CN101715410A - 用于减少流体进入管道内的装置 - Google Patents

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Y·布鲁哈特
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DRS Drag Reduction Systems SA
Magising Pte Ltd
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Abstract

用来控制经过在船体(1)中形成的孔或腔(4)前方的流体流动的装置具有刚性地固定到孔或腔上游的船壁的至少一个变流装置(5)。该变流装置具有导向船体的平的内表面和在上游高度凸形、下游渐缩的弯曲外表面。

Description

用于减少流体进入管道内的装置
本发明涉及一种大幅度减少或甚至避免流体(通常是液体)进入管道内的装置。更具体地，本发明涉及一种在船的正常前向运动期间能大幅度地减少或避免水进入船的艏侧推器管道的装置。外壳、凹槽以及本质上艏侧推器管道的存在大幅度地扰乱装有这些器件的船或舰的正常运动，因为船体的中断引起漩涡、涡流和明显的拖动，从而减少船的运行速度以及吸收大量的驱动功率。
为了避免这些不足，已经提议在船的正常运动期间封堵船身的准许出入横向管道的孔，其中，艏侧推器通过使用马达控制的滑动或枢转百叶窗容纳在横向管道中。这些系统不仅昂贵而且非常脆弱，因为它们正确的操作可被海藻和各种类型的垃圾所妨碍，并且它们因此需要频繁而又困难的维修。
本发明的目的是构想一种用于控制经过船体中的一个或多个孔(尤其是准许出入包围艏侧推器的横向管道的孔)前方的流体的流动的装置，以便减少在流体进入或离开管道的正常运动期间沿船体流动的流体量，以便大幅度地减少或避免任何漩涡、拖动或涡流现象，这是简单的、坚固的，并且仅需要很少的维修或不需要维修。本发明的目标是生产这种装置，该装置用于控制经过船体中的孔或腔前方的流体的流动。
本发明的目的是一种用来控制经过船体中的孔(尤其是那些准许出入包围艏侧推器的横向管道的孔)前方的流体的装置，从而趋于消除上述现有装置的不足、并允许获得上文所述的目的。用来控制经过船体中的孔或腔前方的流体流动的装置，其特征在于权利要求1所列的特征。
附图通过示例示意性地图示了根据本发明的装置的实施例。
图1是垂直于船纵向轴线的通过艏侧推器管道轴线的示意性垂向局部剖视图；
图2是与图1的箭头A相一致的船体的局部视图；
图3是沿图2的III-III线剖取的剖视图；
图4以更大比例显示装置的横截面细节；
图5图示了形成变流装置的外形的更大比例的横向横截面。
附图非常示意性地示出了船体1，船首管道2在横向方向上穿过船体1，其中，一个或多个艏侧推器3安装在管道内。在其末端，此船首管道2具有穿过船体1并完全流入水中的孔4。船首管道2的横截面是大致圆形的且其末端可外展。船首管道2充满围绕船体1的流体。例如，当船为了停靠码头或为了离开码头处的位置而机动时，启动艏侧推器3，这就使船首管道内的流体横向地偏移船的纵向轴线，这就有可能移动船，以便使船更接近或进一步远离停泊码头。
当船正常航行时，艏侧推器3停止，并且如果不做其它准备的话，会在船首管道的开口或孔4附近产生涡流，涡流会产生明显的拖动量。拖动减少了船的速度，并使得在推进船时产生过量的燃料消耗。
根据本发明的装置的目的是控制经过船首管道2的孔4前方的流体流动，以便减少或避免流体进入此管道2，并且减少或消除由于孔4前方的流体流动所产生的任何涡流或拖动。
用于控制船体1的船首管道孔4前方的流体流动的装置具有至少一个变流装置5，该变流装置刚性地固定到孔4上游的船体1、并延伸大于或至少等于孔4直径的距离。该变流装置5在横截面内具有面向船体1放置的平的内表面6和凸形外表面7。变流装置的厚度在上游部分8中大幅度地增加、然后在下游方向上缓慢地减少、并以强有力的渐缩方式结束以形成下游边缘9。
变流装置5在支撑件10(以焊接、螺栓连接或以任何其它方式固定到船体1)的帮助下刚性地固定到船体1。
优选地，装置具有置于船首导管2的孔4两侧的两个变流装置5。在这种情况下，将上游变流装置5的下游边缘9与下游变流装置5的上游边缘隔开的距离L大体上等于、略微小于或大于船首管道2的孔4的直径。
变流装置5、5a的内平表面6大体上平行于船体1。在一个变型中，上游变流装置5的内表面6与船体1的表面形成微小的角度，使得其下游边缘9比前缘更远离船体。在这种情况下，下游变流装置5a的前缘比下游变流装置5a的下游边缘9更接近船体1。
因此，在上游变流装置5和船体之间形成的通道在孔4的方向上增加了，而下游变流装置5a和船体之间形成的通道在孔4的方向上则变窄了。
在用于控制流体流动的装置仅具有一个变流装置的情况下，下游变流装置5a被省略了。    
如果船首孔具有大约1m的直径，那么变流装置5的长度l将为约1.1m、其深度P大约15至40cm并且其厚度e大约为15至30mm。
当装置具有两个变流装置(即一个是上游变流装置5，另一个是下游变流装置5a)时，那么上游变流装置的深度P优选地大于下游变流装置的深度。
当船依照低于船巡航速度的某一速度以箭头B的方向移动时，变流装置5和船体1之间的流体流动得到控制和改变。流体会变得一致和可控、并且在船首管道的孔4的前方形成液体壁，从而防止流体进入或者至少大幅度地减少流体进入所述孔。这就有可能减少或消除此位置处的流体内的涡流，并且充分地减少船的拖动。
本发明的装置是简单的、便宜的，并固定到船体，并仅需要很少的维修，而同时有可能避免由于存在船首管道孔而导致的流体拖动和涡流，进而减少船前向运动的阻力。
所描述的装置可用来控制经过在船体中形成的任何类型的孔或腔前方的流体的流动。

Claims (5)

1.一种用于控制经过在船体中形成的孔或腔前方的流体流动的装置，其特征在于，所述装置具有刚性地固定到孔或腔上游的船壁的至少一个变流装置(5)；以及所述变流装置具有朝向船体的平的内表面和在上游高度凸出、在下游渐缩的弯曲外表面。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置具有外形类似于第一变流装置的第二变流装置，该第二变流装置置于孔或腔的下游。
3.如权利要求1或2中的任一项所述的装置，其特征在于，所述变流装置的平的内表面平行于船体。
4.如权利要求1或2中的任一项所述的装置，其特征在于，所述变流装置的平的内表面与船体形成角度，以便在该表面和船体之间产生间隙，该间隙在孔或腔的方向上变窄或增加。
5.如权利要求2所述的装置，其特征在于，将上游和下游变流装置隔开的距离大体上等于孔或腔的直径。
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