BRPI0801961A2

BRPI0801961A2 - method to reduce the frictional resistance between the ship's body and water by releasing gases into the water

Info

Publication number: BRPI0801961A2
Application number: BRPI0801961-4A
Authority: BR
Inventors: Zuei-Ling Lin
Original assignee: Zuei-Ling Lin
Priority date: 2008-05-26
Filing date: 2008-05-26
Publication date: 2011-06-21

Abstract

MéTODO PARA REDUZIR A RESISTêNCIA DE FRICçãO ENTRE O CORPO DO NAVIO E áGUA ATRAVéS DE LIBERAçãO DE GASES NA áGUA, inclui as etapas de: (a) fornecer uma pluralidade de saídas de gás (40) disposcas em posições pré-determinadas sob um nível da água de uma partie dianteira (31) de um casco (30) do corpo de navio para liberar os gases (70); (b) usar o efeito dos gases liberados (70) verticalmente para cima na água e ao longo de uma parede enviesada do casco (30) para parcialmente separax o casco (30) de uma superfície de contato de água, de modo a reduzir a densidade média da água na superfície de contato com o casco (30) ; (c) selecionar a posição para liberar os gases (70) de acordo com os parâmetros, incluindo o formaro do casco (30) , a velocidade (U) , a profundidade de descarga (D) e a temperatura da água, de modo gue os gases liberados (70) sejam aderidos na superfície do casco (30) e fluruados em posições pré-determinadas da superfície de água através das linhas de fluxo pré-determinadas; e (d) usar a compressíbilídade dos gases e os gases liberados em uma zona de alta pressão e uma zona de baixa pressão como uma camada de armazenamento temporário para reduzir a pressão da água ao casco (30) na zona de alta pressão e reduzir a sucção ao casco (30) na zona de baixa pressão, para símuloaneamenre reduzir a pressão e a sucção produzidas durante a viagem do corpo de navio, e os gases liberados com as mesmas características conforme descrito na Etapa (b).METHOD FOR REDUCING THE FRICTION RESISTANCE BETWEEN THE SHIP BODY AND WATER THROUGH WATER RELEASE IN WATER, includes the steps of: (a) providing a plurality of gas outlets (40) disposed in predetermined positions under a water level. water from a front part (31) of a hull (30) of the ship's body to release the gases (70); (b) use the effect of the gases released (70) vertically upwards in the water and along a slanted hull wall (30) to partially separate the hull (30) from a water contact surface, in order to reduce the average water density on the hull contact surface (30); (c) select the position to release the gases (70) according to the parameters, including the hull shape (30), the speed (U), the discharge depth (D) and the water temperature, the released gases (70) are adhered to the surface of the hull (30) and flowed at predetermined positions on the water surface through predetermined flow lines; and (d) use the compressibility of gases and gases released in a high pressure zone and a low pressure zone as a temporary storage layer to reduce the water pressure to the hull (30) in the high pressure zone and reduce the suction to the hull (30) in the low pressure zone, in order to reduce the pressure and suction produced during the voyage of the ship's body, and the gases released with the same characteristics as described in Step (b).

Description

"MÉTODO PARA REDUZIR ARESISTÊNCIA DE FRICÇÃO ENTRE O CORPO DO NAVIO E ÁGUA ATRAVÉSDE LIBERAÇÃO DE GASES NA ÁGUA""METHOD FOR REDUCING FRESTION FRESTION BETWEEN SHIP AND WATER BODY THROUGH GAS RELEASE IN WATER"

HISTÓRICO DA INVENÇÃOBACKGROUND OF THE INVENTION

1. Campo da Invenção1. Field of the Invention

A presente invenção refere-sea - um método para reduzir a resistência de fricção entre umc-orpo de navio e água através da liberação de gases na água,é mais especificamente a um método para liberar gases em umaposição pré-determinada sob o nivel da água de uma partedianteira do corpo de navio de acordo com parâmetros, taiscomo, o comprimento total, velocidade e profundidade dedescarga de um navio para fornecer interferências vantajosasde modo a diminuir a densidade média ρ da água na superfícieda água em contato com o corpo de navio, e os gasesliberados em uma zona de alta pressão podem reduzir apressão da água para um casco e a sucção da água ao casco emuma zona de baixa pressão para fornecer ambas as funçõessimultaneamente.The present invention relates to a method for reducing the frictional resistance between a ship's body and water by releasing gases into the water. It is more specifically a method for releasing gases at a predetermined under water level. according to parameters such as the overall length, speed and depth of a ship's discharge to provide advantageous interference so as to decrease the mean water density ρ on the water surface in contact with the ship's body, and Gases released in a high pressure zone can reduce water pressure to a hull and suction of water to the hull in a low pressure zone to provide both functions simultaneously.

2. Descrição da Técnica Relacionada2. Description of Related Art

De modo geral, uma embarcaçãorefere-se a um navio energizado por impulso, um navio deguerra, um porta-aviões, um navio de linha regular, um naviode carga, um tanque de petróleo, um iate, um jato de água,um navio de modelo, um hidroavião, uma plataforma deperfuração de petróleo sem energia, e uma barca, etc.In general, a vessel refers to an impulse-powered ship, a warship, an aircraft carrier, a liner, a cargo ship, an oil tank, a yacht, a water jet, a model, a seaplane, a powerless oil drilling platform, and a barge, etc.

Distintas embarcações vêm comdiferentes funções e designs de corpo. Por exemplo, osnavios de guerra exigem uma alta velocidade e, dessa forma,os navios de guerra são geralmente projetados em um formatoaerodinâmico fino para reduzir a capacidade de transporte evazão relativamente. Os navios mercantes exigem uma grandecapacidade de transporte e uma alta vazão e, dessa forma, osnavios mercantes são normalmente projetados em um formatoamplo, porém tal formato reduzirá a velocidade, considerandoque a resistência da água, tal como, água do mar e águafresca (ambas denominadas "água") obstrui os navios eretarda a velocidade.Distinct boats come with different body designs and functions. For example, warships require a high speed and thus warships are generally designed in a thin aerodynamic shape to reduce their carrying capacity and relatively low velocity. Merchant ships require a high transport capacity and high flow rate, so merchant ships are usually designed in a large format, but such format will reduce speed considering water resistance such as seawater and freshwater (both called "water") obstructs ships and slows them down.

Com referência às FIGS. 1 a 3para uma visão em perspectiva, uma visão lateral e uma visãosuperior de um navio de linha regular 20 respectivamente, onavio comercial de linha regular 20 geralmente vem com umcomprimento L de centenas de metros (m), uma largura máximaB de 60~70m, e uma profundidade de descarga D de 15~25mdependendo da carga do navio de linha regular 20. Portanto,os navios mercantes de tamanho grande desse tamanho possuemuma grande área de contato com a água. De acordo com oprincipio da Mecânica de Fluido, o arraste de fricção FDpode ser calculado pela seguinte equação:With reference to FIGS. 1 to 3for a perspective view, a side view and an upper view of a liner 20 respectively, the liner 20 usually comes with a length L of hundreds of meters (m), a maximum width B of 60 ~ 70m, and a discharge depth D of 15 ~ 25m depending on the cargo of the liner 20. Therefore, large size merchant vessels of this size have a large area of contact with water. According to the Fluid Mechanics principle, the friction drag FD can be calculated by the following equation:

Fd=CdA VS Ρ U2Fd = CdA VS Ρ U2

em que C0 é o coeficiente do arraste;where C0 is the drag coefficient;

A é a área total em contato com o fluido;A is the total area in contact with the fluid;

ρ é a densidade do fluido;ρ is the density of the fluid;

U é a velocidade (m/s).U is the speed (m / s).

Por exemplo, um casco 30 donavio de linha regular 20 dessa configuração é simulado comouma tábua em contato a com a água do mar, e a tábua vem comum comprimento L de 360m, uma largura máxima B de 70m e umaprofundidade de descarga de D 25. Se o navio de linharegular 20 está viajando em uma velocidade de 13 nós na águado mar em uma temperatura de 10°C, a Equação FD=CDA pU2pode ser usada para calcular o arraste de fricção nasuperfície do casco 30. Conforme descrito em um livro"Introdução à Mecânica de Fluido", Sexta Edição, escritopelo Professor Robert W.FOX, et al da Purdue University, osvalores de L, B, DeU acima mencionados podem ser usadospara calcular o valor de FD, se a velocidade for 13 nós (emque um nó é igual a uma milha náutica por hora) . Portanto,Velocidade U=13 nm/hr χ 6076 ft/nm χ 0,305 m/ft χ hr/3600s= 6,69 m/sFor example, a regular liner hull 30 of this configuration is simulated as a board in contact with seawater, and the board comes with a common length L of 360m, a maximum width B of 70m and a discharge depth of D 25. If Linearegular Vessel 20 is traveling at a speed of 13 knots in the seawater at a temperature of 10 ° C, the Equation FD = CDA pU2 can be used to calculate the frictional drag on the hull surface 30. As described in a book " Introduction to Fluid Mechanics ", Sixth Edition, by Professor Robert W.FOX, et al of Purdue University, the aforementioned L, B, DeU values can be used to calculate the FD value if the velocity is 13 knots (where a node equals one nautical mile per hour). Therefore, U speed = 13 nm / hr χ 6076 ft / nm χ 0.305 m / ft χ hr / 3600s = 6.69 m / s

Além disso, a viscosidadecinemática u=l,37 χ IO"6 m2/s em uma temperatura de 10°C, etal viscosidade cinemática e os dados mencionados no livrodo Professor Fox podem ser usados para obter C0=O, 00147 ep=l020 kg/m3.In addition, the kinematic viscosity u = 1.37 χ 10 6 m 2 / s at a temperature of 10 ° C, the kinematic viscosity and the data mentioned in Professor Fox's booklet can be used to obtain C0 = 0.00147 and p = 1020 kg. / m3.

0 casco 30 está em contato comuma área com um comprimento e uma largura, de modo queW=B+2D da água do mar e, dessa forma, a área total decontato A com a água do mar = 360m χ (70 + 50) m=43200 m2.Hull 30 is in contact with an area of length and width, so that W = B + 2D of seawater and thus the total contact area A with seawater = 360m χ (70 + 50) m = 43200 m2.

A partir da equação acima:Fd=CdA ρ U2 = 0,00147x 43200m2x χ 1020kg/m3 χ (6, 69) 2m2/s2χ N · s2/kg · m FD=I,45MNFrom the above equation: Fd = CdA ρ U2 = 0.00147x 43200m2x χ 1020kg / m3 χ (6,69) 2m2 / s2χ N · s2 / kg · m FD = I, 45MN

A potência relativa é:P=F0U=I, 45 χ IO6N χ 6,69m/s χ W · s/N · m P=9,70MW que éaproximadamente igual a 13000 HP, e esses dados demonstramque a potência exigida para superar o arraste de fricção nasuperfície do navio de linha regular 20 é muito grande.The relative power is: P = F0U = I, 45 χ 106 N χ 6.69m / s χ W · s / N · m P = 9.70MW which is approximately 13000 HP, and these data demonstrate that the power required to overcome the Frictional drag on surface of liner 20 is too large.

A partir do exemplo acima,sabemos que a resistência vem do ar, pneu e superfície daestrada quando o navio está se movimentando na terra, e aresistência vem da resistência do ar e o arraste de fricçãoentre o casco e água quando o navio está se movimentando nomar. com a mesma força motriz, a velocidade do navioviajando na terra é mais rápida do que viajando no ar,considerando que a densidade da água é 1 em 20°C e 1 pressãoatmosférica, e a densidade da água é aproximadamente 800vezes da densidade do ar.From the above example, we know that resistance comes from air, tire and road surface when the ship is moving on land, and resistance comes from air resistance and the frictional drag between the hull and water when the ship is moving at sea. . With the same driving force, the speed of the ship traveling on land is faster than traveling in the air, considering that the water density is 1 at 20 ° C and 1 atmospheric pressure, and the water density is approximately 800 times the air density.

Portanto, os fabricantes eprojetistas nos campos relacionados conduzem pesquisasextensivas e tentativas de reduzir o arraste de fricção Fdentre o casco e a água. Em alguns dos métodos convencionais,a redução do arraste de fricção entre um casco e a água égeralmente limitada à instalação de um proa de bulbo e umafolha metálica, caracterizado pelo fato de que a proa debulbo é fornecida para reduzir a resistência provocada poruma quebra de onda e uma reflexão na parte dianteira, e afolha metálica é fornecida para sustentar e levementelevantar o corpo de navio para reduzir a área de contato daágua com o corpo de navio. Entretanto, tal configuraçãosomente pode ser aplicada em embarcações de tamanho pequeno.Por exemplo, um aerobarco exige uma grande quantidade de arpara sustentar o corpo do aerobarco e, dessa forma, aconfiguração acima mencionada somente pode ser aplicada emembarcações de tamanho pequeno, considerando que a densidadeρ da água não pode ser diminuída, e o arraste de fricçãoentre o casco e água, pressão em uma zona de alta pressão esucção em uma zona de baixa pressão ainda existem.Therefore, manufacturers and designers in related fields conduct extensive research and attempts to reduce Fd frictional drag between the hull and the water. In some of the conventional methods, the reduction of frictional drag between a hull and water is generally limited to the installation of a bulb bow and a metal leaf, characterized in that the bow bow is provided to reduce the resistance caused by a wave break. and a reflection at the front, and the metallic sheet is provided to support and raise the ship's body to reduce the contact area of the water with the ship's body. However, such a configuration can only be applied to small-sized vessels. For example, an airboat requires a large amount of air to support the body of the airboat and thus the above configuration can only be applied to small-sized vessels, considering that the densityρ Water can not be decreased, and frictional drag between the hull and water, pressure in a high pressure zone and pressure in a low pressure zone still exist.

Na figura 3, uma camada delimite fina está disposta entre uma faixa (a—b) a partir deuma parte dianteira 31 do casco 30 a um ponto c na parte detrás através do corpo de navio e água. Na medida em queexista uma fricção na camada de limite, o arraste aindaexiste, de modo que um objeto produzirá uma trilha 32 deesteira conforme indicada pela linha antes do Ponto c nafigura 3. O Ponto c é um ponto de separação, em que aspartículas de fluido são separadas do objeto para produziruma trilha, e formar uma esteira 33 no lado interno do Pontoque é a linha de fluxo a partir do Ponto a ao Ponto b econsiderada como uma zona de alta pressão. A turbulência ouuma zona de baixa pressão é formada em uma pequena áreaatrás do Ponto b, e a esteira 33 atrás do Ponto c forma umazona de baixa pressão. Independentemente da pressãoproduzida pelas correntes de água ao casco 30 na zona dealta pressão e a sucção produzida pelas correntes de água aocasco 30 na zona de baixa pressão, tanto a pressão quanto asucção constituem um resistência a um movimento para frentedo navio e, dessa forma, é necessário superar a pressão esucção de modo a otimizar a eficiência do navio.In Figure 3, a thin boundary layer is disposed between a strip (a-b) from a front part 31 of the hull 30 to a point c at the back through the ship's body and water. To the extent that there is a friction in the boundary layer, drag still exists so that an object will produce a trailing trail 32 as indicated by the line before Point c in Figure 3. Point c is a point of separation, where fluid particles they are separated from the object to produce a track, and form a mat 33 on the inner side of the Point which is the flow line from Point a to Point b and considered as a high pressure zone. Turbulence or a low pressure zone is formed in a small area behind Point b, and the mat 33 behind Point c forms a low pressure zone. Regardless of the pressure produced by the hull water streams 30 in the high pressure zone and the suction produced by the hull water streams 30 in the low pressure zone, both pressure and suction constitute a resistance to movement towards the ship and thus are It is necessary to overcome the pressure and suction in order to optimize the efficiency of the ship.

Outro modo convencional parareduzir o arraste de fricção aplica-se a uma nova tecnologiapara projetar o formato, do navio por computadores eexperimentos hidráulicos, de modo que as interferências sãoproduzidas em ondas de água, porém tal configuração somenteé efetiva em uma faixa de velocidades, porém o formato donavio não pode ser alterado para fornecer interferênciasfavoráveis às ondas de água de acordo com diferentesvelocidades e, dessa forma, o efeito alcançado por essemétodo convencional é limitado.Another conventional way to reduce frictional drag applies a new technology to design the ship's shape by computers and hydraulic experiments so that interference is produced in water waves, but such a setting is only effective over a range of speeds, but the The shape of the ship cannot be altered to provide unfavorable interference with water waves at different speeds, and thus the effect achieved by this conventional method is limited.

SUMÁRIO DA INVENÇÃOSUMMARY OF THE INVENTION

Considerando a deficiência nonavio convencional com uma questão de resistência de água, oinventor da presente invenção conduziu pesquisas extensivase experimentos, e finalmente inventou um método para reduzira resistência de fricção entre um corpo de navio e águaatravés da liberação de gases na água para superar adeficiência da técnica anterior.Considering the conventional non-ship deficiency as a matter of water resistance, the inventor of the present invention conducted extensive research and experimentation, and finally invented a method for reducing frictional resistance between a ship's body and water through the release of gases in water to overcome the technical inadequacy. previous.

É um objeto primário dainvenção fornecer um método para reduzir uma resistência defricção entre um corpo de navio e água através da liberaçãode gases na água, e o método é com base no principio dosgases liberados levantando-se verticalmente a partir daparte inferior e ao longo de uma parede enviesada de umcasco, de modo que os gases de levantamento podemparcialmente separar o casco da superfície de contato daágua para reduzir a densidade média da água na superfície decontato, e as características dos gases liberados levantandoverticalmente a partir da parte inferior e acompressibilidade dos gases atua como uma camada dearmazenamento temporário entre o corpo do navio para reduzira pressão da água ao casco em uma zona de baixa pressão ereduzir a sucção ao casco em uma zona de baixa pressão, demodo a atingir os efeitos de simultaneamente reduzindo apressão e sucção enquanto o navio está viajando.It is a primary object of the invention to provide a method for reducing a frictional resistance between a ship's body and water by releasing gases into the water, and the method is based on the principle of released gases rising vertically from the bottom and along a skewed wall of a shell so that the lifting gases can partially separate the shell from the water contact surface to reduce the average water density on the contact surface, and the characteristics of the gases released by rising vertically from the bottom and the gas compressibility acts as A temporary storage layer between the ship's body to reduce hull water pressure in a low pressure zone and reduce hull suction in a low pressure zone, so as to achieve the effects of simultaneously reducing pressure and suction while the ship is traveling. .

Outro objeto da presente-invenção é o de fornecer um método para reduzir o arraste defricção entre um corpo de navio e água através da liberaçãode gases na água, sem a necessidade de fazer qualqueralteração no formato do corpo de navio. As saídas de gás sãoinstaladas em posições pré-determinadas de uma partedianteira do corpo de navio para liberar os gases, e asposições para liberar os gases podem ser selecionadas deacordo com os parâmetros, tais como, a velocidade e aprofundidade de descarga do navio, de modo que os gasespossam ser liberados e aderidos em uma superfície do cascoou levantar para posições pré-determinadas da superfície deágua de acordo com linhas de fluxo pré-determinadas paraatingir o efeito ideal de modo a reduzir a resistência ouarraste.Another object of the present invention is to provide a method for reducing frictional drag between a ship's body and water by releasing gas into the water without the need to make any change in the shape of the ship's body. Gas outlets are installed at predetermined positions of a body part to release the gases, and gas release positions can be selected according to parameters such as the speed and depth of discharge of the vessel so as to that gases can be released and adhered to a hull surface or raised to predetermined water surface positions according to predetermined flow lines to achieve the optimal effect in order to reduce drag or drag.

Um objetivo adicional dainvenção é utilizar o princípio de que o volume dos gasescomprimíveis é inversamente proporcional à pressão. Quandoos gases liberados levantam a partir da parte inferior donavio, a pressão da água é diminuída, o volume dos gasesexpande-se conforme a pressão da água aumenta. 0 volume dasbolhas de ar levantando a partir de uma profundidade de 30mabaixo da superfície da água à superfície da água expande-seem aproximadamente 4 vezes, e tal característica é aplicadaàs embarcações de grande tamanho com um grande deslocamento,e os gases liberados podem atingir um melhor efeito (ou umamelhor eficiência por diversas vezes) para reduzir aresistência da fricção ou arraste.An additional objective of the invention is to use the principle that the volume of compressible gases is inversely proportional to pressure. When the released gases lift from the bottom of the vessel, the water pressure is decreased, the volume of gases expands as the water pressure increases. The volume of air bubbles rising from a depth of 30 below the surface of the water to the surface of the water expands approximately 4 times, and this feature is applied to large vessels with a large displacement, and released gases can achieve a better effect (or better efficiency several times) to reduce drag or drag resistance.

Ainda outro objeto da presenteinvenção é o de usar o efeito do gás liberado a partir daparte inferior do navio, levantando à superfície de águapara reduzir a resistência, considerando que quanto maior acurvatura do casco, maior é a distância de viagem do gáslevantando a partir da parte inferior da parte inferior àsuperfície de água. Através de um projeto apropriado docasco, podemos melhorar a eficiência da redução daresistência ou do arraste.Still another object of the present invention is to use the effect of gas released from the lower part of the ship, raising to the water surface to reduce the resistance, considering that the greater hull curvature, the greater the travel distance of the gas rising from the bottom. bottom of the bottom to the water surface. Through proper dock design, we can improve drag reduction or drag efficiency.

Ainda um objeto adicional dapresente invenção é o de liberar os gases a partir da parteinferior ou parte dianteira do navio, de modo que os gasespossam levantar próximo ao casco e ao longo da paredeenviesada do corpo de navio, e os gases de levantamentotambém fornecem os efeitos de limpeza do casco, reduzindo osorganismos marinhos vivos presos no corpo de navio, eestendendo - período de tempo para a próxima manutenção donavio em um estaleiro.A still further object of the present invention is to release the gases from the bottom or front of the ship so that the gases can lift near the hull and along the skewed wall of the ship, and the lifting gases also provide the effects of hull cleaning, reducing live marine organisms trapped in the ship's body, and extending - time frame for the next ship maintenance on a shipyard.

Com a finalidade de atingir osobjetos acima mencionados, um método em conformidade com ainvenção inclui as etapas de:In order to achieve the above mentioned objects, a method in accordance with the invention includes the steps of:

(a) fornecer uma pluralidade de saídas de gás dispostas emposições pré-determinadas sob um nível da água de uma partedianteira de um casco do corpo de navio para liberar osgases;(a) providing a plurality of gas outlets disposed at predetermined underlays at a water level of a body shell hull to release gases;

(b) usar o efeito dos gases liberados verticalmente paracima na água e ao longo de uma parede enviesada do cascopara parcialmente separar o casco de uma superfície decontato de água, de modo a reduzir a densidade média da águana superfície de contato com o casco;(b) use the effect of vertically released gases upward on the water and along a skewed wall of the waterfall to partially separate the hull from a water-contacting surface in order to reduce the mean density of the hull's contact surface;

(c) selecionar a posição para liberar os gases de acordo comos parâmetros, incluindo o formato do casco, a velocidade, aprofundidade de descarga e a temperatura da água, de modoque os gases liberados são aderidos na superfície do casco eflutuados em posições pré-determinadas da superfície de águaatravés das linhas de fluxo pré-determinadas; e(c) select the position to release the gases according to parameters including hull shape, velocity, depth of discharge and water temperature so that the released gases are adhered to the hull surface and effected in predetermined positions. water surface through predetermined flow lines; and

(d) usar a compressibilidade dos gases e os gases liberadosem uma zona de alta pressão e uma zona de baixa pressão comouma camada de armazenamento temporário para reduzir apressão da água ao casco na zona de alta pressão e reduzir asucção ao casco na zona de baixa pressão, parasimultaneamente reduzir a pressão e a sucção produzidasdurante a viagem do corpo do navio, e os gases liberados comas mesmas características conforme descrito na Etapa (b) .(d) use gas compressibility and exhaust gases in a high pressure zone and a low pressure zone as a temporary storage layer to reduce hull water pressure in the high pressure zone and reduce hull suction in the low pressure zone. to simultaneously reduce the pressure and suction produced during the voyage of the ship's body, and the gases released with the same characteristics as described in Step (b).

Dessa forma, velocidade mais rápida para um navio acionadopela mesma força motriz é garantida, assim economizando umaquantidade substancial de custo de combustível e reduzindo aprodução de dióxido de carbono.In this way, faster speed for a ship driven by the same driving force is ensured, thus saving a substantial amount of fuel cost and reducing carbon dioxide production.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOSBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS

a figura 1 é uma visão em perspectiva de um navioconvencional de linha regular;a figura 2 é uma visão lateral de um navio convencional delinha regular;Figure 1 is a perspective view of a conventional liner, Figure 2 is a side view of a conventional liner;

a figura 3 é uma visão superior de um navio convencional delinha regular;Figure 3 is a top view of a regular liner;

a figura 4 é uma visão lateral de um casco em conformidadecom a presente invenção;as figuras 5A e 5B são visões esquemáticas das saídas degás em ambos os lados da linha de quilha de umcasco em conformidade com a presente invenção;as figuras 6A e 6B são visões esquemáticas das saídas deFigure 4 is a side view of a hull in accordance with the present invention: Figures 5A and 5B are schematic views of the stepped outlets on both sides of a shell keel line in accordance with the present invention; schematic views of the outputs of

gás no centro de um membro de flange disposto nocentro de um membro de flange de um casco emconformidade com a presente invenção;as figuras 7A e 7B são visões esquemáticas das saídas degás dispostas na parte inferior de uma placa comparte inferior plana em conformidade com apresente invenção;a figura 8 em uma visão ampliada de uma porção de um cascoem conformidade com a presente invenção;a figura 9 é uma visão esquemática para liberar os gases emgas in the center of a flange member disposed within a hull flange member in accordance with the present invention, Figures 7A and 7B are schematic views of the outlets disposed on the underside of a flat bottom compartment plate in accordance with the present invention. Figure 8 is an enlarged view of a portion of a shell in accordance with the present invention; Figure 9 is a schematic view for releasing the gases in

conformidade com uma configuração preferida dapresente invenção;a figura 10 é uma visão esquemática para liberar os gases emconformidade com a presente invenção;a figura 11 é uma visão esquemática de uma aplicaçãoaccording to a preferred embodiment of the present invention; Figure 10 is a schematic view for releasing gases in accordance with the present invention; Figure 11 is a schematic view of an application.

enquanto o corpo de navio está imóvel emconformidade com a presente invenção;a figura 12 é uma visão esquemática de uma aplicação de umnavio com uma velocidade de 5 nós emconformidade com a presente invenção;a figura 13 é uma visão esquemática de uma aplicação de umnavio com uma velocidade de 10 nós emconformidade com a presente invenção; ewhile the ship's body is immobile in accordance with the present invention, Figure 12 is a schematic view of a 5 knot ship application in accordance with the present invention, Figure 13 is a schematic view of a ship application with a a speed of 10 knots in accordance with the present invention; and

a figura 14 é uma visão esquemática de uma aplicação de umnavio com uma velocidade de 5 nós emconformidade com a presente invenção.Figure 14 is a schematic view of a 5 knot speed vessel application in accordance with the present invention.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS CONFIGURAÇÕES PREFERIDASDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS

Com referência à figura 4 parauma pluralidade das saídas de gás 40 dispostas em posiçõespré-determinadas sob um nível da água WL de uma partedianteira de um casco 30 de um corpo de navio para liberaros gases em conformidade com uma configuração preferida dapresente invenção, o corpo de navio é um navio de linharegular 20 nessa configuração, porém também pode ser umcorpo de navio ou um transportador de um navio de guerra, umnavio comercial ou uma embarcação de lazer e esporte. 0casco 30 vem com um comprimento L, uma largura máxima B, umaprofundidade de descarga D e uma velocidade U.Referring to Figure 4 for a plurality of gas outlets 40 disposed at predetermined positions under a water level WL of a hull header 30 of a ship body to release gases in accordance with a preferred embodiment of the present invention, the housing A ship is a regular liner 20 in this configuration, but it can also be a ship body or a warship carrier, a commercial ship or a leisure and sports vessel. Case 30 comes with a length L, a maximum width B, a discharge depth D and a speed U.

Com referência às figuras 5A e5B para uma pluralidade das saídas de gás 40 em conformidadecom uma configuração preferida da invenção, as saídas de gássão dispostas em dois lados correspondentes adjacentes aoslados de uma linha de quilha 301 estendidas para trás apartir de uma parte dianteira 31 do casco 30. Claramente, assaídas de gás 40 também podem ser projetadas na parteinferior do centro de um membro de flange 302 estendida apartir da parte dianteira 31 do casco 30 conforme mostradonas figuras 6A e 6B, de modo que as saídas de gás 40 sãodispostas na posição do centro para liberar um gás de ambosos lados. Com referência às figuras 7A e 7B para um barcocom parte inferior plana, além das saídas de gás 40dispostas na parte dianteira 31, o casco 30 ainda inclui umapluralidade de saídas de gás 40 dispostas transversalmenteem uma fileira no lado frontal de uma parte inferior plana303 para liberar o gás 70 para trás de modo a formar umacamada de armazenamento temporário entre toda a parteinferior plana 302-303 e a superfície de contato de águapara reduzir a resistência ou arraste. Portanto, as saídasde gás 40 podem ser selecionadas de acordo com o formato docasco 30, porém devem ser abaixo do nível da água WL.Referring to Figures 5A and 5B for a plurality of gas outlets 40 in accordance with a preferred embodiment of the invention, the gas outlets disposed on two corresponding sides adjacent to the sides of a keel line 301 extended rearwardly from a front 31 of the hull. 30. Clearly, gas inlets 40 may also be projected into the lower center of a flange member 302 extended from front 31 of hull 30 as shown in figures 6A and 6B, so that gas outlets 40 are arranged in the position of the center to release a gas from both sides. Referring to FIGS. 7A and 7B for a flat bottom bar, in addition to the gas outlets 40 disposed at the front 31, the hull 30 further includes a plurality of gas outlets 40 transversely arranged in a row at the front side of a flat bottom 303 to release gas 70 rearwardly to form a temporary storage layer between the entire flat bottom 302-303 and the water contact surface to reduce drag or drag. Therefore, gas outlets 40 may be selected according to dock format 30, but must be below water level WL.

Com referência à figura 8 paraas saídas de gás 40 dispostas em ambos os lados do casco 30e próximas à linha de quilha em conformidade com umaconfiguração preferida da presente invenção, as saídas degás 40 são descritas em detalhes conforme segue. As saídasde gás 40 da invenção são formadas por tubos em umasuperfície do casco 30, e os tubos incluem uma pluralidadede orifícios de ar que são de um formato circular ou umformato fino. As saídas de gás 40 formadas pelos tubosnesses formatos possuem a vantagem de uma fácil instalaçãoapós ser enviada de uma fábrica sem uma exigência derealizar qualquer alteração no casco 30. Em outraconfiguração preferida, uma pluralidade de saídas de gás 40é criada na superfície do casco 30 antes da sair da fábrica.om referência à figura 8, assaídas de gás 40 da invenção são projetadas em uma câmara desuprimento de gás pressurizada 50 do casco 30 para enviar oar ou gás de escape do motor produzido na casa de máquinasàs saídas de gás 40 através de uma tubulação 51. As saídasde gás 40 podem ser divididas em uma pluralidade de seções,e a saída de gás 40 em cada seção é controlada pelatubulação 51 da câmara de suprimento de gás pressurizada 50para liberar os gases.Referring to Figure 8 for gas outlets 40 disposed on either side of the hull 30e near the keel line in accordance with a preferred embodiment of the present invention, the outlets 40 are described in detail as follows. The gas outlets 40 of the invention are formed by tubes in a surface of the hull 30, and the tubes include a plurality of air holes which are of a circular shape or a thin shape. The gas outlets 40 formed by the tubes of these shapes have the advantage of easy installation after being shipped from a factory without any requirement to make any changes to the hull 30. In another preferred embodiment, a plurality of gas outlets 40 is created on the surface of the hull 30 prior to installation. With reference to Figure 8, the gas inlets 40 of the invention are designed in a pressurized gas supply chamber 50 of hull 30 to send engine exhaust or gas produced in the engine room to the gas outlets 40 via a pipe 51. The gas outlets 40 may be divided into a plurality of sections, and the gas outlet 40 in each section is controlled by the tubing 51 of the pressurized gas supply chamber 50 to release the gases.

Além disso, os gases liberadosdas saídas de gás 40 conforme mostrado na figura 9 sãoarmazenados em uma câmara de suprimento de energia 60 e umaenergia elétrica é fornecida a um dispositivo de aquecimento41 na periferia de cada saída de gás 40 através de um fioelétrico 61 para vaporizar um gás a ser liberado, e adeterminação do vapor de água forma bolhas de ar aderidas emuma superfície do casco 30 ou levantando à superfície deágua ao longo de uma linha de fluxo. Nessa configuração, assaídas de gás 40 podem ser divididas em uma pluralidade deseções, e cada seção é controlada para ser ligada oudesligada pela câmara de suprimento de energia 60.In addition, the gases released from the gas outlets 40 as shown in Figure 9 are stored in an energy supply chamber 60 and an electrical energy is supplied to a heating device41 at the periphery of each gas outlet 40 through an electric wire 61 to vaporize a gas to be released, and the determination of water vapor forms air bubbles adhering to a surface of the hull 30 or rising to the water surface along a flow line. In this configuration, gas outlets 40 may be divided into a plurality of descriptions, and each section is controlled to be turned on or off by the power supply chamber 60.

Com as medidas técnicas dapresente invenção, os gases podem ser liberados do casco 30sob o nível da água WL, e as saídas de gás 40 podem serselecionadas de acordo com as exigências para liberar osgases. Conforme mostrado na figura 10, quando o casco 30está viajando, uma turbulência é formada em uma zona de altapressão que cobre a parte dianteira 31 e Ponto a ao Ponto bda superfície de contato de água, especificamente a posiçãodo Ponto b e uma pequena seção em uma zona de baixa pressão,de modo que quando o casco 30 viaja em determinadavelocidade, um arraste de fricção de grande superfície éformado no Ponto b. Para esse caso, as saídas de gás 40 maispróximas à posição do nível da água WL são selecionadas paraliberar uma grande quantidade de gases 70. Se os gases 70fluem ao nível da água WL e precisamente no Ponto b, apressão da água ao casco em uma zona de alta pressão, bemcomo a sucção da água ao casco em uma zona de baixa pressão,podem ser reduzidas para eliminar dois tipos de forças deresistência simultaneamente em conformidade com a presenteinvenção.With the technical measures of the present invention, gases may be released from the hull 30 under water level WL, and gas outlets 40 may be selected according to the requirements to release the gases. As shown in Figure 10, when the hull 30 is traveling, turbulence is formed in a high pressure zone that covers the front 31 and Point a to Point b of the water contact surface, specifically the position of Point b and a small section in a zone. low pressure, so that when hull 30 travels at a given speed, a large surface friction drag is formed at Point b. In this case, the gas outlets 40 closest to the WL water level position are selected to paralyze a large amount of gases 70. If the gases 70 flow at the WL water level and precisely at Point b, the hull water pressure in a zone High pressure, as well as the suction of water to the hull in a low pressure zone, can be reduced to eliminate two types of resisting forces simultaneously in accordance with this invention.

Com referência às figuras 11 a14 para liberar os gases a partir das saídas de gás 40 emconformidade com a presente invenção, o casco 30 conformemostrado na figura 11 está imóvel, e assim a velocidade U is0. Agora, os gases 70 liberados a partir das saídas de gás40 levantam ao longo da superfície do casco 30 conformemostrado na figura 11.Referring to Figures 11 to 14 for releasing gases from the gas outlets 40 in accordance with the present invention, the hull 30 as shown in Figure 11 is immobile, and thus the velocity U is0. Now the gases 70 released from the gas outlets 40 lift along the surface of the hull 30 as shown in figure 11.

Na figura 12, o casco 30 vemcom um comprimento de 300 m, uma profundidade de descarga de15m, e uma velocidade de nós. Considerando que os gaseslevantam a partir de uma profundidade da água de 15 em umavelocidade aproximadamente igual a 18m/min, a distância deviagem dos gases ao longo de uma via curvada do casco éigual a 18m. Se os gases forem liberados a partir do nívelda água WL de 15m em uma posição abaixo da parte dianteirado casco, então os gases de levantamento 70 podem fluir apartir de uma posição w na parte dianteira que está 150 mabaixo da superfície da água à superfície de água ao longode uma linha de fluxo, conforme mostrado na figura.In Figure 12, the hull 30 comes with a length of 300 m, a discharge depth of 15 m, and a knot speed. Considering that the gases rise from a water depth of 15 at a speed of approximately 18m / min, the gas travel distance along a curved hull track is 18m. If gases are released from the 15m WL water level at a position below the hull front, then the lifting gases 70 may flow from a w position at the front that is 150 m below the water surface to the water surface. along a flow line as shown in the figure.

Com referência à figura 13para um casco 30 com o mesmo tamanho, uma profundidade dedescarga de 15m, e uma velocidade de 10 nós (300m/min) , osgases levantam em uma velocidade de 18m/min dos gases apartir de uma profundidade de 15m, e assim os gases viajam auma distância de 18m ao longo da via curvada do casco, demodo que se os gases são liberados a partir de uma posiçãoem um nível da água WL 15m abaixo da parte dianteira, entãoos gases 70 fluirão a partir da posição de uma parte de trásc à superfície de água.Referring to Figure 13 for a hull 30 of the same size, a discharge depth of 15m, and a speed of 10 knots (300m / min), the gases lift at a speed of 18m / min from the gases from a depth of 15m, and thus the gases travel at a distance of 18m along the curved track of the hull, so that if the gases are released from one position at a water level WL 15m below the front then the gases 70 will flow from the position of one part from behind to the water surface.

Com referência à figura 14para um casco 30 com o mesmo tamanho, uma vazão de IOm e umavelocidade de 15 nós (460m/min), a velocidade é 15 nós que émais rápida do que as configurações acima mencionadas, eassim uma posição em um nível da água de aproximadamente IOmabaixo da parte dianteira é selecionada para liberar osgases, então os gases 70 podem fluir à superfície de águaprecisamente em uma posição da parte de trás c.Referring to Figure 14 for a hull 30 of the same size, a flow rate of 10 m and a speed of 15 knots (460m / min), the speed is 15 knots which is faster than the above mentioned configurations, and thus a position at a level of Approximately 10maWater below the front is selected to release the gases, so gases 70 can flow to the water surface precisely at a rear position c.

As quatro configuraçõesprecedentes são usadas para descrever os métodos paraliberar os gases, e esses métodos devem considerar osparâmetros, incluindo o comprimento L, a profundidade dedescarga Dea velocidade U do corpo do navio e mesmo atemperatura da água para determinar a melhor posição paraliberar os gases, de modo que os gases podem levantar àsuperfície do casco ao longo da linha de fluxo, com afinalidade de otimizar as áreas em funcionamento. Em outraspalavras, a pressão da água ao casco 30 em uma zona de altapressão e a sucção da água ao casco em uma zona de baixapressão podem ser reduzidas para simultaneamente, reduzir apressão e sucção enquanto o navio está viajando, e assim ainvenção pode otimizar a eficiência de forma efetiva.The four preceding configurations are used to describe the gas-paralyzing methods, and these methods should consider the parameters, including the length L, the discharge depth D, and the ship's body U speed, and even the water temperature to determine the best gas-paralyzing position. so that gases can lift to the hull surface along the flow line, in order to optimize working areas. In other words, hull water pressure 30 in a high pressure zone and hull water suction in a low pressure zone can be reduced to simultaneously reduce pressure and suction while the ship is traveling, so the invention can optimize efficiency. effectively.

Em outras palavras, as saídas de gás acima relevadas são fornecidas para liberar os gasesa partir da parte inferior do navio para reduzir o arrastede fricção da água ao casco 30, de modo que o navio possaviajar mais rápido com a mesma potência ou viajar em umavelocidade esperada sem usar tanta potência ou forçasimpulsoras. Portanto, a invenção pode economizar quantidadestremendas de custos de combustível e emissões de dióxido decarbono, e fornecer um benefício econômico positivo e umafunção de proteção ambiental na era de falta de energia.In other words, the aforementioned gas outlets are provided to release the gases from the underside of the ship to reduce frictional drag on the hull 30 so that the ship could travel faster with the same power or travel at an expected speed. without using so much power or driving forces. Therefore, the invention can save on fuel costs and carbon dioxide emissions, and provide a positive economic benefit and environmental protection function in the age of power outages.

Muitas alterações emodificações nas configurações acima descritas da invençãopodem, claramente, ser realizadas sem desviar de seu escopo.De forma correspondente, para promover o progresso naciência de artes úteis, a invenção é revelada e é pretendidacomo limitante somente pelo escopo das reivindicaçõesanexas.Many modifications and modifications to the above described embodiments of the invention can clearly be made without departing from its scope. Correspondingly, to further the advancement of useful arts, the invention is disclosed and is intended as limiting only by the scope of the appended claims.

Claims

1. "METHOD FOR REDUCING FRICTION ARESISTENCE BETWEEN SHIP AND WATER BODY THROUGH GAS RELEASE IN WATER", characterized by the steps of: (a) providing a plurality of gas outlets (40) arranged at predetermined positions under a water level of a front part of a hull (30) of the ship's body to release gases; (b) use the effect of gases released vertically upwards into the water and along a skewed wall of the hull (30) to partially separate the hull (30) from a water-contacting surface in order to reduce the mean density of the contact surface eagle. with the hull (30); (c) select apposition to release gases according to parameters including hull shape, velocity, depth of discharge and water temperature so that the released gases are adhered to the hull surface (30) and effected in positions predetermined water surface through predetermined flow lines; and (d) using gas compressibility (70) and gasses (70) released into a high pressure zone and a low pressure zone as a temporary storage layer to reduce the pressure of water to the hull (30) in the high pressure zone and to reduce it. suction to the hull (30) in the low pressure zone to simultaneously reduce the pressure and suction produced during the ship's voyage, and the gases released with the same characteristics as described in Step (b).

2. "METHOD FOR REDUCING FRICTION ARESISTENCE BETWEEN SHIP'S BODY AND WATER THROUGH GAS RELEASE IN WATER", as claimed in 1, characterized by the fact that gas (70) is selected from the collection of air, gas engine exhaust and water vapor.

3. "METHOD FOR REDUCING FRESH ARESISTENCE BETWEEN THE BODY OF THE SHIP AND WATER THROUGH GAS RELEASE IN WATER", as claimed in 2, characterized by the fact that the. Air and exhaust gas are included in the pressurized gas supply chamber (50) in the hull (30) and sent to the gas outlets via a pipe (51).

4. "METHOD FOR REDUCING FRICTION ARESISTENCE BETWEEN THE SHIP'S BODY AND WATER THROUGH GAS RELEASE IN WATER", as claimed in 3, characterized in that the gas outlets (40) are arranged in a plurality of sections respectively, and the gas outlet (40) of each section is controlled to be turned on or off by the pressurized gas supply chamber (50).

5. "METHOD FOR REDUCING FRICTION ARESISTENCE BETWEEN THE SHIP'S BODY AND WATER THROUGH GAS RELEASE IN WATER", as claimed in 2, characterized by the fact that water vapor is included in an energy supply chamber (60) From the hull (30), an electric power is supplied to a heating device at each section of the periphery of said outlet (40) via an electrical wire (61) to produce the vapor from the water, and each section is controlled to be turned off and on. by the power supply chamber (60).

6. "METHOD FOR REDUCING FRICTION ARESISTENCE BETWEEN SHIP'S BODY AND WATER THROUGH WATER GAS RELEASE", as claimed in 1, characterized by the fact that the ship body comes with a format selected from the collection of a ship war, a merchant ship and a leisure and sports vessel.