[发明专利]一种船用微气泡发生装置

说明书

本发明涉及一种微气泡发生装置，包括外壳、气体流道、罩体；外壳上端密封，下端为气泡喷口；气体流道包括变直径壁面和等直径壁面，变直径壁面的顶端设有进气口，等直径壁面沿周向均匀开设N组排气孔，N为偶数，且关于圆心对称的两组排气孔直径不同；罩体的气‑液混合壁面设于气体流道外，气‑液混合壁面上下两端密封，气‑液混合壁面与外壳之间形成先渐缩后渐扩的液体流道；气‑液混合壁面在排气孔的相同高度开设两个关于圆心对称的开口，每一开口对应一组排气孔，当气体流道旋转至某一角度时，两个开口分别对应两组直径不同的排气孔。本发明通过两组排气孔同时注气可以产生直径更小的高质量微气泡，进一步提高减阻率。

技术领域

本发明涉及船舶气幕减阻技术领域，具体涉及一种船用微气泡发生装置。

背景技术

一直以来，船舶工作者以提高推进效率和节省燃料作为努力的主要目标。在科学经济的船舶节能方式中，减阻节能一直以来是被倡导的主旋律，船舶减阻技术可以显著降低能耗，节能减排，并提高船舶航行速度，具有重要的经济和军事效益，因此一直是船舶工程研究的热点之一。

船舶气幕减阻技术是在船舶底部喷射微气泡，用微气泡将船底与水分离，将船与水的接触转变为与微气泡和水的混合液的接触，而微气泡可以有效减小固体壁面与其他介质之间的摩擦阻力，因而必定大大降低船舶前进中的阻力，达到提高航速或航速不变减少主机功率的节能目的。已有研究表明，在形状阻力较小的浅吃水船上应用微气泡减阻节能技术，可实现更好的节能效果。在航运业成本不断提高的今天，这项技术必定可以减少能耗，达到节能高效的作用。

现有的微气泡减阻研究多集中于船型设计、发生器布置等，而对气泡发生器的研究不多，大多采用多孔板吹气法产生气泡，这种方式加工较为方便，但使用烧结多孔板相邻微孔间喷出气泡相互影响聚合，产生的气泡直径较大；同时喷气阻力较大，鼓风机耗功增加，效果不理想，阻碍了微气泡减阻技术的实际应用。因此，有必要对现有的气泡发生装置进行改进。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足，提供一种船用微气泡发生装置，能够产生高质量的微气泡，提高减阻率。

本发明为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：

一种微气泡发生装置，包括外壳、转动安装于所述外壳内的气体流道、罩体；所述外壳上端设有端盖进行密封，下端为与外界相连的气泡喷口，所述外壳内侧设有向内凸出的弧形壁面；所述气体流道包括直径沿气流方向逐渐变大的变直径壁面以及设置于所述变直径壁面下端的等直径壁面，所述等直径壁面位于所述弧形壁面的顶点处；所述变直径壁面的顶端设有进气口，所述等直径壁面沿周向均匀开设N组排气孔，N为偶数，且关于圆心对称的两组排气孔直径不同；所述罩体包括气-液混合壁面，所述气-液混合壁面设于所述气体流道外，气-液混合壁面上下两端密封，气-液混合壁面与所述弧形壁面之间的空间形成液体流道，所述端盖对应所述液体流道的位置设有进水口；所述气-液混合壁面在所述排气孔的相同高度开设两个关于圆心对称的开口，每一开口对应一组排气孔，当所述气体流道旋转至某一角度时，两个开口分别对应两组直径不同的排气孔；所述气体流道内的气体经过所述排气孔与开口后进入所述液体流道中与液体混合。

上述方案中，所述变直径壁面的侧面设有减压气口，所述减压气口配置闭口塞，在转动所述气体流道时，拔掉所述闭口塞，通过所述减压气口短暂的释放压力，保证系统的稳定性。

上述方案中，所述气-液混合壁面的长度等于所述外壳的长度，气-液混合壁面的直径等于所述气体流道等直径壁面的直径。

上述方案中，所述等直径壁面上每组排气孔所对应的弧长相等，且相邻两组排气孔间的距离等于每组排气孔所对应的弧长，所述开口的长度等于每组排气孔所对应的弧长的两倍。

上述方案中，每组排气孔所对应的弧长为1/16圆周长，相邻两组排气孔间的距离为1/16圆周长，开口的长等于1/8圆周长。