專利名稱：船用外磁式磁流體減搖器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種將磁流體技術(shù)應(yīng)用于提高船舶耐波性的新型減搖設(shè)備，特指船用外磁式磁流體減搖器。
技術(shù)背景現(xiàn)代船舶一般具有減搖水艙、減搖鰭等裝置，用于提高船舶耐波性。但是它們存在以下缺陷和不足減搖水艙減搖效果較低，并占用大量船艙體積，無(wú)形中增加了運(yùn)營(yíng)成本。
減搖鰭作為目前采用最多的減搖形式，有比較高的減搖效率，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)頗高，并且在低航速或無(wú)航速時(shí)起不到減搖效果。
舭龍骨(bilge keel)又稱防搖龍骨，是減少船舶搖擺的一種簡(jiǎn)易裝置。一般布置與沿船長(zhǎng)方向裝置在舭部。舭龍骨由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉且能起到一定的減搖作用，但它在低航速時(shí)同樣也起不到減搖效果，并且減搖效率很低，不能滿足現(xiàn)代化船舶對(duì)穩(wěn)定性的要求。譚作武，惲嘉陵編著的《磁流體推進(jìn)》北京工業(yè)大學(xué)出版社(1998)，指出磁流體推進(jìn)技術(shù)是指當(dāng)向海水通電，同時(shí)施加一個(gè)與電場(chǎng)方向垂直的磁場(chǎng)時(shí)，由于海水中有以離子狀態(tài)存在的氯化物，可以導(dǎo)電，根據(jù)弗來(lái)明左手定則，沿電場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)的離子會(huì)受到垂直于磁場(chǎng)和電場(chǎng)平面方向的洛倫茨力的作用，使海水產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)從而產(chǎn)生一個(gè)推力。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種減小或消除船舶在波浪中的搖擺運(yùn)動(dòng)幅值，提高其耐波性和穩(wěn)定性，改善旅客和船員的舒適性，并在船舶靜止或低速航行時(shí)也同樣能起到減搖作用的船用外磁式磁流體減搖器。
實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案該裝置包括均勻布置于船體外壁上的跑道型超導(dǎo)線圈，和平行對(duì)稱布置的正負(fù)兩塊減搖電極，必須保證磁感線方向與電流方向垂直，以及布置在跑道型超導(dǎo)線圈外側(cè)用于對(duì)其制冷的液氦儲(chǔ)箱。通過(guò)調(diào)節(jié)電流與磁場(chǎng)的大小和方向，利用海水中電流與磁場(chǎng)的相互作用力使海水運(yùn)動(dòng)，并將其合理布置于船體，從而產(chǎn)生一個(gè)與船體搖蕩方向相反的力矩以達(dá)到減搖目的。它將海水作為導(dǎo)體，通過(guò)減搖電極向海水供電，利用跑道型超導(dǎo)線圈在海水里建立均勻磁場(chǎng)。當(dāng)海水通過(guò)電流時(shí)，載流海水就會(huì)在與它垂直的磁場(chǎng)中受到電磁力的作用，其反作用力即產(chǎn)生一個(gè)平衡力矩阻礙船體的搖蕩。在磁場(chǎng)大小一定的情況下，通過(guò)的海水越多，產(chǎn)生的電流越強(qiáng)，電磁力越大，產(chǎn)生的減搖力矩也越大，減搖效果越明顯；反之，通過(guò)的海水越少，產(chǎn)生的電流越弱，電磁力越小，產(chǎn)生的減搖力矩也越小，減搖效果越差。這樣，就可以利用控制通過(guò)的海水量的不同來(lái)控制減搖力矩的大小，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。
同時(shí)其設(shè)置與減搖電極垂直的左右兩塊的助推電極。
本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型擺脫了減搖鰭只有在船舶航行時(shí)才能減搖的束縛，它可以通過(guò)提高設(shè)備功率來(lái)增加減搖效果，使之無(wú)論在靜止、低速或高速航行時(shí)，在較大風(fēng)浪條件下均能起到良好的減搖效果。同樣也可應(yīng)用于海洋平臺(tái)以及其它海洋結(jié)構(gòu)物的減搖。
該實(shí)用新型不像減搖水艙需占用大量的艙內(nèi)體積，也不需要減搖鰭一套復(fù)雜的伺服機(jī)構(gòu)，因此體積可以大為減小。
本實(shí)用新型是完全的電磁響應(yīng)，它的減搖作用與船舶的橫搖運(yùn)動(dòng)幾乎同步進(jìn)行，較之減搖鰭反應(yīng)更靈敏。
本實(shí)用新型取消了類似減搖鰭復(fù)雜的控制系統(tǒng)，完全根據(jù)橫搖的大小決定減搖器產(chǎn)生的減搖力矩的大小，因此價(jià)格可以大為減少，同時(shí)它不需要專門的操作人員，運(yùn)行成本很低。
它的各構(gòu)件之間沒(méi)有剛性連接，它們可以集中或分散安裝在船體的任何位置。
下表選擇性的比較了被動(dòng)式磁流體減搖器和三種傳統(tǒng)的減搖裝置。



圖1為本發(fā)明的原理示意圖即減搖狀態(tài)下的工作示意圖圖2為本發(fā)明在船體安裝示意圖圖3為圖2所示的減搖器的助推狀態(tài)下的工作示意圖1液氦儲(chǔ)箱 2助推電極 3電流方向 4減搖電極 5磁感線方向 6跑道型超導(dǎo)線圈 7海水流動(dòng)方向具體實(shí)施方式
根據(jù)船舶與海洋結(jié)構(gòu)物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提出磁流體減搖器在船舶舷側(cè)的布置方式，如圖2中所示。
本實(shí)用新型減搖器布置于船體兩側(cè)。其包括布置在跑道型超導(dǎo)線圈(6)外側(cè)的液氦儲(chǔ)箱(1)、跑道型超導(dǎo)線圈(6)和相互垂直的減搖電極(4)及助推電極(2)，減搖狀態(tài)時(shí)，船體受波浪擾動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)逆時(shí)針的搖蕩，此時(shí)減搖電極通電，電流方向(3)和磁場(chǎng)方向(5)如圖1所示。海水在電磁力的作用下向上流動(dòng)(7)，其反作用力即產(chǎn)生一個(gè)順時(shí)針的力矩，阻礙船體的搖蕩。
右舷的減搖器內(nèi)部的海水也同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)向下的運(yùn)動(dòng)，其反作用力也產(chǎn)生一個(gè)順時(shí)針的力矩，兩者共同產(chǎn)生的力矩即可阻礙船體的搖蕩。當(dāng)波浪擾動(dòng)力矩相反時(shí)只要將電極正負(fù)極交換即可。
如圖3中所示，該減搖器亦可提供輔助推進(jìn)。此時(shí)左右兩側(cè)的助推電極(2)同時(shí)通電，海水在電磁力的作用下沿船長(zhǎng)方向運(yùn)動(dòng)(6)，即可產(chǎn)生推力使艦船加速。
權(quán)利要求1.船用外磁式磁流體減搖器，其特征在于包括均勻布置于船體外壁上的跑道型超導(dǎo)線圈(6)，和平行對(duì)稱布置的正負(fù)兩塊減搖電極(4)，并保證磁感線方向與電流方向垂直，以及布置在跑道型超導(dǎo)線圈(6)外側(cè)用于對(duì)其制冷的液氦儲(chǔ)箱(1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船用外磁式磁流體減搖器，其特征是其設(shè)置與減搖電極(4)垂直的兩塊助推電極(2)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種將磁流體技術(shù)應(yīng)用于提高船舶耐波性的新型減搖設(shè)備，該裝置包括均勻布置于船體外壁上的跑道型超導(dǎo)線圈和平行對(duì)稱布置的正負(fù)兩塊減搖電極，并保證磁感線方向與電流方向垂直，以及布置在跑道型超導(dǎo)線圈外側(cè)用于對(duì)其制冷的液氦儲(chǔ)箱，并設(shè)置與減搖電極垂直的左右兩塊的助推電極。其通過(guò)調(diào)節(jié)電流與磁場(chǎng)的大小和方向，利用海水中電流與磁場(chǎng)的相互作用力使海水運(yùn)動(dòng)，可提高其耐波性和穩(wěn)定性，改善旅客和船員的舒適性，并在船舶靜止或低速航行時(shí)也同樣能起到減搖作用，另外還能提供助推作用。
文檔編號(hào)B63B39/00GK2744598SQ200420080418
公開(kāi)日2005年12月7日 申請(qǐng)日期2004年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月21日
發(fā)明者姚震球, 施偉, 高雷 申請(qǐng)人:江蘇科技大學(xué)