CN102372075A - 一种无压载水的船舶结构及其操作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种船舶结构及其操作使用方法,一种无压载水的船舶结构,在货舱的外部设置U形浮体(1)或板形浮体(2);浮体为空心密封腔体,可向腔体内注水或抽出;浮体相对于货舱具有升降滑道(4);浮体沿升降滑道(4)可上升或下降,在浮体下沉至货舱底部位置,由固定栓将浮体和货舱固定;浮体自头部至尾部,根据货舱的结构可以是整体式或分段式,各段浮体可以是相同或不同结构。船舶满载时浮体为空腔,处于上升位置,紧贴船舶货舱的底部和/或两侧的上边沿外壁;船舶空载时①向浮体内注水,浮体沿升降滑道结构(4)下沉;②将浮体内的水抽出,浮体浮起,船舶货舱浮出水面。本发明解决和消除了压载水的迁移问题,实现船舶的无压载。
Description
技术领域
本发明涉及一种船舶结构及其操作使用方法,特别是涉及无压载水舱的一种船舶结构及其使用方法。
背景技术
压载水是指远洋船舶离岸时携带的充当压载物的海水等,目的为了保持船舶航行的平衡性和稳定性。由于处理技术和经济上的原因,有相当一部分的压载水不能进行或得不到妥善的处理,这无意中为海洋生物在世界范围内的传播、繁衍提供了便利。
据估计,全球所有海上运输船舶所携带的压载水数量,每年大约有120亿吨,而其主要用途仅为了保持船舶空载回程时的稳定和安全。以油轮为例,沿海油轮卸油后在回程途中,所需压载水量为总载油量的20%-25%,远洋油轮为35%-40%,恶劣天气为40%-50%,特殊情况下高达50%-60%。由此可见,船舶压载水耗费了大量的能源、人力、物力和财力。
除却上述问题,全世界每天有1万多种生物随压载水传播到各地,这些物种被人为地大量迁移,会严重打乱自然界的生态平衡,同时还会引发许多令人们始料不及的严重后果,而由此产生的生态灾难至今都无法被消除。由压载水引发的生物入侵问题,已经给各大航运国造成严重的损失。人们已经清楚地认识到,压载水会给环境造成难以估量的破坏,因此已经被国际海事组织宣布为海洋面临的“四大危害”之一,必须对其做出限制。
目前,船舶为了遵守相应海洋法规,大多在公海交换压载水,或采用物理、化学相结合的处理方法,但这仅仅维护了本国的生态平衡和利益。压载水问题存在于世界范围内,牵扯到多方利益,单单某一国家、地区无法独立解决,必须通过多方协作。因此成功研发出无压载水船舶,不仅能彻底解决压载水造成的诸多弊端,更能带来节能效果。
对此,各国都在抓紧研究船舶的无压载水技术。截至今日,日本NOBS设计建造研究所发明了V型船身,其特点是船体下半部分更加细长,船底呈现向下突出的V型,促使船舶吃水足够配合船舶空载重量,避免了回程使用压载水,却能保证规定的适航性;美国密西根大学成功研发出的无压载水船舶,其设计思路则是把原来的封闭式压载水舱改为开放式,在船头压载水线下设置进水口,船尾设置排水口,海水从船首进口处涌入,再迅速地从船尾排水口排出,这样既可起到原来的压载水舱作用,又可以减少船舶负荷;荷兰的研究机构则采用船身单一结构,在船底设置一向后开放的内凹(犹如倒置的拖鞋)使船舶轻载时能有较大的吃水以确保其稳定性。
上述三种方法虽都解决了无压载水的问题,但全新的船舶外形将对建造成本、空船重量、传统码头及载货量等提出更为艰巨的挑战。
发明内容
本发明的目的是为了解决船舶压载水带来的问题,在维持原有船型不变,保留传统货船大舱容、大载货量等优点的前提下,提供一种更为经济、便捷的辅助改进结构实现船舶无压载水。本发明的目的是由以下技术方案得以实现。
一种无压载水的船舶结构,包括船舶的货舱,其特征在于:
在所述货舱的外部设置紧贴货舱两侧和底部,呈U字形的U形浮体,或者设置紧贴货舱两侧呈竖直板状的板形浮体;
所述浮体为空心密封腔体,可以向腔体内注水,可以将腔体内水抽出;
所述浮体相对于货舱具有上下升降滑道;
所述浮体沿升降滑道可上升或下降,在浮体下沉至货舱底部位置,由固定栓将浮体和货舱固定;
所述浮体自头部至尾部,根据货舱的结构可以是整体式,也可以是分段式,各段浮体可以是相同结构,也可以是不同结构。
进一步的技术方案是,所述上下升降滑道为垂直的燕尾槽结构。
进一步的技术方案是,所述上下升降滑道为垂直的导柱、导套结构。
进一步的技术方案是,在所述船舶的底部两侧设置螺旋船舶推进器。
进一步的技术方案是,所述船舶的货舱分为前货舱和后货舱,在前货舱的外部设置U形浮体,在后货舱的两侧设置板形浮体以及在底部设置椭圆形浮体。
一种无压载水的船舶结构的操作方法,其特征在于:
船舶满载航行时:
浮体腔体为空腔,受浮力作用处于上升位置,紧贴船舶货舱底部和/或两侧的上边沿外壁,启动船舶推进器,船舶航行;
船舶空载航行时:
①向浮体腔体内注水,浮体沿升降滑道下沉,由固定栓将浮体和货舱固定;
②将浮体腔体内的水抽出,浮体浮起,船舶货舱浮出水面,浮体部分在水面上,部分在水面下,船舶推进器处于水下;
③启动船舶推进器,船舶航行。
采用本发明技术方案,在所述货舱的外部设置紧贴货舱两侧和底部,呈U字形的U形浮体,或者设置紧贴货舱两侧呈竖直板状的板形浮体;
所述浮体为空心密封腔体,可以向浮体内注水,可以将浮体内水抽出;所述浮体相对于货舱具有上下升降滑道。
当浮体内注入水后浮体下沉,沿着上下升降的滑道脱离货舱下沉。
当浮体内注入水被抽出后,浮体上浮,浮体或者沿着上下升降滑道上升,紧贴货舱外表,如果浮体在前次下滑到货舱下部时已被固定栓固定住的话,此时浮体的上浮会使货舱被浮体“托起”,货舱的部分或全部浮出水面。
所述浮体自头部至尾部,根据货舱的结构可以是整体式,也可以是分段式,各段浮体可以是相同结构,也可以是不同结构。即,如果货舱是分为前、后舱的话,各货舱可以是相同配置U形浮体,或者是两侧均设置板形浮体,也可以是前、后货舱是不同的浮体结构。
本发明的优点和有益效果是:满载时,船舶维持传统货船船型不变,保证大舱容,大载货量,较现有国外研发的无压载水船舶,无需对此船配备专属码头等。船舶卸货后空载回程时,只需向下伸出浮体,托起船身,使之成为一艘小水线面三体船。目前小水线面三体船的发展相当成熟,其快速、稳定,经济、操纵灵活的特性已得到广泛认可。本发明提出的结构是一种填补本领域空白的技术方案,解决和消除了压载水的迁移问题,本发明可以在任何船型和吨位的船舶上使用,如散货船,多用途船,油船等,均能够通过升降式浮体实现船舶的无压载;甚至可以通过改装,进一步降低成本,加速推进我国无压载水时代的到来。因此,低风险、经济的建造成本,便捷快速的操作方式均使得本发明优于现行的其他设计,具有突出的实质性特点和显著的进步。
附图说明
图1是本发明无压载水舱的船舶结构一实施例,船舶具有前货舱和后货舱结构,其中前货舱紧贴外表配置了呈U字形的U形浮体,货船满载,水线位于货船上部的状态图;
图2是图1实施例的后货舱结构及状态图,后货舱的两侧设置板形浮体以及在底部设置椭圆形浮体,货船满载,水线位于货船上部的状态;
图3是图1货舱处于空舱状态的结构示意图;
图4是图2货舱处于空舱状态的结构示意图;
图5是本发明无压载水舱的船舶结构一实施例,船舶具有前货舱和后货舱结构,其中前货舱紧贴外表配置了呈U字形的U形浮体,后货舱的两侧设置板形浮体以及在底部设置椭圆形浮体,货舱满载,从船舶侧面观察的状态主视图;
图6是图5船舶货舱空载的状态示意图;
图7是图5的俯视图,显示了船体及浮体燕尾槽结构;
图8是图6,在水面位置的俯视图,显示了船舶货舱空载时成为一艘小水线面三体船的形式,也显示了浮体燕尾槽结构。
图中,1是U形浮体、2是板形浮体、3是船舶推进器、4是升降滑道,A是船舶货舱满载状态的水线位置、B是船舶货舱空载状态的水线位置。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本发明的详细内容。
一种无压载水的船舶结构,
在货舱的外部设置紧贴货舱两侧和底部,呈U字形的U形浮体1,或者设置紧贴货舱两侧呈竖直板状的板形浮体2;
所述浮体为空心密封腔体,可以向腔体内注水,可以将腔体内水抽出;
所述浮体相对于货舱具有上下升降滑道4;
所述浮体沿升降滑道4可上升或下降,在浮体下沉至货舱底部位置,由固定栓将浮体和货舱固定;
所述浮体自头部至尾部,根据货舱的结构可以是整体式,也可以是分段式,各段浮体可以是相同结构,也可以是不同结构。
所述上下升降滑道4为垂直的燕尾槽结构。燕尾槽结构即倒V型块结构,浮体以燕尾槽结构嵌入船舶货舱的外侧,随浮体内注入水,增加重量下沉,或者,随着浮体内的水被抽出,增加浮力而沿着燕尾槽结构的升降滑道4而上升。
所述上下升降滑道4为垂直的导柱、导套结构。导柱、导套结构与燕尾槽结构相同,也是大型设备相互配合移动、滑动,常用、成熟的一种机械装置结构。
在所述船舶的底部两侧设置螺旋船舶推进器3。提供船舶推动的动力。
所述船舶的货舱分为前货舱和后货舱,在前货舱的外部设置U形浮体1,在后货舱的两侧设置板形浮体2以及在底部设置椭圆形浮体。本发明可以广泛地应用于各种船舶上,即既可用于整体式结构的船舶上,也可以用于分为前后货舱的船舶上。本实施例是一种较常用船舶结构。
一种无压载水的船舶结构的操作方法
船舶满载航行时:
浮体腔体为空腔,受浮力作用处于上升位置,紧贴船舶货舱底部和/或两侧的上边沿外壁,启动船舶推进器3,船舶航行;
船舶空载航行时:
①向浮体腔体内注水,浮体沿升降滑道4下沉,由固定栓将浮体和货舱固定;
②将浮体腔体内的水抽出,浮体浮起,船舶货舱浮出水面,浮体部分在水面上,部分在水面下,船舶推进器3处于水下;
③启动船舶推进器3,船舶航行。
本发明提出的结构是一种填补本领域空白的技术方案,解决和消除了压载水的迁移问题,可以在任何船型和吨位的船舶上使用,均能够通过升降式浮体实现船舶的无压载;甚至可以通过改装,进一步降低成本,加速推进我国无压载水时代的到来。因此,低风险、经济的建造成本,便捷快速的操作方式均使得本发明优于现行的其他设计,具有突出的实质性特点和显著的进步。
Claims (6)
1.一种无压载水的船舶结构,包括船舶的货舱,其特征在于:
在所述货舱的外部设置紧贴货舱两侧和底部,呈U字形的U形浮体(1),或者设置紧贴货舱两侧呈竖直板状的板形浮体(2);
所述浮体为空心密封腔体,可以向腔体内注水,可以将腔体内水抽出;
所述浮体相对于货舱具有升降滑道(4);
所述浮体沿升降滑道(4)可上升或下降,在浮体下沉至货舱底部位置,由固定栓将浮体和货舱固定;
所述浮体自头部至尾部,根据货舱的结构可以是整体式,也可以是分段式,各段浮体可以是相同结构,也可以是不同结构。
2.根据权利要求1所述无压载水的船舶结构,其特征在于所述上下升降滑道(4)为垂直的燕尾槽结构。
3.根据权利要求1所述无压载水的船舶结构,其特征在于所述上下升降滑道(4)为垂直的导柱、导套结构。
4.根据权利要求1所述无压载水的船舶结构,其特征在于在所述船舶的底部两侧设置螺旋船舶推进器(3)。
5.根据权利要求1所述无压载水的船舶结构,其特征在于所述船舶的货舱分为前货舱和后货舱,在前货舱的外部设置U形浮体(1),在后货舱的两侧设置板形浮体(2)以及在底部设置椭圆形浮体。
6.一种无压载水的船舶结构的操作方法,其特征在于:
船舶满载航行时:
浮体腔体为空腔,受浮力作用处于上升位置,紧贴船舶货舱底部和/或两侧的上边沿外壁,启动船舶推进器(3),船舶航行;
船舶空载航行时:
①向浮体腔体内注水,浮体沿升降滑道(4)下沉,由固定栓将浮体和货舱固定;
②将浮体腔体内的水抽出,浮体浮起,船舶货舱浮出水面,浮体部分在水面上,部分在水面下,船舶推进器(3)处于水下;
③启动船舶推进器(3),船舶航行。
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