專利名稱：運動減小的浮動結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種運動減小的浮動結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有用來減小運動的L型波浪衰減結(jié)構(gòu)。
在日本專利申請公開(JP-P2000-135999A)中披露了在浮動結(jié)構(gòu)的長邊部分上安裝一種波浪衰減結(jié)構(gòu)。該波浪衰減結(jié)構(gòu)具有所謂的L型結(jié)構(gòu)，其中垂直部件從浮動結(jié)構(gòu)的長邊部分中延伸出并且水平部件從垂直部件的端部中沿水平方向在海水表面下伸出。因此，該波浪衰減結(jié)構(gòu)可以有效地反射波浪。但是，當該波浪衰減結(jié)構(gòu)反射波浪時，浮動結(jié)構(gòu)受到反作用力并且浮動結(jié)構(gòu)的水平動量變化很大。因此，過度防止在水平面上的運動降低了浮動結(jié)構(gòu)的錨泊性能。
如果在波浪的波長較長時波浪衰減結(jié)構(gòu)在垂直于波浪前進的方向中形成較長的話，則浮動結(jié)構(gòu)的運動防止效果變得有效。假設(shè)水平板在海平面底下并且波長為200m，則水平板長度需要為20m，該長度至少為波長的1/10。不管浮動結(jié)構(gòu)較小或較大，波長衰減結(jié)構(gòu)必須形成得較長。因此，波浪衰減結(jié)構(gòu)自身變得很大并且使得質(zhì)量也很大。
在可使用性和可居住性比較重要的浮動結(jié)構(gòu)中，首先重要的是防止繞著水平軸線的轉(zhuǎn)動運動，第二重要的是減小沿著水平方向的平移運動。沿著水平方向的平移運動和繞著水平軸線的轉(zhuǎn)動運動兩者都取決于波浪周期。
還有，存在平移運動在轉(zhuǎn)動運動受到抑制時變得較大的情況。因此，重要的是，根據(jù)波浪周期使沿著水平方向的平移運動和繞著水平軸線的轉(zhuǎn)動運動平衡。
當計劃將波浪衰減結(jié)構(gòu)安裝在現(xiàn)有的浮動結(jié)構(gòu)或現(xiàn)有的工作船中時，該波浪衰減結(jié)構(gòu)最好較小而且重量較輕，并且該結(jié)構(gòu)最好被加強。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種運動減小的浮動結(jié)構(gòu)，其中使防止繞著水平軸線的轉(zhuǎn)動運動和防止沿著水平方向的平移運動平衡。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種運動減小的浮動結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)小而輕。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種其結(jié)構(gòu)被加強了的運動減小的浮動結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明的一個方面中，運動減小的浮動結(jié)構(gòu)包括主船體結(jié)構(gòu)和與該主船體結(jié)構(gòu)連接的波浪衰減結(jié)構(gòu)。波浪衰減結(jié)構(gòu)可以包括后板、下水平板和垂直部件。后板與主船體結(jié)構(gòu)連接，并且下水平板與后板的下面部分連接以沿著水平方向延伸并且在錨泊的情況中位于海水表面下。垂直部件與下水平板和后板連接。下水平板設(shè)有垂直方向孔。
這里，每一個垂直部件可以由三角形板形成以加強下水平板和后板。
接受波浪的一部分主船體結(jié)構(gòu)設(shè)有波浪衰減結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明的另一個方面，運動減小的浮動結(jié)構(gòu)包括主船體結(jié)構(gòu)和與該主船體結(jié)構(gòu)連接的波浪衰減結(jié)構(gòu)。波浪衰減結(jié)構(gòu)可以包括后板、上水平板、下水平板和垂直部件。后板與主船體結(jié)構(gòu)連接。下水平板與后板的下面部分連接以沿著水平方向延伸。垂直部件在至少一部分中與下水平板、上水平板和后板連接，從而由上水平板、后板和下水平板形成的空間被垂直部件分成多個區(qū)域。
這里，每個垂直部件可以與主船體結(jié)構(gòu)的縱向方向平行地延伸，或者可以延伸成與主船體結(jié)構(gòu)的縱向方向相交。
還有，可以使用這些垂直部件中的兩個作為內(nèi)部垂直部件來將該空間分隔成三個區(qū)域。在該情況中，波浪衰減結(jié)構(gòu)還可以包括用來關(guān)閉三個區(qū)域中的中間區(qū)域的中心前板。
還有，這些垂直部件的另外兩個可以與該空間的外側(cè)連接作為外部垂直部件。在該情況中，波浪衰減結(jié)構(gòu)還可以包括用來關(guān)閉三個區(qū)域中的中間區(qū)域的中心前板。
還有，在三個區(qū)域的兩側(cè)上可以為下水平板提供垂直方向孔。還有，可以為每個內(nèi)部垂直部件提供水平方向孔。在該情況中，最好從三個區(qū)域的中心區(qū)域中除去下水平板。
在本發(fā)明的另一個方面，運動減小的浮動結(jié)構(gòu)包括主船體結(jié)構(gòu)和與該主船體結(jié)構(gòu)相連的波浪衰減結(jié)構(gòu)。波浪衰減結(jié)構(gòu)包括后板、上水平板、下水平板、四個垂直部件和蓋子。后板與主船體結(jié)構(gòu)連接。下水平板與后板的下面部分連接以沿著水平方向延伸并且在錨泊的情況下處于海水表面下面。四個垂直部件在至少一部分中與上水平板、下水平板和后板連接，從而由上水平板、后板和下水平板形成的空間被這些垂直部件分成三個區(qū)域。為三個區(qū)域的兩側(cè)中的每一側(cè)設(shè)有蓋子，從而在拖拉的情況中可以關(guān)閉并且在錨泊的情況中可以打開。
這里，在三個區(qū)域的兩側(cè)上為下水平板設(shè)有垂直方向孔。還有為每個內(nèi)部垂直部件設(shè)有水平方向孔。在該情況中，從三個區(qū)域的中間區(qū)域中除去了下水平板。
在本發(fā)明的另一個方面，運動減小的浮動結(jié)構(gòu)包括主船體結(jié)構(gòu)和與該主船體結(jié)構(gòu)相連的波浪衰減結(jié)構(gòu)。波浪衰減結(jié)構(gòu)包括與主船體結(jié)構(gòu)相連的后板、上水平板、下水平板、兩個垂直部件和前垂直板。下水平板與后板的下面部分相連以沿著水平方向延伸。兩個垂直部件在至少一部分與上水平板、下水平板和后板相連，從而由上水平板、后板和下水平板限定出一個區(qū)域。前垂直板與上水平板、下水平板和每個外部垂直部件連接。
還有，可以為下水平板設(shè)置垂直方向孔。每個垂直部件沿著外部方向可打開。
在本發(fā)明的另一個方面，運動減小的浮動結(jié)構(gòu)包括箱形主船體結(jié)構(gòu)和與該主船體結(jié)構(gòu)相連的波浪衰減結(jié)構(gòu)。波浪衰減結(jié)構(gòu)包括后板、下水平板、垂直部件和垂直方向孔。后板連接用作主船體結(jié)構(gòu)的一個側(cè)板。下水平板是通過使主船體結(jié)構(gòu)的下水平板延伸形成的并且該下水平板與后板的下面部分相連以沿著水平方向延伸。垂直部件與下水平板和后板相連。為下水平板設(shè)有垂直方向孔。
還有，波浪衰減結(jié)構(gòu)還可以包括通過使主船體結(jié)構(gòu)的上水平板延伸來形成的上水平板。每個垂直部件在至少一部分中除了與下水平板和后板相連之外還與上水平板相連，從而由上水平板、后板和下水平板形成的空間被這些垂直部件分成多個區(qū)域。


圖13的剖視圖顯示出根據(jù)本發(fā)明的第三實施方案的第四改進的運動減小的浮動結(jié)構(gòu)在錨泊的情況中的蓋子的打開和關(guān)閉機構(gòu)的第二優(yōu)選實施方案的詳細說明下面將參照附圖對本發(fā)明的運動減小的浮動結(jié)構(gòu)進行詳細說明。
圖1顯示出根據(jù)本發(fā)明第一實施方案的運動減小的浮動結(jié)構(gòu)。參照圖1，在第一實施方案中的運動減小的浮動結(jié)構(gòu)包括形狀為矩形平行六面體箱形的主船體結(jié)構(gòu)1和設(shè)置在主船體結(jié)構(gòu)1的波浪打入側(cè)上的波浪衰減結(jié)構(gòu)2。主船體結(jié)構(gòu)1單獨用在L型波浪衰減結(jié)構(gòu)2的安裝狀態(tài)中或者作為鏈結(jié)構(gòu)的浮動結(jié)構(gòu)的單元浮動結(jié)構(gòu)。鏈結(jié)構(gòu)的浮動結(jié)構(gòu)可以用作海上休閑中心以及在海難發(fā)生的情況中的物品補給基地。
主船體結(jié)構(gòu)1包括作為上水平甲板的下水平板5和上水平板7、長邊垂直板8和9以及短邊垂直板4和6。波浪衰減結(jié)構(gòu)2包括水平板3、短邊垂直后板4和三角形垂直加強板14。水平板3在靠近短邊后板4的部分中在兩塊三角形垂直加強板14之間具有孔12。也就是說，在第一實施方案中，波浪衰減結(jié)構(gòu)2具有L型。還有，短邊后板4為主船體結(jié)構(gòu)1的短邊垂直板4所共有。上水平板7位于海水表面上方。下水平板5和水平板3位于海水表面下面。水平板3焊接在后板4的下面部分上并且在海水中從后板4沿著水平方向延伸。水平板3可以通過使下水平板5延伸形成。在后板4和水平板3相交的區(qū)域中，三角形垂直加強板14以適當?shù)拈g隔焊接在后板4和水平板3上。水平板3的水平面和后板4的垂直平面形成延伸進橫向方向的正交凹形部分。在理論和經(jīng)驗上可以確信，這種正交凹形部分沿著垂直方向具有波浪衰減效果。當主船體結(jié)構(gòu)1用作單個單元，則L型波浪衰減結(jié)構(gòu)2可以安裝在主船體結(jié)構(gòu)1的四個側(cè)面中。
這里，縱向方向是與后板4垂直的方向，而橫向方向是與縱向方向垂直的方向。該波浪朝著波浪衰減結(jié)構(gòu)2行進。
水平板3接受波浪沿著垂直方向的力。因此，不同的力作用在垂直板3的上表面和下表面上。這些力之間的差異在L型波浪衰減結(jié)構(gòu)2的端部中其相位與作用在下表面上的浮力相反。這種相反的相位減小了在端部中的浮力，減小了沿著垂直方向的波浪力，并且在主船體結(jié)構(gòu)1的端部中有效地抑制了主船體結(jié)構(gòu)1在水平面上的運動。
在水平板3和后板4相交的正交區(qū)域中，以這樣的方式設(shè)有多個垂直方向的海水通道孔12，從而海水能夠在水平板3中的上表面和下表面之間流進或流出。垂直方向海水通道孔12的存在降低了水平板3與后板4之間的連接強度。但是，三角形加強板14加強了水平板3和后板4之間的連接。
垂直方向海水通道孔12具有動態(tài)的特征以減小了對繞著水平軸線的轉(zhuǎn)動運動的抑制效果。但是通過使由后板4反射的一部分波浪沿著垂直方向穿過孔12，從而可以減小在波浪反射時作用在主船體結(jié)構(gòu)1上的反作用力，因此可以減小主船體結(jié)構(gòu)1沿著水平方向的動量變化。因此，可以減少主船體結(jié)構(gòu)1在水平面上的運動例如平移運動、轉(zhuǎn)動運動和漂移運動。
沿著水平方向的平移運動和繞著水平軸線的轉(zhuǎn)動運動取決于水平板3的面積、水平板3沿著縱向方向的長度、水平板3離海水表面的距離、波浪周期、波浪幅度、垂直方向海水通道孔12的總面積以及垂直方向海水通道孔12的位置這些變量。這些變量的數(shù)值可以在理論上確定或根據(jù)經(jīng)驗的規(guī)則來確定，從而沿著水平方向的平移運動和繞著水平軸線的轉(zhuǎn)動(滾動和/或搖擺)運動變得較小。
圖2顯示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施方案的運動減小的浮動結(jié)構(gòu)。主船體結(jié)構(gòu)1與第一實施方案的相同。在該第二實施方案中的波浪衰減結(jié)構(gòu)2也在波浪的輸入側(cè)連接在主船體結(jié)構(gòu)1上。在第二實施方案中的波浪衰減結(jié)構(gòu)2包括下水平板3、后板4、上水平板13和多塊垂直分隔板14。上水平板13與上水平板7相連并且從后板4的上端延伸進縱向方向。下水平板3與下水平板5相連并且從后板4的下端延伸進縱向方向。下水平板3可以通過使下水平板5延伸形成，并且上水平板13可以通過使上水平板7延伸形成。多塊垂直分隔板14插入在上水平板13和下水平板3之間。垂直分隔板14以正確的間隔布置，尤其是以恒定的間隔布置進橫向方向。如果布置有四塊垂直分隔板14，則形成有三個區(qū)域，每個區(qū)域由上水平板13、垂直分隔板14和下水平板3圍繞。垂直分隔板14的最外面兩塊可以分別通過使長邊垂直板8和9延伸形成。
多塊垂直分隔板14在主船體結(jié)構(gòu)1中形成多個凹形區(qū)域。多個凹形區(qū)域分開限制了洶涌的波浪并且有效地反射了該波浪。最外面兩塊之外的每塊分隔板14設(shè)有水平方向的海水通道孔15，以在橫向方向上折射波浪。該水平方向的海水通道孔15可以抑制在水平面上的轉(zhuǎn)動運動。要有效地調(diào)節(jié)水平方向海水通道孔15的面積。還有，下水平板3可以設(shè)有在第一實施方案中所示的垂直方向海水通道孔12。
圖3顯示出根據(jù)本發(fā)明第三實施方案的運動減小的浮動結(jié)構(gòu)。在第三實施方案中，該第三實施方案的波浪衰減結(jié)構(gòu)2包括兩個側(cè)面上兩個凹形區(qū)域17，并且中心突起區(qū)域布置在兩個凹形區(qū)域17之間。三個區(qū)域的中間突起區(qū)域由蓋板18關(guān)閉。蓋板18與中心區(qū)域的外端部焊接并合并在一起。
凹形區(qū)域17以和在圖1或2中所示的L型波浪衰減結(jié)構(gòu)相同的方式作用。在圖1中所示的垂直方向海水通道孔12可以在凹形區(qū)域17中打開。而且，如圖4中所示，在中心區(qū)域中的下水平板3可以除去，并且如圖2中所示在突起區(qū)域的垂直分隔板14的每一塊中可以形成橫向方向海水通道孔15。因此，可以形成一種倒L型波浪衰減結(jié)構(gòu)。在該情況中，L型結(jié)構(gòu)和倒L型結(jié)構(gòu)兩者都對繞著水平軸線的轉(zhuǎn)動運動具有抑制效果。L型結(jié)構(gòu)的效果大于倒L型結(jié)構(gòu)，但是在該結(jié)構(gòu)中沿著水平方向的平移運動變大。通過在一部分浮動結(jié)構(gòu)中結(jié)合并安裝L型波浪衰減結(jié)構(gòu)和倒L型波浪衰減結(jié)構(gòu)，從而可以抑制沿著水平方向的平移運動，同時保持對繞著水平軸線的轉(zhuǎn)動運動的抑制效果。
圖5A和5B顯示出根據(jù)存在或沒有L型波浪衰減結(jié)構(gòu)以及L型波浪衰減結(jié)構(gòu)和倒L型波浪衰減結(jié)構(gòu)的組合對繞著水平軸線的轉(zhuǎn)動運動和沿著水平方向的平移運動的多種抑制效果。圖5A的垂直軸線顯示出浮動結(jié)構(gòu)的運動(無量綱值)，并且圖5B的垂直軸線顯示出波浪漂移力系數(shù)(無量綱值)。這些圖的水平軸顯示出波浪周期。圖5A和5B顯示出沿著水平方向的平移運動具有與繞著水平軸線的轉(zhuǎn)動運動相反的相位的趨勢。還有，通過提供隙距12，從而可以使沿著水平方向的平移運動和繞著水平方向的轉(zhuǎn)動運動平衡。
圖6顯示出根據(jù)本發(fā)明第三實施方案的第一改進的運動減小的浮動結(jié)構(gòu)。在該第一改進中，該改進中的波浪衰減結(jié)構(gòu)包括位于端部上的兩個凹形區(qū)域17′和布置在這兩個凹形區(qū)域17′之間的一個突起區(qū)域18。因此，在圖3的結(jié)構(gòu)中就除去了沿著橫向方向在最外面部分中的垂直分隔板14。在兩個端部中的每個區(qū)域由四塊板形成，并且與最外面的長邊垂直板14和外部短邊板對應的部分是打開的。
凹形區(qū)域17′具有L型波浪衰減結(jié)構(gòu)。在凹形區(qū)域17′中可以設(shè)有一個或多個在圖1中所示的垂直方向海水通道孔12。而且在垂直分隔板14中可以設(shè)有在圖2中所示的水平方向海水通道孔15。在該情況中，最好通過除去在突起區(qū)域18中的水平板3來將突起區(qū)域18形成為倒L型波浪衰減結(jié)構(gòu)，并且主船體結(jié)構(gòu)1設(shè)有后板4。因為海水流進突起區(qū)域18，所以后板4防止了海水流進主船體結(jié)構(gòu)1中。
在第一改進中，與圖3的情況相比，反射波浪沿著橫向方向的分量增加了。但是，因為兩個凹形區(qū)域17′相對于中心突起區(qū)域18是對稱地布置的，并且波浪的反射是對稱的，所以波浪的總反作用力變小。這時，也改善了對沿著垂直方向的平移運動的抑制效果。
圖7顯示出根據(jù)本發(fā)明第三實施方案的第二改進的運動減小的浮動結(jié)構(gòu)。在該實施方案中，沿著縱向方向在主船體結(jié)構(gòu)1的端部上形成的垂直分隔板14′相對于縱向方向成這樣的角度，從而突起部分形成得象一般的船體。因此，在圖6的凹形區(qū)域17″中的水平板3不是方形的而是形成為三角形。垂直分隔板14′具有適當?shù)慕嵌?，?yōu)選相對于縱向方向成45度。在最外面的部分處，在垂直分隔板14′之間設(shè)有蓋板18。波浪衰減結(jié)構(gòu)2的后板21用作主船體結(jié)構(gòu)1的短邊板。
在第二改進中的波浪衰減結(jié)構(gòu)包括凹形區(qū)域17″和位于兩個端部上的凹形區(qū)域17″之間的突起區(qū)域18′。洶涌的波浪反射進橫向方向。這時，波浪沿著橫向方向的反射比圖6的實施方案更有效。因此，更加減小了漂移力(沿著水平方向的平移運動力)。為此，沿著垂直分隔板14′的底線在下水平板3中設(shè)置圖1中所示的垂直方向海水通道孔12是有意義的。還有，更加有意義的是，在垂直板14′上設(shè)有圖2中所示的橫向方向海水通道孔15，如圖7中所示設(shè)置后板4，并且除去在由垂直分隔板14′、后板4和蓋板18圍繞的區(qū)域中的下水平板3。
圖8顯示出根據(jù)本發(fā)明第三實施方案的第三改進的運動減小的浮動結(jié)構(gòu)。如圖8中所示，在該第三改進中形成有凹形區(qū)域17″。在該第三改進中，三角形水平板3的角部被切掉，并且設(shè)置額外的垂直分隔板14″來在凹形區(qū)域17″的外面部分中加強水平板3和上水平板13。
圖9顯示出在圖3中所示的第三實施方案的第四改進處在拖拉狀態(tài)下的外觀。在兩側(cè)上的凹形區(qū)域17被蓋子24封閉。圖10顯示出在從打開位置到關(guān)閉位置的路徑上或從關(guān)閉位置到打開位置的路徑上蓋子24的狀態(tài)。圖11顯示出當蓋子24完全打開并且凹形區(qū)域17完全打開時的狀態(tài)的外觀。
圖12為沿著圖10的直線XII-XII剖開的浮動結(jié)構(gòu)的剖視圖，顯示出蓋子24的打開和關(guān)閉機構(gòu)的第一實施例。蓋子24的近端可轉(zhuǎn)動地由固定在L型波浪衰減結(jié)構(gòu)2的上水平板13的頂端部分上的軸承支撐。液壓缸25的近端可轉(zhuǎn)動地由固定在靠近后板4的上水平板13近端上的軸承支撐。蓋子24的自由端通過軸承26與液壓缸25的頂端部分連接。液壓缸25具有液壓缸活塞桿。該液壓缸活塞桿縮短以存放靠近上水平板13的蓋子24。一旦將浮動結(jié)構(gòu)拖拉到船塢位置之后，最好除去蓋子24和液壓缸25。
圖13的剖視圖顯示出蓋子24的打開和關(guān)閉機構(gòu)的第二實施例。與圖12相同的蓋子24的自由端通過絞盤27借助于繩索吊住。
圖14的剖視圖顯示出用在本發(fā)明第三實施方案中的蓋子24的打開和關(guān)閉機構(gòu)的第三實施例。在第三實施例中的波浪衰減結(jié)構(gòu)中，上水平板13形成作為上水平板7的延伸部分。水平板3形成作為下水平板5的延伸部分。蓋子24′插入在上水平板13和下水平板3之間。蓋子24′以自由折疊的方式形成。蓋子24′的上面部分可轉(zhuǎn)動地與連接在下水平板3的軸承連接。蓋子24′的下面部分可轉(zhuǎn)動地與連接在下水平板3的軸承連接。液壓缸31的頂端部分與位于在蓋子24′中的上面部分和下面部分之間的軸承連接。液壓缸31的近端可轉(zhuǎn)動地與在后板4附近連接在一部分上水平板13上的軸承連接。下水平板3可轉(zhuǎn)動地與主船體結(jié)構(gòu)1的下水平板5連接。通過工作介質(zhì)例如油或空氣作用在液壓缸31上以向液壓缸31施加延伸力，從而將蓋子24′推壓在上水平板13和下水平板3上，從而將蓋子24′牢牢地固定在上水平板13和下水平板3之間。通過這樣的固定，水平板3被牢牢地穩(wěn)定在水平面上。另一方面，通過縮短液壓缸31的活塞桿，從而蓋子24′被折疊并且下水平板3被抬升。因此，下水平板3的頂端部分接觸上水平板13的下表面，如由虛線所示。該狀態(tài)象一般船體的形狀并且用來進行拖拉。因此，可以獲得波浪阻力減小效果。在錨泊的情況中(在使用浮動結(jié)構(gòu)的情況中)，如由實線所示一樣，牢固地形成水平板3和13以及蓋子24′的波浪衰減結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)在錨泊位置是變化的并且拖拉次數(shù)大于1時是切實可行的。
圖15顯示出波浪周期和主船體結(jié)構(gòu)1的運動之間的關(guān)系。繞著水平軸線的轉(zhuǎn)動運動的數(shù)值被顯示為相對于比較值的無量綱值。圖15的每個曲線顯示出當使用具有圖1中所示的波浪衰減結(jié)構(gòu)的浮動結(jié)構(gòu)作為模型時的理論計算結(jié)果。采用沒有波浪衰減結(jié)構(gòu)的簡單箱形模型(空中平矩形平行六面體)作為箱形模型。在L型大隙距模型中的大垂直方向海水通道孔12的總面積大于L型小隙距模型中的垂直方向海水通道孔12的總面積。在L型無間隙模型中，垂直方向海水通道孔12的總面積為零。在箱形模型中繞著水平軸線的轉(zhuǎn)動運動大于在本發(fā)明中任何模型的轉(zhuǎn)動運動。L型大隙距模型的繞著水平軸線的轉(zhuǎn)動運動在大于特定波浪周期的波浪周期范圍中比L型小隙距模型中的繞著水平軸線的轉(zhuǎn)動運動更大。L型小隙距模型中的繞著水平軸線的轉(zhuǎn)動運動在大于另一個特定波浪周期的波浪周期區(qū)域中比L型無間隙模型中的繞著水平軸線的轉(zhuǎn)動運動更大。當只關(guān)注繞著水平軸線的轉(zhuǎn)動運動時，垂直方向海水通道孔12的面積可以最好根據(jù)特定波浪周期來設(shè)定。
圖16顯示出波浪周期和沿著水平方向的平移運動之間的關(guān)系(與波浪漂移力系數(shù)相對應)。使沿著水平方向的平移運動數(shù)值與參考數(shù)值相比從而使它成為無量綱數(shù)值。圖16的每個曲線顯示出上述模型實現(xiàn)的理論上的計算結(jié)果。在箱形模型中沿著水平方向的平移運動小于在本發(fā)明中接受反射波浪的反作用力的任何模型的平移運動。在L型無間隙模型中沿著水平方向的平移運動在波浪周期的整個范圍中都大于在L型小隙距模型中沿著水平方向的平移運動。在L型小隙距模型中沿著水平方向的平移運動在波浪周期的整個范圍中都大于在L型大隙距模型中沿著水平方向的平移運動。在箱形模型中沿著水平方向的平移運動在周期區(qū)域中的長波浪周期范圍內(nèi)較小，而在短波浪周期的范圍內(nèi)較大，并且不會有峰值。在本發(fā)明所有模型的每一個中沿著水平方向的平移運動在每個特定的波浪周期處具有陡峭的峰值。
圖17顯示出根據(jù)本發(fā)明第四實施方案的運動減小的浮動結(jié)構(gòu)。在該第四實施方案中，作為自推進浮動結(jié)構(gòu)的船體的船頭結(jié)構(gòu)的半球形凸起端面變化成半球形凹形端面結(jié)構(gòu)或者倒半球形船頭結(jié)構(gòu)。半球形空腔的內(nèi)部4′與上述后板4等同，而半球形空腔底部3′與水平板3等同。這種半球形殼體結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)強度方面比較優(yōu)異。半球形凹形表面可以變化成半圓形圓柱形凹形表面。
圖18顯示出根據(jù)本發(fā)明第五實施方案的運動減小的浮動結(jié)構(gòu)。在第五實施方案中，形成有具有單個凹形區(qū)域17a的波浪衰減結(jié)構(gòu)。該凹形區(qū)域17a只沿著波浪前進方向打開。凹形區(qū)域17a由位于每一側(cè)上的垂直分隔板14、作為主船體結(jié)構(gòu)1的短邊垂直板4的后板4、從主船體結(jié)構(gòu)1延伸出的上水平板13和從主船體結(jié)構(gòu)1延伸出的下水平板3構(gòu)成。蓋板24′在每一側(cè)中設(shè)在垂直分隔板14和最外面的板之間。垂直方向海水通道孔12a布置在靠近后板4的一部分下水平板3上。打入在水平板3的上側(cè)上的波浪不會從凹形區(qū)域17a的側(cè)面中跑掉并且反射以減小繞著水平軸線的轉(zhuǎn)動運動。
如在圖19中所示，兩塊垂直分隔板14可以具有孔，并且在特殊的情況可以省略。在圖19中所示的凹形區(qū)域17b沿著橫向方向的入口寬度比凹形區(qū)域17b沿著橫向方向的內(nèi)側(cè)寬度更窄。具有區(qū)域17b的波浪衰減結(jié)構(gòu)2由從主船體結(jié)構(gòu)1中延伸出的上水平板13、從主船體結(jié)構(gòu)1中延伸出的垂直分隔板14、從主船體結(jié)構(gòu)1中延伸出的下水平板3和前蓋板24′構(gòu)成。
在圖19的第五實施方案的第一改進中，可以通過除去下水平板3形成倒L型結(jié)構(gòu)的波浪衰減結(jié)構(gòu)。波浪在前蓋板24′的背面上流轉(zhuǎn)從而實現(xiàn)L型結(jié)構(gòu)和倒L型結(jié)構(gòu)的復合效果，并且以更好的平衡減小了運動。與其中沿著波浪前進方向?qū)型結(jié)構(gòu)加在中心部分上的上述實施方案相比，跑到側(cè)面上的波浪能量較小，并且減小效果大于繞著水平軸線的轉(zhuǎn)動運動。通過在倒L型結(jié)構(gòu)中作用在后垂直板4上的波浪，從而與圖18的實施方案相比對沿著水平方向的平移運動的抑制效果更大。如果水平板3設(shè)有孔12的話，則沿著水平方向的運動受到更大的抑制。
而且，圖19的第一改進可以如在圖20中所示的第二改進一樣進行改變。在圖20的第二改進中，兩塊垂直分隔板14在切割形成圖19的實施方案的凹形區(qū)域17b的最外面?zhèn)劝鍟r，傾斜地彎曲向波浪前進方向并且重新形成為波浪反射板47。這種開口是圖19的倒L型結(jié)構(gòu)的替代并且減小了沿著水平方向的平移運動。波浪反射板47沿著橫向方向?qū)ΨQ地反射并且實現(xiàn)上述效果。
圖21顯示出在根據(jù)本發(fā)明第五實施方案的運動減小的浮動結(jié)構(gòu)中根據(jù)打開和關(guān)閉機構(gòu)的第一實施例。在該實施例中，圖18至20的實施例得到更多的改進。在圖18b至20的實施例中，凹形區(qū)域是利用主船體結(jié)構(gòu)的原始板形成的。在該實施例中，添加了輔助水平板3′。輔助水平板3′延伸并且沿著波浪前進方向通過鉸鏈51連接在水平板3的頂端部分上。在主船體結(jié)構(gòu)的側(cè)面上的液壓缸的近端可轉(zhuǎn)動地支撐在主船體結(jié)構(gòu)1內(nèi)部的天花板上。液壓缸的自由端可轉(zhuǎn)動地由輔助水平板3′的中心支撐。輔助水平板3′通過液壓缸的操作來被打開和關(guān)閉，并且在輔助水平板3’被關(guān)閉的位置中使凹形區(qū)域17a、17b和17c與海水隔開，并且在拖拉情況中立起。而且，輔助水平板3′在錨泊的情況中打開以使水平板3沿著波浪前進方向延伸成適當?shù)拈L度。
圖22顯示出在根據(jù)本發(fā)明第五實施方案的第二實施例的運動減小的浮動結(jié)構(gòu)中的打開和關(guān)閉機構(gòu)。在該實施例中，在輔助水平板3′之外還添加了從圖2中所示的上水平板中延伸出的輔助水平板13′。液壓缸包括可沿著水平方向伸縮的第一級缸體52、可從第一級缸體52中伸出的第二級缸體53以及用于第二級缸體53的可伸縮桿54。兩個連接件55和56通過鉸鏈57在可伸縮桿54的頂端部分處可轉(zhuǎn)動地分開。兩個連接件55和56的其它端部可轉(zhuǎn)動地與輔助水平板3′和輔助水平板13′的適當部分連接。輔助水平板13′通過鉸鏈58可轉(zhuǎn)動地連接。輔助水平板3′通過鉸鏈51可轉(zhuǎn)動地連接。
如果第二級缸體53和可伸縮桿54被拉進第一級缸體52中的話，則鉸鏈57向水平方向撤回，從而輔助水平板3′和輔助水平板13′轉(zhuǎn)動90度。因此，輔助水平板3′的頂端部分和輔助水平板13′的頂端部分如在圖中由虛線所示一樣在一個水平面上相互配合。凹形區(qū)域在拖拉的情況中關(guān)閉。在該實施例中，凹形區(qū)域17d由在上下側(cè)面上的結(jié)構(gòu)部件形成。在上側(cè)上的結(jié)構(gòu)部件由水平板13和輔助水平板13′形成，在下側(cè)上的結(jié)構(gòu)部件由水平板3和輔助水平板3′形成。通過添加輔助水平板3′和輔助水平板13′形成的延伸長度可以自由設(shè)計。
如果垂直方向海水通道孔12的隙距變得較大的話，則沿著水平方向的平移運動在整個波浪周期范圍中象普通船體一樣變得較小。繞著水平軸線的轉(zhuǎn)動運動在較短的波浪周期的范圍內(nèi)變得較小。如果根據(jù)波浪周期來調(diào)節(jié)垂直方向海水通道孔12的總面積的話，則可以在整個波浪周期范圍內(nèi)同時減小沿著水平方向的平移運動以及繞著水平軸線的轉(zhuǎn)動運動，同時使得沿著水平方向的平移運動以及繞著水平軸線的轉(zhuǎn)動運動平衡。在沿著水平方向的平移運動變大的波浪周期范圍中，最好采取圖6、7和8的形成沿著橫向方向具有高可反射性的凹形區(qū)域的實施方案。
在根據(jù)本發(fā)明的運動減小的浮動結(jié)構(gòu)中，采用一部分浮動結(jié)構(gòu)形成凹形斷面。因此，可以減輕該波浪衰減結(jié)構(gòu)。通過在水平板上設(shè)置孔，從而可以平衡兩種運動。在形成孔的情況中設(shè)置加強部件是有效的。
權(quán)利要求
1.一種運動減小的浮動結(jié)構(gòu)，包括主船體結(jié)構(gòu)；以及與所述主船體結(jié)構(gòu)連接的波浪衰減結(jié)構(gòu)，其中，所述波浪衰減結(jié)構(gòu)包括與所述主船體結(jié)構(gòu)連接的后板；與所述后板的下面部分連接以沿著水平方向延伸并且在錨泊的情況中位于海水表面下面的下水平板；以及與所述下水平板和所述后板連接的垂直部件。
2.如權(quán)利要求1所述的運動減小的浮動結(jié)構(gòu)，其中所述垂直部件中的每一個由用來加強所述下水平板和所述后板的三角形板制成。
3.如權(quán)利要求1所述的運動減小的浮動結(jié)構(gòu)，其中所述波浪衰減結(jié)構(gòu)還包括設(shè)置在所述下水平板上的垂直方向孔。
4.如權(quán)利要求1所述的運動減小的浮動結(jié)構(gòu)，其中所述波浪衰減結(jié)構(gòu)還包括上水平板，并且每一塊所述垂直部件在至少一部分中與所述上水平板、所述下水平板和所述后板連接，從而由所述上水平板、所述后板和所述下水平板形成的空間被所述垂直部件分成多個區(qū)域。
5.如權(quán)利要求4所述的運動減小的浮動結(jié)構(gòu)，其中每一塊所述垂直部件與所述主船體結(jié)構(gòu)的縱向方向平行地延伸。
6.如權(quán)利要求4所述的運動減小的浮動結(jié)構(gòu)，其中每一塊所述垂直部件延伸成與所述主船體結(jié)構(gòu)的縱向方向相交。
7.如權(quán)利要求4至6中任一項所述的運動減小的浮動結(jié)構(gòu)，其中所述垂直部件中的兩塊用作內(nèi)部垂直部件以將空間分隔成三個區(qū)域。
8.如權(quán)利要求7所述的運動減小的浮動結(jié)構(gòu)，其中所述垂直部件的另外兩塊與空間的外側(cè)連接作為外部垂直部件。
9.如權(quán)利要求7所述的運動減小的浮動結(jié)構(gòu)，其中所述波浪衰減結(jié)構(gòu)還包括設(shè)置用來關(guān)閉所述三個區(qū)域的中心區(qū)域的中心前板。
10.如權(quán)利要求7至9中任一項所述的運動減小的浮動結(jié)構(gòu)，其中在所述三個區(qū)域的兩側(cè)上，所述下水平板設(shè)有垂直方向孔。
11.如權(quán)利要求10所述的運動減小的浮動結(jié)構(gòu)，其中每塊所述內(nèi)部垂直部件設(shè)有水平方向孔。
12.如權(quán)利要求11所述的運動減小的浮動結(jié)構(gòu)，其中從所述三個區(qū)域的中心區(qū)域拆除所述下水平板。
13.如權(quán)利要求7至9中任一項所述的運動減小的浮動結(jié)構(gòu)，其中所述波浪衰減結(jié)構(gòu)還包括設(shè)置在所述三個區(qū)域的兩側(cè)的每一側(cè)上的蓋子，該蓋子可以在拖拉的情況中關(guān)閉并且在錨泊的情況中可打開。
14.如權(quán)利要求1所述的運動減小的浮動結(jié)構(gòu)，其中所述波浪衰減結(jié)構(gòu)還包括上水平板，并且所述垂直部件中的兩塊在至少一部分中與所述上水平板、所述下水平板和所述后板連接從而作為外部垂直部件與所述空間的外側(cè)連接。
15.如權(quán)利要求14所述的運動減小的浮動結(jié)構(gòu)，其中所述波浪衰減結(jié)構(gòu)還包括與所述上水平板、所述下水平板和每一塊所述外部垂直部件連接的前垂直板。
16.如權(quán)利要求15所述的運動減小的浮動結(jié)構(gòu)，其中所述下水平板設(shè)有垂直方向孔。
17.如權(quán)利要求15或16所述的運動減小的浮動結(jié)構(gòu)，其中每一塊所述外部垂直部件可沿著外側(cè)方向打開。
18.如權(quán)利要求1所述的運動減小的浮動結(jié)構(gòu)，其中所述主船體結(jié)構(gòu)為箱形，并且所述后板用作所述主船體結(jié)構(gòu)的一塊側(cè)板。
19.如權(quán)利要求18所述的運動減小的浮動結(jié)構(gòu)，其中所述下水平板是通過使所述主船體結(jié)構(gòu)的下水平板延伸而形成的。
全文摘要
一種運動減小的浮動結(jié)構(gòu)包括主船體結(jié)構(gòu)(1)以及與所述主船體結(jié)構(gòu)連接的波浪衰減結(jié)構(gòu)(2)。所述波浪衰減結(jié)構(gòu)包括后板(4)、下水平板(3)和垂直部件(14)。后板與所述主船體結(jié)構(gòu)連接，下水平板與后板的下面部分連接以沿著水平方向延伸并且在錨泊的情況中位于海水表面下面。垂直部件與所述下水平板和所述后板連接。下水平板設(shè)有垂直方向孔。
文檔編號B63B39/06GK1398756SQ0212644
公開日2003年2月26日 申請日期2002年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月19日
發(fā)明者松浦正己, 太田真, 谷垣信吉, 平井隆弘, 溝上宗二 申請人:三菱重工業(yè)株式會社