CN101362507A - 减摇水舱降噪声装置 - Google Patents

Abstract

一种减摇水舱降噪声装置，主要解决提高降噪声效果等技术问题，其采用技术方案是在充水的减摇水舱的左、右舷舱的左、右舷舱水界面上分别设置有至少一个左、右浮子，该左、右浮子的密度小于水的密度，该左、右浮子分别覆盖在面积上不少于10％的左、右舷舱水界面上随该水界面自由运动，适用于各式船舶的减摇水舱。

Description

减摇水舱降噪声装置

技术领域

本发明涉及一种减少横摇的船只运动的设备，特别是一种用转移液体的设备。

背景技术：

船舶在水面航行中或停泊时，在风浪作用下将产生横摇运动，船舶的横摇会使其适航性降低，损坏船体结构，影响设备、仪表正常运行，会使贷物移位或撞击损坏，也会使乘客、船员昏晕，严重的横摇还可能造成危险，为降低船舶横摇运行，业者采用各种措施，其中减摇水舱是有效装置之一，其结构特点是在船舶上设置有由船舷左、右两侧和舱底部共同构成一凹字形密封舱——减摇水舱，该水舱内盛置有一定量的水，当船舶在风浪作用下发生横摇时，减摇水舱两舷侧的水位高度发生变化，建立和船舶摇摆运行方向相反的减摇力矩，从而实现减摇水舱的减摇功能；然而，当减摇水舱两舷侧的水位高度发生变化时，水界面会出现波动，当垂直向加振加速度增大到一定值时，液面就会出现液滴和气泡，随之形成溅水以及溅水和舱壁之间的撞击，并同时产生噪声，该噪声的强度有时高达40dB，使船上的乘员感觉极不舒适，而减摇水舱具有造价较减摇鳍低廉，能在任意航速(包括零航速)时发挥其减摇功能等优点，在500吨级以上各类船舶中有被选用的广阔市场前景，针对上述噪声问题，业者提出了各种解决方案，如日本STABILO公司、日本JFE公司、德国ROLLS-ROYCE公司等，均提供有相应的产品，这产品的共同特点是，在减摇水舱两舷侧水柱12”上端的气室10”连设有一管路5，对于可控式被动减摇水舱，可在该连接管路5上设置控制阀4”，以控制水柱高度交变周期，其结构特点如图3所示，显然，现有结构的连接管路5对抑制两舷侧水柱12”的液面11’波动作用不大，因此降低溅水和溅水与舱板之间的撞击噪声效果有限，同时敷设连接管路结构复杂化，有碍甲板布置和增加制作成本。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种改进的减摇水舱降噪声装置，它既能有效地降低溅水和舱板之间的撞击噪声，又能简化装置结构，改善船舶甲板上布置和降低制作成本。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：减摇水舱包括有左、右舷舱和连接左、右舷舱的底舱，其横截面呈凹字形，充水后的减摇水舱的左、右舷舱水界面上方形成有气室，其特点是：充水的减摇水舱的左、右舷舱的左、右舷舱水界面上分别设置有至少一个左、右浮子，该左、右浮子的密度小于水的密度，该左、右浮子是分别覆盖在左、右舷舱水界面上，并随左、右舷舱水界面的升降在左、右舷舱气室内自由运动。当船舶摇摆时，左、右舷舱的水界面产生液面波动，本发明设置的浮子将有效抑制该波动。

本发明采用左、右舷舱水界面上设置浮子的技术方案，由于浮子的阻尼减振功能，即使在水界面垂直向加振加速度较大时，也能有效抑制液面波动，从而减轻溅水现象，并降低因溅水和溅水和舱板之间的撞击而发出的噪声，实现减摇水舱噪声功能，本发明采用结构简单、制作成本低的浮子，克服了传统降噪设置连接管路结构的种种缺陷，甲板上不再敷设管道，不仅易于推广应用，而且有较高经济效益。

附图说明：

图1是本发明减摇水舱降噪声装置示意图(一)。

图2是本发明减摇水舱降噪声装置示意图(二)。

图3是传统减摇水舱降噪声装置示意图。

具体实施方式：

参照图1、2，减降水舱降噪声装置包括有左舷舱1、右舷舱1’、底舱2、左浮子3、右浮子3’、左控制阀4、右控制阀4’。左舷舱1经底舱2连接右舷舱1’构成一个可容置水的减摇水舱结构，其横截面形状呈凹字形，通常左、右舷舱1、1’的左、右舷舱壁13、13’即为船舷外壳板，底舱2的底舱壁即为船壳体底外板；由各舱充水后的左、右舷舱水柱12、12’和底舱水柱21连接呈一体，左、右舷舱水柱12、12’分别形成左、右舷舱水界面11、11’，在该水界面11、11’的上方分别形成有左、右舷舱气室10、10’；图1表示减摇水舱内充水时的左、右浮子3、3’飘浮时状态，图2表示减摇水舱未充水时左、右浮子3、3’沉底时状态。

左、右浮子3、3’，是本发明的关键构件，左、右浮子3、3’结构相同，是由塑料、橡胶或类似材质制成，成型后的左、右浮子3、3’的密度是小于水的密度，以保持设置在减摇水舱内的左、右浮子始终是漂浮在左、右舷舱水界面11、11’上，以实现其有效的阻尼减振动能；

左、右浮子3、3’的构造可制成完整的一个结构体，也可由若干个结构体共同构成充填漂浮在面积上不少于10％的左、舷舱水界面11、11’，也可由数量众多的结构体组成，上述任一种结构，均应保证左、右浮子3、3’能随水界面升降而自由运动在左、右舷舱气室10、10’的空间内；

左、右浮子3、3’的构造可为方块体、长方体、球体或其他类似几何形状，该方块体、长方体或球体可制成封闭空心结构以节省用材，也可制成多孔状结构或呈泡沫状结构等等；

左、右浮子3、3’的减振功能简述如下：对于具有平整底面宽度为b、长度为a、高度为h的长方形容器(即类似于减摇水舱左、右舷舱水柱12、12’的容置状态)，如果忽略粘性和表面张力，容器内液体(即相当左、右舷舱水柱12、12’)的固有振动频率(液面波浪频率f_m.n)符合下式：

$f_{m,n}^2=\frac{g}{4\mathrm{\π}}\sqrt{{\left(\frac{m}{a}\right)}^2+{\left(\frac{n}{b}\right)}^2}\·\tanh \left[\mathrm{\πh}\sqrt{{\left(\frac{m}{a}\right)}^2+{\left(\frac{n}{b}\right)}^2}\right]$

式中m、n为液体振动模数，其值为零或正整数，g为重力加速度，在垂直向加振加速度较小时，液面波浪在形式上是以1/2分数谐波起显著作用的各种谐波的叠加；当加振加速度增大到一定程度时，液面会出现液滴和气泡，非线性效果对液体界面起支配性作用，在减摇水舱中，此时左、右舷舱水界面11、11’即呈现溅水现象，溅水和溅水与舱板之间的撞击会产生噪声，该噪声的强度有时高达40dB，使船舶乘员有不舒适感觉；当左、右舷舱水面11、11’上设置有左、右浮子3、3’后，由于浮子3、3’的阻尼，将在很大程度上抑制左、右舷水界面11、11’的振动，从而减轻溅水现象，降低因溅水和溅水与舱板之间的撞击而发出的噪声。

在左、右舷舱1、1’的顶部，即左、右舷舱气室10、10’的顶部可分别设置有控制阀4、4’，该阀的结构和现有结构相同或相似，控制阀4、4’的设置用以适应可控式被动减摇水舱的需求。

Claims (6)

1.一种减摇水舱降噪声装置，减摇水舱包括有左、右舷舱和连接左、右舷舱的底舱，其横截面呈凹字形，充水后的减摇水舱的左、右舷舱水界面上方形成有气室，其特征在于：

a.充水的减摇水舱的左、右舷舱(12、12’)的左、右舷舱水界面(11、11’)上分别设置有至少一个左、右浮子(3、3’)；

b.该左、右浮子(3、3’)的密度小于水的密度；

c.该左、右浮子(3、3’)是分别覆盖在左、右舷舱水界面(11、11’)上，并随左、右舷舱水界面(11、11’)的升降在左、右舷舱气室(10、10’)内自由运动。

2.根据权利要求1所述的减摇水舱降噪声装置，其特征是左、右浮子(3、3’)的材质是塑料或橡胶。

3.根据权利要求1所述的减摇水舱降噪声装置，其特征是左、右浮子(3、3’)的构造为方块体、长方体或球体。

4.根据权利要求1所述的减摇水舱降噪声装置，其特征是左、右浮子(3、3’)的方块体、长方体或球体呈空心或多孔状结构。

5.根据权利要求1所述的减摇水舱降噪声装置，其特征是减摇水舱的左、右舷舱气室(10、10’)的顶部分别设置有控制阀(4、4’)。

6.根据权利要求1所述的减摇水舱降噪声装置，其特征是左、右浮子(3、3’)分别覆盖左、右舷舱水界面(11、11’)的面积不少于水界面面积的10％。

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