[发明专利]用于提供空气润滑层的系统及其操作方法和排水船舶

说明书

本发明涉及一种用于提供空气润滑层的系统及其操作方法和排水船舶，该系统用于当船舶(1)通过水移动时在船舶的船体(2)的大致平的底(3)和所述底下流动的水之间提供空气润滑层，所述系统包括侧壁(5，5’)和顶壁(4)，该侧壁和顶壁限定出腔(6)，所述腔具有开口(13)，该开口位于横向于所述侧壁的界面平面中，所述界面平面大致与所述平的底平齐，沿所述腔的长度方向观察，所述开口具有前端(9)和后端(15)，空气入口(10)与所述开口间隔开以用于将空气导入所述腔内，其中，所述腔的开口的长度在2m至10m之间，并且所述顶壁到所述界面平面的距离(H)在0.2m至0.5m之间。

技术领域

本发明涉及一种用于当船舶通过水移动时在该船舶的船体和该船体下方流动的水之间提供空气润滑层的系统。本发明还涉及一种包括所述系统的排水船舶，还涉及一种排水船舶中的所述系统的操作方法，并且涉及一种在排水船舶中设置所述系统的方法。

背景技术

WO 2010/064911描述了如何在排水船舶的船体上产生一层微泡(micro bubbles)来降低摩擦拽力(frictional drag)，具体是通过在船舶的船体的平底区域中设置腔，使得所述腔的开口位于平底区域。空气以使得腔中的水位(water level)基本保持为所述船舶的船体的水位的速率注入到所述腔中。由于所述船舶的前进移动，所述腔内的空气将相对于所述水以所述船移动的速度移动，或者从所述腔看，所述水将以上述速度流动穿过所述腔。空气和水的速度之间的差别导致所谓的开尔文-亥姆霍兹不稳定性(KHI)，这导致空气和水在水和空气的界面处混合，并导致小尺寸空气泡层的相应产生。这些空气泡的小尺寸使得这些空气泡非常稳定，并且这些空气泡倾向于停留在水中相对较长的时间。所述腔中产生的小气泡在所述腔的后边缘被释放，以使得所述小气泡形成沿所述腔的船体下游的底部延伸很长距离的稳定的润滑层。通过这种方式，能够节省推进船舶时所需的能量。

本发明的目的是提供一种用于当船舶通过水移动时在船舶的船体和所述船体下方流动的水之间提供空气润滑层的改进的系统，该系统能够更容易地配置在船舶的船体中。

本发明的另一个目的是提供一种用于提供空气润滑层的改进的系统，所述改进的系统能够在波动条件下有效且稳定地操作。

本发明的还一个目的是提供一种配置有这种系统的排水船舶。

本发明的再一个目的是提供一种在排水船舶中操作这种系统的方法。

本发明的另一个目的是提供一种在不减弱(weakening)现有的船体的情况下将这种系统加装到现有的排水船的船体中的方法。

本发明的另一个目的是提供一种在不干涉所述船舶的载货空间的情况下的改装方法。

发明内容

为了实现这些目的，本发明提供一种用于当所述船舶通过水移动时在船舶的船体的大致平的底和所述底下流动的水之间提供空气润滑层的系统，其中，该系统包括侧壁和顶壁，该侧壁和顶壁限定出腔，所述腔具有开口，该开口位于横向于所述侧壁的界面平面中，所述界面平面大致与所述平的底平齐，沿所述腔的长度方向观察，所述开口具有前端和后端，空气入口与所述开口间隔开以用于将空气导入所述腔内，其中，所述腔的开口的长度在2m至10m之间，优选地，在2m至7m之间，更优选地，在2m至5m之间，并且所述顶壁到所述界面平面的距离(H)在0.2m至0.5m之间

发明人已经意识到，所述腔的开口的长度在2m至10m之间，并且高度在0.2m至0.5m之间，从而在所述腔中的空气和水之间的界面处形成稳定且很好限定的润滑空气-水混合物。还发现，对于长度为2m和5m之间的腔，所述顶壁从界面平面开始的距离在0.2m至1.5m之间，优选地在0.2m和1.0m之间，最优选地，在0.2m至0.5m之间。