CN111137403B

CN111137403B - 一种船舶的窗户结构

Info

Publication number: CN111137403B
Application number: CN202010102319.0A
Authority: CN
Inventors: 李德江; 孟珣; 唐品
Original assignee: Ocean University of China
Current assignee: Ocean University of China
Priority date: 2020-02-19
Filing date: 2020-02-19
Publication date: 2021-07-13
Anticipated expiration: 2040-02-19
Also published as: CN111137403A

Abstract

本发明公开了一种船舶的窗户结构，其安装固定在所述船舶的舱壁上，在所述舱壁上开设有安装口；包括：窗户本体；安装连接结构，其连接固定在所述窗户本体和舱壁之间；所述安装连接结构具有与所述舱壁固设的第一连接框，所述第一连接框沿与所述安装口处的舱壁垂直的方向上延伸、且内外对称设置。通过设置安装连接结构，有效的降低了舱壁的安装口区域的应力水平，解决了安装口处的强度问题，有利于增加窗户结构安装后的结构强度，增加安装后的受力能力和牢固性。通过设置第一连接框为在内外方向对称设置的筒形，通过在内外方向延伸增加内外方向上的受力面积，有利于增加安装连接结构的结构强度，保证窗户结构安装后增加船舶舱壁的结构强度。

Description

一种船舶的窗户结构

技术领域

本发明属于船舶技术领域，具体涉及一种船舶的窗户结构。

背景技术

目前在船舶及海洋工程平台的设计建造过程中，窗户是作为标准构件由相关厂家根据要求的尺寸提供，船用窗户应连同其玻璃和窗户盖为一体的结构，能有效的保证水密或者气密性要求。将窗户的外框与船体进行连接固定，常用的连接方式是使用单边角焊把窗户同船体结构连接成一体使用。这种窗户安装方式只是简单的满足安装要求，连接处的焊接强度非常低，存在较大的安全隐患。

海洋工程平台的功能及布置要求越来越高，窗户的尺寸越来越大，导致船体结构的剪切承载面积明显减小，大大降低了船体结构的强度，尤其是在窗户开孔角隅处，存在较大的应力集中现象，对结构的强度和疲劳影响很大。另一方面窗户也不再仅仅局限于布置在非承力的次要结构上，在很多主要承力舱壁上，也需要安装窗户来满足船舶和平台功能性要求,而对于这些承受载荷的舱壁，尤其是承受较大的动态载荷的舱壁，如采用现有的窗户结构和单边角焊连接形式很容易产生疲劳裂纹，降低结构的疲劳寿命，无法满足结构的正常强度和疲劳要求，同时承力舱壁受力变形时很容易对窗框产生的形变影响，对窗户玻璃形成了挤压和剪切，引起了窗户玻璃的破碎。

本背景技术所公开的上述信息仅仅用于增加对本申请背景技术的理解，因此，其可能包括不构成本领域普通技术人员已知的现有技术。

发明内容

本发明针对现有技术中上述的问题，提出一种船舶的窗户结构，结构强度大，有效地解决在船体的承力舱壁上设置窗户的问题。

为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：

一种船舶的窗户结构，其安装固定在所述船舶的舱壁上，在所述舱壁上开设有安装口；包括：

窗户本体，其位于所述安装口内；

安装连接结构，其连接固定在所述窗户本体和舱壁之间；所述安装连接结构具有与所述舱壁固设的第一连接框，所述第一连接框沿与所述安装口处的舱壁垂直的方向上延伸、且内外对称设置。

进一步的，所述安装连接结构具有与所述第一连接框固设的第二连接框，所述第二连接框沿与所述安装口处的舱壁平行的方向延伸设置。

进一步的，所述第一连接框的外端与所述第二连接框的内侧面焊接固定。

进一步的，所述第二连接框通过焊接固定在所述窗户本体上。

进一步的，所述第一连接框在所述安装口处内外对称设置。

进一步的，所述安装口处的舱壁焊接固定在所述第一连接框上，所述安装口处的舱壁的焊接面在所述第一连接框上的投影宽度等于所述舱壁的宽度。

进一步的，所述第一连接框的厚度大于所述舱壁的厚度。

进一步的，所述第一连接框的厚度为所述舱壁的厚度的1.5～2.5倍。

进一步的，所述第一连接框的长度是其厚度的4～6倍。

进一步的，所述第一连接框的厚度大于所述第二连接框的厚度。

进一步的，所述窗户本体具有外框、内框以及夹设在所述外框和内框之间的玻璃，所述安装固定结构与所述外框连接固定。

进一步的，所述外框具有设在所述玻璃外侧的外框本体，在所述外框本体远离所述玻璃的一端设有向外延伸的安装沿，所述安装连接结构与所述安装沿连接。

进一步的，所述窗户本体还具有包覆在所述玻璃端部的端框，在所述外框上设有用于压紧所述端框的压紧结构。

进一步的，所述玻璃具有内层玻璃板和外层玻璃板，所述外层玻璃板的端部向所述安装连接结构的方向延伸形成外层玻璃延伸部。

进一步的，所述端框包括端框本体、沿所述端框本体的外侧折弯形成的外折边、沿所述端框本体的内端折弯的内折边，所述外折边位于所述外层玻璃延伸部的内侧，所述内折边位于所述内层玻璃板的内侧，所述压紧结构压在所述外折边上。

进一步的，所述端框还包括沿所述外折边的端部折弯形成的外翻边，所述外翻边位于所述外层玻璃板的端部。

进一步的，所述压紧结构包括设在所述外框上的压紧座、设在所述压紧座上的固定柱、紧固在所述固定柱上的压紧板、用于紧固所述压紧板的紧固件、以及用于将紧固板上的力传递到外折边的压紧块。

进一步的，所述内框与所述端框固定。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：通过设置安装连接结构，有效的降低了舱壁的安装口区域的应力水平，解决了安装口处的强度问题，有利于增加窗户结构安装后的结构强度，增加安装后的受力能力和牢固性。通过设置第一连接框为在内外方向对称设置的筒形，通过在内外方向延伸增加内外方向上的受力面积，有利于增加安装连接结构的结构强度，保证窗户结构安装后增加船舶舱壁的结构强度。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：

结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1 为本发明所提出的船舶的窗户结构的一个实施例的结构示意图；

图2为图1中窗户本体的放大结构示意图；

图3为图2中部分结构的放大结构示意图；

图4为图2中端框处的放大结构示意图；

图5为图1中外框的结构示意图；

图6为图1中内框的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语 “上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于窗户结构安装的位置关系来说的。术语仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参见图1-图6所示，本发明所提出的船舶的窗户结构的一个实施例，图1为窗户结构处的内外方向上的截面图，船舶的窗户结构安装固定在船舶的舱壁10上，在舱壁10上开设有安装口，窗户结构固定在安装口处。窗户结构包括：窗户本体20和安装连接结构30，窗户本体20位于安装口内，安装连接结构30连接固定在窗户本体20和舱壁10之间；安装连接结构30具有与舱壁10固设的第一连接框31，第一连接框31在沿与安装口处的舱壁10垂直的方向上延伸，也就是第一连接框31为在安装口处的舱壁10垂直的方向上延伸在筒形，并且第一连接框31相对于安装口处的舱壁10内外对称设置。

本实施例中，通过设置安装连接结构，有效的降低了舱壁10的安装口区域的应力水平，解决了安装口处的强度问题，有利于增加窗户结构安装后的结构强度，增加安装后的受力能力和牢固性。通过设置第一连接框31为在内外方向对称设置的筒形，通过在内外方向延伸增加内外方向上的受力面积，使得第一连接框31可以承受作用到安装口处的压力，有利于增加安装连接结构30的结构强度，保证窗户结构安装后的船体承力舱壁的加强结构。

本实施例中，以靠近船舶的舱室内的方向为内，反之为外，第一连接框31在内外方向的尺寸为第一连接框31的长度，第一连接框31在安装口处的舱壁10延伸方向的尺寸为第一连接框31的厚度；设置第一连接框31的厚度大于舱壁10的厚度，舱壁10在内外方向的尺寸为舱壁10的厚度；采用较厚的第一连接框31，有利于进一步提高焊接固定后的结构强度。优选设置第一连接框31的厚度等于舱壁10厚度的1.5～2.5倍，第一连接框31的长度是第一连接框31厚度的4～6倍。

参见图1所示，第一连接框31与舱壁10之间采用焊接固定，优选设置采用单边全溶透焊接，也就是将安装口处的舱壁10的端面从外侧开设倾斜的焊接面101，或者说是安装口处的舱壁10的焊接面在第一连接框31上的投影宽度等于舱壁10的宽度。由于承力处的舱壁承受较大的动态荷载，并且开设安装口的角隅区域也属于高应力区域，因而第一连接框31与舱壁10之间采用全溶透焊接形式，可以消除焊缝疲劳裂纹的隐患，满足结构的疲劳强度。

安装连接结构30还具有与第一连接框31固设的第二连接框32，第二连接框32沿与安装口处的舱壁10平行的方向延伸设置，也就是第二连接框32和第一连接框31垂直设置，有利于提高安装连接结构30的结构强度。优选设置第一连接框31的外端与第二连接框32的内侧面焊接固定，第一连接框31和第二连接框32的横截面呈不对称的T型结构；在窗户结构焊接的固定时，可以根据安装的实际要求，灵活的调整第二连接框32的尺寸以及与第一连接框31的对应位置，保证了焊接固定后的结构强度。优选设置第一连接框31和第二连接框32采用双边全溶透焊接，也就是在第一连接框31的外端从两边开设倾斜的两个焊接面，并且两个焊接面相交，有利于增加第一连接框31和第二连接框32焊接后的牢固性，有利于增加结构强度。

第二连接框32靠近窗户本体20的一端焊接固定在窗户本体20上，第二连接框32在内外方向上的尺寸为第二连接框32的厚度，第一连接框31的厚度大于第二连接框32的厚度；第二连接框32间隔设置在安装口处舱壁10的外侧，第二连接框32与安装口处舱壁10平行，优选设置第二连接框32厚度与舱壁10的厚度相同。

参见图2所示，窗户本体20具有外框21、内框22以及夹设在外框21和内框22之间的玻璃23，安装固定结构30与外框21连接固定。为了增加外框21的结构强度，以及增加第二连接框32与外框21焊接的接触面积，外框21具有设在玻璃23外侧的外框本体211，在外框本体211远离玻璃23的一端设有向外延伸的安装沿212，安装沿212与第一连接框31平行设置，通过设置安装沿212，可以增加与第二连接框32的端部的接触面积，有利于增加外框21与第二连接框32焊接后的结构强度，并且安装沿212在内外方向上延伸，由于第二连接框32与安装沿212的焊接操作，有利于提高焊接效率；以及第二连接框32与安装沿212的焊接固定，安装沿212在内外方向上延伸，具有较大的剪切强度，有利于增加结构的稳定性；外框本体211与第二连接框32平行设置。第二连接框32与安装沿212的焊接采用单边全溶透焊接。

窗户本体20还具有包覆在玻璃23端部的端框24，在外框21上设有用于压紧端框24的压紧结构25，通过设置端框24有利于增加窗户本体20的强度，增加对于玻璃23的保护；通过设置压紧结构25，有利于将端框24压紧固定玻璃23上，有利于结构强度，以及增加密封性。

玻璃23为真空玻璃，玻璃23具有从内向外间隔平行设置的内层玻璃板231、中层玻璃板232和外层玻璃板233，相邻的两个玻璃板还间隔出真空腔234，这样间隔出两个真空腔，在外层玻璃板233的端部向安装连接结构30的方向延伸形成外层玻璃延伸部2331，内层玻璃板231和中层玻璃板232的端部平齐，外层玻璃延伸部2331继续延伸凸出。设置外层玻璃延伸部2331，是为了端框24的固定。

参见图4所示，端框24包括端框本体241、沿端框本体241的外侧折弯形成的外折边242、沿端框本体241的内端折弯形成内折边244，内折边244位于内层玻璃板231的内侧，外折边242位于外层玻璃延伸部2331的内侧，压紧结构25压在外折边242上；通过压紧结构25给予外折边242向外的力，将外折边242压紧在外层玻璃延伸部2331上，同时将内折边244压紧在内层玻璃板231上，通过设置端框24受到向外方向的力，将端框24固定，有利于增加端框24的牢固性。端框24还包括沿外折边242的端部折弯形成的外翻边243，外翻边243位于外层玻璃板233的端部。

参见图3所示，压紧结构25包括设在外框24上的压紧座251、设在压紧座251上的固定柱252、紧固在固定柱252上的压紧板253、用于紧固压紧板253的紧固件254、以及用于将紧固板254上的力传递到外折边242的压紧块255，其中紧固件254为轴向为内外方向，在固定柱252上开设有与紧固件254相匹配的螺钉孔，并在压紧板253上开设有用于紧固件254穿过的过孔；通过调整紧固件254，可以调整压紧块255给予外折边242的压力，保证端框24与玻璃23端部的固定和密封。并优选设置内框22与端框24固定。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种船舶的窗户结构，其安装固定在所述船舶的舱壁上，在所述舱壁上开设有安装口；其特征在于，包括：

窗户本体，其位于所述安装口内；

安装连接结构，其连接固定在所述窗户本体和舱壁之间；所述安装连接结构具有与所述舱壁固设的第一连接框，所述第一连接框沿与所述安装口处的舱壁垂直的方向上延伸、且内外对称设置；

所述窗户本体具有外框、内框以及夹设在所述外框和内框之间的玻璃，所述安装连接结构与所述外框连接固定；

所述窗户本体还具有包覆在所述玻璃端部的端框，在所述外框上设有用于压紧所述端框的压紧结构；

所述玻璃具有内层玻璃板和外层玻璃板，所述外层玻璃板的端部向所述安装连接结构的方向延伸形成外层玻璃延伸部；所述端框包括端框本体、沿所述端框本体的外侧折弯形成的外折边、沿所述端框本体的内端折弯的内折边，所述外折边位于所述外层玻璃延伸部的内侧，所述内折边位于所述内层玻璃板的内侧，所述压紧结构压在所述外折边上。

2.根据权利要求1所述的窗户结构，其特征在于，所述安装连接结构具有与所述第一连接框固设的第二连接框，所述第二连接框沿与所述安装口处的舱壁平行的方向延伸设置。

3.根据权利要求2所述的窗户结构，其特征在于，所述第一连接框的外端与所述第二连接框的内侧面焊接固定。

4.根据权利要求1所述的窗户结构，其特征在于，所述安装口处的舱壁焊接固定在所述第一连接框上，所述安装口处的舱壁的焊接面在所述第一连接框上的投影宽度等于所述舱壁的宽度。

5. 根据权利要求1所述的窗户结构，其特征在于，所述第一连接框的厚度为所述舱壁的厚度的1 .5～2 .5倍。

6.根据权利要求2所述的窗户结构，其特征在于，所述第一连接框的厚度大于所述第二连接框的厚度。

7.根据权利要求1至6任一项所述的窗户结构，其特征在于，所述外框具有设在所述玻璃外侧的外框本体，在所述外框本体远离所述玻璃的一端设有向外延伸的安装沿，所述安装连接结构与所述安装沿连接。