一种船艇节能装置的制作方法

本实用新型涉及船艇领域，具体地说是涉及一种船艇节能装置。

背景技术：

船艇是依靠人力，风帆，发动机等动力，在水上移动的交通手段。随着世界范围内的能源紧缺问题的出现，特别是燃油价格的不断上涨，对船艇节能的研究也变得越来越迫切。目前船艇的节能措施大致有：对船艇的流线型进行研究，发展高效推进器以及开发水动力节能附加装置等。尤其是螺旋桨附近的水动力节能附加装置越来越受到重视，目前公开的水动力节能附加装置形式多样，但大都存在结构复杂，体积大，成本高，节能效果有限等不足。

技术实现要素：

基于上述技术问题，本实用新型提供一种船艇节能装置。

本实用新型所采用的技术解决方案是：

一种船艇节能装置，包括安装在螺旋桨前方的节能块和安装在螺旋桨后方的节能舵；

所述节能块包括节能异形体和节能叶片，所述节能异形体的中心设置有前后连通的轴孔，节能异形体的后端呈圆管状，节能异形体的前端面为竖直断面，断面呈上下两端窄，中间宽的结构，节能异形体的径向周长从后端至前端逐渐增大；

螺旋桨固定在螺旋桨轴上，螺旋桨轴穿过节能异形体的中心轴孔，并与驱动电机连接；

所述节能舵包括舵体、舵杆和悬挂装置，舵体通过悬挂装置与船艇的表面连接，舵杆的底端连接舵体，舵杆的顶端与舵机减速机传动连接。

优选的，所述节能叶片共设置3个，节能叶片安装在节能异形体的后端，且该3个节能叶片均处于节能异形体的同一侧，从上至下分别为第一节能叶片、第二节能叶片和第三节能叶片，第一节能叶片和第二节能叶片之间的夹角为35度，第二节能叶片和第三节能叶片之间的夹角为65度。

优选的，所述舵体包括第一舵叶和第二舵叶，第一舵叶位于第二舵叶的上方，在第一舵叶和第二舵叶之间设置有中间连接部，第一舵叶、第二舵叶和中间连接部为一体式结构；

第一舵叶和第二舵叶的一端均呈椭圆端面，第一舵叶和第二舵叶的另一端均呈锥形端面，第一舵叶和第二舵叶的厚度从椭圆端面至锥形端面逐渐减小；

第一舵叶的宽度小于第二舵叶的宽度，在第一舵叶、第二舵叶和中间连接部之间形成嵌入口；所述中间连接部呈三角柱形结构；

所述悬挂装置包括顶部卡接块、底部嵌入块和中间连接块，顶部卡接块、底部嵌入块和中间连接块为一体式结构；中间连接块的一侧呈椭圆端面，另一侧呈平面；顶部卡接块的一端呈椭圆端面，另一端呈锥形端面；

在顶部卡接块上设置有第一通孔，在底部嵌入块上的对应位置处设置有盲孔，在第一舵叶上设置有上下贯通的第二通孔；

连接时悬挂装置的底部嵌入块插入嵌入口中，顶部卡接块置于第一舵叶的顶部上方，且顶部卡接块与船艇的表面连接，所述舵杆的底端依次穿过第一通孔和第二通孔，并插入底部嵌入块上的盲孔中，舵杆与第一舵叶之间采用键连接，舵杆的顶端与舵机减速机传动连接，舵机减速机安装在舵机平台上。

优选的，在第二舵叶上设置有节能舵球，所述螺旋桨的桨毂中心线和节能舵球的中心线同轴设置；

所述节能舵球呈柱形体结构，节能舵球的一端与第二舵叶相连接，节能舵球的另一端朝向螺旋桨，且端面为竖直平面；从朝向螺旋桨的一端至连接第二舵叶的另一端，节能舵球的外径逐渐增大。

本实用新型的有益技术效果是：

本实用新型在螺旋桨之前设置节能块，在螺旋桨之后设置节能舵，通过节能块和节能舵的配合，可实现较好的节能效果。

其中，通过对节能异形体的结构形状及流线型设计，以及节能叶片的合理布置，可有效改善后方螺旋桨的进流，调整船体与螺旋桨之间的相互作用，使得桨盘面左右两侧进流与螺旋桨配合最佳，从而提高推进效率，节能效果显著。本实用新型中的节能块还具有不易破坏、稳定性好、易更换、成本低等优点。

节能舵由舵体、舵杆和悬挂装置三部分组成，在舵杆控制舵体摆动的情况下，舵体的重量由悬挂装置进行承受，具有整体强度高，转向效果好等优点，并且可实现舵主体部分的易更换需求。

本实用新型通过对舵体和悬挂装置的流线型进行设计，改善了螺旋桨后水流的流场分布，减轻了尾流的激振作用，可以较好地回收桨后尾流旋转所消耗的能量，节能效果显著提升。

本实用新型采用特殊的节能舵球结构，如舵球头部呈平面形、外径逐渐增大等等，从而可以对桨后的水流有良好的整流作用，减少了紊流涡流引起的能量损失，并减少尾流收缩，阻止毅涡形成，减少部分推力损失。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型中节能异形体的结构示意图；

图3为本实用新型中节能异形体的另一角度视图；

图4为本实用新型中节能异形体的再一角度视图；

图5为本实用新型中桨前节能块的结构示意图；

图6为本实用新型中桨前节能块的另一角度视图；

图7为本实用新型中舵体一种实施方式的结构示意图，图中示出带有节能舵球的舵体结构；

图8为图7的侧视图；

图9为本实用新型中舵体另一种实施方式的结构示意图，图中示出不带节能舵球的舵体结构；

图10为图9的侧视图；

图11为本实用新型中悬挂装置的结构示意图；

图12为图11的侧视图；

图13为本实用新型中舵杆的结构示意图。

具体实施方式

结合附图，一种船艇节能装置，包括安装在螺旋桨前方的节能块1和安装在螺旋桨后方的节能舵2。所述节能块1包括节能异形体101和节能叶片102，所述节能异形体101的中心设置有前后连通的轴孔1011，节能异形体的后端1012呈圆管状，节能异形体的前端面1013为竖直断面，断面呈上下两端窄，中间宽的结构，节能异形体的径向周长从后端至前端逐渐增大，即由后端至前端，节能异形体的外表面呈一坡面。所述节能叶片102共设置3个，节能叶片102安装在节能异形体101的后端，且该3个节能叶片均处于节能异形体的同一侧。节能叶片102从上至下分别为第一节能叶片1021、第二节能叶片1022和第三节能叶片1023，第一节能叶片1021和第二节能叶片1022之间的夹角为35度，第二节能叶片1022和第三节能叶片23之间的夹角为65度。

该节能块安装在螺旋桨3的前方，螺旋桨3固定在螺旋桨轴4上，螺旋桨轴4穿过节能异形体的中心轴孔1011，并与驱动电机5连接，驱动电机5安装在电机平台6上。图1中，7为船表面，8为舱壁，10为自航仪。

所述节能舵包括舵体201、舵杆202和悬挂装置203，所述舵体201包括第一舵叶2011和第二舵叶2012，第一舵叶位于第二舵叶的上方，在第一舵叶和第二舵叶之间设置有中间连接部2013，第一舵叶2011、第二舵叶2012和中间连接部2013为一体式结构。第一舵叶2011和第二舵叶2012的一端均呈椭圆端面，第一舵叶和第二舵叶的另一端均呈锥形端面，第一舵叶和第二舵叶的厚度从椭圆端面至锥形端面逐渐减小。第一舵叶的宽度小于第二舵叶的宽度，在第一舵叶、第二舵叶和中间连接部之间形成嵌入口2014。所述中间连接部呈三角柱形结构。所述悬挂装置203包括顶部卡接块2031、底部嵌入块2032和中间连接块2033，顶部卡接块、底部嵌入块和中间连接块为一体式结构。中间连接块的一侧呈椭圆端面，另一侧呈平面。顶部卡接块的一端呈椭圆端面，另一端呈锥形端面。在顶部卡接块上设置有第一通孔2034，在底部嵌入块上的对应位置处设置有盲孔2035，在第一舵叶上设置有上下贯通的第二通孔2036。

舵体201通过悬挂装置203与船艇的表面连接，连接时悬挂装置的底部嵌入块2032插入嵌入口2014中，顶部卡接块2031置于第一舵叶2011的顶部上方，且顶部卡接块与船艇的表面连接，所述舵杆的一端依次穿过第一通孔和第二通孔，并插入底部嵌入块上的盲孔中，舵杆与第一舵叶之间采用键连接，舵杆202的另一端与舵机减速机204传动连接，舵机减速机204安装在舵机平台9上。悬挂装置203可通过销轴等与船艇转动连接，当然也可采用其他常规连接方式。

所述舵杆202包括杆体2021，在杆体的一端设置有与舵机减速机传动连接的连接端头2022，在杆体的另一端设置有与盲孔相配合的插入端头2023，所述连接端头和插入端头的外径均小于杆体的直径。在杆体的一侧沿其长度方向设置有条形凸起，在第一舵叶上且位于第二通孔的一侧设置有与条形凸起相配合的条形凹槽2037。当舵杆202插入第二通孔2036中时，条形凸起置于条形凹槽2037中，形成键连接。即通过舵机减速机204带动舵杆202转动，进而带动舵体201转动。

本实用新型在螺旋桨之前设置节能块，在螺旋桨之后设置节能舵，通过节能块和节能舵的配合，可实现较好的节能效果。

本实用新型通过对节能异形体1的结构形状及流线型设计，以及节能叶片的合理布置，可有效改善后方螺旋桨的进流，调整船体与螺旋桨之间的相互作用，使得桨盘面左右两侧进流与螺旋桨配合最佳，从而提高推进效率，节能效果显著。

而且，本实用新型采用上述结构还具有不易破坏、稳定性好、易更换、成本低等优点。

本实用新型节能舵由舵体1、舵杆2和悬挂装置3三部分组成，在舵杆控制舵体摆动的情况下，舵体1的重量由悬挂装置3进行承受，具有整体强度高，转向效果好等优点，并且可实现舵主体部分的易更换需求。

另外，该节能舵安装在船艇的尾部，在节能舵的前方安装有螺旋桨3，螺旋桨3固定在螺旋桨轴4上。本实用新型通过对舵体和悬挂装置的流线型进行设计，改善了螺旋桨后水流的流场分布，减轻了尾流的激振作用，可以较好地回收桨后尾流旋转所消耗的能量，节能效果显著提升。

作为对本实用新型的进一步设计，所述节能异形体101与螺旋桨3之间的垂直距离为0.3-0.5米，更加优选0.35米，采用该距离范围可使得桨前节能装置的节能效果最为突出。

更进一步的，所述节能异形体的顶端面1014为水平断面，节能异形体安装在船艇表面，节能异形体的前端面和顶端面均与船艇表面相抵触。

上述节能异形体101为一体式结构设计，由注塑模具一体加工成型。节能叶片102可采用插接、焊接等方式与节能异形体101连接。

作为对本实用新型的更进一步设计，在第二舵叶上设置有节能舵球207，所述螺旋桨的桨毂中心线和节能舵球的中心线同轴设置。所述节能舵球呈柱形体结构，节能舵球的一端与第二舵叶相连接，节能舵球的另一端朝向螺旋桨，且端面为竖直平面；从朝向螺旋桨的一端至连接第二舵叶的另一端，节能舵球的外径逐渐增大。

本实用新型采用特殊的节能舵球结构，如舵球头部呈平面形、外径逐渐增大等等，从而可以对桨后的水流有良好的整流作用，减少了紊流涡流引起的能量损失，并减少尾流收缩，阻止毅涡形成，减少部分推力损失。

上述方式中未述及的部分采取或借鉴已有技术即可实现。

需要说明的是，在本说明书的教导下，本领域技术人员所作出的任何等同替代方式，或明显变形方式，均应在本实用新型的保护范围之内。