專利名稱：船用內(nèi)磁式磁流體減搖器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種將磁流體技術(shù)應(yīng)用于提高船舶耐波性的新型減搖設(shè)備，特指船用內(nèi)磁式磁流體減搖器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代船舶一般具有減搖水艙、減搖鰭等裝置，用于提高船舶耐波性。但是它們存在以下缺陷和不足減搖水艙減搖效果較低，并占用大量船艙體積，無形中增加了運(yùn)營成本。
減搖鰭作為目前采用最多的減搖形式，有比較高的減搖效率，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)頗高，并且在低航速或無航速時(shí)起不到減搖效果。舭龍骨(bilge keel)又稱防搖龍骨，是減少船舶搖擺的一種簡易裝置。一般布置與沿船長方向裝置在舭部。舭龍骨由于結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉且能起到一定的減搖作用，但它在低航速時(shí)同樣也起不到減搖效果，并且減搖效率很低，不能滿足現(xiàn)代化船舶對(duì)穩(wěn)定性的要求。
譚作武，惲嘉陵編著的《磁流體推進(jìn)》北京工業(yè)大學(xué)出版社(1998)，指出磁流體推進(jìn)技術(shù)1是指當(dāng)向海水通電，同時(shí)施加一個(gè)與電場方向垂直的磁場時(shí)，由于海水中有以離子狀態(tài)存在的氯化物，可以導(dǎo)電，根據(jù)弗來明左手定則，沿電場方向運(yùn)動(dòng)的離子會(huì)受到垂直于磁場和電場平面方向的洛倫茨力的作用，使海水產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)從而產(chǎn)生一個(gè)推力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種減小或消除船舶在波浪中的搖擺運(yùn)動(dòng)幅值，提高其耐波性和穩(wěn)定性，改善旅客和船員的舒適性，并在船舶靜止或低速航行時(shí)也同樣能起到減搖作用的船用內(nèi)磁式磁流體減搖器。
實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案磁流體減搖器包括海水管道及布置在其外部的液氦儲(chǔ)箱、超導(dǎo)磁體和其內(nèi)部的減搖電極，海水管道使用非金屬材料，超導(dǎo)磁體均勻布置于管道外壁上，正負(fù)兩塊減搖電極平行對(duì)稱布置于管道內(nèi)壁，并保證磁感線方向與電流方向垂直。它是通過調(diào)節(jié)電流與磁場的方向，利用海水中電流與磁場的相互作用力使海水運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生一個(gè)與船體搖蕩方向相反的力矩以達(dá)到減搖目的。
本發(fā)明的有益效果是擺脫了減搖鰭只有在船舶航行時(shí)才能減搖的束縛，它可以通過提高設(shè)備功率來增加減搖效果，使之無論在靜止、低速或高速航行時(shí)，在較大風(fēng)浪條件下均能起到良好的減搖效果。
本發(fā)明不像減搖水艙需占用大量的艙內(nèi)體積，也不需要減搖鰭的一套復(fù)雜的伺服機(jī)構(gòu)，因此體積可以大為減小。
本發(fā)明是完全的電磁響應(yīng)，因此它的減搖作用與船舶的橫搖運(yùn)動(dòng)幾乎同步進(jìn)行，由計(jì)算機(jī)直接控制電極間電流的大小和方向，實(shí)現(xiàn)精確控制，它較之減搖鰭反應(yīng)更靈敏。
它的各構(gòu)件之間沒有剛性連接，它們可以集中或分散安裝在艙體中的任何位置。
在特殊情況下可產(chǎn)生推力使艦船加速或轉(zhuǎn)向。
下表選擇性地比較了MHD減搖器和三種傳統(tǒng)的減搖裝置。



圖1為本發(fā)明的原理示意2為本發(fā)明在自身帶有浮體的船舶中的安裝示意3為圖2所示的減搖器的示意4為應(yīng)用與海洋平臺(tái)的斜插式磁流體減搖器的效果圖1海水管道 2電極 3超導(dǎo)磁體 4電流方向 5磁感線方向6海水流動(dòng)方向 7液氦儲(chǔ)箱
具體實(shí)施例方式
根據(jù)船舶與海洋結(jié)構(gòu)物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提出磁流體減搖器在船舶與海洋平臺(tái)上一種布置方式的實(shí)施實(shí)例。
該減搖器即斜插式MHD減搖器，主要用于對(duì)穩(wěn)定性要求較高且自身帶有浮體的船舶。如小水線面雙體船、高速穿浪船、半潛式海洋平臺(tái)等。
如圖2、3所示，減搖器對(duì)稱布置于兩側(cè)浮體中。它是直接將減搖器海水管道(1)斜插于水下浮體中，平臺(tái)受波浪擾動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)逆時(shí)針的搖蕩，此時(shí)電極通電，海水在電磁力的作用下產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，其反作用力即產(chǎn)生一個(gè)順時(shí)針的力矩。其包括海水管道(1)及布置在其外部超導(dǎo)磁體(3)和其內(nèi)部的減搖電極(2)，海水管道(1)使用非金屬材料，跑道型的超導(dǎo)磁體(3)均勻布置于管道外壁上，正負(fù)兩塊減搖電極(2)平行對(duì)稱布置于管道內(nèi)壁，并保證電流方向(4)與磁感線方向(5)垂直。它是通過調(diào)節(jié)電流與磁場的方向，利用海水中電流與磁場的相互作用力使海水運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生一個(gè)與船體搖蕩方向相反的力矩以達(dá)到減搖目的。考慮到結(jié)構(gòu)的需要，液氦儲(chǔ)箱(7)可就近布置于管道附近也可布置于船體的其它部位。
權(quán)利要求
1.船用內(nèi)磁式磁流體減搖器，其特征在于包括海水管道(1)及布置在其外部的液氦儲(chǔ)箱(7)、超導(dǎo)磁體(3)和其內(nèi)部的減搖電極(2)，其中海水管道(1)使用非金屬材料，超導(dǎo)磁體(3)均勻布置于海水管道(1)外壁上，正負(fù)兩塊減搖電極(2)平行對(duì)稱布置于海水管道(1)內(nèi)壁，并保證磁感線方向與電流方向垂直。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船用內(nèi)磁式磁流體減搖器，在自身帶有浮體的船舶上安裝時(shí)，其特征是所述海水管道(1)對(duì)稱斜插于水下浮體，液氦儲(chǔ)箱(7)采取就近布置于海水管道附近或布置于船體的其它部位上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種將磁流體技術(shù)應(yīng)用于提高船舶耐波性的新型減搖設(shè)備，其包括海水管道及布置在其外部的液氦儲(chǔ)箱、超導(dǎo)磁體和其內(nèi)部的減搖電極，海水管道使用非金屬材料，超導(dǎo)磁體均勻布置于管道外壁上，正負(fù)兩塊減搖電極平行對(duì)稱布置于管道內(nèi)壁，并保證磁感線方向與電流方向垂直。其通過調(diào)節(jié)電流與磁場的方向，利用海水中電流與磁場的相互作用力使海水運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生一個(gè)與船體搖蕩方向相反的力矩以達(dá)到減搖目的。其可減小或消除船舶在波浪中的搖擺運(yùn)動(dòng)幅值，提高其耐波性和穩(wěn)定性，改善旅客和船員的舒適性，并在船舶靜止或低速航行時(shí)也同樣能起到減搖作用。
文檔編號(hào)B63B39/00GK1586984SQ20041006507
公開日2005年3月2日 申請(qǐng)日期2004年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月21日
發(fā)明者施偉, 姚震球, 高雷 申請(qǐng)人:江蘇科技大學(xué)