[發明專利]最小船首波系統

在審

• 申請號: 201811603713.1
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN109969368A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 蔡瑞光
• 申請（專利權）人: 蔡瑞光
• 主分類號: B63H5/15
• 分類號: B63H5/15;B63H11/08
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 酆迅;鄭振

本發明提供了一種明顯減少船舶為了向前移動而必須轉移的水量的方法。這可以通過從緊接船舶船頭前方的高壓區持續吸入非常大量的水并且將其輸送至船舶船尾后方的低壓區來實現。其結果將是船首波的形成大幅減少、更少的船體湍流、更少的渦流形成，所有這些都意味著更少的耗能拖拽。螺旋槳效率也將有所提高。以上全部將共同導致可觀的燃料節省。

技術領域

本發明涉及一種改裝到現有船舶或者內建在新船舶中的最小船首波(bow wave)系統。

背景技術

本發明的目標是尋求用于減少損耗船舶能量的大船首波的形成的方式，并且減少燃油消耗以及污染。

由于原油價格幾年前沖破了50.00美元/桶的心理關口，所以船舶擁有者已經開始爭先恐后地尋找降低船舶運營成本的方式。

他們中的大多數選擇了“規模經濟”，并且最大型的船舶已經變的如此巨大而使得驅動它們所必需的發動機已經超過了100,000hp而且在以最大功率運行時每小時要燃燒16噸化石燃料。這些船舶在滿載操作的情況下是經濟的，但是在它們僅是部分裝載的情況下則產生相反的效果。

另一種方式是構建具有“球鼻艏(bulbous bow)”的船舶。它們實現了顯著的燃油節省但卻是“特定于速度”且“特定于負載”的。

其它船舶擁有者已經訴諸于“慢速航運”，但是這種策略充斥著消極的法律內涵。

具有大的吃水深度和鈍頭船首的船體必須非常快地推水以便在水中行進。水在其發生轉移時的高加速度要求大量的能量。

在船首前方形成了非常高壓的區域，并且加上在船首前方的水的該“隆起”作為船首波分解沖向左舷和右舷之前的該水的“隆起”的靜壓。該船首波進而分解為最終消散的分散波以及與船舶的船體相撞從而形成船體湍流的會聚波，所述湍流在船體上產生拖拽，而這是以船舶動能作為代價的。

當船體向前移動而空出水中被它所占據的空間時，在船尾同時形成了低壓區。

船尾波沖入到該低壓區，導致在船尾后方以及還在螺旋槳前方的“預旋轉(pre-swirl)”區域的湍流。這降低了螺旋槳的效率并且還帶來了空化現象(cavitation)的風險。

迄今為止，僅有的已經解決了以上所提到的一些問題的發明是“球鼻艏”。這已經被許多大型艦船所采用，并且在最佳條件下已經實現了高達12％的燃油節省。然而，該設計是“特定于速度”且“特定于負載”的。在較低的速度并且在負載(吃水深度)有所減小的情況下，該好處是最小的。船員還擔心龐大且沉重的球鼻艏將會降低艦船在惡劣天氣下騎浪的能力且沉船的風險始終揮之不去，特別是在船舶滿載的時候。

發明內容

該結構包含大型貨船的用途，其被建造或修改而具有被構建到雙層船體區域之中并且從船首延伸至船尾的四個或更多的大型管狀管道。

高容量的“大體積、低壓力”軸流泵(A-F泵)被裝配到每個管道中。該泵可以被安裝在前向貨倉前方的空閑空間或者任何其它適宜的位置。所有的A-F泵都被設計為從緊接船首前方的區域持續地吸入非常大量的水并且將水在船尾推出。這將為船舶形成航行進入其中的低壓區并且船舶將不再需要“迫使”其通過高壓水墻。船首波因此將被最小化。

被饋送到泵中的攝入量被它們上方的水的靜水壓頭加壓。當最大型船舶被裝載到載貨吃水線時，該靜水壓頭可以在它們之中達到20米。

沿著船舶中線行進的2條管道將把加壓的水直接排入螺旋槳護罩之中，從而預旋轉區域將具有平滑流動的加壓水以在空化現象的風險降低的情況下向螺旋槳提供積極饋送。螺旋槳將能夠獲得水的“良好穩固咬合(good solid bite)”，以便實現更好的效率。