一种降低船艏阻力的船舶节能装置的制作方法

本发明涉及船舶节能装置，尤其涉及一种降低船艏阻力的船舶节能装置。

背景技术：

1、目前，船舶向前航行时，船艏前方海水受到挤压而隆起，形成波峰，此时船艏处海水压力增大。而在船体前肩位置(船体艏部曲面和中部两侧平面交界的平边线附近)，缺少海水补充，会形成波谷，压力降低，这是由于前方涌来的水流因船艏形状而有向外散开的趋势。这样，就形成了一部分船艏部阻力。

2、对于船舶节能，现有技术的降低船艏阻力的船舶节能装置是在船尾增设附加装置，配合螺旋桨，提高推进效率，比如桨前的导流装置和桨后的消涡装置等。但这些附体装置本身就要增加阻力，消耗能量；而且这些装置基本上是固定的，不能灵活地在不同航速下高效使用；同时它们作为船体外的附加物也容易碰损和腐蚀。

3、同时，根据《国际海上人命安全公约》(solas)的要求，如图1现有技术的船舶艏部压载水装置示意图的俯视图所示，所有民用船舶都必须在艏部设置防撞舱壁，将碰撞浸水风险很大的艏部空间和后边的货仓区、压载舱等区域隔断开。该舱壁下至船底、上至甲板、横向贯通两舷外壳板。该水密横壁上不得设置“门、人孔、通道开口、通风管道或任何其他开口”，“仅可穿过1根管子，用以处理艏尖舱的压载水”。任何船舶设计方案都不可以无视该规范要求，这也妨碍了现有技术下利用船艏内部空间降低阻力的节能方案出台的进程。

技术实现思路

1、本发明为了有效地解决如何对现有技术的船舶艏部压载水装置进行改造，增设设备和管道，同时利用原有的压载系统穿过防撞舱壁的管道，通过降低船体阻力，达到降低消耗的问题，给出了一种降低船艏阻力的船舶节能装置,其特征在于,包括：船舶艏部压载水装置、船舶节能装置；船舶艏部压载水装置与船舶节能装置共用压载管；

2、其中：船舶艏部压载水装置还包括：第一阀门、第二阀门、第三阀门；

3、船舶节能装置还包括：进水箱、第一出水箱、第二出水箱、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门、第一输水管、第二输水管、第三输水管；

4、压载左舱、压载右舱与艏尖舱的交界处设置有防撞舱壁，艏尖舱前端中线处设置有船艏艏柱；

5、其中：压载管纵向穿过防撞舱壁，设置在艏尖舱和压载左舱内；第二阀门、第四阀门、第五阀门、第一出水箱、第二输水管设置在压载左舱内；第三阀门、第六阀门、第二出水箱、第三输水管设置在压载右舱内；第一阀门、第七阀门、第一输水管设置在艏尖舱内；

6、压载管的一端穿过防撞舱壁，分别与第一输水管的一端、艏尖舱相连，压载管与艏尖舱之间设置有第一阀门，第一输水管的另一端与进水箱相连，第一输水管与进水箱之间设置有第七阀门；进水箱密闭设置在艏尖舱最前端，在进水箱前端的船体外板开孔；

7、压载管的另一端设置有第四阀门，压载管的另一端分别与压载左舱、压载右舱、第一出水箱、第二出水箱相连，第四阀门与压载左舱之间设置有第二阀门，第四阀门与压载右舱之间设置有第三阀门；压载管与第一出水箱之间设置有第五阀门，压载管与第二出水箱之间设置有第六阀门。

8、上述一种降低船艏阻力的船舶节能装置,进一步地：所述进水箱的顶部高度低于船舶最低设计吃水线。

9、上述一种降低船艏阻力的船舶节能装置,进一步地：所述第一出水箱设置在船体前肩一侧的外板内侧，所述第二出水箱设置在在船体前肩另一侧的外板内侧；船体前肩一侧的外板开孔，作为第一出水箱的一侧壁，与海水连通；船体前肩另一侧的外板开孔，作为第二出水箱的一侧壁，与海水连通。

10、上述一种降低船艏阻力的船舶节能装置,进一步地：所述第一出水箱的顶部高度低于船舶最低设计吃水线，所述第二出水箱的顶部高度低于船舶最低设计吃水线。

11、上述一种降低船艏阻力的船舶节能装置,进一步地：所述第一出水箱与海水连通的一侧壁上的开孔，以及所述第二出水箱与海水连通的一侧壁上的开孔为槽型栅板。

12、上述一种降低船艏阻力的船舶节能装置,进一步地：所述槽型栅板的结构为鱼鳃状的狭缝。

13、上述一种降低船艏阻力的船舶节能装置,进一步地：所述的鱼鳃状的狭缝有3-10条。

14、上述一种降低船艏阻力的船舶节能装置,进一步地：所述压载管、第一输水管、第二输水管、第三输水管的直径为10cm-500cm。

15、上述一种降低船艏阻力的船舶节能装置,进一步地：所述进水箱、第一出水箱、第二出水箱的体积为1m3-10003m。

16、上述一种降低船艏阻力的船舶节能装置,进一步地：船艏艏柱两侧的船体外板开孔，其孔的直径为3cm-50cm。

17、本发明与现有技术相比：

18、(1)在常规船舶艏部压载水装置上，建立船内输水管道，航行时管道中海水可以自动地从船艏流向船体前肩部，船艏前方水压高，而船体前肩附近水压低，在船体内部建设一条连通管道连接艏部及船体前肩两侧海水，海水就会自动地从高压力的艏部补充到低压力的船体前肩两侧区域，达到降低阻力的目的。这相当于使船舶艏部变得削瘦，同时又没有妨碍船体外板线型的流畅性。这种方式可以降低艏部阻力，又不必改变船体型线设计，不会影响船体分舱、布置和各种装载状况。船艏部常规设计的cfd计算结果显示，通过内部管路，艏部的部分海水通过内部管路传递至船侧，可使得船侧的低压区得到有效地改善，起到减阻1％-2％的效果。

19、(2)这种降阻节能方案可以随着航速高低自动调节输水量，不需要人为调节控制；不用在船体外增设附加物，性能稳定，能够长久使用；该降阻节能系统设备简单，操作容易，维护方便。

20、(3)利用已有艏部压载水装置。根据《国际海上人命安全公约》(solas)的要求，所有民用船舶都必须在艏部设置防撞舱壁，将碰撞浸水风险很大的艏部空间和后边的货仓区等区域隔断开。该舱壁下至船底、上至甲板、横向贯通两舷外壳板。该水密横壁上不得设置“门、人孔、通道开口、通风管道或任何其他开口”，“仅可穿过1根管子，用以处理艏尖舱的压载水”。为了满足规范要求，同时使增设的降低船艏阻力的船舶艏部降阻节能装置有管路能够穿过防撞舱壁，在设计降低船艏阻力的船舶节能装置时，使其与原有艏部压载水装置共用那个穿过防撞舱壁的管路。

技术特征：

1.一种降低船艏阻力的船舶节能装置,其特征在于,包括：船舶艏部压载水装置、船舶节能装置；

2.如权利要求1所述的一种降低船艏阻力的船舶节能装置,其特征在于：所述进水箱(1)的顶部高度低于船舶最低设计吃水线。

3.如权利要求1所述的一种降低船艏阻力的船舶节能装置,其特征在于：所述第一出水箱(2)设置在船体前肩一侧的外板内侧，所述第二出水箱(3)设置在船体前肩另一侧的外板内侧；船体前肩一侧的外板开孔，作为第一出水箱(2)的一侧壁，与海水连通；船体前肩另一侧的外板开孔，作为第二出水箱(3)的一侧壁，与海水连通。

4.如权利要求1所述的一种降低船艏阻力的船舶节能装置,其特征在于：所述第一出水箱(2)的顶部高度低于船舶最低设计吃水线，所述第二出水箱(3)的顶部高度低于船舶最低设计吃水线。

5.如权利要求3所述的一种降低船艏阻力的船舶节能装置,其特征在于：所述第一出水箱(2)与海水连通的一侧壁上的开孔，以及所述第二出水箱(3)与海水连通的一侧壁上的开孔为槽型栅板。

6.如权利要求5所述的一种降低船艏阻力的船舶节能装置,其特征在于：所述槽型栅板的结构为鱼鳃状的狭缝。

7.如权利要求6所述的一种降低船艏阻力的船舶节能装置,其特征在于：所述的鱼鳃状的狭缝有3-10条。

8.如权利要求1或6所述的一种降低船艏阻力的船舶节能装置,其特征在于：所述压载管(20)、第一输水管(21)、第二输水管(22)、第三输水管(23)的直径为10cm-500cm。

9.如权利要求1或6所述的一种降低船艏阻力的船舶节能装置,其特征在于：所述进水箱(1)、第一出水箱(2)、第二出水箱(3)的体积为1m3-10003m。

10.如权利要求1或6所述的一种降低船艏阻力的船舶节能装置,其特征在于：船艏艏柱(111)两侧的船体外板开孔，其孔的直径为3cm-50cm。

技术总结本发明公开了一种降低船艏阻力的船舶节能装置,其特征在于,包括：船舶艏部压载水装置、船舶节能装置，船舶艏部压载水装置与船舶节能装置共用压载管(20)；压载管(20)纵向穿过防撞舱壁(110)，设置在艏尖舱(100)和压载左舱(101)内；船舶节能装置还包括：进水箱(1)、第一出水箱(2)、第二出水箱(3)。在船体内部设置一条连通管道连接艏部及船体前肩两侧海水，海水就会自动地从高压力的艏部补充到低压力的船体前肩两侧区域，达到船舶行驶中降低阻力的目的。本发明与现有技术相比：可以随着航速高低自动调节输水量，不需要人为调节控制；不用在船体外增设附加物，性能稳定；该装置简单，操作容易，维护方便，降阻效果好。技术研发人员：邓强,王欣,何多伦,周昊雷,林琳,秦明达,包岩,谷宇,李文贺,耿思奇受保护的技术使用者：大连船舶重工集团有限公司技术研发日：20231103技术公布日：2024/5/29