一种船舶通气减阻结构制造技术

本发明专利技术公开了一种船舶通气减阻结构，包括设置在船体前缘的通气装置以及安装在船底的防逃逸装置，通气装置包括套在船体前部的通气套，通气套的侧面与顶面均与船体密封，通气套的底面与船底之间形成通气缝；通气套上设有气孔，气孔通过气管连接风机；防逃逸装置包括两根对称安装在船底两侧的防逃逸条，防逃逸条的一端紧贴通气套。利用本发明专利技术，可以在不破坏船体结构的情况下实现通气减阻，同时减小气泡逃逸。

【技术实现步骤摘要】
一种船舶通气减阻结构
本专利技术涉及船舶减阻
，尤其是涉及一种船舶通气减阻结构。
技术介绍
目前，国内外主流船只相比陆地运输工具航速并不快，尤其是特大型船舶，航速缓慢并且耗费燃料巨大，新型船舶节能减排技术的研发因此成为船舶研究领域的重大课题。解决该问题的方法之一是利用通气减阻技术在艇体表面和水之间产生稳定气层，从而使船艇在航行时产生的摩擦阻力比在水中小，可以大大提高船只的航行速度，减少船只的能量消耗，保护环境，实现真正的“水上快车”。公开号为CN1071117256A的中国专利文献公开了一种船只空气减阻装置与方法，该方法将空气阀安装在船底板上，空气阀包括喷气管道和喷气口。该方法利用尔罗斯真空高速鱼雷的原理结合现有技术，解决了物体与水的摩擦力，采用纳米级气泡，减少船的行驶阻力。公开号为CN107953968A的中国专利文献公开了一种船舶的垂流喷气减阻方法，该方法在船舶底部构建气穴以及带有若干喷气孔的气体通道，将气体输送至各个气体通道，气体往水中喷射，在气穴中形成稳定气层。公开号为207157422U的中国专利文献公开了一种采用通气空化减阻方法的高速水面艇，利用通气风扇为空化段提供气源，空化段通气后能够行程包覆潜体上下表面的空气泡，通过控制潜体上下通气量控制潜体上下表面空泡内压差，可大幅降低航行阻力并具备支撑水面艇重量的垂向力。然而现有技术想要在船体实现通气减阻，大部分是要破坏船体结构，在船底部开通通气孔或者通气缝。这样大大降低了船体表面的完整性和船底强度。对于大型货船来说，船底一般较厚，想要在船底上利用现有技术进行通气比较困难，并且破坏船底强度会对船体安全产生威胁。对于长期和海水接触的船底，存在通气孔使得涂料不能完全覆盖船底，很容易发生腐蚀，又由于通气孔一般的尺寸较小，很容易造成堵塞。其次，对于低速平底重型货船来讲，现有技术不存在防逃逸装置的设置，导致气泡逃逸现象严重或者形成稳定气层困难，达到相同减阻效果需要的气量较大，造成能源浪费。公开号为CN106741586A的中国专利文献公开了一种船舶水射流约束气泡减阻结构，包括水射流后置喷射单元，包括两组喷头和高压供水管路，喷头朝向船尾，两组喷头分别布置在床底两侧且沿着船身的长度方向分布，用于在船底两侧形成高速水射流以阻止通气槽想船底排出的气泡上浮或逃逸。然而该防逃逸结构比较复杂，需破坏船底结构，而且要额外耗能。
技术实现思路
本专利技术提供了一种船舶通气减阻结构，在不破坏船体结构的情况下实现通气减阻，同时减小气泡逃逸。一种船舶通气减阻结构，包括设置在船体前缘的通气装置以及安装在船底的防逃逸装置，所述的通气装置包括套在船体前部的通气套，所述通气套的侧面与顶面均与船体密封，通气套的底面与船底之间形成通气缝；所述的通气套上设有气孔，气孔通过气管连接风机；所述的防逃逸装置包括两根对称安装在船底两侧的防逃逸条；所述防逃逸条的一端紧贴通气套。本专利技术的船舶通气减阻结构，利用船体前部与其外加的通气套之间形成的通气通道来实现气体流通，通气套与船底中前部形成狭长的通气缝，达到减阻目的，通气套与船体前部形状相似。这样可以保证船底强度及船体表面完整性不被破坏，并且降低了加工的技术难度。在防逃逸条的约束下，由通气缝喷出的气体在气穴内形成气层，把船底部分区域同液体隔离开，从而减小船体行驶阻力。作为优选，所述通气套的顶面与船体上表面贴合密封，所述通气套的侧面通过密封填料与船体密封。通气套为壳状结构，形状与船体前部相似，尺寸略大于船体前部，套在船体前部。其上内表面与船体上表面相切合，左右部分及船底部分留有空隙，但为了防止气体从侧面泄漏，利用填料对两侧间隙进行密封，使气体只能从船底的通气缝中喷出。作为优选，所述的气孔位于通气套的头部。风机提供的气体通过气管从气孔通入，顺着船底中前部的通气缝喷出，达到通气减阻的目的。作为优选，所述的通气缝的缝宽从船头开始，往船身方向逐渐减小。缝宽指的是通气套内底面与船底之间的距离。作为优选，所述的防逃逸条的高度大于通气缝出口处的缝宽。在船底两侧增加长条形防逃逸条，形成气穴。在防逃逸条的约束下，由通气缝喷出的气体在气穴内形成气层，把船底部分区域同液体隔离开，从而减小船体行驶阻力。作为优选，所述的通气套的材料为复合材料。复合材料具有重量轻、比强度和比刚度高、阻尼性能好、耐疲劳、耐化学腐蚀、耐磨性能好、热膨胀系数低等特点。可选择的复合材料主要有碳纤维、芳纶纤维和玻璃纤维等。所述的通气套的材料也可以为铝合金、钛合金等合金金属材料。本专利技术具有以下有益效果：1、在不破坏船体结构的前提下实现通气减阻。本专利技术不需要破坏船体结构，而是直接利用船体前部与其外加的通气套之间形成的通气通道来实现气体流通，达到减阻目的，通气套与船体前部形状相似。这样可以保证船底强度及船体表面完整性不被破坏，并且降低了加工的技术难度。2、采用缝喷形成气层，不易堵塞和腐蚀。本专利技术采用缝喷，比孔喷的尺寸大，在有杂质的水质中行驶，不易堵塞。且采用本方案可以保证船体表面被涂料完全覆盖，不破坏船底防腐涂层完整性，减缓腐蚀速度，延长船体和通气结构的使用寿命。3、增加防逃逸装置，减少气泡逃逸，形成稳定气层。在船底两侧增加长条形防逃逸条，形成气穴。在防逃逸条的约束下，由通气缝喷出的气体在气穴内形成气层，把船底部分区域同液体隔离开，从而减小船体行驶阻力。附图说明图1为本专利技术实施例装有通气减阻结构的船体结构示意图；图2为本专利技术实施例装有通气减阻结构的船体俯视图；图3为本专利技术实施例装有通气减阻结构的船体仰视图；图4为本专利技术实施例通气套的结构示意图；图5为本专利技术实施例通气套的俯视图；图6为本专利技术实施例转换接头的结构示意图；具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步阐述。如图1、图2、图3所示，为安装了本专利技术通气减阻结构的试验船，包括船体7，船体7的头部套有通气套1，船底底部的两侧对称装有防逃逸条4，防逃逸条4的一端紧贴通气套1。通气套1的结构如图4、图5所示，通气套1为壳状结构，形状与船体前部相似，尺寸略大于船体7前部，套在船体7前部。通气套1上内表面与船体7上表面相切合，左右部分及船底部分留有空隙，但为了防止气体从侧面泄漏，利用填料对两侧间隙进行密封，使气体只能从船底的通气缝中喷出。本实施例中，通气套的材料为合成树脂。通气套1的头部设有气孔101，气孔101通过气管2连接风机6，气管2和风机6通过转换接头5连通。如图6所示，转换接头5包括矩形口501和圆形口502，由于风机的出口一般都是矩形，与气管口不匹配，因此设计了转换接头5。为了使气体流动阻力更小，将转换接头5设计成流线型。船底两侧对称的长条形防逃逸条4，用于减少气泡逃逸，使船底形成稳定气层。防逃逸条4的高度大于通气套1与船底形成的通气缝的缝宽。为了让试验船在水中的静平衡，将各构件按一定规律合理摆放。蓄电池3放置于船体前侧，作为风机6的动力源，便于风机6提供气体。电机10置于船体7后侧，通过连接杆11带动螺旋桨12转动。为了解决电机10引起的连接杆11的剧烈振动，可能造成的试验船不稳定，设置了支架13。电池盒9为电机10提供动力，控制盒8控制电机10的状态及转速。在船体7尾部设置尾舵14，实现船体7在水中的动平衡。在正常启动试验船各项功能后，打开风机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种船舶通气减阻结构，其特征在于，包括设置在船体前缘的通气装置以及安装在船底的防逃逸装置，所述的通气装置包括套在船体前部的通气套，所述通气套的侧面与顶面均与船体密封，通气套的底面与船底之间形成通气缝；所述的通气套上设有气孔，气孔通过气管连接风机；所述的防逃逸装置包括两根对称安装在船底两侧的防逃逸条，所述防逃逸条的一端紧贴通气套。

【技术特征摘要】
1.一种船舶通气减阻结构，其特征在于，包括设置在船体前缘的通气装置以及安装在船底的防逃逸装置，所述的通气装置包括套在船体前部的通气套，所述通气套的侧面与顶面均与船体密封，通气套的底面与船底之间形成通气缝；所述的通气套上设有气孔，气孔通过气管连接风机；所述的防逃逸装置包括两根对称安装在船底两侧的防逃逸条，所述防逃逸条的一端紧贴通气套。2.根据权利要求1所述的船舶通气减阻结构，其特征在于，所述通气套的顶面与船体上表面贴合密封，...

【专利技术属性】
技术研发人员：方鹤祯，徐铠傈，许方敏，吴大转，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33