专利名称：船的导向和推进设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及依照权利要求1的前序部分的一种在适合于越洋交通的大船中的导向和推进设备(steering and propulsionarrangement)，所述设备包括部分位于船的后部且部分位于前体的许多推进设备。
可导向舵螺旋浆设备(steerable rudder propeller device)从现有技术中是公知的，其由机械力传输装置或设置在所述设备内的电马达来驱动。所述设备使螺旋浆设备绕其竖直轴转动，并且螺旋浆的推进力可由此在所需方向上转变。另外，螺旋浆的旋转速度和旋转方向可调节并且/或者螺旋浆叶片的角度可改变。
舵螺旋浆设备已经设置在例如在两个方向上移动的渡船中的前体处。在这些船舶(vessel)中，船体的前体和后部几乎相同。这种船体配置不适合于其他类型的船舶。此外，舵螺旋浆设备已经利用在各种登陆艇中，其后部通常已经方便地设计成使它能登陆。在此情况下，如果有的话，使舵螺旋浆可收回，因此当目标是导向船舶到岸上尽可能远时，它们可受到保护，所述舵螺旋浆的至少一些向下延伸得比船舶的底部深。
数个世纪内，适合于越洋交通的大船的船体已经发展成使其特征在于象楔那样典型窄的船首(bow)，水下船体的最宽部分位于船中部并且螺旋浆在传统上位于船舶的后部。大船在此指的是长度大约100米或以上的船，因此具体而言包括了诸如大巡洋舰的船类型，而且还包括例如破冰船等。将这种船舶调动到港口内需要船舶前体处的相当大的推进效率。然而，用于调动船首的当前设备仅在侧向产生推进，并且仅当船舶不移动或以低速度移动时可使用。然而，一些专门的设备是公知的，其中舵螺旋浆等安装在特定凹陷中，该凹陷被制造于船舶前面部分的底部。当涉及港口调动时，这些解决方案当然改善了对船舶的调动，但实际上它们不适用于以高速度向船首导向(steerahead)。
舵螺旋浆设备亦已经设置在大船的后部以部分或完全取代实际的舵。当被提供有这种舵螺旋浆的大船例如在相当窄的通道中导向时，由于其相当大的侧向表面，侧向漂移可能成为趋向于削弱船的可调动性的问题。
本发明的目的是提供一种用于大船的新型导向和推进设备，其在正常情况下在一个方向上移动并且适合于越洋交通，以上所述的问题在该设备中尽可能地被解决。目标是使该解决方案有利地用在船的各种操作和导向模式中。
可以以权利要求1和其他权利要求中所描述的方式来实现本发明的目的。根据本发明，船的前体提供有一个或多个可导向舵螺旋浆设备，其被设置成基本上提供对船的导向和控制，从而产生至少基本上在全速度范围内向前推动船的推进力的基本部分，并且另外被设置成使它们不延伸，至少不明显地延伸于船的基线以下。船的基线在此指的是确定船的吃水的最低船体断面(section)。
根据本发明的解决方案向船的船首提供了可导向推进功率。当船静止在港口中时，船的船首可被调动。当向船首导向时，前螺旋浆设备的推进被向前引导(direct)，从而提供了向前方向上的相当大的辅助功率。如果在船后部的螺旋浆设备中发生故障时，在前部的舵螺旋浆设备仍然能够安全地使船舶向船首导向。
另外，借助本发明可实现构造成本上的节省，这是因为在前部的舵螺旋浆设备取代了传统的船首推进器，并且减小了对在后部的螺旋浆设备的功率要求。
当船不移动或向船首移动时，本发明方便了对船首的调动。舵螺旋浆所产生的推进力可被完全引导，而静止的船首推进器仅产生横向力。
在大船舶中，对船首的导向使得功率要求如此之高以至于在前体将需要多至4-6个当前种类的船首推进器。这些设备仅用于港口调动。设置在前体的舵螺旋浆可具有更多的功率并且2-3个设备可取代甚至六个船首推进器。
另外，对于大船舶，有利的是向前推动船舶的一部分推进功率产生于前部。如果人们不想增加大船的吃水，则螺旋浆的直径受到限制。这导致需要向船提供几个螺旋浆的情形。在后部设置几个螺旋浆将是复杂的，而设置在前部的舵螺旋浆设备将使所述情形较为容易，这是因为它们产生了一部分推进力。
由于本发明，已经提高了船舶经受推进设备或动力间损坏的能力。为将船向船首移动并且在有问题的情形下调动它，现在除了在后部的推进设备外，还有在前部可用的推进设备。此外，与仅设置在船后部的舵螺旋浆设备相反，借助于位于前部的舵螺旋浆对船的导向可以是动态的，因此当船在通道中导向时，不发生侧向漂移。
在实际的实施例中，在船的前体，即在与船基线的一个距离处的船体的水下断面中，存在一个区域，其被足够平地设计以使它能安装和自由转动所述一个或多个舵螺旋浆设备。另外，从所述区域向着船尾的船的船体的底部被平滑地成形以使舵螺旋浆设备在船正在向船首移动的同时可根据船的船体形状来引导，从而使在舵螺旋浆设备之后向着船体表面的水流可被相应地最小化。在船被提供有球形船首的情况下，所述区域位于该球形船首之后。
在船的前体处的舵螺旋浆设备被定尺寸和设置成被驱动以使它们在所谓的港口调动中根据需要而覆盖船的总推进功率的至少大约20％。此外，当在海洋交通中向船首导向时，在前体的舵螺旋浆设备优选地覆盖船的总推进功率的最多大约10％。这样，可以保证在港口调动中，有与在被提供有前螺旋浆通道的调动装置中一样多的可用功率。另一方面，在正常的在向船首的导向中，低得多的功率水平就足以使水流不再撞击船体，从流体动力学的观点来看这是有利的。在其他功率源的一部分由于某种原因而未使用的所谓的“应急返航”情形下，可能需要较高的功率水平。
为了确保足够的前螺旋浆功率，优选地在船的前体有至少两个舵螺旋浆设备。同样，舵螺旋浆设备可并排地、一个接一个地或者彼此重叠地安装在前体。
在实际中，船的所有推进设备永久地位于船的船体的外侧。通过这样的设置，可以确保船的推进设备不显著减小船的排水量。
在以下将参照附图通过举例来描述本发明，在附图中
图1示出在常规螺旋浆设备位于前部的情况下从侧面看到的船；图2-4示出从侧面看，根据本发明的舵螺旋浆设备如何设置在船的前部，从而以不同方式来成形船首；并且图5-8示出从下面看，一个或多个舵螺旋浆如何设置在船的前部。
在根据图1所示的情况的常规解决方案中，在船的前部，在两侧设置了三个螺旋浆设备，所述设备仅在船的侧向方向上有影响，并且分别用于将船调动到码头以及将其带离码头，并且可能还进行在港口区域中的调动运动。当涉及大船时，船首推进器需要在船的正常向前的导向中不使用大量功率。
图2-4示出舵螺旋浆设备如何设置在船舶的前体。舵螺旋浆设备的自由转动需要空间，因此与传统解决方案相比，水下船体需要修改。图2示出在没有球形船首的船中的舵螺旋浆的使用。在图3中有一小的低球形船首，而在图4中有一大的深球形船首。
图5-8示出一个或多个舵螺旋浆设备如何一个接一个地、并排地或者彼此重叠地设置在前体。根据情形需要，可通过调节设备的转动角来引导螺旋浆的推进。这样，船可向船首或者向船尾导向到码头，或者船首的漂移可以以侧风(sidewind)或者以曲线(curve)来校正。
这样，本发明利用了已经通用的公知舵螺旋浆设备，所述设备使绕螺旋浆设备的竖直轴引导螺旋浆的推进。所述螺旋浆可通过机械力传输装置或设置在设备内的电马达来旋转，这同样是公知的，因此不被详细示出。
通过设置在船的前体处的根据本发明的一个或几个舵螺旋浆设备，可通过转动螺旋浆设备来调动船首。当船根本不移动或者向船首移动时，船的船首可被调动。当向船首导向时，舵螺旋浆设备的推进被引导以产生显著的推进效率。当向船首导向时，舵螺旋浆设备的水流与船体表面对齐，从而使所述水流不直接对着船体表面而发生。
当舵螺旋浆设备根据本发明设置在大的远洋船舶的前体时，根本不需要传统的船首推进器。与位于前部的舵螺旋浆设备相关的功率缓解了对在后部的推进效率的需要。
由于本发明，已经提高了船舶经受推进设备或动力间的损坏的能力。为将船向船首移动并且在有问题的情形下调动它，除了在后部的推进设备外，还有在前部可用的推进设备。
当船不移动或当它向船首移动时，本发明方便了对船首的调动。舵螺旋浆所产生的推进力可被完全引导，而传统的船首推进器仅产生横向力。
本发明不局限于上述实施例，而是可在所附权利要求的范围内设想几种改进。
权利要求
1.一种在适合于越洋交通的大船中的导向和推进设备，所述设备包括部分位于船的后部和部分位于前体的许多推进设备，其特征在于，船的前体提供有一个或多个可导向舵螺旋浆设备，其被设置成基本上提供对船的导向和控制，从而产生至少基本上在全速度范围内向前推动船的推进力的基本部分，并且另外被设置成使它们不延伸，至少不明显地延伸于船的基线以下。
2.根据权利要求1的导向和推进设备，其特征在于，在船的前体，在与船基线的一个距离处的船体的水下断面中，存在一个区域，其被足够平地设计以使它使能安装和自由转动所述一个或多个舵螺旋浆设备，并且在于从所述区域向着船尾的船的船体的底部被平滑地成形以使舵螺旋浆设备在船正向船首移动的同时可根据船的船体形状来引导，从而使在舵螺旋浆设备之后向着船体表面的水流可被相应地最小化。
3.根据权利要求2的导向和推进设备，其特征在于，在船被提供有球形船首的情况下，所述区域位于该球形船首之后。
4.根据前述权利要求的任何一项的导向和推进设备，其特征在于，在船的前体处的舵螺旋浆设备被定尺寸和设置成被驱动以使它们在所谓的港口调动中根据需要而覆盖船的总推进功率的至少大约20％。
5.根据前述权利要求的任何一项的导向和推进设备，其特征在于，当在海洋交通中向船首导向时，在前体的舵螺旋浆设备优选地覆盖船的总推进功率的最多大约10％。
6.根据前述权利要求的任何一项的导向和推进设备，其特征在于，在船的前体有至少两个舵螺旋浆设备。
7.根据前述权利要求的任何一项的导向和推进设备，其特征在于，船的所有推进设备永久地位于船的船体的外侧。
全文摘要
本发明涉及一种在适合于越洋交通的大船中的导向和推进设备，所述设备包括部分位于船的后部和部分位于前体的许多推进设备。船的前体提供有一个或多个可导向舵螺旋浆设备，其被设置成基本上提供对船的导向和控制，从而产生至少基本上在全速度范围内向前推动船的推进力的基本部分，并且另外被设置成使它们不延伸，至少不明显地延伸于船的基线以下。
文档编号B63H5/125GK1745016SQ200480003195
公开日2006年3月8日 申请日期2004年1月19日 优先权日2003年1月30日
发明者K·莱文德, O·萨尔梅拉, J·安德森, J·西尔维厄 申请人:阿克芬亚兹股份有限公司