CN108177724A - 一种用于气层减阻技术的稳压腔结构及安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于气层减阻技术的稳压腔结构及安装方法，用于气层减阻装置在船上的安装结构，属于气层减阻技术的应用范畴。该制作方法是在利用船体底部结构的基础上，将稳压腔的其它零件焊接在船底结构上，在稳压腔的顶部连接主喷气管，底部利用船底外板流出气泡，形成一个独立的封闭的水密的气腔，使施工工艺简单，喷气效果提升，节约能耗，降低船舶营运成本。用于气层减阻技术的稳压腔结构对形成稳定气层降低摩擦阻力，提高气层减阻装置的喷气质量和喷气效率有显著作用，对于提升气层减阻技术的整体水平，降低船舶的营运成本，提高船舶的经济效益，推动船舶行业新技术的工程应用具有重要意义。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于气层减阻技术的稳压腔结构及安装方法，用于气层减阻装置的喷气系统在船上的安装结构，属于气层减阻技术的应用范畴。
背景技术
应用船底喷气技术在船体表面形成气层以减少船体表面的摩擦阻力，是目前国内外在船舶节能减排方面应用的新技术。然而，目前针对船底的喷气通常采用两种方式，一是在船底设置多个孔连接喷气管直接喷气，二是在船底外板上焊接喷气盒，由喷气管流入喷气盒再由船底外板开孔流出。以上两种喷气方式存在气体流量不稳定，喷出的气泡大小不均匀等现象，导致喷气效果不理想，降低了气泡的利用率，难以达到预期的减阻效果。通过在船底内部，并利用船体本身的结构，制作稳压腔，经稳压腔流出船底表面的气泡具有均匀、稳定、气泡利用率高等特点，且稳压腔结构具有结构施工简单，可拆卸，方便维修，能有效解决目前喷气技术存在的问题，使船底表面流出的气泡形成均匀稳定的气泡层。因此，应用气层减阻技术的船舶采用稳压腔结构能提高气泡利用率，降低船体表面摩擦阻力，达到节能减排和绿色环保要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术不足，提供了一种用于气层减阻技术的稳压腔结构形式及安装方法。在利用船体底部结构的基础上，将稳压腔的其它零件焊接在船底结构上，在稳压腔的顶部连接主喷气管，底部利用船底外板流出气泡，形成一个独立的封闭的水密的气腔，使施工工艺简单，喷气效果提升，节约能耗，降低船舶营运成本。
本发明采用的技术方案是：一种用于气层减阻技术的稳压腔结构形式及安装方法，具体包括顶板、盖板、座圈、紧固件、隔板、均匀喷气装置、侧板、底纵桁、船底喷气孔、船底板。其连接关系是：稳压腔的底板利用船底板，在船底板上安装侧板，使侧板与底纵桁围成四边形，在侧板和底纵桁中部安装均匀喷气装置，在侧板和底纵桁顶部安装顶板和盖板，用紧固件将顶板和盖板固定成一个水密、封闭的空间。
其特征为：
所述稳压腔包括顶板、盖板、座圈、紧固件、隔板、均匀喷气装置、侧板、底纵桁、船底喷气孔、船底板。底纵桁和船底板是船体结构的一部分，底纵桁和侧板垂直焊接在船底板内表面并围成四面体，隔板水平焊接在侧板和底纵桁内表面的中间位置，均匀喷气装置安装在隔板上边缘，顶板水平焊接在底纵桁的中间和侧板顶部，座圈焊接在顶板上边缘，盖板安装在座圈上边缘用紧固件与座圈连接；以上围起的封闭和结构形成稳压腔。
所述顶板形状为扁钢型式，位于稳压腔的顶部，焊接在侧板的顶部与底纵桁中部，用以支撑座圈和盖板；
所述盖板为长方形型式的钢板，四周均匀布置螺栓孔，用螺栓等紧固件固定在垫圈上，安装在稳压腔的最上缘，盖板中心位置开圆孔与进气管相连接，气体通过盖板上的圆孔进入稳压腔；
所述座圈是具有一定厚度的截面为长方形的钢板，其尺寸根据顶板尺寸确定，周围均匀布置螺栓孔，螺栓孔的位置与盖板上的螺栓孔对应，安装在顶板和盖板之间，连接固定盖板的零件。
所述紧固件包括螺栓、螺母和橡胶垫圈，用于连接固定盖板和座圈，以保证盖板的水密性。
所述隔板为形状为扁钢型式，位于稳压腔高度位置的中间，焊接在侧板和底纵桁上，用于固定均匀喷气装置。
所述均匀喷气装置，将稳压腔分隔为上下两部分，安装在隔板上缘，通过均匀喷气装置使进入稳压腔的气体到达稳压腔底部时更均匀。
所述侧板是垂直焊接在船底外板上，与底纵桁连接围成稳压腔的四个侧面，其尺寸根据船底结构特点和喷气量需求确定，是决定稳压腔尺寸的重要因素。
所述底纵桁是船体底部结构的一部分，沿船长纵向分布，为分隔船底舱室的板件。
所述船底喷气孔是在船底板上的稳压腔内，均匀布置一定数量的开孔，具体开孔尺寸和数量由喷气量计算确定。
所述船底板是船底结构的一部分，是船舶底部外壳的统称。
稳压腔的安装方法：
第一步：下料并准备好稳压腔的所有零件后，对需要加工的零件进行加工，包括找平、开孔；
第二步：在侧板和底纵桁上定位安装隔板；
第三步：在船舶底部结构建造完成后，在船底板的预留位置处划侧板安装定位线，安装焊接侧板；
第四步：在隔板上安装固定均匀喷气装置；
第五步：在侧板顶部和底纵桁的对应位置焊接顶板，使顶板平面保证水平，并在顶板上安装座圈；
第六步：盖板与座圈定位，然后用紧固件安装固定。
这样就完成了稳压腔结构零件加工和安装到船体上的全过程。
本发明的有益效果是：
1、本发明通过在船底设置可拆卸稳压腔，将空气引入船底，在船底表面形成气水混合的两相流，从降低液体粘性系数的角度来减小船体的摩擦阻力能够显著降低船舶阻力、减少燃料消耗，提高船舶航速。
2、稳压腔的设计形式能有效防止气泡沿横向逸出，避免了常规喷气方式出气不均匀对气层带来的干扰，盖板设计为可拆卸型式，方便维修且可定期清淤。
3、该技术打破了常规节能技术的思维定式，开辟了节能技术领域新的研究途径。
4、该发明所描述的稳压腔对形成稳定气层降低摩擦阻力，提高气层减阻装置的喷气质量和喷气效率有显著作用，突破了船底生成高效稳定气层的核心技术，为气层减阻相关配套设备标准化生产提供了技术基础，提升了气层减阻技术的整体水平，降低船舶的营运成本，提高船舶的经济效益，加快了我国在气层减阻技术实船应用的进程，对推动船舶行业新技术的应用，引领市场发展趋势具有重要意义。
附图说明
图1 稳压腔的安装定位图
图2 稳压腔纵剖面图
图3 稳压腔横剖面图
图4 稳压腔的节点图
图5 船底板的喷气孔示意图
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
本发明如图1、2、3、4、5所示，一种用于气层减阻技术的稳压腔结构及其安装方法，具体包括顶板1、盖板2、座圈3、紧固件4、隔板5、均匀喷气装置6、侧板7、底纵桁8、船底喷气孔9、船底板10。其连接关系是：稳压腔11的底板利用船底板10，在船底板10上安装侧板7，使侧板7与底纵桁8围成四边形，在侧板7和底纵桁8中部安装均匀喷气装置6，在侧板7和底纵桁8顶部安装顶板1和盖板2，用紧固件4将顶板1和盖板2固定成一个水密、封闭的空间，即稳压腔11；
其特征为：
所述稳压腔11如图2、3所示，包括顶板1、盖板2、座圈3、紧固件4、隔板5、均匀喷气装置6、侧板7、底纵桁8、船底喷气孔9、船底板10；底纵桁8和船底板10是船体结构的一部分，底纵桁8和侧板7垂直焊接在船底板10内表面并围成四面体，隔板5水平焊接在侧板7和底纵桁8内表面的中间位置，均匀喷气装置6安装在隔板5上边缘，顶板1水平焊接在底纵桁8的中间和侧板7顶部，座圈3焊接在顶板1上边缘，盖板2安装在座圈3上边缘用紧固件4与座圈3连接；以上围起的封闭和结构形成稳压腔11；
所述顶板1如图2、4所示，形状为扁钢型式，位于稳压腔11的顶部，焊接在侧板7的顶部与底纵桁8中部，用以支撑座圈3和盖板2；
所述盖板2如图2、3、4所示，为长方形型式的钢板，四周均匀布置螺栓孔，用螺栓等紧固件4固定在座圈3上，安装在稳压腔11的最上缘，盖板2中心位置开圆孔与进气管相连接，气体通过盖板2上的圆孔进入稳压腔11；
所述座圈3如图4所示，是具有一定厚度的截面为长方形的钢板，其尺寸根据顶板尺寸确定，周围均匀布置螺栓孔，螺栓孔的位置与盖板2上的螺栓孔对应，安装在顶板1和盖板2之间，连接固定盖板2的零件；
所述紧固件4如图4所示，包括螺栓、螺母和橡胶垫圈等，用于连接固定盖板2和座圈3，以保证盖板2的水密性；
所述隔板5如图2所示，为形状为扁钢型式，位于稳压腔高度位置的中间，焊接在侧板7和底纵桁8上，用于固定均匀喷气装置6；
所述均匀喷气装置6如图2、3所示，将稳压腔分隔为上下两部分，安装在隔板5上缘，通过均匀喷气装置6使进入稳压腔的气体到达稳压腔底部时更均匀。
所述侧板7如图1、4所示，是垂直焊接在船底板10上，与底纵桁8连接围成稳压腔的四个侧面，其尺寸根据船底结构特点和喷气量需求确定，是决定稳压腔尺寸的重要因素；
所述底纵桁8如图1、2、3所示，是船体底部结构的一部分，沿船长纵向分布，为分隔船底舱室的板件；
所述船底喷气孔9如图3、5所示，是在船底板10上的稳压腔内，均匀布置一定数量的开孔，具体开孔尺寸和数量由喷气量计算确定；
所述船底板10如图2、3、4、5所示，是船底结构的一部分，是船舶底部外壳的统称。
稳压腔的安装方法：
第一步：下料并准备好稳压腔的所有零件后，对需要加工的零件进行加工，包括找平、开孔；
第二步：在侧板7和底纵桁8上定位安装隔板5；
第三步：在船舶底部结构建造完成后，在船底板10的预留位置处划侧板7安装定位线，安装焊接侧板7；
第四步：在隔板5上安装固定均匀喷气装置6；
第五步：在侧板7顶部和底纵桁8的对应位置焊接顶板1，使顶板1平面保证水平，并在顶板1上安装座圈3；
第六步：盖板2与座圈3定位，然后用紧固件4安装固定。
这样就完成了稳压腔结构零件加工和安装到船体上的全过程。
Claims (2)
1.一种用于气层减阻技术的稳压腔结构及其安装方法，具体包括顶板(1)、盖板(2)、座圈(3)、紧固件(4)、隔板(5)、均匀喷气装置(6)、侧板(7)、底纵桁(8)、船底喷气孔(9)、船底板(10)。其连接关系是：稳压腔(11)的底板利用船底板(10)，在船底板(10)上安装侧板(7)，使侧板(7)与底纵桁(8)围成四边形，在侧板(7)和底纵桁(8)中部安装均匀喷气装置(6)，在侧板(7)和底纵桁(8)顶部安装顶板(1)和盖板(2)，用紧固件(4)将顶板(1)和盖板(2)固定成一个水密、封闭和空间，即稳压腔(11)；所述稳压腔(11)包括顶板(1)、盖板(2)、座圈(3)、紧固件(4)、隔板(5)、均匀喷气装置(6)、侧板(7)、底纵桁(8)、船底喷气孔(9)、船底板(10)；底纵桁(8)和船底板(10)是船体结构的一部分，底纵桁(8)和侧板(7)垂直焊接在船底板(10)内表面并围成四面体，隔板(5)水平焊接在侧板(7)和底纵桁(8)内表面的中间位置，均匀喷气装置(6)安装在隔板(5)上边缘，顶板(1)水平焊接在底纵桁(8)的中间和侧板(7)顶部，座圈(3)焊接在顶板(1)上边缘，盖板(2)安装在座圈(3)上边缘用紧固件(4)与座圈(3)连接；以上围起的封闭和结构形成稳压腔(11)；所述顶板(1)形状为扁钢型式，位于稳压腔(11)的顶部，焊接在侧板(7)的顶部与底纵桁(8)中部，用以支撑座圈(3)和盖板(2)；所述盖板(2)为长方形型式的钢板，四周均匀布置螺栓孔，用螺栓等紧固件(4)固定在座圈(3)上，安装在稳压腔(11)的最上缘，盖板(2)中心位置开圆孔与进气管相连接，气体通过盖板(2)上的圆孔进入稳压腔(11)；所述座圈(3)是具有一定厚度的截面为长方形的钢板，其尺寸根据顶板尺寸确定，周围均匀布置螺栓孔，螺栓孔的位置与盖板(2)上的螺栓孔对应，安装在顶板(1)和盖板(2)之间，连接固定盖板(2)的零件；所述紧固件(4)包括螺栓、螺母和橡胶垫圈等，用于连接固定盖板(2)和座圈(3)，以保证盖板(2)的水密性；所述隔板(5)为形状为扁钢型式，位于稳压腔高度位置的中间，焊接在侧板(7)和底纵桁(8)上，用于固定均匀喷气装置(6)；所述均匀喷气装置(6)，将稳压腔分隔为上下两部分，安装在隔板(5)上缘，通过均匀喷气装置(6)使进入稳压腔的气体到达稳压腔底部时更均匀；所述侧板(7)是垂直焊接在船底板(10)上，与底纵桁(8)连接围成稳压腔的四个侧面，其尺寸根据船底结构特点和喷气量需求确定，是决定稳压腔尺寸的重要因素；所述底纵桁(8)是船体底部结构的一部分，沿船长纵向分布，为分隔船底舱室的板件；所述船底喷气孔(9)是在船底板(10)上的稳压腔内，均匀布置一定数量的开孔，具体开孔尺寸和数量由喷气量计算确定；所述船底板(10)是船底结构的一部分，是船舶底部外壳的统称。
2.根据权利要求1所述一种用于气层减阻技术的稳压腔结构及其安装方法，其特征是：第一步：下料并准备好稳压腔(11)的所有零件后，对需要加工的零件进行加工，包括找平、开孔；第二步：在侧板(7)和底纵桁(8)上定位安装隔板(5)；第三步：在船舶底部结构建造完成后，在船底板(10)的预留位置处划侧板(7)安装定位线，安装焊接侧板(7)；第四步：在隔板(5)上安装固定均匀喷气装置(6)；第五步：在侧板(7)顶部和底纵桁(8)的对应位置焊接顶板(1)，使顶板(1)平面保证水平，并在顶板(1)上安装座圈(3)；第六步：盖板(2)与座圈(3)定位，然后用紧固件(4)安装固定。
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