[发明专利]一种原油船利用横摇的单摆式扰动及发电装置

说明书

本发明提出了一种原油船利用横摇的单摆式扰动及发电装置，该装置包括：底座、限位板、转轴、摆杆、水轮机、发电机、传动轴、滚动轴承。本发明设于原油船的液货舱中，当船舶发生横摇运动时，利用水轮机的来回摆动对油液进行扰动，不仅能避免原油中的杂质及颗粒物沉淀到舱底，造成底部油液粘稠，还能使液货舱内的油液充分混合，避免底部油温较低造成底部油液更加粘稠，进而导致卸货泵吸入困难。而且在船舶横摇过程中，水轮机和液货舱内的油液相互摩擦产生热能，对油液起到了加热的作用，更进一步降低了液货舱底部油液的粘稠度。此外，本发明回收由于波浪引起的船舶横摇运动而使得船舶具有的机械能，进而转化为电能，实现了对波浪能的间接利用。

技术领域

本发明属于船舶技术领域，具体涉及一种原油船利用横摇的单摆式扰动及发电装置。

背景技术

原油是一种重要的能源，世界各国对原油的需求量与日俱增。目前主要的原油生产国有巴西、伊朗、沙特阿拉伯等国家，生产的原油要送往世界各地，原油的运输主要依靠原油运输船(简称原油船)。

通常利用原油船运输原油的航线较长，以沙特阿拉伯的吉达港到国内青岛港为例，航线约为6000多海里，一般需要航行20多天，而原油中含有很多颗粒物或密度较大的杂质，由于船舶航行时间很长，原油中的杂质及颗粒物经过长时间的静置，会沉淀到原油船液货舱的底部，造成液货舱底部油液的平均密度比中上部油液的平均密度更大，从而使液货舱底部油液更加粘稠。另外，由于北方海水温度较低，特别是冬季，海水温度接近0℃左右，这样就会导致液货舱底部的油液通过船底板与海水的换热速度加快，造成液货舱底部的油液温度更低，更大大增加了液货舱底部油液的粘稠度。此外，原油船上一般不会设加热系统，当原油船到达卸货港进行卸货时，由于液货舱底部的油液比较粘稠，卸货泵在卸载液货舱底部油液时的阻力很大，造成卸货泵吸入困难，严重时甚至会发生卸货泵失吸现象，因此液货舱底部油液粘稠造成卸货泵吸入困难是原油船卸货时存在的一个比较突出的问题。

当原油船在海上航行时，由于受波浪等因素的影响，船舶会发生横摇运动，从而使船体左右摇晃，尤其是恶劣的天气条件下，船舶的横摇运动会更加剧烈。尽管船舶的横摇运动很剧烈，但这对液货舱内原油的流动性的影响微乎其微，具体的原因如下：通常液货舱内原油的装载量要占满整个舱容，液货舱的顶部仅有很小一部分的空余空间，并且液货舱的深度很深，一般为20～30米，当船舶发生横摇运动时，只有上部的表层油液会随着船舶的横摇运动向左舷或右舷流动，而液货舱内表层油液以下的绝大多数油液(即中下部的油液)几乎不流动，因此船舶的横摇运动对液货舱内中下部的油液几乎不会产生扰动。当船舶发生横摇运动时，正是因为液货舱内油液的流动性很差，原油中的杂质及颗粒物才会不断向舱底沉淀，造成液货舱底部油液比较粘稠。此外，由于液货舱底部油温相对较低，也会大大增加液货舱底部油液的粘稠度。

船舶的横摇运动使得船舶上蕴含着大量可利用的机械能。基于此，如果能提出一种原油船利用横摇的单摆式扰动及发电装置，通过本装置对液货舱内的油液进行扰动，将能解决液货舱底部油液粘稠而造成的原油船卸货困难的问题，还能回收船舶横摇时产生的机械能用于发电，由于船舶的横摇是由波浪引起的，实质上本装置对机械能的回收也是对波浪能的间接利用，这种装置将具有良好的实际应用价值。

发明内容

本发明的目的是针对上述液货舱底部油液粘稠的问题，提出一种原油船利用横摇的单摆式扰动及发电装置，在液货舱顶部安装一个摆杆，摆杆的底部连接有一对水轮机，摆杆在船舶横摇的作用下做单摆运动，进而带动水轮机旋转，水轮机在来回摆动的过程中对油液产生扰动作用，避免了原油中的杂质及颗粒物沉淀到液货舱的底部，解决了液货舱底部油液粘稠度较大的问题。此外，在原油船航行过程中，水轮机对油液的扰动作用能够使液货舱内上部、中部和底部的油液充分混合，使油液上下温度保持一致，避免液货舱底部油液温度过低，更进一步增加液货舱底部油液的粘稠度。另外，水轮机的叶轮与液货舱内的油液在工作过程中相互摩擦产生热能，对油液起到了加热的作用，更进一步降低了液货舱底部油液的粘稠度。同时本装置还能回收船舶横摇时产生的机械能，进而将回收的机械能转化为电能，实现了装置对波浪能的间接利用。