CN115556910B - 内河小型船体 - Google Patents

Abstract

一种内河小型船体，包括主船体，主船体内设有齿轮箱、主机和螺旋桨，主船体底部向下凸起形成单尾鳍，齿轮箱的输出轴中心线位于单尾鳍腹腔内，且输出轴呈水平布设，齿轮箱的下半部位于单尾鳍腹腔内；主船体的中部设有客舱或货舱，主船体的尾部设有驾驶平台。本发明提供了一种内河小型船体，将齿轮箱和主机的布置进行了优化，不会占用过多客舱或货舱的空间，使载客（货）区域有较大面积，同时还要保证船体运动的稳定性。

Description

内河小型船体

技术领域

本发明属于船舶制造技术领域，特别涉及一种内河小型船体。

背景技术

现有内河中、大型船舶一般均配置有工作船，用于当船舶未在岸壁码头、趸船码头停靠人员不能直接下岸时，或船与船、船与岸人员需要往来或者小批量物资需要周转之时用于交通和小量货物转运之用，这种小型载客（货）船应用十分广泛，而且数量庞大。但是现实情况是普遍这类船舶设计、建造随意性很大，且稳性、操作、性能及布置等均参差不齐，无稳性衡准的这类小型载客（货）船众多，频繁有小船翻沉事故发生，造成严重的财产和人员生命财产损失。现有这一类船舶，一般型深较小，但是需要航速较高，主机功率匹配较大，需要螺旋桨直径较大，常规设计是将螺旋桨轴系倾斜，齿轮箱、主机成一倾角安装，这样对齿轮箱、主机运行稳定性不利，振动、噪音加大，是这一类小型型深较小船舶很难解决的痛点。现有这类小型船舶中，由于尺度较小，推进主机多数采用挂桨机，挂桨机由于是安装于船尾，驾驶人员需要在船尾站立操作，驾驶人员操作站立时重心高，安全可靠性较差，一般只适于较小功率。

这样，小型载客(货)船将齿轮箱及主机安装在船舱内是一种上佳选择，这类小船相较于采用较大功率推进主机时，布置挂桨机由于重量较挂桨机较大，机器尺度较大就不可能，只能在小船主船体设置安装齿轮箱和推进主机的区域，因此，齿轮箱和主机的区域就占据着小船有限的载客（货）面积，加上这类小型船舶需要在首尾设置供人员上下船的首尾甲板面积，因小船主尺度受限，但是又需要较大直径的螺旋桨，螺旋桨直径越大，推进效率越高这一原理是业界公认的，一般是将螺旋桨轴线倾斜布置，齿轮箱、主机也是倾斜布置，这样的布置对推进主机安全运行不利，也降低了螺旋桨推进效率。加上必须要设置操纵装置来操舵、齿轮箱倒顺离合和操纵主机加速、减速又需要占据一部分空间，这样，本就较小的有限空问就所剩无几，布置困难就成了这类小型船舶一大难题。

因此本发明要解决的主要问题为：怎样找到一种更为合理的优化组合，使尾轴尾管总成及驾驶装置、齿轮箱和主机的布置不会占用过多客舱或货舱的空间，使载客（货）区域有较大面积，同时还要保证船体运动的稳定性。

另外，本发明要解决的次要问题为：小型载客（货）船，需要配有信号设备和2只探照灯，在这种小型船之上，由于稳性要求的因素，不应有较大受风面积的上层建筑或甲板室和为了降低船舶的重心高度而确保稳性裕度。一般不会设计顶蓬和甲板室，那么，探照灯、信号灯的布置需要进行特殊的设计方能布置下去，这一问题亦是需要进行探索性设计不可忽视的。

再次要的问题为：小型船舶应具有浮力体，当本小船出现故障发生侧倾时，仍然能够是一个具备浮力的浮力体，加上人员在乘坐这种小船时均穿戴救生衣，可以确保遇到侧倾时，依附于浮力体人员能够安全。同时，小船具有浮力而能够确保财产损失降至最小。浮力体永久设置，要求浮力体提供的浮力大于等于空船重重的110%；在解决前述所有技术问题的同时，必须要重点考虑浮力体的优化布置，而且要兼顾全船总体布置也是重中之重。另外，小型船舶主尺度很小，如何巧妙地将舵设备尽量优化布置使得客舱（货舱）面积最大化也是要用心考虑的因素之一。

发明内容

鉴于背景技术所存在的技术问题，本发明所提供的内河小型船体，本发明提供了一种内河小型船体，将齿轮箱和主机的布置进行了优化，不会占用过多客舱或货舱的空间，使载客（货）区域有较大面积，同时还要保证船体运动的稳定性。

为了解决上述技术问题，本发明采取了如下技术方案来实现：

一种内河小型船体，包括主船体，主船体内设有齿轮箱、主机和螺旋桨，主船体底部向下凸起形成单尾鳍，齿轮箱的输出轴中心线位于单尾鳍腹腔内，且输出轴呈水平布设，齿轮箱的下半部位于单尾鳍腹腔内；主船体的中部设有客舱或货舱，主船体的尾部设有驾驶平台。

优选的方案中，所述的主船体的长度为L，L≤20m，主船体的宽度为B，B=0.2~0.3L，主船体的深度为D，D=0.4~0.6B，主船体的首部设置有首甲板，主船体的尾部设置有尾甲板，首甲板的长度为0.1~0.2L，尾甲板的长度为0.06~0.15L，首甲板用于供人员上下船和船舶系泊操作作业；尾甲板上设置有驾驶平台，驾驶平台的高度位于尾部甲板以下；主船体首部和尾部分别设有首浮力舱和尾浮力舱，驾控平台设于尾浮力舱和齿轮箱之间。

优选的方案中，所述的首甲板和尾甲板均设有横舱壁，横舱壁延伸至船底形成水密的浮力舱，首甲板和尾甲板之间的右、右舷设置强力甲板，强力甲板宽度为0.6~1.0B。

优选的方案中，所述的主船体尾部设置有尾部舵机平台，尾部舵机平台上设有舵装置总成，舵装置总成的舵机安装于尾部舵机平台框围内。

优选的方案中，所述的主船体的尾部设有探照灯桅杆，探照灯桅杆上设有探照灯；主船体的中部设有信号灯桅杆，信号灯桅杆上设有信号灯。

优选的方案中，所述的探照灯桅杆包括上探照灯桅杆和下探照灯桅杆，上探照灯桅杆和下探照灯桅杆之间铰接并通过锁紧螺栓固定；上探照灯桅杆上设有轴承座，轴承座上可转动地设有空心筒，空心筒通过支撑架与探照灯连接，探照灯与支撑架转动配合，空心筒的中部穿插有升降杆，升降杆通过仰角调节用转向杆与探照灯铰接，升降杆底端与握杆之间采用滑杆和滑槽配合，握杆一端设有把手，握杆另一端与水平角调节用转向杆铰接，水平角调节用转向杆与空心筒连接，空心筒连接上设有锁紧螺丝，锁紧螺丝用于固定升降杆。

优选的方案中，所述的信号灯桅杆包括上信号灯桅杆和下信号灯桅杆，上信号灯桅杆和下信号灯桅杆之间铰接并通过锁紧螺栓固定；上信号灯桅杆位于客舱或货舱的中部；上信号灯桅杆上设置有信号灯。

优选的方案中，所述的主船体的首部的左、右舷舱口围板旁设置左、右舷灯，主船体的尾部设置有尾灯。

优选的方案中，所述的下凸单尾鳍的纵剖轮廓线包括下凸单尾型线底线、内外折角线和尾部端圆线，下凸单尾型线底线和内外折角线均为弧形光顺曲线，尾部端圆线为直线段，内外折角线为下凸单尾鳍与主船体连接的线；下凸单尾鳍仰视轮廓线为两头尖长的梭形线；下凸单尾鳍的最大宽度等于1.2~1.5倍齿轮箱宽度，下凸单尾鳍的长度为齿轮箱长度加上弹性联轴器长度以及加上主机长度总和的3.0~5.0倍。

本专利可达到以下有益效果：

1、本发明提供了一种内河小型船体，将齿轮箱和主机的布置进行了优化，不会占用过多客舱或货舱的空间，使载客（货）区域有较大面积，同时还要保证船体运动的稳定性。

2、本船型可以配备功率较大的主机，安装大直径螺旋桨，降低主机安装倾斜角使其运行平稳，又能使机舱腾出较大空间，兼具有快速性好优点的下凸形单尾船体型线，在内河水域应用有广阔的前景，同时为大、中型船舶提供一种安全、适用的辅助作业工作船。

3、本船型首次在小型船舶上安装探照灯和信号灯，无顶蓬甲板的情况下，能够保证船体的稳定性。

4、浮力舱合理布置，能够使本船型具有较大的承载力。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明主视图；

图2为本发明俯视图;

图3为本发明各个浮力舱布置图；

图4为本发明探照灯和探照灯桅杆连接结构图；

图5为本发明探照灯和上探照灯桅杆连接结构图；

图6为图4中A侧视图；

图7为本发明信号灯桅杆结构图；

图8为本发明单尾鳍纵剖轮廓线图；

图9为本发明单尾鳍主船体基线轮廓线图;

图10为本发明单尾鳍横剖轮廓线图；

图11为本发明单尾鳍与主船体之间的尺寸比例图。

图中：主机1、齿轮箱2、客舱3、首浮力舱4、尾浮力舱5、驾驶平台6、双层底浮力舱7、探照灯8、信号灯9、轴承座10、空心筒11、支撑架12、升降杆13、仰角调节用转向杆14、握杆15、把手16、水平角调节用转向杆17、锁紧螺丝18、下凸单尾型线底线101、内外折角线102、尾部端圆线103、下凸单尾型线底基线104、主船体基线105、轴系中心线106。

具体实施方式

实施例1：

优选的方案如图1至图7所示，一种内河小型船体，包括主船体，主船体内设有齿轮箱和主机，齿轮箱输出轴用于带动螺旋桨转动，主船体底部向下凸起形成单尾鳍，即下凸形单尾，轴系布置在下凸形单尾之内，即齿轮箱的输出轴中心线位于单尾鳍腹腔内，且输出轴呈水平布设，齿轮箱的下半部位于单尾鳍腹腔内；主船体的中部设有客舱或货舱，主船体的尾部设有驾驶平台。齿轮箱、主机布置在尾轴前端面的船舱之内，这样主机重心高度会大大降低，使本发明小型船舶整体重心高度下移，有利于提高本小型船舶的稳性裕度。水平布置的轴线优于倾斜布置的轴线，可以避免齿轮箱、主机倾斜安装产生的运转不平稳，振动大的缺陷。

主船体的长度为L，L≤20m，主船体的宽度为B，B=0.2~0.3L，主船体的深度为D，D=0.4~0.6B，主船体的首部设置有首甲板，主船体的尾部设置有尾甲板，首甲板的长度为0.1~0.2L，尾甲板的长度为0.06~0.15L，首甲板用于供人员上下船和船系泊操作作业；尾甲板上设置有驾驶平台，驾驶平台的高度位于尾部甲板以下；主船体首部和尾部分别设有首浮力舱和尾浮力舱，驾控平台设于尾浮力舱和齿轮箱之间。具体地，驾控平台设于尾封板向前的双壳的尾浮力舱箱前至齿轮箱之间。

首甲板和尾甲板均设有横舱壁，横舱壁延伸至船底形成水密的浮力舱，首甲板和尾甲板之间的右、右舷设置强力甲板，强力甲板宽度为0.6~1.0B。

驾控台的高度采用设置主甲板以下，平台距船底有一定高度，在这一高度之间与船体形成一个浮力体。浮力体具有增加本船浮力的功效。平台高度的降低可以实现设备和驾驶人员整体重心的降低，对稳性有利。驾控台安装在这一平台靠前位置，驾控台与尾封板向前的双壳的尾浮力舱箱前之间留足驾驶人员操作位置，可以方便操作，驾控台前方具有良好的驾驶视线。驾控台包括操舵装置，驾驶人虽可以通过舵机方向操纵将舵叶从一舷35°使转至另一舷35°船舶前进或后退，实现调整航向或调头回转。包括齿轮箱倒顺离合或停车；主机加减减速的操纵，全部操作采用驾控台集成，这样的布置操纵方便，又合理的优化了小型船舶总体布置。

主船体尾部设置有尾部舵机平台，尾部舵机平台上设有舵装置总成，舵装置总成的舵机安装于尾部舵机平台框围内。

主船体的尾部设有探照灯桅杆，探照灯桅杆上设有探照灯；主船体的中部设有信号灯桅杆，信号灯桅杆上设有信号灯。

探照灯桅杆包括上探照灯桅杆和下探照灯桅杆，上探照灯桅杆和下探照灯桅杆之间铰接并通过锁紧螺栓固定；上探照灯桅杆上设有轴承座，轴承座上可转动地设有空心筒，空心筒通过支撑架与探照灯连接，探照灯与支撑架转动配合，空心筒的中部穿插有升降杆，升降杆通过仰角调节用转向杆与探照灯铰接，升降杆底端与握杆之间采用滑杆和滑槽配合，握杆一端设有把手，握杆另一端与水平角调节用转向杆铰接，水平角调节用转向杆与空心筒连接，空心筒连接上设有锁紧螺丝，锁紧螺丝用于固定升降杆。探照灯桅杆可以折叠，当前方有障碍物时，将探照灯从上到下折叠来降低通行高度，探照灯可以360°旋转，也可以上、下调节仰角，便于根据驾驶人员的意图进行夜航时探照任意视向目标，从而保证夜航安全。空心筒的结构不是标准的圆筒形，外壁的直径为变径设计，空心筒的设计目的是：保证空心筒带动支撑架一同转动，带动空心筒由水平角调节用转向杆带动转动。

信号灯桅杆位于客舱或货舱的中部；信号灯桅杆包括上信号灯桅杆和下信号灯桅杆，上信号灯桅杆和下信号灯桅杆之间铰接并通过锁紧螺栓固定；上信号灯桅杆位于客舱或货舱的中部；上信号灯桅杆上设置有信号灯。信号灯桅杆可以折叠，当前方有障碍物时，将探照灯从上到下折叠来降低通行高度。

主船体的首部的左、右舷舱口围板旁设置左、右舷灯，主船体的尾部设置有尾灯。

具体地，为解决本小型船舶航行于急流航段夜航的技术问题，必须设置信号灯，本发明在首部左、右舷舱口围板旁设置左红、右绿边灯，设置信号灯桅杆１根进行布置，信号灯桅杆设于载客（货）的双层底中部，信号灯桅杆上布置信号登1盏，桅杆上端由设于中间的铰链与下端连接，可以快速方便地通过铰链翻转进行眠桅，当航行需要通过高度不够本船通过的水域之时，采用眠桅的方法通过，这种桅杆布置地位是将桅杆设置于本船横剖面中部，在离两舷边较远的位置，航行中不会与它船或码头发生擦碰，保证了信号灯具的可靠性，从而保证夜间航行安全。

本发明中的探照灯为2盏，因本发明船不设甲板室，无顶蓬甲板，不能按照常规船的形式安装探照灯；因此本小型船舶将探照灯安装在驾控平台驾控台两侧，设置专设的探照灯桅杆，驾驶人员可以方便手动操作探照灯手柄，实现探照灯按照驾驶人员的意愿照射方向，保证夜航安全。

本小型载客（货）船主电源由2组蓄能电池供应，因本船单次航行时间在2小时以内，充电电源由中、大型船舶本身提供。本船作业之时由吊艇架通过钢索进行起吊布置于中、大型船合适的位置。本船需作业时由吊艇架通过钢索下放至水域中，人员通过登船梯上下本小型载客（货）船。

如图8-11所示，单尾鳍的型线结构为：下凸单尾鳍的纵剖轮廓线包括下凸单尾型线底线、内外折角线和尾部端圆线，下凸单尾型线底线和内外折角线均为弧形光顺曲线，尾部端圆线为直线段，内外折角线为下凸单尾鳍与主船体连接的线；下凸单尾鳍仰视轮廓线为两头尖长的梭形线；下凸单尾鳍的最大宽度等于1.2~1.5倍齿轮箱宽度，下凸单尾鳍的长度为齿轮箱长度加上弹性联轴器长度以及加上主机长度总和的3.0~5.0倍。进一步地，与下凸单尾型线底线最低端相切的水平线为下凸单尾型线底基线；下凸单尾型线底基线与主船体基线之间的高度为下凸单尾鳍高度，螺旋桨的轴系中心线与主船体基线位于同一个水平面或者低于主船体基线。下凸单尾鳍高度的2.5~4.0倍等于主船体的高度。如图3所示，H1=（1.2-1.5）*H2。下凸单尾鳍的尾端端面为圆形，尾端端面的直径等于减速箱输出轴尾管的直径。下凸单尾鳍的尾端端面距船尾的距离L3=舵叶前缘+螺旋桨与舵叶前缘间隙+螺旋桨长度+密封装置长度+尾管管伸长度+合适的间隙确定长度。下凸单尾鳍尾端面图向前上方成一倾斜瘦削的柱形，整体下凸单尾的横剖线型形成水滴形，水线面呈梭形流线形，纵剖线为尖瘦的下垂式弧形流线形，首段呈尖瘦的梭形流线形，尾段端部上方向上倾斜，使尾段与端面圆形过渡成圆润的水滴形，这样整体下凸单尾鳍的宽度仅为齿轮箱宽度的1.2~ 1.5倍，可以形成一个使螺旋桨来流顺畅、粘压阻力很小的下凸形单体线型，与主船体的连接采用左、右折角线光顺连接。主船体基线与船体尾部船底之间的间距H3等于1/2螺旋桨直径并加上螺旋桨与船底板间隙。本发明的下凸单尾鳍将轴系中心线高度降低，船体尾部船底做仅少量的升高，以轴系中心线为圆心，螺旋桨半径+所需与船底板的间隙，就可以采用较大直径的螺旋桨。齿轮箱以及与齿轮箱连接的主机下沉至下凸单尾鳍腹腔，用于降低船体重心，利于增加船舶稳性裕度。现有的单尾鳍船型的齿轮箱和主机全部位于下凸单尾型线底基线智商，本船型的下凸单尾鳍向下凸起，使得齿轮箱和主机下半部位于下凸单尾鳍腹腔内。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种内河小型船体，包括主船体，主船体内设有齿轮箱、主机和螺旋桨，其特征在于：主船体底部向下凸起形成单尾鳍，齿轮箱的输出轴中心线位于单尾鳍腹腔内，且输出轴呈水平布设，齿轮箱的下半部位于单尾鳍腹腔内；主船体的中部设有客舱或货舱，主船体的尾部设有驾驶平台；

主船体的长度为L，L≤20m，主船体的宽度为B，B=0.2~0.3L，主船体的深度为D，D=0.4~0.6B，主船体的首部设置有首甲板，主船体的尾部设置有尾甲板，首甲板的长度为0.1~0.2L，尾甲板的长度为0.06~0.15L，首甲板用于供人员上下船和船舶系泊操作作业；尾甲板上设置有驾驶平台，驾驶平台的高度位于尾部甲板以下；主船体首部和尾部分别设有首浮力舱和尾浮力舱，驾控平台设于尾浮力舱和齿轮箱之间；

首甲板和尾甲板均设有横舱壁，横舱壁延伸至船底形成水密的浮力舱，首甲板和尾甲板之间的右、右舷设置强力甲板，强力甲板宽度为0.6~1.0B；

主船体的尾部设有探照灯桅杆，探照灯桅杆上设有探照灯；主船体的中部设有信号灯桅杆，信号灯桅杆上设有信号灯；

探照灯桅杆包括上探照灯桅杆和下探照灯桅杆，上探照灯桅杆和下探照灯桅杆之间铰接并通过锁紧螺栓固定；上探照灯桅杆上设有轴承座，轴承座上可转动地设有空心筒，空心筒通过支撑架与探照灯连接，探照灯与支撑架转动配合，空心筒的中部穿插有升降杆，升降杆通过仰角调节用转向杆与探照灯铰接，升降杆底端与握杆之间采用滑杆和滑槽配合，握杆一端设有把手，握杆另一端与水平角调节用转向杆铰接，水平角调节用转向杆与空心筒连接，空心筒连接上设有锁紧螺丝，锁紧螺丝用于固定升降杆；

单尾鳍的型线结构为：下凸单尾鳍的纵剖轮廓线包括下凸单尾型线底线、内外折角线和尾部端圆线，下凸单尾型线底线和内外折角线均为弧形光顺曲线，尾部端圆线为直线段，内外折角线为下凸单尾鳍与主船体连接的线；下凸单尾鳍仰视轮廓线为两头尖长的梭形线；下凸单尾鳍的最大宽度等于1.2~1.5倍齿轮箱宽度，下凸单尾鳍的长度为齿轮箱长度加上弹性联轴器长度以及加上主机长度总和的3.0~5.0倍。

2.根据权利要求1所述的内河小型船体，其特征在于：主船体尾部设置有尾部舵机平台，尾部舵机平台上设有舵装置总成，舵装置总成的舵机安装于尾部舵机平台框围内。

3.根据权利要求1所述的内河小型船体，其特征在于：信号灯桅杆包括上信号灯桅杆和下信号灯桅杆，上信号灯桅杆和下信号灯桅杆之间铰接并通过锁紧螺栓固定；上信号灯桅杆位于客舱或货舱的中部；上信号灯桅杆上设置有信号灯。

4.根据权利要求1所述的内河小型船体，其特征在于：主船体的首部的左、右舷舱口围板旁设置左、右舷灯，主船体的尾部设置有尾灯。