一种内置动力系统水下排气的可调稳定舭板装置的制作方法

本发明涉及船舶设计技术领域，尤其是一种内置动力系统水下排气的可调稳定舭板装置。

背景技术：

船舶的摇摆运动是一种有害的运动，它对人体以及设备、货物等都会带来不良的影响。其中横摇对船舶性能影响最大，且一般发生在零航速或低航速状态下，而纵摇往往发生在高速航行状态，对船舶性能影响次之，目前船舶的减摇效果一般。另外，传统船舶动力系统的排气管一般布置在水线以上，废气往往直接排放到空气中，且这种排气管需要专门的换热器进行冷却处理。同时排出的废气往往会熏黑船体表面，并造成空气污染。

技术实现要素：

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种内置动力系统水下排气的可调稳定舭板装置，可以减小船舶横摇和纵摇，节约冷却成本，避免废气对螺旋桨产生影响。

本发明所采用的技术方案如下：一种内置动力系统水下排气的可调稳定舭板装置，包括设置在船体上的船动力系统和减摇装置，减摇装置包括可收放撑杆机构、弧形的固定式导流支撑板和可调式舭板组件，可调式舭板组件包括舭板和旋转抛物面状可调导流板，旋转抛物面状可调导流板的一边固定在舭板上，旋转抛物面状可调导流板的内板面搭置在固定式导流支撑板外板面上，舭板的一边铰接在船体上，可收放撑杆机构的一端安装在船体上、另一端安装在舭板上，舭板的板长方向和船体的长度方向一致，固定式导流支撑板固定在船体上，可收放撑杆机构能够带动舭板转动至板面倾斜或板面水平位置，可收放撑杆机构布置在舭板和固定式导流支撑板之间，减摇装置布置在船体的船侧板和船底板交界处临近船艉封板处，船动力系统的排气口开设在位于舭板和固定式导流支撑板之间的船体上。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述船动力系统包括格栅、排气管、膨胀节、主机和传动轴及螺旋桨，排气管的排气口开设在位于舭板和固定式导流支撑板之间的船体上，格栅安装在排气口外，排气管、膨胀节和主机均安装在船体内，排气管通过膨胀节与主机相连，主机再通过传动轴与螺旋桨相连，排气管为u型且u型口朝下布置，传动轴与螺旋桨布置在船艉封板的外部。

所述可收放撑杆机构包括支座一、转轴一、气缸、支座二、转轴二、上撑杆、转轴三、支座三、下撑杆、转轴四和转轴五，支座一和支座二均固定在船体上，支座三固定在舭板上；气缸的缸体通过转轴一铰接在支座一上；上撑杆的一端通过转轴二铰接在支座二；转轴三安装在支座三上，下撑杆的一端通过转轴三铰接在支座三上，上撑杆的另一端和下撑杆的另一端通过转轴四铰接在一起，舭板通过舭板转轴铰接在船体上，气缸的活塞杆端部通过转轴五和上撑杆的杆身铰接，气缸的活塞杆伸缩带动上撑杆和下撑杆折叠成夹角状或展开成一条直线以带动舭板转动。

当气缸带动上撑杆和下撑杆展开成一条直线时，气缸、上撑杆和下撑杆所在平面为第一平面，舭板在第一平面上的投影所形成的直线的延长线与船体的重心相交。

所述固定式导流支撑板是由旋转圆柱面状导流支撑板和旋转抛物面状导流支撑板平滑焊接拼合而成，旋转圆柱面状导流支撑板和旋转抛物面状导流支撑板的旋转轴线均和舭板转轴的轴线重合，当舭板转动至板面水平位置，舭板抵靠在固定式导流支撑板的边缘。

本发明的有益效果如下：(1)放下状态下的可调稳定舭板构成了横向减揺舭板，减小了零航速或低航速状态下船舶横摇；(2)收起状态下的可调稳定舭板构成了纵向压浪舭板，减小了高速航行状态下船舶纵摇；(3)利用布置在船后侧舭区的减摇装置遮蔽了船动力机构水下排气口的前方来流区域，减小了船体水阻力，既保留了船动力机构水下排气原有的优点，又通过船侧排气避免了对船艉螺旋桨产生汽蚀。

附图说明

图1是本发明的结构图。

图2是图1中a部分的放大图。

图3是可调式舭板组件的示意图。

图4是纵向压浪状态下的结构图。

图5是横向减摇状态下的结构图。

图6是船动力系统的结构图。

其中：10、船动力系统；101、格栅；102、排气管；103、膨胀节；104、主机；105、螺旋桨；20、可收放撑杆机构；201、支座一；202、转轴一；203、气缸；204、支座二；205、转轴二；206、上撑杆；207、转轴三；208、支座三；209、下撑杆；211、转轴四；212、转轴五；30、固定式导流支撑板；301、旋转圆柱面状导流支撑板；302、旋转抛物面状导流支撑板；40、可调式舭板组件；401、舭板；402、旋转抛物面状可调导流板；403、舭板转轴；50、船体；501、船艉封板；502、船底板；503、船侧板。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1-6所示，本实施例的内置动力系统水下排气的可调稳定舭板装置，包括设置在船体50上的船动力系统10和减摇装置，减摇装置包括可收放撑杆机构20、弧形的固定式导流支撑板30和可调式舭板组件40，可调式舭板组件40包括舭板401和旋转抛物面状可调导流板402，旋转抛物面状可调导流板402的一边固定在舭板401上，旋转抛物面状可调导流板402的内板面搭置在固定式导流支撑板30外板面上，舭板401的一边铰接在船体50上，可收放撑杆机构20的一端安装在船体50上、另一端安装在舭板401上，舭板401的板长方向和船体50的长度方向一致，固定式导流支撑板30固定在船体50上，可收放撑杆机构20能够带动舭板401转动至板面倾斜或板面水平位置，可收放撑杆机构20布置在舭板401和固定式导流支撑板30之间，减摇装置布置在船体50的船侧板503和船底板502交界处临近船艉封板501处，船动力系统10的排气口开设在位于舭板401和固定式导流支撑板30之间的船体50上，此处的排气口位于水线以下。固定式导流支撑板30〕固定在船体50上，一方面用于遮蔽船动力系统10水下排气口的前方来流区域，实现对该区域的导流，减小废气以及格栅101和可收放撑杆机构20等突出物在水中形成的水阻力，另一方面由于在收起状态下即舭板401转动至板面水平位置，可收放撑杆机构20处于非承力状态，需要将固定在船体50上的固定式导流支撑板30作为承载传力构件。作为压浪板的可调式舭板组件40在收起状态下的位置正好抵靠在固定式导流支撑板30上，使得可调式舭板40上所受到的水动力可以通过固定式导流支撑板30传递到船体50上；可调式舭板组件40在可调稳定翼板装置中起两个作用，一是在可收放撑杆机构20放下状态起横向减揺作用，二是在可收放撑杆机构20收起状态起压浪作用，减小船舶纵摇程度。

船动力系统10包括格栅101、排气管102、膨胀节103、主机104和传动轴及螺旋桨105，排气管102的排气口开设在位于舭板401和固定式导流支撑板30之间的船体50上，格栅101安装在排气口外，排气管102、膨胀节103和主机104均安装在船体50内，排气管102通过膨胀节103与主机104相连，主机104再通过传动轴与螺旋桨105相连，排气管102为u型且u型口朝下布置，传动轴与螺旋桨105布置在船艉封板501的外部。排气管102呈倒u型布置，目的是使在排气管102的下部能够实现水气混合，这样通过自然的水气混合就可以降低排气温度，相应地就可以取消传统船舶动力装置中昂贵复杂的排气管换热器，节约了成本，提高了效率。倒u型布置又使排气管102上部远离水线，防止水通过排气管102倒灌进入主机104，损伤主机104；另外由于传动轴及螺旋桨105布置在船体50的船艉封板501外，如果将水下排气口布置在船艉封板501上，排出的废气会直接排向安装在船艉封板501外的螺旋桨，并产生汽蚀，而将水下排气口布置在船体50侧后部处，废气就远离安装在船艉封板501外的螺旋桨105，可以避免废气对螺旋桨105的影响；废气从船体50侧后部处直接排出，会增加船体50水阻力，为此需要对废气进行导流处理。利用可调稳定舭板装置的固定式导流支撑板30和可调式舭板组件40将船动力系统10水下排气口的前方来流区域屏蔽，且旋转抛物面状导流支撑板302和旋转抛物面状可调导流板402为流线形状，避免了高压废气与船体50外来流的直接垂直交汇，减小了船体水阻力。

可收放撑杆机构20包括支座一201、转轴一202、气缸203、支座二204、转轴二205、上撑杆206、转轴三207、支座三208、下撑杆209、转轴四211和转轴五212，支座一201和支座二204均固定在船体50上，支座三208固定在舭板401上；气缸203的缸体通过转轴一202铰接在支座一201上；上撑杆206的一端通过转轴二205铰接在支座二204；转轴三207安装在支座三208上，下撑杆209的一端通过转轴三207铰接在支座三208上，上撑杆206的另一端和下撑杆209的另一端通过转轴四211铰接在一起，舭板401通过舭板转轴403铰接在船体50上，气缸203的活塞杆端部通过转轴五212和上撑杆206的杆身铰接，气缸203的活塞杆伸缩带动上撑杆206和下撑杆209折叠成夹角状或展开成一条直线以带动舭板401转动。其中气缸203也可以为电动推杆或油缸等驱动机构。

在由上撑杆206和下撑杆209等构成的可收放撑杆机构20中，与驱动机构(如电动推杆、油缸、气缸等)相连的撑杆称为上撑杆206，而与主受力件相连的撑杆称为下撑杆209。采用可收放撑杆机构20的目的是避免驱动机构直接受力，并在自锁状态限制主受力件转动，而在需要解除自锁状态时，驱动机构可迅速解除自锁状态，带动主受力件转动。可调式舭板40放下和收起的过程如下：当主受力件舭板401放下时，气缸203通过转轴五212带动上撑杆206绕着转轴二205向上转动，同时上撑杆206通过转轴四211、下撑杆209、转轴三207和支座三208带动舭板401绕着可调式舭板转轴403轴线向下转动。当舭板401放下状态起横向减揺作用时，上撑杆206和下撑杆209在同一直线上，并使得两个撑杆成为二力杆状态。二力杆的受力特点是在垂直于杆轴线方向上力的分量等于零或者非常小，也就是说此时气缸203受力很小，而受力则由两个撑杆承担。可收放撑杆机构20的自锁状态是依靠下面三个设计要素实现的，一是当两个撑杆的轴线平行，接近重合时，两轴线间有一偏心量，一般为5毫米，用于保证两轴线有微小的偏离，自然处于死点状态；二是在两个撑杆间有一贴合面，贴合面一方面是为了传力，另一方面可以限制撑杆向另一个方向转动，贴合面间隙一般为0.05～0.15毫米；三是通过驱动机构以很小的力限制上撑杆206的转动，保证死点状态稳定。由于可收放撑杆机构20采用的是偏心自锁式方式，而解除自锁的办法只能通过驱动机构的外力作用，即通过驱动机构施加外力使得两个撑杆向着非限制方向转动来破坏死点平衡位置从而解除自锁。当舭板401收起时，气缸203通过转轴五212带动上撑杆206绕着转轴二205向下转动，同时上撑杆206通过转轴四211、下撑杆209、转轴三207和支座三208带动舭板401绕着可调式舭板转轴403轴线向上转动，一直到可收放撑杆机构20折起，舭板401转动到呈水平状态时，舭板401正好抵靠在固定式导流支撑板30的边缘，起纵向减揺作用。

当气缸203带动上撑杆206和下撑杆209展开成一条直线时，气缸203、上撑杆206和下撑杆209所在平面为第一平面，舭板401在第一平面上的投影所形成的直线的延长线与船体50的重心相交。

固定式导流支撑板30是由旋转圆柱面状导流支撑板301和旋转抛物面状导流支撑板302平滑焊接拼合而成，旋转圆柱面状导流支撑板301和旋转抛物面状导流支撑板302的旋转轴线均和舭板转轴403的轴线重合，当舭板401转动至板面水平位置，舭板401抵靠在固定式导流支撑板30的边缘。旋转抛物面状可调导流板402比旋转抛物面状导流支撑板302可以稍大一点，这样由于旋转轴线一致，旋转抛物面状可调导流板402就可以绕舭板转轴403转动，且旋转抛物面状可调导流板402的内表面正好与旋转抛物面状导流支撑板302的外表面接触，保证了旋转抛物面状可调导流板402在水平收起和倾斜放下两个状态下均保持良好的导流形状。当舭板401转动至板面水平位置，舭板401抵靠在固定式导流支撑板30的边缘，此时舭板401作为船舶的压浪板，将使船体50产生低头力矩，有利于船舶的高速航行，减小船舶纵向减揺。且舭板401上所受到的水动力将通过固定式导流支撑板30传递到船体50上。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除