DE102008057601B4

DE102008057601B4 - Device for reducing the water resistance of ships

Info

Publication number: DE102008057601B4
Application number: DE102008057601A
Authority: DE
Inventors: Ernst Guenter Klinck
Original assignee: Klinck Ernst Guenter 25704
Current assignee: Klinck Ernst Guenter 25704
Priority date: 2008-11-13
Filing date: 2008-11-13
Publication date: 2011-06-30
Anticipated expiration: 2028-11-14
Also published as: DE102008057601A1

Abstract

Vorrichtung zur Verringerung des Wasserwiderstandes von Schiffen, gekennzeichnet durch ein unterhalb der Wasserlinie an einer seitlichen Schiffsbordwand (1) montierbares offenes Röhrenprofil, das mehrere mit Längsschlitzen (6) versehene Röhren (3) aufweist, sowie in die Röhren (3) mündende Düsen (5) zur Zufuhr von Druckluft in die Röhren (3).Device for reducing the water resistance of ships, characterized by an open tubular profile which can be mounted below the waterline on a ship's side wall (1) and which has several tubes (3) provided with longitudinal slots (6) and nozzles (5) opening into the tubes (3) ) for supplying compressed air into the tubes (3).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verringerung des Wasserwiderstands von Schiffen.The invention relates to a device for reducing the water resistance of ships.

Aus der DE 101 40 781 A1 ist ein Verfahren zur Verminderung des Reibungswiderstandes von Wasserfahrzeugen bekannt, bei dem Druckluft in Gaskanäle geleitet wird, die an den Seiten eines Rumpfs des Wasserfahrzeugs verlaufen und mit Gasaustrittsdüsen versehen sind.From the DE 101 40 781 A1 A method for reducing frictional resistance of watercraft is known in which compressed air is directed into gas passages which run on the sides of a hull of the vessel and are provided with gas discharge nozzles.

Die DE 35 22 943 C2 offenbart eine Einrichtung zur Verringerung des turbulenten Reibungswiderstandes bei Luft-, Raum- und Wasserfahrzeugen, bei der innerhalb einer unmittelbar vom Luftstrom bespülten Oberfläche strömungsparallele Kanäle angeordnet sind, die jeweils über einen Längsspalt mit einer Grenzschicht verbunden sind.The DE 35 22 943 C2 discloses a device for reducing the turbulent frictional resistance in aircraft, spacecraft and watercraft, in which within a plane flushed directly from the air flow flow parallel channels are arranged, which are each connected via a longitudinal gap with a boundary layer.

Weiter ist aus der US 2,608,171 A ein zur Luftverteilung dienender, an der Oberfläche mit einem Wellenprofil versehener Körper eines Wasserfahrzeugs bekannt.Next is from the US 2,608,171 A an airborne body of a watercraft serving for air distribution, provided on the surface with a wave profile.

Die US 5,054,412 A offenbart ein Verfahren zur hydrodynamischen Verringerung der Oberflächenreibung eines Körpers durch Bereitstellung von Längsnuten in der Körperoberfläche und Zuführen eines Gasstroms in jede Nut.The US 5,054,412 A discloses a method for hydrodynamically reducing the surface friction of a body by providing longitudinal grooves in the body surface and supplying a gas flow into each groove.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigenThe invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawing. Show it

1 eine teilweise weggeschnittene perspektivische Ansicht eines Ausschnitts eines Bordwand-Segments eines Schiffs mit Tiefgang, das mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattet ist; 1 a partially cutaway perspective view of a section of a side wall segment of a ship with draft, which is equipped with the device according to the invention;

2 eine vergrößerte Ansicht des durch einen Kreis markierten Ausschnitts in 1; 2 an enlarged view of the area marked by a circle in 1 ;

3 eine schematische Oberseitenansicht des Schiffs zur Darstellung des Verlaufs der Vorrichtung. 3 a schematic top view of the ship to illustrate the course of the device.

Mit der nunmehr vorgestellten Vorrichtung soll bei Schiffen mit Tiefgang (Frachtschiffe) der Wasserwiderstand abgebaut werden.With the now presented device, the water resistance is to be reduced in ships with draft (cargo ships).

Schiffe mit Tiefgang (Fig. 1 bis Fig. 3)Ships with draft (Fig. 1 to Fig. 3)

Die Vorrichtung für diesen Schiffstyp besteht aus einem Profil aus offenen, geschlitzten Röhren 3. Die seitlichen Bordwände 1 unterhalb der Wasserlinie 2 dienen als Montagebereich.The device for this type of ship consists of a profile of open, slotted tubes 3 , The lateral side walls 1 below the waterline 2 serve as a mounting area.

Das Profil der einzelnen Röhren 3 ähnelt einem gestrecktem O – Profil mit einer Öffnung (Schlitzung) 6 im unteren Bereich. Die Ausrundungen im Profil sollen Verwirbelungen verhindern und somit strömungsfördernd sein. Das Profil wird mittels einer Aufhängung 8 am Schiffsrumpf befestigt, die Schlitzung 6 verläuft auf der ganzen Länge der Vorrichtung. Die Schlitzung 6 soll verhindern, dass bei starker Seegang die Vorrichtung nicht zum Ballasttank wird.The profile of the individual tubes 3 resembles a stretched O - profile with an opening (slit) 6 in the area below. The fillets in the profile should prevent turbulence and thus promote flow. The profile is made by means of a suspension 8th attached to the hull, the slit 6 runs along the entire length of the device. The slit 6 should prevent that in strong seas, the device does not become a ballast tank.

Die Ein- und Auslauföffnungen der Vorrichtung können mit Klappen 18 abschnittsweise verschlossen werden, wie in 3 dargestellt. Im geöffneten Zustand dienen die Klappen 18 als Leitprofile. Zur Vermeidung von Beschädigungen werden die Klappen 18 z. B. bei Eisgang abschnittsweise geschlossen.The inlet and outlet openings of the device can with flaps 18 be partially closed, as in 3 shown. When open, the flaps serve 18 as guiding profiles. To avoid damage, the flaps 18 z. B. partially closed at ice drift.

Die Funktion der Vorrichtung:The function of the device:

Das vom Schiffsrumpf (Bugbereich) verdrängte Wasser gelangt während der Schiffsbewegung mit Hilfe der Leitprofile 18 in das Vorrichtungsprofil. Über Düsen 5 mit einem Neigungswinkel von 45° bis 60° gelangt Luft mit Druck von unten in die Vorrichtung. Die Einspeisepunkte der Luftdüsen 5 erstrecken sich auf ganzer Länge. Durch die eingepresste Luft wird die Wassergeschwindigkeit im Profil erhöht. Die Erhöhung bewirkt, das Wasser von der Vorrichtung im Bugbereich leicht angesaugt wird. Die sonst sich vor dem Schiff aufbauende Wassersäule und deren Verwirbelungen am Schiffskörper werden so verhindert. Des Weiteren wird bedingt durch die Schlitzung 6 das Wasser an der Außenhaut von dem schnell strömenden Wasser in der Vorrichtung mitgesogen. Durch diese Wasserbewegung verringert sich der Reibungswiderstand am Schiffskörper. Kompressoren (nicht dargestellt) sorgen für den notwendigen Druck und die Luftzufuhrmenge. Diese Luft besteht aus einem umweltverträglichen Luft – Gasgemisch, das sich aus den Abgasen und verbrauchter Luft aus dem Schiffsinneren zusammensetzt.The water displaced by the hull (bow area) arrives during the ship movement with the help of the guiding profiles 18 into the device profile. About nozzles 5 with an inclination angle of 45 ° to 60 ° air enters the device with pressure from below. The feeding points of the air nozzles 5 extend to full length. The injected air increases the water velocity in the profile. The increase causes the water from the device in the bow area is easily sucked. The otherwise build up before the ship water column and its turbulence on the hull are thus prevented. Furthermore, due to the slit 6 the water on the outer skin of the fast-flowing water in the device mitgesogen. This movement of water reduces the frictional resistance on the hull. Compressors (not shown) provide the necessary pressure and air supply. This air consists of an environmentally friendly air - gas mixture, which is composed of the exhaust gases and spent air from the interior of the ship.

Die Luftdüsen 5 lassen sich individuell steuern. Des Weiteren sind oben im Profil zusätzlich Düsen 7 eingebaut, die in Fahrtrichtung Luft einpusten können und zur Geschwindigkeitsreduzierung (Bremseinrichtung) vorgesehen sind.The air nozzles 5 can be controlled individually. Furthermore, there are additional nozzles in the top of the profile 7 installed, which can blow air in the direction of travel and are provided for speed reduction (braking device).

Die Profilreinigung lässt sich bequem über die Längsschlitzung 6 vornehmen.The profile cleaning can be easily done via the longitudinal slot 6 make.

Ein nützlicher Nebeneffekt für die Natur ist, dass die befahrenen Wasserwege bis zu einer Tiefe von 10,00 m und mehr gut durchlüftet werden.A useful side effect for nature is that well-traveled waterways are well ventilated to a depth of 10.00 meters and more.

Die Bemessung der gesamt erforderlichen Profilquerschnittsfläche setzt sich aus den Faktoren
der Schiffsgröße mit Breite und Tiefgang sowie
aus der angestrebten Geschwindigkeit zusammen.The dimensioning of the total required profile cross-section area is based on the factors
the ship size with latitude and draft as well
from the desired speed together.

Durch die geordnete „Wasserableitung” wird bei gleich bleibender Motorleistung eine höhere Fahrgeschwindigkeit erzielt. Und bei konstanter Geschwindigkeit ist ein geringerer Leistungsaufwand erforderlich. Die geschätzten Einsparungen an Kraftstoff können im Idealfall 30% und mehr betragen.The orderly "water drainage" achieves a higher driving speed while maintaining the same engine output. And at constant speed, less power is required. The estimated fuel savings can ideally be 30% or more.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Bordwandtailboard
22: Wasserliniewaterline
33: Röhrenroar
44: DruckluftleitungCompressed air line
55: Düse in Strömungsrichtung (Beschleunigung)Nozzle in flow direction (acceleration)
66: Schlitzungslitting
77: Düse in Fahrtrichtung (Bremseinrichtung)Nozzle in direction of travel (braking device)
88th: Aufhängungsuspension
99: Verlauf der VorrichtungCourse of the device
1010: Vorrichtungsanordnungdevice configuration
1111
1212
1313
1414: Schiffsbodenshipdeck
1515: Deckdeck
1616: Heckbereichrear area
1717: Bugbereichbow
1818: Klappe LeitprofilFlap guide profile
1919: einströmendes Wasserinflowing water
2020: ausströmendes Wassereffluent water

Claims

Device for reducing the water resistance of ships, characterized by a below the waterline on a side shipboard ( 1 ) mountable open tubular profile, the more with longitudinal slots ( 6 ) provided tubes ( 3 ), as well as in the tubes ( 3 ) nozzles ( 5 ) for supplying compressed air into the tubes ( 3 ).

Apparatus according to claim 1, characterized in that the longitudinal slots ( 6 ) over the entire length of the tubes ( 3 ).

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the longitudinal slots ( 6 ) in the lower part of the tubes ( 3 ) are arranged.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the slotted tubes ( 3 ) have in cross-section rounded inner boundaries.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the nozzles ( 5 ) near the longitudinal slots ( 6 ) in the lower part of the tubes ( 3 ) are arranged.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the nozzles ( 5 ) are aligned in the direction of flow of the water.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the nozzles ( 5 ) are individually controllable.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the nozzles ( 5 ) have an inclination angle of 45 to 60 degrees.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that feeding points of the nozzles ( 5 ) over the entire length of the tubes ( 3 ).

Device according to one of the preceding claims, characterized by additional nozzles ( 7 ), which is used for speed reduction or deceleration compressed air in the direction of travel in the tubes ( 3 ).

Apparatus according to claim 10, characterized in that the additional nozzles ( 7 ) in the upper part of the tubes ( 3 ) are installed.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the tubes ( 3 ) at their ends with flaps ( 18 ) are provided, with which inlet and outlet openings at the ends of the tubes ( 3 ).

Device according to claim 12, characterized in that the flaps ( 18 ) in the opened state of the inlet and outlet openings serve as guide profiles.

Device according to one of the preceding claims, characterized by compressors for compression and supply of compressed air into the tubes ( 3 ).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the compressed air consists of an air / gas mixture, which is composed of exhaust gases and spent air from the ship's interior.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the tubular profile can be mounted by means of a suspension on the hull.