CN103625626B - 船 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种具有提高的推进和转向性能的船，包括：形成于船的底部（2）中的水流形成通路（3）；布置在水流形成通路中的推进器（6）和在推进器的后侧的舵（8）。舵的活动侧朝向船首（1a）。因此，推力由于由推进器在水流形成通路中产生的快速水流而增加，从而推进性能提高，转向性能提高，因为在水流形成通路中的快速水流作用在舵上。在具有舷外马达（14）的船（1）中，竖直槽道（13）提供于船尾（4）中，并能够通过使得舷外马达穿过竖直槽道放下至水流形成通路中而进行更换。因此，当独自时也很容易采取行动防止故障。还有，因为舷外马达的推进器从船底表面凹入，因此能够在舷外马达留在原位时将该艇拉至海滩上和放入海中。

Description

船

技术领域

本发明涉及船，包括摩托艇、游艇、客船、货船、军舰以及具有舷外马达的艇，更特别是涉及一种船，该船具有提高的推进性能，以便节省能量，并有提高的转向性能，本发明还涉及一种救生艇，该救生艇的航行并不受到水上的飘浮物质、水中的障碍物等的阻碍。

背景技术

现有的船有暴露于船体底部后侧的推进器(螺旋推进器)和舵，这自从船开始由动力推进以来就基本没有变化。同时提出了很多方案来提高推进性能和转向性能，它们的示例将如后面所述。

推进性能的提高

日本未审定专利申请公开No.2011-225169公开了一种船，该船有在船尾中的船尾导缆孔(stern pipe)，该船尾导缆孔从船尾朝着船体的后侧凸出，并可旋转地支承推进器的旋转轴。船包括翅片，该翅片布置在船尾的右侧和左侧，在船尾导缆孔附近从船尾朝着船体宽度方向的外侧和朝着船体的上侧延伸，并遮挡船尾旋涡S，该船尾旋涡S在船尾处从船尾旋涡S的旋涡中心X沿径向方向产生。

日本未审定专利申请公开No.2011-140293公开了一种用于船的推进性能提高装置，它通过相对简单的构造获得优良的效果，它能够这样提高推进效率，即通过沿与推进器前进的旋转方向相反的方向增加涡流水流，以便使得涡流水流能够在推进器中流动，并减小在推进器后侧的旋转流，且能够防止装置自身阻力的增加。这种推进性能提高装置包括：后部翅片，该后部翅片有比普通翅片更大的扭转角度；以及前部翅片，该前部翅片位于前部区域中，并有比普通翅片更小的扭转角度。前部翅片和后部翅片的阻力与普通翅片相比并不增大，推进器后部旋转流的减小效果增大。因此，船有比普通船更好的推进性能提高效果，且当船体航行时需要更小马力。

日本未审定专利申请公开No.2011-121569公开了一种船的推进性能提高装置，它能够防止推进器受到由反作用翅片产生的旋涡的损害。用于提高船的推进性能的这种推进性能提高装置包括多个反作用翅片，这些反作用翅片布置在推进器前侧以便沿与推进器的旋转方向相反的方向产生涡流，并以推进器的旋转轴S为中心径向延伸。该多个反作用翅片包括沿斜向上方向延伸的反作用翅片和沿水平方向或斜向下方向延伸的反作用翅片。从旋转轴S至反作用翅片的叶片端部的第一距离大于推进器的推进器半径。从旋转轴S至反作用翅片的叶片端部的第二距离设置成小于推进器半径。

转向性能的提高

日本未审定专利申请公开No.2009-119934公开了一种用于通过以简单方法降低在船的向前运动过程中的舵阻力以及使得在微小转向角度中遇到的舵阻力降低成尽可能小而提高船的航向保持性能的船舵，即通过改进具有颠倒梯形侧部形状的普通船舵的下端。在船尾处的舵装备有在舵本体的下端(具有颠倒梯形侧部形状)上的附加物体，作为具有稍微向外凸出的翼形竖直截面的平心轴本体。附加物体的竖直截面的中心线向后且斜向上倾斜，且倾斜角度α设置成4至10度。然后，附加物体在航行过程中接收在舵附近朝向船底后侧的水流，以便产生升力。因为它的向前分量用作推力，因此舵阻力能够降低，并能够预期在转向时有提高的转向力。

日本未审定专利申请公开No.2007-186204公开了一种舵，该舵有较高的升力，并将舵阻力的增加限制为尽可能小。为了获得这样的舵，舵本体的水平截面有在前端部分处的弧形或类似形状。它的截面宽度朝着舵本体的后侧逐渐增加，到达最大宽度，然后逐渐减小，同时从向外凸出形状变化成向外和平缓凹入的形状。然后，舵具有通过向有限宽度的后端连续的近似平行线而形成的线性部分。

日本未审查专利申请公开No.2005-246996公开了一种船舵，该船舵能够通过将在轴处的推进器尾迹(wake)的旋转能量高效转变成升力而提高推进性能，并能够通过增加舵面积而提高舵性能。在布置于船的推进器的后侧上的舵中，用于由推进器尾迹产生升力的翅片布置在舵本体的前侧或斜前侧并有空间S，推进器尾迹在该空间S中在推进器和舵本体之间流动，这样，翅片的跨距方向相对于舵竖直。

不过，根据用于提高推进性能的上述方式，推进器整个位于水中，对于作用在推进器上的阻力，由推进器产生的推力大大降低，因为推力减小，且朝向后侧的推力通过接收波浪阻力而消散。

还有，根据用于提高转向性能的上述装置，作用在舵上的水阻力成为转向力。舵也整个位于水中，因此不能获得足够的转向力，因为转向力消散在周围水中，转向力通过与水接触而产生，并确定方向。

上述问题对于船一直是难题。尽管迄今为止有多种改进和提议，到目前为止仍然没有最终的方案。

对于普通的船(例如救生艇和具有舷外马达的艇)，可能很难实现它的目的，因为有由于在水上的飘浮物体和在浅滩中的岩石损坏推进器和舵的危险。

对于具有舷外马达的艇，该艇通常有备用的舷外马达，因为一旦舷外马达坏掉它就不能开回原处。不过，存在着这样的问题，即当为单人时，备用舷外马达的更换将特别费时间和费力。在艇具有舷外马达的情况下，当将艇拉至地面(海滩)上和将它放入海中时，推进器将成为障碍。因此，舷外马达每次都需要放在船上，这相当麻烦。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够提高推进性能以便降低燃料量以及提高转向性能以便保证航行安全性的船，还涉及一种具有舷外马达的艇，该艇能够在海上很容易地更换舷外马达。

为了实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种船，该船有提高的推进和转向性能，并包括：水流形成通路，该水流形成通路形成于船的底部中；推进器，该推进器布置在水流形成通路中；以及舵，该舵在推进器的后侧。舵的活动侧朝向船首。

根据本发明的该方面，推进器位于水流形成通路的内部，因此，由推进器的推力在水流形成通路中以集中方式产生流向后侧的较强水流，且水流作为强射流从船尾的出口排出。与整个暴露于水下的普通推进器的推力相比，通过推进器的推进力加上射流的推力，作用在船上的推进力增加到很大程度，这能够增加船速，降低燃料消耗。

与朝向后的普通舵相反，舵的活动侧形成为朝向前(即舵的方向与普通舵的方向相反)。朝向前的舵接收由推进器产生的较强水流，以便增加转向力。还有，旋转半径与普通旋转半径相比能够减小，因此转向性能能够提高，并能够在紧急事件中避免危险。

根据本发明的第二方面，使用根据第一方面的船，水流形成通路的船首侧形成为具有斜面，该斜面从船底表面连接至通路底部。

根据本发明的这一方面，水流形成通路通过斜面而从船底的中部逐渐变深。因为在流入水流形成通路的水流中并不产生涡流，因此能够最小化水的阻力。

根据本发明的第三方面，使用根据第一方面的船，水流从在水流形成通路的船首侧中的开口形成于水流形成通路中。

本发明的该方面能够实际上适用于相对较小的船。结合第二方面，能够提高船的向前运动性能，并减少船由于波浪运动而引起的倾侧。

根据本发明的第四方面，使用根据第一至第三方面中任意一个的船，水流形成通路作为边界而形成于相对船底的中心线相互对称的位置处。各水流形成通路中设有推进器和舵。

本发明的该方面能够实际上适用于较小的船，包括摩托艇，以便获得高速性能。

根据本发明的第五方面，使用根据第一至第四方面中任意一个的船，水流形成通路由隔板形成，该隔板平行地形成，以便从船底的下表面凸出。

根据本发明的该方面，水流形成通路能够只通过在船底的下表面上提供隔板而形成，而并不再进行船体的强度计算。因此，该方面的实施能够很方便，并能够降低成本。

根据本发明的第六方面，使用根据第一至第五方面中任意一个的船，该船包括摩托艇、小艇、大型船或军舰。

根据本发明的第七方面，当根据第一方面的船有舷外马达时，与水流形成通路连通的竖直槽道形成于船的船尾表面中。推进器通过该竖直槽道而布置于水流形成通路内部。

根据本发明的该方面，很容易在海上独自更换舷外马达。即使当接近目的地很困难时(因为在目的地周围有漂浮物质或目的地在浅水中)，救生艇和渔船也能够很容易地越过障碍物航行和到达目的地，因为推进器从船底凹入。因为推进器从船底表面凹入至水流形成通路中，因此能够在推进器留在原位时将艇拉至海滩上和放入海中，这相当方便。还有，没有损坏推进器和舵的危险。

发明效果

根据本发明，推进器和舵布置在水流形成通路中，以便提高推进性能以降低燃料量，并提高转向性能。

附图说明

图1是根据本发明的船的示例图；

图2是水流形成通路、推进器和舵的示例侧视图；

图3是水流形成通路、推进器和舵的示例平面图；

图4是水流形成通路、推进器和舵的示例后视图；

图5是水流形成通路的示例图；

图6是具有在船底形成于对称位置处的水流形成通路、推进器和舵的实施例的示例图；

图7是由船底的堰壁(weir wall)形成水流形成通路的实施例的示例图；

图8是具有舷外马达的艇的船底表面的示例；

图9是具有舷外马达的艇的侧视图；

图10是具有舷外马达的船从船尾方向看的正视图；

图11是表示舷外马达的附接装置的侧视图；以及

图12A至12C是舷外马达的转向示例的示例图。

具体实施方式

第一实施例

下面将参考图1至4详细介绍本发明实施例。在图1至图4中表示了整个船1、船的底部2和水流形成通路3。水流形成通路3形成于船底的中心中并朝着船尾4，是在船首侧有平缓斜面5、朝向船尾4侧有倒U形截面的通路。

推进器6在水流形成通路3中布置在船尾4侧，且由动力源7驱动。

舵8布置在水流形成通路3中的船尾开口3a和推进器6之间。舵8以这样的方式附接，即与心轴9相反的活动侧8a朝向船首侧，并通过转向齿轮10而转向。

使用这样构成的船，推进器6的旋转形成在水流形成通路3内部的水流，且该水流使得船1能够前进。不用说，当推进器6反向旋转时，船1能够后退。

当舵8的活动侧8a在船1前进的同时向左(逆时针方向)旋转预定角度时，在水流形成通路3内部的水流撞击舵8的前表面，船尾4逆时针方向运动，从而船1向左转。

当舵8顺时针方向旋转时，船1向右转，与上述相反。

因此，船1的推进器6在有限空间内(在水流形成通路3中)旋转，并从在该有限空间内的水接收反作用力，以便向前运动。推进器6的推力有效传递给水流形成通路3中的水，并成为要传递给船1的较大推进力。而且，在水流形成通路3中的隔离空间内的水作为射流而从船尾4中的开口3a排出，该射流的推力也作用在船1上。

因为舵8形成为朝前，因此在水流形成通路3内部的水流撞击舵8，并通过经过与舵8的方向相反的空间而流向船尾4侧，从而旋转力由于该水流而进一步增大。相反，对于朝向后的普通舵，只有作用在舵上的水阻力有助于旋转力，因此旋转半径不可避免地增大。

第二实施例

如图5中所示，水流形成通路3有在船首1a侧的进口3b，该进口3b有效地适用于相对较小的船。

第三实施例

如图6中所示，水流形成通路3、推进器6和舵8形成于船底2中并在彼此对称的位置处，这能够用于相对较小的船。

第四实施例

如图7中所示，堰壁11a、11b平行地布置成从船底2的下表面凸出，以便形成在堰壁11a、11b之间的水流形成通路3，与第一实施例不同，在第一实施例中，水流形成通路3形成于船底2中，从而具有倒U形截面。这有效地用于油轮和大型船，同时降低构造成本和避免减小容量。

对比示例1

在船体(艇)尺寸、重量、发动机输出和燃料相同的情况下，在根据本实施例的船和普通船之间进行性能比较。对比的示例在表1中表示：

表1

第五实施例

第五实施例涉及具有舷外马达的艇和救生艇。

根据第五实施例，水流形成通路3的结构与第一实施例相同。不过，与水流形成通路3连通的竖直槽道13形成于艇或救生艇12的船尾表面4a中，舷外马达14向下穿过竖直槽道13进入水流形成通路3中用于附接。通过这样形成竖直槽道13，用备用舷外马达14a更换坏的舷外马达14能够只通过将坏的舷外马达14向上拉至船上和放下备用舷外马达14a来进行，因此推进器6能够位于水流形成通路3内部。

因此，舷外马达14a能够很容易地独自在很短时间内更换。而且，因为推进器6并不从下表面凸出，因此能够在舷外马达14留在原位的同时将艇拉至海滩上和将它放入海中。在图11和12中，防护板15防止推进器6受损，但是该防护板15可以省略。

图中表示了用于固定舷外马达14的夹子16。

图12A至12C表示了通过舷外马达转向的示例。图12A表示了向前运动的示例，图12B表示了向右转的示例，图12C表示了向左转的示例。

参考标号说明

1 船

2 船底

3 水流形成通路

4 船尾

5 斜面

6 推进器

7 动力源

8 舵

8a 活动侧

9 心轴

10 转向齿轮

11a、11b 堰壁

12 救生艇

13 竖直槽道

14 舷外马达

14a 备用舷外马达

15 防护板

Claims (9)

1.一种具有提高的推进和转向性能的船，包括：

槽，所述槽形成于船的底部中，所述槽从船首侧朝向船尾侧延伸，所述槽限定水流形成通路；

推进器，所述推进器布置在所述槽中；以及

舵，所述舵设置在所述槽中，所述舵朝向所述船首侧。

2.根据权利要求1所述的船，其中：

水流形成通路的船首侧形成为具有斜面，所述斜面从船底部的表面连接至水流形成通路的底部。

3.根据权利要求1所述的船，其中：

水流从在水流形成通路的船首侧中的开口形成于水流形成通路中。

4.根据权利要求1所述的船，其中：

水流形成通路形成于相对船底部的中心线相互对称的位置处，作为边界；以及

各水流形成通路在其中设有推进器和舵。

5.根据权利要求2所述的船，其中：

水流形成通路形成于相对船底部的中心线相互对称的位置处，作为边界；以及

各水流形成通路在其中设有推进器和舵。

6.根据权利要求3所述的船，其中：

水流形成通路形成于相对船底部的中心线相互对称的位置处，作为边界；以及

各水流形成通路在其中设有推进器和舵。

7.根据权利要求1所述的船，其中：

水流形成通路由隔板形成，所述隔板平行地形成为从船底部的下表面凸出。

8.根据权利要求1所述的船，其中：

所述船包括摩托艇、小艇、轮船或军舰，所述舵和所述推进器专门地设置在所述水流形成通路中，其中，所述船的底部延伸至超出所述舵的位置和所述推进器的位置的位置处。

9.根据权利要求1所述的船，其中：

所述船具有舷外马达；

与水流形成通路连通的竖直槽道形成于船的船尾表面中；以及

舷外马达附接在竖直槽道的内部。