CN102259688A - 货柜轮 - Google Patents

Abstract

一种货柜轮，包括一船体以及一设置于该船体上的增载单元。该增载单元具有二个设置于该船体的两侧并延伸至水线面以下的结构体，所述结构体的顶面与该船体的顶面相配合形成一用以承载货柜的承载面，而所述结构体本身能够设计为货舱，以增加货柜装载空间。通过所述结构体的设置，提升船舶在航行时的稳定度并增加排水量，以提升整体载货量。另外，不只所述结构体上方与新增的货舱空间能够堆叠货柜，船宽加宽还能使船体上实际能够承运的货柜数增加。载货量增加能够提升燃油使用效率，除了节省航运成本以外，也能减少单位碳排放量，因此更为环保。

Description

货柜轮

技术领域

本发明涉及一种货轮，特别涉及一种货柜轮。

背景技术

巴拿马运河位于拉丁美洲的巴拿马，横穿巴拿马海峡并连接太平洋和大西洋，总长81.3km，最宽的地方304m，最窄的地方只有152m，水深最浅处为13m。然而，运河水闸的尺寸限制了来往船只的长、宽和吃水，因此，航运市场将符合此运河水闸的尺寸限制的极大化货轮设计、且能够通过巴拿马运河的货轮称为巴拿马极限型货轮，并将大于巴拿马极限型的货轮称为超巴拿马极限型货轮。

参阅图1，现有巴拿马极限型货柜轮1为了能通过巴拿马运河，因此该货柜轮1的船身11的宽度受到严格限制，因此只好加长船身11的长度以提升载货量，进而造成该船身11的长宽比值过大，航行上远不如超巴拿马极限型货柜轮稳定，由此可知，现有巴拿马极限型货柜轮1具有先天尺寸上的劣势。

另外，国际原油价格的调涨，导致航运成本增加，为了达到经济化及降低单位成本的目的，船舶吨位与货柜装载量有逐渐增加的趋势；然而自国际海事组织所制定的碳排放量标准开始实施后，船舶的碳排放量将受到严格控管，新建造船舶理当符合国际公约所订立的标准，低速航行、载货量大的船舶逐渐成为趋势，而现有船队若须符合此一规定，最有效的方法即为减速航行与增加载重量。在不更动原有船型设计的前提下，增加承载重量极为困难，除了营运港口水深限制，须符合干舷要求；若在同样的马力下，增加载重吨，且搭配设计良好的线形，并不会使得船速大幅下降，一般而言，可以降低单位碳排放量，相较下较能符合规范要求，也较为经济。

现今的巴拿马运河航道宽度、水深已经无法支应越来越大的船舶。为此，巴拿马运河预计于2014年完成拓宽，扩建计划目标是将运河闸门拓宽64％、加长40％。在巴拿马运河完成拓宽后，将能使更大的船只通过，并使来往美洲两岸的海运成本降低以繁荣经济。如此，现有实际运载货量较少的巴拿马极限型货轮将会失去竞争力，并将遭受淘汰的命运。但是对于航商而言，淘汰现有的巴拿马极限型货轮，再重新打造新船需要付出相当大的金钱成本与时间成本。

因此，如何就现有的巴拿马极限型货轮进行改装，使现有巴拿马极限型货轮在巴拿马运河完成拓宽后，不需被淘汰，并同时能增加载货量以压低运送成本，并改善现有巴拿马极限型货轮先天性的尺寸缺失，一直是本领域技术人员持续努力的重要目标。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用现有巴拿马极限型货柜轮为基础进行改装以提升航行稳定度，进而增加整体运输量的货柜轮。

本发明货柜轮，包括一船体以及一设置于该船体上的增载单元；该船体具有一个主船壳以及一个形成于该主船壳内的主船舱。

该货柜轮的增载单元具有二个分别设置于该船体的两侧且延伸至水线面以下的结构体，所述结构体的顶面与该船体的顶面相配合形成一用以承载货柜的承载面。

本发明所述的货柜轮，所述结构体的总宽度为该船体的最大宽度的15％至50％。

本发明所述的货柜轮，每一个结构体的长度为该船体的垂线间长的2％至100％。

本发明所述的货柜轮，每一个结构体的长度为该船体的垂线间长的40％至85％。

本发明所述的货柜轮，所述结构体的底缘由该船体的两侧缘向外、再向上延伸，并与该船体相配合形成该承载面。

本发明所述的货柜轮，所述结构体的底缘由该船体的两侧缘先向外、向下，再向上延伸，并与该船体相配合形成该承载面，且所述结构体的底缘与该船体的底缘平齐。

本发明所述的货柜轮，所述结构体的底缘由该船体的底缘先向下、向外，再向上延伸，并与该船体相配合形成该承载面，且所述结构体的底缘低于该船体的底缘。

本发明所述的货柜轮，每一个结构体具有一个设置在该主船壳上的副船壳。

本发明所述的货柜轮，每一个结构体还具有一个由该船体的主船壳与该副船壳所共同界定的副船舱。

本发明所述的货柜轮，每一个结构体还具有多条设置于该副船舱内的支架。

本发明的有益效果在于：通过将所述结构体设置在该船体的两侧，能够增加船只整体的宽度与重量而提升航行的稳定度，而且通过增设所述结构体的空间大幅增加载货量，并同时提升燃油使用效率，如此不但能降低航运成本，也较为环保减碳而符合碳排放量的规范。

附图说明

图1是一立体图，说明现有货柜轮；

图2是一立体图，说明本发明货柜轮的第一较佳实施例；

图3是一示意图，辅助说明图2；

图4是一示意图，说明本发明货柜轮的第二较佳实施例；

图5是一示意图，说明本发明货柜轮的第三较佳实施例；

图6是一示意图，说明本发明货柜轮的第四较佳实施例。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。

在本发明被详细描述之前，要注意的是，在以下的说明中，类似的元件以相同的编号来表示。

参阅图2与图3，为本发明货柜轮的第一较佳实施例，包括一船体2以及一增载单元3；该船体2具有一主船壳21以及一形成于该主船壳21内的主船舱22。

该增载单元3具有二分别设置于该船体2的主船壳21两侧且延伸至水线面(图未示)以下的结构体31，在此要说明的是，该货柜轮在航行时，该船体2的一部分浮出海平面上，而另一部分则是潜入海平面下，两者间界定有水线面，该水线面的位置会随着货柜轮承载重量的多寡而改变。

每一个结构体31具有一设置于该主船壳21上的副船壳311，以及一由该主船壳21与副船壳311共同界定的副船舱312，且所述结构体31的副船壳311的顶面与该船体2的主船壳21的顶面相配合形成一用以承载多个货柜5的承载面4，通过该副船舱312的设计不仅能够增加船只整体的体积而提升浮力与稳定度，还能够提供载货的功能而进一步提升船只的装载量。

特别说明的是，如图3所示，每一个结构体31还具有多条设置于该副船舱312内的支架313(图中因视角仅示其一)，通过所述支架313支撑在该副船壳311中，能够强化每一个结构体31的结构强度。

在本实施例中，该船体2以现有巴拿马极限型货轮作说明，并且在该船体2的主船壳21上加装所述结构体31，使现有巴拿马极限型货轮在巴拿马运河完成拓宽后，不只可以通过巴拿马运河并同时能增加载货量，以维持竞争力。当然也可以对超巴拿马极限型货柜轮或其它类型的货轮进行改装，以提升航行的稳定度，进而增加载货量，因此并不以此船型为限。

以下将说明与船舶稳定度相关的各项参数，并探讨为何增加船宽能提升船舶稳定度，以下说明所使用的代号为本领域技术人员所熟知，因此只以文字作说明，不另绘示图式。重心G(Center of Gravity)位于全船的重量中心，而浮心B(Center ofBuoyancy)则位于全船在水面下体积形状的中心。当船舶受外力而倾斜时，位于水面下的体积也会随着改变，如此会造成浮心B位置转移至B’。重心G与浮心B的连线会与浮心B’的铅垂线相交于一点，该点为定倾中心(Meta Center)，全船以该定倾中心M为轴心倾斜并来回偏摆。接着，以龙骨(Keel)的位置为基准点，龙骨K到浮心B的距离为浮心高度KB；而龙骨K到定倾中心M的距离为定倾中心高度KM；重心G到定倾中心M的距离为定倾高GM；浮心B到定倾中心M的距离为BM。当定倾中心高度KM越大，船舶的稳定度越好；定倾中心高度KM小，稳定度相较为差；甚至当定倾中心高度KM小于重心高度KG，船只就会翻覆。另外，定倾中心高度KM＝KB+BM，而

上述公式中I为横向惯性矩、

为全船在水面下的体积，横向惯性矩I越大则定倾中心高度KM也会越大。以下说明船舶长度以及宽度与横向惯性矩I的关系，下列为横向惯性矩I的公式：

I＝(1/12)a×b³

以上横向惯性矩I公式中，a为船长，b为船宽。由横向惯性矩I公式可以得知，增加船长a与船宽b都能达到提升横向惯性矩I的目的，但是改变船宽b对于横向惯性矩I的提升更为显著。

由以上所述可知，定倾中心高度KM是影响船舶航行稳定度的关键因素。而重心高度KG越小，定倾高GM就会越大，因此为了增加航行稳定度，在堆叠货柜时会先经过计算，使用货物或海水压舱以达到降低重心的目的。此外，增加船宽b也能使定倾中心高度KM增大，更能进一步提升航行稳定度。

参阅图3，经过上述计算并且考量改装的成本与改装后的稳定度、安全性，以下将说明每一个结构体31长度、宽度的较佳范围。以现有巴拿马极限型船体2的宽度为基准，该船体2宽度的7.5％等于一个标准货柜5的宽度，而该船体2宽度的25％则等于三个标准货柜5的宽度，由于超过三个货柜5的宽度在实际使用时，若不进行船体2的结构补强(例如增加横向材等)，可能会影响船体2的结构安全，所以每一个结构体31的宽度以能放置三个货柜5为限，因此每一个结构体31的宽度为该船体2宽度的7.5％至25％，两个结构体31的宽度为该船体2宽度的15％至50％。另外，由于现有巴拿马极限型船体2垂线间长(Length BetweenPerpendicular，LBP)的2％概为一个标准货柜5的长度，因此每一个结构体31的长度范围为该船体2垂线间长的2％至100％，当然在实际进行修改装时，每一个结构体31只能放置一个货柜5较不符合经济效益，因此较佳的长度范围为该船体2垂线间长的40％至85％。

复参阅图3与图2，在使用时，先将要载运的所述货柜5堆叠至主船舱22内，待该主船舱22已经放置适当数量的货柜5，并使船舶吃水至适当深度后，再将剩余的货柜5堆叠至该承载面4上，如此就能完成装载货柜5的流程。特别说明的是，在图3中所绘示的所述货柜5只是用以辅助作说明。

下表列出现有巴拿马极限型货轮与增设所述结构体31的本发明货柜轮进行各项数据比较：

船型	船宽(m)	货柜装载能力(TEU)	船速(节)
				巴拿马极限型货轮	32.2	3024	24.25
本发明货柜轮	42.4	4581	20.00

由上表能够算出，货柜5的装载能力由3024提升到4581，共增加51％的载货量。通过以上所述的设计，本发明货柜轮于实际使用时具有以下所述优点：

(1)航行稳定度佳

通过将该增载单元3的结构体31设置在该船体2两侧，使整体宽度增加，而能够提升船只的浮力，因此能提升船舶在航行时的稳定度。

(2)提升载货量、降低航运成本

通过所述结构体31上堆叠货柜5，而能增加整体货柜5的装载能力，另外，船只宽度加宽也使得船体2能够容许堆叠货柜5的高度增加，进而增加整体的载货量，并降低每一个货柜5的运送成本，使本发明货柜轮更具竞争力。

(3)较为环保

载货量增加与低速航行同时能提升燃油使用效率，燃油使用效率的提升相对能够降低运送每一个货柜5所产生的碳排放量，因此相较于航速较高与载货量受限的现有巴拿马极限型货轮更为环保。

参阅图4，为本发明货柜轮的第二较佳实施例，该第二较佳实施例大致类似于该第一较佳实施例，不同的地方在于：每一个结构体31的底部弯折处呈圆弧型的态样，借此能进一步降低航行阻力。

参阅图5，为本发明货柜轮的第三较佳实施例，该第三较佳实施例大致类似于该第一较佳实施例，不同的地方在于：所述结构体31底缘由该船体2两侧缘(靠近该船体2底缘的两侧缘)先向外、向下延伸后，再向上延伸，最后再与该船体2顶面相配合形成该承载面4。另外，所述结构体31底缘平齐于该船体2底缘，借此增加本发明货柜轮船底的吃水部位，以提升航行稳定度，进而提升整体载货量。

参阅图6，是本发明货柜轮的第四较佳实施例，该第四较佳实施例大致类似于该第一较佳实施例，不同的地方在于：所述结构体31底缘由该船体2底缘先向下、向外延伸后，再向上延伸，最后与该船体2顶面相配合形成该承载面4。另外，所述结构体31底缘低于该船体2底缘，借此以提供另一种实施态样。特别说明的是，当然所述结构体31底缘也可以是平齐于该船体2底缘的态样。

归纳上述，本发明货柜轮通过该增载单元3的结构体31的设置，以提升航行的稳定度，进而能增加整体载货量，同时使运送每一个货柜5所产生的碳排放量减少，如此不但能降低每一个货柜5的航运成本和提升燃油使用效率，更能符合现今对于碳排放量的规范，所以确实能达成本发明的目的。

Claims (10)

1.一种货柜轮，包括一个船体，该船体具有一个主船壳以及一个形成于该主船壳内的主船舱，其特征在于，该货柜轮还包括一个增载单元，该增载单元具有二个分别设置于该船体的两侧且延伸至水线面以下的结构体，所述结构体的顶面与该船体的顶面相配合形成一个用以承载货柜的承载面。

2.根据权利要求1所述的货柜轮，其特征在于，所述结构体的总宽度为该船体的最大宽度的15％至50％。

3.根据权利要求1所述的货柜轮，其特征在于，每一个结构体的长度为该船体的垂线间长的2％至100％。

4.根据权利要求3所述的货柜轮，其特征在于，每一个结构体的长度为该船体的垂线间长的40％至85％。

5.根据权利要求4所述的货柜轮，其特征在于，所述结构体的底缘由该船体的两侧缘向外、再向上延伸，并与该船体相配合形成该承载面。

6.根据权利要求4所述的货柜轮，其特征在于，所述结构体的底缘由该船体的两侧缘先向外、向下，再向上延伸，并与该船体相配合形成该承载面，且所述结构体的底缘与该船体的底缘平齐。

7.根据权利要求4所述的货柜轮，其特征在于，所述结构体的底缘由该船体的底缘先向下、向外，再向上延伸，并与该船体相配合形成该承载面，且所述结构体的底缘低于该船体的底缘。

8.根据权利要求4所述的货柜轮，其特征在于，每一个结构体具有一个设置在该主船壳上的副船壳。

9.根据权利要求8所述的货柜轮，其特征在于，每一个结构体还具有一个由该船体的主船壳与该副船壳所共同界定的副船舱。

10.根据权利要求9所述的货柜轮，其特征在于，每一个结构体还具有多条设置于该副船舱内的支架。

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