船舶減搖裝置製造方法
2023-06-02 00:19:06
船舶減搖裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及船舶【技術領域】，尤其涉及一種適用於大型船舶的船舶減搖裝置。該減搖裝置為在船體的兩側均設置有一個或多個緩衝吸能機構，通過該緩衝吸能機構能有效地緩衝、吸收、轉化波浪對船體一側的橫向作用力，減小船舶橫搖，保持船舶平穩航行，且有利於提高船舶載重噸位，提高船舶的安全性。
【專利說明】船舶減搖裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及船舶【技術領域】，尤其涉及一種適用於大型船舶且能保持船舶平穩航行的減搖裝置。
【背景技術】
[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動中，船舶橫搖最易發生，搖蕩幅值最大，對船舶安全的影響最為嚴重。因此船舶平衡最常用的措施是橫搖減搖，所說船舶減搖轉置通常即指船舶減橫搖裝置。
[0003]船舶橫搖產生原因:船舶某一舷側在波浪力作用下向對側搖擺一定角度，船舶隨之離開原來平衡位置繞船舶縱軸轉動相同角度；當波浪力停止後，由於船舶具有穩定性，會產生復原力矩使船向原來平衡位置運動；當船回到平衡位置時，由於慣性的作用使船舶繼續向這一舷側搖擺；當慣性力被相應的復原力矩相互抵消時，船舶又在復原力矩作用下，向原來平衡位置運動；船舶就按照這樣的運動規律，左右反覆地搖擺，即船舶橫搖。
[0004]目前世界上廣泛採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世紀初帆船時代，就已經開始使用舭龍骨來減小橫搖，至今應用廣泛。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，使船產生附加阻尼，並藉以增加橫搖阻尼；當船舶橫搖時，舭龍骨產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。減搖鰭系統一般由電氣控制部分，轉鰭的液壓傳動裝置和機翼型的鰭構成。其以陀螺儀檢測出船身的橫搖角度，並產生控制信號，然後由電液動作裝置控制減搖鰭的偏轉角度和方向，由於船在前進時水流作用在減搖鰭面上產生力矩使船身的橫搖減少。減搖鰭的最早專利於1889年由約翰.桑尼克羅夫特獲得，至1923年日本原良信太郎設計了第一套減搖鰭並經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計的「丹尼斯一布朗減搖鰭」成功地應用到一艘2200噸的海峽渡輪上，從此減搖鰭得到了廣泛的應用。減搖鰭按照布置方式分為:固定式、收放式和摺疊式減搖鰭。它的缺點除了對船舶產生附加阻力，裝置比較複雜，製造成本和保養成本高，佔用船舶噸位較多(如果採用液壓傳動機構，它的總重量可達到船舶排水量的10%)外，減搖鰭還有一個致命的缺點: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，減搖鰭幾乎不能進行減搖。近來出現了一種新的方法即採用特殊鰭形的減搖鰭來對零速或系泊狀態下的船舶進行減搖。但是該技術存在動力消耗、磨損、撕裂和噪聲等問題，最關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時的要求。
[0009]3、舵減搖[0010]舵減搖是一項較新的減搖技術，最早由荷蘭在20世紀70年代提出。由於舵水動力作用中心一般低於船舶重心，因此在操舵的時候不僅產生了用於控制航向的偏航力矩，同時也產生了橫搖力矩；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的差異，控制舵角，可以達到一定的減搖效果。1972年,Cowley和Lambert探討了用舵作為穩定裝置的可能性，並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製型號為ROLL-NIX的舵減搖裝置，到1990年已經生產60多套，安裝在160-11000噸級的各種船舶上。舵減搖技術目前還在不斷發展中，其主要的缺點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]利用陀螺轉子產生阻搖的穩定力矩使艦艇減小搖擺，因造價昂貴未被廣泛採用。
[0013]5、移動重物
[0014]通過移動相當於船舶排水量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性。它一般不會被單獨使用以減小船舶橫搖，大多數是對安裝了舭龍骨的船舶在舵操作比較急的情況下進行輔助減搖。為了抵消由於操舵而產生的傾側力矩，人們對質量塊的移動常採取自適應控制。但由於該減搖手段需要較大的能量來移動固體重物，並且響應比較慢以及它需要佔用一定的船內空間，故目前不經常被使用。
[0015]以上四種減搖裝置從某種意義上講有一個共性，都利用固體結構作為實現減搖的物質基礎。此外還有一種利用液體水為物質基礎實現減搖的裝置，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，經歷了一百多年的發展史，在20世紀50年代後，得到很大發展。減搖水艙可分為被動式、可控被動式和主動式三種。其基本原理是佔用船內較大空間在船的兩舷邊設置兩對水艙(約佔整船排水量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，使水艙內水的橫向流動周期和方向與船的搖擺運動周期同步，方向相反，從而達到削減橫搖搖擺幅度的目的。減搖水艙的最大優點是可以應用於船舶低速航行時。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，但在非諧搖區尤其是低頻段區域，船舶的橫搖不僅不減實際上有所增加，這一缺點限制了它的發展和應用。可控被動式減搖水艙是對被動式減搖水艙的一種改進，控制作用一般由兩水艙之間的節流閥來實現，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船舶的橫搖運動狀態，通過控制系統由泵將艙內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動幅值；可是，主動式水艙的控制一旦失靈，將導致船舶橫搖急劇增加；主動式水艙一般可靠性尚較低，裝置比較複雜，消耗功率大，實船使用尚較少。
[0018]7、綜合減搖
[0019]對船舶採用兩種或幾種上述減搖裝置進行綜合減搖，以免採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計排水量約4萬噸的法國「戴高樂」號航母，採用了舵和減搖鰭聯合控制的橫搖減搖方案，同時500噸重的質量塊裝在「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，固體和液體物質已在傳統減搖技術中廣泛採用，「氣體」尚未參與其中；儘管「氣體」與水上運輸結緣甚早，遠可追溯到千百年前的皮筏(筏型船)，而且「氣體」現今業已成為航海技術熱門課題之一，如氣墊船。1953年，英國人C.庫克雷爾創立氣墊理論，1959年建成第一艘氣墊船。氣墊船是用大功率鼓風機持續不斷地將空氣壓入船底下，以船底周圍柔性圍裙或剛性側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、高強度鋼或玻璃鋼製造，船底圍裙用高強度尼龍橡膠布製成，磨損後可以更換。氣墊船按航行狀態分為全墊升氣墊船和側壁式氣墊船兩種。全墊升氣墊船航行時船體全部離開支承面，具有獨特的兩棲性和較好的快速性。側壁式氣墊船的船底兩側有剛性側壁插入水中，首尾有柔性圍裙形成氣封裝置，以減少空氣外逸。航行時船體飄行於水面，不具備兩棲性。由於側壁式氣墊船氣腔中的空氣不易流失，託力比全墊升式大，而且功率消耗小，適合建造大型船隻，因而其軍用價值頗受各國海軍重視，認為它比全墊升式氣墊船更有發展前途，美國海軍甚至稱這是「水面艦艇發展史上的一次重大革命」。當然無論筏型船或氣墊船對航海技術的貢獻都不在船舶減搖方面，但筏型船或氣墊船中「氣體」使船舶浮力託力增大、船體水阻相應減少和航行速度比同功率船舶加快，以及與氣墊船研發有關的柔性圍裙和剛性側壁材質優化、壽命提高和水下更換圍裙技術的進展等，對航海科學發展有積極意義。
[0021]隨著航海科學快速發展，船舶減搖意義日益突顯。船舶減搖不僅與人體生理反應有關，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生困難，船舶搖擺線加速度大於重力加速度的1/10時人暈船症加劇；船舶減搖更為船舶功能發展和船用裝備現代化所必需，如艦載機起降、精密電子設備上艦等。而船舶橫搖最易發生，幅值最大，安全隱患最嚴重，首當其衝。船舶減搖措施研討中，專家指出，海上航行遇到突發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，優化船舶減搖裝置仍然是關注點。
[0022]現有技術中各種減搖裝置的減搖機制，發生於船舶在波浪對船舶橫向作用力作用下開始向對側橫傾運動後，這些減搖裝置或主動或被動地阻止船舶繼續橫搖。如果有一種新的減搖裝置能夠直接有效地緩衝、吸收、轉化波浪對船舶一側的橫向作用力，將為船舶減搖開闢前景。
[0023]因此，針對以上不足，本實用新型提供了 一種船舶減搖裝置。
實用新型內容
[0024](一)要解決的技術問題
[0025]本實用新型要解決的技術問題是提供一種船舶減搖裝置，該減搖裝置能有效地緩衝、吸收、轉化波浪對船體一側的橫向作用力，減小船舶橫搖，保持船舶平穩航行。
[0026](二)技術方案
[0027]為了解決上述技術問題，本實用新型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均設置有一個或多個緩衝吸能機構。
[0028]其中，所述緩衝吸能機構包括側壁及彈性部件，所述側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外板連接。[0029]其中，所述緩衝吸能機構包括側壁及氣囊，所述側壁的一端與船舶的舭部活動連接，在所述側壁與舷側外板之間設有所述氣囊。
[0030]其中，所述緩衝吸能機構包括側壁、彈性部件及氣囊，所述側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外板連接；所述氣囊設置於所述側壁與舷側外板之間。
[0031]其中，所述緩衝吸能機構還包括軌道，所述彈性部件安裝於軌道內、並沿軌道移動。
[0032]其中，所述軌道上設有槽口，所述側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，在船體兩側相對的氣囊通過連通管連通。
[0034]其中，所述連通管上還設有充氣閥。
[0035]其中，當船體的一側設置有多個緩衝吸能機構時，相鄰的緩衝吸能機構的側壁之間的連接部為柔性連接。
[0036]其中，在所述緩衝吸能機構的上方設有甲板外延部，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，在所述側壁與擋雨板之間還設有遮浪簾。
[0038]其中，在所述側壁的外側還設有框架，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於艏部及艉部，所述橫骨架的一端固定於舭部、另一端固定於所述擋雨板上。
[0039](三)有益效果
[0040]本實用新型的上述技術方案具有如下優點:本實用新型通過在船體的兩側均設置有一個或多個緩衝吸能機構，通過該緩衝吸能機構能有效地緩衝、吸收、轉化波浪對船體一側的橫向作用力，減小船舶橫搖，保持船舶平穩航行，且有利於提高船舶載重噸位，提高船舶的安全性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0041]圖1是本實用新型實施例一船舶減搖裝置橫截面的結構示意圖；
[0042]圖2是本實用新型實施例二船舶減搖裝置橫截面的結構示意圖；
[0043]圖3是本實用新型實施例三的船舶減搖裝置橫截面結構在船舶位於靜水時的示意圖；
[0044]圖4是本實用新型實施例三的船舶減搖裝置橫截面結構在波浪開始作用於船舶一側時的不意圖；
[0045]圖5是本實用新型實施例三的船舶減搖裝置橫截面結構在波浪作用下側壁轉向內側時的不意圖；
[0046]圖6是本實用新型實施例三的船舶減搖裝置橫截面結構在波浪減退側壁復位後的不意圖；
[0047]圖7是本實用新型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是本實用新型實施例三的船舶減搖裝置在波浪作用下側壁轉向內側時的立體示意圖；
[0050]圖10是圖9中B處的局部放大示意圖；
[0051]圖11是本實用新型實施例三的船舶側視的示意圖；
[0052]圖12是本實用新型實施例三的船舶俯視的示意圖。
[0053]圖中:1:側壁；2:活動關節；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]下面結合附圖和實施例對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用於說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的範圍。
[0055]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
[0056]在本實用新型中，上甲板6為從艏23到艉24的最上層連續甲板；舭部為船底31與舷側外板9的連接部；舷側外板9為船體14的左右兩個側板。
[0057]實施例一
[0058]如圖1、圖8、圖10、圖11所示，本實用新型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)的兩側均設置有一個或多個緩衝吸能機構。所述緩衝吸能機構包括側壁I及彈性部件15，所述側壁I的一端(圖示為下端)與船舶的舭部通過活動關節2連接、另一端(圖示為上端)通過所述彈性部件15與舷側外板9連接。所述側壁I繞所述活動關節2轉動，所述彈性部件15的一端(圖示為內端)與舷側外板9固定連接，另一端(圖示為外端)與所述側壁I連接。優選地，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衝、吸收、轉化波浪對船體14 一側的橫向作用力，減小船舶橫搖，保持船舶平穩航行。
[0060]所述緩衝吸能機構的上方設有甲板外延部7，所述甲板外延部7的一端(圖示為內端)與上甲板6連接、另一端(圖示為外端)連接有擋雨板8。
[0061]優選地，所述緩衝吸能機構還包括軌道17，所述彈性部件15安裝於軌道17內、並沿軌道17移動。所述軌道17上設有槽口 18，所述側壁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伸縮運動限位於所述軌道17中，所述軌道17的走向與所述側壁I繞其下端的所述活動關節2轉動時所述側壁I上端所經過的弧形軌跡相同，所述軌道17固定於所述甲板外延部7的下方；所述彈性部件15的一端(圖示為內端)固定在所述舷側外板9上相應的部位，所述彈性部件15的另一端(圖示為外端)設有連接板19，所述連接板19可通過所述槽口 18與所述側壁I上端活動連接，使所述側壁I向內和向外轉動時所述彈性部件15隨之被壓縮和伸展。
[0063]在所述側壁I的外側還設有框架3，所述框架3包括縱骨架4及橫骨架5，所述縱骨架4的兩端分別固定於艏部10及艉部11，所述橫骨架5的一端固定於舭部、另一端固定於所述擋雨板8上。
[0064]所述框架3中的縱骨架4、橫骨架5實體本身所佔面積對所述縱骨架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，直接作用在所述側壁I上。
[0065]在船舶一側，所述側壁I外靠於所述框架3，波浪傳播速度方向朝向船舶這一側，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壁I上，所述側壁I在波浪力作用下以其一端(圖示為下端)的所述活動關節2為軸向內轉動，波浪作用在所述側壁I上的外力被緩衝的同時，作用在所述側壁I上的波浪所具有的能量轉化為所述側壁I向內轉動的動能，減緩了波浪對船體14 一側的直接衝擊。所述側壁I向內轉動時所述彈性部件15被壓縮變形，所述側壁I向內轉動的動能轉化為彈性部件15變形能即彈力勢能蓄存於所述彈性部件15中，所述側壁I向內轉動轉速減緩、至停。隨著所述側壁I受到的波浪周期性作用力減退，蓄存於所述彈性部件15中的彈力勢能轉化為所述側壁I向外轉動的動能，所述側壁I復位，外靠於所述框架3。如此循環往復。本實用新型減搖裝置消耗、緩衝、轉化波浪對船體(14)橫向作用力，實現節能減搖。
[0066]實施例二
[0067]如圖2、圖5及圖11所示，本實用新型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)的兩側均設置有一個或多個緩衝吸能機構。所述緩衝吸能機構包括側壁I及氣囊12，所述側壁I的一端(圖示為下端)與船舶的舭部通過活動關節2連接，在所述側壁I與舷側外板9之間設有所述氣囊12。
[0068]所述減搖裝置能有效地緩衝、吸收、轉化波浪對船體14 一側的橫向作用力，減小船舶橫搖，保持船舶平穩航行。
[0069]在船體(14)兩側相對的氣囊12內側囊壁上設有開口 13，兩所述氣囊12的所述開口 13通過連通管27相通，實現了船體(14)兩側相對的氣囊12的連通。所述連通管27上設有充氣閥28，通過所述充氣閥28可以對所述氣囊12進行充氣。
[0070]所述緩衝吸能機構的上方設有甲板外延部7，所述甲板外延部7的一端(圖示為內端)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上方及舷側外板9構成的空間為上部空間22。在所述側壁I與擋雨板8之間還設有遮浪簾21 (圖2未顯示，參見圖5)，所述遮浪簾21可以防止水進入。
[0071]在所述側壁I的外側還設有框架3，所述框架3包括縱骨架4及橫骨架5，所述縱骨架4的兩端分別固定於艏部10及艉部11，所述橫骨架5的一端固定於舭部、另一端固定於所述擋雨板8上。
[0072]所述框架3中的縱骨架4、橫骨架5實體本身所佔面積對所述縱骨架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，直接作用在所述側壁I上。
[0073]在船舶一側，所述側壁I外靠於所述框架3，波浪傳播速度方向朝向船舶這一側，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壁I上，所述側壁I在波浪力作用下以其一端(圖示為下端)的所述活動關節2為軸向內轉動，波浪作用在所述側壁I上的外力被緩衝的同時，作用在所述側壁I上的波浪所具有的能量轉化為所述側壁I向內轉動的動能，減緩了波浪對船體14 一側的直接衝擊。所述側壁I向內轉動擠壓同側所述氣囊12，根據玻意耳-馬略特定律其內氣壓升高，並由於氣壓傳動的特點之一是極為迅速，通過所述連通管27氣壓傳導對側所述氣囊12內氣壓也同步升高，船體14兩側舷側外板9受到兩側所述氣囊12的壓力基本相同。所述側壁I向內轉動被所述氣囊12緩衝的同時所述側壁I向內轉動的動能轉化為氣體壓力勢能蓄存於兩側所述氣囊12中，所述側壁I向內轉動轉速減緩、至停。隨著所述側壁I受到的波浪周期性作用力減退，蓄存於兩側所述氣囊12中氣體壓力勢能轉化為所述側壁I向外轉動的動能，所述側壁I復位，外靠於所述框架3。如此循環往復。本實用新型減搖裝置消耗、緩衝、轉化波浪對船體(14 )橫向作用力，實現節能減搖。
[0074]實施例三
[0075]如圖3-12所示，本實用新型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)的兩側均設置有一個或多個緩衝吸能機構。所述緩衝吸能機構包括側壁1、彈性部件15及氣囊12，所述側壁I的一端與船舶的舭部通過活動關節2連接、另一端通過所述彈性部件15與舷側外板9連接；所述氣囊12設置於所述側壁I與舷側外板9之間。
[0076]所述減搖裝置通過彈性部件15和氣囊12能有效地緩衝、吸收、轉化波浪對船體14一側的橫向作用力，減小船舶橫搖，保持船舶平穩航行。
[0077]所述緩衝吸能機構的上方設有甲板外延部7，所述甲板外延部7的一端(圖示為內端)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上方和舷側外板9構成的空間為上部空間22。
[0078]在所述側壁I與所述擋雨板8之間還設有遮浪簾21，所述遮浪簾21由尼龍橡膠布製作，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上還設有透氣孔26，所述透氣孔26用於連通上部空間22與大氣，其孔口設有空氣過濾和防塵設施。
[0079]優選地，所述緩衝吸能機構還包括軌道17，所述彈性部件15安裝於軌道17內、並沿軌道17移動。所述軌道17上設有槽口 18，所述側壁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伸縮運動限位於所述軌道17中，所述軌道17的走向與所述側壁I繞其下端的所述活動關節2轉動時所述側壁I上端所經過的弧形軌跡相同，所述軌道17固定於所述甲板外延部7的下方；所述彈性部件15的一端固定在所述舷側外板9上相應的部位，所述彈性部件15的另一端設有連接板19，所述連接板19可通過所述槽口 18與所述側壁I上端活動連接，使所述側壁I向內和向外轉動時所述彈性部件15隨之被壓縮和伸展。
[0081]所述氣囊12由具有一定彈性高強度尼龍橡膠布之類材質製成，充以一定氣壓的空氣或氮氣。所述氣囊12內側壁上設有開口 13 ;在船體14兩側相對的兩氣囊12之間設有連通管27與兩側所述氣囊12的所述開口 13相通，實現了船體14兩側相對的氣囊12的連通。所述連通管27上設有充氣閥28，通過所述充氣閥28可以對所述氣囊12進行加壓充氣。所述連通管27由優質鋼管構成，其管徑和數量以確保兩側所述氣囊12之間氣壓迅速傳導為準；所述連通管27設置於橫貫船體14的艙壁中或其近旁，以少佔用船體14內艙室空間；構成所述連通管27的鋼管也起到增加船體橫向強度的作用。
[0082]當船體14兩側設置有多對緩衝吸能機構時，同一側相鄰的緩衝吸能機構的所述側壁I之間的連接部30為以具有一定彈性和伸縮性的材質構成的柔性連接。所述側壁I與艏部10之間和所述側壁I與艉部11之間亦以具有一定彈性和伸縮性的材質柔性連接。
[0083]在所述側壁I的外側還設有框架3，所述框架3由縱骨架4及橫骨架5交織構成，所述縱骨架4為兩端分別固定於艏部10及艉部11的若干條平行排列的條形型鋼，所述橫骨架5的一端固定於舭部、另一端固定於所述擋雨板8上的若干條平行排列的條形型鋼。框架3為所述側壁I外靠的支撐部件，且對船體14的總縱強度和總橫強度起到增強作用。
[0084]所述框架3中的縱骨架4、橫骨架5實體本身所佔面積對所述縱骨架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，所述側壁I外靠於所述框架3，波浪傳播速度方向朝向船舶這一側，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壁I上，所述側壁I在波浪力作用下以其下端的所述活動關節2為軸向內轉動，波浪作用在所述側壁I上的外力被緩衝的同時，作用在所述側壁I上的波浪所具有的能量轉化為所述側壁I向內轉動的動能，減緩了波浪對船體14 一側的直接衝擊。所述側壁I向內轉動時通過與所述側壁I上端連接的連接板19帶動同側所述彈性部件15外端向內運動，使所述彈性部件15被壓縮變形和所述側壁I向內轉動轉速減緩；所述側壁I向內轉動被所述彈性部件15緩衝的同時該側所述側壁I向內轉動所具有的動能也部分地轉化為彈性部件15變形能即彈力勢能蓄存於所述彈性部件15中。所述側壁I向內轉動時，擠壓同側所述氣囊12，根據玻意耳-馬略特定律其內氣壓升高，並由於氣壓傳動的特點之一是極為迅速，通過所述連通管27對側所述氣囊12內氣壓也同步升高，船體14兩側所述舷側外板9受到兩側所述氣囊12的壓力相同；所述側壁I壓迫所述氣囊12的過程中其轉速隨之減緩，所述側壁I向內轉動被所述氣囊12緩衝的同時該側所述側壁I向內轉動所具有的動能部分地轉化為氣體壓力勢能蓄存於兩側所述氣囊12中。由於所述氣囊12充氣壓力和所述彈性部件15的條數及各條彈性部件15的物理參數如彈性係數等與預計海況及所述側壁I受力情況綜合考量並優選，該側所述側壁I向內轉動所具有的動能全部轉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，尚有一定的繼續被壓縮變形和彈力勢能繼續蓄存的空間，該側所述側壁I尚未撞在船體14這一側的所述舷側外板9上。所述側壁I向內轉動的動能轉化為彈力勢能和氣體壓力勢能過程中，所述側壁I向內轉動轉速減緩、至停。波浪作為能量的波形傳播具有一定的周期性，隨著所述側壁I受到的波浪周期性作用力減退，蓄存於所述彈性部件15中的彈力勢能和蓄存於兩側所述氣囊12中氣體壓力勢能轉化為所述側壁I向外轉動的動能，所述側壁I復位，外靠於所述框架3。如此循環往復。本實用新型減搖裝置消耗、緩衝、轉化波浪對船體14 一側橫向作用力，實現節能減搖。
[0086]傳統減搖裝置如減搖鰭、舵減搖、減搖水艙和移動重物等減搖機制為消耗能量以產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；使用本實用新型減搖裝置進行船舶減搖，並不需要消耗額外能量，從減弱產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，船舶一側的本實用新型減搖裝置所能消耗、緩衝、轉化波浪對船體14的橫向作用力也同步增大，適於大型船舶減搖。
[0087]本實用新型的船舶減搖裝置還具有以下優點:
[0088]關於船舶載重噸位:傳統減搖裝置中，減搖水艙佔到船舶排水量的3_5%，液壓傳動機構的收放式和摺疊式減搖鰭安放膛孔重量甚至達到船舶排水量的10%，移動重物通常相當於船舶排水量的1-2%...而且要點是它們所佔用的這些容積和噸位對船舶除了減搖並無他用、並無他益，某種意義上講減少了船舶載重噸位；而本實用新型減搖裝置雖然也佔位船舶兩側，但其內是「空」的，對船舶除了減搖之外還有增加其浮力託力之益，某種意義上講反而因此增加了船舶的載重噸位。
[0089]關於附加造價:傳統減搖裝置本身的結構、材質對於基礎船舶來講是附加的，還需為其提供能量支持的動力機械設備，附加造價明顯增加；而本實用新型中，船舶兩側的所述框架3對船體的總縱強度和總橫強度有增強作用，用作所述連通管27的鋼管也有增加船體橫向強度的作用，本實用新型中舷側外板位於所述側壁I之內，並不直接受到波浪衝擊和海水浸蝕，對其材質的要求低於作為通常船舶外側壁的舷側外板，本實用新型減搖裝置附加造價增加有限。
[0090]關於航行阻力:船舶是一種高效、低耗和環保的交通工具，究其緣由，就在於浮力減小了它在水中運動的阻力。傳統減搖裝置由於結構加重，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行減搖也增加了船舶航行的阻力，如結構最簡單的舭龍骨在靜水中也使航速減小1-2% ;而本實用新型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，而且所述側壁I與所述艏部10之間或所述側壁I與所述艉部11之間以及相鄰兩所述側壁I之間均以具有一定彈性和伸縮性的材質柔性連接，儘管在波浪作用下所述側壁I有一定轉動它們所展現的外表面仍較為和緩平滑，對船舶向前航行並不構成大的阻力。
[0091]安全性方面:本實用新型減搖裝置位於船體14外側，對船體(14)起到屏障、保護作用；同側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，當它們外側某一所述側壁I受損，傷及其內所述氣囊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；位於船舶外側所述框架3內的每個側壁各自獨立、彼此間以柔性連接部30，外傷損及一個所述側壁1，其餘所述側壁I可保持完好；對某一處損傷的所述側壁I修整或撤換過程較對傳統船舶整個船舶側壁的修整或撤換為簡、為易，相對來講本實用新型減搖裝置平時易於維護、戰傷易於修復。
[0092]以上所述僅是本實用新型的三種優選實施方式，應當指出，對於本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應視為本實用新型的保護範圍。
【權利要求】
1.一種船舶減搖裝置，其特徵在於:在船體(14)的兩側均設置有一個或多個緩衝吸能機構；其中， 所述緩衝吸能機構包括側壁(I )、彈性部件(15)和/或氣囊(12)，所述側壁(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)與舷側外板(9)連接，所述氣囊(12)設置於所述側壁(I)與舷側外板(9)之間。
2.根據權利要求1所述的船舶減搖裝置，其特徵在於:所述緩衝吸能機構還包括軌道(17)，所述彈性部件(15)安裝於軌道(17)內、並沿軌道(17)移動。
3.根據權利要求2所述的船舶減搖裝置，其特徵在於:所述軌道(17)上設有槽口(18)，所述側壁(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。
4.根據權利要求1所述的船舶減搖裝置，其特徵在於:在船體(14)兩側相對的兩氣囊(12)通過連通管(27)連通。
5.根據權利要求4所述的船舶減搖裝置，其特徵在於:所述連通管(27)上還設有充氣閥(28)。
6.根據權利要求1所述的船舶減搖裝置，其特徵在於:當船體(14)的一側設置有多個緩衝吸能機構時，相鄰的緩衝吸能機構的側壁(I)之間的連接部(30)為柔性連接。
7.根據權利要求1所述的船舶減搖裝置，其特徵在於:在所述緩衝吸能機構的上方設有甲板外延部(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)。
8.根據權利要求7所述的船舶減搖裝置，其特徵在於:在所述側壁(I)與擋雨板(8)之間還設有遮浪簾(21)。
9.根據權利要求7所述的船舶減搖裝置，其特徵在於:在所述側壁(I)的外側還設有框架(3)，所述框架(3)包括縱骨架(4)及橫骨架(5)，所述縱骨架(4)的兩端分別固定於艏部(10)及艉部(11)，所述橫骨架(5)的一端固定於舭部、另一端固定於所述擋雨板(8)上。
【文檔編號】B63B39/00GK203512002SQ201320278249
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年5月21日 優先權日:2013年5月21日
【發明者】王力豐 申請人:王力豐