烟囱及船舶的制作方法

本发明涉及船舶设计制造技术领域，尤其涉及一种烟囱及船舶。

背景技术：

船舶设计中，烟囱一般位于船舶最高甲板上，为了满足排烟性能，烟囱顶端距离所处最高甲板的高度可能达到20～30米。为了满足烟囱内部检修、操作的要求，同时满足结构规范的要求，烟囱内部通常需要设置若干平台板。但大量的平台板的设置，占用了大量的烟囱内部的空间，影响内部排烟管、通风管、以及相关设备的布置。此外，大量平台板的设置，增加了船体钢材用量，而且烟囱位于船舶的最上端，重量过大的烟囱会对船舶的稳性产生不利影响。

技术实现要素：

本发明的一个目的在于提供一种烟囱，可降低钢材用量，使烟囱内部具有较大空间的同时保证结构强度，便于烟囱内设备的布置。

本发明的另一个目的在于提供一种船舶，其空重较低且稳定性好。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，提供一种烟囱，包括围壁、顶板和加强结构，所述加强结构包括若干水平桁和若干强框，所述水平桁设置在所述围壁上，若干所述强框竖直设置，所述强框的上下两端分别与所述顶板和甲板连接，所述强框的两侧设置在所述围壁上，且所述强框的两侧与所述水平桁连接。

作为本发明的一种优选方案，所述强框包括若干竖直设置的第一型材和若干水平设置的第二型材，上下相邻的两个所述水平桁之间设置有至少一个第一型材，所述第二型材设置在所述第一型材和所述水平桁的相交处，所述第二型材的一端与所述围壁一侧的所述第一型材及所述水平桁连接，所述第二型材的另一端与所述围壁相对的另一侧的所述第一型材及所述水平桁连接。

作为本发明的一种优选方案，一个第二型材上设置有一个第一肘板和一个第二肘板，所述第一肘板设置在所述第二型材的一端并与此端的第一型材连接，所述第二肘板靠近所述第二型材的另一端并与此端的第一型材间隔设置，与所述第二型材相邻的上方或下方的另一个第二型材的中部设置有第三肘板，所述第一肘板和所述第三肘板，以及所述第二肘板与所述第三肘板均由加强管连接。

作为本发明的一种优选方案，一个第二型材上设置有两个第一肘板，两个所述第一肘板分别设置在所述第二型材的一端并与此端的第一型材连接，与所述第二型材相邻的上方或下方的另一个第二型材的中部设置有第三肘板，两个所述第一肘板与所述第三肘板均由加强管连接。

作为本发明的一种优选方案，一个第二型材上设置有两个第一肘板，两个第一肘板分别设置在第二型材的一端并与此端的第一型材连接；

与所述第二型材相邻的上方或下方的另一个第二型材上设置有另一个第一肘板和一个第二肘板，所述第一肘板设置在第二型材的一端并与此端的第一型材连接，所述第二肘板靠近第二型材的另一端并与此端的第一型材间隔设置；

两个所述第二型材之间设置有两根加强管，两根所述加强管呈x型设置，一根所述加强管的两端分别与一个第一肘板和一个第二肘板连接，另一根所述加强管的两端均与一个第一肘板连接。

作为本发明的一种优选方案，两根所述加强管的相交处设置有第四肘板，两根所述加强管均与所述第四肘板连接。

作为本发明的一种优选方案，所述加强管为圆钢管。

作为本发明的一种优选方案，所述第二型材为工字钢。

作为本发明的一种优选方案，所述强框还包括第三型材，所述第三型材位于所述强框的顶部并与所述第二型材平行设置，所述第三型材与所述顶板连接，所述第三型材的两端分别与一个所述第一型材连接。

另一方面，提供一种船舶，包含有上述任一技术方案所述的烟囱。

本发明的有益效果：

本发明的烟囱内部通过设置若干强框取代常规的平台板结构，在保证烟囱结构强度的同时大大减小了对烟囱内部空间的占用，增加了烟囱内部的可用空间，方便烟囱内部设备的布置。此外，还减少了烟囱的结构件用量，节省了材料，降低了空船重量，提高了船舶的稳定性。

附图说明

图1为现有的一种烟囱的结构的侧视图；

图2为图1中平台板的俯视图；

图3为本发明实施例的烟囱的立体示意图；

图4为本发明实施例未设置强框时的结构示意图；

图5为图4添加本发明实施例的一种强框后的结构示意图；

图6为图4添加本发明实施例的另一种强框后的结构示意图。

图中：

1、围壁；2、顶板；3、甲板；100、加强结构；110、水平桁；120、强框；121、第一型材；1201、第一肘板；1202、第二肘板；1203、第三肘板；1204、第四肘板；1210、加强管；122、第二型材；123、第三型材；200、平台板；210、设备通道；220、梯道；300、人员。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之“上”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之“下”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。

如图1和图2所示，现有的烟囱的围壁1的内部设置有若干水平桁110，平台板200的边缘与水平桁110连接，平台板200上开设有供设备穿过的设备通道210和梯道220，虽然通过设置平台板200可以提高烟囱的结构强度，但平台板200占据了大量的烟囱内部空间，不便于内部设备的布置。此外，由于平台板200面积较大，其重量也较大，造成烟囱整体的重量较大。

如图3和图4所示，本发明实施例的烟囱包括围壁1、顶板2和加强结构100，加强结构100包括若干水平桁110和若干强框120，水平桁110设置在围壁1上，若干强框120竖直设置，强框120的上下两端分别与顶板2和甲板3连接，强框120的两侧设置在围壁1上，且强框120的两侧与水平桁110连接。

本实施例的烟囱内部通过设置若干强框120取代常规的平台板200，在保证烟囱结构强度的同时大大减小了对烟囱内部空间的占用，增加了烟囱内部的可用空间，方便烟囱内部设备的布置。此外，还减少了烟囱的结构件用量，节省了材料，降低了烟囱的整体重量。

如图5和图6所示，优选的，强框120包括若干竖直设置的第一型材121和若干水平设置的第二型材122，上下相邻的两个水平桁110之间设置有至少一个第一型材121，第二型材122设置在第一型材121和水平桁110的相交处，第二型材122的一端与围壁1一侧的第一型材121及水平桁110连接，第二型材122的另一端与围壁1相对的另一侧的第一型材121及水平桁110连接。若干第一型材121和若干第二型材122连接后形成稳定的框架结构，显著提高了围壁1的抗形变能力，将第二型材122设置在第一型材121与水平桁110的连接处，可以提高此处的强度。

在一些实施例中，一个第二型材122上设置有一个第一肘板1201和一个第二肘板1202，第一肘板1201设置在第二型材122的一端并与此端的第一型材121连接，第二肘板1202靠近第二型材122的另一端并与此端的第一型材121间隔设置，与上述第二型材122相邻的上方或下方的另一个第二型材122的中部设置有第三肘板1203，第一肘板1201和第三肘板1203，以及第二肘板1202与第三肘板1203均由加强管1210连接。第一肘板1201一方面提高了第一型材121与第二型材122的连接牢固程度，另一方面也为加强管1210提供了连接位置，第二肘板1202和第三肘板1203则主要是为了给加强管1210提供连接位置。通过设置加强管1210，使上下相邻的两个第二型材122之间形成稳定的桁架结构，进一步提高了强框120的结构强度。之所以将第二肘板1202不设置在第二型材122的端部，是为了给人员300腾出足够的空间，以方便对烟囱进行检修、维护等工作。

在另一些实施例中，一个第二型材122上设置有两个第一肘板1201，两个第一肘板1201分别设置在第二型材122的一端并与此端的第一型材121连接，与第二型材122相邻的上方或下方的另一个第二型材122的中部设置有第三肘板1203，两个第一肘板1201与第三肘板1203均由加强管1210连接。对于无需人员300到达的位置，由于两个第一肘板1201均与第一型材121连接，此种设置能进一步提高强框120的强度。

如图6上部所示，在此实施例中，两个第一肘板1201设置在第三型材123两端，第三型材123位于强框120的顶部并与第二型材122平行设置，第三型材123与顶板2连接，第三型材123的两端分别与一个第一型材121连接。由于需要和顶板2连接，因此本实施例中的第三型材123与第二型材122在形态上存在一定区别，第三型材123下方的第二型材122上设置有一个第一肘板1201和一个第二肘板1202。第二型材122和第三型材123之间设置有两根加强管1210，两根加强管1210呈x型设置，一根加强管1210的两端分别与一个第一肘板1201和一个第二肘板1202连接，另一根加强管1210的两端均与一个第一肘板1201连接。

进一步的，两根加强管1210的相交处设置有第四肘板1204，两根加强管1210均与第四肘板1204连接。由于两根加强管1210相交处的接触面积有限，若直接焊接两根加强管1210，可能存在焊接强度不足的问题，通过设置第四肘板1204，可以显著增加焊接面积，提高连接的稳定性和可靠性。

上述连接结构也可以设置在相邻两个第二型材122之间，例如，在其他一些实施例中，一个第二型材122上设置有两个第一肘板1201，两个第一肘板1201分别设置在第二型材122的一端并与此端的第一型材121连接，与上述第二型材122相邻的上方或下方的另一个第二型材122上设置有另一个第一肘板1201和一个第二肘板1202，第一肘板1201设置在第二型材122的一端并与此端的第一型材121连接，第二肘板1202靠近第二型材122的另一端并与此端的第一型材121间隔设置，两个第二型材122之间设置有两根加强管1210，两根加强管1210呈x型设置，一根加强管1210的两端分别与一个第一肘板1201和一个第二肘板1202连接，另一根加强管1210的两端均与一个第一肘板1201连接。

可选的，当两个第二型材122上均设置有两个第一肘板1201时，两根加强管1210的两端均与一个第一肘板1201连接。

优选的，加强管1210为圆钢管，圆钢管的重量较轻且抗弯和抗拉强度均较高。

优选的，第二型材122为工字钢。由于工字钢的结构强度大，因此可以在相邻的第二型材122之间设置类似加强管1210这样的结构以提高强框120的强度。

本发明的实施例还提供一种船舶，包含上述任一实施例的烟囱，由于此种烟囱耗费的材料较少，具有较轻的重量，使船舶的空重较低且稳定性好。

作为本发明优选的实施方案，在本说明书的描述中，参考术语“优选的”、“进一步的”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上实施例仅用来说明本发明的详细方案，本发明并不局限于上述详细方案，即不意味着本发明必须依赖上述详细方案才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。