专利名称：船艏消波装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是一种船舶结构，具体地说是一种船舶减阻结构，特别是一种 船艏消波装置。
背景技术：
快速性是船舶的重要性能之一，快速性的优劣，对船舶来说将在一定程度上影响 船舶的使用性和经济性，船舶快速性包含船舶阻力和船舶推进两方面，研究船舶航行中的 阻力问题对改善船舶快速性具有重大作用。船舶阻力主要可以分为三个部分兴波阻力，摩擦阻力和黏压阻力。船舶在运动过 程中兴起波浪，改变了船体表面压力分布情况，这种通过兴波引起压力分布改变所产生的 阻力称为兴波阻力，船体运动时，由于水具有黏性，从而会在船体周围产生切向作用力，它 在运动方向的合力便是摩擦阻力，同样由于水具有黏性，会造成船体前后压力不平衡，这样 产生的阻力称为黏压阻力。目前所采用的减少船舶阻力的方法主要是对船型进行优化，一般只能使用在船舶 设计之初，一旦固定将很难改变，具有很大的局限性。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种结构合理、安装简便、减阻效果好、成本低、易于 对现有船进行改造的船舶消波装置。本实用新型的目的是这样实现的包括设置在船艏内部的管道，在管道内部设有螺旋桨。本实用新型还可以包括1、所述管道入口处角度为水平，在船艏内部通过圆角转向船底。2、在管道中螺旋桨后安装叶轮机，叶轮机驱动发电机，发电机产生的能量储存在 电能储蓄器中。本实用新型的优点是能够有效减小波浪阻力、摩擦阻力和压差阻力，叶轮机能够 利用螺旋桨的尾流进行发电，起到节能的作用。本实用新型可以对成船进行改造，并且对减少兴波阻力，摩擦阻力和黏压阻力都 能起到一定的作用。
图1普通船舶兴波原理；图2带消波装置船舶的消波原理；图3普通船舶水线面首部流体相对于船舶的运动；图4装有消波装置的船舶水线面首部流体相对于船舶的运动；图5无消波装置船舶的首部压力；[0018]图6有消波装置船舶的首部压力；图7带有叶轮机和能量储蓄器的示意图；图8是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图举例对本实用新型做更详细的描述结合图8，所述的船艏消波装置位于船舶首部，在船艏内部设置管道3，入口处角 度为水平，在内部通过圆角转向船底；管道内部设有螺旋桨1，螺旋桨的动力方式与普通导 管桨相同。螺旋桨的在船舶前进过程中，由于导管内螺旋桨的旋转产生的抽吸作用，使得 船舶前方来流不再由于船舶的推动而隆起形成波浪，而是沿这消波装置快速的向下后方运 动，从而避免了波浪的产生；由于消波装置的抽吸作用，使船艏附近水流方向发生改变，水 流相对于船舶的运动方向和船舶自身的运动方向相同，因此船体与水所产生的摩擦力方向 也与船舶自身的运动方向相同，为推力，同时，由于管道水流出口在船底，因此会对船舶产 生向上方向的推力，使船舶稍有抬艏，减少了船舶表面的接触水面积，也减少了船舶的摩擦 阻力；由于消波装置的抽吸作用，使得船舶首部流体沿管道快速向下后方运动，有伯努利方 程可以知道，流体的速度越快，压力越小，因此可以减少船艏的压力，减小了船舶首尾的压 力差，进而降低船舶的黏压阻力；导管内螺旋桨由于高速旋转带动管道中的流体高速旋转， 因此在管道中螺旋桨后安装叶轮机3，可以吸收螺旋桨尾流的旋转能量，产生电能并储存在 电能储蓄器4中，可以供照明和其他用途。普通船舶在航行时，船舶首部使水向前、向上运动，水面隆起形成波浪，波浪的产 生极大的增加了船舶的总阻力，如图1所示。安装船艏消波装置后，在船舶首部，由于消波 装置的抽吸作用，船舶航行时，水不再由于船舶的推动而隆起形成波浪，而是沿消波装置快 速的的向下后方运动，避免波浪的产生，如图2所示。无消波装置船舶在航行时，水相对于船舶的运动方向和船舶自身的运动方向相 反，因此产生的摩擦力为阻力，如图3所示。由于消波装置的抽吸作用，水相对于船舶的运 动方向和船舶自身的运动方向相同，因此产生的摩擦力为推力。同时由于管道内的螺旋桨 桨轴和水面有一定的夹角，因此会产生向下的力，使船舶稍有抬艏，减小了船舶表面的接触 水面积，也减小了船舶的摩擦阻力，如图4所示。无消波装置船舶在运动过程中，由于流体和船舶之间的相对运动形成了很大的压 力，这种压力和船舶的运动方向相反，为阻力，如图5所示。有消波装置船舶在运动时，由于 消波装置的抽吸作用，使得船舶首部流体沿管道快速向下后方运动，由伯努利方程可以知 道，流体速度越快，压力越小，因此该消波装置可以减小船艏的压力，进而降低船舶的压差 阻力，如图6所示。螺旋桨高速旋转带动管道中流体的高速旋转，因此在管道中部安装叶轮机，吸收 水流的旋转能量，产生电能并放在电能储蓄器中，以供照明或其他用途，如图7所示。
权利要求1.一种船艏消波装置，其特征是包括设置在船艏内部的管道，在管道内部设有螺旋桨。
2.根据权利要求1所述的船艏消波装置，其特征是所述管道入口处角度为水平，在船 艏内部通过圆角转向船底。
3.根据权利要求1或2所述的船艏消波装置，其特征是在管道中螺旋桨后安装叶轮 机，叶轮机驱动发电机，发电机产生的能量储存在电能储蓄器中。
专利摘要本实用新型提供的是一种船艏消波装置。包括设置在船艏内部的管道，在管道内部设有螺旋桨。本实用新型能够有效减小波浪阻力、摩擦阻力和压差阻力，叶轮机能够利用螺旋桨的尾流进行发电，起到节能的作用。本实用新型可以对成船进行改造，并且对减少兴波阻力，摩擦阻力和黏压阻力都能起到一定的作用。
文档编号B63H5/07GK201914401SQ20102061043
公开日2011年8月3日 申请日期2010年11月17日 优先权日2010年11月17日
发明者胡健, 马骋, 黄胜, 齐慧博 申请人:哈尔滨工程大学