TW201437093A - 具有泛濫區的船隻 - Google Patents

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Abstract

本發明涉及一種船隻，其船身具有一流體通道，其中流體通道配備一由馬達驅動的水流加速裝置。為了使船隻具有很好的行駛動力行為，尤其是能夠速的在水面上航行及水面下航行之間進行轉換，本發明建議使船身具有一泛濫區，其中泛濫區經由進水孔及出水孔與周圍環境接觸。

Description

具有泛濫區的船隻
本發明之船隻的船身具有一流體通道或是配備一流體通道，其中該流體通道配備一馬達驅動的水流加速裝置，尤其是配備一螺旋槳。
DE 10 2004 049 615 A1已有揭示這種船隻。這種船隻非常適合作為潛水滑台之用。這種船隻具有一把手裝置，當船隻使用者的上半身部分躺臥在船隻的船身上時，使用者可以握住這個把手裝置。在船身內有設置一裝有螺旋槳的流體通道。螺旋槳是由電動馬達驅動，其中驅動馬達是由一蓄電池供應電流。在運轉狀態期間，電池及馬達會產生廢熱，為了使電池及馬達能夠長時間運轉，必須將這些廢熱交換到環境中。為達到這個目的，蓄電池是安裝在一鋁製外殼內，其中蓄電池與鋁製外殼互相接觸以進行導熱。船身具有一容納鋁製外殼用的底部容納區，而且可以將鋁製外殼鎖在底部容納區內。透過這種方式使鋁製外殼的底部與流動的水接觸，以進行熱交換。
為了達到冷卻的目的，電動馬達係設置在流體通道內。通過流體通道的水會流經電動馬達，因而達 到有效的冷卻效果。由於電動馬達會限縮流體通道內的自由流動斷面，因此流體通道的尺寸必須夠大，以抵消被電動馬達遮蔽的流體通道斷面。這樣做會對船隻的尺寸造成影響。
為了使現有技術的船隻在水面下及水面上都能夠行駛，精確的重量平衡是必要的。與此相應的，船隻還要產生足夠的浮力，使其能夠浮在水面上，而不會沉沒。但是浮力也不能過大，以使船隻能夠很快的從在水面上航行轉換成在水面下航行。由於電氣組件本身的自重，船隻的船身必須裝有一浮力夠大的浮體，這個浮體對船隻的尺寸及行駛動力行為都會造成影響。
本發明的目的是提出一種如前面所述且具有足夠的運轉安全性及良好的行駛動力行為的船隻。
為達到上述目的，本發明建議使船身具有一泛濫區，其中泛濫區經由透水孔(尤其是進水孔及出水孔)與周圍環境接觸。
泛濫區的作用是提供一可對船隻的自重造成影響的可變的質量分量。當船隻運轉時，泛濫區充滿空氣。當船隻潛入水中時，空氣會從泛濫區被擠出，使船隻能夠快速且容易的潛到水中。當船隻要從水面下浮出水面時，泛濫區會將水排光，因此不會再對船隻的運輸重量造成影響。
根據本發明的一種有利的實施方式，在泛濫區內至少設有一電氣組件。因此泛濫區的另一作用是將 電氣組件冷卻。電氣組件能夠將其損耗熱傳遞到在泛濫區內流動的水。由於泛濫區同時經由進水孔及出水孔與周圍環境接觸，因此能夠進行有效的熱交換。這樣就可以在泛濫區形成一持續流入冷卻水的水流。而且可以根據船隻的行駛速度調整泛濫區內水流的流動速度，這樣做的優點是在船隻以高速行駛而產生很高的損耗熱時，能夠提供大量的冷卻水。
例如設置在泛濫區內的電器組件可以是控制電子組件、驅動水流加速裝置的電動馬達及/或能量儲存裝置。這些電氣組件會產生相當高的損耗熱，因此非常適合設置在泛濫區內。
一種簡化船隻構造的設計是將船身分為上部結構及下部結構，其中泛濫區位於上部結構及下半結構之間，同時上部結構及/或下部結構至少構成船身的一部分外殼。
一種有利的方式是下部結構是以可拆開的方式與上部結構連接。因此在進行維修工作時，很容易就可以進到泛濫區。例如有髒東西進到泛濫區時，很容易就可以將髒東西取出。如果將電氣組件設置於泛濫區內，很容易就可以將下部結構拆開，以便對電氣組件進行維修或更換的工作。
為了使水流有效率的通過泛濫區，船身在船首部分具有至少一進水孔，以及在船尾部分至少具有一出水孔。
根據本發明的一種有利的實施方式，流體通 道至少有部分區域是位於泛濫區，並使泛濫區的自由斷面縮小，並在縮小的斷面區域設置一電氣組件。透過縮小斷面的作法可以改變水流在泛濫區內的流動速度。由於水流在縮小斷面的流動速度提高，因此能夠影響冷卻效果。
另一種可能的方式是將泛濫區分成兩個彼此相鄰的子區域，其中每一子區域都配屬一進水孔及/或出水孔。透過這個措施可以影響各個子區域內的水流，以影響冷卻效果。
根據一種特別有利的實施方式，流體通道與泛濫區的兩個子區域部分相鄰，同時在每一子區域內都設有一電氣組件。由於流體通道與子區域部分相鄰，因此可以減少分隔子區域的耗費。
本發明的一種可能的變化方式是以懸掛裝置固定電氣組件，同時懸掛裝置使電氣組件與鄰接泛濫區的隔板元件間隔一段距離。透過這種方式可以使水流大面積的環繞電氣組件流動，以達到有效的散熱。
根據本發明的一種有利的實施方式，泛濫區被水淹過時，船隻具有至少4公斤的浮力。因此即使在有海浪的時候，船隻也能夠浮在水面上。一種特別有利的方式是船隻具有至少7公斤的浮力，以便在船隻受損時仍有足夠的浮力，使船隻及使用者都能夠浮在水面上。
10‧‧‧船身
11‧‧‧船首
12‧‧‧船尾
14‧‧‧控制把手
15‧‧‧顯示器
20‧‧‧上部結構
21‧‧‧容納區
22‧‧‧底板
30‧‧‧下部結構
33‧‧‧出水孔
34‧‧‧射束流出口
35‧‧‧進水孔
40‧‧‧控制電子組件
50‧‧‧電動馬達
51‧‧‧套管
52‧‧‧螺旋槳
53‧‧‧流體定子
60‧‧‧流體通道
61‧‧‧吸入孔
62‧‧‧導引元件
63‧‧‧葉輪外殼
70‧‧‧能量儲存裝置
以下配合一繪於圖示中的實施例對本發明的內容做進一步的說明。其中： 第1圖：船隻的一由後往前看的立體透視側視圖。
第2圖：將第1圖之船隻的下部結構拆下後的一由下往上看的立體透視側視圖。
第3圖：穿過第2圖之船隻的船尾區的一縱斷面圖。
第4圖：第2圖之船隻的由下往上看的一細部圖。
第1圖顯示一具有船身10的船隻。船身10是由上部結構20及下部結構30組成。上部結構具有兩個分別設置於船身10兩側的控制把手14。使用者可以握住控制把手14，並利用設置在控制把手14上的操作元件控制船隻。尤其是可以改變船隻的馬達功率。握住控制把手14的使用者的上半身躺在上部結構20上的顯示器15的後面。
從第2圖可以看出，下部結構30可以從上部結構20被拆下。下部結構30是被螺絲鎖在上部結構20上。第2圖顯示船隻的下部結構30被拆下後的情況。從第2圖可以看出，上部結構20及下部結構30之間有形成一容納區。這個容納區的上邊與上部結構20的底板22相鄰。船隻的構件可以被穩固的安裝在底板22上。
從第2圖可以看出，在船隻的船首11區域有安裝一控制電子組件40。朝船尾12的方向移位，在控制電子組件40的後面設有一裝在保護用的機殼中作為驅動裝置用的電動馬達50。馬達50的從動軸被套管51穿過，且在其自由端上的一螺旋槳52。螺旋槳52是設置在流體通道60內。流體通道60是由一空心體構成， 這個空心體在船隻的下部結構形成一吸入孔61。吸入孔61被一設置在吸入孔61內並與吸入孔61同軸的導引元件62穩定住。導引元件62除了具有機械保護作用外，還具有使船隻的行駛保持平穩的功能導引元件62的作如類似於帆船的舵。此外，當船隻在地面上行走或擱淺在陸地上時，導引元件62也能夠在吸入孔的區域保護流體通道61免於因機械負荷而受損。如前面所述，在上部結構20及下部結構30之間的區域，在底板22下方會形成一容納控制電子組件40、馬達50及能量儲存裝置70(蓄電池)等電氣裝置的容納區。這個容納區經由透水孔與周圍環境連接。這些透水孔均位於下部結構30。從第1圖可以看出，在船首11的透水孔是進水孔35，在船尾12的透水孔是出水孔33。容納區構成一泛濫區。當船隻進到水中，泛濫區就會被從透水孔流入的水淹沒。當船隻進入行駛狀態，就會在泛濫區產生一道水流。與此相應的，水會通過進水孔35流入泛濫區。流過泛濫區的水會沖洗固定在泛濫區內的電氣裝置。這些水會吸收電氣裝置的損耗功率，並將電氣裝置冷卻。水在流過泛濫區後會從以對稱方式設置於射束流出口34的兩側的出水口33流出。
從第2圖可以看出，流體通道60在泛濫區延伸，並在泛濫區中劃分兩個子區域相互的界限。在每一子區域中各設有一能量裝置(蓄電池)。每一子區域都具有兩個出水孔33中的一出水孔。電氣裝置是透過懸掛裝置設置在上部結構20的底板22上。所選用的懸掛裝置 使電氣裝置在損耗熱的交換區被固定在與底板22相距一段距離的位置。這樣水流就可以在泛濫區有效的沖洗電氣裝置。在泛濫區內的流體通道60使泛濫區的斷面縮減。水流在斷面縮減區的流動速度會變大。可以視待冷卻的電氣裝置而定，透過這個速度變化調整水流及冷卻作用。在本實施例中，能量儲存裝置70是設置在子區域的斷面縮減區。
在空心體沿水流方向背對吸入孔61的那一終端上形成一凸緣區，螺旋槳能夠在葉輪外殼63內被法蘭盤接在這個凸緣區上。螺旋槳52伸入葉輪外殼63。從水流方向看過去，在螺旋槳52之後設有一流體定子53。在運轉期間，螺旋槳52經由吸入孔61將水吸入流體通道16，並將水加速，使其從射束流出口34的區域通過葉輪外殼63向外噴出。定子53的作用是將旋轉的水流整直，使水流在射束流出口盡可能以無旋渦的方向流出，以提高效率。
從第1圖可以看出，上部結構20在底板22區域具有兩個容納區21。兩個容納區21係設置在流體通道60的兩側。
從第3圖可以看出，兩個容納區21係設置在船隻被中央縱軸L(見第2圖)穿過的中央縱平面的兩側。在第3圖中，中央縱平面是垂直的。兩個容納區21相對於中央縱平面的配置方式形成一對稱結構。可以將能量儲存裝置70(在本實施例中為蓄電池)設置在容納區21內。由於容納區21的配置是對稱的，因此能量儲存 裝置70也是對稱於中央縱平面。
第4圖顯示能量儲存裝置70在容納區21內的配置。從第4圖可以看出，容納區21在船隻的縱向L上的長度大於能量儲存裝置70在船隻的縱向L上的長度。因此容納區21提供的空間足以安裝另一種尺寸較大且功率較高的能量儲存裝置70。
10‧‧‧船身
11‧‧‧船首
12‧‧‧船尾
14‧‧‧控制把手
15‧‧‧顯示器
20‧‧‧上部結構
21‧‧‧容納區
22‧‧‧底板
30‧‧‧下部結構
33‧‧‧出水孔
34‧‧‧射束流出口
35‧‧‧進水孔

Claims (11)

  1. 一種船隻，其船身(10)具有一流體通道(60)或配備一流體通道(60)，其中流體通道(60)配備一由馬達驅動的水流加速裝置，尤其是配備一螺旋槳，其中船身(10)具有一泛濫區，其中泛濫區經由透水孔(進水孔及出水孔(35、33))與周圍環境接觸。
  2. 如請求項1的船隻，其中在泛濫區內至少有設置一電氣組件。
  3. 如請求項1或2的船隻，其中電氣組件是控制電子組件(40)、電動馬達(50)及/或能量儲存裝置(70)。
  4. 如請求項1至3中任一項的船隻，其中船身(10)分為上部結構(20)及下部結構(30)，其中泛濫區位於上部結構(20)及下半結構(30)之間，同時上部結構(20)及/或下部結構(30)至少構成船身(10)的一部分外殼。
  5. 如請求項1至4中任一項的船隻，其中下部結構(30)以可拆開的方式上部結構(20)連接。
  6. 如請求項1至5中任一項的船隻，其中船身(10)在船首(11)部分具有至少一進水孔(35)，以及在船尾(12)部分至少具有一出水孔(33)。
  7. 如請求項1至6中任一項的船隻，其中流體通道(60)至少有部分區域是位於泛濫區，並使泛濫區的自由斷面縮小，並在縮小的斷面區域設置一電氣組件(能量儲存器(70))。
  8. 如請求項1至7中任一項的船隻，其中流體通道(60)與泛濫區的兩個子區域部分相鄰，同時在每一子區域 內都設有一電氣組件(能量儲存裝置(70))。
  9. 如請求項1至8中任一項的船隻，其中泛濫區分成兩個彼此相鄰的子區域，其中每一子區域都配屬一進水孔(35)及/或出水孔(33)。
  10. 如請求項1至9中任一項的船隻，其中以懸掛裝置固定電氣組件，同時懸掛裝置使電氣組件與鄰接泛濫區的隔板元件間隔一段距離。
  11. 如請求項1至10中任一項的船隻，其中在泛濫區被水淹過時，仍具有至少4公斤的浮力，較佳是至少7公斤的浮力。
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