本发明专利技术提出了一种用于液货船的液货机械能回收装置，该装置包括：液货舱内舱、水轮发电机、换气孔和导流罩，其中液货舱内舱由竖直挡板、水平挡板和液货舱的部分舷侧列板以及舱顶焊接组成。本发明专利技术设于液货舱中，当船舶在风浪天航行时，利用水轮发电机将船体发生摇摆运动时的液货机械能回收起来，进而带动发电机将液货机械能转化为电能，为液货船提供了部分动力，降低了船舶航行时的油耗。本发明专利技术中的竖直挡板还起到一定的纵舱壁作用，减小液货舱中自由液面对船体稳性的影响。此外，由于液货船上液货舱数量多、尺寸大，所以整个船舶上可安装较多数量的本发明专利技术，当船舶在风浪环境下航行时，本发明专利技术回收的能量十分巨大，发电效果好。发电效果好。
【技术实现步骤摘要】
一种用于液货船的液货机械能回收装置
[0001]本专利技术属于船舶
，具体涉及一种用于液货船的液货机械能回收装置。
技术介绍
[0002]随着全球经济的发展，世界各国对原油、柴油、液体化学品等液态货物(液货)的需求量与日俱增，这就需要使用液货船进行液货运输，液货船包括：液体化学品船、液化气船、油船等。上述船舶中都有用来装载液货的密封舱室——液货舱。基于码头液货量的多少以及安全性考虑，液货舱的装载量不会达到百分之百，所以液货舱内总会含有一定的空余空间。
[0003]而正是因为上述原因，液货舱中存在自由液面。当船舶在航行过程发生摇摆运动时，液货舱内的液体会随着船舶运动而左右摇摆，液货会随着船体的摇摆而左右运动，进而使得液货舱内液货的重心发生偏移，最终舱内液货会产生一个额外的偏移力矩作用于船舶上，使船舶的摇摆运动加重，进而对船舶的稳性造成一定影响。
[0004]由于船舶船长较长，液货自由液面对船舶的纵稳性影响不大，但是船宽相对较小，所以船舶在摇摆运动中，船舶的横摇较为剧烈。为降低在横摇过程中自由液面产生的不利影响，通常情况下会在液货舱内加纵向舱壁，用1道或2道纵向舱壁将液货舱沿横向平分成2个或3个纵向液货舱，用这种方式来减小液货偏移过程中的重心偏移距离，进而降低自由液面对船舶稳性的影响，但是即便加纵向舱壁，由于液货舱的宽度大，所以在液货船航行过程中若受风浪作用发生倾斜时，液货还是有较大的重心偏移，也即存在较大的倾斜力矩(在液货船允许范围内)，这是无法避免的。
[0005]当船舶发生横摇运动时，液货舱中的液货会随着船舶的横摇而移动，进而使得液货具有一定的机械能，船舶横摇运动的程度随着风浪的大小而变化，在大风浪天时，横摇尤为剧烈，所以船体蕴含的机械能特别丰富。
[0006]以一艘50000吨的液货船为例，该船一般会加上1道纵向舱壁来减小自由液面对船舶的影响，当船舶在大风浪天航行时，船体因风浪影响会发生摇摆运动，其摇摆周期大约为11s至13s，当海上风浪较大时，摇摆幅度能达到15
°
，当船舶从左倾到右倾的半个周期内，经计算液货在液货舱内从左侧到右侧的液货偏移量超过1500m3，在另外半个周期内，在液货舱内从右侧到左侧的液货偏移量同样超过1500m3，也就是说在一个完整的周期内，液货舱的液货来回的偏移量超过3000m3。
[0007]基于此，若是能在液货舱中设计出一种装置，在液货船航行过程中因风浪作用发生摇摆运动时，回收液货舱中液货所蕴含的机械能，并直接应用于航行船舶上，那么这种设计将具有非常大的实际意义。
技术实现思路
[0008]本专利技术的目的是针对上述提到的问题，提出一种用于液货船的液货机械能回收装置，该装置设于液货舱中，在液货船航行过程中受波浪影响发生摇摆运动时，可将液货舱中
液货所蕴含的机械能回收起来，并转化为电能，为船舶动力设施供电，节省了燃油消耗，实现了对波浪能的间接有效利用。
[0009]该装置包括：液货舱内舱、水轮发电机、换气孔、导流罩。
[0010]所述液货舱内舱是由竖直挡板、水平挡板和液货舱的部分舷侧列板以及舱顶焊接组成。
[0011]定义液货舱沿船舶吃水的方向高度为液货舱高度，设为H；定义液货舱沿船长方向的长度为液货舱长度；定义液货舱沿船宽方向的宽度为液货舱宽度。
[0012]所述竖直挡板为矩形板，竖直挡板安装在船舶液货舱中，在安装时要保证：竖直挡板所在平面垂直于船舶的液货舱顶部，平行于船舶中纵剖面，且竖直挡板固定在液货舱顶部中间位置。定义竖直挡板沿船长方向的长度为竖直挡板板长，该板长等于液货舱长度；定义竖直挡板沿船舶吃水方向的高度为竖直挡板高度，设为h。其中竖直挡板高度在1/10到1/7液货舱高度之间。
[0013]所述水平挡板为矩形板，水平挡板安装在船舶液货舱中，在安装时要保证：水平挡板所在平面平行于船舶的液货舱顶部且水平挡板固定在液货舱右侧舱壁上。定义水平挡板沿船长方向的长度为水平挡板板长，该板长等于液货舱长度；定义水平挡板沿船舶船宽方向的宽度为水平挡板板宽，该板宽等于液货舱宽度的一半。
[0014]上述竖直挡板与水平挡板在连接处采用刚性焊接，使得在液货舱中形成一个容积较小的矩形舱，也即为本专利技术的液货舱内舱。
[0015]所述竖直挡板中设置两个圆形的通孔，且两个通孔位于竖直挡板的底部且在同一条直线上。将水轮发电机安装在竖直挡板通孔上，竖直挡板中通孔所设高度要保证船舶在装载液货时，液货液面高于通孔所在位置，也即完全浸没通孔，从而保证水轮发电机一直处于浸没状态。
[0016]所述换气孔位于竖直挡板上，靠近液货舱顶部，每个竖直挡板上都有两个换气孔，其中一个换气孔相切于竖直挡板的上边缘和左边缘，另一个换气孔相切于竖直挡板的上边缘和右边缘。当船舶航行过程发生摇摆运动时，竖直挡板上的换气孔一直保持在液货舱内液体液面的上方，保证在液货流动过程中，液货舱内舱内外气体空间的气压相等，从而使得液货流动通畅。
[0017]所述导流罩其直径与通孔直径一样，分别刚性连接在通孔两侧。
[0018]当船舶在航行过程中发生横摇运动时，也即船体的左倾与右倾交替发生，以船舶从左倾到右倾这个过程为例，此时，液货舱内液货向右流动，通过位于竖直挡板上的水轮发电机，进而带动水轮发电机中的叶轮旋转，从而带动水轮发电机中的发电机发电，为船舶电网提供部分电力。同样，以船舶从右倾到左倾这个过程为例，此时，液货向左流动，通过位于竖直挡板上的水轮发电机，进而带动水轮发电机中的叶轮反向旋转，从而带动水轮发电机中的发电机发电，继续为船舶电网提供部分电力。也就是说，在船舶摇摆的整个周期内，水轮发电机持续为船舶提供部分电力，发电效果较好。
[0019]本专利技术有益效果：
[0020]1.本专利技术设于船舶液货舱中，在船舶航行过程中受到波浪作用而发生摇摆运动时，使得波浪能先转化为船体机械能，再通过船体将机械能传递给液货，后通过发电装置将液货中蕴含的机械能转化为电能，实现对波浪能的间接利用，解决了航行船舶难以利用波
浪能的难题。
[0021]2.当船舶在横摇运动中，液货舱竖直挡板上的水轮发电机会对液货的流动起到很好的阻尼作用，减缓了液货偏移速度，实际上减小了自由液面的影响，对船舶航行过程中稳性有适当的提高。
[0022]3.液货船载重吨普遍较大，船上的液货舱数量多，且每个液货舱的尺寸大，这样整个船舶上可以安装较多数量的本专利技术装置，所以本专利技术可回收的能量是十分巨大的，发电效果好。
[0023]4.本专利技术装置仅通过几个部件就能实现对船体机械能的回收及转化，装置简单，且回收能量庞大，具有很大的意义和发展前景。
附图说明
[0024]图1是本专利技术的示意图；
[0025]图2是液货舱与液货舱内舱的高度示意图；
[0026]图3是本专利技术中水轮发电机和换气孔在竖直挡板上安装位置示意图；
[0027]图4是当船舶处在正浮状态下时的本专利技术位置示意图；
[0028]图5是本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于液货船的液货机械能回收装置，其特征在于：该装置包括液货舱内舱(1)、水轮发电机(2)、换气孔(3)和导流罩(4)，所述液货舱内舱(1)是由竖直挡板(101)、水平挡板(102)和液货舱的部分舷侧列板以及舱顶焊接组成，所述竖直挡板(101)上设有通孔，通孔位于竖直挡板(101)上，所述水轮发电机(2)设于通孔处，所述换气孔(3)设在竖直挡板(101)上，靠近液货舱顶部位置，所述导流罩(4)设在竖直挡板(101)上。2.根据权利要求1所述的一种用于液货船的液货机械能回收装置，其特征在于：竖直挡板高度h一般在1/10到1/7液货舱高度H之间。3.根据权利要求1所述的一种用于...
【专利技术属性】
技术研发人员：李博洋，吕竞泽，张宝收，杨奉儒，张荣秀，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：
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