船舶減搖裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及船舶【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種適用于大型船舶的船舶減搖裝置。該減搖裝置為在船體的兩側(cè)均設(shè)置有一個或多個緩沖吸能機(jī)構(gòu)，通過該緩沖吸能機(jī)構(gòu)能有效地緩沖、吸收、轉(zhuǎn)化波浪對船體一側(cè)的橫向作用力，減小船舶橫搖，保持船舶平穩(wěn)航行，且有利于提高船舶載重噸位，提高船舶的安全性。
【專利說明】船舶減搖裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及船舶【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種適用于大型船舶且能保持船舶平穩(wěn)航行的減搖裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]船舶在海上航行時，波浪力引起的船舶橫搖、縱搖、首搖、橫蕩、縱蕩、垂蕩等六個自由度搖蕩運(yùn)動中，船舶橫搖最易發(fā)生，搖蕩幅值最大，對船舶安全的影響最為嚴(yán)重。因此船舶平衡最常用的措施是橫搖減搖，所說船舶減搖轉(zhuǎn)置通常即指船舶減橫搖裝置。
[0003]船舶橫搖產(chǎn)生原因:船舶某一舷側(cè)在波浪力作用下向?qū)?cè)搖擺一定角度，船舶隨之離開原來平衡位置繞船舶縱軸轉(zhuǎn)動相同角度；當(dāng)波浪力停止后，由于船舶具有穩(wěn)定性，會產(chǎn)生復(fù)原力矩使船向原來平衡位置運(yùn)動；當(dāng)船回到平衡位置時，由于慣性的作用使船舶繼續(xù)向這一舷側(cè)搖擺；當(dāng)慣性力被相應(yīng)的復(fù)原力矩相互抵消時，船舶又在復(fù)原力矩作用下，向原來平衡位置運(yùn)動；船舶就按照這樣的運(yùn)動規(guī)律，左右反復(fù)地?fù)u擺，即船舶橫搖。
[0004]目前世界上廣泛采用的船舶橫搖減搖裝置主要有舭龍骨、減搖鰭、舵減搖、陀螺減搖、移動重物、減搖水艙、綜合減搖等，分別簡要介紹如下:
[0005]1、舭龍骨
[0006]早在19世紀(jì)初帆船時代，就已經(jīng)開始使用舭龍骨來減小橫搖，至今應(yīng)用廣泛。舭龍骨是沿著船長方向安裝在船的舭部，在船舶橫搖時擾動船體周圍的流場，使船產(chǎn)生附加阻尼，并借以增加橫搖阻尼；當(dāng)船舶橫搖時，舭龍骨產(chǎn)生與橫搖方向相反的阻力，形成減搖力矩，一般可減小船舶橫搖10-30%左右。它的缺點(diǎn)是裝上舭龍骨會使船舶航行阻力略有增力口，一般使靜水航速減小1_2%。
[0007]2、減搖鰭
[0008]減搖鰭是一種最常用的主動式減搖裝置。減搖鰭系統(tǒng)一般由電氣控制部分，轉(zhuǎn)鰭的液壓傳動裝置和機(jī)翼型的鰭構(gòu)成。其以陀螺儀檢測出船身的橫搖角度，并產(chǎn)生控制信號，然后由電液動作裝置控制減搖鰭的偏轉(zhuǎn)角度和方向，由于船在前進(jìn)時水流作用在減搖鰭面上產(chǎn)生力矩使船身的橫搖減少。減搖鰭的最早專利于1889年由約翰.桑尼克羅夫特獲得，至1923年日本原良信太郎設(shè)計了第一套減搖鰭并經(jīng)裝船試驗得到了良好的減搖效果，1935年英國的布朗兄弟公司設(shè)計的“丹尼斯一布朗減搖鰭”成功地應(yīng)用到一艘2200噸的海峽渡輪上，從此減搖鰭得到了廣泛的應(yīng)用。減搖鰭按照布置方式分為:固定式、收放式和折疊式減搖鰭。它的缺點(diǎn)除了對船舶產(chǎn)生附加阻力，裝置比較復(fù)雜，制造成本和保養(yǎng)成本高，占用船舶噸位較多(如果采用液壓傳動機(jī)構(gòu)，它的總重量可達(dá)到船舶排水量的10%)外，減搖鰭還有一個致命的缺點(diǎn):只有船舶的航速較高時減搖鰭才可以有效地減搖，而船舶在低航速或零航速情況下，減搖鰭幾乎不能進(jìn)行減搖。近來出現(xiàn)了一種新的方法即采用特殊鰭形的減搖鰭來對零速或系泊狀態(tài)下的船舶進(jìn)行減搖。但是該技術(shù)存在動力消耗、磨損、撕裂和噪聲等問題，最關(guān)鍵的還是零速減搖的能力問題，尚不能滿足艦艇在海上作業(yè)時的要求。
[0009]3、舵減搖
[0010]舵減搖是一項較新的減搖技術(shù)，最早由荷蘭在20世紀(jì)70年代提出。由于舵水動力作用中心一般低于船舶重心，因此在操舵的時候不僅產(chǎn)生了用于控制航向的偏航力矩，同時也產(chǎn)生了橫搖力矩；船舶的橫搖周期一般在7-15秒之間,而艏艉搖一般在20-40秒之間，靠舵對橫搖和艏艉搖響應(yīng)的差異，控制舵角，可以達(dá)到一定的減搖效果。1972年,Cowley和Lambert探討了用舵作為穩(wěn)定裝置的可能性，并在一艘商船上試驗成功。80年代荷蘭、瑞典等國家開展了舵減搖裝置的研究。1984年，瑞典歌德堡船模實驗水池開始研制型號為ROLL-NIX的舵減搖裝置，到1990年已經(jīng)生產(chǎn)60多套，安裝在160-11000噸級的各種船舶上。舵減搖技術(shù)目前還在不斷發(fā)展中，其主要的缺點(diǎn)是需要高速操縱器以及低船速時舵效較差。
[0011]4、陀螺減搖裝置
[0012]利用陀螺轉(zhuǎn)子產(chǎn)生阻搖的穩(wěn)定力矩使艦艇減小搖擺，因造價昂貴未被廣泛采用。
[0013]5、移動重物
[0014]通過移動相當(dāng)于船舶排水量1-2%的固體重物來改變船體重心的位置，從而保證船舶的平穩(wěn)性。它一般不會被單獨(dú)使用以減小船舶橫搖，大多數(shù)是對安裝了舭龍骨的船舶在舵操作比較急的情況下進(jìn)行輔助減搖。為了抵消由于操舵而產(chǎn)生的傾側(cè)力矩，人們對質(zhì)量塊的移動常采取自適應(yīng)控制。但由于該減搖手段需要較大的能量來移動固體重物，并且響應(yīng)比較慢以及它需要占用一定的船內(nèi)空間，故目前不經(jīng)常被使用。
[0015]以上四種減搖裝置從某種意義上講有一個共性，都利用固體結(jié)構(gòu)作為實現(xiàn)減搖的物質(zhì)基礎(chǔ)。此外還有一種利用液體水為物質(zhì)基礎(chǔ)實現(xiàn)減搖的裝置，就是下述減搖水艙。
[0016]6、減搖水艙
[0017]減搖水艙的研究可以追溯到1860年，經(jīng)歷了一百多年的發(fā)展史，在20世紀(jì)50年代后，得到很大發(fā)展。減搖水艙可分為被動式、可控被動式和主動式三種。其基本原理是占用船內(nèi)較大空間在船的兩舷邊設(shè)置兩對水艙(約占整船排水量3-5%)，通過檢測船的橫搖角及橫搖角速度選擇不同水艙組合，控制閥的啟閉，使水艙內(nèi)水的橫向流動周期和方向與船的搖擺運(yùn)動周期同步，方向相反，從而達(dá)到削減橫搖搖擺幅度的目的。減搖水艙的最大優(yōu)點(diǎn)是可以應(yīng)用于船舶低速航行時。被動式U型減搖水艙1911年由德國人佛拉姆提出，該技術(shù)在船舶諧搖周期附近有較好的橫搖減搖效果，但在非諧搖區(qū)尤其是低頻段區(qū)域，船舶的橫搖不僅不減實際上有所增加，這一缺點(diǎn)限制了它的發(fā)展和應(yīng)用?？煽乇粍邮綔p搖水艙是對被動式減搖水艙的一種改進(jìn)，控制作用一般由兩水艙之間的節(jié)流閥來實現(xiàn)，解決了被動式減搖水艙的一些固有問題。主動式減搖水艙是根據(jù)船舶的橫搖運(yùn)動狀態(tài)，通過控制系統(tǒng)由泵將艙內(nèi)的水主動快速地從一舷邊艙打到另一舷邊艙來抵消波浪力矩減小船舶的橫搖運(yùn)動幅值；可是，主動式水艙的控制一旦失靈，將導(dǎo)致船舶橫搖急劇增加；主動式水艙一般可靠性尚較低，裝置比較復(fù)雜，消耗功率大，實船使用尚較少。
[0018]7、綜合減搖
[0019]對船舶采用兩種或幾種上述減搖裝置進(jìn)行綜合減搖，以免采用單一減搖裝置在功能上的局限性。綜合減搖面臨的主要問題是減搖成本的提高。綜合減搖的例子如，九十年代中期投入服役的設(shè)計排水量約4萬噸的法國“戴高樂”號航母，采用了舵和減搖鰭聯(lián)合控制的橫搖減搖方案，同時500噸重的質(zhì)量塊裝在“戴高樂”號航母上作為“移動重物”輔助減搖。
[0020]從以上對各種減搖裝置的敘述中可見，固體和液體物質(zhì)已在傳統(tǒng)減搖技術(shù)中廣泛采用，“氣體”尚未參與其中；盡管“氣體”與水上運(yùn)輸結(jié)緣甚早，遠(yuǎn)可追溯到千百年前的皮筏(筏型船)，而且“氣體”現(xiàn)今業(yè)已成為航海技術(shù)熱門課題之一，如氣墊船。1953年，英國人C.庫克雷爾創(chuàng)立氣墊理論，1959年建成第一艘氣墊船。氣墊船是用大功率鼓風(fēng)機(jī)持續(xù)不斷地將空氣壓入船底下，以船底周圍柔性圍裙或剛性側(cè)壁氣封裝置限制氣體逸出，由高壓空氣在船底和水面(或地面)間形成氣墊，使船體全部或部分墊升而實現(xiàn)高速航行的船，所以氣墊船又叫“騰空船”。氣墊船船身一般用鋁合金、高強(qiáng)度鋼或玻璃鋼制造，船底圍裙用高強(qiáng)度尼龍橡膠布制成，磨損后可以更換。氣墊船按航行狀態(tài)分為全墊升氣墊船和側(cè)壁式氣墊船兩種。全墊升氣墊船航行時船體全部離開支承面，具有獨(dú)特的兩棲性和較好的快速性。側(cè)壁式氣墊船的船底兩側(cè)有剛性側(cè)壁插入水中，首尾有柔性圍裙形成氣封裝置，以減少空氣外逸。航行時船體飄行于水面，不具備兩棲性。由于側(cè)壁式氣墊船氣腔中的空氣不易流失，托力比全墊升式大，而且功率消耗小，適合建造大型船只，因而其軍用價值頗受各國海軍重視，認(rèn)為它比全墊升式氣墊船更有發(fā)展前途，美國海軍甚至稱這是“水面艦艇發(fā)展史上的一次重大革命”。當(dāng)然無論筏型船或氣墊船對航海技術(shù)的貢獻(xiàn)都不在船舶減搖方面，但筏型船或氣墊船中“氣體”使船舶浮力托力增大、船體水阻相應(yīng)減少和航行速度比同功率船舶加快，以及與氣墊船研發(fā)有關(guān)的柔性圍裙和剛性側(cè)壁材質(zhì)優(yōu)化、壽命提高和水下更換圍裙技術(shù)的進(jìn)展等，對航?？茖W(xué)發(fā)展有積極意義。
[0021]隨著航海科學(xué)快速發(fā)展，船舶減搖意義日益突顯。船舶減搖不僅與人體生理反應(yīng)有關(guān)，如船舶輕搖角度超過10°時乘員吃飯、睡覺及在船上走動會發(fā)生困難，船舶搖擺線加速度大于重力加速度的1/10時人暈船癥加?。淮皽p搖更為船舶功能發(fā)展和船用裝備現(xiàn)代化所必需，如艦載機(jī)起降、精密電子設(shè)備上艦等。而船舶橫搖最易發(fā)生，幅值最大，安全隱患最嚴(yán)重，首當(dāng)其沖。船舶減搖措施研討中，專家指出，海上航行遇到突發(fā)情況需暫時躲避傾覆海難時，“減少船舶航向與波浪傳播速度方向的夾角能極大減小船舶橫搖”，即減小波浪對船舶橫向作用力，優(yōu)化船舶減搖裝置仍然是關(guān)注點(diǎn)。
[0022]現(xiàn)有技術(shù)中各種減搖裝置的減搖機(jī)制，發(fā)生于船舶在波浪對船舶橫向作用力作用下開始向?qū)?cè)橫傾運(yùn)動后，這些減搖裝置或主動或被動地阻止船舶繼續(xù)橫搖。如果有一種新的減搖裝置能夠直接有效地緩沖、吸收、轉(zhuǎn)化波浪對船舶一側(cè)的橫向作用力，將為船舶減搖開辟前景。
[0023]因此，針對以上不足，本發(fā)明提供了一種船舶減搖裝置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0024](一)要解決的技術(shù)問題
[0025]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種船舶減搖裝置，該減搖裝置能有效地緩沖、吸收、轉(zhuǎn)化波浪對船體一側(cè)的橫向作用力，減小船舶橫搖，保持船舶平穩(wěn)航行。
[0026](二)技術(shù)方案
[0027]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種船舶減搖裝置，該船舶減搖裝置為在船體的兩側(cè)均設(shè)置有一個或多個緩沖吸能機(jī)構(gòu)。
[0028]其中，所述緩沖吸能機(jī)構(gòu)包括側(cè)壁及彈性部件，所述側(cè)壁的一端與船舶的舭部活動連接、另一端通過所述彈性部件與舷側(cè)外板連接。
[0029]其中，所述緩沖吸能機(jī)構(gòu)包括側(cè)壁及氣囊，所述側(cè)壁的一端與船舶的舭部活動連接，在所述側(cè)壁與舷側(cè)外板之間設(shè)有所述氣囊。
[0030]其中，所述緩沖吸能機(jī)構(gòu)包括側(cè)壁、彈性部件及氣囊，所述側(cè)壁的一端與船舶的舭部活動連接、另一端通過所述彈性部件與舷側(cè)外板連接；所述氣囊設(shè)置于所述側(cè)壁與舷側(cè)外板之間。
[0031]其中，所述緩沖吸能機(jī)構(gòu)還包括軌道，所述彈性部件安裝于軌道內(nèi)、并沿軌道移動。
[0032]其中，所述軌道上設(shè)有槽口，所述側(cè)壁通過連接板與所述彈性部件連接，所述連接板沿所述槽口移動。
[0033]其中，在船體兩側(cè)相對的氣囊通過連通管連通。
[0034]其中，所述連通管上還設(shè)有充氣閥。
[0035]其中，當(dāng)船體的一側(cè)設(shè)置有多個緩沖吸能機(jī)構(gòu)時，相鄰的緩沖吸能機(jī)構(gòu)的側(cè)壁之間的連接部為柔性連接。
[0036]其中，在所述緩沖吸能機(jī)構(gòu)的上方設(shè)有甲板外延部，所述甲板外延部的一端與上甲板連接、另一端連接有擋雨板。
[0037]其中，在所述側(cè)壁與擋雨板之間還設(shè)有遮浪簾。
[0038]其中，在所述側(cè)壁的外側(cè)還設(shè)有框架，所述框架包括縱骨架及橫骨架，所述縱骨架的兩端分別固定于艏部及艉部，所述橫骨架的一端固定于舭部、另一端固定于所述擋雨板上。
[0039](三)有益效果
[0040]本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明通過在船體的兩側(cè)均設(shè)置有一個或多個緩沖吸能機(jī)構(gòu)，通過該緩沖吸能機(jī)構(gòu)能有效地緩沖、吸收、轉(zhuǎn)化波浪對船體一側(cè)的橫向作用力，減小船舶橫搖，保持船舶平穩(wěn)航行，且有利于提高船舶載重噸位，提高船舶的安全性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0041]圖1是本發(fā)明實施例一船舶減搖裝置橫截面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖2是本發(fā)明實施例二船舶減搖裝置橫截面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖3是本發(fā)明實施例三的船舶減搖裝置橫截面結(jié)構(gòu)在船舶位于靜水時的示意圖；
[0044]圖4是本發(fā)明實施例三的船舶減搖裝置橫截面結(jié)構(gòu)在波浪開始作用于船舶一側(cè)時的不意圖；
[0045]圖5是本發(fā)明實施例三的船舶減搖裝置橫截面結(jié)構(gòu)在波浪作用下側(cè)壁轉(zhuǎn)向內(nèi)側(cè)時的不意圖；
[0046]圖6是本發(fā)明實施例三的船舶減搖裝置橫截面結(jié)構(gòu)在波浪減退側(cè)壁復(fù)位后的示意圖；
[0047]圖7是本發(fā)明實施例三的船舶減搖裝置的立體示意圖；
[0048]圖8是圖7中A處的局部放大示意圖；
[0049]圖9是本發(fā)明實施例三的船舶減搖裝置在波浪作用下側(cè)壁轉(zhuǎn)向內(nèi)側(cè)時的立體示意圖；
[0050]圖10是圖9中B處的局部放大示意圖；
[0051]圖11是本發(fā)明實施例三的船舶側(cè)視的示意圖；
[0052]圖12是本發(fā)明實施例三的船舶俯視的示意圖。
[0053]圖中:1:側(cè)壁；2:活動關(guān)節(jié)；3:框架；4:縱骨架；5:橫骨架；6:上甲板；7:甲板外延部；8:擋雨板；9:航側(cè)外板；10:臘部；11:艦部；12:氣囊；13:開口 ；14:船體；15:彈性部件；17:軌道；18:槽口 ；19:連接板；21:遮浪簾；22:上部空間；23:艏；24:艉；26:透氣孔；27:連通管；28:充氣閥；30:連接部；31:船底；32:波浪；33:吃水線。

【具體實施方式】
[0054]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的【具體實施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0055]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0056]在本發(fā)明中，上甲板6為從艏23到艉24的最上層連續(xù)甲板；舭部為船底31與舷側(cè)外板9的連接部；舷側(cè)外板9為船體14的左右兩個側(cè)板。
[0057]實施例一
[0058]如圖1、圖8、圖10、圖11所示，本發(fā)明實施例一提供的船舶減搖裝置，該船舶減搖裝置為在船體(14)的兩側(cè)均設(shè)置有一個或多個緩沖吸能機(jī)構(gòu)。所述緩沖吸能機(jī)構(gòu)包括側(cè)壁I及彈性部件15，所述側(cè)壁I的一端(圖示為下端)與船舶的舭部通過活動關(guān)節(jié)2連接、另一端(圖示為上端)通過所述彈性部件15與舷側(cè)外板9連接。所述側(cè)壁I繞所述活動關(guān)節(jié)2轉(zhuǎn)動，所述彈性部件15的一端(圖示為內(nèi)端)與舷側(cè)外板9固定連接，另一端(圖示為外端)與所述側(cè)壁I連接。優(yōu)選地，所述彈性部件15為螺旋壓縮彈簧。
[0059]所述減搖裝置能有效地緩沖、吸收、轉(zhuǎn)化波浪對船體14 一側(cè)的橫向作用力，減小船舶橫搖，保持船舶平穩(wěn)航行。
[0060]所述緩沖吸能機(jī)構(gòu)的上方設(shè)有甲板外延部7，所述甲板外延部7的一端(圖示為內(nèi)端)與上甲板6連接、另一端(圖示為外端)連接有擋雨板8。
[0061]優(yōu)選地，所述緩沖吸能機(jī)構(gòu)還包括軌道17，所述彈性部件15安裝于軌道17內(nèi)、并沿軌道17移動。所述軌道17上設(shè)有槽口 18，所述側(cè)壁I通過連接板19與所述彈性部件15連接，所述連接板19沿所述槽口 18移動。
[0062]所述彈性部件15伸縮運(yùn)動限位于所述軌道17中，所述軌道17的走向與所述側(cè)壁I繞其下端的所述活動關(guān)節(jié)2轉(zhuǎn)動時所述側(cè)壁I上端所經(jīng)過的弧形軌跡相同，所述軌道17固定于所述甲板外延部7的下方；所述彈性部件15的一端(圖示為內(nèi)端)固定在所述舷側(cè)外板9上相應(yīng)的部位，所述彈性部件15的另一端(圖示為外端)設(shè)有連接板19，所述連接板19可通過所述槽口 18與所述側(cè)壁I上端活動連接，使所述側(cè)壁I向內(nèi)和向外轉(zhuǎn)動時所述彈性部件15隨之被壓縮和伸展。
[0063]在所述側(cè)壁I的外側(cè)還設(shè)有框架3，所述框架3包括縱骨架4及橫骨架5，所述縱骨架4的兩端分別固定于艏部10及艉部11，所述橫骨架5的一端固定于舭部、另一端固定于所述擋雨板8上。
[0064]所述框架3中的縱骨架4、橫骨架5實體本身所占面積對所述縱骨架4、橫骨架5之間空隙面積的比值很小，所述框架3對波浪阻攔作用很小，波浪可以穿過所述框架3的縱骨架4和橫骨架5間大面積空隙，直接作用在所述側(cè)壁I上。
[0065]在船舶一側(cè)，所述側(cè)壁I外靠于所述框架3，波浪傳播速度方向朝向船舶這一側(cè)，所述框架3對波浪幾無阻攔，波浪穿過所述框架3的縱骨架4和橫骨架5間的大面積空隙直接作用在所述側(cè)壁I上，所述側(cè)壁I在波浪力作用下以其一端(圖示為下端)的所述活動關(guān)節(jié)2為軸向內(nèi)轉(zhuǎn)動，波浪作用在所述側(cè)壁I上的外力被緩沖的同時，作用在所述側(cè)壁I上的波浪所具有的能量轉(zhuǎn)化為所述側(cè)壁I向內(nèi)轉(zhuǎn)動的動能，減緩了波浪對船體14 一側(cè)的直接沖擊。所述側(cè)壁I向內(nèi)轉(zhuǎn)動時所述彈性部件15被壓縮變形，所述側(cè)壁I向內(nèi)轉(zhuǎn)動的動能轉(zhuǎn)化為彈性部件15變形能即彈力勢能蓄存于所述彈性部件15中，所述側(cè)壁I向內(nèi)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)速減緩、至停。隨著所述側(cè)壁I受到的波浪周期性作用力減退，蓄存于所述彈性部件15中的彈力勢能轉(zhuǎn)化為所述側(cè)壁I向外轉(zhuǎn)動的動能，所述側(cè)壁I復(fù)位，外靠于所述框架3。如此循環(huán)往復(fù)。本發(fā)明減搖裝置消耗、緩沖、轉(zhuǎn)化波浪對船體(14)橫向作用力，實現(xiàn)節(jié)能減搖。
[0066]實施例二
[0067]如圖2、圖5及圖11所示，本發(fā)明實施例二提供的船舶減搖裝置，該船舶減搖裝置為在船體(14)的兩側(cè)均設(shè)置有一個或多個緩沖吸能機(jī)構(gòu)。所述緩沖吸能機(jī)構(gòu)包括側(cè)壁I及氣囊12，所述側(cè)壁I的一端(圖示為下端)與船舶的舭部通過活動關(guān)節(jié)2連接，在所述側(cè)壁I與舷側(cè)外板9之間設(shè)有所述氣囊12。
[0068]所述減搖裝置能有效地緩沖、吸收、轉(zhuǎn)化波浪對船體14 一側(cè)的橫向作用力，減小船舶橫搖，保持船舶平穩(wěn)航行。
[0069]在船體(14)兩側(cè)相對的氣囊12內(nèi)側(cè)囊壁上設(shè)有開口 13，兩所述氣囊12的所述開口 13通過連通管27相通，實現(xiàn)了船體(14)兩側(cè)相對的氣囊12的連通。所述連通管27上設(shè)有充氣閥28，通過所述充氣閥28可以對所述氣囊12進(jìn)行充氣。
[0070]所述緩沖吸能機(jī)構(gòu)的上方設(shè)有甲板外延部7，所述甲板外延部7的一端(圖示為內(nèi)端)與上甲板6連接、另一端(圖示為外端)連接有擋雨板8。所述甲板外延部7、擋雨板8、氣囊12上方及舷側(cè)外板9構(gòu)成的空間為上部空間22。在所述側(cè)壁I與擋雨板8之間還設(shè)有遮浪簾21 (圖2未顯示，參見圖5)，所述遮浪簾21可以防止水進(jìn)入。
[0071]在所述側(cè)壁I的外側(cè)還設(shè)有框架3，所述框架3包括縱骨架4及橫骨架5，所述縱骨架4的兩端分別固定于艏部10及艉部11，所述橫骨架5的一端固定于舭部、另一端固定于所述擋雨板8上。
[0072]所述框架3中的縱骨架4、橫骨架5實體本身所占面積對所述縱骨架4、橫骨架5之間空隙面積的比值很小，所述框架3對波浪阻攔作用很小，波浪可以穿過所述框架3的縱骨架4和橫骨架5間大面積空隙，直接作用在所述側(cè)壁I上。
[0073]在船舶一側(cè)，所述側(cè)壁I外靠于所述框架3，波浪傳播速度方向朝向船舶這一側(cè)，所述框架3對波浪幾無阻攔，波浪穿過所述框架3的縱骨架4和橫骨架5間的大面積空隙直接作用在所述側(cè)壁I上，所述側(cè)壁I在波浪力作用下以其一端(圖示為下端)的所述活動關(guān)節(jié)2為軸向內(nèi)轉(zhuǎn)動，波浪作用在所述側(cè)壁I上的外力被緩沖的同時，作用在所述側(cè)壁I上的波浪所具有的能量轉(zhuǎn)化為所述側(cè)壁I向內(nèi)轉(zhuǎn)動的動能，減緩了波浪對船體14 一側(cè)的直接沖擊。所述側(cè)壁I向內(nèi)轉(zhuǎn)動擠壓同側(cè)所述氣囊12，根據(jù)玻意耳-馬略特定律其內(nèi)氣壓升高，并由于氣壓傳動的特點(diǎn)之一是極為迅速，通過所述連通管27氣壓傳導(dǎo)對側(cè)所述氣囊12內(nèi)氣壓也同步升高，船體14兩側(cè)舷側(cè)外板9受到兩側(cè)所述氣囊12的壓力基本相同。所述側(cè)壁I向內(nèi)轉(zhuǎn)動被所述氣囊12緩沖的同時所述側(cè)壁I向內(nèi)轉(zhuǎn)動的動能轉(zhuǎn)化為氣體壓力勢能蓄存于兩側(cè)所述氣囊12中，所述側(cè)壁I向內(nèi)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)速減緩、至停。隨著所述側(cè)壁I受到的波浪周期性作用力減退，蓄存于兩側(cè)所述氣囊12中氣體壓力勢能轉(zhuǎn)化為所述側(cè)壁I向外轉(zhuǎn)動的動能，所述側(cè)壁I復(fù)位，外靠于所述框架3。如此循環(huán)往復(fù)。本發(fā)明減搖裝置消耗、緩沖、轉(zhuǎn)化波浪對船體(14)橫向作用力，實現(xiàn)節(jié)能減搖。
[0074]實施例三
[0075]如圖3-12所示，本發(fā)明實施例三提供的船舶減搖裝置，該船舶減搖裝置為在船體
(14)的兩側(cè)均設(shè)置有一個或多個緩沖吸能機(jī)構(gòu)。所述緩沖吸能機(jī)構(gòu)包括側(cè)壁1、彈性部件15及氣囊12，所述側(cè)壁I的一端與船舶的舭部通過活動關(guān)節(jié)2連接、另一端通過所述彈性部件15與舷側(cè)外板9連接；所述氣囊12設(shè)置于所述側(cè)壁I與舷側(cè)外板9之間。
[0076]所述減搖裝置通過彈性部件15和氣囊12能有效地緩沖、吸收、轉(zhuǎn)化波浪對船體14一側(cè)的橫向作用力，減小船舶橫搖，保持船舶平穩(wěn)航行。
[0077]所述緩沖吸能機(jī)構(gòu)的上方設(shè)有甲板外延部7，所述甲板外延部7的一端(圖示為內(nèi)端)與上甲板6連接、另一端(圖示為外端)連接有擋雨板8。所述甲板外延部7、擋雨板8、氣囊12上方和舷側(cè)外板9構(gòu)成的空間為上部空間22。
[0078]在所述側(cè)壁I與所述擋雨板8之間還設(shè)有遮浪簾21，所述遮浪簾21由尼龍橡膠布制作，可以阻擋、防止海浪和/或雨水浸入所述減搖裝置。在所述甲板外延部7上還設(shè)有透氣孔26，所述透氣孔26用于連通上部空間22與大氣，其孔口設(shè)有空氣過濾和防塵設(shè)施。
[0079]優(yōu)選地，所述緩沖吸能機(jī)構(gòu)還包括軌道17，所述彈性部件15安裝于軌道17內(nèi)、并沿軌道17移動。所述軌道17上設(shè)有槽口 18，所述側(cè)壁I通過連接板19與所述彈性部件15連接，所述連接板19沿所述槽口 18移動。
[0080]所述彈性部件15伸縮運(yùn)動限位于所述軌道17中，所述軌道17的走向與所述側(cè)壁I繞其下端的所述活動關(guān)節(jié)2轉(zhuǎn)動時所述側(cè)壁I上端所經(jīng)過的弧形軌跡相同，所述軌道17固定于所述甲板外延部7的下方；所述彈性部件15的一端固定在所述舷側(cè)外板9上相應(yīng)的部位，所述彈性部件15的另一端設(shè)有連接板19，所述連接板19可通過所述槽口 18與所述側(cè)壁I上端活動連接，使所述側(cè)壁I向內(nèi)和向外轉(zhuǎn)動時所述彈性部件15隨之被壓縮和伸展。
[0081]所述氣囊12由具有一定彈性高強(qiáng)度尼龍橡膠布之類材質(zhì)制成，充以一定氣壓的空氣或氮?dú)?。所述氣?2內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有開口 13 ;在船體14兩側(cè)相對的兩氣囊12之間設(shè)有連通管27與兩側(cè)所述氣囊12的所述開口 13相通，實現(xiàn)了船體14兩側(cè)相對的氣囊12的連通。所述連通管27上設(shè)有充氣閥28，通過所述充氣閥28可以對所述氣囊12進(jìn)行加壓充氣。所述連通管27由優(yōu)質(zhì)鋼管構(gòu)成，其管徑和數(shù)量以確保兩側(cè)所述氣囊12之間氣壓迅速傳導(dǎo)為準(zhǔn)；所述連通管27設(shè)置于橫貫船體14的艙壁中或其近旁，以少占用船體14內(nèi)艙室空間；構(gòu)成所述連通管27的鋼管也起到增加船體橫向強(qiáng)度的作用。
[0082]當(dāng)船體14兩側(cè)設(shè)置有多對緩沖吸能機(jī)構(gòu)時，同一側(cè)相鄰的緩沖吸能機(jī)構(gòu)的所述側(cè)壁I之間的連接部30為以具有一定彈性和伸縮性的材質(zhì)構(gòu)成的柔性連接。所述側(cè)壁I與艏部10之間和所述側(cè)壁I與艉部11之間亦以具有一定彈性和伸縮性的材質(zhì)柔性連接。
[0083]在所述側(cè)壁I的外側(cè)還設(shè)有框架3，所述框架3由縱骨架4及橫骨架5交織構(gòu)成，所述縱骨架4為兩端分別固定于艏部10及艉部11的若干條平行排列的條形型鋼，所述橫骨架5的一端固定于舭部、另一端固定于所述擋雨板8上的若干條平行排列的條形型鋼?？蚣?為所述側(cè)壁I外靠的支撐部件，且對船體14的總縱強(qiáng)度和總橫強(qiáng)度起到增強(qiáng)作用。
[0084]所述框架3中的縱骨架4、橫骨架5實體本身所占面積對所述縱骨架4、橫骨架5之間空隙面積的比值很小，所述框架3對波浪幾無阻攔作用。
[0085]在船舶一側(cè)，所述側(cè)壁I外靠于所述框架3，波浪傳播速度方向朝向船舶這一側(cè)，所述框架3對波浪幾無阻攔，波浪穿過所述框架3的縱骨架4和橫骨架5間的大面積空隙直接作用在所述側(cè)壁I上，所述側(cè)壁I在波浪力作用下以其下端的所述活動關(guān)節(jié)2為軸向內(nèi)轉(zhuǎn)動，波浪作用在所述側(cè)壁I上的外力被緩沖的同時，作用在所述側(cè)壁I上的波浪所具有的能量轉(zhuǎn)化為所述側(cè)壁I向內(nèi)轉(zhuǎn)動的動能，減緩了波浪對船體14 一側(cè)的直接沖擊。所述側(cè)壁I向內(nèi)轉(zhuǎn)動時通過與所述側(cè)壁I上端連接的連接板19帶動同側(cè)所述彈性部件15外端向內(nèi)運(yùn)動，使所述彈性部件15被壓縮變形和所述側(cè)壁I向內(nèi)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)速減緩；所述側(cè)壁I向內(nèi)轉(zhuǎn)動被所述彈性部件15緩沖的同時該側(cè)所述側(cè)壁I向內(nèi)轉(zhuǎn)動所具有的動能也部分地轉(zhuǎn)化為彈性部件15變形能即彈力勢能蓄存于所述彈性部件15中。所述側(cè)壁I向內(nèi)轉(zhuǎn)動時，擠壓同側(cè)所述氣囊12，根據(jù)玻意耳-馬略特定律其內(nèi)氣壓升高，并由于氣壓傳動的特點(diǎn)之一是極為迅速，通過所述連通管27對側(cè)所述氣囊12內(nèi)氣壓也同步升高，船體14兩側(cè)所述舷側(cè)外板9受到兩側(cè)所述氣囊12的壓力相同；所述側(cè)壁I壓迫所述氣囊12的過程中其轉(zhuǎn)速隨之減緩，所述側(cè)壁I向內(nèi)轉(zhuǎn)動被所述氣囊12緩沖的同時該側(cè)所述側(cè)壁I向內(nèi)轉(zhuǎn)動所具有的動能部分地轉(zhuǎn)化為氣體壓力勢能蓄存于兩側(cè)所述氣囊12中。由于所述氣囊12充氣壓力和所述彈性部件15的條數(shù)及各條彈性部件15的物理參數(shù)如彈性系數(shù)等與預(yù)計海況及所述側(cè)壁I受力情況綜合考量并優(yōu)選，該側(cè)所述側(cè)壁I向內(nèi)轉(zhuǎn)動所具有的動能全部轉(zhuǎn)化為氣體壓力勢能和彈力勢能時所述彈性部件15尚未被完全壓縮，尚有一定的繼續(xù)被壓縮變形和彈力勢能繼續(xù)蓄存的空間，該側(cè)所述側(cè)壁I尚未撞在船體14這一側(cè)的所述舷側(cè)外板9上。所述側(cè)壁I向內(nèi)轉(zhuǎn)動的動能轉(zhuǎn)化為彈力勢能和氣體壓力勢能過程中，所述側(cè)壁I向內(nèi)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)速減緩、至停。波浪作為能量的波形傳播具有一定的周期性，隨著所述側(cè)壁I受到的波浪周期性作用力減退，蓄存于所述彈性部件15中的彈力勢能和蓄存于兩側(cè)所述氣囊12中氣體壓力勢能轉(zhuǎn)化為所述側(cè)壁I向外轉(zhuǎn)動的動能，所述側(cè)壁I復(fù)位，外靠于所述框架3。如此循環(huán)往復(fù)。本發(fā)明減搖裝置消耗、緩沖、轉(zhuǎn)化波浪對船體14 一側(cè)橫向作用力，實現(xiàn)節(jié)能減搖。
[0086]傳統(tǒng)減搖裝置如減搖鰭、舵減搖、減搖水艙和移動重物等減搖機(jī)制為消耗能量以產(chǎn)生對抗船舶橫搖的扶正力矩，隨著船舶大型化其減搖的力度、難度俱增；使用本發(fā)明減搖裝置進(jìn)行船舶減搖，并不需要消耗額外能量，從減弱產(chǎn)生船舶橫搖的源頭波浪力著手，隨著船舶大型化船舶長度增長，船舶一側(cè)的本發(fā)明減搖裝置所能消耗、緩沖、轉(zhuǎn)化波浪對船體14的橫向作用力也同步增大，適于大型船舶減搖。
[0087]本發(fā)明的船舶減搖裝置還具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0088]關(guān)于船舶載重噸位:傳統(tǒng)減搖裝置中，減搖水艙占到船舶排水量的3_5%，液壓傳動機(jī)構(gòu)的收放式和折疊式減搖鰭安放膛孔重量甚至達(dá)到船舶排水量的10%，移動重物通常相當(dāng)于船舶排水量的1-2%...而且要點(diǎn)是它們所占用的這些容積和噸位對船舶除了減搖并無他用、并無他益，某種意義上講減少了船舶載重噸位；而本發(fā)明減搖裝置雖然也占位船舶兩側(cè)，但其內(nèi)是“空”的，對船舶除了減搖之外還有增加其浮力托力之益，某種意義上講反而因此增加了船舶的載重噸位。
[0089]關(guān)于附加造價:傳統(tǒng)減搖裝置本身的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)對于基礎(chǔ)船舶來講是附加的，還需為其提供能量支持的動力機(jī)械設(shè)備，附加造價明顯增加；而本發(fā)明中，船舶兩側(cè)的所述框架3對船體的總縱強(qiáng)度和總橫強(qiáng)度有增強(qiáng)作用，用作所述連通管27的鋼管也有增加船體橫向強(qiáng)度的作用，本發(fā)明中舷側(cè)外板位于所述側(cè)壁I之內(nèi)，并不直接受到波浪沖擊和海水浸蝕，對其材質(zhì)的要求低于作為通常船舶外側(cè)壁的舷側(cè)外板，本發(fā)明減搖裝置附加造價增加有限。
[0090]關(guān)于航行阻力:船舶是一種高效、低耗和環(huán)保的交通工具，究其緣由，就在于浮力減小了它在水中運(yùn)動的阻力。傳統(tǒng)減搖裝置由于結(jié)構(gòu)加重，船舶吃水相對加深、航行阻力隨之增加，而且它們在與海水的互動中進(jìn)行減搖也增加了船舶航行的阻力，如結(jié)構(gòu)最簡單的舭龍骨在靜水中也使航速減小1-2% ;而本發(fā)明減搖裝置對船舶浮力有所增加，吃水線33以下深度相對有所減少，而且所述側(cè)壁I與所述艏部10之間或所述側(cè)壁I與所述艉部11之間以及相鄰兩所述側(cè)壁I之間均以具有一定彈性和伸縮性的材質(zhì)柔性連接，盡管在波浪作用下所述側(cè)壁I有一定轉(zhuǎn)動它們所展現(xiàn)的外表面仍較為和緩平滑，對船舶向前航行并不構(gòu)成大的阻力。
[0091]安全性方面:本發(fā)明減搖裝置位于船體14外側(cè)，對船體(14)起到屏障、保護(hù)作用；同側(cè)相鄰的兩減搖裝置的兩所述氣囊12之間彼此密封間隔，互不通氣，當(dāng)它們外側(cè)某一所述側(cè)壁I受損，傷及其內(nèi)所述氣囊12，其他所述氣囊12仍然充氣良好，對船舶受到的總的浮力影響不大；可以配備應(yīng)急防沉氣囊(圖中未顯示)，必要時對其緊急充氣，防止船舶沉沒；位于船舶外側(cè)所述框架3內(nèi)的每個側(cè)壁各自獨(dú)立、彼此間以柔性連接部30，外傷損及一個所述側(cè)壁1，其余所述側(cè)壁I可保持完好；對某一處損傷的所述側(cè)壁I修整或撤換過程較對傳統(tǒng)船舶整個船舶側(cè)壁的修整或撤換為簡、為易，相對來講本發(fā)明減搖裝置平時易于維護(hù)、戰(zhàn)傷易于修復(fù)。
[0092]以上所述僅是本發(fā)明的三種優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種船舶減搖裝置，其特征在于:在船體(14)的兩側(cè)均設(shè)置有一個或多個緩沖吸能機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶減搖裝置，其特征在于:所述緩沖吸能機(jī)構(gòu)包括側(cè)壁(I)及彈性部件(15)，所述側(cè)壁(I)的一端與船舶的舭部活動連接、另一端通過所述彈性部件(15)與舷側(cè)外板(9)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶減搖裝置，其特征在于:所述緩沖吸能機(jī)構(gòu)包括側(cè)壁(I)及氣囊(12)，所述側(cè)壁(I)的一端與船舶的舭部活動連接，在所述側(cè)壁(I)與舷側(cè)外板(9)之間設(shè)有所述氣囊(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶減搖裝置，其特征在于:所述緩沖吸能機(jī)構(gòu)包括側(cè)壁(I)、彈性部件(15)及氣囊(12)，所述側(cè)壁(I)的一端與船舶的舭部活動連接、另一端通過所述彈性部件(15)與舷側(cè)外板(9)連接；所述氣囊(12)設(shè)置于所述側(cè)壁(I)與舷側(cè)外板(9)之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的船舶減搖裝置，其特征在于:所述緩沖吸能機(jī)構(gòu)還包括軌道(17)，所述彈性部件(15)安裝于軌道(17)內(nèi)、并沿軌道(17)移動。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的船舶減搖裝置，其特征在于:所述軌道(17)上設(shè)有槽口(18)，所述側(cè)壁(I)通過連接板(19)與所述彈性部件(15)連接，所述連接板(19)沿所述槽口(18)移動。
7.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的船舶減搖裝置，其特征在于:在船體(14)兩側(cè)相對的兩氣囊(12 )通過連通管(27 )連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的船舶減搖裝置，其特征在于:所述連通管(27)上還設(shè)有充氣閥(28)。
9.根據(jù)權(quán)利要求2-4任一項所述的船舶減搖裝置，其特征在于:當(dāng)船體(14)的一側(cè)設(shè)置有多個緩沖吸能機(jī)構(gòu)時，相鄰的緩沖吸能機(jī)構(gòu)的側(cè)壁(I)之間的連接部(30)為柔性連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求2-4任一項所述的船舶減搖裝置，其特征在于:在所述緩沖吸能機(jī)構(gòu)的上方設(shè)有甲板外延部(7)，所述甲板外延部(7)的一端與上甲板(6)連接、另一端連接有擋雨板(8)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的船舶減搖裝置，其特征在于:在所述側(cè)壁(I)與擋雨板(8)之間還設(shè)有遮浪簾(21)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的船舶減搖裝置，其特征在于:在所述側(cè)壁(I)的外側(cè)還設(shè)有框架(3)，所述框架(3)包括縱骨架(4)及橫骨架(5)，所述縱骨架(4)的兩端分別固定于艏部(10)及艉部(11)，所述橫骨架(5)的一端固定于舭部、另一端固定于所述擋雨板(8)上。
【文檔編號】B63B39/00GK104176204SQ201310190040
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2013年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月21日
【發(fā)明者】王力豐 申請人:王力豐