一種轉換及利用波浪能的船體結構的製作方法

2023-05-05 22:06:31 1

本實用新型涉及船舶技術領域，具體為一種轉換及利用波浪能的船體結構。

背景技術：

當今世界，地球生態環境嚴重惡化，發展綠色經濟成為社會的熱點。在造船領域，高昂的燃料成本，日漸走低的投資回報率，以及各項環保新法規的出臺，都給全球航運帶來了諸多嚴峻挑戰,建造新能源船舶成為行業發展的熱點。 在佔地球表面71%的海洋中，蘊藏著大量的可再生能源。波浪能作為一種海洋可再生能源，具有能量密度高，分布面積廣等特點,能合理的開發和利用波浪能意義重大。目前，世界各個沿海國家都對波浪能開發及利用進行了深入而廣泛的研究，波浪能發電技術已經得到了廣泛的應用。然而，全世界對於船舶轉換及利用波浪能領域的研究尚處於起步階段，船舶轉換及利用波浪能能夠有效提高提高船舶的推進效率，減少化石燃料的使用，降低汙染物的排放。

技術實現要素：

本實用新型的技術目的提供一種能夠將波浪能轉換及利用到輔助推進的船體結構，其公開技術方案為：

一種轉換及利用波浪能的船體結構，包括設置在船體兩側的附加艙室，其特徵在於：所述附加艙室的上部通過隔板分隔出多個密封的貯氣艙，附加艙室的下部通過隔板分隔出與貯氣艙一一對應的進氣艙，所述進氣艙的底部設有進浪口，並設有封閉所述進浪口的封板，封板通過液壓裝置控制啟閉，所述進氣艙的局部空間位於船體滿載吃水線以上，位於吃水線以上的空間與對應的貯氣艙通過進氣管/孔連接，所述進氣管/孔中設有僅向貯氣艙方向打開的第一單向進氣閥，同時，所述進氣艙通過空氣導管與水面以上的外部空間連通，所述空氣導管中設有僅向進氣艙方向打開的第二單向進氣閥；所述貯氣艙通過輸氣管路與增壓艙連接，所述增壓艙的出氣口與船體尾噴管連接。

在上述方案的基礎上，進一步改進或優選的方案還包括：

所述船體在進氣艙的下方設有封板安裝座，所述封板的底部與安裝座鉸接，所述液壓裝置包括液壓缸，液壓缸活塞杆的頂端與封板連接，頂住封板的內側面，通過活塞杆的伸縮控制封板轉動，進而實現對進氣艙進浪口的開閉。

所述附加艙室的下部通過斜隔板隔出進氣艙，所述斜隔板以頂部靠近船尾、底部靠近船頭的方式傾斜，使波浪作用於斜隔板上的力能夠分解為垂向和縱向的分力，縱向的分力可推動船舶的航行。

所述封板的內側面設有加強筋，以提高封板的結構強度。

所述貯氣艙與進氣艙通過一隔板相隔離，所述隔板上設置安裝了所述第一單向進氣閥的進氣孔。

所述輸氣管路上設有僅向增壓艙方向打開的第三單向進氣閥。

所述貯氣艙/進氣艙沿船體側壁縱向依次排列。

有益效果：

當船舶在風浪環境下航行時，打開封板，使海水從進氣艙底部的進浪口湧入進氣艙，在船體發生搖晃時，進氣艙內的空氣受到海水擠壓，一部分空氣會通過第一單向進氣閥進入貯氣艙，當貯氣艙內的氣體壓力提高後，貯氣艙內的空氣可通過輸氣管路進入增壓艙，之後通過船體尾噴管噴出，推動船體航行。當進氣艙內壓力降低至低於外部氣壓時，外部空氣通過空氣導管進入到進氣艙，及時補充進氣艙內的空氣。在風浪載荷較小時，可關閉進浪口，以減少船舶航行時的阻力。本實用新型結構結構設計合理，可有效地轉換和利用波浪能，節約能源，綠色環保。

附圖說明

圖1 為本實用新型的側向剖視圖；

圖2 為本實用新型的橫向剖視圖；

圖3 為本實用新型的局部放大圖；

圖4是加強筋的結構示意圖。

上圖中：

1輸入導管，2 第二單向進氣閥，3空氣導管，4 第一單向進氣閥，5 斜隔板，6 封板，7 液壓缸，8 第三單向進氣閥，9 垂直隔板，10 二級增壓艙，11 尾噴管，12 外板，13貯氣艙，14 進浪口, 15 加強筋。

具體實施方式

為了進一步闡明本實用新型的技術方案和技術效果，下面結合附圖與具體實施例對本實用新型做進一步的介紹。

如圖1至圖4所示的一種轉換及利用波浪能的船體結構，在船體兩側對稱設有附加艙室，所述附加艙室包括進氣艙和設置在進氣艙上方的貯氣艙13。

所述船體的兩側分別設有與船體側壁平行的外板12，所述外板12的上部與船體側壁通過多個並列的垂直隔板9連接，通過垂直隔板9分隔出若干沿著船體側壁縱向排列的貯氣艙13，所述貯氣艙13的頂部和底部通過水平隔板封閉，形成密封的貯氣空間。

外板12的下部與船體側壁通過多個並列的斜隔板5連接，通過斜隔板5分隔出若干進氣艙，所述進氣艙與上方的貯氣艙13一一對應，進氣艙上部與貯氣艙13通過貯氣艙底部的水平隔板隔離，所述隔板上設有連通貯氣艙13與進氣艙的進氣孔，所述進氣孔中安裝有第一單向進氣閥4，所述第一單向進氣閥4僅向貯氣艙13方向打開。所述進氣艙的底部設有進浪口，並設有控制所述進浪口開閉的封板6，封板6通過液壓裝置驅動控制。

所述進氣艙的上部空間位於船體滿載吃水線以上，位於滿載吃水線以上的空間通過空氣導管3與水面以上的外部空間連通，所述空氣導管3的進氣口設置在船舶外甲板上方，空氣導管3穿過貯氣艙13進入進氣艙，其出氣口與進氣艙上部空間連通，所述空氣導管3中設有僅向進氣艙方向打開的第二單向進氣閥2。

所述貯氣艙13通過輸氣管路1與位於船體末端的增壓艙連接，所述增壓艙的出氣口與船體尾噴管11連接。所述輸氣管路1縱穿各貯氣艙13，在每個貯氣艙13內設有一安裝了第三單向進氣閥8的進氣口，所述第三單向進氣閥8僅向增壓艙方向打開。

所述船體在進氣艙的下方設有封板安裝座，所述封板6的底部與安裝座鉸接，所述液壓裝置包括液壓缸7，液壓缸活塞杆的頂端與封板6連接，頂住封板6的內側面，通過活塞杆的伸縮控制封板6轉動，從而實現對進氣艙進浪口開閉的控制，如圖2所示。考慮到封板6的運動軌跡，液壓缸活塞杆頂端與封板6採用滑動連接，若活塞杆頂端與封板6定位連接，則將液壓缸的缸套設為與安裝座鉸接。

所述封板6的內側面設有加強筋15，以加強封板的結構強度，所述加強筋15可採用角鋼製成。

當船舶在風浪環境下航行時，通過液壓缸驅動封板6打開，使海水從進氣艙底部的進浪口湧入進氣艙，在船體發生搖晃時，進氣艙內的空氣受到海水擠壓，一部分空氣會通過第一單向進氣閥4進入貯氣艙13。聚集在貯氣艙13內的氣體量增壓，艙內壓力提高後，貯氣艙13內的空氣可通過第三單向進氣閥8進入輸氣管路1，進而被引導至增壓艙，所述增壓艙可通過加熱產生高壓空氣，使高壓氣體通過船體尾噴管11噴出，推動船體航行。與此同時，當進氣艙內氣體量減少，壓力降低至低於外部氣壓時，外部空氣可通過空氣導管3進入到進氣艙，及時補充進氣艙內的空氣。在風浪載荷較小時，可關閉進浪口，以減少船舶航行時的阻力。

以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特徵和本實用新型的優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和範圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，本實用新型要求保護範圍由所附的權利要求書、說明書及其等效物界定。