专利名称：水面、半潜多用途货轮的制作方法
技术领域：
本发明是一种货轮的总体结构设计。
二.
背景技术：
常见的货轮，装载的货物是有一定范围的。例如油轮，装载的是原油、已炼好的油品或其它的液体货物。油轮一般结构是密封舱，在舱内可以灌装惰性气体，以加强油轮的防火能力。为了防止因为油轮船体断裂、触礁、搁浅、碰撞等因，油品泄漏入海造成海洋污染。有些油轮在制造时设置了双层舷墙、双层船底来加强防止泄漏的能力。即使如此，上个世纪在Alaska，美国Exxon石油公司的油轮，把大量原油泄漏入海，造成十五亿美元的赔偿损失。21世纪以来，仍然发生了多次油轮损坏，大量原油泄漏入海的重大事故。
世界上产原油的地方不过是少数地区，而用油的地方则遍佈全世界。即以我国来说，每一年所需的原油，已达到近亿吨，从国外进口的原油，在八千万吨以上。其中的小部分，是从陆上来的，而从海上用油轮运来的原油，在五千万吨以上。用油轮装载原油或炼好的油品运到我国或世界各地，在百十年内是不可能避免的。油轮在产油区装上原油，运到炼油厂加工提炼。卸下原油后，如果要装载炼好的油品继续航行，必须先洗舱，把货舱内剩余的原油洗去，再将洗舱水排出船外才可能装载。而洗舱水内是含有油污的，国际上有规定，洗舱水必须先用油水分离器滤去油污后方准排放入海，否则将遭到罚款。如果这一次装载的油品和上一次装载的不同，也必须先洗舱，排出洗舱水才能装载。船上还必须备有蒸汽加温设备，使油品在冬天不致因冻凝而影响排卸。
如果油轮卸下原油或油品后，空船回到产油区再装原油或到炼油厂装载其他油品，由于油轮在航行中的安全和稳定性的需要，必须在舱内装载体积为全船容积30％以上的压载水。到了目的地，又要把压载水排出，这压载水中难免也含有油污，又要用油水分离器滤净后排放。英国专利1361676(是原来1971年意大利专利39473号)，经检索，是在船的水平、垂直部分中心线或更多的地方，设置单层柔性膜以分开油品与压舱水，但只能装载一种油类，船本身双层舷墙和双层船底仍存在，夹层中既不装油也不装压舱水，不能发挥整个船体容积的优势。与本发明的内容和目的均不相同或相似，也未见在国际上实施。
三.
发明内容
本发明与现有的货轮相比，有下列的优点；1.结构简单，制造成本低。不需要双层船底和双层舷墙，不需要油水分离器，不需要蒸汽加热装置而改用方便的在隔膜上通电，用电流加热，也不需要防火的惰性气体充填装置；2.因为不需要洗舱，大量减少靠泊、装卸、操作的时间，利用率高，每年可以有更多的航次，大量增加运费收入和利润；3.因为舯隔和斜向整体隔框的存在，形成了坚固的有大三角形整体框架的结构，加强了船体的纵向刚性和纵向抗挠性；4.操作方便，可以采用电脑控制、计量、记忆、计算分配灌装或排卸；5.多用性，不论是原油、炼好的油品，同一航次可以装载多到数十种不同的货品；6.原油或油品在储存、装载或排卸的时候，都与大气隔离不相接触，即使因为磨擦产生静电荷，也立即被柔性膜中的导体导入海水而中和。决不会发生火花；7.如果采用双发动机，双螺旋桨方案，由于艏部横向推进器的存在，本发明货轮可以不设船舵。利用两个螺旋桨的差速，加上艏部横向推进器的操作，航行中转向、前进、后退都是很方便的；8.因柔性隔膜的存在，即使货轮外壳破了，原油或油品不可能直接泄漏到海里，至少还隔着两层柔性隔膜。只要这两层隔膜不破，污染大海的事故就不会发生。因此，造船时加设双层船底或双层舷墙就不必要了。甚至破损、污染和火灾保险费也可以大大地节省不交了；9.现有的货轮，可以用本发明改装，几个航次就可以收回改装的费用。
10.如采用半潜方案，同样的载重量，同样的动力，货轮的船速可以大大地提高；11.必要的时候，水面型的可以把货舱盖拿掉，放在排空的柔性膜上，改装散装货或集装箱。
四.
下面结合附图，详细说明本发明的结构和功能；第一方案海面型图1为本发明多用途货轮货舱部份的横截面图。船的结构(1)是船的舷墙，(2)是船的舯隔，(3)是内龙骨，(4)是货舱的横隔，现有的货轮，都有横隔，将货舱分成前、后若干个分段。(5)\\是从船的内龙骨斜向左、右上方两个外顶点的整体矩形隔框，(6)是货舱上面的可拆卸的货舱盖板，(7)是固装在斜向隔框上的多层柔性薄膜，(8)是船底。(14)是船头艏部的横向推进器。(15)是航行中防撞声纳系统。
图2是货轮货舱部份的俯视图，货舱盖板(6)已取去。从图上可以看到，从艏到艉，全部货舱部份应该都增设从甲板\的舯线垂直向下接到内龙骨(3)的舯隔(2)，舯隔将货舱分为左右两个部份。从内龙骨(3)的两侧斜向船的左、右外顶角端，设置一圈整体的，斜置的方隔\框(5)，就是从船艏方向的内龙骨开始，延伸向船艉方向的内龙骨，再斜向左、右外顶角沿着横隔板(4)，达到上外顶角，再沿着舷墙(1)的上边线，从艉向艏的方向到达前面的另一横隔(4)，再沿着横隔斜向下，到达内龙骨船艏方向的起始点，形成一个个完整的、左、右斜置的矩形隔框(5)。这个矩形隔框(5)，将原来的以横隔(4)形成的一个个货舱前、后分段，又分隔为上下两个相对\，体积基本相同的立体三角柱形的两个部份。这个斜向隔框和舯隔在整个船体的结构上形成了有强大刚性的大三角形框架结构。大大地加强了船体的纵向刚性强度和纵向的抗挠性。在斜向隔框(5)上，固装着若干层阻燃、斥油、耐摺的柔性隔膜(7)，隔膜的大小，必须能覆盖并略大于被覆盖的分隔舱位的所有面积，包括；船底面积(或货舱顶盖板面积)、舷墙面积(或舯隔墙面积)和\两个横隔(4)面上的三角形面积。这样，在实际使用中，柔性隔膜(7)就只是起分隔的作用而不承担重量，不会因受重力的影响而损坏。柔性隔膜(7)由耐摺性好的材料；例如棉纤维或细玻璃纤维织成的细薄的帆布制成。编织时在经线中每隔一定距离编入一根极细的(或和织成帆布的棉线一样细的多股细不锈钢丝扭编成的线)不锈钢丝线。柔性膜的两面，浸渍或涂覆阻燃、斥油、略\能导电的涂料。例如在高分子材料硅橡胶中掺入少量导电性碳黑的涂料。柔性隔膜的层数不限，视需要而定，例如；暂定为5层，这样就可以把每一个前后分段分隔后的左、右货舱，又分隔成上、下六个腔位。从下向上，以船底板(8)和第一层柔性隔膜(7)形成的腔位称为第一腔位，从下向上第一层柔性膜和第二层膜之间，是第二腔位，依此类推。直到最上一层柔性膜(7)和货舱盖板(6)之间的腔位为第六腔位。每一个腔位都是独立的、互不相通的。每一个腔位，在内龙骨的位置，以管道/泵/阀门与船的排灌系统相联接，可以向各个腔\位注入或排出液体货品。如果货轮从前到后分为5个分段，因为有舯隔(2)的存在，每段分左、右两侧，就有十个货舱了。每个货舱又可以分为六个腔位，全船就有60个独立的腔位。也就是说可以装60种不同的液体货物。而且任何一个腔位都可以不装货。任何一种货品，也可以占用全舱、全船的载货容积和吨位。
如果发生航程无货可装，为了航行的安全和稳定性，必须装压载水(11)。所以在船的最前面的货舱分段和最后面的货舱分段，再加一层膜，这两段舱位从下向上的腔位，专用于通过管道/泵/通海阀和大海直接相通。本发明的一大优点，是压载水可以随时灌入或排出底舱，不必经过油水分离器，因为压载水根本没有和油类接触过。至于同一分段的左右压载水舱是否相通或共用一个通海系统，发明人认为还是独立的好，这样可以进行船的左、右平衡，提高航行的稳定性。船的最前的货舱段和最后的货舱段，只占总货舱位的五分之二，甚至更少，所以这专用压载水舱，可以装载占全船总载重量的40％或30％，完全可以满足航行中的安全的要求了。中间的舱位，就不必设压载水舱了。第一腔位(除最前最后的底舱外)，可以作为淡水或饮用水的专用腔位。第二腔位可以作为原油的专用腔位。如上面所说，即使发生了油轮破裂或碰撞，原油隔着至少第一和第二层柔性薄膜，不致于漏到大海里去。其余腔位的使用，以专载一个大类(油类或非油类)品种为原则，避免或减少用更轻的液体洗舱的必要性。这种洗舱，并不需要把洗舱液排出船去。有较少量的更轻的油液混入较重的油液中是无妨的。更何况船上有几十个独立的腔位，每一个腔位都可以任意大小，小到不装，大到全船只装一种货品。天冷的时候，可以在柔性膜的不锈钢丝绞线上通电发热，便于油品融流排卸。
图3到图6，表示柔性薄膜的优越性；任何一个货舱都可以独装，也可以混装，彼此之间的比例不限。这四个图中，(11)是压载水，(13)是淡水或饮用水，(12)是油矿出产的原油，(10)是炼好的柴油，(8)是小汽车用的汽油，(9)是喷气飞机用的燃料火油。
第二方案半潜型图7是半潜型的外形图。和海面型的不同点是装载液货的货舱潜在海面以下至少四米。货舱的横截面是横椭园，甚至可以是横矩形，以降低整船的高度。但是以横椭园为佳，可以在左、右的斜下方装设防摇鳍(16)。货舱的内部结构，和水面型的一样。艏部也有横向推进器，也有航行中防撞声纳系统。货舱的上面有支柱(17)，和海面上的驾驶、操控系统、生活舱(18)相联结。支柱可以是一体的，也可以是多个的。支柱的中间，是人员上、下的通道，气体(发动机燃烧需要的空气、燃烧后排放的废气、下舱工作人员呼吸需要的空气)的通道，空调系统的气、液体的通道，热交换器等。支柱的横截面设计，应该是兴波阻力最小的。支柱的高度，以使货舱顶部到驾驶舱的底部的距离在5米以上，以尽可能地回避兴波阻力的发生，使驾驶、生活区始终在海面以上。和潜水艇不同，驾驶、操控人员在水面上生活，不需要价格昂贵的生命维持系统。
两种方案的比较第一方案比较简单，造价较低，吃水较浅。可以改装其他种类的散装货或集装箱。可以在一般的港口装载、卸载。缺点是速度不如第二方案。
第二方案的优点是隐蔽，速度快，在同样的装载量、动力装置下，由于回避了兴波阻力，速度可以比第一方案增加一半或更多。可以作为军用的混合舰队的补给船。一艘船可以提供多种燃油、润滑油、饮用水、其他液货。缺点是吃水较深，停泊有限制。不能改装散装货，更不能装集装箱。造价也可能高一些。
五.
具体实施例方式
实施例1一艘以本发明建造的货轮，开始处女航时，在青岛向全船的第二腔位内灌装最大可能量的‘崂山矿泉水’(如图3)，驶往淡水贵如油的科威特或海湾各国，把矿泉水卖给需要国后，在卸载的同时，同步地向全船的第三腔位灌装最大吨位的原油(如图4)。排装完毕，驶向新加坡，这个过程会把旁边的其他油轮吓一跳，因为所用的时间是他门的一半还不到。到达新加坡卸下原油给炼油厂，同时同步地向第四、第五、第六腔位分别灌装炼好的不同品种的油品(如图3~6)后驶向日本，这个过程又要把新加坡的同行们吓一跳。到日本卸下油品后，装上从日本进口的各种货品，此时只要把货舱盖卸下，把货舱盖放到排空后的货舱柔性薄膜上，保护柔性薄膜不容易受损坏，就可以在舱内和船面上放上集装箱或其他货品了。最后驶返中国，这也要把日本人吓一跳。每一个航次都是满载，效率特高。而且不保险，把保险公司气坏了。
实施例2一艘原有的货轮，经过用本发明改装后，先从中国装上炼好的油品或淡水，运到缺油缺水的国家，卖掉后装上可运的货品，辗转到了澳大利亚，最后装上了高品位的铁矿砂，运到上海的宝钢厂炼钢。全程满载，不走空趟。几个航次就把改装的费用收回了。
实施例3以第二方案建造的军用半潜液货轮。可以和高速的舰队同步前进。可以提供多种不同的液货补给舰队需要的各种燃油，润滑油，直升机燃油，饮用水、其他液货。也可以民用，速度比第一方案的船快多了。
权利要求
1.一种货轮的总体结构设计，由外船体、货舱盖、舯隔、横隔、斜向隔框、柔性隔膜组成，其特征在于；有从船的货舱部分的中线向下到船的内龙骨(3)将船体的货舱从前到后垂直分隔成左右两个部分的舯隔(2)，有将船体货舱部份分隔成前后若干分段的横隔(4)，有从内龙骨(3)向左右两个方向斜向左右两个上顶点对角的矩形整体隔框(5)，隔框(5)上固装着若干层本身面积大于被覆盖的上下两个全部面积并在经线中织入细金属丝的耐摺织物并在织物上浸渍或涂覆阻燃、斥油、掺以导电性碳黑的涂料的柔性薄膜(7)，柔性隔膜与可拆卸货舱盖(6)之间、与船底(8)之间和柔性隔膜与柔性隔膜之间的独立腔位，与货船的排出、灌入管道/阀门/泵系统相联接。
2.根据权利要求1的一种货轮的总体结构设计，其特征在于；最前的货舱和最后的货舱有一层柔性隔膜(7)与船底(8)之间的腔位，以管道/泵/通海阀与大海直接相通。
全文摘要
一种货轮，分水面型和半潜型。装石油前不需洗舱，压载水排出时不含油污，可以在排出压载水的同时，同步地装入原油、炼好的油品或其他液货。在同一个航次里，可以同时装载几十种不同的液货，比例不受限制，也不必洗舱。大量减少了靠泊、装载、卸货或排出的时间，不止一倍地增加航次/年，利润也就大大地增加了。结构本身有防止和消除静电荷的功能和对油品电加温的功能，货舱内不必充填惰性气体防火。战争年代或天灾时可以装载淡水支援灾区。海面型的经过短时间的操作改装，可以装载矿砂、散货、集装箱等。现有的其它货轮也可以用本发明改装成多用途的货轮，几个航次就能收回改装的费用。半潜型的和海面型的相比，同样的装载量和动力，速度可以大大的增加。可以成为军用多种液货补给船。
文档编号B63B9/00GK101016077SQ20061002380
公开日2007年8月15日 申请日期2006年2月9日 优先权日2006年2月9日
发明者任亨 申请人:任亨