專利名稱:船舶的制作方法
本發(fā)明涉及船體的形狀，更具體地說，是涉及螺旋槳軸的安裝位置。
圖1為按常規(guī)對稱型船尾形式設(shè)計的螺旋槳船形。圖中標(biāo)號1表示橫截面的線型，2表示船體中心線，3表示螺旋槳軸，4表示螺旋槳的盤面，WL表示載重吃水線。眾所周知，常規(guī)單螺旋槳船的螺旋槳軸通常設(shè)在船體的中心線上。
當(dāng)螺旋槳軸被裝在這樣的位置時，螺旋槳盤面水流入的情況見圖2。圖2所表示的是水流入螺旋槳盤面的速度圖。圖2(A)是伴流分布情況圖2(B)是水流的橫向速度矢量圖，曲線(a)表示在螺旋槳盤面上產(chǎn)生，并與船速有關(guān)的伴流速比，矢量(b)則表示產(chǎn)生在螺旋槳盤面上每一點(diǎn)的伴流橫向速度的方向。由圖可清楚地看到，螺旋槳盤面上所形成的入流對稱于螺旋槳軸3。這樣，船在航行時就形成了復(fù)雜的伴流分布。如圖3所示，伴流的位置于船體中心線2處的螺旋槳軸3變成對稱型。
為了提高裝載能力，具有大方型系數(shù)和大寬度的船舶的數(shù)量一直在增長。由于這種大的方型系數(shù)和寬度，使螺旋槳的盤面上產(chǎn)生出來自上述伴流的環(huán)繞縱軸的垂向渦流。這些垂向渦流由船的兩邊成對產(chǎn)生，使螺旋槳盤面上伴流不均衡。這樣就導(dǎo)致了螺旋槳的效率降低和船體的阻力增大。在這種情況下，要減少航行時的燃料消耗并在裝載量上有所改進(jìn)，就必須改善推進(jìn)效率。
本發(fā)明的目的在于使船具有較高的推進(jìn)效率。
根據(jù)本發(fā)明所提供的船包括近似對稱于船體中心線的船體;
設(shè)置在偏離船體中心線上的螺旋槳軸;
以及安裝在螺旋槳軸上的螺旋槳。
圖1為先有技術(shù)的船體尾部橫剖型線圖;
圖2為裝在先有技術(shù)的船上的螺旋槳盤面上水流速度的圖解;
圖3為裝在先有技術(shù)的船上的螺旋槳盤面上水流的矢量圖;
圖4是根據(jù)本發(fā)明所得的船體尾部橫剖型線圖;
圖5是根據(jù)本發(fā)明的螺旋槳盤面上水流矢量立面圖;
圖6是根據(jù)本發(fā)明的螺旋槳盤面上的水流與螺旋槳轉(zhuǎn)動方向的關(guān)系圖;
圖7是根據(jù)本發(fā)明的實施例的平面圖;
圖8是對照先有技術(shù)的船，根據(jù)本發(fā)明的螺旋槳軸和船體中心線之間距離與相應(yīng)的推進(jìn)功率比的關(guān)系圖。
現(xiàn)在對照這些圖做具體說明，在所有的圖中，相同的標(biāo)號表示相同或相應(yīng)的部件。圖4為根據(jù)本發(fā)明所得船體尾部的橫剖型線圖。如圖4所示，船體結(jié)構(gòu)對稱于船體中心線2，螺旋槳的位置偏離船體中心線。結(jié)果，圖中只有所裝螺旋槳軸是不對稱于船體中心線。
下面說明螺旋槳軸的定位情況。
對照附圖，圖5為船的螺旋槳盤面上水流矢量圖，如圖5所示，水流入矢量(b)是對稱于船體中心線2的速度橫向分量。螺旋槳軸3的軸線水平地置于船體中心線的右舷，螺旋槳的葉片在軸上按順時針方向旋轉(zhuǎn)。
圖6表示了水流入的方向與螺旋槳的旋轉(zhuǎn)方向的關(guān)系。在圖6中，箭頭5表示水流入的方向，即在圖5中由矢量(b)來表示。箭頭6表示螺旋槳旋轉(zhuǎn)的方向。
由圖6可顯見，螺旋槳不斷地接受與螺旋槳軸轉(zhuǎn)向相反的入水環(huán)流，這樣取得的效果仿佛使螺旋槳軸的轉(zhuǎn)速提高了。換言之，將螺旋槳軸設(shè)在此位置上可增加推進(jìn)效率。
如上所說，推進(jìn)效率的增加是由螺旋槳處于船體中心線的右舷時，螺旋槳軸按順時針旋轉(zhuǎn)而獲得，或者由螺旋槳軸處于船體中心線的左側(cè)，按逆時針轉(zhuǎn)動獲得。相反，如果當(dāng)螺旋槳軸設(shè)在右舷并按逆時針旋時，使螺旋槳軸的旋轉(zhuǎn)方向與水流入的環(huán)流方向變得一致，結(jié)果便降低了螺旋槳的推進(jìn)效率。當(dāng)螺旋槳軸處于左舷并按順時針旋轉(zhuǎn)時，螺旋槳的推進(jìn)效率也同樣會降低。
現(xiàn)在對照圖7，它是本發(fā)明實施例的平面圖。尾部的舵被設(shè)在船體中心線上。圖7(A)中的螺旋槳軸3水平平行地偏離船體中心線2，并與之，水平方向上沒有水平傾角;圖7(B)中的螺旋槳軸3的安裝位置與船體中心線有水平傾角。采用(A)式還是采用(B)式要根據(jù)機(jī)艙的空間和主機(jī)的容量而定。根據(jù)實驗結(jié)果，采用(A)式或(B)式兩者在操舵性能和推進(jìn)效率上沒有什么不同。此外，將螺旋槳軸裝設(shè)在離開船體中心線處的船與將螺旋槳裝設(shè)在常規(guī)位置上的船相比，在操舵性能方面也相同。
圖8具體描述了螺旋槳軸3和船體中心線2之間的距離與相應(yīng)的推進(jìn)功率比的關(guān)系，這個關(guān)系是通過對200，000載重噸的礦砂船進(jìn)行推進(jìn)水池試驗得出。圖8中的縱坐標(biāo)表示HP(O)/HP(C)的比率。HP(O)表示當(dāng)螺旋槳設(shè)在偏離船中心線的位置時主機(jī)所產(chǎn)生的推進(jìn)馬力;HP(C)則表示當(dāng)螺旋槳設(shè)在船體中心線上時主機(jī)所產(chǎn)生的馬力。圖8的橫坐標(biāo)表示d/D的比，d表示螺旋槳軸與船體中心線之間的距離D表示螺旋槳的直徑。由圖8可明顯地看到，HP(O)/HP(C)所表示的推進(jìn)功率比在d/D的大小為5-25%之間時改進(jìn)較為顯著，當(dāng)比值小于5%時，推進(jìn)效率改進(jìn)不大。另一方面，如果比值超過25%時，推進(jìn)效率也不會增加，當(dāng)比值在10-15%區(qū)域時效果最好。
其它的試驗結(jié)果證明，舵的位置不必因螺旋槳軸的這種定位而受限制;舵的位置受不到不利影響。
本發(fā)明通過利用垂直渦流可使推進(jìn)效率得到改進(jìn)(約10%)，這種垂直渦流通常產(chǎn)生于寬度和方形系數(shù)較大的船，并使其推進(jìn)效率降低。另外，本發(fā)明還可保持船體兩邊結(jié)構(gòu)的對稱。
權(quán)利要求
1.一種裝有單一的螺旋槳的船，包括相對船體中心線近似對稱的船體；位置偏離船體中心線的螺旋槳軸；安裝在該螺旋槳軸上的螺旋槳。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的一種船，其特征在于該螺旋槳軸的位置使比率d/D在5-25%之間，d表示螺旋槳軸與船體中心線的距離，D表示螺旋槳的直徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2的一種船，其特征在于該螺旋槳軸的位置使比率d/D在10-15%之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1的一種船，其特征在于當(dāng)螺旋槳軸為順時針旋轉(zhuǎn)時，該螺旋槳軸設(shè)置在船體中心線的右舷側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1的一種船，其特征在于，該螺旋槳軸水平地設(shè)置在平行于船體中心線的位置上。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1的一種船，其特征在于該螺旋槳軸的設(shè)置與船體中心線之間具有水平傾角。
專利摘要
一種單螺旋槳船包括對稱于船體中心線的船體和位置偏離船體中心線的螺旋槳軸。螺旋槳軸的位置使得比率d/D為5-25％，此處d表示螺旋槳軸與船體中心線之間的距離，D表示螺旋槳的直徑。
文檔編號B63H20/00GK87105327SQ87105327
公開日1988年3月23日 申請日期1987年7月29日
發(fā)明者松本憲洋 申請人:日本鋼管株式會社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan