[其他]船舶导流罩推力鳍组合式节能装置

说明书

本发明为一种船舶螺旋桨后节能装置。

现有桨后节能装置有桨后固定导叶、导轮推进装置、反应舵、舵附推力鳍等，均起到回收螺旋桨尾流中旋转能量的作用;但节能效果不显著、多在3-6%。导轮推进装置节能效果虽较好，可达5-15%，并且负荷越重效果越好;但其缺点是初投资大，一艘万吨级船约增加投资20-25万元，相当于一个螺旋桨的价格。若舵与桨之间间隙太小，则不能加装。安装导轮推进装置还增加了螺旋桨的轴负荷，使挠度增加，相应提高了横弯曲振动，结构上需要轴承支承导轮，加工与安装工艺要求均较高。

本发明的任务是研制一种节能效果显著、初投资较少、施工工艺较简便的桨后导流罩推力鳍装置。

船舶螺旋桨能产生旋转的尾流，并在桨毂后面产生低压区，由于桨毂是不良流线形物体，所以粘性和形状阻力增加较多，在桨毂后面装上导流罩，可改善船舶推进性能，其改善程度与螺旋桨负荷大小及舵的形状等有关。

推力鳍装在导流罩上可以充分回收螺旋桨尾流中的旋转能量。推力鳍切面形式是用效率较高的机翼形或工艺简单的折角机翼形，只要安装度合理，会产生较大的升力。

导流罩对螺旋桨尾流进行整流，使推力鳍发挥更大的作用，即导流罩与推力鳍相互之间产生了有利干扰。

本发明由导流罩②、推力鳍③组成（见附图），导流罩②安装在舵①上，推力鳍③安装在导流罩②上，其位置均相应于螺旋桨轴中心线处。

导流罩和推力鳍采用壳板结构，其中有加强筋，旨在减轻重量，保证强度，便于安装。导流罩内的筋板与舵内筋板应对齐，导流罩与推力鳍在结构上要保证连续。安装时采用小胎架，焊接时要控制变形，以保证安装精度。

导流罩的外形尺寸与螺旋桨尺度有一定的关系，与船舶航速关系也较为密切。导流罩的直径为螺旋桨毂径的1.1-1.3倍，导流罩的长度为其直径的2.5-3.5倍，其最大剖面处至导缘的距离为导流罩长度的30-45%。导流罩的外部线型采用鲔鱼外形。

推力鳍面积越大，升力会越大，但展弦比（鳍的展长与弦宽之比值）变小，升力又会减少。取展弦比的范围在0.9-1.7时为最佳。

推力鳍的效果大小关键是机翼面与过桨中心线水平面的夹角，即安装角，其最佳角度是5°-11°。两侧的推力鳍安装角方向相反并有1-4°的角度差，效果最大。

鳍安装的前后位置以舵转动35°后与螺旋桨桨叶仍有一定的间隙为准。鳍的展长不能超过螺旋桨尾流之外。

导流罩与推力鳍的结构比导轮装置简单，安装也方便，不需特别维修保养。初投资仅为螺旋桨的10%左右。

本发明通过模型试验及实船试验，其节能效果为7-14%，1985年7月至1986年4月，模型与实船试验所证实的节能效果如下表：

满载 压载

27000吨散装货船模型1000吨沿海货船模型24000吨油船模型500吨沿海货船实船12节－15节  节能效果10－15％设计航速14节时节能效果14％8.5-11节  节能效果4.5-7.1%设计航速9.8节时，节能效果7.0%14－16节  节能效果1.7-6.9%设计航速15节时，节能效果6.9％（按理论计算的结果，只试了一个安装角情况安装角不一定最佳）8.7-10节  节能效果5.7-7.4%设计航速9.7节时节能效果7.4%以上12－15节  节能效果0.6-2.6%常用航速15节，节能效果0.6%／14-17节  节能效果0.2-1.8%常用航速15.5节时，节能效果1.5%试航表明常用转速范围内，节能效果7％至9％

附图说明：

①舵

②导流罩

③推力鳍