CN117775207A - 一种减轻海洋污损生物在船舶表面附着的装置与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种减轻海洋污损生物在船舶表面附着的装置与方法，装置包括挂件和柔性连接件；柔性连接件的两端分别连接于船舶和挂件，挂件设于船舶外且悬浮于水中；挂件和柔性连接件均设有多个，且多个挂件和多个柔性连接件一一对应；多个挂件阵列布置于船舶的浸水面。本发明采用转移法和湍流法的合成方法，将污损生物优先附着位置从船舶浸水面转移到附加的挂件表面上；利用增强的湍流湍动度降低污损生物在船舶浸水面和附加的挂件表面上的附着，并且引发持续随机撞击的作用来去除船舶表面附着的污损生物。不仅可以显著降低污损生物在船舶航行时浸水表面以及附加的挂件表面上的附着，还可以持续地清除附着在浸水表面以及附加的挂件表面上的附着。
Description
技术领域
本发明涉及海洋船舶表面污损生物清理技术领域，具体为一种减轻海洋污损生物在船舶表面附着的装置与方法。
背景技术
船舶在海洋环境服役的过程中，长期浸入水下的船体表面会逐渐有污损生物附着。这些附着于船体表面的污损生物一般分为三类。第一类是固着生存类，它们利用石灰质的外壳或者某些特殊的固着器官固着在船体上，其幼体固着后就终生不再移动。这一类生物是船舶污损生物群落的主体，有植物也有动物。包括藻类、藤壶和龙介虫；第二类是附着生存类，这类污损生物用足丝、基盘和卷枝附着，附着后还可以作短距离活动。它们也是船舶污损生物群落的主体，它们大多是滤食性的。它们包括用足丝附着的贝类、蚶类和蛤类，用基盘附着的海葵和石鳖，用泥管附着的管钩虾和用卷枝附着的海百合。第三类是活动性生存类，它们既不是固着也不是附着的污损生物。它们是活动性的，它们在污损生物群落中仅仅起陪衬作用。
这些海洋污损生物给海洋船舶造成了极大的危害，其中最显著的包括增加船舶航行阻力、增加燃油消耗、恶化船舶的使用性能、加速船体表面腐蚀和增加船舶维护和修理成本，可以说有百害而无一利。因此也一直是人们努力消除或者至少是减轻的对象。
迄今为止，人们已经在许多方向上努力寻求无毒环保、生态友好、广谱适用、经济高效的去除海洋污损生物的方法，比如说生物防污剂防污、低表面能防污、表面亲疏水性防污、表面微结构防污(仿生防污)以及其它防污技术，但是普遍存在成本高、有毒性、有污染、适用面窄、结构复杂等多方面的问题。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的之一是：提供一种减轻海洋污损生物在船舶表面附着的装置，能够使船舶处于海洋污损生物低附着的状态。
本发明的目的之二是：提供一种减轻海洋污损生物在服役船舶表面附着的方法。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种减轻海洋污损生物在船舶表面附着的装置，包括挂件和柔性连接件；
柔性连接件的两端分别连接于船舶和挂件，挂件设于船舶外且悬浮于水中；
挂件和柔性连接件均设有多个，且多个挂件和多个柔性连接件一一对应；
多个挂件阵列布置于船舶的浸水面。
进一步，柔性连接件可拆卸地连接于船舶。
进一步，柔性连接件为不锈钢链条。
进一步，挂件为空心壳体。
进一步，挂件为球形、正方体形、长方体形或椭球形。
进一步，挂件的表面设有多个肋条。
进一步，多个肋条互相交错布置。
进一步，肋条的厚度和挂件的厚度相同，肋条的高度等于肋条厚度的两倍。
一种减轻海洋污损生物在船舶表面附着的装置的方法，包括以下步骤，
将多个柔性连接件的一端分别连接于船舶，将多个柔性连接件的另一端一一对应连接于多个挂件，使多个挂件阵列吊挂在船舶表面的浸水面，且每个挂件均悬浮于水中；
利用挂件将污损生物优先附着位置从船舶浸水面转移到挂件表面上，利用增强的湍流湍动度降低污损生物在船舶浸水面和挂件表面上的附着，并且引发挂件持续随机撞击的作用来去除船舶表面附着的污损生物。
进一步，当海水相对船舶流动时，挂件呈现持续的随机摆动状态，利用挂件表面的肋条对船舶表面产生敲击和砍切作用，从而清除污损生物在船舶表面和挂件表面的附着。
总的说来，本发明具有如下优点：
本发明通过柔性连接件的连接，将多个挂件阵列吊挂在船舶表面的浸水面，并综合采用转移法和湍流法的合成方法，转移法将污损生物优先附着位置从船舶浸水面转移到附加的挂件表面上；湍流法利用增强的湍流湍动度降低污损生物在船舶浸水面和附加的挂件表面上的附着，并且引发持续随机撞击的作用来去除船舶表面附着的污损生物。综合上述两方法的效果，本发明不仅可以显著降低污损生物在船舶航行时浸水表面以及附加的挂件表面上的附着，还可以持续地清除附着在浸水表面以及附加的挂件表面上的附着。
附图说明
图1为本实施例的结构示意图；
图2为本实施例的球形的挂件结构示意图；
图3为本实施例的正方体形的挂件结构示意图；
图4为本实施例的长方体形的挂件结构示意图；
图5为本实施例的椭球形的挂件结构示意图；
图6为本实施例的柔性连接件的结构示意图；
图中：
1-船舶、2-柔性连接件、3-挂件、4-肋条。
具体实施方式
下面来对本发明做进一步详细的说明。
如图1所示，一种减轻海洋污损生物在船舶表面附着的装置，包括挂件3和柔性连接件2；
柔性连接件2用于连接船舶1和挂件3，优选为不锈钢链条，如图6所示，链条由数段不锈钢片依次连接而成，也可以采用其他带状的连接件。
通过柔性连接件2铰接于船舶1，挂件3吊挂于船舶1外且悬浮于水中；
如图2-图5所示，挂件3为空心壳体，优选为球形、正方体形、长方体形或椭球形。挂件3要求能够以水的浮力托举自身大部分的重量，因而在水中能够处于悬浮状态。
空心壳体的外表面提供污损生物附着的附加表面的主要面积，其余部分附加表面的面积由不锈钢链条的各段不锈钢片提供。
挂件3的表面设有多个肋条4，多个肋条4互相交错布置，肋条4不仅能够加强挂件3的整体强度，而且还能在洋流带动挂件3随机摆动时，对船舶1表面的附着污损生物进行敲击和砍切，从而清除污损生物在船舶1表面和挂件3表面的附着。
优选地，肋条4的厚度和挂件3的厚度相同，肋条4的高度等于肋条4厚度的两倍。
优选地，挂件3和肋条4均由不锈钢制造而成。
挂件3和柔性连接件2均设有多个，多个挂件3和多个柔性连接件2一一对应；多个挂件3阵列布置于船舶1的浸水面。
一种减轻海洋污损生物在船舶表面附着的装置的方法，是转移法和湍流法的合成。转移法将污损生物优先附着位置从船舶1浸水面转移到挂件3表面上；湍流法利用湍流的流动降低污损生物在船舶1浸水面和挂件3表面上的附着，并且进而引发挂件3表面肋条4对船舶1浸水面的持续随机敲击、砍切的作用来去除船舶1表面附着的污损生物。两种方法共同作用，使得船舶1浸水面及挂件3表面上的海洋污损生物的附着极大减轻。该包括以下步骤，
将多个柔性连接件2的一端分别连接于船舶1，将多个柔性连接件2的另一端一一对应连接于多个挂件3，使多个挂件3阵列吊挂在船舶1表面的浸水面，且每个挂件3均悬浮于水中；
利用挂件3将污损生物优先附着位置从船舶1浸水面转移到挂件3表面上，利用增强的湍流湍动度降低污损生物在船舶1浸水面和挂件3表面上的附着，并且引发挂件3持续随机撞击的作用来去除船舶1表面附着的污损生物。
进一步地，当海水相对船舶1流动时，挂件3呈现持续的随机摆动状态，利用挂件3表面的肋条4对船舶1表面产生敲击和砍切作用，从而清除污损生物在船舶1表面和挂件3表面的附着。
工作原理：
使用时，通过柔性连接件2的连接，将多个挂件3阵列吊挂并悬浮在船舶1外的浸水面。阵列挂件3的设置大大增加了船舶1周围可供污损生物附着的面积，意味着船舶1表面上只附着部分的污损生物，而相当一部分的污损生物将附着在阵列挂件3上，这就大大降低了船舶1表面附着污损生物的比例和数量。因为污损生物首先是接触到挂件3的表面，然后才能穿越挂件3外部所在空间靠近船舶1表面，从而挂件3能够起到减轻污损生物在船舶1表面附着的作用。不仅如此，当船舶1入水之后，由于挂件3在水中处于悬浮状态，当海水相对船舶1流动时(比如船舶1在海洋中航行或者船舶1静止而海洋有海浪时)，受到船舶1航行速度和或洋流速度的作用，挂件3处于湍流运动的绕流流态(钝体绕流流态)，这会起到三方面的作用：一是挂件3处于高度湍流流动的绕流流态，因而提升了靠近船舶1浸水面附近的流场扰动程度，使其不利于污损生物在船舶1浸水面上的附着，从而显著降低在船舶1浸水面上污损生物的附着；二是挂件3表面处于强烈湍流流动的绕流流场里面，极其不利于污损生物在挂件3表面的附着，从而显著降低在挂件3表面的污损生物的附着；三是由于挂件3通过柔性连接件2连接于船舶1，挂件3将呈现持续的随机摆动状态，其表面的肋条4接触船舶1表面时，将会对船舶1表面产生敲击和砍切动作。只要船舶1在航行或者洋流在流动，整个运动都会随机持续下去，从而清除污损生物在船舶1表面的附着，同时也清除挂件3表面的污损生物附着，起到持续清理船舶1浸水面和挂件3表面污损生物的作用。
由于船舶1航行时，设置于船舶1表面的挂件3阵列可能会增大船舶1航行的阻力，因此本实施例中，柔性连接件2可拆卸地连接于船舶1，在有较高航行速度要求的情形下，可以有选择地暂时拆卸挂件3和柔性连接件2，并且在适当的时候将挂件3重新阵列吊挂于船舶1浸水面。
综上所述，本实施例的装置和方法能够极大地减轻海洋污损生物在船舶1表面的附着，使得船舶1较长时间处于海洋生物低附着的状态，从而降低船舶1由于海洋生物附着导致的阻力增加、消耗燃料的增加，减轻船舶1由于海洋生物附着导致的使用性能的恶化、船体的腐蚀的加速以及减少船舶1维护和修理成本，从而收获显著综合效益。本发明不使用任何化学试剂，无毒环保、生态友好、广谱适用、简单易行因而经济高效，适用于所有种类的污损生物附着的减轻和清理。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种减轻海洋污损生物在船舶表面附着的装置，其特征在于：包括挂件和柔性连接件；
柔性连接件的两端分别连接于船舶和挂件，挂件设于船舶外且悬浮于水中；
挂件和柔性连接件均设有多个，多个挂件和多个柔性连接件一一对应；
多个挂件阵列布置于船舶的浸水面。
2.根据权利要求1所述的一种减轻海洋污损生物在船舶表面附着的装置，其特征在于：柔性连接件可拆卸地连接于船舶。
3.根据权利要求1所述的一种减轻海洋污损生物在船舶表面附着的装置，其特征在于：柔性连接件为不锈钢链条。
4.根据权利要求1所述的一种减轻海洋污损生物在船舶表面附着的装置，其特征在于：挂件为空心壳体。
5.根据权利要求1所述的一种减轻海洋污损生物在船舶表面附着的装置，其特征在于：挂件为球形、正方体形、长方体形或椭球形。
6.根据权利要求1所述的一种减轻海洋污损生物在船舶表面附着的装置，其特征在于：挂件的表面设有多个肋条。
7.根据权利要求6所述的一种减轻海洋污损生物在船舶表面附着的装置，其特征在于：多个肋条互相交错布置。
8.根据权利要求6所述的一种减轻海洋污损生物在船舶表面附着的装置，其特征在于：肋条的厚度和挂件的厚度相同，肋条的高度等于肋条厚度的两倍。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的减轻海洋污损生物在船舶表面附着的装置的方法，其特征在于：包括以下步骤，
将多个柔性连接件的一端分别连接于船舶，将多个柔性连接件的另一端一一对应连接于多个挂件，使多个挂件阵列吊挂在船舶表面的浸水面，且每个挂件均悬浮于水中；
利用挂件将污损生物优先附着位置从船舶浸水面转移到挂件表面上，利用增强的湍流湍动度降低污损生物在船舶浸水面和挂件表面上的附着，并且引发挂件持续随机撞击的作用来去除船舶表面附着的污损生物。
10.根据权利要求9所述的一种减轻海洋污损生物在船舶表面附着的方法，其特征在于：当海水相对船舶流动时，挂件呈现持续的随机摆动状态，利用挂件表面的肋条对船舶表面产生敲击和砍切作用，从而清除污损生物在船舶表面和挂件表面的附着。
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