專利名稱：船艏消波裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及的是一種船舶結構，具體地說是一種船舶減阻結構，特別是一種 船艏消波裝置。
背景技術：
快速性是船舶的重要性能之一，快速性的優劣，對船舶來說將在一定程度上影響 船舶的使用性和經濟性，船舶快速性包含船舶阻力和船舶推進兩方面，研究船舶航行中的 阻力問題對改善船舶快速性具有重大作用。船舶阻力主要可以分為三個部分興波阻力，摩擦阻力和黏壓阻力。船舶在運動過 程中興起波浪，改變了船體表面壓力分布情況，這種通過興波引起壓力分布改變所產生的 阻力稱為興波阻力，船體運動時，由于水具有黏性，從而會在船體周圍產生切向作用力，它 在運動方向的合力便是摩擦阻力，同樣由于水具有黏性，會造成船體前后壓力不平衡，這樣 產生的阻力稱為黏壓阻力。目前所采用的減少船舶阻力的方法主要是對船型進行優化，一般只能使用在船舶 設計之初，一旦固定將很難改變，具有很大的局限性。
發明內容本實用新型的目的在于提供一種結構合理、安裝簡便、減阻效果好、成本低、易于 對現有船進行改造的船舶消波裝置。本實用新型的目的是這樣實現的包括設置在船艏內部的管道，在管道內部設有螺旋槳。本實用新型還可以包括1、所述管道入口處角度為水平，在船艏內部通過圓角轉向船底。2、在管道中螺旋槳后安裝葉輪機，葉輪機驅動發電機，發電機產生的能量儲存在 電能儲蓄器中。本實用新型的優點是能夠有效減小波浪阻力、摩擦阻力和壓差阻力，葉輪機能夠 利用螺旋槳的尾流進行發電，起到節能的作用。本實用新型可以對成船進行改造，并且對減少興波阻力，摩擦阻力和黏壓阻力都 能起到一定的作用。
圖1普通船舶興波原理；圖2帶消波裝置船舶的消波原理；圖3普通船舶水線面首部流體相對于船舶的運動；圖4裝有消波裝置的船舶水線面首部流體相對于船舶的運動；圖5無消波裝置船舶的首部壓力；[0018]圖6有消波裝置船舶的首部壓力；圖7帶有葉輪機和能量儲蓄器的示意圖；圖8是本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖舉例對本實用新型做更詳細的描述結合圖8，所述的船艏消波裝置位于船舶首部，在船艏內部設置管道3，入口處角 度為水平，在內部通過圓角轉向船底；管道內部設有螺旋槳1，螺旋槳的動力方式與普通導 管槳相同。螺旋槳的在船舶前進過程中，由于導管內螺旋槳的旋轉產生的抽吸作用，使得 船舶前方來流不再由于船舶的推動而隆起形成波浪，而是沿這消波裝置快速的向下后方運 動，從而避免了波浪的產生；由于消波裝置的抽吸作用，使船艏附近水流方向發生改變，水 流相對于船舶的運動方向和船舶自身的運動方向相同，因此船體與水所產生的摩擦力方向 也與船舶自身的運動方向相同，為推力，同時，由于管道水流出口在船底，因此會對船舶產 生向上方向的推力，使船舶稍有抬艏，減少了船舶表面的接觸水面積，也減少了船舶的摩擦 阻力；由于消波裝置的抽吸作用，使得船舶首部流體沿管道快速向下后方運動，有伯努利方 程可以知道，流體的速度越快，壓力越小，因此可以減少船艏的壓力，減小了船舶首尾的壓 力差，進而降低船舶的黏壓阻力；導管內螺旋槳由于高速旋轉帶動管道中的流體高速旋轉， 因此在管道中螺旋槳后安裝葉輪機3，可以吸收螺旋槳尾流的旋轉能量，產生電能并儲存在 電能儲蓄器4中，可以供照明和其他用途。普通船舶在航行時，船舶首部使水向前、向上運動，水面隆起形成波浪，波浪的產 生極大的增加了船舶的總阻力，如圖1所示。安裝船艏消波裝置后，在船舶首部，由于消波 裝置的抽吸作用，船舶航行時，水不再由于船舶的推動而隆起形成波浪，而是沿消波裝置快 速的的向下后方運動，避免波浪的產生，如圖2所示。無消波裝置船舶在航行時，水相對于船舶的運動方向和船舶自身的運動方向相 反，因此產生的摩擦力為阻力，如圖3所示。由于消波裝置的抽吸作用，水相對于船舶的運 動方向和船舶自身的運動方向相同，因此產生的摩擦力為推力。同時由于管道內的螺旋槳 槳軸和水面有一定的夾角，因此會產生向下的力，使船舶稍有抬艏，減小了船舶表面的接觸 水面積，也減小了船舶的摩擦阻力，如圖4所示。無消波裝置船舶在運動過程中，由于流體和船舶之間的相對運動形成了很大的壓 力，這種壓力和船舶的運動方向相反，為阻力，如圖5所示。有消波裝置船舶在運動時，由于 消波裝置的抽吸作用，使得船舶首部流體沿管道快速向下后方運動，由伯努利方程可以知 道，流體速度越快，壓力越小，因此該消波裝置可以減小船艏的壓力，進而降低船舶的壓差 阻力，如圖6所示。螺旋槳高速旋轉帶動管道中流體的高速旋轉，因此在管道中部安裝葉輪機，吸收 水流的旋轉能量，產生電能并放在電能儲蓄器中，以供照明或其他用途，如圖7所示。
權利要求1.一種船艏消波裝置，其特征是包括設置在船艏內部的管道，在管道內部設有螺旋槳。
2.根據權利要求1所述的船艏消波裝置，其特征是所述管道入口處角度為水平，在船 艏內部通過圓角轉向船底。
3.根據權利要求1或2所述的船艏消波裝置，其特征是在管道中螺旋槳后安裝葉輪 機，葉輪機驅動發電機，發電機產生的能量儲存在電能儲蓄器中。
專利摘要本實用新型提供的是一種船艏消波裝置。包括設置在船艏內部的管道，在管道內部設有螺旋槳。本實用新型能夠有效減小波浪阻力、摩擦阻力和壓差阻力，葉輪機能夠利用螺旋槳的尾流進行發電，起到節能的作用。本實用新型可以對成船進行改造，并且對減少興波阻力，摩擦阻力和黏壓阻力都能起到一定的作用。
文檔編號B63H5/07GK201914401SQ20102061043
公開日2011年8月3日 申請日期2010年11月17日 優先權日2010年11月17日
發明者胡健, 馬騁, 黃勝, 齊慧博 申請人:哈爾濱工程大學