專利名稱:氣隔船的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明-氣隔船屬船體技術(shù)領(lǐng)域。它是一種完全靠船體自身速度,利用斜 通管將船首前的部分空氣,不斷地送入船首淺水域中,形成浮箱空氣層和輸 氣帶空氣層,再用輸氣帶將這些空氣不斷地送入船底氣槽內(nèi),形成船底空氣 層,空氣層的空氣再從阻氣板、船壁排氣孔和導(dǎo)氣板下緣排入水中,產(chǎn)生無 數(shù)氣泡,形成阻氣板、船壁氣泡層和船尾旋流氣泡層,將船體水面下的絕大 部分表面與水隔離,變水阻力為空氣阻力和氣泡阻力的船體。它既有效地減 小水阻力,又充分地利用水浮力,能達到提高航速,節(jié)省時間,降低能耗, 增大運效的目的。它還有原理明確,結(jié)構(gòu)簡單,投資少,靈活性大,安全性 高,適用范圍廣等優(yōu)點。
(二) 現(xiàn)有技術(shù)
船在水中行駛,承受很大的水阻力。水阻力中,主要的是船頭的水正壓 力,其次是船尾的水旋流后拽力,再則是船壁和船底的水摩阻力。水阻力的 大小除跟船速有關(guān)外,還跟船的形狀、船體與水接觸面積的大小有關(guān)。尖首 船從船形入手,將部分船頭的水正壓力轉(zhuǎn)換成水摩阻力,使阻力減小,但其 它水阻力未有效地減小,所以總水阻力的降低效果有限,且船體耗材相對較 多。氣墊船從船體內(nèi)部將壓縮空氣送到船底之下,形成氣墊,將船底與水隔 離,變船底的水摩阻力為空氣摩阻力,但它的四周船體和船裙仍與水接觸, 除承受船壁水摩阻力外,還承受較大的船首水正壓力和船尾水旋流后拽力, 所以總水阻力的降低效果也有限,且壓縮空氣需消耗一定的能量。其它高速船,如水翼船、快艇等,都因耗能大,尚只用于小船體上。 (三)發(fā)明技術(shù)
本發(fā)明完全靠自身航速,利用斜通管在水中移動時,管內(nèi)水位下降的原 理,不斷地將船首前的部分空氣從船首外部送入水下,把水面下船體的絕大 部分表面與水隔離,變水的阻力為空氣阻力和氣泡阻力。它在船首外部的兩 側(cè),各安裝一根上粗下細的斜通管。斜通管由進氣口、伸縮管和出氣口組成。 進氣口呈喇叭形,在水面之上,朝向船體前方;出氣口為扁平長方形,在水 面之下的淺水域內(nèi),朝向船體后方,其底部安裝一個或幾個葉輪,其上部為 一個或幾個截面為梭形的連接管,連接管的截面寬度,等于或小于出氣口上 部寬度的五分之二;伸縮管在斜通管的中部,將進氣口和出氣口連成一體。
在出氣口之后安裝兩邊有翼緣的浮箱,浮箱與出氣口相連,兩者之間有一定 的空隙,上水流從ltt降落時,將空隙充滿,形成水封。浮箱兩側(cè)安裝雙導(dǎo)軌,
上導(dǎo)軌為鋸齒形,鋸齒的平齒面與水平面的夾角為8度左右,導(dǎo)軌的立齒面 與垂直面的夾角為5度左右,平齒面和立齒面相交處倒圓角,下導(dǎo)軌為平桿 形,在出氣口的上部和浮箱的下部安裝頂塊,頂塊與平齒面及立齒面相接觸 的面為圓弧面。由于伸縮管的伸縮,浮箱可帶動出氣口沿導(dǎo)軌移動,移動時, 頂塊不阻擋移動,不出導(dǎo)軌,使出氣口始終處在所設(shè)定的淺水域中;船航行
時,頂塊緊頂在立齒面上,所以船吃水深度的改變,船頭波浪的起伏,以及 出氣口水正壓力的變化,都對出氣口的吃水深度影響很小。在船首底面之下 安裝電機、電磁鐵、轉(zhuǎn)換輪、上中下轉(zhuǎn)輪和輸氣帶,輸氣帶外側(cè)有許多可轉(zhuǎn) 動的,帶有小支架的輸氣板,輸氣板在上層輸氣帶之上時往后倒下,在下層
輸氣帶之下時,垂直向下。電機和電磁鐵串連,轉(zhuǎn)換輪與電磁鐵連成一體。 在船首兩側(cè)安裝阻氣板,阻氣板與船首底板連成一體,在阻氣板的下邊緣安 裝回氣管,回氣管從船底氣槽起,沿阻氣板的下邊緣通向船首水面之下?;?氣管的上部開鋸齒形槽,阻氣板的下邊緣嵌在齒槽內(nèi),形成許多阻氣板內(nèi)、 外側(cè)的排氣孔。阻氣板上有一個擋水板和兩個洞口,擋水板和上洞口在下層 輸氣帶之上,水進入下層輸氣帶之上的突間內(nèi),形成下層輸氣帶兩邊的縫隙 水封。下洞口在下層輸氣帶之下。在船兩邊側(cè)壁上安裝裙板,裙板的中下部 開若干個扁平排氣孔,裙板底邊與船底最低面接近,裙板與船底之間形成氣 槽,氣槽不少于兩個。氣槽的前端有弧形隔板,隔板和下轉(zhuǎn)輪之間有比較小 的空隙,水從此往下流時,形成空隙水封。在船底和船尾交界處安裝導(dǎo)氣板, 導(dǎo)氣板的傾斜角度由操縱桿操縱。在船體中后部的兩側(cè)水面之下,各安裝一 個或幾個阻水板,阻水板帶有彈簧,阻水板隨轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。在船首底面和船尾 底面安裝水平橫向螺旋槳,船首底面的前螺旋槳對著阻氣板的下洞口,船尾 底面的后螺旋槳在導(dǎo)氣板之后。
船航行時,進氣口處空氣壓力增大,出現(xiàn)正壓區(qū),同時出氣口處的上水 流下降,下水流上升,上、下水流之間出現(xiàn)負壓區(qū),進氣口、出氣口的壓力 差使管內(nèi)水位下降,且葉輪的下葉片在下水流作用下轉(zhuǎn)動,葉輪的上葉片將 斜通管內(nèi)的水外排,使水位進一步下降,航速越快,管內(nèi)水位降得越低,當
航速達到2.5"V秒以上時,斜通管內(nèi)的水將會被全部排出,使空氣不斷地進入 水流負壓區(qū),即船首水面下的淺水域內(nèi),繼而上升到上水流中,產(chǎn)生氣泡, 再上升到浮箱底面,形成浮箱底空氣層,將浮箱底面與水隔離。由于浮箱和
出氣口之間有水封,浮箱兩邊有翼緣,空氣受組,只能向后方移動,不斷地 進入下層輸氣帶、輸氣板中,形成下層輸氣帶空氣層,將下層輸氣帶底面與 水隔離。當輸氣帶和輸氣板所受的水正壓力之和,大于轉(zhuǎn)輪的軸承摩擦力, 以及輸氣帶、輸氣板與水、空氣的摩擦力之和時,轉(zhuǎn)輪就會轉(zhuǎn)動,下層輸氣 帶就向船體后下方移動,不斷地將空氣輸送到船底氣槽內(nèi)。由于輸氣帶的移 動,所以輸氣帶、輸氣板所受的水正壓力之和,比普通船所受的水正壓力要 小很多。啟動電機,加速轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動,使下層輸氣帶移動速度的水平分量,等 于或略大于航行速度與水流速度之和的絕對值時,輸氣帶、輸氣板上的水正 壓力就消失了。進入氣槽內(nèi)的空氣,形成船底空氣層,將船底與水隔離,變 水摩阻力為空氣摩阻力。由于隔板和下轉(zhuǎn)輪之間有水封,船底空氣層內(nèi)的空 氣不能從此跑出,只會向船底后方移動。當船底空氣層的厚度超過回氣管的
入口位置時,氣槽內(nèi)的15%左右的空氣,會不斷地沿屈氣管返回到船首水面 下,并從阻氣板的若干個內(nèi)、外排氣孔排出,進入水中,產(chǎn)生大量的氣泡, 氣泡沿內(nèi)、外壁面上浮的同時,體積不斷擴大,形成阻氣板內(nèi)、外壁氣泡層, 將水面下阻氣板的內(nèi)、外兩側(cè)面與水隔離,變水摩阻力為氣泡摩阻力;當船 底空氣層的厚度超過裙板排氣口位置時,氣槽內(nèi)的30%左右的空氣,不斷地 從裙板排氣孔排出,進入水中,產(chǎn)生大量的氣泡,氣泡沿船側(cè)壁外表面上浮, 形成側(cè)壁氣泡層,將船側(cè)壁面與水隔離,變水摩阻力為氣泡摩阻力;氣槽內(nèi) 的其它空氣,不斷地從導(dǎo)氣板下緣排入水中,產(chǎn)生無數(shù)多的氣泡,氣泡上浮, 形成船尾旋流氣泡層,將船尾與水隔離,變水旋流后拽力為氣泡旋流后拽力。 由于航速很高,三個空氣層和四個氣泡層連成一片,將水面下船體的絕大部
分表面與水隔離,有效地減小了航行阻力。
本發(fā)明航行時,減小了絕大部分的水阻力,但仍承受一小部分水阻力和 水面以上的空氣阻力,綜合平衡,在相同動力條件下,氣隔船的航速比現(xiàn)有
船的航速可提高30%以上。
本發(fā)明完全靠自身航速,將空氣送入船底,減小航行阻力,不但沒有另 外增加能耗,反而減小了船首空氣的阻力;啟動電機,加速輸氣帶轉(zhuǎn)動,只 需很少的能量,使輸氣帶和輸氣板上的水正壓力消失,獲得了很大的效果, 從整體上說,是降低了能耗。
本發(fā)明雖用空氣層和氣泡層,將水面下船體的絕大部分表面與水隔離, 但它的吃水深度沒有大的變化,所以,它既有效地減小了水阻力,又充分地 利用了水浮力,仍發(fā)揮船承載量大的優(yōu)勢,從而達到提高航速,節(jié)省時間, 降低能耗,增大運效的目的。
另外,導(dǎo)氣板可調(diào)整船底空氣層的厚度,使船體兩邊產(chǎn)生壓力差,能減 小船體搖晃,或轉(zhuǎn)彎時的傾斜度。
打開阻水板時,船受的水阻力增大,打開一側(cè)阻水板時,船會向該側(cè)轉(zhuǎn) 彎;緊急狀態(tài)下,同時完全打開兩側(cè)阻水板時,則船受的水阻力劇增,船速 銳減,可避免碰撞。
在船首和船尾的底面下,裝有水平軸流螺旋槳。同時啟動前、后螺旋槳, 能使船橫行;只啟動前螺旋槳,或只啟動后螺旋槳時,可使船急轉(zhuǎn)彎。 (四)示圖說明
下面結(jié)合示圖對本發(fā)明技術(shù)作進一步說明
圖1:本發(fā)明基本結(jié)構(gòu)示意圖 圖2:本發(fā)明的A--A剖面圖 圖3:本發(fā)明的B--B剖面圖
圖中(1)船首,(2)進氣口, (3)伸縮管,(4)出氣口, (5)葉輪,(6) 浮箱,(7)雙導(dǎo)軌,(8)上頂塊,(9)下頂塊,(10)船首底,(11)上轉(zhuǎn)輪, (12)電機,(13)電磁鐵,(14)轉(zhuǎn)換輪,(15)下轉(zhuǎn)輪,(16)中轉(zhuǎn)輪,(17) 輸氣帶,(18)輸氣板,(19)阻氣板,(20)回氣管,(21)內(nèi)排氣孔,(22) 外排氣孔,(23)擋水板,(24)前螺旋漿,(25)船底,(26)裙板,(27)排 氣孔,(28)隔板,(29)導(dǎo)氣板,(30)操縱桿,(31)阻水板,(32)彈簧, (33)轉(zhuǎn)軸,(34)船尾,(35)后螺旋漿,(36)空氣正壓區(qū),(37)上水流, (38)下水流,(39)水流負壓區(qū),(40)水封A, (41)水封B, (42)水封C, (43)浮箱底空氣層,(44)輸氣帶空氣層,(45)船底空氣層,(46)阻氣板 內(nèi)氣泡層,(47)阻氣板外氣泡層,(48)側(cè)壁氣泡層,(49)旋流氣泡層。
本發(fā)明是完全靠自身航速,利用斜通管在水中移動時,管內(nèi)水位下降的 原理,不斷地將船首前的部分空氣從船首外部送入水下,把水面下船體的絕 大部分表面與水隔離,變水的阻力為空氣阻力和氣泡阻力的船體。它在(1) 船首兩側(cè)各安裝一根上粗下細的斜通管,斜通管由(2)進氣口、 (3)伸縮管 和(4)出氣口組成。(2)進氣口呈喇叭形,在水面之上,朝向船的前方;(4) 出氣口為長方形,在水面之下,朝向船的后方,在(4)出氣口底部安裝一個 或幾個(5)葉輪,在(4)出氣口上部有一個或幾個梭形截面的連接管,連 接管的截面寬度之和,等于或小于(4)出氣口寬度的五分之二; (3)伸縮
管在中部,與(2)進氣口和(4)出氣口連成一體。在(4)出氣口之后安裝 (6)浮箱,(6)浮箱的兩邊有翼緣。(6)浮箱與(4)出氣口相連,兩者之 間有一定的間隙,(37)上水流從此下落時,形成(40)水封A。在(6)浮 箱兩側(cè)安裝(7)雙導(dǎo)軌,它的上導(dǎo)軌為鋸齒形,上導(dǎo)軌鋸齒的平齒面與水平 面的夾角為8度左右,立齒面與垂直面的夾角為5度左右,平齒面和立齒面 相交處倒圓角,下導(dǎo)軌為平桿形,在(4)出氣口上部安裝(8)上頂塊,在
(6) 浮箱下部安裝(9)下頂塊,(8)上頂塊、(9)下頂塊與平齒面及立齒 面相接觸的面為圓弧面。由于伸縮管的伸縮,(6)浮箱可帶動(4)出氣口沿
(7) 導(dǎo)軌移動,移動時,(8)上頂塊和(9)下頂塊不阻擋移動,不出(7) 導(dǎo)軌,使(4)出氣口始終處在水面之下所設(shè)定的淺水域中;航行時,(8)上 頂塊、(9)下頂塊緊頂在立齒面上,所以,船吃水深度的改變,船頭波浪的 起伏,以及(4)出氣口水正壓力的變化,都對出氣口的吃水深度影響很小。
本發(fā)明航行時,(2)進氣口前呈現(xiàn)(36)空氣正壓區(qū);同時(37)上水 流下降,(38)下水流上升,兩者之間呈現(xiàn)(39)水流負壓區(qū),(2)進氣口和 (4)出氣口的壓力差使管內(nèi)水位下降,另外,(5)葉輪的下葉片在(38)下 水流作用下會產(chǎn)生轉(zhuǎn)動,(5)葉輪的上葉片將斜通管內(nèi)的水外排,使管內(nèi)水 位進一步下降。航速越快,管內(nèi)水位降得越低,當航速達到2.5"V秒以上時, 管內(nèi)的水會被全部排出,讓空氣不斷地進入(39)水流負壓區(qū),再上升到(37) 上水流中,產(chǎn)生氣泡。由于(40)水封A的阻止,氣泡繼而再上升到(6)浮 箱底面,形成(43)浮箱底空氣層,將(6)浮箱底面與水隔離,變水摩阻力 為空氣摩阻力。
在(10)船首底板之下安裝(12)電機、(13)電磁鐵、(14)轉(zhuǎn)換輪、(11) 上轉(zhuǎn)輪、(15)下轉(zhuǎn)輪、(16)中轉(zhuǎn)輪和(17)輸氣帶。(11)上轉(zhuǎn)輪、(15) 下轉(zhuǎn)輪和(17)輸氣帶組成轉(zhuǎn)動機構(gòu),(16)中轉(zhuǎn)輪為(17)輸氣帶的定位輪, 數(shù)量隨(17)輸氣帶的長短而定。(17)輸氣帶的外側(cè)有許多可轉(zhuǎn)動的,帶有 小支架的(18)輸氣板,(18)輸氣板在上層(17)輸氣帶之上位置時,往后 倒下,在下層(17)輸氣帶之下位置時,垂直向下。(12)電機和(13)電磁 鐵串連,(14)轉(zhuǎn)換輪與(13)電磁鐵連成一體。啟動(12)電機時,(13) 電磁鐵同時帶電,使(14)轉(zhuǎn)換輪上移,與(12)電機及(11)上轉(zhuǎn)輪接觸, 帶動(17)輸氣帶轉(zhuǎn)動。因(6)浮箱的翼緣和(40)水封A的阻止,(43) 浮箱底空氣層的空氣在水力作用下,不斷地進入(17)輸氣帶和(18)輸氣 板之間的空間內(nèi),形成(44)輸氣帶空氣層,把下層的(17)輸氣帶底面與 水隔離,變水正壓力為空氣正壓力。當(17)輸氣帶和(18)輸氣板受的水 正壓力之和,大于(11)上轉(zhuǎn)輪、(15)下轉(zhuǎn)輪、(16)中轉(zhuǎn)輪的軸承摩擦力, 以及(17)輸氣帶、(18)輸氣板與水、空氣的摩擦力之和時,(11)上轉(zhuǎn)輪、 (15)下轉(zhuǎn)輪、(16)中轉(zhuǎn)輪和(17)輸氣帶就會轉(zhuǎn)動,下層(17)輸氣帶就 向船體后下方移動,從而不斷地將空氣往船體后下方輸送。由于(17)輸氣 帶的移動,故(17)輸氣帶、(18)輸氣板所受的水正壓力之和,比普通船所 受的水正壓力要小很多。啟動(12)電機,(13)電磁鐵帶電,帶動(14)轉(zhuǎn) 換輪上移,通過(14)轉(zhuǎn)換輪的轉(zhuǎn)換,加速(11)上轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動,使下層(17) 輸氣帶向船體后下方移動的速度加快。當其速度水平分量等于,或略大于航 行速度與水流速度之和的絕對值時,(17)輸氣帶及(18)輸氣板上的
水正壓力就消失了。
在船首兩側(cè)安裝(19)阻氣板,(19)阻氣板與(10)船首底板連成一體。 (19)阻氣板上有(23)擋水板和兩個洞口, (23)擋水板和上洞口,在下層 (17)輸氣帶之上,水進入下層(17)輸氣帶之上的空間內(nèi),在(23)擋水
板和下層(17)輸氣帶之間形成空隙(41)水封B,防止(17)輸氣帶下的空
氣從兩邊空隙中跑出。下洞口在下層(17)輸氣帶之下。
在水面下的船壁上安裝(26)裙板,在(26)裙板中下部開若干個扁平
的(27)排氣孔,(26)裙板底邊取平,底邊與(25)船底最低面高度接近, (26)裙板與(25)船底之間形成氣槽,氣槽不少于兩個。由(17)輸氣帶
不斷地輸送而來的空氣進入氣槽后,形成(45)船底空氣層,將(25)船底
與水隔離,變水摩阻力為空氣摩阻力。氣槽的前端有(28)弧形隔板,它和 (15)下轉(zhuǎn)輪之間有一小縫隙,(17)輸氣帶上部的水,從此縫隙往下流時,
形成(42)水封C,阻止空氣從此縫隙中跑出,使(45)船底空氣層的厚度逐
漸加厚。
在(19)阻氣板的下緣安裝(20)回氣管,(20)回氣管從氣槽起,沿(19) 阻氣板的下緣,通向(1)船首水面之下。(20)回氣管的上部開齒形槽,(19) 阻氣板的下緣嵌入槽齒內(nèi),形成許多(19)阻氣板的(21)內(nèi)排氣孔和(22) 外排氣孔。當(45)船底空氣層底面低于(20)回氣管的進氣口位置時,(45) 船底空氣層中15%左右的空氣,會不斷地從(21)內(nèi)排氣孔和(22)外排氣 孔排出,產(chǎn)生大量氣泡,氣泡沿(19)阻氣板的內(nèi)、外側(cè)面上浮的同時,體 積逐漸擴大,形成(46)阻氣板內(nèi)側(cè)氣泡層和(47)阻氣板外側(cè)氣泡層,將
(19)阻氣板的內(nèi)、外側(cè)面與水隔離,變水摩阻力為空氣摩阻力。
另外,當(45)船底空氣層底面低于(27)排氣孔的位置時,(45)船底 空氣層中30%左右的空氣,會不斷地從(27)排氣孔排出,產(chǎn)生大量的氣泡, 氣泡沿(26)裙板和船壁的外側(cè)面上浮的同時,體積逐漸擴大,形成(48) 側(cè)壁氣泡層,將船壁的外側(cè)面與水隔離,變水摩阻力為空氣摩阻力。
在(25)船底和(34)船尾交接處安裝(29)導(dǎo)氣板,(45)船底空氣層 的55%左右的空氣,不斷地從(29)導(dǎo)氣板的下緣排出,產(chǎn)生大量氣泡,沿 (34)船尾的外側(cè)面上浮的同時,體積逐漸擴大,形成(49)旋流氣泡層, 將(34)船尾表面與水隔離,變水旋流后拽力為氣泡旋流后拽力。由于航速 很高,三個空氣層和四個氣泡層連成一片,將水面下船體的絕大部分表面與 水隔離,變水阻力為空氣阻力和氣泡阻力。船航行時受的阻力大小,與船體 接觸的流體密度成正比,空氣層中空氣平均密度僅為水密度的幾百分之一, 氣泡層中的氣泡和水混合物的平均密度,也只是水密度的幾十分之一,所以 本發(fā)明有效地減小了航行阻力,提高了航速。在總阻力中,對于水阻力占的 比例越大的現(xiàn)有船體,改成氣隔船后,水阻力減得越多,航速提高越顯著。
本發(fā)明完全靠自身航速將船首前的部分空氣送入船底,減小航行阻力, 不但沒有額外增加能耗,反而減小了船首空氣的阻力;另外,啟動(12)電 機,加速(17)輸氣帶轉(zhuǎn)動,只費很少的動力,就使(17)輸氣帶和(18) 輸氣槔上的水正壓力消失,獲得了大的效果,從整體上說,是降低了能耗。
本發(fā)明安裝有(29)導(dǎo)氣板和(30)操縱桿,(30)操縱桿可改變(29) 號氣板的斜度,來控制兩邊(45)船底空氣層的厚度。當船體左右兩邊的(45)
船底空氣層厚度不同時,船體兩邊就會產(chǎn)生壓力差,能減小船體搖晃或轉(zhuǎn)彎 時的傾斜度,保持船的平穩(wěn)性。
高速船航行時易發(fā)生碰撞事故。本發(fā)明在船體左右兩側(cè)的中后部,各設(shè)
置一個或幾個(31)阻水板,(31)阻水板上帶有(32)彈簧,(31)阻水板 可繞(32)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動,(32)轉(zhuǎn)軸由控制系統(tǒng)操縱。啟動(32)轉(zhuǎn)軸,在打開 (31)阻水板的一瞬間,(31)阻水板在(32)彈簧的作用下會自動彈開,然 后在水阻力作用下繼續(xù)展開,達到需要展開的角度。當打開一側(cè)(31)阻水 板時,船就會往該側(cè)轉(zhuǎn)彎,展開的角度越大,轉(zhuǎn)彎越急,可迅速避開危險; 緊急狀態(tài)下,同時快速打開兩側(cè)所有的(31)阻水板,則船體受的水阻力劇 增,航速銳減,可避免碰撞。
在(10)船首底面安裝有水平橫向的(24)前螺旋槳,在(34)船尾底 面安裝有水平橫向的(35)后螺旋槳,(24)前螺旋槳對著(19)阻氣板的下 洞口, (35)后螺旋槳在導(dǎo)氣板之后。同時同向啟動(24)前螺旋槳和(35) 后螺旋槳時,能使船橫行;只啟動(24)前螺旋槳,或只啟動(35)后蠊凝 槳,或同時反向啟動(24)前螺旋槳和(35)后螺旋槳時,能使船急轉(zhuǎn)。
本發(fā)明航行時,雖然減小了絕大部分的水阻力,但仍然承受一小部分水 阻力,以及水面以上的空氣阻力。綜合平衡,在相等的動力條件下,本發(fā)明 的航速可比現(xiàn)有船的航速提高30%以上。
本發(fā)明雖然用很薄的空氣層和氣泡層,將水面以下船體的外表面與水隔 離,但船體的吃水深度沒有大的變化,仍發(fā)揮船體承載量大的優(yōu)勢。所以, 本發(fā)明既有效地減小了水阻力,又充分地利用了水浮力,達到了提高航速,
節(jié)省時間,降低能耗,增大運效的目的。 (五)技術(shù)優(yōu)點
1. 原理明確,結(jié)構(gòu)簡單,制造方便,適用范圍廣,不僅適用于幾噸到 萬噸級的軍艦、貨輪、油輪、客輪、漁船等多種船體的建造,還能在 不改變現(xiàn)有船體形狀和結(jié)構(gòu)的條件下,對大大小小的平頭船、尖頭船、 平底船、圓底船等多種現(xiàn)有船體,只進行外部改造,便可實施;
2. 成本低,對于建造新船體而言,造價僅比現(xiàn)有船體多3%左右,對 于現(xiàn)有多種船體改造來說,改造費也只有原船體投資的5%左右;
3. 速度快,能耗小,運效高,與現(xiàn)有船相比,速度快30%左右,能耗 少25%左右,運效高40%以上;
4. 能橫行,能急轉(zhuǎn),能高速,能減速,靈活性好,安全性高。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明是一種完全靠船體自身速度,利用斜通管在水中移動時,管內(nèi)水位下降的原理,不斷地將船首前的部分空氣,從船首外部送入船首的淺水域中,形成浮箱空氣層和輸氣帶空氣層,再用輸氣帶將這些空氣輸送到船底的氣槽內(nèi),形成船底空氣層,然后再使這些空氣,從阻氣板的內(nèi)、外排氣孔、船壁排氣孔和導(dǎo)氣板下緣,不斷地排入水中,產(chǎn)生無數(shù)多的氣泡,氣泡沿船體外壁上浮的同時,體積逐步擴大,形成阻氣板的內(nèi)、外壁氣泡層、船壁氣泡層和船尾旋流氣泡層,三個空氣層和四個氣泡層連成一片,將水面下的船體的絕大部分表面與水隔離,變水阻力為空氣阻力和氣泡阻力的氣隔船.
2. 根據(jù)權(quán)力要求1所述的斜通管,其特征是在船首外部的兩側(cè),各安 裝一根上粗下細的斜通管,斜通管由進氣口、伸縮管和出氣口組成,進氣口 呈喇叭形,在水面之上,朝向船體前方,出氣口為扁平長方形,在水面之下 的淺水域內(nèi),朝向船體后方,其底部安裝一個或幾個葉輪,其上部為一個或 幾個截面為梭形的連接管,連接管的截面寬度,等于或小于出氣口上部寬度 的五分之二,伸縮管在斜通管的中部,將進氣口和出氣口連成一體。
3. 根據(jù)權(quán)力要求1所述的浮箱,其特征是浮箱安裝在出氣口之后,浮 箱與出氣口相連,兩者之間有一定的空隙,上水流從此降落時,將空隙充滿, 形成水封,浮箱兩邊有翼緣,進入浮箱底的空氣,形成浮箱底空氣層,將浮箱底面與水隔離,浮箱外側(cè)安裝鋸齒形導(dǎo)軌,由于伸縮管的伸 縮,浮箱可帶動出氣口沿導(dǎo)軌移動,使出氣口始終處在船首的淺水域內(nèi)。
4. 根據(jù)權(quán)力要求3所述的導(dǎo)軌,其特征是導(dǎo)軌為上、下雙導(dǎo)軌,上導(dǎo)軌為鋸齒形,鋸齒的平齒面與水平面的夾角為8度左右,立齒面與垂直面的 夾角為5度左右,平齒面和立齒面相交處倒圓角,下導(dǎo)軌為平桿形,在出氣 口的上部安裝上頂塊,在浮箱的下部安裝下頂塊,上頂塊、下頂塊與平齒面 及立齒面相接觸的面為圓弧面,浮箱和出氣口沿導(dǎo)軌移動時,頂塊不阻擋移 動,不出導(dǎo)軌,船航行時,頂塊緊頂在立齒面上,船吃水深度的改變,船頭 波浪的起伏,以及出氣口水正壓力的變化,都對出氣口的吃水深度影響很小。
5. 根據(jù)權(quán)力要求1所述的輸氣帶,其特征是在船首底面之下安裝電機、 電磁鐵、轉(zhuǎn)換輪、上轉(zhuǎn)輪、下轉(zhuǎn)輪、中轉(zhuǎn)輪和輸氣帶,輸氣帶外側(cè)安裝許多 可轉(zhuǎn)動的,帶有小支架的輸氣板,輸氣板處在上層輸氣帶之上的位置時,往 后倒下,處在下層輸氣帶之下的位置時,垂直向下,進入下層輸氣帶之下的 空氣,形成輸氣帶空氣層,將下層輸氣帶底面與水隔離,啟動電機時,電磁 鐵同時帶電,使轉(zhuǎn)換輪上移,與電機及上轉(zhuǎn)輪接觸,加速輸氣帶轉(zhuǎn)動,當下 層輸氣帶向后下方移動速度的水平分量,等于或略大于航行速度與水流速度 之和的絕對值時,輸氣帶、輸氣板上的水正壓力就消失了。
6. 根據(jù)權(quán)力要求1所述的氣隔船,其特征是在船兩邊側(cè)壁上安裝裙板, 裙板底邊取平,底邊與船底面最低部位接近,裙板與船底之間形成氣槽,氣 槽不少于兩個,由輸氣帶不斷送來的空氣,在氣槽內(nèi)形成船底空氣層,將船底面與水隔離,在裙板的中下部開若干個扁平排氣孔,當船底空氣層的厚度超過裙板排氣孔的位置時,排氣孔可將船底氣槽內(nèi)的30%左右空氣排入水中,產(chǎn)生大量氣泡,氣泡沿船壁側(cè)面上浮,形成船壁氣泡層,將船 壁側(cè)面與水隔離。
7. 根據(jù)權(quán)力要求1所述的阻氣板,其特征是在船首兩側(cè)面安裝阻氣板, 阻氣板與船首底相連,阻氣板上有一個擋水板和兩個洞口,擋水板和上洞口 在下層輸氣帶之上,水進入后,在下層輸氣帶的兩側(cè)和擋水板之間,形成縫 隙水封,下洞口在下層輸氣帶之下,阻氣板的下緣安裝回氣管,回氣管從船 底氣槽起,沿阻氣板的下緣通到船首水面之下,回氣管上部開齒形槽,阻氣 板的下緣嵌入槽齒內(nèi),形成許多阻氣板的內(nèi)、外側(cè)排氣孔,當船底空氣層的 厚度超過回氣管的入口位置時,這些排氣孔可將船底氣槽內(nèi)的15%的空氣排 入水中,產(chǎn)生大量氣泡,氣泡沿阻氣板的內(nèi)、外側(cè)面上浮,形成阻氣板的內(nèi)、 外側(cè)氣泡層,將阻氣板的內(nèi)、外側(cè)面與水隔離。
8. 根據(jù)權(quán)力要求1所述的導(dǎo)氣板,其特征是在船底和船尾交接處,安 裝導(dǎo)氣板,船底空氣層的55%左右的空氣,從導(dǎo)氣板下緣排出,產(chǎn)生無數(shù)多 的氣泡,氣泡沿船尾底面上浮,形成船尾旋流氣泡層,將船尾與水隔離,導(dǎo) 氣板的傾斜角度由操縱桿操縱,用以調(diào)整船底空氣層的厚度,當兩邊空氣層 的厚度不同時,船體的兩邊會產(chǎn)生壓力差,能減小船體搖晃或轉(zhuǎn)彎時的傾斜 度。
9. 根據(jù)權(quán)力要求1所述的氣隔船,其特征是在船體中后部的兩側(cè)水面 下,各安裝一個或幾個阻水板,阻水板帶有彈簧,阻水板圍繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動,在 打開阻水板的瞬間,阻水板在彈簧作用下,會自動彈開,然后在水兵阻力作 用下繼續(xù)展開,當打開一側(cè)阻水板時,船會向該側(cè)轉(zhuǎn)彎,同時完全打開兩側(cè)阻水板時,船受的水阻力劇增,船速銳減,可避免碰撞。
10. 根據(jù)權(quán)力要求1所述的氣隔船,其特征是在船首底部和船尾底部,各安裝有橫向水平軸流螺旋槳,前螺旋槳對著阻氣板的下洞口,后螺旋槳在 導(dǎo)氣板之后,同時同向啟動前、后螺旋槳,能使船橫行,只啟動前螺旋槳, 或只啟動后螺旋槳,或同時反向啟動前、后螺旋槳,能使船急轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明--氣隔船屬船體技術(shù)領(lǐng)域。它是一種完全靠船體自身速度,利用斜通管將船首前的部分空氣,不斷地送入船首淺水域中,形成浮箱空氣層和輸氣帶空氣層,再用輸氣帶將這些空氣不斷地送入船底氣槽內(nèi),形成船底空氣層,再使空氣從阻氣板、船壁排氣孔和導(dǎo)氣板下緣排入水中,形成阻氣板、船壁和船尾氣泡層,將船體水面下的絕大部分表面與水隔離,變水阻力為空氣阻力和氣泡阻力的船體。它既有效地減小水阻力,又充分地利用水浮力,能達到提高航速,節(jié)省時間,降低能耗,增大運效的目的。它還有原理明確,結(jié)構(gòu)簡單,投資少,靈活性大,安全性高,適用范圍廣等優(yōu)點。對已有船體,可外部改造而成。
文檔編號B63B1/32GK101353079SQ20071001831
公開日2009年1月28日 申請日期2007年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月23日
發(fā)明者王昌貴 申請人:王昌貴