CN106458307A - 用于减小螺旋桨气穴引起的激振力的船 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于减小螺旋桨气穴引起的激振力的船。根据本发明的一个实施例的用于减少螺旋桨气穴引起的激振力的船包括：设置有螺旋桨的船体；和工作气体容纳隔膜垫，所述工作气体容纳隔膜垫在其一侧容纳工作气体且与螺旋桨相邻地连接到船体，工作气体产生反射波，所述反射波用于与在螺旋桨的旋转期间产生的入射波引起相消干涉。

Description

用于减小螺旋桨气穴引起的激振力的船

技术领域

本发明构思涉及一种用于减小螺旋桨气穴引起的激振力的船，并且更具体地，涉及一种具有改进的结构以减小激振力的用于减小螺旋桨气穴引起的激振力的船。

背景技术

当设置在船的船尾中的螺旋桨在水下旋转时，水沿着螺旋桨的翼的表面流动并在螺旋桨的翼的前表面和后表面之间产成水压力差。水压力差产生推力，从而使船在海上移动。

当螺旋桨为了船的移动而操作时，也就是说，螺旋桨在水下旋转时，由于作为旋转体的螺旋桨在水下出现压力波动。所述压力波动将激振力增加到船的船体，使得在船体中产生包括噪声的振动。

具体地，当通过螺旋桨在水下产生气穴时，激振力被进一步增加，使得船可能会严重振动。

当在水下产生低压力点时，包括在水中的气体从水中逸出并聚集在低压力点中，使得产生气泡。因此，当所产生的空气气泡到达高压点处时，空气气泡迅速破裂，使得在水下产生强压力波动。

为了解决由于压力波动增加激振力的上述问题，已经尝试多种方法，例如，螺旋桨的翼的形状或尺寸被不同地设计，船的船尾的形状被改进，增加单独的加强构件以切断噪声和振动，连接导向设备以引导来自船杆水的流动，或者减小螺旋桨的尺寸。然而，这样的方法对于减小激振力基本上无效。

在诸如需要安静移动的用于游览的巡游船或者战船的船的情况下，需要尽快解决由于在螺旋桨的操作期间增加的激振力而在激振力增加时包括噪声的振动被转移到船体的问题。

在这方面，本申请人在韩国知识产权局提交了许多申请，涉及通过在靠近螺旋桨的船体的表面上形成为特定量的气泡的形式的空气层来减小激振力的技术。

然而，由于使用空气层的最相关技术需要通过使用压缩机连续地喷射空气以形成空气层，安装压缩机和相关部件的负载以及运转压缩机和相关部件消耗的能量已经成为问题。因此，需要关于上述问题的研究和开发。

发明内容

本发明构思提供了一种用于减小螺旋桨气穴引起的激振力的船，所述船可以防止在螺旋桨的操作期间增加激振力时在船体中产生振动，尤其是可以从根本上防止安装压缩机和相关部件的负荷以及根据压缩机的运转和相关部件的耗能。

根据本发明构思的一个方面，提供了一种用于减小螺旋桨气穴引起的激振力的船，所述船包括具有螺旋桨的船体和工作气体容纳隔膜垫，所述工作气体容纳隔膜垫与螺旋桨相邻地连接到船体并在工作气体容纳隔膜垫的一侧容纳工作气体，其中工作气体生成反射波以产生与在螺旋桨的旋转期间产生的入射波相消干涉现象。

工作气体容纳隔膜垫的材料的声阻抗可以与水的声阻抗相似。

工作气体容纳隔膜垫的材料可以是橡胶，并且工作气体可以是空气。

工作气体收容隔膜垫可以包括可拆卸地连接到船体的垫主体和形成在垫主体的一侧且气密性地容纳工作气体的工作气体袋。

工作气体收容隔膜垫可以在螺旋桨的上方连接到船体的壁面。

工作气体收容隔膜垫可以与螺旋桨相邻地连接到船体的壁面上的多个位置。

连接到船体壁面上的多个位置的工作气体容纳隔膜垫的工作气体的尺寸可以被设置成彼此不同。

当螺旋桨生成N个频带的振动分量时，其中N是自然数，并且振动分量受到控制，N个工作气体容纳隔膜垫可以与螺旋桨相邻地连接到船体的壁面并被使用。

用于减小螺旋桨气穴引起的激振力的船还可以包括工作气体量调节器，所述工作气体量调节器连接到工作气体容纳隔膜垫并且调节容纳在工作气体容纳隔膜垫中的工作气体的量，以根据螺旋桨的旋转频率(RPM)的变化执行对激振频带的变化的可变控制。

工作气体量调节器可以包括存储工作气体的工作气体容纳件、连接工作气体容纳件和工作气体容纳隔膜垫的工作气体主管线、以及设置在工作气体主管线上并且选择性地打开和关闭工作气体主管线上的工作气体的流动的第一阀。

工作气体量调节器可以还包括：调节器，所述调节器设置在工作气体主管线上，并且保持相对于通过工作气体容纳件供给的工作气体的规律压力；止回阀，所述止回阀在工作气体主管线上设置在调节器与第一阀之间并防止工作气体回流；第二阀，所述第二阀设置在从工作气体主管分支出来的工作气体分支管线上，并且选择性地打开和关闭工作气体分支管线上的工作气体的流动；和压力计，所述压力计在工作气体主管线上设置在第一阀和工作气体容纳隔膜垫之间，并且测量供给到工作气体容纳隔膜垫的工作气体的压力。

工作气体量调节器可以还包括：检测螺旋桨的旋转频率的螺旋桨旋转频率检测器；和控制器，所述控制器根据来自螺旋桨旋转频率检测器的信息控制工作气体容纳件、第一阀和第二阀的操作。

用于减小螺旋桨气穴引起的激振力的船还可以包括底部插塞模块和底部插塞，所述底部插塞模块包括连接到船体的底部插口，所述底部插塞可拆卸地连接到底部插口，其中工作气体容纳隔膜垫可拆卸地连接到底部插塞模块。

底部插塞可以包括通过底部插口的一部分连接到插口的塞头和连接到塞头并且通过底部插口从船体的外壁露出的螺纹插塞轴。工作气体容纳隔膜垫可以包括多个主体孔，底部插塞的螺纹插塞轴插入所述主体孔中。

用于减小螺旋桨气穴引起的激振力的船还可以包括：固定螺母，所述固定螺母在船体外连接到螺纹插塞轴并且固定工作气体容纳隔膜垫；密封垫圈，所述密封垫圈包括垫圈孔，螺纹插塞轴插入垫圈孔并紧密接触螺纹插塞轴以密封垫主体孔；和加强板，所述加强板包括板孔，螺纹插塞轴插入所述板孔并且布置在密封垫圈和固定螺母之间以加强工作气体容纳隔膜垫。

[有利的作用]

根据本发明的构思，可以防止在螺旋桨的操作期间增加激振力时在船体中产生振动，并且可以从根本上防止安装压缩机和相关部件的负荷以及根据压缩机和相关部件的操作的耗能。

附图说明

图1是根据本发明构思的第一实施例的用于减小螺旋桨气穴引起的激振力的船的螺旋桨区域的结构图；

图2是图1的区域A的放大图；

图3示出螺旋桨和工作气体容纳隔膜垫的布置；

图4是图1的区域A的示意性后视图，其中没有示出螺旋桨；

图5是水、橡胶和空气的阻抗的测量表格；

图6是用于说明入射波和反射波的原理的视图；

图7示出说明方程式1的工作气体容纳隔膜垫；

图8示出工作气体容纳隔膜垫设置在螺旋桨正上方的船的右舷区域中，示出了多个压力波动测量点；

图9是显示根据螺旋桨的频率的工作气体容纳隔膜垫的效率的曲线图；

图10是显示相对于对应于图8的工作气体容纳隔膜垫的150Hz范围内的结果的概要的曲线图；

图11是显示最佳等效空气量和要减小的频率之间的关系的曲线图；

图12是根据本发明构思的第二实施例的用于减小螺旋桨气穴引起的激振力的船的结构后视图，其中工作气体容纳隔膜垫设置在多个位置处；

图13是据本发明构思的第三实施例的用于减小螺旋桨气穴引导的激振力的船中的工作气体量调节器的示意性结构图；

图14是图13的工作气体量调节器的控制方框图；

图15是根据本发明构思的第四实施例的用于减小螺旋桨气穴引起的激振力的船的主要部分的放大图；

图16是图15的区域B的放大结构图；以及

图17是图16的分解图。

具体实施方式

现在将详细地参考实施例，所述实施例的示例在附图中示出。在这方面，本实施例可以具有不同的形式且不应该被解释为仅限于在此阐述的说明。

在下文中，仅在下面通过参照附图说明实施例以解释本说明的多个方面。相似的附图标记在所有附图中表示相同的元件。

图1是根据本发明构思的第一实施例的用于减小螺旋桨气穴引起的激振力的船的螺旋桨区域的结构图。图2是图1的区域A的放大图。图3示出螺旋桨和工作气体容纳隔膜垫的布置。图4是图1的区域A的示意性后视图，其中没有示出螺旋桨。

参照这些附图，根据本实施例的用于减小螺旋桨气穴引起的激振力的船可以防止在螺旋桨的操作期间增加激振力时在船体中产生振动，尤其是可以从根本上防止安装压缩机和相关部件的负荷以及根据压缩机和相关部件的操作消耗的能量，并且可以包括船体110和连接到船体110的工作气体容纳隔膜垫130。

用于推进船体110的螺旋桨120设置在船的船尾中。用于控制船的行进方向的船舵125可以围绕螺旋桨120设置。船舵125可以是普通船舵或者球舵。

作为参考，本实施例中的船可以包括商船、战船、渔船、航空母舰、钻井船、巡游船和特殊作业船以及浮动离岸结构中的任一种。因此，本实施例的正确保护范围可以不受限于特定的船。

当螺旋桨120如上所述操作时，即，螺旋桨120在水下旋转时，由于作为旋转体的螺旋桨120在水下出现压力波动。产生的压力波动使得通过将激振力增加到船体110而对船体110产生包括噪声的振动。

转移到船体110的振动在船例如为用于游览的巡游船或者需要安静移动的战船时可能成为一个大问题。因此，需要防止这样的问题。

换句话说，为了防止由于在螺旋桨120的操作期间在水下出现由于压力波动增加的激振力而在船体110中产生振动，本实施例采用工作气体容纳隔膜垫130。

如稍后所述，本实施例的船中所采用的工作气体容纳隔膜垫130具有与形成为现有的气泡形式的空气层非常不同的形状。

换句话说，由于根据本实施例的工作气体容纳隔膜垫130仅为包含空气的管类型的结构，因此可以不设置或者运行在采用空气层时已使用的压缩机以及其它相关部件。

因此，可以从根本上防止安装压缩机和相关部件的负荷以及根据压缩机和相关部件的操作消耗的能量。

如图1中所示，如上所述作用的工作气体容纳隔膜垫130连接到与螺旋桨120相邻的船体110，并且产成反射波以抵消在螺旋桨120的旋转期间产生且朝向船体110前进的入射波。工作气体容纳隔膜垫130在其一侧具有容纳工作气体的形状。

具体地，工作气体容纳隔膜垫130可以连接到螺旋桨120上方的船体110的壁面。

在一个实施例中，图1和图2显示工作气体容纳隔膜垫130连接到螺旋桨120的正上方的位置。

另外，当从前侧到后侧观察，螺旋桨120逆时针旋转时，如图3所示，工作气体容纳隔膜垫130可以在螺旋桨120的正上方在STBD区域中被布置在距离中心0.5R范围内。所述R可以表示从螺旋桨120的中心线CL到螺旋桨120的端部的半径。

同样，当螺旋桨120逆时针旋转时，工作气体容纳隔膜垫130可以在螺旋桨120的正上方在PORT区域中被布置在距离中心0.5R范围内。由于工作气体容纳隔膜垫130布置在上述位置，因此可以获得最佳效率。

工作气体收容隔膜垫130可以包括可拆卸地连接到船体110的垫主体131和形成在垫主体131的一侧并气密地容纳工作气体的工作气体袋132。

在本实施例中，工作气体容纳隔膜垫130的材料可以是橡胶，工作气体可以是空气。

然而，本实施方式的权利范围并不限于此。换句话说，类似于橡胶的任何材料可以用于工作气体容纳隔膜垫130，并且除液体之外，各种气体可以用作工作气体。

形成工作气体容纳隔膜垫130的垫主体131是由橡胶材料制成的平坦结构并且用作可拆卸地连接到船体110的部分。

垫主体131可以以各种结构和方法连接到船体110。例如，垫主体131可以以各种方法连接到船体110，所述方法例如为螺栓-螺母连接方法、强制插入方法、使用插入金属板的焊接的焊接方法和使用底部插塞的连接方法。在这些方法中，使用底部插塞的连接方法在以下的实施例中进行说明。

虽然，在本实施例的附图中，垫主体131具有矩形形状，除了矩形形状之外，垫主体131还可以具有各种形状，例如圆形或三角形形状。因此，本实施例的权利范围可以不受垫主体131的形状限制。

工作气体袋132形成在垫主体131中并具有朝向垫主体131的一侧膨胀的形状。

虽然在本实施例中，工作气体袋132具有圆形形状，工作气体袋132可以具有各种形状，例如三角形形状或矩形形状。因此，本实施例的权利范围可以不受到工作气体袋132的形状限制。

如上所述，工作气体袋132可以填充有作为工作空气的空气。

当制造工作气体容纳隔膜垫130时，工作气体整体地填充工作气体袋132。工作气体不会从工作气体袋132泄漏，除非工作气体袋132被切断。

参照图5-11说明通过工作气体容纳隔膜垫130减小激振力的原理，工作气体气密地容纳在工作气体容纳隔膜垫130其中。

图5是水、橡胶和空气的阻抗的测量表格。图6是用于说明入射波和反射波的原理的视图。图7示出用于说明方程式1的工作气体容纳隔膜垫。图8示出工作气体容纳隔膜垫设置在螺旋桨正上方的船的右舷区域中，显示出多个压力波动测量点。图9是显示根据螺旋桨的频率的工作气体容纳隔膜垫的效率的曲线图。图10是显示关于与图8相对应的工作气体容纳隔膜垫的150Hz范围内的结果的概要曲线图。图11是示出最佳的等效空气体积和要减小的频率之间的关系的曲线图。

参照图5，首先，可以看出为根据本实施例的工作气体容纳隔膜垫130的材料的橡胶的声阻抗与水的声阻抗基本上相似，但是无限地大于空气的声阻抗。

当在特定介质中前进的声波遇到具有不同阻抗的介质时，通常会出现传输现象和反射现象。因为水和橡胶的阻抗彼此相似，因此仅产生传输现象而在水和橡胶之间的分界面处没有反射。

例如，如图6所示，在螺旋桨120操作期间产生的入射波直接通过为工作气体袋132的壁面的橡胶层并且然后被填充在工作气体口袋132中的工作气体(即，空气)反射被反射成为具有与入射波的相位相反的相位的反射波。由于反射波与入射波产生相消干涉的现象，因此可以抵消螺旋桨120的操作期间所产生的入射波。这样，激振力通过上述现象被减小，从而可以减少船体110中的振动的产生。

以上说明在下面详述。在螺旋桨120的操作期间，由气穴产生的为入射波的球形压力波可以在所有方向上传播。

在这种状态下，如在本实施例中，当填充有空气的工作气体容纳隔膜垫130设置在船体110的围绕螺旋桨120的表面上时，入射在容纳隔膜垫130的工作气体袋132上的入射波直接通过为工作气体袋132的壁面的橡胶层，但是被填充工作气体袋132的工作气体(即，空气)反射成为具有与入射波的相位相反的相位的反射波。

这样，当入射波碰撞空气且被反射为具有相反相位的反射波时，反射波遇到朝向工作气体容纳隔膜垫130输入的入射波，与入射波产生相消干涉的现象。

因此，减少从工作气体容纳隔膜垫130的外侧转移到船体110的压力波动。当减小压力波动时，激振力不能被减小，并且因此自然可以减小船体110中产生的振动。

上述的减小性能只受限于螺旋桨的特定频带，如方程式1所示。

[方程式1]

在方程式1中，“f”表示螺旋桨的减小的频带；“ca”(＝340m/s)和“cw”(＝1500m/s)分别表示空气和水的声速；“pa”(＝1.2kg/m3)，并且“pw”(＝1024kg/m3)分别表示空气和水的密度；以及“a”和“b”分别表示当工作气体容纳隔膜垫130a至130c被认为是等效球体时的内径和外径，如图10所示。

执行模拟测试以验证上述项。换句话说，如图8所示，在150Hz频带中具有减小效果的一个工作气体容纳隔膜垫130被设计到或连接到STBD区域中的船体110的壁面，然后在点P1、P2、P3和P4处测量压力波动，并且在为支撑船体110的船尾的上侧的钢板的横梁区域中测量振动。

在图9的测量结果中，水平轴线(x轴线)表示频率，垂直轴线(y轴线)表示连接工作气体容纳隔膜垫130之后与连接工作气体容纳隔膜垫130之前相比较的增加量或减少量。可以看出，虽然在安装工作气体容纳隔膜垫130之后在135Hz范围周围增加压力波动和振动，但是与安装工作气体容纳隔膜垫130之前相比，在为设计频率的150Hz范围周围表现出大量减小的效果。

图10示出150Hz范围内的测试结果的概要。参照图10，可以看出，在位于工作气体容纳隔膜垫130外面的点P2、P3和P4处的压力波动被减小平均约70％，因此振动显著减小约70％或更多。

图11是示出最佳的等效空气体积和要减小的频率之间的关系的曲线图。参照图11，当目标频率为例如6Hz时，工作气体容纳隔膜垫130的工作气体袋132的最佳体积可以为约1500L(升)。只要满足上述的体积条件，例如为圆形或矩形的任何形状可以用于工作气体袋132。

根据具有上述的结构和操作的本实施例，可以防止由于螺旋桨120的操作期间增加激振力而在船体110中产生振动。具体地，可以从根本上防止安装压缩机和相关部件的负荷以及根据压缩机和相关部件的操作消耗能量。

由于船体110中产生的振动被有效地防止，因此当船例如为用于游览的巡游船或者需要安静移动的战船时，包括在船中产生的噪声的振动的问题可以被适当地解决。

具体地，通过减少各种常见的损失，例如，不同地设计螺旋桨120的翼的形状或尺寸，改进船的船尾的形状，连接单独的加强构件以抑制噪音和振动，连接导向设备以引导来自船的杆的水的流动，或者减小螺旋桨120的尺寸，本实施例的结构在技术上区别于改进噪音和振动的传统方法。另外，由于本技术通过屏蔽激振力提供了允许在设计螺旋桨中除去对振动条件的限制，因此螺旋桨120的尺寸可以被增加，从而提高推力的效率。

图12是根据本发明构思的第二实施例的用于减小螺旋桨气穴引起的激振力的船的结构后视图，其中工作气体容纳隔膜垫130a至130c设置在多个位置处。

一起参照方程式1和图7，可以看出减小的频带“f”与空气体积(内径，a)成比例。另外，还可以看到工作气体容纳隔膜垫130a至130c中的每一个仅对应于一个频带。

然而在船的实际操作中，还存在其中两个或更多个频带要受到控制的很多情况。换句话说，在船的操作中，根据螺旋桨120的旋转速度(即rpm)，存在其中N个(其中N是自然数)或者更多数量的频带的振动分量(而不是一个频带的振动分量)要受到控制的情况。振动分量或激振分量被转移到船体110，以在螺旋桨120的旋转期间使船体110振动。在该状态下，对于每一个频率可以改变振动分量的大小。

在这种情况下，由于不能够通过仅仅使用工作气体容纳隔膜垫130a至130c中的一个来控制N个数量的不同的频带，因此与要被控制的频带的数量N一样多的工作气体容纳隔膜垫130a至130c被连接以被使用。

换句话说，当N个数量的频带要受到控制时，N个数量的工作气体容纳隔膜垫S(未示出)通过被连接到与螺旋桨120相邻的船体110的壁面而被使用。

例如，图12示出总共三个工作气体容纳隔膜垫130a至130c设置在船体110的壁面上与螺旋桨120相邻的多个位置处，以控制130Hz、140Hz和150Hz的三个频带。

在这种情况下，工作气体的尺寸/体积可以彼此不同，即设置在船体110的壁面上的多个位置处的工作气体容纳隔膜垫130a至130c的工作气体袋132a至132c的尺寸可以彼此不同。

因此，不用考虑所提供的工作气体容纳隔膜垫的数量，工作气体容纳隔膜垫130a至130c可以通过相消干扰现象显著减小船体110的激振力。

因此，当在本实施例中采用多个工作气体容纳隔膜垫时，可以防止在螺旋桨120的操作期间由于激振力的增加而造成在船体110中产生振动。具体地，可以从根本上防止安装压缩机和相关部件的负荷以及根据压缩机和相关部件的操作消耗能量。

图13是根据本发明构思的第三实施例的用于减小螺旋桨气穴引起的激振力的船中的工作气体量调节器的示意性结构图。图14是图13的工作气体量调节器的控制方框图。

参照图13和图14，根据本实施例的用于减小螺旋桨气穴引起的激振力的船还包括工作气体量调节器350，所述工作气体量调节器连接到工作气体容纳隔膜垫330并调节容纳在工作气体容纳隔膜垫330上的工作气体的容量。

在本实施例中，由于工作气体容纳隔膜垫330上的工作气体的容量可以通过使用工作气体量调节器350调节，即使当一个工作气体容纳隔膜垫330被应用到图1的船体110时也是如此，因此激振频带根据图1的螺旋桨120的旋转频率的变化而进行的变化可以被可变地控制。换句话说，即使当螺旋桨120在船的操作期间变化时，对于与螺旋桨120的改变的旋转频率相对应的所有频带可以呈现振动减小效果。换句话说，即使当螺旋桨120的旋转频率改变时，船体110的振动也可以被减小。

用于推进船体110的螺旋桨120设置在船体110的船尾处。在本实施例中，螺旋桨旋转频率检测器370被连接到螺旋桨120并检测螺旋桨120的旋转频率(RPM)。

返回参照方程式1和图7，可以看出螺旋桨120的减小的频带“f”与空气的容量(半径a)成反比，并且只有一个工作气体容纳隔膜垫330对应于一个频段。

然而，在船的实际操作中，还具有使两个或更多个频带要被控制的很多情况。

由于螺旋桨120的旋转频率(RPM)在船的操作期间连续变化，因此不是一个而是N个频带极有可能被控制，其中N是自然数。

在这种情况下，一个工作气体容纳隔膜垫330仅控制一个特定的频带。

因此，为了控制N个数量的频带，使用与图12所述的N个数量的频带同样多的工作气体容纳隔膜垫330，或者通过使用如本实施例中的工作气体量调节器350来调节工作气体容纳隔膜垫330上的工作气体的容量。

当在本实施例中采用工作气体量调节器350时，即使在使用一个工作气体容纳隔膜垫330时，激振频带根据螺旋桨120的旋转频率的变化而进行的变化能够被可变地控制。因此，船体110中产生的振动可以被减小，而不用考虑螺旋桨120的旋转频率。

应用到本实施例的船的工作气体量调节器350被连接到工作气体容纳隔膜垫330，并且可以调节容纳在工作气体容纳隔膜垫330的工作气体袋332中的工作气体的容量，以根据螺旋桨120的旋转频率的变化执行对激振频带的变化的可变控制。

工作气体量调节器350可以包括工作气体容纳件351、调节器352、止回阀353、第一和第二阀354和355、压力表358、螺旋桨旋转频率检测器370以及控制器360。

工作气体容纳件351存储工作气体并在控制器360的控制下供给存储的工作气体。工作气体容纳件351可以连接到未示出的压缩机。

工作气体容纳隔膜垫330的工作气体容纳件351和工作气体袋332连接到工作气体主管线356。

工作气体支管线357通过相交于工作气体主管线356连接到工作气体主管线356的一侧。

调节器352被设置在工作气体主线路356上，以相对于通过工作气体容纳件351供给的工作气体保持规律的压力。

止回阀353在工作气体主管线356上设置在调节器352和第一阀354之间，以防止工作气体回流。

第一阀354设置在工作气体主管线356上，以选择性地打开和关闭工作主气体管线356上的工作气体的流动。

第二阀355设置在从工作气体主管线356分支出来的工作气体分支管线357上，以选择性地打开和关闭工作气体分支管线357上的工作气体的流动。

压力表358在工作气体主管线356上设置在工作气体容纳隔膜垫330的第一阀354和工作气体袋332之间，并测量供给到工作气体容纳隔膜垫330的工作气体袋332的工作气体的压力。

螺旋桨旋转频率检测器370检测螺旋桨120的旋转频率(RPM)。螺旋桨旋转频率检测器370可以是无线或有线的。

控制器360根据来自螺旋桨旋转频率检测器370的信息控制工作气体容纳件351、第一阀354和第二阀355的操作。

参照图9的曲线图，可以看出，根据工作气体容纳隔膜垫330的工作气体袋332中容纳的工作气体的容量的增加，具有减振效果的频率被移动到160Hz、155Hz和145Hz的频带。换句话说，可以看到的是，当工作气体容纳隔膜垫330的工作气体袋332的尺寸增加时，具有减小性能的频率被移动到低频带，或者螺旋桨120的旋转频率与之对应。

因此，在本实施例中，控制器360控制工作气体容纳件351、第一阀354和第二阀355的操作，以根据螺旋桨120的旋转频率增加或减少工作气体容纳隔膜垫330的工作气体袋332的容积。

执行上述功能的控制器360可以包括中央处理单元(CPU)361、存储器362和配套电路363。

在本实施例，CPU 361可以是各种计算机处理器中的一个，所述计算机处理器可以在工业上用于根据来自螺旋桨旋转频率检测器370的信息控制工作气体容纳件351、第一阀354和第二阀355的操作。

存储器362连接到CPU 361。存储器362可以是计算机可读记录介质并设置在本地或远程的地方。例如，存储器362可以是随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、软盘、硬盘或者可以容易地使用的特定数字存储形式中的至少一个存储器。

配套电路363连接到CPU 361，以支持处理器的常规操作。配套电路363可以包括高速缓存、电源、时钟电路、输入/输出电路和子系统。

在本实施例中，控制器360根据来自螺旋桨旋转频率检测器370的信息控制工作气体容纳件351、第一阀354和第二阀355的操作。在这种状态下，控制器360根据来自螺旋桨旋转频率检测器370的信息控制工作气体容纳件351、第一阀354和第二阀355的操作的一系列过程可以被存储在存储器362中。典型地，软件程序可以被存储在存储器362中。软件程序可以被存储或由另一个CPU(未示出)执行。

虽然根据本发明构思的上述过程被描述为由软件程序执行，但该过程的至少一部分也可以由硬件执行。这样，根据本发明的概念的过程可以通过在计算机系统上执行的软件、诸如集成电路的硬件或者通过软件和硬件的组合来实施。

如上所述，当工作气体容纳隔膜垫330上的工作气体的容量如本实施中通过使用工作气体量调节器350来调节时，即使当只使用一个工作气体容纳隔膜垫330时，激振频带根据螺旋桨120的旋转频率(RPM)的变化而进行的变化可以被可变地控制。

图15是根据本发明构思的第四实施例的用于减小螺旋桨气穴引起的激振力的船的主要部分的放大图。图16是图15的区域B的放大结构图。图17是图16的分解图。

参照图15至17，在本实施例中，工作气体容纳隔膜垫430可以连接到船体410的底部插塞模块450。

底部插塞模块450是设置在船体410上的结构。当工作气体容纳隔膜垫430连接到底部插塞模块450时，优点是用于工作气体容纳隔膜垫430的连接的一部分的单独结构不是必需的。

在说明将工作气体容纳隔膜垫430连接至底部插塞模块450的连接结构之前，首先说明底部插塞模块450。

底部插塞模块450是设置在船体410的壁面的多个位置处的部件，并且用作用于排出进入船体410的水的插塞。底部插塞模块450不是被移除的部件。

底部插塞模块450可以包括连接到船体410的底部插口460和可拆卸地连接到底部插口460的底部插塞470。

用于底部插口460的连接的插口连接部411形成在船体410中，使得底部插口460被连接到船体410上的适当位置。

第一倾斜面412和第一水平表面413形成在插口连接部411的外壁中。分别与第一倾斜面412和第一水平面413相对应的第二倾斜面461和第二水平表面462形成在底部插口460中。

底部插口460可以通过上述结构连接到插口连接部411。在这种状态下，如果底部插口460通过螺钉方法被装配到插口连接部411或者底部插口460被强制插入插口连接部411中，则底部插口460可能不容易被从插口连接部411拆卸。

底部插塞470是可拆卸地连接到底部插口460的结构。底部插塞470可以包括塞头471，所述塞头通过底部插口460的部分463和连接到塞头471的螺纹插塞轴472连接到插口并通过底部插口460从船体410的外壁露出。

彼此连接以使螺栓可以连接在其中的多个第一和第二通孔471a和460a分别形成在塞头471和底部插口460中。

在上述结构中，工作气体容纳隔膜垫430可以可拆卸地连接到底部插塞470的螺纹插塞轴472。

为了具有可拆卸地连接到螺纹插塞轴472的工作气体容纳隔膜垫430的垫主体431，需要诸如固定螺母481、密封垫圈482和加强板483的结构。

固定螺母481固定围绕螺纹插塞轴472顺序地插入的工作气体容纳隔膜垫430的主体垫431、密封垫圈482和加强板483。

换言之，固定螺母481在船体410外连接到螺纹插塞轴472，以固定工作气体容纳隔膜垫430的垫主体431、密封垫圈482和加强板483。

固定螺母481可以是具有不会由于力被拧松的防松开功能的螺母。

密封垫圈482可以包括垫圈孔，螺纹插塞轴472插入所述垫圈孔中。密封垫圈482紧密接触螺纹插塞轴472以密封垫主体孔431a。

密封垫圈482可以由具有微小弹性的橡胶材料制成。

加强板483可以包括板孔483，螺纹插塞轴472插入所述板孔中。加强板483被布置在密封垫圈482和固定螺母481之间，以加强垫主体431。

如上所述，在本实施例中，由于底部插塞470的螺纹插塞轴472由于底部插塞470的结构已经从船体410的外壁露出的，因此即使当船体410底部浸没在水中时，通过围绕螺纹插塞轴472顺序地插入垫主体431、密封垫圈482和加强板483并最终通过使用固定螺母481封闭可以容易地完成装配工作。

如果工作气体袋432被撕破并因此需要更换工作气体容纳隔膜垫430，则以修改的顺序容易地执行拆卸工作，并因此移除损坏的工作气体容纳隔膜垫并将新的工作气体容纳隔膜垫插入到适当位置。

如上所述，如在上述实施例中，当工作气体容纳隔膜垫430通过使用已经应用到船体410的底部插塞模块450插入船体410时，工作气体容纳隔膜垫420可以被容易且方便地安装或维护以及修理。

应当理解的是，在此所说明的示例性实施例应该被理解为仅是说明性含意义，而不是为了限制的目的。每个实施例内的特征或方面的说明通常应被视为可用于其它实施例中的其它类似的特征或方面。虽然本发明构思的一个或多个实施例已经参照附图来说明，但是本领域技术人员将会理解在不背离以下权利要求限定的本发明构思的精神和保护范围的情况下可以在其中做出形式和细节上的各种改变。

[工业实用性]

本发明的构思可以被应用到船，包括商船、战船、渔船、航空母舰、钻井船、巡游船和特殊工作船中的任何一种以及浮动近海结构，以防止船体中产生振动。

Claims (15)

1.一种用于减小螺旋桨气穴引起的激振力的船，所述船包括：

船体，所述船体具有螺旋桨；和

工作气体容纳隔膜垫，所述工作气体容纳隔膜垫与螺旋桨相邻地连接到所述船体并在所述工作气体容纳隔膜垫的一侧容纳工作气体，其中所述工作气体生成反射波，以与在螺旋桨的旋转期间产成的入射波产生相消干涉现象。

2.根据权利要求1所述的用于减小螺旋桨气穴引起的激振力的船，其中，所述工作气体容纳隔膜垫的材料的声阻抗与水的声阻抗相似。

3.根据权利要求1所述的用于减小螺旋桨气穴引起的激振力的船，其中，所述工作气体容纳隔膜垫的材料为橡胶，并且所述工作气体为空气。

4.根据权利要求1所述的用于减小螺旋桨气穴引起的激振力的船，其中，所述工作气体容纳隔膜垫包括：

垫主体，所述垫主体能够拆卸地连接到所述船体；和

工作气体袋，所述工作气体袋形成在所述垫主体的一侧且气密性地容纳所述工作气体。

5.根据权利要求1所述的用于减少螺旋桨气穴引起的激振力的船，其中，所述工作气体容纳隔膜垫在所述螺旋桨的上方被连接到所述船体的壁面。

6.根据权利要求1所述的用于减小螺旋桨气穴引起的激振力的船，其中，所述工作气体容纳隔膜垫与所述螺旋桨相邻地连接到所述船体的壁面上的多个位置。

7.根据权利要求6所述的用于减小螺旋桨气穴引起的激振力的船，其中，连接到所述船体的壁面上的多个位置的所述工作气体容纳隔膜垫容纳的工作气体的体积被设置成彼此不同。

8.根据权利要求6所述的用于减小螺旋桨气穴引起的激振力的船，其中，当所述螺旋桨生成N个频带的振动分量时，其中N是自然数，并且所述振动分量受到控制，N个所述工作气体容纳隔膜垫与所述螺旋桨相邻地连接到所述船体的所述壁面并被使用。

9.根据权利要求1所述的用于减小螺旋桨气穴引起的激振力的船，还包括：工作气体量调节器，所述工作气体量调节器连接到所述工作气体容纳隔膜垫并且调节容纳在所述工作气体容纳隔膜中的所述工作气体的量，以根据所述螺旋桨的旋转频率(RPM)的变化执行对所述激振频带的变化的可变控制。

10.根据权利要求9所述的用于减小螺旋桨气穴引起的激振力的船，其中，所述工作气体量调节器包括：

工作气体容纳件，所述工作气体容纳件存储所述工作气体；

工作气体主管线，所述工作气体主管线连接所述工作气体容纳件和所述工作气体容纳隔膜垫；和

第一阀，所述第一阀被设置在所述工作气体主管线上并且选择性地打开和关闭所述工作气体主管线上的所述工作气体的流动。

11.根据权利要求10所述的用于减小螺旋桨气穴引起的激振力的船，其中，所述工作气体量调节器还包括：

调节器，所述调节器设置在所述工作气体主管线上并且相对于通过所述工作气体容纳件供给的所述工作气体保持规律压力；

止回阀，所述止回阀设置在所述工作气体主管线上，位于所述调节器和所述第一阀之间并防止所述工作气体回流；

第二阀，所述第二阀设置在从所述工作气体主管线分支出来的工作气体分支管线上并且选择性地打开和关闭所述工作气体分支管线上的所述工作气体的流动；和

压力计，所述压力计设置在所述工作气体主管线上，位于所述第一阀和所述工作气体容纳隔膜垫之间并且测量供给到所述工作气体容纳隔膜垫的所述工作气体的压力。

12.根据权利要求1所述的用于减小螺旋桨气穴引起的激振力的船，其中，所述工作气体量调节器还包括：

螺旋桨旋转频率检测器，所述螺旋桨旋转频率检测器检测所述螺旋桨的旋转频率；和

控制器，所述控制器基于来自所述螺旋桨旋转频率检测器的信息来控制所述工作气体容纳件、所述第一阀和所述第二阀的操作。

13.根据权利要求1所述的用于减小螺旋桨气穴引起的激振力的船，还包括底部插塞模块，所述底部插塞模块包括：

底部插口，所述底部插口连接到所述船体；和

底部插塞，所述底部插塞能够拆卸地连接到所述底部插口，

其中，所述工作气体容纳隔膜垫能够拆卸地连接到所述底部插塞模块。

14.根据权利要求13所述的用于减小螺旋桨气穴引起的激振力的船，其中，所述底部插塞包括：

塞头，所述塞头通过所述底部插口的一部分连接到插口；和

螺纹插塞轴，所述螺纹插塞轴连接到所述塞头并且通过所述底部插口从所述船体的外壁露出，并且

其中，所述工作气体容纳隔膜垫包括多个垫主体孔，所述底部插塞的所述螺纹插塞轴插入所述多个垫主体孔中。

15.根据权利要求14所述用于减小螺旋桨气穴引起的激振力的船，还包括：

固定螺母，所述固定螺母在所述船体外连接到所述螺纹插塞轴并且固定所述工作气体容纳隔膜垫；

密封垫圈，所述密封垫圈包括垫圈孔，所述螺纹插塞轴插入所述垫圈孔中，并且所述密封垫圈紧密地接触所述螺纹插塞轴以密封所述垫主体孔；和

加强板，所述加强板包括板孔，所述螺纹插塞轴插入所述板孔中，并且所述加强板布置在所述密封垫圈和所述固定螺母之间，以加强所述工作气体容纳隔膜垫。