專(zhuān)利名稱(chēng)：船的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種船，具體地，涉及一種貨船，所述船包括馬格努斯轉(zhuǎn)子。從“Die Segelmaschine (帆船機(jī)械) " ( 作者 Claus Dieter Wagner、 ErnstKabel Verlag GmbH、漢堡、1991年第156頁(yè))一文此類(lèi)船已然為人所知。所述文獻(xiàn)涉及對(duì)馬格努斯轉(zhuǎn)子能否用作 貨船的驅(qū)動(dòng)裝置或輔助驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行研究。
背景技術(shù)：
US 4602584也公開(kāi)了一種使用多個(gè)馬格努斯轉(zhuǎn)子以對(duì)船進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的船。DD 243251A1同樣公開(kāi)了一種具有馬格努斯轉(zhuǎn)子或弗萊特納轉(zhuǎn)子的船。同樣DE 422057也公 開(kāi)了一種具有馬格努斯轉(zhuǎn)子的船。進(jìn)一步地，還應(yīng)注意以下現(xiàn)有技術(shù)狀況US 4398895,DE 10102740AUUS 6848382BUDE 2430630 和 DE 4101238A。馬格努斯效應(yīng)所描述的是在所述圓柱體繞其軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)并且具有與軸線(xiàn)成垂直關(guān) 系的入流流體時(shí)，產(chǎn)生橫向力、亦即垂直于軸線(xiàn)并且垂直于入流流動(dòng)方向的橫向力。環(huán)繞著 旋轉(zhuǎn)的圓柱體的流體可視為環(huán)繞著主體的均勻流體和漩流流體的疊加。總流體的不均勻分 布導(dǎo)致在圓柱體的周邊形成非均勻的壓力分布。因而，船設(shè)置有旋轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn) 子在風(fēng)的流動(dòng)下產(chǎn)生垂直于有效風(fēng)向的力，所述有效風(fēng)向亦即通過(guò)最大速度加以校正的風(fēng) 向，并且類(lèi)似地，所述力可用于涉及航行的場(chǎng)合以向前驅(qū)動(dòng)船。垂直設(shè)置的圓柱體繞其軸線(xiàn) 旋轉(zhuǎn)，并且優(yōu)選地，側(cè)部流動(dòng)到所述圓柱體上的空氣于是借助于表面摩擦作用而沿旋轉(zhuǎn)方 向環(huán)繞著圓柱體流動(dòng)。因此，在前側(cè)流動(dòng)速度較大并且靜壓力較低，從而船受到沿向前方向 的力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有燃料消耗程度低的船。所述目的通過(guò)在權(quán)利要求1中所述的船而得以實(shí)現(xiàn)。因而，提供一種船，特別是一種貨船，所述船具有多個(gè)馬格努斯轉(zhuǎn)子。每一個(gè)馬格 努斯轉(zhuǎn)子與用于旋轉(zhuǎn)所述馬格努斯轉(zhuǎn)子的可單獨(dú)受控的電動(dòng)機(jī)關(guān)聯(lián)。而每一電動(dòng)機(jī)與用于 控制所述電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度和/或旋轉(zhuǎn)方向的轉(zhuǎn)換器關(guān)聯(lián)。因而，提供一種船，所述船可使用馬格努斯效應(yīng)對(duì)其進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。通過(guò)對(duì)不同馬格努 斯轉(zhuǎn)子進(jìn)行單獨(dú)控制，能夠優(yōu)化由馬格努斯轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的向前驅(qū)動(dòng)作用。


以下將參照附圖對(duì)本發(fā)明用作示例目的的實(shí)施方式和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行描述，其中所述附 圖為
圖1示出依據(jù)第一實(shí)施方式的船的立體圖；圖2示出如圖1所示的船的局部側(cè)視剖面圖；圖3示出如圖1所示船的另一立體圖；圖4示出如圖1所示船的不同裝載甲板的示意圖；圖5a示出如圖1所示船的剖面圖；圖5b示出如圖1所示船的另一剖面圖；圖5c示出如圖1所示船的甲板室40的剖面圖；圖6示出依據(jù)如圖1所示的第一實(shí)施方式的船的控制系統(tǒng)的方框圖；圖7示出用于發(fā)電系統(tǒng)的示意圖；圖8示出位于船尾處的多個(gè)舵的布置方式；圖9a示出中央舵的側(cè)視示意圖；圖9b示出中央舵的后視示意圖；圖IOa示出螺旋槳葉片的后視示意圖；圖IOb示出螺旋槳葉片的側(cè)視示意圖；圖IOc示出螺旋槳葉片的平面示意圖；圖IOd示出螺旋槳葉片的替代性實(shí)施方式的側(cè)視示意圖；圖IOe示出替代性螺旋槳葉片的平面示意圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出依據(jù)第一實(shí)施方式的船的示意圖。在該示例中，船具有包括水下部分 16和水上部分15的船身。船進(jìn)一步具有布置在船身四個(gè)轉(zhuǎn)角處的馬格努斯轉(zhuǎn)子(Magnus rotors)或弗萊特納轉(zhuǎn)子(Flettner rotors) 10。船具有布置在前甲板上的具有橋樓30的 甲板室40。船具有位于水下的螺旋槳50。為了改進(jìn)操縱性，船還可具有橫向推進(jìn)舵，其中 優(yōu)選地，一個(gè)推進(jìn)舵設(shè)置在船尾，一到兩個(gè)推進(jìn)舵設(shè)置在船頭。優(yōu)選地，上述橫向推進(jìn)舵為 電氣驅(qū)動(dòng)。鋪位、廚房、庫(kù)房、食堂等布置在甲板室40中。在該示例中，甲板室40、橋樓30 以及位于露天甲板14之上的所有上層建筑均具有降低風(fēng)阻的空氣動(dòng)力學(xué)外形。具體地，這 一點(diǎn)通過(guò)大致避免采用尖銳邊緣和具尖銳邊緣的構(gòu)件而得以實(shí)現(xiàn)。設(shè)置盡可能少的上層建 筑，以使風(fēng)阻達(dá)到最小。具體地，依據(jù)第一實(shí)施方式的船為專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)成用于運(yùn)輸風(fēng)力設(shè)備及其部件的貨 船。風(fēng)力設(shè)備及相應(yīng)部件的運(yùn)輸通過(guò)商業(yè)通用的集裝箱船僅能有限地進(jìn)行，原因在于風(fēng)力 設(shè)備的部件對(duì)空間具有相應(yīng)的要求，所述受到要求的空間與商業(yè)通用集裝箱的尺寸并不相 應(yīng)，盡管與所要求空間的大小比較所述各個(gè)部件的質(zhì)量輕。文中可以以風(fēng)力設(shè)備的轉(zhuǎn)子葉 片或吊艙殼體作為例子進(jìn)行論述，所述轉(zhuǎn)子葉片或吊艙殼體主要采用其重量為數(shù)頓的、體 積龐大的玻璃纖維加固的構(gòu)件形式。在該示例中，四個(gè)馬格努斯轉(zhuǎn)子10用作依據(jù)本發(fā)明的船的風(fēng)力驅(qū)動(dòng)裝置。提出， 船基本上通過(guò)馬格努斯轉(zhuǎn)子進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，而螺旋槳或者主驅(qū)動(dòng)裝置僅在風(fēng)的雜件不適宜時(shí)才 出于增補(bǔ)目的而加以使用。船身的外形設(shè)計(jì)成使得船尾盡可能地自水面突出。這一方面意味著船尾在水平面 之上的高度而且還意味著同樣在水表面之上延伸的船尾部分的長(zhǎng)度。該設(shè)計(jì)外形起到使水
6與船身能夠早些分開(kāi)的作用，以避免形成追隨著船的波浪，原因?yàn)樗霾ɡ藢?duì)船產(chǎn)生高阻 力，所述高阻力的產(chǎn)生是由于機(jī)器功率輸出也同樣產(chǎn)生由船所產(chǎn)生的所述波浪，從而所述 機(jī)器功率輸出不可再用于對(duì)船進(jìn)行向前驅(qū)動(dòng)。將船的頭部切制成在相對(duì)較長(zhǎng)的距離上呈尖形。按照液體動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)將船的水下 部分設(shè)計(jì)成使得阻力得以?xún)?yōu)化，并且使得超出設(shè)計(jì)水線(xiàn)13的高度達(dá)到大約3米。因而，并未針對(duì)最大載重能力而是針對(duì)最小阻力(空氣動(dòng)力學(xué)和液體動(dòng)力學(xué))對(duì) 船身進(jìn)行設(shè)計(jì)。船的上層建筑設(shè)計(jì)成能提供良好的流體動(dòng)力學(xué)性能。具體地，這方面通過(guò)所有表 面均采用平滑表面的形式而得以實(shí)現(xiàn)。具體地，橋樓30和甲板室40的設(shè)計(jì)外形旨在避免 在其后產(chǎn)生湍流，使得能夠在具有盡可能少的干擾的情況下進(jìn)行馬格努斯轉(zhuǎn)子的控制。優(yōu) 選地，具有甲板室40的橋樓30布置在船的頭部處。對(duì)于上層建筑，在其不會(huì)多余地阻礙貨 物的裝載或卸載——所述妨礙由于上層建筑將準(zhǔn)確布置在貨艙的中央部位而造成——的 情況下，還能夠?qū)⑵洳贾迷诖闹胁俊Ｌ娲缘?，在沒(méi)有發(fā)現(xiàn)不利——即馬格努斯轉(zhuǎn)子將妨礙向前清楚觀看——的情況 下，可將甲板40和橋樓30布置在船的尾部處。按照風(fēng)的驅(qū)動(dòng)優(yōu)化船的驅(qū)動(dòng)或向前驅(qū)動(dòng)，因而本發(fā)明的船為帆船型船。優(yōu)選地，馬格努斯轉(zhuǎn)子布置在貨艙轉(zhuǎn)角處的區(qū)域中使得所述轉(zhuǎn)子限定出矩形區(qū) 域。然而應(yīng)當(dāng)指出，另一布置方式也同樣可行。馬格努斯轉(zhuǎn)子的布置方式基于這樣的概念， 即要求指定的轉(zhuǎn)子面積獲得由馬格努斯轉(zhuǎn)子提供的所想要的驅(qū)動(dòng)功率。通過(guò)將所要求的表 面面積劃分到全部四個(gè)馬格努斯轉(zhuǎn)子從而減小各個(gè)馬格努斯轉(zhuǎn)子的尺寸。馬格努斯轉(zhuǎn)子的 該布置方式使得盡可能最大的連續(xù)區(qū)域得以保持空閑，具體地，所述盡可能最大的連續(xù)區(qū) 域用于對(duì)船進(jìn)行裝載和卸載以及使得甲板的裝載貨物能夠采用多個(gè)集裝箱裝載的形式進(jìn) 行運(yùn)載。在這方面，將馬格努斯轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)成使得其操作能夠產(chǎn)生與由螺旋槳所產(chǎn)生的功率 相同的功率(大約eoookw)。因此，當(dāng)具有足夠的風(fēng)時(shí)，船的驅(qū)動(dòng)能完全通過(guò)馬格努斯轉(zhuǎn)子 10進(jìn)行。舉例說(shuō)明，這一點(diǎn)可通過(guò)12到14米/秒之間的風(fēng)速而得以實(shí)現(xiàn)，從而當(dāng)不再需要 螺旋槳或主驅(qū)動(dòng)裝置來(lái)推進(jìn)船時(shí)，可關(guān)閉所述螺旋槳或主驅(qū)動(dòng)裝置。因而，將馬格努斯轉(zhuǎn)子和主驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì)成使得當(dāng)風(fēng)不足時(shí)，主驅(qū)動(dòng)裝置僅必須 提供不能通過(guò)馬格努斯轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的功率差額。因而，驅(qū)動(dòng)的控制以這樣的方式進(jìn)行，即馬格 努斯轉(zhuǎn)子10產(chǎn)生最大功率或者大約最大功率。因而，馬格努斯轉(zhuǎn)子的功率的增加直接導(dǎo)致 燃料的節(jié)省，因?yàn)椴槐赝ㄟ^(guò)主驅(qū)動(dòng)裝置產(chǎn)生額外能量以進(jìn)行電氣驅(qū)動(dòng)。因而，在不需要在由 內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的主驅(qū)動(dòng)裝置或螺旋槳與馬格努斯轉(zhuǎn)子的控制之間進(jìn)行適應(yīng)配合的情況下，實(shí) 現(xiàn)了燃料的節(jié)省。圖2示出如圖1所示的船的局部側(cè)視剖面圖。圖中也示出了馬格努斯轉(zhuǎn)子10、甲 板室40和橋樓30。露天甲板14具有透光開(kāi)口 18，所述透光開(kāi)口 18可由透明材料覆蓋，以 提供保護(hù)而免遭天氣影響或免遭海水。在這方面，蓋體的形狀與其他船身部件的形狀相應(yīng)。 另外，圖中顯示有三個(gè)裝載甲板，亦即下艙60、第一中間甲板70和第二中間甲板80。圖3示出如圖1所示的船的另一示意圖。特別地，圖中顯示出船的尾部。船又具 有上部分15和下部分16、甲板室40和橋樓30以及四個(gè)馬格努斯轉(zhuǎn)子10。優(yōu)選地，船還具有液壓驅(qū)動(dòng)的船尾門(mén)90，通過(guò)該船尾門(mén)90，可將滾動(dòng)材料裝載到第二中間甲板70b或自其 上卸載。在該示例中，船尾門(mén)90例如高7米寬15米。另外，可安裝提升裝置，從而第一中 間甲板80和下艙60能夠進(jìn)行滾動(dòng)裝載。在該示例中，下艙60設(shè)置在設(shè)計(jì)水線(xiàn)的下面。圖4示出不同貨艙——亦即下艙60、第一中間甲板70和第二中間甲板80——的 示意圖。圖5a示出貨艙的剖面圖。在該示例中，下艙布置成最底下的貨艙。第一中間甲板 70和第二中間甲板80布置在下艙60上方。第二中間甲板80通過(guò)上甲板14封閉。在上甲 板側(cè)部處設(shè)置有操作過(guò)道或通道或主甲板85，其優(yōu)選地具有開(kāi)口 18。這些開(kāi)口可選擇地構(gòu) 成為封閉的。裝載艙口的艙口圍板和操作過(guò)道85設(shè)置在具有蓋體(露天甲板)的整個(gè)長(zhǎng)度上， 從而形成具有與船的殼層相適配表面的區(qū)域。從圖5a可具體看到，船具有三個(gè)相互疊置的貨艙，具體地，所述三個(gè)相互疊置的 貨艙具有平滑側(cè)壁且沒(méi)有下部配載。這一點(diǎn)可通過(guò)船身的雙殼層結(jié)構(gòu)而得以實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選地， 下艙60和第一中間甲板70以各個(gè)的箱型艙口蓋覆蓋，舉例說(shuō)明，所述箱型艙口蓋可自橫向 構(gòu)件上懸下，所述橫向構(gòu)件以這樣的方式布置在位于側(cè)艙壁部上的不同高度處，使得所述 橫向構(gòu)件能夠樞轉(zhuǎn)離位。優(yōu)選地，這些浮箱具有每平方米六到十頓之間的載重能力。舉例 說(shuō)明，通過(guò)甲板起重機(jī)可移動(dòng)浮箱。如果不需要浮箱，可按相互疊置的關(guān)系將其堆放在前貨 艙區(qū)域。上述浮箱用于對(duì)貨艙的內(nèi)部進(jìn)行細(xì)分，在這方面，浮箱可在不同貨艙中懸掛于可 變高度處，從而能使各個(gè)貨艙的高度可適于變化。因而，貨艙沿其廣度或沿著其長(zhǎng)度可具有 不同高度，從而貨艙具有較大高度的部分可容納相應(yīng)貨物，而貨艙的另一部分則具有較低 高度，從而相應(yīng)地，更多的高度可用于上述貨艙。從而使得能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)不同貨艙中的貨物區(qū) 域進(jìn)行極其靈活的劃分。在船的外壁和貨艙的壁部之間設(shè)置有壓載艙，舉例說(shuō)明，所述壓載艙可填充壓艙 水，以給船提供所需的穩(wěn)定性。在壓載艙的上方設(shè)置有是主甲板85，亦即主甲板85在位于 艙口圍板86附近的貨艙的外側(cè)延伸。船身的頂側(cè)借助于艙口圍板的蓋體的設(shè)計(jì)外形而具有有利的流體動(dòng)力學(xué)外形，原 因?yàn)闆](méi)有在空氣流中造成湍流的上層建筑。這一點(diǎn)也是將主甲板覆蓋至船的外殼層的原 因，因而，在主甲板85上提供過(guò)道，所述過(guò)道可防風(fēng)防雨并且以有利的流體動(dòng)力學(xué)方式進(jìn) 行封合。圖5b示出如圖1所示船的另一剖面圖。圖中例示如圖5a所示的剖面圖的一部分。 露天甲板14在主甲板85上延伸并且與船的外殼層關(guān)聯(lián)以便能夠提供有利的空氣動(dòng)力學(xué)形 狀。主甲板85在接近貨艙的側(cè)部具有艙口圍板86。除了具有有利的空氣動(dòng)力學(xué)形狀之外， 關(guān)聯(lián)船的殼層外側(cè)且位于主甲板上方的露天甲板或蓋體還保護(hù)主甲板85使其免遭不利的 天氣條件。船還具有露天甲板艙口。該露天甲板艙口的尺寸例如為70X22米，并且以液壓驅(qū) 動(dòng)的折疊式蓋體系統(tǒng)(譬如MacGregor系統(tǒng)或類(lèi)似系統(tǒng))覆蓋。優(yōu)選地，露天甲板艙口的 載重能力在每平方米3到5頓之間。露天甲板艙口自后部向前封閉，從而當(dāng)艙口打開(kāi)時(shí)，垂直定位的艙口蓋處在位于
8船的后體的馬格努斯轉(zhuǎn)子之間。優(yōu)選地，設(shè)置有多個(gè)用于對(duì)風(fēng)力設(shè)備的部件進(jìn)行運(yùn)輸?shù)睦?綁眼環(huán)。優(yōu)選地，用于下艙60的艙蓋材料不是易燃材料，從而捆綁眼環(huán)可焊接在下艙60中。優(yōu)選地，艙蓋的載重能力在每平方米17到20頓之間。優(yōu)選地，包括露天甲板艙口 的所有貨艙設(shè)計(jì)成用于運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)海運(yùn)集裝箱。優(yōu)選地，可設(shè)有五層位于甲板下面的標(biāo)準(zhǔn)海 運(yùn)集裝箱并且在甲板上設(shè)有五層，因而具有達(dá)824TEU的最大容量。圖5c示出如圖1所示的船的甲板室40的剖面圖。在圖5c中所示出橫剖面僅為 例子。在該示例中，甲板室一個(gè)端部為圓形構(gòu)造，并且甲板室以從空氣動(dòng)力學(xué)方面看有利的 方式向后變窄。船還具有船載起重機(jī)(未圖示)，該起重機(jī)優(yōu)選地采用門(mén)式起重機(jī)的形式且具有 例如75頓的載重能力。優(yōu)選地，船載起重機(jī)設(shè)置在主甲板上。優(yōu)選地，用于船載起重機(jī)的 軌道以平行于貨物艙口的圍板的方式延伸。優(yōu)選地，將在主甲板之上延伸的門(mén)式起重機(jī)的高度設(shè)成為使得起重機(jī)能夠設(shè)計(jì)成 用于對(duì)風(fēng)力設(shè)備的部件進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，并且僅僅次要地用于對(duì)集裝箱進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)起重機(jī)在整 個(gè)艙口的長(zhǎng)度上以及在船的整個(gè)寬度上移位時(shí)，其能夠到達(dá)貨艙內(nèi)的任何位置。優(yōu)選地，起 重機(jī)的起重臂的高度可調(diào)整，以便能夠提升不同尺寸的部件越過(guò)艙口圍板。因此其長(zhǎng)度優(yōu) 選地為10米。在該示例中，門(mén)式起重機(jī)設(shè)計(jì)成使得所述門(mén)式起重機(jī)能夠具有位于第二中間 甲板70的前部分的停機(jī)位置。優(yōu)選地，門(mén)式起重機(jī)布置在具有軌道的提升平臺(tái)上，從而所 述露天甲板在門(mén)式起重機(jī)上方封閉。優(yōu)選地，依據(jù)第一實(shí)施方式的船具有柴油電氣型的主驅(qū)動(dòng)裝置。優(yōu)選地，每個(gè)具有 IOOOkW電功率輸出的七個(gè)柴油機(jī)機(jī)組集中供應(yīng)整個(gè)船載系統(tǒng)，其中所述整個(gè)船載系統(tǒng)具有 主推進(jìn)電動(dòng)機(jī)和用于馬格努斯轉(zhuǎn)子以及橫向推進(jìn)舵的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。在該示例中，柴油機(jī)組 件依據(jù)船載系統(tǒng)的要求而自動(dòng)打開(kāi)和關(guān)閉。優(yōu)選地，用于柴油機(jī)機(jī)組的發(fā)動(dòng)機(jī)室設(shè)置在甲 板上層建筑之下的前甲板中。組件隔室具有使得能夠在通口對(duì)機(jī)組進(jìn)行局部或完全替換的 合適裝置以及通到主甲板的組件艙口。優(yōu)選地，燃料艙設(shè)置在船的雙壁式外殼層之后的前 甲板處。在該示例中，主驅(qū)動(dòng)裝置50由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，而該電動(dòng)機(jī)從柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)接 收其電力。在該示例中，主電氣推進(jìn)電動(dòng)機(jī)直接作用于最大螺距角為90度的調(diào)距螺旋槳 上。因而，槳片可移動(dòng)到順槳位置。主推進(jìn)電動(dòng)機(jī)與所有輔助單元一同設(shè)置在位于最底下 的貨艙之后的主發(fā)動(dòng)機(jī)室中。位于柴油機(jī)機(jī)組室和主發(fā)動(dòng)機(jī)室之間的電氣供應(yīng)線(xiàn)冗余設(shè)置 在左舷上同時(shí)也設(shè)置在右舷上。另外，船還可具有位于船的后體部分的應(yīng)急柴油機(jī)室。優(yōu) 選地，船舵以液壓操作的平衡舵的形式提供，以確保良好的操縱性。螺旋槳的驅(qū)動(dòng)裝置基本上設(shè)置成用于四個(gè)馬格努斯轉(zhuǎn)子10。在該示例中，四個(gè)馬 格努斯轉(zhuǎn)子的驅(qū)動(dòng)和控制以完全自動(dòng)的方式進(jìn)行，并且在每一示例中，對(duì)于每一個(gè)馬格努 斯轉(zhuǎn)子均以獨(dú)立的方式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)和控制，從而還能以不同的方式對(duì)馬格努斯轉(zhuǎn)子——亦即 在旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)速度方面——進(jìn)行控制。圖6示出依據(jù)圖1的第一實(shí)施方式船的控制系統(tǒng)的方框圖。四個(gè)馬格努斯轉(zhuǎn)子10 中的每一個(gè)具有其獨(dú)用的電動(dòng)機(jī)M和單獨(dú)的轉(zhuǎn)換器U。轉(zhuǎn)換器U連接到中央控制單元SE。 柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置DA連接到用于產(chǎn)生電能的發(fā)電機(jī)G。各個(gè)轉(zhuǎn)換器U連接到發(fā)電機(jī)G。圖中 還示出同樣連接到電動(dòng)機(jī)M的主驅(qū)動(dòng)裝置HA，該電動(dòng)機(jī)M又與單獨(dú)的頻率轉(zhuǎn)換器U連接，而 所述頻率轉(zhuǎn)換器U既連接到控制單元SE同時(shí)又連接到發(fā)電機(jī)G。在該示例中，四個(gè)馬格努斯轉(zhuǎn)子10既能以單獨(dú)的方式又能以彼此獨(dú)立的方式進(jìn)行控制。馬格努斯轉(zhuǎn)子和主驅(qū)動(dòng)裝 置的控制通過(guò)控制單元SE進(jìn)行，該控制單元基于當(dāng)前主風(fēng)的度量(風(fēng)速、風(fēng)向)E1、E2以及 基于與參照和所想要的行進(jìn)速度有關(guān)的信息條目E3(以及任選地，基于來(lái)自導(dǎo)航單元的導(dǎo) 航信息NE)確定用于單個(gè)馬格努斯轉(zhuǎn)子10以及主驅(qū)動(dòng)裝置的相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)方向， 以獲得最大推進(jìn)力。在需要的情況下，控制單元SE依據(jù)四個(gè)馬格努斯轉(zhuǎn)子的推力、當(dāng)前船 速以及速度參照值將主驅(qū)動(dòng)裝置機(jī)組按無(wú)級(jí)方式向下調(diào)節(jié)。因而，風(fēng)力強(qiáng)度可直接以及自 動(dòng)轉(zhuǎn)變成燃料節(jié)省。在沒(méi)有主驅(qū)動(dòng)裝置的情況下，船還能借助于對(duì)馬格努斯轉(zhuǎn)子10進(jìn)行獨(dú) 立控制而得以控制。具體地，通過(guò)對(duì)各個(gè)馬格努斯轉(zhuǎn)子10進(jìn)行合適控制，船可在深海中實(shí) 現(xiàn)穩(wěn)定。此外，可設(shè)置一個(gè)或更多的橫向推進(jìn)舵QSA以便改進(jìn)船的操縱性。在該示例中，一 橫向推進(jìn)舵可設(shè)置在船上的船尾處，并且一到兩個(gè)橫向推進(jìn)舵可設(shè)置在船上的船頭處。驅(qū) 動(dòng)電動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)換器與每一橫向推進(jìn)舵QSA關(guān)聯(lián)。轉(zhuǎn)換器U又連接到中央控制單元SE和發(fā) 電機(jī)G上。由此，由于橫向推進(jìn)舵(圖6僅示出一個(gè))連接到中央控制單元(通過(guò)轉(zhuǎn)換器) 上，因而所述橫向推進(jìn)舵還能用于對(duì)船進(jìn)行控制。通過(guò)中央控制單元SE能分別控制橫向推 進(jìn)舵QSA，即在其旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)方向方面進(jìn)行單獨(dú)地控制。在該示例中，控制能夠如上所 述地進(jìn)行。通常，調(diào)距螺旋槳可在-20度到+20度之間的范圍中變化。當(dāng)設(shè)定為+20度，產(chǎn)生 最大推進(jìn)作用，而當(dāng)將調(diào)距螺旋槳設(shè)定為-20度時(shí)，則造成船反向移動(dòng)。優(yōu)選地，調(diào)距螺旋槳的調(diào)整范圍在-20度到+100度之間。因而，螺旋槳能轉(zhuǎn)動(dòng)到 位于大約+90度角度處的順槳位置，由此，螺旋槳的阻力在船單純以馬格努斯推動(dòng)作用進(jìn) 行操作時(shí)達(dá)到最小。這一點(diǎn)在船具有更加有利的空氣動(dòng)力學(xué)外形的情況下特別有利，并且， 由于不必再克服螺旋槳葉片的阻力，因而馬格努斯驅(qū)動(dòng)裝置能在較早時(shí)間提供船向前推進(jìn) 所需的功率輸出，進(jìn)而能夠使螺旋槳在較早時(shí)間關(guān)閉。舉例說(shuō)明，通過(guò)使入流流向相對(duì)于船的航向處在30度到大約130度之間——優(yōu)選 為45度到130度之間——的范圍中，而獲得用于馬格努斯驅(qū)動(dòng)裝置的有利的值。由于用于 船的驅(qū)動(dòng)盡可能通過(guò)馬格努斯轉(zhuǎn)子獲得，因此逆風(fēng)行進(jìn)僅能夠有限地進(jìn)行，從而對(duì)于導(dǎo)航 來(lái)說(shuō)，能夠使其一定程度地偏離理想航向，以便由此能夠更好地利用由馬格努斯轉(zhuǎn)子所提 供的驅(qū)動(dòng)作用。因而，風(fēng)向以及風(fēng)速均對(duì)船的導(dǎo)航或控制具有影響。關(guān)于這一點(diǎn)，應(yīng)該注意所述真實(shí)風(fēng)向和真實(shí)風(fēng)速通過(guò)氣象數(shù)據(jù)疊加船的移動(dòng)生 成。氣象風(fēng)向和風(fēng)速與船的航向和行進(jìn)速度的矢量相加得出所謂的真實(shí)風(fēng)，所述真實(shí)風(fēng)通 過(guò)真實(shí)風(fēng)向和真實(shí)風(fēng)速進(jìn)行描述。通過(guò)設(shè)置四個(gè)馬格努斯轉(zhuǎn)子10 (兩個(gè)位于船的前部、二個(gè)位于船的尾部)以及通 過(guò)相應(yīng)的控制能夠改進(jìn)操縱性。優(yōu)選地，馬格努斯轉(zhuǎn)子10位于主甲板之上的總高度為27米，而其直徑為3. 5米。 從而提供40米的最大凈空間距，其中吃水深度為5米。應(yīng)理解，其他尺寸也同樣可行。各 個(gè)馬格努斯轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)換器設(shè)置在轉(zhuǎn)子之下、位于甲板下面的單獨(dú)隔室中。這意味 著可接近轉(zhuǎn)換器和電動(dòng)機(jī)以進(jìn)行維修。除了上述實(shí)施方式之外，船可具有通過(guò)拖帶線(xiàn)纜而連接到船的拖帶箏帆。由此，當(dāng) 具有合適風(fēng)向時(shí)，上述拖帶箏帆也能用作輔助驅(qū)動(dòng)裝置，以進(jìn)一步節(jié)省燃料。
上述馬格努斯轉(zhuǎn)子能夠具有15以及更大的葉尖速比(Schnelllaufzahl)，優(yōu)選為 大于20的葉尖速比。如此高的葉尖速比能夠顯著地提高效率。圖7示出用于船的發(fā)電系統(tǒng)的修改的實(shí)施方式。在圖7中所示的發(fā)電系統(tǒng)可結(jié)合 到如圖6所示的控制系統(tǒng)內(nèi)。作為例子，圖中示出兩個(gè)具有下游連接的發(fā)電機(jī)Gl、G2的柴 油機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置或內(nèi)燃機(jī)DA。柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置DA的廢氣通過(guò)廢氣管110排放，并且流動(dòng)到后 燃燒單元NV。在該后燃燒單元NV中，在柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置DA中尚未燃燒的廢氣組分進(jìn)行燃 燒，并且通過(guò)下游連接的熱交換器WT從后燃燒單元中吸收所述燃燒熱連同廢氣中的熱的 相當(dāng)大的一部分，并且將所述吸收熱用于驅(qū)動(dòng)另一發(fā)電機(jī)G3，所述發(fā)電機(jī)G3由所述熱產(chǎn)生 額外電能。這意味著柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置DA的高負(fù)載得以相應(yīng)地降低，并且其燃料消耗得以相 應(yīng)地減少。接著，以上述方式經(jīng)受后燃燒過(guò)程的廢氣可通過(guò)煙囪112排放。例如可通過(guò)船上電網(wǎng)，將由發(fā)電機(jī)G1-G3產(chǎn)生的電能供給到主驅(qū)動(dòng)裝置HA的電動(dòng) 機(jī)M，如圖6所示。另外，可通過(guò)船上網(wǎng)絡(luò)為馬格努斯轉(zhuǎn)子10的轉(zhuǎn)換器U和電動(dòng)機(jī)M供應(yīng)電 能。船上網(wǎng)絡(luò)還可用以確保用于船的電能的供應(yīng)。圖8示出船身的簡(jiǎn)化橫剖面圖。船身具有上部分15和下部分16。常規(guī)推進(jìn)驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)的螺旋槳50和中央舵51布置在船中部。其他各舵52a、52b設(shè)置在中央舵51兩側(cè)中的每一側(cè)。上述其他舵52a、52b以離 開(kāi)中央舵51—段預(yù)定距離且接近左舷(舵52a)以及接近右舷(舵52b)的方式進(jìn)行布置。 上述兩個(gè)額外的舵52a、52b具有面積，所述面積的尺寸大概為中央舵51的尺寸的兩倍。在 這方面，上述額外的舵52a、52b主要用以改進(jìn)船的航行性能，亦即使用馬格努斯轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng) 裝置行進(jìn)時(shí)的性能。圖9a示出中央舵51的替代性實(shí)施方式的側(cè)視圖。在該替代性實(shí)施方式中，舵51 具有所謂的舵前緣整流體(Costa pear) 530安裝在該舵舵前緣整流體53上的是導(dǎo)葉53a， 所述導(dǎo)葉53a具有這樣的外形，使得所述導(dǎo)葉53a能夠?qū)⒂陕菪龢?0在水中所產(chǎn)生的至少 一部分湍流轉(zhuǎn)變成用于船的向前推進(jìn)力。由此，供予螺旋槳50中的功率更加有效地轉(zhuǎn)變成 推進(jìn)力，因而也促進(jìn)了燃料的節(jié)省。圖9b示出具有舵前緣整流體53以及導(dǎo)葉53a、53b、53c、53d的中央舵51的另一 視圖。這些導(dǎo)葉53a-53d額外地由環(huán)54包圍。舵前緣整流體、導(dǎo)葉和包圍所述導(dǎo)葉的環(huán)的 上述布置方式進(jìn)一步改進(jìn)供應(yīng)給螺旋槳(未示于此圖，參見(jiàn)圖8的標(biāo)記50)的功率轉(zhuǎn)變成 用于船的推進(jìn)力。舵51還可采用所謂的“扭曲舵”的形式。圖IOa以極其簡(jiǎn)化的視圖示出具有安裝有的邊緣弧部55的螺旋槳葉片50a的后 視圖。圖IOb示出側(cè)視圖，由此可在圖中清楚看到螺旋槳葉片50a和彎到一側(cè)(朝著如圖 所示的右側(cè))的邊緣弧部55。圖IOc示出平面圖，由此可清楚看到螺旋槳葉片50a和呈橢圓形的邊緣弧部55a。 該橢圓形狀形成特別理想的流體動(dòng)力學(xué)性能，并且流體沿著橢圓形狀逐漸分開(kāi)，從而僅僅 仍有非常小的一部分流體必須在其尖端處離開(kāi)邊緣弧部55a。這意味著流體的分開(kāi)情形與 非常小的損耗有關(guān)，并且這一點(diǎn)也促進(jìn)了推動(dòng)性能的改進(jìn)從而改善燃料的利用。橢圓形邊 緣弧部55a'以虛線(xiàn)顯示、位于該圖的左手部分。這表明邊緣弧部理所當(dāng)然地不僅可從螺旋 槳葉片50a的平面朝著如圖IOb所示的側(cè)部彎曲，而且還可朝著相反側(cè)部彎曲，取決于各種 相關(guān)要求。
11
圖IOd和IOe示出盡管屬于替代性但卻類(lèi)似的實(shí)施方式。從圖IOd可清楚看到圖 中具有兩個(gè)邊緣弧部55a、55b，所述邊緣弧部55a、55b從螺旋槳50a的平面以互成角度的方 式朝著相反的側(cè)部延伸。與其中僅僅示出一個(gè)邊緣弧部的圖IOb和IOc所示的視圖對(duì)比， 圖IOd和IOe中具有兩個(gè)邊緣弧部。這使得由于螺旋槳葉片50a所導(dǎo)致的流體分開(kāi)情形而 造成的損耗更進(jìn)一步得以減少，因而更大的力可用于推進(jìn)船。
權(quán)利要求
一種船，包括至少一個(gè)貨艙，以及多個(gè)馬格努斯轉(zhuǎn)子(10)，其中，所述多個(gè)馬格努斯轉(zhuǎn)子(10)布置在所述至少一個(gè)貨艙轉(zhuǎn)角處的區(qū)域中，從而限定出矩形區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船，其中馬格努斯轉(zhuǎn)子提供要求指定的轉(zhuǎn)子面積以獲得由馬格努斯轉(zhuǎn)子提供的所想要的 驅(qū)動(dòng)功率，以及其中通過(guò)將所要求的表面面積劃分到全部四個(gè)馬格努斯轉(zhuǎn)子從而減小各個(gè)馬格努斯 轉(zhuǎn)子的尺寸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的船，其中，所述多個(gè)馬格努斯轉(zhuǎn)子中每個(gè)與用于旋轉(zhuǎn)所述馬格努斯轉(zhuǎn)子(10)的能夠單獨(dú) 受控的電動(dòng)機(jī)(M)關(guān)聯(lián)，并且每一電動(dòng)機(jī)(M)與用于控制所述電動(dòng)機(jī)(M)的旋轉(zhuǎn)速度和/ 或旋轉(zhuǎn)方向的轉(zhuǎn)換器(U)關(guān)聯(lián)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的船，其進(jìn)一步包括柴油電氣型的主驅(qū)動(dòng)裝置(DA)，其具有多個(gè)柴油機(jī)機(jī)組；用于驅(qū)動(dòng)所述船的主驅(qū)動(dòng)裝置(HA)的電動(dòng)機(jī)；其中所述柴油電氣型的主驅(qū)動(dòng)裝置集中供應(yīng)整個(gè)船載系統(tǒng)，其中所述整個(gè)船載系統(tǒng)具 有主驅(qū)動(dòng)裝置(HA)和用于馬格努斯轉(zhuǎn)子以及橫向推進(jìn)舵的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，以及其中相應(yīng)的柴油機(jī)組件依據(jù)船載系統(tǒng)的要求而自動(dòng)打開(kāi)和關(guān)閉。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的船，其進(jìn)一步包括中央控制單元(SE)，所述中央控制單元(SE)連接到所述轉(zhuǎn)換器(U)以控制各個(gè)轉(zhuǎn)換器 (U)，從而在任何情況下均以獨(dú)立于其他馬格努斯轉(zhuǎn)子(10)的方式對(duì)馬格努斯轉(zhuǎn)子(10)的 旋轉(zhuǎn)速度和/或旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)行控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的船，其中所述馬格努斯轉(zhuǎn)子(10)的旋轉(zhuǎn)速度和/或旋轉(zhuǎn)方向依據(jù)風(fēng)速、風(fēng)向、預(yù)定航向和/或 導(dǎo)航信息進(jìn)行控制。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求4至6中任一項(xiàng)所述的船，其中轉(zhuǎn)換器(U)與用于控制所述電動(dòng)機(jī)的且用作船的主驅(qū)動(dòng)裝置(HA)的電動(dòng)機(jī)關(guān)聯(lián)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的船，其中，所述馬格努斯轉(zhuǎn)子(10)通過(guò)中央控制單元 (SE)以能夠獲得最大推進(jìn)作用的方式進(jìn)行控制，并且所想要的推進(jìn)作用和通過(guò)馬格努斯轉(zhuǎn) 子(10)的旋轉(zhuǎn)而獲得的推進(jìn)作用之間的差額由主驅(qū)動(dòng)裝置(HA)提供。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的船，其進(jìn)一步包括露天甲板，所述露天甲板具有基本上圓形的轉(zhuǎn)角以及圓形的組成部件，以便獲得空氣 動(dòng)力學(xué)形狀。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的船，其進(jìn)一步包括位于所述主甲板中的操作過(guò)道(85)，其中所述操作過(guò)道(85)至少部分地設(shè)置有蓋體 使得所述蓋體鄰接船的外殼層和/或船的頂側(cè)。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的船，其進(jìn)一步包括甲板室(40)，所述甲板室(40)的輪廓設(shè)置成能促進(jìn)船的推進(jìn)作用。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的船，其進(jìn)一步包括多個(gè)貨艙，所述多個(gè)貨艙為下貨艙(60)，第一中間甲板(70)和第二中間甲板(80)， 其中所述貨艙(60、70、80)能夠進(jìn)行細(xì)分，其中所述貨艙(60、70、80)的細(xì)分通過(guò)裝配 箱型艙口蓋進(jìn)行。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的船，其進(jìn)一步包括基本上在貨艙(80)的整個(gè)長(zhǎng)度上延伸且能夠閉合的露天甲板艙口(14)，其中所述艙 口的閉合特別是通過(guò)液壓驅(qū)動(dòng)的折疊式蓋體系統(tǒng)進(jìn)行。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的船，其進(jìn)一步包括 液壓驅(qū)動(dòng)的能夠閉合的船尾門(mén)(90)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的船，其進(jìn)一步包括貨艙，以及提升裝置，所述提升裝置布置在船尾門(mén)(90)區(qū)域中，并且通過(guò)所述提升裝 置可達(dá)到貨艙。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求1至15中任一項(xiàng)所述的船，其進(jìn)一步包括設(shè)有軌道和船載起重機(jī)的主甲板，所述船載起重機(jī)能夠在主甲板上設(shè)置的軌道上移動(dòng)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的船，其中所述船載起重機(jī)布置在提升平臺(tái)上，從而使得船載起重機(jī)能夠移動(dòng)到位于露天甲板下 面的平面上，進(jìn)而使得所述露天甲板能夠蓋在船載起重機(jī)上。
18.根據(jù)前述權(quán)利要求1至17中任一項(xiàng)所述的船，其進(jìn)一步包括帶有至少一個(gè)聯(lián)接到用于產(chǎn)生電能的發(fā)電機(jī)(G1、G2)的內(nèi)燃機(jī)(DA)的柴油電氣型的 主驅(qū)動(dòng)裝置。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的船，其進(jìn)一步包括后燃燒單元(NV)，所述后燃燒單元(NV)用于使來(lái)自?xún)?nèi)燃機(jī)(DA)的廢氣進(jìn)行后燃燒； 熱交換器(WT)，所述熱交換器(WT)用于吸收后燃燒單元(NV)的燃燒熱和/或內(nèi)燃機(jī) (DA)的廢氣的熱；以及發(fā)電機(jī)(G3)，所述發(fā)電機(jī)(G3)聯(lián)接到熱交換器(WT)并且通過(guò)經(jīng)由熱交換器(WT)所傳 遞的熱進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
20.一種船，特別是根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的船， 其中所述至少一個(gè)內(nèi)燃機(jī)(DA)包括多個(gè)柴油機(jī)；其中所述船還包括用于驅(qū)動(dòng)所述船的主推進(jìn)驅(qū)動(dòng)裝置(HA)的電動(dòng)機(jī)； 其中所述柴油電氣型的主驅(qū)動(dòng)裝置集中供應(yīng)整個(gè)船載系統(tǒng)，其中所述整個(gè)船載系統(tǒng)具 有主推進(jìn)驅(qū)動(dòng)裝置(HA)和用于馬格努斯轉(zhuǎn)子以及橫向推進(jìn)舵的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，以及 其中相應(yīng)的柴油機(jī)組件依據(jù)船載系統(tǒng)的要求而自動(dòng)打開(kāi)和關(guān)閉。
21.根據(jù)前述權(quán)利要求1至20中任一項(xiàng)所述的船，所述船包括 螺旋槳(50)，所述螺旋槳(50)由主驅(qū)動(dòng)裝置(HA)驅(qū)動(dòng)；以及 舵(51)，所述舵(51)具有舵前緣整流體(53)；其中，至少兩個(gè)導(dǎo)葉(53a、53b)布置在舵前緣整流體(53)上，使得由螺旋槳(50)產(chǎn)生 的一部分湍流能夠轉(zhuǎn)變成推進(jìn)力。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的船，其進(jìn)一步包括環(huán)(54)，所述環(huán)(54)包圍所述導(dǎo)葉(53a 至 53d)。
23.根據(jù)前述權(quán)利要求1至22中任一項(xiàng)所述的船，所述船進(jìn)一步包括螺旋槳(50)，所述螺旋槳具有葉片(50a)，其中所述螺旋槳(50)的每個(gè)所述葉片(50a)具有優(yōu)選彎曲的邊緣弧部(55)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的船，其中，所述螺旋槳(50)的所述葉片(50a)具有橢圓形 邊緣弧部(55a)。
25.根據(jù)權(quán)利要求23和24中任一項(xiàng)所述的船，其中所述螺旋槳(50)的所述葉片(50a) 具有兩個(gè)邊緣弧部(55a、55b)，所述兩個(gè)邊緣弧部(55a、55b)以互成角度的方式朝向所述 葉片(50a)的相反側(cè)部延伸。
26.根據(jù)前述權(quán)利要求1至25中任一項(xiàng)所述的船，所述船進(jìn)一步包括第一中央舵(51)和至少兩個(gè)第二舵(52a、52b)，所述第二舵(52a、52b)分別以離開(kāi)所 述第一中央舵(51) —段預(yù)定距離的方式進(jìn)行布置，其中所述兩個(gè)第二舵(52a、52b)的尺寸 為所述中央舵(51)的尺寸的兩倍。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種船，尤其涉及一種貨船，所述船包括多個(gè)馬格努斯轉(zhuǎn)子(10)。依據(jù)本發(fā)明，用于旋轉(zhuǎn)馬格努斯轉(zhuǎn)子且單獨(dú)受控的電動(dòng)機(jī)(M)與每一個(gè)馬格努斯轉(zhuǎn)子(10)關(guān)聯(lián)，并且轉(zhuǎn)換器(U)與每一電動(dòng)機(jī)(M)關(guān)聯(lián)，以便控制所述電動(dòng)機(jī)(M)的速度和/或旋轉(zhuǎn)方向。
文檔編號(hào)B63H9/02GK101934854SQ20101028089
公開(kāi)日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2006年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月17日
發(fā)明者羅爾夫·羅登 申請(qǐng)人:艾勞埃斯·烏本