專利名稱：設(shè)置有豎直布置的旋轉(zhuǎn)筒體的船舶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的船舶，該船舶包括船體和推進(jìn)裝置，該推進(jìn)裝置包括內(nèi)燃機(jī)、排氣裝置以及推進(jìn)單元，所述船舶還設(shè)置有具有豎直軸線的至少一個(gè)豎直布置的筒體，該豎直布置的筒體適于繞其豎直軸線旋轉(zhuǎn)。
背景技術(shù)：
設(shè)置有豎直布置的轉(zhuǎn)動(dòng)筒體的船舶早已公知。在風(fēng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的筒體將施加垂直于風(fēng)流的壓力。這種原理被稱作馬格納斯定律(Magnus law)或馬格納斯效應(yīng)(Magnus effect)。 當(dāng)這樣的筒體或轉(zhuǎn)子在風(fēng)中旋轉(zhuǎn)時(shí)，在筒體的相對(duì)兩側(cè)產(chǎn)生低壓和高壓。當(dāng)風(fēng)從一側(cè)沖擊旋轉(zhuǎn)/轉(zhuǎn)動(dòng)的筒體時(shí)，筒體表面的一側(cè)自然地逆風(fēng)，而另一側(cè)則順風(fēng)。在順風(fēng)的那一側(cè)存在非常小的摩擦，而在逆風(fēng)的那一側(cè)則存在非常大的摩擦。在逆風(fēng)的那一側(cè)，風(fēng)的速度受到靠近筒體的空氣的速度的阻礙，因此使風(fēng)的速度減慢。這意味著壓力增大。在筒體的另一側(cè)，風(fēng)的速度與靠近筒體的空氣層的速度疊加，而使壓力減小。這導(dǎo)致了從增壓側(cè)到減壓側(cè)的強(qiáng)大作用力，從而在側(cè)風(fēng)中產(chǎn)生了向前推力，而使船舶前進(jìn)。以上內(nèi)容示出了一種馬格努斯效應(yīng)推進(jìn)系統(tǒng)，或以其發(fā)明人Anton Flettner博士的名字命名為Flettner轉(zhuǎn)子。這種Flettner轉(zhuǎn)子在順風(fēng)和逆風(fēng)中不會(huì)產(chǎn)生任何益處。Flettner轉(zhuǎn)子在航海操作時(shí)因其增大了船在風(fēng)中的橫截面面積而產(chǎn)生額外的風(fēng)阻。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是避免現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)而獲得這樣一種船舶，該船舶提供了一種在適當(dāng)?shù)娘L(fēng)力條件下增加海上船舶的向前推力的裝置。該目的通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種船舶來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的基本構(gòu)思是使豎直布置的筒體，即Flettner轉(zhuǎn)子與船舶成一體，而不明顯或顯著地增加風(fēng)阻面積，即，主要是船舶的側(cè)面積和前橫截面面積。豎直布置的筒體圍繞船舶的排氣裝置的一部分布置。因此，該豎直布置的筒體不形成船舶上的單獨(dú)的額外結(jié)構(gòu)。有利地，排氣裝置的所述一部分是排氣管。這實(shí)現(xiàn)了相對(duì)于豎直布置的筒體以多種方式布置比如排氣裝置。附加的優(yōu)勢(shì)是，這樣的排氣裝置改進(jìn)了船舶的設(shè)計(jì)。此外，豎直布置的筒體可以提供用于排氣管的煙道裝置(funnel means)。豎直布置的筒體還可以有利地設(shè)置有內(nèi)支撐筒體，該內(nèi)支撐筒體被圍繞排氣管布置。內(nèi)支撐筒體可因此提供用于排氣管的煙道裝置。有利地，豎直布置的筒體可以被直接布置成用作排氣管。這樣，大體上避免了船舶上的任何附加的結(jié)構(gòu)。因此，豎直的效用結(jié)構(gòu)(Utility structure)基本上是船舶上現(xiàn)有的豎直結(jié)構(gòu)，即，被設(shè)計(jì)為用于另一功能的結(jié)構(gòu)。有利地，豎直布置的筒體可以圍繞排氣裝置的其他部分布置，比如圍繞消音器布置，以節(jié)省空間。為了設(shè)計(jì)以及穩(wěn)定性，有利地，豎直布置的筒體由一框架支撐，該框架被布置成與豎直布置的筒體的上端相關(guān)聯(lián)。豎直布置的筒體還可以被布置成延伸穿過框架，這使得利用這種形式的框架更可行。有利地，框架可以具有沿著給定的期望方向從排氣管引導(dǎo)廢氣的形式。此外，框架還可以具有使船舶的逆風(fēng)阻力最小的形式。優(yōu)選地，框架具有水平的取向，并且沿著船舶的縱向延伸，以提供流線型外觀。根據(jù)本發(fā)明的船舶的有利特征由權(quán)利要求2至10給出。


在下文中，將參照示意性附圖僅通過實(shí)施例來描述本發(fā)明，其中圖1示出了本發(fā)明的一般原理；圖2至圖15以總圖和更詳細(xì)的視圖示出了本發(fā)明的各種實(shí)施方式。
具體實(shí)施例方式圖1示出了本發(fā)明的一般原理。豎直布置的筒體用附圖標(biāo)記6表示，其豎直軸線用附圖標(biāo)記7表示。三個(gè)平行的箭頭示出了用附圖標(biāo)記W表示的風(fēng)，彎曲的箭頭R表示豎直布置的筒體6繞其豎直軸線7的旋轉(zhuǎn)方向，附圖標(biāo)記F表示由以上所討論的馬格努斯效應(yīng)產(chǎn)生的力或向前推力，附圖標(biāo)記D表示船舶(未示出)的由此產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)方向。豎直布置的筒體6借助于馬達(dá)(未示出)繞其豎直軸線7沿著方向R旋轉(zhuǎn)，側(cè)風(fēng)W 與該筒體6接合，由此馬格努斯效應(yīng)在豎直布置的筒體6的一側(cè)產(chǎn)生增大的壓力，并在該豎直布置的筒體6的相反側(cè)產(chǎn)生減小的壓力或吸力。這導(dǎo)致產(chǎn)生力F或向前推力，該力F或向前推力使船舶沿著方向D向前移動(dòng)。雖然未在圖1中示出，但豎直布置的筒體的表面可以設(shè)置有所謂的外皮表面。考慮到特殊表面產(chǎn)生一些小的旋渦時(shí)，風(fēng)流將會(huì)以更好的方式沿著豎直布置的筒體行進(jìn)，設(shè)置所謂的外皮表面是有利的。旋渦不像層流那樣易于與豎直布置的筒體分離。上述功能適用于航海操作中的船舶。豎直布置的筒體6當(dāng)然可以沿著相反方向旋轉(zhuǎn)，因而以對(duì)應(yīng)的方式提供相反方向的推力。圖2和圖4示出了包括船體2和推進(jìn)裝置的船舶1，推進(jìn)裝置包括內(nèi)燃機(jī)3、排氣裝置4和推進(jìn)單元5。在這些實(shí)施方式中，排氣裝置被示出為具有兩個(gè)排氣管41。排氣管 41設(shè)置有消音器42。此外，船舶包括兩個(gè)豎直布置的筒體6，這兩個(gè)豎直布置的筒體被布置成繞其各自的豎直軸線7(圖1)旋轉(zhuǎn)。每個(gè)豎直布置的筒體都被布置成與船舶1的豎直的效用結(jié)構(gòu)相關(guān)或與該豎直的效用結(jié)構(gòu)成一體。在這些實(shí)施方式中，豎直的效用結(jié)構(gòu)圍繞排氣裝置4的一部分布置，更具體地，圍繞排氣管41布置，由此，豎直布置的筒體6圍繞排氣管41布置。排氣裝置4具有兩個(gè)排氣管41，每個(gè)排氣管都設(shè)置有豎直布置的筒體6。豎直布置的筒體6借助馬達(dá)(未示出)旋轉(zhuǎn)，以便實(shí)現(xiàn)針對(duì)圖1所描述的功能。排氣管通常應(yīng)延伸得稍微高于豎直布置的筒體。根據(jù)排氣裝置的設(shè)計(jì)，豎直布置的筒體可以圍繞一個(gè)或多個(gè)排氣管布置。
圖3更詳細(xì)地示出了圖2的實(shí)施方式。船舶1的排氣裝置4設(shè)置有兩個(gè)排氣管 41，圍繞每個(gè)排氣管都安裝有豎直布置的筒體6，豎直布置的筒體6被布置成繞其豎直軸線 7(圖1)和相應(yīng)的排氣管41旋轉(zhuǎn)。一方面，排氣管41用作豎直布置的筒體6的支撐結(jié)構(gòu)。 另一方面，豎直布置的筒體6提供用于排氣管41的煙道裝置。圖5更詳細(xì)地示出了圖4的實(shí)施方式。船舶1的排氣裝置4設(shè)置有兩個(gè)排氣管 41，圍繞每個(gè)排氣管都安裝有豎直布置的筒體6，豎直布置的筒體6被布置成繞其豎直軸線 7(圖1)和相應(yīng)的排氣管41旋轉(zhuǎn)。一方面，排氣管41用作豎直布置的筒體6的支撐結(jié)構(gòu)。 另一方面，豎直布置的筒體6提供用于排氣管41的煙道裝置。消音器42也被布置在豎直布置的筒體6內(nèi)，以節(jié)省空間。圖6示出了本發(fā)明的另一實(shí)施方式。在該實(shí)施方式中，船舶1的排氣裝置4設(shè)置有兩個(gè)排氣管41，圍繞每個(gè)排氣管都安裝有豎直布置的筒體6，豎直布置的筒體6被布置成繞其豎直軸線7(圖1)和相應(yīng)的排氣管41旋轉(zhuǎn)。排氣管41設(shè)置有消音器42。排氣管41 被布置在用于相應(yīng)的豎直布置的筒體6的內(nèi)支撐筒體61內(nèi)。支撐筒體61提供用于排氣管 41的煙道裝置。圖7示出了圖6的實(shí)施方式的另選方案，其中，消音器42被布置在豎直布置的筒體6的內(nèi)支撐筒體61內(nèi)，以節(jié)省空間。圖8示出了本發(fā)明的附加實(shí)施方式。在該實(shí)施方式中，船舶1的排氣裝置4設(shè)置有兩個(gè)排氣管41。每個(gè)排氣管41都由豎直布置的筒體6形成，豎直布置的筒體6被布置成繞其豎直軸線7旋轉(zhuǎn)。豎直布置的筒體因此被布置成用作排氣管41。排氣管41設(shè)置有消音器42。圖9示出了圖8的實(shí)施方式的另選方案，帶有各自的消音器42的每個(gè)排氣管41 都由豎直布置的筒體6形成，豎直布置的筒體6被布置成繞其豎直軸線7旋轉(zhuǎn)。豎直布置的筒體6因此被布置成同時(shí)用作排氣管41和消音器42。圖10示出了包括船體2和推進(jìn)裝置的船舶1，推進(jìn)裝置包括內(nèi)燃機(jī)3、排氣裝置4 和推進(jìn)單元5。排氣裝置被示出具有兩個(gè)排氣管41。排氣管41設(shè)置有消音器42。此外， 船舶包括兩個(gè)豎直布置的筒體6，這兩個(gè)豎直布置的筒體6被布置成繞其各自的豎直軸線 7(圖1)旋轉(zhuǎn)。豎直布置的筒體被布置成與船舶1的豎直的效用結(jié)構(gòu)相關(guān)，或與該豎直的效用結(jié)構(gòu)成一體。在該實(shí)施方式中，豎直的效用結(jié)構(gòu)是排氣管41，由此，豎直布置的筒體6被圍繞排氣管41布置。排氣裝置4具有兩個(gè)排氣管41，每個(gè)排氣管41都設(shè)置有豎直布置的筒體6。 豎直布置的筒體6借助馬達(dá)(未示出)旋轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)針對(duì)圖1所描述的功能。圖11更詳細(xì)地示出了圖10的實(shí)施方式。船舶1的排氣裝置4設(shè)置有兩個(gè)排氣管 41，圍繞每個(gè)排氣管都安裝有豎直布置的筒體6，豎直布置的筒體6被布置成繞其豎直軸線 7(圖1)和相應(yīng)的排氣管41旋轉(zhuǎn)。排氣管41設(shè)置有消音器42。一方面，排氣管41用作豎直布置的筒體6的支撐結(jié)構(gòu)。另一方面，豎直布置的筒體6提供用于排氣管41的煙道裝置。 這與以上針對(duì)圖2和圖3所討論的實(shí)施方式一致。豎直布置的筒體6大體延伸與船舶1的豎直的效用結(jié)構(gòu)的豎直高度相同的高度。 兩個(gè)豎直布置的筒體6以及因此還有兩個(gè)排氣管41被布置成由框架8支撐，該框架8布置在豎直布置的筒體的上端?？蚣?包括前部81 (朝向船舶1的船頭)、沿著排氣管41/豎
5直布置的筒體6延伸的基本上水平的部分82、以及尾部83(朝向船舶1的船尾)?？蚣? 具有大體上水平的取向，并且在船舶1的縱向上延伸，該框架被布置在豎直布置的筒體6之上?？蚣?例如可以包括兩個(gè)水平取向的弓形部，這兩個(gè)水平取向的弓形部之間設(shè)置有支撐部分，該支撐部分被布置在豎直布置的筒體之上。排氣管通常應(yīng)延伸得稍微高于豎直布置的筒體和支撐筒體。因此，將框架8設(shè)置成引導(dǎo)風(fēng)流的形式是有利的，以沿著給定的期望方向從排氣管41引導(dǎo)廢氣。此外，將框架8設(shè)置成使船舶1的逆風(fēng)阻力最小的形式是有利的。而且， 框架不阻礙風(fēng)與豎直布置的筒體6的接合。根據(jù)框架的設(shè)計(jì)，其可以使風(fēng)流穩(wěn)定。此外，為了獲得流線型結(jié)構(gòu)，框架還可以是圓弧或部分圓弧的形式?？蚣苓€可以用于防止氣流在筒體之上從增壓側(cè)向減壓側(cè)(即吸力側(cè))流動(dòng)(圖1)。圖12示出了圖10的另選實(shí)施方式，其中，消音器42被布置在豎直布置的筒體6 內(nèi)，以節(jié)省空間。圖13示出了圖11的詳細(xì)實(shí)施方式的另選方案，其中，消音器42被布置在豎直布置的筒體6內(nèi)，以節(jié)省空間。圖14示出了圖11的另選實(shí)施方式，該實(shí)施方式提供了框架8的另選布置。在該實(shí)施方式中，船舶1的排氣裝置4設(shè)置有兩個(gè)排氣管41，圍繞每個(gè)排氣管都安裝有豎直布置的筒體6，豎直布置的筒體6被布置成繞其豎直軸線7 (圖1)以及相應(yīng)的排氣管41旋轉(zhuǎn)。 排氣管41設(shè)置有消音器42。排氣管41被單獨(dú)地布置在各自的豎直布置的筒體6的內(nèi)支撐筒體61內(nèi)。支撐筒體61提供用于排氣管41的煙道裝置。這與以上針對(duì)圖4和圖5所討論的實(shí)施方式一致。兩個(gè)豎直布置的筒體6大體延伸與船舶1的豎直的效用結(jié)構(gòu)的豎直高度相同的高度。排氣管通常應(yīng)延伸得稍微高于豎直布置的筒體和支撐筒體。在該實(shí)施方式中，兩個(gè)豎直布置的筒體6以及因此還有兩個(gè)排氣管41被布置成延伸穿過框架8?？蚣?包括前部81 (朝向船舶1的船頭)、沿著排氣管41/豎直布置的筒體 6延伸的基本上水平的部分82、以及尾部83 (朝向船舶1的船尾)。框架8具有基本上水平的取向，并且在船舶1的縱向上延伸。為了獲得流線型結(jié)構(gòu)，框架還還可以是圓弧或部分圓弧的形式。將框架8設(shè)置成使船舶1的逆風(fēng)阻力最小的形式是有利的?？蚣?還可以用作擾流器以圍繞豎直布置的筒體6引導(dǎo)風(fēng)流。而且，框架不阻礙風(fēng)與豎直布置的筒體6的接合。 根據(jù)框架的設(shè)計(jì)，其可以使氣流穩(wěn)定?？蚣?例如可以包括兩個(gè)水平取向的框架部分，這兩個(gè)水平取向的框架部分之間設(shè)置有風(fēng)流引導(dǎo)部，豎直布置的筒體延伸穿過該風(fēng)流引導(dǎo)部。 框架還可以用于防止氣流在筒體之上從增壓側(cè)向減壓側(cè)(即吸力側(cè))流動(dòng)(圖1)。圖15示出了圖14的另選實(shí)施方式，其中，消音器42被布置在豎直布置的筒體6 的內(nèi)支撐筒體61內(nèi)，以節(jié)省空間。在以上所討論的實(shí)施方式中，豎直布置的筒體被布置成與船舶的豎直的效用結(jié)構(gòu)相關(guān)，或與該豎直的效用結(jié)構(gòu)成一體。因此，與無所述豎直布置的筒體的船舶相比，豎直布置的筒體基本上不增加風(fēng)阻面積，即，主要是船舶的側(cè)面積和前橫截面面積。而且，沒有單獨(dú)附加至船舶輪廓的結(jié)構(gòu)。排氣管通常應(yīng)延伸得稍微高于豎直布置的筒體和支撐筒體。根據(jù)排氣裝置的設(shè)計(jì)，豎直布置的筒體可以圍繞一個(gè)或多個(gè)豎直的效用結(jié)構(gòu)布置，比如，圍繞一個(gè)或多個(gè)排氣管和/或消音器布置。豎直布置的筒體，S卩，F(xiàn)lettner轉(zhuǎn)子也可以被附加到船舶的其他現(xiàn)有的豎直結(jié)構(gòu)。 豎直布置的筒體例如可以被布置成與船舶上的桅桿相關(guān)，或與該桅桿成一體，由此，這提供了一個(gè)或多個(gè)所謂的Flettner轉(zhuǎn)子，而不對(duì)船舶輪廓附加任何實(shí)質(zhì)的結(jié)構(gòu)。明顯地，根據(jù)船舶的設(shè)計(jì)，豎直布置的筒體也可以布置一個(gè)或多個(gè)所述其他現(xiàn)有的豎直結(jié)構(gòu)。內(nèi)燃機(jī)、排氣裝置以及推進(jìn)單元的數(shù)量可以改變。因此，例如排氣管、消音器等的數(shù)量以及船舶上被配置成用于豎直布置的筒體，即Flettner轉(zhuǎn)子的任何豎直的效用結(jié)構(gòu)的數(shù)量也可以改變。而且，從框架弓形部如何相對(duì)于豎直布置的筒體布置來看，框架弓形部的數(shù)量可以以相應(yīng)的方式改變。豎直布置的筒體被描述為借助馬達(dá)旋轉(zhuǎn)。明顯地，可以應(yīng)用多種旋轉(zhuǎn)裝置。所述說明旨在闡明本發(fā)明的基本構(gòu)思。本發(fā)明在細(xì)節(jié)上可在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)改變。
權(quán)利要求
1.一種船舶，該船舶包括船體( 和推進(jìn)裝置，該推進(jìn)裝置包括內(nèi)燃機(jī)(3)、排氣裝置 (4)以及推進(jìn)單元(5)，所述船舶(1)還設(shè)置有具有豎直軸線(7)的至少一個(gè)豎直布置的筒體(6)，所述豎直布置的筒體適于繞其豎直軸線旋轉(zhuǎn)，所述船舶的特征在于，所述豎直布置的筒體(6)圍繞所述船舶(1)的所述排氣裝置的一部分布置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶，其特征在于，所述排氣裝置(4)的所述一部分是排氣管 (41)，并且所述豎直布置的筒體(6)圍繞所述排氣管Gl)布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的船舶，其特征在于，所述豎直布置的筒體(6)設(shè)置有內(nèi)支撐筒體(61)，該內(nèi)支撐筒體圍繞所述排氣管Gl)布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶，其特征在于，所述豎直布置的筒體(6)被布置成用作排氣管(41)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶，其特征在于，所述船舶(1)的所述排氣裝置(4)包括消音器(42)，并且所述豎直布置的筒體(6)圍繞所述消音器0 布置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶，其特征在于，所述豎直布置的筒體(6)由框架(8)支撐，所述框架被布置成與所述豎直布置的筒體(6)的上端相關(guān)聯(lián)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的船舶，其特征在于，所述豎直布置的筒體(6)被布置成延伸穿過所述框架(8)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的船舶，其特征在于，所述框架(8)具有沿著給定的期望方向從所述排氣管Gl)引導(dǎo)廢氣的形式。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的船舶，其特征在于，所述框架(8)具有使逆風(fēng)阻力最小的形式。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的船舶，其特征在于，所述框架(8)具有水平的取向，并且在所述船舶(1)的縱向上延伸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種船舶(1)，該船舶包括船體(2)和推進(jìn)裝置，該推進(jìn)裝置包括內(nèi)燃機(jī)(3)、排氣裝置(4)以及推進(jìn)單元(5)。船舶(1)還設(shè)置有具有豎直軸線的至少一個(gè)豎直布置的筒體(6)，所述豎直布置的筒體(6)適于繞其豎直軸線旋轉(zhuǎn)。為了避免風(fēng)阻面積的任何實(shí)質(zhì)性增加，豎直布置的筒體(6)圍繞船舶(1)的排氣裝置(4)的一部分布置。
文檔編號(hào)B63H21/32GK102239082SQ200980148896
公開日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2009年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月8日
發(fā)明者奧斯卡·萊萬德 申請(qǐng)人:瓦錫蘭芬蘭有限公司