船体空泡层的减阻节能与增速方法技术

本发明专利技术的船体空泡层的减阻节能与增速方法，旨在降低船体的运动阻力，以提高船舶的总能效比和原时航速值，从而达到节能和降低运行成本的目的。所述方法，是在船体外合适的区域与航道水之间，用本案的喷射器组件，输给生成空泡层的工质来实施的；空泡层的最佳设置区，是船体运动阻力最大的区域，而空泡的总量是自控的；空泡层的离散泡不可进入区，是船尾任何形式推进器作用力的功效区；航船不满载时，实际水线以上的喷射器组件，是自控关闭的；喷射器组件内工质失压时，是自主关闭的；四种不同性能的喷射器结构示意图：图３是喷泵，图４是喷筒，图５是喷枪，图６是喷栓；高密度长行程均匀分布的小空泡层，是优质空泡层，容易离去的大空泡是劣质泡。

Drag reduction, energy saving and increasing speed method for hull cavitation layer

The method for reducing resistance, energy saving and increasing speed of the hull layer of the invention aims to reduce the resistance of the ship to improve the efficiency ratio of the ship and the speed value at the original time so as to achieve the purpose of saving energy and reducing the running cost. The method is in the region and between the water channel of the ship appropriate in vitro, with injector assembly in the case, lost to the refrigerant generated cavitation layer to implement the optimal setting; the void layer, is the largest area of the hull resistance movement, and the total control of the cavitation cavitation bubble; discrete layer not allowed to enter the area, is the effect of any form of propulsion force of the stern area; the ship load, the actual injector assembly above the waterline, is automatically closed; injector assembly in the refrigerant pressure loss, self closing; performance of four different injection schematic structure: Figure 3 is a jet pump Figure 4, figure 5 is a spray, spray gun, Figure 6 is a spray suppository; small vacuoles layer of high density long uniform distribution, high-quality cavitation layer, easy to leave large vacuoles is inferior to global.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及船舶航行减阻的方法，具体讲是关于航船体外表与航道水之间 生成空泡层，以起到降低船体运动阻力的方法。
技术介绍
据悉，提出，本专利技术尚属首先，而广义 的固体物表面减阻研究成果是已有所闻。2009年3月26日《上海译报》第九版《中国开发 超强浮力材料》 一文中，转述了美国《科学》杂志报道的、中国哈尔滨工业大学的、在硝酸 银等溶液中浸泡过的多孔铜网板新材料研究成果，并指出这种超浮力材料，还能大幅降低在 空气和水中的运动阻力。当然，本专利技术的固体物表面水中减阻的方法及其机理形态，与哈工 大的都是不同的。但本专利技术的积极意义在于，航船体外表的、不断生成并不断离去的小阻力 梯度空泡层，替代了大阻力梯度边界层的航道水。而哈工大新材料的不足之处又在于，正如 报道中所说这种材料无法实现大规模应用
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，在航船体外表的合适区域与航道水之间生成 空泡层，用于降低船体的运动阻力，以提高船舶的总能效比，提高原时航速值及其运输效率， 从而达到节能和降低航运成本的目的。方案如下。本专利技术的方法，是在船体外表的合适区域与航道水之间，用本案的工质喷射器与其相适 应的现有技术的或供气和供水的成套装置，或只供气的成套装置，输给生成空泡的工质来实 施的；空泡层的最佳设置区，是航船体运动阻力最大的区域，而其输给的空泡总量，又是可 自控的；空泡层的离散泡不可进入区，是船尾任何形式的、尤其是螺旋桨推进器作用力的功 效区；航船不满载时，实际水线以上的工质喷射器是自控关闭的，反之是自控开启的工质 喷射器组件内工质失压时，是自主关闭的，反之是自主开启的；四种不同性能的工质喷射器， 图3是喷泵，这是一种压缩空气在喷水腔中、喷射低于空气压的有压水的工质喷射器，图4 是喷筒，这是一种压缩空气在出口喷嘴中，喷射低于空气压的有压水的工质喷射器，图5是 喷枪，这是一种压缩空气在出口喷嘴中，喷射航道水的工质喷射器，图6是喷栓，这是一种 压缩空气作为单一工质输出的工质喷射器；优质的空泡层，是一种高密度长行程均匀分布的 小空泡层，反之容易离去的大空泡是劣质泡。本专利技术的实施，有涉现有技术配套的在使用本案的喷泵或喷筒时，须配置6MPa或以上 的供气装置与其控制系统，和4MPa或以上的供水装置与其控制系统；使用喷枪或喷栓的，须 配置6MPa或以上的供气装置与其控制系统。而控制系统，可以是DDC，也可SPC。本专利技术的积极效果是可有效提高航船的总能效比，有效提高原时航速值及其运输效率, 从而达到节能和降低运行成本的目的；本方法可用于新船设计上，也可方便地用于旧船的技 术升级改造上；使用本方法后，回收成本快，维持成本低，投入产出高。附闺说明 附图说明图1是工质喷射器的布置示意图。图2是喷射器控制点局部流程示意图，即只表示可利用现有控制技术，实现空泡总量和 水线以上工质喷射器自控开启与关闭的操纵。图3是喷泵结构示意图，表示一种优质工质的制造方式。图4是喷筒结构示意图，表示一种较优质工质的制造方式。图5是喷枪结构示意图，表示一种只用于供给压縮空气，但可输出水珠雾工质而能生成 小空泡的制造方式。图6是喷栓结构示意图，表示一种用于只供压縮空气，并将其作为单一工质的制造方式。具体实施方式 下面结合附图对本专利技术作进一步描述。 本专利技术的实施例，如下。所述船体空泡层减阻方法，本实施例是在船体外合适的区域内，以一种合理的开孔阵式， 将本案中的工质喷泵，从船舱内向外伸出，喷口朝船尾并焊接，且使之构成与船舱内的供气、 供水装置与其DDC控制系统来实施的。图l喷射器布置示意图，给出了本实施例中喷泵布置 的一种阵式，其中(1)是喷泵布置点，(2)是工质喷射角，(3)是生成的空泡。喷泵在船体 外的布置密度是1.1只/!IP。所述空泡层的最佳设置区，是船体运动阻力最大的区域。本实施例是船体前半部两倒航 道^Ciffl切面区域。而空泡总量的自控，是利用现有技术来实现的，可由图2来说明。图2喷 射器控制点局部流程示意图，(6) DDC中央控制机，其接受(8)和(9)现场空气包和现场 水包压力变送器输出的实时值后，与DDC人工的或预置的设定值比较后，令(10)和(11)调节伐分别调节现场(2)空气包与(3)水包压力，直止使此时水线以下的(4H)和(5L) 喷泵工质输出总量达到控制值止。而要J&flJJlil目的，是要配置现有技术的供气供水装置与其DDC控制系统来实现的。今 给出供气与供水装置的参数是总气包稳压设定值10MPa 喷泵内压控制值8MPa/max; 总水包稳压设定值8MPa 喷泵内压控制值6MPa/max。本专利技术方法中，自控技术的配置是必须的，是船体减阻节能与增速的一种优化方式，表现为本实施例中，DDC要解决空气压与水压在喷泵中的工作段起始点不是零空气压给出值 0%=5MPa，所以工作段0 100%=5 8MPa;水压给出值0%=3MPa，所以工作段0 100%=3 6MPa;DDC应设置比值调节功能。空气压5 8MPa与水压3 6MPa 二者之间的调量关系，可以 是线性关系，也可以是非线性关系的；W)C应设置自适应控制功能。航船无论在何种航速中航行，都能自行搜索到喷泵的空气 压与水压的最佳比值调节设定值；DDC应设置对空压装置组和水泵装置组的机组控制功能，以及机组保护功能；DDC有了控制功能，也应设置管理功能。本实施例中，还须关注现有焊接技术的配合，关注点船体上喷泵安装孔，不可用风焊枪和电焊枪开孔，应用风枪钻或电钻垂直于船体面开孔; 船体上的喷泵安装孔内径，不应大于喷泵头外经的20ii; 喷泵头在船内外周边均应焊接，并必须按规范选用焊条的牌号进行焊接； 喷泵焊接时，船舱内一侧的喷泵体应串加焊上一块相应厚度的圆环形加强贴板； 喷泵安装点，应离开船体拼装钢板焊缝》20CM的距离，是外洋轮的，还须考虑做应力 处理的工作。所述航船不满载时，水线以上的工质喷射器组件，是自控关闭的，反之是自控开启的。而此项工作也是利用DDC现有技术来实现的，可由图2说明。图2喷射器控制点局部流程示 意图，设(4H)喷泵组件此时因船不满载而成为水线以上喷射器，则(6)是DDC、它是通过 (7)差压变送器测得(4H)喷泵是位于水线以上的，于是令(12H)和(13H)空气与水的二 位式调节伐关闭，反之则又自控开启。而图2中，(2)和(3)则分别是压縮空气分包和水分包，(5L)是表示水线以下的喷泵 层列，(1)表示船体，(16)表示航道水。所述喷射器内工质失压时，喷射器的工质输入端是自主关闭的，反之是自主开启的。本 实施例喷泵的空气和水的输入端，都各自串接了一只相应尺寸的市售机械式止逆伐。所述工质喷射器，本实施例中的喷泵，可见图3喷泵结构示意图，其中(1)是喷泵体， (2)是进水栓，(3)是喷泵盖，(4)喷泵盖紧固螺栓孔，(5)进气止逆伐接口， (6)进水止 逆伐接口， (7)喷水腔，(8)工质输出口。其特征是，空气与水分别从(5)和(6)进入(1) 泵体，并在喷水腔(7)完成空气喷射低于空气压的有压水后，从喷泵口 (8)输出复合工质的。喷泵的基本参数是材质 不锈钢耐压 14MPa伸出船体的喷头直径 42扭鹏伸出船体外的喷头高度 10fflffl喷泵喷口处的工质厚度 3mm本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种船体空泡层的减阻节能与增速方法，其特征是，在船体外面的合适区域与航道水之间，用本案的喷射器组件，输给生成空泡层的工质来实施的。

【技术特征摘要】
1、一种船体空泡层的减阻节能与增速方法，其特征是，在船体外面的合适区域与航道水之间，用本案的喷射器组件，输给生成空泡层的工质来实施的。2、 根据权利要求l所述方法，其特征是，空泡层的最佳设置区，是航船体运动 阻力最大的区域，而空泡的总量是自控的。3、 根据权利要求l所述方法，其特征是，空泡层的离散泡不可进入区，是船尾 任何形式的、尤其是螺旋浆推进器作用力的功效区。4、 根据权利要求1和2所述方法，其特征是，航船不满载时，实际水线以上的喷 射器组件是自控关闭的，反之是自控开启的。5、 根据权利要求1和2所述方法，其特征是喷射器组件内工质失压时，是自主关 闭的，...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐士华，
申请(专利权)人：徐士华，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]