專利名稱：船的導(dǎo)向和推進設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及依照權(quán)利要求1的前序部分的一種在適合于越洋交通的大船中的導(dǎo)向和推進設(shè)備(steering and propulsionarrangement)，所述設(shè)備包括部分位于船的后部且部分位于前體的許多推進設(shè)備。
可導(dǎo)向舵螺旋漿設(shè)備(steerable rudder propeller device)從現(xiàn)有技術(shù)中是公知的，其由機械力傳輸裝置或設(shè)置在所述設(shè)備內(nèi)的電馬達(dá)來驅(qū)動。所述設(shè)備使螺旋漿設(shè)備繞其豎直軸轉(zhuǎn)動，并且螺旋漿的推進力可由此在所需方向上轉(zhuǎn)變。另外，螺旋漿的旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)方向可調(diào)節(jié)并且/或者螺旋漿葉片的角度可改變。
舵螺旋漿設(shè)備已經(jīng)設(shè)置在例如在兩個方向上移動的渡船中的前體處。在這些船舶(vessel)中，船體的前體和后部幾乎相同。這種船體配置不適合于其他類型的船舶。此外，舵螺旋漿設(shè)備已經(jīng)利用在各種登陸艇中，其后部通常已經(jīng)方便地設(shè)計成使它能登陸。在此情況下，如果有的話，使舵螺旋漿可收回，因此當(dāng)目標(biāo)是導(dǎo)向船舶到岸上盡可能遠(yuǎn)時，它們可受到保護，所述舵螺旋漿的至少一些向下延伸得比船舶的底部深。
數(shù)個世紀(jì)內(nèi)，適合于越洋交通的大船的船體已經(jīng)發(fā)展成使其特征在于象楔那樣典型窄的船首(bow)，水下船體的最寬部分位于船中部并且螺旋漿在傳統(tǒng)上位于船舶的后部。大船在此指的是長度大約100米或以上的船，因此具體而言包括了諸如大巡洋艦的船類型，而且還包括例如破冰船等。將這種船舶調(diào)動到港口內(nèi)需要船舶前體處的相當(dāng)大的推進效率。然而，用于調(diào)動船首的當(dāng)前設(shè)備僅在側(cè)向產(chǎn)生推進，并且僅當(dāng)船舶不移動或以低速度移動時可使用。然而，一些專門的設(shè)備是公知的，其中舵螺旋漿等安裝在特定凹陷中，該凹陷被制造于船舶前面部分的底部。當(dāng)涉及港口調(diào)動時，這些解決方案當(dāng)然改善了對船舶的調(diào)動，但實際上它們不適用于以高速度向船首導(dǎo)向(steerahead)。
舵螺旋漿設(shè)備亦已經(jīng)設(shè)置在大船的后部以部分或完全取代實際的舵。當(dāng)被提供有這種舵螺旋漿的大船例如在相當(dāng)窄的通道中導(dǎo)向時，由于其相當(dāng)大的側(cè)向表面，側(cè)向漂移可能成為趨向于削弱船的可調(diào)動性的問題。
本發(fā)明的目的是提供一種用于大船的新型導(dǎo)向和推進設(shè)備，其在正常情況下在一個方向上移動并且適合于越洋交通，以上所述的問題在該設(shè)備中盡可能地被解決。目標(biāo)是使該解決方案有利地用在船的各種操作和導(dǎo)向模式中。
可以以權(quán)利要求1和其他權(quán)利要求中所描述的方式來實現(xiàn)本發(fā)明的目的。根據(jù)本發(fā)明，船的前體提供有一個或多個可導(dǎo)向舵螺旋漿設(shè)備，其被設(shè)置成基本上提供對船的導(dǎo)向和控制，從而產(chǎn)生至少基本上在全速度范圍內(nèi)向前推動船的推進力的基本部分，并且另外被設(shè)置成使它們不延伸，至少不明顯地延伸于船的基線以下。船的基線在此指的是確定船的吃水的最低船體斷面(section)。
根據(jù)本發(fā)明的解決方案向船的船首提供了可導(dǎo)向推進功率。當(dāng)船靜止在港口中時，船的船首可被調(diào)動。當(dāng)向船首導(dǎo)向時，前螺旋漿設(shè)備的推進被向前引導(dǎo)(direct)，從而提供了向前方向上的相當(dāng)大的輔助功率。如果在船后部的螺旋漿設(shè)備中發(fā)生故障時，在前部的舵螺旋漿設(shè)備仍然能夠安全地使船舶向船首導(dǎo)向。
另外，借助本發(fā)明可實現(xiàn)構(gòu)造成本上的節(jié)省，這是因為在前部的舵螺旋漿設(shè)備取代了傳統(tǒng)的船首推進器，并且減小了對在后部的螺旋漿設(shè)備的功率要求。
當(dāng)船不移動或向船首移動時，本發(fā)明方便了對船首的調(diào)動。舵螺旋漿所產(chǎn)生的推進力可被完全引導(dǎo)，而靜止的船首推進器僅產(chǎn)生橫向力。
在大船舶中，對船首的導(dǎo)向使得功率要求如此之高以至于在前體將需要多至4-6個當(dāng)前種類的船首推進器。這些設(shè)備僅用于港口調(diào)動。設(shè)置在前體的舵螺旋漿可具有更多的功率并且2-3個設(shè)備可取代甚至六個船首推進器。
另外，對于大船舶，有利的是向前推動船舶的一部分推進功率產(chǎn)生于前部。如果人們不想增加大船的吃水，則螺旋漿的直徑受到限制。這導(dǎo)致需要向船提供幾個螺旋漿的情形。在后部設(shè)置幾個螺旋漿將是復(fù)雜的，而設(shè)置在前部的舵螺旋漿設(shè)備將使所述情形較為容易，這是因為它們產(chǎn)生了一部分推進力。
由于本發(fā)明，已經(jīng)提高了船舶經(jīng)受推進設(shè)備或動力間損壞的能力。為將船向船首移動并且在有問題的情形下調(diào)動它，現(xiàn)在除了在后部的推進設(shè)備外，還有在前部可用的推進設(shè)備。此外，與僅設(shè)置在船后部的舵螺旋漿設(shè)備相反，借助于位于前部的舵螺旋漿對船的導(dǎo)向可以是動態(tài)的，因此當(dāng)船在通道中導(dǎo)向時，不發(fā)生側(cè)向漂移。
在實際的實施例中，在船的前體，即在與船基線的一個距離處的船體的水下斷面中，存在一個區(qū)域，其被足夠平地設(shè)計以使它能安裝和自由轉(zhuǎn)動所述一個或多個舵螺旋漿設(shè)備。另外，從所述區(qū)域向著船尾的船的船體的底部被平滑地成形以使舵螺旋漿設(shè)備在船正在向船首移動的同時可根據(jù)船的船體形狀來引導(dǎo)，從而使在舵螺旋漿設(shè)備之后向著船體表面的水流可被相應(yīng)地最小化。在船被提供有球形船首的情況下，所述區(qū)域位于該球形船首之后。
在船的前體處的舵螺旋漿設(shè)備被定尺寸和設(shè)置成被驅(qū)動以使它們在所謂的港口調(diào)動中根據(jù)需要而覆蓋船的總推進功率的至少大約20％。此外，當(dāng)在海洋交通中向船首導(dǎo)向時，在前體的舵螺旋漿設(shè)備優(yōu)選地覆蓋船的總推進功率的最多大約10％。這樣，可以保證在港口調(diào)動中，有與在被提供有前螺旋漿通道的調(diào)動裝置中一樣多的可用功率。另一方面，在正常的在向船首的導(dǎo)向中，低得多的功率水平就足以使水流不再撞擊船體，從流體動力學(xué)的觀點來看這是有利的。在其他功率源的一部分由于某種原因而未使用的所謂的“應(yīng)急返航”情形下，可能需要較高的功率水平。
為了確保足夠的前螺旋漿功率，優(yōu)選地在船的前體有至少兩個舵螺旋漿設(shè)備。同樣，舵螺旋漿設(shè)備可并排地、一個接一個地或者彼此重疊地安裝在前體。
在實際中，船的所有推進設(shè)備永久地位于船的船體的外側(cè)。通過這樣的設(shè)置，可以確保船的推進設(shè)備不顯著減小船的排水量。
在以下將參照附圖通過舉例來描述本發(fā)明，在附圖中

圖1示出在常規(guī)螺旋漿設(shè)備位于前部的情況下從側(cè)面看到的船；圖2-4示出從側(cè)面看，根據(jù)本發(fā)明的舵螺旋漿設(shè)備如何設(shè)置在船的前部，從而以不同方式來成形船首；并且圖5-8示出從下面看，一個或多個舵螺旋漿如何設(shè)置在船的前部。
在根據(jù)圖1所示的情況的常規(guī)解決方案中，在船的前部，在兩側(cè)設(shè)置了三個螺旋漿設(shè)備，所述設(shè)備僅在船的側(cè)向方向上有影響，并且分別用于將船調(diào)動到碼頭以及將其帶離碼頭，并且可能還進行在港口區(qū)域中的調(diào)動運動。當(dāng)涉及大船時，船首推進器需要在船的正常向前的導(dǎo)向中不使用大量功率。
圖2-4示出舵螺旋漿設(shè)備如何設(shè)置在船舶的前體。舵螺旋漿設(shè)備的自由轉(zhuǎn)動需要空間，因此與傳統(tǒng)解決方案相比，水下船體需要修改。圖2示出在沒有球形船首的船中的舵螺旋漿的使用。在圖3中有一小的低球形船首，而在圖4中有一大的深球形船首。
圖5-8示出一個或多個舵螺旋漿設(shè)備如何一個接一個地、并排地或者彼此重疊地設(shè)置在前體。根據(jù)情形需要，可通過調(diào)節(jié)設(shè)備的轉(zhuǎn)動角來引導(dǎo)螺旋漿的推進。這樣，船可向船首或者向船尾導(dǎo)向到碼頭，或者船首的漂移可以以側(cè)風(fēng)(sidewind)或者以曲線(curve)來校正。
這樣，本發(fā)明利用了已經(jīng)通用的公知舵螺旋漿設(shè)備，所述設(shè)備使繞螺旋漿設(shè)備的豎直軸引導(dǎo)螺旋漿的推進。所述螺旋漿可通過機械力傳輸裝置或設(shè)置在設(shè)備內(nèi)的電馬達(dá)來旋轉(zhuǎn)，這同樣是公知的，因此不被詳細(xì)示出。
通過設(shè)置在船的前體處的根據(jù)本發(fā)明的一個或幾個舵螺旋漿設(shè)備，可通過轉(zhuǎn)動螺旋漿設(shè)備來調(diào)動船首。當(dāng)船根本不移動或者向船首移動時，船的船首可被調(diào)動。當(dāng)向船首導(dǎo)向時，舵螺旋漿設(shè)備的推進被引導(dǎo)以產(chǎn)生顯著的推進效率。當(dāng)向船首導(dǎo)向時，舵螺旋漿設(shè)備的水流與船體表面對齊，從而使所述水流不直接對著船體表面而發(fā)生。
當(dāng)舵螺旋漿設(shè)備根據(jù)本發(fā)明設(shè)置在大的遠(yuǎn)洋船舶的前體時，根本不需要傳統(tǒng)的船首推進器。與位于前部的舵螺旋漿設(shè)備相關(guān)的功率緩解了對在后部的推進效率的需要。
由于本發(fā)明，已經(jīng)提高了船舶經(jīng)受推進設(shè)備或動力間的損壞的能力。為將船向船首移動并且在有問題的情形下調(diào)動它，除了在后部的推進設(shè)備外，還有在前部可用的推進設(shè)備。
當(dāng)船不移動或當(dāng)它向船首移動時，本發(fā)明方便了對船首的調(diào)動。舵螺旋漿所產(chǎn)生的推進力可被完全引導(dǎo)，而傳統(tǒng)的船首推進器僅產(chǎn)生橫向力。
本發(fā)明不局限于上述實施例，而是可在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)設(shè)想幾種改進。
權(quán)利要求
1.一種在適合于越洋交通的大船中的導(dǎo)向和推進設(shè)備，所述設(shè)備包括部分位于船的后部和部分位于前體的許多推進設(shè)備，其特征在于，船的前體提供有一個或多個可導(dǎo)向舵螺旋漿設(shè)備，其被設(shè)置成基本上提供對船的導(dǎo)向和控制，從而產(chǎn)生至少基本上在全速度范圍內(nèi)向前推動船的推進力的基本部分，并且另外被設(shè)置成使它們不延伸，至少不明顯地延伸于船的基線以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的導(dǎo)向和推進設(shè)備，其特征在于，在船的前體，在與船基線的一個距離處的船體的水下斷面中，存在一個區(qū)域，其被足夠平地設(shè)計以使它使能安裝和自由轉(zhuǎn)動所述一個或多個舵螺旋漿設(shè)備，并且在于從所述區(qū)域向著船尾的船的船體的底部被平滑地成形以使舵螺旋漿設(shè)備在船正向船首移動的同時可根據(jù)船的船體形狀來引導(dǎo)，從而使在舵螺旋漿設(shè)備之后向著船體表面的水流可被相應(yīng)地最小化。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的導(dǎo)向和推進設(shè)備，其特征在于，在船被提供有球形船首的情況下，所述區(qū)域位于該球形船首之后。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求的任何一項的導(dǎo)向和推進設(shè)備，其特征在于，在船的前體處的舵螺旋漿設(shè)備被定尺寸和設(shè)置成被驅(qū)動以使它們在所謂的港口調(diào)動中根據(jù)需要而覆蓋船的總推進功率的至少大約20％。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求的任何一項的導(dǎo)向和推進設(shè)備，其特征在于，當(dāng)在海洋交通中向船首導(dǎo)向時，在前體的舵螺旋漿設(shè)備優(yōu)選地覆蓋船的總推進功率的最多大約10％。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求的任何一項的導(dǎo)向和推進設(shè)備，其特征在于，在船的前體有至少兩個舵螺旋漿設(shè)備。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求的任何一項的導(dǎo)向和推進設(shè)備，其特征在于，船的所有推進設(shè)備永久地位于船的船體的外側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在適合于越洋交通的大船中的導(dǎo)向和推進設(shè)備，所述設(shè)備包括部分位于船的后部和部分位于前體的許多推進設(shè)備。船的前體提供有一個或多個可導(dǎo)向舵螺旋漿設(shè)備，其被設(shè)置成基本上提供對船的導(dǎo)向和控制，從而產(chǎn)生至少基本上在全速度范圍內(nèi)向前推動船的推進力的基本部分，并且另外被設(shè)置成使它們不延伸，至少不明顯地延伸于船的基線以下。
文檔編號B63H5/125GK1745016SQ200480003195
公開日2006年3月8日 申請日期2004年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月30日
發(fā)明者K·萊文德, O·薩爾梅拉, J·安德森, J·西爾維厄 申請人:阿克芬亞茲股份有限公司