[发明专利]约束管船原理无效
申请号: | 89102978.8 | 申请日: | 1989-04-12 |
公开(公告)号: | CN1041571A | 公开(公告)日: | 1990-04-25 |
发明(设计)人: | 王秉琨 | 申请(专利权)人: | 王秉琨 |
主分类号: | B63H11/04 | 分类号: | B63H11/04 |
代理公司: | 暂无信息 | 代理人: | 暂无信息 |
地址: | 黑龙江省哈*** | 国省代码: | 黑龙江;23 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 约束 原理 | ||
发明所属的技术领域和主要应用领域:发明属于船舶技术,更具体地说是属于克服兴波阻力提高排水船航速和提高高速排水船有效功率及降低排水船造价的技术。
对相同发明的描述:已有的排水船,都是尾部动力推船前进,船速受兴波阻力影响,达到一定速度,就受兴波阻力呈高次方增长制约无法提高。
约束管船克服了上述缺点,其中船头水被约束管约束住,通过水泵或其它设备把水向后方或侧后方排出,同时形成推力;克服了兴波阻力对提高排水船航速的限制。
申请人所选原型的措施:已知的排水船在克服兴波阻力上,如在船头设置球形鼻,在减小兴波阻力,提高有效功率上,都起了一定的作用,但它们都不能克服航速达到一定速度后,受兴波阻力呈高次方增长影响无法提高。原型的批判:现有排水船在达到一定航速下,兴波阻力就呈高次方增长,制约了航速的增长。受航速影响,船型的宽度和深度受到限制,造船的用材多、造价高。
发明目的:在于消除上述缺点,即克服兴波阻力,提高排水船航速和降低造船造价,提高高速排水船的有效功率。
发明实质及其对原型的区别性特征:达到上述目的方法是在船头吃水线以下设一约束管,把船头水约束住,由水泵或其它设备向后方或侧后方排出,同时形成推力,克服兴波阻力。船速由约束管吞水速度决定,船型系数可尽量趋大,可增加船型的宽度和深度,减少造船用材,降低造船造价。与已知排水船的区别性特征在于,已知排水船航速的提高受兴波阻力呈高次方增长的限制。约束管船克服了兴波阻力,可大量提高航速。
图表清单:共四页,十三幅图。
具体完成方法:约束管船船头设计成,见图一、图二,吃水线(见图一、1)以下为一约束管,把船头水约束住,约束管入水口(见图一、2)两侧壁可与船舷持平(参见后例平底船),也可比船舷突出(见后例尖底船)突出部分与船舷平行。约束管入水口管底可与船底持平,也可低于船底,但不得高于船底和小于船两舷宽。约束管入水口处外侧管壁(见图三、1)至内管壁(见图三、2)为内倾。船舷吃水线以下为平板至接近船尾处,以防止形成兴波阻力。约束管船的高速性,风阻力所消耗的功率将增加,船头吃水线以上和船体上层建筑设计成为减小风阻力所消耗的功率的形状为准,如流线型,船体尾部设计成以减小涡流阻力为佳的形状,如流线形,以减小涡流阻力。船头约束水由水泵或其它设备向后方(见图五、4)或侧后方排出(见图一、5图六、3)。排水泵在现有水泵中以离心泵最为合适,也可使用其它水泵和设备把约束管内水向后方或侧后方排出。船头水从约束管入水口延约束管进入离心式水泵入水口,约束管平缓变化成与水泵入水口面相等的园型,以减小涡流损失。如约束管呈梯形缩小至与水泵入水口面积接近处时变化成与水泵入水口面积相等的椭园形,再由椭园形变化成园形。约束管入水口为正方形,直接变化成园形。由水泵把约束水向后方或侧后方排出,同时形成向前的推力。船头约束水的排水的排水泵,可为一个泵,也可为几个泵。根据水泵的数量和进水方式,决定把约束管分成几个,几个水泵的,根据各水泵的排水量,决定各约束管入水口面积。把船头约束管分隔成几个分束管,分隔板入水口处,由中间向各分约束管内倾(见图四,1至2)。船体向前的动力推力,构成约束管内水的压力。船体向前推力的动力,可由船头排水泵排水同时形成的推力单推进。同时形成的推力构成的约束管内水的压力,能减小水泵所消耗的功率。也可由船头动力推力和船尾动力(见图一、3)推力双驱动推进。双驱动约束管船尾部动力机推力作用点好,推力大,能更好地减小船头动力水泵高速运转所消耗的功率。更适合于高速约束管船。船头动力单推进比双驱动机械设备少,减少了机械设备的复杂性。实际造船和航行应用中,可根据航速、有效功率的利用率,动力设备的复杂程度等决定为单推进或双推进。约束管内水为有压力、有速度的水,进入水泵的水是有压力、有速度的水,这样可加大水泵的入水口面积。使有压力有速度的水在水泵离心力的作用下仍能全部排出,增加了水泵的排水量。约束管船航速由约束管入水口吞水速度决定,已克服兴波阻力影响,及有效功率的提高,为提高排水船的航速提供了极广扩的前景。船型的宽度与深度不在影响航速,可使船型系数尽量趋大,可大量增加船型的宽度与深度,增加排水量和载重量。减少造船用材。降低造船造价。约束管船的高速性,露天行人甲板前部和两侧要设有挡风围墙,以使人能在甲板上活动,在航速达到设有挡风围墙人不能在甲板上活动时,甲板上部设计成封闲状态。约束管船的高速性,会有很大的风能可以利用,在船体上部设置风力机(见图一、4)带动发电机发电,以节约能源消耗。风力机如水平轴型螺旋浆式风力机,见《小型风力机设计》机械工业出版社86年12月版第37页。对水泵体全部在船体内的水泵,在约束管末端和水泵出水管上设置闸门,使约束管船在航行中水泵发生意外事故,维修水泵时船体内不进水或进很少的水。造船用材可根据船舶尺度和航速,参照原船舶建造规范,可使用钢材,如各种级别的碳素钢、合金钢、其它各种金属和合金属、玻璃钢、木材等。它的用材是复杂的,作为适于重载的排水船,它的用材不受材料厚度和重量的限制。
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