TW201406607A - ferry - Google Patents

Abstract

本發明提供了一種具有改良之推進性能及操舵性能的船。水流形成路徑3被形成在船之底部2中，並提供一設置在該水流形成路徑3中之螺旋漿6及一在該螺旋漿6的後側上之方向舵8。該方向舵8之可動側面朝向船頭1a。其結果是，由於藉由該螺旋漿6在該水流形成路徑3中產生快速的水流，推力增加，以致該推進性能改良，且該操舵性能改良，因為在該水流形成路徑3中之快速的水流作用在該方向舵8上。於具有舷外發動機14之船1中，直立通道13被提供於船尾4中，且藉由通過該直立通道13放下該舷外發動機14至該水流形成路徑3，可替換該舷外發動機。據此，當為獨自一人時，其係易於對於故障採取行動。因該舷外發動機14之螺旋漿6係置於該船之底部表面的凹入處，其係亦可能將該小船拉至海灘上及讓其下海，而按照原樣留下該舷外發動機14。

Description

船

本發明有關船，包括機動艇、遊艇、客船、貨船、軍艦、及具有舷外發動機之船，並更特別有關具有改良之推進性能的船，以便節省能源，及具有改良之操舵性能的船，且亦有關救難艇，該救難艇之航行不被水上之浮動物體、水中的障礙物等所阻礙。

目前的船具有一推進螺旋漿(螺旋推進器)及一暴露在船身之底部的背面之方向舵，從該船開始以動力推進之後，該方向舵基本上未改變。同時，很多方案已被提出來改良該推進性能及該操舵性能，其範例將被呈現如下。

推進性能中之改良

日本未審查專利申請公開案第2011-226169號揭示一在船尾中具有艉導索器之船，該艉導索器係由該船尾突出朝向船身之背後，並可旋轉地支撐螺旋漿之旋轉式軸桿。該船包含鰭板，該等鰭板被設置在該船尾之左及右側面上，由靠近該艉導索器之船尾延伸朝向船身寬度方向的外側及朝向該船身的上側，且屏蔽在該船尾於徑向方向中由該等尾渦S的渦流中心所產生之尾渦S。

日本未審查專利申請公開案第2011-140293號揭示一用於船之推進性能改良裝置，並以比較簡單之構造而具有優越之效果，該推進性能改良裝置可藉由在與螺旋漿前進旋轉方向相反的方向中增加渦漩水流動來改善推進效率， 以允許該渦漩水流動在該螺旋漿中流動，並減少在該螺旋漿的後側上之旋轉流動，且能防止該裝置本身的阻力中之增加。此推進性能改良裝置包含具有扭轉角度大於該等傳統鰭板之扭轉角度的後面鰭板、及位於前面區域中且具有扭轉角度小於該等傳統鰭板之扭轉角度的前面鰭板。如與該等傳統鰭板作比較，該等前面鰭板及該等後面鰭板之阻力係未增加，且螺旋漿後面旋轉流動之減少效果係增加。其結果是，該船具有比該傳統船之推進性能改良效果較佳的推進性能改良效果，且當該船身被航行時需要更少之馬力。

日本未審查專利申請公開案第2011-121569號揭示一船之推進性能改良裝置，其能夠防止螺旋漿藉由從反應鰭板所產生之渦流來損壞。用於改良該船的推進性能之此推進性能改良裝置包含複數個反應鰭板，該等反應鰭板被配置在該螺旋漿的前側面上，以在與該螺旋漿之旋轉方向相反的方向中產生一渦漩流動，且該等反應鰭板係徑向地延伸，並以該螺旋漿之旋轉式軸桿S當作該中心。該複數個反應鰭板包含在傾斜朝上方向中延伸的反應鰭板、及在水平方向或傾斜往下方向中延伸的反應鰭板。由該旋轉式軸桿S至該反應鰭板之葉片端的第一距離係大於該螺旋漿之螺旋漿半徑。由該旋轉式軸桿S至該反應鰭板之葉片端的第二距離被設定為比該螺旋漿半徑較小。

操舵性能中之改良

日本未審查專利申請公開案第2009119934號揭示一船 方向舵，用於藉由在該船之向前運動期間以簡單的方法減少方向舵阻力、及在微小的轉向角中盡可能小地減少把穩舵阻力，藉由傳統具有倒轉梯形側面形狀之船方向舵的下端之改良，增強一船之航線保持性能。在船尾，該方向舵係在具有該倒轉梯形側面形狀之方向舵本體的下端上配備有一附加物件，如作為一具有稍微往外突出之機翼直立橫截面的平坦之心軸本體。該附加物件之直立橫截面的中心線係向後傾斜及向上地偏斜，且一傾斜角度α被設定為4至10度。然後，該附加物件承接一於航行期間朝向靠近該方向舵的船之底部的後側之水流，以便產生升力。因其向前分量用作推力，該方向舵阻力能被減少，且改良之操舵力可在操舵之時被期待。

日本未審查專利申請公開案第2007186204號揭示一方向舵，其具有高升力及盡可能小地抑制方向舵阻力中之增加。為獲得此一方向舵，方向舵本體之水平橫截面在前端部份具有一弧形或類似形狀。其截面寬度朝向該方向舵本體的後側逐漸地增加，抵達該最大寬度，且接著，逐漸地減少，同時由向外突出之形狀改變至一向外且漸獑地凹入之形狀。然後，該方向舵具有一藉由持續至有限寬度的後面端部之大約平行線所形成的線性部份。

日本未審查專利申請公開案第2005246996號揭示一船方向舵，其能夠藉由將在一軸桿伴流的螺旋漿之旋轉式能量有效率地轉換成升力來改良推進性能、及藉由增加一方向舵面積來改良方向舵性能。於配置在一船之螺旋漿的後 側上之方向舵中，由該螺旋漿伴流產生該升力的鰭板被設在方向舵本體之具有一間距S的前側或偏斜的前側上，在該前側中，該螺旋漿伴流在該螺旋漿及該方向舵本體之間流動，以致該等鰭板之翼展方向變得垂直於該方向舵。

然而，根據上面敘述之用於改良該推進性能的手段，該螺旋漿係完全位在水中。關於作用在該螺旋漿上之阻力，藉由該螺旋漿所產生之推力係大體上減少，因為該推力係變小，且朝向該後側的推力係藉由承接興波阻力所分散。

其次，根據上面敘述之用於改良該操舵性能的手段，作用於該方向舵上之水阻力變成該操舵力。該方向舵亦完全地位在水中，且因此其係不可能獲得該充分之操舵力因為該周圍水中之操舵力的分散，而該操舵力係藉由與水造成接觸及決定該方向所產生。

該等上述問題永遠係對於該船之挑戰。儘管至今已提出各種改良及方案，到目前沒有決定性之方案已被提出。

以該等傳統船、諸如具有舷外發動機之救難艇及小船，其可為難以接近其目的，因為有由於在水上之浮動物體及該淺灘中之岩石而損壞螺旋漿及方向舵之風險。

以具有該等舷外發動機之小船，該小船通常具有一備用的舷外發動機，因為一旦該舷外發動機故障，該小船不能航行回家。然而，在此有一問題，即該備用的舷外發動機之替換需要時間及精力，尤其當獨自一人時。以具有該等舷外發動機之小船，當將該小船拉至地面(海灘)上及讓其 下海時，該螺旋漿變得引起阻塞的。因此，該舷外發動機需要每次被放在甲板上，這是非常麻煩的。

本發明之一目的係提供一船，其能夠改良推進性能以減少燃料量，及改良操舵性能以確保航行的安全性；及亦提供一具有舷外發動機的小船，而能夠在海洋之上輕易地替換該舷外發動機。

為達成該上述目的，本發明之第一態樣提供一具有改良的推進及操舵性能之船，包含：水流形成路徑，其形成在船之底部中；及被設置在該水流形成路徑中之螺旋漿、及在該螺旋漿的後側上之方向舵。該方向舵之可動側面朝向船頭。

根據本發明之此態樣，該螺旋漿係位在該水流形成路徑內側，且因此藉由該螺旋漿之推力產生一流動在水流形成路徑中之強而有力的水流，並以集中之方式朝向該後側，且該水流當作一強而有力的噴射流由船尾中之出口被排出。如與藉由完全被暴露在水下之傳統螺旋漿的推力比較，藉由用該螺旋漿之推進力及藉由該噴射流的推力之加入，作用於該船上之推進力係很大程度地增加，這使其可能增加該船之速率及削減燃料支出。

與面朝向後方之傳統方向舵相反，該方向舵之可動側被造成面朝向前方(亦即該方向舵之方向係與該傳統方向舵的方向相反)。面朝前方的方向舵承接藉由該螺旋漿所產生之強而有力的水流，以增加該操舵力。如與傳統的旋轉之 半徑比較，旋轉之半徑亦能被減少，以致該操舵性能可被改良，且在假如發生緊急狀態下之風險被避免。

根據本發明之第二態樣，以根據該第一態樣之船，該水流形成路徑之船頭側被形成為從連接至一路徑之底部的船底部表面具有一斜面。

根據本發明之此態樣，該水流形成路徑由該船之底部的中間通過該斜面逐漸地加深。因渦流未在流入該水流形成路徑的水流中產生，其係可能使水之阻力減至最小。

根據本發明之第三態樣，以根據該第一態樣之船，一水流係由該水流形成路徑的船頭側中之開口形成在水流形成路徑中。

本發明之此態樣可被實際地設計成適用於相當小的船。隨同該第二態樣，其係可能改良該船之向前運動性能及減少該船由於波動之傾側。

根據本發明之第四態樣，以根據該第一至該第三態樣中任一態樣之船，該水流形成路徑被形成在彼此對稱的位置，並以該船之底部的中心線當作分界線。每一水流形成路徑係在其中設有螺旋漿及方向舵。

本發明之此態樣可被實際地設計成適用於包含機動艇之小船，以便達成高速性能。

根據本發明之第五態樣，以根據該第一至該第四態樣中任一態樣之船，該水流形成路徑係藉由分隔區所形成，該等分隔區被平行地形成，以由該船之底部的下表面突出。

根據本發明之此態樣，該水流形成路徑可為僅只藉由 在該船之底部的下表面上提供該等分隔區所形成，而沒有再次計算該船身之強度。如此，此態樣之實施係容易的，且成本中之減少能被達成。

根據本發明之第六態樣，以根據該第一至該第五態樣中任一態樣之船，該船包括機動艇、小船、大船、或軍艦。

根據本發明之第七態樣，當根據該第一態樣之船具有舷外發動機時，與該水流形成路徑相通的直立通道被形成在該船之船尾表面中。該螺旋漿係通過該直立通道位在該水流形成路徑內側。

根據本發明之此態樣，其係易於獨自在海洋之上替換該舷外發動機。甚至當通往目的地之途徑係困難的時，因為環繞該目的地有浮動之物體或該目的地係在淺灘，既然該螺旋漿係由該船之底部凹入，對於救難艇及漁船係可能藉由超越障礙輕易地航行及抵達該目的地。因該螺旋漿係由該船之底部的表面凹入該水流形成路徑，其係可能將該小船拉至海灘上及讓其下海，但按照原樣留下該螺旋漿，這是非常方便的。在此亦無損壞該螺旋漿及該方向舵之風險。

根據本發明，該螺旋漿及該方向舵被設在該水流形成路徑中，以便改良該推進性能，以減少燃料量，並改良該操舵性能。

第一具體實施例

如申請專利範圍第1及2項之本發明的具體實施例將參考圖1至圖4被詳細地說明。於圖1至圖4中，以整體而言，船1、船之底部2、及水流形成路徑3被說明。該水流形成路徑3係形成在該船之底部朝向船尾4的中心，且係一在船頭側上具有和緩的斜面5及朝向船尾4側面具有倒轉之U字形橫截面的路徑。

螺旋漿6係於該水流形成路徑3中被設置在該船尾4側面上，並藉由動力源7所驅動。

方向舵8係在該水流形成路徑3中被設置於該螺旋漿6及船尾開口3a之間。該方向舵8係以此一使得與心軸9相反的可動側8a面朝該船頭側之方式附接，並藉由操舵裝置10來操舵。

以如此建構之船，該螺旋漿6之旋轉在該水流形成路徑3內側形成一水流，且該水流允許該船1行進。不用說，當該螺旋漿6被反向旋轉時，該船1被允許退後。

當該方向舵8之可可動側8a係向左(逆時針方向)旋轉達一預定角度時，同時該船1正行進時，在該水流形成路徑3內側的水流撞擊該方向舵8的前表面，且該船尾4係逆時針方向地運動，以致該船1朝左轉。

當該方向舵8係順時針方向旋轉時，該船1與上面相反地朝右轉。

如此，該船1之螺旋漿6在該有限的空間內(於該水流形成路徑3中)旋轉，且由該有限空間中之水承接反應力以向前運動。藉由該螺旋漿6之推力被有效地傳送至該水流 形成路徑3中之水，且變成待傳送至該船1之大的推進力。 再者，該水流形成路徑3中之被分割空間中的水係當作一噴射流由該船尾4中之開口3a排出，且該噴射流之推力亦作用於該船1上。

因該方向舵8被形成為面朝向前，該水流形成路徑3內側的水流撞擊該方向舵8、及藉由通過與該方向舵8之方向相反的空間流至該船尾4側，以致旋轉力由於該水流而進一步增加。反之，以面朝向後之傳統方向舵，其係僅只水阻力作用於該方向舵上助成該旋轉力，並因此不可避免地增加旋轉之半徑。

第二具體實施例

第二具體實施例對應於申請專利範圍第3項。如在圖5中所顯示，水流形成路徑3具有在船頭1a側面上之入口3b，其被有效地設計成適用於相當小之船。

第三具體實施例

第三具體實施例對應於申請專利範圍第4項。如在圖6中所顯示，水流形成路徑3、螺旋漿6、及方向舵8係在船之底部2中形成於彼此對稱的位置，其可設計成適用於相當小之船。

第四具體實施例

第四具體實施例對應於申請專利範圍第5項。如在圖7中所顯示，對比於該第一具體實施例，壁堰11a、11b被平行地提供，以由船之底部2的下表面突出，以在該等壁堰11a、11b之間形成一水流形成路徑3，而在該第一具體實施 例中，該水流形成路徑3被形成於該船之底部2中，以具有該倒轉之U字形橫截面。這被有效地設計成適用於油輪及大船，同時達成結構成本中之減少及避免容量中之減少。

比較範例1

在該船身(小船)之尺寸、重量、引擎輸出、及燃料為相同的條件之下，於根據此具體實施例的船及該傳統船之間作性能比較。該比較之範例被顯示在表1中。

第五具體實施例

第五具體實施例對應於申請專利範圍第7項，且有關具有舷外發動機的小船及救難艇。

根據該第五具體實施例，水流形成路徑3之結構係與該第一具體實施例的水流形成路徑之結構相同。然而，與該水流形成路徑3相通的直立通道13被形成在小船或救難艇12的船尾表面4a中，且舷外發動機14係往下通過該直立通道13被帶入該水流形成路徑3供附接。藉由如此形成 該直立通道13，該故障的舷外發動機14之以備用的舷外發動機14a替換可僅只藉由在甲板上拉出該故障的舷外發動機14，並卸下該備用的舷外發動機14a，以致螺旋漿6可為位在該水流形成路徑3內側。

如此，該舷外發動機14a之替換可在短時期中被獨自輕易地作成。再者，因該螺旋漿6不會由下表面突出，其係可能將該小船拉至海灘上及讓其下海，但按照原樣留下該螺旋漿14。於圖11及12中，護板15防止該螺旋漿6被損壞，但該護板15可被省略。

用於固定該舷外發動機14的夾具16被說明。

圖12(A)至圖12(C)顯示藉由該舷外發動機來操舵之範例。圖12(A)顯示向前運動之範例，圖12(B)顯示向右轉之範例，且圖12(C)顯示向左轉之範例。

1‧‧‧船

2‧‧‧船之底部

3‧‧‧水流形成路徑

4‧‧‧船尾

5‧‧‧斜面

6‧‧‧螺旋漿

7‧‧‧動力源

8‧‧‧方向舵

8a‧‧‧可動側

9‧‧‧心軸

10‧‧‧操舵裝置

11a、11b‧‧‧壁堰

12‧‧‧救難艇

13‧‧‧直立通道

14‧‧‧舷外發動機

14a‧‧‧備用的舷外發動機

15‧‧‧護板

圖1係根據本發明之船的說明視圖；圖2係水流形成路徑、螺旋漿及方向舵之說明性側視圖；圖3係該水流形成路徑、該螺旋漿及該方向舵之說明性平面圖；圖4係該水流形成路徑、該螺旋漿及該方向舵之說明性後面視圖；圖5係水流形成路徑之說明性視圖；圖6係一具體實施例之說明性視圖，該具體實施例具有形成在船的底部中之對稱位置的水流形成路徑、螺旋漿 及方向舵；圖7係一具體實施例之說明性視圖，該具體實施例藉由船的底部上之壁堰形成一水流形成路徑；圖8係具有舷外發動機的小船之船底部表面的說明性視圖；圖9係具有該舷外發動機的小船之側視圖；圖10係具有該舷外發動機的小船由船尾之方向所視的正視圖；圖11係一側視圖，顯示該舷外發動機之附接；及圖12(A)至(C)係該舷外發動機之操舵範例的說明性視圖。

Claims (7)

1. 一種具有改良的推進及操舵性能之船，包括：水流形成路徑，其形成在船之底部中；及被設置在該水流形成路徑中之螺旋漿、與在該螺旋漿的後側上之方向舵，其中該方向舵之可動側面朝向船頭。
2. 如申請專利範圍第1項之具有改良的推進及操舵性能之船，其中該水流形成路徑之船頭側被形成為具有一斜面，該斜面係由一船底表面連接至一路徑之底部。
3. 如申請專利範圍第1項之具有改良的推進及操舵性能之船，其中一水流係由該水流形成路徑的船頭側中之開口形成在該水流形成路徑中。
4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之具有改良的推進及操舵性能之船，其中該水流形成路徑被形成在彼此對稱的位置，並以該船之底部的中心線當作分界線，及其中每一水流形成路徑係在其中設有螺旋漿及方向舵。
5. 如申請專利範圍第1項之具有改良的推進及操舵性能之船，其中該水流形成路徑係藉由分隔區所形成，該等分隔區被平行地形成，以由該船之底部的下表面突出。
6. 如申請專利範圍第1至5項之中任一項具有改良的推進及操舵性能之船，其中該船包括機動艇、小船、大船、或軍艦。
7. 如申請專利範圍第1項之具有改良的推進及操舵性能之船，其中當該船具有舷外發動機時，與該水流形成路徑相通的一直立通道被形成在該船之一船尾表面中，及其中該舷外發動機被附接在該直立通道內側。