述船本体可拆卸连接。
18、第二方面,本发明提供了一种双桨船,包括船本体和上述任一方案中的船艉节能装置,所述船艉节能装置设置于所述船本体的船艉位置处,所述船艉节能装置设置有两组,两组所述船艉节能装置分设于所述船本体的纵向基线两侧。
19、在其中一个实施例中,所述舵叶、所述桨轴、所述消涡鳍和部分所述螺旋桨均位于所述船本体的纵向基线以上。
20、本发明的有益效果为:
21、本发明提供一种船艉节能装置及双桨船,该船艉节能装置通过消涡鳍、延伸至舵叶的下方位置处的桨轴延伸段以及位于桨轴延伸段的轴线上方的舵叶之间的相互配合,能够降低舵叶所受的阻力,减少了尾涡造成的能量损失,从而降低船舶航行阻力,提升了螺旋桨的推进效率,提高了船舶的快速性能。
1.一种船艉节能装置,其特征在于,所述船艉节能装置包括:
2.根据权利要求1所述的船艉节能装置,其特征在于,在所述桨轴(2)的轴向方向上,所述延伸段(22)的径向尺寸由前至后逐渐减小。
3.根据权利要求2所述的船艉节能装置,其特征在于,所述螺旋桨(3)包括相连接的桨毂(31)和多个桨叶(32),多个所述桨叶(32)沿所述桨毂(31)的周向设置;
4.根据权利要求3所述的船艉节能装置,其特征在于,所述延伸段(22)配置为圆锥体,所述圆锥体的底端与所述连接段(21)相连接,所述圆锥体的尖端与所述舵叶(1)的底壁的后侧边在所述前后方向上的位置相平齐,所述延伸段(22)为内部中空结构。
5.根据权利要求3所述的船艉节能装置,其特征在于,所述消涡鳍(4)包括多个鳍片(41),所述鳍片(41)与所述连接段(21)或所述延伸段(22)相连接,多个所述鳍片(41)沿所述桨轴(2)的周向设置;
6.根据权利要求1所述的船艉节能装置,其特征在于,所述舵叶(1)具有第一侧壁和第二侧壁,所述第一侧壁和所述第二侧壁在前后方向上相对设置,所述第一侧壁与所述第二侧壁之间的距离由上至下逐渐减小;和/或,
7.根据权利要求1所述的船艉节能装置,其特征在于,所述舵叶(1)的底壁与所述延伸段(22)之间具有活动间距,所述舵叶(1)的底壁的高度由前至后逐渐降低;
8.根据权利要求1所述的船艉节能装置,其特征在于,所述延伸段(22)与所述连接段(21)可拆卸连接,和/或,所述舵叶(1)具有连接部,所述连接部能够与所述船本体(5)可拆卸连接。
9.一种双桨船,其特征在于,包括船本体(5)和权利要求1-8任一项所述的船艉节能装置,所述船艉节能装置设置于所述船本体(5)的船艉位置处,所述船艉节能装置设置有两组,两组所述船艉节能装置分设于所述船本体(5)的纵向基线的两侧。
10.根据权利要求9所述的双桨船,其特征在于,所述舵叶(1)、所述桨轴(2)、所述消涡鳍(4)和部分所述螺旋桨(3)均位于所述船本体(5)的纵向基线以上。