CN106394805A - 一种船艏防飞溅围裙 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种船艏防飞溅围裙，由至少一块具有三维形状的裙板组成，所述裙板的顶边和底边悬空、两侧边固定连接在船艏舷侧，裙板的底边位于船艏定常兴波的波面上方，顶边位于船艏甲板边线下方，裙板与船艏舷侧围成一个底部开口大、顶部开口小的喇叭形半封闭围裙空腔。本发明能够有效遮蔽船艏飞溅，使爬升或飞溅到围裙空腔内的水流、浪花或水雾在围裙空腔内消耗掉动能后重新汇聚成水流流回海中；此外，在恶劣海况下，本发明的围裙空腔还可以充当空气垫、缓冲船艏的运动，且围裙空腔内的空气受波浪挤压、从围裙上边缘出口高速喷出时还可以形成气幕，拦截飞向甲板的浪花。

Description

一种船艏防飞溅围裙

技术领域

本发明涉及一种船艏防飞溅围裙，可以防止船艏附近水面上的浪花飞溅到甲板上。

背景技术

船舶在航行时，主要有两方面的因素造成船艏飞溅，一方面是船舶的艏柱劈水和球艏兴波的破碎产生大量的浪花，另一方面是船舶航行时水流沿船艏舷侧向上爬升，到一定高度后翻落形成浪花。这两方面因素所产生浪花的较重部分重新落回水中，较轻的部分在气流的带动下沿着船艏舷侧继续向上飞升，落到甲板上或飞溅到驾驶台玻璃上，容易造成甲板积水、甲板上设备腐蚀，而在冬天还常常引起甲板和驾驶台玻璃结冰，给船舶乘员们带来了相当大的困扰。

传统上一般使用防溅条来压制浪花，然而在航速较大、船舷高度较低的船舶上，防溅条仍不能解决船艏飞溅问题。专利CN200910027944.7提出了在高速船水面上方的舷侧上安装艏鳍的方法来防飞溅，然而某实船试验结果表明，在高航速下，顺着舷侧往上爬升的水流动能很大，水流击打到艏鳍等压浪条上后，将破碎成变成更轻的碎波，还是很容易被气流吹到甲板或驾驶台玻璃上，达不到预期的使用效果；另一方面，在恶劣海况下，船艏运动幅度较大，作用在艏鳍上的水动升力将伴随着艏鳍的频繁出入水而时断时续，使船艏加速度变化剧烈、引起船艏振颤，给乘员舒适度和设备的安全运行带来挑战。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的防飞溅装置不能解决高速船船艏飞溅的缺点而提供一种船艏防飞溅围裙。

本发明的目的是这样实现的：包括裙板，裙板的顶边和底边悬空、两侧边与船艏舷侧固定连接，且所述裙板的底边位于船艏定常兴波的波面上方、顶边位于船艏甲板边线下方，裙板与船艏舷侧构成一个底部开口大、顶部开口小的喇叭形半封闭围裙空腔。本发明还包括这样一些结构特征：

1.所述裙板的外侧面设置有副裙板，所述副裙板的顶边和底边悬空、两侧边与裙板的外侧面固定连接，副裙板与裙板之间形成一个底部开口大、顶部开口小的喇叭形半封闭围裙空腔。

2.裙板与船艏舷侧之间、裙板与副裙板之间分别均匀设置有起固定支撑作用的肋条。

3.副裙板的横向和竖向尺寸均小于裙板；副裙板与裙板之间的空腔尺寸小于裙板与舷侧之间的空腔的尺寸。

4.所述裙板沿船长方向的长度w与船长L满足：5％L≤w≤20％L；所述裙板的顶边与船艏舷侧之间空隙的最大宽度b1满足：b1≤5cm；裙板的底边与船艏舷侧之间空隙的最大宽度b2与船体的最大宽度B满足：b2≤0.2B。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：1)本发明通过在船舶舷侧设置防飞溅围裙，使爬升或飞溅到围裙空腔内的水流、浪花或水雾在围裙空腔内消耗掉动能后重新汇聚成水流流回海中，避免了水流、浪花的扩散、进一步破碎而被气流带到甲板上，达到全航速段防溅的目的。2)在恶劣海况下，船艏大幅上下运动，本发明的半封闭围裙空腔允许波浪从围裙底部开口进入空腔内，空腔内的空气可以充当气垫，缓冲船艏相对波浪的运动，但不会造成船艏加速度的急剧变化或造成船艏振颤；而围裙顶部的窄缝又允许受波浪挤压的空气从空腔内喷射出来，增加了船艏的运动阻尼；此外，从围裙顶部窄缝喷射出来的气流可以形成气幕，拦截飞向甲板的浪花。

附图说明

图1是本发明的斜二测示意图；

图2是本发明的横剖面示意图；

图3是本发明的水平剖面示意图；

各图中编号表示内容如下：1.甲板；2.舷侧；3.裙板；4.副裙板；5.裙板侧边；6.肋条；7.围裙空腔；8.副围裙空腔；9.围裙底部入口；10.围裙顶部出口；11.船艏；12.甲板边线。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

如图1至图3所示：一种船艏防飞溅围裙，由具有三维的光滑曲面形状的裙板3和副裙板4组成，裙板3的顶边和底边悬空、两侧边5与船艏11的舷侧2平滑固定连接，裙板3与舷侧2围成一个底部开口大、顶部开口小的喇叭形半封闭围裙空腔7；副裙板4的顶边和底边悬空、两侧边5与裙板3的外侧面平滑固定连接，副裙板4与裙板3围成一个底部开口大、顶部开口小的喇叭形半封闭副围裙空腔8，副围裙空腔8是对围裙空腔7的补充。裙板3与副裙板4、裙板3与舷侧2之间的空腔结构还分别通过两根竖向分布的肋条6固定支撑，以提高围裙的结构强度。裙板3的底边位于船艏定常兴波的波面上方，避免被船体兴波冲刷、增加船舶的航行阻力。裙板3和副裙板4的顶边位于甲板边线12的下方，这样从围裙空腔内喷出的少量水气将顺着舷侧2的外飘角向远离甲板的方向运动。副裙板4与裙板3、裙板3与舷侧2之间在侧边连接处平滑过渡，可以保证在波浪较大、浸湿裙板时，流线型的裙板、副裙板侧边5也不会在波浪中产生较大的形状阻力。副裙板4的横向和竖向尺寸均小于裙板3；副裙板4与裙板3之间的空腔8尺寸小于裙板3与舷侧2之间的空腔7的尺寸。

本发明的较优的设计参数是：肋条6分布在副围裙空腔8的沿船长方向的1/3和2/3空腔长度处；裙板3沿船长方向的长度w与船长L满足：w＝20％L；裙板3的顶边与舷侧2之间空隙的最大宽度b1满足：b1＝1.5cm；裙板3的底边与舷侧2之间空隙的最大宽度b2与船体的最大宽度B满足：b2＝0.1B。副裙板4沿船长方向的长度为裙板3的77％，高度为裙板3的72％，副裙板4底边与裙板3之间的最大缝隙宽度为最大船宽的5％，副裙板4顶边与裙板3之间的最大缝隙宽度为1cm。

本发明的防飞溅围裙的工作原理如下：

1)在静水或较低海况下，一方面，船艏艏柱劈水和球艏兴波的大部分位于防飞溅围裙的下方，只有小部分破碎波在气流的作用下顺着舷侧2往上飞进围裙空腔7或副围裙空腔8内，由于围裙顶部的出口10极窄，吹入围裙内的气流在没有足够大的速度支撑下很难从顶部出口10穿出，因而大部分飞入围裙的碎波失去气流的托举后将附着到舷侧2、裙板3或副裙板4内侧壁上再流淌下来；另一方面，从船艏艏柱劈开的水流有一部分将贴着舷侧2往上爬升进围裙空腔7内，在重力和摩擦力的共同作用下，这部分水流最终将失去爬升的动力而翻卷、破碎、滑落，由于围裙的屏蔽作用，滑落的水花将顺着舷侧2或裙板3的内侧壁往下流淌回海里，从而使围裙达到防飞溅的目的。

2)在恶劣海况下，浪高较大，船艏也大幅上下运动，围裙空腔7和副围裙空腔8的底部入口9将周期性地没入波浪中，此时由于围裙顶部出口10较窄，围裙空腔内的空气在波浪挤压下缓缓从出口10喷射出去，从而增加了船艏运动的阻尼，有利于减缓船艏的运动加速度；同时由于空气的可压缩性及围裙出口10的泄流作用，使得围裙空腔内的空气与波面的作用相当平缓，远没有艏鳍上的水动升力变化剧烈，所以防飞溅围裙在减缓船艏运动的同时，不会造成船艏加速度的急剧变化或造成船艏振颤。此外，受波浪挤压的空气从围裙顶部出口10喷射出来，形成气幕，可以拦截朝甲板飞溅的浪花，这也是艏鳍无法实现的功能。

综上，本发明公开了一种船艏防飞溅围裙，由至少一块具有三维形状的裙板组成，所述裙板的顶边和底边悬空、两侧边固定连接在船艏舷侧，裙板的底边位于船艏定常兴波的波面上方，顶边位于船艏甲板边线下方，裙板与船艏舷侧围成一个底部开口大、顶部开口小的喇叭形半封闭围裙空腔。本发明能够有效遮蔽船艏飞溅，使爬升或飞溅到围裙空腔内的水流、浪花或水雾在围裙空腔内消耗掉动能后重新汇聚成水流流回海中；此外，在恶劣海况下，本发明的围裙空腔还可以充当空气垫、缓冲船艏的运动，且围裙空腔内的空气受波浪挤压、从围裙上边缘出口高速喷出时还可以形成气幕，拦截飞向甲板的浪花。

Claims (6)

1.一种船艏防飞溅围裙，其特征在于：包括裙板，裙板的顶边和底边悬空、两侧边与船艏舷侧固定连接，且所述裙板的底边位于船艏定常兴波的波面上方、顶边位于船艏甲板边线下方，裙板与船艏舷侧构成一个底部开口大、顶部开口小的喇叭形半封闭围裙空腔。

2.根据权利要求1所述的一种船艏防飞溅围裙，其特征在于：所述裙板的外侧面设置有副裙板，所述副裙板的顶边和底边悬空、两侧边与裙板的外侧面固定连接，副裙板与裙板之间形成一个底部开口大、顶部开口小的喇叭形半封闭围裙空腔。

3.根据权利要求2所述的一种船艏防飞溅围裙，其特征在于：裙板与船艏舷侧之间、裙板与副裙板之间分别均匀设置有起固定支撑作用的肋条。

4.根据权利要求2或3所述的一种船艏防飞溅围裙，其特征在于：副裙板的横向和竖向尺寸均小于裙板；副裙板与裙板之间的空腔尺寸小于裙板与舷侧之间的空腔的尺寸。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种船艏防飞溅围裙，其特征在于：所述裙板沿船长方向的长度w与船长L满足：5％L≤w≤20％L；所述裙板的顶边与船艏舷侧之间空隙的最大宽度b1满足：b1≤5cm；裙板的底边与船艏舷侧之间空隙的最大宽度b2与船体的最大宽度B满足：b2≤0.2B。

6.根据权利要求4所述的一种船艏防飞溅围裙，其特征在于：所述裙板沿船长方向的长度w与船长L满足：5％L≤w≤20％L；所述裙板的顶边与船艏舷侧之间空隙的最大宽度b1满足：b1≤5cm；裙板的底边与船艏舷侧之间空隙的最大宽度b2与船体的最大宽度B满足：b2≤0.2B。