一种运行平稳的不沉环保船的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种仅利用抽水系统作为动力、具有抗翻、抗撞、抗风浪且运行平稳的不沉环保船，该环保船是在甲板底面通过框架固定连接有若干长条状的圆形浮筒，浮筒沿船身宽度的方向等间距平行排列，每一浮筒的长度略大于船身的长度，两相邻浮筒之间的中心距离为浮筒直径的2－3倍；每一浮筒的前端面开设有与进水管连接的进水孔、后端面开设有与出水管连接的出水孔，浮筒的侧壁还开设有进水管和出水管的引出孔，每一浮筒配套有一组增压泵，增压泵的进出水端分别与从浮筒侧壁引出的进水管和出水管连接，位于浮筒外的进水管和出水管上均设有电磁阀。本实用新型的环保船，不仅能保证船身遇险时不会沉没，而且浮筒与浮筒之间限定的间隙可以恰到好处化解风浪对船体底部的冲击，使船舶的运行更加平稳。
【专利说明】一种运行平稳的不沉环保船
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种水上交通工具，尤其涉及一种在河运、海运中航行的具有很好抗沉性能的船舶，更具体是涉及一种仅利用抽水系统作为动力，具有抗翻、抗撞、抗风浪且运行平稳的不沉环保船。
【背景技术】
[0002]古今中外，船舶不仅是水上交通运输的重要组成部分，而且在运输总量中占着绝对的比重，具有其他任何运输方式所不可替代的特殊位置和重要作用。现有航行于江河、海域的传统船舶，主要是利用船身整体排水，因而要求船身有较高的强度和载荷，水密性要求也高，致使船的制造成本很高，同时行驶中船体受到的阻力和摩擦力较大，为了减少前进的阻力，船体通常设计为长条形，而为了增加承载量，一般采用增加船舱高度来解决，但这种长条状且高度高的船舶，在航行的过程中很易受风浪的袭击而导致翻船，如船体不能自行翻转扶正，则存在船舱进水，船舶沉没的风险。船舶遇险沉没是一个目前国际国内尚未解决的问题，现有对抗沉技术的研究主要从两方面入手，一方面是采用水密性好的材料，以确保船舶水密状态完好，另一方面是采用轻质材料填充船舱，以使船舶获得永久的浮力；水密抗沉技术对于保持船舶良好的浮态，保证船舶及人员的安全是有效和必须的，但是船舶的水密性能再好，在遇险的情况下，仍然存在着破舱进水沉没的可能性，而船舱填充轻质材料，虽能获得永久浮力，但大大占用船舱的空间，使载货量大大减少。
[0003]另外，现有船舶行进的主要方式还是采用内燃机驱动螺旋桨旋转实现螺旋推进的方式，而船舶的转向则是通过液压传动控制船尾舵的转动角度来实现。为了获得足够的推进力，必须使螺旋桨快速旋转，但快速旋转的螺旋桨会与水产生高速的摩擦，使螺旋桨表面温度高达近千摄氏度，经常把螺旋桨表面溶出一个个小孔，大大缩短了螺旋桨的使用寿命，另外，螺旋桨的旋转不仅很容易损害海底生物，还容易缠绕到水草或鱼网等而导致船舶无法行进；而通过液压传动控制船尾舵的转动角度来实现船舶的转向，由于舵面会受到水流阻力和漩涡阻力的影响，其转向速度慢，动力损耗大。针对上述情况，本实用新型的 申请人:研发了一款仅利用抽水系统作为动力的环保节能船，并于2011年3月29日向国家知识产权局申请了实用新型专利并获授权，专利号为201110076431.2，该环保节能船是采用在船体的左右机舱内设置离心泵、与离心泵连接的进出水管、与进出水管连接的U型进出水辅管和位于进出水管和进出水辅管中的电磁阀，并通过对各部件位置的布置和对离心泵动力及电磁阀开关的控制，轻松实现船体的前进、后退和转弯。由于该环保节能船主要适合作为浅海航行的游挺或江河中的渡船使用，因此，离心泵输出的水压足够推动环保节能船行进，对于航行于大江、大河或大海的船只，离心泵输出的水压显然无法为高速行进的船舶提供动力。
【发明内容】
[0004]为解决以上存在的问题，本实用新型的目的是提供一种运行平稳的不沉环保船，该环保船利用抽水系统作为动力以驱动船体前进，具有抗翻、抗撞、抗风浪的特点。
[0005]为实现以上目的，本实用新型的运行平稳的不沉环保船，包括甲板和位于甲板之上的船舱，其特征在于:所述甲板底面通过框架固定连接有若干长条状的圆形浮筒，浮筒沿船身宽度的方向等间距平行排列，每一浮筒的长度略大于船身的长度，两相邻浮筒之间的中心距离为浮筒直径的2 — 3倍；每一浮筒的前端面开设有与进水管连接的进水孔、后端面开设有与出水管连接的出水孔，浮筒的侧壁还开设有进水管和出水管的引出孔，每一浮筒配套有一组增压泵，增压泵的进水端和出水端分别与从浮筒侧壁引出的进水管和出水管连接，位于浮筒外的进水管和出水管上均设有电磁阀；增压泵、电磁阀、为增压泵提供电力的电源和各控制系统均设置于船舱内。
[0006]为了使宽度较大的船体能够获得足够的推进力，上述浮筒的数量为3 - 50个，每组增压泵由2 - 5个水泵串接而成，每组增压泵均有I个水泵的电机是伺服电机，用于调节水泵压力从而达到控制船的方向。
[0007]为了利用各个方向的自然风力以代替或增加船舶行进的动力，上述甲板的顶面设有助力风帆，该助力风帆由固定于船身中部两侧及尾部中间的三根桅杆、可在桅杆之间移动的帆布和帆布收放机构构成。
[0008]为了能根据自然风的方向及时调节风帆的大小和角度，上述帆布的宽度两倍于船身中部一侧的桅杆到船身尾部的桅杆之间的距离，帆布两侧的上下端部连接有绳索，绳索的另一端固定于帆布收放机构；所述帆布收放机构为电动滚筒，该电动滚筒设置于船身中部两侧的桅杆上。
[0009]为了尽量减少船体前进的阻力，同时利用喷水产生的后推力，上述浮筒位于船头的前端面为子弹头型、位于船尾的后端面为反转子弹头型。
[0010]为了阻挡水中杂物进入以便更好保护水泵，上述浮筒前端面的进水孔设有过滤网。
[0011]为了避免浮筒遭受碰撞时整个腔室进水，从而危及船体的安全，上述每个浮筒内腔设有可将内腔分为若干腔室的径向隔板，浮筒侧壁的进水管和出水管引出孔分别位于浮筒的前后腔室。
[0012]为了实时监测船舶行进受到的阻力，以便及时调整各增压泵的压力和喷水速度，从而轻松实现前进、后退或转弯，上述位于船身最外侧的浮筒，其外侧壁固定有速度传感器，该传感器用于监测船舶行进时浮筒与水流的相对速度。
[0013]为了使船舶的后退更加灵活，上述位于浮筒外的进水管和出水管两侧还设有U型进水辅管和U型出水辅管，进水辅管的一端连接在增压泵进水端与进水管电磁阀之间的进水管上、另一端连接在出水管电磁阀与出水口之间的出水管上，出水辅管的一端连接在进水管电磁阀与进水口之间的进水管上、另一端连接在增压泵出水端与出水管电磁阀之间的出水管上，进水辅管和出水辅管均设有电磁阀。
[0014]为了避免对舱体的污染和更好节省能源，上述甲板上安装有光伏太阳能板，该太阳能板与设置在船舱内的太阳能电池连接。
[0015]本实用新型的运行平稳的不沉环保船，利用在船身的底部设置沿船身宽度方向等间距平行排列的多个圆筒状浮筒，使得船身宽而高度低，不仅能保证船身遇险时具有抗翻、抗撞的性能，而且浮筒与浮筒之间限定的间隙可以恰到好处化解风浪对船体底部的冲击，使船舶的运行更加平稳，而通过在每个浮筒的前后端设置进水孔和出水孔，再配合进出水管和与每一个浮筒配套的增压泵，在增压泵启动时，位于浮筒前端面的水被迅速抽走，船头的水域立即形成非常大的负压，与此同时，水流从浮筒后端面的出水孔向外喷出，船尾立即获得向前的推力，在多个水泵增压下，船体便可获得足够的前进动力；另外，通过控制甲板两侧浮筒增压泵不同的抽水速度，可轻松实现船体的转向。本实用新型的环保节能船，结构简单、制造方便，船舱完全没有接触水，唯一与水接触的浮筒，可在工厂成批生产后再在现场安装，不仅生产效力高、速度快、质量好，能更好保证船体的密封性能，而且浮筒的结构特点能使单位钢材量产生的排水量远远大于现有的任何船体结构，大大降低船的生产成本；本实用新型的环保节能船既可作为航行于大江、大海中用于运载货物的货船使用，也可作为航行于江河、湖泊的游船使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型运行平稳的不沉环保船正面的结构示意图。
[0017]图2是本实用新型运行平稳的不沉环保船侧面的结构示意图。
[0018]图3是浮筒与进出水管和增压泵之间连接的结构示意图。
[0019]图4是助力风帆的结构示意图。
[0020]图5是图4的A所指区域的局部放大图。
【具体实施方式】
[0021]如图1、2、3所示，本实用新型的运行平稳的不沉环保船，包括船身1，船身包括甲板11和位于甲板之上的船舱12，甲板的底部通过框架2固定连接有3 - 50个长条状圆形浮筒3，浮筒沿船身宽度的方向等间距平行排列，每一浮筒的长度略大于船身的长度，浮筒的直径可视使用水域的不同可大可小，两相邻浮筒之间的距离为浮筒直径的2 — 3倍，浮筒前端面为子弹头型、后端面为反子弹头型，浮筒内腔设有可将内腔分为若干腔室的径向隔板31，每一浮筒的前端面开设有与进水管4连接的进水孔32、后端面开设有与出水管5连接的出水孔33，浮筒前腔室的侧壁开设有进水管的引出孔34、后腔室的侧壁开设有出水管的引出孔35，浮筒前端面的进水孔设有过滤网36，每一浮筒配套有一组增压泵，该组增压泵是由2 — 5个水泵6串接而成，每组增压泵均有I个水泵的电机是伺服电机，用于调节水泵压力从而达到控制船的方向，增压泵的进水端与从浮筒侧壁引出的进水管连接、出水端与从浮筒侧壁引出的出水管连接，位于浮筒外的进水管和出水管上均设有电磁阀41、51 ；在位于浮筒外的进水管和出水管两侧还设有U型进水辅管7和U型出水辅管8,进水辅管的一端连接每组增压泵进水端与进水管电磁阀之间的进水管上、另一端连接在出水管电磁阀与出水管引出孔之间的出水管上，出水辅管的一端连接在进水管电磁阀与进水管引出孔之间的进水管上、另一端连接在每组增压泵出水端与出水管电磁阀之间的出水管上，进水辅管和出水辅管均设有电磁阀71、81，位于船身最外侧的浮筒外侧壁固定有速度传感器，该传感器用于监测船舶行进时浮筒与水流的相对速度；船舱侧壁采用双层结构，外侧壁为玻璃钢、内侧壁为泡沫塑料；船舱设有驾驶室，增压泵、电磁阀和为增压泵提供动力的电源均设置于驾驶室内；
[0022]为了利用不同方向的自然风力以增加船舶行进的动力，甲板的顶面设有助力风帆9，该助力风帆由固定于船身中部两侧两根桅杆91及固定于尾部中间的一根桅杆92、可在桅杆91、92之间移动的帆布93和设置于桅杆91之上的电动滚筒94构成,为了能根据自然风的方向及时调节风帆的大小和角度，帆布的宽度两倍于桅杆91到桅杆92之间的距离，帆布两侧的上下端连接有绳索94，绳索的另一端固定于电动滚筒上，如图4、5所示；
[0023]为了避免对舱体的污染和更好节省能源，增压泵采用太阳能电池供电(图中未标出)，甲板上安装有光伏太阳能板10，该太阳能板与设置在船舱内的太阳能电池连接。
[0024]为了使船舶能实现自动航行，本实用新型的环保节能船还设有雷达、超声波水深探测器和GPS定位仪，通过电脑将雷达、超声波水深探测器、GPS定位仪和速度传感器、水泵的控制装置、电磁阀的控制装置组成数字化的方向控制。
[0025]本实用新型运行平稳的不沉环保船的工作原理:当船体需要前进时，驾驶员通过驾驶室的操控装置，启动各组增压泵，同时打开进水管上的电磁阀41和出水管上的电磁阀51，水流从浮筒前端面的进水孔32被抽进，经进水管和各个水泵增压后，再由出水管和浮筒后端面的出水孔33排出，船体在前面负压、后面推力的作用下快速前进；当船体需要后退时，驾驶员通过驾驶室的操控装置，关闭进水管上的电磁阀41和出水管上的电磁阀51，同时开启进水辅管上的电磁阀71和出水辅管上的电磁阀81，水流从浮筒后端面的出水孔33被抽进，经进水辅管7到达各组增压泵的进水端，由各组增压泵的出水端经出水辅管8后从浮筒前端面的进水孔32排出，船体后退；当船体需要向右转弯时，驾驶员通过驾驶室的操控装置，加大甲板左侧浮筒增压泵的动力，减少甲板右侧浮筒增压泵的动力，使左侧浮筒的抽水、排水速度大于右侧浮筒的抽水、排水速度，船体向右转弯；当船体需要向左转弯时，驾驶员通过驾驶室的操控装置，加大甲板右侧浮筒增压泵的动力，减少甲板左侧浮筒增压泵的动力，使右侧的抽水、排水速度大于左侧的抽水、排水速度，船体向左转弯；当海面起风时，调整助力风帆帆布的位置和大小，使其迎风而立，船体在风力的配合下，更加快速前进，当风力足够大时，可以关闭增压泵，使船体利用风帆提供的动力前进。
[0026]本实用新型的环保节能船，船舱内只需设置进出水管、增压泵和供电的电池，结构简单，在行进的过程中，通过固定于船身最外侧的浮筒外侧壁的传感器实时监测船舶行进时浮筒与水流的相对速度，再配合雷达、超声波水深探测器、GPS定位仪监测到的环境数据，及时调整增压泵的动力输出，实行自动航行，操作特别方便。另外，船舶在行进的过程中，如遇较大的风浪，由于船体宽而高度低，且甲板底部的浮筒与浮筒之间的间隙可以恰到好处化解风浪对船体底部的冲击，因而能保证运行平稳，而当遇到撞击的时候，由于浮筒两端是子弹头结构、且内腔设有径向隔板，即使某处受损，也不影响其抗沉的性能，本实用新型的环保节能船具有抗翻、抗撞、抗风浪的特点。
【权利要求】
1.一种运行平稳的不沉环保船，包括甲板和位于甲板之上的船舱，其特征在于:所述甲板底面通过框架固定连接有若干长条状的圆形浮筒，浮筒沿船身宽度的方向等间距平行排列，每一浮筒的长度略大于船身的长度，两相邻浮筒之间的中心距离为浮筒直径的2 - 3倍；每一浮筒的前端面开设有与进水管连接的进水孔、后端面开设有与出水管连接的出水孔，浮筒的侧壁还开设有进水管和出水管的引出孔，每一浮筒配套有一组增压泵，增压泵的进水端和出水端分别与从浮筒侧壁引出的进水管和出水管连接，位于浮筒外的进水管和出水管上均设有电磁阀；增压泵、电磁阀、为增压泵提供电力的电源和各控制系统均设置于船舱内。
2.根据权利要求1所述运行平稳的不沉环保船，其特征在于:所述浮筒的数量为3-50个，每组增压泵由2 — 5个水泵串接而成。
3.根据权利要求1或2所述运行平稳的不沉环保船，其特征在于:所述甲板的顶面设有助力风帆，该助力风帆由固定于船身中部两侧及尾部中间的三根桅杆、可在桅杆之间移动的帆布和帆布收放机构构成。
4.根据权利要求3所述运行平稳的不沉环保船，其特征在于:所述帆布的宽度两倍于船身中部一侧的桅杆到船身尾部的桅杆之间的距离，帆布两侧的上下端部连接有绳索，绳索的另一端固定于帆布收放机构；所述帆布收放机构为电动滚筒，该电动滚筒设置于船身中部两侧的桅杆。
5.根据权利要求4所述运行平稳的不沉环保船，其特征在于:所述浮筒位于船头的前端面为子弹头型、位于船尾的后端面为反转子弹头型。
6.根据权利要求5所述运行平稳的不沉环保船，其特征在于:所述浮筒前端面的进水孔设有过滤网。
7.根据权利要求6所述运行平稳的不沉环保船，其特征在于:所述每个浮筒内腔设有可将内腔分为若干腔室的径向隔板，浮筒侧壁的进水管和出水管引出孔分别位于浮筒的前后腔室。
8.根据权利要求7所述运行平稳的不沉环保船，其特征在于:所述位于船身最外侧的浮筒，其外侧壁固定有速度传感器。
9.根据权利要求8所述运行平稳的不沉环保船，其特征在于:所述位于浮筒外的进水管和出水管两侧还设有U型进水辅管和U型出水辅管，进水辅管的一端连接在增压泵进水端与进水管电磁阀之间的进水管上、另一端连接在出水管电磁阀与出水口之间的出水管上，出水辅管的一端连接在进水管电磁阀与进水口之间的进水管上、另一端连接在增压泵出水端与出水管电磁阀之间的出水管上，进水辅管和出水辅管均设有电磁阀。
10.根据权利要求9所述运行平稳的不沉环保船，其特征在于:所述甲板上安装有光伏太阳能板，该太阳能板与设置在船舱内的太阳能电池连接。
【文档编号】B63B3/00GK204124315SQ201420461901
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年8月16日 优先权日:2014年8月16日
【发明者】王承辉 申请人:王承辉