[发明专利]一种船用螺旋线型导管鳍

说明书

本发明涉及一种船用螺旋线型导管鳍，属于船舶设计制造技术领域。本发明由螺旋线型导管和辐射状鳍片有机组合而成；从船艉向船艏方向，螺旋线型导管呈逆时针螺旋线形展开状，螺旋线的起始端位于第二象限，螺旋线的末端位于第二象限或第三象限；在螺旋线起始端和末端之间的旋转区域内分别布置多片预旋和支撑鳍片，鳍片以原点为中心呈辐射状，可沿着船长方向错位布置；螺旋线始端鳍片和终端鳍片之间的劣弧区域为内外双层导管。本发明提供了一种可精准调节流场、节能效果显著的装置，通过螺旋线型导管和辐射状鳍片的合理布局与有机组合，精准改变船舶尾部不利的流动，达到相同状态下节能效果最大化的目的。

技术领域

本发明涉及一种船用螺旋线型导管鳍，属于船舶设计制造技术领域。

背景技术

目前随着全世界温室效应的日益加剧，IMO(International MaritimeOrganization国际海事组织)的MEPC(Marine Environment Protection Committee海事环境保护委员会)第76次会议对于所有营运船舶航行中节能减排提出了明确的指标和实施时间的要求，包括EEXI(Energy Efficiency Index of Existing Vessel)和碳强度，并进行评级，评级差将被强制要求采取节能减排措施。要达到具有竞争力的减排目标，船舶水动力节能技术就是一种非常重要的、有效的减排措施。水动力节能技术在过去四十年进行了广泛的研究，开发了补偿导管、舵球、舵附推力鳍、桨帽涡轮、Mewis导管等多种节能装置并广泛应用于实船。近年来，也出现了一些新型节能装置，如：中国专利，申请号201310271844.5公开的“前置半导轮”，包括前置半导管以及多个前置导叶片，导管左右几乎对称布置，但未考虑螺旋桨旋向的影响，右侧的大直径导管阻力较大，且对本来的有利流动产生不利影响，因此节能效果不高。中国专利，申请号CN201710152823.X公开的“一种船用前置导流翼”，包括左圆弧翼板、右圆弧翼板和多片导叶。但左圆弧翼板的半径限制在0.4-0.7R(R为螺旋桨半径)内，无法改变0.7R以外的不利流动，且导叶直接与船体连接，破坏了0.4R以内的有利预旋；右圆弧翼板与左圆弧翼板在螺旋桨轴下方未封闭，无法改善桨轴下方0.4R以内的不利流动，因此节能效果受到限制。

此外，现在的船舶型线设计趋势表现为，尾部型线越来越瘦削，现有技术的节能效果大幅减弱，已经难以适应节能减排的新要求，因此本技术领域亟需开发能够精准适应流场变化的水动力节能技术方案。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的缺陷，提供一种能够精准调节流场且节能效果显著的装置。

本发明提供一种船用螺旋线型导管鳍，包括螺旋线型导管和辐射状鳍片；从船艉向船艏方向，所述螺旋线型导管呈逆时针螺旋线展开状；垂直于螺旋桨中轴线的平面上设一虚拟的直角坐标系，直角坐标系的原点设为螺旋桨中轴线与所述平面的相交点，X轴正向朝向船体右舷，Y轴正向垂直水平面向上；所述螺旋线型导管在所述平面上的投影为一螺旋线；所述螺旋线的起始端位于第二象限且靠近Y轴，螺旋线的末端位于第二象限或第三象限且靠近X轴；在螺旋线的起始端和末端之间的展开区域内设有鳍片，所述鳍片以原点为中心呈辐射状，鳍片靠近原点的一端与船体或螺旋线型导管连接，远离原点的另一端连接或穿过螺旋线型导管。

优选地，所述螺旋线型导管的起始端设有始端鳍片，始端鳍片靠近原点的一端与船体连接，另一端连接或穿过螺旋线型导管；所述螺旋线型导管的末端设有终端鳍片，终端鳍片远离原点的一端与螺旋线型导管的末端连接，靠近原点的另一端与内侧的螺旋线型导管连接。

优选地，所述螺旋线的起始点设为A点，A点位于第二象限，原点设为O点；A点与O点之间的线段设为AO，螺旋桨半径设为R，AO的长度为0.2-0.4R；AO与Y轴正向轴之间的夹角为0～45°；AO设于始端鳍片上。

优选地，所述螺旋线的末端点设为E点，E点位于第二象限或第三象限，E点与O点之间线段设为EO，EO的长度为0.7-1.1R；EO与X轴负向轴之间的夹角为0～45°；EO设于终端鳍片上。