浮动船坞 【技术领域】
本发明涉及一种船体的清洁方法及装置，尤指一种可操纵的浮动船坞。
【发明背景】
甲壳动物与海生生物在水线下粘附到船体的情形，是减低海洋航行效率的一个重要因素。处理这问题的方式共有两种。第一种即是各种防污漆的开发。通常，这些漆包括三丁锡(TBT)的组分。举例来说，目前最常使用的防污漆系统便是三丁锡-自动亮光式共聚物(SPC)系统。三丁锡对海中生物还有人类来说都有毒。当船舶停在相当静止的浅水中时，另外在清洁船体之后，三丁锡都可能会以相当浓的浓度污染当地的环境。因此，含有三丁锡的油漆，其使用正日益减少。实际上，许多国家已禁止使用含有三丁锡的油漆，或正立法禁止使用。取而代之的是，现正开发及测试不含三丁锡的防污漆，但这些漆多半仅在短期内有效，和/或可能只对某些特定的海中生物的生长有效。
处理甲壳动物与海生生物生长的第二种选择是对船体定期清洁。以往，均是由潜水人员操作小型的潜水机械，以钢刷刷掉船体上所生长地甲壳动物及海生生物的方式来清洁船体。然而，这过程相当费时，且清洁的效率令人不满，而通常会包括一些毒漆在内的清理残留物，也都弃置在船舶停靠地点(通常是港口)的海床上。
因此，本发明的一个目的在于提供一种能减少或克服前述问题，或至少能对大众提供另一有用替代方案的船体清洁方法及装置。
有关本发明的其它目的可从下列仅仅作为例子的说明中明显得知。
发明概要
依据本发明的一个方面，提供一种浮动船坞，该浮动船坞包括一个能适应船体最大宽度的船体容置装置、控制该容置装置浮力的浮力装置、可用以接触和清洁船体一侧的至少一部分的侧边清洁装置和用以调整该侧边清洁装置的位置而使其能与不同宽度的船舶配合的调整装置。
在一较佳形式中，浮动船坞还可包括操纵容置装置的驱动装置。最好是该驱动装置可朝任何方向来操作前述容置装置。
在另一较佳形式中，本发明的浮动船坞还可包括在使用前述容置装置时，可在一船体下方对该容置装置的一基底予以支撑的支撑装置。
本发明的一种浮动船坞的容置装置最好包括一个基本为U型的壳体，该壳体包括基底和侧塔。最好是，浮力装置至少可对该基底提供浮力，但最好也对各侧塔提供浮力。
在本发明的浮动船坞的一较佳形式中，具有与各侧塔相关连的侧边清洁装置以及底部清洁装置。各清洁装置可包括多个呈转盘形式的刷子。
在本发明的一较佳形式中，形成一侧边清洁装置的多个刷子，可在一片或一片以上的板片上进行集中调整。调整装置最好能使前述侧板片横向移动，以及使侧板片绕着一纵向轴线倾斜和/或旋转。
或者，侧边清洁装置或各侧边清洁装置可包括多个独立的清洁板片，各清洁板片能个别调整并具有多个刷子。
在本发明的一较佳形式中，调整装置可包括液压控制的伸缩臂，其中若干伸缩臂可控制侧边板片或各侧边板片的调整，或各该伸缩臂可控制一个清洁板片的调整。
在又一较佳形式中，本发明的浮动船坞还可包括一收集装置，以供收集该浮动船坞从船体上清除掉的残留物。该收集装置最好包括一个收集室和用以在远处倾卸所收集的残留物，或将所收集的残留物从内部排到浮动船坞以便随后处理或倾卸的倾卸或清除装置。
依据本发明的另一方面，提供一种能在船体位于基本空旷的水域时对其进行清洁作业的方法，该方法包括：
-对于一座可用以清洁船体并适应船宽的浮动船坞，至少将其船体容置装置的一部分潜沉到该船体下方，
-使这浮动船坞的清洁装置与该船体至少一侧的一部分接触，
-操作该清洁装置，以及
-操纵浮动船坞，或在浮动船坞内的一艘船舶，基本上沿着该船体的全长，至少清洁其一侧。
这方法最好包括操纵浮动船坞本身。
在本发明这方面的一较佳形式中，清洁装置可接触船体的两侧，以便能同时清洁各侧。
在所举的一较佳形式中，本发明的方法还可包括调整前述清洁装置或各清洁装置基本上符合船体轮廓。
在本发明的又一较佳形式中，清洁装置还可接触船体的底部。
在另一较佳形式中，本发明的方法还可包括收集从船体所清除下来的残留物，以便随后送到远离该清洁地点的地方予以处理和/或倾卸。
据本发明的又一方面，提供一种可用以清洁船体的清洁板片，该板片包括多个呈转盘形式的刷子，所述刷子则至少排成二排，其中一排与相邻的一排保持偏离，且至少有一把刷子通过铰接装置连接到板片的其余部分，所述一个或一个以上的铰接装置偏动以使其相关连的刷子在静止时保持于所述板片的平面上。
附图简要说明
通过下面仅仅作为例子给出的描述以及结合附图，本发明的其它方面将显得更清楚，其中
图1示出本发明一浮动船坞一实施例的侧视图，显示出有一艘船准备接受清洁。
图2示出本发明一浮动船坞一实施例中的侧视图，其中设有可供处理所收集的残留物的装置。
图3示出本发明一浮动船坞一较佳实施例的俯视图。
图4示出图3浮动船坞一侧臂的纵剖面图。
图5示出图4的侧臂的主视图。
图6示出本发明浮动船坞另一实施例的俯视图。
图7示出图6浮动船坞一侧臂的侧视图。
图8示出图7侧臂被装到一侧塔上的纵剖面图。
图9示出图7侧臂的主视图。
图10示出在本发明浮动船坞一实施例中的轨道一部分的主体图，和一可供支撑一侧臂并使这侧臂与轨道互连的凸榫的分解图。
图11示出构成本发明一浮动船坞清洁装置一部分的个别刷子(A和B)的另两个实施例。
图12示出一较佳实施例中本发明的刷子的一驱动轴的剖面图。
图13示出本发明一浮动船坞另一实施例的侧视图。
图14示出图13的实施例的俯视图。
图15是沿图13中的线A-A所截取的剖面图。
图16示出用于本发明一浮动船坞的一种伸缩臂或液压油缸或液压推杆(hydraulic ram)的纵剖面图。
图17(A)和(B)分别示出用于图13至15的浮动船坞实施例中的一组清洁刷子的主视图和后视图。
图18(A)和(B)分别示出图13至15实施例中的一浮动船坞的一种残留物回收部的横剖面图和纵剖面图。
具体实施例详细说明
本发明的浮动船坞1包括一个壳体或上层结构2、可调整侧臂3、清洁装置4a、4b以及一个或一个以上用以推进船坞的驱动装置5a、5b、5c。
壳体2可包括一个基底部6和侧塔7a、7b。在图1所示的实施例中，一个侧塔7a基本上大于另一座侧塔7b，原因在于这实施例是将浮动船坞的驱动装置、液压控制器和桥台等全设在侧塔7a之内或之上。然而，应予以理解的是，侧塔7a、7b的特定形状并非本发明的主要点，在其它的实施例中，可将侧塔7a、7b设计成对称形式，各容置一些具有功能的设备。
壳体2的至少一部分能为浮动船坞1提供浮力。这浮力可由基底6、侧塔7a、7b和/或它们的组合提供。可设以控制浮力程度的装置，使该浮动船坞1能浮动或基本上潜水作业。
浮动船坞1因本身具有驱动装置，所以是容易操纵的。在图1所示的实施例中，具有推进器5c使浮动船坞1前后移动，另加设推进器5a使这船坞1横向移动。在本发明的具有大型侧塔的各实施例中，则需再加装横向推进装置5b，以便在使用时，能确保浮动船坞稳定性。在图示的各实施例中，虽然浮动船坞1是由推进器推进的，但应知道的是，亦可采用其它的自行推进装置，并将其列入本发明的范围内。如图13和14所示的本发明的实施例，就是以分别设在浮动船坞两端的旋转式电动机40(例如AZIPOD电动机)提供推进力，并另加装了设在中间的可逆推进装置41。
虽然图示的各实例均包括能使浮动船坞具有独立操纵性的驱动装置，但应知道的是，将船坞停泊好，并在其部分潜于水中时，将船舶驱动或拖曳通过这船坞，也可同样达到由这船坞进行清洁作业的目的。在该等情况下，本发明的船坞就不需单独的驱动装置。
在本发明的一较佳形式中，以及如图2、3和13-15所示的实施例中，具有能将清洁装置4a、4b所清除的残留物予以收集的装置。在基底6的中间上部可装一个或一个以上的收集装置8。这浮动船坞1设计成在作业时，可将清除的残留物直接导送到收集装置8内。如图2和3所示，收集位置8的下部9具有倾卸门10，以便能将收集的残留物从该处排出。
在图13至15所示的另一实施例中，另请参阅图18，收集装置8可从内部收集残留物，以供留待后续的处理和/或处置。参阅图18，这样的收集装置8可包括一个盛装装置47，该盛装装置47设有多个可在圆筒外壳43里旋转的圆筒形盛桶42。这些盛桶42可在一个盛桶开口部44面朝上以供盛装残留物的收集装置与一个盛桶开口部44面朝下以便经由圆筒形外壳43的对应开口45将残留物倾卸到输送机46上的倾卸位置之间旋转。应知道的是，这类倾卸系统需要在圆筒形盛桶42与其外壳43之间具有合适的密封，以便在作业期间将浮动船坞1的下部潜入水中时，能使收集装置运作。
残留物及任何污水可由输送器输送到适当的装置处，以便以后能将该等污物从船上送出。
在图1至9所示的实施例中，侧臂3包括一基本上垂直设置的板片37、与这板片37的前表面38互连的清洁装置4a以及与前表面38的纵向边缘40相邻的护板39。侧臂3可利用液压油缸11使其与对应的侧塔7a、7b相接。在图1至9所示的实施例中，具有若干上下配成对的液压油缸11。如图3所示，这些液压油缸11用来使侧臂3沿着轨道12朝内和朝外移动。因此，各侧臂3的底部可被支撑在用来与轨道12互连的支撑装置13上。
在本发明如图10所示的一种形式中，轨道12可呈上表面15设有凸榫14的桁梁的形式。支撑装置13上方内部17的轮齿16与轨道12的凸榫14啮合。在支撑装置13的下部18，且有能在轨道12的凹槽20内移行的轮子19。在图6至9所示的实施例中，支撑装置13可通过互连装置21而与其侧臂3互连。且该互连装置21能使侧臂3相对于支撑装置13倾斜及回转。
在图6所示的实施例中，轨道12开始时是彼此保持平行地朝着浮动船坞1的各端延伸，但朝着中间部21向内弯曲。利用这形状，当一侧臂3一侧上的液压油缸11延伸到大于另一边的程度时，便可在这侧臂3抵达轨道的弯曲处时，使其回转或旋转。这种枢转作用能使侧3顺着船体的轮廓而伸向例如船首或船尾。
另外也可利用若干上下配成对的液压油缸11的单独控制，使侧臂3绕着连接装置21倾斜。
在图3至5所示的本发明浮动船坞1的实施例中，采用另一种装置使设备适合船体的轮廓。在这实施例中，是将清洁装置4a而不是侧臂3能够倾斜和回转。因此，轨道12可保持平行，不需使侧臂3相对于支撑装置13回转。如图4和5所示，可将清洁装置4a设在一系列的板片22上。各板片22均通过一个万向接头23而被连接到一从侧臂3处延伸的液压支臂24上。因此，各板片22均可通过其液压支臂24而调整成接近或远离侧臂3。另外，当在清洁装置4a与船体一侧壁之间施以压力时，万向接头23便能使板片22的平面与这船体的轮廓基本保持一致。
图13至17示出侧臂3形状的第三实施例。在这实施例中，浮动船坞的各侧均设有四组侧臂。在此应知道的是，侧臂的组数并非本发明的基本特点，最小的组数为一组，至于最高的组数，则看成本及实用性而定。本实施例的清洁装置4a是在每片具有五支刷子的清洁板片48上。各板片48各自均有液压控制式伸缩支臂49，因而其横向位置可独立调整。在这实施例中，侧护板50设置在浮动船坞1上与侧臂3相邻的内侧。图16示出一伸缩支臂49的细节。该支臂49包括一用以控制其运动的液压管51和分开的可缩回的液压管52，以便为五个清洁装置4a提供动力。一板片48则通过一万向接头55而装到伸缩支臂49的外端54。
图17示出本发明该实施例的一较佳板片48的一种形状。参阅图17A，具有一个中间刷56、两个位于外侧并与这中间刷56排成一排的铰接刷57和另外两个铰接的位移刷子58(displaced brush)。这些位移刷子58被定位成能遮盖住其它三个排成一排的刷子56、57之间的间隙。铰链59被偏置使刷子57、58在静止时维持在一基本上平的平面上。当对板片48施加的压力不均匀时，例如迫使其抵住船体的船首或船尾时，铰链59便能使刷子57、58的位置与船体的轮廓配合。图15所示，将侧壁3上的相邻板片48倒置，可使这种配合变得更容易。
如图17A所示，可在板片48的刷子之间设置滚轮或轮子60，以控制板片48与船体之间的距离，并使板片易于沿着船体横向移动。
为每一刷子提供液压供给管路61，和一低压返回管路62(参阅图17B)。
于壳体或上层结构2的基底6内表面25上可另外设置清洁装置4b。在大部分的情况下，船体底部下方所粘附的海生生物等最少，其主要原因在于缺乏光线。所以，不一定设有可供清洁船体底部的清洁装置。在不设置清洁装置4b的情况下，便可改用其它形式的支撑装置取代，例如滚轮或散布的轮子，以便使用这浮动船坞时，使船坞1的基底6受船舶底部的支撑或沿着船舶底部移行。
应了解的是，本发明的浮动船坞1在其基底6与船舶底部之间无需任何支撑就能有效地运作，例如靠着浮力控制装置来适当控制该浮动船坞1的潜水深度便能达成此举。
图3和6的实施例显示出底部清洁装置4b朝向基底6内表面25的外部，中间部分空下来以供容置轨道12和收集装置8。对于设在这基底6内表面25各侧的各底部清洁装置4b，均可于其外侧装设一护板28。这些护板28具有两种功用，第一项功用是在船坞1进行作业期间，用以控制这船坞基底6与一船体底部之间的距离。第二顶功用则是能将从船体清除下来的污物收容在这浮动船坞1的范围内，以免污染当地的环境。
图13至15的实施例示出另一形态的底部清洁装置4b及护板64。在此情况下，是将底部清洁装置4b分组设成与成组的侧壁对应。分组的底部清洁装置4b由于大部分都不需枢转或倾斜，因此不必形成像侧边清洁装置4a那样的板片式群组。然而，朝向各组外部65的各个清洁装置4b可具有单独的控制装置，以供举升和/或调整清洁装置4b的角度，使船体的船底及侧边之间的弯角部分易于被清洁。
在这实施例中，底部护板64可包括滚轮，以便于使浮动船坞1沿着船体底部移动。
实质上，清洁装置4a、4b可包括旋转刷29，这些旋转刷的例子如图11A和11B所示。应了解的是，本发明的清洁装置4a、4b并不以任何特定的型式和形态为限。
然而，最好具有一列以上的刷子。并使其中一列与另一列偏置，以便能任意清除所粘附的海生生物等。本发明的清洁装置也不以此种形式的刷子为限。其它形式的垫或摩擦装置亦可采用，并可让其旋转、振动或振荡等等，以进行清洁。
各刷子29均具有鬃毛30的外表面，这些鬃毛最好是以例如石墨强化的钢丝或尼龙。各刷子29还具有使其旋转的驱动装置27。该驱动装置可以是一种液压驱动装置。此外，可设有能使各刷子29或一组刷子对船体侧边施加压力的装置。此举可由各刷子29的独立的液压控制器31(例如参阅图7和8)，控制成组刷子的液压臂(如图4和5或16所示)，和/或由推动装置32(参阅图11B)为之。在后者的情况下，可利用一细长转轴34使各刷子29与一小型推进器33互连。该转轴34适合与驱动轴35滑动接合(例如，如图11C所示)，以便在驱动装置27使刷子29旋转时，推进器33也旋转将刷子的鬃毛30向前推动，直到它们与船体接触为止，或直到刷子29抵住驱动轴35末端的一个止挡装置36为止。
依据设想，在不同的情况下，本发明的浮动船坞1可能需要使用不同型式的刷子29。因此，板片22、48和/或各个单独的清洁装置或刷子均可互换。例如，船体若是粘附了厚厚一层甲壳动物时，便需以钢丝刷清理。相比之下，先前如果已喷涂可能具有毒性的防污漆的船舶，且海生生物粘附情况不严重时，最好是以尼龙刷进行清洁，以免损及涂漆。
若是设有多组侧臂3时，各组可分别装有用以处理不同型式或密度的污物的清洁装置49，例如，第一组可以是粗的清洁装置，第二组是中的清洁装置，而第三组则是细的清洁装置。
现将本发明的浮动船坞1的用法说明如下。
在浮起的情况下(参阅图2)，可象一传统的船舶那样操纵浮动船坞1，使其开往需清洁的船舶的停靠地点。然后可将这浮动船坞1潜沉到所需的深度，使其基底6能在船体一端的下方受到支撑。接着移动侧臂和/或分别控制各个或成组的侧边清洁装置4a，以调整这些清洁装置4a的位置，以接触船舶的侧边。处于此位置时，浮动船坞1便可通过侧边或底部护板或滚轮而与船体接触。
浮动船坞1的浮力/压舱料可被调整，以确保船舶与这浮动船坞1之间的各接触点具有基本平均的压力。
然后让形式为刷子之类的清洁装置4a、4b按其清洁作用运作。同时，用推进装置5a、5b导引浮动船坞1沿着船体的长度运动。在图1至9所示的实施例中，液压油缸11控制侧壁3的位置，以确保它们的全部位置基本能跟随船体的轮廓，而由独立液压控制器31和/或推动装置32对刷子29所进行的个别控制，或由液压臂24对刷子板片22所进行的控制，可确保随时在刷子与船体之间施以适当的压力。在图13至15所示的实施例中，是利用各清洁板片48的单独控制来提供所需的控制程度。
除了控制船舶及浮动船坞之间的接触以外，护板28、39、64也能确保船体上由清洁装置4a、4b清除下来的残留物被局限在浮动船坞1的内部中间，以使这些残留物落入收集装置8内。此外，刷子29的施转也有助于将这些残留物导入收集装置8内。
当浮动船坞1已从船舶的一端移到另一端，基本上完成全长的清洁时，便可使其重新浮起并操纵开往下一艘等待清洁的船舶处。等收集装置装满，或盛装残留物的盛桶装满从图13至18所示实施例中输送机送来的残留物时，可将浮动船坞1开往一个较佳地点，倾倒出或卸掉这些收集的残留物。
依据设想，本发明的浮动船坞能清洁大部分的中到大型船舶，并能对这些船舶至少百分之九十的船体予以清洁干净。
通过例子，尤其是结合较佳实施例，描述了本发明。但料想仍可作种种变化及修改。举例来说，依据设想，各侧臂3的下部可包括多个喷嘴，以便喷水清理船体侧边及底部之间的转折区。另外，亦可使用录影设备来监视清洁装置的定位及进度。
图1至9所示实施例的另一个料想得到的修改包括将连接侧臂3与侧塔7a、7b的下方那对液压油缸11换成一个能直接对支撑装置13的轮齿16产生作用的驱动装置。
还应了解的是，可采用压力传感器来控制侧臂3的移动和清洁装置4a、4b的定位。这样的传感器可设在护板18，30内，以便能用人工或自动方式来控制浮动船坞1的压舱料和浮力以及清洁装置4a、4b和/或各种清洁装置的定位。此外，也可采用声纳来感测清洁装置与船舶侧边之间的相隔距离。
在前述说明中，凡与本发明已提及的特定组件或构件已知属于同等品者，则该等同等品即视为已予个别说明而并入于此。
本发明虽已举例说明，尤其是已举各实施例并配合附图予以说明，但应了解的是，在不脱离本发明范围的情况下所作的种种变化及修改，均属以下权利要求书的范围。