TWI557025B - 降低船隻方向舵（Ｒｕｄｄｅｒ）阻力之方法 - Google Patents

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Description

降低船隻方向舵(Rudder)阻力之方法
本發明係有關一種降低船隻方向舵(Rudder)阻力之方法，尤指一種利用負壓來導入的氣體氣泡，使船隻方向舵降低阻力之方法。
按，船隻除了船體外，尚有附掛在船體外部之掛件或掛具，例如：第一圖所示之船隻(10)，其包括一船體(11)，及一樞設於船體(11)且位於吃水線(12)以下之螺旋槳(13)，且本圖所示船隻(10)位於該螺旋槳(13)後方之掛件係為一船隻方向舵(14)，用來控制方向。
第二圖所示，係上揭船隻(10)之螺旋槳(13)所產生之水流流經船隻方向舵(14)之示意圖，由於船隻方向舵(14)正處於螺旋槳(13)高速水流下游，會增大行船的阻力，但該船隻方向舵(14)卻又是本類型船隻(10)不可或缺之掛件。是以，船隻方向舵(14)於螺旋槳(13)高速水流中產生的阻力，是無法避免的。
惟查，在先前技術中，解決上揭問題點，大都是在該船舵不影響結構強度的原則下，僅能在形狀上設計流線型或作表面處理，來減少船隻方向舵的阻力。然，此等方法實際上能降低阻力的效果，不是仍有待提升，就是所費不貲；是以，如何能以低成本來降低船隻方向舵的阻力，進而減少燃油的消耗，已為船隻製造廠，乃至學術研究單位所欲解決的課題。
緣是，本發明之主要目的，係在提供一種降低船隻方向舵阻力之方法，其勿須變更任何原設計，僅須在原船隻方向舵前緣設置氣體氣泡釋出裝置，利用船體行進所產生的高速水流衝擊船隻方向舵之迎水面，據以形成負壓來導入氣體氣泡，利用導入的氣體氣泡，來部分隔離水流與船隻方向舵的接觸，即可降低船隻方向舵對螺旋槳所產生之高速水流之阻力，達到節能之功效增進。
為達上述目的，本發明所採用之技術手段包含：
a)提供一船隻，其預定位置設有船體行進所必須之螺旋槳，及設於該螺旋槳後方之船隻方向舵；
b)在前述船隻方向舵之前緣設置有氣體氣泡釋出裝置，其係利用一中空元件所構成設置在該船隻方向舵之迎水面，其上設有至少一個氣體導入口，且兩側設有複數之氣體氣泡釋出口；
c)提供一氣體導入裝置，其包括至少一導氣管體，該導氣管體上端具有一進氣口，而下段部連接至該氣體氣泡釋出裝置之氣體導入口；
d)利用該船體行進時，螺旋槳所產生之高速水流(F)衝擊該船隻方向舵之迎水面，利用伯努力原理(Bernoulli's Principle)於該氣體氣泡釋出口形成負壓，來吸入氣體；
e)前述氣體經由該導氣管體流入該氣體導入口，並經由該氣體氣泡釋出口釋出與水流混合後，形成眾多之氣體氣泡；以及
f)利用前述釋出的氣體氣泡來隔離部分水流與該船隻方向舵之間的接觸摩擦，藉以降低船隻方向舵對螺旋槳所產生之高速水流之阻力。
依據本發明上揭特徵，該氣體導入裝置進一步利用輔助方式導入氣體，包括廢氣利用，以引擎廢氣或蒸汽渦輪尾氣等低壓氣體，送入該導氣管體內。
承上，本發明更包括設有一加壓裝置，其包括由該船體之空壓機、鼓風機、引擎、蒸汽渦輪或渦輪增壓器其中任一所構成，以加壓方式將氣體送入該導氣管體內。
以下針對本發明上揭技術特徵提供較佳實施例。惟，船隻方向舵型式繁多，且形狀及構造皆不完全相同，因此僅以較佳實施例加以說明，但其所運用之技術手段則相同，容不逐一贅述。
首先，請參閱第三～六圖所示，其中第三圖所示係揭示本發明之氣體氣泡(50)降低船舵阻力之示意圖，用以與第二圖習用之船隻方向舵(14)表面阻力作比較；第四、五圖所則揭示本發明一較佳可行實施例，其實施步驟及具體構造包含：
a)提供一船隻(10)，本實施例中該船隻(10)之船體(11)具有一螺旋槳(13)，係由一動力引擎(131)所帶動，使該螺旋槳(13)送出高速水流(F)，而一船隻方向舵(14)係設在該螺旋槳(13)之後。
b)在前述船隻方向舵(14)之前緣設有氣體氣泡釋出裝置(20)，如第六、七圖所示，本實施例中，該氣體氣泡釋出裝置(20)係利用一中空元件(21)所構成，設置在該船隻方向舵(14)之迎水面，該中空元件(21)設有至少一個氣體導入口(211)，且兩側設有複數之氣體氣泡釋出口(212)，該氣體氣泡釋出口(212)可為圓孔或其他形體，本實施例中，該中空元件(21)為一圓管設在該船隻方向舵(14)前緣之迎水面，但不限定於此。即本發明之中空元件(21)，可為其他形體，並在各型管體上鑽設有多數之氣體氣泡釋出口(212)，且該氣體氣泡釋出口(212)可為圓孔或其他形狀。此種形狀上之變化，皆為本發明可實施範圍。再者，該中空元件(21)可於船隻出廠時，即與該船隻方向舵(14)一體成型，並設有氣體氣泡釋出口(212)；亦可在服役船隻，以加掛方式設置而固定在該船隻方向舵(14)之迎水面，不會破壞到船隻方向舵(14)之結構，且設置上也非常方便。
c)提供一氣體導入裝置(30)，如第四圖所示，其包括至少一導氣管體(31)，該導氣管體(31)上端具有一進氣口(32)，而下段部連接至該氣體氣泡釋出裝置(20)之氣體導入口(211)。而該導氣管體(31)上端之進氣口(32)係可設在船體(11)內或高於吃水線(12)上。
d)利用該船體(11)行進時，螺旋槳(13)所產生之高速水流(F)衝擊該船隻方向舵(14)之迎水面，利用伯努力原理(Bernoulli's Principle)於該氣體氣泡釋出口(212)形成負壓，來吸入氣體；由於螺旋槳(13)轉動時，其所產生之軸向水流的速度極快，因此可以在該氣體氣泡釋出口(212)產生很大的負壓來吸入氣體，而這種氣體的導入方法完全不用動力，只要螺旋槳(13)轉動，即可將氣體導入，形成無數之氣體氣泡(50)非常節省能源。
e)前述氣體經由該導氣管體(31)流入該氣體導入口(211)，並經由該氣體氣泡釋出口(212)釋出與水流混合後，形成眾多之氣體氣泡(50)。
f)如第三圖所示，利用前述釋出的氣體氣泡(50)來隔離部分水流(F)與該船隻方向舵(14)的接觸摩擦，藉以降低船隻方向舵(14)對螺旋槳(13)所產生之高速水流之阻力。
申言之，水的阻力比空氣大約700～800倍，因此利用氣體氣泡(50)來部分隔離水流與船隻方向舵(14)的接觸，阻力必然降低，船隻方向舵(14)與水流接觸的氣體氣泡(50)隔離愈多，減少阻力的效果越好。
經由上揭技術手段，使得本發明導入氣體氣泡(50)，僅須在船隻方向舵(14)前緣之高速水流區，設置氣體氣泡釋出裝置(20)即可，無須任何動力及變更原先設計。
如第四圖所示，本發明縱然須要輔助打入氣體，則可利用船體(11)內原有之資源，例如：該氣體導入裝置(30)之導氣管體(31)進一步連接一加壓裝置(34)，且該導氣管體(31)與該加壓裝置(34)間設有一控制閥(33)，該加壓裝置(34)係將該船體(11)之空氣、引擎廢氣或蒸汽渦輪尾氣……等氣體，以加壓輔助方式送入該導氣管體(31)內。
且，該加壓裝置(34)可以由該船體(11)內原有之空壓機、鼓風機，引擎或蒸汽渦輪其中任一所構成，其應用上可利用上述引擎廢氣、蒸氣渦輪尾氣等低壓氣體直接導入，因此屬於資源回收再利用，不會增加資源及增加成本。此外，也可以利用上述引擎廢氣、蒸氣渦輪尾氣等來帶動渦輪增壓器，製造加壓氣體，從氣體氣泡釋出口(212)釋出。此外，利用鼓風機等所構成的加壓裝置(34)，亦能以少量的動力來供應加壓氣體，利用大量的氣體氣泡(50)來隔離高速水流(F)與船隻方向舵(14)的接觸，可以獲得更高的減少阻力效果，具有能以少量的動力既可獲得數倍之動力效果，而以上輔助直接導入氣體或以加壓方式導入氣體，皆為該加壓裝置(34)所能實施，容不贅述。
是以，本發明運用一氣體氣泡釋出裝置(20)裝設在船隻方向舵(14)前緣，巧妙利用伯努力原理：「高速流體使周圍產生負壓」，利用此一技術手段來導入氣體，進而釋放出氣體氣泡(50)來部分隔離水流與船隻方向舵(14)的接觸，即能以最節能及有效的手段，達到降低船隻方向舵(14)對螺旋槳(13)所產生之高速水流(F)之阻力的功效增進。
綜上所述，本發明所揭示之技術手段，確具「新穎性」、「進步性」、「可供產業利用」等發明專利要件，祈請　鈞局惠賜專利，以勵發明，無任德感。
惟，上述所揭露之圖式、說明，僅為本發明之較佳實施例，大凡熟悉此項技藝人士，依本案精神範疇所作之修飾或等效變化，仍應包括本案申請專利範圍內。
(10)．．．船隻
(11)．．．船體
(12)．．．吃水線
(13)．．．螺旋槳
(131)．．．動力引擎
(14)．．．船隻方向舵
(20)．．．氣體氣泡釋出裝置
(21)．．．中空元件
(211)．．．氣體導入口
(212)．．．氣體氣泡釋出口
(30)．．．氣體導入裝置
(31)．．．導氣管體
(32)．．．進氣口
(33)．．．控制閥
(34)．．．加壓裝置
(50)．．．氣體氣泡
(F)．．．高速水流
第一圖係習用船隻方向舵示意圖。
第二圖係習用水流流經船隻方向舵之示意圖。
第三圖係本發明之氣體氣泡產生示意圖。
第四圖係本發明之氣體導入裝置示意圖。
第五圖係第四圖中5-5斷面剖示圖。
第六圖係第五圖中6所指之主要構造放大示意圖，用以顯示該氣體氣泡於負壓產生之示意圖。
第七圖係第六圖中之氣體氣泡釋出裝置的部分立體圖。
(14)．．．船隻方向舵
(20)．．．氣體氣泡釋出裝置
(21)．．．中空元件
(211)．．．氣體導入口
(212)．．．氣體氣泡釋出口
(30)．．．氣體導入裝置
(31)．．．導氣管體
(32)．．．進氣口

Claims (4)

  1. 一種降低船隻方向舵(Rudder)阻力之方法，尤指一種利用負壓導入氣體氣泡來降低船隻方向舵於水中阻力之方法，其包含：a)提供一船隻，其預定位置設有船體行進所必須之螺旋槳，及設於該螺旋槳後方之船隻方向舵；b)在前述船隻方向舵之前緣設置有氣體氣泡釋出裝置，其係利用一中空元件所構成設置在該船隻方向舵之迎水面，其上設有至少一個氣體導入口，且兩側設有複數之氣體氣泡釋出口；c)提供一氣體導入裝置，其包括至少一導氣管體，該導氣管體上端具有一進氣口，而下段部連接至該氣體氣泡釋出裝置之氣體導入口；d)利用該船體行進時，螺旋槳所產生之高速水流(F)衝擊該船隻方向舵之迎水面，於該氣體氣泡釋出口形成負壓，來吸入氣體；e)前述氣體經由該導氣管體流入該氣體導入口，並經由該氣體氣泡釋出口釋出與水流混合後，形成眾多之氣體氣泡；以及f)利用前述釋出的氣體氣泡來隔離部分水流與該船隻方向舵之間的接觸摩擦。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之降低船隻方向舵(Rudder)阻力之方法，其中，該導氣管體上端之進氣口係設在該船體內或高於吃水線上。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之降低船隻方向舵 (Rudder)阻力之方法，其中，該氣體導入裝置進一步利用輔助方式導入氣體，包括廢氣利用，以引擎廢氣或蒸汽渦輪尾氣等低壓氣體，送入該導氣管體內。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之降低船隻方向舵(Rudder)阻力之方法，更包括設有一加壓裝置，其包括由該船體之空壓機、鼓風機、引擎、蒸汽渦輪或渦輪增壓器其中任一所構成，以加壓方式將氣體送入該導氣管體內。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996035607A1 (en) * 1995-05-09 1996-11-14 Kenneth Ronald Gale A flap for an air duct outlet for a watercraft
JPH10244993A (ja) * 1997-03-05 1998-09-14 Ishigaki:Kk ダクトプロペラ装置
CN1209405A (zh) * 1997-08-22 1999-03-03 石川岛播磨重工业株式会社 具有压缩空气产生设备、摩擦减小设备和气体喷射装置的减摩船
JPH11124085A (ja) * 1997-10-24 1999-05-11 Shizen Kankyo Gijutsu Kenkyusho:Kk ジェット推進式軽量船舶
US6575106B1 (en) * 2002-04-18 2003-06-10 Advanced Marine Concepts, Llc Air induction system for marine vessel
US6789491B2 (en) * 2000-04-03 2004-09-14 Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. Friction reducing ship and method for reducing frictional resistance
TW200942448A (en) * 2008-04-09 2009-10-16 Zuei-Ling Lin Method for reducing friction resistance between vessel and water by releasing air in water

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996035607A1 (en) * 1995-05-09 1996-11-14 Kenneth Ronald Gale A flap for an air duct outlet for a watercraft
JPH10244993A (ja) * 1997-03-05 1998-09-14 Ishigaki:Kk ダクトプロペラ装置
CN1209405A (zh) * 1997-08-22 1999-03-03 石川岛播磨重工业株式会社 具有压缩空气产生设备、摩擦减小设备和气体喷射装置的减摩船
JPH11124085A (ja) * 1997-10-24 1999-05-11 Shizen Kankyo Gijutsu Kenkyusho:Kk ジェット推進式軽量船舶
US6789491B2 (en) * 2000-04-03 2004-09-14 Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. Friction reducing ship and method for reducing frictional resistance
US6575106B1 (en) * 2002-04-18 2003-06-10 Advanced Marine Concepts, Llc Air induction system for marine vessel
TW200942448A (en) * 2008-04-09 2009-10-16 Zuei-Ling Lin Method for reducing friction resistance between vessel and water by releasing air in water

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