船舶行进涌力使动节能系统.pdf

本发明涉及一种利用船舶行进涌力使动的节能系统，属于船舶技术领域。该节能系统包括船体，其特征在于：所述船体底部制有的通水舱，所述通水舱中装有铰支在船尾附近的阻尼杆，所述阻尼杆与通水舱的舱壁接触面成密封配合，所述船体吃水线以下开有与通水舱连通的船首进水孔和船尾出水孔，所述船首进水孔和船尾出水孔均设有启闭结构。本发明利用船舶行进时浪涌对船体产生的颠簸作用，使阻尼杆与通水舱之间产生类似与泵的抽、排作用，从而合理而巧妙地将浪涌的颠簸势能转换为抽水减阻与排水推进力，在无需附加人工动力的情况下，起到节能作用，与现有技术相比具有实质性特点。

1.  一种船舶行进涌力使动节能系统，包括船体，其特征在于：所述船体底部制有的通水舱，所述通水舱中装有铰支在船尾附近的阻尼杆，所述阻尼杆与通水舱的舱壁接触面成密封配合，所述船体吃水线以下开有与通水舱连通的船首进水孔和船尾出水孔，所述船首进水孔和船尾出水孔均设有启闭结构。

2.  根据权利要求1所述船舶行进涌力使动节能系统，其特征在于：所述启闭结构为单向启闭控制盖，分别铰装在船首进水口和船尾出水口上端。

3.  根据权利要求2所述船舶行进涌力使动节能系统，其特征在于：所述船体上还开有在两侧对称排列的船首侧进水口和船尾侧出水口，所述船首侧进水口和船尾侧出水口均装有启闭控制盖。

4.  根据权利要求3所述船舶行进涌力使动节能系统，其特征在于：所述船体后侧装有进出气口，上面装有启闭控制盖。

5.  根据权利要求1、2、3或4所述船舶行进涌力使动节能系统，其特征在于：所述各进、出水以及进出气口有盖一端均制成倾角。

6.  根据权利要求5所述船舶行进涌力使动节能系统，其特征在于：所述阻尼杆为一中空封闭的金属多边体，其上方在通水舱内，下方与船底的水接触，所述阻尼杆中注入使其比重与水相等的水。

7.  根据权利要求6所述船舶行进涌力使动节能系统，其特征在于：所述在阻尼杆下方的两侧铰装有可以向外侧翻转的左右增压板。

8.  根据权利要求7所述船舶行进涌力使动节能系统，其特征在于：所述启闭控制盖的铰轴分别与启闭控制电机传动连接。

9.  根据权利要求8所述船舶行进涌力使动节能系统，其特征在于：所述阻尼杆上装有可控锁定机构。

船舶行进涌力使动节能系统
技术领域
本发明涉及一种船舶节能系统，尤其是一种利用船舶行进涌力使动的节能系统，属于船舶技术领域。
背景技术
众所周知，由于存在水的阻力，因此船舶在人类发明的各种水、陆、空交通工具中，行进阻力最大。为了减小水阻，从而节省能源，人们在船体结构上进行了诸多改进。例如，申请日为1997.08.20、申请号为97236885.X的中国专利申请公开了一种机动船的减阻增速节能系统，该装置在船体底部两侧边配有通向船首尾地进水管，在船首底部的进水管口内配有叶轮，被动力变速装置驱动运转吸水，从船尾底部排水推进船体运行。由于船首是兴波阻力较集中的地方，当设置在船首底部的两只叶轮运转时，由于叶轮低于水平面，进水管口不停地吸进船首的水流或浪花，使船首的水位低于水平面，因而削减了船首兴波阻力，使其增速节能。
此外，进一步的检索发现，本发明之前还有多项专利申请提出了在船体吃水线下方设首尾穿越船体的过水涵洞，以减少水对船舶的阻力；或另增加人工动力推动涵洞中的水体，以达到节能效果。这些现有技术均需要改变船体结构及水流方向，并借助人工动力才能达到一定的减阻节能目的。
发明内容
本发明的目的在于：提出一种无需人工动力的船舶行进涌力使动节能系统，该装置通过合理利用自然力，获得更好的节能效果。
为了达到以上目的，本发明的船舶行进涌力使动节能系统包括船体，所述船体底部制有的通水舱，所述通水舱中装有铰支在船尾附近的阻尼杆，所述阻尼杆与通水舱的舱壁接触面成密封配合，所述船体吃水线以下开有与通水舱连通的船首进水孔和船尾出水孔，所述船首进水孔和船尾出水孔均设有启闭结构。
当船只行进、船体迎浪向上运动时，位于水中的阻尼杆由于水的阻力，不随船体同步向上，相对于船体以绕铰支点为圆心向下摆转运动，结果通水舱内部形成负压，船首进水口盖打开，船尾出水口盖关闭。船首的水通过进水口进入通水舱，相应减少船首阻力；当船体随浪回落时，阻尼杆同样由于水的阻力不能与船体同时回落，相对于船体以绕铰支点为圆心向上摆转运动，结果通水舱内部形成正压，压迫船首的进水口盖关闭，同时船尾的出水口盖打开，水由于压力作用从船尾的出水口涌出，形成推动力。
由此可见，本发明利用船舶行进时浪涌对船体产生的颠簸作用，使阻尼杆与通水舱之间产生类似与泵的抽、排作用，从而合理而巧妙地将浪涌的颠簸势能转换为抽水减阻与排水推进力，在无需附加人工动力的情况下，起到节能作用，与现有技术相比具有实质性特点。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明一个实施例的结构示意图。
图2为图1的A-A剖视图。
具体实施方式
实施例一
本实施例的船舶行进涌力使动节能系统如图1所示，船体8的底部制有相对独立的通水舱5。
在船体8吃水线以下开有与通水舱连通的船首进水口1、船首侧进水口2以及船尾出水口7和船尾侧出水口(图中未示出)。船首进水口1和船尾出水口7均在其上端铰装有单向启闭控制盖。船首侧进水口2和船尾侧出水口在船的两侧对称排列。船体8后侧装有进出气口6，上面也装有启闭控制盖。且各进、出水以及进出气口有盖一端均制成倾角，以便在自然状态下能自动盖住进、出水以及进出气口。
通水舱5中装有铰支在船尾附近的阻尼杆4。该阻尼杆4为一中空封闭的金属多边体，位于通水舱下方，具体说其上方在通水舱内，下方与船底的水接触。阻尼杆4中注入一定量的水，使其比重与水相等。阻尼杆4前端与固定在通水舱5的弧面成滑动密封配合，其余与通水舱5的接触面成平面滑动密封配合。
在阻尼杆4下方的两侧铰装有可以向外侧翻转的左右增压板3(参见图2)。
在关闭进出气口及侧面进出水口的情况下，当船体8迎浪向上运动时，阻尼杆4由于水的阻力作用，不随船体8同步向上摆转，通水舱5内部的封闭空腔形成负压，使得船首进水口盖自动打开，船尾出水口盖则自动关闭，船首的水通过进水口1进入通水舱，相应减少了船首阻力；当船体8随波回落时，阻尼杆4由于水的阻力，不能与船体8同时回落，因此通水舱5内部的封闭空腔产生正压，压迫进水口盖关闭，同时出水口盖自然打开，水由于压力作用涌出船尾，形成助推力。在此过程中，增压板3可以随波展开或合拢(参见图2)，有效扩大了整个阻尼系统与水的接触面，使得阻尼效果得到增强，阻尼杆4相对与船体8运动的滞后更显著，整个系统的效率得以进一步提高。
本实施例的系统不仅由于减阻助推作用，可以节省船舶行进时的能耗，而且由于阻尼杆4对船体8本身的反作用，使船舶行进时的(船)体上下颠簸幅度有所减小。
实施例二
本实施例在实施例一的基础上进一步完善设计，将各启闭控制盖的铰轴分别与启闭控制电机传动连接，阻尼杆4上装有可控锁定机构。这样，可以根据需要，控制各启闭控制盖的启闭状态，从而利用浪涌产生的颠簸作用力，实现减阻助推、增阻减速、快速转向、稳定、调整吃水深度甚至后退等多种功能。
例如，除与上述实施例一相同的减阻助推效果外，当船体8迎浪向上运动时，打开船尾出水口盖7；而当船体8随波回落时，打开船首进水口盖1，可以增加阻力，有助于船舶快速减速。
同理，当仅打开船首一侧侧向进水口和船尾同侧出水口而关闭其它的进出水气口时，将有助于船迅速转向；当打开进出气口及船尾出水口，关闭其它进出水口时，将引入空气压缩水出船舱，使船舶浮力增加，吃水变浅；当通过可控锁定机构将阻尼杆4固定时，并打开船首船尾进出水口，则通水舱将很快充满水，增加船只的稳定性。