船舶减摇装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及船舶【技术领域】，尤其涉及一种适用于大型船舶的船舶减摇装置。该减摇装置为在船体的两侧均设置有一个或多个缓冲吸能机构，通过该缓冲吸能机构能有效地缓冲、吸收、转化波浪对船体一侧的横向作用力，减小船舶横摇，保持船舶平稳航行，且有利于提高船舶载重吨位，提高船舶的安全性。
【专利说明】船舶减摇装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及船舶【技术领域】，尤其涉及一种适用于大型船舶且能保持船舶平稳航行的减摇装置。
【背景技术】
[0002]船舶在海上航行时，波浪力引起的船舶横摇、纵摇、首摇、横荡、纵荡、垂荡等六个自由度摇荡运动中，船舶横摇最易发生，摇荡幅值最大，对船舶安全的影响最为严重。因此船舶平衡最常用的措施是横摇减摇，所说船舶减摇转置通常即指船舶减横摇装置。
[0003]船舶横摇产生原因:船舶某一舷侧在波浪力作用下向对侧摇摆一定角度，船舶随之离开原来平衡位置绕船舶纵轴转动相同角度；当波浪力停止后，由于船舶具有稳定性，会产生复原力矩使船向原来平衡位置运动；当船回到平衡位置时，由于惯性的作用使船舶继续向这一舷侧摇摆；当惯性力被相应的复原力矩相互抵消时，船舶又在复原力矩作用下，向原来平衡位置运动；船舶就按照这样的运动规律，左右反复地摇摆，即船舶横摇。
[0004]目前世界上广泛采用的船舶横摇减摇装置主要有舭龙骨、减摇鳍、舵减摇、陀螺减摇、移动重物、减摇水舱、综合减摇等，分别简要介绍如下:
[0005]1、舭龙骨
[0006]早在19世纪初帆船时代，就已经开始使用舭龙骨来减小横摇，至今应用广泛。舭龙骨是沿着船长方向安装在船的舭部，在船舶横摇时扰动船体周围的流场，使船产生附加阻尼，并借以增加横摇阻尼；当船舶横摇时，舭龙骨产生与横摇方向相反的阻力，形成减摇力矩，一般可减小船舶横摇10-30%左右。它的缺点是装上舭龙骨会使船舶航行阻力略有增力口，一般使静水航速减小1_2%。
[0007]2、减摇鳍
[0008]减摇鳍是一种最常用的主动式减摇装置。减摇鳍系统一般由电气控制部分，转鳍的液压传动装置和机翼型的鳍构成。其以陀螺仪检测出船身的横摇角度，并产生控制信号，然后由电液动作装置控制减摇鳍的偏转角度和方向，由于船在前进时水流作用在减摇鳍面上产生力矩使船身的横摇减少。减摇鳍的最早专利于1889年由约翰.桑尼克罗夫特获得，至1923年日本原良信太郎设计了第一套减摇鳍并经装船试验得到了良好的减摇效果，1935年英国的布朗兄弟公司设计的“丹尼斯一布朗减摇鳍”成功地应用到一艘2200吨的海峡渡轮上，从此减摇鳍得到了广泛的应用。减摇鳍按照布置方式分为:固定式、收放式和折叠式减摇鳍。它的缺点除了对船舶产生附加阻力，装置比较复杂，制造成本和保养成本高，占用船舶吨位较多(如果采用液压传动机构，它的总重量可达到船舶排水量的10%)外，减摇鳍还有一个致命的缺点:只有船舶的航速较高时减摇鳍才可以有效地减摇，而船舶在低航速或零航速情况下，减摇鳍几乎不能进行减摇。近来出现了一种新的方法即采用特殊鳍形的减摇鳍来对零速或系泊状态下的船舶进行减摇。但是该技术存在动力消耗、磨损、撕裂和噪声等问题，最关键的还是零速减摇的能力问题，尚不能满足舰艇在海上作业时的要求。
[0009]3、舵减摇[0010]舵减摇是一项较新的减摇技术，最早由荷兰在20世纪70年代提出。由于舵水动力作用中心一般低于船舶重心，因此在操舵的时候不仅产生了用于控制航向的偏航力矩，同时也产生了横摇力矩；船舶的横摇周期一般在7-15秒之间,而艏艉摇一般在20-40秒之间，靠舵对横摇和艏艉摇响应的差异，控制舵角，可以达到一定的减摇效果。1972年,Cowley和Lambert探讨了用舵作为稳定装置的可能性，并在一艘商船上试验成功。80年代荷兰、瑞典等国家开展了舵减摇装置的研究。1984年，瑞典歌德堡船模实验水池开始研制型号为ROLL-NIX的舵减摇装置，到1990年已经生产60多套，安装在160-11000吨级的各种船舶上。舵减摇技术目前还在不断发展中，其主要的缺点是需要高速操纵器以及低船速时舵效较差。
[0011]4、陀螺减摇装置
[0012]利用陀螺转子产生阻摇的稳定力矩使舰艇减小摇摆，因造价昂贵未被广泛采用。
[0013]5、移动重物
[0014]通过移动相当于船舶排水量1-2%的固体重物来改变船体重心的位置，从而保证船舶的平稳性。它一般不会被单独使用以减小船舶横摇，大多数是对安装了舭龙骨的船舶在舵操作比较急的情况下进行辅助减摇。为了抵消由于操舵而产生的倾侧力矩，人们对质量块的移动常采取自适应控制。但由于该减摇手段需要较大的能量来移动固体重物，并且响应比较慢以及它需要占用一定的船内空间，故目前不经常被使用。
[0015]以上四种减摇装置从某种意义上讲有一个共性，都利用固体结构作为实现减摇的物质基础。此外还有一种利用液体水为物质基础实现减摇的装置，就是下述减摇水舱。
[0016]6、减摇水舱
[0017]减摇水舱的研究可以追溯到1860年，经历了一百多年的发展史，在20世纪50年代后，得到很大发展。减摇水舱可分为被动式、可控被动式和主动式三种。其基本原理是占用船内较大空间在船的两舷边设置两对水舱(约占整船排水量3-5%)，通过检测船的横摇角及横摇角速度选择不同水舱组合，控制阀的启闭，使水舱内水的横向流动周期和方向与船的摇摆运动周期同步，方向相反，从而达到削减横摇摇摆幅度的目的。减摇水舱的最大优点是可以应用于船舶低速航行时。被动式U型减摇水舱1911年由德国人佛拉姆提出，该技术在船舶谐摇周期附近有较好的横摇减摇效果，但在非谐摇区尤其是低频段区域，船舶的横摇不仅不减实际上有所增加，这一缺点限制了它的发展和应用。可控被动式减摇水舱是对被动式减摇水舱的一种改进，控制作用一般由两水舱之间的节流阀来实现，解决了被动式减摇水舱的一些固有问题。主动式减摇水舱是根据船舶的横摇运动状态，通过控制系统由泵将舱内的水主动快速地从一舷边舱打到另一舷边舱来抵消波浪力矩减小船舶的横摇运动幅值；可是，主动式水舱的控制一旦失灵，将导致船舶横摇急剧增加；主动式水舱一般可靠性尚较低，装置比较复杂，消耗功率大，实船使用尚较少。
[0018]7、综合减摇
[0019]对船舶采用两种或几种上述减摇装置进行综合减摇，以免采用单一减摇装置在功能上的局限性。综合减摇面临的主要问题是减摇成本的提高。综合减摇的例子如，九十年代中期投入服役的设计排水量约4万吨的法国“戴高乐”号航母，采用了舵和减摇鳍联合控制的横摇减摇方案，同时500吨重的质量块装在“戴高乐”号航母上作为“移动重物”辅助减摇。[0020]从以上对各种减摇装置的叙述中可见，固体和液体物质已在传统减摇技术中广泛采用，“气体”尚未参与其中；尽管“气体”与水上运输结缘甚早，远可追溯到千百年前的皮筏(筏型船)，而且“气体”现今业已成为航海技术热门课题之一，如气垫船。1953年，英国人C.库克雷尔创立气垫理论，1959年建成第一艘气垫船。气垫船是用大功率鼓风机持续不断地将空气压入船底下，以船底周围柔性围裙或刚性侧壁气封装置限制气体逸出，由高压空气在船底和水面(或地面)间形成气垫，使船体全部或部分垫升而实现高速航行的船，所以气垫船又叫“腾空船”。气垫船船身一般用铝合金、高强度钢或玻璃钢制造，船底围裙用高强度尼龙橡胶布制成，磨损后可以更换。气垫船按航行状态分为全垫升气垫船和侧壁式气垫船两种。全垫升气垫船航行时船体全部离开支承面，具有独特的两栖性和较好的快速性。侧壁式气垫船的船底两侧有刚性侧壁插入水中，首尾有柔性围裙形成气封装置，以减少空气外逸。航行时船体飘行于水面，不具备两栖性。由于侧壁式气垫船气腔中的空气不易流失，托力比全垫升式大，而且功率消耗小，适合建造大型船只，因而其军用价值颇受各国海军重视，认为它比全垫升式气垫船更有发展前途，美国海军甚至称这是“水面舰艇发展史上的一次重大革命”。当然无论筏型船或气垫船对航海技术的贡献都不在船舶减摇方面，但筏型船或气垫船中“气体”使船舶浮力托力增大、船体水阻相应减少和航行速度比同功率船舶加快，以及与气垫船研发有关的柔性围裙和刚性侧壁材质优化、寿命提高和水下更换围裙技术的进展等，对航海科学发展有积极意义。
[0021]随着航海科学快速发展，船舶减摇意义日益突显。船舶减摇不仅与人体生理反应有关，如船舶轻摇角度超过10°时乘员吃饭、睡觉及在船上走动会发生困难，船舶摇摆线加速度大于重力加速度的1/10时人晕船症加剧；船舶减摇更为船舶功能发展和船用装备现代化所必需，如舰载机起降、精密电子设备上舰等。而船舶横摇最易发生，幅值最大，安全隐患最严重，首当其冲。船舶减摇措施研讨中，专家指出，海上航行遇到突发情况需暂时躲避倾覆海难时，“减少船舶航向与波浪传播速度方向的夹角能极大减小船舶横摇”，即减小波浪对船舶横向作用力，优化船舶减摇装置仍然是关注点。
[0022]现有技术中各种减摇装置的减摇机制，发生于船舶在波浪对船舶横向作用力作用下开始向对侧横倾运动后，这些减摇装置或主动或被动地阻止船舶继续横摇。如果有一种新的减摇装置能够直接有效地缓冲、吸收、转化波浪对船舶一侧的横向作用力，将为船舶减摇开辟前景。
[0023]因此，针对以上不足，本实用新型提供了 一种船舶减摇装置。
实用新型内容
[0024](一)要解决的技术问题
[0025]本实用新型要解决的技术问题是提供一种船舶减摇装置，该减摇装置能有效地缓冲、吸收、转化波浪对船体一侧的横向作用力，减小船舶横摇，保持船舶平稳航行。
[0026](二)技术方案
[0027]为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种船舶减摇装置，该船舶减摇装置为在船体的两侧均设置有一个或多个缓冲吸能机构。
[0028]其中，所述缓冲吸能机构包括侧壁及弹性部件，所述侧壁的一端与船舶的舭部活动连接、另一端通过所述弹性部件与舷侧外板连接。[0029]其中，所述缓冲吸能机构包括侧壁及气囊，所述侧壁的一端与船舶的舭部活动连接，在所述侧壁与舷侧外板之间设有所述气囊。
[0030]其中，所述缓冲吸能机构包括侧壁、弹性部件及气囊，所述侧壁的一端与船舶的舭部活动连接、另一端通过所述弹性部件与舷侧外板连接；所述气囊设置于所述侧壁与舷侧外板之间。
[0031]其中，所述缓冲吸能机构还包括轨道，所述弹性部件安装于轨道内、并沿轨道移动。
[0032]其中，所述轨道上设有槽口，所述侧壁通过连接板与所述弹性部件连接，所述连接板沿所述槽口移动。
[0033]其中，在船体两侧相对的气囊通过连通管连通。
[0034]其中，所述连通管上还设有充气阀。
[0035]其中，当船体的一侧设置有多个缓冲吸能机构时，相邻的缓冲吸能机构的侧壁之间的连接部为柔性连接。
[0036]其中，在所述缓冲吸能机构的上方设有甲板外延部，所述甲板外延部的一端与上甲板连接、另一端连接有挡雨板。
[0037]其中，在所述侧壁与挡雨板之间还设有遮浪帘。
[0038]其中，在所述侧壁的外侧还设有框架，所述框架包括纵骨架及横骨架，所述纵骨架的两端分别固定于艏部及艉部，所述横骨架的一端固定于舭部、另一端固定于所述挡雨板上。
[0039](三)有益效果
[0040]本实用新型的上述技术方案具有如下优点:本实用新型通过在船体的两侧均设置有一个或多个缓冲吸能机构，通过该缓冲吸能机构能有效地缓冲、吸收、转化波浪对船体一侧的横向作用力，减小船舶横摇，保持船舶平稳航行，且有利于提高船舶载重吨位，提高船舶的安全性。
【专利附图】
【附图说明】
[0041]图1是本实用新型实施例一船舶减摇装置横截面的结构示意图；
[0042]图2是本实用新型实施例二船舶减摇装置横截面的结构示意图；
[0043]图3是本实用新型实施例三的船舶减摇装置横截面结构在船舶位于静水时的示意图；
[0044]图4是本实用新型实施例三的船舶减摇装置横截面结构在波浪开始作用于船舶一侧时的不意图；
[0045]图5是本实用新型实施例三的船舶减摇装置横截面结构在波浪作用下侧壁转向内侧时的不意图；
[0046]图6是本实用新型实施例三的船舶减摇装置横截面结构在波浪减退侧壁复位后的不意图；
[0047]图7是本实用新型实施例三的船舶减摇装置的立体示意图；
[0048]图8是图7中A处的局部放大示意图；
[0049]图9是本实用新型实施例三的船舶减摇装置在波浪作用下侧壁转向内侧时的立体示意图；
[0050]图10是图9中B处的局部放大示意图；
[0051]图11是本实用新型实施例三的船舶侧视的示意图；
[0052]图12是本实用新型实施例三的船舶俯视的示意图。
[0053]图中:1:侧壁；2:活动关节；3:框架；4:纵骨架；5:横骨架；6:上甲板；7:甲板外延部；8:挡雨板；9:航侧外板；10:腊部；11:舰部；12:气囊；13:开口 ；14:船体；15:弹性部件；17:轨道；18:槽口 ；19:连接板；21:遮浪帘；22:上部空间；23:艏；24:艉；26:透气孔；27:连通管；28:充气阀；30:连接部；31:船底；32:波浪；33:吃水线。
【具体实施方式】
[0054]下面结合附图和实施例对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
[0055]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0056]在本实用新型中，上甲板6为从艏23到艉24的最上层连续甲板；舭部为船底31与舷侧外板9的连接部；舷侧外板9为船体14的左右两个侧板。
[0057]实施例一
[0058]如图1、图8、图10、图11所示，本实用新型实施例一提供的船舶减摇装置，该船舶减摇装置为在船体(14)的两侧均设置有一个或多个缓冲吸能机构。所述缓冲吸能机构包括侧壁I及弹性部件15，所述侧壁I的一端(图示为下端)与船舶的舭部通过活动关节2连接、另一端(图示为上端)通过所述弹性部件15与舷侧外板9连接。所述侧壁I绕所述活动关节2转动，所述弹性部件15的一端(图示为内端)与舷侧外板9固定连接，另一端(图示为外端)与所述侧壁I连接。优选地，所述弹性部件15为螺旋压缩弹簧。
[0059]所述减摇装置能有效地缓冲、吸收、转化波浪对船体14 一侧的横向作用力，减小船舶横摇，保持船舶平稳航行。
[0060]所述缓冲吸能机构的上方设有甲板外延部7，所述甲板外延部7的一端(图示为内端)与上甲板6连接、另一端(图示为外端)连接有挡雨板8。
[0061]优选地，所述缓冲吸能机构还包括轨道17，所述弹性部件15安装于轨道17内、并沿轨道17移动。所述轨道17上设有槽口 18，所述侧壁I通过连接板19与所述弹性部件15连接，所述连接板19沿所述槽口 18移动。
[0062]所述弹性部件15伸缩运动限位于所述轨道17中，所述轨道17的走向与所述侧壁I绕其下端的所述活动关节2转动时所述侧壁I上端所经过的弧形轨迹相同，所述轨道17固定于所述甲板外延部7的下方；所述弹性部件15的一端(图示为内端)固定在所述舷侧外板9上相应的部位，所述弹性部件15的另一端(图示为外端)设有连接板19，所述连接板19可通过所述槽口 18与所述侧壁I上端活动连接，使所述侧壁I向内和向外转动时所述弹性部件15随之被压缩和伸展。
[0063]在所述侧壁I的外侧还设有框架3，所述框架3包括纵骨架4及横骨架5，所述纵骨架4的两端分别固定于艏部10及艉部11，所述横骨架5的一端固定于舭部、另一端固定于所述挡雨板8上。
[0064]所述框架3中的纵骨架4、横骨架5实体本身所占面积对所述纵骨架4、横骨架5之间空隙面积的比值很小，所述框架3对波浪阻拦作用很小，波浪可以穿过所述框架3的纵骨架4和横骨架5间大面积空隙，直接作用在所述侧壁I上。
[0065]在船舶一侧，所述侧壁I外靠于所述框架3，波浪传播速度方向朝向船舶这一侧，所述框架3对波浪几无阻拦，波浪穿过所述框架3的纵骨架4和横骨架5间的大面积空隙直接作用在所述侧壁I上，所述侧壁I在波浪力作用下以其一端(图示为下端)的所述活动关节2为轴向内转动，波浪作用在所述侧壁I上的外力被缓冲的同时，作用在所述侧壁I上的波浪所具有的能量转化为所述侧壁I向内转动的动能，减缓了波浪对船体14 一侧的直接冲击。所述侧壁I向内转动时所述弹性部件15被压缩变形，所述侧壁I向内转动的动能转化为弹性部件15变形能即弹力势能蓄存于所述弹性部件15中，所述侧壁I向内转动转速减缓、至停。随着所述侧壁I受到的波浪周期性作用力减退，蓄存于所述弹性部件15中的弹力势能转化为所述侧壁I向外转动的动能，所述侧壁I复位，外靠于所述框架3。如此循环往复。本实用新型减摇装置消耗、缓冲、转化波浪对船体(14)横向作用力，实现节能减摇。
[0066]实施例二
[0067]如图2、图5及图11所示，本实用新型实施例二提供的船舶减摇装置，该船舶减摇装置为在船体(14)的两侧均设置有一个或多个缓冲吸能机构。所述缓冲吸能机构包括侧壁I及气囊12，所述侧壁I的一端(图示为下端)与船舶的舭部通过活动关节2连接，在所述侧壁I与舷侧外板9之间设有所述气囊12。
[0068]所述减摇装置能有效地缓冲、吸收、转化波浪对船体14 一侧的横向作用力，减小船舶横摇，保持船舶平稳航行。
[0069]在船体(14)两侧相对的气囊12内侧囊壁上设有开口 13，两所述气囊12的所述开口 13通过连通管27相通，实现了船体(14)两侧相对的气囊12的连通。所述连通管27上设有充气阀28，通过所述充气阀28可以对所述气囊12进行充气。
[0070]所述缓冲吸能机构的上方设有甲板外延部7，所述甲板外延部7的一端(图示为内端)与上甲板6连接、另一端(图示为外端)连接有挡雨板8。所述甲板外延部7、挡雨板8、气囊12上方及舷侧外板9构成的空间为上部空间22。在所述侧壁I与挡雨板8之间还设有遮浪帘21 (图2未显示，参见图5)，所述遮浪帘21可以防止水进入。
[0071]在所述侧壁I的外侧还设有框架3，所述框架3包括纵骨架4及横骨架5，所述纵骨架4的两端分别固定于艏部10及艉部11，所述横骨架5的一端固定于舭部、另一端固定于所述挡雨板8上。
[0072]所述框架3中的纵骨架4、横骨架5实体本身所占面积对所述纵骨架4、横骨架5之间空隙面积的比值很小，所述框架3对波浪阻拦作用很小，波浪可以穿过所述框架3的纵骨架4和横骨架5间大面积空隙，直接作用在所述侧壁I上。
[0073]在船舶一侧，所述侧壁I外靠于所述框架3，波浪传播速度方向朝向船舶这一侧，所述框架3对波浪几无阻拦，波浪穿过所述框架3的纵骨架4和横骨架5间的大面积空隙直接作用在所述侧壁I上，所述侧壁I在波浪力作用下以其一端(图示为下端)的所述活动关节2为轴向内转动，波浪作用在所述侧壁I上的外力被缓冲的同时，作用在所述侧壁I上的波浪所具有的能量转化为所述侧壁I向内转动的动能，减缓了波浪对船体14 一侧的直接冲击。所述侧壁I向内转动挤压同侧所述气囊12，根据玻意耳-马略特定律其内气压升高，并由于气压传动的特点之一是极为迅速，通过所述连通管27气压传导对侧所述气囊12内气压也同步升高，船体14两侧舷侧外板9受到两侧所述气囊12的压力基本相同。所述侧壁I向内转动被所述气囊12缓冲的同时所述侧壁I向内转动的动能转化为气体压力势能蓄存于两侧所述气囊12中，所述侧壁I向内转动转速减缓、至停。随着所述侧壁I受到的波浪周期性作用力减退，蓄存于两侧所述气囊12中气体压力势能转化为所述侧壁I向外转动的动能，所述侧壁I复位，外靠于所述框架3。如此循环往复。本实用新型减摇装置消耗、缓冲、转化波浪对船体(14 )横向作用力，实现节能减摇。
[0074]实施例三
[0075]如图3-12所示，本实用新型实施例三提供的船舶减摇装置，该船舶减摇装置为在船体(14)的两侧均设置有一个或多个缓冲吸能机构。所述缓冲吸能机构包括侧壁1、弹性部件15及气囊12，所述侧壁I的一端与船舶的舭部通过活动关节2连接、另一端通过所述弹性部件15与舷侧外板9连接；所述气囊12设置于所述侧壁I与舷侧外板9之间。
[0076]所述减摇装置通过弹性部件15和气囊12能有效地缓冲、吸收、转化波浪对船体14一侧的横向作用力，减小船舶横摇，保持船舶平稳航行。
[0077]所述缓冲吸能机构的上方设有甲板外延部7，所述甲板外延部7的一端(图示为内端)与上甲板6连接、另一端(图示为外端)连接有挡雨板8。所述甲板外延部7、挡雨板8、气囊12上方和舷侧外板9构成的空间为上部空间22。
[0078]在所述侧壁I与所述挡雨板8之间还设有遮浪帘21，所述遮浪帘21由尼龙橡胶布制作，可以阻挡、防止海浪和/或雨水浸入所述减摇装置。在所述甲板外延部7上还设有透气孔26，所述透气孔26用于连通上部空间22与大气，其孔口设有空气过滤和防尘设施。
[0079]优选地，所述缓冲吸能机构还包括轨道17，所述弹性部件15安装于轨道17内、并沿轨道17移动。所述轨道17上设有槽口 18，所述侧壁I通过连接板19与所述弹性部件15连接，所述连接板19沿所述槽口 18移动。
[0080]所述弹性部件15伸缩运动限位于所述轨道17中，所述轨道17的走向与所述侧壁I绕其下端的所述活动关节2转动时所述侧壁I上端所经过的弧形轨迹相同，所述轨道17固定于所述甲板外延部7的下方；所述弹性部件15的一端固定在所述舷侧外板9上相应的部位，所述弹性部件15的另一端设有连接板19，所述连接板19可通过所述槽口 18与所述侧壁I上端活动连接，使所述侧壁I向内和向外转动时所述弹性部件15随之被压缩和伸展。
[0081]所述气囊12由具有一定弹性高强度尼龙橡胶布之类材质制成，充以一定气压的空气或氮气。所述气囊12内侧壁上设有开口 13 ;在船体14两侧相对的两气囊12之间设有连通管27与两侧所述气囊12的所述开口 13相通，实现了船体14两侧相对的气囊12的连通。所述连通管27上设有充气阀28，通过所述充气阀28可以对所述气囊12进行加压充气。所述连通管27由优质钢管构成，其管径和数量以确保两侧所述气囊12之间气压迅速传导为准；所述连通管27设置于横贯船体14的舱壁中或其近旁，以少占用船体14内舱室空间；构成所述连通管27的钢管也起到增加船体横向强度的作用。
[0082]当船体14两侧设置有多对缓冲吸能机构时，同一侧相邻的缓冲吸能机构的所述侧壁I之间的连接部30为以具有一定弹性和伸缩性的材质构成的柔性连接。所述侧壁I与艏部10之间和所述侧壁I与艉部11之间亦以具有一定弹性和伸缩性的材质柔性连接。
[0083]在所述侧壁I的外侧还设有框架3，所述框架3由纵骨架4及横骨架5交织构成，所述纵骨架4为两端分别固定于艏部10及艉部11的若干条平行排列的条形型钢，所述横骨架5的一端固定于舭部、另一端固定于所述挡雨板8上的若干条平行排列的条形型钢。框架3为所述侧壁I外靠的支撑部件，且对船体14的总纵强度和总横强度起到增强作用。
[0084]所述框架3中的纵骨架4、横骨架5实体本身所占面积对所述纵骨架4、横骨架5之间空隙面积的比值很小，所述框架3对波浪几无阻拦作用。
[0085]在船舶一侧，所述侧壁I外靠于所述框架3，波浪传播速度方向朝向船舶这一侧，所述框架3对波浪几无阻拦，波浪穿过所述框架3的纵骨架4和横骨架5间的大面积空隙直接作用在所述侧壁I上，所述侧壁I在波浪力作用下以其下端的所述活动关节2为轴向内转动，波浪作用在所述侧壁I上的外力被缓冲的同时，作用在所述侧壁I上的波浪所具有的能量转化为所述侧壁I向内转动的动能，减缓了波浪对船体14 一侧的直接冲击。所述侧壁I向内转动时通过与所述侧壁I上端连接的连接板19带动同侧所述弹性部件15外端向内运动，使所述弹性部件15被压缩变形和所述侧壁I向内转动转速减缓；所述侧壁I向内转动被所述弹性部件15缓冲的同时该侧所述侧壁I向内转动所具有的动能也部分地转化为弹性部件15变形能即弹力势能蓄存于所述弹性部件15中。所述侧壁I向内转动时，挤压同侧所述气囊12，根据玻意耳-马略特定律其内气压升高，并由于气压传动的特点之一是极为迅速，通过所述连通管27对侧所述气囊12内气压也同步升高，船体14两侧所述舷侧外板9受到两侧所述气囊12的压力相同；所述侧壁I压迫所述气囊12的过程中其转速随之减缓，所述侧壁I向内转动被所述气囊12缓冲的同时该侧所述侧壁I向内转动所具有的动能部分地转化为气体压力势能蓄存于两侧所述气囊12中。由于所述气囊12充气压力和所述弹性部件15的条数及各条弹性部件15的物理参数如弹性系数等与预计海况及所述侧壁I受力情况综合考量并优选，该侧所述侧壁I向内转动所具有的动能全部转化为气体压力势能和弹力势能时所述弹性部件15尚未被完全压缩，尚有一定的继续被压缩变形和弹力势能继续蓄存的空间，该侧所述侧壁I尚未撞在船体14这一侧的所述舷侧外板9上。所述侧壁I向内转动的动能转化为弹力势能和气体压力势能过程中，所述侧壁I向内转动转速减缓、至停。波浪作为能量的波形传播具有一定的周期性，随着所述侧壁I受到的波浪周期性作用力减退，蓄存于所述弹性部件15中的弹力势能和蓄存于两侧所述气囊12中气体压力势能转化为所述侧壁I向外转动的动能，所述侧壁I复位，外靠于所述框架3。如此循环往复。本实用新型减摇装置消耗、缓冲、转化波浪对船体14 一侧横向作用力，实现节能减摇。
[0086]传统减摇装置如减摇鳍、舵减摇、减摇水舱和移动重物等减摇机制为消耗能量以产生对抗船舶横摇的扶正力矩，随着船舶大型化其减摇的力度、难度俱增；使用本实用新型减摇装置进行船舶减摇，并不需要消耗额外能量，从减弱产生船舶横摇的源头波浪力着手，随着船舶大型化船舶长度增长，船舶一侧的本实用新型减摇装置所能消耗、缓冲、转化波浪对船体14的横向作用力也同步增大，适于大型船舶减摇。
[0087]本实用新型的船舶减摇装置还具有以下优点:
[0088]关于船舶载重吨位:传统减摇装置中，减摇水舱占到船舶排水量的3_5%，液压传动机构的收放式和折叠式减摇鳍安放膛孔重量甚至达到船舶排水量的10%，移动重物通常相当于船舶排水量的1-2%...而且要点是它们所占用的这些容积和吨位对船舶除了减摇并无他用、并无他益，某种意义上讲减少了船舶载重吨位；而本实用新型减摇装置虽然也占位船舶两侧，但其内是“空”的，对船舶除了减摇之外还有增加其浮力托力之益，某种意义上讲反而因此增加了船舶的载重吨位。
[0089]关于附加造价:传统减摇装置本身的结构、材质对于基础船舶来讲是附加的，还需为其提供能量支持的动力机械设备，附加造价明显增加；而本实用新型中，船舶两侧的所述框架3对船体的总纵强度和总横强度有增强作用，用作所述连通管27的钢管也有增加船体横向强度的作用，本实用新型中舷侧外板位于所述侧壁I之内，并不直接受到波浪冲击和海水浸蚀，对其材质的要求低于作为通常船舶外侧壁的舷侧外板，本实用新型减摇装置附加造价增加有限。
[0090]关于航行阻力:船舶是一种高效、低耗和环保的交通工具，究其缘由，就在于浮力减小了它在水中运动的阻力。传统减摇装置由于结构加重，船舶吃水相对加深、航行阻力随之增加，而且它们在与海水的互动中进行减摇也增加了船舶航行的阻力，如结构最简单的舭龙骨在静水中也使航速减小1-2% ;而本实用新型减摇装置对船舶浮力有所增加，吃水线33以下深度相对有所减少，而且所述侧壁I与所述艏部10之间或所述侧壁I与所述艉部11之间以及相邻两所述侧壁I之间均以具有一定弹性和伸缩性的材质柔性连接，尽管在波浪作用下所述侧壁I有一定转动它们所展现的外表面仍较为和缓平滑，对船舶向前航行并不构成大的阻力。
[0091]安全性方面:本实用新型减摇装置位于船体14外侧，对船体(14)起到屏障、保护作用；同侧相邻的两减摇装置的两所述气囊12之间彼此密封间隔，互不通气，当它们外侧某一所述侧壁I受损，伤及其内所述气囊12，其他所述气囊12仍然充气良好，对船舶受到的总的浮力影响不大；可以配备应急防沉气囊(图中未显示)，必要时对其紧急充气，防止船舶沉没；位于船舶外侧所述框架3内的每个侧壁各自独立、彼此间以柔性连接部30，外伤损及一个所述侧壁1，其余所述侧壁I可保持完好；对某一处损伤的所述侧壁I修整或撤换过程较对传统船舶整个船舶侧壁的修整或撤换为简、为易，相对来讲本实用新型减摇装置平时易于维护、战伤易于修复。
[0092]以上所述仅是本实用新型的三种优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种船舶减摇装置，其特征在于:在船体(14)的两侧均设置有一个或多个缓冲吸能机构；其中， 所述缓冲吸能机构包括侧壁(I )、弹性部件(15)和/或气囊(12)，所述侧壁(I)的一端与船舶的舭部活动连接、另一端通过所述弹性部件(15)与舷侧外板(9)连接，所述气囊(12)设置于所述侧壁(I)与舷侧外板(9)之间。
2.根据权利要求1所述的船舶减摇装置，其特征在于:所述缓冲吸能机构还包括轨道(17)，所述弹性部件(15)安装于轨道(17)内、并沿轨道(17)移动。
3.根据权利要求2所述的船舶减摇装置，其特征在于:所述轨道(17)上设有槽口(18)，所述侧壁(I)通过连接板(19)与所述弹性部件(15)连接，所述连接板(19)沿所述槽口(18)移动。
4.根据权利要求1所述的船舶减摇装置，其特征在于:在船体(14)两侧相对的两气囊(12)通过连通管(27)连通。
5.根据权利要求4所述的船舶减摇装置，其特征在于:所述连通管(27)上还设有充气阀(28)。
6.根据权利要求1所述的船舶减摇装置，其特征在于:当船体(14)的一侧设置有多个缓冲吸能机构时，相邻的缓冲吸能机构的侧壁(I)之间的连接部(30)为柔性连接。
7.根据权利要求1所述的船舶减摇装置，其特征在于:在所述缓冲吸能机构的上方设有甲板外延部(7)，所述甲板外延部(7)的一端与上甲板(6)连接、另一端连接有挡雨板(8)。
8.根据权利要求7所述的船舶减摇装置，其特征在于:在所述侧壁(I)与挡雨板(8)之间还设有遮浪帘(21)。
9.根据权利要求7所述的船舶减摇装置，其特征在于:在所述侧壁(I)的外侧还设有框架(3)，所述框架(3)包括纵骨架(4)及横骨架(5)，所述纵骨架(4)的两端分别固定于艏部(10)及艉部(11)，所述横骨架(5)的一端固定于舭部、另一端固定于所述挡雨板(8)上。
【文档编号】B63B39/00GK203512002SQ201320278249
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年5月21日 优先权日:2013年5月21日
【发明者】王力丰 申请人:王力丰