CH670430A5

CH670430A5 -

Info

Publication number: CH670430A5
Application number: CH3668/86A
Authority: CH
Inventors: Patrick Graeme Martin
Original assignee: Sulzer Ag
Priority date: 1986-09-12
Filing date: 1986-09-12
Publication date: 1989-06-15
Also published as: JPS63232098A; CN87105881A; FI873444A0; DK414187A; FI873444A; ES2017978B3; DE3764221D1; US4843993A; NO873809D0; KR880003805A; NO873809L; PL267544A1; EP0259680A1; CN1008718B; DK414187D0; EP0259680B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Schiff mit einem an seinem Heck angeordneten Propeller, der mit einem im Schiffsinnern angeordneten Antriebsmotor gekoppelt ist, und einem nach unten durch eine Kiellinie begrenzten Schiffskörper, io der eine Einrichtung zum Einstellen unterschiedlicher Eintauchtiefen des Propellers enthält.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb des Schiffes.

Es sind Schiffe bekannt, insbesondere solche mit einem 15 langsamlaufenden Antriebsmotor und einem Propeller mit grossem Durchmesser, bei denen der grösste Durchmesser und die grösste Eintauchtiefe des Propellers hauptsächlich durch den für dessen Auslegung massgebenden Tiefgang des Schiffes begrenzt sind, der für das Befahren von Gewässern 20 geringer Tiefe, z.B. in Hafeneinfahrten und in Küstennähe, bemessen und damit lediglich während eines Bruchteils der Betriebszeit des Schiffes relevant ist. Entsprechend kann der Propeller nicht auf die während des weitaus grössten Teils der Betriebszeit bestehenden Bedingungen optimiert werden, 25 welche aufgrund der fehlenden Tiefenbeschränkung ohne weiteres die Verwendung eines hinsichtlich des Antriebswirkungsgrads und der Kraftstoffersparnis optimierten Propellers mit wesentlich grösserem Durchmesser zulassen würden.

Bei einem aus der DE-OS 33 03 554 bekannten Schiff 30 der eingangs genannten Art ist ein Propeller mit grösserem Durchmesser auf einer schwenkbaren Propellerwelle angeordnet, die zwischen einer zum Befahren von tiefen Gewässern bestimmten unteren Arbeitsstellung und einer zum Befahren von Gewässern geringer Tiefe bestimmten, inaktiven 35 oberen Stellung verstellt werden kann. In der unteren Arbeitsstellung liegt die Propellernabe unterhalb der Kiellinie. In der oberen, inaktiven Stellung liegt die Propellernabe oberhalb der Kiellinie, und die Propellerflügel werden in dieser Stellung arretiert. Die bekannte Propelleranordnung er-40 fordert einerseits eine relativ aufwendige Lagerung und Steuerung der Propellerwelle, andererseits muss zum Befahren von Gewässern geringer Tiefe das bekannte Schiff durch einen Hilfsantrieb angetrieben und gesteuert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein in dieser 45 Hinsicht verbessertes Schiff zu schaffen, welches mit geringem Aufwand, insbesondere ohne zusätzliche mechanische Steuermittel und ohne Unterbrechung der Leistungsübertragung, eine von Tiefgangsbeschränkungen weitgehend freie Optimierung des Durchmessers und der Eintauchtiefe des 50 Propellers hinsichtlich einer Erhöhung des Propellerwirkungsgrades gestattet.

Diese Aufgabe wird erfmdungsgemäss dadurch gelöst, dass das hintere Ende des Schiffskörpers, bezogen auf die Schwimmwasserlinie, die einer zum Befahren tiefer Gewässer 55 vorbestimmten Normallage des Schiffes entspricht, mit einem grösseren Tiefgang ausgeführt ist als das vordere Ende des Schiffskörpers, und dass als Einrichtung zum Einstellen der Eintauchtiefe des Propeller eine zum Trimmen des voll beladenen Schiffes ausgelegte Trimmeinrichtung vorgesehen 60 ist, die ein Absenken des vorderen Endes und ein entsprechendes Anheben des hinteren Endes des Schiffskörpers um ein vorbestimmtes Mass bezüglich der Schwimmwasserlinie gestattet.

Das erfindungsgemässe Verfahren zum Betrieb des Schif-65 fes besteht darin, dass vor dem Befahren von Gewässern geringer Tiefe das Schiff aus der zum Befahren von tiefen Gewässern vorbestimmten Normallage durch Trimmung bugseitig um ein vorbestimmtes Mass bezüglich der Schwimm-

Wasserlinie abgesenkt und heckseitig um ein entsprechendes Mass bezüglich der Schwimmwasserlinie angehoben und in dieser Trimmlage gehalten wird, und dass zum Befahren von tiefen Gewässern das Schiff durch entsprechend entgegengesetzte Trimmung aus dieser Trimmlage in die Normallage zurückgeführt und in dieser Normallage belassen wird.

Die erfindungsgemässe Ausführung des Schiffes ermöglicht auf besonders einfache Weise die Einstellung der jeweils erforderlichen Eintauchtiefe des Propellers, der einen um das Mass der Anhebung des hinteren Schiffsendes grösseren Durchmesser aufweisen kann als bisherige, am Heck feststehend gelagerte Propeller. Zusätzlich wird eine Verbesserung der Unterwasserform des Schiffskörpers erzielt, indem die gegenüber bisherigen Schiffen nach unten verlängerte Kielpartie eine verbesserte Anströmung des relativ tief angeordneten Propellers gewährleistet.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.

Die Ausführung nach Anspruch 2 ermöglicht eine Trimmung des beladenen Schiffes bzw. die Beibehaltung der entsprechenden Trimmlage des Schiffes, z.B. während der Beladung, durch Verlagerung von Brennstoff allein oder in Verbindung mit den in bekannter Weise flutbaren Ballasttanks.

Nach der im Anspruch 3 hervorgehobenen Ausführungsform kann das Schiff in der Trimmlage mit zur Schwimmwasserlinie parallel verlaufender Kiellinie gehalten werden.

Die Ausgestaltung des heckseitigen Endabschnitts des Schiffskörpers gemäss Anspruch 5 ermöglicht eine über die Höhe der Spantquerschnitte optimale Verteilung der jeweiligen Querschnittsteilflächen und damit eine gegenüber bisherigen Ausführungen verbesserte Anströmung des Propellers. Dadurch können insbesondere geringere Lastschwankungen an Propeller und eine Verbesserung des Wirkungsgrades erzielt werden.

Im Zusammenhang mit einem Schiffskörper mit horizontaler Kiellinie ist zwar aus der DE-PS 545 311 eine Hinterschiffsform bekannt, die im entsprechenden Endabschnitt durch annähernd birnenförmig verlaufende Spantlinien bestimmt ist. Diese bekannte Ausgestaltung der Hinterschiffsform führt jedoch nicht zu einer mit der Wirkung der Ausgestaltung nach Anspruch 5 vergleichbaren Verbesserung der Propelleranströmung, welche die erfindungsgemäss nach unten verlängerte Kielpartie und die entsprechend tiefere Einbaulage des Propellers voraussetzt.

Weitere Merkmale ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Es zeigen:

Fig. 1 ein erfindungsgemäss ausgebildetes Schiff in einer ersten Betriebslage in einer Seitenansicht,

Fig. 2 das Schiff nach Fig. 1 in einer zweiten Betriebslage, und

Fig. 3 einen Teilschnitt des Schiffskörpers entsprechend der Linie III-III in Fig. 1.

Das in der Zeichnung dargestellte Schiff weist einen Schiffskörper 1 mit einem Bug 2 und einem Heck 3 auf. Am Heck 3 sind ein Steuerruder 4 und ein Propeller 5 angeordnet, der über eine Welle 6 mit einem im Schiffsinnern angeordneten Antriebsmotor 7 gekoppelt ist. Der durch Querschotten 11 unterteilte Schiffskörper 1 enthält zwei heckseitig angeordnete Kraftstofftanks 8, von denen in den Figuren 1 und 2 jeweils nur einer sichbar ist, und einen bugseitig angeordneten Kraftstofftank 9, der mit den Kraftstofftanks 8 in bekannter, nicht dargestellter Weise verbindbar ist. In den Figuren 1 und 2 sind die durch eine strichpunktierte Linie angedeutete Schiffsmitte M und der Auftriebsschwerpunkt A sowie die Schwimmwasserlinie W dargestellt.

Die in der Fig. 1 dargestellte Betriebslage des Schiffes entspricht einer zum Befahren tiefer Gewässer vorbestimm670 430

ten Normallage, in der die in der Zeichnung vereinfacht durch eine gerade Linie dargestellte Deckpartie 12 des Schiffes parallel zur Wasserlinie W verläuft. In der Fig. 2 ist der Schiffskörper in einer zum Befahren von Gewässern geringer Tiefe vorbestimmten, noch zu beschreibenden Trimmlage 1' dargestellt, in der die Deckpartie 12 gegen die Wasserlinie W nach vorne geneigt verläuft. Der Schiffskörper 1 ist durch eine über die Schiffslänge verlaufende Kiellinie K nach unten begrenzt, die in der in Fig. 1 dargestellten Normallage des Schiffes eine vom Bug 2 gegen das Heck abfallende Neigung gegen die Horizontale aufweist. Der Schiffskörper 1 weist daher an seinem heckseitigen Ende bezüglich der der Normallage des Schiffes entsprechenden Schwimmwasserlinie W einen Tiefgang T3 auf, der grösser ist als der entsprechende, an seinem bugseitigen Ende gemessene Tiefgang Tj.

Zum Befahren von Gewässern geringer Tiefe, z.B. vor dem Einfahren in Küstengewässer und in Häfen, wird durch im Schiffskörper 1 vorgesehene, nicht dargestellte, an sich bekannte Fördermittel Kraftstoff aus den heckseitigen Kraftstofftanks 8 in den bugseitgen Kraftstofftank 9 gefördert, wodurch die Bugparie des Schiffskörpers 1 um den Auftriebsschwerpunkt A abgesenkt und die Heckpartie um ein entsprechendes, vorbestimmtes Mass, beispielsweise um 1 m bei einer Schiffslänge von ca. 180 m, angehoben wird, bis der Schiffskörper 1 die in der Fig. 2 dargestellte Trimmlage 1 einnimmt. Der Neigungswinkel der Kiellinie K bezüglich der Schwimmwasserlinie W kann so bemessen sein, dass die Differenz zwischen dem heckseitigen Tiefgang T3 und einem im Bereich des Auftriebsschwerpunktes A gemessennen mittleren Tiefgang T2 des Schiffskörpers 1 dem erwähnten vorbestimmten Mass der Anhebung der Heckpartie entspricht, so dass sich die Kiellinie K in der in Fig. 2 dargestellten Trimmlage 1' des Schiffskörpers 1 im wesentlichen parallel zur Schwimmwasserlinie W einstellt. Der mittlere Tiefgang T2 entspricht dem für das Befahren von Gewässern geringer Tiefe zulässigen Konstruktionstiefgang des Schiffes. Bei der Trimmung des Schiffes wird der Auftriebsschwerpunkt A aus seiner optimalen Position (Fig. 1) nach vorne in eine der Trimmlage 1' entsprechende Position A' (Fig. 2) bewegt. Diese geringfügige, in der Zeichnung übertrieben dargestellte Verschiebung kann zugelassen werden, da davon ausgegangen werden kann, dass die Navigation in Gewässern geringer Tiefe bei reduzierter Geschwindigkeit erfolgt.

Die heckseitigen Kraftstofftanks 8 sind mit einem solchen Volumen ausgelegt, dass sie jederzeit die jeweils im bugseitigen Kraftstofftank 9 befindliche Kraftstoffmenge aufnehmen können. Zusätzlich zu den Kraftstofftanks 8 können in an sich bekannter Weise auch weitere, nicht dargestellte Kraftstoff-Tankräume, vorzugsweise im Hinterschiff, vorgesehen sein. Falls die in den heckseitigen Kraftstofftanks 8 verfügbare Kraftstoffmenge für die beschriebene Trimmung des Schiffes nicht ausreicht, etwa bei weitgehend verbrauchtem Kraftstoffvorrat, kann eine entsprechende Trimmung durch Fluten eines im Bugraum angeordneten Ballasttanks 14 erfolgen. Um die Einhaltung der Normallage des Schiffes auch bei reduzierter Kraftstoffmenge zu gewährleisten, kann auch in der Heckpartie ein entsprechend bemessener, flutbarer Ballasttank 10 vorgesehen sein.

Die Form des Schiffskörpers 1 ist durch über die Schiffslänge verteilt angenommene Spantquerschnittsflächen 15 bestimmt, die entsprechend der vorbestimmten Lage des Verdrängungsschwerpunkts A des in der Normallage des Schiffskörpers 1 ausgebildet sind. In der Fig. 3 ist eine der Spantquerschnittsflächen 15 dargestellt, welche dem heckseitigen Endabschnitt des Schiffskörpers 1 zugeordnet sind. Wie dieser Darstellung zu entnehmen ist, können die im Bereich der axialen Stirnprojektion des strichpunktiert angedeuteten Propellerkreises 17 liegenden Bereiche 15a der

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Spantquerschnittsflächen 15 so ausgebildet sein, dass die durch sie bestimmte Partie des heckseitigen Endabschnitts des Schiffskörpers 1 annähernd die Form eines dem Propellerkreis 17 vorgelagerten Verdrängungskörpers erhält. Aufgrund der in der Normallage des Schiffes relativ tiefen Einbaulage des Propellers 5 können die Flächenbereiche 15a im Sinne einer Vergleichmässigung der Anströmung des Propellers 5 über einen grossen Teil seines Umfanges optimiert werden.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

670 430 PATENTANSPRÜCHE

1. Schiff mit einem an seinem Heck angeordneten Propeller (5), der mit einem im Schiffsinnern angeordneten Antriebsmotor (7) gekoppelt ist, und einem nach unten durch eine Kiellinie (K) begrenzten Schiffskörper (1), der eine Einrichtung zum Einstellen unterschiedlicher Eintauchtiefen des Propellers (5) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das hin-. tere Ende (3) des Schiffskörpers (1), bezogen auf die Schwimmwasserlinie (W), die einer zum Befahren tiefer Gewässer vorbestimmten Normallage des Schiffes entspricht, mit einem grösseren Tiefgang (T3) ausgeführt ist als das vordere Ende (2) des Schiffskörpers (1), und dass als Einrichtung zum Einstellen der Eintauchtiefe des Propellers (5) eine zum Trimmen des voll beladenen Schiffes ausgelegte Trimmeinrichtung vorgesehen ist, die ein Absenken des vorderen Endes (2) und ein entsprechendes Anheben des hinteren Endes (3) des Schiffskörpers (1) um ein vorbestimmtes Mass bezüglich der Schwimmwasserlinie (W) gestattet.

2. Schiff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trimmeinrichtung mindestens einen heckseitig angeordneten Kraftstofftank (8) und mindestens einen mit diesem verbindbaren bugseitig angeordneten Kraftstofftank (9) enthält, der zur zeitweiligen Aufnahme mindestens eines Teils der im heckseitigen Kraftstofftank (8) enthaltenen Kraftstoffmenge ausgelegt ist, und dass heckseitig und bugseitig dem Fassungsvermögen der Kraftstofftanks (8, 9) zumindest annähernd entsprechend bemessene Ballasttanks (10 bzw. 14) vorgesehen sind.

3. Schiff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kiellinie (K) des Schiffskörpers (1) in einem von vorne nach hinten zunehmenden Abstand von der der Normallage des Schiffes entsprechenden Schwimmwasserlinie (W) geneigt verläuft, wobei die Differenz zwischen dem am hinteren Ende (3) des Schiffskörpers (1) gemessenen Abstand (T3) und dem im Bereich des Verdrängungsschwerpunktes (A) des Schiffskörpers gemessenen Abstand (T2) der Kiellinie (K) von der Schwimmwasserlinie (W) dem betriebsmässig grössten vorbestimmten Mass der Anhebung des hinteren Endes (3) des Schiffskörpers (1) entspricht.

4. Schiff nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Form des Schiffskörpers (1) durch Spantquerschnittsflächen (15) bestimmt ist, die je entsprechend einer für die Normallage mit heckseitig grösserem Tiefgang (T3) des Schiffskörpers (1) optimalen Lage des Verdrängungsschwerpunkts (A) bezüglich der Länge des Schiffskörpers (1) ausgebildet sind.

5. Schiff nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Propeller (5) zulaufende Endabschnitt des Schiffskörpers (1) im Bereich der Stirnprojektion des Propellerkreises (17) nach der Art eines dem Propellerkreis (17) vorgelagerten Verdrängungskörpers ausgebildet ist, dessen Querschnittsform hinsichtlich einer gleichförmigen Anströmung des Propellers (5) optimiert ist.

6. Verfahren zum Betrieb des Schiffes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Befahren von Gewässern geringer Tiefe das Schiff aus der zum Befahren von tiefen Gewässern vorbestimmten Normallage durch Trimmung bugseitig um ein vorbestimmtes Mass bezüglich der Schwimmwasserlinie (W) abgesenkt und heckseitig um ein entsprechendes Mass bezüglich der Schwimmwasserlinie (W) angehoben und in dieser Trimmlage (1') gehalten wird, und dass zum Befahren von tiefen Gewässern das Schiff durch entsprechend entgegengesetzte Trimmung aus dieser Trimmlage (1') in die Normallage zurückgeführt und in dieser Normallage belassen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Trimmung des Schiffes durch Verlagerung von Kraftstoff und/oder anderen verbrauchbaren Ballastmitteln von der Heckseite zur Bugseite des Schiffes und umgekehrt erfolgt.

5 BESCHREIBUNG