船艏消波装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102001416A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102001416A(43)申请公布日2011.04.06(21)申请号201010547244.3(22)申请日2010.11.17(71)申请人哈尔滨工程大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区南通大街145号哈尔滨工程大学科技处知识产权办公室(72)发明人胡健黄胜马骋齐慧博(51)Int.Cl.B63B1/40(2006.01)B63H5/07(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图2页(54)发明名称船艏消波装置(57)摘要本发明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。本发明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。本发明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。ACN10246CCNN110200141602001426A权利要求书1/1页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。2CCNN110200141602001426A说明书1/2页船艏消波装置技术领域[0001]本发明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[0002]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。[0003]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。[0004]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[0005]本发明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。[0006]本发明的目的是这样实现的：[0007]包括设置在船艏内部的管道，在管道内部设有螺旋桨。[0008]本发明还可以包括：[0009]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。[0010]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。[0011]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。[0012]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。[0013]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3CCNN110200141602001426A说明书2/2页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。[0014]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。[0015]本发明的优点是：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。[0016]本发明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[0017]图1普通船舶兴波原理；[0018]图2带消波装置船舶的消波原理；[