CN102107657A - 具有自由调节吃水的流动压舱结构的气垫船 - Google Patents

具有自由调节吃水的流动压舱结构的气垫船 Download PDF

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Abstract

本发明提供具有自由调节吃水的流动压舱结构的气垫船，包括：将具备可在内部储存空气的密封空间部的空间区块上下布置结合而形成的壁体结构左右布置形成的船体侧壁，将左右船体侧壁的下端相互连接的底板，由底板向下方延长伸出形成并由压载侧壁体和压载底板围绕形成能够填充压载水的密封空间的压载舱，由船体侧壁的下端部向下方延长形成曲线形且面向船体内侧的一侧面开放的船体下端侧部，连接船体下端侧部和压载侧壁体并形成若干个下面开放且一侧面和船体下端侧部连通的气压舱的横隔板，一端延长至空间区块内的空间部而另一端与外部的空气压缩机连接并设置吃水调节阀控制供应或者排放压缩空气的吃水调节排管。

Description

具有自由调节吃水的流动压舱结构的气垫船
技术领域
本发明涉及气垫船，具体涉及连通船体侧壁和船底板部，并通过这些连通空间根据需要供应或者排放外部的压缩空气以吸入或者排放海水，以便根据货物的重量迅速自由地进行吃水调节；航行中可通过从连通空间供应到船底的压缩空气的气垫作用而减少与海水之间的摩擦的具有自由调节吃水的流动压舱结构的气垫船。
背景技术
船舶是靠引擎的旋转动力传达给螺旋桨而获得的推进力量在水上航行，沉到水底的船体底面和水之间的摩擦阻力而发生的动力损失很大。
为了最小化船体和水之间的摩擦阻力并提高能量效率，迄今为止一直进行有关空气漂浮船或气垫船等利用空气的船舶的研究和开发。
图9为现有的气垫船的一例的纵截面图。上述气垫船涉及侧壁型气垫船，在船体的两侧壁部(1)相互之间有气垫舱(4)。上述气垫船利用供应压缩空气到气垫舱(4)的供气扇(5)，给航行时减轻船体摩擦阻力的空气泡的生产器具-多孔板(7)和空气送风箱(9)供应压缩供气。但这样的气垫船其结构只能运用在小型的船舶，难以运用到大型船舶，而且船体的中央部凹陷空荡，如果遇到大风浪容易颠覆。
图10为现有气垫船的另一例的纵截面图。上述气垫船(1)在船下板有凹陷部，左右两侧壁(2)向里面倾斜，从船底外板(6)到两侧壁(2)高度方向的中间位置设置隔间(7，8)作为分隔壁以形成气垫舱(5)，通过供应到气垫舱(5)的压缩空气增加船载重量并安全航行。但此类结构的气垫船的内部中央部凹陷，两侧端延长形成，因此也有遇到大风浪某一端在左右颠簸过程中掀起而被翻船的危险。如适用在货船或者集装箱船等大型船舶，只靠压缩空气的气垫很难调节船舶的吃水。
因此需要开发能够圆满执行船舶的压载工作而且通过合理调节压缩空气和自由流动的压载水准确进行根据货物装载量的吃水调节、在航行中也没有翻船的危险、能够最小化空气摩擦阻力的船舶。
发明内容
本发明为了解决以上问题而制作，目的是在货船或集装箱船等大型船舶装载货物时，除了基本压载舱外，在船体侧壁另具备的吃水调节隔间导引通过供应排放压缩空气的而发生的压载水的自由流入出，从而迅速稳定地实现船舶的吃水调节。
而且在船舶的航行中给船体隔壁和船体的气压舱供应压缩空气，排出压载水形成空气垫，最小化船体和水之间的摩擦阻力，提高船舶的燃料消费率，加快航行速度。
并且在风浪大的海上航行时，因具有供应到船底的气垫，没有颠覆的危险，具有安全结构。
本发明的技术方案在于：
为了达到上述目的本发明提供一种具有自有调节吃水的流动压舱结构的气垫船，其特征在于：包括船体侧壁、底板、压载舱、船体下端侧部、横隔板、吃水调节排管；所述船体侧壁为将若干个空间区块上下布置结合而形成的壁体结构左右布置形成的，所述空间区块具备可在内部储存空气的密封空间部；所述底板将所述左右船体侧壁的下端相互连接；所述压载舱由所述底板向下方延长伸出形成，由压载侧壁体和压载底板围绕形成密封空间，所述密封空间内部能够填充压载水；所述船体下端侧部由船体侧壁的下端部向下方延长形成曲线形，且面向船体内侧的一侧面开放；所述横隔板连接所述船体下端侧部和所述压载侧壁体，沿着船体长度方向若干个相隔设置而形成若干个下面开放且一侧面和船体下端侧部连通的气压舱；所述吃水调节排管的一端延长至空间区块内的空间部而另一端与外部的空气压缩机连接，并设置吃水调节阀控制供应或者排放压缩空气；通过所述吃水调节排管供应或排放压缩空气，给所述空间区块的空间部及气压舱填满海水或者排放海水，从而可进行吃水调节及气垫航行。
所述船体下端侧部开放的一侧面板面形成具有贯通形成若干个海水流通孔的警戒壁。。
所述船体侧壁由船体的长度方向分隔的若干个吃水调节隔间形成，优选地，上述各吃水调节隔间设置一双吃水调节排管。
而且优选地，所述一双吃水调节排管的一侧端设置在上述吃水调节隔间内最下端空间区块的空间部，一双吃水调节排管的一侧端设置成上下不同的高度
优选地，所述压载舱为沿着船体的长度方向分隔若干个被分离的空间。
本发明的技术效果在于：
根据本发明装载货物的重量组合设置在船体的底面中央部的压载舱和设置在船体侧壁的吃水调节隔间，从而可通过压缩空气自由调节压载水的流入或流出量，迅速而便于调节船舶的吃水。并且摆脱了现有的气垫船只适用在小型的船舶的限制，使气垫船也可以适用在大型船舶。
而且船舶在航行中根据海上天气等条件给船体侧壁填充海水以增加吃水或者填充压缩空气以增加浮力，从而确保符合气象变化的最优化吃水，安全航行。
还有给船底中央的压载舱两侧设置的气压舱供应压缩空气，以此最小化航行中水和船体之间的摩擦阻力，防止染料的浪费、增加船舶的运行速度。
并且根据本发明的气垫船，航行时随时给船体隔壁和在船底开放的气压舱填充或排放压载水，因此能够降低目前把填充在压载舱的海水排放到目的地港口而发生海洋生态破坏的危险，并且能够节省随之产生的压载水处理费用，非常经济。
附图说明：
图1为根据本发明的气垫船的上部甲板的概略平面图；
图2为根据本发明的气垫船的下部甲板的概略平面图；
图3为根据本发明的气垫船的底板结构的概略横截面图；
图4为根据本发明的气垫船的概略纵截面图；
图5为根据本发明的气垫船的概略底面图；
图6为根据图5的截断线VI-VI的气压舱的截面图；
图7为根据本发明的另一实施例的气压舱的截面图；
图8为根据本发明的压缩空气供排气系统的概略结构图；
图9所示现有的气垫船之一例纵截面图；
图10所示现有的气垫船之另一例的纵截面图。
<附图主要符号说明>
100：气垫船                110：船体侧壁
111，112，113：空间区块    111a，112a，113a：空间部
114：吃水调节隔间          115：船体下端侧部
116：警戒壁                117a，117b：吃水调节排管
118a，118b：吃水调节阀     120a：压载侧壁体
120b：压载底板             121，122，123：压载舱
131：底板                  132：气压舱
133：横隔板                151：空气压缩机
152：压缩空气储存舱        153：供气管
154：供气阀        155：排气管
156：排气阀        157：充气阀
具体实施方式：
以下参考附图详细说明本发明的结构和运作原理。
图1为根据本发明的气垫船的上部甲板的概略平面图，图2为根据本发明的气垫船的下部甲板的概略平面图，图3为根据本发明的气垫船的底板结构的概略横截面图。
如图所示，本发明的气垫船(100)大致包括上部甲板(101)、下部甲板(102)及底板结构(103)，这只是为了便于说明例举了装载煤炭或谷类等散货的散货船的结构，本发明并不局限于此说明。
上部甲板(101)船尾设置淋浴间、卫生间、及食堂等便利设施(101a)，船体的中央部形成货舱舱口盖(101b)。下部甲板(102)的船尾设置引擎间(102a)，上述货舱舱口盖(101b)的下部设置货物舱(102b)。
如图3所示，上述下部甲板(102)的下方形成底板结构(103)。上述底板结构(103)图示船体的下端部的横向截面图。如图所示，船体侧壁(110)的外侧壁(110a)和内侧壁(110b)之间设置以后述的若干个空间区块组成的吃水调节隔间(114)。在船体的侧壁(110)内部沿着船体的长度方向形成若干个上述吃水调节隔间(114)。附图中未说明符号114a图示分离而分隔邻接的吃水调节隔间的隔间分隔壁。
船底的中央部沿着船体的长度方向形成压载舱(121，122，123)。图示的实施例中压载舱共分隔为3个区域，即第一压载舱(121)、第二压载舱(122)及第三压载舱(123)。各压载舱(121，122，123)与现有的一般船舶具备的压载舱同样的结构和方式填充或排放海水。
上述压载舱(121，122，123)和船体侧壁(110)之间形成被若干个横壁(133)分隔且下部开放以便能够使海水流入的气压舱(132)。
图4为根据本发明的气垫船的概略纵截面图。气垫船(100)的船体基本由船体侧壁(110)及在船底横向形成连接两侧船体侧壁(110)的底板(131)构成。
船体侧壁(110)由若干个空间区块构成，包括最上层的第一空间区块(111)、中间的第二空间区块(112)及最下层的第三空间区块(113)。各空间区块内部具有可容纳空气的空间部(111a，112a，113a)。上述的上下层叠组成的第一至第三空间区块(111，112，113)组成一个吃水调节隔间(114)，各吃水调节隔间(114)与邻接的吃水调节隔间屏蔽隔离设置。最下层的上述第三空间区块(113)的下端开放，形成开口部(113b)。从而如后述，外部的海水可根据需要通过上述开放口(113b)流入或流出。附图中未说明符号110a图示船体的外侧壁，110b图示船体的内侧壁。
一双吃水调节排管(117a，117b)在上述船体侧壁(110)的内部延长形成，优选地，吃水调节排管(117a，117b)的端部延长到作为最下层空间区块的上述第三空间区块(113)内部的空间部(113a)。优选地，这时上述一双吃水调节排管(117a，117b)的末端设置在不同位置。即一个吃水调节排管(117a)的一端要延长设置在上述第三空间区块(113)的开口部(113b)附近，另一个吃水调节排管(117a)的一端(117b)要延长设置在上述第三空间区块(113)的顶部。
上述吃水调节排管(117a，117b)的另一端与后述的空气压缩机(151)连接，为了供应及排放压缩空气，在吃水调节排管(117a，117b)设置可开闭的吃水调节阀(118a，118b)。
在上述船体侧壁(110)的下端部从船体侧壁(110)延长形成作为船体下部的曲面区间的船体下端侧部(115)。上述船体下端侧部(115)的一侧面即面向船舶的中央部的一侧面开放并与后述的气压舱(132)连通，海水和压缩空气可通过此处流通。
上述船体下端侧部(115)开放的一侧面也可形成警戒壁(116)，上述警戒壁(116)为分离后述的气压舱(132)和船体侧壁(110)内部空间的警戒，警戒壁(116)的板面形成贯通板的若干个海水流通孔(未图示)。从而，通过气压舱(132)流入的海水通过上述海水流通孔填充到上述第三空间区块(113)内部的空间部(113a)或从该空间部排放。
船底的下部形成左右连接布置在船体左右侧的船体侧壁(110)的底板(131)。
如图所示船体底面的中央部形成由底板(131)、压载侧壁体(120a)及压载底板(120b)围绕的压载舱(122)。如图3所示，上述压载舱(122)以船体的长度方向延长形成到船尾侧。上述压载舱(122)具有与现有的船舶上形成的压载舱同样的作用，给压载舱填充或压载水，调节船舶的吃水。上述压载舱(122)通过泵(未图示)填充或排放海水。
上述船底的压载舱(121，122，123)和警戒壁(116)之间形成若干个气压舱(132)。上述气压舱(132)为由上部的底板(131)、两侧的警戒壁(116)和压载侧壁体(120a)围绕形成船体底部的空间，下面为开放状态。通过该气压舱与船体接触的海水直接流入到第三空间区块(113)或者被压缩空气排放海水。如图3所示上述气压舱(132)被若干个横隔板(133)沿着船体长度方向形成若干个被分隔的空间。
以下说明具有上述结构的气垫船(100)的运作原理如下。通过上述第三空间区块(113)内部空间(113a)的吃水调节排管(117a，117b)供应压缩空气或排放空间部(113a)内的空气，通过开闭吃水调节阀(118a，118b)调节压缩空气的供排气。例如，把船舶上装载的货物或集装箱在目的地卸货而船舶重量变轻时，通过吃水调节排管(117a，117b)向外部排放第三空间区块(113)内部的空气。继而从船底的气压舱(132)的下方直接流入海水，流入的海水通过警戒壁(116)填满第三空间区块(113)的空间部(113a)。船体的吃水量因压载水的流入而变大，能够维持船体的平衡。船上装载大量货物或集装箱使船的重量变重时，与上所述相反通过吃水调节排管从外部供应压缩空气，排出填充在第三空间区块(113)的内部空间部(113a)的水。这时增加的船的浮力等同于排放的海水体积，船能够稳定地维持平衡。航行中如供应压缩空气至上述第三空间区块(113)的空间部(113a)，空间部(113a)的海水就会通过气压舱(132)排放到外部，气压舱(132)的海水也排放到船体的外部，最终气压舱(132)内的压缩空气与船体外部的海水接触，船的底面与海水直接接触的面积变小，并且因压缩空气会产生气垫效果或空气浮力，减少与海水之间的摩擦阻力。船体与海水之间的摩擦阻力的减少可提高船的燃料效率，以相同功率增加船的航行速度。
而且本发明除了设置在船的中央部的压载舱(121，122，123)之外，使用第三空间区块(113)和气压舱(132)填充或排放压载水以调节浮力，因此可较少把压载水储存舱里填充的海水排放到较远目的地而发生的生态环境的破坏。
图5为根据本发明的气垫船的概略底面图，图6为根据图5的截断线VI-VI的气压舱的截面图，图7为根据本发明的另一实施例的气压舱的截面图；
如图所示，以船体的长度方向设置若干个上述横隔板(133)，使气压舱(132)被分隔为若干个空间。如图6所示，横隔板(133)可与底板(131)形成垂直，但为了减少船在航行中与在气压舱(132)的下部流动的海水之间的摩擦阻力，优选地，如图7所示，底板(131)形成一定角度的倾斜。
图8为根据本发明的压缩空气供排气系统的概略结构图，如图所示，设置在上述船体隔壁(110)内的吃水调节排管(117a，117b)与供排气系统连接，从外部供应压缩空气或者排放内部的空气。通过空气压缩机(151)产生的压缩空气通过充气阀(157)储存到压缩空气储存舱(152)，并且该压缩空气供应到船体侧壁(110)内的各吃水调节隔间(114)。
通过供气管(153)供应压缩空气到各吃水调节隔间(114)时供气阀(154)开放，而安装在排气管(155)的排气阀(156)关闭。相反排放吃水调节隔间(114)内部的空气时供气阀(154)关闭，排气管(155)的排气阀(156)开放，通过供气管(153)把传送的空气排放到外部。
上述供气阀(154)、排气阀(156)、充气阀(157)及吃水调节阀(118a，118b)可设计为手动或自动控制，有关具体事项不属于本发明的要点，因此省略详细说明。

Claims (5)

1.一种具有自有调节吃水的流动压舱结构的气垫船，其特征在于：包括船体侧壁、底板、压载舱、船体下端侧部、横隔板、吃水调节排管；所述船体侧壁为将若干个空间区块上下布置结合而形成的壁体结构左右布置形成的，所述空间区块具备可在内部储存空气的密封空间部；所述底板将所述左右船体侧壁的下端相互连接；所述压载舱由所述底板向下方延长伸出形成，由压载侧壁体和压载底板围绕形成密封空间，所述密封空间内部能够填充压载水；所述船体下端侧部由船体侧壁的下端部向下方延长形成曲线形，且面向船体内侧的一侧面开放；所述横隔板连接所述船体下端侧部和所述压载侧壁体，沿着船体长度方向若干个相隔设置而形成若干个下面开放且一侧面和船体下端侧部连通的气压舱；所述吃水调节排管的一端延长至空间区块内的空间部而另一端与外部的空气压缩机连接，并设置吃水调节阀控制供应或者排放压缩空气；通过所述吃水调节排管供应或排放压缩空气，给所述空间区块的空间部及气压舱填满海水或者排放海水，从而可进行吃水调节及气垫航行。
2.根据权利要求1所述的具有自由调节吃水的流动压舱结构的气垫船，其特征在于：所述船体下端侧部开放的一侧面板面形成具有贯通形成若干个海水流通孔的警戒壁。
3.根据权利要求1或2所述的具备自由调节吃水的流动压舱结构的气垫船，其特征在于：所述船体侧壁具有若干个船体长度方向分隔形成的吃水调节隔间；所述各个吃水调节隔间设置一对吃水调节排管。
4.根据权利要求3所述的具有自由调节吃水的流动压舱结构的气垫船，其特征在于：所述一对吃水调节排管的一端设置在所述吃水调节隔间内最下端空间区块的空间部，一对吃水调节排管的一端设置成上下不同的高度。
5.根据权利要求1所述的具有自由调节吃水的流动压载结构的气垫船，其特征在于：所述压载舱为沿着船体的长度方向分隔若干个被分离的空间。
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