本發(fā)明涉及一種導(dǎo)流鰭，尤其涉及一種單槳船豎式導(dǎo)流鰭，屬于船舶推進(jìn)節(jié)能附體設(shè)備領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)船舶營(yíng)運(yùn)綠色化要求的提出，各種節(jié)能措施得到船東們的重視。特別是MEPC第58次會(huì)議發(fā)布EEDI計(jì)算公式以及2011年7月MEPC第62次會(huì)議上，正式通過(guò)《MARPOL73/78公約》附則Ⅵ修正案，確定了EEDI和SEEMP兩項(xiàng)船舶能效準(zhǔn)則。兩項(xiàng)準(zhǔn)則在2013年1月1日已經(jīng)生效，2015年起強(qiáng)制執(zhí)行，EEDI指數(shù)超標(biāo)的新設(shè)計(jì)船將不能通過(guò)船級(jí)社或IMO的審核，EEDI指數(shù)超標(biāo)的運(yùn)營(yíng)船舶可能被強(qiáng)制報(bào)廢或者無(wú)法進(jìn)入國(guó)際航運(yùn)市場(chǎng)。相比節(jié)能新船型和新型高效推進(jìn)器，節(jié)能附體技術(shù)是一種成本低廉、效果顯著、安全方便的節(jié)能選擇。

常見(jiàn)節(jié)能附體裝置按照安裝位置的不同可分為槳前節(jié)能附體與槳后節(jié)能附體。槳前節(jié)能附體主要包括：補(bǔ)償導(dǎo)管、自由輪、超級(jí)導(dǎo)流管、槳前導(dǎo)流鰭(橫式)、反轉(zhuǎn)槳、非對(duì)稱(chēng)船尾等。槳后節(jié)能附體主要包括：舵附推力鰭、扭曲舵、舵球、后置grim葉輪等。本發(fā)明中的豎式導(dǎo)流鰭適用于單槳船舶，屬于槳前節(jié)能附體裝置。該新型節(jié)能附體裝置結(jié)合了非對(duì)稱(chēng)船尾與槳前導(dǎo)流鰭的優(yōu)點(diǎn)，既能回收舭渦的轉(zhuǎn)動(dòng)能量減少舭渦和斜流造成的螺旋槳推力和力矩脈動(dòng)，從而減小螺旋槳的激振力，同時(shí)，可以在槳前產(chǎn)生一股與螺旋槳旋轉(zhuǎn)方向相反的預(yù)旋流，提高螺旋槳的推進(jìn)效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了提供一種單槳船豎式導(dǎo)流鰭，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，而且能夠有效地回收船舶尾流中的能量且減小螺旋槳的激振力，實(shí)現(xiàn)了安全性與經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：導(dǎo)流鰭的上端和下端均與船體相連，且導(dǎo)流鰭位于船艉槳前方，所述導(dǎo)流鰭的翼型剖面的內(nèi)弦線與船舶航向的夾角為5°-30°。

本發(fā)明還包括這樣一些結(jié)構(gòu)特征：

1.所述內(nèi)弦線的長(zhǎng)度是船艉槳直徑的0.3-0.5倍。

2.導(dǎo)流鰭的翼型是NACA0020翼型或機(jī)翼型或梭型。

3.所述導(dǎo)流鰭的翼型剖面的內(nèi)弦線與船舶航向的夾角為10°。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明是用來(lái)回收船體槳后尾流能量，并改善船舶尾流場(chǎng)，減少螺旋槳激振力的一種節(jié)能裝置。本發(fā)明能夠回收尾流場(chǎng)中的能量，減小螺旋槳的激振力，進(jìn)而提高螺旋槳的水動(dòng)力性能。該項(xiàng)技術(shù)增加了單槳船后螺旋槳水動(dòng)力性能的機(jī)理在于：通過(guò)該豎式導(dǎo)流鰭與水流的攻角作用，在螺旋槳前產(chǎn)生一股與螺旋槳轉(zhuǎn)向相反的預(yù)旋流，這種反向的預(yù)旋流會(huì)減少螺旋槳尾流旋轉(zhuǎn)的損失，從而提高螺旋槳的推進(jìn)效率。雖然預(yù)旋流的產(chǎn)生需要消耗能量，但該豎式導(dǎo)流鰭有助于改善船舶尾流場(chǎng)，將無(wú)用的徑向伴流轉(zhuǎn)化為螺旋槳可直接吸收的軸向伴流，并且緩解螺旋槳旋轉(zhuǎn)而帶來(lái)的伴流場(chǎng)不均勻現(xiàn)象，從而提高螺旋槳的水動(dòng)力性能，減少螺旋槳激振發(fā)生的可能。同時(shí)本發(fā)明具有加工簡(jiǎn)單、安裝方便、成本低的優(yōu)點(diǎn)，符合我國(guó)綠色船舶發(fā)展的要求，是一種具有極大發(fā)展?jié)摿εc應(yīng)用市場(chǎng)新型節(jié)能附體裝置。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的繞流機(jī)制示意圖；

圖3a至圖3c是本發(fā)明的導(dǎo)流鰭的三視圖；

圖4是本發(fā)明的NACA0020剖面輪廓圖；

圖5是本發(fā)明的機(jī)翼型剖面輪廓圖；

圖6是本發(fā)明的梭型剖面輪廓。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

結(jié)合圖1至圖6，本發(fā)明的導(dǎo)流鰭位于船艉槳前，上下兩端皆連接于船體，其剖面翼型與船舶航向成一定的夾角，具體的說(shuō)是內(nèi)弦線b與船舶航向夾角為5°到30°。剖面翼型結(jié)構(gòu)在攻角的作用下，在螺旋槳前流場(chǎng)中產(chǎn)生一股與螺旋槳旋轉(zhuǎn)方向相反的渦流，減少螺旋槳旋轉(zhuǎn)帶來(lái)的漩渦分離造成的能量損失。同時(shí)，該結(jié)構(gòu)可將船艉徑向伴流轉(zhuǎn)換為螺旋槳可以直接吸收的軸向伴流，使軸向伴流更加均勻，減小了螺旋槳的激振力。

進(jìn)一步地，所述導(dǎo)流鰭的剖面翼型可以有多種，沿剖面內(nèi)弦線對(duì)稱(chēng)及非對(duì)稱(chēng)的翼型結(jié)構(gòu)都能起到相同效果。

進(jìn)一步地，翼型剖面內(nèi)弦長(zhǎng)度b為螺旋槳直徑的0.3-0.5倍。

本發(fā)明目的在于提供一種新型導(dǎo)流節(jié)能附體裝置，這種新型的節(jié)能附體裝置可以在槳盤(pán)面前方產(chǎn)生一股預(yù)旋流，然后通過(guò)螺旋槳的反槳效應(yīng)來(lái)回收。同時(shí)該導(dǎo)流鰭改善船舶尾流場(chǎng)，減少舭渦和斜流造成的螺旋槳推力和力矩的脈動(dòng)，使槳盤(pán)面前方的軸向伴流場(chǎng)更加均勻，進(jìn)而減小了螺旋槳的激振力。其繞流機(jī)制如圖2所示，舭部分離渦流(圖2中④所示區(qū)域)的部分能量由豎式導(dǎo)流鰭吸收，同時(shí)改變了伴流的方向，使得流場(chǎng)更為均勻，增加了螺旋槳的推進(jìn)性能，圖中⑤為翼型的尾渦區(qū)。

本發(fā)明中的剖面翼型可是機(jī)翼型、NACA0020翼型、梭型，均可能達(dá)到相似的效果，剖面翼型攻角大小范圍在5°到30°之間。對(duì)于新設(shè)計(jì)的船舶，本節(jié)能附體的最佳節(jié)能效果所對(duì)應(yīng)的剖面翼型與安裝形式需要通過(guò)數(shù)值模擬技術(shù)與船模水池模型試驗(yàn)來(lái)確定。本發(fā)明的導(dǎo)流鰭適用于大多數(shù)內(nèi)陸或遠(yuǎn)洋運(yùn)輸單槳船舶，具有明顯的技術(shù)進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)性特點(diǎn)。