補重消耗燃油艙的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種補重消耗燃油艙，包括艙體和海水泵，所述艙體內部分隔成多個豎直的分艙區，所述分艙區之間通過轉移管連通，所述轉移管的上端開口位于上一個分艙區的頂部，所述轉移管的下端開口位于下一個分艙區的底部，所述的分艙區包括有一個首艙區，所述首艙區為最上一個分艙區，所述首艙區的底部通過補重管路與海水泵連通，所述的分艙區還包括有一個尾艙區，所述尾艙區為最末一個分艙區，所述尾艙區的頂部通過裝載消耗管路與用油模塊連通，同時，所述尾艙區的頂部還通過通氣管路與大氣連通，所有管路上均串接有控制閥。本發明可以同時實現大型船舶燃油供給和海水原位補重，減少了船舶航行過程重量重心的控制難度，提高了船舶航行的安全性。
【專利說明】補重消耗燃油艙
【技術領域】
[0001]本發明屬于船舶系統【技術領域】，具體涉及一種補重消耗燃油艙。
【背景技術】
[0002]隨著我國海洋運輸業的不斷發展，對大噸位的船舶需求也越來越高。這些船舶的燃油裝載量巨大，在航行過程中，隨著燃油的不斷消耗，船舶的重量重心發生變化，導致船舶浮力不平衡，存在安全隱患。目前為解決這一問題，主要采用等重量補償海水的方法，具體為向額外設置的補重液艙內注入海水進行補重，但是，補重液艙和燃油艙為兩個單獨的液艙，這種方式不能通過海水原位補重，增加了船舶航行過程中重量重心的控制難度，而且如果補重液艙設計不合理，還容易導致船舶發生較大的縱傾，降低了船舶航行的安全性。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種新型補重消耗燃油艙，它在實現大型船舶燃油供給的同時，還可以通過海水原位補重，在保證燃油品質的基礎上，解決了燃油消耗過多時的補重問題，減少了船舶航行過程重量重心的控制難度，保證船舶浮力平衡，提高了船舶航行的安全性。
[0004]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:
提供一種補重消耗燃油艙，包括艙體和海水泵，所述艙體內部分隔成多個豎直的分艙區，所述分艙區之間通過轉移管連通，所述轉移管的上端開口位于上一個分艙區的頂部，所述轉移管的下端開口位于下一個分艙區的底部，所述的分艙區包括有一個首艙區，所述首艙區為最上一個分艙區，所述首艙區的底部通過補重管路與海水泵連通，所述的分艙區還包括有一個尾艙區，所述尾艙區為最末一個分艙區，所述尾艙區的頂部通過裝載消耗管路與用油模塊連通，同時，所述尾艙區的頂部還通過通氣管路與大氣連通，所有管路上均串接有控制閥。
[0005]按上述技術方案，所述補重管路的開口距離首艙區的底部15?25mm，所述通氣管路和裝載消耗管路的開口分別距離尾艙區的頂部15?25mm。
[0006]按上述技術方案，所述轉移管的上端開口距離上一個分艙區的頂部15?25mm，所述轉移管的下端開口距離下一個分艙區的底部15?25mm。
[0007]按上述技術方案，所述燃油艙還包括控制系統，所述控制系統分別與海水泵、每個管路上的控制閥連接。
[0008]按上述技術方案，所述裝載消耗管路上串接有油水分離裝置。
[0009]按上述技術方案，所述艙體內部通過水密隔壁分隔成多個豎直的分艙區。
[0010]按上述技術方案，相鄰兩個分艙區之間通過轉移管連通。
[0011]按上述技術方案，所述艙體內部通過兩個相互垂直的水密隔壁分隔成4個豎直的分艙區，依次為首艙區、第一中間艙區、第二中間艙區和尾艙區，所述首艙區通過第一轉移管與第一中間艙區連通，所述第一中間艙區通過第二轉移管與第二中間艙區連通，所述第二中間艙區通過第三轉移管與尾艙區連通。
[0012]按上述技術方案，所述第一轉移管的上端開口位于首艙區的頂部，下端開口位于第一中間艙區的底部，所述第二轉移管的上端開口位于第一中間艙區的頂部，下端開口位于第二中間艙區的底部，所述第三轉移管的上端開口位于第二中間艙區的頂部，下端開口位于尾艙區的底部。
[0013]按上述技術方案，所有所述分艙區內分別設置有測深尺。
[0014]本發明產生的有益效果是:本發明將艙體分隔為多個分艙區，分區數量可以根據燃油品質進行設計，原則上分區越多，燃油輸送品質越好，這樣可以保證油水混合物在起始混合區域充分沉淀，不會影響到后面的流動區域，使得進入柴油機用油模塊的燃油更加純凈，保證燃油品質，若為使用完燃油后狀態，則利用岸上燃油駁運泵直接將燃油通過裝載消耗管路壓入尾艙區，因為海水密度比燃油密度大，燃油將海水壓到尾艙區底部，進而通過轉移管壓入上一個分艙區最終進入首艙區，首艙區內的海水通過補重管路壓到船外，若為建造后初始狀態，則將燃油通過補重管路壓入首艙區的底部，首艙區頂部的空氣從轉移管進入下一個分艙區最終進入尾艙區，尾艙區內的空氣通過通氣管路壓出，以實現燃油裝載，使用燃油時，根據燃油消耗的體積，利用海水泵從海底門抽取等體積的海水進行補償，因為海水密度大于燃油密度，海水通過補重管路進入首艙區的底部，在燃油消耗的同時，通過海水的壓力將燃油通過轉移管從首艙區依次壓到尾艙區，保證最后的燃油全部進入尾艙區以給柴油機用油模塊供油，本發明可以實現燃油供給和海水原位補重，解決了燃油消耗過多時的補重問題，減少了船舶航行過程重量重心的控制難度，保證船舶浮力平衡，提高了船舶航行的安全性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中:
圖1是本發明實施例的結構示意圖；
圖2是艙體的結構示意圖；
圖3是首艙區、第一中間艙區的結構示意圖；
圖4是艙體的立體圖。
[0016]其中:1-艙體、2-海水泵、3-裝載消耗管路、30-裝載消耗管路控制閥、4-補重管路、40-補重管路控制閥、5-通氣管路、50-通氣管路控制閥、6-轉移管、61-第一轉移管、62-第二轉移管、63-第三轉移管、7-測深尺、8-油水分離裝置、9-控制系統、10-水密隔壁、11-首艙區、12-尾艙區、13-第一中間艙區、14-第二中間艙區。
【具體實施方式】
[0017]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0018]如圖1?圖4所示,一種補重消耗燃油艙,包括艙體I和海水泵2,艙體I的基本結構為根據船舶布置及燃油裝載量的需求設計制造的立方體空艙，艙體I內部通過水密隔壁10分隔成多個豎直的分艙區，分艙區之間通過轉移管6連通，轉移管6的上端開口位于上一個分艙區的頂部，轉移管6的下端開口位于下一個分艙區的底部，轉移管6的上端開口距離上一個分艙區的頂部15?25mm，優選20mm，轉移管6的下端開口距離下一個分艙區的底部15?25mm，優選20mm，這樣可以保證流體可以更順暢的在上一個分艙區和下一個分艙區之間流通，分艙區包括有一個首艙區11，首艙區11為最上一個分艙區，首艙區11的底部通過補重管路4與海水泵2連通，分艙區還包括有一個尾艙區12，尾艙區12為最末一個分艙區，尾艙區12的頂部通過裝載消耗管路3與用油模塊連通，同時，尾艙區12的頂部還通過通氣管路5與大氣連通，所有管路上均串接有控制閥，S卩補重管路4上串接有補重管路控制閥40，裝載消耗管路3上串接有裝載消耗管路控制閥30，通氣管路5上串接有氣管路控制閥50。
[0019]在本實施例中，補重管路4從首艙區11的上端向下伸入直至接入到設于艙體內的補重管路接口上，在該補重管路接口處還需向首艙區底部延伸一端管路，補重管路4的開口距離首艙區11的底部15?25mm，優選20mm，可以保證流體更順暢的流進或流出首艙區底部；裝載消耗管路3、通氣管路5分別從尾艙區12的上端向下伸入直至接到到艙體內相應的裝載消耗管路接口和通氣管路接口上，通氣管路5和裝載消耗管路3的開口分別距離尾艙區12的頂部15?25mm,優選20mm,可以保證流體更順暢的流進或流出尾艙區頂部。
[0020]如圖1所示，該燃油艙還包括控制系統9，控制系統9分別與海水泵2、每個管路上的控制閥連接。控制系統9根據用戶使用工況，控制海水泵2的啟停和控制閥的啟閉，以實現燃油的裝載與補重消耗。控制閥布置在個管路中，材料選用耐海水腐蝕的鈦合金或B30材質，在本實施例中，控制閥為電動閥，可以由控制系統9統一控制，控制系統的驅動方式為液壓驅動。海水泵2可以使用一個或多個，對于系統而言沒有特殊要求，流量按照柴油機用油速度進行選型，揚程根據系統阻力進行匹配，海水泵從海洋中抽取海水，送入艙體內以提供整個燃油艙的動力和海水(補重源)。
[0021]如圖1所示，裝載消耗管路上串接有油水分離裝置8，油水分離裝置8與控制系統9連接，可以對從油艙中輸出的燃油進行油水分離凈化，保證送往柴油機的燃油品質。
[0022]如圖1所示，所有分艙區內分別設置有測深尺7，與每個分艙區內部的測深尺接口相連，用于觀察艙內的燃油剩余量。
[0023]如圖2?圖4所示，內部分區的艙體I為本發明的核心部件,艙體I的容積可根據用戶的燃油量和補重量進行設定，分區數量可以根據燃油品質進行設計，原則上分區越多，燃油輸送的品質越好，但過多會給系統維護帶來困難，因此在本實施例中，艙體I內部通過兩個相互垂直的水密隔壁10分隔成4個豎直的分艙區，依次為首艙區11、第一中間艙區13、第二中間艙區14和尾艙區12，水密隔壁10為金屬板材，可以使各分艙區之間保持水密，首艙區11通過第一轉移管61與第一中間艙區13連通，第一中間艙區13通過第二轉移管62與第二中間艙區14連通，第二中間艙區14通過第三轉移管63與尾艙區12連通，第一轉移管61的上端開口位于首艙區11的頂部且距離頂部，下端開口位于第一中間艙區13的底部，第二轉移管62的上端開口位于第一中間艙區13的頂部，下端開口位于第二中間艙區14的底部，第三轉移管63的上端開口位于第二中間艙區14的頂部，下端開口位于尾艙區12的底部。
[0024]本發明的運行流程主要分為兩個階段:第一階段為燃油裝載階段，利用岸上燃油駁運泵直接將燃油壓入燃油艙，把艙內的海水(使用完燃油后狀態)從燃油補重管路壓到船外進行裝油，或者把艙內的空氣(建造后初始狀態)從通氣管路壓出進行裝油；第二階段為燃油使用階段，利用船上的海水泵從海底門抽水至補重管路，通過海水的壓力將燃油壓至柴油機用油模塊。
[0025]當艙內有海水需要進行燃油裝載(使用完燃油后狀態)的具體過程為:a)關閉通氣管路控制閥50，開啟裝載消耗管路控制閥30和補重管路控制閥40 ；b)岸上燃油駁運泵與裝載消耗管路3連接進行加油；c)由于燃油密度小于海水密度，燃油從裝載消耗管路3進入到尾艙區12的上端，將尾艙區12下端的海水通過轉移管6向下壓到上一個分艙區的上端，如此通過轉移管6依次將海水壓到首艙區11內，再通過首艙區11下端的補重管路4排到船外；d)燃油依次從尾艙區12至首艙區11依次裝滿，直至補重管路4排出燃油則裝載結束。
[0026]當艙內有空氣需要進行燃油裝載(建造后初始狀態)的具體過程為:a)關閉裝載消耗管路控制閥30，開啟通氣管路控制閥50和補重管路控制閥40 ；b)岸上燃油駁運泵與補重管路4連接進行加油；c)燃油進入到首艙區11的下端，將首艙區11上端的空氣通過轉移管6壓到下一個分艙區的下端，如此通過轉移管6依次將空氣壓到尾艙區12內，再通過尾艙區12上端的通氣管路5排出；d)燃油從首艙區11至尾艙區12依次裝滿，直至通氣管路5排出燃油則裝載結束。
[0027]燃油使用階段的具體過程為:a)關閉通氣管路控制閥50，開啟裝載消耗管路控制閥30和補重管路控制閥40 ;b)啟動海水泵抽送海水至補重管路4 ;c)由于海水密度大于燃油密度，海水通過補重管路4進入到首艙區11的下端，進而將燃油向上擠壓，通過轉移管6將燃油擠壓到下一個分艙區的下端，如此在燃油使用過程中通過轉移管6到將燃油依次壓到尾艙區12內，再通過尾艙區12上端的裝載消耗管路3輸送到柴油機用油模塊；d)消耗的燃油量用海水替代，因為兩者的密度差相對較小(約為150kg/m3)，可以實現補重均衡，保證船舶的重量重心可控。
[0028]本發明將艙體分隔為多個分艙區，以保證油水混合物在起始混合區域充分沉淀，不會影響到后面的流動區域，使得進入柴油機用油模塊的燃油更加純凈，保證燃油品質，裝載燃油時，若為使用完燃油后狀態，則利用岸上燃油駁運泵直接將燃油通過裝載消耗管路壓入尾艙區，因為海水密度比燃油密度大，燃油將海水壓到尾艙區底部，進而通過轉移管壓入上一個分艙區最終進入首艙區，首艙內的海水通過補重管路壓到船外，若為建造后初始狀態，則將燃油通過補重管路壓入首艙區的底部，首艙區頂部的空氣從轉移管進入下一個分艙區最終進入尾艙區，尾艙區內的空氣通過通氣管路壓出；使用燃油時，根據燃油消耗的體積，利用海水泵從海底門抽取等體積的海水進行補償，因為海水密度大于燃油密度，海水通過補重管路進入首艙區的底部，在燃油消耗的同時，通過海水的壓力將燃油通過轉移管從首艙區依次壓到尾艙區，保證最后的燃油全部進入尾艙區以給柴油機用油模塊供油。
[0029]本發明可以保證大型船舶在燃油使用的同時通過海水原位補重，解決了燃油消耗過多時的補重問題，減少了船舶航行過程重量重心的控制難度，保證船舶浮力平衡，提高了船舶航行的安全性，而且燃油艙通過內部串聯消耗與裝載，使得油水混合物在起始混合區域充分沉淀，不會影響到后面的流動區域，另外，燃油的純凈度除了通過內部結構保證外，還可通過油水分離裝置進一步凈化實現。
[0030]應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬于本發明所附權利要求的保護范圍。
【權利要求】
1.一種補重消耗燃油艙，包括艙體和海水泵，其特征在于:所述艙體內部分隔成多個豎直的分艙區，所述分艙區之間通過轉移管連通，所述轉移管的上端開口位于上一個分艙區的頂部，所述轉移管的下端開口位于下一個分艙區的底部，所述的分艙區包括有一個首艙區，所述首艙區為最上一個分艙區，所述首艙區的底部通過補重管路與海水泵連通，所述的分艙區還包括有一個尾艙區，所述尾艙區為最末一個分艙區，所述尾艙區的頂部通過裝載消耗管路與用油模塊連通，同時，所述尾艙區的頂部還通過通氣管路與大氣連通，所有管路上均串接有控制閥。
2.根據權利要求1所述的補重消耗燃油艙，其特征在于:所述補重管路的開口距離首艙區的底部15~25mm，所述通氣管路和裝載消耗管路的開口分別距離尾艙區的頂部15~25mm0
3.根據權利要求1所述的補重消耗燃油艙，其特征在于:所述轉移管的上端開口距離上一個分艙區的頂部15~25mm，所述轉移管的下端開口距離下一個分艙區的底部15~25mm0
4.根據權利要求1所述的補重消耗燃油艙，其特征在于:所述燃油艙還包括控制系統，所述控制系統分別與海水泵、每個管路上的控制閥連接。
5.根據權利要求1所述的補重消耗燃油艙，其特征在于:所述裝載消耗管路上串接有油水分離裝置。
6.根據權利要求1所述的補重消耗燃油艙，其特征在于:所述艙體內部通過水密隔壁分隔成多個豎直的分艙區。
7.根據權利要求1 所述的補重消耗燃油艙，其特征在于:相鄰兩個分艙區之間通過轉移管連通。
8.根據權利要求1所述的補重消耗燃油艙，其特征在于:所述艙體內部通過兩個相互垂直的水密隔壁分隔成4個豎直的分艙區，依次為首艙區、第一中間艙區、第二中間艙區和尾艙區，所述首艙區通過第一轉移管與第一中間艙區連通，所述第一中間艙區通過第二轉移管與第二中間艙區連通，所述第二中間艙區通過第三轉移管與尾艙區連通。
9.根據權利要求8所述的補重消耗燃油艙，其特征在于:所述第一轉移管的上端開口位于首艙區的頂部，下端開口位于第一中間艙區的底部，所述第二轉移管的上端開口位于第一中間艙區的頂部，下端開口位于第二中間艙區的底部，所述第三轉移管的上端開口位于第二中間艙區的頂部，下端開口位于尾艙區的底部。
10.根據權利要求1所述的補重消耗燃油艙，其特征在于:所有所述分艙區內分別設置有測深尺。
【文檔編號】B63B11/04GK104015875SQ201410269276
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月17日 優先權日:2014年6月17日
【發明者】任凡, 彭光明, 李志印, 楊懷德, 吳聲敏 申請人:中國艦船研究設計中心