CN102556317A - 一种无压载水舱喷水推进船 - Google Patents

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Abstract

一种无压载水舱喷水推进船，包括船体、螺旋桨推进器和电控系统，其特征在于：在船体的船底内或舷侧至少设置一个由船艏至船艉的纵向贯通管系；所述纵向贯通管系，由遥控盖、纵向贯通管和喷水推进装置或泵推装置组成；遥控盖装设在纵向贯通管的首端，喷水推进装置或泵推进装置装设在纵向贯通管的尾端。本发明能大幅度提高船舶速度，节省能耗和减少污染。

Description

一种无压载水舱喷水推进船
技术领域
本发明涉及一种应用纵向贯通管系来替代常规压载水舱的发明，特别是在贯通管系尾端设置喷水推进装置或泵推进装置，提高螺旋桨的推进效率的船舶。
背景技术
世界上大多数货物都是经过船舶转运的，现今的商船一般在底部和舷侧设有压载水舱，在起航港将空船的压载水舱装载海水，以保持船舶艉部螺旋桨的浸没深度及航行的稳定性要求；抵达目的港装载货物时，再将压载水舱的水排出。这种传统概念的压载水舱有二大缺陷：空船航行因压载水舱装满海水而加大重量，使船舶油耗增加；有害水生物和病原体随海水从一个国家排放到另一个国家，造成海洋污染。目前的航运船舶的发展趋势为使用压载水处理设备来处理有害水生物和病原体。
针对上述问题，需要一种更好的无污染的解决船舶轻载压载的方案。
发明内容
本发明的目的，是提供一种无压载水舱喷水推进船，以提高船舶快速性能和解决船舶压载水的污染问题。
采用的技术方案是：
一种无压载水舱喷水推进船，包括船体、螺旋桨和电控系统，其技术要点是：
在船体的船底设有至少一个由艏至艉的纵向贯通管系。优选为，该管系为左右对称或位于船舯。纵向贯通管系首端设有遥控盖，尾端设置喷水推进装置，在船舶需要增加吃水时同时开启。当首端的遥控盖和尾端的喷水推进装置关闭时，可使用相应的水泵将贯通管系内的海水排出，达到减小船舶吃水的目的，遥控盖和尾端的喷水推进装置的开启或关闭由电控系统控制完成。
纵向贯通管系首端的开口形状及贯通管系的走向应充分考虑船体的形状及船舶阻力试验，可选的，应根据船舶流线试验布置纵向贯通管系的走向。
贯通管系后端的喷水推进装置的喷水口方向应可调节，调整喷水口角度，改变其喷出水流对螺旋桨推进器的入流角度，进而使船舶螺旋桨在相同的进速时使用更低的旋转速度。
进一步的，可将喷水推进装置尾端喷水口形状设置为半环形或其它形状与螺旋桨相配合，进而使船舶螺旋桨在相同的进速时使用更低的旋转速度。
本发明船舶布置的喷水推进器或泵推设备的流量应大于不应用该设备的贯通管系流量。通过纵向贯通管系的设置、喷水推进器或泵推设备的设置、
喷水口的方向与形状大小的设置，改变螺旋桨水流的方向及大小，有助于使船舶螺旋桨在相同的进速时使用更低的旋转速度，并达到节省燃油和减排的目的。
上述的，贯通管系后端的喷水推进装置的喷水口内可以增设导流鳍，达到更好的导流效果。
上述遥控盖、喷水推进装置或泵推进装置的开、闭和喷水推进装置的喷水口喷水角度的调节等均由电控系统来控制，所述电控系统为已知技术。
本发明能大幅度提高船舶速度，节省能耗和减少污染。
附图说明
图1是本发明的纵向贯通管系和喷水推进的原理图；
图2是本发明的纵向贯通管系首端的开口形状示意图；
图3是本发明的一个纵向贯通管系后端及喷水推进器喷水口示意图；
图4是本发明的一个喷水推进器喷水口处水平剖面示意图；
图5是本发明的船舶螺旋桨叶元体速度多边形示意图。
具体实施方式
下面，参考附图详细描述本发明优选实施方式的一个实施例，其中：
如图1所示，图中1，8为船舶不同宽度处的纵剖线，这里用来表示船舶外壳形状，2为大型货船常见的球鼻艏结构，5为纵向贯通管系剖面，6为纵向贯通管系剖面。
依据本发明，在船底或舷侧设有由遥控盖3、纵向贯通管4、喷水推进装置或泵推进装置9组成的一个或多个纵向贯通管系。遥控盖3装设在纵向贯通管4的前端，喷水推进装置或泵推进装置9装设在纵向贯通管4的尾端。
当船舶需要增加吃水时，开启联动装置，海水11便由于海水压力及尾端的喷水推进装置9的吸力进入纵向贯通管系，减小船舶排水量，从而达到增加船舶吃水并保证船舶稳性的目的。特别的，当船舶空船离港时，可通过此方式达到增加吃水的要求，以此实现无压载水舱的设计。当联动装置关闭时，首端的遥控盖3和尾端的喷水推进装置9设置关闭，可使用相应的水泵将贯通管系内的海水排出，达到减小船舶吃水的目的。遥控盖3和喷水推进装置9的开启或关闭由电控系统控制完成。
船舶航行时，海水11自纵向贯通管系首端遥控盖3进入到纵向贯通管系内，经喷水推进装置或泵推进装置9，由可改变方向的喷水口10喷出。
图2显示纵向贯通管系首端遥控盖3开口形状及贯通管4的走向应充分考虑船体的形状及船舶阻力试验，可选的，应根据船舶流线试验布置纵向贯通管系的走向。海水11由首端遥控盖3进入纵向贯通管系时可降低船舶艏部阻力。
图3显示海水11经纵向贯通管系到达喷水推进装置9，并通过可改变方
向的喷水口10向螺旋桨推进器7喷出，调整可改变方向的喷水口10角度，改变其喷出水流对螺旋桨推进器7的入流角度，进而使螺旋桨推进器7在相同的进速时使用更低的旋转速度。进一步的，可将可改变方向的喷水口10的形状设置为半环形或其它形状与螺旋桨推进器7相配合，进而使船舶螺旋桨在相同的进速时使用更低的旋转速度。
图4显示可改变方向的喷水口10处的船舶水平剖面示意，其中12为船舶外壳水平剖线。海水11经左右对称的纵向贯通管系并通过可改变方向的喷水口10向螺旋桨推进器7喷出，调整可改变方向的喷水口10角度，改变其喷出水流对螺旋桨推进器7的入流角度，进而使螺旋桨推进器7在相同的进速时使用更低的旋转速度。
图5显示船舶螺旋桨叶元体速度多边形示意图，13为在螺旋桨推进器7叶片r处取一叶元体，厚度为dr。14为叶元体的剖面形状。设螺旋桨推进器,相对海水的进速和旋转速度分别为VA和ω=2πn，桨后的轴向诱导速度和周向诱导速度为ua、ut，则13叶元体的进流速度如图5叶元体剖面14速度多角形所示，VR为螺旋桨推进器7的进流速度、旋转速度及周向诱导四度的合速度；β为进角、βi为水动力螺距角、θ为螺旋桨推进器7的螺距角、αk为叶元体剖面的攻角。调整可改变方向的喷水口10角度，调整VA的角度和大小，仍保证VR的方向和大小，使船舶螺旋桨在相同的进速时使用更低的旋转速度。

Claims (5)

1.一种无压载水舱喷水推进船，包括船体、螺旋桨推进器（7）和电控系统，其特征在于：
在船体的船底内或舷侧至少设置一个由船艏至船艉的纵向贯通管系；
所述纵向贯通管系，由遥控盖（3）、纵向贯通管（4）和喷水推进装置或泵推进装置（9）组成；遥控盖（3）装设在纵向贯通管（4）的首端，喷水推进装置或泵推进装置（9）装设在纵向贯通管（4）的尾端。
2.根据权利要求1所述的一种无压载水舱喷水推进船，其特征是所述的喷水推进装置或泵推进装置（9）设有能改变方向的喷水口（10）。
3.根据权利要求1所述的一种无压载水舱喷水推进船，其特征在于所述能改变方向的喷水口（10）为半圆形状，或其它与螺旋浆相匹配的形状。
4.根据权利要求1所述的一种无压载水舱喷水推进船，其特征是在船体的船底对称设置两个所述的纵向贯通管系。
5.根据权利要求1或2所述的一种无压载水舱喷水推进船，其特征是在所述喷水推进装置的喷水口（10）内设置有倒流鳍。
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