一种开放式气腔的制作方法

1.本发明涉及空气润滑减阻领域，更具体地说，涉及一种开放式气腔。


背景技术：

2.随着人们对环境保护的重视，对co2排放的要求不断提高，船东对船舶的经济型要求不断提升，气层减阻技术已逐渐发展成一门较为成熟的船舶节能技术。
3.气层减阻技术系统一般包含供气系统、喷气系统、控制和监控系统以及动力单元。其中喷气系统主要由气穴围板和气孔组成。供气系统产生的气体通过输气管到达分布在船底的气腔，将空气送入船底气穴围板围成的区域内，使得船底板与水之间形成稳定的气层，由此达到降低船体阻力，节约能耗的目的。
4.为保证气层稳定，传统气腔一般包含一个封闭的稳压腔，但稳压腔的检修问题一直困扰着船员，以往形式的气腔是直接焊接在船底板以上，若想检修必须全船进坞，进坞后需将横跨船宽的整个气腔拆除，然后一一排查问题点或清理稳压气腔和气孔后，再重新安装测试新气腔。


技术实现要素：

5.本发明针对上述问题，提出一种开放式气腔，通过对气腔的开放式设计，并将之在船底板上合理分布，在保证船体强度满足要求的同时，减少了焊接量，避免了常规气腔的检修、维护、涂装以及环保等多方面问题，更是规避了常规气腔需在船底板上开小气孔这一技术难题。使得使用本发明的气体润滑减阻系统具有更好的可操纵性、经济性和环保性。
6.为了达到上述目的，本发明提供了一种开放式气腔，包括船体，船体底部的船体外板上设有密封罩结构，密封罩结构与船体外板上侧形成的空间为气腔，气腔的纵剖面为半椭圆形，气腔的纵剖面半径从艏到艉逐渐减小。
7.气腔的底部设有开口，开口设在船体外板上，开口处设有底板，底板为可拆卸结构，开口的边缘处安装多个可旋转的锁扣，底板通过锁扣安装在气腔的底部，底板上设有通气孔。
8.密封罩结构上设有输气管，输气管的末端插入气腔中，输气管的末端位于气腔位于纵剖面半径最大处的最高点。
9.输气管的末端设有防反流装置，防反流装置端部设有可向两边打开和关闭的左瓣膜与右瓣膜，左瓣膜与右瓣膜贴合处设有出气孔。
10.上述开放式气腔，优选方式下，气腔在船底外板上均匀分布，两个气腔间距为5米，位于船体艏部的气腔数量大于船体艉部的气腔数量。
11.上述开放式气腔，优选方式下，气腔的横剖面半径从艏到艉逐渐减小，气腔最大半径为1.5米，最小半径为1.2米。
12.上述开放式气腔，优选方式下，输气管内设有保证输气管内空气压力和速度稳定的压力感应装置。
13.上述开放式气腔，优选方式下，输气管侧表面与气腔连接处使用焊接密封。
14.上述开放式气腔，优选方式下，防反流装置的材质为有弹性的橡胶。
15.上述开放式气腔，优选方式下，底板为钢板或网格栅。
16.上述开放式气腔，优选方式下，锁扣的数量为四个，呈四个点均匀分布在开口的开口边缘处。
17.本发明的优点在于，从根本上规避了施工困难，需在船底板上开小直径的细孔，空间狭窄不易涂装和焊接的问题，而且结构形式简单，施工便利，对于简单的气腔堵塞问题可以水下作业疏通，易于维护，而且绿色环保，经济美观。输气管末端的防反流装置有效防止海洋杂质或生物进入输气管，保证了输气管的通畅，配合开放式的气腔，有效降低气腔堵塞率，延长维护时间，提升气层减阻设备的经济性。带孔底板可灵活开关，便于检验，降低了气腔的维护频率和成本。
附图说明
18.图1是本发明侧视结构示意图。
19.图2是本发明仰视结构示意图。
20.图3是本发明防反流装置结构示意图。
21.图4是本发明放反流装置闭合时a向结构示意图。
22.图5是本发明放反流装置打开时a向结构示意图。
23.图6是本发明在船体内分布结构示意图。
24.图中：1、气腔，2、输气管，3、底板，4、船体外板，5、通气孔，6、防反流装置，7、左瓣膜，8、右瓣膜，9、出气孔，10、锁扣，11、开口。
具体实施方式
25.如图1、图2所示，一种开放式气腔，包括船体，船体底部的船体外板4上设有密封罩结构，密封罩结构与船体外板4上表面形成的空间为气腔1，气腔1的纵剖面为半椭圆形，气腔1的纵剖面半径从艏到艉逐渐减小。
26.气腔1的底部设有开口11，开口11设在船体外板4上，开口11处设有底板3，底板3为可拆卸结构，开口11的边缘处安装多个可旋转的锁扣10，底板3通过锁扣10安装在气腔1的底部，底板3上设有通气孔5。
27.密封罩结构上设有输气管2，输气管2的末端插入气腔1中，输气管2的末端位于气腔1位于纵剖面半径最大处的最高点。
28.如图3所示，输气管2的末端设有防反流装置6。
29.如图4、图5所示，防反流装置6端部设有可向两边打开和关闭的左瓣膜7与右瓣膜8，左瓣膜7与右瓣膜8贴合处设有出气孔9。
30.如图6所示，气腔1在船底外板上均匀分布，两个气腔间距约为5米，位于船体艏部的气腔1数量大于船体艉部的气腔1数量。
31.气腔1的横剖面半径从艏到艉逐渐减小，气腔1最大半径约1.5米，最小半径约1.2米。
32.输气管2内设有保证输气管2内空气压力和速度稳定的压力感应装置。
33.输气管2侧表面与气腔1连接处使用焊接密封。
34.防反流装置6的材质为橡胶。
35.底板3为钢板或网格栅。
36.锁扣10的数量为四个，呈四个点均匀分布在所述开口11的开口边缘处。
37.气腔1为开放式的，纵剖面为圆弧，靠船艏一侧的半径较大，靠船艉一侧的半径较小，由艏向艉光滑过度。
38.气腔1位于船体底部，均匀的分布在船底区域，在船体外板区均匀分布，每两个气腔1间距约5米，根据船体型线的特点艏部可略多于艉部。船体外板4上开设与气腔1形状一致的开口11，开口11与船体外板4接触位置处的横剖面为前大后小的类椭圆形，气腔1与船体通过焊接相连并保持密性。
39.气腔的横剖面形式优化为圆弧，圆心角小于等于180
°
，与常规的矩形相比更加圆润，易清洁。气腔1的横剖面半径从艏到艉逐渐减小，最大半径约1.5米，最小半径约1.2米。气腔1侧剖面为半椭圆形，保证空气能在气腔中更好的聚拢和稳定。输气管2位于纵气腔1剖面半径最大处的最高点，输气管2内设有压力感应装置，通过应变片实时监测水压，并反馈给空压机，以保证输气管2中的空气以稳定的压力和速度到达气腔1中，确保了气层的稳定。常规气腔中不仅容易夹杂海洋生物，还无法维护，开放式的气腔从根源上解决了这些问题，有助于延长气层润滑系统寿命、保证航行安全和环境保护。
40.在输气管2与气腔1连接处，设置防反流装置6，保证输气管2畅通的同时，避免海洋生物等杂物进入输气管，同时确保空气由输气管2进入气腔1时得以缓冲。
41.输气管2末端插入气腔1，相连处焊接密封，输气管2的末端设有防反流装置6，材质为有弹性的橡胶。防反流装置6分为左瓣膜7、右瓣膜8两部分，紧密相连的同时中间夹有出气孔9。
42.如图4所示，当气层减阻系统关闭时，出气孔9处于闭合状态。
43.如图5所示，在气层减阻系统开通时，空气由输气管2流经防反流装置6时，末端左瓣膜7和右瓣膜8受气流冲击向两边打开，使得出气孔9开启，空气流向船底形成气层。
44.海水、尤其是海洋杂质或海洋生物无法通过防反流装置6反向回流入输气管2中，以免造成输气管2堵塞，同时防反流装置6还起到一定的稳压作用。
45.在气腔1底部设有可拆卸的底板3，底板3上有均匀孔洞，保证船舶在气层减阻设备关闭时仍保证外板的水动力性能。
46.底板3通过四个可旋转的锁扣10，固定在气腔底部，底板3为带通气孔5的钢板或网格栅，保证了空气顺利流向船底形成气层，还可以起到稳定气腔内压力的作用，同时底板3保证了船舶在关闭气层减阻设备时仍保有优异的快速性。当船体检修时，通过旋转锁扣10可将底板3取出，清理气腔中的污垢。
47.气腔1均匀分布在船底平板处，艏部较密，根据船型大小和船体型线的不同个性化布置。
48.气腔1尺寸和分布可根据船型主尺度和船体型线调整。
49.底板3的拆卸方式可通过在底板3上设置一个旋转轴的方式进行开关。
50.所述气腔1形状可调整金字塔型或上窄下宽的梯形。
51.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，
任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种开放式气腔，包括船体，其特征在于，所述船体底部的船体外板(4)上设有密封罩结构，所述密封罩结构与所述船体外板(4)上表面形成的空间为气腔(1)，所述气腔(1)的纵剖面为半椭圆形，所述气腔(1)的纵剖面半径从艏到艉逐渐减小；所述气腔(1)的底部设有开口(11)，所述开口(11)设在所述船体外板(4)上，所述开口(11)处设有底板(3)，所述底板(3)为可拆卸结构，所述开口(11)的边缘处安装多个可旋转的锁扣(10)，所述底板(3)通过所述锁扣(10)安装在所述气腔(1)的底部，所述底板(3)上设有通气孔(5)；所述密封罩结构上设有输气管(2)，所述输气管(2)的末端插入所述气腔(1)中，所述输气管(2)的末端位于所述气腔(1)位于纵剖面半径最大处的最高点；所述输气管(2)的末端设有防反流装置(6)，所述防反流装置(6)端部设有可向两边打开和关闭的左瓣膜(7)与右瓣膜(8)，所述左瓣膜(7)与所述右瓣膜(8)贴合处设有出气孔(9)。2.根据权利要求1所述开放式气腔，其特征在于，所述气腔(1)在所述船底外板上均匀分布，两个所述气腔间距为5米，位于所述船体艏部的气腔(1)数量大于所述船体艉部的气腔(1)数量。3.根据权利要求1所述开放式气腔，其特征在于，气腔(1)的横剖面半径从艏到艉逐渐减小，所述气腔(1)最大半径为1.5米，最小半径为1.2米。4.根据权利要求1所述开放式气腔，其特征在于，所述输气管(2)内设有保证所述输气管(2)内空气压力和速度稳定的压力感应装置。5.根据权利要求1所述开放式气腔，其特征在于，所述输气管(2)侧表面与所述气腔(1)连接处使用焊接密封。6.根据权利要求1所述开放式气腔，其特征在于，所述防反流装置(6)的材质为有弹性的橡胶。7.根据权利要求1所述开放式气腔，其特征在于，所述底板(3)为钢板或网格栅。8.根据权利要求1所述开放式气腔，其特征在于，所述锁扣(10)的数量为四个，呈四个点均匀分布在所述开口(11)的开口边缘处。

技术总结
本发明公开了一种开放式气腔，包括船体，船体底部的船体外板上设有密封罩结构，密封罩结构与船体外板上表面形成的空间为气腔，气腔的底部设有开口，开口处设有底板，底板设有可旋转的锁扣，底板通过锁扣安装在气腔的底部，底板上设有通气孔。密封罩结构上设有输气管，输气管的末端插入气腔中，输气管的末端设有防反流装置，防反流装置端部设有可向两边打开和关闭的左瓣膜与右瓣膜，左瓣膜与右瓣膜贴合处设有出气孔。本发明的优点在于，从根本上规避了施工困难，空间狭窄不易涂装和焊接的问题，对于简单的气腔堵塞问题可以水下作业疏通，易于维护。输气管末端的防反流装置有效防止海洋杂质或生物进入输气管，保证了输气管的通畅。保证了输气管的通畅。保证了输气管的通畅。


技术研发人员：张航 牟宗宝 刘迪 程潇欧 张丽波 胡颖楠 秦明达 耿思奇 王礼东 王金城 谷宇 刘佳 雷超
受保护的技术使用者：大连船舶重工集团有限公司
技术研发日：2022.12.07
技术公布日：2023/3/14