CN112793709A - 气层减阻装置喷气结构、船舶气层减阻系统及气层减阻船 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了气层减阻装置喷气结构、船舶气层减阻系统及气层减阻船，其中，气层减阻装置喷气结构包括稳压腔和设于船底板上的若干喷孔，稳压管设于纵骨的上方，稳压管的内腔为稳压腔，稳压管上设有若干与喷孔一一对应的输气管，输气管的两端分别连通稳压管和对应的喷孔。现有技术中稳压腔直接与船底板连接，因此会贯穿纵骨，为弥补在纵骨上开孔对船舶总体强度的影响，需要在纵骨上增加纵骨补板。而本实施例，稳压腔设置纵骨的上方，不需要切割和贯穿纵骨，不会对船舶结构强度产生影响。
Description
技术领域
本发明属于气层减阻船领域，尤其涉及一种气层减阻装置喷气结构、船舶气层减阻系统及气层减阻船。
背景技术
船用气层减阻技术，通过专门设计的装置，向船舶底部通气，在船舶底部形成并保持一层气层，使船底面与水隔绝，减小湿表面积，可以显著降低船舶阻力，减少燃料消耗。该技术与其它较为成熟的节能装置，如消涡鳍、节能导管等，作用机理和位置不同，从而能与其它节能装置联合使用，是具有极大潜力的新型船舶节能减排技术。
船用气层减阻技术，在市场推广过程中，要解决一系列的工程化问题，为了使得气体喷出船体时，在船宽方向能保障气量均匀、压力稳定，在船舱内设置稳压腔，用于输送气体并稳定气体压力。但是，安装稳压腔是否会对船体自身性能产生影响、稳压腔及船底喷孔是否会由于泥沙或海生物堵塞，是需要重点关心的问题。
常规稳压腔以贯穿船舶纵骨的形式，利用焊接的方法进行安装(见附图1至3)。纵骨开孔安装的形式，会对船舶总体强度产生影响，需要增加纵骨补板，对船舶纵骨强度进行加强。而且稳压腔贯穿纵骨，增加了焊接界面，施工安装工作量也随之增加。另一方面，稳压腔内封闭的空间，仅能利用气源气体冲刷清理，受使用环境的影响，可能积累泥沙或海生物，堵塞稳压腔和喷孔，影响输送气体的效率，降低气层减阻系统的节能减阻效果。
发明内容
本发明的目的在于提供气层减阻装置喷气结构、船舶气层减阻系统及气层减阻船，以解决现有技术中稳压腔贯穿纵骨影响船舶总体强度的问题。
本发明的技术方案为：
一种气层减阻装置喷气结构，包括稳压管和设于船底板上的若干喷孔，所述稳压管设于纵骨的上方，所述稳压管的内腔为稳压腔，所述稳压管上设有若干与所述喷孔一一对应的输气管，所述输气管的两端分别连通所述稳压腔和对应的所述喷孔。
优选地，本发明一实施例提供的气层减阻装置喷气结构，所述稳压管的第一端连通外部供气管路，第二端可拆卸连接有稳压腔端板，所述稳压腔端板用于封闭所述稳压管第二端的开口。
优选地，本发明一实施例提供的气层减阻装置喷气结构，所述稳压管和外部供气管路之间通过止回阀连接。
优选地，本发明一实施例提供的气层减阻装置喷气结构，沿所述稳压管的第一端朝向第二端的方向，相对应的所述喷孔的孔径依次增大。
优选地，本发明一实施例提供的气层减阻装置喷气结构，所述稳压腔端板和所述稳压管通过法兰可拆卸连接。
优选地，本发明一实施例提供的气层减阻装置喷气结构，所述输气管与所述喷孔相连，且输出端穿设于所述喷孔。
优选地，本发明一实施例提供的气层减阻装置喷气结构，所述稳压管在与所述输气管连接的位置开设有开口，所述输气管与所述开口相连，且输入端穿设于所述开口。
优选地，本发明一实施例提供的气层减阻装置喷气结构，所述输气管与所述稳压管、所述喷孔之间通过焊接连接。
一种船舶气层减阻系统，包括如上述任意一项所述的气层减阻装置喷气结构。
一种气层减阻船，包括上述船舶气层减阻系统。
本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
(1)本发明，稳压腔设置纵骨的上方，不需要切割和贯穿纵骨，不会对船舶结构强度产生影响，因此解决了现有技术中稳压腔贯穿纵骨影响船舶总体强度的问题。
(2)本发明一实施例，输气管的一端穿设船底板上的喷孔，使得船底板内侧不与海水(或河水)接触，使船底板内侧不易被海水(或河水)腐蚀。
(3)本发明一实施例，相比传统气层减阻装置喷气结构，节省了纵骨补板、稳压腔垫板、喷嘴等材料，减少了成本，同时节省了安装过程中的工作量。
(4)本发明一实施例，由于稳压腔对船体的结构强度影响较小，无需切割纵骨、安装纵骨补板、稳压腔垫板、喷孔等部件，减少了安装时间，增强了船舶气层减阻系统和气层减阻船的竞争力。
(5)本发明一实施例，稳压腔端板为法兰连接的形式，方便打开，可利用高压气体、高压水或物理刮刷等形式，对稳压腔内部进行清理。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。
图1为现有技术一种气层减阻装置喷气结构的船宽方向示意图；
图2为现有技术一种气层减阻装置喷气结构的船宽方向示意图；
图3为现有技术一种气层减阻装置喷气结构的船长方向示意图；
图4为本发明的一种气层减阻装置喷气结构的船宽方向示意图；
图5为本发明的一种气层减阻装置喷气结构的船宽方向示意图；
图6为本发明的一种气层减阻装置喷气结构的船长方向示意图。
附图标记说明：
1：稳压管；2：喷孔；3：输气管；4：船底板；5：纵骨；6：稳压腔端板；7：供气管路；8：止回阀；9：纵骨补板；10：稳压腔垫板；11：喷嘴；12：稳压腔。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
实施例1
参看图4至图6，本实施例提供一种气层减阻装置喷气结构，包括稳压管1和设于船底板4上的若干喷孔2，稳压管1设于纵骨5的上方，稳压管1的内腔为稳压腔12，稳压管1上设有若干与喷孔2一一对应的输气管3，输气管3的两端分别连通稳压管1和对应的喷孔2。
现有技术中稳压腔12直接与船底板4连接(见附图1至3)，因此会贯穿纵骨5，为弥补在纵骨5上开孔对船舶总体强度的影响，需要在纵骨5上增加纵骨补板9。而本实施例，稳压腔12设置纵骨5的上方，不需要切割和贯穿纵骨5，不会对船舶结构强度产生影响。
现对本实施例的结构进行说明。
稳压管1可以采用不锈钢管件，利于防腐蚀，。稳压管1可以通过一些支撑件固定在船内。稳压管1的第一端连通外部船舶气层减阻系统的供气管路7，第二端连通稳压腔端板6，从喷孔2中喷出的气体由供气管路7输送至稳压管1，经输气管3从喷孔2喷出形成气层。稳压管1的第一端和供气管路7之间可以通过止回阀8连接，只允许气体从供气管路7流向稳压管1，一方面可以防止气体回流现象的发生，另一方面，防止海水(或河水)倒灌进入供气管路7影响船舶气层减阻系统的正常运行，同时能够防止潮湿气体(稳压管1直接与船体外部连通，稳压腔12中的气体容易带有船体外海水或河水的水汽)对供气管路7进行腐蚀。而稳压腔端板6可拆卸连接在稳压管1上，方便将稳压腔端板6拆卸下后对利用高压气体、高压水或物理挂刷等方式对稳压管1内部进行清理。具体地，稳压腔端板6和稳压管1的第二端之间可以通过法兰连接。
稳压管1在与输气管3连接的位置开设有开口，输气管3与对应的开口相连，其输入端穿设对应的开口，连接处由输气管3的外侧壁和稳压管1的外侧壁焊接；输气管3与对应的喷孔2相连，其输出端穿设对应的喷孔2，同样连接处由输气管3的外侧壁和船底板4的内侧焊接。如此，船体外部直接通过输气管3内部与稳压腔12连通，有效防止了海水(或河水)对船内其他构件的腐蚀。
同时，在现有技术的气层减阻装置喷气结构(见附图1至3)中，为了防止海水(或河水)对船底板4的腐蚀，需要在形成稳压腔12区域的船底板4区域上设置稳压腔垫板10，使稳压腔12不与船底板4内侧直接接触；同时，需要在喷孔2处设置喷嘴11。因此，本实施例相比传统气层减阻装置喷气结构，节省了纵骨补板9、稳压腔垫板10、喷嘴11等材料，减少了成本，同时节省了安装过程中的工作量。
进一步地，为了使本实施例中的稳压腔12能够更均匀的输送气体、稳定气体压力的效果，在设计建造过程中，可遵循以下方法：
(1)为了使连通同一稳压腔12的各个喷孔2的气流量保持均匀，可依据离止回阀8的距离，依次改变喷孔2孔径的大小，即沿稳压管1的第一端朝向第二端的方向，喷孔2的孔径依次增大。同时，通过对各个输气管3及喷孔2的摩阻进行计算，调整输气管3和喷孔2直径，使得各个输气管3和喷孔2摩阻一致，保证各喷孔2的喷气量均匀。
(2)为了便于清通输气管3内的杂质，相比传统喷孔2孔径，设计输气管3时，应适当增加输气管3管径而减少数量，以便能用刮刷等物理方法对输气管3进行清理。
本实施例具有便于清理的特点，其清理方法如下：
(1)清理周期为：一个坞期清理一次，或在通过气层减阻系统中的管路压力测量仪器，监测发现输送气体所需压力增加，表明稳压腔12内形成了一定程度的堵塞使进行清通。
(2)清理介质：
①高压气体：在船舶航行期间，利用气层减阻系统的气源或者船舶自身的高压气源，接入各个稳压管1，对稳压腔12及输气管3内部进行冲刷。该方法应用简便，且不受使用环境的影响。
②高压水：在船坞内时，利用船厂的高压水，接入各个稳压管1，对稳压腔12及输气管3内部进行冲刷。该方法相比高压气体效果更好，但受使用环境的限制。
③物理刮刷：当稳压腔12内有顽固杂质时，在船舶坞修期间，拆除止回阀8和稳压腔端板6，利用刷子等工具，对稳压腔12及输气管3内部进行物理刮刷。该方法能有效清除稳压管1内部附着的海生物或杂质，但受使用环境的限制，必须在邬内使用。
实施例2
本实施例提供一种船舶气层减阻系统，包括如实施例1所述的气层减阻装置喷气结构，由于气层减阻装置喷气结构对船体的结构强度影响较小，无需切割纵骨5、安装纵骨补板9、稳压腔垫板10、喷嘴11等部件，节省了成本，减少了安装工序和时间，因此增强了本实施例提供的船舶气层减阻系统的竞争力。
实施例3
本实施例通过一种气层减阻船，包括如实施例2所述的船舶气层减阻系统，由于船舶气层减阻系统成本低、安装工序少、安装时间短，因此增强了本实施例提供的气层减阻船的竞争力。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种气层减阻装置喷气结构，其特征在于，包括稳压管和设于船底板上的若干喷孔，所述稳压管设于纵骨的上方，所述稳压管的内腔为稳压腔，所述稳压管上设有若干与所述喷孔一一对应的输气管，所述输气管的两端分别连通所述稳压管和对应的所述喷孔。
2.根据权利要求1所述的气层减阻装置喷气结构，其特征在于，所述稳压管的第一端连通外部供气管路，第二端可拆卸连接有稳压腔端板，所述稳压腔端板用于封闭所述稳压管第二端的开口。
3.根据权利要求2所述的气层减阻装置喷气结构，其特征在于，所述稳压管和外部供气管路之间通过止回阀连接。
4.根据权利要求2所述的气层减阻装置喷气结构，其特征在于，沿所述稳压管的第一端朝向第二端的方向，相对应的所述喷孔的孔径依次增大。
5.根据权利要求2所述的气层减阻装置喷气结构，其特征在于，所述稳压腔端板和所述稳压管通过法兰可拆卸连接。
6.根据权利要求1所述的气层减阻装置喷气结构，其特征在于，所述输气管与所述喷孔相连，且输出端穿设于所述喷孔。
7.根据权利要求1所述的气层减阻装置喷气结构，其特征在于，所述稳压管在与所述输气管连接的位置开设有开口，所述输气管与所述开口相连，且输入端穿设于所述开口。
8.根据权利要求1所述的气层减阻装置喷气结构，其特征在于，所述输气管与所述稳压管、所述喷孔之间通过焊接连接。
9.一种船舶气层减阻系统，其特征在于，包括如权利要求1至8任意一项所述的气层减阻装置喷气结构。
10.一种气层减阻船，其特征在于，包括如权利要求9所述的船舶气层减阻系统。
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