一种抗冲击、防倾覆、波浪能转换的船舶附加装置的制造方法
【专利摘要】一种抗冲击、防倾覆、波浪能转换的船舶附加装置，包括设置在船体两侧的翼舱：所述翼舱设有固定在船体上的外板，所述外板与船壁构成顶端封闭、底端开口的空间结构，所述空间结构通过隔板将其上部空间分隔出若干密封的空气舱室，空间结构的下部通过竖向或斜向隔板分隔出对应的单元舱室；所述单元舱室位于对应空气舱室的下方，底部开口，上部通过单向进气阀与对应的空气舱室连通，所述单元舱室同时通过空气导管与水面以上的外部空间连通；所述空气舱室位于船体满载吃水线以上，空气舱室的出气端通过气体输送管道与船体上的集气或用气设备连接，各空气舱室的出气端各自由单独的气体阀门控制。
【专利说明】
一种抗冲击、防倾覆、波浪能转换的船舶附加装置
技术领域
[0001]本发明涉及船舶技术领域，具体为一种抗冲击、防倾覆、波浪能转换的船舶附加装置。
【背景技术】
[0002]目前随着经济的发展，化石燃料日益短缺，占地球表面的71%的海洋中蕴藏着巨大的可再生能源，大力开发和利用海洋能源成为了各沿海国家的重要战略性转折。海面的波浪被人们比喻成大海的呼吸，在这起伏的波浪中蕴藏着巨大的能量资源，波浪能具有能量密度高、分布面广等优点，是一种取之不竭的可再生清洁能源。但与此同时，风浪中航行的船舶将产生大幅横摇运动，并有可能导致倾覆，由于船舶倾覆造成重大的财产损失和人员伤亡事件时有发生。有关船舶事故的研究，尤其是如何防止诸如倾覆等恶性事故的研究越来越引起人们的重视。
【发明内容】
[0003]针对现有技术存在的问题，本发明的技术目的是提供发一种抗冲击、防倾覆、波浪能转换的船舶附加装置，本发明提供的技术方案为:
[0004]一种抗冲击、防倾覆、波浪能转换的船舶附加装置，其特征在于，包括设置在船体两侧的翼舱:
[0005]所述翼舱设有固定安装在船体上的外板，所述外板与船壁构成顶端封闭、底端开口的空间结构，所述空间结构通过隔板将其上部空间分隔出若干密封的空气舱室，空间结构的下部通过竖向或斜向隔板分隔出对应的单元舱室；
[0006]所述单元舱室位于对应空气舱室的下方，底部开口，上部通过只向空气舱室进气的单向进气阀与对应的空气舱室连通，所述单元舱室同时通过空气导管与水面以上的外部空间连通，所述空气导管上设有只向单元舱室方向进气的单向进气阀；
[0007]所述空气舱室位于船体满载吃水线以上，空气舱室的出气端通过气体输送管道与船体上的集气或用气设备连接，各空气舱室的出气端各自由单独的气体阀门控制。
[0008]在上述方案的基础上，进一步改进或优选的技术方案还包括:
[0009]分隔出单元舱室的隔板优选设置为斜插板，所述斜插板内接船壁，外接所述外板，顶部向船尾方向倾斜(或者说底部向船头方向倾斜)。所述斜插板优选采用聚氨酯板。
[0010]所述外板与空气舱室的底部隔板优选采用夹层板，由两层钢板和填充在两钢板之间的聚氨酯夹层组成。
[0011]所述集气或用气设备包括通过加热气体增压的增加舱，以满足不同用气设备的压力需求。
[0012]所述空气舱室中设有气体压力传感器。
[0013]所述集气或用气设备包括设置在船体尾部的推进机构，所述推进机构包括两路以上的喷气尾管，每路喷气尾管由单独的气体阀门控制开闭，且各喷气尾管上均设有注水口及控制注水口开闭的液体阀门，所述注水口及液体阀门设置在气体阀门的下游管道上。所述推进机构优选采用矢量推进机构，在某些情况下，可代替尾舵调整船舶航向。
[0014]所述集气或用气设备包括设置在船体两侧中部的喷气管，所述喷气管喷口向下，当船体发生侧倾时，控制相应的喷气管向水面喷气，辅助扶正船体。
[0015]本发明装置用在船舶上，当船舶发生侧倾时，船舶倾倒一侧单元舱室内的空气受到压缩，产生一个向上的力，辅助船体回复正浮状态，起到减摇缓冲的作用，提高船体稳定性。同时，单元舱室内被压缩的空气通过单向进气阀进入到空气舱室内被收集，船体在波浪中航行，会不断发生摇晃，空气舱室在只进气不出气的情况下不断增压所形成的压缩空气可用作船舶的推进动力，或通过增压提供给其它用气设备使用，环保节能。
【附图说明】
[0016]图1是本发明装置的横向剖视图；
[0017]图2是本发明装置的纵向剖视图；
[0018]图3是图2船尾部分的局部放大图；
[0019]图4是示意本发明装置空气舱室分布的俯视图；
[0020]图5是图4的局部放大图；
[0021]图6是本发明喷气尾管的结构示意图；
[0022]图7是本发明所用聚氨酯夹层板的示意图；
[0023]图8是本发明所用斜插板的聚氨酯板材的示意图；
[0024]上图中:1-外板，2-斜插板，3-斜插板底部，4-空气舱室底部隔板，5-空气导管，6-单向进气阀，7-单向进气阀，8-气体输送管道，9-半圆管加强构件，10-空气导管连接口，11-电子阀，12-电子阀，13-电子阀，14-电子阀，15-高压气体，16-聚氨酯板材，17-钢板，18-聚氨酯填充材料，19-喷气尾管，20-分段缝，21-分舱板，22-二级增压舱，23-中部喷气管，24-供气管，25-上甲板，26-船体。
【具体实施方式】
[0025]为了阐明本发明的技术方案及技术目的，下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的介绍。
[0026]如图1至图8所示，一种抗冲击、防倾覆、波浪能转换的船舶附加装置，包括设置在船体26两侧的翼舱、船体26两侧的中部喷气管23、设置在船体26尾部的推进机构等组成部分。
[0027]所述翼舱包括外板1，所述外板I沿船体纵向方向延伸，顶部固定在船体上，板体倾斜，与船壁构成顶端封闭，底端开口，横截面为类三角形状的空间结构。所述空间结构通过隔板将其上部空间分隔出若干密封的空气舱室，所述隔板包括空气舱室底部隔板4及垂直于底部隔板的分舱板21，所述空间结构的下部通过斜插板2分隔出对应的单元舱室。
[0028]所述单元舱室位于对应空气舱室的下方，底部开口，上部通过只向空气舱室进气的单向进气阀6与对应的空气舱室连通，所述单向进气阀6设置在空气舱室底部隔板4上。所述单元舱室同时通过空气导管5与水面以上的外部空间连通，所述空气导管的进气口 10设置在靠近上甲板25的位置，该进气口 10设有只向单元舱室方向进气的单向进气阀7。
[0029]所述空气舱室位于船体满载吃水线以上，舱室中设有气体压力传感器，空气舱室的出气端通过气体输送管道8与二级增加舱22、所述推进机构分别连接，所述中部喷气管23或船上其它用气设备与所述二级增加舱22连接，各空气舱室的出气端各自设有单独的气体控制阀门。
[0030]所述斜插板2内接船壁，外接外板I，顶部向船尾方向倾斜，一般可设置在45度左右。所述斜插板2优选具有良好抗冲、击防腐蚀性能且质量轻的聚氨酯板材16，所述外板I与空气舱室底部隔板4均采用SPS夹层板，钢板17之间填充质量较轻且有良好抗冲击能力的聚氨酯材料18，以减轻本装置的重量并提高抗冲击能力。
[0031]所述推进机构包括两路以上的喷气尾管19，每路喷气尾管由单独的气体阀门控制开闭，轮流工作，且各喷气尾管19上均设有注水口及控制注水口开闭的液体阀门，所述注水口及液体阀门设置在气体阀门的下游管道上。如图6所示，当电磁阀11开启时，电磁阀12与电磁阀13关闭，电磁阀14打开，从空气舱室输出的高压气体15将上方导管内的水体喷出，下方导管打开电子阀14注水;随后电子阀13打开，电子阀11与14关闭，电子阀12打开，高压气体15将下方导管内的水体喷出，上方导管打开电子阀12注水，之后往复循环。喷气尾管气体进口到喷口处直径渐小，以提高推力。本发明装置以此机构实现将波浪能产生的高压气体转化为船舶的推动力。所述喷气尾管19可设计为矢量尾喷，用于控制船舶航向。
[0032]船舶在海面上随波浪上下起伏时，经过受力分析，当波浪上升，波浪作用于斜插板2的力分解为沿船舶垂向和纵向的两个分力，纵向的分力会推动船舶前进，并且此时压缩了单元舱室即空气舱室底部隔板4下方的空气，压缩空气通过单向进气阀6进入到空气舱室，空气舱室内气压骤增，通过气体输送管道8将各空气舱内的高压气体输送到船舶尾部，作为推进动力。同时为了使推进动力稳定，可通过气体压力传感器实时监控各空气舱室内的气压，每一次推进都打开相同数量的气压达到预设值的空气舱室，使动力恒定。本发明装置末端还设置二级增压舱22，通过电加热方式二次增加气体压力，以满足不同用气设备的需求。此外，设置在船体两侧的中部喷气管23喷口向下，当船舶发生侧倾时，可通过传感器控制侧倾一侧的中部喷气管23向水中喷气，用于减摇扶正船体。当波浪下降，外部空气经单向进气阀7通过空气导管5补充至所述单元舱室，以此实现空气的往复循环，吸收转化波浪能为船舶的动能。此外，当船内设备需要供气时，二级增压舱22中控制喷气管的电子阀关闭，控制供气管电子阀打开，通过供气管24向船内设备输送高压气体，进一步合理的利用波浪能。当空气舱室内气压达到一定值时，也可通过气体输送8，向二级增压舱供气，进一步提高供气的延续性。
[0033]本发明装置生产制造时，外板I上端与上甲板25焊接，并采用圆弧过渡，防止应力集中。斜插板底部3设计为流线型，减小阻力。斜插板2的顶板与空气舱室底部隔板4相接。空气舱室底部隔板4水平设置，一侧与船壁相接，一侧与外板I相接，与船壁连接处采用半圆管加强构件9，减小应力集中，所述加强构件外部为镀锌钢板，内部为聚氨酯泡沫填充材料。所述分舱板21从船舶分段缝中向外延伸分隔空气舱室。
[0034]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，本发明要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种抗冲击、防倾覆、波浪能转换的船舶附加装置，其特征在于，包括设置在船体两侧的翼舱: 所述翼舱设有固定安装在船体上的外板(I )，所述外板与船壁构成顶端封闭、底端开口的空间结构，所述空间结构通过隔板将其上部空间分隔出若干密封的空气舱室，空间结构的下部通过竖向或斜向隔板分隔出对应的单元舱室； 所述单元舱室位于对应空气舱室的下方，底部开口，上部通过只向空气舱室进气的单向进气阀(6)与对应的空气舱室连通，所述单元舱室同时通过空气导管(5)与水面以上的外部空间连通，所述空气导管上设有只向单元舱室方向进气的单向进气阀(7); 所述空气舱室位于船体满载吃水线以上，空气舱室的出气端通过气体输送管道与船体上的集气或用气设备连接，各空气舱室的出气端各自由单独的气体阀门控制。2.根据权利要求1所述的一种抗冲击、防倾覆、波浪能转换的船舶附加装置，其特征在于，分隔出单元舱室的隔板为斜插板(2)，所述斜插板(2)内接船壁，外接所述外板，顶部向船尾方向倾斜。3.根据权利要求1所述的一种抗冲击、防倾覆、波浪能转换的船舶附加装置，其特征在于，所述斜插板(2)为聚氨酯板。4.根据权利要求1所述的一种抗冲击、防倾覆、波浪能转换的船舶附加装置，其特征在于，所述外板(I)与空气舱室的底部隔板(4)均为夹层板，由两层钢板和填充在两钢板之间的聚氨酯夹层组成。5.根据权利要求1所述的一种抗冲击、防倾覆、波浪能转换的船舶附加装置，其特征在于，所述集气或用气设备包括通过加热气体增压的增加舱(22)。6.根据权利要求1所述的一种抗冲击、防倾覆、波浪能转换的船舶附加装置，其特征在于，所述空气舱室中设有气体压力传感器。7.根据权利要求1-6中任一项所述的一种抗冲击、防倾覆、波浪能转换的船舶附加装置，其特征在于，所述集气或用气设备包括设置在船体尾部的推进机构，所述推进机构包括两路以上的喷气尾管(19)，每路喷气尾管由单独的气体阀门控制开闭，且各喷气尾管(19)上均设有注水口及控制注水口开闭的液体阀门，所述注水口及液体阀门设置在气体阀门的下游管道上。8.根据权利要求7所述的一种抗冲击、防倾覆、波浪能转换的船舶附加装置，其特征在于，所述推进机构为矢量推进机构。9.根据权利要求1-6中任一项所述的一种抗冲击、防倾覆、波浪能转换的船舶附加装置，其特征在于，所述集气或用气设备包括设置在船体两侧中部的喷气管(23)，所述喷气管(23)喷口向下。
【文档编号】B63B39/08GK205524868SQ201620037636
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月15日
【发明人】陈立军, 沈中祥, 邓华, 王宏明, 赵春生, 陈磊, 张万达, 徐福悦
【申请人】江苏海事职业技术学院, 陈立军