专利名称：多壳船舶的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种多壳海船，具体地说，本发明涉及一种多壳船舶中各个船壳之间的连接。
背景技术：
与单壳船舶相比，多壳船舶通常具有更好的机动性和更浅的吃水。然而，运输货物的多壳船舶并不常见，特别是在穿越海况比较恶劣的开阔水域的情况下更是如此。现有的大型多壳船舶存在下列问题在恶劣海况条件下，船壳之间的连接处以及船壳本身都会承受过大的应力；如果连接的不充分或者需要更多的结构重量来避免疲劳的话，这会导致疲劳。
在运输大量液体时，例如，液化石油气或液态化学物质，通常利用大型单壳船舶，这些大型单壳船舶是一种高效的运输工具，用来载运大量的液体，并不象多壳船舶那样承受那样大的应力。然而这些单壳船舶不适用于内河和沿海运输，因为它们吃水深。
因此，希望提供一种能够大量运输货物的船舶，制造和操作起来都很便宜，并能够在内河区域的浅水中自由航行，还希望这样的船舶能够在海况恶劣的开阔水域航行。
小型液化石油气运输船的现有结构经证明是不经济的，具体上说还没有船舶能够很好地适于在东南亚和太平洋岛屿的沿海区域分运液化石油气，那儿的吃水深度不超过四米。
还希望船舶的结构简单，以降低成本和减轻重量，因而会比普通的船舶吃水浅，并且能够以更低的成本运输同样数量的货物。
本发明的一个目的是通过提供一种吃水浅、机动性能好而能够在沿海水域航行的船舶来解决上面的问题。
本发明的另一个目的是建造一种没有上述缺点的船舶，将其设计为符合现有的船舶设计规程，包括那些运输液化石油气的船舶。
已经有人提出过许多非同寻常的船舶，例如，英国专利申请2058678和美国专利3447502都公开了一些筏型船舶，这些船舶具有一些总要沉入水中的船壳和同时要暴露在水面上的连接结构，有一些板状竖柱从船壳向上伸出，它们提供该船舶排水量的相当小的一部分。虽然据称达到了更小的劈波(wavemaking)阻力，对于某一个给定的总排水量；让船壳的主要部分总是沉入水中是不大象一个船壳部分没入水中的船舶那样适合达到吃水浅的效果。这些专利都没有公开船壳之间的相对活动的船舶。实际上，于具有柔性或铰接连接结构的船舶相比，刚性船壳连接结构总是更沉重、排水量更大和吃水更深。
专利文献WO91/11359公开了另一种有些不同的造船方法，具体说公开了一种淹到水中的很长的壳型筏船舶，达到了所要求的排水量但吃水浅，劈波阻力小并有一定的劈波(wave piercing)能力。但是没有公开船壳间的柔性连接结构，作为降低总结构重量和排水量的方式。对于给定的载货量来说，与船壳间柔性连接的船舶相比，刚性连接结构和很长的船壳可能会导致更重的结构重量和更深的吃水量。
还有人提出某些多壳船舶，允许船壳间相对活动，其中一个例子是WO97/02982，公开了一种小型船舶，具有两个船壳或平底壳，并且是柔性横轴元件式连接结构。这些连接结构可以快速连接到平底壳上，并在平底壳之间直接延伸而不是在平壳底上方连接。法国专利文献2546474公开了一种高速水艇，其支撑浮舱用连接结构连接到一个中央模件上，这些连接结构很明显是具有柔性的并枢转式连接到浮舱上，因此，浮舱之间可相对活动。德国专利文献DE2331386A1公开了一种相似的船舶，且浮舱是由柔性挑梁(例如玻璃纤维)支撑的，且流体式减振器枢转式安装到浮舱上来抑制相对活动。
专利文献DD301687A7公开了另一种多壳船舶，可允许船壳之间有一些相对活动。该船舶具有两个壳和一个看起来象刚性的连接结构，船壳之间的相对运动是由弹性插接装置实现的，这些插接装置连接着那些连接结构的腿和船壳，那些插接装置装在船壳上的竖井中。
英国专利文献2152440A还公开了另一种多壳船舶，该船舶的连接结构有一些柔性变形由此达到船壳之间的相对活动。连接结构和船壳之间的连接不完全是刚性的，有一条竖直轴线穿过连接点，通过环绕该竖直轴线转动一些和全部船壳来使船舶转向和驾驶。该专利文献没有明确公开水平式长型船壳。恰恰相反，其中图式的船壳是竖长型的水翼状，这显然不适于在浅水航行。
专利文献EP0050685A公开了一种具有柔性连接框架的筏型船舶。为了组装这样的船舶，框架中相互连接的部件插进船壳上侧的插座中，这些船壳的截面是圆形的。框架和船壳之间的连接并不能确保框架的柔性变形在连接处比其它地方更低。没有公开适于运输货物的船壳。
发明内容
本发明提供一种货运船舶，具有若干个有至少两个连接结构连接起来的货运船壳，其特征在于每个连接结构包括从所述船壳上立起的腿，所述腿与船壳是刚性连接的，连接结构至少部分上是可柔性变形的，因此，船壳可以在预定的范围内相对活动。
也就是说，一方面，本发明不是用铰接头，圈簧之类的机构实现船壳之间的相对活动，而是用船壳之间的连接结构的柔性变形来实现相对活动能力的。另一方面，不拟使用完全刚性的连接结构。现在大家认为具有可活动部件的机构几乎仅限于比较小的船只，而刚性连接结构要么很笨重要么很复杂。
一个具体的设计例子和船壳之间可相对活动的范围将在下文给出。但柔性变形和相对活动的可能范围可以依要使用的场合来确定，这个例子决不是为了限制本发明的范围。
最好，连接结构的刚度分布为船壳之间的相对活动是由连接结构的柔性变形实现的，相对活动的大部分发生在远离腿和船壳连接之处的地方。
在本发明的一个优选实施例中，船壳的数量是2个。但是也可用多于两个的船壳。
更好的是，连接结构中的至少一个是从下列结构中选取的门式框架；A形框架；倒“U”形结构，其中腿是由一个拱形件连接起来的；和倒“V”形结构，其中的腿形成倒“V”形。
每一个连接结构位于一个平面内。这样的结构建造起来比较方便和简单。连接结构的所处的平面彼此不平行。除了可以获得足够的刚度和强度以及良好的受力分布之外，其它的原因是为了减小船舶的整体高度和因此提高稳定性。至少一个连接结构所处的平面与竖直方向成大约30度角。
在某些应用场合，包括漂浮式储罐，所述船舶是非自身推进的，而可由另外的船舶拖动的。
然而，至少一个船壳装有推进装置。所述推进装置从外侧固定连接到所述船壳上。对于其它某些大小船只，所述推进装置是Z型驱动。
根据需要，可以将一个桥模件固定连接到至少一个所述连接结构上。所述桥模件可以包含船员住处。
一个所述船壳可以包含至少一个装货仓。最好的是，一个所述船壳可以包含至少两个装货仓。所述每个船壳包含至少两个装货仓。
所述每个装货仓特别适用于装运和/或盛放液体货物。例如，一个所述装货仓可以适用于盛放液化石油气。
所述每一个船壳在长度方向上至少有一部分的截面是大致圆形的。这处结构有助于简化结构，也可以适用于压力容器的内壳，适用于盛装液化石油气之类的货物。总的来说，对于液体货物来说，船仓可方便地制成圆形截面，并安装到内部。内部装有船仓的船壳实际是双层的，它的一个很大的好处是在外壳意外破裂时可避免污染。为了减小阻滞，所述船壳可以按要求在一端或两端做成流线形。
在一个优选实施例中，所述船壳是分开的，间距为0.85到0.9倍的船壳直径。
在所述船壳之间可延伸有张力件，用于限制使用中的船壳相对于行驶方向的偏斜。
下面对照附图对本发明进行非限制性说明。
图1是本发明船舶的侧视示意图；图2是图1中的船舶主视示意图；图3是图1中的船舶后部侧视图，表示一种有代表性的腿/壳连接方式；图4是从船尾看图3所示的接头的侧视图；图5是图1中船壳中的侧视图，表示液化石油气船舱的位置；图6是本发明优选船舶的侧视示意图；图7是图6中的船舶主视示意图；图8是图6中的船舶局部侧视图，表示一种有代表性的腿/壳连接方式；图9是图6所示的连接部从船尾看的侧视10是图1中船舶的另一种腿/壳连接方式的透视图。
具体实施例方式
图1和图2表示一种本发明的船舶1。船舶1具有两个圆形截面的简状船壳2a和2b，船壳2a和2b用连接结构3和4相互固定在一起，船壳的腿5a和5b分别连接着船壳2a和2b上，还有一个拱形件6连接着腿5a和5b的上端。连接结构4也是一样的，但有腿其7a和7b，以及一个连接件8。连接结构3和4大体是平面状的，从图1中看的最清楚，连接结构的平面与竖直方向构成30度的角，连接结构在其上端离得最远。需要强调指出的是，连接结构的具体放置方式是可以任选的，把两个连接结构安排在相互不平行的平面内，有助于获得充足的稳定性、刚度、强度和良好的受力分布，而重量又不过大。
由波浪产生的水动力和船舶的运动(如果提供发动机的话)是由连接结构吸收的。
连接结构的尺寸、强度和刚性取决于船舶拟定服役的区域，例如，拟用于江河和港弯区域得，可以减小强度；在深海和沿海区域使用时则必须增加强度。连接结构6和8是拱形截面，然而根据船舶所需要的特性也可选择其它截面形状(例如，箱形或管形截面)，以便于建造起来更容易或者更省钱。从图10中可以更清楚的看到一个船尾腿/壳连接的例子，腿5a、5b和7a、7b从下端往上逐渐变细，在与船壳2a和2b的接连处尺寸最粗，腿5a、5b的腹板在钢板片9和10之间延伸，钢板片焊接在船壳2a和2b上，这是为了避免在连接处产生过度的应力集中(如在波浪中运行产生的应力)。另外，连接结构3和4的大部分柔性变形分布在上腿和连接结构上。以这种方式，就尽可能地减轻了腿和连接处的疲劳效应。在图10所示的例子中，在腿7a的翼板15上开有一个人孔。在此强调指出的是，图10所示的结构仅仅是一个例子，还有许多结构形式可用于减轻腿壳连接处的应力集中并确保柔性变形(包括因力矩产生的变形)分布在连接结构上而不是集中在连接处，并且使力矩分散开来。
船舶1在图示中没有推进系统，故适用于拖船或浮动储罐。然而也可以装备推进装置。图1和图2用虚线示出了一种推进方式，及提供了一种Z-驱动单元11a和11b，在船壳2a和2b上各连接一个。Z驱动单元推进装置其优点在于尽可能小的吃水深度是很重要的，并可简化船舶1的建造及维护，图1和图2中虚线试出了从连接结构上悬挂的一个桥状单元，这个桥状单元便于鸟瞰船舶及其周围环境，如果需要的话还可以入住船员。在这种自我推进方式的情况下，船舶可以使各个船壳2a和2b的一端或两端造成流线形，以减轻劈波阻力和形状阻滞。
船舶1可带有用于装运各种液体和液化物质的船舱。具体上说本发明的船舶特别适用于装运液化石油气和其它的液体产品。圆筒状船壳提供了一种高效的截面形状来安装液体或液化石油气储舱，这些储舱可以用船壳2a和2b中的适当的环形或者网状框架来支撑。
图5示出了怎样在船壳2a和2b中设置两个液化石油气储舱。每个液化石油气储舱包括一个从船壳2a或2b上伸出的穹顶22，还可以装上接口用于充灌和排空储舱，在穹顶22从船壳2a和2b伸出之处用已知的方式进行适当的密封。
在组装船壳之时，最好在船舶或者油舱上安装管道而伸出船壳之外，这个特点其实是液化石油气装运船按法规必须做到的。
在另一个实施例中(未视出)，在船壳和/或连接结构之间连接着缆索之类的张力件，设置缆索的目的是将船壳之间连接结构的柔性变形保持在设计范围内，例如，为了确保船壳不会歪斜出船舶前进方向的水平基准线。
每个船壳可装有自己的装卸设备，这些船壳上各自的装卸设备可以互相连接起来以提供一种内装的富余后备能力。
桥形模件12可以(居住区也可以)用铝之类的轻型材料制造。可以想象得到，桥形单元包括居住区，是和一个门架分开的并从其上弦挂下来的，这对连接结构的活动具有阻尼效果。
还可以预计到，可以用模件方式建造各种各样的结构单元，从而船舶可以用于做为浮动储罐或者分装油船。通过拆去挂桥和驱动单元，本发明可以改装为浮动储罐，这种船舶可以由现有的动力拖船来牵引。作为本发明船舶的一个具体实例，图1和图2所示的船舶1的尺寸已经确定适用于下列场合，货轮1拟承载约500吨液化石油气或类似液体的净承载量，如图6到9所示。
还可以预计到，船壳之间相对的运动量设计为45到75厘米之间。为了相对转动，船壳头部可以相对活动大约同样范围的距离。
这个例子(包括对相对活动能力范围的设计)，并不起限制本发明船舶的作用。
权利要求
1.一种货运船舶，其具有若干个由至少两个连接结构连接起来的货运船壳，其特征在于每个连接结构包括从所述船壳上立起的腿，所述腿与船壳是刚性连接的，连接结构至少部分上是可柔性变形的，因此，船壳可以在预定的范围内相对活动。
2.如权利要求1所述的货运船舶，其特征在于所述连接结构的刚度分布为船壳之间的相对活动主要是由连接结构的柔性变形实现的，相对活动的大部分发生在远离腿和船壳连接之处的地方。
3.如权利要求1或2所述的货运船舶，其特征在于所述船壳的数量是2个。
4.如权利要求1到3中的任意一项所述的货运船舶，其特征在于所述连接结构中的至少一个是从下列结构中选取的门式框架；A形框架；倒“U”形结构，其中腿是由一个拱形件连接起来的；和倒“V”形结构，其中的腿形成倒“V”形。
5.如权利要求1到4中的任意一项所述的货运船舶，其特征在于每一个连接结构大体上位于一个平面内。
6.权利要求5所述的货运船舶，其特征在于所述连接结构所处的平面彼此不平行。
7.权利要求6所述的货运船舶，其特征在于至少一个连接结构所处的平面与竖直方向成大约30度角。
8.如权利要求1到7中的任意一项所述的货运船舶，其特征在于所述船舶是非自身推进的，而可由另外的船舶拖动。
9.如权利要求1到7中的任意一项所述的货运船舶，其特征在于至少一个船壳装有推进装置。
10.如权利要求9所述的货运船舶，其特征在于所述推进装置从外侧固定连接到所述船壳上。
11.如权利要求9或10所述的货运船舶，其特征在于所述推进装置是Z型驱动。
12.如权利要求1到11中的任意一项所述的货运船舶，其特征在于具有一个与至少一个所述连接结构固定连接的桥模件。
13.如权利要求12所述的货运船舶，其特征在于所述桥模件包含船员住处。
14.如权利要求1到13中的任意一项所述的货运船舶，其特征在于每个所述船壳包含至少一个装货仓。
15.如权利要求1到14中的任意一项所述的货运船舶，其特征在于每个所述船壳包含至少两个装货仓。
16.如权利要求16所述的货运船舶，其特征在于所述每个船壳包含至少两个装货仓。
17.如权利要求14到16中的任意一项所述的货运船舶，其特征在于所述每个装货仓适用于盛放液化石油气。
18.如权利要求1到17中的任意一项所述的货运船舶，其特征在于所述每一个船壳在长度方向上至少有一部分的截面是大致圆形的。
19.如权利要求18所述的货运船舶，其特征在于所述船壳是分开的，间距为0.85到0.9倍的船壳直径。
20.如权利要求1到19中的任意一项所述的货运船舶，其特征在于包括有在所述船壳之间延伸的张力件，所述张力件适用于限制所述船壳相对于行驶方向的偏斜。
全文摘要
本发明提供一种货运船舶(1)，其具有若干个由至少两个连接结构(3、4)连接起来的货运船壳(2a、2b)，每个连接结构包括从所述船壳上立起的腿(5a、5b、7a、7b)，所述腿与船壳是刚性连接的。所述连接结构(3、4)包括可柔性变形部分，因此，船壳可以在预定的范围内相对活动。所述运动用于减少在海面上航行时的应力与应变。连接结构(3、4)的柔性变形允许船壳(2a、2b)的相对运动，每个连接结构中的所述柔性变形的大部分发生在远离腿(5a、5b、7a、7b)和所述船壳连接之处的地方。所述船舶(1)在同等负载量的情况下具有结构重量轻、吃水浅、成本低等特点，特别适合于在小港口装卸。
文档编号B63B1/14GK1599681SQ02823964
公开日2005年3月23日 申请日期2002年11月29日 优先权日2001年11月30日
发明者杰克·W·范迪克 申请人:杰克·W·范迪克