TW201318919A - 馬格納斯風筒船舶推進系統 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種水運工具，該水運工具包含：一甲板；及不多於兩個弗萊特納(flettner)風筒，其具有小於五之一高度與直徑比。將該等弗萊特納風筒中之至少一者提升為高於該甲板使得該甲板上之人員可在該弗萊特納風筒下面行走。該等弗萊特納風筒中之至少一者之一佔據面積之一部分懸掛在該甲板之一邊緣上方。

Description

馬格納斯風筒船舶推進系統

本文中所闡述之裝置一般而言係關於風筒船舶之領域，且更直接而言，係關於帶有具有極低高度與直徑比之弗萊特納(flettner)風筒之風筒船舶。

本申請案主張2011年8月31日提出申請之美國臨時申請案第61/575,910號及2012年1月19號提出申請之美國臨時申請案第61/632,149號之權益。彼等申請案中兩者之內容皆以引用方式併入本文中。

風筒船舶利用馬格納斯效應來產生風力推進。本質上，馬格納斯效應指示一風流中之一風筒將在風筒之任一側上產生正切於風流之方向之低壓力區域及高壓力區域。因此，一經供能風筒可藉由利用一風流之能量中之某些能量且將其重定向以推進一船舶來推進風流中之船舶。

風筒船舶係由安東弗萊特納(Anton Flettner)在二十世紀二十年代早期發明的。1924年，弗萊特納構造了第一艘風筒船舶Buckau。1925年2月，Buckau在其穿越北海(North Sea)自但澤(Danzig)到達蘇格蘭(Scotland)之初次航行中證明瞭風筒船舶技術之可行性。儘管遭遇到極惡劣天氣，但航行取得成功並證明瞭弗萊特納風筒甚至在最殘酷條件下對於船舶推進亦足夠有效持久。

儘管弗萊特納已證實馬格納斯推進係一種可行的船舶技術，但風筒船舶在二十世紀船舶工業中並未獲得主流成 功。習用水力推進器系統仍為主流選擇，部分原因係彼等系統簡單且其效能不取決於天氣條件。此外，至少與關聯於已經改良效率之較多外來船舶設計之成本相比，化石燃料通常在此時代期間仍係廉價的。

彼等市場現實在二十一世紀早期開始改變。隨著政治壓力增加而增加燃料價格以減少燃料消耗及排放。此外，二十一世紀頭十年晚期的全球經濟衰退給船舶工業施加了難以想像的壓力。貨物運輸之總容量顯著下降，對新船舶之需求亦下降。在此種市場中倖存之船舶公司熱衷於在一切可能的地方降低成本(包含燃料成本)。

由於可能節省燃料且減少排放，因此此等典範轉移已重新喚起對風筒船舶技術之關注。由於前述新船舶生產之減少，因此特別關注可改裝風筒系統。然而，二十世紀早期之舊風筒設計及類似當代設計大有改良必要。

主要問題係由於具有數個風筒而在甲板上佔據之空間。此在最初未設計為使用弗萊特納風筒之船舶(經改裝船舶)上尤其成問題。已嘗試規避此問題，諸如可回縮套管式風筒或可摺疊風筒。然而，此等系統頗為複雜、在極端天氣條件下可能易損壞且對節省甲板空間幫助不大。

在此項技術中仍需要一種可在最小程度地干擾其正常操作之情況下併入於現代無風筒船舶上之真正現代風筒船舶系統。此一設計可導致巨大地減少燃料消耗及排放，此乃因其可併入於全球船舶隊之一大部分上。

一種水運工具包含：一甲板；及不多於兩個弗萊特納風筒，其具有小於五之一高度與直徑比。將弗萊特納風筒中之至少一者提升為高於甲板使得甲板上之人員可在弗萊特納風筒下面行走。弗萊特納風筒中之至少一者之一佔據面積之一部分懸掛在甲板之一邊緣上方。

一種製造一弗萊特納風筒之方法包含以下步驟：組裝一保持架；及相對於薄板之一供應將該保持架旋轉360度。該方法進一步包含：隨著一薄板及該保持架相對於彼此旋轉而使該薄板纏繞該保持架直至該保持架實質上由薄板材料覆蓋。該方法進一步包含：隨著使該薄板纏繞該保持架而將該薄板安裝至該保持架。

一種製造一弗萊特納風筒之方法包含：提供一主軸；及提供複數個平面框架。該方法進一步包含：圍繞該主軸將該等框架安裝成一圓形組態；及使一薄板纏繞該等框架使得該等框架之端部實質上由該薄板覆蓋。該方法進一步包含：在該等框架之一上部部分上安裝具有比風筒直徑大之一直徑之一端板；及在該等框架之下部端上安裝亦具有比該風筒直徑大之一直徑之一裙邊。

一種弗萊特納風筒包含：複數個框架，其包括水平輻條、垂直立柱及斜撐部件。該弗萊特納風筒進一步包含：一主軸，其包括耦合至該等水平輻條之至少一個凸緣。該弗萊特納風筒進一步包含：一薄板，其安置於該等框架上；及一端板，其安置於該等框架之頂部上。

一種將一弗萊特納風筒改裝至一船舶上之方法包含以下 步驟：提供一先前組裝之船舶；及自該船舶單獨地製造一個或兩個弗萊特納風筒，該等弗萊特納風筒具有小於五之一高度與直徑比。該方法進一步包含：自甲板之一船艉或船艏端安裝一安裝平台。該方法進一步包含：在該安裝平台上一經提升位置中安裝該弗萊特納風筒使得該甲板上之人員可在該弗萊特納風筒下面行走。該弗萊特納風筒之一佔據面積之小於50%係在該甲板上方。

圖1係根據一項實施例之一水運工具100之一右舷側視圖。在此實施例中，水運工具100係已經改裝而具有兩個弗萊特納風筒1之一散裝貨船。使用支撐支腿16將弗萊特納風筒1安裝至船舶。弗萊特納風筒1經安裝以使得其不干擾自船舶100裝載及卸載貨物所需之船舶起重機140或貨艙艙口170。在此實施例中，弗萊特納風筒1具有小於五之一高度與直徑比。在某些實施例中，弗萊特納風筒1具有小於二之一高度與直徑比。在此實施例中，將一個風筒1安裝於甲板150之一船艉端處且將另一風筒1安裝於水運工具100之船艏端處艏艛160上。

將弗萊特納風筒1安裝於船舶100上使得其自甲板150及艏艛160提升。將弗萊特納風筒1提升為高於甲板150及艏艛160足夠高使得船員可在弗萊特納風筒1下面行走且可在甲板150及艏艛160上執行工作。因此，船員之正常操作將不因弗萊特納風筒1之安裝而中斷。在某些實施例中，弗萊特納風筒1之底部高於甲板150或艏艛160至少兩米或三 米。風筒1應高於甲板150及艏艛160至少兩米以便足夠高以使船員在下方行走。較佳地，風筒高於甲板150及艏艛160至少3米以提供供船員在甲板150或艏艛160上行走之大量頭頂空間且防止可導致傷害的船員與風筒1之間的接觸。在風筒1充分提升之情況下，船員可在風筒1下面執行其正常職務，使風筒1較少妨礙船舶100之正常操作。艏艛160上及艏艛160下之起錨機、錨鏈導軌及錨鏈艙，連同後甲板150上之繫泊絞車、繫攬樁及拖曳設備頗為沉重、昂貴且難以重新定位。風筒1之提升及由支撐支腿16佔據之甲板空間之缺失消除對在將一或多個風筒1改裝至一現有船舶上之後重新定位沉重設備或變更正常船員操作之需要。

船艉弗萊特納風筒1經安裝使得其佔據面積之部分不在甲板150上方。換言之，船艉弗萊特納風筒1懸伸出甲板150且風筒1懸掛在甲板150之一邊緣500上方。此節省甲板150上之空間、增加上部結構120與風筒1之間的間隙且允許較容易地改裝弗萊特納風筒1。上部結構120亦形成將降低過於接近地安裝至其之一風筒1之效能之一風力遮擋效應。因此，藉由具有懸伸出邊緣500之風筒1之一部分而改良風筒1之效能。將救生艇130安裝於船艉弗萊特納風筒1內側。由於弗萊特納風筒1之底側係圓錐形的且中心係空的，因此存在用以將救生艇130收藏於弗萊特納風筒1之底部部分內側之空間。由於船艉弗萊特納風筒1懸伸出甲板150，因此救生艇130可收藏於船艉弗萊特納風筒1內側且 在一緊急情況下藉由使救生艇130自甲板150之邊緣500降落而容易地部署。在此實施例中，船艉弗萊特納風筒1之佔據面積之大約50%係在甲板150上面。亦可在圖3及圖5中清晰地看到弗萊特納風筒1之懸伸。在所展示之實施例中，風筒1安裝於船舶100之一船艉端處且在船舶100之船艉端300處懸伸出甲板150。

在諸如圖3中所展示之實施例等某些實施例中，弗萊特納風筒1之佔據面積之小於50%係在甲板150上面。在彼實施例中，風筒1之一軸或中心軸線藉由一懸臂320懸掛在甲板150之邊緣500上方。在彼實施例中，驅動馬達14必須懸掛在甲板150之邊緣500上方，或必須經由一驅動鏈(drive train)將動力自船舶100內側以機械方式輸送至風筒1。甲板邊緣500係船舶100上最牢固點中之一者且對於支撐由風筒1產生之相當大力及將推進推力傳送至船舶100而言係理想的。此外，自甲板邊緣500安裝風筒1對於改裝船舶而言係理想的，其中若風筒1之整個佔據面積皆在甲板150上方則清除甲板150上之障礙可能係不可能的(如圖3中所展示)。因此，安裝自船舶之邊緣懸垂之驅動軸係有利的。由於此驅動軸處於風筒1之中心，因此此意指風筒佔據面積之小於50%將係在甲板150上方。

如圖5中所展示，支撐支腿16係以允許直接安裝至甲板150之邊緣500上或自甲板150之邊緣500懸垂之一伸展方式配置以為風筒1提供一穩定基座。支撐支腿16可相對於甲板150成45度之一角度。使兩個支撐支腿與甲板邊緣500對 準且使甲板150上之一個支撐支腿遍及一大區域散佈由風筒1產生之重量及力。

在安裝弗萊特納風筒1之前，包含一煙囪及一桅桿180之上部結構120形成船舶100上高於水位線之最高點。在此實施例中，在安裝風筒1之前桅桿180係船舶100上高於水位線之最高點。弗萊特納風筒1不顯著高於上部結構120、桅桿180或船舶起重機140之最高點。因此，船舶100之總高度實質上不因萊特納風筒1之安裝而增加，從而允許船舶100清除與其在改裝之前能夠清除之高空障礙相同之高空障礙。

由一弗萊特納風筒產生之推力隨其直徑增加。藉由使風筒具有一極低高度與直徑比(亦即，較厚風筒)，可在不阻礙甲板空間或顯著增加船舶100之高度之情況下產生顯著推力。假定可使用較少風筒1同時仍然達成所期望之強度之推力，則尤其如此。較大直徑風筒1在不增加船舶100之總高度或使用將佔據甲板空間之不必要數目個風筒1之同時允許一最大推力。此外，具有較少且較寬風筒1使得將風筒1提升為高於甲板150成為用於節省甲板空間之一可行選項。提升大量習用細風筒將對節省甲板空間幫助不大且顯著增加複雜度。

多數習用船舶具有直接驅動式柴油機驅動鏈。然而，圖2係使用一柴油機電驅動鏈之船舶100之驅動鏈之一實施例之一近視圖。此情形中之驅動鏈係一柴油機電系統，其中一柴油機引擎產生供能給電馬達220之電力。電馬達220驅 動主齒輪驅動210，主齒輪驅動210又使推進器200旋轉。此將推力提供至船舶100。發電機230亦可操作地連接至驅動鏈。由於船舶100係一風筒船舶，因此在某些情形(諸如，理想風力條件)中僅使用風筒1推進船舶100係有利的。在彼情形中，經由船舶100之風筒推進移動而間接利用來自風之能量亦係有利的。因此，發電機230可自推進器200之旋轉汲取自船舶100之向前運動產生之電力。出於此等原因，在一配備有弗萊特納風筒之船舶中具有一柴油機電驅動鏈係有利的。

圖4係根據一項實施例之一弗萊特納風筒之一剖面圖。風筒1必須能夠抵抗在操作期間通常高達20 m/s且在靜止時高達60 m/s(颶風條件)之風速中產生之相當大的力。在圖4及圖6之實施例中，風筒1以由大量徑向部件或輻條2組成之一內部結構為特徵，徑向部件或輻條2連接至轂環3，轂環3焊接至一牢固中心管4上。輻條2之遠端用螺栓固定至或焊接至垂直部件或樑5，每一樑5與風筒1之高度一樣長。在本實施例中，四個輻條2及一個樑5包括一框架且內部風筒結構包括間隔開10度之三十六個框架。形成風筒1之外部表面之表層6可由藉助螺桿或鉚釘附接至樑5因此覆蓋風筒1之整個表面之鋼或鋁薄板或纖維玻璃殼組成。如圖13中所展示，可將個別薄板或箍焊接在一起或以其他方式接合以便呈現一連續光滑基本上圓柱形表面。

如圖4及圖7中所展示，中心管4由兩個區段組成，該兩個區段藉由凸緣7與下部區段8耦合，下部區段8環繞一管 狀軸9且由一軸承10(亦即，一錐形滾柱軸承)支撐，軸承10能夠支撐風筒1之重量而同時吸收當風筒1在極端天氣條件期間旋轉或靜止時所經歷之大的垂直推進力及風力負載。一第二軸承11(亦即，一徑向滾柱軸承)環繞軸9且導引中心管4之下部區段。

一軸件12向上延伸同心地穿過軸9中之一孔口，且聯接至蓋13，蓋13在內側用螺栓固定至凸緣7。軸件12向下凸出通過軸9之下部端，在該下部端處軸件12與一電齒輪馬達14之輸出軸連接。馬達14可係自能夠使風筒以約為風速之兩倍至四倍之一圓周速度自旋之一可變頻率變換器驅動或一可變速度液壓馬達供能之一AC馬達。

由系統產生之垂直推進力可在一20 m/s側風中以14節移動之一船中總計為多達50公噸。當系統正操作時風筒1上之力之此量及軸9上之所得彎矩超過當風筒在一颶風風力中靜止時產生之力，此意指只要風筒不轉動其即無需由於風力條件而伸縮或以其他方式收藏。然而，在一項實施例中，船舶100包含用於暫時保護風筒1使其免受由因極端天氣條件中船舶100之橫搖及縱搖而產生之過度力所致之損害之構件。

出於彼目的，圖4及圖5中之實施例包括樑15，其自支撐支腿16徑向地延伸且具備位於風筒1之下部輪緣下面一短距離處之支撐墊17。中心軸9經配置以在其導軌中軸向地移動且經由承載風筒之重量之一軛架19由液壓缸18支撐，從而使其在操作期間保持離開支撐墊17。保護風筒1現可 藉由使風筒1進入至一靜止狀態且使其降落以安全地停留在支撐墊17上長達其所需要之時間自船橋以液壓方式達成。相反地，可在不降落風筒之情況下藉由使用壓力墊安裝液壓缸以將風筒之下部邊緣嚙合至樑15之遠端上達成相同結果。

圖8及圖9展示風筒1之一項實施例之內部結構。風筒1之此實施例包括頂部處之端板800。此實施例亦可包含底部處之下部凸緣810。下部凸緣810及端板800具有比風筒1之主體大之一直徑。端板800及下部凸緣810減小缸之邊緣之所謂的「邊界效應」；藉此改良由風筒1產生之推力之效應。脊柱或中心結構由一個在另一個頂部上地堆疊且藉助凸緣7及多個螺栓900互連之管狀元件8、4及910構成。支撐構架由若干框架1000構成，每一框架1000包括用夾具焊接在一起成為相同平坦結構(框架1000)之水平輻條1010、垂直立柱1020及斜撐部件1030。框架1000詳細地展示於圖10中且可經預製作並儲存供以後使用。

當在船100中安裝風筒1時，風筒1支撐於一垂直驅動軸件9上，垂直驅動軸件9之頂部部分位於下部中心管8之內側。製造廠以一類似組裝驅動軸件1100為特徵，組裝驅動軸件1100在組裝期間直立地放置於工廠地板上且用於支撐及緩慢旋轉風筒1。

本文中所闡述之風筒1之大尺寸呈現獨特構造挑戰。風筒1必須如上面所論述係輕量級且牢固的並具有使得更難以將外部表層6構造為一單個管或單元結構之一大直徑。 因此，下文論述用於構造根據本文中所展示之實施例之風筒1之以下方法。

程序包含以下步驟：

(A)將由區段8、4及910組成之一經組裝中心結構或脊柱降落至組裝驅動軸件1100上且暫時在適當位置用螺栓固定至組裝凸緣1110上，如圖11中所展示。

(B)將框架1000逐個降落至應有的位置且用螺栓將其水平輻條1010固定至凸緣7之四個層上(如圖9中所展示)。組裝支撐保持架，其中每一框架1000徑向延伸且垂直立柱1020圍繞圓周等距離地間隔開，如圖12中所展示。

(C)將薄板材料線圈1300(通常1米至2米寬)一個接一個地放置於一垂直可轉位平台1310上且隨著將材料傳送至緩慢旋轉之風筒保持架1320上而將其鬆開。在程序期間將箍1330焊接、鉚接或用螺栓固定至垂直立柱1020上。在一整轉完成之後，切斷箍1330且藉由焊接來接合兩個端或藉由其他方法將其緊固在適當位置。然後，將平台1310升高等於線圈1300之寬度之一量，且逐階梯地重複該程序直至覆蓋整個風筒保持架1320。在圖13中展示該程序之此部分。

(D)使風筒1進入至在一靜止焊接頭1340前面緩慢旋轉，且水平接點分離焊接密封之箍材料之第一層及第二層。使用平台1310將焊接頭1340向上轉位一個階梯，且重複該程序直至已焊接所有水平接點。在圖13中展示該程序之此部分。

(E)藉助三角形薄板金屬區段1400密封風筒1之頂部， 將三角形薄板金屬區段1400焊接至或以其他方式附加至輻條1010之頂部層上從而形成端板800，如圖14中所展示。

(F)將經組裝風筒自組裝驅動軸件1100卸掉、完全抬起並儲存起來以等待安裝於船100上。

在圖15中展示及在下文論述安裝薄板材料之一更機械化之變化形式(步驟C及步驟D)。

(C')將薄板材料線圈1300一個接一個地放置於平台1310上，平台1310以使風筒構架1320之每一轉等於箍1330之寬度之一速率連續地升高。僅在一材料線圈1300被完全用完並需要替換時才必須中斷將箍1330纏繞至保持架上之程序。連續程序節省勞力且使得能夠藉助一靜止焊接頭1340來接合水平邊緣。螺旋纏繞程序可與自底部開始(在如所闡述升高平台1310時)同樣良好地自頂部開始(在以一穩定速率降低平台1310時)。在風筒表面6之完成之後，旋即在沿著水平虛線1500切除在第一及最後匝期間施加之過量材料。

在其中外部表層6由纖維玻璃製成之實施例中，自風筒構架1320單獨地構造一整個纖維玻璃管或殼。然後，將殼放置於構架1320上方且安裝至構架1320。

圖16係經改裝而具有一太陽能電力系統之根據圖1中所展示之實施例之一弗萊特納風筒之一透視剖視圖。端板800包括一大的表面面積且由於其通常曝露至之相當大風流而進行自淨化。因此，其對於安裝太陽能面板1600以捕集太陽能而言係一理想候選。如圖16中所展示，太陽能面 板1600安裝於端板800上從而形成太陽能面板陣列1610。將太陽能面板1600串聯互連成並聯連接之群組。整個陣列1610之正端子及負端子位於端板800之中心處。導體沿經堆疊核心管(8、4、910)之中心向下佈線且經由一滑環與電刷總成佈線至一DC/AC變換器上，該DC/AC變換器將DC太陽能轉換成船舶100可使用之AC電力。DC/AC變換器安裝於驅動馬達14附近。一滑環(亦安裝於驅動馬達14附近)防止導體由於風筒1之旋轉而變得扭曲。

本文中所闡述之風筒系統提供一種組態及定位成本低廉且含有最少移動零件之一弗萊特納推進系統之新穎方式。該弗萊特納推進系統不干擾裝卸工作且經確定尺寸，因此其高度不超過桅桿及直立索具之高度。在不使用複雜收藏系統之情況下，在極端風力或船在海上過度橫搖及縱搖之情形中，該系統能夠容易地及暫時地得到保護。

一單個風筒必須具有一大直徑以便匹配目前建議用於貨物船之多個細且高風筒之效能。通常，用於30,000 dwt至40,000 dwt載重之根據本文中所闡述實施例之一小型船之一風筒將係直徑為10米至20米且高度為20米至25米。如此大之一缸若放置於主甲板上則將係一顯著障礙物，而且妨礙自船橋向前觀看。因此，本文中所闡述之系統安裝在甲板室之後部且橫跨船之船艉，其中其下部邊緣升高至高於甲板3米或4米以便不阻礙起錨操作。

適用於更大船之一替代方案可以安裝在甲板上面及橫跨船艏(或位於船艏之極前端處)之一第二風筒為特徵。將第 二風筒定位於極船艏處並不阻礙裝載工作，且由於距舵柄之距離而可產生在由IACS指定之最大五度角之範圍內之如自船橋所觀看之扇形陰影區(blind sector)。

包括1或2個大直徑風筒(各自產生與類似高度之3或4個細風筒相同量之推力)之一風筒系統具有以下優點。該系統更簡化且含有較少移動零件。每噸推力之成本減少50%以上。可在風筒內側充裕空間內將支撐結構設計得更高效。由於力可散佈在一較大區域上方，因此需要對甲板結構之較少加強。主支撐支腿可放置為隔開十米或十米以上且在大多數情形中直接在拐角附近連接至船體外板。具有較少風筒亦節省甲板空間。此外，當寬風筒經安裝提升為高於甲板時，具有少量之寬風筒可節省空間。

由於風筒提升為高於甲板3米至4米，因此將對齒輪及船之日常操作之干擾最小化，亦提高系統安全性。旋轉速度自200 rpm至250 rpm減小至40 rpm至60 rpm，因此延長軸承壽命及經排程維護之間的週期。可能在經排程維護期間之容易安裝可消除停工時間且使改裝可行。該等系統不需要一額外或專業船員。其亦幾乎不需要維護且具有較少移動零件。此等系統可在燃料消耗上節省20%至35%，從而在一年內促成一投資收益。

大多數有弗萊特納風筒之技術知識之科學家及工程師相信：由於邊界效應在較短風筒中比在較長缸中更明顯，因此一風筒必須具有一高的高度與直徑比以便有效地執行。此已致使弗萊特納風筒工業忽略低的高度與直徑比之風 筒。因此，在此項技術中已避免具有小於六之一高度與直徑比之弗萊特納風筒。

熟習此項技術者關於以下情形係正確的：當比較具有相同投影面積但廣泛不同之縱橫比(高度與直徑比)之風筒時，具有較高縱橫比之風筒將顯著較佳地執行。舉例而言，當以相同自旋比率旋轉時，20 x 4米之一高且細風筒將比10 x 8米之一短且粗風筒更有效。其兩者皆具有80平方米之一投影面積，但較短者將由於較高邊界損失而產生較少推力。此係正確的，但在等高風筒之情形中，無論直徑如何，該等端附近之壓力梯度及邊界效應皆係類似的，因此在此情形中對於高縱橫比及低縱橫比而言效率保持相同。由於此不正確分析，熟習此項技術者已被引離生產具有低高度與直徑比之風筒，且完全忽略如此做之益處。因此，熟習此項技術者尚未使用實際用作風力推進系統之具有小於五之高度與直徑比之弗萊特納風筒，更少使用具有小於三之比率之風筒。更重要的係影響實際效率之因素，諸如：投資收益、可靠性及安裝便利性。

本文中所闡述之風筒系統解決與現代風筒船舶系統相關聯之前述問題。此藉由提供不干擾正常船舶或船員操作之一可易於改裝之系統而達成。本文中所闡述之風筒亦產生相當大推力。當此等風筒與諸如推進器能量重獲系統及太陽能電力等其他能量節省技術耦合時，其燃料消耗及排放減少之益處進一步得到改良。由於此等系統經設計而用於改裝，因此全球船隊之一大部分可利用此技術且可實現全 球大量減少燃料消耗及排放。可在其中建造較少新船舶且已在低燃料消耗及排放不被視為重要時設計之全球船隊正在老化及過時的當今市場中實現此等益處。

儘管已參考本文中之實施例闡述本發明，但彼等實施例不限定本發明之範疇。對彼等實施例或不同實施例之修改可歸屬於本發明之範疇內。

1‧‧‧弗萊特納風筒/風筒/船艉弗萊特納風筒

2‧‧‧輻條

3‧‧‧轂環

4‧‧‧中心管/堆疊核心管/管狀元件

5‧‧‧樑

6‧‧‧表層/外部表層/風筒表面

7‧‧‧凸緣

8‧‧‧下部區段/管狀元件/下部中心管/堆疊核心管

9‧‧‧管狀軸/軸/中心軸/垂直驅動軸件

10‧‧‧軸承

11‧‧‧第二軸承

12‧‧‧軸件

13‧‧‧蓋

14‧‧‧驅動馬達/電齒輪馬達/馬達

15‧‧‧樑

16‧‧‧支撐支腿

17‧‧‧支撐墊

18‧‧‧液壓缸

19‧‧‧軛架

100‧‧‧水運工具/船舶

120‧‧‧上部結構

130‧‧‧救生艇

140‧‧‧船舶起重機

150‧‧‧甲板

160‧‧‧艏艛

170‧‧‧貨艙艙口

180‧‧‧桅桿

200‧‧‧推進器

210‧‧‧主齒輪驅動

220‧‧‧電馬達

230‧‧‧發電機

300‧‧‧船艉端

320‧‧‧懸臂

500‧‧‧邊緣/甲板邊緣

800‧‧‧端板

810‧‧‧下部凸緣

900‧‧‧螺栓

910‧‧‧管狀元件/堆疊核心管

1000‧‧‧框架

1010‧‧‧水平輻條/輻條

1020‧‧‧垂直立柱

1030‧‧‧斜撐部件

1100‧‧‧組裝驅動軸件

1110‧‧‧凸緣

1300‧‧‧薄板材料線圈/線圈材料線圈

1310‧‧‧垂直可轉位平台/平台

1320‧‧‧風筒保持架/風筒構架/構架

1330‧‧‧箍

1340‧‧‧靜止焊接頭/焊接頭

1400‧‧‧薄板金屬區段

1500‧‧‧水平虛線

1600‧‧‧太陽能面板

1610‧‧‧太陽能面板陣列/陣列

圖1係根據一項實施例之一水運工具之一右舷側視圖。

圖2係圖1之水運工具之驅動鏈之一近視圖。

圖3係根據圖1中所展示之實施例之一水運工具之船艉之一右舷側視圖。

圖4係根據圖1中所展示之實施例之安裝至一水運工具之一弗萊特納風筒之一剖面圖。

圖5係根據圖1中所展示示之實施例之安裝於一水運工具上之一弗萊特納風筒之一透明俯視圖。

圖6係根據圖1中所展示之實施例之一弗萊特納風筒之內部構件之一等角剖面圖。

圖7係根據圖1中所展示之實施例之一弗萊特納風筒之驅動系統之一剖面圖。

圖8係根據圖1中所展示之實施例之展示一弗萊特納風筒之內部構件之一等角剖面圖。

圖9係根據圖1中所展示之實施例之一弗萊特納風筒之內部構件之一等角剖面圖。

圖10係正組裝之根據圖1中所展示之實施例之一弗萊特 納風筒之一框架之一等角視圖。

圖11係具有一組裝驅動軸件之根據圖1中所展示之實施例一弗萊特納風筒之一軸之一等角視圖。

圖12係根據圖1中所展示之實施例之正組裝至圖11中所展示之軸上以構造一弗萊特納風筒之圖10中所展示框架之一等角視圖。

圖13係正組裝之根據圖1中所展示之實施例之一弗萊特納風筒之一等角視圖。

圖14係正組裝之根據圖1中所展示之實施例之一弗萊特納風筒之一等角視圖。

圖15係正組裝之根據圖1中所展示之實施例之一弗萊特納風筒之一側視圖。

圖16係配備有一太陽能面板陣列之根據圖1中所展示之實施例之一弗萊特納風筒之一等角剖視圖。

1‧‧‧弗萊特納風筒/風筒

16‧‧‧支撐支腿

100‧‧‧水運工具/船舶

120‧‧‧上部結構

130‧‧‧救生艇

140‧‧‧船舶起重機

150‧‧‧甲板

160‧‧‧艏艛

170‧‧‧貨艙艙口

180‧‧‧桅桿

Claims (25)

1. 一種水運工具，其包括：一甲板；及不多於兩個弗萊特納風筒，其具有小於五之一高度與直徑比；將該等弗萊特納風筒中之至少一者提升為高於該甲板使得該甲板上之人員可在該弗萊特納風筒下面行走；及將該等弗萊特納風筒中之至少一者之一佔據面積之一部分懸掛在該甲板之一邊緣上方。
2. 如請求項1之水運工具，其進一步包括：除一弗萊特納風筒以外的該水運工具上之一結構，其定義高於一水位線之該水運工具之一最高點；所有該等弗萊特納風筒皆具有高於該水位線而實質上不高於該最高點之一高度的一高度。
3. 如請求項2之水運工具，其中該結構係一桅桿。
4. 如請求項1之水運工具，其中一第一弗萊特納風筒安裝於該甲板之一船艉端處且一第二弗萊特納風筒安裝於該甲板之一船艏端處。
5. 如請求項1之水運工具，其中該弗萊特納風筒之一底部高於該甲板之表面至少兩米。
6. 如請求項5之水運工具，其中該弗萊特納風筒之該底部高於該甲板之該表面至少三米。
7. 如請求項1之水運工具，其中該弗萊特納風筒之該佔據面積之小於50%位於該甲板上方。
8. 如請求項7之水運工具，其中該弗萊特納風筒之一軸係定位在該甲板外。
9. 如請求項8之水運工具，其中該弗萊特納風筒之該軸藉由一懸臂懸掛於該甲板之該邊緣上方。
10. 如請求項1之水運工具，其中該等弗萊特納風筒之該高度與直徑比小於三。
11. 如請求項1之水運工具，其進一步包括：太陽能面板，其安裝於該等弗萊特納風筒中之至少一者之頂部上。
12. 如請求項11之水運工具，其進一步包括：一太陽能面板陣列，其安裝於該等弗萊特納風筒中之至少一者之該頂部上。
13. 一種製造一弗萊特納風筒之方法，其包括以下步驟：(a)組裝一保持架；(b)相對於薄板之一供應將該保持架旋轉360度；(c)隨著一薄板及該保持架相對於彼此旋轉而使該薄板纏繞該保持架直至該保持架實質上由薄板材料覆蓋；及(d)隨著使該薄板纏繞該保持架而將該薄板安裝至該保持架。
14. 如請求項13之方法，其中步驟(c)包括：(ca)使該薄板之一段纏繞該保持架之圓周；及(cb)在該保持架之不同高度處重複步驟(ca)直至該保持架實質上由該薄板材料覆蓋。
15. 如請求項13之方法，其中步驟(c)包括：每相對旋轉360 度相對於該保持架將該薄板抬起或降落該薄板之一個寬度且繼續使該薄板纏繞該保持架直至該保持架實質上由該薄板覆蓋。
16. 一種製造一弗萊特納風筒之方法，其包括：(a)提供一主軸；(b)提供複數個平面框架；(c)圍繞該主軸將該等框架安裝成一圓形組態；(d)使一薄板纏繞該等框架使得該等框架之端部實質上由該薄板覆蓋；及(e)在該等框架之一上部部分上安裝一端板。
17. 一種弗萊特納風筒，其包括：複數個框架，其包括水平輻條、垂直立柱及斜撐部件；一主軸，其包括耦合至該等水平輻條之至少一凸緣；一薄板，其安置於該等框架上；及一端板，其安置於該等框架之頂部上。
18. 一種將一弗萊特納風筒改裝至一船舶上之方法，其包括以下步驟：(a)提供一先前組裝之船舶；(b)自該船舶單獨地製造一個或兩個弗萊特納風筒，該等弗萊特納風筒具有小於五之一高度與直徑比；(c)自該甲板之一船艉或船艏端安裝一安裝平台；及(d)在該安裝平台上一經提升位置中安裝至少一個弗萊特納風筒使得該甲板上之人員可在該弗萊特納風筒下 面及在其中該弗萊特納風筒之一佔據面積之小於50%在該甲板上方之一位置中行走。
19. 如請求項18之方法，其中除一弗萊特納風筒以外的該水運工具上之一結構定義高於一水位線之該水運工具之一最高點且該弗萊特納風筒具有高於該水位線而實質上不高於該最高點之一高度的一安裝高度。
20. 如請求項19之方法，其中該結構係一桅桿。
21. 如請求項18之方法，其中該弗萊特納風筒之一底部高於該甲板之表面至少兩米。
22. 如請求項21之方法，其中該弗萊特納風筒之該底部高於該甲板之該表面至少三米。
23. 如請求項18之方法，其中該等弗萊特納風筒之該高度與直徑比小於三。
24. 如請求項18之方法，其中將太陽能面板安裝於該等弗萊特納風筒中之至少一者之頂部上。
25. 如請求項24之方法，其中將一太陽能面板陣列安裝於該等弗萊特納風筒中之至少一者之該頂部上。