專利名稱：船用外磁式磁流體減搖器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于一種將磁流體技術(shù)應(yīng)用于提高船舶耐波性的新型減搖設(shè)備，特指船用外磁式磁流體減搖器。
技術(shù)背景現(xiàn)代船舶一般具有減搖水艙、減搖鰭等裝置，用于提高船舶耐波性。但是它們存在以下缺陷和不足減搖水艙減搖效果較低，并占用大量船艙體積，無形中增加了運營成本。
減搖鰭作為目前采用最多的減搖形式，有比較高的減搖效率，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價頗高，并且在低航速或無航速時起不到減搖效果。
舭龍骨(bilge keel)又稱防搖龍骨，是減少船舶搖擺的一種簡易裝置。一般布置與沿船長方向裝置在舭部。舭龍骨由于結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉且能起到一定的減搖作用，但它在低航速時同樣也起不到減搖效果，并且減搖效率很低，不能滿足現(xiàn)代化船舶對穩(wěn)定性的要求。譚作武，惲嘉陵編著的《磁流體推進》北京工業(yè)大學(xué)出版社(1998)，指出磁流體推進技術(shù)是指當(dāng)向海水通電，同時施加一個與電場方向垂直的磁場時，由于海水中有以離子狀態(tài)存在的氯化物，可以導(dǎo)電，根據(jù)弗來明左手定則，沿電場方向運動的離子會受到垂直于磁場和電場平面方向的洛倫茨力的作用，使海水產(chǎn)生運動從而產(chǎn)生一個推力。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種減小或消除船舶在波浪中的搖擺運動幅值，提高其耐波性和穩(wěn)定性，改善旅客和船員的舒適性，并在船舶靜止或低速航行時也同樣能起到減搖作用的船用外磁式磁流體減搖器。
實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案該裝置包括均勻布置于船體外壁上的跑道型超導(dǎo)線圈，和平行對稱布置的正負兩塊減搖電極，必須保證磁感線方向與電流方向垂直，以及布置在跑道型超導(dǎo)線圈外側(cè)用于對其制冷的液氦儲箱。通過調(diào)節(jié)電流與磁場的大小和方向，利用海水中電流與磁場的相互作用力使海水運動，并將其合理布置于船體，從而產(chǎn)生一個與船體搖蕩方向相反的力矩以達到減搖目的。它將海水作為導(dǎo)體，通過減搖電極向海水供電，利用跑道型超導(dǎo)線圈在海水里建立均勻磁場。當(dāng)海水通過電流時，載流海水就會在與它垂直的磁場中受到電磁力的作用，其反作用力即產(chǎn)生一個平衡力矩阻礙船體的搖蕩。在磁場大小一定的情況下，通過的海水越多，產(chǎn)生的電流越強，電磁力越大，產(chǎn)生的減搖力矩也越大，減搖效果越明顯；反之，通過的海水越少，產(chǎn)生的電流越弱，電磁力越小，產(chǎn)生的減搖力矩也越小，減搖效果越差。這樣，就可以利用控制通過的海水量的不同來控制減搖力矩的大小，實現(xiàn)自動控制。
同時其設(shè)置與減搖電極垂直的左右兩塊的助推電極。
本實用新型的有益效果是本實用新型擺脫了減搖鰭只有在船舶航行時才能減搖的束縛，它可以通過提高設(shè)備功率來增加減搖效果，使之無論在靜止、低速或高速航行時，在較大風(fēng)浪條件下均能起到良好的減搖效果。同樣也可應(yīng)用于海洋平臺以及其它海洋結(jié)構(gòu)物的減搖。
該實用新型不像減搖水艙需占用大量的艙內(nèi)體積，也不需要減搖鰭一套復(fù)雜的伺服機構(gòu)，因此體積可以大為減小。
本實用新型是完全的電磁響應(yīng)，它的減搖作用與船舶的橫搖運動幾乎同步進行，較之減搖鰭反應(yīng)更靈敏。
本實用新型取消了類似減搖鰭復(fù)雜的控制系統(tǒng)，完全根據(jù)橫搖的大小決定減搖器產(chǎn)生的減搖力矩的大小，因此價格可以大為減少，同時它不需要專門的操作人員，運行成本很低。
它的各構(gòu)件之間沒有剛性連接，它們可以集中或分散安裝在船體的任何位置。
下表選擇性的比較了被動式磁流體減搖器和三種傳統(tǒng)的減搖裝置。



圖1為本發(fā)明的原理示意圖即減搖狀態(tài)下的工作示意圖圖2為本發(fā)明在船體安裝示意圖圖3為圖2所示的減搖器的助推狀態(tài)下的工作示意圖1液氦儲箱 2助推電極 3電流方向 4減搖電極 5磁感線方向 6跑道型超導(dǎo)線圈 7海水流動方向具體實施方式
根據(jù)船舶與海洋結(jié)構(gòu)物的結(jié)構(gòu)特點，提出磁流體減搖器在船舶舷側(cè)的布置方式，如圖2中所示。
本實用新型減搖器布置于船體兩側(cè)。其包括布置在跑道型超導(dǎo)線圈(6)外側(cè)的液氦儲箱(1)、跑道型超導(dǎo)線圈(6)和相互垂直的減搖電極(4)及助推電極(2)，減搖狀態(tài)時，船體受波浪擾動產(chǎn)生一個逆時針的搖蕩，此時減搖電極通電，電流方向(3)和磁場方向(5)如圖1所示。海水在電磁力的作用下向上流動(7)，其反作用力即產(chǎn)生一個順時針的力矩，阻礙船體的搖蕩。
右舷的減搖器內(nèi)部的海水也同時產(chǎn)生一個向下的運動，其反作用力也產(chǎn)生一個順時針的力矩，兩者共同產(chǎn)生的力矩即可阻礙船體的搖蕩。當(dāng)波浪擾動力矩相反時只要將電極正負極交換即可。
如圖3中所示，該減搖器亦可提供輔助推進。此時左右兩側(cè)的助推電極(2)同時通電，海水在電磁力的作用下沿船長方向運動(6)，即可產(chǎn)生推力使艦船加速。
權(quán)利要求1.船用外磁式磁流體減搖器，其特征在于包括均勻布置于船體外壁上的跑道型超導(dǎo)線圈(6)，和平行對稱布置的正負兩塊減搖電極(4)，并保證磁感線方向與電流方向垂直，以及布置在跑道型超導(dǎo)線圈(6)外側(cè)用于對其制冷的液氦儲箱(1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船用外磁式磁流體減搖器，其特征是其設(shè)置與減搖電極(4)垂直的兩塊助推電極(2)。
專利摘要本實用新型涉及一種將磁流體技術(shù)應(yīng)用于提高船舶耐波性的新型減搖設(shè)備，該裝置包括均勻布置于船體外壁上的跑道型超導(dǎo)線圈和平行對稱布置的正負兩塊減搖電極，并保證磁感線方向與電流方向垂直，以及布置在跑道型超導(dǎo)線圈外側(cè)用于對其制冷的液氦儲箱，并設(shè)置與減搖電極垂直的左右兩塊的助推電極。其通過調(diào)節(jié)電流與磁場的大小和方向，利用海水中電流與磁場的相互作用力使海水運動，可提高其耐波性和穩(wěn)定性，改善旅客和船員的舒適性，并在船舶靜止或低速航行時也同樣能起到減搖作用，另外還能提供助推作用。
文檔編號B63B39/00GK2744598SQ200420080418
公開日2005年12月7日 申請日期2004年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月21日
發(fā)明者姚震球, 施偉, 高雷 申請人:江蘇科技大學(xué)