一种用于产生船身润滑和侧推效应的喷水辅助破冰系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于产生船身润滑和侧推效应的喷水辅助破冰系统，包括专用海水门、大功率海水泵、电源及控制箱、遥控阀、喷嘴、海水管路及附件，船体舷侧及船体船首设置一系列喷水口，所述喷水口设置有双向喷嘴，所述双向喷嘴经遥控阀、大功率海水泵连接专用海水门，通过调整大功率水泵功率及控制遥控阀开关来控制喷水口水量及双向喷嘴流道方向的选择，分别实现喷水润滑和艏部侧推功能。本发明专利技术能提高破冰船破冰能力，提升破冰船在冰区航行的运动性能以及降低航行阻力减少燃料消耗，同时也可为破冰船提供侧向推力。破冰船提供侧向推力。破冰船提供侧向推力。

【技术实现步骤摘要】
一种用于产生船身润滑和侧推效应的喷水辅助破冰系统


[0001]本专利技术涉及一种喷水辅助破冰系统，应用于极地船舶设计制造领域。

技术介绍

[0002]近40年来，北极海冰的覆盖面积和厚度持续缩减，极地航行和资源开发日益现实，巨大的经济利益和重要的战略意义促使国际船舶市场对专业的破冰船、各类极地运输船舶与工程船舶的需求越来越迫切。破冰船作为主动破冰作业的船舶，全年在极区活动，可能遇到设计冰况之外的冰情，为此，提升极地船舶在冰区的破冰能力及运动性能同时减小船体航行阻力提高船舶经济性越发为研究人员所关注，除了常规的结构加强与优化破冰型线以外，增加辅助破冰系统也是较为流行的提升破冰能力手段之一。喷水辅助破冰系统旨在通过在破冰船舷侧和艏部安装一系列喷嘴，将水喷射于周围海水中，形成沿船外板的水流，减少水、冰雪与船外板的阻力，同时也可以将周围碎冰冲走拓宽通道，达到辅助破冰清冰效果；目前国内市场缺少专门用于高冰级工况下的侧推装置，常用于船舶艏侧推的隧道式侧推系统由于其占用艏部空间较大的原因不适用于艏部结构需特殊加强的破冰船，同时由于其有隧道的存在，破冰船在极地环境下航行破冰时容易发生堵冰现象。
[0003]如综合上面所述，把喷水润滑功能与侧推功能相结合在一个系统中，可以有效地解决上述所面临的问题，一方面由于是采用喷嘴侧推可以避免发生堵冰现象，同时在保证侧推功能的基础上大大降低艏部空间占用率，有利于船型设计和艏部空间结构加强；另一方面船舶在极地环境下航行时，冰层与船体之间的摩擦阻力占比较高，舷侧喷水以后能在船体外表面和破碎的层冰之间形成润滑，破冰阻力会大大降低，进而提升船舶的破冰能力，提高船舶的经济性。

技术实现思路

[0004]针对破冰船在破冰工况下舷侧和艏部碎冰堆积导致船体阻力增加的问题，本专利技术提出一种用于产生船身润滑和侧推效应的喷水辅助破冰系统，该系统旨在提高破冰船破冰能力和为破冰船提供侧向推力，提升破冰船在冰区航行的运动性能以及降低航行阻力减少燃料消耗。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种用于产生船身润滑和侧推效应的喷水辅助破冰系统，包括专用海水门、大功率海水泵、电源及控制箱、遥控阀、喷嘴、海水管路，船体舷侧及船体船首设置一系列喷水口，所述喷水口设置有双向喷嘴，所述双向喷嘴经遥控阀、大功率海水泵连接专用海水门，通过调整大功率水泵功率及控制遥控阀开关来控制喷水口水量及双向喷嘴流道方向的选择，实现喷水润滑和艏部侧推功能。
[0006]进一步，所述大功率海水泵为两级变频泵，所述两级变频泵通过控制箱选择运行功率，分别用于喷水润滑与侧推两种不同工况。
[0007]进一步，所述双向喷嘴经喷口支管和海水总管连接大功率海水泵。
[0008]进一步，所述海水总管及各喷口支管均设置遥控阀，实现系统远程控制功能。
[0009]进一步，所述船体舷侧上双向喷嘴为成一定夹角的双向喷嘴。
[0010]进一步，喷水润滑时，所述双向喷嘴水流方向朝船尾方向并贴合船身且水平方向斜向下，将水喷射于周围海水中，沿船外板形成水流。
[0011]进一步，喷水侧推时，所述双向喷嘴水流方向垂直于船体中心线沿水平方向射出。
[0012]进一步，所述船体船艏设置有左右双向喷嘴，喷水侧推时，所述左右双向喷嘴水流向左或向右射出。
[0013]进一步，所述喷水辅助破冰作为功能性系统，根据船体线型及空间大小设置一个或两个专用海水门。
[0014]进一步，多个所述大功率海水泵的海水吸入口分别连接海水槽，海水输出口经海水总管连接左右喷口支管。
[0015]本专利技术的有益效果在于：
[0016]一是在于通过在破冰船舷侧最低吃水线以上部分安装一系列双向喷嘴与海水管路，将海水通过喷嘴喷射于水中，形成沿船体外板斜向下的水流，可以在航行时有效地减少水、冰雪与船外板的阻力，有利于破冰船开展冲撞式破冰或者连续式破冰，同时也可以将周围碎冰冲走拓宽通道，达到辅助破冰清冰效果，降低功率输出，提高船舶的经济性。
[0017]二是在于通过在破冰船舷侧及艏部最低吃水线以上部分安装一系列喷嘴与海水管路，将海水通过喷嘴喷射于水中，达到侧推效果。
[0018]本专利技术采用的喷水润滑和侧推技术是一种新型绿色技术，其具有可再生、无污染、能反复使用以及对环境扰动极小等一系列优点。该系统既可以通过减少船舶外板与冰雪、水之间的摩擦阻力提高辅助破冰效果，提高船舶经济性，同时也兼顾侧推功能，相比较传统的隧道式侧推系统，喷水侧推在极地环境下不容易发生堵冰现象，此外，由于是和喷水润滑功能相结合的系统设计，也有效降低了破冰船艏部的空间占用率，有利于破冰船艏部线型优化和结构加强。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的一种在开敞水域具有侧推功能，在冰中可减少船体与冰雪摩擦降低冰阻力的同时具备侧推功能，提高破冰船破冰能力的喷水润滑和侧推系统原理图；
[0020]图2为本专利技术的喷水润滑模式图；
[0021]图3为本专利技术的喷水侧推模式图；
[0022]附图中：1、专用海水门；2、大功率两级变频海水泵；3、海水管路；4、遥控阀；5、船侧双向喷嘴；6、艏部双向喷嘴；7、海水槽。
具体实施方式
[0023]为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本专利技术提供的技术方案作具体阐述，但以下内容不作为本专利技术的限定。
[0024]如图1、图2及图3所示，本实例提供的在开敞水域具有侧推功能，在冰中可减少船体与冰雪摩擦降低冰阻力的同时具备侧推功能，提高破冰船破冰能力的喷水润滑和侧推系统，包括：专用海水门1、大功率两级变频海水泵2、海水管路3、遥控阀4、船侧双向喷嘴5、艏部双向喷嘴6。
[0025]具体的，船体舷侧部分，大功率两级变频海水泵2从专用海水门1吸入海水，通过海水管路3、遥控阀4及一系列喷水口喷射于水中，喷水口设置有船侧双向喷嘴5，通过调整大功率两级变频海水泵2功率及控制遥控阀4开关来控制喷水口水量及船侧双向喷嘴5流道方向的选择，实现喷水润滑和艏部侧推功能。
[0026]船首部分，海水经大功率两级变频海水泵2从专用海水门1吸入海水，通过海水管路3、遥控阀4及一系列喷水口喷射于水中，喷水口设置有艏部双向喷嘴6，通过调整大功率两级变频海水泵2功率及遥控阀4开关控制艏部双向喷嘴6流道方向的选择，实现艏部侧推和润滑功能。
[0027]上述的在开敞水域具有侧推功能，在冰中可减少船体与冰雪摩擦降低冰阻力的同时具备侧推功能，提高破冰船破冰能力的喷水润滑和侧推系统，其中，大功率海水泵是两级变频泵，通过控制箱选择海水泵的运行功率，分别适用于喷水润滑与侧推两种不同工况，系统可在破冰船低速和高速行驶时使用，两部分分别单独运行，不可同时使用。
[0028]上述的在开敞水域具有侧推功能，在冰中可减少船体与冰雪摩擦降低冰阻力的同时具备侧推功能，提高破冰船破冰能力的喷水润滑和侧推系统，其中，海水总管及各喷口支管均设置遥控阀，实现系统远程控制功本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于产生船身润滑和侧推效应的喷水辅助破冰系统，其特征在于：包括专用海水门、大功率海水泵、电源及控制箱、遥控阀、喷嘴、海水管路，船体舷侧及船体船首设置一系列喷水口，所述喷水口设置有双向喷嘴，所述双向喷嘴经遥控阀、大功率海水泵连接专用海水门，通过调整大功率水泵功率及控制遥控阀开关来控制喷水口水量及双向喷嘴流道方向的选择，分别实现喷水润滑和艏部侧推功能。2.根据权利要求1所述的用于产生船身润滑和侧推效应的喷水辅助破冰系统，其特征在于：所述大功率海水泵为两级变频泵，所述两级变频泵通过控制箱选择运行功率，分别用于喷水润滑与侧推两种不同工况。3.根据权利要求1所述的用于产生船身润滑和侧推效应的喷水辅助破冰系统，其特征在于：所述双向喷嘴经喷口支管和海水总管连接大功率海水泵。4.根据权利要求3所述的用于产生船身润滑和侧推效应的喷水辅助破冰系统，其特征在于：所述海水总管及各喷口支管均设置遥控阀，实现系统远程控制功能。5.根据权利要求1所述的用于产生船身润滑和侧推效应的喷水辅助破冰系统，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴刚，方斌，刘琛，王宗龙，谭志文，张海瑛，张锐志，
申请(专利权)人：中国船舶工业集团公司第七零八研究所，
类型：发明
国别省市：