一种船舶及螺旋桨的设置方法与流程

本申请涉及船舶推进技术领域，具体而言，涉及一种船舶及螺旋桨的设置方法。

背景技术：

螺旋桨设置在船体外的尾部，螺旋桨旋转时，带动水流向后流动以推动船舶运行。但这样的方式，能量的利用效率不是特别理想，由于船舶的运行需要消耗大量的能源，因此，为了节约能源，需要进一步提高能量的利用效率。

技术实现要素：

本申请实施例的目的在于提供一种船舶及螺旋桨的设置方法，以提高能量的利用效率，节约能源。

为了实现上述目的，本申请的实施例通过如下方式实现：

第一方面，本申请实施例提供一种船舶，包括船体，所述船体入水时，船体底部浸没于水中，所述船体底部设有通道，用于设置螺旋桨，所述通道的出口位于所述船体底部的尾部；所述螺旋桨与所述出口之间的通道的内径不大于定位内径，所述螺旋桨的直径小于所述定位内径，且所述螺旋桨的直径与所述定位内径的差异比例不超过预设差异比例，其中，所述定位内径表示设置所述螺旋桨处的通道的内径，所述预设差异比例在0至0.3之间；其中，在所述螺旋桨设置于所述通道内时，所述螺旋桨转动时将通道内的水流向所述出口方向推送。

在本申请实施例中，通过在船体底部开设通道，将螺旋桨设置在通道内，并且，螺旋桨与出口之间的通道的内径不大于定位内径，螺旋桨的直径小于定位内径，以及，螺旋桨的直径与定位内径的差异比例不超过预设差异比例(可以在0至0.3之间设定)，这样可以有效减小螺旋桨运行时将水流向后推动时的发散角(发散角越大，能量损失越严重)，使得推动的水流具有很小发散角(向外扩散泄力较小)，使得水流产生的推力接近前后反向，更多的能量能够用于推动船舶向前运行，提高水流向后喷射的速度，从而提升能量的利用效率，从而达到节约能源的效果。同时船体底部的通道内有水流通过可以提高船身稳定性。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述预设差异比例为0.05。

在该实现方式中，将预设差异比例设定为0.05，一方面可以尽可能减小水流的发散角，提高能量的利用率，另一方面也可以考虑到一些影响因素带来的形变，避免螺旋桨与通道直接贴合而影响螺旋桨运作的情况，提高船舶的可靠性。

结合第一方面，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述通道的入口到所述螺旋桨之间的通道的内径不小于所述定位内径。

在该实现方式中，通道的入口到螺旋桨之间的通道的内径不小于(可以大于)定位内径，这样可以为通道提供充足的水流，避免入口水流不足对船舶的动力造成的影响。

结合第一方面，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述通道用于间隔设置多个所述螺旋桨。

在该实现方式中，在通道内设置多个螺旋桨，可形成多级动力，并且，由于螺旋桨设置在通道内，各个螺旋桨之间，可以形成一种联动效应(即设置在后的螺旋桨工作时，可以对设置在前的螺旋桨起到一个增强作用)，实现增压效果，进一步提升螺旋桨提供的动力和能量的利用效率，从而节约资源。

结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述通道内设置的每个所述螺旋桨分别对应有定位内径，且距离所述出口相对较近的螺旋桨对应的定位内径不大于距离所述出口相对较远的螺旋桨对应的定位内径。

在该实现方式中，不同螺旋桨对应的定位内径可以不同，但距离出口相对较近的螺旋桨对应的定位内径不大于距离出口相对较远的螺旋桨对应的定位内径，这样能够尽可能减小螺旋桨推动水流的发散角，也能够保证水流的轴向动能(即水流在通道内流动的方向以及水流向出口流出时的方向与船体轴线方向一致的动能)，从而有利于提升能量的利用效率。

结合第一方面的第四种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，分布在所述通道内的多个定位内径沿入口到所述出口的方向，每个所述定位内径的大小依次降低。

在该实现方式中，分布在通道内的多个定位内径沿入口到出口的方向，其大小依次降低，可以尽可能减小螺旋桨推动水流的发散角，保证水流的轴向动能。

结合第一方面，或者结合第一方面的第一种至第五种中任一可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述通道的入口位于所述船体底部的头部，所述通道的方向与所述船体的轴线方向一致。

在该实现方式中，通道的入口位于船体底部的头部，通道的方向与船体的轴线方向一致，这样可以尽可能减小水流在通道内流动时的阻力，进而保证能量的利用效率。

结合第一方面，或者结合第一方面的第一种至第五种中任一可能的实现方式，在第一方面的第七种可能的实现方式中，所述通道的入口位于所述船体底部的两侧，且开设在所述船体底部的两侧的入口关于所述船体的轴线对称。

在该实现方式中，通道的入口位于船体底部的两侧，且开设在船体底部的两侧的入口关于船体的轴线对称，这样能够保证船舶在运行时的稳定性，避免受力不均造成的船舶稳定性降低的问题。

结合第一方面的第六种可能的实现方式，在第一方面的第八种可能的实现方式中，所述入口处设有过滤单元，用于对进入所述通道内的水流进行过滤。

在该实现方式中，入口处设有过滤单元，可以对进入通道内的水流进行过滤，避免杂物进入通道影响螺旋桨运转而给船舶带来安全隐患。

结合第一方面，或者结合第一方面的第一种至第五种中任一可能的实现方式，在第一方面的第九种可能的实现方式中，所述船舶还包括所述螺旋桨，所述螺旋桨用于设置于所述通道内，且所述螺旋桨的直径与所述定位内径的差异比例不超过所述预设差异比例。

在该实现方式中，螺旋桨设置于通道内，且螺旋桨的直径与定位内径的差异比例不超过预设差异比例，这样可以有效减小螺旋桨运行时将水流向后推动时的发散角(发散角越大，能量损失越严重)，使得推动的水流具有很小发散角(向外扩散泄力较小)，使得水流产生的推力接近前后反向，更多的能量能够用于推动船舶向前运行，提高水流向后喷射的速度，从而提升能量的利用效率，从而达到节约能源的效果。同时船体底部的通道内有水流通过可以提高船身稳定性。

第二方面，本申请实施例提供一种螺旋桨的设置方法，船舶的船体入水时，船体底部浸没于水中，所述船体底部设有出口位于所述船体底部的尾部的通道，所述方法包括：从所述通道内确定出内径与所述螺旋桨的直径之间的差异比例不超过预设差异比例的目标位置，其中，所述通道在所述目标位置处的内径大于所述螺旋桨的直径，且所述目标位置处与所述出口之间的通道的内径不大于所述目标位置处的内径，所述预设差异比例在0至0.3之间；在所述目标位置处设置所述螺旋桨，所述螺旋桨转动时将通道内的水流向所述出口方向推送。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种船体底部设有通道的船舶的示意图。

图2为本申请实施例提供的船体底部的通道中设置螺旋桨的示意图。

图3为本申请实施例提供的船体底部的通道中设置多个螺旋桨的示意图。

图4为本申请实施例提供的一种螺旋桨的设置方法的流程图。

图标：100-船舶；110-船体；120-螺旋桨；121-第一螺旋桨；122-第二螺旋桨；123-第三螺旋桨。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

船舶的螺旋桨在运行时，将水向船尾推送，而水对船舶100产生反作用力，从而推动船舶100向前。但在此过程中，由于螺旋桨120向后推送水流时，有着较大的发散角，从而使得水流对船舶100的反作用力的方向并非全部与船舶100的行进方向一致，因此，会产生较大的能量损失。因此，为了提高能量的利用效率，节约能源，本申请的发明人从减小螺旋桨120推送水流的发散角的角度入手，提供一种船舶100及螺旋桨120的设置方法，以提高能量的利用效率，节约船舶100的能源。

请参阅图1，图1为本申请实施例提供的一种船体底部设有通道的船舶100的示意图。

在本实施例中，船舶100可以包括船体110和螺旋桨120，船体110入水时，船体110的一部分浮出水面，一部分浸没于水中，其中，船体底部浸没于水中。在船体底部设有通道，用于设置螺旋桨120，通道的出口位于船体底部的尾部。在螺旋桨120则可以设置于通道内时，螺旋桨120转动时将通道内的水流向出口方向推送，从而对船舶100产生向前的推力，推动船舶100运行。

示例性的，为了保证推力的效果和船舶100的稳定性，靠近出口的一部分(例如一米、三米等)通道，方向可以与船舶100的轴线方向一致，以保证水流从出口喷出时的角度与船舶100的轴线方向一致，使得水流对船舶100的产生的推力方向与船舶100的轴线方向一致，以达到更好的推动效果。当然，为了实现船舶100运行时多样化的运行效果，通道的出口方向也可以根据实际需要进行设定。例如，为了使船舶100在运行时具有更好的动力效果，可以在船体底部开设通道时，将通道的出口方向略微向下偏移一定角度(例如通道的出口方向相较于水平方向向下偏移5°或10°)，为了辅助船舶100转弯，通道的出口方向可以侧向偏移一定角度(例如，为了辅助船舶100左转，通道的出口方向可以向船体110的左侧偏移一定角度，例如20°、30°等，为了辅助船舶100右转，通道的出口方向可以向船体110的右侧偏移一定角度，例如20°、30°等)。因此，此处不作限定，以实际需要为准。

请参阅图2，在本实施例中，螺旋桨120可以设置在通道内，从而能够保证水流从通道内喷出时，其喷射方向具有较好的一致性。而为了提升船舶100对提供动力的能量的利用效率，可以通过减小螺旋桨120后方(此处螺旋桨120运行时推送水流的方向称为螺旋桨120的后方)的通道的内径与螺旋桨120的直径之间的差异，使得螺旋桨120向后推送的水流，具有极小的发散角，从而减小能量损失，提升能量的利用效率，以节约能源。另外，船体底部的通道内有水流通过可以提高船身稳定性。

为了保证在螺旋桨120运行时流入通道内的水流充足，从而保证船舶100的动力，通道可以设定为通道的入口大于等于出口，并且，通道内距离出口相对较近处的内径不大于通道内距离出口相对较远处的内径。这样一方面可以保证为通道内提供充足的水流，一方面可以避免水流在通道内的流动过程中因增大发散角而产生额外的扩散泄力，从而能够减小能量损失，提高能量的利用效率。

示例性的，通道还可以设置为从入口到出口之间，通道的内径逐渐减小，以增强水流从通道内喷射出的压力，从而提升推动效果，但不作为对本申请的限定。

在本实施例中，通道的入口可以位于船体底部的头部，此时，通道的方向可以与船体110的轴线方向一致。这样可以尽可能减小水流在通道内流动时的阻力，进而保证能量的利用效率。

当然，通道的入口也可以位于船体底部的两侧，且开设在船体底部的两侧的入口关于船体110的轴线对称，这样能够保证船舶100在运行时的稳定性，避免受力不均造成的船舶100稳定性降低的问题。

通道的入口还可以位于船体底部的其他位置，通道的入口所在的水平高度与通道的出口所在的水平高度之间的关系，可以基于实际需要来确定，例如，通道的入口所在的水平高度与通道的出口所在的水平高度可以相同，也可以为通道的入口所在的水平高度略高于通道的出口所在的水平高度，此处不作限定。

在本实施例中，为了对进入通道内的水流进行过滤，可以在入口处设置过滤单元，用于过滤杂物，例如一些水生物，水里的垃圾等，从而避免杂物进入通道影响螺旋桨120运转而给船舶100带来的安全隐患。

为了便于对本方案的理解，结合设置在通道内的螺旋桨120，对本方案进行进一步介绍。在本实施例中，螺旋桨120与出口之间的通道的内径不大于定位内径(即在设置螺旋桨120处的通道的内径)，使得经螺旋桨120推送的水流在螺旋桨120与出口之间的通道内流动时，尽可能避免因通道内径变大后水流扩散而产生向外扩散的泄力，从而能够尽可能减小从通道内喷出的水流在通道内流动过程中的能量损失，从而保证能量的利用效率。

而螺旋桨120的直径可以略小于定位内径，且螺旋桨120的直径与定位内径的差异比例不超过预设差异比例，其中，预设差异比例可以在0至0.3之间设定。这样可以有效减小螺旋桨120运行时将水流向后推动时的发散角(发散角越大，能量损失越严重)，使得推动的水流具有很小发散角(向外扩散泄力较小)，使得水流产生的推力接近前后反向，更多的能量能够用于推动船舶100向前运行，提高水流向后喷射的速度，从而提升能量的利用效率，达到节约能源的效果。

示例性的，为了进一步提高船舶100的能量利用效率，可以设定螺旋桨120的直径与定位内径的差异比例不超过0.05(即预设差异比例为0.05)，但不应视为对本申请的限定。将预设差异比例设定为0.05，一方面可以尽可能减小水流的发散角，提高能量的利用率，另一方面也可以考虑到一些影响因素带来的形变，避免螺旋桨120与通道直接贴合而影响螺旋桨120运作的情况，提高船舶100的可靠性。

而通道的入口到螺旋桨120之间的通道的内径则不小于定位内径，入口到螺旋桨120之间的通道的内径也可以大于定位内径，这样能够为通道内提供充足的水流，避免因入口水流不足导致螺旋桨120推送的水流不足而对船舶100的动力造成的影响(入口水流不足会使得螺旋桨120难以充分发挥其功能，损失的能量很多)。

请参阅图3，图3为本申请实施例提供的船体底部的通道中设置多个螺旋桨120的示意图。

在本实施例中，通道中可以间隔设置多个螺旋桨120，形成多级动力，以提升船舶100的动力。例如，在通道中的第一目标位置处设置第一螺旋桨121、第二目标位置处设置第二螺旋桨122、第三目标位置处设置第三螺旋桨123。

由于多个螺旋桨120(第一螺旋桨121、第二螺旋桨122和第三螺旋桨123)设置在通道内，各个螺旋桨120之间，可以形成一种联动效应(即设置在后的螺旋桨120工作时，可以对设置在前的螺旋桨120起到一个增强作用，设置在前的螺旋桨120也能为设置在后的螺旋桨120起到一个增强作用)，能够实现增压效果，进一步提升螺旋桨120提供的动力和能量的利用效率，从而节约资源。

例如，第一螺旋桨121运行时，将通道内的水流从第一螺旋桨121前方向第一螺旋桨121后方推送。而第二螺旋桨122设置在第一螺旋桨121后，第二螺旋桨122运行时，第二螺旋桨122本身会对通道内位于第二螺旋桨122前方的水流产生吸引力，从而便于将水流从第二螺旋桨122前方推送至第二螺旋桨122后方，结合第一螺旋桨121将水流向第二螺旋桨122的方向的推送力，能够产生联动效应，达到增压效果，有利于提升船舶100的动力，同理，第三螺旋桨123与第二螺旋桨122的配合同样能够实现这个效果。

在这样的情况下(通道内间隔设置多个螺旋桨120)，对流入通道内的水流有更大的需求，因此，可以将通道设置为入口处的通道的内径大于出口处的通道的内径，以满足通道的水流充足，从而为船舶100提供充足的动力，并且能够进一步提升能量的利用效率。

示例性的，通道内设置的每个螺旋桨120分别对应有定位内径，且距离出口相对较近的螺旋桨120对应的定位内径不大于距离出口相对较远的螺旋桨120对应的定位内径。

例如，在通道中的第一目标位置处设置第一螺旋桨121，通道在第一目标位置处的内径为第一定位内径，在第二目标位置处设置第二螺旋桨122，通道在第二目标位置处的内径为第二定位内径，在第三目标位置处设置第三螺旋桨123，通道在第三目标位置处的内径为第三定位内径。那么，第一定位内径大于等于第二定位内径，而第二定位内径又大于等于第三定位内径。

不同螺旋桨120对应的定位内径可以不同，但距离出口相对较近的螺旋桨120对应的定位内径不大于距离出口相对较远的螺旋桨120对应的定位内径，这样能够尽可能减小螺旋桨120推动水流的发散角，也能够保证水流的轴向动能(即水流在通道内流动的方向以及水流向出口流出时的方向与船体110轴线方向一致的动能)，从而有利于提升能量的利用效率。

示例性的，分布在通道内的多个定位内径沿入口到出口的方向，每个定位内径的大小依次降低，即，第一定位内径、第二定位内径和第三定位内径，其大小依次降低。这样可以尽可能减小螺旋桨120推动水流的发散角，保证水流的轴向动能，从而提高能量的利用效率。

在本实施例中，考虑到通道内设置的多个螺旋桨120之间的配合作用，可以根据需要确定螺旋桨120的转速，从而尽可能在保证动力的条件下，降低能源的用量，从而节约能源。

请参阅图4，本申请实施例中还提供一种螺旋桨的设置方法，可以包括步骤s10和步骤s20。

示例性的，在本申请实施例提供的船舶的制作过程中，需要在船体底部开设出口位于船体底部的尾部的通道，通道在距离出口相对较近的位置处的内径不大于距离出口相对较远的位置处的内径，船舶的船体入水时，船体底部浸没于水中，为了将螺旋桨安装在通道内，实现提高能量利用效率的效果，可以执行步骤s10。

步骤s10：从通道内确定出内径与螺旋桨的直径之间的差异比例不超过预设差异比例的目标位置，其中，通道在目标位置处的内径大于螺旋桨的直径，且目标位置处与出口之间的通道的内径不大于目标位置处的内径，预设差异比例在0至0.3之间。

在本实施例中，可以从通道内确定出内径与螺旋桨的直径之间的差异比例不超过预设差异比例的目标位置，且预设差异比例在0至0.3之间。

确定出目标位置后，可以执行步骤s20。

步骤s20：在目标位置处设置螺旋桨，螺旋桨转动时将通道内的水流向出口方向推送。

在本实施例中，可以将螺旋桨安装在目标位置，以使螺旋桨在运行时将通道内的水流向出口方向推送。

示例性的，可以在通道内间隔设置多个螺旋桨，以提升船舶的动力。例如，从通道内确定出多个目标位置，每个目标位置的定位内径的大小沿通道入口到出口的方向逐渐降低(当然也可以不变，或者部分降低部分不变，此处不作限定)，并将每个螺旋桨设置在对应的目标位置。

当然，为了进一步提高船舶对能量的利用效率，还可以在通道内确定目标位置时，从通道内确定出内径与螺旋桨的直径之间的差异比例不超过0.05或0.1的目标位置，此处不作限定。

通过这样的方式在船体底部开设的通道内设置螺旋桨可以有效减小螺旋桨运行时将水流向后推动时的发散角，使得水流产生的推力接近前后反向，更多的能量能够用于推动船舶向前运行，提高水流向后喷射的速度，从而提升能量的利用效率，从而达到节约能源的效果。

综上所述，本申请实施例提供一种船舶及螺旋桨的设置方法，通过在船体底部开设通道，将螺旋桨设置在通道内，并且，螺旋桨与出口之间的通道的内径不大于定位内径，螺旋桨的直径小于定位内径，以及，螺旋桨的直径与定位内径的差异不超过预设差异比例(可以在0至0.3之间设定)，这样可以有效减小螺旋桨运行时将水流向后推动时的发散角，使得推动的水流具有很小发散角，使得水流产生的推力接近前后反向，更多的能量能够用于推动船舶向前运行，提高水流向后喷射的速度，从而提升能量的利用效率，从而达到节约能源的效果。同时船体底部的通道内有水流通过可以提高船身稳定性。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。