新型的针对小方型系数船舶的节能导管的制作方法

1.本发明涉及船舶技术领域，特别涉及一种新型的针对小方型系数船舶的节能导管。


背景技术：

2.当前船舶行业，船东对于油耗的要求日益严格，船舶排放越来越低碳环保，越来越多的新建和改造船舶安装桨前预旋节能导管。加装水动力节能装置，在相同航速下可降低船舶的主机功率，从而达到减少碳排放的目的。
3.目前常用的水动力节能装置，主要都是针对大方型系数(方型系数在0.6以上)的，特别是方型系数在0.8及以上的散货船和油船，水动力节能装置的节能减排效果更好。而对于方型系数在0.5左右的船舶，现有的水动力节能装置不但不能起到节能减排作用，还有可能会增加船舶功率损耗，增加碳排放。
4.目前，桨前预旋节能导管的形式主要有：数个预旋导叶加一个扇形导管的组合体，导叶数量一般为4-5，依船舶尾部流场而定，扇形导管可以位于导叶的长度范围内，也可以位于导叶的顶端，导管既可以是部分圆弧，也可以是一个整圆。该种节能导管形式是目前市场上最为普遍的产品。另一方面，也有数个预旋导叶加两个扇形导管的组合体。由数个导叶加两个不同半径的扇形导管组成，导叶的数量和分布以及两个扇形导管和导叶的相对位置根据不同船舶尾部伴流场水动力特征而定。
5.现有水动力节能装置存在的问题如下：
6.(1)适用范围较小，只适用于方型系数在0.6以上的船舶，不适应于方型系数在0.6以下的船舶；
7.(2)结构较复杂，圆形或半圆形导管一到两个，支撑导叶4到5个。


技术实现要素：

8.本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种新型的针对小方型系数船舶的节能导管。
9.本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
10.一种新型的针对小方型系数船舶的节能导管，其包括导管和导叶，导叶的底部固接于船体尾部的外板；导管为不大于半圆的圆弧段；导叶为三个；该三个导叶分别为位于左侧的导叶、位于中部的导叶和位于右侧的导叶；位于中部的导叶的顶部固接于导管的底部；导管的两端分别固接于位于左侧的导叶和位于右侧的导叶；位于左侧的导叶的顶部和位于右侧的导叶的顶部均延伸至导管的上方。
11.优选方案，导叶的顶部的宽度小于导叶的底部的宽度。
12.优选方案，导叶的顶部的宽度等于导叶的底部的宽度。
13.优选方案，导叶沿其长度方向直线型延伸，导叶的顶部在基平面的投影不超出导叶的底部在基平面的投影的范围。
14.优选方案，导叶沿其长度方向扭曲延伸，导叶的顶部在基平面的投影超出导叶的底部在基平面投影的范围。
15.位于左侧的导叶的长度大于导管的弧形半径。
16.位于右侧的导叶的长度大于导管的弧形半径。
17.位于中部的导叶的长度小于导管的弧形半径。
18.位于左侧的导叶的底部和位于右侧的导叶的底部之间的距离小于位于左侧的导叶的顶部和位于右侧的导叶的顶部之间的距离。
19.所述新型的针对小方型系数船舶的节能导管适用于方型系数在0.6以下的船舶上。
20.本发明的有益效果在于：本发明解决了现有水动力节能导管不能适用于方型系数在0.6以下的船舶的问题，通过新型的节能导管设计，最大限度的提高船舶节能减排效果。本发明的节能导管扩大了节能导管的使用范围，解决了节能导管在小方型系数船舶上使用的问题，有效地提升了小方型系数船舶的节能减排。本发明采用精简的结构，有效地实现船舶的节能减排，其结构简单，加工方便，制造成本低。
附图说明
21.图1为本发明较佳实施例的结构示意图。
具体实施方式
22.下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。
23.如图1所示，一种新型的针对小方型系数船舶的节能导管，其适用于方型系数在0.6以下的船舶上。
24.该新型的针对小方型系数船舶的节能导管，其包括导管10和导叶，导叶的底部固接于船体尾部的外板11；导管10为不大于半圆的圆弧段。
25.导叶为三个；该三个导叶分别为位于左侧的导叶21、位于中部的导叶22和位于右侧的导叶23。
26.位于中部的导叶22的顶部固接于导管10的底部；导管10的两端分别固接于位于左侧的导叶21和位于右侧的导叶23。导叶和导管之间为焊接连接。
27.位于左侧的导叶21的顶部和位于右侧的导叶23的顶部均延伸至导管10的上方。
28.导叶的形状根据船舶尾流场特征，其宽度可以采用不同的形式。
29.第一种形式，导叶的顶部的宽度小于导叶的底部的宽度，即导叶采用上窄下宽的形式。本实施例中，位于左侧的导叶21和位于右侧的导叶23均采用上窄下宽的形式。具体而言，位于左侧的导叶21的顶部的宽度小于位于左侧的导叶21的底部的宽度；位于右侧的导叶23的顶部的宽度小于位于右侧的导叶23的底部的宽度。
30.第二种形式，导叶的顶部的宽度等于导叶的底部的宽度，即导叶采用上下一样宽的形式。本实施例中，位于中部的导叶22采用上下一样宽的形式。即，位于中部的导叶22的顶部的宽度等于位于中部的导叶22的底部的宽度。
31.第三种形式，导叶还可以采用上宽下窄的剖面形式。
32.导叶的形状根据船舶尾流场特征，其长度方向的外形可以采用不同的形式。
33.第一种形式，导叶可以采用直线型，即：导叶沿其长度方向直线型延伸，导叶的顶部在基平面的投影不超出导叶的底部在基平面的投影的范围。
34.本实施例中，位于中部的导叶22采用直线型，即，位于中部的导叶22沿其长度方向直线型延伸，位于中部的导叶22的顶部在基平面的投影不超出位于中部的导叶22的底部在基平面的投影的范围。
35.第二种形式，导叶也可以采用扭曲型，即：导叶沿其长度方向扭曲延伸，导叶的顶部在基平面的投影超出导叶的底部在基平面投影的范围。
36.本实施例中，位于左侧的导叶21和位于右侧的导叶23均采用扭曲型；即：位于左侧的导叶21沿其长度方向扭曲延伸，位于左侧的导叶21的顶部在基平面的投影超出位于左侧的导叶21的底部在基平面投影的范围；位于右侧的导叶23沿其长度方向扭曲延伸，位于右侧的导叶23的顶部在基平面的投影超出位于右侧的导叶23的底部在基平面投影的范围。
37.本实施例中，位于左侧的导叶21的长度大于导管10的弧形半径；位于右侧的导叶23的长度大于导管10的弧形半径；位于中部的导叶22的长度小于导管10的弧形半径。
38.位于左侧的导叶21的底部和位于右侧的导叶23的底部之间的距离小于位于左侧的导叶21的顶部和位于右侧的导叶23的顶部之间的距离。即，本技术方案的节能导管，整体上呈现扇形分布。
39.以常规的方型系数在0.5左右的汽车滚装船为例，本发明的节能导管在设计吃水状态下的节能效果如表1所示。表1中，es(energy saving的简写)表示节能效果，负号表示船舶主机功率降低。表1中，“without”表示裸船体，“with_fd”表示船体加装节能导管，vs表示航速，etad表示推进效率，nt表示转速，pdt表示收到功率，pe表示有效功率。
40.表1节能效果分析
[0041][0042]
从表1中可以看出，本发明的节能导管的节能效果在1.5％左右，最高可达1.8％。
[0043]
本发明的节能导管采用新型的结构外形，导叶为两边长中间短，同时导管不超过两边的导叶；两边导叶通过扭曲，更好地起到节能效果。
[0044]
本发明解决了现有水动力节能导管不能适用于方型系数在0.6以下的船舶的问题，通过新型的节能导管设计，最大限度的提高船舶节能减排效果。
[0045]
本发明的节能导管扩大了节能导管的使用范围，解决了节能导管在小方型系数船舶上使用的问题，有效地提升了小方型系数船舶的节能减排。
[0046]
本发明采用精简的结构，有效地实现船舶的节能减排，其结构简单，加工方便，制造成本低。
[0047]
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。