TWI443046B

TWI443046B - 船舶，尤其具有馬格努斯轉子之貨輪

Info

Publication number: TWI443046B
Application number: TW100133514A
Authority: TW
Inventors: Rolf Rohden
Original assignee: Wobben Aloys
Priority date: 2010-09-16
Filing date: 2011-09-16
Publication date: 2014-07-01
Also published as: PT2616324T; US8875643B2; KR20130052630A; EP2616324A1; DE102010040920A1; JP5620586B2; TW201235262A; US20130220191A1; EP2616324B1; DK2616324T3; CA2811249C; CN103153778B; CN103153778A; CA2811249A1; ES2708135T3; JP2013537864A; WO2012034968A1; KR101485875B1

Description

船舶，尤其具有馬格努斯轉子之貨輪

本發明涉及一種船舶，尤其具有一馬格努斯轉子之一貨輪。

馬格努斯轉子亦稱作弗蘭特納(Flettner)轉子或帆船轉子。

馬格努斯效應闡述相對於繞其軸旋轉且具有垂直於該軸之一集流之一圓柱體出現一橫向力，亦就是說，垂直於軸且垂直於集流方向。圍繞旋轉圓柱體之流可闡釋為圍繞本體之一同質流與一渦流之一疊加。總體流之不規則分佈導致壓力在圓柱體之週邊處之一不對稱壓力分佈。因此，一船舶具備在風流中產生垂直於有效風向(亦就是說，藉助最高速度校正之一風向)之一力之旋轉轉子或轉動轉子，可與航行時類似地使用該力以推進該船舶。直立豎放之圓柱體繞其軸旋轉且在一集流中自側面流動至圓柱體之空氣然後較佳地藉助表面摩擦力沿圍繞該圓柱體之旋轉方向流動。因此，在前側上，流動速度較大且靜壓較低以便將沿一向前方向之一力給予該船舶。

已自Claus Dieter Wagner：「Die Segelmaschine」，Ernst Kabel Verlag GmbH,Hamburg,1991年，第156頁熟知了此一船舶。其涉及調查一馬格努斯轉子(亦稱作一弗蘭特納轉子)是否可用作一貨輪之一驅動裝置或輔助驅動裝置。

美國專利第4 602 584號揭示一種用於一船舶之驅動系統，其具有帶有一或多個轉子帆之一習用螺旋槳及船舵配置。在彼情形下，推進之產生係藉助受一習用控制系統控制之一習用驅動機器及轉子帆之馬格努斯效應之利用而實現。該習用驅動機器可驅動該等轉子帆，然而，如將陳述該等轉子帆亦可由其自身之驅動裝置驅動。轉子帆係由提供於橋艛上且具有兩個操縱桿之一控制單元控制，可藉助該等操縱桿來設定轉子帆之旋轉速度及旋轉方向以便藉此影響由馬格努斯效應所產生之推進力之方向。

DE 10 2005 028 447 A1揭示一種具有複數個馬格努斯轉子之船舶，其中一個別可致動電馬達與該複數個馬格努斯轉子中之每一者相關聯以用於使該等轉子旋轉。一轉換器與每一電馬達相關聯以用於控制該電馬達之旋轉速度及/或旋轉方向。

本發明之目的係提供藉助馬格努斯轉子驅動之一船舶之一經濟性操作模式。

彼目標係藉由根據技術方案1之一船舶及根據技術方案11之一方法而達成。

因此，提供一種船舶，尤其一貨輪，其具有複數個馬格努斯轉子、一中央控制單元及作為主驅動裝置之一電馬達。在彼情形下，在一第一操作模式中，該等馬格努斯轉子可各自由該中央控制單元以使得獲得一最大推進效應之此一方式個別地致動，其中所期望推進與藉由該等馬格努斯轉子之旋轉所獲得之推進之間的差由該電馬達提供。在一第二操作模式中，該等馬格努斯轉子由該中央控制單元關斷且所期望推進由該電馬達提供。

彼等操作模式之間的差係有利的，如端視其各別瞬時使用情況，亦就是說，於遠海上航行或進入港口或停靠於一海港中，可以最佳方式操作根據本發明之船舶且可以彼方式減小船舶之燃料消耗且因此可增加船舶之經濟性。因此，在遠海上，可根據風向選擇船舶之航線以藉助一推進力到達航程之目的地，由馬格努斯轉子盡可能地產生該推進力且可相對於該推進力盡可能地免除主驅動裝置。同時，其確保在其中不可根據風向選擇船舶之航線之情況下該船舶仍具有推進，乃因那時完全採用主驅動裝置且關掉馬格努斯轉子。

在本發明之一態樣中，在一第三操作模式中，控制單元以使得藉由馬格努斯轉子獲得小於該等馬格努斯轉子之最大推進之一推進之此一方式致動該等馬格努斯轉子，其中所期望推進與藉由該等馬格努斯轉子之旋轉所獲得之推進之間的差係由電馬達獲得。彼操作模式增加根據本發明之船舶之經濟性，如在其中可公認地使用馬格努斯轉子但不可針對其動作最佳化船舶之航線，然而若風之入射方向結合船舶之既定航線一起產生一推進力則可提供對船舶之推進之支援之情況下。以彼方式，在彼操作模式中，主驅動裝置可由馬格努斯轉子支援並輔助以便可在此情形中節省很多燃料。

在本發明之另一態樣中，根據本發明之船舶(一貨輪)進一步具有由電馬達驅動之一推進器。該船舶亦具有一內燃機，其耦合至一發電機以產生電能。該船舶進一步具有一操作單元，其用於預定所期望推進。在彼方面，在第一操作模式中所期望推進係船舶之絕對速度或相對速度，在第二操作模式中其係推進器之螺距且在第三操作模式中其係電馬達之絕對功率或相對功率。

在可藉由提供一操作單元來增加根據本發明之船舶之操作順利性之彼方面係有利的，在該操作單元中可藉由端視船舶之各別操作模式而啟動用於推進之不同預設定。其係有利的，原因在於在每一操作模式中實施對推進效應之量值之一不同估計。因此，在一機動程序之情形中，舉例而言在一港口中，藉由推進器之螺距控制裝置調整向前或向後移動之量值係有利的，乃因以彼方式可極精細地且僅以一少量時間延遲控制該向前或向後移動。另一方面，在公海上，船舶之船員預定所期望速度(就絕對或相對而言)明顯更適當。

在本發明之一態樣中，該控制單元接收一風速、一風向、船舶之一預定目的地及/或來自一導航單元之導航資訊。此係有利的，乃因用於計算船舶之一航線之必要資訊項藉此對船舶之控制系統係可用的。

在本發明之另一態樣中，該控制單元相依於風速、風向、預定航線及/或導航單元之導航資訊來控制馬格努斯轉子之旋轉速度及/或旋轉方向。在可達成由該等馬格努斯轉子所表現出來之一最佳動作以用於產生船舶之推進且以彼方式同時可減小船舶之燃料消耗之彼方面係有利的。

在本發明之一態樣中，控制單元使用在該控制單元中所提供之特性曲線來判定馬格努斯轉子之旋轉速度及/或旋轉方向。可藉由使用可針對每一馬格努斯轉子個別提供之彼等特性曲線來針對每一個別馬格努斯轉子最佳化該推進，乃因就相依於旋轉速度及旋轉方向以及風速而產生推進力而言其精確效能係已知的。可針對每一馬格努斯轉子藉由計算或藉由量測個別或亦聯合判定彼等特性曲線。

在本發明之另一態樣中，控制單元相依於風速、風向、預定目的地及/或導航資訊來判定一航線，相對於該航線藉由該等馬格努斯轉子之旋轉所獲得之推進係最大的。以彼方式可最大化由馬格努斯轉子所產生之推進，乃因控制系統在判定航線時實質上根據風條件而定向且以最佳方式利用風條件，藉此根據本發明之船舶盡可能地航行至目的地且因此亦將由於燃料消耗而由主驅動裝置所產生之推進最小化。

在本發明之一態樣中，控制單元用以便採取既定航線之此一方式來控制船舶，相對於該既定航線藉由該等馬格努斯轉子之旋轉所獲得之推進係最大的。以彼方式航線之選擇及實施可留給控制裝置，只要其判定針對由馬格努斯轉子所提供之推進力之利用係最佳之一航線，且亦遵循彼航線以藉此總是對風條件改變，尤其風向之一改變立即做出反應，且藉此最佳化燃料節省。

在本發明之另一態樣中，該控制單元針對每一操作模式計算內燃機之燃料消耗，將該消耗與相對於大小相當之其他船舶之消耗作比較，且輸出所計算之消耗及該比較之結果。以彼方式船舶之船員或亦彼資訊之其他接收者可在任一時間評估根據本發明之船舶之經濟性，彼資訊亦可係藉助資料傳輸(例如以無線方式)傳輸至船舶外面之接收者。

在本發明之另一態樣中，提供複數個內燃機，其分別耦合至複數個發電機中之一發電機以產生電能。除了產生一所需要之電能之外，控制單元接通該複數個內燃機中之如此諸多內燃機以使得所需要之電能至少係由各別發電機產生且關掉該複數個內燃機中之如此諸多內燃機以使得將該等內燃機之燃料消耗最小化。以彼方式，替代一單個大型內燃機，可使用複數個較小內燃機。彼係有利的，乃因替代操作該一個大型內燃機，有時可端視分別需要之功率關掉個別較小內燃機且以彼方式可相關於耗損仔細處理該等個別較小內燃機。另外，在該等較小內燃機中之一者受到損壞或出故障之情況下，可在剩餘內燃機之操作不受此限制之情形下關掉並修理或替換該內燃機。

在下文中參考以下各圖更詳細地闡述本發明之實例性實施例及優點。

圖1展示根據一第一實施例之一船舶之一圖解性視圖。在此情形中，該船舶具有一船體，其包含一水下區域16及一水上區域15。該船舶進一步具有四個馬格努斯轉子10或弗蘭特納轉子10，其配置於該船體之四個拐角處且較佳地係圓柱形。在此情形中，四個馬格努斯轉子10表示用於根據本發明之船舶之風動驅動裝置。該船舶具有與一橋艛30一起配置於艏艛中之一甲板室40。該船舶在水下具有一螺旋槳50或一推進器50。為達成經改良之機動性，該船舶亦可具有橫向推力器船舵，其中較佳地將一個橫向推力器船舵提供於船艉處且將一個至兩個橫向推力器船舵提供於船艏處。較佳地，電驅動彼等橫向推力器船舵。居住艙室、廚房、食品儲藏室、餐室等配置於甲板室40中。在此情形中，甲板室40、橋艛30及露天甲板14上面的所有上部結構皆具有一氣動形狀以減小風阻力。特定而言，其藉由實質上避免銳利邊緣及銳利邊緣式結構而達成。為了最小化風阻力且為了達成一氣動形狀，提供盡可能少的上部結構。

圖2展示根據圖1之第一實施例之船舶之一控制裝置之一方塊電路圖。四個馬格努斯轉子10中之每一者具有其自身之馬達M及一單獨轉換器U。將轉換器U連接至一中央控制單元SE。將一柴油機驅動裝置DA連接至一發電機G以產生電能。在此情形中，替代一柴油機驅動裝置DA，亦可將複數個個別柴油機驅動裝置DA之一總成連接至發電機G或對應數目個個別發電機G，其分別被視為一整體、作為一對應單個大型柴油機驅動裝置DA或發電機G而使相同功率對於外部係可用的。各別轉換器U連接至發電機G。另外，該圖展示亦連接至一電馬達M之一主驅動裝置HA，該電馬達M又與一單獨頻率轉換器U一起既連接至控制單元SE又連接至發電機G。在此情形中，可既個別地又彼此獨立地控制四個馬格努斯轉子10。

對馬格努斯轉子10及主驅動裝置HA之控制由控制單元SE實施，該控制單元SE依據當前主導風量測(風速、風向)E1、E2且基於與目標有關之資訊項及實際行駛速度E3(且視情況基於來自一導航單元NE之導航資訊項)來判定個別馬格努斯轉子10及主驅動裝置HA之適當旋轉速度及旋轉方向以達成所期望推進力。相依於四個馬格努斯轉子10之推力及船舶之當前主導速度及該速度之目標值，只要需要，控制單元SE即不分級地下調主驅動設施HA。因此，風能電力可直接並自動轉換成一燃料節省。馬格努斯轉子10之獨立控制意指亦可在沒有主驅動裝置HA之情形下控制船舶。特定而言，處於一大浪中之船舶之穩定可藉由對各別馬格努斯轉子10之適合控制而達成。

另外，可存在一或多個橫向推力器船舵QSA以改良船舶之機動性。在此情形中，可將一個橫向推力器船舵QSA提供於船艉處且可將一個至兩個橫向推力器船舵QSA提供於船舶之前方。用於驅動之一馬達M及一轉換器U與每一橫向推力器船舵QSA相關聯。轉換器U又連接至中央控制單元SE及發電機G。以彼方式橫向推力器船舵(圖2中僅展示一個)亦可用於控制船舶，乃因其連接至中央控制單元SE(藉助轉換器U)。橫向推力器船舵QSA可各自個別地相對於其旋轉速度及旋轉方向而由中央控制單元SE致動。如前文中所闡述可實現彼情形中之控制。

圖3展示電能之一產生系統之一圖解性視圖。圖3中之產生系統可整合於圖2中所展示之控制裝置中。藉助實例方式，該圖展示具有連接於其下游之發電機G1、G2之兩個柴油機驅動裝置或內燃機DA。來自柴油機驅動裝置DA之排出氣體在一排出管道110中排放且傳遞至一後燃燒單元NV。在彼後燃燒單元NV中，排出氣體之尚未在柴油機驅動裝置DA中燃燒之成分得以燃燒，且彼燃燒熱量以及該排出氣體之熱量之一相當大部分藉助一下游連接之熱交換器WT而由此帶走且用於驅動另一發電機G3，該其他發電機用彼熱量產生額外電能。因此，柴油機驅動裝置DA對應地不被加那麼重的負荷且其燃料消耗對應地較小。已經以彼方式後處理之排出氣體然後可藉助一煙囪112排除。如圖2中所展示，發電機G1至G3所產生之電能可(例如)藉助一電船載網路饋送至主驅動裝置HA之馬達M。另外，可藉助船載網路向馬格努斯轉子10之轉換器U及電馬達M供應電能。該船載網路可進一步用以確保用於船舶之電力供應。

圖4展示電能之另一產生系統之一圖解性視圖。在此情形中，電能之產生系統之所圖解說明組件及其元件符號對應於圖3中之彼等組件及其元件符號。在此實施例中，提供一蒸汽渦輪機DT作為後燃燒單元NV及熱交換器WT之一替代品。然而將注意到，亦可與圖3中之後燃燒單元NV及熱交換器WT聯合提供該蒸汽渦輪機。在此情形中，來自柴油機驅動裝置DA之排出氣體透過排出管道110饋送至蒸汽渦輪機DT。蒸汽渦輪機DT使用熱排出氣體來產生過熱蒸汽，一渦輪機藉以驅動而產生電能。在蒸汽渦輪機DT中冷卻下來之排出氣體然後藉助一煙囪112排放。以彼方式產生之電能然後饋送至船舶之船載網路中且以彼方式亦可使其對於主驅動裝置HA、橫向推力器船舵QSA及/或馬格努斯轉子10之馬達M及船載網路中之其他消耗裝置係可用的。

圖5展示具有圖2中所展示之控制裝置之零件之根據第一實施例之船舶之一透視圖。該圖展示用於致動柴油機驅動裝置DA及發電機G之控制單元SE。此處未展示圖2中所展示之控制裝置之其他裝置以改良圖式之清晰度。控制單元SE連接至可配置於(例如)該船舶之橋艛上之一操作單元BE。可藉助彼操作單元BE來啟動船舶之船員向控制單元SE之輸入。操作單元BE可具有諸如一鍵盤或一觸碰螢幕顯示器之各種輸入選項。亦可提供用於按壓或轉動之旋鈕、鍵、開關、操縱桿或類似物作為輸入構件。其可被實體地界定及/或可虛擬地顯示於(例如)一觸摸螢幕顯示器上。亦可藉助語音輸入(例如，藉助一麥克風)實施至控制單元SE之輸入。另外，舉例而言，亦可藉助操作單元BE光學地在顯示元件(諸如監視器上之顯示器)上、聲學地藉助揚聲器等以信號或警報聲或一口語訊息之形式或亦藉助一列印機或繪圖儀以一紙上列印輸出之形式或諸如此類顯示及輸出控制單元SE之資訊項及訊息。

圖6展示根據第一實施例之船舶之一操作單元之一視圖。該圖展示如可在船舶上用於設定(例如)船舶之一速度或主驅動裝置HA之一轉數之一所謂的傳令器TG。配置於其右側旁邊的係具有一垂直鍵T1列之一小鍵盤以用於輸入一模式，藉由按下彼鍵而將船舶置於該模式中。在垂直鍵T1列右側旁邊與其並行的係與各別鍵T1相關聯且展示對應鍵T1是否已致動且因此是否已選擇對應模式之一垂直顯示器A1列。另外，進一步在右側存在一第二垂直鍵T2列，可藉助其致動來選擇一模式之一各別操作程序。在彼方面，彼等操作程序表示一模式或亦複數個模式之子功能。藉助鍵T2對一操作程序之選擇分別由整合於鍵T2中之一顯示器顯示。

可使用操作單元BE以藉助傳令器TG特別控制如船舶之航線或船舵之位置、船舶之速度、推進器50之轉數之輸入，或藉助鍵T1及/或鍵T2控制如橫向推力器船舵QSA之使用、接通及關斷柴油機驅動裝置DA及諸如此類之輸入。此等輸入可係以由船舶之船員在一手動模式中手動預設定之形式實現或亦可係在該控制裝置之各種自動模式中該控制裝置之自動化序列之一組成部分。

為了充分利用根據本發明之船舶所提供之可行選項以達成經濟性操作，需要最佳利用產生電能並將其轉換成用於船舶之推進力之各種可行方式之一控制裝置。在彼方面，圖2至圖4中所展示之用於產生電能之裝置及用於藉助消耗電能產生用於船舶之推進力之裝置可總結如下：

-用於產生電能之裝置：

-具有發電機G之柴油機驅動裝置DA；及

-用於來自柴油機驅動裝置DA排出氣體之後燃燒單元NV及熱交換器WT或蒸汽渦輪機DT；

-用於藉助消耗電能產生用於船舶之推進力之裝置：

-主驅動裝置HA，亦就是說，具有馬達M及轉換器U之推進器50；及

-具有馬達M及轉換器U之馬格努斯轉子10。

具有馬達M及轉換器U之橫向推力器船舵QSA亦消耗電能但由此產生橫嚮導引至船舶之行駛方向之一力。由於彼橫向力不導引至船舶之向前推進，因此在彼清單中忽略橫向推力器船舵QSA。

為了充分利用根據本發明之船舶之可行選項以達成經濟性操作，假定船舶可在各種自動化模式中操作。彼等模式中之每一者意欲達成一既定類型之船舶操作。可藉助船舶之船員所使用之操作單元BE在彼等自動化模式之間切換，且亦可在一手動模式與自動化模式之間切換。在彼方面，在一錯誤情形中，該控制裝置亦可實施自動化模式之自動關掉以便然後船舶可繼續在其船員之控制下在手動模式中安全操作。在所有模式中，對應程序以自動化序列之形式儲存於該控制裝置中。

可將一海港模式提供為一第一模式，在該第一模式中船舶抵靠碼頭岸壁停泊於一海港中(例如)以用於裝載或卸載。未規定船舶在彼海港模式中移動，亦就是說，主驅動裝置HA或推進器50及橫向推力器船舵QSA被關掉。馬格努斯轉子10之馬達同樣被關掉，乃因不需要或可不產生推進力。因此，該海港模式係由不具有任何推進力之船舶判定。該或一柴油機驅動裝置DA可藉助控制單元SE操作以便將電能供應至船載網路(例如)以用於控制單元SE本身、操作單元BE之操作及向船舶之船艙及居住艙室、船載船舶起重機或其他裝載設備、裝載艙之艙口、照明設施等的電力供應。在彼方面，船舶上之一單個柴油機驅動裝置DA可以一對應低功率輸出位準操作，或可將大量柴油機驅動裝置DA中之複數個柴油機驅動裝置DA關掉而將大量柴油機驅動裝置DA中之一柴油機驅動裝置DA或複數個柴油機驅動裝置DA接通。

一第二模式可係一機動模式。其可用以在一海港、一船閘、一造船廠、一狹窄河流或運河或諸如此類內機動，亦就是說，使船舶(例如)遠離鍵入牆或閘牆移動或使其抵靠鍵入牆或閘牆而停泊或使船舶極接近於障礙物移動。出於彼目的，除主驅動裝置HA或推進器50以外，可在船舶上提供橫向推力器船舵QSA之情形下使用該等橫向推力器船舵。因此，在機動模式中，亦可操作至少一個柴油機驅動裝置DA或在提供大量柴油機驅動裝置DA中之複數個柴油機驅動裝置DA以用於聯合提供該機動模式中所需要之電能之情形下可能操作該複數個柴油機驅動裝置DA。另外，在該機動模式中可藉助船載網路供應海港模式中亦涉及之所有設備。

可提供一河流模式作為一第三模式。彼模式可用於較寬水域(諸如一寬運河(例如基爾(Kiel)運河)、一寬通航河流)上，或可用於海岸附近之水域中及用於航運水道或航運線中。在彼等情況中不意欲進行側向機動，出於此原因而關掉橫向推力器船舵QSA。可進一步假定，在河流模式中可在延長之時間週期中維持船舶之航線及速度，不像其特徵在於其機動動作之短期性質之機動模式下之情形。因此，可在河流模式中操作馬格努斯轉子10以便藉助該等轉子產生所需要之推進力之一部分且適當削減主驅動裝置HA或推進器50。然而在彼情形中，限制馬格努斯轉子10之使用以使得馬格努斯轉子10所產生之推進力不超過與主驅動裝置HA所產生之推進力之一既定關係。其可(例如)藉由限制馬格努斯轉子10之旋轉速度而實現。

在彼方面欲觀察到，在彼河流模式中船舶之機動性明顯受限於河流、運河或航運線之狹窄度或與海岸、淺水域或其他海艇之接近度以使得不可僅如可期望的那樣來選擇船舶之航線且不可將該航線定向為風向以最佳化馬格努斯效應。因此，當風之入射方向有利時，可藉助馬格努斯轉子10獲得推進力之一部分，但僅可使船舶之航線稍微調適至風向。因此，一推進力係僅可部分地藉助馬格努斯轉子10而產生，且彼推進力減輕主驅動裝置HA或推進器50上之負荷且藉此減小柴油機驅動裝置DA之功率需求。若可自馬格努斯轉子10獲得該推進力之一部分，則單個柴油機驅動裝置DA可以一對應較低功率輸出位準操作或可將大量柴油機驅動裝置DA中之某些柴油機驅動裝置DA關掉且可操作大量柴油機驅動裝置DA中之某些柴油機驅動裝置DA以提供一較低聯合功率位準。

此外，在此第三河流模式中，後燃燒單元NV及熱交換器WT或蒸汽渦輪機DT亦可用以利用來自柴油機驅動裝置DA之排出氣體，乃因其僅處於柴油機驅動裝置DA之一連續操作模式中，亦就是說，在一平穩操作模式中，發動並操作後燃燒單元NV及熱交換器WT或蒸汽渦輪機DT時所涉及之複雜性及經費係值得的且產生比發動及操作本身所需要更多之電能。

一第四模式稱作海上模式。其意欲用於在公海上行駛，亦就是說，在沒有船舶必須進行機動以繞開障礙物之情形下呈自由行駛之形式。在彼第四海上模式中，當船舶之航線可定向為風之入射方向時，可將馬格努斯轉子10之推進力之產生置於最佳使用，亦就是說，選該船舶之航線使得可達成與船舶之縱向方向呈橫向關係之風之一入射方向以便最佳化馬格努斯轉子10所產生之推進力。為了實施馬格努斯轉子10所產生之一最佳推進力，在彼第四海上模式中馬格努斯轉子10係以其全旋轉速度驅動。另外，藉助穩定平穩的驅動條件，後燃燒單元NV及熱交換器WT或蒸汽渦輪機DT可以其全功率輸出能力操作以利用來自柴油機驅動裝置DA之排出氣體。以彼方式，在彼第四海上模式中，在適當合適的風條件之情形下可將柴油機驅動裝置DA之功率關小至彼程度及/或且關掉大量柴油機驅動裝置DA中之適合數目個柴油機驅動裝置DA且藉此節省燃料至可自馬格努斯轉子10獲得所期望推進力之程度。另外，可自(一或多個)柴油機驅動裝置DA之剩餘功率獲得藉助後燃燒單元NV及熱交換器WT或蒸汽渦輪機DT所產生之電能。在彼模式中關掉橫向推力器船舵QSA。

在彼第四海上模式中可實質上自由判定航線。將瞭解，在彼情形中欲觀察到其他海艇。然而，在早期認識該其他交通之情形下且在瞭解所涉及之海域之情形下，已經可在一早期時間設定安全避免碰撞但允許調適至主導風條件之極自由航線挑選之一航線。因此，可使用幾乎可自由選擇之航線來相關於各種觀點最佳化驅動效能：

-　用於最佳化時間節省之操作模式(時間安全模式)在此情形中，盡可能快地到達目的地港口在選擇航線時具有最高優先級。因此，選擇盡可能直接到達目的地港口之一路徑且藉助主驅動裝置HA或推進器50果斷達成所期望速度。在馬格努斯轉子10在預定航線之情形下藉助風向產生一推進力之情形下，對推進力之支援及輔助由馬格努斯轉子10之操作提供。然而，該航線未明確定向以便提供由馬格努斯轉子10產生之一推進力。換言之，在該海上模式之情形下之此操作程序中，如在一習用船舶中，基於欲行駛之距離之短小度來判定該航線，且只要該航線基於風向結合船舶之預定航線而隨機出現，即提供藉助馬格努斯轉子10對推進力之支援輔助。

-　用於最佳化成本之操作模式(成本安全模式)在此操作模式中，以使得將操作成本與排程成本作比較之此一方式實現航線之定向及計算。操作成本特別包括柴油機驅動裝置DA之燃料消耗。因此，將一航線預設定至使得(例如)可以可靠地遵守一排程之此一效應，亦就是說，船舶準時到達目的地港口但同時由於馬格努斯轉子10而藉助對速度之調適或對推進力之使用之最佳化來充分利用為達成彼目的而剩餘之時間。換言之，船舶不比所必要航行地更快以便減小燃料消耗但準時到達目的地以避免一排程損失或諸如此類。

-　用於最佳化燃料消耗之操作模式(燃料安全模式)在該海上模式中之此操作程序中，藉由控制裝置將航線最佳化至藉助馬格努斯轉子10盡可能地產生推進力之效應且可極其實質地關小柴油機驅動裝置DA，藉此可達成最大可能燃料節省。因此，在此操作模式中，在目的地港口、海上區域及船舶交通允許的情況下，將航線調適至風向以便總是使得風之一入射方向來自舷向，亦就是說，橫向於船舶之縱向方向，在此情形下馬格努斯效應處於其最大值。換言之，在此操作模式中，船舶在盡可能地自舷向吹來之一風之情形下藉助馬格努斯轉子10盡可能地航行至目的地港口。

在不特別需要盡可能快地到達目的地港口時，可假定，若存在任何疑慮則就減小燃料消耗而言最佳化船舶之操作模式，一選擇第四海上模式即可將該第四海上模式中所選用之用於最佳化燃料消耗之操作程序(燃料安全模式)預定為標準設定。

在其中操作馬格努斯轉子10之所有上述模式中，由控制裝置判定風向及風速且且將其用於馬格努斯轉子10之相對於判定旋轉方向及旋轉速度之操作，如前文中參考圖2所闡述。此外在彼方面，端視所涉及之各別模式，亦由船舶之船員藉助操作單元BE來預定主驅動裝置之輸出功率或亦由控制裝置在判定馬格努斯轉子10之旋轉速度及旋轉方向時所參考之船舶之所期望速度。在用於馬格努斯轉子10之控制單元SE中預設定各別功率曲線，且在相依於所量測風向及風速以及所期望功率或速度而判定旋轉速度時使用彼等功率曲線。出於彼目的，可使用理論上計算之功率曲線且同樣使用藉由在(例如)特殊量測航程上進行量測所確定之功率曲線。

可藉助操作單元BE實現在彼等四個模式之間切換之操作。另外，可由船舶之船員藉助操作單元BE來啟動可端視分別選擇之模式而不同之預設定參數。因此，舉例而言，在第一海港模式中可直接設定推進器50之螺距角以藉助主驅動裝置HA藉助一所謂的行駛操縱桿或亦機器傳令器來使船舶進行機動。

在該第二機動模式中，可藉助該行駛操縱桿直接預定推進器50之螺距。以彼方式，當主驅動裝置HA以一恆定速度及方向旋轉時，可藉助操作單元BE依據推進器螺距之改變直接預定船舶之推進力及行駛方向(亦就是說，向前或向後)。

在該第三河流模式中，可藉助操作單元BE之行駛操縱桿直接預定欲由控制裝置維持之主驅動裝置HA或推進器50之功率。在彼方面，其中可達成彼功率之方式(亦就是說，哪些功率由馬格努斯轉子10產生且哪些剩餘功率必須另外由柴油機驅動裝置DA或大量柴油機驅動裝置DA產生)可留給控制裝置。因此，舉例而言，可預定來自主驅動裝置HA或推進器50之2,000 kW之一功率輸出。

在該第四海上模式中，可藉助操作單元BE之行駛操縱桿將船舶之速度預定為一絕對值或亦可相對於船舶之最大速度預定船舶之速度。該控制裝置然後可以使得在柴油機驅動裝置DA之最低可能使用或大量柴油機驅動裝置DA中之最低可能數目個柴油機驅動裝置DA之情形下達成預定速度之此一方式最佳化船舶之航線及馬格努斯轉子10之旋轉方向及旋轉速度。可將(例如)一速度75%預定為輸入，其可對應於16海裏每小時之一絕對速度。

端視所涉及之各別模式，亦可藉助操作單元BE而使各種資訊項對於船舶之船員係可用的。因此，可基於以下各項之輸入而總是存在一輸出：控制裝置在當前時間已選擇哪一模式及/或作為一模式之一部分之哪一操作程序或船舶之船員設定哪一模式及/或哪一操作程序。可顯示量測值，諸如(例如)如圖2中所展示作為量測值E1及E2輸入至控制單元SE中之風向或風速、或目標行駛速度及實際行駛速度E3及(視情況)一導航單元NE之導航資訊項。

為了估計船舶之操作之經濟性，亦可(例如)每天一次在00.00h時實現前一天或另一預定或可調節時間週期之燃料消耗之一自動化計算。在彼情形中，與相當大小之習用船舶作比較，可(例如)藉助彼等船舶之燃料消耗之平均值之參考表(儲存於控制裝置中)相關於相當之船舶來評估根據本發明之船舶之消耗以便以此方式獲得根據本發明之船舶在前一天或亦另一時間週期中所節省之燃料。

本發明之概念涉及以一組合方式使用馬格努斯轉子10及一推進器50或主驅動裝置HA以使得主驅動裝置HA在風不充足時僅須提供不可由馬格努斯轉子10供應之功率差。意欲基本上藉助馬格努斯轉子10驅動船舶且僅在風條件不充足時使用推進器50或主驅動裝置HA來補充推進力。在彼方面，以使得馬格努斯轉子之操作提供與推進器相同功率(約6000 kW)之此一方式來設計馬格努斯轉子。因此，當風充足時，船舶完全由馬格努斯轉子10驅動。舉例而言，使其達到每秒12至14米之一風速以便可關斷推進器50或主驅動裝置HA，乃因其不再需要用於推進船舶。

因此，以使得馬格努斯轉子10產生最大功率或大約最大功率之此一方式實現對主驅動裝置HA之控制。因此，來自馬格努斯轉子之功率之一增加直接導致一燃料節省，乃因無須產生額外能量以用於主驅動裝置HA之電驅動。因此，在由一內燃機驅動之一主驅動裝置HA或推進器50與馬格努斯轉子10之控制裝置之間無需調適之情形下提供燃料節省。

10．．．馬格努斯轉子/弗蘭特納轉子

14．．．露天甲板

15．．．水上區域

16．．．水下區域

30．．．橋艛

40．．．甲板室

50．．．螺旋槳/推進器

110．．．排出管道

112．．．煙囪

A1．．．顯示器

BE．．．操作單元

DA．．．內燃機

DA1．．．內燃機

DA2．．．內燃機

DT．．．蒸汽渦輪機

E1．．．風速

E2．．．風向

E3．．．行駛速度

G．．．發電機

G1．．．發電機

G2．．．發電機

G3．．．發電機

HA．．．主驅動裝置

M．．．馬達

NE．．．導航單元

NV．．．後燃燒單元

QSA．．．橫向推力器船舵

SE．．．控制單元

T1．．．鍵

T2．．．鍵

TG．．．傳令器

U．．．轉換器

WT．．．熱交換器

圖1展示根據一第一實施例之一船舶之一透視圖，

圖2展示根據圖1之第一實施例之船舶之一控制裝置之一方塊電路圖，

圖3展示電能之一產生系統之一圖解性視圖，

圖4展示電能之另一產生系統之一圖解性視圖，

圖5展示具有圖2中所展示之控制裝置之零件之根據第一實施例之船舶之一透視圖，且

圖6展示根據第一實施例之船舶之一操作單元之一視圖。