Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
SYSTEM DEVICE FOR REDUCING SHIP NAVIGATION RESISTANCE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/004654
Kind Code:
A1
Abstract:
A system device for reducing ship navigation resistance, comprising a bottom isolation air cushion device and an air circulating and pressurizing system; the bottom isolation air cushion device comprises a high-pressure blower (1) connected to the bottom of the ship; air discharge channels (2) and an air discharge openings (3) are provided on both sides and the front end of the bottom of the ship; the high-pressure blower (1) is connected to the air discharge channels (2) via pipes, and draws air and discharges the air out of the air discharge openings at the front end to the bottom of the ship through the air discharge channels (3) to form an air cushion layer; the air circulating and pressurizing system comprises a control system, a left air circulating system, a right air circulating system, and a front and back air circulating system; the left air circulating system and the right air circulating system cooperate with the front and back air circulating system; the left air circulating system, the right air circulating system, and the front and back air circulating system cooperate with the control system; the high-pressure blower (1) is connected to the front and back air circulating system. The device has a simple structure, and effectively reduces water frictional resistance on the bottom of a ship during the process of ship navigation, and reduces energy consumption.

Inventors:
QIU YAOYUN (CN)
Application Number:
PCT/CN2014/082927
Publication Date:
January 14, 2016
Filing Date:
July 24, 2014
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
QIU YAOYUN (CN)
International Classes:
B63B1/38
Foreign References:
CN1280540A2001-01-17
CN202686677U2013-01-23
US20020124789A12002-09-12
JP2010269643A2010-12-02
JP2012066745A2012-04-05
Attorney, Agent or Firm:
DAN,SAMS & ASSOCIATES (CN)
余姚德盛专利代理事务所(普通合伙) (CN)
Download PDF:
Claims:
权 利 要 求 书

1、 一种可减少船舶航行阻力的系统装置, 其特征在于: 包括有 船底隔离气垫装置和气体循环保压系统,所述船底隔离气垫装置包括 有与船底连通的高压鼓风机( 1 ), 所述船底前端及左右两侧均设置有 放气通道(2)和与放气通道(2)连通的放气口 (3), 所述高压鼓风 机(1 ) 通过管道与放气通道(2)连通, 所述高压鼓风机(1 )抽取 气体通过放气通道(2) 由前端的放气口 (3)在船底放气形成一个气 垫层; 所述气体循环保压系统包括控制系统、 左侧气体循环系统、右 侧气体循环系统和前后气体循环系统,所述左侧气体循环系统和右侧 气体循环系统分别与前后气体循环系统连接配合;所述左侧气体循环 系统、右侧气体循环系统和前后气体循环系统分别与控制系统连接配 合, 所述高压鼓风机(1 ) 与前后气体循环系统连通。

2、 根据权利要求 1所述的可减少船舶航行阻力的系统装置, 其 特征在于:所述前后气体循环系统包括有前后循环气体输送总管( 4 )、 与前后循环气体输送总管 (4) 前端连接的风动伺服电动增压泵(5) 和与前后循环气体输送总管 (4)后端连接的后侧气体回收槽 (6), 所述气体回收槽 (6) 安装在船底后端并连通船底, 所述前侧风动伺 服电动增压泵( 5 )前端分别连接有高压鼓风机( 1 )和出风管道( 7 ), 所述出风管道(7)与船底前端的放气通道(2)连通, 且连接处均设 置有单向阀。

3、 根据权利要求 2所述的可减少船舶航行阻力的系统装置, 其 特征在于:所述左侧气体循环系统包括有左侧循环气体输送总管( 8 )、 与左侧循环气体输送总管 (8)连接的风动伺服电动增压泵(5)和与 左侧循环气体输送总管 (8)连接的左侧气体回收槽 (9), 所述左侧 气体回收槽 (9) 安装在船底的左边并连通船底, 所述风动伺服电动 增压泵(5)还连接左侧出风管道(10), 所述左侧出风管道(10)连 通船底左侧的放气通道(2), 所述左侧循环气体输送总管 (8) 内还 设置有左侧泵间旁通单向阀 (11)和左侧泵间旁通电磁控制阀 (12), 所述左侧循环气体输送总管(8)与前后循环气体输送总管(4)连通, 所述左侧气体回收槽 (9)上外部安装有单向阀。

4、 根据权利要求 3所述的可减少船舶航行阻力的系统装置, 其 特征在于: 所述右侧气体循环系统包括有右侧循环气体输送总管

(13)、 与右侧循环气体输送总管 (13)连接的风动伺服电动增压泵 ( 5 )和与右侧循环气体输送总管( 13 )连接的右侧气体回收槽( 14 ), 所述右侧气体回收槽(14)安装在船底的右边并连通船底, 所述风动 伺服电动增压泵(5)还连接右侧出风管道(15), 所述右侧出风管道 ( 15 )连通船底右侧的放气通道 ( 2 ),所述右侧循环气体输送总管( 13 ) 内还设置有右侧泵间旁通单向阀 (16) 和右侧泵间旁通电磁控制阀 (17), 所述右侧循环气体输送总管 (13) 与前后循环气体输送总管 (4)连通, 所述右侧气体回收槽 (14)上外部安装有单向阀。

5、 根据权利要求 4所述的可减少船舶航行阻力的系统装置, 其 特征在于: 所述控制系统包括有控制器(18)和与控制器(18)线路 连接的若干气体探测装置( 19 ), 所述高压鼓风机( 1 )和风动伺服电 动增压泵( 5 )均与控制器( 18 ) 线路连接。

6、 根据权利要求 2至 5任一项所述的可减少船舶航行阻力的系 统装置,其特征在于:所述后侧气体回收槽(6)、左侧气体回收槽(9) 及右侧气体回收槽(14)的槽口处均设置为喇叭状, 且槽口处均设置 有单向阀。

Description:
可减少船舶航行阻力的系统装 技术领域 本发明涉及一种船舶控制系统,特别是指一种 可减少船舶航行阻 力的系统装置。 背景技术 为了提高船舶快速性就要千方百计地减小船舶 航行的阻力,这就 需要研究船舶航行时的阻力。 船舶航行时, 船体的水线下部分浸入水 中, 其余部分则处在空气中。 因此, 船舶运动时受的总阻力包括水阻 力和空气阻力。 由于水的密度远大于空气的密度, 因此水阻力是主要 阻力。 水阻力按产生的原因, 可分为粘性阻力和兴波阻力。 粘性阻力 由于水的粘性作用引起的阻力, 包括摩擦阻力和旋涡阻力。 摩擦阻力 产生于水对于船体表面的粘附作用, 在船舶总阻力中所占比重最大。 摩擦阻力对低速船可占总阻力的 80 % ; 对高速船也要占 50 %左右。 因此本发明专利主要解决来减少船舶航行当中 的阻力。 发明内容

一、 要解决的技术问题 本发明的目的是针对现有技术所存在的上述问 题,特提供一种可 减少船舶航行阻力的系统装置,有效的降低了 船舶行驶过程中水对船 底的摩擦阻力, 降低了船舶行驶过程中的能耗。 二、 技术方案 为解决上述技术问题,本发明提供一种可减少 船舶航行阻力的系 统装置, 包括有船底隔离气垫装置和气体循环保压系统 , 上述船底隔 离气垫装置包括有与船底连通的高压鼓风机, 上述船底前端及左右两 侧均设置有放气通道和与放气通道连通的放气 口,上述高压鼓风机通 过管道与放气通道连通,上述高压鼓风机抽取 气体通过放气通道由前 端的放气口在船底放气形成一个气垫层;上述 气体循环保压系统包括 控制系统、 左侧气体循环系统、右侧气体循环系统和前后 气体循环系 统,上述左侧气体循环系统和右侧气体循环系 统分别与前后气体循环 系统连接配合; 上述左侧气体循环系统、右侧气体循环系统和 前后气 体循环系统分别与控制系统连接配合,所述高 压鼓风机与前后气体循 环系统连通。 作为优化, 上述前后气体循环系统包括有前后循环气体输 送总 管、与前后循环气体输送总管前端连接的风动 伺服电动增压泵和与前 后循环气体输送总管后端连接的后侧气体回收 槽,上述气体回收槽安 装在船底后端并连通船底,上述前侧风动伺服 电动增压泵前端分别连 接有高压鼓风机和出风管道,上述出风管道与 船底前端的放气通道连 通, 且连接处均设置有单向阀。 作为优化, 上述左侧气体循环系统包括有左侧循环气体输 送总 管、与左侧循环气体输送总管连接的风动伺服 电动增压泵和与左侧循 环气体输送总管连接的左侧气体回收槽,上述 左侧气体回收槽安装在 船底的左边并连通船底,上述风动伺服电动增 压泵还连接左侧出风管 道, 上述左侧出风管道连通船底左侧的放气通道, 上述左侧循环气体 输送总管内还设置有左侧泵间旁通单向阀和左 侧泵间旁通电磁控制 阀, 上述左侧循环气体输送总管与前后循环气体输 送总管连通, 上述 左侧气体回收槽上外部安装有单向阀。 作为优化, 上述右侧气体循环系统包括有右侧循环气体输 送总 管、与右侧循环气体输送总管连接的风动伺服 电动增压泵和与右侧循 环气体输送总管连接的右侧气体回收槽,上述 右侧气体回收槽安装在 船底的右边并连通船底,上述风动伺服电动增 压泵还连接右侧出风管 道, 上述右侧出风管道连通船底右侧的放气通道, 上述右侧循环气体 输送总管内还设置有右侧泵间旁通单向阀和右 侧泵间旁通电磁控制 阀, 上述右侧循环气体输送总管与前后循环气体输 送总管连通, 上述 右侧气体回收槽上外部安装有单向阀。 作为优化,上述控制系统包括有控制器和与控 制器线路连接的若 干气体探测装置,上述高压鼓风机和风动伺服 电动增压泵均与控制器 线路连接。 作为优化, 上述后侧气体回收槽、 左侧气体回收槽及右侧气体回 收槽的槽口处均设置为喇叭状, 且槽口处均设置有单向阀。 三、 本发明的有益效果 本发明的可减少船舶航行阻力的系统装置结构 简单,有效的降低 了船舶行驶过程中水对船底的摩擦阻力, 且降低了能耗。 附图说明 图 1为本发明的可减少船舶航行阻力的系统装置 前后气体循 环系统的结构示意图。 图 2为本发明的可减少船舶航行阻力的系统装置 左侧气体循 环系统的结构示意图。 图 3为本发明的可减少船舶航行阻力的系统装置 右侧气体循 环系统的结构示意图。 图 4为本发明的可减少船舶航行阻力的系统装置 控制系统的 结构示意图。 图 5为本发明的可减少船舶航行阻力的系统装置 后侧气体回 收槽的结构示意图。 图 6为本发明的可减少船舶航行阻力的系统装置 前后循环气 体输送总管与左右侧循环气体输送总管连接结 构示意图。 图 7为本发明的可减少船舶航行阻力的系统装置 风动伺服电 动增压泵的结构示意图。 图 8为本发明的相关船底结构示意图。 图中, 1为高压鼓风机, 2为放气通道, 3为放气口, 4为前后循 环气体输送总管, 5为风动伺服电动增压泵, 6为后侧气体回收槽, 7为出风管道, 8为左侧循环气体输送总管, 9为左侧气体回收槽, 10为左侧出风管道, 11为左侧泵间旁通单向阀, 12为左侧泵间旁通 电磁控制阀, 13为右侧循环气体输送总管, 14为右侧气体回收槽, 15为右侧出风管道, 16为右侧泵间旁通单向阀, 17为右侧泵间旁通 电磁控制阀, 18为控制器, 19为气体探测装置, 21为风动涡轮, 22 为内置式变速器, 23为增压涡轮主轴, 24为增压涡轮, 25为伺服电 机。 具体实施方式 下面结合附图对本发明的可减少船舶航行阻力 的系统装置作进 一步说明: 实施例: 如图 1至 8所示, 本发明的可减少船舶航行阻力的系统装置 包括有船底隔离气垫装置和气体循环保压系统 ,上述船底隔离气垫装 置包括有与船底连通的高压鼓风机 1 , 上述船底前端及左右两侧均设 置有放气通道 2和与放气通道 2连通的放气口 3 , 上述高压鼓风机 1 通过管道与放气通道 2连通,上述高压鼓风机 1抽取气体通过放气通 道 2由前端的放气口 3在船底放气形成一个气垫层;上述气体循环 压系统包括控制系统、 左侧气体循环系统、右侧气体循环系统和前后 气体循环系统,上述左侧气体循环系统和右侧 气体循环系统分别与前 后气体循环系统连接配合; 上述左侧气体循环系统、右侧气体循环系 统和前后气体循环系统分别与控制系统连接配 合, 所述高压鼓风机 1 与前后气体循环系统连通。 上述前后气体循环系统包括有前后循环气体输 送总管 4、 与前后 循环气体输送总管 4前端连接的风动伺服电动增压泵 5和与前后循环 气体输送总管 4后端连接的后侧气体回收槽 6, 上述气体回收槽 6安 装在船底后端并连通船底,上述前侧风动伺服 电动增压泵 5前端分别 连接有高压鼓风机 1和出风管道 7 , 上述出风管道 7与船底前端的放 气通道 2连通, 且连接处均设置有单向阀。 上述左侧气体循环系统包括有左侧循环气体输 送总管 8、 与左侧 循环气体输送总管 8连接的风动伺服电动增压泵 5和与左侧循环气体 输送总管 8连接的左侧气体回收槽 9, 上述左侧气体回收槽 9安装在 船底的左边并连通船底,上述风动伺服电动增 压泵 5还连接左侧出风 管道 10 , 上述左侧出风管道 10连通船底左侧的放气通道 2, 上述左 侧循环气体输送总管 8内还设置有左侧泵间旁通单向阀 11和左侧泵 间旁通电磁控制阀 12 , 上述左侧循环气体输送总管 8与前后循环气 体输送总管 4连通, 上述左侧气体回收槽 9上外部安装有单向阀。 上述右侧气体循环系统包括有右侧循环气体输 送总管 13、 与右 侧循环气体输送总管 13连接的风动伺服电动增压泵 5和与右侧循环 气体输送总管 13连接的右侧气体回收槽 14,上述右侧气体回收槽 14 安装在船底的右边并连通船底,上述风动伺服 电动增压泵 5还连接右 侧出风管道 15 , 上述右侧出风管道 15连通船底右侧的放气通道 2, 上述右侧循环气体输送总管 13内还设置有右侧泵间旁通单向阀 16和 右侧泵间旁通电磁控制阀 17 , 上述右侧循环气体输送总管 13与前后 循环气体输送总管 4连通, 上述右侧气体回收槽 14上外部安装有单 向阀。 上述控制系统包括有控制器 18和与控制器 18线路连接的若干气 体探测装置 19 , 上述高压鼓风机 1和风动伺服电动增压泵 5均与控 制器 18线路连接。 上述后侧气体回收槽 6、左侧气体回收槽 9及右侧气体回收槽 14 的槽口处均设置为喇叭状, 且槽口处均设置有单向阀。 本实施例的可减少船舶航行阻力的系统装置在 使用过程中,高压 鼓风机 1开启, 从外界抽取空气, 经高压鼓风机 1加压后, 通过单向 阀由出风管道 7进入放气通道 2, 之后经船底前端的放气口 3放气, 在船底形成一个气垫层, 进而船舶继续在向前行进时, 减少船底与水 之间的摩擦阻力, 之后, 大量气体经过后侧气体回收槽 6, 在后侧气 体回收槽 6的槽口处形成大流量流动气体,大量流动气 经喇叭口型 缩, 形成高速流动气体, 经过槽口处的单向阀进入前后循环气体输送 总管 4使气体增压形成较高压力的气体,前后循环 体输送总管 4即 是输送总管也可视作储气保压的容器;前后循 环气体输送总管 4内的 压力气体经过前侧的风动伺服电动增压泵 5形成二次增压,高压气体 经过单向阀, 及前侧的出风管道 7进入船底前侧的放气通道 2内,再 由前侧的放气口 3向船底放气, 依此循环。 当中的气体探测装置探测 到船底气体满足要求时, 高压鼓风机 1停止工作, 以减少高压鼓风机 1的能耗, 同时保证船底气垫层满足船舶行进的需求。 船舶在航行时由于自身稳定性原因和外部的海 量、 涌浪等原因, 使船体会产生左右摇摆。 当船舶向左摇摆倾斜时, 置在左侧气体回收 槽 9内的气体受到水压压缩并经过喇叭口收缩, 形成高速气流, 通过 左侧气体回收槽 9槽口处的单向阀进入左侧循环气体输送总管 8内, 使气体增压形成较高压力的气体,左侧循环气 体输送总管 8即是输送 总管也可视作储气保压的容器。 当船舶继续倾斜, 左侧船舶低于右侧 的船底时, 左侧出风管道 10上的电磁阀开启, 左侧循环气体输送总 管 8内的压力气体经过左侧的风动伺服电动增压 5的二次增压后, 通过左侧出风管道 10 进入左侧的放气通道 2内, 由左侧的放气口 3 向船舶右边的船底放气, 以补充船舶左倾时, 左侧船底的气体向右侧 流动的空缺, 同时, 右侧船底因向上倾斜, 右侧气体回收槽 14内的 气压小于外界气压, 外界空气由右侧气体回收槽 14内上的单向阀进 入右侧气体回收槽 14内, 使大气的空气源源不断的进入右侧气体循 环系统中。 当气体探测装置 19反馈左侧船底的气量补充不足时, 说 明左侧循环气体输送总管 8内的气量不足补充左侧船底的放气量,经 控制器 18开启左侧泵间旁通电磁控制阀 12, 使前后循环气体输送总 管 4内的部分气体流向左侧循环气体输送总管 8内, 以达到左侧船底 供气的需求量,此时右侧船底的部分气体流入 右侧气体回收槽 14内, 进而进入右循环气体输送总管 13。 当向左侧摇摆左倾到谷底开始回 复船体向右倾斜时, 左侧气体回收槽 9内的气压小于外界气压, 外界 空气由左侧气体回收槽 9上的单向阀进入左侧气体回收槽 9内,此时, 右侧气体气体循环保压系统内右侧出风管道 15上的电磁阀以及右侧 泵间旁通电磁控制阀 17为关闭状态; 当船体向右倾斜到左侧的船底 高于右侧船底时, 左侧出风管道 10上的电磁阀以及左侧泵间旁通电 磁控制阀 12关闭, 左侧船底的部分气体流入左侧气体回收槽 9内, 进而进入左侧循环气体输送总管 8 , 此时右侧气体循环系统重复船底 左倾斜时, 左侧气体循环系统的动作, 整个过程随时通过左、 右气体 循环系统补充前后循环气体输送总管 4的气体量及压力,保持船底气 垫层的稳定,达到降低高压鼓风机 1及各个风动伺服电动增压泵 5的 能耗。 考虑到整个系统的空气压力问题,风动伺服电 动增压泵 2内设置 有风动涡轮 21、 变速器 22、 增压涡轮主轴 23、 增压涡轮 24和伺服 电机 25 , 风动涡轮 21与变速器 22相连接, 风动涡轮 21与增压涡轮 主轴 23连接, 伺服电机 25带动增压涡轮主轴 23转动, 增压涡轮 24 安装在增压涡轮主轴 23上, 船舶高速航行时在船舷两侧产生兴力波 浪和海上涌浪对船体的冲击, 左侧气体回收槽 7和右侧气体回收槽 14的水位差在不断的变化, 利用该变化通过左侧气体回收槽 7和右 侧气体回收槽 14上安装的用于吸收外界空气的单向阀的吸气 用, 使大气的空气源源不断的送入本气体循环系统 , 在加左、右气体回收 槽回收船舶底部分的气体, 当补给的气体和回收的气体达到一定的量 时, 可以利用左、 右、 前侧的风动伺服电动增压泵 2内的风动涡轮 21带动变速器 22、增压涡轮主轴 23以及增压涡轮 24进行增压循环, 减少或可停止泵体内伺服电动机 25的用电。 另外, 前后循环气体输 送总管 1上连接设置有放气电磁阀, 当气体探测装置 19探测到船底 的气体量超过计定的量时, 通过控制器 13控制前后循环气体输送总 管 1上连接设置的放气电磁阀进行放气, 放至设定气量范围内, 保证 船底的气体量在一定范围内, 保障整个系统的安全性能。 本发明的可减少船舶航行阻力的系统装置结构 简单,有效的降低 了船舶行驶过程中水对船底的摩擦阻力, 且降低了能耗。 以上所述仅是本发明的优选实施方式, 应当指出, 对于本技术领 域的普通技术人员来说, 在不脱离本发明技术原理的前提下, 还可以 做出若干改进和润饰, 这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。