專(zhuān)利名稱(chēng)：船艏消波裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是一種船舶結(jié)構(gòu)，具體地說(shuō)是一種船舶減阻結(jié)構(gòu)，特別是一種 船艏消波裝置。
背景技術(shù)：
快速性是船舶的重要性能之一，快速性的優(yōu)劣，對(duì)船舶來(lái)說(shuō)將在一定程度上影響 船舶的使用性和經(jīng)濟(jì)性，船舶快速性包含船舶阻力和船舶推進(jìn)兩方面，研究船舶航行中的 阻力問(wèn)題對(duì)改善船舶快速性具有重大作用。船舶阻力主要可以分為三個(gè)部分興波阻力，摩擦阻力和黏壓阻力。船舶在運(yùn)動(dòng)過(guò) 程中興起波浪，改變了船體表面壓力分布情況，這種通過(guò)興波引起壓力分布改變所產(chǎn)生的 阻力稱(chēng)為興波阻力，船體運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于水具有黏性，從而會(huì)在船體周?chē)a(chǎn)生切向作用力，它 在運(yùn)動(dòng)方向的合力便是摩擦阻力，同樣由于水具有黏性，會(huì)造成船體前后壓力不平衡，這樣 產(chǎn)生的阻力稱(chēng)為黏壓阻力。目前所采用的減少船舶阻力的方法主要是對(duì)船型進(jìn)行優(yōu)化，一般只能使用在船舶 設(shè)計(jì)之初，一旦固定將很難改變，具有很大的局限性。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)合理、安裝簡(jiǎn)便、減阻效果好、成本低、易于 對(duì)現(xiàn)有船進(jìn)行改造的船舶消波裝置。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的包括設(shè)置在船艏內(nèi)部的管道，在管道內(nèi)部設(shè)有螺旋槳。本實(shí)用新型還可以包括1、所述管道入口處角度為水平，在船艏內(nèi)部通過(guò)圓角轉(zhuǎn)向船底。2、在管道中螺旋槳后安裝葉輪機(jī)，葉輪機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的能量?jī)?chǔ)存在 電能儲(chǔ)蓄器中。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是能夠有效減小波浪阻力、摩擦阻力和壓差阻力，葉輪機(jī)能夠 利用螺旋槳的尾流進(jìn)行發(fā)電，起到節(jié)能的作用。本實(shí)用新型可以對(duì)成船進(jìn)行改造，并且對(duì)減少興波阻力，摩擦阻力和黏壓阻力都 能起到一定的作用。

圖1普通船舶興波原理；圖2帶消波裝置船舶的消波原理；圖3普通船舶水線(xiàn)面首部流體相對(duì)于船舶的運(yùn)動(dòng)；圖4裝有消波裝置的船舶水線(xiàn)面首部流體相對(duì)于船舶的運(yùn)動(dòng)；圖5無(wú)消波裝置船舶的首部壓力；[0018]圖6有消波裝置船舶的首部壓力；圖7帶有葉輪機(jī)和能量?jī)?chǔ)蓄器的示意圖；圖8是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖舉例對(duì)本實(shí)用新型做更詳細(xì)的描述結(jié)合圖8，所述的船艏消波裝置位于船舶首部，在船艏內(nèi)部設(shè)置管道3，入口處角 度為水平，在內(nèi)部通過(guò)圓角轉(zhuǎn)向船底；管道內(nèi)部設(shè)有螺旋槳1，螺旋槳的動(dòng)力方式與普通導(dǎo) 管槳相同。螺旋槳的在船舶前進(jìn)過(guò)程中，由于導(dǎo)管內(nèi)螺旋槳的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的抽吸作用，使得 船舶前方來(lái)流不再由于船舶的推動(dòng)而隆起形成波浪，而是沿這消波裝置快速的向下后方運(yùn) 動(dòng)，從而避免了波浪的產(chǎn)生；由于消波裝置的抽吸作用，使船艏附近水流方向發(fā)生改變，水 流相對(duì)于船舶的運(yùn)動(dòng)方向和船舶自身的運(yùn)動(dòng)方向相同，因此船體與水所產(chǎn)生的摩擦力方向 也與船舶自身的運(yùn)動(dòng)方向相同，為推力，同時(shí)，由于管道水流出口在船底，因此會(huì)對(duì)船舶產(chǎn) 生向上方向的推力，使船舶稍有抬艏，減少了船舶表面的接觸水面積，也減少了船舶的摩擦 阻力；由于消波裝置的抽吸作用，使得船舶首部流體沿管道快速向下后方運(yùn)動(dòng)，有伯努利方 程可以知道，流體的速度越快，壓力越小，因此可以減少船艏的壓力，減小了船舶首尾的壓 力差，進(jìn)而降低船舶的黏壓阻力；導(dǎo)管內(nèi)螺旋槳由于高速旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)管道中的流體高速旋轉(zhuǎn)， 因此在管道中螺旋槳后安裝葉輪機(jī)3，可以吸收螺旋槳尾流的旋轉(zhuǎn)能量，產(chǎn)生電能并儲(chǔ)存在 電能儲(chǔ)蓄器4中，可以供照明和其他用途。普通船舶在航行時(shí)，船舶首部使水向前、向上運(yùn)動(dòng)，水面隆起形成波浪，波浪的產(chǎn) 生極大的增加了船舶的總阻力，如圖1所示。安裝船艏消波裝置后，在船舶首部，由于消波 裝置的抽吸作用，船舶航行時(shí)，水不再由于船舶的推動(dòng)而隆起形成波浪，而是沿消波裝置快 速的的向下后方運(yùn)動(dòng)，避免波浪的產(chǎn)生，如圖2所示。無(wú)消波裝置船舶在航行時(shí)，水相對(duì)于船舶的運(yùn)動(dòng)方向和船舶自身的運(yùn)動(dòng)方向相 反，因此產(chǎn)生的摩擦力為阻力，如圖3所示。由于消波裝置的抽吸作用，水相對(duì)于船舶的運(yùn) 動(dòng)方向和船舶自身的運(yùn)動(dòng)方向相同，因此產(chǎn)生的摩擦力為推力。同時(shí)由于管道內(nèi)的螺旋槳 槳軸和水面有一定的夾角，因此會(huì)產(chǎn)生向下的力，使船舶稍有抬艏，減小了船舶表面的接觸 水面積，也減小了船舶的摩擦阻力，如圖4所示。無(wú)消波裝置船舶在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由于流體和船舶之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)形成了很大的壓 力，這種壓力和船舶的運(yùn)動(dòng)方向相反，為阻力，如圖5所示。有消波裝置船舶在運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于 消波裝置的抽吸作用，使得船舶首部流體沿管道快速向下后方運(yùn)動(dòng)，由伯努利方程可以知 道，流體速度越快，壓力越小，因此該消波裝置可以減小船艏的壓力，進(jìn)而降低船舶的壓差 阻力，如圖6所示。螺旋槳高速旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)管道中流體的高速旋轉(zhuǎn)，因此在管道中部安裝葉輪機(jī)，吸收 水流的旋轉(zhuǎn)能量，產(chǎn)生電能并放在電能儲(chǔ)蓄器中，以供照明或其他用途，如圖7所示。
權(quán)利要求1.一種船艏消波裝置，其特征是包括設(shè)置在船艏內(nèi)部的管道，在管道內(nèi)部設(shè)有螺旋槳。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船艏消波裝置，其特征是所述管道入口處角度為水平，在船 艏內(nèi)部通過(guò)圓角轉(zhuǎn)向船底。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的船艏消波裝置，其特征是在管道中螺旋槳后安裝葉輪 機(jī)，葉輪機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的能量?jī)?chǔ)存在電能儲(chǔ)蓄器中。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供的是一種船艏消波裝置。包括設(shè)置在船艏內(nèi)部的管道，在管道內(nèi)部設(shè)有螺旋槳。本實(shí)用新型能夠有效減小波浪阻力、摩擦阻力和壓差阻力，葉輪機(jī)能夠利用螺旋槳的尾流進(jìn)行發(fā)電，起到節(jié)能的作用。本實(shí)用新型可以對(duì)成船進(jìn)行改造，并且對(duì)減少興波阻力，摩擦阻力和黏壓阻力都能起到一定的作用。
文檔編號(hào)B63H5/07GK201914401SQ20102061043
公開(kāi)日2011年8月3日 申請(qǐng)日期2010年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月17日
發(fā)明者胡健, 馬騁, 黃勝, 齊慧博 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)