[發明專利]活水壓載和船槳一體化綠色船

有效

• 申請號: 202010134628.6
• 申請日: 2020-03-02
• 公開（公告）號: CN111319715B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 歐陽武;李高強;嚴新平
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B63B11/04
• 分類號: B63B11/04;B63B39/02;B63B43/06;B63H5/14
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 劉秋芳

本發明公開了一種活水壓載和船槳一體化綠色船，屬于船舶壓載水和節能領域，用多條貫通式管道代替船舶的壓載艙，沿船艏到船艉方向，前方管道進行分艙處理，分成若干不同的艙室；后方管道設有匯總艙，匯總艙后的管道里裝有無軸推進器，實現船槳一體化。該貫通式管道在船體的艏部和底部開有進水孔、并且在進出口處裝有檢測進出口流速和流量的裝置。本發明可以通過控制分艙的位置和數量來調節管道內水位的高度，進而實現調節船舶的穩性；通過控制艏部和底部進水孔的開口大小來調節管道內海水的流速和流量；通過控制無軸推進器的轉速和管道中海水的流速來調節船舶的航速。本發明具有污染小、推進效率高和成本低等優點，特別適合船舶防污染的要求。

技術領域

本發明屬于船舶壓載水處理和節能技術領域，更具體地，涉及由貫通式管道代替壓載水艙，并且在管道內放置無軸推進器，而形成的一種具有成本低、污染小等特點的活水壓載和船槳一體化的綠色船。

背景技術

船舶壓載水指為控制船舶橫傾、縱傾、吃水、穩性或應力而加裝到船上的水及懸浮物質。據報道每年全球船舶攜帶的壓載水超過120億噸，其中含有的大量細菌和微生物等外來生物，給當地的生態環境造成了嚴重的生物污染，壓載水問題也得到了越來越多的重視。而傳統的壓載水處理方法具有處理設備成本高，過程復雜，效果差等缺點。與此同時，隨著對船舶性能以及經濟性要求的提高，傳統的推進系統的弊端日漸凸顯，傳統的推進系統放置在船體外部，容易產生船體的附加阻力。而且它需要安裝傳統軸系來進行驅動，占用了大量的空間。近年來，在船舶噸位不變的條件下，各個國家都在尋求通過船型優化等方法來提高船舶的推進效率，無軸推進系統與船體結合的方案得到了越來越多的關注。

目前，全球主流的無壓載水船型存在以下3種，分別是美國的貫通流系統(thoughflow system)、荷蘭的單一結構船身(monomaran hull)以及日本的V型船身設計(V-shapedhull)。這些船型具有較高實用價值，但是依舊存在較多弊端。例如貫通流系統其最大缺點就是盡管改成貫通流系統，壓載水艙仍然占有船舶的相當大空間。單一結構船身缺點是船身接觸海水的面積大幅度擴大，船舶的船舷長度增加，使船舶阻力和制造成本增加等等。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提出了一種活水壓載和船槳一體化綠色船，采用橢圓形貫通式管道與無軸推進器相結合，并且在進水孔加裝檢測和控制裝置，形成一種能耗低、經濟性好、活水壓載、穩性好的活水壓載和船槳一體化綠色船。由此解決如何處理船舶的壓載水問題和減少船舶能耗損失，以及協同控制管道內水量，提高船舶的經濟性、航行穩定性以及提高船舶的推進效率的問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種活水壓載和船槳一體化綠色船，包括：多條貫通式管道、無軸推進器、艏部進水孔、底部進水孔、壓力和流量檢測控制裝置及匯總艙；

所述多條貫通式管道用于代替船舶的壓載艙；沿船艏到船艉方向，由前方管道進行分艙處理，分成了若干個位置不同的艙室，在后方管道處設有所述匯總艙，并在所述匯總艙后的管道內安裝所述無軸推進器，以實現船槳一體化；在船體的艏部開有若干用于向各管道艙室注水的所述艏部進水孔，在船體的底部開有若干用于向各管道注水的所述底部進水孔，在所述底部進水孔及所述艏部進水孔處均安裝有所述壓力和流量檢測控制裝置；

基于所述壓力和流量檢測控制裝置的檢測信號和船舶行駛需求，由所述壓力和流量檢測控制裝置控制所述艏部進水孔的開啟位置和數量來調節各管道內水位的高度，以調節船舶的穩性；由所述壓力和流量檢測控制裝置控制所述艏部進水孔和所述底部進水孔的開口大小和數量來調節各管道內海水的流速和流量，然后使海水從管道尾部出水孔流出，以實現活水壓載；通過協同所述無軸推進器的轉速和管道中海水的流速來調節船舶的航速；

優選地，所述壓力和流量檢測控制裝置包括：底部進水孔的比較點、底部進水孔的反饋函數模塊、艏部進水孔的比較點、底部進水孔的頻響函數模塊、艏部進水孔的頻響函數模塊及艏部進水孔的反饋函數模塊；