CN102372075B - 一种无压载水的船舶结构及其操作方法 - Google Patents

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

一种无压载水的船舶结构及其操作方法

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 (1)

1.一种无压载水的船舶结构的操作方法，包括船舶的货舱，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；

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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