專利名稱：船舶配積防沉技術與浮艙及配積不沉船舶的制作方法
一、發(fā)明名稱船舶配積防沉技術與浮艙及配積不沉船舶本發(fā)明屬于船舶安全事故預防技術。
船舶遇險沉沒是一個目前國際國內都長期未能解決的問題。
現(xiàn)有的船舶抗沉技術在材料上有高強度船用鋼料，在裝置設備上有水密艙(門)、雙層底、干舷(一艙或數(shù)艙進水不沉)，在遇險時有卸載、排水、堵漏等。所有這些技術全都落在“水密”二字上。船舶水密狀態(tài)完好是船舶獲得必須的浮力支持的前提和基礎。一旦發(fā)生嚴重破艙進水而又無法控制時，船舶將大量進水。每進一噸水就減少一噸浮力，直至沉沒。這一過程很快。有事故記錄證明某船從發(fā)生事故到沉沒僅僅30余秒。應該承認現(xiàn)有的水密抗沉技術對于保持船舶良好的浮態(tài)，保證船舶及人員的安全是有效的、必須的。但是船舶的水密性能再好，在遇險或戰(zhàn)爭的情況下，仍然存在破艙進水沉沒的可能性。這是事實。(主要參考書《船舶設計原理》方學智 劉厚森 劉增榮編著 華中理工大學出版社 1998年10月)另據(jù)方禹聲、朱呂民等編著的《聚氨酯泡沫塑料》一書(2版北京化學工業(yè)出版社 1999年3月重印)第758頁第一行“在造船業(yè)中，聚氨酯泡沫塑料對打撈沉船有特殊的作用”，“亦可制造不沉的船只?！钡?96頁倒數(shù)第七行“用玻璃纖維增強的硬質PUF船艇，不僅質輕高強度，而且對少量漏洞有自密性，不沉沒?！蔽艺J為現(xiàn)在一般所謂的“不沉船”就是指上述用玻璃纖維增強的PUF小型船艇。但是水泥船、成千上萬噸的鋼鐵巨型船舶、海上鉆井船能夠全船進水不沉卻從未聽說過。國際國內不斷有沉船事故發(fā)生就是證明。
本發(fā)明的目的就是要解決鋼質船舶、海上鉆井船及其他有抗沉性要求的浮體在滿載遇險、嚴重破艙、全船進水的情況下不發(fā)生沉船事故的問題。
二、本發(fā)明的內容(一)根據(jù)阿基米德浮力定律的原理，一定重量的物體在水中受到的浮力與該物體的體積直接有關。有體積就有排水量，就有浮力。體積越大，排水量越大、浮力也越大。當該物體的重量與體積之比(即比重)小于水的比重時該物體就處于浮在水面的狀態(tài)。
(二)根據(jù)上述原理，我——中國人周世華發(fā)明了船舶配積防沉技術，簡稱船舶配積技術。屬基本發(fā)明。
所謂船舶配積防沉技術是指為了在船舶破艙進水后仍然保持船舶重力與浮力的平衡而預先在船舶上配置足量的配積物(如硬質泡沫塑料)，使該配積物成為船舶的必不可少的組成部分并與船舶牢固地結合成一個整體。從而增大船舶自身的固態(tài)有形體積，使船舶在滿載破艙進水的情況下，船舶的總比重仍小于水的比重，船舶仍然由于有自身體積固有的排水量產生的浮力支持而保持不沉的技術。
(三)配積物。在船舶配積技術中，一切密度小于水的固態(tài)物質均可作為配積物，但需具備以下性能密度小、體積大、不吸水、耐燃燒、耐老化、不易降解、具有一定的機械強度、可承受壓縮變形少。因此，采用阻火低密度閉孔的硬質泡沫塑料配方發(fā)泡成型的硬質聚氨酯泡沫塑料是配積物的首選材料。其次是硬質聚苯乙烯泡沫塑料。
(四)配積量。理論上要求配積后船舶總比重小于水的比重，但嚴格計算起來比較復雜、繁瑣。實際應用上配積量滿足下式即可。
V＝W(1+ρ)式中V為配積量，單位為立方米，W為船舶設計吃水排水量值，ρ為配積物密度值。
這樣既簡單、可靠，又可與現(xiàn)有船舶設計制造技術接軌配套。
(五)配積方式。浮艙是主要的配積方式。此外，在合適的情況下，增加各類艙室、上層建筑的墻板、頂板、地板的聚氨酯泡沫塑料噴涂層的厚度亦是配積的有效方式。
(六)配積裝置。即配積艙，簡稱浮艙。是從屬發(fā)明。
浮艙是配積物與船舶牢固地結合成一個整體的裝置，是實艙。艙內填滿配積物，不需水密，只需能讓配積物穩(wěn)固地留存在浮艙內就行。
(七)浮艙的位置。
1.所有空放艙室及用不上的空間均應用作浮艙。
2.雙層底內、底邊艙、舷邊艙、頂邊艙均可作為浮艙使用。
3.除機艙、軸隧室、壓載艙、舵機艙等必須安排在底艙以外，主甲板以下的其余空間應首先考慮安排浮艙。
4.浮艙應盡量安排在主甲板以下的船舶主體內。最好在主甲板下設頂艙作為浮艙。這樣最有效也最有利，浮力分布均勻。即使破艙進水，主甲板仍然能夠平穩(wěn)地露出水面，有利于救援。
5.對于大型摭蔽甲板船亦可利用其摭蔽甲板與主甲板間的空間作浮艙用。
6.對于艙容緊張且僅要求進水不沉的船舶，如貨船等，將部分浮艙安排在主甲板以上的空間亦無不可。
7.上層建筑內外亦可設置浮艙。
8.對于新船可在設計時統(tǒng)籌安排，必要時可考慮略為增加型深，為安全計也是值得的。
(八)配積不沉船舶應用船舶配積技術設置浮艙的不沉船舶稱配積不沉船舶，亦是從屬發(fā)明。
這種船舶與現(xiàn)有船舶不同，它具有雙重浮力系統(tǒng)。水密技術浮力由水密船殼主體排水量提供；配積技術浮力由船舶自身體積排水量提供，是浮力備份。雙重浮力系統(tǒng)結構從本質上保證了船舶必需的浮力支持。這樣的船舶是真正意義上的鋼鐵不沉船舶。
(九)船舶配積防沉技術可以用于制造或改造水泥船、鋼質船舶、海上鉆井船及其他有抗沉性要求的水上浮體為配積不沉船舶、浮體。
三、本發(fā)明的效果本發(fā)明的直接效果是使船舶安全擺脫了對水密技術的唯一依賴，解決了國際國內長期未能解決的船舶遇險沉沒的問題。船毀人亡的沉船事故可望獲得明顯減少。切實保證了安全生產。出于船舶安全考慮而停止的航行、海上作業(yè)、海洋工程項目、禁區(qū)可望減少。戰(zhàn)爭中以擊沉敵艦、死傷戰(zhàn)斗員數(shù)量統(tǒng)計戰(zhàn)果、決定勝負。在軍艦上應用本發(fā)明可以增強軍事實力及減少戰(zhàn)斗中艦艇、人員的損失。
四、實施方式及步驟(一)選擇幾艘不同類型、噸級的報廢船舶作為實施船舶。按照先小船后大船、先空船后滿載、先簡單后復雜、先客船后貨船、先民用后軍用的次序分別實施。
(二)按照船舶技術資料提供的設計吃水排水量確定配積量。
(三)按照船舶用途及浮態(tài)、穩(wěn)性要求確定配積方式和浮艙位置及分布。
(四)制作安裝加固好浮艙。
(五)優(yōu)選最佳阻火閉孔硬質聚氨酯泡沫塑料密度配方。
(六)用機械或手工發(fā)泡工藝現(xiàn)場灌注或噴涂施工，完成配積工程。
(七)對于工程全部數(shù)據(jù)、過程、質量進行一次檢查。
(八)確定無誤后，放水或灌水進船對該船全船進水不沉性能進行實檢。
權利要求
1.船舶配積防沉方法，其特征是以硬質泡沫塑料作為配積物，以浮艙和增加船舶艙室舾裝泡沫塑料層厚度的方式與船舶連結成一個整體，增大船舶自身的固態(tài)有形體積，構成船舶浮力備份。使船舶在滿載破艙進水的情況下仍然不沉。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于選用密度低于水的固態(tài)物質作為配積物。如阻火閉孔的硬質低密度聚氨酯泡沫塑料或閉孔低密度聚苯乙烯泡沫塑料等。
3.根據(jù)權利要求1和權利要求2所述的方法，其特征在于配積量的確定以船舶設計吃水排水量為依據(jù)并滿足下式即可V＝W(1+ρ)式中V為配積量，單位為立方米，W為船舶設計吃水排水量值，ρ為配積物密度值。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于以浮艙和增加船舶艙室舾裝硬質泡沫塑料層的厚度為配積方式。
5.配積艙(浮艙)，其特征是實艙，艙內填滿配積物并穩(wěn)固地留存在艙內。
6.根據(jù)權利要求5的浮艙，其特征是在船舶主甲板下設置頂艙或充分利用所有空放艙室及雙層底內和各種邊艙作為浮艙。
7.根據(jù)權利要求5的浮艙，其特征還在于可在船舶主甲板以上的空間及上層建筑內外設置浮艙。
8.配積不沉船舶，其特征是應用船舶配積技術，在船舶上設置配積艙，具有包括水密浮力和配積浮力在內的雙重浮力系統(tǒng)。
9.根據(jù)權利要求1、權利要求5和權利要求8的船舶配積防沉技術，其特征是可以據(jù)此制造或改造水泥船、鋼質船舶、海上鉆井船及其他有抗沉性要求的水上浮體為配積不沉船舶、浮體。
全文摘要
船舶配積防沉技術與浮艙及配積不沉船舶，屬于船舶安全事故預防技術。目的是要解決鋼質船舶在滿載破艙進水的情況下不發(fā)生沉船事故的問題。應用本人發(fā)明的船舶配積技術，在船舶上設置內填泡沫塑料的浮艙，增大船舶自身的固態(tài)體積，構成浮力備份，與船殼水密浮力一起組成雙重浮力系統(tǒng)，在船舶破艙進水后提供配積浮力支持，確保船舶全船進水不沉。本發(fā)明可廣泛應用于河海各類型船舶、艦艇、海上鉆井船及其他有抗沉性要求的水上浮體。
文檔編號B63B43/00GK1406814SQ01133220
公開日2003年4月2日 申請日期2001年9月11日 優(yōu)先權日2001年9月11日
發(fā)明者周世華 申請人:周世華