专利名称：自主式集装箱货船的制作方法
技术领域：
本发明涉及一自主式集装箱货船，该船可保证把集装箱从装配有装载和卸载装置的大港口运输到没有这类设备的小港口。
对于集装箱，应理解为不仅包括标准集装箱，而且还包括联运设备，尤其是活动箱和拖车，以及把散装货物装载到货舱里的范畴。
本发明尤其涉及中小系列的船，这些船可通过集装箱把货物从小港口运送到小港口。
所述系列的船可运送的最多集装箱数量为二、四、十、二十、三十、五十、一百。
所述船的一主要特征是其完全的自主性，即可以在水深较浅即小于4米且没有装卸装置的港口里装上或/和卸下集装箱。
事实上，商品运输是市场经济的一主要环节。
国际交流的全球化、政策的“即时”发展及快速反应的要求，使陆地运输不断增长，因而需发展危害环境且昂贵的公路设施。
因此，根据本发明的船的系列就是基于这种分析，考虑到开发公路运输和海河运输之间的互补性。
即保证从一级或二级港口开始的海上联系，以沟通在商品运输方面几乎或完全未开发的大量河港(ports d’irrigation)。
最终目的就是让公路运输公司从这些港口运走集装箱进行局部分配，以优化陆上联系的距离。
本发明的目的之一在于为公路运输公司提供一种“海河高速公路”式活动基础设施，作为对其拥有的公路网的补充。
第二个目的在于通过高频运送小量货物时，增强海洋—公路运输的反应能力。
第三个目的在于保证海河运输的极大作业自主性、码头到码头的路线优化及满足这些限制的卸载/装载系统。这一目的意味着相对于船只排水量，可以运输更多有效载荷。
第四个目的就是在可和陆运一较高下的服务条件和公里成本的条件下保证运输。
许多集装箱货船的集装箱运输容量大，吃水深度深，如Jane’sIntermodal Transportation(《简氏联合运输》)第315、338和341页中所描述的。在这些大容量的集装箱货船中，如ALIANCA BRASIL，其容量为2200只集装箱，速度为20.4节，长200.23米，吃水深度12.02米。最小的集装箱货船如HERA，容量为198只集装箱，速度12.5节，长88米，吃水深度4.6米。
这些集装箱货船一般停在装配有大型装卸装置的港口里卸货。可接收现有集装箱货船的港口并不多，且无法保证在货物使用地点附近交付货物。
另外，它在大部分港湾都不能逆水而上，无论如何，因为其吃水深度和水面上高度太大，更无法在运河中行驶，后一点尤其是因为有驾驶室、装卸装置，必要时还有雷达支柱。
此外，已知在专利US5359952里，描述了一种集装箱货船，它可在江河中航行，其驾驶室可收起，有一安放在分隔两货舱的甲板上的可收起的起重机。
但是，这种船有两个主要缺点，即它不能在海上航行，由于两货舱之间有装卸装置，可能会造成空间的浪费。
本发明的目的在于通过提出一种自主式集装箱货船来克服上面所述的缺点，这种船既可在江河、运河中航行，又能在海上行驶，并具备下列所有或部分可能性—它可以在较大的运河和海洋中航行，—它可实现联合运输，即从河港驶往海上、江河或运河中，无须预先投资装备港口起重机或很长的码头。
—它使通过海河途径的联合运输在经济上竞争性更强(因为它集运输和装载功能于一体)，—它优化了临界载重量(从经济上看)和运河中的船只的容量(在其限界之内)，—在运输路线的河运部分结束时，不必把集装箱转载到海轮上，—在运输路线的海运部分，在所述限界外的甲板上还可装载集装箱，这样，虽采用海河运输，也可提供和公路运输公司同样完善的服务。
根据本发明的自主式集装箱货船包括一船身、一驾驶台(passerelle)、若干动力装置、至少一个用来接收集装箱的货舱、这些集装箱的装卸装置、若干压载装置及特别包括驾驶台收起机构的可改变水面上高度的装置，其特征在于，它包括密封货舱盖板，其特征还在于，装卸装置由可在置于所述货舱两侧的轨道上活动的一起重机架构成，其特征还在于，它在货舱的一专用区里，包括该起重机架的若干收起机构，当所述起重机架不存放在里面时，该区还可接收集装箱。
根据一具体特征，货舱被一围槛所环绕，该围槛可避免货舱进水被淹，所述轨道安装在所述围槛上。
根据另一特征，一升降机保证将所述装卸装置和部分所述轨道收起。
根据另一特征，所述专用区在船尾驾驶台之后。
根据另一特征，船包括无线电探测装置如雷达的支柱的收起机构。
根据另一特征，船包括可支撑堆放于甲板上的集装箱的密封货舱盖板，这些盖板可由装卸装置操纵。
根据一特定特征，压载装置可补偿吃水深度和相应水面上高度的变化，这种变化与船在江河上容许的全部载重量的装载或卸载相应。
根据一附加特征，船有一双层船壳，压载装置由在所述船壳之间的若干室构成，所述室由泵供给或抽走水。
根据另一特征，所述压载装置的压载速度至少等于使用所述装卸装置来装载或卸载集装箱的速度。
根据一特殊特征，船有若干附加浮力容积，例如由一可充气浮体系统构成。这些可充气浮体可安放在船侧，以增加浮力惯性，以此限制装卸集装箱时船只的侧倾，增加稳度。
根据另一特征，船包括若干侧倾平衡装置，所述装置可能由一固体物体输送系统构成。该固体物体在船上移动，以补偿由于装卸作业造成的集装箱质量的移动。
根据另一特征，船包括若干船上设备的收起机构，所述船吃水深度大，一般约为几米。
根据另一特征，船包括若干安全装置，以及显示装置、警报装置或操纵装置，所述安全装置可确定障碍物下方的可通过高度值和船的水面上高度值，所述显示装置可显示与这些值相关的信息，所述警报装置在这些值彼此不相容时发出警告，所述操纵装置可控制全部或部分收起机构。
另外，该船的特征在于，它有若干动力装置，可保证船在港口里的机动灵活性，并保证船向船头或船尾推进。
根据另一特征，装卸装置的收起机构和货舱2的专用区15设置在驾驶台一侧，接收集装箱的货舱在驾驶台的另一侧。这种安排一方面可方便运输散装货物，另一方面，当装卸装置没收进专用区15里时，可从驾驶台4从专用区15上方看到船的前方。
根据本发明的船的系列包括可运输2至150只20英尺(6.058×2.438×2.591米)的ISO集装箱的船。
这些船的建造原理相同。因而，其构造按模块来进行。
这些原理可选择来应用在船身、动力装置、集装箱装卸装置及船只平衡装置中。
船身为单体式。
根据另一实施例，船身可以为双体式或前为单体式后为双体式的混合型船身，或为槽式船身(coque àtunnels)。
船的驱动由柴油发动机、轴系(ligne d’arbre)和螺旋浆来保证。
驱动还可以由一主动舵来保证(gouvernail actif)。
根据一个实施变型，驱动由一水力喷射推进器来保证。
根据另一实施变型，驱动由一喷射推进器来保证。
驱动还可由一直翼推进器来保证，比如VOITH-SCHNEIDER公司制造的名为“voith”的推进器。
驱动还可由SCHOTTEL公司制造的名为“POD azimutaux”的装置来保证。
动力装置可由柴油发动机、电动机或圆盘式发动机(moteurdiscoide)来带动。
结合这些不同特征，即构成该系列船的建造原理。
另外，船的建造成本必须能使投资方愿意放弃选择公路运输。
为此，经济上可行的技术解决方案必须具备以下特征。
相对于其排水量，船必须可运输大量有效负载。
设备必须尽可能具备多种用途，这意味着驱动、不同部件的收起及装卸使用共同动力。装卸装置至少部分地可同时在船上和陆地上使用，同时，动力装置一方面保证船在港湾、运河及港口里的巡航速度，另一方面，保证船在港口里的机动性。此外，船的平衡装置在装卸作业时发生作用。
根据本发明的系列船在下述领域里拥有完全的自主性—航行快速和慢速推进装置和海上导航装置，—船上生活船上设施可允许三五个船员在船上生活好几天，—装卸装卸装置可使船在没有装卸设备的港口装载、卸载集装箱，—平衡平衡系统保证船在航行中和装卸集装箱时的横向稳定，增强其稳度。
因此，本发明还涉及一根据本发明的自主式集装箱货船，这种集装箱货船包括一船身、一驾驶台、若干动力装置、至少一个用来接收集装箱的货舱、这些集装箱的装卸装置、若干压载装置及特别包括驾驶台收起机构的可改变水面上高度的装置，其特征在于，它包括密封货舱盖板，其特征还在于，货舱被一围槛所环绕，该围槛用来避免货舱进水被淹，另一方面，装卸装置由可在置于所述货舱每一侧的轨道上活动的起重机架构成，所述轨道设置于所述围槛上，其特征还在于，它在船尾驾驶台之后的一降低的甲板上有若干该起重机架的收起机构。
发明的其它优点和特征将在后文中参照附图，在对若干实施例进行描述中体现出来，附图中—
图1至图5为根据本发明的船在不同配置中的原理图，即图1为船空载航行于海上，图2和图3为船空载行驶在江河或运河中，
图4为船满载航行在江河或运河中，图5为船满载在海上行驶，—图6和图7示出了根据本发明的装卸装置的收起机构，—图8示出了根据本发明的船的剖面图，—图9示出了根据本发明的船的侧倾平衡装置—图10和图11示出了应用在本发明中的装卸装置的一实施例，图1至图5示出了根据本发明的船在不同配置中的原理图。
图1示出了根据本发明的船空载在海上行驶。该船有一船身1、至少一个用来接收集装箱13的货舱2、所述集装箱的装卸装置3、也称为驾驶台的控制室4、雷达天线6的支柱5。
集装箱装卸装置3由一龙门式吊车7和一起重机8构成，所述龙门式吊车有整个集装箱舱2长，所述起重机安装在龙门式吊车上，可把集装箱搬运到码头上。
有利的是，一地面装卸系统和所述装卸装置相连。这些装置比如可由通过起重机或装卸坡来卸载的自动搬运车构成。
另外，把集装箱放到停靠码头过程中，侧倾限制系统14与所述装卸装置相连接。
为遵守运河的航行限界、吃水深度和水面上高度，集装箱货船有—部件收起机构11、12，所述部件损失船的水面上高度，船航行于海上时它们必不可少，但在运河里高位时并非必需，所述部件在这里就是各支柱5、驾驶台4和装卸装置2，—压载装置，图中未按尺寸示出，它用以平衡水运货物，也即无论集装箱载量多大，均可使吃水深度和水面上高度保持恒定不变，—货舱2中的一个专用区15，当船在江河或运河上航行时，它接收整个装卸装置(龙门式吊车/起重机+自卸车(vehicule autonome))，以符合江河、运河的限界。
—龙门式吊车/起重机的升降机系统12。
该起重机架升降机系统仅由两纵向轨道的一部分构成，这部分轨道可降低放到货舱里。升降机机构结构紧凑，不会干扰下面的船体部分。它可由一传送装置、液压起重器系统或螺杆千斤顶系统构成。
两舷可由两机械联结或同步机构构成。
极端位置上的闭锁系统完善了该设备，以在静止阶段时卸去竖立马达的负荷。
当升降机锁闭在高位时，它可同时支撑起重机架、专用货舱盖板及放在甲板上的集装箱。
图6示出了根据第一实施例的起重机架的收起机构，在该实施例里，用来接收起重机架7的专用舱15设在船尾驾驶台4后，该专用舱的尺寸也适于存放集装箱。为更好理解本图，部分船壳被揭开了。
在该实施例里，船上的装卸系统7放低到专门接收它的舱15里。只有船有足够厚的接收升降机机构的侧船帮时，这种办法才可行。
所述舱最好在船尾、在由于有螺旋浆而外形升高的区里。这样就专留出装货的大货舱，有效容积因而最大化。
当升降机锁闭在高位时，它可同时支撑专用货舱盖板，以及起重机架或放在甲板上的集装箱。
升降机12有四根呈矩形放置的梁30，这些梁之间的自由空间可容三个40英尺的标准集装箱穿过。在这四根梁中，其中两根平行放置，它们分别支撑着一轨道31。这些侧轨道31必须安装在舱口围槛上，以当升降机在高位时，保证其和货舱2两侧的固定轨道17的连续性。
图7示出了根据第二实施例的起重机架的收起机构，在该实施例里，用来接收起重机架7的专用舱15在驾驶台4后，该专用舱的尺寸还适于存放集装箱。
当侧船帮较薄时，起重机架的升降机系统不再被安放在船帮的厚度里。
于是，纵向轨道32的两部分放低到船壳外、构成降低的甲板的后甲板33上，在结构中应力小的地方。
在这些条件下，既不存在结构的不连续性，也不存在舱口围槛的不连续性。
相应地，起重机架必须能够抵御海洋环境的侵蚀(因为它一直在外面)，后部结构必须要特别加强，以在港口或船闸作业时，能抵抗冲击。
这种方案非常适合于那些相对于起重机尺寸有巨大腔膛的船。
升降机由三根呈H型放置的梁34构成，在H型结构的两平行梁上分别放置一纵向轨道32，图中未示出的液压起重器也分别安放在这两根梁的每一根上。起重机架在低位时，局部地环绕部分船壳35。
在一可能的变型中，龙门式吊车的这两轨道是持续的。因而，龙门式吊车本身可选择为铰接插进两轨道之间，或绕一垂直轴旋转1/4圈。
为了达到上述作业自主性的目的，所述集装箱货轮另外还有足够的机动性，以在没有拖轮和操纵设备的情况下靠岸。
图4所示的船装配有密封货舱盖板16，它们借助装卸装置3被固定在一展开位置或一折迭式折拢位置上，在所述展开位置上，它们覆盖了几乎整个货舱2，在所述折拢位置，所述装卸装置3可进入整个货舱2里面。图1至图3和图5中没有示出这些板，以使图更简单，不显累赘。
货舱2的专用区15由机械化的密封货舱盖板16a所覆盖。在本发明的这一实施例里，没有规定装卸装置3可控制所述盖板16a，而所述装卸装置位于货舱2的专用区15里。
如图8所示，根据所述实施变型的船有一双层船壳1a、1b。
图3至图5所示尺寸的船可在12米船闸的运河上航行。
其主要尺寸如下长度99.90米宽度11.40米水面上高度海上8米运河中5.25米吃水深度 海上3.60米(满载时)运河中3米商业速度 海上12节运河中6公里/小时其载重量为集装箱(数量)货舱里2层60只集装箱甲板上30只集装箱(只在海上时)或满载重量海上1800吨运河中1200吨该船符合法国海洋运输法1987年11月23日颁布的有关船只安全的法令的附加条款及其后续修正案。
因此，船的一般情况如后文所述。
船为远洋船。它有一双层船壳1a、1b及若干密封货舱盖板16、16a。
集装箱舱2的尺寸足够在2层3列里装若干20至45英尺的ISO集装箱，空间不会有浪费。
如图10所示，装卸装置3主要用来在码头岸边和装集装箱的货舱之间来回搬运ISO集装箱。其构成为起重机架7，它可载着集装箱在货舱2两侧的轨道17上纵向移动，起重机8、9，其跨度约为10米，载重40吨。它可在有负载时旋转+/-90度，以把集装箱放置到停靠的码头上，可定向“吊钩”10，它悬吊在吊臂端，可抓住根据ISO标准的集装箱13的上角。
当放置或抓起集装箱13时，平衡装置14可消除船的侧倾，所述平衡装置由20吨重的物体构成，该物体相对于船在10米的距离上横向移动。
该系统只在装卸集装箱的那一时刻，来防止船侧倾。船的一般的平衡由压载系统来实施。
地面装卸系统由一已知类型的自动搬运车构成，后者由装卸装置卸下和装上。
如图1和2所示，起重机架组可通过升降机12收进后货舱2的专用区15里。
以尽量利用空间的有利方式，地面装卸系统放置在船最前端的货舱2收缩部分内。它通过起重机架装上船。
驾驶台4安装在一个越过其下方区域的可伸缩杆11上。竖起机构由液压起重器或螺杆千斤顶构成。平移时，驾驶台仍和船连接在一起(电动、液压……)。当船正常运行时，它可作垂直运动。
当船行驶在江河或运河上时，该可伸缩桅杆11可将驾驶台收起，通过驾驶台的这种变化，使船的与驾驶台有关的水面上高度足够小，同时若在海面上，允许从甲板上堆放的集装箱上面，即当一集装箱层安放在密封货舱盖板16上时，朝前看，桅杆18可向后翻转。
压载装置(21)由在双层船底(即外船壳和货舱之间)的若干室构成。这些室由船骨架构成。其数量足够实现分步调节每一室或空或满。
用作压载的流体为周围的水(海水或运河水)。
水的运动通过大流量泵和装配有阀门的管道来实施。
所有室全都装配有水位传感器。
船上装配有前、后、中吃水深度实时测量系统。该系统由6个水位传感器、集中器及复示器箱构成。
压载装置的控制和吃水深度的读数集中起来(对不同阀门进行比较甚至遥控，比较泵的控制)，由较少的负责调节的人员利用。
另外，当船在江河或运河上航行时，使用的安全装置与收起机构、尤其是驾驶台4的收起机构连接在一起，必要时，还和无线电探测装置支柱的收起机构连接在一起。
这些安全装置包括一障碍物尤其是桥的高度测量装置，和船的水面上高度或至少驾驶台桅杆位置的测量装置。此外，这些装置包括把这些值相互比较的装置，所述比较装置连接着一警告器和/或驾驶台可伸缩桅杆11的位置、及必要时其它桅杆位置的自动调节装置。
这样，当水面上高度大于桥下的可通过高度时，音响警告器响起，和/或控制可伸缩桅杆11和其它桅杆的位置，以使船的水面上高度小于桥下有效高度，和/或紧急停船。
所述压载装置的大小这样确定可补偿船在江河上时的容许载重量即约1200吨(+/-60只20吨集装箱13)，压载速度可使其能补偿自主模式下，即通过船上装卸装置进行的装载/卸载作业。
一方面，不管载重多少，它们都可令吃水深度和水面上高度保持恒定不变，另一方面，可消除掉一般的侧倾。
动力系统为电传动柴油机。它有一发电站、若干方位主推进器(propulseurs principaux azimutaux)和一艏柱推进器。
另外，必要的港口设施已尽量精简，因为必需的部件只有—水深至少3米的码头；—两个停泊船只用的系缆柱；—可走公路车辆的坚实地面。
码头可为桩基上一长约20米、容许荷载45吨的简单平台。
在海上，装卸装置不必一定收起。它们可存放在其专用货舱2里，为此，该货舱装配有自动盖板16a，也可存放在甲板上，此时专用货舱2可堆放集装箱13。
这种安排有三个优点。它可增加容载量，可保持装卸的自主性，并可不必使货舱盖板16a机械化。
事实上，货舱盖板只在船航行于海上时必需。如果船在海上时，起重机架仍留在甲板上，它总可以用来装卸货舱2的专用区15的盖板。
在此假设中，最好把用于收起的专用货舱安排在驾驶台后，以不遮挡从驾驶台朝前看的视野，当驾驶台在收起位置时，在非收起位置的装卸装置3于是可从驾驶台4上面经过。
当然，可对前面所述的实施例作多处修改，这并不超出本发明的范围。因此，集装箱的卸下可是轴向的，即在船首或船尾进行，以解决船离岸时的侧倾问题。
另外，装卸装置可以由如图11所示的双起重机架构成。这两个起重机安放在架的两侧。因此，相对于中央起重机，它们的跨度缩短1/3。只有在码头那面的起重机可把集装箱放到码头上去，另一起重机则只用来控制另一集装箱，以保持平衡。
此外，动力系统可使用带一轴系的一传统柴油发动机和螺旋浆后的一舵板式操纵机构。
权利要求
1.本发明的自主式集装箱货船，它包括一船身(1)、一驾驶台、若干动力装置、至少一个用来接收集装箱(13)的货舱(2)、这些集装箱的装卸装置(3)、若干压载装置(21)及特别包括驾驶台(4)收起机构(11)的可改变水面上高度的装置(11，12)，其特征在于，它包括密封货舱盖板(16)，其特征还在于，装卸装置(3)由可在置于所述货舱(2)每一侧的轨道(17)上活动的起重机架构成，其特征还在于，它在货舱(2)的一专用区里(15)包括该起重机架的收起机构(12)，当所述起重机架未存放在里面时，该区(15)还可接收集装箱(13)。
2.根据权利要求1所述的船，其特征在于，货舱(2)被一围槛所环绕，该围槛用来避免货舱进水被淹，所述轨道(17)安装在所述围槛上。
3.根据权利要求1或2所述的船，其特征在于，升降机(12)保证将所述装卸装置(3)和所述轨道(17)的一部分(31，32)收起。
4.根据权利要求1至3其中之一所述的船，其特征在于，所述专用区(15)在船尾驾驶台(4)之后。
5.根据权利要求1至4其中之一所述的船，其特征在于，它包括无线电探测装置如雷达的支柱(5)的收起机构。
6.根据权利要求1至5其中之一所述的船，其特征在于，密封货舱盖板(16)可支撑堆放在甲板上的集装箱。
7.根据权利要求1至6其中之一所述的船，其特征在于，密封货舱盖板(16)可由装卸装置(3)控制。
8.根据权利要求1至7其中之一所述的船，其特征在于，它包括密封货舱盖板(16a)，当所述盖板在展开位置时，它们覆盖住所述专用区(15)，当其在折拢位置时，则该区(15)被完全打开。
9.根据权利要求1至8其中之一所述的船，其特征在于，压载装置可补偿吃水深度和相应水面上高度的变化，这种变化和船在江河上时的所有容许载重量的装载或卸载相适应，其特征还在于，船有一双层船壳，压载装置(21)由在所述船壳之间的若干室构成，并由泵供给水或抽走水。
10.根据权利要求1至9其中之一所述的船，其特征在于，船有若干附加浮力容积，例如由一可充气浮体系统构成，这些可充气浮体可安放在船侧，以增加浮力惯性，以此限制装卸集装箱时船只的侧倾，增加稳度。
11.根据权利要求1至10其中之一所述的船，其特征在于，它包括若干安全装置，以及显示装置、警报装置或操纵装置，所述安全装置可确定障碍物下的可通过高度值，所述显示装置可显示与这些值相关的信息，所述警报装置在这些值彼此不相容时发出警告，所述操纵装置可控制全部或部分收起机构。
12.本发明的自主式集装箱货船，包括一船身(1)、一驾驶台、若干动力装置、至少一个用来接收集装箱(13)的货舱(2)、这些集装箱的装卸装置(3)、若干压载装置(21)及特别包括驾驶台(4)收起机构(11)的可改变水面上高度的装置(11，12)，其特征在于，它包括密封货舱盖板(16)，其特征还在于，货舱被一围槛所环绕，该围槛用来避免货舱进水被淹，另一方面，装卸装置(3)由可在置于所述货舱(2)每一侧的轨道(17)上活动的起重机架构成，所述轨道设置于所述围槛上，其特征还在于，它在船尾驾驶台(4)之后的一降低的甲板(33)上有若干该起重机架的收起机构(12)。
全文摘要
本发明的目的特别在于提出一自主式集装箱货船,根据本发明的自主式集装箱货船包括一船身、若干动力装置、若干装载和卸载装置,其特征在于,它包括若干压载装置和可不调节吃水深度改变水面上高度的装置(11,12,5)。
文档编号B63B1/10GK1380870SQ01801438
公开日2002年11月20日 申请日期2001年4月26日 优先权日2000年4月26日
发明者达尼埃尔·勒科兹 申请人:(由武装力量总代表代表的)法国国家