CN210653603U - 一种船舶自适应调节的自流进水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及船舶设备冷却技术领域，提供一种船舶自适应调节的自流进水装置，包括引流管和主输水管以及固定旋转装置；引流管的一端为进水口，进水口朝向船舶航行方向，引流管的另一端连通主输水管的一端；引流管的外侧壁与船舶的船体之间连接固定旋转装置，固定旋转装置引导引流管沿着垂直于船舶航行方向的水平轴作摆动运动；本实用新型通过利用船舶在航行过程中迎流而来的水的动压，将水流自动引流至船体内的冷却水系统，以实现对相应的发热设备进行冷却，尤其通过固定旋转装置的自适应调节，减小了船舶高速运行时引流管对船舶航行所带来的附加阻力，并避免了产生较大的绕流噪声。

Description

一种船舶自适应调节的自流进水装置

技术领域

本实用新型涉及船舶设备冷却技术领域，尤其涉及一种船舶自适应调节的自流进水装置。

背景技术

通海系统是对船舶设备进行冷却的重要功能系统。为了降低船舶上的泵的运行损耗，提高能量利用效率，逐渐衍生出自流冷却技术。

目前，自流冷却技术是在船舶底部设置自流进水装置，借助船舶在航行的过程中迎流而来的水的动压，使得水自动通过自流进水装置流入至船舶内的冷却水系统，以对相应的发热设备进行冷却。自流进水装置利用船舶迎流动压转换原理实现了降低自流循环对泵扬程的需求，它在一方面可以在低速工况时实现无泵驱动，在另一方面可以在高速工况时降低对泵扬程的需求。

然而，现有的自流进水装置结构简单、设计不合理，在设计上通常为一根伸向船体下侧的引流管，并将引流管的进水口朝向船舶的前进方向，以面向船舶航行时迎流而来的水。当船舶航向在低速或正常工况速度时，该自流进水装置能够达到适宜的引流效果，而船舶在高速工况下运行时，此时自流进水装置将在高速主流情况下形成较大的附加阻力与绕流噪声，这一方面大大增加了船舶推进器的载荷，另一方面还带来了极大的噪音污染。

因而，自流进水装置在船舶高速运行工况下带来的附加阻力与绕流噪声，是当前急需应解决的技术问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型的目的是提供一种船舶自适应调节的自流进水装置，用以解决现有的自流进水装置在船舶高速运行工况下所带来的附加阻力与绕流噪声的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种船舶自适应调节的自流进水装置，包括引流管和主输水管以及固定旋转装置；

所述引流管的一端为进水口，所述进水口朝向船舶航行方向，所述引流管的另一端连通所述主输水管的一端；

所述引流管的外侧壁与船舶的船体之间连接所述固定旋转装置，所述固定旋转装置引导所述引流管沿着垂直于船舶航行方向的水平轴作摆动运动。

优选的，本实用新型中所述引流管包括引流段和转接段；

所述引流段呈弧形结构，并朝向船舶航行的反方向弯曲；所述引流段的一端为进水口，另一端连通所述转接段的一端，所述转接段的另一端连通所述主输水管的一端；

所述转接段与所述船体之间连接所述固定旋转装置。

优选的，本实用新型中所述引流管设在所述船体底部的容纳槽中，所述容纳槽敞口朝下布置。

优选的，本实用新型中所述固定旋转装置包括相对设在所述转接段的左、右外侧壁上的轴套和相对设在所述容纳槽的左、右槽壁上的固定轴，同侧的所述轴套与所述固定轴转动连接。

优选的，本实用新型中所述转接段的另一端连通水箱，所述水箱与所述主输水管的一端相连通。

优选的，本实用新型中所述水箱呈弧形结构，并以所述水平轴为轴心，且所述水箱的内侧面呈敞口结构；

所述转接段的另一端设有弧形密封板，所述弧形密封板与所述水箱的内侧面滑动密封；

所述弧形密封板上设有出水口，所述出水口连通所述转接段的另一端的出口与所述水箱的内腔。

优选的，本实用新型中所述水箱的左、右内侧壁上设有相对布置的弧形滑槽，所述弧形密封板与所述弧形滑槽相匹配。

优选的，本实用新型中所述弧形密封板与所述容纳槽的后侧槽壁之间通过弹性连接件相连接。

(三)技术效果

本实用新型提供的船舶自适应调节的自流进水装置，通过利用船舶在航行过程中迎流而来的水的动压，由进水口接受迎流而来的水流，在水压的作用下，进水口接收到的水流依次经过引流管和主输水管，自动流向至船体内的冷却水系统，以实现对相应的发热设备进行冷却。

当船舶处于高速运行时，引流管可在水流的冲击及相应的固定旋转装置的引导下，沿着水平轴向船舶航行的反方向摆动一定角度，由此减小了高速水流对引流管带来的直接冲击，从而相应地减小了引流管对船舶航行所带来的附加阻力，并避免了产生较大的绕流噪声。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例所示的船舶在正常航行工况下的自流进水装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所示的船舶在高速航行工况下的自流进水装置的结构示意图；

图3为图1中的A-A视图。

图中：1-引流管，101-引流段，102-转接段，2-进水口，3-主输水管，4-船体，5-容纳槽，6-轴套，7-固定轴，8-水箱，9-弧形密封板，10-出水口，11-弧形滑槽，12-弹性连接件。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参见图1-2，本实施例提供了一种船舶自适应调节的自流进水装置，包括引流管1和主输水管3以及固定旋转装置；引流管1的一端为进水口2，进水口2朝向船舶航行方向，引流管1的另一端连通主输水管3的一端；引流管1的外侧壁与船舶的船体4之间连接固定旋转装置，固定旋转装置引导引流管1沿着垂直于船舶航行方向的水平轴作摆动运动。

由图1-2所示，设定船舶水平向右航行，则迎流而来的水的方向为图中箭头所示的水平向左的方向。由于水的粘性影响，在自流进水装置上游形成一定的速度边界层分布，远离船体的水的来流速度(相对于船体)相对恒定，为船体航行速度，在边界层内，随着靠近船体，水的来流速度(相对于船体)逐步减小，直到船体表面速度为零。

参见图1，船舶在正常航行时，由于船舶在航行过程中迎流而来的水的动压相对较小，则引流管1此时呈竖直布置，迎流而来的水直接通过进水口2进入至引流管1中，并通过主输水管3自动流向至船体4内的冷却水系统，以实现对相应的发热设备进行冷却。由于此时迎流而来的水的流速相对较小，则引流管1对船舶航行所带来的附加阻力相对较小，并且绕流噪声也相对不大。

参见图2，在图2所示的抛物线表示船舶航行时的水流速度分布，越靠近船体底面，边界层内的水流速度越小，而当逐渐远离船体底面时，水流速度将增大并在边界层边界附近达到最大值。船舶在高速航行时，此时船舶在航行过程中迎流而来的水的动压相对较大，则引流管1会在水流的冲击及相应的固定旋转装置的引导下，沿着水平轴向船舶航行的反方向摆动一定角度，此时进水口2离船体表面距离减小，其位置从水流的边界层外或靠近边界层边界逐步变化到了边界层内，对应的来流速度出现了极大的减小，迎流面积也同步减小，由此减小了高速水流对引流管1带来的直接冲击，从而相应地减小了引流管1对船舶航行所带来的附加阻力，并避免了产生较大的绕流噪声。

进一步的，为了确保迎流而来的水流能够很好地在引流管1中流动，并使得引流管1达到相应的引流效果，本实施例将引流管1设计为引流段101和转接段102；引流段101呈弧形结构，并朝向船舶航行的反方向弯曲，以减小水流在引流段101中流动的阻力；引流段101的一端为进水口2，另一端连通转接段102的一端，转接段102的另一端连通主输水管3的一端；转接段102与船体4之间连接固定旋转装置，从而在实际工作中，主要由引流段101在水流的作用下，以上述水平轴为轴心进行摆动，从而确保了引流管1能够实现较大的摆动幅度。

进一步的，本实施例将引流管1设在船体4的底部的容纳槽5中，容纳槽5敞口朝下布置，从而可使得引流管1的摆动限制在容纳槽5内，以进一步减小了引流管1对船舶航行所带来的附加阻力，并确保了船舶的美观性和结构上的紧凑性。

进一步的，为了确保引流管1沿着固定的水平轴摆动，本实施例中固定旋转装置包括相对设在转接段102的左、右外侧壁上的轴套6和相对设在容纳槽5的左、右槽壁上的固定轴7，同侧的轴套6与固定轴7转动连接，参见图3。

进一步的，本实施例中转接段102的另一端连通水箱8，水箱8与主输水管3的一端相连通，由此通过水箱8的中转效应，可有效防止向主输水管3中自动引流的水流流速的不稳定性，也有效防止了固体杂物随着引流的水一起通过主输水管3进入至冷却水系统中。

进一步的，本实施例中水箱8呈弧形结构，并以水平轴为轴心，且水箱8的内侧面呈敞口结构；转接段102的另一端设有弧形密封板9，弧形密封板9与水箱8的内侧面滑动密封；弧形密封板9上设有出水口10，出水口10连通转接段102的另一端的出口与水箱8的内腔。

具体的，通过设置弧形结构的水箱8和弧形密封板9，使得引流管1无论维持在何种角度的摆动状态，引流管1在其中一个状态下，沿水平轴作顺时针摆动运动的角度可为70°，引流管1均能够确保与水箱8实现较好的连通，从而使得引流的水能够顺利地沿着引流管1进入至水箱8中，再由进水箱8和主输水管3，输送至船舶内的冷却水系统。

进一步的，为了确保引流管1沿水平轴作摆动运动的稳定性，本实施例在水箱8的左、右内侧壁上设有相对布置的弧形滑槽11，弧形密封板9与弧形滑槽11相匹配。

进一步的，本实施例中弧形密封板9与容纳槽5的后侧槽壁之间通过弹性连接件12相连接，其中，弹性连接件12可采用弹簧，以使得船舶在不同的航行工况下，引流管1在旋转过程中均能以水平轴为轴心达到动态平衡。

具体的，参见图1，当船舶航行在较低航速或正常航速小，由于船舶在航行过程中迎流而来的水的动压相对较小，则水流对引流管1的冲击较小，此时弹性连接件12仅仅需要提供较小的拉力，或者不需提供拉力，通过弧形密封板9与弧形滑槽11之间的摩擦力，即可使得引流管1维持在竖直状态。

参见图2，当船舶保持高速航行时，由于船舶在航行过程中迎流而来的水的动压相对较大，则水流对引流管1及其进水口2的冲击较大，引流管1会沿其所在的水平轴作顺时针旋转，直至弹性连接件12提供相对较大的拉力，可使得引流管1再次维持平衡状态，在此平衡状态下，引流管1保持向左下方的倾斜状态。

在此应当指出的是，随着船舶航速的增加，引流管1的旋转角度会越来越大，本实用新型相应达到的减阻减噪效果将越显著。然而，此时自流进水装置的自流效果得到了削弱，对高速工况下冷却水系统泵扬程的要求也有所提高，这是作为本实用新型取得优势的同时，相应付出的代价。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种船舶自适应调节的自流进水装置，其特征在于，包括引流管和主输水管以及固定旋转装置；

所述引流管的一端为进水口，所述进水口朝向船舶航行方向，所述引流管的另一端连通所述主输水管的一端；

所述引流管的外侧壁与船舶的船体之间连接所述固定旋转装置，所述固定旋转装置引导所述引流管沿着垂直于船舶航行方向的水平轴作摆动运动。

2.根据权利要求1所述的船舶自适应调节的自流进水装置，其特征在于，所述引流管包括引流段和转接段；

所述引流段呈弧形结构，并朝向船舶航行的反方向弯曲；所述引流段的一端为进水口，另一端连通所述转接段的一端，所述转接段的另一端连通所述主输水管的一端；

所述转接段与船体之间连接所述固定旋转装置。

3.根据权利要求2所述的船舶自适应调节的自流进水装置，其特征在于，所述引流管设在所述船体底部的容纳槽中，所述容纳槽敞口朝下布置。

4.根据权利要求3所述的船舶自适应调节的自流进水装置，其特征在于，所述固定旋转装置包括相对设在所述转接段的左、右外侧壁上的轴套和相对设在所述容纳槽的左、右槽壁上的固定轴，同侧的所述轴套与所述固定轴转动连接。

5.根据权利要求3所述的船舶自适应调节的自流进水装置，其特征在于，所述转接段的另一端连通水箱，所述水箱与所述主输水管的一端相连通。

6.根据权利要求5所述的船舶自适应调节的自流进水装置，其特征在于，所述水箱呈弧形结构，并以所述水平轴为轴心，且所述水箱的内侧面呈敞口结构；

所述转接段的另一端设有弧形密封板，所述弧形密封板与所述水箱的内侧面滑动密封；

所述弧形密封板上设有出水口，所述出水口连通所述转接段的另一端的出口与所述水箱的内腔。

7.根据权利要求6所述的船舶自适应调节的自流进水装置，其特征在于，所述水箱的左、右内侧壁上设有相对布置的弧形滑槽，所述弧形密封板与所述弧形滑槽相匹配。

8.根据权利要求7所述的船舶自适应调节的自流进水装置，其特征在于，所述弧形密封板与所述容纳槽的后侧槽壁之间通过弹性连接件相连接。

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