CN102387962A - 船舶 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种船舶，该船舶包括船体和推进装置。所述船舶还设置有具有圆筒形壳体和第一竖轴(7)的至少一个竖直布置的圆筒(6)。所述竖直布置的圆筒适于绕所述第一竖轴旋转。为了提供适于船舶的各种操作模式的灵活适用的装置，所述圆筒形壳体包括具有在两个端部之间延伸的弯曲部的至少三个节段(62，63，64)，其中，所述三个节段中的每个均被布置成可绕相应的第二竖轴(8)转动，所述相应的第二竖轴定位在所述圆筒形壳体的圆周处。每个节段均被布置成锚固到指定位置。

Description

船舶

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的船舶，该船舶包括船体和推进装置，该推进装置包括内燃机以及推进单元，所述船舶还设置有具有圆筒形壳体和第一竖轴的至少一个竖直布置的圆筒，该竖直布置的圆筒适于绕第一竖轴旋转。

背景技术

设置有竖直布置的转动圆筒的船舶早已公知。在风中转动的圆筒将施加垂直于风流的压力。这种原理被称作马格纳斯定律或马格纳斯效应。当这样的圆筒或转子在风中自旋时，在圆筒的相对两侧产生低压和高压。

当风从一侧冲击转动/旋转的圆筒时，圆筒表面的一侧自然地逆风，而另一侧则顺风。在顺风的那一侧存在非常小的摩擦，而在逆风的那一侧则存在非常大的摩擦。

在逆风的那一侧，风速受到邻近圆筒的空气的速度的对抗，因此使风速减慢。这意味着压力增大。在圆筒的另一侧，风速与紧邻圆筒的空气层的速度结合，而导致压力减小。这导致了从增压侧到减压侧的强作用力，从而在侧风中产生了向前推力，而使船舶移动。

以上内容示出了一种马格纳斯效应推进系统，或以其发明人Anton Flettner博士的名字命名为弗莱脱纳(Flettner)转子。

这种Flettner转子在顺风和逆风中不会产生任何益处。Flettner转子因其在航海操作时增大了船在风中的横截面面积而产生额外的风阻力。此外，Flettner转子不会在港内带来任何益处。

在DE 20 2007 009 279U1中公开了一种Flettner转子的改型，其中Flettner转子被变成所谓的萨沃纽斯(Savonius)转子，该Savonius转子具有形成风力涡轮机的两个半圆部分，所述风力涡轮机可使发电机旋转。然而这仅以有限的方式扩大了传统Flettner转子的用途。

发明内容

本发明的目的是避免现有技术的缺点而获得这样一种船舶，该船舶具有竖直布置的圆筒，即Flettner转子，该竖直布置的圆筒能提供取决于主要操作条件的可变功能。该目的通过根据权利要求1所述的船舶来实现。

本发明的基本构思是构造所述竖直布置的圆筒，即Flettner转子，使得其提供一种适于以船舶的各种操作模式配置的灵活适用的装置。所述竖直布置的圆筒的所述圆筒形壳体包括具有在两个相反端部之间延伸的弯曲部的至少三个节段，其中所述三个节段中的每个均被布置成可绕相应的第二竖轴转动。每个第二竖轴均定位在所述圆筒形壳体的圆周处。每个节段均被布置成被锚固到指定位置。这允许以适于船舶的主要操作模式的各种构造来定位所述节段。

优选地，每个节段的端部均被布置成抵靠彼此锚固，以形成所述竖直布置的圆筒的所述圆筒形壳体。在该构造中，所述节段形成所谓的Flettner转子。

为了形成风力涡轮机，有利的是，设置有所述相应的第二竖轴的每个节段均被布置成通过其一个端部锚固至所述竖直布置的圆筒的所述第一竖轴。

为了形成帆状结构，有利的是，所述三个节段中的两个节段被布置成通过每个节段的一个端部相互锚固。

在该情况下，优选的是，所述三个节段中的除了上面提及的所述两个节段之外的一个节段被布置成锚固在其位于所述圆筒形壳体的圆周处的位置中，由此该一个节段还有助于所述帆状结构。

与上面讨论的实施方式结合，有利的是，每个节段的所述第二竖轴大体上定位在每个节段的所述弯曲部的中部。

此外，所述竖直布置的圆筒有利地包括圆筒形内套筒。通过所述圆筒形内套筒，能为所述竖直布置的圆筒增加附加功能。所述圆筒形内套筒能起所述竖直布置的圆筒内的排气管的作用，其中也能维持上面所讨论的各种构造。这避免了将排气管作为船舶上的单独结构。

在该情况下有利的是，为了提供风力涡轮机，设置有所述第二竖轴的每个节段均被布置成通过其一个端部锚固在所述圆筒形内套筒处。这扩大了所述风力涡轮机构造的截面积，从而提供了更高的输出。

在该情况下有利的是，每个节段的所述第二竖轴均偏离每个节段的所述弯曲部的所述中部定位。

有利地，所述竖直布置的圆筒操作地连接至电动机、组合的发电机和电动机，和/或发电机。这提供了依照要求使用处于其不同构造的所述竖直布置的圆筒，以为船舶产生附加推力或电力。

根据本发明所述的船舶的有利特征由权利要求2-10给出。

附图说明

在下文中，将参照示意性附图仅通过实施例来描述本发明，其中：

图1示出了设置有竖直布置的圆筒的船舶；

图2示出了本发明的处于第一配置模式的第一实施方式；

图3示出了处于第二配置模式的第一实施方式；

图4示出了处于第三配置模式的第一实施方式；

图5示出了本发明的处于第一配置模式的第二实施方式；以及

图6示出了处于第二配置模式的第二实施方式。

具体实施方式

图1示出了船舶1，该船舶1包括船体2和推进装置，该推进装置包括内燃机3、排气装置4以及推进单元5，其中排气装置4包括具有烟道装置的排气管。此外，该船舶包括三个竖直布置的圆筒6，每个圆筒6均布置成绕第一竖轴7旋转(图2)。

图2示出了本发明的处于第一配置模式的第一实施方式。竖直布置的圆筒由附图标记6表示，第一竖轴由附图标记7表示。竖直布置的圆筒6包括圆筒形壳体61，该圆筒形壳体61具有三个节段，即，第一节段62、第二节段63和第三节段64。每个节段均形成一部分，更具体地为弯曲部，每部分均包括圆筒形壳体61的两个相对端部。此外，每个节段均设置有第二竖轴8，这些节段绕该第二竖轴8可转动到指定位置。

三个平行箭头示出由附图标记W表示的风，弯曲箭头R表示竖直布置的圆筒6绕第一竖轴7旋转的方向，附图标记F表示由上述的马格纳斯效应产生的力或向前推力，并且附图标记D表示船舶(未示出)的所形成的运动方向。

侧风W与竖直布置的圆筒6接合，其中竖直布置的圆筒6具有形成圆筒形壳体61的三个节段(第一节段62、第二节段63和第三节段64)，该圆筒形壳体61通过示意性示出的组合的电动机和发电机10绕第一竖轴7沿方向R旋转，由此马格纳斯效应在竖直布置的圆筒6的一侧产生增大的压力，并且在相反侧产生减小的压力，或者吸力。这形成了力F或者向前推力，该力F使船舶沿方向D向前运动。

上述功能适用于航海操作中的船舶。竖直布置的圆筒6当然可以沿着相反方向旋转，因而以对应的方式提供沿对应的相反方向的推力。

图3示出了本发明的处于第二配置模式的第一实施方式。竖直布置的圆筒由附图标记6表示，第一竖轴由附图标记7表示。竖直布置的圆筒6包括三个节段，即，第一节段62、第二节段63和第三节段64，每个节段均被布置成绕第二竖轴8转动，该第二竖轴8大体上定位于每个节段的弯曲部的中部。三个平行箭头示出由附图标记W表示的风。设置有相应的第二竖轴8的每个节段，即第一节段62、第二节段63和第三节段64均通过其一个端部锚固到第一竖轴7，以提供三斗式风力涡轮机。

这样，三斗式风力涡轮机敞开以捕捉风W，并且能够因此被配置成用于旋转。当船舶1(图1)例如在港内时，风力涡轮机能用于发电。风力涡轮机有利地连接至组合的电动机和发电机10，该组合的电动机和发电机10因此既可以用于在这种配置模式下发电，也可以用于使处于其第一配置模式(图2)的竖直布置的圆筒旋转，在图2中三个节段形成圆筒形壳体61，该圆筒形壳体61现在由虚线表示。

显然，也可以在第一实施方式的第一和第二配置模式中分别使用单独的电动机9和单独的发电机10。

这提供了特别是在港内或者在船舶的其它静止条件下以环境友好方式进行电力生产。显然，这是节能的有效手段。

图4示出了本发明的处于第三配置模式的第一实施方式。竖直布置的圆筒由附图标记6表示，第一竖轴由附图标记7表示。竖直布置的圆筒6包括三个节段，即第一节段62、第二节段63和第三节段64，每个节段均被布置成绕第二竖轴8转动，该第二竖轴8大体上定位于每个节段的弯曲部的中部。风示出为由附图标记W表示的箭头，并且船舶(未示出)的所形成的运动方向由箭头D表示。

在该实施方式中，第一节段62和第二节段63已转动至它们通过每个节段的一个端部彼此锚固的位置，以便形成用于捕捉风W的敞开帆状结构，以提供船舶沿方向D的运动。第三节段64保持在圆筒形壳体61(虚线)的圆周处以便有助于帆状结构。

三个节段因此形成可用于使船舶1(图1)在海上前行的帆状结构。显然，这些节段能够以不同的方式定位以便提供帆状结构。帆状结构例如能够转向，因此可用于沿相反方向提供推力；或者另选地，仅转动至某一程度以提供沿任意对应方向的推力。在该实施方式中，相结合的两个节段位于相对于风W的单独定位的一个节段的上游；该定位例如还可以是颠倒的。

这提供了一种为海上船舶产生辅助推力源的手段。显然，这是节能的有效手段。

图5示出了本发明的处于第一配置模式的第二实施方式。竖直布置的圆筒由附图标记6表示，第一竖轴由附图标记7表示。竖直布置的圆筒6包括圆筒形壳体61，该圆筒形壳体61具有三个节段，即，第一节段62、第二节段63和第三节段64。每个节段均形成一部分，更具体地为弯曲部，每部分均包括圆筒形壳体61的两个相对端。此外，每个节段均设置有第二竖轴8，这些节段绕第二竖轴8可转动到指定位置。

三个平行箭头示出由附图标记W表示的风，弯曲箭头R表示竖直布置的圆筒6绕第一竖轴7旋转的方向，附图标记F表示由上述的马格纳斯效应产生的力或向前推力，并且附图标记D表示船舶(未示出)的所形成的运动方向。

侧风W与竖直布置的圆筒6接合，其中竖直布置的圆筒6具有形成圆筒形壳体61的三个节段(第一节段62、第二节段63和第三节段64)，该圆筒形壳体61通过示意性示出的组合的发电机和电动机10绕第一竖轴7沿方向R旋转，由此马格纳斯效应在竖直布置的圆筒6的一侧产生增大的压力，并且在相反侧产生减小的压力，或者吸力。这形成了力F或者向前推力，该力F使船舶沿方向D向前运动。

在该第二实施方式中，竖直布置的圆筒6包括在中心定位的圆筒形内套筒71。该圆筒形内套筒71能提供附加功能。该圆筒形内套筒71能有利地被配置为用于排气装置4的排气管的烟道装置。这将在下面说明。

上述功能适用于航海操作中的船舶。竖直布置的圆筒6当然可以沿着相反方向旋转，因而以对应的方式提供沿对应的相反方向的推力。

图6示出了本发明的处于第二配置模式的第二实施方式。竖直布置的圆筒由附图标记6表示，第一竖轴由附图标记7表示。竖直布置的圆筒6包括三个节段，即，第一节段62、第二节段63和第三节段64，每个节段均被布置成绕第二竖轴8转动，该第二竖轴8偏离每个节段的弯曲部的中部定位。三个平行箭头示出由附图标记W表示的风。

在该第二实施方式中，竖直布置的圆筒6包括在中心定位的圆筒形内套筒71。该圆筒形内套筒71能提供附加功能。该圆筒形内套筒71能有利地被配置为用于排气装置4的排气管的烟道装置。

设置有相应的第二竖轴8的每个节段，即第一节段62、第二节段63和第三节段64均通过其一个端部锚固到圆筒形内套筒71，以便提供三斗式风力涡轮机。使第二竖轴8偏离弯曲部的中部并且使每个节段的端部均与具有指定直径的圆筒形内套筒71接合的组合增大了风力涡轮机的截面积和宽度，这导致在旋转时具有更高的输出。

这样，三斗式风力涡轮机敞开以捕捉风W，并且因此被配置成用于旋转。当船舶1(图1)例如位于港内时，风力涡轮机能用于发电。风力涡轮机有利地连接至组合的电动机和发电机10，该组合的电动机和发电机10因此既可以用于在这种配置模式下发电，也可以用于使处于其第一配置模式(图5)的竖直布置的圆筒旋转，在图5中三个节段形成圆筒形壳体61，该圆筒形壳体61现在由虚线表示。

显然，可以在第二实施方式的第一和第二配置模式中分别使用单独的电动机9和单独的发电机11。

这提供了特别是在港内或者在船舶的其它静止条件下以环境友好方式进行电力生产。显然，这是节能的有效手段。

组成圆筒形壳体的节段的数量可以是三个以上，第二竖轴的位置可被布置成沿着节段的弯曲部进行调节，并且根据本发明的实施方式的配置模式可以以不同的方式执行将这些节段锚固至第一竖轴或者圆筒形内套筒以及将这些节段相互锚固，以实现最佳效率。

竖直布置的圆筒有利地具有指定的竖直高度和指定的宽度(直径)。尽管上面未曾讨论过，但竖直布置的圆筒关于其指定的竖直高度可以被分成一个以上的部分。这允许沿竖直布置的圆筒的高度提供支撑结构以便提高其稳定性。圆筒的直径还影响风力涡轮机结构以及帆状结构的宽度。

描述旨在阐明本发明的基本构思。本发明在细节上可在随后的权利要求的范围内改变。

Claims (10)

1.一种船舶，该船舶包括船体(2)和推进装置，该推进装置包括内燃机(3)和推进单元(5)，所述船舶(1)还设置有具有圆筒形壳体(61)和第一竖轴(7)的至少一个竖直布置的圆筒(6)，所述竖直布置的圆筒适于绕所述第一竖轴旋转，所述船舶的特征在于，所述圆筒形壳体(61)包括具有在两个相反端部之间延伸的弯曲部的至少三个节段(62，63，64)，所述三个节段(62，63，64)中的每个均被布置成可绕相应的第二竖轴(8)转动，每个第二竖轴(8)均定位在所述圆筒形壳体(61)的圆周处，并且每个节段(62，63，64)均被布置成被锚固到指定位置。

2.根据权利要求1所述的船舶，其特征在于，设置有所述相应的第二竖轴(8)的每个节段(62，63，64)的端部被布置成抵靠彼此锚固，以形成所述竖直布置的圆筒(6)的所述圆筒形壳体(61)。

3.根据权利要求1所述的船舶，其特征在于，设置有所述相应的第二竖轴(8)的每个节段(62，63，64)均被布置成通过其一个端部锚固至所述竖直布置的圆筒的所述第一竖轴(7)。

4.根据权利要求1所述的船舶，其特征在于，所述三个节段(62，63，64)中的两个节段被布置成通过每个节段的一个端部相互锚固以便形成帆状结构。

5.根据权利要求1和4所述的船舶，其特征在于，所述三个节段(62，63，64)中的一个节段被布置成锚固在其位于所述圆筒形壳体(61)的圆周处的位置。

6.根据权利要求2、3或4所述的船舶，其特征在于，每个节段(62，63，64)的所述第二竖轴(8)大体上定位在每个节段的所述弯曲部的中部。

7.根据权利要求1所述的船舶，其特征在于，所述竖直布置的圆筒(6)包括圆筒形内套筒(71)。

8.根据权利要求1和7所述的船舶，其特征在于，设置有所述相应的第二竖轴(8)的每个节段(62，63，64)均被布置成通过其一个端部锚固在所述圆筒形内套筒(71)处。

9.根据权利要求8所述的船舶，其特征在于，每个节段(62，63，64)的所述相应的第二竖轴(8)均偏离每个节段的所述弯曲部的所述中部进行定位。

10.根据权利要求1所述的船舶，其特征在于，所述竖直布置的圆筒(6)操作地连接至电动机(9)、组合的发电机和电动机(10)，和/或发电机(11)。

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