[发明专利]一种船用滚筒方向舵

说明书

技术领域

一种船用滚筒方向舵，属船舶技术领域，尤其涉及一种船用方向舵。

背景技术

传统的船用方向舵是一块平板或翼型板，一般安装在船尾，通过转摆一定的角度来改变船舶的前进或后退方向。使用传统船舶方向舵的缺点有：低速转弯性能不好，原地转圈或调头较困难，转弯的灵活性较差。

发明内容

本发明的目的是克服传统船舶方向舵的上述不足，发明一种能使船舶转弯灵活的低速转弯性能良好的且能方便船舶原地转圈和调头的船用滚筒方向舵。

一种船用滚筒方向舵，包括支架、导向罩、滚筒和叶片。支架与船体的尾部相连。导向罩与支架固连。滚筒包括滚筒轴、滚筒体、滚筒上端板和滚筒下端板。滚筒轴的上端和下端分别通过轴承安装在支架上。滚筒上端板和滚筒下端板的外径相同，滚筒上端板和滚筒下端板的外径大于滚筒体的外径。叶片的根部通过铰链竖向安装在滚筒上端板和滚筒下端板之间。导向罩位于过滚筒轴的横向铅垂面的前方。导向罩的横断面为一个半径大于滚筒半径的圆弧。导向罩的内壁光滑。导向罩的半径尽可能小，但应确保叶片在滚筒和导向罩之间的间隙中顺利通过。

为使叶片顺利进入导向罩，导向罩的两个靠近过滚筒轴的横向铅垂面的竖直边处向外弯曲。

为减少叶片尖部与导向罩内壁的摩擦，在叶片的尖部安装了减摩辊。

为减少阻力，在导向罩的前方安装整流罩。

导向罩的上段和下段的包角为180°。为提高效率，导向罩的中间段的包角小于15°。

该船用滚筒方向舵的工作原理是：该方向舵安装于船舶的尾部，从滚筒轴的上端往下端观察，动力从滚筒轴的上端输入，船舶前行需左转弯时，动力驱动滚筒顺时针转动，前方来流在转动的滚筒的作用下，大部分会经过滚筒的右侧流向后方，根据库塔-儒科夫斯基升力定律可得该方向舵会产生一个向右的推力，该推力会使船舶左转弯。由于在滚筒上安装有叶片，且叶片在过滚筒轴的横向铅垂面的后方没受导向罩约束而在过滚筒轴的横向铅垂面的前方受导向罩的约束，在叶片的作用下来流会加快向左后方流动，对船体而言会产生更大的逆时针方向的转动力矩，会加快船头向左转弯。同理，若滚筒作逆时针转动，该方向舵会对船舶产生顺时针方向的转动力矩，船头会向右转弯。船舶后退时，该方向舵也能使船体转弯，但滚筒的转动方向应反过来。由于有了叶片的存在，即使是船舶的前进或后退的速度很慢或为零，该方向舵也能使船体转弯或原地转圈和调头。

为减少船舶的前行阻力，该方向舵与船尾相连处安装了能升降的装置，船舶高速巡航时将该方向舵升高让其大部分露出水面，低速时将其全部没入水中。

附图说明

图1是本发明一种船用滚筒方向舵的正视示意图；图2是图1的俯视示意图，图2中滚筒的转动方向为顺时针，且叶片处于最后位置；图3是图2的左视示意图；图4是该方向舵的滚筒作顺时针转动且叶片进入导向罩时的状态示意图；图5是该方向舵的滚筒作逆时针转动且叶片处于最后位置时的状态示意图；图6是该方向舵的滚筒作逆时针转动且叶片进入导向罩时的状态示意图。

图中，1-支架；2-导向罩；3-滚筒，31-滚筒轴，32-滚筒体，33-滚筒上端板，34-滚筒下端板；4-叶片；5-船舶的前进方向指示。

具体实施方式

现结合附图对本发明加以具体说明：一种船用滚筒方向舵，包括支架1、导向罩2、滚筒3和叶片4。支架1与船体的尾部相连。导向罩2与支架1固连。滚筒3包括滚筒轴31、滚筒体32、滚筒上端板33和滚筒下端板34。滚筒轴31的上端和下端分别通过轴承安装在支架1上。滚筒上端板和滚筒下端板的外径大于滚筒体（32）的外径。叶片4的根部通过铰链竖向安装在滚筒上端板33和滚筒下端板34之间。导向罩2位于过滚筒轴31的横向铅垂面的前方。导向罩2的横断面为一个半径大于滚筒3半径的圆弧。导向罩2的内壁光滑。导向罩2的半径尽可能小，但应确保叶片4在滚筒3和导向罩2之间的间隙中顺利通过。

为使叶片4顺利进入导向罩2，导向罩2的两个靠近过滚筒轴31的横向铅垂面的竖直边处向外弯曲。

为减少叶片4尖部与导向罩2内壁的摩擦，在叶片4的尖部安装了减摩辊。

导向罩2的上段和下段的包角为180°。为提高效率，导向罩2的中间段的包角小于15°。