CN201872940U - 一种能够消除兴波阻力的轮船 - Google Patents

Abstract

一种能够消除兴波阻力的轮船，解决了现有的排水型轮船未对兴波阻力作预先处置，而是使用强大的动力推动船身前进，将“船路上的水体”强行向两边分开，强行挤压出一个深水漕来，白白地消耗了绝大部分的动力的不足。其特征是：在双体船下潜体(8)的底部加装一连接底板(13)，在两下潜体(8)内，两组发动机(7)分别依次连接变速箱(6)、传动轴(5)、万向节(4)、支架(3)、螺旋桨(2)；船尾设置有船尾三角(1)，支架(3)焊接在船尾的骨架上，螺旋桨(2)安装于单流道(9)的出口处。能消除兴波阻力，结构简单造价低，速度快，效益高，属浅吃水船型，使用范围非常广泛，是大型化现代船舶更新换代的必然产品。供造船工业使用。

Description

一种能够消除兴波阻力的轮船

技术领域

本实用新型涉及国际专利分类中的B63，即船舶，特别是一种能够消除兴波阻力的轮船。

背景技术

现有技术中的轮船，其目的是供人们航行用。其构造一般由发动机、船体、边舷、传动轴、螺旋浆、尾舵等组成。但其不足之处是：轮船在静水中的行驶阻力主要来自两个方面，即兴波阻力与摩擦阻力，最主要的是兴波阻力，该值约占80％以上，现有技术中的排水型轮船没有对兴波阻力作预先的处置，而是使用强大的动力推动船身前进，将“船路上的水体”强行向两边分开，强行挤压出一个深水漕来，属分水行驶，白白地消耗了绝大部分的动力。

发明内容

为了解决背景技术中的不足，将兴波阻力预先消除掉，本实用新型提供一种综合性的新型轮船，它是将双体船与喷水推进船的优点综合为一体，该船型不但能彻底地消除兴波阻力，而且水线面积特别大，它又是浅吃水型船，并具有结构简单，造价低的特点。

本实用新型的技术方案是：由发动机、船体、边舷、传动轴、螺旋浆、尾舵组成，其特征在于：在双体船下潜体(8)的底部加装一连接底板(13)，在两下潜体(8)内，两组发动机(7)分别依次连接变速箱(6)、传动轴(5)、万向节(4)、支架(3)、螺旋浆(2)；船尾设置有船尾三角(1)，支架(3)焊接在船尾的骨架上，螺旋浆(2)安装于单流道(9)的出口处。

其特征在于：在三体船下潜体(8)的底部加装一连接底板(13)，在三下潜体(8)内分别安装三组发动机(7)，其中两侧的两台发动机(16)分别依次连接变速箱(6)、传动轴(5)、万向节(4)、支架(3)、螺旋浆(2)；船尾设置有两个船尾三角(1)，支架(3)焊接在船尾的骨架上，螺旋浆(2)分别安装于两个流道(9)的出口处；中间的一台发动机(17)经传动轴(5)与螺旋桨连接。

其特征在于：在双体船下潜体(8)的底部加装一连接底板(13)，在两个下潜体(8)内两组发动机(7)分别依次连接变速箱(6)、传动轴(5)和螺旋浆(2)；船尾设置有一个船尾三角(1)，在流道外壁(23)与下潜体(8)之间为两个空腔；两个下潜体(8)之间为一个空腔。

其特征在于：在双体船的船舱尾部安装一发动机(7)并依次连接三角皮带盘(20)、直锥齿轮传动轴(21)、传动箱(22)和螺旋浆(2)。

本实用新型的有益效果是，不但能消除兴波阻力，而且结构简单造价低，速度快，效益高，又是浅吃水船型，使用范围非常广泛，特别是大型化现代船舶更新换代的必然产品。与现有技术相比，本实用新型能消除兴波阻力，同时也增加了流道内壁与流体之间的摩擦阻力。螺旋浆向后排水时受到反推力而使船身前进，向前方吸水时同样受到反吸力而拉动船身前进，如果将该吸力与该阻力相互抵销应该绰绰有余，本实用新型的动力消耗主要是外型的摩擦阻力，加上其它各方面的复合阻力，与现有技术相比，在不增加油耗的前提下，如果用在提速上，速度能提高两倍，用在节油或加大吨位方面，其效果也能提高两倍以上。

附图说明

图1是单流道双体船的整体结构示意图。

图2是图1的左视示意图。

图3是图1、5、7的剖面示意图。

图4是图1、9的右视示意图。

图5是双流道三体船的整体结构示意图。

图6是图5的左视示意图。

图7是三流道双体船的整体结构示意图。

图8是图7的右视示意图。

图9是单流道双体船的整体结构示意图。

图10是图9的左视示意图。

图中1船尾三角；2螺旋浆；3支架；4万向节；5传动轴；6变速箱；7发动机；8下潜体；9流道；10流道进口；11栅栏；12边舷；13底板；14主甲板；15尾舵；16辅动力；17主动力；18辅螺旋浆；19主螺旋浆；20三角皮带盘；21直锥齿传动轴；22直锥齿轮传动箱；23流道外壁。

具体实施方式

本实用新型下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明

本实用新型的总体结构就是设有前后贯通的船体内流道，发动机(7)安装在下潜体(8)内，螺旋浆(2)安装在流道(9)的出口处，船尾三角(1)位于两个螺旋浆(2)之间，目的是加强船尾的底板(13)与主甲板(14)的连接，防止该段主甲板(14)的应力过于集中，再者船尾三角(1)还有着球鼻艏一样的作用，就是只增加浮力而没有增加阻力。由于各种型号的结构特点及适用范围不同，下面将分别给予说明。

图1单流道双体船，发动机(7)与螺旋浆(2)不在同一中心线上，在传动轴(5)的下潜体(8)内段上加装万向节(4)结头，以适应各自的设计及安装，传动轴(5)穿过流道(9)的扩展处至支架(3)与螺旋浆(2)连接，传动轴(5)的流道(9)段处于流水之中，为了防止传动轴(5)转动时引起顺轴紊流，以及增加船身的整体结构强度，在支架(3)与下潜体(8)之间架装套管、支架(3)的周围焊接在船尾的骨架上，中间通过套管与下潜体(8)焊接成一个整体。这种船型的用途非常广泛，不论任何水况、用途、大小，包括航母都完全可以适用。

图5双流道三体船，辅动力(16)的传动轴(5)、万向节(4)、支架(3)、辅螺旋浆(18)的使用连接方法与图1所示相同。主动力(17)安装在三体船中的中间体内，也是最大体内，由传动轴(5)直接传动。这种船型适用于各种用途的海船、大中型及超大型、包括各种军舰、航母。注：图中标号没用指向的另一边，表示以所指相同

图7三流道双体船，发动机(7)由传动轴(5)直接传动到螺旋浆(2)这种船型结构简单，适用于各种用途的海船，大中型及超大型，特别是各种军舰、航母，因为两边流道的外壁(23)是任何船型都没有的，该外壁(23)起着特殊的双重作用，一是在行驶中起着消除兴波阻力的作用，二是在战斗中起着保护船体的作用，就象现在的单体船在周围增加一层保护层一样，万一该保护层被击穿，只是兴波阻力仍然存在而已，对其它方面却毫无影响。

图9单流道双体船，单发动机，发动机安装在船舱尾部，通过皮带盘(20)传动至直锥齿轮传动轴(21)，再传至螺旋浆(2)螺旋浆(2)安装在流道(9)中的出口处。这种船型适用于内河、湖泊中各种用途的中小型船。

在双体船的底部加装底板，使双体之间通过底板连接起来，成为前后贯通的船体内流道，见图，发动机安装在下潜体内，螺旋浆安装在流道中的出口处，由传动轴穿过流道扩展处至支架与螺旋浆连接，用流道螺旋浆取代喷水推进器船的轴流式水泵，发动机与螺旋桨不在同一中心线上时，传动轴上采用万向节结头，以适应各自的设计及安装要求，见图，本实用新型在行驶中是从船头吸进造成兴波阻力的全部水体向后排出而推动船身前进，它除拥有双体船的全部优点外，还有超过现有双体船的四大特点，一、从表面看加装底板就会提高造价，实际上加装底板能够极大限度地减小主甲板的受力强度，起到事半功倍的作用，使船身整体结构更加合理受力更均匀，根本就用不着再使用铝质船而建造成一般钢质船，因此具有结构简单，造价低的特点。

现有技术中的双体船下潜体为片体，横剖面空间小，不宜使用柴油发动机，本实用新型的下潜体为三角形(图4、8)上口宽、下口窄，而且浅、横剖面空间的大小是根据安装发动机所需空间而定。从表面看下潜体横剖面积增大，排水线面积也增大，行驶中的兴波阻力也会增大，实际上兴波阻力早在船头时就被全部吸掉，根本就没有兴波阻力的存在，本实用新型不但能使用柴油发动机，而且效益更高，速度更快，三、现有技术中的双体船下潜体为片体，排水线面积小，胸腹部又不能吃水，对装载吨位的大小其沉浮变化特别大，本实用新型的下潜体空间大，空载时胸腹部(即主甲板底部)紧贴水面(图3、4、9、10)重载时胸腹部在水平面以下，排水线面积特别大，比任何船型都大，对装载吨位的大小其沉浮变化不大，本身又是浅吃水型船，它具有重心低吃水浅水线面大的特点。四、是使用范围非常广泛，完全适用于各种水况，各种用途的大、中、小型及超大型轮船，包括各种舰船及航母。

本实用新型是由双体船演变而来，它的工作原理却与喷水推进器船相近似，是从船头吸进“造成兴波阻力的全部水体”向后排出而推动船身前进，注：本实用新型所指的“造成兴波阻力的全部水体”是指船身驶过水面时必须分开的全部水体，就是船身水下部份的最大横剖面积处，即吃水深m×吃水宽m＝m²×速度时所受到的全部阻力，而不是只局限于船头的一点点首波。本实用新型在结构上与喷水推进船完全不同，是用流道螺旋浆取代轴流式水泵，其流道螺旋浆壳等与船身水下部份融为一体，一气呵成(见附图)流道的左右壁就是双体船下潜体的左右体壁，流道的上下壁分别为主甲板与底板，螺旋浆安装在流道中的出口处。没有出水口管道便于制造与维修，螺旋桨的周围用厚钢板卷制成o型焊接在船壳上它即是船壳又是螺旋浆壳，从船尾看有点像喷气式飞机的尾部(见附图)在计算排水量时，流道中的体积不在计算范围内，它即不是排水部份，也不是载重量，而是像双体船一样属于船体外部份。本实用新型与现有的喷水推进船相比拥有三大特点：一、结构简单、造价低；二、流道空间大(要多大有多大)即有流量大、流速低、流动阻力小，推进效益高的特点，如果船身的前进速度为10米/秒，流道的横剖面为下潜体横剖面的一半时(水下部份最大处)流道中向后的流速只需30米/秒就能将造成兴波阻力的水体全部吸完，如果流速再高，在船身的前进速度加快的同时，船头还会出现低于水平面的水坑，船身就顺着水坑前进，这是建造高速船舶的独特优势。本实用新型只需20米/秒的动力就可获得30米/秒的流速，因为有10米/秒的流速是船身前进时返补的，在逆水中行驶时，只用现有单体船在静水中行驶的动力，在静水中行驶时，则只需现有单体船在顺水中行驶的动力，加上兴波阻力被预先消除掉与现有的任何船型相比，效率均可提高两倍以上。三是使用范围广，完全适用于所有水上交通运输中各种用途的所有船只，适于船舶大型化的潮流，本实用新型完全可以弥补现在喷水推进船的各种缺点和不足，使这种工作原理得到极大的发挥和应用。

现有技术中的轮船在行驶中是尾吸，是分水前进，船头有首波，船尾有尾水漕，船头为高压区，船尾为低压区，对行驶水域波动面积大，本实用新型是首吸，是吸水前进(见附图)行驶中在船头预先吸出一个“首水漕”来，船身是顺着水漕前进，船头没有首波，船头不是高压区，也不会出现空泡，能避免汽蚀对螺旋浆的破坏，船尾有流道中排出的水流迅速填充，不但没有尾水漕也没有涡流阻力，而且还会出现一个高于水平面的水包，船尾也不是低压区，本实用新型是将现有技术中的尾水漕掉过头来，变成了船头的看不见的“首水漕”，对行驶水域的波动面积也特别小。

现有技术中的排水型轮船是分水行驶，船形是两头尖中间大。本实用新型是吸水行驶，其船头及船尾加上流道的空间后就成为方形，从头至尾底板与左右两侧的弯曲弧度不大，从平面看是长方形，从纵剖面看也是长方形(见图)船体水下部份的最大横剖面积要比现在的船舶小得太多，加上兴波阻力被预先吸掉，本实用新型是排水型船舶中行驶阻力最小，速度最快的典型船型。但是由于底板与左右两侧过于平直，型深及型宽的方形系数过大，这又对转向时的灵敏度有很大的影响，因此应该加大舵叶面积的比例或者加装首舵。

供造船工业使用。

Claims (4)

1.一种能够消除兴波阻力的轮船，由发动机、船体、边舷、传动轴、螺旋浆、尾舵组成，其特征在于：在双体船下潜体(8)的底部加装一连接底板(13)，在两下潜体(8)内，两组发动机(7)分别依次连接变速箱(6)、传动轴(5)、万向节(4)、支架(3)、螺旋浆(2)；船尾设置有船尾三角(1)，支架(3)焊接在船尾的骨架上，螺旋浆(2)安装于单流道(9)的出口处。

2.根据权利要求1中所述的一种能够消除兴波阻力的轮船，其特征在于：在三体船下潜体(8)的底部加装一连接底板(13)，在三下潜体(8)内分别安装三组发动机(7)，其中两侧的两台发动机(16)分别依次连接变速箱(6)、传动轴(5)、万向节(4)、支架(3)、螺旋浆(2)；船尾设置有两个船尾三角(1)，支架(3)焊接在船尾的骨架上，螺旋浆(2)分别安装于两个流道(9)的出口处；中间的一台发动机(17)经传动轴(5)与螺旋桨连接。

3.根据权利要求1中所述的一种能够消除兴波阻力的轮船，其特征在于：在双体船下潜体(8)的底部加装一连接底板(13)，在两个下潜体(8)内两组发动机(7)分别依次连接变速箱(6)、传动轴(5)和螺旋浆(2)；船尾设置有一个船尾三角(1)，在流道外壁(23)与下潜体(8)之间为两个空腔；两个下潜体(8)之间为一个空腔。

4.根据权利要求1中所述的一种能够消除兴波阻力的轮船，其特征在于：在双体船的船舱尾部安装一发动机(7)并依次连接三角皮带盘(20)、直锥齿轮传动轴(21)、传动箱(22)和螺旋浆(2)。

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