TW211550B - Heliconic thruster system for a marine vessel - Google Patents

Description

^1ίό50 Α6 經濟部中央標準局8工消费合作社印製 _Β6_ 五、發明説，（1 ) 本發明大致上係關於一種特別是用於慢速操作肮海船隻 之推力糸統，尤其是本發明闞於一種精巧之推力系统’藉 一或多向噴水之能4效益w供船隻操作及/或推進° 小船之推力系統一般已知為用於肮海船隻之封閉四等分 操作中，此推力系統用以產生自船體一側排放之水流’造 成對船體之液壓反作用力以增_封閉四等分之操作°在傳 統方式中推力糸統包含一較大直徑之螺旋推進器*装於 船體中之對應較大横向開口或通道中，其中推進器可產生 依推進器旋縳方向朝船體一側之水流’此稱為随道式船體 操作，特別是進入或離開碼頭時*推進糸统佔去了船體内 很大之容積，甚者’大的開口用於船體内而在一乾場狀況 下，以容納大直徑流道之設立’结果’通道推力系统對系 統大小及安裝費用有明顯之缺點。 近年來，已發展出變換及較精巧之推力系統，其中Μ高 容量水泵打水排放如高速噴過較小唄嘴者，係設於船體之 相對側，例如4056073、421 4544及4455960號美國專利案 者。這些推力糸統中，泵抽水經過船體内之向下打開之入 口，水自泵經一擴散器及方向控制之翼片傳送，以排過一 噴嘴，造成反作用力來協肋船隻操作，此型噴水推力系統 有利的是佔用船體内較少之空間，且安装上不需要於船體 内形成大的開口 *此外，其他方向之翼及/或排放噴嘴可 用以產生反作用力於艏艉方向供封閉四等分操作之船隻推 進用，或作為主櫬故陣時之輔驅動源。惟，哦水糸统之推 力產生容積由能量觀點親之較隧道式推力系統為不足。 ------------·---f--„------装-----丨訂----^ (請"閱^背面之溲4麥項再填寫本頁) 3 - 衣紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4現格（210 X 297公笼） 2ϋό50

五、發明説_明（2 ) 緣是，顯然有必要對噴水式推力系统予以改良•特別是 改良推力產生上效益，本發明可霣行此需求並提供其他相 闞優點。 發明槪述 依本發明所述，一種用於肮海船隻之改良推力系統，其 用於船體作及/或推進，推力系统包含一高容量葉片 • Μ渦流方式將水泵入一维形或蝶旋形流室，由此產生螺 旋形流動型態，水流經由一或多個切線向排放管而自螺旋 形流室排出，自流室流到一有方向性之排放噴嘴；在較佳 型式中，一對排放管與排放哦嘴分別設於船體之左、右眩 ’且至少另有一排放管及向後之排故噴嘴作為船之推進用 ’閥件係設於各排放管内，以允許或防止水流入相闞之排 放噴嘴内。 泵係為抽取較高流量之水通過船體内之入口，且入口之 開口最好向下，泵送水至倒錐形及環狀螺旋流動室内之末 端，渦或嫘旋方式，排放管具有大致切線於螺旋形流 室之上游端開口，與流室排出之水流同線方向。排放噴嘴 f::itlaJ-;-v,而 >/;1'&pJfi再塌寫本頁) 裝- -va, .線 經濟部中央標準局員工消費合作社印¾ 向佳横螺反前 Μ較向自動有 用.，反向推在 ,力及方進端 内推出艉前终 糖或伸朝生其 船力室以產 ， 於用流管以伸 設作形放嘴延 地反旋排唄向 性之螺三放方 向體自第排艏 方船線 一之朝 有進直，後做 , 推Μ眩朝可 端或管右為管 游作放、端放 下操排左終排 之供對之，四 管生一體出第 放產，船伸 一 排而中於室 ， 各水例嘴流力 於排施唄形用 設外實指旋作 本紙張尺度適用中國國_家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 211ό5〇 Α〇

Bti 五、發明説明（3 ) 開口之排於噴嘴，K產生後推力。 各排放管内設有一閥件，最好在接近螺旋形流室處，閥 件分別由控制單元移動於開-關位置之間，Μ允許或防止 水流過相闞之排放管；在開的位置時，各閥件構成之横翼 與水流切線方向同軸延伸，以滅少漩流。控制單元用Μ保 持至少有一閥件在開的位置，在泵操作時，造成一反作用 或推力· 船體選定方向作為船體操作及/或推進用。 在某些操作狀況中，控制單元打開一對閥件以允許水流以 相反方向排放，造成船體之零淨推力。 本發明之其他特性與優點可藉由以下詳细說明及相闞圖 式，以舉例說明本發明伢歧而令習於此技者易於瞭解。 圖式簡單說明 相關圖式用以揭示本發明，圖中： 圖1係以示意方式揭示一肮海船隻船體一部分之立體分 解圖，船體具有一S施本發明新穎特性之螺旋形推力糸统 〇 圖2係圖1推力系統之右舷分解側視画。 圖3係改良推力系統之垂直截面分解放大圖。 圖4係沿圖3之4-4線所取之水平截面圖。 圖5係相似於圖1之立體分解圖，揭示一控制單元及相 闢之閥裝置，用以調節水流通過推力系統。 圖6係相似於圖5之立體分解圖，揭示本發明之另一較 佳型式。 圖7係一側視放大分解圖，揭示本發明之又一較佳型式 -5- 本紙張尺度適用中國g家標準（CNS)甲4规恪（210 X 297公釐） --------l·---Ϊ-----------裝-------玎---- ('-'''t^'''"!:而之注si,r!再塡寫本頁) 五、發明說明（ Α6 Β6 圖8係沿圈7之8-8線所取之水平截面圖。 較佳霣施例詳佃說明 如舉例之圖式所示•一改良之推力糸統於圖1大致Μ 10表示之，其備有一肮海船隻12之封閉四等分操作或驅動 推進，使水流自船體14依選定方向噴放；推力系統10包含 一泵16，以高流量供水至一螺旋形或揉旋形流室18，並通 過一或多倕切線方向之排放管，圈1 ，2中有三個排放管 20 > 22 > 24 〇 特別是推力系統10設計上可易於裝入船體14之適當位置 *例如圈1中近艏端•另外，推力系統可位於近船之艉處 ，或任何其他方便位置，系铳包含一殻體26*其具有一構 成開故入口 28供水於泵操作時流入之底端，泵葉30 (如圖 3 )設於殻體26之底部區，距入口 28有一小段距離。所示 之較佳泵葉30包含一環形排列之混合軸與離心式流動且設 於一毅34上之絜S 32，其依序載設於驅動軸36之底端，画 3揭示騸動軸36垂直、伸過殻體26·旋轉時由遘當之袖承 38支持，並以驅動軸36之頂端接於一適當安裝於上之驅動 馬達42输出軸40。 葉片30操作時抽取高流量水流進入般體26*纆過入口 28，此水流由絜片傳送至般艄26之頂部區，其中此頂部® 形狀構成螺旋形流室18; Η3揭示殻體26形狀其包含一由 圓錐形底件構成之外壁，底件自泵葉30Κ徑向向上方向膨 脹至一頂部之同袖向茼形件•圓錐形與简形件圃於一中C定 甲 4(210Χ 297公发） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本页) .装· *打· ·" 211〇50 Λ (5 Bt； 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（5 ) 位之流動形成壁44外*其依於殼體26之一上壁46，流動形 成壁44具有一截頭之圓维形截面，由接近葉片30之底端漸 次膨脹。螺旋形流室18由圖維形與茼形殼件之流動形成壁 44與外壁間之環形空間構成。 操作時，葉片30以向上方向傳送高流量水流至螺旋形流 室18*帶有漩渦或螺旋狀流動，此螺旋形水流向上膨脹通 過室18Μ1Τ^、之背壓及/或流動損失。一螺旋翼4 5設於流 室之圓錐形底件内，Μ滅少或防止再循環流動，排放管2 0 、22、24有上游端接於殻體26之上圓茼件，其大致對齊於 内部渦流之切線方向；穩定翼48 (圖3 ，4)設於流動室 18内Κ自殼體頂壁46向下延伸，其中穩定翼48 (圖3 ，4 )具有拱形，Κ導引渦流流於流動室周側|如圖5所示， 穗定翼之拱形長度可選定Κ避免干涉到流向排放管之切線 水流。 所示之三個排放管20、22、24各具有一閥件50設於其内 ，用Μ容許或防止的水流自螺旋形流室18，尤其如圖5中 之一較佳形式所示，各閥件50包含一對以正確角度交叉相 接且由袖銷52安装之圓形翼，可旋轉移動於開、閉位置之 間。在打開位置時|請參閱排放管20，翼片朝向延伸於一 同袖於排放管縱向袖線之平面，因此，在打開位置中閥件 50之翼片對排放水流呈X形輪廊，用以減少或縮小排放管 内渦流所生之能量損失；此外，當泵16不操作時，翼片構 成之X輪廊功能為防止碎物回流進入流室18。 反之，當閥件50在藺閉位置時，其中一圓形翼旋轉至横 (-"問-:..-!:而之：;1"1;卜)?!再塡:£?本頁) —裝 *-° -線. -7- 本紙張度適用中國國_家標準（CIS—S)甲4規格（210 X》97公簦） Λ(; Bf; 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説_明（6 ) 向伸過相闞排放管之位置，如圖5中之排放管2 2，2 4，闞 閉位置中，閥件防止水流通過排放管，基於此，所有閥件 50皆需安装於其相關排放管内近螺旋形流室18處之位置， 以利縮小任何在閥件上游側之滯流及/或擾流或流損。 設於排放管内之閥件50分別作動Μ令來自螺旋形流室18 之切線排放水流通過至少一排放管，在只要泵16操作時。 圖5揭示-erii —姐之相翮於三個閥件50之氣壓.作動單元54 ，作動單元54包含經曲柄桿58接於閥件袖銷52之可伸長活 塞56，用Μ依經壓力線62由控制單元60收到之流體壓力訊 號而變更開、閉位置間之閥件，作動單元54由控制單元60 所控制，以確使至少一閥件50在泵操作期間為打開，以防 泵過載及/或造成泵損壊，如供作參考之44559 60號美國 專利案，惟對習於此技者應可瞭解的是，其他作動装置與 機構亦可用以控制若干閥件50之位置。 參閱圖1 ，2，5 ，所示之排放管20、22由流動室18分 別以直線狀伸向船體1 4之左、右舷，這些排放管2 0、2 2终 端在船體中之一收縮狀排放噴嘴64，其供高逮水流噴遇， 而自船體排出，最好是在船隻之正常水線以下之位置。藉 手動一控制開關或桿66 (圖5)以適當調整控制單元60, 可操作排放管20，22內之閥件50容許高速水流自船隻之左 及/或右舷噴出，此噴放水流造成左或右舷方向之反作用 力，Μ抵抗船隻搡作；另者，控制單元可設計以打開閥件 50及其相連之排放管20，22*造成船體在分出相反方向之 高速噴流。 r;:iit閲-:.TW'而 >/ :t-'-pJ?!再塡寫本頁) 本紙張尺度適用中國®家標準（CNS)甲4规格（210 X 297公釐） 咖 A(i __B(5_ 五、發明説明（7 ) (-先"-背而之注汔#項冉塡寫本頁) 圖1 ，2 ，5中之第三排放管24自流動室18以朝艉方向 伸向船隻之艉部，此排放管24終端在一對艉部之收縮狀排 放噴嘴64'， 用Μ向後噴放水流，造成一向前之反作用力 ，可在封閉四等分操作中推進船隻，或成為主機故障時之 變換船隻驅動源。圃式之排放管24包含一下彎角件24’ · 其终端在較低檝圓形之排放噴嘴64’*其置於船體14之底 側。 圖6揭示本發明之變換形式，其中相同於圖卜5中之組 件係Κ相同號碼表示之，圖6之實腌例中，一第四涸切線 方向之排放管68接至螺旋形流室18·以自此前伸向船艏； 一閥件50及相關之作動装置可用以容許或防止水流過第四 排放管68，此等终端在一朝前之排放噴嘴（圖中未示）， 用Μ產生一船隻後推力之反作用力。因此’圖6之實施例 中，排放管内閥件之適當搡作可令封閉四等分船體操作於 前後左右方向或任何姐合者。 經濟部中央標準局爵工消費合作社印製 圖7 ，8揭示本發明之另一修正形式，其中一副葉70設 於驅動轴36延伸段36’上在主葉30下方之位置，此副葉70 包含若干輻射狀向外伸出之翼74，各以某角度形式或掃過 Μ抽水通過入口 28，在泵16搡作時。近於入口 28處之副葉 70可改菩整體泵流性能•其產生第二次離心流動於絜Η70 之周側，有利於將浮起之碎物掃離入口 28° 本發明之改良推力糸統10纆發現可產生能量效率之推進 力，可共用於習知技術之俗稱陲道式推力系统中’但較通 用於小型糸統而有簡便及易安裝之比較性，更有甚者，本 本紙張尺度適用中國a家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公釐）

Afi B6 2ϋό 五、發明説B月（8 ) 發明有多用途之操作可產生側推力及/或前-後推力以操 作船隻，且各排放噴嘴朝向需產生推力之方向以作最大操 作效益。 針對本發明推力糸統10之其他修正及改進對習於此技人 士而言應不難達成，據此，前述說明，圖式並不足限制本 發明，除了申請專利範圍中所載述者外。 (請先閲*;:,货而之注念事項再塡寫本頁) 經濟部中央標準局S工消費合作社印製 -10- 本紙張尺度適用中國a家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. A7 B7 C7 D7 六、申請奉利範圍 1 . 一種用於肮海船隻之推力系統，包含： 殼體装置，用以將水抽過肮海船隻船體内之一入口， 並Μ漩渦方式將水送動螺旋形流室； 至少一排放管，具有一上游端接至殼體裝置，且自螺 旋形流室作切線方向延伸· Μ自流室切線排放水流；及 噴嘴装置*設於至少一排放管之下游端，可將高速喷 水流'船體向外排出，藉Μ產生對船體操.作之反作用力 -----------,--------------^-------玎---；——g (請先閱讀背西之注-事項再塡寫本頁) 經濟部中央搮準局8工消费合作社印紫 2. 根據申 一具之 動|以 3 . 根據申 開位置 4. 根據申 具有一 到達流 5. 根據申 螺旋形 6 . 根據申 之末端 7. 根據申 一混合 8. 根據申 旋形流 請專利範圍第1項之推力 排放管而設之閥件，且其 分別允許及防止水流過排 請專利範圍第2項之推力 為X形之輪廊，Μ減低渦 請專利範圍第1項之推力 構成流室入口之末端，杲 室。 謫專利範圍第4項之推力 流室内之螺旋翼，可防止 請專利範圍第4項之推力 位於流室之底端·泵裝置 請專利範圍第1項之推力 之離心式與袖流式泵。 請專利範圍第1項之推力 室内之穩定翼。 11- 糸统，其更包含沿至少 可於開與閥之位置間移 放管。 糸統，其中閥件具有於 流流過排放管。 系统，其中螺旋形流室 裝置即傳送水經此入口 糸統，其更包含一設於 其内之水流再循環。 糸統，其中螺旋形流室 則在螺旋形流室下方。 糸統，其中泵装置包含 糸统，其更包含設於螺 本紙張又度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公釐〉 A7 B7 D7 六、申請奉利範圍 9 . 根據申請專利範圍第1項之推力糸統•其中殻體裝置包 含一大致設於中央之流動形成壁*而螺旋形流室具有一 概呈環形之截面。 1 0 .根據申請專利範圍第1項之推力系統，其中至少一具之 排放管包含一對Μ相反方向自螺旋形流室伸出之排放管 〇 u.根據請專利範圍第1 〇項之推力糸统，其中該對排放管 以直線分別自螺旋形流室伸向船體之左及右眩。 12. 根據申請專利範圍第10項之推力系统|其更包含一第三 排放管* Μ—大致相翮於船艉方向自螺旋形流室伸出， 第三排放管於下游具有一排放噴嘴，以排放高速水流於 船體之艉方向。 13. 根據申請專利範圍第11項之推力糸統，其中排放噴嘴緊 靠置於船體底側。 14. 根據申請專利範圍第12項之推力系统，其更包含一 Κ朝 向船首方向自螺旋形流室伸出之第四排放管，第四排放 管具有一排放唄嘴於其下游處，且以向船前方向排放高 速水流。 1 5 .根據申請專利範画第1 0項之推力糸統•其更包含沿各排 放管而設之閥裝置，用Κ在開與闞位置之間移動，Μ分 別對水流開、關排放管*另有控制裝置以選擇開與闞該 閥裝置。 16.根據申請專利範圍第7項之推力糸統，其更包含一與泵 装置同時旋轉之副葉 > 其設於入口處•副葉於其周測產 本紙張又度適用中國國家標準（CNS)甲4规格m〇 X 297公釐） ------II-----------------裝------，玎---- (請先閱讀背西之注念事項再塡寫本頁) 娌濟部中央標準局貝工消费合作社印製 ®濟部中央標準局R工消費合作社印κ A7 2 i 1 ό 〇 0 C7 __D7 六、申請專利範圍 生離心動作Μ自入口移除漂浮之碎物。 17. —種用於肮海船隻之推力系统，包含： 設體裝置，具有一構成人口之底端，供水經過肮海船 隻之船體向上流入·殼體装置更有一外壁，其具有一徑 向向上膨脹之底圓錐件•並接於一頂筒形件，一頂壁封 閉殼體裝置之頂端，殻體裝置内部中央備有一流動形成 壁，结合外壁而構成一螺旋形流室； 泵裝置，將水經人口而送到螺旋形流室，泵裝置包含 一設於殻體装置内近入口之泵葉及旋轉葉片以漩渦方式 送水至流室之裝置； 若干排水管，各於上游端接於筒形件，且自螺旋形流 室作切線向延伸，κ自流室作切線向水流排放； 噴嘴裝置，設於各噴嘴下游端，可自船體向外排放高 速水流，藉此產生供船體操作之反作用力；及 閥裝置，沿各排放管設置，可移動於開與關位置之間 ，分別對水流開、關排放管。 18. 根據申請專利範圍第17項之之推力糸統，其更包含一設 於殼體裝置底錐形件内之螺旋翼*用以防止其内部水流 作再循環。 19. 根據申請專利範圍第17項之推力糸統，其中若干排放管 包含一對Μ相反方向自螺旋形流室伸出之排放管。 20. 根據申請專利範圍第19項之推力糸統，其中該對排放管 Μ直線自螺旋形流室伸向船體之左、右船側。 21. 根據申請專利範圃第19項之推力糸統，其更包含一向艉 -1 3- 本紙張尺度適用中國國衾標準（CNS)甲4规格（210 X 297公釐） -------------,---------.------裝——^----、玎----<4 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) A7 B7 211550 C7 六、申請專_利範圍 方向伸出之第三排放管，其具有一排放管嗔嘴於下游端 ，以向艉方向排放高速水流。 22. —棰液體泵系统，包含： 形成一螺旋形流室之裝置； 泵裝置，Μ漩渦方式傳送液體至螺旋形流室；及 至少一排放管，自螺旋形流室作切線向伸出，Μ利自 流室1線排放液體流。 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 經濟部中央標準局β：工消费合作社印製 -14- 本紙張尺度適用中Η國家櫺準（CNS)甲4规格（210 X 297公釐）