密封腔的氣艙5和壓載水艙6分別關(guān)于垂直隔板7對稱。以此來滿足船舶沿不同航向航行時(shí)，左右氣艙5交替排氣原則。所述左密封腔和右密封腔內(nèi)均設(shè)有若干個(gè)相互獨(dú)立的氣艙5和壓載水艙6，每個(gè)氣艙5分別與進(jìn)氣管9連接，氣艙5內(nèi)設(shè)有進(jìn)氣閥門，每個(gè)壓載水艙6分別與進(jìn)水管8和出水管12連接，壓載水艙6內(nèi)設(shè)有閥門。
[0028]在本發(fā)明中，所述頂板包含舵外頂板2和舵內(nèi)頂板3，所述底板包括舵內(nèi)底板10和舵外底板11，所述進(jìn)水管8和進(jìn)氣管9位于舵外頂板2和舵內(nèi)頂板3之間，形成密閉區(qū)域，增強(qiáng)管路的耐腐蝕性。所述舵葉上設(shè)有引流通道21，引流通道21與排氣孔4連通，引流通道位于舵葉的兩側(cè)，與舵桿1平行分布。
[0029]此結(jié)構(gòu)主要包括舵桿1，舵外頂板2、舵內(nèi)頂板3、舵內(nèi)底板10、舵外底板11、排氣孔4、舵內(nèi)氣艙5、舵內(nèi)水艙、垂直隔板7、進(jìn)水管8、進(jìn)氣管9、出水管、水壓力感應(yīng)器13，上、下制流板18、筋板、扁鋼15、放水塞16、墊板19、腹板20。自動(dòng)控制裝置可以降低船舶發(fā)生橫甩的概率，提高舵的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)特性，改變邊界層流體流動(dòng)速度，減小摩擦阻力。自動(dòng)控制裝置主要由進(jìn)水管8、進(jìn)氣管9、排氣孔4和出水管12等部分組成。該減阻節(jié)能型舵葉的使用按照以下步驟進(jìn)行:
[0030]1.安裝減阻節(jié)能型舵葉
[0031]減阻節(jié)能型舵葉的結(jié)構(gòu)形式如圖1所示，在原有舵葉的基礎(chǔ)上，優(yōu)化舵的結(jié)構(gòu)形式，布置進(jìn)水管8、出水管12、進(jìn)氣管9和排氣孔4，且調(diào)試每個(gè)排氣孔4的通氣性能。
[0032]2.舵葉內(nèi)注入氣體
[0033]船舶在離港階段，向舵葉全部氣艙5內(nèi)注入氣體，為船舶的偏航做好充足準(zhǔn)備。
[0034]3.舵葉內(nèi)注入壓載水
[0035]船舶在直線航行階段，通過自動(dòng)控制系統(tǒng)，向舵葉內(nèi)的壓載水艙6注入壓載水，提高舵整體的重力，保持船舶的航向穩(wěn)定性，此過程能使船舶具有更好的穩(wěn)定性、抑制船舶行駛時(shí)風(fēng)浪流的等外界環(huán)境的擾動(dòng)，提高船舶行駛的經(jīng)濟(jì)性和安全性。
[0036]4.船舶向左偏航
[0037]船舶由直線航行轉(zhuǎn)變?yōu)橄蜃蠛叫袝r(shí)，一方面是排放壓載水艙6的水、向左打舵，通過舵與水的相互作用，進(jìn)而起到改變航向的作用；另一方面需要右側(cè)氣艙5向舵葉外排氣，通過氣體與水的相互作用，提高舵的效率。同時(shí)，由于舵葉表面排放氣體，改變舵表面的壓力分布，也減少舵與螺旋槳之間的相互影響，提高舵裝置的滯后性，減少能量的損失，降低船舶隨浪航行發(fā)生橫甩的可能性。
[0038]5.船舶向右偏航
[0039]船舶向右航行時(shí)，一方面是排放壓載水艙6的水、向右打舵；另一方面需要左側(cè)全部氣艙5向外排氣，進(jìn)而提高操舵舵效以及船舶偏航的安全性。無論船舶向左航行還是向右航行，船舶轉(zhuǎn)向結(jié)束，船舶繼續(xù)保持直線航行，需要繼續(xù)向壓載水艙6中注入水，以為船舶直線航行的安全性提供保障。
[0040]6.到港檢查
[0041]船舶到港后，需要檢查舵葉表面排氣孔4的通氣性能，結(jié)合此航行區(qū)域的水文環(huán)境，確定最優(yōu)排氣量，使減阻節(jié)能舵葉處于最佳的工作狀態(tài)。
[0042]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種減阻節(jié)能型舵葉，其特征在于:包含空心狀的舵葉主體，所述舵葉主體兩端分別連接頂板和底板形成密封腔，在密封腔中設(shè)有氣艙和壓載水艙，所述氣艙與進(jìn)氣管連接，在氣艙的外表面設(shè)有排氣孔，排氣孔上設(shè)置單向閥，舵內(nèi)氣艙向外排氣時(shí)，單向閥打開，其余時(shí)刻，單向閥處于關(guān)閉狀態(tài)，所述壓載水艙與進(jìn)水管和出水管連接；當(dāng)船舶直線航行時(shí)，舵內(nèi)壓載水艙通過進(jìn)水管向壓載水艙進(jìn)水，保持航向的穩(wěn)定性，當(dāng)船舶需要改變航向，通過出水管向舵外排水，進(jìn)而減小轉(zhuǎn)舵力矩。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減阻節(jié)能型舵葉，其特征在于:所述舵葉主體通過垂直隔板分隔為左右對稱的左密封腔和右密封腔，左密封腔和右密封腔的氣艙和壓載水艙分別關(guān)于垂直隔板對稱。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的減阻節(jié)能型舵葉，其特征在于:所述左密封腔和右密封腔內(nèi)均設(shè)有若干個(gè)相互獨(dú)立的氣艙和壓載水艙，每個(gè)氣艙分別與進(jìn)氣管連接，每個(gè)壓載水艙分別與進(jìn)水管和出水管連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的減阻節(jié)能型舵葉，其特征在于:所述頂板包含舵外頂板和舵內(nèi)頂板，所述底板包括舵內(nèi)底板和舵外底板，所述進(jìn)水管和進(jìn)氣管位于舵外頂板和舵內(nèi)頂板之間。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的減阻節(jié)能型舵葉，其特征在于:所述壓載水艙內(nèi)安裝有壓力感應(yīng)器，所述氣艙內(nèi)安裝有壓強(qiáng)傳感器。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的減阻節(jié)能型舵葉，其特征在于:船舶在航行過程中，需要轉(zhuǎn)舵改變航向，出水管向舵外排水，壓載水艙剩余量為總壓載水艙體積的1/3時(shí)停止排水。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的減阻節(jié)能型舵葉，其特征在于:所述舵葉上設(shè)有引流通道，引流通道與排氣孔連通。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種減阻節(jié)能型舵葉，包含空心狀的舵葉主體，所述舵葉主體兩端分別連接頂板和底板形成密封腔，在密封腔中設(shè)有氣艙和壓載水艙，所述壓載水艙通過進(jìn)水管向壓載水艙進(jìn)水，所述氣艙通過進(jìn)氣管充氣。本發(fā)明通過氣艙向外排氣，在舵的表面生成微氣泡后，含微氣泡混合流體較之無微氣泡的流體粘性大大降低，使摩擦阻力顯著減小；同時(shí)，微氣泡也影響了邊界層內(nèi)流體的速度分布，加厚來流速度下的邊界層厚度，使摩擦阻力減小，減阻效果明顯。
【IPC分類】B63H25/38
【公開號】CN105366024
【申請?zhí)枴緾N201510916002
【發(fā)明人】袁培銀, 趙宇, 雷林, 孫鵬, 趙藤, 孫勇敢
【申請人】重慶交通大學(xué)
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年12月10日