專利名稱：使物體相對于流體運動的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使物體相對于流體的運動方向運動設(shè)備。
活塞發(fā)動機包括在每個沖程都必須進行加速、減速和再加速的部件。這些加速和減速過程構(gòu)成了本身沒有好處但是又必須接受的次序，因為它們是這種發(fā)動機工作模式的完整部分。例如，在旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(Wankel engines)中，這些次序就被避免了。
NO310401公開了一種用于船舶的動力設(shè)備，其中，驅(qū)動單元和發(fā)動機的所述部件以諧振頻率進行擺動。此外，在這種擺動的驅(qū)動單元中，物質(zhì)塊被加速和減速，但這一物質(zhì)塊交替表示蓄能器和能源，這是實際擺動的先決條件并且不會產(chǎn)生任何能量損失。因此，這種驅(qū)動單元非常適于來回驅(qū)動的驅(qū)動元件的操作，并且這種驅(qū)動元件易于連接到擺動的驅(qū)動單元上。
從NO310401中可以獲知，所述驅(qū)動單元用于移動板狀部件，該板狀部件能夠在船舶的運動方向上運動，并且其板面橫向穿過船舶的運動方向。這種部件在船舶后面提供了水的間歇運動。
為了獲得足夠大的推動力，因而需要所述物體在船舶的橫向方向上具有大的跨度，如果需要水下的船舶橫截面較小，這是沒有好處的。
此外還可獲知，例如，游泳者可使用緊固到每只腳上的片狀元件(稱作鰭狀肢)。通過向游動方向橫向移動并同時選擇使鰭狀肢關(guān)于踝關(guān)節(jié)擺動，游泳者就能夠利用較少的能量獲得很大的速度。然而，腳在一個方向上每次運動結(jié)束時，游泳者必須使用能量來停止這一運動并在相反的方向上使腳加速，并且這需要耗費大量的能量。
從US5370561中可以得知，在小船的船尾支承有兩個可傾斜的臂，這兩個臂從小船上向后伸入水中，一片狀物樞接到臂的后端，當(dāng)所述臂從一個方向到另一個方向交替傾斜時，就會在所述片狀物上施加向前的水作用力從而向前推動小船。在這一設(shè)置中，所述臂通過發(fā)動機被連續(xù)驅(qū)動，并且借助了包括連接到所述片狀物上的齒形帶的控制系統(tǒng)、確定片狀物的位置的傳感器、控制電路和力矩馬達，試圖使所述片狀物朝中間位置傾斜并克服所述水作用力。如果所述連續(xù)操作的發(fā)動機為活塞發(fā)動機，則會有較大的燃料消耗。所述控制系統(tǒng)必須始終處于工作狀態(tài)，并且這也會另外增加燃料消耗。此外，所述控制系統(tǒng)復(fù)雜、笨重并且需要精心保養(yǎng)，因而費用較高。
US1245540描述了一種具有泵殼的泵，在所述泵殼內(nèi)設(shè)置有可傾斜的片狀物，其用于交替地將流體引入所述泵殼并迫使所述流體流出所述泵殼。該文獻沒有對用于所述片狀物的驅(qū)動單元進行任何詳細描述。
由于具有組合了操作使流體運動的已知板狀部件的已知擺動驅(qū)動單元的設(shè)備，其中所述部件在相對于物體的方向上被基本上橫向地移動到流體流動的方向，因此其是一種既簡單又廉價的設(shè)備，其在操作中使用較少的能量。在這一示例中，所述物體可以是，例如為諸如船舶的船只，所述部件可被放置在所述船舶后面的水中以便使之向前移動。然而，所述物體還可以是，例如是用于輸送流體的管道，并且所述部件可以設(shè)置在流體中以便相對于所述管道泵送流體。
本發(fā)明的目的在于提供一種前述類型的設(shè)備，該設(shè)備不具備前述的缺點。
從權(quán)利要求書所描述的特征可以明顯地看出本發(fā)明設(shè)備的特征方面。
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明進行更加詳盡地描述，所述附圖示意性地示出了本發(fā)明的實施例，為了簡明起見，所述部件在此之后被稱作“片狀物”。


圖1為本發(fā)明第一實施例的側(cè)視圖，其中非撓性部件(此后稱為“片狀物”)的前端旋轉(zhuǎn)支承在船只(如船舶)的船體上。
圖1a示出了由圖1中字母B所示的剖面。
圖2為本發(fā)明設(shè)備的第二實施例的側(cè)視圖，其包括片狀物，片狀物的前端部分撓性地連接到支承桿上，該支承桿又在其前端依次旋轉(zhuǎn)地支承在船體上。
圖3為圖2所示設(shè)備的頂部視圖。
圖4為圖2所示片狀物的放大視圖，其中，支承桿和片狀物的中心位置由實線表示，它們的其它位置由虛線表示。
圖5為本發(fā)明設(shè)備的另一實施例的側(cè)視圖，其中非撓性片狀物支承在船體上以便所述片狀物能夠傾斜并且同時能夠在其橫向方向上移動。
圖6為本發(fā)明設(shè)備的另一實施例的側(cè)視圖，其具有類似于圖1中片狀物的非撓性片狀物，但是該片狀物在兩個壁之間移動。
圖7為本發(fā)明設(shè)備的另一實施例的側(cè)視圖，其具有類似于圖1中片狀物的非撓性片狀物，但是在片狀物的每側(cè)具有相對于船體靜止的壁，并且該片狀物具有單向閥。
圖8為本發(fā)明設(shè)備的另一實施例的側(cè)視圖，該設(shè)備具有兩個可關(guān)于同一軸線傾斜的片狀物，并且這兩個片狀物能夠在具有閥的兩壁之間以相反的狀態(tài)運動。
圖9為本發(fā)明設(shè)備的另一實施例的側(cè)視圖，該設(shè)備具有前端旋轉(zhuǎn)支承在如船只的船體上的片狀物，所述片狀物由回彈性的撓性材料支承，并且從片狀物的前端到其后端剛性逐漸降低。
圖10-13為本發(fā)明設(shè)備的另一實施例的側(cè)視圖，該設(shè)備包括與圖9所示片狀物類似的片狀物，但是在該片狀物的每側(cè)設(shè)有具有類似于圖7所示閥的單向閥的側(cè)壁，這些圖分別示出了片狀物傾斜期間的片狀物的不同階段。
圖14為本發(fā)明設(shè)備的另一實施例的側(cè)視圖，該設(shè)備具有片狀物，該片狀物的前端部分撓性地連接到桿上，所述桿連接到驅(qū)動單元上。
圖15為本發(fā)明另一實施例的側(cè)視圖，其具有傾斜地連接到船體外部部分的片狀物，并且所述片狀物可向或遠離這一部分傾斜，并且其具有單向閥。
圖16為本發(fā)明設(shè)備的另一實施例的側(cè)視圖，該設(shè)備包括圖15所示類型的可傾斜片狀物，并且所述片狀物分別設(shè)置在船體平面部分的每側(cè)。
圖17示出了本發(fā)明設(shè)備的另一實施例的側(cè)視圖，該設(shè)備具有兩個相反狀態(tài)的片狀物，所述片狀物具有單向閥。
圖18為具有兩個圖6所示類型的片狀物的設(shè)備的側(cè)視圖。
圖19為本發(fā)明設(shè)備的另一實施例的側(cè)視圖，該設(shè)備包括三個圖7所示類型的片狀物。
圖20為具有本發(fā)明設(shè)備的管線或管道頂部視圖，其中，圖7所示片狀物和具有單向閥的兩個壁被設(shè)置在該管線上，并且該管線的頂蓋已經(jīng)被移除。
圖21為圖20所示管線的側(cè)視圖，其中，管線的側(cè)蓋已被移除。
圖22為圖21中字母A所示區(qū)域的剖面圖。
圖23為圖21中沿穿過管線的線X-X所做的剖面圖。
圖24為具有三個圖14所示類型的片狀物的設(shè)備的側(cè)視圖。
圖25為具有五個圖8或圖16所示類型的片狀物的設(shè)備的側(cè)視圖。
圖26示出了包括一行本發(fā)明設(shè)備的組件。
圖27為本發(fā)明設(shè)備的又一實施例的側(cè)視圖，該設(shè)備具有三個片狀物。
在下文中，術(shù)語“向右”和“向上”應(yīng)當(dāng)被理解為分別指的是朝向附圖右側(cè)的方向和面對并遠離讀者的附圖的一端。
在附圖中相應(yīng)的部件用相同附圖標記標識。
如圖1所示，置于水1中的是船只(船舶)的船體2，其正在向左以相對于水的速度F進行運動。大致流線型的板狀片狀物或片狀部件3具有板面，所述板面在圖中水平延伸并位于船只的縱向方向上。從圖1a中可以看出，片狀物3具有片狀部分17和前部部分18，片狀物的前部部分具有樞軸4，因而其被支承在船體上以便片狀物3能夠關(guān)于水平轉(zhuǎn)軸5傾斜。因此。樞軸4及其在船體上的支承件構(gòu)成了鉸接和第一連接件121。
驅(qū)動單元6具有在縱向方向前后移動的的驅(qū)動桿7，驅(qū)動桿7可致動臂8，臂8又依次連接到樞軸4上。當(dāng)驅(qū)動單元6通過驅(qū)動桿7向臂8施加向右的力時，片狀物順時針傾斜和擺動。
彈簧(例如為螺旋扭簧)9的一端被緊固到船體2上，并且所述扭簧的另一端被緊固到樞軸4上。扭簧9用于保持片狀物3，以這種方式，當(dāng)未加載時，片狀物的板面在中間平面P(如為水平平面)內(nèi)延伸。與片狀物3一起移動的部件分別具有相應(yīng)的中間位置。因此，當(dāng)片狀物3分別以順時針和逆時針方向遠離中間位置移動時，扭簧9逐漸在相反的方向上張緊，并且扭簧9總是試圖將片狀物3拉回中間位置。
在所示的實施例中，片狀物3、樞軸4、臂8和任意的其它組件構(gòu)成了統(tǒng)一的物質(zhì)塊。與此同時，扭簧9和這一物質(zhì)塊構(gòu)成了彈簧/物質(zhì)塊裝置或致動裝置，其可以諧振頻率進行擺動，所述諧振頻率由彈簧的剛度、所述組件的質(zhì)量和擺動運動的阻尼的固定值決定。
附圖是示意性的，并且沒有包含那些僅僅用于增加附圖復(fù)雜性的組件。因此，例如用于防止水通過所述設(shè)備的組件與船體等之間的孔而流入船體的密封件就沒有被包含在附圖中，因為這些裝置的設(shè)置對所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。
假設(shè)所述設(shè)備的組件處于圖1中實線所示的位置，下面將根據(jù)這一假設(shè)來描述所述設(shè)備的操作模式。
開始，驅(qū)動單元6通過驅(qū)動桿7向臂8施加瞬間、幾乎是振動似的向右的力，因此，臂8和片狀物3順時針運動。這些組件因而接收了一定量的能量，其中第一部分能量被傳送給片狀物周圍的水。這一部分能量被轉(zhuǎn)換為動能，該動能使水在基本垂直于中間平面P的方向上移動。剩余的另一部分能量在片狀物朝向圖1中的位置N移動的期間被轉(zhuǎn)換為彈簧9的勢能。當(dāng)片狀物已經(jīng)到達位置N時，由驅(qū)動單元所提供的所有能量被轉(zhuǎn)換成用于水的動能和彈簧9的勢能，因此片狀物的速度為零。彈簧9目前施加在片狀物3上的力最大。
因此，當(dāng)片狀物已經(jīng)到達位置N時，彈簧9使片狀物3在相反的方向上運動，即以逆時針方向回到中間位置P，在這期間，彈簧的勢能被轉(zhuǎn)換為水、片狀物3以及與其一起運動的組件的動能。此時，片狀物3相對于運動方向F呈某一角度運動。當(dāng)片狀物3到達中間位置P時，彈簧9的所有勢能被轉(zhuǎn)換成片狀物3和水的動能，以便水的運動速度具有向后的分量。因此在運動方向F上產(chǎn)生施加在片狀物從而施加在船體上的反作用力。部分動能再次轉(zhuǎn)換為彈簧9的勢能，于是片狀物3在圖1中字母O所標識的位置停止。之后，片狀物在順時針方向上加速并且重復(fù)前述的運動模式，所述片狀物以及與其一起運動的組件和彈簧構(gòu)成了自由擺動或搖動結(jié)構(gòu)。對于片狀物3在所述片狀物的極限位置N和O之間的每次擺動來說，水被向后也即向右推動，同時，向左也即在方向F上向前的反作用力施加在船體上?？梢岳斫?，是片狀物的片狀部分17使水產(chǎn)生了運動。前部部分對于這一運動具有很小的作用。
本發(fā)明的設(shè)備還包括一種裝置(未示出)，從而能夠監(jiān)測所述擺動幅度。這一裝置例如可以包括確定片狀物的角度位置和運動的傳感器，以及連接到所述傳感器上的計算機。當(dāng)所述擺動幅度已經(jīng)降低以致于低于預(yù)設(shè)的門限值并且已經(jīng)確定臂8已經(jīng)開始移離驅(qū)動單元6時，計算機向驅(qū)動單元6發(fā)送控制信號以按照上述的方式向臂8施加可能的瞬間力，以便向所述擺動結(jié)構(gòu)提供大量的能量從而彌補幅度的降低或消耗。驅(qū)動單元6因而是小的，并且其僅僅在需要向擺動結(jié)構(gòu)提供新的能量時才使用。
驅(qū)動單元例如包括燃燒室，在需要的時間將燃料(如可燃的氣體物質(zhì)或固態(tài)物質(zhì))引入所述燃燒室，所述燃料快速燃燒并驅(qū)動連接到驅(qū)動桿7的活塞或隔板。
圖2示出了類似于圖1中的設(shè)備，但是非撓性的片狀部件或片狀物3包括非撓性的幾乎板狀的片狀部分17，并且片狀部件的前部部分由剛性桿和支承桿10構(gòu)成。在這里，考慮了是片狀部分提供了水的運動，同時，前部部分僅僅略微促進了這一運動。傾斜軸5和片狀部分17之間的距離因而被增加了。當(dāng)片狀部分3處于中間位置時，片狀部分的板面在中間平面P內(nèi)運動。
支承桿的前端連接到船體上以便其可關(guān)于傾斜軸5傾斜。
支承桿的尾端借助合適的裝置(未示出)在連接點75撓性地連接到片狀部分17的前部部分。這種連接構(gòu)成了也可為鉸接裝置的第二連接件122。
這些裝置以彈性回彈方式將支承桿10和片狀部分17帶至互相對準的位置，支承桿10在該位置在所述板面內(nèi)運動。在支承桿的前端例如設(shè)置有扭簧9，扭簧9用于將支承桿10保持在圖2中實線所示的中間位置。
如圖3所示，片狀部分17在頂部視圖中基本上為三角形，其具有魚尾形狀，其中處于片狀部分的前部和外部區(qū)域的部分76被省略了，這一部分對推進是沒有作用的，并且其使所述片狀部分基本上為矩形形狀。然而，片狀部分17可具有另外的形狀。例如，其可為有益的橢圓形。
在圖4中以虛線示出了支承桿10和片狀部分17相互的不同位置，其中支承桿10同樣傾斜偏離其中間位置。
因此，支承桿10和片狀部分17分別在第一位置S1和K1示出，其中所述支承桿已經(jīng)在逆時針方向移離其中間位置一小段距離。由于連接件75的撓性點并由于片狀部分的慣性和水阻力，片狀部分17然而已經(jīng)在順時針方向上相對于支承桿10擺動了一小段距離從而到達位置K1。
當(dāng)支承桿已經(jīng)傾斜到其上部極限位置S2時，片狀部分17然后幾乎水平地移到位置K2。
然而，在緊接下來的過程中，支承桿10朝中間位置以順時針方向移向位置S3(為了簡明起見，其相應(yīng)于支承桿的位置S1)，與上述的原因相同，片狀部分1 7在逆時針方向上相對于支承桿傾斜了一小段距離到達位置K3。在支承桿10以順時針方向經(jīng)過中間位置的繼續(xù)運動過程中，其到達過渡位置S4，之后到達下部的極限位置S5，片狀部分17和支承桿10相互的位置僅僅略微有所改變。
接下來，支承桿可從下部極限位置運動到中間位置，因而獲得相應(yīng)于前述運動方式的從上部極限位置到中間位置的所支承桿和片狀部分17的運動方式。
代替非撓性的支承桿10和片狀部分17，它們中的一個或兩個都可具有彈性撓性。盡管在連接點75設(shè)置回彈裝置是有益的，但是支承桿與片狀物之間的連接然而也可以是非撓性的。這種裝置可以是扭簧，扭簧的一端連接到支承桿10上，另一端連接到片狀部分17上?？蛇x擇地是，所述的連接件可由彈性撓性材料制成并連接到所述支承桿10和片狀部分17上。
圖5示出了本發(fā)明的另一個實施例，其中船體1支承著類似于圖1所示片狀物的片狀部件或片狀物3。然而，片狀物3通過第一彈簧11連接到滑塊12上，該滑塊在固定到船體并橫向穿過運動方向F的導(dǎo)軌13上和片狀物的板面內(nèi)運動。因此，片狀物3被設(shè)置用于橫向中間平面P平移。
第一彈簧11用于保持片狀物3，以這種方式，片狀物的板面在運動方向F(即中間位置)上相對于滑塊12運動，但是其使片狀物3在相反的方向上關(guān)于片狀物前端的擺動軸5回彈性地成角度地位移一角距離。
滑塊12的上端部分可連接到壓力和拉力聯(lián)合彈簧或其它彈簧14的一端。彈簧14的另一端連接到船體1上。
滑塊12的第二端部分可由驅(qū)動單元6通過桿7所施加的壓力來驅(qū)動。當(dāng)驅(qū)動單元6不向所述滑塊施加任何壓力時所述片狀物7靜止，彈簧11，14使片狀物3處于圖5中實線所示的位置，也即片狀物在中間平面P內(nèi)運動并相對于導(dǎo)軌13處于中間位置的位置。
如果片狀物3是靜止的并處于圖5中實線所示的位置，并且驅(qū)動單元6向滑塊12施加一向上的力，滑塊12則開始向上加速，由于慣性和水阻力，片狀物3則順時針擺動一小段角距離，所述距離取決于第一彈簧11的彈性特征，此時第二彈簧14受到壓縮。當(dāng)驅(qū)動單元6提供給可移動結(jié)構(gòu)(包括滑塊、彈簧11和片狀物3)的能量轉(zhuǎn)換成片狀物3周圍的水的動能和第一、第二彈簧11，14的勢能時，滑塊12處于上部位置，此時，所述片狀物處于圖5中字母C所示的位置。
之后，第一彈簧11使片狀物3旋轉(zhuǎn)到位置D，而第二彈簧14使滑塊12向下加速。
當(dāng)滑塊12和片狀物3經(jīng)過中間平面P時，彈簧11，14的所有勢能轉(zhuǎn)換成動能，因而彈簧11，14以類似于上述的方式重新張緊。因此也獲得了具有逐漸減小幅度的片狀物的重復(fù)擺動。當(dāng)所述的幅度低于預(yù)設(shè)的門限值時，驅(qū)動單元進行再次致動以便其向滑塊施加沖擊力并彌補所述幅度的降低。
因此可以理解，在傾斜運動的每個沖程期間，片狀物3都會相對于中間平面進行傾斜，例如以便在片狀物的幫助下獲得有效的水的向后運動，以及獲得施加在船體上的相應(yīng)大的反作用力，從而所述片狀物在傾斜沖程的上部部分移動到相應(yīng)于位置D的位置。此外還可以理解，圖5中的片狀物3橫向穿過中間平面移動一較大距離，圖2中所示的片狀物同樣如此。因此獲得了一種有效的設(shè)備。
如果所述設(shè)備不包括第一彈簧11，所述片狀物3可由彈性材料制成并直接緊固到滑塊12上。因此，片狀物3在其擺動期間可橫向穿過其板面而彎曲到類似于位置C和D的位置，在這種情況下，勢能被儲存起來或由片狀物進行釋放。由于片狀物3向后逐漸變細，所以當(dāng)從側(cè)面看時，能夠確保其在這一方向具有降低的剛性?？蛇x擇地是，所述設(shè)備可以既包括彈簧11又由彈性材料制成。
圖6示出了圖1所示類型的片狀物，其中所述片狀物可由驅(qū)動單元83進行驅(qū)動，并且扭簧11由包括兩個卷簧80，81的簡單功能設(shè)備代替，所述兩個卷簧致動固定連接到片狀物3上的臂82。片狀物3設(shè)置在具有方形橫截面的管道或管線84的兩個壁之間，因而其能夠用作泵。這種設(shè)備的功能與圖1所示的設(shè)備相一致，但是這種情況的協(xié)作在片狀物3與管道84之間獲得，從而效果較好。
圖7示出了類似于圖1所示設(shè)備的本發(fā)明的設(shè)備。然而，在片狀物3上方和下方，分別具有靜止的板和壁31和32與這一設(shè)備連接。兩壁31，32之間的距離在從壁的前端到壁的后端方向上增加。每一個壁31，32具有兩個單向閥34，35。應(yīng)當(dāng)理解，也可具有多于或少于兩個的閥。這些閥34，35用于允許從壁的外部(即正對遠離片狀物3的壁的側(cè)面上的空間)到兩壁之間的空間的流動，如箭頭所示。在片狀物3的前端上或其前面可具有橫向壁36，該橫向壁阻止水從兩壁31，32之間的空間向前流動。如果整個片狀物3位于船舶之后的水中，所述前壁例如可包括至少一個單向閥，該單向閥允許水流入兩壁31，32之間的空間。
在片狀物3擺動期間，通過板31，32的閥34，35將水引入，所述片狀物立即從所述板上離開，而相對的板的閥保持關(guān)閉。如圖7所示，片狀物3立即移動，例如以順時針方向，片狀物3與片狀物3立即移向的板32之間的水被向后推動，因而所述閥35保持關(guān)閉，而上部的板31的閥34保持打開，以便水通過閥34從上方流入片狀物3與片狀物3所移離的板31之間的空間。因此確保了所述設(shè)備在片狀物擺動期間具有高的效率。
圖8示出了本發(fā)明設(shè)備的另一實施例，其包括兩個片狀物37，38，這兩個片狀物在具有單向閥的兩壁之間以相反的狀態(tài)移動。當(dāng)片狀物37，38相互移動時，兩個片狀物之間的水被向后推動。當(dāng)所述兩個片狀物相互移離時，水流過兩壁的閥。
圖9示出了類似于圖1所示設(shè)備的本發(fā)明的設(shè)備，但是其中的片狀物3由彈性材料制成以便其可在橫向方向上彎曲。
圖10-13示出了類似于圖6所示設(shè)備的具有片狀物的設(shè)備，但是其中的片狀物3由彈性材料制成，并且在所述片狀物的上方和下方并關(guān)于中間平面P對稱的地方設(shè)置有板或壁51，52，所述壁關(guān)于中間平面P對稱，并且兩壁之間的距離在向右的方向上增加。單向閥53設(shè)置在所述壁上，如圖7所示。通過所述單向閥，水可在片狀物擺動期間流入片狀物3與每個壁51，52之間的空間。在片狀物3的前部部分的前方，所述壁51，52通過橫向壁54相互連接，臂8密封地穿過所述橫向壁54。臂8可由上述的驅(qū)動單元6所驅(qū)動。
在圖10中，所述片狀物是靜止的并且在中間平面P內(nèi)延伸。為了啟動所述片狀物處于該位置時的設(shè)備，所述驅(qū)動單元6被致動并在之后短暫的向臂8施加力，以便片狀物3在逆時針方向上開始關(guān)于傾斜軸5傾斜到圖11所示的位置。以這種方式，片狀部分的連續(xù)部分(從前向后看)連續(xù)靠在上部壁51上，因此通過該壁上的單向閥將水引入片狀物與下部壁之間。與此同時，上部壁51與片狀物3的后部部分之間的水被基本上向后推。為了防止此時的水被推向側(cè)面，所述設(shè)備可有益的包括垂直板或壁(未示出)，所述板或壁設(shè)置在上部壁51與下部壁52之間并緊鄰片狀物的側(cè)緣。如果片狀物3能夠密封地支靠在這些垂直壁上，板51和52之間的空間可被橫向封閉。在圖11所示的片狀物3的位置，片狀物3與上部壁51之間的空間因而僅僅向后打開。
擺動單元接著使片狀物3向下?lián)u擺以便獲得如圖12所示的片狀物形式。同時，片狀物3與下部壁52之間的水被向后推，而在片狀物3與上部壁51之間的空間內(nèi)，通過單向閥53將水引入。
當(dāng)片狀物3因而繼續(xù)在順時針方向上搖擺以靠近下部壁52時就獲得了圖13所示的片狀物形式，其與圖11所示的類似。角α表示了片狀物的后端在中間平面與片狀物的板面之間的角度。隨著片狀物3沿其整個長度靠在下部壁上，這一運動可任意停止。
因此，圖10-13所示的設(shè)備非常簡單和有效，此外，如果其還包括垂直側(cè)壁或板，其效率還可進一步增加。在片狀物的前部部分具有扭簧或者片狀物部分17的彎曲可由所述前部部分提供，該前部部分可彈性變形，以便獲得所需的擺動效果。
圖14示出了一種設(shè)備，其功能類似于圖5所示設(shè)備的功能，但是，其被設(shè)置在管道或管線90內(nèi)，所述管道或管線具有上部壁91和下部壁92。臂或桿8形式的元件密封地和可滑動地穿過壁91，92上的孔，所述臂或桿連接到驅(qū)動單元6的驅(qū)動桿7上，所述桿8用于在其縱向方向上前后移動。桿8上部部分的端部從上部壁91伸出并由兩個彈簧94，95作用，該兩個彈簧用于將桿8保持在中間位置，但是其允許所述臂回彈地從其上移離。
在桿8中心部分的連接件93上某點，所述桿連接到片狀物3的前端部分，所述連接件是彈性的并可使片狀物3關(guān)于連接件93上的所述某點傾斜。
圖15示出了一種設(shè)備，該設(shè)備包括片狀物100，其用于關(guān)于靠近部分壁102的傾斜軸5傾斜。片狀物100包括單向閥103，該單向閥允許水按照箭頭所示的方向流入由片狀物100和所述壁部分102所限定的空間。片狀物3的前部部分連接到彈簧(如扭簧9)上，并且驅(qū)動單元6用于向連接到片狀物100上的臂8施加瞬時力。
例如，所述壁部分可為船體的一部分船皮和船板。片狀物朝向或遠離所述壁部分102的傾斜擺動導(dǎo)致了水的向后運動和由此產(chǎn)生的如上所述的船舶的移動。
圖16示出了一種包括兩個如圖15所示類型的片狀物100的組件。片狀物100可相互單獨運動或相互依靠的(如以相反的狀態(tài))運動。固定連接到船舶上的板105設(shè)置在兩個片狀物3之間。
圖17為本發(fā)明實施例的側(cè)視圖，其中所述本發(fā)明包括兩個能夠以相反狀態(tài)運動的片狀物61，62。
每一片狀物3具有臂64，65，并且所述臂64，65通過連接桿裝置66相互鉸接，所述連接桿裝置反過來又連接到驅(qū)動單元6上。每一片狀物61，62連接到螺旋扭簧69，70上。
每一片狀物3具有至少一個與圖16所示的閥類似的閥67，68，這些閥用于使水流入片狀物61，62之間的空間，但不是在相反的方向上。
在這一設(shè)備中，片狀物61，62在實線所示的極限位置與虛線所示的極限位置之間分別關(guān)于中間位置相向擺動或以相反的狀態(tài)相互遠離擺動。當(dāng)片狀物61，62未由驅(qū)動單元6鉸接并且所述彈簧69，70靜止時，它們在所示的位置之間處于各自的中間位置或處于各自的中間平面內(nèi)。
在片狀物61，62相向運動期間，它們之間的水能夠從片狀物61，62之間的空間向后排出，此時閥67，68保持關(guān)閉。當(dāng)片狀物61，62相互遠離時，水可通過閥67，68流入這一空間。因此就獲得了本發(fā)明的一種高效設(shè)備。
為了增加前述設(shè)備的推力或泵送作用，在一套組件中可同時使用多個這樣的設(shè)備。
圖18示出了具有兩個圖6所示類型的片狀物3的設(shè)備。片狀物設(shè)置在管道的兩個外壁21，22之間。流線型的中心導(dǎo)向板20設(shè)置在兩個片狀物3之間。如果不使用圖1所示的螺旋扭簧，則可使用圖6所示的一對的壓簧23，24，該壓簧致動臂8的各個側(cè)面，所述臂8連接到片狀物3的樞軸4上。片狀物3連接到各自的旋轉(zhuǎn)臂25，26上，所述旋轉(zhuǎn)臂通過鉸接臂27相互連接。驅(qū)動單元6用于以上述的方式驅(qū)動鉸接臂17。如果所述設(shè)備不是剛好具有兩個片狀物，可以同樣的方式并排設(shè)置一行片狀物。
圖19示出了一種布置，其中并排設(shè)置了一行與圖7所示設(shè)備類似的設(shè)備，所述一行設(shè)備橫向穿過運動方向F。
圖20-22示出了與圖7所示設(shè)備類似的設(shè)備，但是其中所示設(shè)備設(shè)置在管道41的部分42內(nèi)以泵送流體穿過該管道。所述部分42具有矩形的橫截面。管道41因而構(gòu)成了在所示設(shè)備操作期間流體穿過的物體。
圖20示出了一種上述的設(shè)備，在該圖中，上蓋45(圖21)已經(jīng)被移除。因此能夠看到片狀物3，該片狀物通過樞軸4旋轉(zhuǎn)的支承在管道部分42的兩相對側(cè)壁或蓋43，44上。
圖21為管道41的側(cè)視圖，其中側(cè)蓋44已經(jīng)被移除。在片狀物3的上方和下方具有各自的板或壁46，47，并且在每一板46，47上安裝有大量的圖7所示類型的閥。此外，板46，47的前部部分通過前板48相互連接。另外，在板的尾端之間設(shè)置有大量的單向閥50，以便防止流體在片狀物3部分擺動期間向前流入所述管道。
圖22示出了圖21的放大的剖面A，其中更加清晰的示出了單向閥49的設(shè)置。
圖23示出了沿著圖21中的線X-X所作的穿過管道41的截面。這一條線在將管道的部分連接在一起的凸緣之間延伸。
圖24示出了具有三個圖14所示類型的片狀物3的設(shè)備，其中已經(jīng)省略了彈簧驅(qū)動單元。通過設(shè)置固定連接到所有片狀物3上的臂或桿8、彈簧和驅(qū)動單元，可獲得一種非常簡單的設(shè)備，該設(shè)備可用在管道中以泵送流體或者用作象噴水設(shè)備一樣的船舶驅(qū)動單元。任選地是，所述片狀物可通過所述船舶設(shè)置在水中，臂8被支承在伸出船體的支承件上。
圖25示出了具有五個圖16所示類型的設(shè)備的組件，其中示意性地示出了通過桿而連接在一起的彈簧、驅(qū)動單元和片狀物。
圖26為后面看的并示意性地示出了一種如圖16所示設(shè)備的組件的視圖，該組件包括圖1-17所示類型的片狀物。例如，所述組件包括四行設(shè)備，其中每一行具有四個設(shè)備，所述設(shè)備相互間隔開。例如，所述組件可被放置在管線107內(nèi)以泵送流體，或者設(shè)置在船尾的水中以為其提供推力。例如，所述設(shè)備可單獨進行控制和操作以操縱所述船舶?？蛇x擇地或另外地是，它們可設(shè)置成能夠關(guān)于共用的或單獨的擺動垂直軸搖擺。
最后，圖27示出了一種與圖24所示組件類似的組件，其中，管線110的每一側(cè)設(shè)有一垂直臂8，垂直臂8橫向穿過管線110延伸并密封地穿過管線110的上端部分和下端部分。在每一臂8的后面具有支承件111，在該支承件內(nèi)具有在垂向上間隔開的凹槽112。三根撐桿113在臂8之間延伸并具有相應(yīng)的垂向間距。
三個片狀物114同樣設(shè)置在管道內(nèi)。每一片狀物的前部部分具有在片狀物的橫向方向上延伸的通孔。所述通孔在片狀物的縱向方向上是細長的，并且所述撐桿113穿過每一通孔。片狀物的后端部分插入到各個凹槽112中。
在桿8上下交替運動時，在管線內(nèi)可獲得箭頭所示方向的流體運動。
可以理解，所述和所示實施例的許多特征可以組合在一起。例如，所述片狀物可以是非撓性的或由彈性材料制成，并且板或壁可設(shè)在片狀物的上方或下方和/或其側(cè)面。如果設(shè)置了片狀物和壁，可在片狀物或壁上設(shè)置閥。
盡管上面描述了片狀物的板面可水平延伸，但是可以理解，所述板面可垂直或傾斜延伸。
本發(fā)明設(shè)備的所有實施例可被用于推動船只或用于在管線內(nèi)泵送流體，或者以另外的方式獲得流體和設(shè)備相互運動。
為了簡明起見，在描述示例性實施例時使用了盡可能簡單的方式。例如，使用了螺旋扭簧或卷簧作為試圖將片狀物保持在中間位置的彈性部件。然而，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解為了獲得同樣的效果可以使用任何其它方式，例如使用氣動方式。
盡管上面已經(jīng)表明所述驅(qū)動單元為用于操作片狀物的間歇式驅(qū)動單元，但是也可以使用連續(xù)操作的驅(qū)動裝置。
權(quán)利要求
1.一種使物體相對于流體運動方向(F)運動的設(shè)備，其特征在于其組合了已知特征，該設(shè)備包括-至少一個片狀部件(3；61，62)，在運動方向(F)上看，其具有在板面內(nèi)延伸的片狀部分(17)和前部部分(18)；-第一連接件(121)，前部部分(18)通過該第一連接件連接到物體(2)上，并且其允許片狀部分(17)在流體中橫向穿過板面在兩個位置之間運動，所述兩個位置分別位于中間平面(P)的兩側(cè)；-致動裝置(8，9)，其與片狀部件(3；61，62)一同構(gòu)成了機械擺動裝置并允許片狀部件(3；61，62)自由擺動；以及-驅(qū)動單元(6)，其用于使片狀部件(3；61，62)間歇致動以啟動它們的運動并在片狀部件(3；61，62)的擺動幅度值低于預(yù)設(shè)的門限值時增強所述運動。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于所述第一連接件(121)包括鉸接設(shè)備，所述鉸接設(shè)備允許片狀部件(3；61，62)相對于所述物體產(chǎn)生傾斜運動。
3.如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其特征在于所述前部部分(18)為桿(10)。
4.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于所述桿(10)通過第二連接件(122)連接到片狀部分(17)上。
5.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于所述第二連接件(122)為鉸接設(shè)備。
6.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于所述第二連接件(122)包括前部部分(18)或片狀部分(17)的撓性部分。
7.如權(quán)利要求4-6任一所述的設(shè)備，其特征在于所述第二連接件(122)包括以彈性回彈方式使片狀部分(17)和前部部分(18)相互保持在預(yù)定位置的裝置。
8.如前述任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于所述第一連接件(121)包括使前部部分運動橫向中間平面的裝置(10；12，13)。
9.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于所述使前部部分平移運動的裝置包括支承前部部分(18)的部件(12)，該部件被支承在所述物體上并用于在橫向穿過中間平面(P)延伸的軌道上運動。
10.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于所述部件為支承在導(dǎo)軌(13)上的滑塊(12)，所述導(dǎo)軌(13)橫向穿過中間平面(P)延伸。
11.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于所部件為桿(8)，所述桿(8)的至少一個端部支承在所述物體(2)上。
12.如前述任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于在片狀部件(3)的至少一個側(cè)面設(shè)置有壁(21，22；31，32；46，47；51，52；91，92；100；102；110)，所述壁相對于所述物體是靜止的。
13.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于片狀部件(61，62)和壁(31，32)中的一個具有至少一個單向閥，所述單向閥在由片狀部件和壁所限定的空間方向上是打開的。
14.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其特征在于具有一個壁(102)和一個片狀部件(100)，并且在物體的運動方向(F)上看，所述片狀部件和壁之間的空間是向后延伸的，在所述片狀部件的板面靠近所述壁時二者分開。
15. 如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其特征在于具有兩個壁(31，32)，在物體(2)的運動方向(F)上看時，兩壁之間的空間向后延伸。
16.如前述任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于具有兩個片狀部件(37，38；61，62)，這兩個片狀部件具有一致的傾斜軸或具有相互靠近的各自的傾斜軸，所述片狀部件可以相反的狀態(tài)運動。
17.如前述任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于片狀部件(3)的片狀部分(17)和/或片狀部件(3)的前部部分(18)具有彈性撓性。
18.如權(quán)利要求12和17所述的設(shè)備，其特征在于從前向后看，片狀部分的連續(xù)部分連續(xù)靠在所述壁(51；52)上。
19.如前述任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于當(dāng)從片狀部分(17)的板面方向看時，所述片狀部分(17)幾乎為類似于魚尾的三角形，三角形的頂點向前。
20.如前述任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備位于管道或管線(42，107)內(nèi)并用于在其內(nèi)泵送流體。
21.一種包括多個如權(quán)利要求1-17所述設(shè)備的裝置，其特征在于所述設(shè)備設(shè)置為相互成角度的至少兩行。
22.如權(quán)利要求21所述的裝置，其特征在于所述設(shè)備的驅(qū)動單元(21)是獨立控制的。
23.如前述任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于所述前部部分(18)包括桿(10)，所述桿(10)在運動方向(F)上延伸，并且桿(10)的尾部通過剛性或彈性裝置(122)連接片狀部分(17)上，所述剛性或彈性裝置用于使片狀部分(17)和桿(10)相互保持在預(yù)定的位置，并且片狀部件(3)的片狀部分(10)和/或桿(10)具有彈性撓性。
24.如前述任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于當(dāng)從片狀部分(17)的板面轉(zhuǎn)過去看時，片狀部分(17)幾乎為類似于魚尾的三角形，三角形的頂點向前并連接到桿(10)的尾部。
25.一種泵，其特征在于其包括至少一個前述任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備位于泵的管道內(nèi)。
26.如權(quán)利要求25所述的泵，其特征在于其包括多個如權(quán)利要求1-24所述的設(shè)備，所述設(shè)備的驅(qū)動單元(6)是單獨控制的。
27.一種船只，其特征在于其包括作為推動裝置的至少一個前述任一權(quán)利要求所述的設(shè)備。
28.如權(quán)利要求27所述的船只，其特征在于其包括多個權(quán)利要求1-24所述的設(shè)備，所述設(shè)備的驅(qū)動單元(6)是單獨控制的。
全文摘要
一種設(shè)備，其包括至少一個片狀部件(3)，在運動方向(F)上看時，該片狀部件具有在板面內(nèi)延伸的后端片狀部分和前部部分。所述前部部分(8)連接到物體(2)上，片狀部分(17)以這種方式能夠在流體中橫向穿過板面和在中間平面(P)的兩側(cè)的兩個位置之間運動。此外，所述設(shè)備還包括使片狀部分(3；61，62)自由擺動的致動裝置(8，9)和在片狀部件(3；61，62)的擺動幅度低于預(yù)定的門限值時致動片狀部件(3；61，62)的驅(qū)動單元(6)。
文檔編號F03B17/06GK101072708SQ200480044543
公開日2007年11月14日 申請日期2004年10月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月5日
發(fā)明者M·S·薩戈夫 申請人:克拉維斯控股公司