[发明专利]船舶减阻装置、制造该减阻装置的制造单元及制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及船舶减阻装置、制造该减阻装置的制造单元及制造方法。

背景技术

通常，船舶航行时受到水、波浪对船体的阻力，同时还会受到空气和风对船体的阻力。实际上，空气阻力是导致船舶的油耗高、船舶最大速度下降以及船舶的操纵性能下降的重要原因。尤其是，如超大型集装箱船舶、货物运输船舶等船舶的水上部分的主船体和装载的货物形状近似于长方体，如水上露出的高度高而受风压面积大的船舶，由于空气、风和船舶与水面碰撞而产生的船甲板浪(green water)冲向船头而造成的阻力非常大，因此船头部分受很大阻力。

例如，当集装箱船舶的上甲板(upper deck)上货物或高的构造物多的情况下，航行时受空气阻力而燃油消耗率增大，并且集装箱船舶航行时始终装载着集装箱，因此与其它船舶相比，空气阻力导致的燃油消耗率更大。

如果在船头上安装如空气扰流板、空气偏导器等减阻装置，则因空气力学设计效果能够降低油耗。作为一个例子，美国授权专利公报US4843997号(1989.07.04)公开了通过在船头位置安装船舶空气(或者帆板)偏导器来减少船体空气阻力的技术。

这种减阻装置必须承受住强风压，因此其强度非常重要，为了提高减阻装置的强度可以通过金属加工和焊接制造来制造金属构造物形状的减阻装置。然而，这种情况下，虽然减阻装置的制造容易，但是随着减阻装置的大型化其重量随之增加，并且运输和安装作业的效率会下降。

为了解决上述问题，在减阻装置的制造中可以使用复合材料。然而，与如汽车减阻装置那样利用金属模型的一体成型法或者如航空器制造技术那样的加温加压成型法等现有的制造方法不同，通过一体成型来制造由复合材料构成的船舶减阻装置非常困难。

另外，复合材料对于焊接热比较弱，因此通过焊接作业制造减阻装置或者将减阻装置安装在船体上也比较难。并且，通过与制造风力发电机的桨叶的制造类似的常温加压成型法制造减阻装置，从费用相比效果的方面考虑，现实性不足。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的实施例，其目的在于提供一种船舶减阻装置、制造该减阻装置的制造单元及制造方法，所述船舶减阻装置能够通过减少空气、风及船甲板浪等流体对船舶的阻力来降低油耗。

另外，本发明的实施例，其目的在于提供一种船舶减阻装置、制造该减阻装置的制造单元及制造方法，所述船舶减阻装置包括：框架部，其设置在船舶的船头甲板上；轻量的面板，其覆盖所述框架部之间的空间，以便降低流体对装载于所述船舶的货物造成的阻力；因此，在没有使用用于支撑框架的支柱的情况下也能够承受住船头的空气、风及船甲板浪等流体的负荷，并且由于重量变轻，因此能够降低油耗。(二)技术方案

根据本发明的一个方面，可以提供一种船舶减阻装置，所述船舶减阻装置包括：框架部，其设置在船舶的船头甲板上；多个面板，其覆盖所述框架部之间的空间，以便降低流体对装载于所述船舶的货物造成的阻力。

框架部可以包括骨架，所述骨架与所述船舶的船头侧支柱(bulwark)连接而支撑负荷。

框架部还可以包括：面板框架，其被所述骨架支撑，并且呈栅格状，所述面板结合于所述面板框架上；外围框架，其与所述骨架或所述面板框架连接，并形成减阻装置的外围结构；对角框架，其连接所述外围框架的下部框架的中心点和上部框架的端部。

所述外围框架可以包括：下部框架，其由在所述船舶的xy平面上具有船头形状的曲线或直线构成；上部框架，其由在所述船舶的xz平面上宽度小于所述下部框架的宽度的曲线或直线构成；侧部框架，其由连接所述上部框架的端部和所述下部框架的端部的曲线或直线构成。

所述框架部的侧部框架和骨架可以以其与所述船舶的支柱构件的延伸方向一致的方式配置，并且所述船舶的支柱上板的上表面与所述下部框架的下表面面接触。

所述面板具有板形状，所述面板的边缘的一部分相互重叠而连续地组合，或者所述面板与在所述框架部的面板框架的侧部形成的面板紧固槽结合。

减阻装置的上端宽度和高度分别可以为所述船舶的船头侧最前端集装箱最大装载高度和最大装载宽度的比率为50％～80％。

在所述框架部上还可以具有突出部和脚手架。

根据本发明的另一方面，可以提供一种船舶减阻装置，所述船舶减阻装置包括：框架部，其配置在船舶的船头甲板上；多个面板，其覆盖所述框架部之间的空间，以便降低流体对装载于所述船舶的货物造成的阻力；以及插入框架，为了所述面板之间的连接而所述面板的一部分插入，并在其下侧被所述框架部支撑。