CN111619731A - 一种船舶压载舱排气溢流系统及船舶 - Google Patents

Abstract

本发明涉及船舶建造技术领域，公开了一种船舶压载舱排气溢流系统及船舶。所述船舶压载舱排气溢流系统包括：压载舱，设置在船舶以舷侧板为基准的两条1/5船宽线以内；单舱透气管，用于连通压载舱和船舶的外部，单舱透气管从与压载舱连接位置起在1/5船宽线以内向上延伸至高于最高破舱水线后向舷侧板延伸并穿透舷侧板；单舱溢流管，用于连通压载舱和船舶的外部；止回单向阀，设置在单舱溢流管上位于船舶1/5船宽线以内的位置，止回单向阀只允许液体从所述压载舱单向流出。本发明的船舶压载舱排气溢流系统压载舱安全性高，且便于其他结构布置。本发明的船舶，通过设置上述船舶压载舱排气溢流系统，便于船内结构的布置、且破舱后压载舱安全性高。

Description

一种船舶压载舱排气溢流系统及船舶

技术领域

本发明涉及船舶建造技术领域，尤其涉及一种船舶压载舱排气溢流系统及船舶。

背景技术

包括客滚船在内的各类船舶通常设置多个压载舱，船舶航行过程中，可以通过调节压载舱内的水量，使船舶在不同装载工况下均能调整至适当的浮态和吃水深度。

现有技术中，压载舱通常需要设置连通舱内和外部大气的管道，该管道可作为排气通道，以保证在向压载舱注入和排出水的过程，压载舱内的气压稳定，且通常排气通道的中间不设置阀件，以保证压载舱进气出气顺畅；此外，该管道还可以作为溢流通道，用于确保压载舱注满水后，多余的水能够从压载舱及时排出，避免将压载舱的舱壁撑破，且行业标准要求，单舱溢流管道的净流通面积不小于对应压载舱压载水注入管净流通面积的1.25倍。

船舶在行驶过程中有时候会出现破舱的现象，且沿船体的宽度方向，位于船舶的两条1/5船宽线(从舷侧板起向船舶中线方向，1/5船宽位置的连线)以内的船舱不易发生破舱，而1/5船宽线以外位置的船舱破舱概率远远大于1/5船宽线以内，因此压载舱通常设置在船舶沿1/5船宽线以内。若位于船舶1/5船宽线以内的压载舱的排气通道(兼溢流通道)设置在安全水线(指最恶劣的破舱事故发生时的最终平衡水线)以下的位置，当靠近舷侧板的船舱发生破舱事故后，海水会通过排气通道进入未发生破舱的压载舱内，即发生“连带进水”的问题，则该压载舱虽没有发生破舱，但失去了对浮力调节的作用，对船舶的稳性调节造成不利影响。若为了避免“连带进水”，将船舶的排气通道先向上延伸至其高度超过安全水线，再向舷侧板方向延伸并最终穿透舷侧板，这种布置方式一方面，排气通道(兼溢流通道)的管径较大，会导致船舶沿1/5船宽线以内的较为珍贵的空间拥挤，影响其他结构的布置；另一方面，在溢流过程中，由于管道的位置较高且曲折，会导致管路内压力较大，从而对压载舱的舱壁产生较大的压力，建造时必须增加舱壁厚度来保证溢流过程中舱壁不会发生变形或破舱的问题，导致船舶的建造成本增加。

因此，亟需发明一种船舶压载舱排气溢流系统及船舶来解决上述问题。

发明内容

本发明的一个目的在于提出一种船舶压载舱排气溢流系统，其压载舱安全性高，且便于其他结构布置。

本发明的另一个目的在于提出一种船舶，其便于船内结构的布置、且破舱后压载舱安全性高。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种船舶压载舱排气溢流系统，包括：

压载舱，设置在船舶以舷侧板为基准的两条1/5船宽线以内；

单舱透气管，用于连通所述压载舱和所述船舶的外部，所述单舱透气管从与所述压载舱连接位置起在所述1/5船宽线以内向上延伸至高于最高破舱水线后向所述舷侧板延伸并穿透所述舷侧板；

单舱溢流管，用于连通所述压载舱和所述船舶的外部；

止回单向阀，设置在所述单舱溢流管上位于船舶1/5船宽线以内的位置，所述止回单向阀只允许液体从所述压载舱单向流出。

可选地，所述船舶压载舱排气溢流系统还包括第一空气管头，所述第一空气管头设置在所述单舱透气管上且与所述船舶的外部相连通。

可选地，所述压载舱的一侧设置有边空舱，所述边空舱内设置有溢流总管，所述溢流总管用于连通所述单舱溢流管和所述船舶的外部。

可选地，所述船舶压载舱排气溢流系统还包括：

溢流止回阀，设置在所述舷侧板的内侧且位于船舶正常行驶时吃水线以上；

溢流排放管，其一端与所述溢流总管相连通，另一端与所述溢流止回阀相连通。

可选地，所述船舶压载舱排气溢流系统还包括：

第二空气管头，设置在所述舷侧板的内侧且位于最高破舱水线以上；

溢流排放管，其一端与所述溢流总管相连通，另一端与所述第二空气管头相连通。

可选地，所述单舱溢流管为多根，所述溢流总管的净流通面积不小于与其连通的净流通面积最大的两根单舱溢流管的净流通面积之和。

可选地，所述船舶压载舱排气溢流系统还包括：

溢流积水柜，其与所述溢流总管相连通；

排放泵，用于将所述溢流积水柜中的水泵出。

可选地，沿所述船舶的长度方向，所述溢流总管的一端高于另一端，所述溢流积水柜连接于所述溢流总管较低一端的端部。

可选地，所述溢流积水柜内设置有液位检测件，所述液位检测件用于检测所述溢流积水柜内的液位。

一种船舶，包括所述的船舶压载舱排气溢流系统。

本发明有益效果为：

本发明的船舶压载舱排气溢流系统，单舱透气管在船舶两条1/5船宽线以内的区域(即不易发生破舱事故的区域)先向上延伸至高于最高的破舱水线后，再向舷侧板延伸以与船舶的外部连通，且单舱溢流管在位于船舶1/5船宽线以内的位置上设置了只允许水单向流出压载舱的止回单向阀，故在1/5船宽线以外的船舱发生破舱事故后，没有设置阀件的单舱透气管不会位于破舱区域，因此海水不会通过单舱透气管进入压载舱，且可能位于破舱区域的单舱溢流管上设置了止回单向阀，也会避免海水灌入压载舱，综上，发生破舱事故后本申请的压载舱排气溢流系统不会发生连带进水的问题；其次，由于用于透气的单舱透气管和用于溢流的单舱溢流管分开设置，因此单舱透气管的直径不必设置为压载舱注入管净流通面积的1.25倍，故管径可大大减小，进而也会大大减小其在较为珍贵的1/5船宽线以内区域所占用的空间，便于其他结构的布置；再者，单舱溢流管不必先延伸至高于最高破舱水线的位置再伸出舷侧板，在压载舱发生溢流时，溢流管路内的水对压载舱侧壁造成的压力也相对较小，故不必增加压载舱的壁厚，进而相应降低船舶的建造成本。

本发明还提供了一种船舶，其通过设置上述的船舶压载舱排气溢流系统，在船舶发生破舱事故后不易发生连带进水问题，且便于1/5船宽线以内结构的布置。

附图说明

图1是本发明具体实施例一提供的船舶压载舱排气溢流系统的结构示意图；

图2是图1中的A-A剖视图；

图3是本发明体实施例一提供的船舶压载舱排气溢流系统1/5船宽线以外船舱破损状态示意图。

图中：

1-压载舱；

21-单舱透气管；22-第一空气管头；

31-单舱溢流管；32-止回单向阀；33-溢流总管；34-第二空气管头；35-溢流排放管；

4-边空舱；

51-溢流积水柜；52-液位检测件；53-溢流积水排放管；54-溢流积水排放阀；

6-舷侧板；

7-结构舱。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

现有技术中压载舱的排气通道和溢流通道通常共用管道，因此压载舱的排气溢流系统在布置时，会带来压载舱易发生被“连带进水”的问题，或者排气溢流系统占用较大的1/5船宽线以内的区域。针对上述问题，本实施例提供了一种船舶压载舱排气溢流系统，尤其适用于客滚船等船甲板较高的船舶。

实施例一

如图1和2所示，图中L1为从舷侧板6起向船舶中线方向1/5船宽位置的连线，即以舷侧板6为基准的1/5船宽线。L2为预先计算的最高破舱水线(最恶劣破舱情况下的最终平衡线)。船舶压载舱排气溢流系统包括压载舱1、单舱透气管21、单舱溢流管31及止回单向阀32，压载舱1设置在船舶以舷侧板6为基准的两条1/5船宽线以内，单舱透气管21用于连通压载舱1和船舶的外部，单舱透气管21从与压载舱1连接位置起在1/5船宽线以内向上延伸至高于最高破舱水线后向舷侧板6延伸并穿透舷侧板6，单舱溢流管31用于连通压载舱1和船舶的外部，止回单向阀32设置在单舱溢流管31上位于船舶1/5船宽线以内的位置，止回单向阀32只允许液体从压载舱1单向流出。

本发明的船舶压载舱排气溢流系统，单舱透气管21在船舶的两条1/5船宽线以内的区域(即不易发生破舱事故的区域)先向上延伸至高于最高的破舱水线后，再向舷侧板6延伸以与船舶的外部连通，且单舱溢流管31在位于船舶1/5船宽线以内的位置上设置了只允许水单向流出压载舱1的止回单向阀32，故在1/5船宽线以外的船舱发生破舱事故后，没有设置阀件的单舱透气管21不会位于破舱区域，因此海水不会通过单舱透气管21进入压载舱1，且有可能位于破舱区域的单舱溢流管31上设置了止回单向阀32，也会避免海水从单舱溢流管31灌入压载舱1，综上，发生破舱事故后本实施例的压载舱排气溢流系统不会发生连带进水的问题；其次，由于用于透气的单舱透气管21和用于溢流的单舱溢流管31分开设置，因此单舱透气管21的直径不必设置为压载舱1注入管净流通面积的1.25倍，故管径可大大减小，进而也会大大减小其在较为珍贵的1/5船宽线以内区域所占用的空间，便于其他结构的布置；再者，单舱溢流管31上设置了止回单向阀32，故不必先延伸至高于最高破舱水线的位置再伸出舷侧板6，在压载舱1发生溢流时，溢流管路内的水对压载舱1侧壁造成的压力也相对较小，故不必增加压载舱1的壁厚，进而相应降低船舶的建造成本。

具体而言，本实施例中，压载舱1为多个，多个压载舱1沿船舶宽度的中线对称布置。每个压载舱1设置一个单舱透气管21和一个单舱溢流管31。优选地，如图2所示，压载舱1上方设置有结构舱7，单舱溢流管31和单舱透气管21均设置在压载舱1的顶部且位于结构舱7内。进一步地，单舱溢流管31的净流通面积不小于对应压载舱1的压载水注入管净流通面积的1.25倍，单舱透气管21的净流通面积不小于对应压载舱1的压载水注入管净流通面积的0.2倍，以满足行业标准。

优选地，如图2所示，船舶压载舱排气溢流系统还包括第一空气管头22，第一空气管头22设置在单舱透气管21上且与船舶的外部相连通。在只有空气流通的情况下，空气可以通过第一空气管头22进行双向流通，进而避免在向压载舱1内注入压载水时，压载舱1内气压过大，或者在从压载舱1排除压载水时，压载舱1内产生负压；当存在海水或者其他介质流动时，第一空气管头22只允许其从压载舱1中流出，不允许流入，从而避免海水倒流的问题。具体而言，本实施例中，舷侧板6上开设有通孔，第一空气管头22一端的开口连接于通孔，另一端的开口与单舱透气管21相连通。

优选地，本实施例中，每根单舱透气管21上连接一个第一空气管头22以与船舶的外部连通。在其他实施例中，船舶压载舱排气溢流系统还可以设置透气总管，多个单舱透气管21均与透气总管相连通，透气总管上设置一个第一空气管头22以与船舶的外部相连通。从而可以减少在舷侧板6上开孔的数量。在此实施例中，透气总管需要设置在非保护开口水线(即舷侧板6上不会发生浸泡的最低位置)以上，且透气总管的净流通面积不小于最大的两个汇入透气总管的单舱透气管21的净流通面积之和，以保证多个压载舱1正常的空气流通。

为了实现单舱溢流管31与船舶的外部的连通，如图1和图2所示，压载舱1的一侧设置有边空舱4，边空舱4内设置有溢流总管33，溢流总管33用于连通单舱溢流管31和船舶的外部。位于船舶宽度中线一侧的压载舱1的单舱溢流管31均连通于一个溢流总管33，溢流总管33再与船舶的外部连通，故而能够减少在舷侧板6上开设连通孔的数量。具体而言，本实施例中，单舱溢流管31从压载舱1上方进入结构舱7后，沿水平方向穿过结构舱7的侧壁，进入边空舱4中，再自上向下延伸并与溢流总管33相连通。优选地，单舱溢流管为多根，溢流总管33的净流通面积不小于与其连通的净流通面积最大的两根单舱溢流管31的净流通面积之和，以保证溢流时水能够顺利排出溢流总管33。

优选的，船舶压载舱排气溢流系统还包括第二空气管头34和溢流排放管35，第二空气管头34设置在舷侧板6的内侧且位于最高破舱水线以上，溢流排放管35一端与溢流总管33相连通，另一端与第二空气管头34相连通。压载舱1发生溢流时，溢流的水经单舱溢流管31流入溢流总管33，再流入溢流排放管35最后经第二空气管头34排出舷侧板6。由于第二空气管头34位于最高破舱水线以上的位置，故第二空气管头34不会出现浸泡渗水的问题，因此足够保证海水不会从溢流通道进入压载舱1内。具体而言，本实施例中，如图1所示，溢流排放管35为两根，且两根溢流排放管35分别位于溢流总管33的两端，以保证从不同的压载舱1进入溢流总管33的溢流水能够及时排出。优选地，两根溢流排放管35的净流通面积之和，不小于汇入溢流总管33的最大的两个单舱溢流管31的净流通面积之和。

在溢流结束后，溢流总管33中难免残留积水无法排出，为解决此问题，如图2所示，船舶压载舱排气溢流系统还包括溢流积水柜51和排放泵，溢流积水柜51与溢流总管33相连通，排放泵用于将溢流积水柜51中的水泵出。当溢流结束后，溢流总管33内的溢流积水能够流入溢流积水柜51中，通过排放泵即可将溢流积水柜51中的溢流积水排出，避免船舶在低温环境中时，溢流总管33或溢流积水柜51内因滞留溢流积水导致其本身冻裂，或者溢流积水长期滞留在溢流总管33中对其造成腐蚀。具体而言，本实施例中，排放泵设置在船舶的底部，排放泵通过溢流积水排放管53与溢流积水柜51相连通。优选地，溢流积水排放管53上还设置有溢流积水排放阀54，溢流积水排放阀54为常闭的阀门，当需要排放泵将溢流积水柜51内的积水排出时，溢流积水排放阀54再打开。进一步地，溢流积水柜51内设置有液位检测件52，液位检测件52用于检测溢流积水柜51内的液位。当液位检测件52检测到溢流积水柜51内的液位到达预设值后，则启动溢流积水排放阀54和排放泵，以将溢流积水柜51中的积水排出。故当溢流排放管35无法及时将溢流总管33内的溢流水排出时，还可以通过溢流积水柜51和排出泵排出。具体而言，本实施例中，液位检测件52可以是浮球液位开关，也可以是液位传感器。

进一步地，为了保证溢流总管33内的积水能够全部流入溢流积水柜51中，沿船舶的长度方向，溢流总管33的一端高于另一端，溢流积水柜51连接于溢流总管33较低一端的端部，故溢流总管33内的积水能够全部流入位于溢流总管33最低端的溢流积水柜51内。本实施例中，溢流总管33位于船舶前侧的一端高于位于船舶后的侧一端，由于船舶航行过程中，本身具有一定的尾倾，故溢流总管33前高后低与船舶航行时的倾斜相适配，更易于设计。当然，在其他实施例中，溢流总管33也可以是位于船舶后侧的一端高于位于船舶前侧的一端，根据实际需要设置即可。

本发明船舶压载舱排气溢流系统工作原理如下：

(1)压载水排出压载舱1过程：在压载舱1内的压载水被抽走时，压载舱1内形成一定的负压，船外的空气经过第一空气管头22进入单舱透气管21，最后被吸到正在排水的压载舱1内，避免压载舱1内的负压持续升高而超过舱壁的承受能力形成瘪陷。

(2)压载水注入压载舱1过程：压载水通过注入管注入到压载舱1内，此时舱内所注入的水就会对压载舱1内原来的空气造成挤压，使压载舱1内的压力升高，压载舱1内的空气就会通过单舱透气管21再经过第一空气管头22排放到大气中，避免压载舱1内的气压持续升高超过舱壁的承受能力，从而避免压载舱1舱壁形成鼓胀。

(3)压载舱1的溢流过程：当出现由于操作失误或者是压载舱1内的液位监测系统故障等原因，导致压载舱1已经注满压载水，但是没能第一时间停止对该压载舱1进行压载水注入，此时就会造成压载舱1被“过度注入”。当压载舱1出现“过度注入”的情况时，过度注入的水通过压载舱1顶部的单舱溢流管31后依次经过止回单向阀32、溢流总管33、溢流排放管35及第二空气管头34排出舷侧板6，从而避免在“过度注入”时水无法及时排走导致舱内压力过高，从而避免压载舱1被水挤压变形的情况发生。

(4)积水排干过程：当溢流过程结束后，溢流总管33内的积水会首先流到最低处的溢流积水柜51内，而溢流积水柜51内的浮球液位开关或者液位传感器监测到溢流积水柜51内存在积水，可控制溢流积水排放阀54和排放泵打开，以及时地将溢流积水柜51里的积水进行排干。从而避免溢流总管33内长期积水对管道造成腐蚀，和避免极端天气下溢流总管33和溢流积水柜51内积水结冰而丧失溢流功能。

(5)船舶1\5船宽线以外的舱破损后：如图3所示，1/5船宽线以内包括压载舱1在内的船体结构及管路等都是完好的，在船舶稳性计算中，此时发生破舱的一侧的1/5船宽线以外的舱室及管路在破舱水线以下的部分都会认为遭受进水，即破损侧的溢流总管33和溢流排放管35被视为遭受进水，但出口位于破舱水线以上的单舱头气管21及在1\5船宽线以内设置止回单向阀32的单舱溢流管31不会发生漏水问题，故与其连接的压载舱1被视为仍具有浮力调节功能力，从而提高破舱后船舶的安全性能。

本发明还提供了一种船舶，其通过设置上述的船舶压载舱排气溢流系统，在船舶发生破舱事故后不易发生连带进水问题，且便于1/5船宽线以内结构的布置。

实施例二

本实施例与实施例一的不同之处在于：船舶压载舱排气溢流系统还包括溢流止回阀和溢流排放管35，溢流止回阀设置在舷侧板6的内侧且位于船舶正常行驶时吃水线以上，溢流排放管35一端与溢流总管33相连通，另一端与溢流止回阀相连通。在压载舱1发生溢流时，溢流的水经单舱溢流管31流入溢流总管33，再流入溢流排放管35最后经溢流止回阀排出舷侧板6。在船舶正常行驶时，溢流止回阀位于吃水线以上，不会出现海水倒灌入压载舱1的问题，且在发生破舱后，即出现短时浸泡时溢流止回阀也能够保证海水不会倒灌入压载舱1内。采用溢流止回阀可以适当降低溢流排放管35排水出口的高度，从而在溢流过程中，减少管壁的压力，进而减小压载舱1的舱壁受到的压力，提高压载舱1的使用寿命。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种船舶压载舱排气溢流系统，其特征在于，包括：

压载舱(1)，设置在船舶以舷侧板(6)为基准的两条1/5船宽线以内；

单舱透气管(21)，用于连通所述压载舱(1)和所述船舶的外部，所述单舱透气管(21)从与所述压载舱(1)连接位置起在所述1/5船宽线以内向上延伸至高于最高破舱水线后向所述舷侧板(6)延伸并穿透所述舷侧板(6)；

单舱溢流管(31)，用于连通所述压载舱(1)和所述船舶的外部；

止回单向阀(32)，设置在所述单舱溢流管(31)上位于所述1/5船宽线以内的位置，所述止回单向阀(32)只允许液体从所述压载舱(1)单向流出。

2.如权利要求1所述的船舶压载舱排气溢流系统，其特征在于，所述船舶压载舱排气溢流系统还包括第一空气管头(22)，所述第一空气管头(22)设置在所述单舱透气管(21)上且与所述船舶的外部相连通。

3.如权利要求1或2所述的船舶压载舱排气溢流系统，其特征在于，所述压载舱(1)的一侧设置有边空舱(4)，所述边空舱(4)内设置有溢流总管(33)，所述溢流总管(33)用于连通所述单舱溢流管(31)和所述船舶的外部。

4.如权利要求3所述的船舶压载舱排气溢流系统，其特征在于，所述船舶压载舱排气溢流系统还包括：

溢流止回阀，设置在所述舷侧板(6)的内侧且位于船舶正常行驶时吃水线以上；

溢流排放管(35)，其一端与所述溢流总管(33)相连通，另一端与所述溢流止回阀相连通。

5.如权利要求3所述的船舶压载舱排气溢流系统，其特征在于，所述船舶压载舱排气溢流系统还包括：

第二空气管头(34)，设置在所述舷侧板(6)的内侧且位于最高破舱水线以上；

溢流排放管(35)，其一端与所述溢流总管(33)相连通，另一端与所述第二空气管头(34)相连通。

6.如权利要求3所述的船舶压载舱排气溢流系统，其特征在于，所述单舱溢流管(31)为多根，所述溢流总管(33)的净流通面积不小于与其连通的净流通面积最大的两根单舱溢流管(31)的净流通面积之和。

7.如权利要求3所述的船舶压载舱排气溢流系统，其特征在于，所述船舶压载舱排气溢流系统还包括：

溢流积水柜(51)，其与所述溢流总管(33)相连通；

排放泵，用于将所述溢流积水柜(51)中的水泵出。

8.如权利要求7所述的船舶压载舱排气溢流系统，其特征在于，沿所述船舶的长度方向，所述溢流总管(33)的一端高于另一端，所述溢流积水柜(51)连接于所述溢流总管(33)较低一端的端部。

9.如权利要求7所述的船舶压载舱排气溢流系统，其特征在于，所述溢流积水柜(51)内设置有液位检测件(52)，所述液位检测件(52)用于检测所述溢流积水柜(51)内的液位。

10.一种船舶，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的船舶压载舱排气溢流系统。

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