專利名稱：船舶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種船舶，特別是涉及如權(quán)利要求1的前序部分所述的河船。
這種船舶例如由DE 3712534 A1可知，它有用于容納有用裝置的船體，還有位于船體上的推進(jìn)單元，用于產(chǎn)生驅(qū)動力。在船體底面上的船首區(qū)域中還提供有引導(dǎo)元件，各個引導(dǎo)元件都有垂直的、向前漸縮的楔形形狀。最后，在引導(dǎo)元件之間提供了成水平楔形的船體局部區(qū)域。
對于河船，在較淺且橫向有限的航道中，隨著速度和船寬的增大，船體周圍的水流是有問題的。
常規(guī)的船首主要使水橫向向外運(yùn)動，而更少的水(少至幾乎沒有水)從船底下面經(jīng)過。
船可以說是被吸向航道底部，且橫向流速升高。然后，水總是不利地流走，且船開始推動在它前面的水山(water mountain)。該水山只能在船側(cè)部和堤岸之間流走，這再次導(dǎo)致總是更高的橫向流速。同時，總是更少的水量在船尾的方向上從船底下面經(jīng)過，這特別大地降低了位于后部中央的驅(qū)動推進(jìn)器的效率。另外，在船后面形成很強(qiáng)的橫向波浪，并在一定程度上阻礙了該船。
對于可用于驅(qū)動船的水來說，在原理上，最佳推進(jìn)狀態(tài)存在于船首側(cè)，但是用常規(guī)的船首形狀并不能采用該最佳狀態(tài)。而是試圖通過利用復(fù)雜形狀和復(fù)合推進(jìn)幾何圖形來在船尾進(jìn)行，以便從原理上較差的流入狀態(tài)中獲得最佳情況。在船首中的橫向推動單元和水平定位的推進(jìn)器/泵系統(tǒng)(如目前在河船中使用的)的作用自然也通過在船下面的水的高流速(或者在極端情況下沒有水流入)而顯著降低。
DE 2928634 B1和DE 69612995 T2中介紹了其它具有引導(dǎo)元件的船舶。
本發(fā)明的目的是提供一種上述類型的船舶，其中，只有一部分水通過船首而朝側(cè)部運(yùn)動，且驅(qū)動單元的效率明顯提高。
該目的通過具有權(quán)利要求1的特征的船舶來實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明，前述類型的船舶進(jìn)一步改進(jìn)成這樣，即在船首區(qū)域中的推進(jìn)單元設(shè)置在引導(dǎo)元件在后面，且所述推進(jìn)單元可樞軸轉(zhuǎn)動地安裝。
本發(fā)明船舶的優(yōu)選改進(jìn)形式形成從屬權(quán)利要求的主題。
本發(fā)明的第一基本思想是在船舶的船首區(qū)域中提供多個引導(dǎo)元件，這些引導(dǎo)元件有垂直楔形形狀，并沿向前方向漸縮。由于所述引導(dǎo)元件，所排移的水大部分向內(nèi)運(yùn)動，而不向外運(yùn)動。
再一基本思想是以水平楔形形狀來構(gòu)造位于楔形引導(dǎo)元件之間的局部區(qū)域，它們也向上游漸縮。由于楔形局部區(qū)域，利用引導(dǎo)元件而向內(nèi)運(yùn)動的水能夠在船體下面經(jīng)過。
第三基本思想是將推進(jìn)單元布置在船首區(qū)域，使其設(shè)置在引導(dǎo)元件的后面。這明顯提高了推進(jìn)單元的效率。
最后，根據(jù)第四基本思想，推進(jìn)單元可樞軸轉(zhuǎn)動地安裝。因此，它例如能夠使得推進(jìn)單元的設(shè)置角度特別適應(yīng)航速。這特別有利于驅(qū)動單元的效率。
本發(fā)明的第一基本優(yōu)點(diǎn)是與在船尾的情況不同，水在前部向推進(jìn)單元提供動壓。然后，該動壓經(jīng)過在船首區(qū)域中的推進(jìn)單元而減小，對于在船首區(qū)域中的波浪形式，這預(yù)計(jì)獲得與常規(guī)船形的球形船首類似的效果。
本發(fā)明的再一優(yōu)點(diǎn)是，利用該新穎的船首形狀，明顯減少了波浪的形成，這與常規(guī)河船相比大大減小了對堤岸的損壞。
在本發(fā)明的優(yōu)選改進(jìn)形式中，引導(dǎo)元件布置在右舷和左舷。這樣，所排移的水中的絕大部分能夠從船舶下面經(jīng)過。
當(dāng)推進(jìn)單元(其可適當(dāng)構(gòu)造成驅(qū)動推進(jìn)器)安裝成可繞垂直軸線樞軸轉(zhuǎn)動時，船舶將獲得特別好的機(jī)動性。這就有可能將驅(qū)動推進(jìn)器的角度調(diào)節(jié)作為航速的函數(shù)。
這樣，在引導(dǎo)元件之間的局部區(qū)域構(gòu)成為使它基本有水橇(seasledge)的船首形狀。該楔形引導(dǎo)元件可以構(gòu)成為雙體船或半雙體船的船首幾何形狀。這些是已知的船體形狀，因此，它們的使用可以利用已知技術(shù)，并能夠節(jié)約成本。
當(dāng)至少一個引導(dǎo)元件向后漸縮成垂直楔形形狀時，可以提高流動特性。當(dāng)對于至少一個引導(dǎo)元件，船尾側(cè)的楔形形狀制成為比船首側(cè)楔形形狀更鈍頭時，將獲得特別好的結(jié)果。
當(dāng)引導(dǎo)元件有凹部，且推進(jìn)單元位于該凹部內(nèi)時，可以提高推進(jìn)單元的效率。當(dāng)推進(jìn)單元定位在大量流線匯集的區(qū)域中(即在引導(dǎo)元件的船尾側(cè)邊緣的正后方)時，將獲得特別好的結(jié)果。
顯然，推進(jìn)單元也可以布置在船體的船尾區(qū)域。這能夠帶來甚至更好的船舶機(jī)動性。
當(dāng)在船體船尾區(qū)域中(特別是布置在左舷和右舷側(cè)上)也提供楔形引導(dǎo)元件時，能夠促進(jìn)水在船體下面經(jīng)過。這些引導(dǎo)元件也可以向后漸縮成垂直楔形形狀。也可選擇，這些引導(dǎo)元件也可以布置在船體的中央?yún)^(qū)域，或者也分布在整個船體長度上。
利用涂抹(smear)氣泡的裝置，也可以提高在船體下面經(jīng)過的水量。它特別是在DE 10307795中所述類型的裝置。
優(yōu)選是，開口(例如供水狹槽)布置在引導(dǎo)元件上，以便將水供給推進(jìn)單元。這些供水狹槽相對于航行方向合適地縱向定位，這也防止漂浮物或冰進(jìn)入驅(qū)動單元。
該新穎幾何形狀的船首形狀特別適于冰山航行，且船體(特別是船首側(cè)引導(dǎo)元件)特別構(gòu)成為用于破冰目的。
雙體船形船體通過來自上面的壓力來切割冰層。只有大致一半的破碎冰流將橫向運(yùn)動，另一半將在船體下面運(yùn)動，并以低摩擦的方式經(jīng)由例如氣泡涂抹底部而向后運(yùn)動。然后，特定的船尾形狀防止后部推進(jìn)單元受到冰流的損害。為了在該冰山航行過程中保護(hù)船首側(cè)的推進(jìn)單元，還提供了合適的覆蓋裝置，用于至少部分覆蓋引導(dǎo)元件中的凹部，推進(jìn)單元位于該凹部中。
在具有有限吃水的冰山航行過程中，前部推進(jìn)單元關(guān)閉，且借助用導(dǎo)軌引導(dǎo)的覆蓋裝置(該覆蓋裝置可以為船首門的形式)從前面覆蓋各外側(cè)上的外部孔道狹槽，直至到達(dá)推進(jìn)單元的位置。因此，當(dāng)船在空載或只裝壓艙物的情況下在冰中航行時，冰流不會進(jìn)入前部的推進(jìn)孔道。
因此，本發(fā)明的基本原理是驅(qū)動單元的角度與船首幾何形狀結(jié)合。推進(jìn)器的推力導(dǎo)致向前推動，并能夠在很大程度上避免在船側(cè)部上的推進(jìn)器尾跡摩擦。前驅(qū)動單元(即船首側(cè)的驅(qū)動單元)的設(shè)定角度總是以最佳方式來適應(yīng)船速。當(dāng)驅(qū)動單元可繞垂直軸線旋轉(zhuǎn)，并因此能夠設(shè)置成作為航速的函數(shù)的任意角度時，將能夠獲得特別好的結(jié)果。
本發(fā)明的船舶也可以產(chǎn)生這樣的船首形狀，其中，一部分流入的水以預(yù)計(jì)方式在船下面偏轉(zhuǎn)至驅(qū)動裝置，而不是向外偏轉(zhuǎn)到側(cè)部。只有一部分流入的水橫向向外運(yùn)動。
下文中將參考附圖更詳細(xì)地介紹本發(fā)明的船舶的其它特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖中

圖1是本發(fā)明的船舶的船首形狀的透視圖；圖2是圖1的船舶沿縱向軸線方向的垂直剖視圖；圖3是圖1的船舶的水平剖視圖；以及圖4是圖1的船舶的另一水平剖視圖。
圖1至4表示了成河船10形式的本發(fā)明船舶實(shí)施例。在各圖中，相同部件給出相同參考標(biāo)號。
在各圖中表示了本發(fā)明河船10的船首區(qū)域18。任意有用的裝置14可以布置在船體12的頂表面50上。本發(fā)明的楔形引導(dǎo)元件24提供在船體12底面22上面對著水的左舷側(cè)和右舷側(cè)。根據(jù)本發(fā)明，引導(dǎo)元件24向前漸縮成船首側(cè)的楔形形狀26；在所示實(shí)施例中，該引導(dǎo)元件24終止于船首側(cè)的船體端部48，且其朝向基本與水表面34垂直。因此，引導(dǎo)元件24的形狀可看作為垂直楔形。
由圖3的水平剖視圖可知，楔形引導(dǎo)元件24的內(nèi)側(cè)面界定了橫截面基本上為矩形的局部區(qū)域28。根據(jù)本發(fā)明，如圖1的透視圖和圖2的垂直剖視圖中特別清楚所示，所述局部區(qū)域也能夠構(gòu)成為水平楔形30，它沿朝著船體12的船首側(cè)端部48的方向(即沿向前方向)漸縮。
圖3還表示了開口38，水能夠越過該開口38供給至推進(jìn)單元16，這在圖4中更詳細(xì)地示出。這些開口沿航行方向縱向定位，這很大程度上防止了漂浮物或冰進(jìn)入驅(qū)動單元16、32。
由于橫向定位的楔形引導(dǎo)元件24和構(gòu)成為水平楔形的局部區(qū)域28相互配合，在船首側(cè)上撞擊船體的絕大部分水將在引導(dǎo)元件24之間經(jīng)過，因此在船體12下面經(jīng)過。楔形引導(dǎo)元件24的基本平行的內(nèi)側(cè)面會導(dǎo)致特別平滑的流動行為，這是因?yàn)樵诤艽蟪潭壬戏乐沽藴u流的形成。
凹部42布置在兩個引導(dǎo)元件24中，用于容納作為推進(jìn)單元16的驅(qū)動推進(jìn)器32。驅(qū)動推進(jìn)器32可繞垂直軸線樞軸轉(zhuǎn)動地安裝，即可繞一方位角轉(zhuǎn)動。優(yōu)選是，驅(qū)動推進(jìn)器32能夠在至少180°上樞軸轉(zhuǎn)動，但是原則上能夠獲得更大的轉(zhuǎn)動角度。這樣，特別是當(dāng)在船尾側(cè)設(shè)有對應(yīng)的驅(qū)動單元時，本發(fā)明河船10能夠獲得良好的機(jī)動性。
引導(dǎo)元件24向后漸縮成船尾側(cè)的楔形形狀36，與船首側(cè)楔形形狀26相比，該船尾側(cè)楔形形狀36具有更鈍角的結(jié)構(gòu)，它也基本垂直于水表面34延伸，即也構(gòu)成垂直楔形形狀。
圖4中借助于多個箭頭46示意性地表示了通過本發(fā)明的船首形狀可獲得的特別有益的流型。結(jié)合構(gòu)成為水平楔形30的局部區(qū)域28和楔形引導(dǎo)元件24的側(cè)面，由于引導(dǎo)元件24的船首側(cè)和船尾側(cè)的楔形形狀26和36的結(jié)構(gòu)，從而獲得了這樣的流型，在該流型中，特別大量的流線匯集在船尾側(cè)楔形形狀26的后面。因此，驅(qū)動推進(jìn)器32精確地位于特別多流線匯集的位置。除了特別平滑的流動行為和形成有限的波浪之外，本發(fā)明中還明顯提高了推進(jìn)單元32的效率。
因此，根據(jù)本發(fā)明，基于水撬的船首形狀并結(jié)合半雙體船的前部幾何形狀，實(shí)現(xiàn)了所示船首形狀并且結(jié)合了方位角垂直驅(qū)動推進(jìn)器。即使在非常淺的水中，通過該新穎的船首幾何形狀，只有一部分在船前面的水被從船首排移向側(cè)部，其余部分將被船首引導(dǎo)至船的下面，或者供給至前驅(qū)動推進(jìn)器。
因此，船首主要包括三個楔形兩個分別處于兩個外側(cè)上的垂直楔形，類似于雙體船(或半雙體船)的船首幾何形狀；以及在中間且在兩個外側(cè)垂直楔形之間的水平楔形，類似于水撬的船首形狀。
外船首部分(即雙體船楔形)使得一部分水在船前面向外運(yùn)動，而水撬形的水平楔形形狀將在船下面處于雙體船船體部分之間的水引向位于雙體船船體部分中外側(cè)的推進(jìn)單元，該推進(jìn)單元主要被構(gòu)成為垂直的方位推進(jìn)器。
各個推進(jìn)單元定位在橫向船首船體中的孔道內(nèi)，使得它們能夠在至少180°上樞軸轉(zhuǎn)動，即也能夠向側(cè)向和向前施加推力，例如用于使船減速。
權(quán)利要求
1.一種船舶，特別是河船，具有用于容納有用裝置(14)的船體(12)，其中，在船體(12)的底面(22)上，引導(dǎo)元件(24)布置在船首區(qū)域(18)中，每個引導(dǎo)元件都有垂直的、向前漸縮的楔形形狀；以及其中，在引導(dǎo)元件(24)之間提供了構(gòu)成為水平楔形(30)形狀的船體(12)的局部區(qū)域(28)還有推進(jìn)單元(16)，該推進(jìn)單元(16)位于船體(12)上，用于產(chǎn)生驅(qū)動力；其特征在于推進(jìn)單元(16)位于船首區(qū)域(18)中，并設(shè)置在引導(dǎo)元件(24)的后面；推進(jìn)單元(16)可樞軸轉(zhuǎn)動地安裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶，其特征在于引導(dǎo)元件(24)布置在左舷側(cè)和右舷側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的船舶，其特征在于推進(jìn)單元(16)可繞垂直軸線(40)樞軸轉(zhuǎn)動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的船舶，其特征在于推進(jìn)單元(16)構(gòu)成為驅(qū)動推進(jìn)器(38)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的船舶，其特征在于該局部區(qū)域(28)主要具有水撬的船首形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的船舶，其特征在于至少一個引導(dǎo)元件(24)向后漸縮成垂直的、船尾側(cè)楔形(36)的形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的船舶，其特征在于至少一個引導(dǎo)元件(24)的船尾側(cè)楔形形狀(36)比船首側(cè)楔形形狀(26)更鈍頭。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的船舶，其特征在于引導(dǎo)元件(24)有凹部(42)，推進(jìn)單元(16)位于該凹部(42)內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的船舶，其特征在于附加推進(jìn)單元(16)布置在船體(12)的船尾區(qū)域中。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的船舶，其特征在于在船體(12)的船尾區(qū)域中，特別是在左舷側(cè)和右舷側(cè)，提供了引導(dǎo)元件，該引導(dǎo)元件有向后漸縮的垂直楔形形狀。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的船舶，其特征在于提供了覆蓋裝置，其用于至少部分覆蓋凹部(42)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的船舶，其特征在于船體(12)，特別是船首側(cè)引導(dǎo)元件(24)，構(gòu)成為用于破冰目的。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的船舶，其特征在于提供了用于涂抹氣泡的裝置，特別是如DE10307795所述。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的船舶，其特征在于推進(jìn)單元(16)的設(shè)置角度可適應(yīng)航速。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的船舶，其特征在于在引導(dǎo)元件(24)上提供了用于推進(jìn)單元(16)的供水狹槽(38)，該供水狹槽(38)沿航行方向縱向布置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種船舶，特別是河船(10)，它有用于容納有用裝置(14)的船體(12)，還有用于產(chǎn)生驅(qū)動力的推進(jìn)單元(16)，該推進(jìn)單元位于船體上。本發(fā)明的船舶的特征在于在船體底面上的船首區(qū)域中提供有引導(dǎo)元件(24)，該引導(dǎo)元件有垂直的、向前漸縮的楔形形狀，在船首區(qū)域中的推進(jìn)單元(16)設(shè)置在楔形引導(dǎo)元件的后面，在引導(dǎo)元件之間提供了構(gòu)成水平楔形(30)形狀的船體局部區(qū)域(28)，且推進(jìn)單元(16)可樞軸轉(zhuǎn)動地安裝。
文檔編號B63H5/14GK1852829SQ200480026935
公開日2006年10月25日 申請日期2004年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月17日
發(fā)明者U·伍爾夫 申請人:新物流有限責(zé)任公司