[發(fā)明專利]少水模式槽運

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110033370.1
• 申請日: 2011-02-11
• 公開（公告）號: CN102635094A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊金玉
• 申請（專利權(quán)）人: 楊金玉
• 主分類號: E02B5/04
• 分類號: E02B5/04;B60V1/06;B60V1/18;B63B21/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域古老的運河運輸，曾稱作槽運，現(xiàn)今我們專門建設(shè)專用水槽作運輸，將在低能耗前提下，極大提高運輸量。所謂少水模式也叫淺水模式，就是水槽中只要裝少量水就可以滿足船舶的航行需要，給干旱地區(qū)甚至于沙漠地區(qū)進行航運墊定基礎(chǔ)。本發(fā)明屬于航運工程技術(shù)領(lǐng)域。?

技術(shù)背景牛頓研究流體中運動物體所受阻力時，得到阻力與流體密度、物體迎流截面積以及運動速度的平方成正比。水翼船和側(cè)壁氣墊船分別用水下水翼及向下噴氣的辦法使船身的大部分抬出水面，減少船的迎流截面積，從而減少船的航行阻力。但抬高船體要連續(xù)消耗巨大能量，因此需要改進。?

本發(fā)明是楊金玉發(fā)明“索道纜繩拉牽式內(nèi)河航運系統(tǒng)”(200910023914.9)的延續(xù)。?

發(fā)明內(nèi)容在廣闊的水面上要想把航行中船身的大部分抬出水面，而不連續(xù)消耗巨大能量是做不到的。我們用標準水槽配合特殊形狀的標準船只，在有限空間內(nèi)形成特殊水流，就能在航行中自動把航行中船身的大部分抬出水面，且為保持該動平衡狀態(tài)而消耗的能量很小。這樣不但減少船的迎流截面積，減少船的航行阻力，而且水槽的用水量還可大大減少。詳細發(fā)明內(nèi)容結(jié)合附圖加以說明。?

附圖說明

圖1為少水模式槽運原理示意圖。?

圖2為槽運船犁形船頭及水流示意圖。?

圖3為槽運運行示意圖?

圖中，1為船，以船隊方式運行，由十多艘(200910023914.9)發(fā)明所述的標準化自封閉氣墊船和犁形船頭、船尾構(gòu)成，其運行速度為定速；標準化氣墊船，是一種無動力、敞開式、方方整整的平底船，可以運集裝箱也可運散貨；船艙四邊分布四個注水方式的調(diào)吃水、調(diào)平衡艙，船底設(shè)有自封閉氣墊艙；船之間，底部有折疊式密封氣墊通道，兩側(cè)有彈性布簾蓋住間隙，消除船間渦流，使裝滿貨、調(diào)好吃水和平衡后的船隊，仍然保持方方整整光光溜溜的單船形態(tài)，2為水槽，?水槽寬度有嚴格的尺寸標準，與形體特別的槽運船配合，形成特殊的水流，完成自動抬升船體和轉(zhuǎn)彎功能；槽運水槽采取梯級水平槽形式，采用能利用下坡船隊勢能牽引上坡船隊的上下聯(lián)動的斜坡水槽作梯級轉(zhuǎn)換；視沿途地形不同，水槽分別采用地下(隧洞)、地表、高架方式，3為水，對于干旱嚴寒地區(qū)，視情況要用低溫不凍且蒸發(fā)少的特種水溶液、鹽水、油來替代，4為岸邊牽引動力裝置，當采用直線電機驅(qū)動時，電機初級線圈安裝在岸邊，而船的金屬外殼就是電機次級；當采用鏈輪傳動方式時，動力電機和鏈輪安裝在岸邊，而船的外殼上安裝變形鏈條，5為架空鋼索拉牽裝置，類似于架空鋼索纜車，也是船的動力，比較適合于水位有變動的場合，6為氣墊。?

我們先討論用標準水槽配合特殊形狀的標準船只，如何使航行中船只的船身的大部分抬出水面的原理。圖1畫出在水槽中航行的船只的船頭、船尾、船身三處的橫斷面、船與槽縫隙處縱斷面的水流情況。先看船身橫斷面，船兩側(cè)縫隙處有高水位，水面高度與船的載重量一致，這是正常航行的自然狀態(tài)，由于摩擦損耗和船尾縫隙的泄漏損耗，通常接近船頭的水位要稍高于船尾，因此整船隨水位而先高后低也是常態(tài)，這一段稱動平衡區(qū)；再看船頭橫斷面，當船以速度v前行時，圖2犁形船頭的前端的斜面上部的水(船頭橫斷面圖上虛線所示)將沿著斜面一邊向上(水流的動能可以使水流爬高h＝v²/2g米，比如船速每小時30km能爬高3.5米，船速每小時60km能爬高14米)一邊向縫隙集中流動，連綿不斷地向縫隙補充水維持縫隙高水位。這一過程，實際上是把動能變勢能，用來補充整個縫隙的能耗，使整個縫隙的高水位動平衡得以維持，犁形船頭段稱補充能量輸入?yún)^(qū)；接著看船尾橫斷面，船尾形狀類似于犁形船頭，以其獨特的形狀配合水槽，盡量做到船頭的水是怎樣爬上來流入縫隙的，船尾縫隙中的水也反過來照樣排放下去，完成既能維持船身尾段的高水位又能利用或泄放多余能量的任務(wù)。需要指明，縫隙摩擦損耗和船尾縫隙的泄漏損耗越少，為保持高水位動平衡，需要從犁形船頭段補充的水越少，船體被抬出水面就越高，行船能耗越省。該段稱能量保蓄關(guān)隘區(qū)。我們不難看出，能夠保持航行中船只的船身的大部分抬出水面的動平衡，是通過把水流限制在一定空間內(nèi)，并被船體形態(tài)及船速所控制得以實現(xiàn)的，而水流自由流動的廣闊的水面是做不到的。特別強調(diào)，保持船速恒定是動平衡的必要條件，若船速下降則船頭補水減少，縫隙高水位下降，船將?下沉擱淺在本來水量不多的水槽底(可以利用減速及犁形船頭處突然伸出擋水板作船隊緊急剎車)。?