專利名稱：用于減小重量和優(yōu)化船只的縱向強度的方法和結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的用于減小重量和優(yōu)化船只的縱向強度的方法，以及根據(jù)權(quán)利要求4的前序部分的用于應(yīng)用該方法的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
船只的船體是長的，且暴露于諸如扭曲和彎曲之類的各種類型的應(yīng)力下，這些應(yīng)力由施加在船體上的諸如其自身重力、貨物、水的浮力、波動作用、由海洋的涌浪產(chǎn)生的飛濺以及船只在海洋中的移動之類的力產(chǎn)生。這樣，船只船體類似長的橫梁，其必須在整個長度上具有一定的強度特性，因為其具有彎曲、折斷和扭曲的趨勢。所以船體必須允許其經(jīng)歷的彎曲力矩、扭曲和所謂的剪切力，換句話說，縱向強度是船只的船體的最基本的強度特性。因為船只的船體是伸長的，且波浪使其彎曲，所以縱向強度的要求在船只的中間部分中達(dá)到它們的最大值。因此，船只的所謂船中部的截面圖通常顯示為示出對縱向強度有貢獻(xiàn)的船體元件，即，在縱向方向上的船體的所有連續(xù)的部分，諸如甲板、船舷、底部和縱向船艙壁，其中，除了船舷以外，后面的架子用于船只的所有縱向垂直部分。
先前，建議用獨立的保護殼體結(jié)構(gòu)來保護貨物罐，其在大多數(shù)情況下也是球形的。這樣的結(jié)構(gòu)例如在描述球形罐的裝載和卸載的美國專利No.2048312和在美國專利No.5697312中披露，根據(jù)美國專利No.5697312，較低的貨物罐最好設(shè)置在較高的貨物罐的前面。用于連續(xù)的罐的保護殼體在GB專利No.829205和美國專利No.1284689中披露，以及用于獨立的罐的保護殼體結(jié)構(gòu)在GB專利No.784390和美國專利No.3087454中披露。
現(xiàn)有技術(shù)具有較大的缺點。在所有前述的情況下，保護殼體結(jié)構(gòu)僅僅提供用于單個罐的保護殼體，即，其或多或少是天氣防護裝置，而不是船只的船體的強度元件的一部分。保護殼體附近的船只的船體的材料例如必須是高強度的鋼，因為前述結(jié)構(gòu)需要很高的材料厚度。在已知的結(jié)構(gòu)中，船體之上的部分的船只的縱向強度只是基于窄的上部甲板，從而其必須在相對高的位置處構(gòu)造，對于其上部分，其連同周圍的結(jié)構(gòu)必須是很厚的材料，以便提供足夠的強度。這增加了船只的重量，也限制的罐的尺寸，在最差的情況下，甚至限制了罐的數(shù)量。
出版物JP A52-51688披露了一種保護殼體，其延伸過圓形罐，其目的也是提高船只的縱向強度。然而，縱向強度的改進基本上與在圓形罐在船只的甲板上的位置處的開口的側(cè)部處增加材料到保護殼體有關(guān)，這恰好在罐的位置處增強了甲板。從制造技術(shù)的觀點來看，該方法是不利的，且基本上增加了船只的重量。
球形罐或者貨物容器在這方面涉及包括大致半球形的上部和下部分的容器，內(nèi)部半徑至少大致相互相應(yīng)。此外，在這些部分之間，可以有圓柱形的升高部分，或者所謂伸展的赤道部分，諸如在出版物EP742139中披露的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是消除現(xiàn)有技術(shù)的缺點，以及提供一種新的類型的解決方案，其使得可以降低重量，以及改進和優(yōu)化船只的縱向強度。
本發(fā)明的目的可以如在權(quán)利要求1和4中披露的以及在其它權(quán)利要求中更精確地來實現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明，船只的船體設(shè)置有如已知的那樣的連續(xù)的保護殼體結(jié)構(gòu)，且其設(shè)置在貨物罐的頂部上。船只的所述甲板設(shè)置在船體上，使得從船只的底部測量的甲板或者實際船體部分的高度與在貨物罐的頂部上的保護殼體結(jié)構(gòu)的最上面的連續(xù)部分的高度的比例最多為0.55，優(yōu)選的，最多0.5。此外，所述保護殼體結(jié)構(gòu)固定到所述甲板和/或支撐到船體的其它結(jié)構(gòu)上，且連同船體的其它部分一起確定尺寸，以便它們一起構(gòu)成加強船體的船只的整體強度的基本部分。
這樣，根據(jù)本發(fā)明的方法，該連續(xù)的保護殼體結(jié)構(gòu)和降低的船體一起積極地參與提供整個船只的縱向強度，這使得船只的材料可以更加有利的分布，這樣節(jié)省重量，與具有相應(yīng)排量的球形罐的傳統(tǒng)船相比，可以節(jié)省所謂自身重量或者船只的空載的10％的量級。結(jié)果，設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的船只可以相應(yīng)地攜帶更多的貨物，而不改變排量。因此，通過本發(fā)明可以實質(zhì)上影響使用該船只的經(jīng)濟效益。
在根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，連續(xù)的保護殼體結(jié)構(gòu)至少大致在貨物罐之上在船體的縱向上延伸，且在其兩端固定到船只的甲板上和/或固定到支撐到船體的其它結(jié)構(gòu)上。通常，當(dāng)承受應(yīng)力的結(jié)構(gòu)接附到另一個結(jié)構(gòu)時，后面的結(jié)構(gòu)必須是局部足夠剛性的，以便以受控的方式將經(jīng)由前面的結(jié)構(gòu)傳送的張力分配到該結(jié)構(gòu)的其余部分。在這樣的情況下，保護殼體在其側(cè)部有利地接附到船只的甲板上，更精確地，接附到連續(xù)的縱向艙壁位于甲板下面的位置。類似的，保護殼體的端部在橫向艙壁位于甲板下面的位置接附到實際的船體部分、主甲板或者上部甲板上。
根據(jù)本發(fā)明，所述保護殼體結(jié)構(gòu)可以在其一端有利地固定到船只的甲板室。甲板室例如指居住艙室、船只的駕駛室等。這樣，保護殼體結(jié)構(gòu)可以整個在貨物罐上延伸，且甲板室可以位于船只上的任何地方，也就是無論是在船只的船首或者船尾。
為了使降低的船體部分或者船只的船舷不會對船只的適航性產(chǎn)生不利的影響，升高部分可以在船只的前部處在貨物罐的前面設(shè)置在所述船體和/或甲板上。在這樣的情況下，保護殼體結(jié)構(gòu)可以有利地固定到所述升高的甲板部分。在甲板室位于船只的船首的情況下，保護殼體結(jié)構(gòu)可以自然地在其前部固定到甲板室。
保護殼體結(jié)構(gòu)可以進一步有利地設(shè)置為通過支撐梁連接到甲板室。當(dāng)合適地確定尺寸時，支撐梁還可以用作增強部分，但是實際上，它們通常大致用作保護殼體結(jié)構(gòu)和甲板室之間的通道。
罐的頂部分，所謂的圓頂，突出通過保護殼體，但是其不與殼體金屬接觸，而是替代地例如經(jīng)由緊密的橡膠密封件連接到殼體。因為罐和保護殼體都會以不同的方式相對于彼此收縮、伸展或者彎曲，且沒有必要同時，所以保護殼體和圓頂之間的連接必須是緊密的和柔性的。
船只的貨物罐在它們的底部部分處固定到船只的船體的下部分。這樣，罐不固定到保護殼體結(jié)構(gòu)，而是位于離開保護殼體結(jié)構(gòu)一段距離處，如上所述。固定本身沒有不同于現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)，因此這里不描述其細(xì)節(jié)。這些罐只通過船體的下部分的圓柱形結(jié)構(gòu)來固定，換句話說，這些罐是自我支撐的，或者獨立分開的結(jié)構(gòu)，所以它們不能暴露于由于船只的船體變形產(chǎn)生的任何較大的應(yīng)力。
船只的保護殼體結(jié)構(gòu)和貨物罐之間的中間空間充滿介質(zhì)，其物理性質(zhì)，例如壓力、成分、濕度和/或溫度，設(shè)置為根據(jù)需要來控制，且其有利地為干燥空氣或者保護氣(或保護性氣體)。這樣保護殼體和貨物罐之間的空間，即，所謂的貨物保持，為密封的空間，其中，充滿所謂的受控大氣，換句話說，如果需要，空氣壓力、空氣濕度等可以預(yù)先確定和調(diào)節(jié)。
保護殼體結(jié)構(gòu)的尺寸可確定為使得其在船只的垂直方向上比所述甲板室要低。如果甲板室，例如生活區(qū)，位于船的船尾，那么必須在保護殼體結(jié)構(gòu)之上具有從最好位于甲板室之上的駕駛室開始的無阻礙的視線。類似的，如果甲板室位于船只的船首處，其可以較低，因為前面不存在視覺障礙。
船只的保護殼體結(jié)構(gòu)有利地支撐通向貨物罐的管道系統(tǒng)和電纜，從而沒有必要設(shè)計任何其它通常復(fù)雜的框架來支撐管道系統(tǒng)。該保護殼體結(jié)構(gòu)還提供到達(dá)貨物罐的圓頂?shù)母浇?，從而有利于罐的管理?br>

在下文中，參考附圖通過舉例來描述本發(fā)明，其中圖1a和1b示出了現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)，在上面的圖中為側(cè)視圖，而在下面的圖中為從上觀察的視圖；圖2a和2b示出了根據(jù)本發(fā)明的保護殼體結(jié)構(gòu)，在上面的圖中為側(cè)視圖，而在下面的圖中為從上觀察的視圖；圖3a和3b示出了根據(jù)本發(fā)明的替代的保護殼體結(jié)構(gòu)，在上面的圖中為側(cè)視圖，而在下面的圖中為從上觀察的視圖；以及圖4a和4b并排地在圖4a中示出了現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)的側(cè)部視圖，而在圖4b中示出了根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)。
具體實施例方式
在圖1a和1b中，附圖標(biāo)記1表示船只(或水運工具)。附圖還示出了船只的船體2和甲板3，以及貨物罐4，每個貨物罐由保護殼體結(jié)構(gòu)6覆蓋。此外，在這樣的情況下，所示的甲板室5位于船只1的船尾。貨物罐的上部分包括延伸部分13，貨物罐的所有管道組件設(shè)置在該延伸部分13(沒有更精確地顯示)。船體的下部分以附圖標(biāo)記14表示。
圖2a和2b示出了根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的有利的實施例，其中，在船只的船體2和甲板3之上布置有連續(xù)的保護殼體結(jié)構(gòu)6，其為由半球形元件4a和4b形成的球形貨物罐4提供一個整體覆蓋物。此外，附圖示出了位于船只1的船尾的甲板室5，從該甲板室開始，在保護殼體結(jié)構(gòu)6和通過保護殼體結(jié)構(gòu)6突伸的延伸部分13之上，在船只的行進方向上或者縱向A上有無阻擋的視線。還示出了保護殼體結(jié)構(gòu)6下面的支撐結(jié)構(gòu)7、在船體的下部分14中的貨物罐固定點，以及通向貨物罐的管道系統(tǒng)16。
根據(jù)本發(fā)明，船只的甲板3基本上定位成比傳統(tǒng)的要低，使得甲板或者實際船體部分的高度H1與保護殼體結(jié)構(gòu)的最上面的連續(xù)部分的高度的比例最多為0.55，優(yōu)選的，最多0.5。為了保證船只的適航性，甲板3的前部包括一個升高部分3a。在該實施例中，彎曲的保護殼體結(jié)構(gòu)6在其后端8處固定到甲板3上，且在其前端9處固定到甲板3的升高部分3a上。這些圖還示出了支撐梁11、由彎曲表面12b形成的保護結(jié)構(gòu)12、貨物罐4之間的中間空間15，以及船只1的垂直方向B。
圖3a和3b示出了一個替代的實施例，其中，在船只的船體2和甲板3之上設(shè)置由平的部件形成的保護殼體結(jié)構(gòu)6，在這樣的情況下，在船只1的船首處，保護殼體結(jié)構(gòu)在位置9處固定到甲板3的升高部分3a上，以及在其后端8處固定到甲板室5上。附圖還示出了保護殼體結(jié)構(gòu)6下面的支撐結(jié)構(gòu)7、在船體的下部分14中的貨物罐固定點，和通向貨物罐的管道系統(tǒng)和電纜16，以及用于保護結(jié)構(gòu)12的支撐梁11、和貨物罐4之間的中間空間15。在這樣的情況下，貨物罐4也由以本身已知的方式接附到船只1的船體2的下部分14的半球形元件4a和4b形成。
圖4a和4b并排地示出了現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)(圖4a)和根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)(圖4b)，從而在這兩種結(jié)構(gòu)中的船只的外側(cè)之間的高度差變得明顯。在附圖中，貨物罐4由保護殼體結(jié)構(gòu)6覆蓋，從而在附圖4b中的根據(jù)本發(fā)明的保護殼體由平的表面12a形成，這些平的表面形成外側(cè)10a的延續(xù)部6a，或者替代地船只的內(nèi)側(cè)10b的延續(xù)部6b。當(dāng)需要時，保護殼體結(jié)構(gòu)6可以設(shè)置有在船只的縱向方向上延伸的艙壁，以確保足夠的強度。
對于本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員很明顯，本發(fā)明不限于上述的實施例，這些實施例只是用于應(yīng)用本發(fā)明的例子，而且在后附的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，本發(fā)明的各種修改是可行的。
權(quán)利要求
1.一種用于降低重量，以及優(yōu)化船只(1)的縱向強度的方法，該船只特別適于運輸液化天然氣(LNG)或者其它相應(yīng)的介質(zhì)，且包括船體(2)，該船體具有至少在船只(1)的主要部分之上延伸的甲板(3)，和在船只(1)的縱向(A)上連續(xù)地布置的許多大致球形的貨物罐(4)，以及甲板室(5)，其大致在所述甲板(3)之上延伸，其特征在于，船只(1)的船體(2)設(shè)置有如已知的那樣的連續(xù)的保護殼體結(jié)構(gòu)(6)，且其設(shè)置在貨物罐(4)的頂部上，其中，船只的所述甲板(3)設(shè)置在船體(2)上，使得從船只的底部測量的甲板的高度與在貨物罐(4)的頂部上的保護殼體結(jié)構(gòu)(6)的最上面的連續(xù)部分的高度的比例最多為0.55，優(yōu)選的，最多0.5，以及，其中，所述保護殼體結(jié)構(gòu)(6)固定到所述甲板(3)和/或支撐到船體(2)的其它結(jié)構(gòu)(7)上，且連同船體(2)的其它部分一起確定尺寸，以便它們一起構(gòu)成船只的整體強度的基本部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述連續(xù)的保護殼體結(jié)構(gòu)(6)至少大致在貨物罐(4)之上在船體(2)的縱向(A)上延伸，且在其一端(8)固定到船只的甲板室(5)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，升高部分(3a)在船只的前部處在貨物罐(4)的前面設(shè)置在所述船體(2)和/或甲板(3)上，以及其中所述保護殼體結(jié)構(gòu)(6)固定到所述升高的甲板部分(3a)。
4.一種用于在船只(1)中應(yīng)用根據(jù)前面的權(quán)利要求中的任一項所述的方法的結(jié)構(gòu)，該船只特別適于運輸液化天然氣(LNG)或者其它對應(yīng)的介質(zhì)，且包括船體(2)，該船體具有至少在船只(1)的主要部分之上延伸的甲板(3)，和在船只(1)的縱向(A)上連續(xù)地設(shè)置的許多大致球形的貨物罐(4)，以及甲板室(5)，其大致在所述甲板(3)之上延伸，其特征在于，船只(1)的船體(2)設(shè)置有如已知的那樣的連續(xù)的保護殼體結(jié)構(gòu)(6)，且其設(shè)置在貨物罐(4)的頂部上，其中，船只的所述甲板(3)設(shè)置在船體(2)上，使得從船只的底部測量的甲板的高度與在貨物罐(4)的頂部上的保護殼體結(jié)構(gòu)(6)的最上面的連續(xù)部分的高度的比例最多為0.55，優(yōu)選的，最多0.5，以及，所述保護殼體結(jié)構(gòu)(6)固定到所述甲板(3)和/或支撐到船體(2)的其它結(jié)構(gòu)(7)上，且連同船體(2)的其它部分一起確定尺寸，以便它們一起構(gòu)成船只的整體強度的基本部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的船只(1)，其特征在于，所述保護殼體結(jié)構(gòu)(6)至少大致在貨物罐(4)之上在船體(2)的縱向(A)上延伸，且在其一端(8)固定到船只的甲板室(5)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的船只(1)，其特征在于，所述保護殼體結(jié)構(gòu)(6)設(shè)置為通過支撐梁(11)連接到甲板室(5)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4-6中任一項所述的船只(1)，其特征在于，這些貨物罐的頂部分(4a)包括延伸部分，其引導(dǎo)通過所述保護殼體結(jié)構(gòu)(6)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4-7中任一項所述的船只(1)，其特征在于，保護殼體結(jié)構(gòu)(6)和貨物罐(4)之間的中間空間(15)充滿介質(zhì)，其至少一種物理性質(zhì)，例如壓力、成分、濕度和/或溫度，設(shè)置為根據(jù)需要來控制，且其有利地為干燥空氣。
9.根據(jù)權(quán)利要求4-8中任一項所述的船只(1)，其特征在于，所述保護殼體結(jié)構(gòu)(6)支撐通向貨物罐(4)的管道系統(tǒng)和電纜(16)。
10.根據(jù)權(quán)利要求4-9中任一項所述的船只(1)，其特征在于，所述甲板室(5)位于船只的船尾部分處，以及其中所述保護殼體結(jié)構(gòu)(6)的尺寸確定為使得其在船只(1)的垂直方向(B)上比所述甲板室(5)要低。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的船只(1)，其特征在于，在所述船體(2)和/或甲板(3)中，在船只的前部處在貨物罐(4)的前面有升高部分(3a)，以及其中所述保護殼體結(jié)構(gòu)(6)設(shè)置為固定到所述升高的甲板部分(3a)上。
全文摘要
一種用于降低重量，以及優(yōu)化船只(1)的縱向強度的方法和結(jié)構(gòu)，該船只特別適于運輸液化天然氣(LNG)或者其它相應(yīng)的介質(zhì)，且包括船體(2)，該船體具有至少在船只(1)的主要部分之上延伸的甲板(3)，和在船只(1)的縱向(A)上連續(xù)地設(shè)置的許多大致球形的貨物罐(4)，以及甲板室(5)，其大致在甲板(3)之上延伸。船只(1)的船體(2)設(shè)置有如已知的那樣的連續(xù)的保護殼體結(jié)構(gòu)(6)，且其設(shè)置在貨物罐(4)的頂部上。船只的甲板(3)設(shè)置在船體(2)上，使得從船只的底部測量的甲板的高度與在貨物罐(4)的頂部上的保護殼體結(jié)構(gòu)(6)的最上面的連續(xù)部分的高度的比例最多為0.55，優(yōu)選的，最多0.5。此外，保護殼體結(jié)構(gòu)(6)固定到甲板(3)和/或支撐到船體(2)的其它結(jié)構(gòu)(7)上，且連同船體(2)的其它部分一起確定尺寸，以便它們一起構(gòu)成船只的整體強度的基本部分。
文檔編號B63B3/00GK1642808SQ03807333
公開日2005年7月20日 申請日期2003年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月28日
發(fā)明者M·林德霍爾姆, A·佩爾基厄, J·西倫 申請人:克瓦納爾·馬沙-亞德斯有限公司