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Die Erfindung bezieht sich auf eine passive Stabilisiereinrichtung
für Schiffe unter Verwendung eines länglichen, geschossenen, senkrecht zur Achse
der Rollbewegung des Schiffes angeordneten und teilweise mit Flüssigkeit gefüllten
Behälters, in dem die Strömung beeinflussende Quereinbauten mit horizontaler Achse
vorgesehen sind.
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Bei einer bekannten Schiffsstabilisiereinrichtung sind seitlich der
Schiffsmittelachse zwei Flüssigkeitstanks vorgesehen, die durch den mit Flüssigkeit
gefüllten Doppelboden des Schiffes miteinander in Verbindung stehen; im Bereich
des Bodens ist eine Anzahl steuerbarer Klappventile vorgesehen, durch die die Durchflußmenge
der Flüssigkeit zwischen den beiden Seitentanks verändert werden kann. Die steuerbaren
Klappventile können zwar eine Art Hindernis gegen den Durchlauf von Flüssigkeit
bilden, rufen aber in einer Schräglage eine asymmetrische Dämpfung der Schwingung
des Tankwassers hervor und sind daher in dieser Schräglage im wesentlichen funktionsunfähig.
Daher ist bei der bekannten Einrichtung zur Anpassung an verschiedene Schwingungszustände
je ein zweiter Tank vorgesehen. Die Klappventile würden nur dann funktionsfähig
sein, wenn sie im wesentlichen eine waagerechte Offenstellung einnehmen', bilden
in dieser Lage jedoch kein Hindernis.
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Außerdem ist eine Einrichtung bekannt, bei der Ladetanks durch horizontal
verlaufende Öffnungen querschiffs zu Stabilisierungszwecken verbunden sind. Die
Öffnungen erzeugen wohl eine Drosselwirkungg, jedoch ist die Einrichtung nicht in
der Lage, eine genügende Wassermenge zur Aufbringung des erforderlichen Stabilisiermomentes
bei schnellen Schwingungen von einem Seitentank in den anderen zu befördern, es
sei denn, es werden, wie im bekannten Fall, Ladetanks verwendet.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine passive Stabilisiereinrichtung
für Schiffe zu schaffen, bei welcher durch besonders gestaltete Henunteile der übergang
von Flüssigkeit von einem Tank zum anderen bei starker Drosselung symmetrisch erfolgt
und ebenso symmetrisch bei schnellen Schwingbewegungen ein schneller übertritt erheblicher
Flüssigkeitsmenge zur Aufbringung des erforderlichem Stabilisierinomentes möglich
ist.
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Ausgehend von der eingangs genannten passiven Stabilisiereinrichtung
sind gemäß der Erfindung wenigstens zwei jeweils im Abstand von den gegenüberliegenden
Tankenden seitliche, Becken begrenzende, feststehende Wehre vorgesehen, deren Breite
nicht größer als ihre Höhe ist und die in der Querschnittsebene des Tanks symmetrisch
ausgebildet sind, deren Boden im Abstand oberhalb des Behälterbodens und unterhalb
des Flüssikeitsspiegels angeordnet ist, um je eine durchgehende Unterwasseröffnung
zu bilden, und deren oberes Ende im Auslegungszustand im Bereich des Wasserspiegels
liegt.
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Nach einer praktischen Ausführungsform der Erfindung sind die Wehre
durch untere Rohre und sich von ihnen nach oben erstreckende rohrartige Ansätze
gebildet.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung können in dem mittleren Teil
des Behälters in an sich bekannter Weise quer zum Behälter eine Mehrzahl Rohre angeordnet
sein, zwischen denen senkrechte Öffnungen gebildet werden, wobei die Rohre sich
vom Boden bis zum Oberende des Behälters erstrecken. Dabei können die Rohre in zwei
parallelen Reihen angeordnet sein.
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In der nachfolgenden Beschreibung werden bevorzugte Ausführungsforinen
der Erfindung an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert.
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F i g. 1 bis 4 sind schematische Ansichten einer Ausführungsform
der Erfindung; F i g. 5 und 6 sind schematische Ansichten einer abgeänderten
Ausführungsform der Wehre der Erfindung, bei welcher in der Querverbindungsleitung
zweier seitlicher Tanks zusätzliche wellenbrechende Mittel vorgesehen sind; F i
g. 7 und 8 sind schematische Darstellungen, in denen die an den Wehren
zweier verschiedener Ausführungsformen auftretenden Vorgänge durch Pfeile angedeutet
sind.
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In der Zeichnung sind nur die wesentlichen Teile der Stabilisiereinrichtung
wiedergegeben. Die Stabilisiereinrichtung weist einen rechteckigen Tank oder Behälter
auf, der auf einem Schiff oder einem anderen Schwimmkörper quer zur Längsachse des
Schiffes angeordnet ist und der sich im wesentlichen von einer Seite des Schiffes
zur gegenüberliegenden Seite erstreckt. Die jeweilige Anordnung auf dem Schiff hängt
von verschiedenen mit Bezug auf passiv wirkende Stabilisiereinrichtungen bekannten
Faktoren ab. Demgemäß ist es in einigen Fällen wirksamer, die Einrichtung in dem
Schiff sehr hoch anzuordnen, während es in anderen Fällen möglich ist, die Einrichtung
unter dem Hauptdeck einzubauen.
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Die in den F i g. 1 bis 4 wiedergegebene Ausführungsform der
Erfindung weist einen rechteckigen Tank oder Behälter 10 auf, der an allen
Seiten geschlossen ist und dessen Längsabmessung kleiner als die Breite des Schiffes
ist. In dem Behälter 10
sind in Querrichtung zwei feststehende Platten oder
Wehre 12 angeordnet, die sich von gegenüberliegenden Wänden des Behälters
10 erstrecken und von dessen Oberwand und Unterwand im Abstand liegen und
deren Breite nicht größer als ihre Höhe ist. Die Platten oder Wehre 12 sind in der
Querschnittsebene des Tanks symmetrisch ausgebildet und an ihrer Oberkante und an
ihrer Unterkante abgerundet und bilden in Verbindung mit dem Boden des Behälters
10 Unterwasseröffnungen, die in F i g. 2 mit 14 bezeichnet sind.
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Bei der Einrichtung gemäß den F i g. 1 bis 4 wird eine mit
dem Bezugszeichen 16 bezeichnete Flüssigkeit in den Behälter 10 bis
zu einer Höhe eingebracht, die etwa der Höhe der Oberkante der Platten oder Wehre
12 entspricht. Wenn das Schiff das Bestreben hat, von einer Seite zur anderen zu
rollen, hat die Flüssigkeit, die zwischen dem einen der Wehre 12 und der Stirnwand
des Behälters 10 in dem durch sie gebildeten Becken vorhanden ist, das Bestreben,
in Richtung gegen das gegenüberliegende Ende des Behälters 10 zu fließen.
Dieser Zustand ist in den F i g. 3 und 4 wiedergegeben, wenn das Schiff nach
links rollt. Daher liegt das linke Ende des Behälters 10
auf einer niedrigeren
Höhe als das rechte Ende. Während dieser Bewegung fließt die in dem Becken zwischen
dem rechten Wehr 12 und der rechten Stirnwand des Behälters 10 befindliche
Flüssigkeit durch die rechte zwischen dem Unterende des Wehrs 12 und dem Boden des
Behälters gebildete Unterwasseröffnung 14 hindurch in Richtung gegen das linke Ende
des Behälters 10. An dem linken Ende fließt die Flüssigkeit sowohl durch
die
entsprechende Unterwasseröffnung 14 hindurch als auch über das
Wehr 12 zu dem linken Ende des Behälters 10. Der Endzustand ist in F i g.
4 wiedergegeben, gemäß welchem über der Oberkante des Wehrs 12 am linken Ende des
Behälters 10 eine durch den Wert H2 angegebene Flüssigkeitshöhe vorhanden
ist. Wenn das Schiff nach rechts rollt, fließt die am linken Ende des Behälters
10 befindliche Flüssigkeit durch die linke Unterwasseröffnung 14 hindurch
und außerdem über das Wehr 12 in Richtung gegen das rechte Ende des Behälters
10. Diese Folge wird wiederholt, solange durch das Rollen des Schiffes eine
genügende Bewegung vorhanden ist. Das Fließen der Flüssigkeit erfolgt dabei mit
einer Phasenverschiebung von 901 entgegen der Rollbewegung des Behälters
10 und damit des Schiffes, so daß ein Stabilisiermoment erzeugt wird, welches
das Rollen des Schiffes verringert. Die Oberkanten der Wehre 12 wirken dabei als
überläufe.
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In den F i g. 5 und 6 ist eine abgeänderte Ausführungsform
der Erfindung wiedergegeben, bei welcher in dem Behälter 10 rohrförmige Wehre
20 vorgesehen sind, die sich an jedem Ende des Behälters 10, jedoch in einem
Abstand von den Stirnwänden waagerecht und quer durch den Behälter 10
erstrecken.
Die rohrförmigen Wehre 20 sind jeweils aus einem Rohr 22, welches in einem Abstand
über dem Boden des Behälters 10 angeordnet ist, und einer rohrartigen oberen
Verlängerung 24 zusammengesetzt, welche an der Oberseite des Rohres 22 befestigt
ist und sich von diesem senkrecht erstreckt. Die Flüssigkeit 16 ist bei dieser
Ausführungsform bis zu einer Höhe in den Behälter 10 eingebracht, die der
Höhe der Oberkante der Verlängerungen 24 entspricht.
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In dem mittleren Teil des Behälters 10 ist zwischen den rohrförmigen
Wehren 20 eine Reihe von senkrechten Rohren 26 quer zur Längsachse des Behälters
10 angeordnet. Diese Rohre 26 sind in zwei Reihen angeordnet, und
die Rohre 26 jeder Reihe liegen in einem Abstand voneinander. Die Wirkung
der in dem mittleren Teil des Behälters 10 angeordneten Rohre 26 besteht
darin, daß senkrechte Düsenöffnungen 28 geschaffen werden, durch welche Wellen-
bzw. Bewegungsschwankungen der Flüssigkeit in dem zwischen den rohrförmigen Wehren
20 liegenden Teil des Behälters 10 vermindert werden.
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Die Länge des Behälters 10 hängt von der Breite des Schiffes
ab, in welches die Stabilisiereinrichtung eingebaut ist.
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Die unteren Enden der Wehre 22 liegen in einem Abstand über dem Boden
des Behälters 10 und begrenzen Unterwasseröffnungen 30, welche in
ähnlicher Weise wie die Unterwasseröffnungen 14 der Ausführungsform der Erfindung
gemäß den F i g. 1
bis 4 wirken. Es ist möglich, daß der Fluß durch
die Öffnungen 30 hindurch wenigstens in dem Ausmaß gesteuert wird, daß in
gewissen Fällen ein kleinster Flußquerschnitt bei bzw. nach Austritt aus der Öffnung
30 erhalten wird. Die Art und Weise, auf welche dies erreicht wird, ist in
den F i g. 7 und 8
erläutert. Wenn der kleinste Querschnitt der Öffnung
30 ungefähr sechs Zehntel des Abstandes des Bodens des Behälters
10 von der Mitte des Rohres 22 beträgt, erfolgt der Strom von Flüssigkeit
durch die Öffnung 30 hindurch stromlinienförmig, und die Stelle kleinsten
Durchmessers des Flusses liegt an der Verengung oder engsten Stelle der Öffnung
30, wie es in F i g. 7 angedeutet ist.
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Wenn es gewünscht wird, die Verengung oder die Stelle kleinsten Durchmessers
des Flusses von der Öffnung 30 zu versetzen, kann dies durch ein rohrförmiges
Gebilde 20', wie es in F i g. 8 wiedergegeben ist, erreicht werden. Bei diesem
Beispiel ist die Öffnung 30 größer als sechs Zehntel des Ab-
standes
von dem Boden des Behälters 10 bis zur Mitte des Rohres 22'. Demgemäß ist
das Flußbild der durch die Öffnung 30 hindurchfließenden Flüssigkeit derart,
daß nach Austritt aus der Öffnung 30
ein kleinster Flußdurchmesser erhalten
wird. Daher ist die Stelle kleinster Kanalhöhe des Flusses zu der Öffnung
30 nach links oder rechts seitlich versetzt, wie in F i g. 8 durch
die engste Stelle der entsprechenden Flußlinien wiedergegeben ist.