專利名稱：多殼船舶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多殼海船，具體地說，本發(fā)明涉及一種多殼船舶中各個(gè)船殼之間的連接。
背景技術(shù)：
與單殼船舶相比，多殼船舶通常具有更好的機(jī)動(dòng)性和更淺的吃水。然而，運(yùn)輸貨物的多殼船舶并不常見，特別是在穿越海況比較惡劣的開闊水域的情況下更是如此。現(xiàn)有的大型多殼船舶存在下列問題在惡劣海況條件下，船殼之間的連接處以及船殼本身都會(huì)承受過大的應(yīng)力；如果連接的不充分或者需要更多的結(jié)構(gòu)重量來避免疲勞的話，這會(huì)導(dǎo)致疲勞。
在運(yùn)輸大量液體時(shí)，例如，液化石油氣或液態(tài)化學(xué)物質(zhì)，通常利用大型單殼船舶，這些大型單殼船舶是一種高效的運(yùn)輸工具，用來載運(yùn)大量的液體，并不象多殼船舶那樣承受那樣大的應(yīng)力。然而這些單殼船舶不適用于內(nèi)河和沿海運(yùn)輸，因?yàn)樗鼈兂运睢?br> 因此，希望提供一種能夠大量運(yùn)輸貨物的船舶，制造和操作起來都很便宜，并能夠在內(nèi)河區(qū)域的淺水中自由航行，還希望這樣的船舶能夠在海況惡劣的開闊水域航行。
小型液化石油氣運(yùn)輸船的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)經(jīng)證明是不經(jīng)濟(jì)的，具體上說還沒有船舶能夠很好地適于在東南亞和太平洋島嶼的沿海區(qū)域分運(yùn)液化石油氣，那兒的吃水深度不超過四米。
還希望船舶的結(jié)構(gòu)簡單，以降低成本和減輕重量，因而會(huì)比普通的船舶吃水淺，并且能夠以更低的成本運(yùn)輸同樣數(shù)量的貨物。
本發(fā)明的一個(gè)目的是通過提供一種吃水淺、機(jī)動(dòng)性能好而能夠在沿海水域航行的船舶來解決上面的問題。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是建造一種沒有上述缺點(diǎn)的船舶，將其設(shè)計(jì)為符合現(xiàn)有的船舶設(shè)計(jì)規(guī)程，包括那些運(yùn)輸液化石油氣的船舶。
已經(jīng)有人提出過許多非同尋常的船舶，例如，英國專利申請(qǐng)2058678和美國專利3447502都公開了一些筏型船舶，這些船舶具有一些總要沉入水中的船殼和同時(shí)要暴露在水面上的連接結(jié)構(gòu)，有一些板狀豎柱從船殼向上伸出，它們提供該船舶排水量的相當(dāng)小的一部分。雖然據(jù)稱達(dá)到了更小的劈波(wavemaking)阻力，對(duì)于某一個(gè)給定的總排水量；讓船殼的主要部分總是沉入水中是不大象一個(gè)船殼部分沒入水中的船舶那樣適合達(dá)到吃水淺的效果。這些專利都沒有公開船殼之間的相對(duì)活動(dòng)的船舶。實(shí)際上，于具有柔性或鉸接連接結(jié)構(gòu)的船舶相比，剛性船殼連接結(jié)構(gòu)總是更沉重、排水量更大和吃水更深。
專利文獻(xiàn)WO91/11359公開了另一種有些不同的造船方法，具體說公開了一種淹到水中的很長的殼型筏船舶，達(dá)到了所要求的排水量但吃水淺，劈波阻力小并有一定的劈波(wave piercing)能力。但是沒有公開船殼間的柔性連接結(jié)構(gòu)，作為降低總結(jié)構(gòu)重量和排水量的方式。對(duì)于給定的載貨量來說，與船殼間柔性連接的船舶相比，剛性連接結(jié)構(gòu)和很長的船殼可能會(huì)導(dǎo)致更重的結(jié)構(gòu)重量和更深的吃水量。
還有人提出某些多殼船舶，允許船殼間相對(duì)活動(dòng)，其中一個(gè)例子是WO97/02982，公開了一種小型船舶，具有兩個(gè)船殼或平底殼，并且是柔性橫軸元件式連接結(jié)構(gòu)。這些連接結(jié)構(gòu)可以快速連接到平底殼上，并在平底殼之間直接延伸而不是在平殼底上方連接。法國專利文獻(xiàn)2546474公開了一種高速水艇，其支撐浮艙用連接結(jié)構(gòu)連接到一個(gè)中央模件上，這些連接結(jié)構(gòu)很明顯是具有柔性的并樞轉(zhuǎn)式連接到浮艙上，因此，浮艙之間可相對(duì)活動(dòng)。德國專利文獻(xiàn)DE2331386A1公開了一種相似的船舶，且浮艙是由柔性挑梁(例如玻璃纖維)支撐的，且流體式減振器樞轉(zhuǎn)式安裝到浮艙上來抑制相對(duì)活動(dòng)。
專利文獻(xiàn)DD301687A7公開了另一種多殼船舶，可允許船殼之間有一些相對(duì)活動(dòng)。該船舶具有兩個(gè)殼和一個(gè)看起來象剛性的連接結(jié)構(gòu)，船殼之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是由彈性插接裝置實(shí)現(xiàn)的，這些插接裝置連接著那些連接結(jié)構(gòu)的腿和船殼，那些插接裝置裝在船殼上的豎井中。
英國專利文獻(xiàn)2152440A還公開了另一種多殼船舶，該船舶的連接結(jié)構(gòu)有一些柔性變形由此達(dá)到船殼之間的相對(duì)活動(dòng)。連接結(jié)構(gòu)和船殼之間的連接不完全是剛性的，有一條豎直軸線穿過連接點(diǎn)，通過環(huán)繞該豎直軸線轉(zhuǎn)動(dòng)一些和全部船殼來使船舶轉(zhuǎn)向和駕駛。該專利文獻(xiàn)沒有明確公開水平式長型船殼。恰恰相反，其中圖式的船殼是豎長型的水翼狀，這顯然不適于在淺水航行。
專利文獻(xiàn)EP0050685A公開了一種具有柔性連接框架的筏型船舶。為了組裝這樣的船舶，框架中相互連接的部件插進(jìn)船殼上側(cè)的插座中，這些船殼的截面是圓形的?？蚣芎痛瑲ぶg的連接并不能確?？蚣艿娜嵝宰冃卧谶B接處比其它地方更低。沒有公開適于運(yùn)輸貨物的船殼。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種貨運(yùn)船舶，具有若干個(gè)有至少兩個(gè)連接結(jié)構(gòu)連接起來的貨運(yùn)船殼，其特征在于每個(gè)連接結(jié)構(gòu)包括從所述船殼上立起的腿，所述腿與船殼是剛性連接的，連接結(jié)構(gòu)至少部分上是可柔性變形的，因此，船殼可以在預(yù)定的范圍內(nèi)相對(duì)活動(dòng)。
也就是說，一方面，本發(fā)明不是用鉸接頭，圈簧之類的機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)船殼之間的相對(duì)活動(dòng)，而是用船殼之間的連接結(jié)構(gòu)的柔性變形來實(shí)現(xiàn)相對(duì)活動(dòng)能力的。另一方面，不擬使用完全剛性的連接結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在大家認(rèn)為具有可活動(dòng)部件的機(jī)構(gòu)幾乎僅限于比較小的船只，而剛性連接結(jié)構(gòu)要么很笨重要么很復(fù)雜。
一個(gè)具體的設(shè)計(jì)例子和船殼之間可相對(duì)活動(dòng)的范圍將在下文給出。但柔性變形和相對(duì)活動(dòng)的可能范圍可以依要使用的場合來確定，這個(gè)例子決不是為了限制本發(fā)明的范圍。
最好，連接結(jié)構(gòu)的剛度分布為船殼之間的相對(duì)活動(dòng)是由連接結(jié)構(gòu)的柔性變形實(shí)現(xiàn)的，相對(duì)活動(dòng)的大部分發(fā)生在遠(yuǎn)離腿和船殼連接之處的地方。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，船殼的數(shù)量是2個(gè)。但是也可用多于兩個(gè)的船殼。
更好的是，連接結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)是從下列結(jié)構(gòu)中選取的門式框架；A形框架；倒“U”形結(jié)構(gòu)，其中腿是由一個(gè)拱形件連接起來的；和倒“V”形結(jié)構(gòu)，其中的腿形成倒“V”形。
每一個(gè)連接結(jié)構(gòu)位于一個(gè)平面內(nèi)。這樣的結(jié)構(gòu)建造起來比較方便和簡單。連接結(jié)構(gòu)的所處的平面彼此不平行。除了可以獲得足夠的剛度和強(qiáng)度以及良好的受力分布之外，其它的原因是為了減小船舶的整體高度和因此提高穩(wěn)定性。至少一個(gè)連接結(jié)構(gòu)所處的平面與豎直方向成大約30度角。
在某些應(yīng)用場合，包括漂浮式儲(chǔ)罐，所述船舶是非自身推進(jìn)的，而可由另外的船舶拖動(dòng)的。
然而，至少一個(gè)船殼裝有推進(jìn)裝置。所述推進(jìn)裝置從外側(cè)固定連接到所述船殼上。對(duì)于其它某些大小船只，所述推進(jìn)裝置是Z型驅(qū)動(dòng)。
根據(jù)需要，可以將一個(gè)橋模件固定連接到至少一個(gè)所述連接結(jié)構(gòu)上。所述橋模件可以包含船員住處。
一個(gè)所述船殼可以包含至少一個(gè)裝貨倉。最好的是，一個(gè)所述船殼可以包含至少兩個(gè)裝貨倉。所述每個(gè)船殼包含至少兩個(gè)裝貨倉。
所述每個(gè)裝貨倉特別適用于裝運(yùn)和/或盛放液體貨物。例如，一個(gè)所述裝貨倉可以適用于盛放液化石油氣。
所述每一個(gè)船殼在長度方向上至少有一部分的截面是大致圓形的。這處結(jié)構(gòu)有助于簡化結(jié)構(gòu)，也可以適用于壓力容器的內(nèi)殼，適用于盛裝液化石油氣之類的貨物?？偟膩碚f，對(duì)于液體貨物來說，船倉可方便地制成圓形截面，并安裝到內(nèi)部。內(nèi)部裝有船倉的船殼實(shí)際是雙層的，它的一個(gè)很大的好處是在外殼意外破裂時(shí)可避免污染。為了減小阻滯，所述船殼可以按要求在一端或兩端做成流線形。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述船殼是分開的，間距為0.85到0.9倍的船殼直徑。
在所述船殼之間可延伸有張力件，用于限制使用中的船殼相對(duì)于行駛方向的偏斜。
下面對(duì)照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行非限制性說明。


圖1是本發(fā)明船舶的側(cè)視示意圖；圖2是圖1中的船舶主視示意圖；圖3是圖1中的船舶后部側(cè)視圖，表示一種有代表性的腿/殼連接方式；圖4是從船尾看圖3所示的接頭的側(cè)視圖；圖5是圖1中船殼中的側(cè)視圖，表示液化石油氣船艙的位置；圖6是本發(fā)明優(yōu)選船舶的側(cè)視示意圖；圖7是圖6中的船舶主視示意圖；圖8是圖6中的船舶局部側(cè)視圖，表示一種有代表性的腿/殼連接方式；圖9是圖6所示的連接部從船尾看的側(cè)視10是圖1中船舶的另一種腿/殼連接方式的透視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1和圖2表示一種本發(fā)明的船舶1。船舶1具有兩個(gè)圓形截面的簡狀船殼2a和2b，船殼2a和2b用連接結(jié)構(gòu)3和4相互固定在一起，船殼的腿5a和5b分別連接著船殼2a和2b上，還有一個(gè)拱形件6連接著腿5a和5b的上端。連接結(jié)構(gòu)4也是一樣的，但有腿其7a和7b，以及一個(gè)連接件8。連接結(jié)構(gòu)3和4大體是平面狀的，從圖1中看的最清楚，連接結(jié)構(gòu)的平面與豎直方向構(gòu)成30度的角，連接結(jié)構(gòu)在其上端離得最遠(yuǎn)。需要強(qiáng)調(diào)指出的是，連接結(jié)構(gòu)的具體放置方式是可以任選的，把兩個(gè)連接結(jié)構(gòu)安排在相互不平行的平面內(nèi)，有助于獲得充足的穩(wěn)定性、剛度、強(qiáng)度和良好的受力分布，而重量又不過大。
由波浪產(chǎn)生的水動(dòng)力和船舶的運(yùn)動(dòng)(如果提供發(fā)動(dòng)機(jī)的話)是由連接結(jié)構(gòu)吸收的。
連接結(jié)構(gòu)的尺寸、強(qiáng)度和剛性取決于船舶擬定服役的區(qū)域，例如，擬用于江河和港彎區(qū)域得，可以減小強(qiáng)度；在深海和沿海區(qū)域使用時(shí)則必須增加強(qiáng)度。連接結(jié)構(gòu)6和8是拱形截面，然而根據(jù)船舶所需要的特性也可選擇其它截面形狀(例如，箱形或管形截面)，以便于建造起來更容易或者更省錢。從圖10中可以更清楚的看到一個(gè)船尾腿/殼連接的例子，腿5a、5b和7a、7b從下端往上逐漸變細(xì)，在與船殼2a和2b的接連處尺寸最粗，腿5a、5b的腹板在鋼板片9和10之間延伸，鋼板片焊接在船殼2a和2b上，這是為了避免在連接處產(chǎn)生過度的應(yīng)力集中(如在波浪中運(yùn)行產(chǎn)生的應(yīng)力)。另外，連接結(jié)構(gòu)3和4的大部分柔性變形分布在上腿和連接結(jié)構(gòu)上。以這種方式，就盡可能地減輕了腿和連接處的疲勞效應(yīng)。在圖10所示的例子中，在腿7a的翼板15上開有一個(gè)人孔。在此強(qiáng)調(diào)指出的是，圖10所示的結(jié)構(gòu)僅僅是一個(gè)例子，還有許多結(jié)構(gòu)形式可用于減輕腿殼連接處的應(yīng)力集中并確保柔性變形(包括因力矩產(chǎn)生的變形)分布在連接結(jié)構(gòu)上而不是集中在連接處，并且使力矩分散開來。
船舶1在圖示中沒有推進(jìn)系統(tǒng)，故適用于拖船或浮動(dòng)儲(chǔ)罐。然而也可以裝備推進(jìn)裝置。圖1和圖2用虛線示出了一種推進(jìn)方式，及提供了一種Z-驅(qū)動(dòng)單元11a和11b，在船殼2a和2b上各連接一個(gè)。Z驅(qū)動(dòng)單元推進(jìn)裝置其優(yōu)點(diǎn)在于盡可能小的吃水深度是很重要的，并可簡化船舶1的建造及維護(hù)，圖1和圖2中虛線試出了從連接結(jié)構(gòu)上懸掛的一個(gè)橋狀單元，這個(gè)橋狀單元便于鳥瞰船舶及其周圍環(huán)境，如果需要的話還可以入住船員。在這種自我推進(jìn)方式的情況下，船舶可以使各個(gè)船殼2a和2b的一端或兩端造成流線形，以減輕劈波阻力和形狀阻滯。
船舶1可帶有用于裝運(yùn)各種液體和液化物質(zhì)的船艙。具體上說本發(fā)明的船舶特別適用于裝運(yùn)液化石油氣和其它的液體產(chǎn)品。圓筒狀船殼提供了一種高效的截面形狀來安裝液體或液化石油氣儲(chǔ)艙，這些儲(chǔ)艙可以用船殼2a和2b中的適當(dāng)?shù)沫h(huán)形或者網(wǎng)狀框架來支撐。
圖5示出了怎樣在船殼2a和2b中設(shè)置兩個(gè)液化石油氣儲(chǔ)艙。每個(gè)液化石油氣儲(chǔ)艙包括一個(gè)從船殼2a或2b上伸出的穹頂22，還可以裝上接口用于充灌和排空儲(chǔ)艙，在穹頂22從船殼2a和2b伸出之處用已知的方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)拿芊狻?br> 在組裝船殼之時(shí)，最好在船舶或者油艙上安裝管道而伸出船殼之外，這個(gè)特點(diǎn)其實(shí)是液化石油氣裝運(yùn)船按法規(guī)必須做到的。
在另一個(gè)實(shí)施例中(未視出)，在船殼和/或連接結(jié)構(gòu)之間連接著纜索之類的張力件，設(shè)置纜索的目的是將船殼之間連接結(jié)構(gòu)的柔性變形保持在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，例如，為了確保船殼不會(huì)歪斜出船舶前進(jìn)方向的水平基準(zhǔn)線。
每個(gè)船殼可裝有自己的裝卸設(shè)備，這些船殼上各自的裝卸設(shè)備可以互相連接起來以提供一種內(nèi)裝的富余后備能力。
橋形模件12可以(居住區(qū)也可以)用鋁之類的輕型材料制造?？梢韵胂蟮玫剑瑯蛐螁卧ň幼^(qū)，是和一個(gè)門架分開的并從其上弦掛下來的，這對(duì)連接結(jié)構(gòu)的活動(dòng)具有阻尼效果。
還可以預(yù)計(jì)到，可以用模件方式建造各種各樣的結(jié)構(gòu)單元，從而船舶可以用于做為浮動(dòng)儲(chǔ)罐或者分裝油船。通過拆去掛橋和驅(qū)動(dòng)單元，本發(fā)明可以改裝為浮動(dòng)儲(chǔ)罐，這種船舶可以由現(xiàn)有的動(dòng)力拖船來牽引。作為本發(fā)明船舶的一個(gè)具體實(shí)例，圖1和圖2所示的船舶1的尺寸已經(jīng)確定適用于下列場合，貨輪1擬承載約500噸液化石油氣或類似液體的凈承載量，如圖6到9所示。
還可以預(yù)計(jì)到，船殼之間相對(duì)的運(yùn)動(dòng)量設(shè)計(jì)為45到75厘米之間。為了相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，船殼頭部可以相對(duì)活動(dòng)大約同樣范圍的距離。
這個(gè)例子(包括對(duì)相對(duì)活動(dòng)能力范圍的設(shè)計(jì))，并不起限制本發(fā)明船舶的作用。
權(quán)利要求
1.一種貨運(yùn)船舶，其具有若干個(gè)由至少兩個(gè)連接結(jié)構(gòu)連接起來的貨運(yùn)船殼，其特征在于每個(gè)連接結(jié)構(gòu)包括從所述船殼上立起的腿，所述腿與船殼是剛性連接的，連接結(jié)構(gòu)至少部分上是可柔性變形的，因此，船殼可以在預(yù)定的范圍內(nèi)相對(duì)活動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的貨運(yùn)船舶，其特征在于所述連接結(jié)構(gòu)的剛度分布為船殼之間的相對(duì)活動(dòng)主要是由連接結(jié)構(gòu)的柔性變形實(shí)現(xiàn)的，相對(duì)活動(dòng)的大部分發(fā)生在遠(yuǎn)離腿和船殼連接之處的地方。
3.如權(quán)利要求1或2所述的貨運(yùn)船舶，其特征在于所述船殼的數(shù)量是2個(gè)。
4.如權(quán)利要求1到3中的任意一項(xiàng)所述的貨運(yùn)船舶，其特征在于所述連接結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)是從下列結(jié)構(gòu)中選取的門式框架；A形框架；倒“U”形結(jié)構(gòu)，其中腿是由一個(gè)拱形件連接起來的；和倒“V”形結(jié)構(gòu)，其中的腿形成倒“V”形。
5.如權(quán)利要求1到4中的任意一項(xiàng)所述的貨運(yùn)船舶，其特征在于每一個(gè)連接結(jié)構(gòu)大體上位于一個(gè)平面內(nèi)。
6.權(quán)利要求5所述的貨運(yùn)船舶，其特征在于所述連接結(jié)構(gòu)所處的平面彼此不平行。
7.權(quán)利要求6所述的貨運(yùn)船舶，其特征在于至少一個(gè)連接結(jié)構(gòu)所處的平面與豎直方向成大約30度角。
8.如權(quán)利要求1到7中的任意一項(xiàng)所述的貨運(yùn)船舶，其特征在于所述船舶是非自身推進(jìn)的，而可由另外的船舶拖動(dòng)。
9.如權(quán)利要求1到7中的任意一項(xiàng)所述的貨運(yùn)船舶，其特征在于至少一個(gè)船殼裝有推進(jìn)裝置。
10.如權(quán)利要求9所述的貨運(yùn)船舶，其特征在于所述推進(jìn)裝置從外側(cè)固定連接到所述船殼上。
11.如權(quán)利要求9或10所述的貨運(yùn)船舶，其特征在于所述推進(jìn)裝置是Z型驅(qū)動(dòng)。
12.如權(quán)利要求1到11中的任意一項(xiàng)所述的貨運(yùn)船舶，其特征在于具有一個(gè)與至少一個(gè)所述連接結(jié)構(gòu)固定連接的橋模件。
13.如權(quán)利要求12所述的貨運(yùn)船舶，其特征在于所述橋模件包含船員住處。
14.如權(quán)利要求1到13中的任意一項(xiàng)所述的貨運(yùn)船舶，其特征在于每個(gè)所述船殼包含至少一個(gè)裝貨倉。
15.如權(quán)利要求1到14中的任意一項(xiàng)所述的貨運(yùn)船舶，其特征在于每個(gè)所述船殼包含至少兩個(gè)裝貨倉。
16.如權(quán)利要求16所述的貨運(yùn)船舶，其特征在于所述每個(gè)船殼包含至少兩個(gè)裝貨倉。
17.如權(quán)利要求14到16中的任意一項(xiàng)所述的貨運(yùn)船舶，其特征在于所述每個(gè)裝貨倉適用于盛放液化石油氣。
18.如權(quán)利要求1到17中的任意一項(xiàng)所述的貨運(yùn)船舶，其特征在于所述每一個(gè)船殼在長度方向上至少有一部分的截面是大致圓形的。
19.如權(quán)利要求18所述的貨運(yùn)船舶，其特征在于所述船殼是分開的，間距為0.85到0.9倍的船殼直徑。
20.如權(quán)利要求1到19中的任意一項(xiàng)所述的貨運(yùn)船舶，其特征在于包括有在所述船殼之間延伸的張力件，所述張力件適用于限制所述船殼相對(duì)于行駛方向的偏斜。
全文摘要
本發(fā)明提供一種貨運(yùn)船舶(1)，其具有若干個(gè)由至少兩個(gè)連接結(jié)構(gòu)(3、4)連接起來的貨運(yùn)船殼(2a、2b)，每個(gè)連接結(jié)構(gòu)包括從所述船殼上立起的腿(5a、5b、7a、7b)，所述腿與船殼是剛性連接的。所述連接結(jié)構(gòu)(3、4)包括可柔性變形部分，因此，船殼可以在預(yù)定的范圍內(nèi)相對(duì)活動(dòng)。所述運(yùn)動(dòng)用于減少在海面上航行時(shí)的應(yīng)力與應(yīng)變。連接結(jié)構(gòu)(3、4)的柔性變形允許船殼(2a、2b)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，每個(gè)連接結(jié)構(gòu)中的所述柔性變形的大部分發(fā)生在遠(yuǎn)離腿(5a、5b、7a、7b)和所述船殼連接之處的地方。所述船舶(1)在同等負(fù)載量的情況下具有結(jié)構(gòu)重量輕、吃水淺、成本低等特點(diǎn)，特別適合于在小港口裝卸。
文檔編號(hào)B63B1/14GK1599681SQ02823964
公開日2005年3月23日 申請(qǐng)日期2002年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月30日
發(fā)明者杰克·W·范迪克 申請(qǐng)人:杰克·W·范迪克