CN113978640A - 一种带有可调式减横摇压浪板的船 - Google Patents

一种带有可调式减横摇压浪板的船 Download PDF

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Abstract

本发明属于船舶附体节能技术领域,具体涉及一种带有可调式减横摇压浪板的船。本发明设计了一种可调式减横摇压浪板,在现有的压浪板的压浪效果基础上,增加了中低速阶段减横摇效果,使船舶在低速航行时可以减小横摇,增加稳性,且在高速航行时仍能保持原有的压浪效果。本发明中的可调式减横摇压浪板相较于减摇鳍而言,减少了船舶水下附体宽度,方便停靠;体量较小,贴合船舶艉部线性,不需要独立的供电装置和独立操作,直接由中央控制器控制,与船速匹配来调整姿态。

Description

一种带有可调式减横摇压浪板的船
技术领域
本发明属于船舶附体节能技术领域,具体涉及一种带有可调式减横摇压浪板的船。
背景技术
压浪板简称尾板,又称尾导流板,是从尾封板下缘处向船后延伸的一块短板,这块板与船舶水线呈一定的角度。相较于整个船体,压浪板体型小巧,造价低廉,却能起到相当大的节能减阻作用。压浪板与船体的连接方式一般为焊接或铆接,不管船舶以何种姿态和航速行进,压浪板都是以固定的形式存在于船体艉部,无法就船体航行姿态进行相对应的调整。实际上,压浪板主要作用航速为高航速段,一般在20kn(约合10.3m/s)及以上才能发挥较高的效用。在低航速时,船舶艉部兴波并不严重,而低航速时船舶横摇比较明显,也是引起乘客晕船不适的主要原因。本文发明了一种可调式减横摇压浪板,既可以在高航速段保持压浪板的效用,又可以通过调节转角在低速段起到减横摇的作用。
船舶在高速行驶时,由于艉部型线曲率变化大,加之螺旋桨与舵叶等的旋转,会在艉部后的水面上激起波浪,造成兴波阻力增加,导致主机能量损失、效率降低。国内外试验与数值研究表明,在船尾处加装一块压浪板,可以较大程度的减少兴波阻力。从美国海军已公布的数据来看,舰船加装适配的压浪板,阻力减小约7%~9%,美国、加拿大等国家已有多艘舰船加装了压浪板,并取得了可观的成效。但是,船舶在低速航行时,兴波阻力占比很小,阻力的来源主要为摩擦阻力。此时的压浪板减浪的效益不高,只会增加总阻力。且低速航行时,船舶受横摇的影响较严重,容易引起液舱晃荡,降低稳性,船员不适等问题。考虑到这些,本发明设计了一种可调式减横摇压浪板,通过调节控制杆的转动,使船舶在低速航行时可以减小横摇,增加稳性,且在高速航行时仍能保持原有的压浪效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带有可调式减横摇压浪板的船。
一种带有可调式减横摇压浪板的船,包括转动槽、液压装置、滑槽、两组可调式减横摇压浪板;所述可调式减横摇压浪板包括中心转动杆、曲转动杆、压浪板;所述两组压浪板均布置于船体尾部;所述中心转动杆、曲转动杆下端安装在压浪板上,中心转动杆上端通过轴承与船体尾板连接;所述转动槽开设在船体尾板上,转动槽内设有终止器;所述液压装置、滑槽安装在船体尾部的船舱内;所述曲转动杆的曲柄在转动槽内转动,通过终止器决定其终止位置,曲转动杆上端伸入船体尾部的船舱内并通过连接杆与液压杆连接,连接杆与液压杆之间使用活动绞支座连接,活动绞支座布置在滑槽上,且活动绞支座只能沿滑槽水平滑动;所述液压杆与液压装置连接。
进一步地,所述可调式减横摇压浪板初始为“压浪”状态,此时曲转动杆位于转动槽的最上方,液压杆处于收起状态,压浪板位于水平位置,主要负责压浪作用;所述可调式减横摇压浪板调整至“减摇”状态时,通过液压装置驱动液压杆伸出,推动活动绞支座沿滑槽水平滑动,进而带动曲转动杆在转动槽内转动,推动压浪板调整姿态。
进一步地,在船舶启动时,调整可调式减横摇压浪板至“减摇”状态,由于船舶在驶离岸边时,舵角较大,会使船体在较短的航程内产生较大横向位移,进而产生横摇,此时,位于“减摇”状态的可调式减横摇压浪板可以增加阻止横摇的附体作用面积,增大阻力力矩,从而起到减小横摇,在船舶驶离或靠近岸边时加强横向稳定性,增加船舶舒适性的效果;在船舶驶离岸边后处于中低速行驶阶段,兴波阻力占据总阻力的占比不大,常规的压浪板作用效果甚微,此时船舶仍会明显受到波浪横向力矩的作用,可调式减横摇压浪板仍处于“减摇”状态;当船舶加速至中高速阶段时,调整可调式减横摇压浪板至“压浪”状态,由于船舶在高速行驶时,兴波阻力占据了船舶总阻力的主要成分,此时将可调式减横摇压浪板调整至“压浪”状态可以最高效地发挥压浪板的减阻的作用,从而最大程度地提升船舶运行效率,节省油耗,提升经济性。
本发明的有益效果在于:
本发明设计了一种可调式减横摇压浪板,在现有的压浪板的压浪效果基础上,增加了中低速阶段减横摇效果,使船舶在低速航行时可以减小横摇,增加稳性,且在高速航行时仍能保持原有的压浪效果。本发明中的可调式减横摇压浪板相较于减摇鳍而言,减少了船舶水下附体宽度,方便停靠;体量较小,贴合船舶艉部线性,不需要独立的供电装置和独立操作,直接由中央控制器控制,与船速匹配来调整姿态。
附图说明
图1为本发明中可调式减横摇压浪板与船尾板壳装配的外部示意图。
图2为本发明中可调式减横摇压浪板的运动结构示意图。
图3为本发明中可调式减横摇压浪板的总布置图。
图4为本发明中可调式减横摇压浪板处于“减摇”状态的位置示意图。
图5为本发明中曲转动杆与液压装置连接处的局部放大图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
本发明属于船舶附体节能技术领域,具体涉及节约成本、提高船舶运行效率及操纵性的船舶艉部节能装置。
本发明的目的是这样实现的:本发明包括安装在船体尾部的4根转动杆,分别用两块压浪板4连接,曲转动杆3与压浪板4之间通过垫圈连接,中心转动杆2与船尾板1之间通过轴承5连接。曲转动杆3的曲柄在转动槽6内转动,通过终止器7决定其终止位置。在船尾内部的船舱里,曲转动杆3与连接杆11活动连接,曲转动杆3通过连接杆11与液压装置9相连,连接杆11与液压杆10之间使用活动绞支座13连接,活动绞支座13只能在滑槽12内水平滑动。船舱内的装置可以通过液压杆10的水平运动实现曲转动杆3的转动。
液压装置9与终止器7需要同中央控制系统连接,保证船舶在低速航行段压浪板旋转至最低点停止,主要发挥减横摇作用;在高速航行段压浪板旋转至最高点停止,与常规压浪板相同,主要发挥压浪作用。
中心转动杆2与船尾板1通过轴承5连接,并用销子8固定。曲转动杆3通过船尾板1上的转动槽6限制转动,来调节压浪板的角度,并同样通过销子8固定。
本装置的起始位置为“压浪”状态位置,此时曲转动杆3位于转动槽6的最上方,液压杆10处于收起状态,液压杆10端部的活动绞支座13位于滑槽12的最右方,压浪板4位于水平位置,主要负责压浪作用。本装置的终止位置为“减摇”状态位置,由“压浪”到“减摇”的过程,首先中央控制器发出信号,液压装置9中的液压杆10伸出,推动活动绞支座13在滑槽12上水平移动,进而推动连接杆11运动,连接杆11进而推动曲转动杆3在转动槽6内转动,推动压浪板4调整姿态。中心转动杆2由定位轴承5自动跟随转动控制,受压浪板4的连接力而转动,最终达到“减摇”状态位置。
在船舶启动时,调整压浪板至“减摇”状态,即液压杆处于伸出状态,中心转动杆与水面成一定夹角,曲转动杆的曲柄位于终止器处。由于船舶在驶离岸边时,舵角较大,会使船体在较短的航程内产生较大横向位移,进而产生横摇。此时,位于“减摇”状态的压浪板,作用机理类似于安装在船舶舭部的减摇鳍,在船舶发生横摇时,可以增加阻止横摇的附体作用面积,增大阻力力矩,从而起到减小横摇,在船舶驶离或靠近岸边时加强横向稳定性,增加船舶舒适性的效果。船舶驶离岸边后,在中低速行驶阶段,兴波阻力占据总阻力的占比不大,常规的压浪板作用效果甚微。此时船舶仍会明显受到波浪横向力矩的作用,压浪板仍处于“减摇”位置,主要负责减摇作用。当船舶加速至中高速阶段时,需要调整压浪板至“压浪”状态,即液压杆处于收回状态,中心转动杆与水面垂直,曲转动杆位于转动槽的最上方。这是由于船舶在高速行驶时,兴波阻力占据了船舶总阻力的主要成分,此时将压浪板调整至“压浪”状态,可以最高效地发挥压浪板的减阻(主要是兴波阻力)的作用,从而最大程度地提升船舶运行效率,节省油耗,提升经济性。
实施例1:
参照图1与图2,本发明主要包括作旋转运动的转动杆2、3,负责压浪与减横摇功能的压浪板4、固定在船尾内部的液压装置9,连接液压装置9与曲转动杆的连接杆11,以及一些附属机构组成。
一过程:在船舶静止时,整个装置位于图1所示的位置,即初始位置。船舶开始运行阶段,驶离港岸至中低速运行阶段,中央控制系统监测到此时的航速,控制船尾板1内的液压装置9通电,液压杆10从液压腔内伸出,推动活动绞支座13在滑槽12内水平滑动,与活动绞支座13相连接的连接杆12受力运动,并推动曲转动杆3沿着转动槽6转动,此运动会带动压浪板4与中心转动杆2周向转动,中心转动杆2由轴承5固定在船尾板1上,保持圆心定位的稳定性。曲转动杆3的曲柄转动至终止器7处,终止器7内置的压感传感器会发出信号至中央控制器,控制液压装置9停止工作,液压杆10固定位置。此时整个装置的姿态为图4所示的“减摇”状态,发挥减横摇作用。
二过程:当船舶由中低速阶段继续加速至中高速阶段,则执行逆过程。中央监测控制器发出信号,控制液压装置9通电,液压杆10收回至起始位置,其他装置受中间连接装置的带动,退回至图1所示位置。此时整个装置处于“压浪”姿态,主要发挥压浪作用。
在船舶由静止到中高航速,再恢复到静止航速的过程,装置的姿态变化实际上就是上述两个过程交替循环的过程。
本发明在现有的压浪板压浪效果的基础上,增加了中低速阶段减横摇效果;相较于减摇鳍而言,减少了船舶水下附体宽度,方便停靠;体量较小,贴合船舶艉部线性,不需要独立的供电装置和独立操作,直接由中央控制器控制,与船速匹配来调整姿态。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种带有可调式减横摇压浪板的船,其特征在于:包括转动槽(6)、液压装置(9)、滑槽(12)、两组可调式减横摇压浪板;所述可调式减横摇压浪板包括中心转动杆(2)、曲转动杆(3)、压浪板(4);所述两组压浪板(4)均布置于船体尾部;所述中心转动杆(2)、曲转动杆(3)下端安装在压浪板(4)上,中心转动杆(2)上端通过轴承(5)与船体尾板(1)连接;所述转动槽(6)开设在船体尾板(1)上,转动槽(6)内设有终止器(7);所述液压装置(9)、滑槽(12)安装在船体尾部的船舱内;所述曲转动杆(3)的曲柄在转动槽(6)内转动,通过终止器(7)决定其终止位置,曲转动杆(3)上端伸入船体尾部的船舱内并通过连接杆(11)与液压杆(10)连接,连接杆(11)与液压杆(10)之间使用活动绞支座(13)连接,活动绞支座(13)布置在滑槽(12)上,且活动绞支座(13)只能沿滑槽(12)水平滑动;所述液压杆(10)与液压装置(9)连接。
2.根据权利要求1所述的一种带有可调式减横摇压浪板的船,其特征在于:所述可调式减横摇压浪板初始为“压浪”状态,此时曲转动杆(3)位于转动槽(6)的最上方,液压杆(10)处于收起状态,压浪板(4)位于水平位置,主要负责压浪作用;所述可调式减横摇压浪板调整至“减摇”状态时,通过液压装置(9)驱动液压杆(10)伸出,推动活动绞支座(13)沿滑槽(12)水平滑动,进而带动曲转动杆(3)在转动槽(6)内转动,推动压浪板(4)调整姿态。
3.根据权利要求2所述的一种带有可调式减横摇压浪板的船,其特征在于:在船舶启动时,调整可调式减横摇压浪板至“减摇”状态,由于船舶在驶离岸边时,舵角较大,会使船体在较短的航程内产生较大横向位移,进而产生横摇,此时,位于“减摇”状态的可调式减横摇压浪板可以增加阻止横摇的附体作用面积,增大阻力力矩,从而起到减小横摇,在船舶驶离或靠近岸边时加强横向稳定性,增加船舶舒适性的效果;在船舶驶离岸边后处于中低速行驶阶段,兴波阻力占据总阻力的占比不大,常规的压浪板作用效果甚微,此时船舶仍会明显受到波浪横向力矩的作用,可调式减横摇压浪板仍处于“减摇”状态;当船舶加速至中高速阶段时,调整可调式减横摇压浪板至“压浪”状态,由于船舶在高速行驶时,兴波阻力占据了船舶总阻力的主要成分,此时将可调式减横摇压浪板调整至“压浪”状态可以最高效地发挥压浪板的减阻的作用,从而最大程度地提升船舶运行效率,节省油耗,提升经济性。
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