DE2108317A1

DE2108317A1 - Anordnung zur Verminderung des Reibungswiderstandes von Schiffskörpern

Info

Publication number: DE2108317A1
Application number: DE19712108317
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Eigner, Gerhard, Ybbs (Österreich)
Priority date: 1971-02-22
Filing date: 1971-02-22
Publication date: 1972-09-07

Description

Anordaungzur Verminderung des Reibungswiderstandes von Schiffskörpern Zur Verminderung des Reibungswiderstandes von Schiffskörpern ist es bekannt, im Vorschiff des Schiffes zwei angetriebene Trommeln mit senkrecht stehenden Achsen und mit an ihrem Umfang versehenen rillenartigen Vertiefungen anzuordnen. Mittels dieser bekannten Einrichtung wird vornehmlich der Druck des Wassers auf den Bug des sich vorwärtsbewegenden Schiffes vermindert.
Ferner ist es bekannt, Druckluft an die Außenhaut des Schiffskörpers zu blasen, so daß dieser von einer Luftschicht umgeben ist. Bei einer anderen bekannten Einrichtung sind für das Einblasen der Druckluft in das Wasser im vorderen Drittel der Schiffslänge außerhalb des Schiffakörpers an dessen Außenhaut die Offnungen der Druckluft führenden und in der Außenhaut liegenden Rohrleitungen mittels Schutzbienden abgedeckt, die in einem kleinen Winkel zur Schiff shaut verlegt sind.
Mittels dieser bekannten Einrichtungen zur Verminderung des Reibungswiderstandes von Schiffskörpern wird jedoch der Reibungswiderstand nicht wesentlich herabgesetzt. Die durch diese Einrichtungen erzielten Geschwindigkeitserhöhungen sind äußerst gering.
Hinzu kommt noch, daß die bekannten Einrichtungen im Verhältnis zu der erzielten Wirkung zu aufwendig sind: Zusätzliche Eompressoren und ein umfangreiches Leitungssystem sind erforderlich. Außerdem lassen sich die bekannten Einrichtungen nicht bei allen Schiff skörp erfozmen verwenden.
Demgegenüber ist es das Ziel der Erfindung, eine Anordnung zur Verminderung des Reibungswiderstandes von Schiffskörpern zu schaffen, die wirtschaftlich ist, die turbulenzmildernd, also widerstandsmindernd wirkt und mit der eine wesentliche Steigerung der Schiffsgeschwindigkeit erzielt wird. Darüber hinaus verhindert die Anordnung ein Ansammeln und Ablagern von Algen, Muscheln u.dgl., an der Schiffsaußenhaut.
Hierzu ist die Anordnung gemäß der Erfindung in der Weise ausgebildet, daß die Außenhaut des Schiffskörpers mit einem sich vom Schiffsbug zum Schiffsheck erstreckenden fischschuppenförmigen Profil versehen ist, das nach einem weiteren Merkmal der Erfindung Austrittsöffnungen für ein in Hohlräumen zwischen der Schiff saußenhaut und dem fischschuppenförmigen Profil untergebrachten Gleitmittel aufweist. Der fischschuppenförmige Profilzuschnitt ist mittels Abstandskörpern auf der Schiff saußenhaut befestigt, und zwar mittels Elebverbindungen od.dgl.
Die zwischen der Schiff saußenhaut und dem fischschuppenförmigen Profilzuschnitt ausgebildeten, kammerartigen Hohlräume für das Gleitmittel stehen sektionsweise über durch die Schiffskörperwandung hindurchgeführte Rohrleitungen mit Vorratsbehältern für das Gleitmittel in Verbindung.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 ein Schiff mit an seiner Außenhaut angeordnetem fischschuppenförmigen Profil in einer Seitenansicht, Fig. 2 ein Schiff mit in einem Abschnitt seiner Außenhaut an dieser angebrachtem fischschuppenförmigen Profil in einer Seitenansicht, Fig. 3 ein Schiff, teils in einem senkrechten Querschnitt, teils in Ansicht, Fig. 4 einen Abschnitt der Schiffsaußenhaut mit dem fischschuppenförmigen Profilzuschnitt und mit zwischen der Außenhaut und dem Profilzuschnitt ausgebildeten kammerartigen Hohlräumen für das Gleitmittel, in einem senkrechten Schnitt, Fig. 5 einen Abschnitt des fischschuppenförmigen Profilzuschnittes in einer Ansicht von oben, Fig. 6 einen Abschnitt des fischschuppenförmigen Profilzuschnittes mit in den fischschuppenförmigen Einzelabschnitten ausgebildeten Abstandskörpern, in denen Zuführkanäle für die Zuführung des Gleitmittels an die Profilaußenfläche vorgesehen sind, in einer schaubildlichen Ansicht, Fig. 7 den Abschnitt des fischschuppenförmigen Profilzuschnittes gemäß Fig. 6 in einer Ansicht von oben und Fig. 8 einen senkrechten Schnitt durch das fischschuppenförmige Profil, gemäß Fig. 6 und 7.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform gemäß Fig. 1 bis 3 sind mit lo ein Schiffskörper, mit 11,12 dessen Seitenwandungen, mit 13 der Bug und mit 14 das Heck des Schiffes bezeichnet. Auf der Außenhaut des Schiffskörpers lo ist ein fischschuppenförmiges Profil 15 aufgebracht, das sich vom Schiffsbug 13 zum Schiffsheck 14 entsprechend der Anordnung der Schuppen bei Fischen erstreckt. Die schuppenförmigen Einzelabschnitte 15a sind zusammenhängend ausgebildet und bilden eine in sich geschlossene Schicht. Das fishschuppenförmige Profil 15 kann einstückig auf der Schiffsaußenhaut oder in einzelnen für sich geschlossen ausgebildeten Zuschnitten bestehen, wie dies in Fig.3 bei 16 angedeutet ist. Die dem Heck 14 zugewandten kreisbogenförmigen und ganz geringfügig erhaben ausgebildeten Randabschnitte des Profils 15 sind mit 15b bezeichnet. Das fischschuppenförmige Profil 15 kann sich über die ganze Länge des Schiffskörpers 10 erstrecken tSig.1) es kann jedoch auch nur mittschiffs angebracht sein (Fig. 2). Vorzugsweise ist das Profil 15 am Schiffskörper nur in dem Bereich vorgesehen, der im beladenen Zustand des Schiffes in das Wasser eintaucht. Die schuppenförmigen Einzelabschnitte 15a des Profils 15 können in Form von rhombischen Platten oder dachziegelartig im Profil 15 ausgebildet sein; sie sind jedoch so geformt, daß eine zusammenhängende Profilaberfläche mit ab schnitt sweise ausgebildeten Uberlappungsstellen geschaffen wird, wobei die Flächen der schuppenförmigen Einzelabschnitte 15a von ihren vorderen Randabschnitten 15b zu den jeweis nachfolgenden Randabschnitten 15b leicht geneigt verlaufend ausgebildet sind. Die Randabschnitte 15b sind jedoch immer dem Schiffsheck zugewandt.
Das fischschuppenförmige Profil 15 ist unter Ausbildung von kammerartigen Hohlräumen 17 mittels Abstandakörpern 18 auf der Schiffsaußenhaut mittels wasserunlö slichen Xlebverbindungen angebracht (Fig.4,7 und 8). Die einzelnen Hohlräume 17, die ein flüssiges Gleitmittel aufnehmen, stehen mit Austrittsöffnungen 19 in den schuppenförmigen Einzelabschnitten 15a derart in Verbindung, daß das Gleitmittel aus den Hohlräumen 17 durch die Austrittiöffnungen 19 ins Freie gelangen kann. d.h., daß sich das Gleitmittel über die Profiloberfläche verteilen kann. Die Abstandskörper 18 weisen vorzugsweise eine scheibenförmige Form auf und sind in ihren Durchmesvern so groß bemessen, daß sie den Flächen der schuppenförmigen Einzelabsohnitte 15a etwa entsprechen, so wie dies aus Fig.7 zu entnehmen ist. Die Kreisbögen der einzelnen Abstandskörper 18 im Bereich der vorderen Randabschnitte 15b der schuppenförmigen Einzelabschnit te 15a verlaufen etwa wie die kreisbogenförmigen Randabschnitte 15b, so daß die Abstandskörper 18 unter Ausbildung von Zwischenräumen, die den Hohlraum 17 bilden, in geringem Abstand neben-und hintereinander in Reihen angeordnet sind. Die Abstandskörper 18 der jeweils nachfolgenden Reihen sind zu den Abstandskörpern 18 der jeweils vorangehenden Reihen versetzt angeordnet, so daß die einzelnen Abstandskörper 18 auf Drücke stehen.
Die Zuführung des Gleitmittels aus den Hohlräumen 17 zu den schlitzförmigen Austrittsöffaungen 19, die im Bereich der Binder 15b in den schuppRnförmigen Einzelabschnitten 15a ausgebildet sind, erfolgt über die Hohlärume 17 mit den Austrittsöffnungen 19 verbindenden Durchbohrungen 20, die sich von den Austrittsöffnungen 19 zu den den Austrittsöffnungen 19 abgekehrten Seite der Abstandßkörper18 erstrecken und sich in Richtung zu den SustrittsL öffnungen 19 konisch erweitern (Fig. 6). Die Zuführung des Gleitmittels in die Hohlräume 17 erfolgt mittels Zuführungsleitungen 21, die mehrere Hohlräume 17 miteinander verbinden können (Fig.5).
Besteht das fischschuppenförmige Profil 15 aus einzelnen aneinandergesetzten Zuschnitten. d.h.
wenn das Profil 15 sektionsförmig auf der Schiffsaußenhaut aufgeklebt ist, dann sind die einzelnen Zuschnitte seitlich gegenüber den anderen sich anschließenden Zuschnitten durch Begrenzungswände abgeschlossen, so daß die Zwischenräume zwischen den einzelnen auf der Unterseite des Profils 15 angebrachten Abstandskörper 18 einen einzigen in sich geschlossenen Hohlraum 17 bilden, der dann mit einer Zuführungsleitung 21 für das Gleitmittel verbunden ist. Die Zuführungsleitungen 21 aller'Hohlräume 17 sind durch die Schiffskörperwandung hindurchgeführt und an eine Sammelleitung 22 angeschlossen, die mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten Vorratsbehälter für das Gleitmittel verbunden ist. Das Gleitmittel wird unter Druck mittels Pumpen od.dgl., in die Hohlräume 17 gedrückt unQsteht in diesen unter einem Druck, der dem Druck des Wassers entspricht, so daß kein Gleitmittel aus den Austrittsöffnungen 19 herausgedrückt wird, sondern daß das das Profil 15 umströmende Wasser in Form eines Soges das Gleitmittel aus den Hohlräumen 17 herauszieht. Die Gleitmittelführung in den Durchbohrungen 20 ist in Fig.7 durch den Pfeil X angedeutet.
Das fischschuppenförmige Profil 15 mit den Abstandskörpern 18 ist einstückig ausgebildet und besteht aus Kunststoffen oder anderen geeigneten Werkstoffen.
Bei der Profilherstellung werden gleichzeitig die Durchbohrungen 20 und die Austrittsöffnungen 19 mit ausgebildet.
Dadurch, daß die Schiffsaußenhaut eine Oberfläche mit einem fischschuppenförmigen Profil aufweist, dessen schuppfenförmige Einzelabschnitte 15a mit einem Gleitmittel überzogen werden, bleibt die Laminarströmung erhalten, da keine Störstellen vorliegen.
Dadurch wird eine widerstandsmindernde Wirkung erreicht, die zur Folge hat, daß der Reibungswiderstand stark herabgesetzt wird. Die sektionsartige Anordnung von Profilzuschnitten auf der Schiffsaußenhaut erbringt den weiteren Vorteil, daß nur die Hohlraume des Profils mit Gleitmittel versorgt werden können, deren Profilabschnitte im beladenen oder unbeladenen Zustand des Schiffes im Wasser liegen. In den Hohlräumen 17 des Profils 15 können Einrichtungen zur Uberwachung des Druckes des Gleitmittels in den Hohlräumen 17 vorgesehen sein. Diese Einrichtungen sind vorzugsweise dann mit akustischen und/oder optischen Signal einrichtungen verbunden und dienen zur Anzeige einer Durckanderung in den Hohlräumen 17 und somit gleichzeitig zur Anzeige von Lecks im Schiffskörper. Jede Druckänderung wird registriert und an die Brücke des Schiffes weitergegeben. Als Gleitmittel können z.B. flüssige Metallseifen, Siliconöle und Kombinationen hiervon, biologisch abbaubare Detergentien, Ole und Petroleum verwendet werden. Ferner entfallen durch die neue Anordnung iußenanstriche des Schiffskörpers und das absetzen von Muscheln, Algen u.dgl., wird vermieden.
Patentansprüche:

Claims

Patentansprüche: 1. ordnung zur Verminderung des Reibungswiderstandes von Schiffskörpern, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenhaut des Schiffskörpers (10) mit einem sich vom Schiffsbug (13) zum Schiffsheck (14) erstreckenden fischschuppenförmigen Profil (15) versehen ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenhaut des Schiffskörpers (10) mit einem sich vom Schiffsbug (13) zum Schiffsheck (14) erstreckenden fischschuppenförmigen Profil (15) versehen ist, das Austrittsöffnungen (19) für ein in Hohlräumen (17) zwischen der Schiffsaußenhaut und dem fischschuppenförmigen Profil (15) untergebrachtes Gleitmittel aufweist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das fischschuppenförmige Profil (15) sich über die ganze Länge des Schiffskörpers (10) erstreckend ausgebildet ist.
4. 1Anordnung nach Anspruch 1 und 2,dadurch gekennzeichnet, daß das fischschuppenförmige Profil (15) auf dem Schiffakörper (10) mittschiffs angebracht ist.
5. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das fischschuppenförmige Profil (15) auf dem Schiffskörper (io) in den im Wasser liegenden Abschnitten entsprechend der Eintauchtiefe des Schiffes angebracht ist.
6. Anordnung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das fischschuppenförmige Profil (15) auf seiner der Schiffsaußeghaut zugekehrten Fläche Abstandskörper (18) aufweist, die jeweils unterhalb der schuppenförmigen Einzelabschnitte (15a) des Profils (15) im Abstand voneinander unter Ausbildung von kammerartigen mit durch die Schiffakörperwandung hindurchgeführten Zuführungsleitungen (21) in Verbindung stehenden Hohlräumen (17) zur Aufnahme des Gleitmittels angeordnet und die mit Fnhrungskanälen (20) für das Gleitmittel versehen sind, die sich von der dem Schiffsheck (14) zugekehrten Seite der Abstandskörper (18) bis zum vorderen Randabschnitt (15b) der schuppenförmigen Einzelabschnitte (15a) erstrecken und in in diesen Randabschnitten (15b) ausgebildeten, schlitzförmigen Austrittsöffnungen (19) münden.
7. Anordnung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandekörper (18) mit den schuppenförmigen Einzelabschnitten (15a) eU1-stückig hergestellt sind.
8. Anordnung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandekörper (18) des fischschuppenförmigen Profils (15) mittels Elebverbindungen mit der Schiffsaußenhaut verbunden sind.
9. Anordnung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die jedem schuppenförmigen Einzelabschnitt (1 5a) zugeordneten Abstandekörper (18) in Reihen angeordnet und die Abstandskörper (18) jeder nachfolgenden Reihe zur vorangehenden Reihe versetzt sind.
10. Anordnung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das fischschuppenförmige Profil (15) aus einzelnen an ihren äußeren Rändern abgeschlossenen Abschnitten besteht, die in Form von Sektionen (16) auf der Schiffskörperaußenhaut befestigt sind und von denen jeder Abschnitt (16) eine den Hohlraum (17) für das Gleitmittel verbindende Zuführungsleitung (21) aufweist.
11. Anordnung nach Anspruch 1 bis 1o, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungsleitungen (21) der Hohlräume (17) der einzelnen Abschnitte (16) des fischschuppenförmigen Profils (15) über Sammelleitungen (22) mit einem Vorratsbehälter für das Gleitmittel verbunden sind.
12. Anordnung nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitmittel vermittels Pumpen od.dgl., in den Hohlräumen (17) des fischschuppenförmigen Profils (15) unter einem Druck gehalten wird, der dem Druck des den Schiffakörper (io) umgebenden Wassers entspricht.
13. Anordnung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,daß die Hohlräume (17) des fischechuppenförmigen Profils cm 5) unabhängig voneinander einzeln mit Gleitmittel speisbar sind.
14. Anordnung nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß in den Hohlräumen (17) des fischschuppenförmigen Profils (15) Drucküberwachungg mittel angeordnet sind, die mit einer akustischen und/oder optischen Signalanlage verbunden sind.
15. Anordnung nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungskanäle bzw. Durchbohrungen (20) in den Abstandskörpern (18) sich von den Gleitmitteleintrittsöffnungen zu den Austrittsschlitzen (19) in den schuppfenförmigen Einzelabschnitten (15) konisch erweiternd ausgebildet sind.
16. Anordnung nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das fischschuppenförmige Profil (15) aus Xunststoffen besteht.
17. Anordnung nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß als Gleitmittel flüssige Metallseifen, Siliconöle und Xombinationen hiervon, beiologisch abbaubare Detergentien, Öle, Petroleum od.dgl. verwendet werden.