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专利摘要

本发明公开了一种活水压载和船桨一体化绿色船，属于船舶压载水和节能领域，用多条贯通式管道代替船舶的压载舱，沿船艏到船艉方向，前方管道进行分舱处理，分成若干不同的舱室；后方管道设有汇总舱，汇总舱后的管道里装有无轴推进器，实现船桨一体化。该贯通式管道在船体的艏部和底部开有进水孔、并且在进出口处装有检测进出口流速和流量的装置。本发明可以通过控制分舱的位置和数量来调节管道内水位的高度，进而实现调节船舶的稳性；通过控制艏部和底部进水孔的开口大小来调节管道内海水的流速和流量；通过控制无轴推进器的转速和管道中海水的流速来调节船舶的航速。本发明具有污染小、推进效率高和成本低等优点，特别适合船舶防污染的要求。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN202010134628.6
申请日期:
2020-03-02
专利申请人:
武汉理工大学
分类号:
B63B11/04 ; B63B39/02 ; B63B43/06 ; B63H5/14
发明/设计人:
欧阳武，李高强，严新平
权利要求: 1.一种活水压载和船桨一体化绿色船，其特征在于，包括：多条贯通式管道、无轴推进器、艏部进水孔、底部进水孔、压力和流量检测控制装置及汇总舱；所述多条贯通式管道用于代替船舶的压载舱；沿船艏到船艉方向，对前方管道进行分舱处理，分成若干个位置不同的舱室，在后方管道处设有所述汇总舱，并在所述汇总舱后的管道内安装所述无轴推进器，以实现船桨一体化；在船体的艏部开有若干用于向各管道舱室注水的所述艏部进水孔，在船体的底部开有若干用于向各管道注水的所述底部进水孔，在所述底部进水孔及所述艏部进水孔处均安装有所述压力和流量检测控制装置；基于所述压力和流量检测控制装置的检测信号和船舶行驶需求，由所述压力和流量检测控制装置控制所述艏部进水孔的开启位置和数量来调节各管道内水位的高度，以调节船舶的稳性；由所述压力和流量检测控制装置控制所述艏部进水孔和所述底部进水孔的开口大小和数量来调节各管道内海水的流速和流量，然后使海水从管道尾部出水孔流出，以实现活水压载；通过协同所述无轴推进器的转速和管道中海水的流速来调节船舶的航速。2.根据权利要求1所述的活水压载和船桨一体化绿色船，其特征在于，所述压力和流量检测控制装置包括：底部进水孔的比较点、底部进水孔的反馈函数模块、艏部进水孔的比较点、底部进水孔的频响函数模块、艏部进水孔的频响函数模块及艏部进水孔的反馈函数模块；所述底部进水孔的比较点处收集来自根据船舶航行需求给定的信号、所述艏部进水孔的比较点的信号以及由所述底部进水孔的反馈函数模块传来的反馈信号，然后输出信号到所述底部进水孔的频响函数模块中，由所述底部进水孔的频响函数模块输出调节推进水量的信号，进而由所述调节推进水量的信号控制所述艏部进水孔和所述底部进水孔的开启数量、位置及开孔大小；所述艏部进水孔的比较点收集来自所述底部进水孔的比较点的信号、根据船舶稳态需求给定的信号以及所述艏部进水孔的反馈函数模块的反馈信号，然后输出信号到所述艏部进水孔的频响函数模块中，由所述艏部进水孔的频响函数模块输出调节稳态水量的信号，进而由所述调节稳态水量的信号控制所述艏部进水孔和所述底部进水孔的开启数量、位置及开孔大小。3.根据权利要求2所述的活水压载和船桨一体化绿色船，其特征在于，所述底部进水孔的反馈函数模块的反馈信号及所述艏部进水孔的反馈函数模块的反馈信号均为由所述压力和流量检测控制装置传来的实际海水流量信号。4.根据权利要求1所述的活水压载和船桨一体化绿色船，其特征在于，在船舶有载航行时，部分所述艏部进水孔打开，在所述无轴推进器的需求水量不足时，打开所述底部进水孔，往各管道内补水，以达到船舶的推进需求；在船舶空载航行时，通过打开艏部不同位置的所述艏部进水孔，使管道内进入一定水量的压载水，以达到调节船舶稳态的要求；在船舶满载时，关闭所述艏部进水孔，打开所述底部进水孔，海水从所述底部进水孔流入各管道，且在各个状态下，管道内的压载水都能从尾部出水孔流出，实现活水压载。5.根据权利要求1至4任意一项所述的活水压载和船桨一体化绿色船，其特征在于，所述活水压载和船桨一体化绿色船还包括舵机装置；所述舵机装置位于船艉处，通过所述舵机装置来控制船舶转向。6.根据权利要求5所述的活水压载和船桨一体化绿色船，其特征在于，所述舵机装置包括：舵杆、舵叶及舵机；所述舵叶通过所述舵杆与所述舵机相连，通过改变所述舵叶的方向来实现船舶的转向。7.根据权利要求1所述的活水压载和船桨一体化绿色船，其特征在于，所述汇总舱放置在各管道中截面后面，其用于汇集由前方分舱的水流和所述底部进水口的水流，以减少海水在管道里流动的壁面损失以及水流混流时的损失。8.根据权利要求1所述的活水压载和船桨一体化绿色船，其特征在于，所述无轴推进器包括：定子、转子、桨叶和水润化径向轴承；所述桨叶与所述转子相连后安装在电机壳体中，所述转子中的转子环外壁等间距开设方形槽，与所述定子的绕组磁性相反的永磁体镶嵌在所述方形槽中；所述定子的绕组通电后，与所述永磁体形成磁性相反的磁场旋转，以推动所述转子旋转，形成环形电机；所述转子由安装在转子组件两端的所述水润化径向轴承支撑，所述转子旋转时产生的推力作用在所述水润化径向轴承上，然后传递到船体上，推动船舶前进。9.根据权利要求1所述的活水压载和船桨一体化绿色船，其特征在于，所述艏部进水孔的位置和数量与分舱舱室的位置和数量对应，以通过艏部各进水孔的位置和高度来实现分舱的目的。