專利名稱：貨柜輪的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種貨輪，特別涉及一種貨柜輪。
背景技術：
巴拿馬運河位于拉丁美洲的巴拿馬，橫穿巴拿馬海峽并連接太平洋和大西洋，總 長81. 3km，最寬的地方304m，最窄的地方只有152m，水深最淺處為13m。然而，運河水閘的 尺寸限制了來往船只的長、寬和吃水，因此，航運市場將符合此運河水閘的尺寸限制的極大 化貨輪設計、且能夠通過巴拿馬運河的貨輪稱為巴拿馬極限型貨輪，并將大于巴拿馬極限 型的貨輪稱為超巴拿馬極限型貨輪。參閱圖1，現(xiàn)有巴拿馬極限型貨柜輪1為了能通過巴拿馬運河，因此該貨柜輪1的 船身11的寬度受到嚴格限制，因此只好加長船身11的長度以提升載貨量，進而造成該船身 11的長寬比值過大，航行上遠不如超巴拿馬極限型貨柜輪穩(wěn)定，由此可知，現(xiàn)有巴拿馬極限 型貨柜輪1具有先天尺寸上的劣勢。另外，國際原油價格的調漲，導致航運成本增加，為了達到經(jīng)濟化及降低單位成本 的目的，船舶噸位與貨柜裝載量有逐漸增加的趨勢；然而自國際海事組織所制定的碳排放 量標準開始實施后，船舶的碳排放量將受到嚴格控管，新建造船舶理當符合國際公約所訂 立的標準，低速航行、載貨量大的船舶逐漸成為趨勢，而現(xiàn)有船隊若須符合此一規(guī)定，最有 效的方法即為減速航行與增加載重量。在不更動原有船型設計的前提下，增加承載重量極 為困難，除了營運港口水深限制，須符合干舷要求；若在同樣的馬力下，增加載重噸，且搭配 設計良好的線形，并不會使得船速大幅下降，一般而言，可以降低單位碳排放量，相較下較 能符合規(guī)范要求，也較為經(jīng)濟?，F(xiàn)今的巴拿馬運河航道寬度、水深已經(jīng)無法支應越來越大的船舶。為此，巴拿馬運 河預計于2014年完成拓寬，擴建計劃目標是將運河閘門拓寬64%、加長40%。在巴拿馬運 河完成拓寬后，將能使更大的船只通過，并使來往美洲兩岸的海運成本降低以繁榮經(jīng)濟。如 此，現(xiàn)有實際運載貨量較少的巴拿馬極限型貨輪將會失去競爭力，并將遭受淘汰的命運。但 是對于航商而言，淘汰現(xiàn)有的巴拿馬極限型貨輪，再重新打造新船需要付出相當大的金錢 成本與時間成本。因此，如何就現(xiàn)有的巴拿馬極限型貨輪進行改裝，使現(xiàn)有巴拿馬極限型貨輪在巴 拿馬運河完成拓寬后，不需被淘汰，并同時能增加載貨量以壓低運送成本，并改善現(xiàn)有巴拿 馬極限型貨輪先天性的尺寸缺失，一直是本領域技術人員持續(xù)努力的重要目標。

實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種利用現(xiàn)有巴拿馬極限型貨柜輪為基礎進行改裝 以提升航行穩(wěn)定度，進而增加整體運輸量的貨柜輪。本實用新型貨柜輪，包括一船體以及一設置于該船體上的增載單元；該船體具有 一個主船殼以及一個形成于該主船殼內的主船艙。
3[0009]該貨柜輪的增載單元具有二個分別設置于該船體的兩側且延伸至水線面以下的 結構體，所述結構體的頂面與該船體的頂面相配合形成一用以承載貨柜的承載面。本實用新型所述的貨柜輪，所述結構體的總寬度為該船體的最大寬度的15%至 50%。本實用新型所述的貨柜輪，每一個結構體的長度為該船體的垂線間長的2%至 100%。本實用新型所述的貨柜輪，每一個結構體的長度為該船體的垂線間長的40%至 85%。本實用新型所述的貨柜輪，所述結構體的底緣由該船體的兩側緣向外、再向上延 伸，并與該船體相配合形成該承載面。本實用新型所述的貨柜輪，所述結構體的底緣由該船體的兩側緣先向外、向下，再 向上延伸，并與該船體相配合形成該承載面，且所述結構體的底緣與該船體的底緣平齊。本實用新型所述的貨柜輪，所述結構體的底緣由該船體的底緣先向下、向外，再向 上延伸，并與該船體相配合形成該承載面，且所述結構體的底緣低于該船體的底緣。本實用新型所述的貨柜輪，每一個結構體具有一個設置在該主船殼上的副船殼。本實用新型所述的貨柜輪，每一個結構體還具有一個由該船體的主船殼與該副船 殼所共同界定的副船艙。本實用新型所述的貨柜輪，每一個結構體還具有多條設置于該副船艙內的支架。本實用新型的有益效果在于通過將所述結構體設置在該船體的兩側，能夠增加 船只整體的寬度與重量而提升航行的穩(wěn)定度，而且通過增設所述結構體的空間大幅增加載 貨量，并同時提升燃油使用效率，如此不但能降低航運成本，也較為環(huán)保減碳而符合碳排放 量的規(guī)范。

圖1是一立體圖，說明現(xiàn)有貨柜輪；圖2是一立體圖，說明本實用新型貨柜輪的第一較佳實施例；圖3是一示意圖，輔助說明圖2 ；圖4是一示意圖，說明本實用新型貨柜輪的第二較佳實施例；圖5是一示意圖，說明本實用新型貨柜輪的第三較佳實施例；圖6是一示意圖，說明本實用新型貨柜輪的第四較佳實施例。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例對本實用新型進行詳細說明。在本實用新型被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說明中，類似的元件以相同 的編號來表示。參閱圖2與圖3，為本實用新型貨柜輪的第一較佳實施例，包括一船體2以及一增 載單元3 ；該船體2具有一主船殼21以及一形成于該主船殼21內的主船艙22。該增載單元3具有二分別設置于該船體2的主船殼21兩側且延伸至水線面(圖 未示)以下的結構體31，在此要說明的是，該貨柜輪在航行時，該船體2的一部分浮出海平面上，而另一部分則是潛入海平面下，兩者間界定有水線面，該水線面的位置會隨著貨柜輪 承載重量的多寡而改變。每一個結構體31具有一設置于該主船殼21上的副船殼311，以及一由該主船殼 21與副船殼311共同界定的副船艙312，且所述結構體31的副船殼311的頂面與該船體2 的主船殼21的頂面相配合形成一用以承載多個貨柜5的承載面4，通過該副船艙312的設 計不僅能夠增加船只整體的體積而提升浮力與穩(wěn)定度，還能夠提供載貨的功能而進一步提 升船只的裝載量。特別說明的是，如圖3所示，每一個結構體31還具有多條設置于該副船艙312內 的支架313 (圖中因視角僅示其一)，通過所述支架313支撐在該副船殼311中，能夠強化每 一個結構體31的結構強度。在本實施例中，該船體2以現(xiàn)有巴拿馬極限型貨輪作說明，并且在該船體2的主船 殼21上加裝所述結構體31，使現(xiàn)有巴拿馬極限型貨輪在巴拿馬運河完成拓寬后，不只可以 通過巴拿馬運河并同時能增加載貨量，以維持競爭力。當然也可以對超巴拿馬極限型貨柜 輪或其它類型的貨輪進行改裝，以提升航行的穩(wěn)定度，進而增加載貨量，因此并不以此船型 為限。以下將說明與船舶穩(wěn)定度相關的各項參數(shù)，并探討為何增加船寬能提升船舶穩(wěn)定 度，以下說明所使用的代號為本領域技術人員所熟知，因此只以文字作說明，不另繪示圖 式。重心G(Center of Gravity)位于全船的重量中心，而浮心B (Center ofBuoyancy)則 位于全船在水面下體積形狀的中心。當船舶受外力而傾斜時，位于水面下的體積也會隨著 改變，如此會造成浮心B位置轉移至B’。重心G與浮心B的連線會與浮心B’的鉛垂線相交 于一點，該點為定傾中心(Meta Center)，全船以該定傾中心M為軸心傾斜并來回偏擺。接 著，以龍骨(Keel)的位置為基準點，龍骨K到浮心B的距離為浮心高度KB;而龍骨K到定傾 中心M的距離為定傾中心高度KM ；重心G到定傾中心M的距離為定傾高GM ；浮心B到定傾 中心M的距離為BM。當定傾中心高度KM越大，船舶的穩(wěn)定度越好；定傾中心高度KM小，穩(wěn) 定度相較為差；甚至當定傾中心高度KM小于重心高度KG，船只就會翻覆。另外，定傾中心 高度KM = KB+BM，而BM=I/V ,上述公式中I為橫向慣性矩、▽為全船在水面下的體積， 橫向慣性矩I越大則定傾中心高度KM也會越大。以下說明船舶長度以及寬度與橫向慣性 矩I的關系，下列為橫向慣性矩I的公式I = (l/12)aXb3以上橫向慣性矩I公式中，a為船長，b為船寬。由橫向慣性矩I公式可以得知， 增加船長a與船寬b都能達到提升橫向慣性矩I的目的，但是改變船寬b對于橫向慣性矩 I的提升更為顯著。由以上所述可知，定傾中心高度KM是影響船舶航行穩(wěn)定度的關鍵因素。而重心高 度KG越小，定傾高GM就會越大，因此為了增加航行穩(wěn)定度，在堆疊貨柜時會先經(jīng)過計算，使 用貨物或海水壓艙以達到降低重心的目的。此外，增加船寬b也能使定傾中心高度KM增大， 更能進一步提升航行穩(wěn)定度。參閱圖3，經(jīng)過上述計算并且考量改裝的成本與改裝后的穩(wěn)定度、安全性，以下將 說明每一個結構體31長度、寬度的較佳范圍。以現(xiàn)有巴拿馬極限型船體2的寬度為基準， 該船體2寬度的7. 5%等于一個標準貨柜5的寬度，而該船體2寬度的25%則等于三個標準貨柜5的寬度，由于超過三個貨柜5的寬度在實際使用時，若不進行船體2的結構補強 (例如增加橫向材等)，可能會影響船體2的結構安全，所以每一個結構體31的寬度以能放 置三個貨柜5為限，因此每一個結構體31的寬度為該船體2寬度的7. 5%至25%，兩個結 構體31的寬度為該船體2寬度的15%至50%。另外，由于現(xiàn)有巴拿馬極限型船體2垂線 間長(Length BetweenPerpendicular, LBP)的2%概為一個標準貨柜5的長度，因此每一 個結構體31的長度范圍為該船體2垂線間長的2%至100%，當然在實際進行修改裝時，每 一個結構體31只能放置一個貨柜5較不符合經(jīng)濟效益，因此較佳的長度范圍為該船體2垂 線間長的40%至85%。復參閱圖3與圖2，在使用時，先將要載運的所述貨柜5堆疊至主船艙22內，待該 主船艙22已經(jīng)放置適當數(shù)量的貨柜5，并使船舶吃水至適當深度后，再將剩余的貨柜5堆疊 至該承載面4上，如此就能完成裝載貨柜5的流程。特別說明的是，在圖3中所繪示的所述 貨柜5只是用以輔助作說明。下表列出現(xiàn)有巴拿馬極限型貨輪與增設所述結構體31的本實用新型貨柜輪進行 各項數(shù)據(jù)比較
船型船寬(m)貨柜裝載能力 (TEU)船速(節(jié))巴拿馬極限型貨輪32. 2302424. 25本實用新型貨柜輪42. 4458120. 00由上表能夠算出，貨柜5的裝載能力由3024提升到4581，共增加51%的載貨量。 通過以上所述的設計，本實用新型貨柜輪于實際使用時具有以下所述優(yōu)點(1)航行穩(wěn)定度佳通過將該增載單元3的結構體31設置在該船體2兩側，使整體寬度增加，而能夠 提升船只的浮力，因此能提升船舶在航行時的穩(wěn)定度。(2)提升載貨量、降低航運成本通過所述結構體31上堆疊貨柜5，而能增加整體貨柜5的裝載能力，另外，船只寬 度加寬也使得船體2能夠容許堆疊貨柜5的高度增加，進而增加整體的載貨量，并降低每一 個貨柜5的運送成本，使本實用新型貨柜輪更具競爭力。(3)較為環(huán)保載貨量增加與低速航行同時能提升燃油使用效率，燃油使用效率的提升相對能夠 降低運送每一個貨柜5所產(chǎn)生的碳排放量，因此相較于航速較高與載貨量受限的現(xiàn)有巴拿 馬極限型貨輪更為環(huán)保。參閱圖4，為本實用新型貨柜輪的第二較佳實施例，該第二較佳實施例大致類似于 該第一較佳實施例，不同的地方在于每一個結構體31的底部彎折處呈圓弧型的態(tài)樣，借 此能進一步降低航行阻力。參閱圖5，為本實用新型貨柜輪的第三較佳實施例，該第三較佳實施例大致類似于該第一較佳實施例，不同的地方在于所述結構體31底緣由該船體2兩側緣(靠近該船體 2底緣的兩側緣)先向外、向下延伸后，再向上延伸，最后再與該船體2頂面相配合形成該承 載面4。另外，所述結構體31底緣平齊于該船體2底緣，借此增加本實用新型貨柜輪船底的 吃水部位，以提升航行穩(wěn)定度，進而提升整體載貨量。參閱圖6，是本實用新型貨柜輪的第四較佳實施例，該第四較佳實施例大致類似于 該第一較佳實施例，不同的地方在于所述結構體31底緣由該船體2底緣先向下、向外延伸 后，再向上延伸，最后與該船體2頂面相配合形成該承載面4。另外，所述結構體31底緣低 于該船體2底緣，借此以提供另一種實施態(tài)樣。特別說明的是，當然所述結構體31底緣也 可以是平齊于該船體2底緣的態(tài)樣。歸納上述，本實用新型貨柜輪通過該增載單元3的結構體31的設置，以提升航行 的穩(wěn)定度，進而能增加整體載貨量，同時使運送每一個貨柜5所產(chǎn)生的碳排放量減少，如此 不但能降低每一個貨柜5的航運成本和提升燃油使用效率，更能符合現(xiàn)今對于碳排放量的 規(guī)范，所以確實能達成本實用新型的目的。
權利要求一種貨柜輪，包括一個船體，該船體具有一個主船殼以及一個形成于該主船殼內的主船艙，其特征在于，該貨柜輪還包括一個增載單元，該增載單元具有二個分別設置于該船體的兩側且延伸至水線面以下的結構體，所述結構體的頂面與該船體的頂面相配合形成一個用以承載貨柜的承載面。
2.根據(jù)權利要求1所述的貨柜輪，其特征在于，所述結構體的總寬度為該船體的最大 寬度的15%至50%。
3.根據(jù)權利要求1所述的貨柜輪，其特征在于，每一個結構體的長度為該船體的垂線 間長的2%至100%。
4.根據(jù)權利要求3所述的貨柜輪，其特征在于，每一個結構體的長度為該船體的垂線 間長的40%至85%。
5.根據(jù)權利要求4所述的貨柜輪，其特征在于，所述結構體的底緣由該船體的兩側緣 向外、再向上延伸，并與該船體相配合形成該承載面。
6.根據(jù)權利要求4所述的貨柜輪，其特征在于，所述結構體的底緣由該船體的兩側緣 先向外、向下，再向上延伸，并與該船體相配合形成該承載面，且所述結構體的底緣與該船 體的底緣平齊。
7.根據(jù)權利要求4所述的貨柜輪，其特征在于，所述結構體的底緣由該船體的底緣先 向下、向外，再向上延伸，并與該船體相配合形成該承載面，且所述結構體的底緣低于該船 體的底緣。
8.根據(jù)權利要求4所述的貨柜輪，其特征在于，每一個結構體具有一個設置在該主船 殼上的副船殼。
9.根據(jù)權利要求8所述的貨柜輪，其特征在于，每一個結構體還具有一個由該船體的 主船殼與該副船殼所共同界定的副船艙。
10.根據(jù)權利要求9所述的貨柜輪，其特征在于，每一個結構體還具有多條設置于該副 船艙內的支架。
專利摘要一種貨柜輪，包括一船體以及一設置于該船體上的增載單元。該增載單元具有二個設置于該船體的兩側并延伸至水線面以下的結構體，所述結構體的頂面與該船體的頂面相配合形成一用以承載貨柜的承載面，而所述結構體本身能夠設計為貨艙，以增加貨柜裝載空間。通過所述結構體的設置，提升船舶在航行時的穩(wěn)定度并增加排水量，以提升整體載貨量。另外，不只所述結構體上方與新增的貨艙空間能夠堆疊貨柜，船寬加寬還能使船體上實際能夠承運的貨柜數(shù)增加。載貨量增加能夠提升燃油使用效率，除了節(jié)省航運成本的外，也能減少單位碳排放量，因此更為環(huán)保。
文檔編號B63B25/00GK201685979SQ20102021256
公開日2010年12月29日 申請日期2010年5月31日 優(yōu)先權日2010年5月31日
發(fā)明者周志明, 李志義, 楊文宏, 蔡坤宗, 陳崇實 申請人:臺灣國際造船股份有限公司