一種抗沖擊、防傾覆、波浪能轉換的船舶附加裝置的制造方法
【專利摘要】一種抗沖擊、防傾覆、波浪能轉換的船舶附加裝置，包括設置在船體兩側的翼艙：所述翼艙設有固定在船體上的外板，所述外板與船壁構成頂端封閉、底端開口的空間結構，所述空間結構通過隔板將其上部空間分隔出若干密封的空氣艙室，空間結構的下部通過豎向或斜向隔板分隔出對應的單元艙室；所述單元艙室位于對應空氣艙室的下方，底部開口，上部通過單向進氣閥與對應的空氣艙室連通，所述單元艙室同時通過空氣導管與水面以上的外部空間連通；所述空氣艙室位于船體滿載吃水線以上，空氣艙室的出氣端通過氣體輸送管道與船體上的集氣或用氣設備連接，各空氣艙室的出氣端各自由單獨的氣體閥門控制。
【專利說明】
一種抗沖擊、防傾覆、波浪能轉換的船舶附加裝置
技術領域
[0001]本發明涉及船舶技術領域，具體為一種抗沖擊、防傾覆、波浪能轉換的船舶附加裝置。
【背景技術】
[0002]目前隨著經濟的發展，化石燃料日益短缺，占地球表面的71%的海洋中蘊藏著巨大的可再生能源，大力開發和利用海洋能源成為了各沿海國家的重要戰略性轉折。海面的波浪被人們比喻成大海的呼吸，在這起伏的波浪中蘊藏著巨大的能量資源，波浪能具有能量密度高、分布面廣等優點，是一種取之不竭的可再生清潔能源。但與此同時，風浪中航行的船舶將產生大幅橫搖運動，并有可能導致傾覆，由于船舶傾覆造成重大的財產損失和人員傷亡事件時有發生。有關船舶事故的研究，尤其是如何防止諸如傾覆等惡性事故的研究越來越引起人們的重視。
【發明內容】
[0003]針對現有技術存在的問題，本發明的技術目的是提供發一種抗沖擊、防傾覆、波浪能轉換的船舶附加裝置，本發明提供的技術方案為:
[0004]一種抗沖擊、防傾覆、波浪能轉換的船舶附加裝置，其特征在于，包括設置在船體兩側的翼艙:
[0005]所述翼艙設有固定安裝在船體上的外板，所述外板與船壁構成頂端封閉、底端開口的空間結構，所述空間結構通過隔板將其上部空間分隔出若干密封的空氣艙室，空間結構的下部通過豎向或斜向隔板分隔出對應的單元艙室；
[0006]所述單元艙室位于對應空氣艙室的下方，底部開口，上部通過只向空氣艙室進氣的單向進氣閥與對應的空氣艙室連通，所述單元艙室同時通過空氣導管與水面以上的外部空間連通，所述空氣導管上設有只向單元艙室方向進氣的單向進氣閥；
[0007]所述空氣艙室位于船體滿載吃水線以上，空氣艙室的出氣端通過氣體輸送管道與船體上的集氣或用氣設備連接，各空氣艙室的出氣端各自由單獨的氣體閥門控制。
[0008]在上述方案的基礎上，進一步改進或優選的技術方案還包括:
[0009]分隔出單元艙室的隔板優選設置為斜插板，所述斜插板內接船壁，外接所述外板，頂部向船尾方向傾斜(或者說底部向船頭方向傾斜)。所述斜插板優選采用聚氨酯板。
[0010]所述外板與空氣艙室的底部隔板優選采用夾層板，由兩層鋼板和填充在兩鋼板之間的聚氨酯夾層組成。
[0011]所述集氣或用氣設備包括通過加熱氣體增壓的增加艙，以滿足不同用氣設備的壓力需求。
[0012]所述空氣艙室中設有氣體壓力傳感器。
[0013]所述集氣或用氣設備包括設置在船體尾部的推進機構，所述推進機構包括兩路以上的噴氣尾管，每路噴氣尾管由單獨的氣體閥門控制開閉，且各噴氣尾管上均設有注水口及控制注水口開閉的液體閥門，所述注水口及液體閥門設置在氣體閥門的下游管道上。所述推進機構優選采用矢量推進機構，在某些情況下，可代替尾舵調整船舶航向。
[0014]所述集氣或用氣設備包括設置在船體兩側中部的噴氣管，所述噴氣管噴口向下，當船體發生側傾時，控制相應的噴氣管向水面噴氣，輔助扶正船體。
[0015]本發明裝置用在船舶上，當船舶發生側傾時，船舶傾倒一側單元艙室內的空氣受到壓縮，產生一個向上的力，輔助船體回復正浮狀態，起到減搖緩沖的作用，提高船體穩定性。同時，單元艙室內被壓縮的空氣通過單向進氣閥進入到空氣艙室內被收集，船體在波浪中航行，會不斷發生搖晃，空氣艙室在只進氣不出氣的情況下不斷增壓所形成的壓縮空氣可用作船舶的推進動力，或通過增壓提供給其它用氣設備使用，環保節能。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明裝置的橫向剖視圖；
[0017]圖2是本發明裝置的縱向剖視圖；
[0018]圖3是圖2船尾部分的局部放大圖；
[0019]圖4是示意本發明裝置空氣艙室分布的俯視圖；
[0020]圖5是圖4的局部放大圖；
[0021]圖6是本發明噴氣尾管的結構示意圖；
[0022]圖7是本發明所用聚氨酯夾層板的示意圖；
[0023]圖8是本發明所用斜插板的聚氨酯板材的示意圖；
[0024]上圖中:1-外板，2-斜插板，3-斜插板底部，4-空氣艙室底部隔板，5-空氣導管，6-單向進氣閥，7-單向進氣閥，8-氣體輸送管道，9-半圓管加強構件，10-空氣導管連接口，11-電子閥，12-電子閥，13-電子閥，14-電子閥，15-高壓氣體，16-聚氨酯板材，17-鋼板，18-聚氨酯填充材料，19-噴氣尾管，20-分段縫，21-分艙板，22-二級增壓艙，23-中部噴氣管，24-供氣管，25-上甲板，26-船體。
【具體實施方式】
[0025]為了闡明本發明的技術方案及技術目的，下面結合附圖及具體實施例對本發明做進一步的介紹。
[0026]如圖1至圖8所示，一種抗沖擊、防傾覆、波浪能轉換的船舶附加裝置，包括設置在船體26兩側的翼艙、船體26兩側的中部噴氣管23、設置在船體26尾部的推進機構等組成部分。
[0027]所述翼艙包括外板1，所述外板I沿船體縱向方向延伸，頂部固定在船體上，板體傾斜，與船壁構成頂端封閉，底端開口，橫截面為類三角形狀的空間結構。所述空間結構通過隔板將其上部空間分隔出若干密封的空氣艙室，所述隔板包括空氣艙室底部隔板4及垂直于底部隔板的分艙板21，所述空間結構的下部通過斜插板2分隔出對應的單元艙室。
[0028]所述單元艙室位于對應空氣艙室的下方，底部開口，上部通過只向空氣艙室進氣的單向進氣閥6與對應的空氣艙室連通，所述單向進氣閥6設置在空氣艙室底部隔板4上。所述單元艙室同時通過空氣導管5與水面以上的外部空間連通，所述空氣導管的進氣口 10設置在靠近上甲板25的位置，該進氣口 10設有只向單元艙室方向進氣的單向進氣閥7。
[0029]所述空氣艙室位于船體滿載吃水線以上，艙室中設有氣體壓力傳感器，空氣艙室的出氣端通過氣體輸送管道8與二級增加艙22、所述推進機構分別連接，所述中部噴氣管23或船上其它用氣設備與所述二級增加艙22連接，各空氣艙室的出氣端各自設有單獨的氣體控制閥門。
[0030]所述斜插板2內接船壁，外接外板I，頂部向船尾方向傾斜，一般可設置在45度左右。所述斜插板2優選具有良好抗沖、擊防腐蝕性能且質量輕的聚氨酯板材16，所述外板I與空氣艙室底部隔板4均采用SPS夾層板，鋼板17之間填充質量較輕且有良好抗沖擊能力的聚氨酯材料18，以減輕本裝置的重量并提高抗沖擊能力。
[0031]所述推進機構包括兩路以上的噴氣尾管19，每路噴氣尾管由單獨的氣體閥門控制開閉，輪流工作，且各噴氣尾管19上均設有注水口及控制注水口開閉的液體閥門，所述注水口及液體閥門設置在氣體閥門的下游管道上。如圖6所示，當電磁閥11開啟時，電磁閥12與電磁閥13關閉，電磁閥14打開，從空氣艙室輸出的高壓氣體15將上方導管內的水體噴出，下方導管打開電子閥14注水;隨后電子閥13打開，電子閥11與14關閉，電子閥12打開，高壓氣體15將下方導管內的水體噴出，上方導管打開電子閥12注水，之后往復循環。噴氣尾管氣體進口到噴口處直徑漸小，以提高推力。本發明裝置以此機構實現將波浪能產生的高壓氣體轉化為船舶的推動力。所述噴氣尾管19可設計為矢量尾噴，用于控制船舶航向。
[0032]船舶在海面上隨波浪上下起伏時，經過受力分析，當波浪上升，波浪作用于斜插板2的力分解為沿船舶垂向和縱向的兩個分力，縱向的分力會推動船舶前進，并且此時壓縮了單元艙室即空氣艙室底部隔板4下方的空氣，壓縮空氣通過單向進氣閥6進入到空氣艙室，空氣艙室內氣壓驟增，通過氣體輸送管道8將各空氣艙內的高壓氣體輸送到船舶尾部，作為推進動力。同時為了使推進動力穩定，可通過氣體壓力傳感器實時監控各空氣艙室內的氣壓，每一次推進都打開相同數量的氣壓達到預設值的空氣艙室，使動力恒定。本發明裝置末端還設置二級增壓艙22，通過電加熱方式二次增加氣體壓力，以滿足不同用氣設備的需求。此外，設置在船體兩側的中部噴氣管23噴口向下，當船舶發生側傾時，可通過傳感器控制側傾一側的中部噴氣管23向水中噴氣，用于減搖扶正船體。當波浪下降，外部空氣經單向進氣閥7通過空氣導管5補充至所述單元艙室，以此實現空氣的往復循環，吸收轉化波浪能為船舶的動能。此外，當船內設備需要供氣時，二級增壓艙22中控制噴氣管的電子閥關閉，控制供氣管電子閥打開，通過供氣管24向船內設備輸送高壓氣體，進一步合理的利用波浪能。當空氣艙室內氣壓達到一定值時，也可通過氣體輸送8，向二級增壓艙供氣，進一步提高供氣的延續性。
[0033]本發明裝置生產制造時，外板I上端與上甲板25焊接，并采用圓弧過渡，防止應力集中。斜插板底部3設計為流線型，減小阻力。斜插板2的頂板與空氣艙室底部隔板4相接。空氣艙室底部隔板4水平設置，一側與船壁相接，一側與外板I相接，與船壁連接處采用半圓管加強構件9，減小應力集中，所述加強構件外部為鍍鋅鋼板，內部為聚氨酯泡沫填充材料。所述分艙板21從船舶分段縫中向外延伸分隔空氣艙室。
[0034]以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，本發明要求保護范圍由所附的權利要求書、說明書及其等效物界定。
【主權項】
1.一種抗沖擊、防傾覆、波浪能轉換的船舶附加裝置，其特征在于，包括設置在船體兩側的翼艙: 所述翼艙設有固定安裝在船體上的外板(I )，所述外板與船壁構成頂端封閉、底端開口的空間結構，所述空間結構通過隔板將其上部空間分隔出若干密封的空氣艙室，空間結構的下部通過豎向或斜向隔板分隔出對應的單元艙室； 所述單元艙室位于對應空氣艙室的下方，底部開口，上部通過只向空氣艙室進氣的單向進氣閥(6)與對應的空氣艙室連通，所述單元艙室同時通過空氣導管(5)與水面以上的外部空間連通，所述空氣導管上設有只向單元艙室方向進氣的單向進氣閥(7); 所述空氣艙室位于船體滿載吃水線以上，空氣艙室的出氣端通過氣體輸送管道與船體上的集氣或用氣設備連接，各空氣艙室的出氣端各自由單獨的氣體閥門控制。2.根據權利要求1所述的一種抗沖擊、防傾覆、波浪能轉換的船舶附加裝置，其特征在于，分隔出單元艙室的隔板為斜插板(2)，所述斜插板(2)內接船壁，外接所述外板，頂部向船尾方向傾斜。3.根據權利要求1所述的一種抗沖擊、防傾覆、波浪能轉換的船舶附加裝置，其特征在于，所述斜插板(2)為聚氨酯板。4.根據權利要求1所述的一種抗沖擊、防傾覆、波浪能轉換的船舶附加裝置，其特征在于，所述外板(I)與空氣艙室的底部隔板(4)均為夾層板，由兩層鋼板和填充在兩鋼板之間的聚氨酯夾層組成。5.根據權利要求1所述的一種抗沖擊、防傾覆、波浪能轉換的船舶附加裝置，其特征在于，所述集氣或用氣設備包括通過加熱氣體增壓的增加艙(22)。6.根據權利要求1所述的一種抗沖擊、防傾覆、波浪能轉換的船舶附加裝置，其特征在于，所述空氣艙室中設有氣體壓力傳感器。7.根據權利要求1-6中任一項所述的一種抗沖擊、防傾覆、波浪能轉換的船舶附加裝置，其特征在于，所述集氣或用氣設備包括設置在船體尾部的推進機構，所述推進機構包括兩路以上的噴氣尾管(19)，每路噴氣尾管由單獨的氣體閥門控制開閉，且各噴氣尾管(19)上均設有注水口及控制注水口開閉的液體閥門，所述注水口及液體閥門設置在氣體閥門的下游管道上。8.根據權利要求7所述的一種抗沖擊、防傾覆、波浪能轉換的船舶附加裝置，其特征在于，所述推進機構為矢量推進機構。9.根據權利要求1-6中任一項所述的一種抗沖擊、防傾覆、波浪能轉換的船舶附加裝置，其特征在于，所述集氣或用氣設備包括設置在船體兩側中部的噴氣管(23)，所述噴氣管(23)噴口向下。
【文檔編號】B63B39/08GK205524868SQ201620037636
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年1月15日
【發明人】陳立軍, 沈中祥, 鄧華, 王宏明, 趙春生, 陳磊, 張萬達, 徐福悅
【申請人】江蘇海事職業技術學院, 陳立軍