CN201914401U - 船艏消波装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供的是一种船艏消波装置。包括设置在船艏内部的管道,在管道内部设有螺旋桨。本实用新型能够有效减小波浪阻力、摩擦阻力和压差阻力,叶轮机能够利用螺旋桨的尾流进行发电,起到节能的作用。本实用新型可以对成船进行改造,并且对减少兴波阻力,摩擦阻力和黏压阻力都能起到一定的作用。
Description
技术领域
本实用新型涉及的是一种船舶结构,具体地说是一种船舶减阻结构,特别是一种船艏消波装置。
背景技术
快速性是船舶的重要性能之一,快速性的优劣,对船舶来说将在一定程度上影响船舶的使用性和经济性,船舶快速性包含船舶阻力和船舶推进两方面,研究船舶航行中的阻力问题对改善船舶快速性具有重大作用。
船舶阻力主要可以分为三个部分:兴波阻力,摩擦阻力和黏压阻力。船舶在运动过程中兴起波浪,改变了船体表面压力分布情况,这种通过兴波引起压力分布改变所产生的阻力称为兴波阻力,船体运动时,由于水具有黏性,从而会在船体周围产生切向作用力,它在运动方向的合力便是摩擦阻力,同样由于水具有黏性,会造成船体前后压力不平衡,这样产生的阻力称为黏压阻力。
目前所采用的减少船舶阻力的方法主要是对船型进行优化,一般只能使用在船舶设计之初,一旦固定将很难改变,具有很大的局限性。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种结构合理、安装简便、减阻效果好、成本低、易于对现有船进行改造的船舶消波装置。
本实用新型的目的是这样实现的:
包括设置在船艏内部的管道,在管道内部设有螺旋桨。
本实用新型还可以包括:
1、所述管道入口处角度为水平,在船艏内部通过圆角转向船底。
2、在管道中螺旋桨后安装叶轮机,叶轮机驱动发电机,发电机产生的能量储存在电能储蓄器中。
本实用新型的优点是:能够有效减小波浪阻力、摩擦阻力和压差阻力,叶轮机能够利用螺旋桨的尾流进行发电,起到节能的作用。
本实用新型可以对成船进行改造,并且对减少兴波阻力,摩擦阻力和黏压阻力都能起到一定的作用。
附图说明
图1普通船舶兴波原理;
图2带消波装置船舶的消波原理;
图3普通船舶水线面首部流体相对于船舶的运动;
图4装有消波装置的船舶水线面首部流体相对于船舶的运动;
图5无消波装置船舶的首部压力;
图6有消波装置船舶的首部压力;
图7带有叶轮机和能量储蓄器的示意图;
图8是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本实用新型做更详细的描述:
结合图8,所述的船艏消波装置位于船舶首部,在船艏内部设置管道3,入口处角度为水平,在内部通过圆角转向船底;管道内部设有螺旋桨1,螺旋桨的动力方式与普通导管桨相同。螺旋桨的在船舶前进过程中,由于导管内螺旋桨的旋转产生的抽吸作用,使得船舶前方来流不再由于船舶的推动而隆起形成波浪,而是沿这消波装置快速的向下后方运动,从而避免了波浪的产生;由于消波装置的抽吸作用,使船艏附近水流方向发生改变,水流相对于船舶的运动方向和船舶自身的运动方向相同,因此船体与水所产生的摩擦力方向也与船舶自身的运动方向相同,为推力,同时,由于管道水流出口在船底,因此会对船舶产生向上方向的推力,使船舶稍有抬艏,减少了船舶表面的接触水面积,也减少了船舶的摩擦阻力;由于消波装置的抽吸作用,使得船舶首部流体沿管道快速向下后方运动,有伯努利方程可以知道,流体的速度越快,压力越小,因此可以减少船艏的压力,减小了船舶首尾的压力差,进而降低船舶的黏压阻力;导管内螺旋桨由于高速旋转带动管道中的流体高速旋转,因此在管道中螺旋桨后安装叶轮机3,可以吸收螺旋桨尾流的旋转能量,产生电能并储存在电能储蓄器4中,可以供照明和其他用途。
普通船舶在航行时,船舶首部使水向前、向上运动,水面隆起形成波浪,波浪的产生极大的增加了船舶的总阻力,如图1所示。安装船艏消波装置后,在船舶首部,由于消波装置的抽吸作用,船舶航行时,水不再由于船舶的推动而隆起形成波浪,而是沿消波装置快速的的向下后方运动,避免波浪的产生,如图2所示。
无消波装置船舶在航行时,水相对于船舶的运动方向和船舶自身的运动方向相反,因此产生的摩擦力为阻力,如图3所示。由于消波装置的抽吸作用,水相对于船舶的运动方向和船舶自身的运动方向相同,因此产生的摩擦力为推力。同时由于管道内的螺旋桨桨轴和水面有一定的夹角,因此会产生向下的力,使船舶稍有抬艏,减小了船舶表面的接触水面积,也 减小了船舶的摩擦阻力,如图4所示。
无消波装置船舶在运动过程中,由于流体和船舶之间的相对运动形成了很大的压力,这种压力和船舶的运动方向相反,为阻力,如图5所示。有消波装置船舶在运动时,由于消波装置的抽吸作用,使得船舶首部流体沿管道快速向下后方运动,由伯努利方程可以知道,流体速度越快,压力越小,因此该消波装置可以减小船艏的压力,进而降低船舶的压差阻力,如图6所示。
螺旋桨高速旋转带动管道中流体的高速旋转,因此在管道中部安装叶轮机,吸收水流的旋转能量,产生电能并放在电能储蓄器中,以供照明或其他用途,如图7所示。
Claims (3)
1.一种船艏消波装置,其特征是:包括设置在船艏内部的管道,在管道内部设有螺旋桨。
2.根据权利要求1所述的船艏消波装置,其特征是:所述管道入口处角度为水平,在船艏内部通过圆角转向船底。
3.根据权利要求1或2所述的船艏消波装置,其特征是:在管道中螺旋桨后安装叶轮机,叶轮机驱动发电机,发电机产生的能量储存在电能储蓄器中。
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CN2010206104374U CN201914401U (zh) | 2010-11-17 | 2010-11-17 | 船艏消波装置 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN102001416A (zh) * | 2010-11-17 | 2011-04-06 | 哈尔滨工程大学 | 船艏消波装置 |
CN108001609A (zh) * | 2017-11-16 | 2018-05-08 | 张善沐 | 一种减小轮船航行阻力的装置 |
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2010
- 2010-11-17 CN CN2010206104374U patent/CN201914401U/zh not_active Expired - Fee Related
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C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110803 Termination date: 20131117 |