一种用于船舶的整流装置及船舶的制作方法

1.本实用新型涉及船舶技术领域，尤其涉及一种用于船舶的整流装置及船舶。


背景技术：

2.随着世界航运事业的蓬勃发展，对船舶的各项性能指标，尤其是环保及节能性能提出了更高的要求。
3.现有技术中，通过对船体线型的优化，减小了水阻力，通过对螺旋桨结构的优化，提高了螺旋桨的推进效率，使船舶具有节能增效的功能。
4.但是，仍然存在因螺旋桨空泡脉动而产生的艉部振动问题，因此亟需一种能够改善船体艉部流场，以使螺旋桨盘面处能获得更有利的伴流及分布的整流装置。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种用于船舶的整流装置及船舶，既能减少船舶因螺旋桨空泡脉动而引起的艉部振动，又能降低船体的阻力，提高螺旋桨的推进效率，提高船舶的速度及节能增效作用。
6.为实现上述目的，提供以下技术方案：
7.一方面，提供了一种用于船舶的整流装置，包括：
8.第一整流板，所述第一整流板连接于船尾的左舷侧面；所述第一整流板的底面与水平面之间呈夹角设置，所述第一整流板的顶面呈流线型，且所述第一整流板的纵截面的厚度由中间至两端逐渐减小，所述第一整流板的横截面的厚度由所述左舷侧面向外逐渐减小；所述第一整流板的横截面为垂直于船体的中线面的截面，所述第一整流板的纵截面同时垂直于所述第一整流板的横截面及所述第一整流板的底面；
9.第二整流板，所述第二整流板连接于所述船尾的右舷侧面，所述第二整流板与所述第一整流板在船体的尾端连接形成一个整体；所述第二整流板的底面与水平面之间呈夹角设置，所述第二整流板的顶面呈流线型，且所述第二整流板的纵截面的厚度由中间至两端逐渐减小，所述第二整流板的横截面的厚度由所述右舷侧面向外逐渐减小；所述第二整流板的横截面为垂直于所述船体的中线面的截面，所述第二整流板的纵截面同时垂直于所述第二整流板的横截面及所述第二整流板的底面。
10.作为用于船舶的整流装置的可选方案，所述第一整流板的纵截面与水平面之间的夹角为α1，则3
°
≤α1≤5
°
；
11.所述第二整流板的纵截面与水平面之间的夹角为α2，则3
°
≤α2≤5
°
。
12.作为用于船舶的整流装置的可选方案，所述第一整流板的横截面与水平面之间的夹角为β1，则3
°
≤β1≤5
°
；
13.所述第二整流板的横截面与水平面之间的夹角为β2，则3
°
≤β2≤5
°
。
14.作为用于船舶的整流装置的可选方案，沿所述船体长度方向，所述第一整流板的长度l1与所述船体的长度之比为a1，则0.1≤a1≤0.15；
15.沿所述船体长度方向，所述第二整流板的长度l2与所述船体的长度之比为a2，则0.1≤a2≤0.15。
16.作为用于船舶的整流装置的可选方案，在所述船体的同一横截面中，所述第一整流板背离所述左舷侧面的一端与所述船体的中线面之间的距离l3和所述船体的水线宽之比为b1，则0.5≤b1≤0.6；
17.在所述船体的同一横截面中，所述第二整流板背离所述右舷侧面的一端与所述船体的中线面之间的距离l4和所述船体的水线宽之比为b2，则0.5≤b2≤0.6；
18.所述船体的横截面为垂直于所述船体的中线面的截面。
19.作为用于船舶的整流装置的可选方案，在所述第一整流板背离所述船体的尾端的一端，所述第一整流板背离所述左舷侧面的一端与所述船体的中线面之间的距离l3等于所述船体的水线宽的一半；
20.在所述第二整流板背离所述船体的尾端的一端，所述第二整流板背离所述右舷侧面的一端与所述船体的中线面之间的距离l4等于所述船体的水线宽的一半。
21.作为用于船舶的整流装置的可选方案，在所述船体的尾端，所述整体与所述船体的螺旋桨的轴线之间的间距h和所述螺旋桨直径之比为c1，则0.95≤c1≤1.05。
22.作为用于船舶的整流装置的可选方案，在所述船体的尾端，所述整体与所述船体的螺旋桨的叶梢之间的间距s和所述螺旋桨直径之比为c2，则c2≤0.05。
23.作为用于船舶的整流装置的可选方案，所述第一整流板与所述第二整流板相对于所述船体的中线面对称设置；或，
24.所述第一整流板与所述第二整流板相对于所述船体的中线面不对称设置。
25.另一方面，提供了一种船舶，包括如上任一项所述的用于船舶的整流装置。
26.与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
27.本实用新型的用于船舶的整流装置及船舶，第一整流板和第二整流板不仅能对船尾两侧的来流起到加速作用，进而降低船后螺旋桨处的高伴流区，使伴流分布得以明显改善，从而可有效改善并降低螺旋桨运转时产生的空泡脉动而引起的艉部振动；还能对船尾两侧的来流起到很好的整流作用，改善船尾的流场，增加了进入螺旋桨盘面的水流进速，可提高螺旋桨的推进效率；同时还能使船尾两侧的来流产生向前的推力，起到一定的减阻作用，进而提高船舶的速度及节能增效作用。
附图说明
28.图1为本实用新型实施例中用于船舶的整流装置与船体的连接关系示意图一；
29.图2为本实用新型实施例中用于船舶的整流装置与船体的连接关系示意图二；
30.图3为本实用新型实施例中用于船舶的整流装置与船体的连接关系示意图三；
31.图4为本实用新型实施例中用于船舶的整流装置与船体的连接关系示意图四。
32.附图标记：
33.100、船体；101、螺旋桨；102、中线面；1、第一整流板；2、第二整流板。
具体实施方式
34.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新
型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
35.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
36.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
37.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
38.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
39.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
40.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
41.如图1-4所示，本实施例提供了一种用于船舶的整流装置及船舶，船舶包括用于船舶的整流装置，船舶通过应用该用于船舶的整流装置，既能减少船体100因螺旋桨101空泡脉动而引起的艉部振动，又能降低船体100的阻力，提高螺旋桨101的推进效率，提高船舶的速度及节能增效作用。
42.本实施例中，用于船舶的整流装置包括第一整流板1和第二整流板2，其中，第一整流板1连接于船尾的左舷侧面；第一整流板1的底面与水平面之间呈夹角设置，第一整流板1的顶面呈流线型，且第一整流板1的纵截面的厚度由中间至两端逐渐减小，第一整流板1的横截面的厚度由左舷侧面向外逐渐减小；第一整流板1的横截面为垂直于船体100的中线面102的截面，第一整流板1的纵截面同时垂直于第一整流板1的横截面及第一整流板1的底
面。
43.第二整流板2连接于船尾的右舷侧面，第二整流板2与第一整流板1在船体100的尾端连接形成一个整体；第二整流板2的底面与水平面之间呈夹角设置，第二整流板2的顶面呈流线型，且第二整流板2的纵截面的厚度由中间至两端逐渐减小，第二整流板2的横截面的厚度由右舷侧面向外逐渐减小；第二整流板2的横截面为垂直于船体100的中线面102的截面，第二整流板2的纵截面同时垂直于第二整流板2的横截面及第二整流板2的底面。
44.第一整流板1和第二整流板2不仅能对船尾两侧的来流起到加速作用，进而降低船后螺旋桨101处的高伴流区，使伴流分布得以明显改善，从而可有效改善并降低螺旋桨101运转时产生的空泡脉动而引起的艉部振动；还能对船尾两侧的来流起到很好的整流作用，改善船尾的流场，增加了进入螺旋桨101盘面的水流进速，可提高螺旋桨101的推进效率；同时还能使船尾两侧的来流产生向前的推力，起到一定的减阻作用，进而提高船舶的速度及节能增效作用。
45.可选地，第一整流板1的纵截面与水平面之间的夹角为α1，则3
°
≤α1≤5
°
，例如，α1可以为3
°
、4
°
、5
°
中的任一值，以使第一整流板1具有纵向倾角，换言之，α1即为第一整流板1的纵向倾角。可选地，第一整流板1的横截面与水平面之间的夹角为β1，则3
°
≤β1≤5
°
，例如，β1可以为3
°
、4
°
、5
°
中的任一值，以使第一整流板1具有横向倾角，换言之，β1即为第一整流板1的横向倾角。
46.需要说明的是，通过纵向倾角及横向倾角的设置，以及上述第一整流板1的纵截面厚度及横截面厚度的设置，优化了第一整流板1对船尾的左舷侧面的来流的加速和整流作用。
47.可选地，第二整流板2的纵截面与水平面之间的夹角为α2，则3
°
≤α2≤5
°
，例如，α2可以为3
°
、4
°
、5
°
中的任一值，以使第二整流板2具有纵向倾角，换言之，α2即为第二整流板2的纵向倾角。可选地，第二整流板2的横截面与水平面之间的夹角为β2，则3
°
≤β2≤5
°
，例如，β2可以为3
°
、4
°
、5
°
中的任一值，以使第二整流板2具有横向倾角，换言之，β2即为第二整流板2的横向倾角。
48.需要说明的是，通过纵向倾角及横向倾角的设置，以及上述第二整流板2的纵截面厚度及横截面厚度的设置，优化了第二整流板2对船尾的右舷侧面的来流的加速和整流作用。
49.可选地，沿船体100长度方向，第一整流板1的长度l1与船体100的长度之比为a1，则0.1≤a1≤0.15，例如，a1可以为0.1、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15中的任一值。换言之，本领域技术人员可以理解的是，以船舶垂线间长将船体100均分20站为基准，第一整流板1的一端自螺旋桨101的叶梢起，第一整流板1的另一端通常至船体100长度的1.75站-2.5站左右为止，有利于优化第一整流板1对左舷侧来流的整流及加速作用。
50.可选地，沿船体100长度方向，第二整流板2的长度l2与船体100的长度之比为a2，则0.1≤a2≤0.15，例如，a2可以为0.1、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15中的任一值。换言之，本领域技术人员可以理解的是，以船舶垂线间长将船体100均分20站为基准，第二整流板2的一端自螺旋桨101的叶梢起，第二整流板2的另一端通常至船体100长度的1.75站-2.5站左右为止，有利于优化第二整流板2对右舷侧来流的整流及加速作用。
51.可选地，在船体100的同一横截面中，其中，船体100的横截面为垂直于船体100的
中线面102的截面，第一整流板1背离左舷侧面的一端与船体100的中线面102之间的距离l3和船体100的水线宽之比为b1，则0.5≤b1≤0.6，例如，b1可以为0.5、0.55、0.6中的任一值，b1的取值可根据不同船型进行选择，在此不作限定。如此设置，有利于优化第一整流板1的减阻作用。
52.可选地，在船体100的同一横截面中，第二整流板2背离右舷侧面的一端与船体100的中线面102之间的距离l4和船体100的水线宽之比为b2，则0.5≤b2≤0.6，例如，b2可以为0.5、0.55、0.6中的任一值，b2的取值可根据不同船型进行选择，在此不作限定。如此设置，有利于优化第二整流板2的减阻作用。
53.可选地，在第一整流板1背离船体100的尾端的一端，第一整流板1背离左舷侧面的一端与船体100的中线面102之间的距离l3等于船体100的水线宽的一半。换言之，第一整流板1背离船体100的尾端的一端与左舷侧面合为一体，减阻作用更好。
54.可选地，在第二整流板2背离船体100的尾端的一端，第二整流板2背离右舷侧面的一端与船体100的中线面102之间的距离l4等于船体100的水线宽的一半。换言之，第二整流板2背离船体100的尾端的一端与右舷侧面合为一体，减阻作用更好。
55.可选地，在船体100的尾端，整体与船体100的螺旋桨101的轴线之间的间距h和螺旋桨101直径之比为c1，则0.95≤c1≤1.05，例如，c1可以为0.95、1、1.05中的任一值。可选地，在船体100的尾端，整体与船体100的螺旋桨101的叶梢之间的间距s和螺旋桨101直径之比为c2，则c2≤0.05，例如，c2可以为0.05。如此设置，更有利于提高螺旋桨101的推进效率。
56.本实施例中，第一整流板1与第二整流板2相对于船体100的中线面102对称设置，换言之，α1与α2相等，且β1与β2相等，第一整流板1的外形及尺寸(包括第一整流板1的长度l1和第一整流板1背离左舷侧面的一端与船体100的中线面102之间的距离)与第二整流板2的外形及尺寸(包括第二整流板2的长度l2和第二整流板2背离右舷侧面的一端与船体100的中线面102之间的距离)均相同，可提高本实施例的整流装置的整流效果。
57.在其他实施例中，还可使第一整流板1与第二整流板2相对于船体100的中线面102不对称设置，换言之，第一整流板1与第二整流板2分别具有不同的外形及尺寸，和/或α1与α2不相等，和/或β1与β2不相等，示例性地，可使位于螺旋桨101向上旋转的一侧的第一整流板1或第二整流板2具有较大的外形和纵向倾角、横向倾角，进而可使第一整流板1与第二整流板2配合，以对船尾两侧来流产生整流作用的同时产生一定的预旋作用，有利于提高螺旋桨101的推进效率。
58.需要说明的是，经cfd数值计算验证，加装本实施例提供的用于船舶的整流装置后，螺旋桨101盘面处的伴流场较未装前有较大的改善，不仅可降低伴流峰值，还可改善其伴流分布。同时，在去除本实施例提供的用于船舶的整流装置自身增加的阻力后，还能起到减小2％左右的船体总阻力的作用。经船模试验，通过应用本实施例提供的用于船舶的整流装置可使船体总阻力下降达3％以上，由于伴流值的下降，增大了螺旋桨101盘面处的水流进速，可使螺旋桨101的效率有较大的提升。
59.本实施例提供的用于船舶的整流装置不仅可加装与单桨船上，也可加装于双桨船上，其中，双桨船包括双尾鳍或双尾的船型，还可加装于常规桨、理论桨及导管桨推进的船上。此外，还可用于一般货船，如油船、多用途船、集装箱船等，亦可用于工程船，如拖船、守护船、溢油船、起重船、半潜船等，不仅适用性强，且具有较好的经济效益和推广应用的价
值。
60.注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。