CN103038129A - 用于液体货物用货舱的减晃荡冲击装置及减晃荡冲击方法 - Google Patents

用于液体货物用货舱的减晃荡冲击装置及减晃荡冲击方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了用于液体货物用货舱的减晃荡冲击装置及减晃荡冲击方法。根据本发明的一个实施方式，液体货物用货舱的减晃荡冲击装置包括：起伏引导单元，所述起伏引导单元被安装在货舱的合适位置处并且包括浮力漂浮体，所述漂浮体漂浮到所储存的液体的表面；以及防晃荡构件，所述防晃荡构件被约束在所述起伏引导单元中，并且借助所述漂浮体漂浮在液面上，并抑制液体货物的晃荡。

Description

用于液体货物用货舱的减晃荡冲击装置及减晃荡冲击方法
技术领域
本发明涉及减晃荡冲击装置，且更具体地涉及用于液体货物用货舱的减晃荡冲击装置，所述减晃荡冲击装置安装成衰减由运输或盛装液体货物的船舶的货舱中的诸如液化天然气（LNG）或液化石油气（LPG）的液体货物的晃荡施加的冲击力。
背景技术
天然气通过海岸或离岸管线以气态形式长距离运输，或者以液化气（LNG）状态在液化气运输船中被运输到消耗位置。通过将天然气冷却到很低温度（大约-163℃）来获得液化气，并且液化气占处于气态的天然气的体积的大约1/600，因此十分适合于长距离海上运输。
设计成跨海运输液化气并且将液化气传送到陆上消耗位置的液化气运输船或者设计成将液化气跨海运输到陆上消耗位置并且将液化气再气化以供陆上使用的液化气再气化船舶（LNG RV）包括储油罐（在下文中，被称为货舱），该储油罐能够耐受液化气的低温状况。
如果货舱中盛装有诸如液化气的液体货物的船舶摇动，液体会发生运动，从而导致对货舱20的侧壁21和顶棚结构22的晃荡（sloshing）冲击，如图1所示。由于该晃荡冲击，构成该货舱的部件（例如，绝热件和屏障件）可能被损坏。
晃荡是指由在各种海运状况中发生的船舶或漂浮结构的运动而引起的货舱中所盛装的液体的运动。如果货舱的内部仅一部分被填充有液体，那么由液体的运动引起的晃荡可能严重地冲击货舱的壁和顶棚，这被称为晃荡冲击。
由于在海洋中的船舶的运动而不可避免地发生上述晃荡现象，从而货舱应当被设计成具有足够强度以耐受晃荡负载。
图2是描述设计成防止晃荡的常规货舱的剖切立体图。
参考图2，传统上已提出在货舱30的横向侧的上侧和下侧处形成以大约45°倾斜的上斜削面31和下斜削面32的技术，以防止晃荡。在货舱处如上形成斜削面通过改变货舱的形状而可在一定程度上分配并减弱晃荡负载。
然而，如图2所示在货舱处形成斜削面的技术仅适用于标准装载状况，且因此需要一种另选方法来实现甚至在局部装载的情况下也能够安全地耐受晃荡冲击负载的货舱。
此外，在如上形成斜削面以减少晃荡冲击的情况下，货舱中的储存空间由于斜削面31和32而相对变窄，由此货舱有可能不能够装载同一级别的货舱中那么多的货物。
发明内容
技术问题
因此，鉴于上述问题而做出本发明，并且本发明的目的在于提供一种用于液体货物用货舱的减晃荡冲击装置以及用于减少晃荡冲击的方法，所述减晃荡冲击装置允许货舱不仅在标准装载状况下而且在局部装载状况下都能安全地响应于晃荡冲击，这通过在货舱中安装防晃荡构件来实现，所述防晃荡构件借助由货舱液体产生的浮力保持在液体货物的表面上。
本发明的另一目的在于提供一种用于货舱的减晃荡冲击装置以及用于减少晃荡冲击的方法，该货舱通过不具有在常规货舱中设置的斜削面而有效地减少晃荡冲击，与同一级别的货舱相比能够装载更多量的货物。
技术方案
根据本发明的一方面，上述以及其它目的能够通过设置用于液体货物用货舱的减晃荡冲击装置来实现，以减少由液体货物的运动引起的晃荡冲击，所述减晃荡冲击装置包括：起伏引导件1，所述起伏引导件设置在所述货舱中的合适位置处并且设置有漂浮体10，所述漂浮体具有浮力以使得所述漂浮体升高到所述液体货物的表面；以及防晃荡构件2，所述防晃荡构件被约束到所述漂浮体10，并且由所述漂浮体10保持在液面上，以抑制所述液体货物的晃荡。
所述起伏引导件1可安装在所述货舱的每个直角角部处。
所述起伏引导件1可包括：引导导轨12，所述引导导轨被安装在所述货舱的角部处，以引导所述漂浮体10的起伏运动；以及连接器14，所述连接器将沿所述引导导轨12移动的所述漂浮体10与所述防晃荡构件2相连。
所述引导导轨12可包括起伏空间120以及导轨表面122，所述起伏空间允许所述漂浮体10在其中起伏，所述导轨表面沿所述漂浮体10的起伏方向形成，其中所述连接器14可沿所述导轨表面122移动。
所述漂浮体10可借助由所述液体施加的浮力，在由所述引导导轨12限定的所述起伏空间120中上下移动。
所述漂浮体10的表面或者所述引导导轨12的所述起伏空间120的内表面可用聚四氟乙烯树脂涂覆。
所述漂浮体10可以是在其内限定有封闭空间的中空体。
所述中空体可由金属或玻璃纤维形成。
所述漂浮体10可由一组闭孔形成。
所述防晃荡构件2可设置有网眼结构，所述网眼结构具有形成为预定图案的多个孔。
可以以规则或不规则图案在所述防晃荡构件2的数个位置处形成有容纳漂浮物体的多个小袋式浮子20。
根据本发明的另一方面，提供一种用于减少液体货物用货舱中的晃荡冲击的方法，其中，防晃荡构件2借助起伏引导件1被升高到液体货物的表面，所述起伏引导件被连接到所述防晃荡构件2并且设置在所述货舱中的合适位置处以便起伏，使得当所述液体货物发生晃荡时所述防晃荡构件2被保持在所述液体货物的表面上并且抑制所述液体货物的晃荡。
所述起伏引导件1可包括漂浮体10，所述漂浮体具有浮力从而允许所述漂浮体10升高到所述液体货物的表面。
所述防晃荡构件2可形成为具有网眼结构，所述网眼结构具有预定图案。
所述防晃荡构件2可设置有容纳漂浮物体的多个小袋式浮子20，所述小袋式浮子以规则或不规则图案形成在数个位置处，使得所述防晃荡构件2设置有与以各种形式发生的液体货物的运动相对应的运动性能。所述防晃荡构件2可由比重比液体货物的比重小的材料形成。
根据本发明的另一方面，提供一种用于液体货物用货舱的减晃荡冲击装置，以减少由液体货物的运动引起的晃荡冲击，所述减晃荡冲击装置包括：起伏引导件1，所述起伏引导件安装在货舱中的合适位置处；以及防晃荡构件2，所述防晃荡构件被引导以沿所述起伏引导件1起伏，并且由浮子20保持在所述液体货物的表面上，从而抑制所述液体货物的晃荡。
所述起伏引导件可包括漂浮体和连接器，所述漂浮体具有浮力从而将所述漂浮体升高到所述液体货物的表面，所述连接器用于将所述漂浮体和所述防晃荡构件彼此相连。
有益效果
根据本发明的实施方式，防晃荡构件由漂浮体保持在货舱中的液体货物的表面上以实现根据液体货物的运动而运动，并且由此可有效地提供阻力对抗由船舶的运动引起的液体货物的运动并且有效地衰减液体货物的摇动。
根据依照本发明的实施方式的减晃荡冲击装置和减晃荡冲击方法，防晃荡构件被提供有与液体货物量和液体货物的运动相对应的运动，以产生阻力对抗液体货物的运动，由此不仅在标准装载状况而且在局部装载状况下都可有效地对付晃荡冲击。
同样，由于防晃荡构件产生与液体货物的运动相对应的阻力，因此可无需像常规情况那样形成斜削面而有效地减少晃荡冲击，并且由于通过省除斜削面而提供宽阔的货舱空间，因此与用于同一船舶的其它货舱相比，可允许货舱装载更多量的货物。
附图说明
图1是示出储存在货舱中的液体货物的运动（晃荡）的视图；
图2是示出常规的液体货物用货舱的剖切立体图，所述常规的液体货物用货舱中形成有斜削面以防止晃荡；
图3是示意性地示出了安装有根据本发明的示例性实施方式的用于液体货物用货舱的减晃荡冲击装置的货舱的剖面图；
图4是示意性地示出具有根据本发明的示例性实施方式的减晃荡冲击装置的货舱的平面图；
图5是放大立体图，示出了根据本发明的示例性实施方式的减晃荡冲击装置的主要部件；
图6是示出图5的防晃荡构件的示例的放大平面图；以及
图7是示出图6的防晃荡构件的主要部件的横向剖面图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细地描述本发明的示例性实施方式。
为了便于描述，将针对其中该减晃荡冲击装置被应用于常规隔膜式货舱的情况，描述根据本发明的示例性实施方式的减晃荡冲击装置。然而，应当注意的是，根据本发明的示例性实施方式的减晃荡冲击装置不仅适用于隔膜式货舱，而且适用于盛装液化天然气（LNG）的任何罐，例如不局限于具体结构或形状的独立罐。
图3和图4是示意性地示出安装有根据本发明的所述实施方式的用于液体货物用货舱的减晃荡冲击装置的货舱的剖面图和平面图。
根据本发明的所述实施方式的用于液体货物用货舱的减晃荡冲击装置设置有借助于漂浮体10定位在货舱的液面上以抑制晃荡的构件，漂浮体10具有浮力而使得该构件可在与由船舶的运动引起的液体货物的运动对应地运动的同时，产生阻力对抗液体货物的运动。在下文更详细地描述本发明的所述实施方式。
参考图3和图4，减晃荡冲击装置可包括起伏引导件1和防晃荡构件2。起伏引导件1被安装在货舱中的合适位置，并且包括具有浮力的漂浮体10，所述浮力允许该漂浮体10升高到所储存的液体的表面，而受漂浮体约束的防晃荡构件2借助漂浮体10被保持在液面上，以抑制液体货物的晃荡。在下文参考图5更详细地描述本发明的所述实施方式。
图5是示出根据本发明的示例性实施方式的用于液体货物用货舱的减晃荡冲击装置的主要部件的放大立体图。
参考图5，起伏引导件1可安装在货舱的每个直角角部处，并且包括：漂浮体10，所述漂浮体用于提供浮力从而将防晃荡构件2保持在液体货物的表面上；引导导轨12，所述引导导轨被安装在货舱的角部处，以引导该漂浮体10的起伏；以及连接器14，所述连接器沿所述引导导轨12移动以将漂浮体10和防晃荡构件2相连。
连接器14可借助诸如线材或绳的连接构件（未示出）将漂浮体10和防晃荡构件2彼此相连。连接构件可以由与防晃荡构件2的材料相同的材料形成，但是不局限于该材料。该连接构件可以由能够耐受低温的材料形成。
引导导轨12可设置有起伏空间120和导轨表面122，该起伏空间允许该漂浮体10在其中起伏，该导轨表面沿漂浮体10的起伏方向形成，并且连接器14可设置成沿形成于引导导轨12处的导轨表面122移动。在上述构造中，漂浮体10可借助由液体施加的浮力而在由引导导轨12限定的起伏空间120中自由地上下移动。
当漂浮体10在引导导轨12的起伏空间120中上升时，可能频繁地发生漂浮体10与起伏空间120的内表面之间的接触。将漂浮体10的表面或引导导轨12的起伏空间120的内表面涂覆聚四氟乙烯会降低由漂浮体10与引导导轨12之间的接触产生的摩擦。
在所述的实施方式中，漂浮体10可由在低温情况下经历极少收缩和变形的金属或玻璃纤维形成，并且可使用在内部限定封闭空间的中空体来赋予漂浮体10浮力。同样，漂浮体可由材料（例如，塑料或聚苯乙烯泡沫（Styrofoam））的一组闭孔形成，该材料不允许液体流入其中，使得即使当漂浮体的一部分受损时该漂浮体也能起作用。只要漂浮体具有比液化气（储存在货舱中的液体货物）更小的比重从而在液体货物上漂浮，任何材料或形状都是适用的。
图6和图7是描述应用到所述实施方式的防晃荡构件的示例的平面图和横向剖面图。
参考图6和图7，应用到所述实施方式的防晃荡构件2可设置有网眼结构，所述网眼结构具有形成为一定图案的孔。这些孔的图案不局限于诸如方格和圆之类的具体形状，并且只要在液体货物运动期间该图案妨碍液体货物的流动，任何形状都是适用的。
例如，如果这些孔形成为其中六边形室元彼此相邻地设置的蜂巢图案，那么就可实现阻止液体货物运动的防晃荡构件2，其具有对抗液体货物运动的高耐用性。
如果防晃荡构件2形成为具有上述网眼结构，就可通过改变网眼的尺寸、构成网眼的线材的厚度、以及孔的尺寸和间距，调整流体运动的阻力大小，并且可合适地设置防晃荡构件2的晃荡衰减效率及防晃荡构件2的强度。因此，本实施方式可根据货舱的容量以及所储存的货物的种类来更有效地抑制晃荡。
在形成用于防晃荡构件2的网眼结构方面，通过将容纳漂浮物体的小袋式浮子20以如图6和7所示的规则或不规则图案形成在数个位置，该防晃荡构件2可设置有与以各种形式发生的液体货物的运动对应的运动性能。
漂浮物体可由与漂浮体10的材料相同或不同的材料形成。例如，漂浮物体和漂浮体10都可由中空体或者一组闭孔形成，或者可能的是，漂浮物体是中空体而漂浮体是一组闭孔，或者漂浮物体是一组闭孔而漂浮体是中空体。
如果袋式浮子20如上所述形成于防晃荡构件2的数个位置处，那么漂浮体10的浮力与袋式浮子20的浮力可相结合而允许防晃荡构件2更稳定地漂浮在货舱中的液面上并且使得在货物表面上的运动更主动地适合于货物的运动，由此有效地克服由船舶的运动引起的液体货物的运动（即，晃荡）。
即使设置在起伏引导件1中的漂浮体10丧失浮力，防晃荡构件2仍可借助防晃荡构件2的浮子20的浮力漂浮在货舱中的液面上。
作为另一示例，虽然在附图中未示出，但是防晃荡构件2可由比重比液化气的比重小的材料形成。在该情况下，可不需要上述示例中的袋式浮子，并且能以与在本发明的所述实施方式中不同的方式来实现使防晃荡构件2在液体货物表面上漂浮。
在下文中，将描述根据本发明的一个方面的用于减少液体货物用货舱中的晃荡冲击的方法。
在根据本发明的一个方面的用于减少晃荡冲击的方法中，借助设置在合适位置而起伏的漂浮体10，该防晃荡构件2升高到液体货物的表面，使得该防晃荡构件2可借助漂浮体10而保持在液体货物的表面上，以抑制货物的晃荡。
也就是说，用于减少晃荡冲击的上述方法在于借助由所储存的液体货物施加到漂浮体10上的浮力而将防晃荡构件2保持在液体货物表面上，以允许防晃荡构件2根据所储存的液体货物量的变化以及液体货物的运动而运动，并且有效地产生阻力来对抗由船舶的运动引起的液体货物的运动。
防晃荡构件2形成为具有一定图案的网眼结构，并且以规则或不规则图案在数个位置形成有容纳漂浮物体的小袋式浮子，使得防晃荡构件2设置有与以各种形式发生的液体货物的运动相对应的运动性能。
根据如上所述的本发明的所述实施方式，具有网眼结构的防晃荡构件2在借助货舱中的漂浮体10被保持在液面上的状态下根据液体的运动而运动。因此，当由船舶的行为而引起液体货物的运动时，在液体货物经过形成于防晃荡构件2中的孔时，妨碍液体货物的流动，并且抑制液体货物的自由运动。
也就是说，由于防晃荡构件2根据液体货物的运动而运动，可能更有效地产生阻力来对抗由船舶的行为引起的液体货物的流动，并且可能更有效地衰减液体货物的最终晃荡。
此外，根据本发明的所述实施方式的防晃荡构件2根据液体货物的液位变化而被提供以起伏运动，并由起伏引导件1约束。由此，即使不仅液体货物的流动存在变化而且所储存的液体货物的量存在变化的情况下，防晃荡构件2仍保持在液面上。因此，本发明的所述实施方式不仅在标准装载状况下而且在局部装载状况下都可能有效地响应于晃荡冲击。
与其中通过形成斜削面（见图2，附图标记31和32），即货舱壁的斜面，来尝试减少晃荡冲击的常规情况相比，由于根据液体货物的流动而产生阻力的防晃荡构件2，本发明的所述实施方式可更有效地减少晃荡冲击，而无需像常规情况那样形成斜削面。
因此，由于可能通过省除斜削面而提供宽阔的货舱空间，因此与用于同一船舶的其它货舱相比，可允许货舱装载更多量的货物。
虽然已经示出并描述了本发明的若干实施方式，但是本领域技术人员将理解的是，可对这些实施方式进行变化，而不偏离本发明的原理和精神，本发明的范围限由权利要求书及其等同物限定。

Claims (18)

1.一种用于液体货物用货舱的减晃荡冲击装置，所述减晃荡冲击装置用于减少由液体货物的运动引起的晃荡冲击，所述减晃荡冲击装置包括：
起伏引导件（1），所述起伏引导件被安装在所述货舱中的合适位置处并且设置有漂浮体（10），所述漂浮体具有浮力以使得所述漂浮体升高到所述液体货物的表面；以及
防晃荡构件（2），所述防晃荡构件被约束到所述漂浮体（10），并且由所述漂浮体（10）保持在液面上，以抑制所述液体货物的晃荡。
2.根据权利要求1所述的减晃荡冲击装置，其中，所述起伏引导件（1）被安装在所述货舱的每个直角角部处。
3.根据权利要求1所述的减晃荡冲击装置，其中，所述起伏引导件（1）包括：
引导导轨（12），所述引导导轨被安装在所述货舱的角部处，以引导所述漂浮体（10）的起伏运动；以及
连接器（14），所述连接器适于沿所述引导导轨（12）移动并且将所述漂浮体（10）与所述防晃荡构件（2）相连。
4.根据权利要求3所述的减晃荡冲击装置，其中，所述引导导轨（12）包括起伏空间（120）以及导轨表面（122），所述起伏空间允许所述漂浮体（10）在其中起伏，所述导轨表面沿所述漂浮体（10）的起伏方向形成；
其中，所述连接器（14）沿所述导轨表面（122）移动。
5.根据权利要求3所述的减晃荡冲击装置，其中，所述漂浮体（10）借助由所述液体施加的浮力在由所述引导导轨（12）限定的所述起伏空间（120）中上下移动。
6.根据权利要求3所述的减晃荡冲击装置，其中，所述漂浮体（10）的表面或者所述引导导轨（12）的所述起伏空间（120）的内表面用聚四氟乙烯树脂涂覆。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的减晃荡冲击装置，其中，所述漂浮体（10）是在其内限定有封闭空间的中空体。
8.根据权利要求7所述的减晃荡冲击装置，其中，所述中空体由金属或玻璃纤维形成。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的减晃荡冲击装置，其中，所述漂浮体（10）由一组闭孔形成。
10.根据权利要求1或3所述的减晃荡冲击装置，其中，所述防晃荡构件（2）设置有网眼结构，所述网眼结构具有形成为预定图案的多个孔。
11.根据权利要求7所述的减晃荡冲击装置，其中，以规则或不规则图案在所述防晃荡构件（2）的数个位置处形成有容纳漂浮物体的多个小袋式浮子（20）。
12.一种用于减少液体货物用货舱中的晃荡冲击的方法，
其中，防晃荡构件（2）借助起伏引导件（1）被升高到液体货物的表面，所述起伏引导件被连接到所述防晃荡构件（2）并且设置在所述货舱中的合适位置处以便起伏，使得当所述液体货物发生晃荡时，所述防晃荡构件（2）被保持在所述液体货物的表面上，抑制所述液体货物的晃荡。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述起伏引导件（1）包括漂浮体（10），所述漂浮体具有浮力从而允许所述漂浮体（10）升高到所述液体货物的表面。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，所述防晃荡构件（2）形成为具有网眼结构，该网眼结构具有预定图案。
15.根据权利要求12所述的方法，其中，所述防晃荡构件（2）设置有容纳漂浮物体的多个小袋式浮子（20），这些小袋式浮子以规则或不规则图案形成在数个位置处，使得所述防晃荡构件（2）设置有与以各种形式发生的液体货物的运动相对应的运动性能。
16.根据权利要求12至15中任一项所述的方法，其中，所述防晃荡构件（2）由比重比所述液体货物的比重小的材料形成。
17.一种用于液体货物用货舱的减晃荡冲击装置，该减晃荡冲击装置用于减少由液体货物的运动引起的晃荡冲击，所述减晃荡冲击装置包括：
起伏引导件（1），所述起伏引导件安装在货舱中的合适位置处；以及
防晃荡构件（2），所述防晃荡构件被引导以沿所述起伏引导件（1）起伏，并且由浮子（20）保持在所述液体货物的表面上，从而抑制所述液体货物的晃荡。
18.根据权利要求17所述的减晃荡冲击装置，其中，所述起伏引导件包括漂浮体和连接器，所述漂浮体具有浮力从而将所述漂浮体升高到所述液体货物的表面，所述连接器用于将所述漂浮体和所述防晃荡构件彼此相连。
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