DE202009002642U1 - Device for reducing the power requirement of a ship - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung zur Verringerung des Antriebsleistungsbedarfes eines Ein- oder Mehrschraubenschiffes, insbesondere für völlige und nicht-völlige, nicht sehr schnelle Schiffe, dadurch gekennzeichnet, dass die in einem geringen Abstand vor dem Propeller (101) am Schiffskörper (100) angebrachte Vorrichtung (10) aus einer Vordüse (20) mit innerhalb der Vordüse angeordneten Flossen bzw. Tragflügeln (30; 30a, 30b, 30c, 30d) besteht, wobei die Vordüse um eine horizontale, quer liegende Achse, die durch den Vordüsenmittelpunkt verläuft, bevorzugterweise um bis zu 8°, oben nach vorn drehbar ist.Device for reducing the drive power requirement of a single or multiple screw vessel, in particular for complete and non-complete, not very fast ships, characterized in that at a small distance from the propeller (101) on the hull (100) mounted device (10) a pre-nozzle (20) having fins (30; 30a, 30b, 30c, 30d) disposed within the pre-nozzle, the pre-nozzle preferably being up to 8 ° about a horizontal, transverse axis passing through the pre-nozzle center , is rotatable at the top to the front.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verringerung des Antriebsleistungsbedarfes eines Ein- oder Mehrschraubenschiffes, insbesondere für völlige und nichtvöllige, nicht sehr schnelle Schiffe.The The invention relates to a device for reducing the power requirement a single or multiple screw vessel, in particular for complete and not complete, not very fast Ships.
Aus
der
Aus
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In
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die der Verringerung des Antriebsleistungsbedarfes eines Schiffes dient. Außerdem soll eine Wirkungsgradverbesserung und eine Anpassung der Flossen bzw. Tragflügel an die Anströmung erreicht werden. Außerdem soll die Propelleranströmung verbessert werden.task the present invention is to provide a device that of reducing the power requirement of a ship serves. In addition, an improvement in efficiency and an adaptation of the fins or wings to the flow be achieved. In addition, the propeller inflow is to be improved become.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1.Solved This object is achieved by a device with the characteristics of Claim 1.
Hiernach ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in der Weise ausgebildet, dass die in einem geringen Abstand vor dem Propeller am Schiffskörper angebrachte Vorrichtung aus einer Vordüse mit innerhalb der Vordüse angeordneten Flossen bzw. Tragflügeln besteht, wobei die Vordüse um eine horizontale, quer liegende Achse, die durch den Vordüsenmittelpunkt verläuft, bevorzugterweise um bis zu 8°, oben nach vorn drehbar ist.hereafter is the device according to the invention in the way formed that at a small distance in front of the propeller Attached to the hull device from a pre-nozzle with arranged within the pre-nozzle fins or wings where the pre-nozzle is about a horizontal, transverse axis, which passes through the Vordüsenmittelpunkt, preferably up to 8 °, can be rotated forwards.
Mit einer derart ausgebildeten Vorrichtung ist es möglich, den Antriebsleistungsbedarf eines Schiffes zu verringern. Der mögliche Gewinn steigt mit zunehmendem Schubbelastungsgrad des Propellers. Die Vorrichtung eignet sich besonders für langsame, völlige Schiffe, wie Tanker, Bulker und Schlepper und auch für nicht sehr schnelle Schiffe aller Typen. Die Vorrichtung selbst ist vor dem Propeller des Schiffes fest am Schiffskörper angebracht und besteht aus den beiden Funktionselementen Vordüse und Flossen bzw. Tragflügel.With such a device, it is possible to reduce the power requirement of a ship. The possible Profit increases as the thrust load of the propeller increases. The device is particularly suitable for slow, complete Ships, like tankers, bulkers and tugs and not for either very fast ships of all types. The device itself is present the propeller of the ship firmly attached to the hull and consists of the two functional elements pre-nozzle and Fins or wings.
Dabei besteht das Wirkungsprinzip der Vordüse in der Erhöhung der Propelleranströmgeschwindigkeit in Gebieten sehr hohen Mitstromes und Verringerung der Propelleranströmgeschwindigkeit in Gebieten geringen Mitstromes und das der innerhalb der Vordüse angeordneten Flossen bzw. Tragflügel in der Erzeugung eines Vordralls, wobei beide Funktionselemente auf verschiedene Verlustquellen zielen, nämlich die Vordüse auf eine Verringerung der effektiven Schubbelastung und die Flossen bzw. Tragflügel auf eine Verringerung der Drallverluste im Propellerstrahl. Durch beide Effekte wird der Wirkungsgrad des Propulsionssystems erhöht.there is the principle of action of the pre-nozzle in the increase the propeller approach speed in areas very high Mitstromes and reduction of Propelleranströmgeschwindigkeit in areas of low Mitstromes and that in the pre-nozzle arranged fins or hydrofoils in the generation of a Vordralls, where both functional elements on different sources of loss aim, namely the pre-nozzle to a reduction the effective thrust load and the fins or wings on a reduction of the swirl losses in the propeller jet. By Both effects increase the efficiency of the propulsion system.
Dadurch, dass die Vorrichtung so dicht wie möglich vor dem Propeller angebracht ist, wird eine höchstmögliche Wirkung erzielt, und zwar auch bei unterschiedlichen Ladefällen.Thereby, that the device as close as possible in front of the propeller attached, will have the highest possible impact achieved, even with different loading cases.
Hinzu kommt, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht nur für völlige Schiffe geeignet ist; sie kann bei allen nicht sehr schnellen Schiffen, etwa V ≤ 25 K kn, mit gleicher Wirkung eingesetzt werden. Auch ein Einsatz für sehr große Containerschiffe ist möglich.in addition comes that the device of the invention is not only suitable for complete ships; she can for all not very fast ships, about V ≤ 25 K kn, be used with equal effect. Also an insert for very large container ships is possible.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.Further advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
Um eine höchstmögliche Wirkung zu erzielen, ist die Vorrichtung bzw. die Vordüse mit ihrer Hinterkante nicht weiter als 0,3 mal Propellerdurchmesser vor der Propellerebene fest angebracht. Vorzugsweise ist die Vordüse um etwa 4° nach vorn drehbar.Around to achieve the highest possible impact is the Device or the pre-nozzle with its trailing edge is not further than 0.3 times the diameter of the propeller in front of the propeller plane appropriate. Preferably, the pre-nozzle is about 4 ° behind rotatable at the front.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist die Vordüse um eine senkrechte Achse, die durch den Vordüsenmittelpunkt verläuft, seitlich so verdrehbar, dass die Vordüse auf der aufwärts schlagenden Seite des Propellers nach vorn drehbar ist.To In a further embodiment, the pre-nozzle is a vertical one Axis passing through the center of the pre-nozzle, laterally so rotatable that the pre-nozzle on the upward beating side of the propeller is rotatable forward.
Die Erfindung sieht ferner vor, dass die Vordüse um eine senkrechte Achse, die durch den Vordüsenmittelpunkt verläuft, seitlich um bis zu 3°, bevorzugterweise um 1°, so verdrehbar ist, dass die Vordüse auf der aufwärts schlagenden Seite des Propellers nach vorn drehbar ist, wobei die Drehung auch 0° sein kann, jedoch nicht in die andere Richtung.The Invention also provides that the pre-nozzle about a vertical Axis passing through the center of the pre-nozzle, laterally by up to 3 °, preferably by 1 °, so rotatable is that the pre-nozzle on the upwards beating side of the propeller is rotatable forward, the Rotation can also be 0 °, but not in the other direction.
Ferner sieht die Erfindung vor, dass die Dicke des Profils der Vordüse weniger als 12% seiner Länge beträgt. Vorteilhafterweise kann die Dicke des Profils der Vordüse 7,5% oder 9% seiner Länge betragen.Further the invention provides that the thickness of the profile of the pre-nozzle less than 12% of its length. advantageously, The thickness of the profile of the pre-nozzle can be 7.5% or 9% of its Length amount.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die Flossen bzw. Tragflügel in radialer Richtung einen variablen Anstellwinkel besitzen, wobei die Flossen bzw. Tragflügel so verdreht (getwistet) sind, dass die Flossen bzw. Tragflügel innen am Schiff nach oben gerichtet sind und der Anstellwinkel nach außen zur Vordüse hin abnimmt.A Another embodiment provides that the fins or wings have in the radial direction a variable angle of attack, wherein the fins or wings are so twisted (twisted), that the fins or wings inside the ship upwards are directed and the angle of attack to the outside to the pre-nozzle decreases.
So ist die Vordüse rotationssymmetrisch mit nach oben verschobener bevorzugterweise oberhalb der Propellerachse liegenden Achse angeordnet, wobei der Innendurchmesser der Vordüse maximal 90% des Propellerdurchmessers beträgt.So the pre-nozzle is rotationally symmetric with upward shifted preferably arranged above the axis of the propeller axis, wherein the inner diameter of the pre-nozzle maximum 90% of the propeller diameter is.
Bevorzugterweise sind vier Flossen bzw. Tragflügel unsymmetrisch innerhalb der Vordüse und radial zur Propellerachse angeordnet, wobei die Flossen bzw. Tragflügel den Schiffskörper mit der Vordüse verbinden und am hinteren Ende der Vordüse angeordnet sind, wobei die gewölbte Seite des tragflügelförmigen und auch linsenförmigen Querschnittsprofils der Flosse bzw. des Tragflügels auf der aufwärts schlagenden Seite des Propellers nach oben und auf der abwärts schlagenden Seite des Propellers nach unten gerichtet ist. Die Anordnung von vier Flossen bzw. Tragflügeln im Innenraum der Vordüse stellt jedoch keine Beschränkung dar, zumal auch eine geringere oder größere Anzahl von Flossen bzw. Tragflügel vorgesehen sein kann.preferably, four fins or wings are asymmetrically inside the pre-nozzle and arranged radially to the propeller axis, wherein the fins or wings the hull connect with the pre-nozzle and at the rear end of the pre-nozzle are arranged, with the curved side of the wing-shaped and also lenticular cross-sectional profile of the fin or the wing on the upward beating Side of the propeller up and down the down Side of the propeller is directed downwards. The arrangement of four fins or wings in the interior of the pre-nozzle However, this is not a restriction, especially since a smaller or larger number of fins or wings can be provided.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele für ein Schiff mit einem über oben nach Steuerbord drehendem Propeller der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt und zwar zeigt:In The drawings are exemplary embodiments of a Ship with a propeller turning over to starboard the device of the invention shown and that shows:
Gemäß
Bei
dem in
Nach
einem Ausführungsbeispiel mit über oben nach Steuerbord
drehendem Propeller nehmen die Flossen bzw. Tragflügel
Nach
der in
Die
Vordüse
Wie
Die
Vordüse
Die
Dicke des Profils der Vordüse
Die
Flossen bzw. Tragflügel
Die
Dickenausgestaltung des Profils der Vordüse
Durch
die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Vorrichtung
Das
Diagramm gemäß
Besonders
hohe Gewinne sind z. B. bei Schiffen mit 12.000 DWT auf eine dicke
Nabe bei einem Verstellpropeller zurückzuführen,
deren Verluste durch die Vorrichtung
Der
Schutzbelastungsgrad ist besonders groß bei sehr großen
langsamen Schiffen. Das Diagramm der
Die
erfindungsgemäße Vorrichtung ist gekennzeichnet
durch die in der Beschreibung und den Ansprüchen angegebenen
Merkmale und durch die in den
- 1010
- Vorrichtungcontraption
- 2020
- Vordüseprenozzle
- 20a20a
- Innenrauminner space
- 2121
- Achse der Vordüseaxis the pre-nozzle
- 2525
- Formkörpermoldings
- 2626
- QuerschnittsprofilCross-sectional profile
- 26a26a
- Wandabschnittwall section
- 26b26b
- Wandabschnittwall section
- 26c26c
- Wandabschnittwall section
- 3030
- Flosse/TragflügelFin / Hydrofoil
- 30a30a
- Flosse/TragflügelFin / Hydrofoil
- 30b30b
- FlosselTragflügelFlosselTragflügel
- 30c30c
- Flosse/TragflügelFin / Hydrofoil
- 30d30d
- Flosse/TragflügelFin / Hydrofoil
- 3131
- QuerschnittsprofilCross-sectional profile
- 3232
- gewölbte Seitenwanddomed Side wall
- 3333
- GrundflächeFloor space
- 100100
- Schiffskörperhull
- 101101
- Propellerpropeller
- BBBB
- Backbordport
- SBSB
- Steuerbordstarboard
- PAPA
- Propellerachsepropeller axis
- PSPS
- Propellerseitepropeller page
- XX
- Umlaufrichtung des Propellersdirection of rotation of the propeller
- αα
- Winkelangle
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- - JP 07267189 A [0003] JP 07267189 A [0003]
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