[发明专利]一种船舶表面防污减阻装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种船舶表面防污减阻装置。

背景技术

目前，船舶等海洋设施表面附着的海洋生物给当今迅猛发展的海路运输业带来极大的危害，它一方面增加船舶航行阻力，导致航速降低和燃料消耗增加；另一方面加速金属腐蚀，缩短船舶和海洋设施的使用寿命。防止海洋生物附着在船体表面并减小船舶航行时的摩擦阻力，对节约燃料、延长航时、提高经济效益具有重要意义。现有防止海洋生物附着的措施主要是在船舶表面喷涂含有毒性物质的防污漆，其作用机理为通过缓释毒素使层流底层中保持一定的毒素含量，使幼小的贝类、海草等致死，从而起到防污效果。一段时间后，毒素释放完毕，海洋生物在船舶表面迅速大量生长，就必须进行入坞清理并重新涂装；而电解海水技术蓬勃发展，当强氧化性电解产物达到一定浓度时，可以有效抑制海洋生物的附着。在减阻方面，现有船体表面均为光滑表面，而在当前研究成果中，非光滑表面(如凹坑表面结构)具有较好的减阻特性，同时具有结构简单、加工方便、无污染、无噪声等优点。根据以上描述的现有技术，其存在的主要问题为：含毒涂料寿命短且污染严重，毒素释放后丧失防污功能；光滑表面的边界层流场特征对船体造成较大的壁面切应力，使航行时存在较大的摩擦阻力。

发明内容

本发明的目的是提供一种可长期使用且采用无污染的方式防止海洋生物附着在船体表面，并利用带有凹坑结构的非光滑表面改变边界层流场特征，该凹坑结构符合流体减阻技术中非光滑表面减阻技术的要求，通过小曲率阵列排列的表面凹坑结构，可以有效减小船舶航行时摩擦阻力的船舶表面防污减阻装置。

本发明所述的一种船舶表面防污减阻装置，其特征在于：包括底板、活动板、多孔板、驱动装置、电解装置以及配有电源适配器的电源，所述底板的底面粘附一层强磁层，所述底板通过底部的强磁层吸附在船体的表面；所述活动板的底面涂覆一层弱磁层，上部均匀分布若干柱状凸起，并且所述活动板通过弱磁层吸附在所述底板上表面，所述活动板底部设有用于与驱动装置配合的凹槽；所述多孔板覆盖在所述活动板的表面，所述多孔板的边沿与所述底板的边沿固接，所述多孔板上分布若干用于插入柱状凸起的通孔，且所述通孔与所述活动板上的柱状凸起一一配合；所述活动板处于最低位置时，柱状凸起顶面低于多孔板的表面；所述活动板处于最高位置时，柱状凸起顶部的凹坑高出多孔板的表面；所述驱动装置、所述电源以及电源适配器设置在所述活动板与底板之间，并且所述驱动装置的转子连有用于卡在所述活动板的凹槽内的驱动件，驱动所述活动板作上下往复运动；所述电解装置包括由Cu-Al合金制成的阳极、绝缘固定块以及由惰性材料制成的阴极，所述阳极、所述阴极通过绝缘固定块安装在所述多孔板边缘的绝缘电解槽底部，并且所述阳极、所述阴极通过相应导线与所述电源电连。

所述供电装置包括电源和电源适配器，所述电源的供电端与所述电源适配器的入电端电连，所述电源适配器的供电端分别与驱动装置的入电端、电解装置的阴阳两级电连。

所述驱动装置包括直线电机和驱动件，所述直线电机安装在所述底板上，所述直线电机的转子与所述驱动件的底部固接，所述驱动件的上端卡入所述活动板的凹槽内，并沿所述凹槽上下往复运动；所述直线电机的输电端与电源适配器相应引脚电连。

所述多孔板与所述底板之间夹有密封圈。

多孔板上的通孔按照矩形或菱形排列，形成非光滑的凹坑表面，横向相邻两通孔的中心距W为通孔的直径2～10倍；纵向相邻两通孔的中心距L为通孔的直径2～10倍。

所述多孔板上的通孔的直径为1mm。

每根柱状凸起的顶部带有弧形的凹坑。

所述柱状凸起的高度为5mm，排列方式与多孔板表面的通孔相同，凹坑所在基圆的直径d为0.6～0.8mm，凹坑深度h：凹坑所在基圆的直径d为0.2～0.6。

所述绝缘电解槽的内壁贴覆一层绝缘橡胶层。

本发明的有益效果是：该装置运行时，电解部分会产生次氯酸钠，次氯酸钠达到一定浓度后，可以抑制海洋生物的附着和生长，同时本发明方案的活动板上的柱状凸起相对于多孔板可做上下运动，可剥离附着在船体表面的海洋生物而防止船体表面受污，且使用寿命长、避免反复涂装、无污染，可以在船舶航行的过程中实现除污而不需要停泊入港；柱状凸起的上端为球状凹坑结构，在静态工作条件下，柱状凸起的上端与多孔板共同构成带有凹坑阵列的非光滑表面结构，为流体减阻领域非光滑表面结构，这种小曲率阵列排列的凹坑结构可以改善壁面边界层的流场，减小了船舶航行时的摩擦阻力。

附图说明

图1：是本发明实例静态工作条件下的结构图；