CN201685978U - 旋转浮体船 - Google Patents

Abstract

一种“旋转浮体船”涉及造船业，尤其是排水型水面新型结构的船舶，旋转浮体船由旋转浮体、船平台、船侧板、船头船尾封板、动力及推进装置组成，由本身不会沉没具有浮力且能飞速旋转的旋转浮体，可组成单列、双列、叁列及以上任意大小的旋转浮体船，通过旋转浮体轴、轴承、轴承座支承一个坚固整体的船平台，船平台高出水面，旋转浮体船在高速航行时，不会产生波浪而消除兴波阻力，大幅度减少水摩擦阻力，船速就能极大地提高，达到节能减排目的，又是不会沉没高度安全的船舶，可代替现有技术所有的各种船舶，是船舶更新换代的新产品。

Description

旋转浮体船 

技术领域

本实用新型涉及造船业，尤其是排水型水面新型结构的船舶。 

背景技术

目前水面排水型船舶，在航行时受到摩擦阻力，兴波阻力等影响，尤其兴波阻力与船速6次方成正比，欲使船速较高，所需要的功率则随着船速的增加而急剧地增大，因此，限制了船速的提高，目前船舶的速度较低，使客运方面已经大大地丧失了它的重要地位，让位于速度较高的地面上汽车、火车了，有些河流客船已停运，货运已分流一部分给汽车、火车了；另一方面目前的船舶安全性较差，类有沉船事故发生，人民的性命财产得不到保障，高速航行的船，还有波浪对江面上航行的船舶冲击，甚至还有造成重载小船进水沉船事故，波浪对两岸居民船的冲击，对两岸岸边冲刷，使泥砂流失等等。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种比现有技术极大地减少摩擦阻力、消除兴波阻力的旋转浮体船，使船舶具有像汽车、火车一样高速的可能；本实用新型的另一个目的是为了提供一种所承载的人员、货物、设备等都永远高出水面永不会沉没的高度安全的船舶，以保障人民的性命和财产的安全。 

本实用新型的技术方案是：旋转浮体船包括有旋转浮体1、旋转浮体轴2、轴承座3、纵向大梁4、横向大梁5、船下平台6、船上平台7、船侧板8、船头船尾封板11等，其旋转浮体1可以是圆形的、球形的、腰鼓形的、圆柱形的或者是双圆锥形的水密体；也可以是中间为圆柱形、两头为半圆锥形或半球 形或半圆形的水密体；外壳材料可以是木材、竹材、铝材、钢材或塑料，其内腔充满泡沫塑料。其中圆柱形、腰鼓形的旋转浮体两端可以设有凸缘。 

所述旋转浮体1在横向排列的列数可以有单列、双列、三列或三列以上。 

本实用新型的构思是，目前限制船速的提高主要关键问题是兴波阻力，在速长比 

大于1.4左右时，就会产生兴波现象，再增大船速就要极大的功率，对于普通设计的排水型水面船舶来说，速长比大于此值时，所受到的兴波阻力就会剧增，要大幅度提高航速，过去前人的思路是，要提高航速就要设法减少或接近消除兴波阻力。为此，提出把船体提高脱离水面或是把船体没入水面以下，某些船舶设计成脱离水面，如水翼艇升出水面，滑行艇掠过水面，气垫船由水面上的气垫支承，潜入水面以下的，以减少或消除在波浪形成时吸收的能量，如高速深潜艇能持续航行在水面以下，也有设计成半潜式小水面双体船，速长比大于1小于1.5的范围内能有效地减少兴波阻力。但是这些新型船艇造价太高，需要功率很大，在经济上很不合算，因此，不能普遍推广使用，仍是广泛使用现有技术的排水型水面船舶。为了彻底克服现有船舶缺点，即消除兴波阻力，就要把船体对于水的相对速度减少到不产生兴波阻力以下。此时，船舶航行前进时，就不会产生波浪，也就是没有兴波阻力，就能用较小的动力，使船舶获得很高的速度。 

本实用新型的旋转浮体船，彻底改变了现有船舶的结构，把船舶分为上、下两大部分，下部分与水接触为本身不沉没，具有浮力的旋转浮体群，各旋转浮体两端用轴承座支承船平台，船平台是不与水接触高出水面的，船平台固定在下部各旋转浮体两端轴承座上，船平台承载人员、货物及船舶各种设备、设施等，船平台由螺旋桨或水力推动前进时，旋转浮体下部受到水的阻力，当这阻力大于各旋转浮体轴承的阻力时，各旋转浮体开始旋转前进，加大推力时船 就能高速前进，这时，人站在船平台上看，水是向船尾流去的，不管是顺水还是逆水，即船平台与水流是逆向的，船平台与水的相对速度较高，即船速较高，船平台下部为各旋转浮体，旋转方向相对是与水流同向的，因为滚动轴承摩擦系数很小，旋转浮体就能飞快旋转前进，旋转浮体表面与水的相对速度就很小，不会产生波浪，即消除了兴波阻力，船舶就能用较小的动力，获得较高的速度，这就消除了阻档船舶提速的拦路虎，使船舶具有像汽车、火车一样高速的可能，使江河、海洋成为高度通航的黄金水道，是人流，物流快捷运输便宜的通道，这节省了建设高速公路的投资，节约了大量的耕地，也节省大量的能源，减少二氧化碳的排放。 

船舶在航行时另一阻力是摩擦阻力，在低速船舶是基本阻力，约占总阻力的70～80％，由于本实用新型的船舶结构改变了现有船舶前进航行时与水逆向滑行，改变为旋转浮体旋转前进，旋转浮体旋转方向是与水流同向的，与水的相对速度较小，而摩擦阻力与速度1.83次方成正比，由于相对速度小，其摩擦阻力也较小，又由于没有兴波阻力，船舶的总阻力也小，船舶的主机功率也小，节省了大量能源，实现了即提高航速又节能减排的目的。 

本实用新型的旋转浮体船，由上、下两大部分组成，上部分为船平台，下部分为具有浮力的旋转浮体群，各旋转浮体两端轴上安装的轴承座支承上部船平台。船平台由纵向大梁、横向大梁及在其上铺以面板而成为一个坚固整体，在船平台安装有动力装置，推进装置，船舵系、安全装置等各种设施，并在船平台上进行上层建筑等。 

本实用新型的旋转浮体船，其关键部件是具有浮力的旋转浮体，旋转浮体可以是球形的、圆形的、腰鼓形的、圆柱形的、双圆锥形的，也可以是中间为圆柱形、两头为半圆锥形的、半球形的、半圆形的等，旋转浮体的直径及长度 可大可小，根据船的用途及载重大小而定，一个旋转浮体就是一个小船体，一条船由许多个旋转浮体组成，亦即是一条船由许多个小船体组成，旋转浮体外壳材料可用木材、竹材、铝材、钢材、塑料制成水密外壳，圆柱形、腰鼓形的旋转浮体两端必要时可做成凸缘形状，主要用来使水往旋转浮体下面流去，消除小波浪消耗的能量。在旋转浮体内腔充满材质极轻、吸水极少的材料(如泡沫塑料)。旋转浮体内腔亦可分隔成若干个水密内腔，少数内腔进水船一样可以航行，或每个水密内腔内充满上述泡沫塑料，即使外壳破坏内腔进水也极少；如果在旋转浮体每个水密内腔，装上像汽车内胎那样可打气的内胎，减少内腔进水的机率；旋转浮体也可用结构泡沫塑料制成实心的旋转浮体，如用硬质聚氨酯结构泡沫制造，可得到高密度坚韧的外表皮与低密度泡沫芯同时形成整体的泡沫塑料，高密度表皮使结构泡沫具有良好的强度与硬度，低密度泡沫芯使它保留重量轻，使旋转浮体制造容易，耐腐蚀，成本低。旋转浮体也可制成各种标准直径、标准长度的实心结构泡沫塑料，然后根据需要把标准化的结构泡沫塑料串接起来，即得需要的旋转浮体，这样做的好处，可以用较小的发泡机制造大直径短长度的标准化的结构泡沫塑料，可减少设备费用，减少旋转浮体船的制造周期，方便维修，降低成本。旋转浮体也可用硬质闭孔型泡沫塑料做芯，外用铸造型塑料铸造成外壳，而得到实心型塑料旋转浮体。用若干个实心塑料旋转浮体串接，而得到任意规格的旋转浮体。旋转浮体的轴可是整条的，也可是在旋转浮体两端盖固定的短轴，旋转浮体两端轴安装轴承，轴承可是滚珠轴承或滑动轴承，轴承安装在旋转浮体两端纵向大梁下的轴承座内；旋转浮体两端也可以固定安装在其两边船平台底下的纵向大梁下，而轴承安装在旋转浮体两端内，船前进时旋转浮体连同轴承绕轴旋转。 

旋转浮体船，按其旋转浮体横向排列方式有单列、双列、叁列及以上旋转 浮体船，每列各个旋转浮体有均距离的或不均距离，每个旋转浮体纵向中心线都在一根直线上，每列中各个旋转浮体按其横向排列为双列以上旋转浮体船，各旋转浮体排列分为同在一根中心线上，或错开不同一根中心线上，旋转浮体船其各个旋转浮体可是等直径的，也可是船中部分用等直径的，船头和船尾部分用不等直径的，船头由船头部至中部，船尾由尾部至中部，其旋转浮体直径由小到大，逐步过渡到和中部的一样，也可以船头部分旋转浮体直径如上述讲的一样，其船尾部分旋转浮体直径与中部旋转浮体直径一样组成。 

由旋转浮体的大小、数量、组合形式的不同，可以制造各种各样大小不等的船舶，如单列旋转浮体船，可由两个旋转浮体做成最小最简单的像自行车、摩托车、公圆游艇那样的旋转浮体船，用三个旋转浮体可造成像三轮车那样的旋转浮体船；旋转浮体船一般由左右两列旋转浮体组合成，每列旋转浮体的多少由船的大小而定，载重量小的船可用直径小、长度短、数量较少的旋转浮体组成，载重量较大的船，可用直径较大、长度较长、数量较多的旋转浮体组成，也可用三列或以上旋转浮体组成，如海上大型运输船、工程船等等，用大直径、一定长度、数量较多的旋转浮体组成，特殊用途的船，如龙舟赛船、各种赛艇，可用直径较小、长度较短、数量较多的单列旋转浮体组成。为了增大运输量，提高运输效率，降低运输成本，旋转浮体可按现有技术的内河分节驳顶推船队形式制造各吨位分节驳船，也可用一般的旋转浮体船组成分节驳顶推船队及各种马力的推船，分节驳顶推船队形式也可推广到海洋运输，用更大吨位的分节驳船及更大马力的推船，组成海洋分节驳顶推船队，也可以前面一艘拖船，中间若干节驳船，后面一艘顶推船组成内河及海洋分节驳船队，由于海洋分节驳船队吃水浅可以组成海洋、内河船联运船队，可以直达内河码头，减少中转运输，减少运输成本。 

船平台根据需要可分为船下平台及船上平台，船平台是承载船舶全部重量的船平台，根据各种船的需要，可以在船平台上建筑各种形式的上层建筑。 

旋转浮体船由于总阻力小，需用功率不大，采用绿色环保电动船成为可能，因此，旋转浮体船的动力设备可采用太阳能电池电动船，燃料电池电动船，氢电池电动船，各种大容量电池电动船，柴油发电机组电动船，汽油发电机组电动船，也可采用混合动力装置(如内燃机与各种电池混合)，也可采用现有技术中的柴油机、汽油机、挂浆机及大型海上船舶采用核动力设备；动力装置装在船平台上，具体位置根据各种船的用途而定，大部分建议装于船尾部船平台上。 

旋转浮体船的推进装置可采用现有技术的水螺旋浆、空气螺旋浆、挂浆机、z型推进装置，喷水推进装置、喷气推进装置等，推进装置是固定于船平台，推动船平台前进而带动旋转浮体旋转前进，使旋转浮体船高速前进。 

旋转浮体船的舵系装置采用现有技术的装于船尾单舵或双舵，也可采用本实用新型的旋转浮体，做成旋转浮体舵，它一方面具有浮力，另一方面可以操纵船的船向，有单个旋转浮体舵，双个旋转浮体舵，船舵可装于船头，也可装于船尾。 

旋转浮体船的上层建筑，在船平台上进行，上层建筑型式根据各种船的用途而定，如简单的交通艇、工作艇、赛艇、农用船等可没有上层建筑，客船的上层建筑有单层、二层、叁层及以上等，上层建筑要适合快速船的特点，除坚固耐用外，还要外形像流线形，以减少风阻力，上层建筑可像各种形式的卧车、中巴、大巴、公共汽车、班车及火车车箱等。 

与现有技术相比，本实用新型具有下列优点： 

1、消除波浪没有兴波阻力，船舶航行时没有兴波阻力，就能用较小的动 力，船速就能极大提高，全部江河、海洋就能恢复和扩大客运业务，货运就会大大增加，江河就会呈现繁荣兴旺景象，就能大大地节能减排。 

2、大大减少摩擦阻力，船在低速航行时，其基本阻力是摩擦阻力，占其总阻力的70～80％，本新型的船是用旋转浮体组合，旋转浮体是用滚珠轴承，其滚珠轴承摩擦系数很小，因此，摩擦阻力就能大大减少，又没有兴波阻力，总阻力就小，就能大大节能减排，提高经济效益。 

3、不会发生沉船事故，旋转浮体船是用多个至几十个旋转浮体组成，同时旋转浮体内腔充满吸水很少极轻的闭孔型泡沫塑料，如果其中一些旋转浮体表面被破坏，进水也很少，船还是一样可继续航行，不会沉没，这种船安全是极高的，如用结构泡沫塑料制成实心型旋转浮体，表面被破坏更不会进水沉船。 

4、不用排水设备，船平台是高出水面的，不用排水，船又不会沿没，因此，船平台上装的动力设备、货物、行李及人员等，永远不会被水淹没，高度安全，船平台设置排水孔，下雨水时船平台也不会积水，节省了排水设备，节省了投资及运行费用。 

5、由于旋转浮体可组成吃水较浅的旋转浮体船，因此，可增加河流通航里程，节省了航道疏通的建设费用，增加了运价便宜的城乡人流、物流的运输量。 

6、旋转浮体船吃水不深，对航道及港口要求不高，海船及分节驳顶推船队可深入内河，减少中转费用，同时可建设浅水港口，这样建港口的地方增多，人员、货物流动更便捷合理，节省了航道及港口建设费用。 

7、充分利用现有江河、海洋做人流、物流运输通道，并由于旋转浮体海船吃水不深，海船可直达内河港口，并组成海洋、内河联运，不用中转减少费用，也减轻陆路汽车、火车及部分空中飞机的客运及货运的运输量，既减少公 路、高速公路建设占用农田，又节省建设投资，减少运输费用，大量节能减排，对环保有利。 

8、有利于海洋、内河分节驳顶推船队推广应用，旋转浮体船组成船队很容易，因为没有首尾驳和中间驳的差别，首尾驳中间驳是一样的，任何一艘旋转浮体船都可以参加分节驳顶推船队，因此，分节驳顶推船队很容易推广，分节驳船不装动力，没有上层建筑，没有船舵等，自重减轻了，既可节省投资，又可提高载重量，阻力也减少，节省动力，可以提高劳动生产率，减少运输费用。 

9、旋转浮体船需用功率不大，可采用绿色环保电动船，如太阳能电池电动船，燃料电池电动船，氢电池电动船等各种电池电动船。 

10、由于没有波浪，不会对江河水上来往船只产生冲击，不会由于快速船产生的大波浪使重载小船进水沉没，不会冲击两岸的住家小船摇晃影响安宁，更不会对两岸边河岸冲刷而使泥沙流失。 

附图说明

图1-1、1-2、1-3，分别为本实用新型第一个实施例的侧视图、上视图、A-A剖视图。 

图2-1、2-2、2-3，分别为本实用新型第二个实施例的侧视图、上视图、A A剖视图。 

图3-1、3-2、3-3、分别为本实用新型第三个实施例的侧视图、船头船上平台板面局剖的上视图、A-A剖视图。 

图4-1、4-2、4-3，分别为本实用新型第四个实施例的侧视图、上视图、A-A剖视图。 

附图中所标数字代表为： 

1——施转浮体，        2——轴， 

3——轴承座，          4——纵向大梁， 

5——横向大梁，        6——船下平台， 

7——船上平台，        8——船侧极， 

9——螺旋浆(挂浆机)，  10——船横隔板， 

11——船头船尾封板，   12——船隔板， 

13——上层建筑。 

具体实施方式

现参照本实用新型第一个实施例的附图1-1、1-2、1-3，加以详细阐述，具有浮力的旋转浮体1，其外壳可用塑料、木材或铝材等制成水密的中空圆柱体，其内腔充填满材质极轻，吸水极少的材料，即使一些旋转浮体1外壳受破坏，进水也很少，船照样仍可前进行驶，船是高度安全的；旋转浮体1也可制成实心的圆柱体，如用硬质聚氨酯结构泡沫，可得到高密度坚韧的外表皮与低密度泡沫芯同时形成整体的泡沫塑料圆柱体，高密度外表皮结构泡沫的圆柱体，具有良好的强度与硬度，低密度泡沫芯使它保留重量轻，使旋转浮体1制造简单，耐腐蚀，成本低。旋转浮体船的旋转浮体的排列为：其横向排列为左右双列，每列旋转浮体1为数个以上，其左右两列旋转浮体1，为在一根中心线上，整船所用的旋转浮体1均为等直径的；旋转浮体1的轴2可是整条的，也可是在旋转浮体1两端固定的短轴2，在轴2上安装轴承，轴承可用滚动轴承或是滑动轴承，为了减少摩擦损失，而采用滚动轴承为好，轴承安装在旋转浮体1两端船下平台6下纵向大梁4的轴承痤3内，船平台可分为船下平台6、船上平台7，船下平台6由纵向大梁4、横向大梁5及在其上铺以面板而为一个坚固的整体的船下平台6，船下平台两侧装上船侧板8。为减轻重量， 大梁、侧板用铝材、塑料及木材等，面板可用铝板，塑料板及木板等，整个船下平台6由左右两列旋转浮体1所产生浮力支承，承载船舶全部重量，船上平台7由船下平台6支承，包括船头、船尾及船两侧船舷板组成船上平台7，船上平台7两侧船舷板除供人员行走外，并起到防护旋转浮体1的作用，船头上平台7为供行人、搬运货物、堆放拖缆、系紧拖缆装置、锚、操作锚及船固定装置等。船尾上平台7供进行需要的上层建筑13，提供船员休息及船舶航行驾驶之用，以及存放物品等。旋转浮体船的阻力较小，动力设备可广泛采用挂浆机9，以减轻设备重量和增加船下平台6可利用面积，挂浆机9本身包括动力设备，水螺旋浆、操作手柄，操作螺旋浆转动角度，可控制船航行方向，因此起到船舵作用，不需单独设船舵，该实施例可代替现有技术的内河船舶及海船各种船舶。 

图2-1、2-2、2-3，为本实用新型第二个实施例的各附图，旋转浮体1为双列布置，左右两列旋转浮体1，位于船下平台6两边纵向大梁4的下面，用轴承痤3将纵向大梁4托起，船隔板12供人员坐及支撑船侧板8，船下平台6高于满载水线100-200毫米，没有上层建筑，其他与本实用新型第一实施例有关部分相同。本旋转浮体船广泛用于冲锋舟、海事巡逻、辑私快艇、农用船、城乡鲜活农产品运输艇、需要快速运输的小型船等。 

图3-1、3-2、3-3，本实用新型第三个实施例的各附图，本实施例为只有前后两个旋转浮体1，单列布置的最简单的旋转浮体船，在船下平台6与前后两旋转浮体1之间，由船侧板8和船横隔板10构成一个船仓，可承人员、货物等，船头和船尾的船上平台7比旋转浮体1高100-150毫米，船下平台6高出水面100-200毫米，该船没有上层建筑，如需要也可以设置上层建筑，该艇一般为人力艇，也可装挂浆机推进，该艇可广泛用于大中型船所配的救生 交通艇、一般交通艇、水上单车艇、摩托艇和江河、湖泊、公圆等游乐艇、农用艇、鱼艇及城乡交通小艇等。 

图4-1、4-2、4-3，为本实用新型第四个实施例的各附图，旋转浮体1为圆形或球形，为双例布置，船下平台6由中间平面及两边侧板8的向上倾斜面构成，其他与第一个实施例相同。 

旋转浮体船，由于消除了兴波及兴波阻力，又大大减少摩擦阻力，使船航行时总阻力大大减少，使船舶像汽车、火车一样高速成为可能，同时，船的主机功率也可以大幅度减少，使用较小的动力，可获得较高的速度，是节能减排新型船舶。本实用新型船舶又不会沉没，是高度安全的船舶，因此，可替代现有技术所有的船舶，是船舶的制造业及水上交通运输业的显著进步。 

Claims (3)

1.一种旋转浮体船，有旋转浮体(1)、旋转浮体轴(2)、轴承座(3)、纵向大梁(4)、横向大梁(5)、船下平台(6)、船上平台(7)、船侧板(8)、船头船尾封板(11)，其特征是旋转浮体(1)可以是圆形的、球形的、腰鼓形的、圆柱形的或者是双圆锥形的水密体；也可以是中间为圆柱形、两头为半圆锥形或半球形或半圆形的水密体；外壳材料可以是木材、竹材、铝材、钢材或塑料，其内腔充满泡沫塑料。

2.根据权利要求1所述的旋转浮体船，其特征是：所述圆柱形、腰鼓形的旋转浮体(1)两端设有凸缘。

3.根据权利要求1所述的旋转浮体船，其特征是：所述旋转浮体(1)在横向排列的列数有单列、双列、三列或三列以上。 

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