一种船舶减阻装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113212637A(43)申请公布日2021.08.06(21)申请号202110682285.1(22)申请日2021.06.20(71)申请人西北工业大学地址710072陕西省西安市友谊西路127号(72)发明人胡海豹刘苏阳石颖超连薇李和仁陆天洋(74)专利代理机构西北工业大学专利中心61204代理人王鲜凯(51)Int.Cl.B63B1/38(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种船舶减阻装置(57)摘要本发明涉及一种船舶减阻装置，硫酸铝溶液放在注射器内、碳酸氢钠放在腔室甲内；主控板控制电机带动螺旋桨旋转可以控制船体的前进和转向，也可控制电机推动注射器使两种溶液混合发生反应；当硫酸铝和碳酸氢钠按质量比约为5：7配成体积比1：1的溶液，两者发生反应生成二氧化碳气体，产生气泡通过微孔沿着沟槽分布在船底。在超疏水材料的作用下在船底形成一层稳定的气膜，最终实现船舶减阻的目的。本发明利用仿生气膜减阻方法进行减阻。此外，由于该装置占据区域较小，化学反应速度快且产气量大，该发明适用于航程相对较短且航速较快的高速小型船舶。CN113212637ACN113212637A权利要求书1/1页1.一种船舶减阻装置，其特征在于包括挤压注射器(2)、连杆(3)、电机(4)、腔室甲(9)、腔室乙(10)、船底微孔(12)和沟槽(13)；腔室甲(9)包含于腔室乙(10)内，两腔之间上部设有通孔，两腔位于船体(11)的前舱内，腔室乙(10)的底部设有通往船底(8)的若干微孔(12)，船底(8)设有与前行方向一致的若干沟槽(13)；挤压注射器(2)的注射部位与腔室甲(9)连通，后端的推杆与连杆(3)连接，连杆(3)与电机(4)的轴连接；所述腔室甲(9)内设有碳酸氢钠溶液，所述挤压注射器(2内设有硫酸铝溶液；当电机(4)受控启动时，与轴连接的连杆(3)推动挤压注射器(2)的推杆，将硫酸铝溶液推入腔室甲(9)内，与碳酸氢钠溶液反应，产生二氧化碳气体；气体进入腔室乙(10)，通过与船底连通的微孔(12)进入沟槽(13)之间，在超疏水材料的作用下在船底形成一层稳定的气膜，实现船舶减阻的目的。2.根据权利要求1所述船舶减阻装置，其特征在于：所述硫酸铝和碳酸氢钠的质量比为5︰7，融合后为体积比1︰1的溶液。2CN113212637A说明书1/3页一种船舶减阻装置技术领域[0001]本发明属于船舶减阻技术领域，涉及一种船舶减阻装置。背景技术[0002]速度是衡量船舶及水下航行器性能的一个重要指标。在相同的输入功率下，速度的快慢与其所受阻力的大小近似成0.5次方的关系。船舶及水下航行器所受的阻力分别由摩擦阻力、压差阻力和兴波阻力三部分组成，其中摩擦阻力占比最高。减小摩擦阻力是增速降耗的主要方法，目前主流的减阻方法有沟槽减阻、柔壁减阻等。超疏水表面作为一种仿生材料，其良好的减阻特性已成为业内共识；而气膜减阻也已在行业内得到广泛应用。因此，我们提出使船舶外表面附着一层仿荷叶表面结构的超疏水表面，再同气膜减阻法相结合的“仿生气膜减阻法”，以在减阻方面产生更好的效果。专利CN101269695A中涉及一种利用风机向船底输入空气或者借助航速和水流作用形成空气膜的气膜减阻船体结构，对外界条件依赖性较大，不能保证气膜的持续形成，具有一定的局限性。发明专利CN208602639U中涉及一种由涡轮增压器、空气冷却器、储气罐、泄压阀、气压控制装置、气泡发生装置组成的一种气膜减阻装置，通过将船舶发动机的高温废气利用涡轮增压和冷却，附着于船底进行减阻。虽不需消耗额外的能量，但发动机废气可能含有氮和硫的氧化物，会造成空气污染。发明内容[0003]要解决的技术问题[0004]为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种船舶减阻装置，克服气源需要额外能量以及气体安全环保等问题。[0005]以硫酸铝和碳酸氢钠两种溶液，二者混合后反应产生气泡小、密度大的二氧化碳气体，以此解决气源能量和环保问题。反应方程式为：[0006]Al2(SO4)3+6NaHCO3＝2Al(OH)3+3Na2SO4+6CO2↑[0007]技术方案[0008]一种船舶减阻装置，其特征在于包括挤压注射器2、连杆3、电机4、腔室甲9、腔室乙10、船底微孔12和沟槽13；腔室甲9包含于腔室乙10内，两腔之间上部设有通孔，两腔位于船体11的前舱内，腔室乙10的底部设有通往船底8的若干微孔12，船底8设有与前行方向一致的若干沟槽13；挤压注射器2的注射部位与腔室甲9连通，后端的推杆与连杆3连接，连杆3与电机4的轴连接；所述腔室甲9内设有碳酸氢钠溶液，所述挤压注射器2内设有硫酸铝溶液；当电机4受控启动时，与轴连接的连杆3推动挤压注射器2的