稳定船舶的方法与系统.pdf

1、(10)申请公布号 CN 101970288 A(43)申请公布日 2011.02.09CN101970288A*CN101970288A*(21)申请号 200980107720.5(22)申请日 2009.03.041035148 2008.03.04 NLB63B 43/12(2006.01)(71)申请人埃里克杰罗恩恩克霍恩地址荷兰亨厄洛(72)发明人埃里克杰罗恩恩克霍恩(74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公司 72001代理人原绍辉(54) 发明名称稳定船舶的方法与系统(57) 摘要本发明涉及一种在发生如海难的意外后稳定船舶(1)和/或保持船舶(1)漂浮的方法，由此，通过将充

2、气气体充入船舶(1)的货舱(2)的子空间(4)中的至少一个可充气元件(9)，对该可充气元件(9)进行充气，这样该可充气元件(9)在其充气使用位置时具有如此的尺寸，使得子空间(4)中的自由空气基本上被可充气元件(9)排出，使得限制水流入船舶(10)的货舱(2)和/或抑制火灾的蔓延。(30)优先权数据(85)PCT申请进入国家阶段日2010.09.03(86)PCT申请的申请数据PCT/NL2009/000052 2009.03.04(87)PCT申请的公布数据WO2009/110788 EN 2009.09.11(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要

3、求书 2 页 说明书 4 页 附图 3 页CN 101970288 A 1/2页21.一种在发生如海难的意外后稳定船舶(1)的方法，包括如下步骤：通过将充气气体充入所述船舶(1)的货舱(2)的子空间(4)中的至少一个可充气元件(9)，对所述可充气元件(9)进行充气，这样所述可充气元件(9)在其充气使用位置时具有如此的尺寸，使得所述子空间(4)的自由空气基本上被所述可充气元件(9)排出，使得限制水流入所述船舶(10)的货舱(2)和/或抑制火灾的蔓延。2.根据权利要求1所述的稳定船舶(1)的方法，其特征在于，所述可充气元件(9)由薄材料制成，以便所述可充气元件(9)在折叠位置时占据小的体积，并且所

4、述可充气元件在其充气使用位置时能绕着位于所述货舱(2)或其子空间(4)内的物体柔性膨胀。3.根据权利要求2所述的稳定船舶(1)的方法，其特征在于，所述可充气元件的材料的厚度选自10-1000m的范围，优选地选自20-100m的范围。4.根据权利要求2和3所述的稳定船舶(1)的方法，其特征在于，所述可充气元件的材料是具有聚氨酯基体的薄塑料，优选地，所述塑料具有高聚氨酯含量。5.根据前述权利要求1-4中任一项所述的稳定船舶(1)的方法，其特征在于，所述船舶(1)的货舱(2)内的两个或更多个可充气元件(9)被充气，由此，所述可充气元件在货舱(2)中如此分布，使得所述船舶(1)在其船体(3)中出现裂口

5、的情况下将会保持浮在基本水平位置。6.根据前述权利要求1-5中任一项所述的稳定船舶(1)的方法，其特征在于，对所述可充气元件(9)进行充气的步骤选自如下：通过气体存储器(10)中的加压充气气体进行充气；通过气体压缩机或气泵(11)或上述装置的组合所加压的充气气体进行充气。7.根据前述权利要求1-6中任一项所述的稳定船舶(1)的方法，其特征在于，所述可充气元件(9)在充气使用位置时具有的超压在0.01到0.5bar的范围内，优选地在0.02到0.2bar的范围内。8.根据前述权利要求1-6中任一项所述的稳定船舶(1)的方法，其特征在于，所述可充气元件(9)在第一步骤中由范围为0-3bar的第一超

6、压被充气至充气位置，然后在第二步骤中所述可充气元件被充气到具有第二超压的更高压强，所述第二超压的范围是比所述第一步骤的第一超压增加0.1-10bar。9.根据前述权利要求1-8中任一项所述的稳定船舶(1)的方法，其特征在于，在所述第一充气步骤之前、同时或之后，产生听觉和/或视觉警报以警告所述船舶(1)上的人。10.一种在发生如海难的意外后稳定船舶(1)的系统，包括所述船舶(1)的货舱(2)的子空间(4)中的至少一个可充气元件(9)，由此，所述元件布置成通过向其充入充气气体而变成其充气使用位置，被充气的元件具有如此的尺寸，使得子空间(4)的自由空气基本上被所述可充气元件(9)排出，使得限制水流入

7、所述船舶的货舱(2)和/或抑制所述船舶(1)上的火灾蔓延。11.根据权利要求10所述的稳定船舶(1)的系统，其特征在于，所述可充气元件(9)由薄材料制成，以便所述可充气元件(9)在折叠位置时占据小的体积，并且所述可充气元件在其充气使用位置时能绕着位于所述货舱(2)或其子空间(4)内的物体柔性膨胀。12.根据权利要求11所述的稳定船舶(1)的系统，其特征在于，所述可充气元件的材料的厚度选自10-1000m的范围，优选地选自20-100m的范围。13.根据权利要求11或12所述的稳定船舶(1)的系统，其特征在于，所述可充气元件权 利 要 求 书CN 101970288 A 2/2页3的材料是具有聚

8、氨酯基体的薄塑料，优选地，所述塑料具有高聚氨酯含量。14.根据权利要求10-13中任一项所述的稳定船舶(1)的系统，其特征在于，所述系统具有充气装置，所述充气装置优选地选自：环形管路(12)和/或一个或多个气体存储器(10)和/或一个或多个气泵(11)的空气压缩机，以便提供充气气体到所述可充气元件(9)。15.根据权利要求10-14中任一项所述的稳定船舶(1)的系统，其特征在于，所述系统具有中央控制单元(13)，所述中央控制单元(13)构造成例如从操纵位置或操纵室(5)通过充气装置(10、11、12)将充气气体充入所述可充气元件(9)而遥控启动所述可充气元件(9)。16.根据权利要求10-15

9、中任一项所述的稳定船舶(1)的系统，其特征在于，所述充气装置(10、11、12)具有过程控制装置(33、35、37、38)用以控制并检查充气过程。17.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，所述过程控制装置选自：止回阀(33)；具有测量仪器(37)的控制阀(35)，所述测量仪器(37)例如为压强传感器、流量传感器或其组合；止回阀(33)和控制线路(35、37)的组合。18.用于根据前述权利要求1-9中任一项所述的方法或根据前述权利要求10-17中任一项所述的系统中的可充气元件，其特征在于，所述可充气元件(9)由薄材料制成，以便所述可充气元件(9)在折叠位置时占据小的体积，并且所述可充气元件在

10、其充气使用位置时能围绕所述货舱(2)或其子空间(4)中的物体柔性膨胀。19.根据权利要求18所述的可充气元件，其特征在于，所述可充气元件(9)构造为至少两个子元件和/或具有至少两个隔室。20.船舶，具有根据前述权利要求10-17中任一项所述的系统，包括根据前述权利要求18-19中任一项所述的可充气元件(9)。权 利 要 求 书CN 101970288 A 1/4页4稳定船舶的方法与系统技术领域0001 本发明涉及一种在发生如海难的意外后稳定船舶的方法与系统。背景技术0002 当船舶在发生意外(例如，与其他船舶或者如浮标或残骸碎片的漂浮物碰撞)之后变得漏水的时候，大部分情况下船舶的船体上撕开一个

11、洞，根据裂口或洞的尺寸以及它位于水线之上或之下，通过洞海水将会进入到船舶的货舱中。根据阿基米德原理，由于船舶货舱中漏进来的水的影响，船舶的浮性将会由于船舶重量的增加或船体排开的水的体积减少而减少。随着船舶浮性(力)的减少，船舶，首先是船体，将位于更深的水中。由于这种流体静力学效应或连通器原理，一种不可逆的过程开始使得船体上的裂口或洞更深地浸入水中，从而导致更多的水进入货舱中，导致船舶浮力的进一步减少。由于船体裂口的原因，船舶变得关于其浮力不稳定，根据裂口的尺寸，当船舶的所有材料的平均密度大于水密度的时候，船舶将会不可避免地沉没。0003 已经设计出多种解决方案用以防止船舶在船体出现裂口的情况下

12、快速沉没。一种公知的解决方案是通过(舱底)泵将船舶货舱中的漏水泵出。当(舱底)泵的排水量多于漏水流速的时候，可避免船舶沉没。另一种方案是当出现漏水时，尝试通过将货舱细分为多个部分并且将船体中包含裂口的部分水密性地封闭来限制或阻止船舶浮力的不稳定性，从而中断沉没过程。现在，大部分的船舶都配有(舱底)泵用以从货舱清除漏水；然而当泵由于例如缺少燃料或者机械故障等而失效且同时船体上的洞没有被塞住或封堵的时候，不可逆的沉没过程将会继续。0004 在海难或其他事故之后的火灾逃生情况下，防止火势的快速蔓延是很有必要的。由于下层甲板灭火困难并且需要人员的部署和关注，因此防止火势蔓延到货舱的其他子空间是有利的，

13、这样人员就可以完成灭火工作而不必冒生命危险。0005 因此需要一种系统，快速可靠、低成本、具有最小的故障率，船舶能够在如船体漏水或火灾的事故之后稳定；由此，可以避免船舶的快速沉没并限制火势蔓延，能获得宝贵的时间，例如以便航行和漂浮到达港口，或在修理裂口或灭火的时候仍然漂浮在水上。发明内容0006 因此，本发明的目的是提供一种方法和系统，在海难(例如船体突然漏水，或船上火灾)时，通过限制浮力的减小，船舶能够保持稳定和防止火势蔓延，而且该系统必须是低成本，必须是非专家能够快速启动的，并且必须在紧急事故例如船上动力供应或船舶发动机故障时是可靠的，从而减少船上人员、灭火人员和维护人员事故的几率。000

14、7 本发明的目的通过下述方式实现：通过将充气气体充入船舶货舱的子空间中的至少一个可充气元件，对该可充气元件进行充气，从而该可充气元件在充气使用位置时具有如此的尺寸，使得子空间中的自由空气基本上都被该可充气元件排出，从而限制水流入船舶货舱中和/或抑制火灾的蔓延。说 明 书CN 101970288 A 2/4页50008 上述特征提供了一个在船舶货舱内充满充气气体的元件，其防止漏水进一步流入船舶货舱内，并通过从子空间去除自由空气来防止火灾蔓延。0009 其他替代性方法在权利要求2-9中描述，通过这些措施获得了改进的性能，或者可靠性得到提高；船舶的(水平)稳定性得到提高；提供了简单可靠的手段；船上人

15、员受伤的风险降低了；可以容易地遥控启动自由空气的排出，用以阻止火灾蔓延或限制浮力减小。0010 本发明还涉及一种系统，如权利要求10-17中所述的，用以限制船舶浮力的减小。这些措施提高了性能和/或可靠性，防止了可充气元件中的一个或多个漏气时的系统故障。0011 而且，如权利要求18、19所述的，本发明涉及一种用在根据本发明所述方法或系统中的可充气元件。0012 本发明还涉及一种船舶，其具有包括如本发明所述可充气元件的系统。附图说明0013 本发明通过可充气元件的实施例的附图被进一步描述，由此，特征和其他优点将随之显现。0014 图1示出了船舶的俯视图，该船舶布置成使用根据本发明的方法；0015

16、 图2A示出了图1中船舶的侧视图；0016 图2B示出了根据本发明的方法中使用的可充气元件的细节；0017 图3示意性地示出了用在船舶中的系统的充气装置；0018 图4示意性地示出了系统的充气装置的替代性实施例。具体实施方式0019 图1示出了船舶1的俯视图，其具有可充气元件9，用以当船体3出现裂口时排出自由空气以限制浮力的减小从而稳定船舶，并且用以防止火灾蔓延。在该实施例中，多个可充气元件9或气囊设在帆船1的上层甲板6中。0020 图2示出了图1中船舶1的侧视图与示意图。上层甲板6与下层甲板16都设有可充气元件9。当船舶1的船体3中出现洞或裂缝8，或者货舱2中着火时，通过使充气气体进入可充气

17、元件9中而对可充气部9件进行充气，这样可充气元件9被展开并占据船舶1的货舱中的很大的体积，从而完全或极大程度上将自由空气移出。因为被充气的可充气元件所占据的空间限制了水的流入，所以流入的水造成的船舶浮力的减小被限制或甚至被阻止。可充气元件9通过如环形管路12的充气装置从气体存储器10进行充气，或者通过气体压缩机或气泵11充气，气体压缩机或气泵11优选地安装在靠近船舶发动机和螺旋桨7的地方并且操作地与其连接和/或由其驱动。当下层甲板起火和/或靠近机舱的船体3中出现洞或裂缝8的时候，由于进入的水或火的原因，船舶发动机7有很大可能故障，引起压缩机或泵不能再将充气空气充入可充气元件9中。因此，本系统构

18、造为使用空气压缩机或泵11以及气体存储器10的组合，使得在任何环境下可充气元件9都能被充气，从而船舶1沉没的危险可被阻止。对于本系统而言，有利的选择是低压空气泵11，其结合有低排量压头和高空气输送量。0021 图3示出了安装在船舶1的下层甲板16上的可充气元件9的细节。可充气元件说 明 书CN 101970288 A 3/4页69充气之后可向上进入子空间4中，以及向下进入(龙骨)空间2中。0022 优选地，可充气元件9在货舱2中如此安装和分布，使得如果船体3中出现洞或裂缝8，则船舶1保持浮在基本水平位置。当船舶1在船首或船尾浸入水中的情况下开始倾侧或沉没时，水开始通过其上侧进入船舶，造成船舶不

19、可控制并使其不能在其自身的动力下到达安全的港口或干船坞。0023 优选地，根据本发明的系统因而具有控制单元13，由此远程地，例如从操纵位置5或操纵室，可充气元件9可由充气装置(如气体存储器10和/或气体压缩机11和/或环形管路12)提供充气气体。0024 优选地，可充气元件9被加压到高至0.1和15bar之间的压强值范围，但本发明不限于此范围。为了不使子空间4中的人员受伤、挤压或窒息，在第一步骤中，该空间中的可充气元件9被充气到低的压强，以便处于子空间4中的人员能有机会撤出子空间4，并使他们安全。在该第一阶段中，任选地提供听觉/视觉警告系统，该系统在充气过程启动之前、同时或紧接着之后被启动以警

20、告船上人员。当船舶1上所有的乘客和/或船员是安全的并撤离货舱2时，在第二步骤中，可通过例如之前提到的中央控制单元13将一个或更多可充气元件9加压到更高的内部压强。优选地，选择比第一压强步骤的压强高0.1到10bar的压强。由于可充气元件9中更高的内部压强，子空间4将会被更完全地填充，可充气元件9将会施加更高的反压力对抗进水的流体静压力。该可充气元件9优选地安装于货舱2或其他封闭空间中，以避免可充气元件9的移位(displacement)和/或遗失，从而防止浮力保持的损失。0025 优选地，可充气元件由薄材料制作，以便该元件在折叠位置时占据小的体积并且重量轻。优选地，可充气元件的材料厚度选自10

21、-1000m的范围，更优选地选自20-100m的范围。而且，当使用薄材料的时候，可充气元件充气的空间内的人员将不会被容易地挤压或被包围。0026 通过使用薄材料，可充气元件被例如空间中的人员或物体撕裂或漏气的风险增大了。0027 因此，在一个优选实施例中，可充气元件9构造有两个或更多个子元件和/或两个或更多个隔室，对于材料而言，选择聚氨酯基体。通过采用具有高聚氨酯含量的材料，获得了有利的可充气元件，其重量轻并且结实，耐火，并且可被显著地拉伸且对撕裂具有高抵抗力。在一次性使用的基础实施例中，可充气元件9及其隔室具有单向阀，从而使用后壁必须被切割以便能够排空并将气囊排气以及将它们从货舱2中移除。0

22、028 图3所示为根据本发明的系统的充气装置的实施例。该系统包括至少两个可充气元件，其通过单向阀33或开关阀35相互连接到环形管路12。该环形管路被手动地(例如通过按压中央控制单元13中的启动按钮38)提供空气与空气压强。所述空气与压强由空气压缩机或气泵11提供，或者由高压储气瓶或气体存储器10提供，或者由上述的组合提供。启动按钮38可以直接打开空气供给到环形管路，或者可打开空气压缩机或气泵11。单向阀33防止进入气囊的空气逸出。0029 在替代性实施例中，设置开关阀35，其一般是打开的，并且在可充气元件9中由于漏气导致的失效压强累积时关闭，或者在例如由失效测量仪器37(如压强传感器、气流传感

23、器)的读数或上述组合的读数引起的超高空气流时关闭。该测量装置37启动开关阀。在说 明 书CN 101970288 A 4/4页7第二替代性实施例中，该可充气元件9也可通过单向阀33和开关阀35以及测量仪器37的组合连接到环形管路。元件33和35的主要目的是当气囊或元件9中的一个或多个在使用中出现裂口或变得漏气时用以保持系统的功能。测量和控制装置33、35、37可安装在本地，但也可以通过中央控制单元13遥控，例如对于包括控制阀35和测量装置37的控制线路，设定压力控制器37的设置点。这下阀可以是气动或电动操作的。0030 图4所示为根据本发明的系统的充气装置的替代性实施例。该系统包括至少一个或多个可充气元件9，其每一个通过开关阀35与安装在本地的高压气瓶或气体存储器10相连。通过来自中央控制单元13的电子信号启动对可充气元件的充气。因此就不需要单向阀或其他类似部件。说 明 书CN 101970288 A 1/3页8图1说 明 书 附 图CN 101970288 A 2/3页9图3说 明 书 附 图CN 101970288 A 3/3页10图4说 明 书 附 图