船舶的制作方法

专利名称:船舶的制作方法
本发明涉及船体的形状，更具体地说，是涉及螺旋桨轴的安装位置。
图1为按常规对称型船尾形式设计的螺旋桨船形。图中标号1表示横截面的线型，2表示船体中心线，3表示螺旋桨轴，4表示螺旋桨的盘面，WL表示载重吃水线。众所周知，常规单螺旋桨船的螺旋桨轴通常设在船体的中心线上。
当螺旋桨轴被装在这样的位置时，螺旋桨盘面水流入的情况见图2。图2所表示的是水流入螺旋桨盘面的速度图。图2(A)是伴流分布情况图2(B)是水流的横向速度矢量图，曲线(a)表示在螺旋桨盘面上产生，并与船速有关的伴流速比，矢量(b)则表示产生在螺旋桨盘面上每一点的伴流横向速度的方向。由图可清楚地看到，螺旋桨盘面上所形成的入流对称于螺旋桨轴3。这样，船在航行时就形成了复杂的伴流分布。如图3所示，伴流的位置于船体中心线2处的螺旋桨轴3变成对称型。
为了提高装载能力，具有大方型系数和大宽度的船舶的数量一直在增长。由于这种大的方型系数和宽度，使螺旋桨的盘面上产生出来自上述伴流的环绕纵轴的垂向涡流。这些垂向涡流由船的两边成对产生，使螺旋桨盘面上伴流不均衡。这样就导致了螺旋桨的效率降低和船体的阻力增大。在这种情况下，要减少航行时的燃料消耗并在装载量上有所改进，就必须改善推进效率。
本发明的目的在于使船具有较高的推进效率。
根据本发明所提供的船包括近似对称于船体中心线的船体;
设置在偏离船体中心线上的螺旋桨轴;
以及安装在螺旋桨轴上的螺旋桨。
图1为先有技术的船体尾部横剖型线图;
图2为装在先有技术的船上的螺旋桨盘面上水流速度的图解;
图3为装在先有技术的船上的螺旋桨盘面上水流的矢量图;
图4是根据本发明所得的船体尾部横剖型线图;
图5是根据本发明的螺旋桨盘面上水流矢量立面图;
图6是根据本发明的螺旋桨盘面上的水流与螺旋桨转动方向的关系图;
图7是根据本发明的实施例的平面图;
图8是对照先有技术的船，根据本发明的螺旋桨轴和船体中心线之间距离与相应的推进功率比的关系图。
现在对照这些图做具体说明，在所有的图中，相同的标号表示相同或相应的部件。图4为根据本发明所得船体尾部的横剖型线图。如图4所示，船体结构对称于船体中心线2，螺旋桨的位置偏离船体中心线。结果，图中只有所装螺旋桨轴是不对称于船体中心线。
下面说明螺旋桨轴的定位情况。
对照附图，图5为船的螺旋桨盘面上水流矢量图，如图5所示，水流入矢量(b)是对称于船体中心线2的速度横向分量。螺旋桨轴3的轴线水平地置于船体中心线的右舷，螺旋桨的叶片在轴上按顺时针方向旋转。
图6表示了水流入的方向与螺旋桨的旋转方向的关系。在图6中，箭头5表示水流入的方向，即在图5中由矢量(b)来表示。箭头6表示螺旋桨旋转的方向。
由图6可显见，螺旋桨不断地接受与螺旋桨轴转向相反的入水环流，这样取得的效果仿佛使螺旋桨轴的转速提高了。换言之，将螺旋桨轴设在此位置上可增加推进效率。
如上所说，推进效率的增加是由螺旋桨处于船体中心线的右舷时，螺旋桨轴按顺时针旋转而获得，或者由螺旋桨轴处于船体中心线的左侧，按逆时针转动获得。相反，如果当螺旋桨轴设在右舷并按逆时针旋时，使螺旋桨轴的旋转方向与水流入的环流方向变得一致，结果便降低了螺旋桨的推进效率。当螺旋桨轴处于左舷并按顺时针旋转时，螺旋桨的推进效率也同样会降低。
现在对照图7，它是本发明实施例的平面图。尾部的舵被设在船体中心线上。图7(A)中的螺旋桨轴3水平平行地偏离船体中心线2，并与之，水平方向上没有水平倾角;图7(B)中的螺旋桨轴3的安装位置与船体中心线有水平倾角。采用(A)式还是采用(B)式要根据机舱的空间和主机的容量而定。根据实验结果，采用(A)式或(B)式两者在操舵性能和推进效率上没有什么不同。此外，将螺旋桨轴装设在离开船体中心线处的船与将螺旋桨装设在常规位置上的船相比，在操舵性能方面也相同。
图8具体描述了螺旋桨轴3和船体中心线2之间的距离与相应的推进功率比的关系，这个关系是通过对200，000载重吨的矿砂船进行推进水池试验得出。图8中的纵坐标表示HP(O)/HP(C)的比率。HP(O)表示当螺旋桨设在偏离船中心线的位置时主机所产生的推进马力;HP(C)则表示当螺旋桨设在船体中心线上时主机所产生的马力。图8的横坐标表示d/D的比，d表示螺旋桨轴与船体中心线之间的距离D表示螺旋桨的直径。由图8可明显地看到，HP(O)/HP(C)所表示的推进功率比在d/D的大小为5-25%之间时改进较为显著，当比值小于5%时，推进效率改进不大。另一方面，如果比值超过25%时，推进效率也不会增加，当比值在10-15%区域时效果最好。
其它的试验结果证明，舵的位置不必因螺旋桨轴的这种定位而受限制;舵的位置受不到不利影响。
本发明通过利用垂直涡流可使推进效率得到改进(约10%)，这种垂直涡流通常产生于宽度和方形系数较大的船，并使其推进效率降低。另外，本发明还可保持船体两边结构的对称。
权利要求
1.一种装有单一的螺旋桨的船，包括相对船体中心线近似对称的船体；位置偏离船体中心线的螺旋桨轴；安装在该螺旋桨轴上的螺旋桨。
2.根据权利要求
1的一种船，其特征在于该螺旋桨轴的位置使比率d/D在5-25%之间，d表示螺旋桨轴与船体中心线的距离，D表示螺旋桨的直径。
3.根据权利要求
2的一种船，其特征在于该螺旋桨轴的位置使比率d/D在10-15%之间。
4.根据权利要求
1的一种船，其特征在于当螺旋桨轴为顺时针旋转时，该螺旋桨轴设置在船体中心线的右舷侧。
5.根据权利要求
1的一种船，其特征在于，该螺旋桨轴水平地设置在平行于船体中心线的位置上。
6.根据权利要求
1的一种船，其特征在于该螺旋桨轴的设置与船体中心线之间具有水平倾角。
专利摘要
一种单螺旋桨船包括对称于船体中心线的船体和位置偏离船体中心线的螺旋桨轴。螺旋桨轴的位置使得比率d/D为5-25％，此处d表示螺旋桨轴与船体中心线之间的距离，D表示螺旋桨的直径。
文档编号B63H20/00GK87105327SQ87105327
公开日1988年3月23日 申请日期1987年7月29日
发明者松本宪洋 申请人:日本钢管株式会社