DE2207565C3 - Einrichtung zum Dämpfen des Schlingerns von Schiffen mit mehreren übereinander angeordneten Teiltanks - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Dämpfen des Schlingerns von Schiffen, die ein symmetrisch zur Längsmittellinie des Schiffes gelegenes geschlossenes Behältnis darstellt, das in mehrere übereinander angeordnete Teiltanks mit seitlichen Abteilungen, in denen die Tankfüllung freie Oberflächen bildet, unterteilt ist, wobei die eingeschlossenen Lufträume durch Luftwege miteinander verbunden lind. Eine solche Einrichtung ist aus der britischen Palentschrift 11 69 631 bekannt.

Bei dieser bekannten Ausbildung mit zwei übereinanderliegenden Teiltanks haben die Flüssigkeiten in diesen keine Verbindung miteinander. Die seitlichen Abteilungen mit den freien Oberflächen werden dadurch gebildet, daß in der Mitte jedes Teiltanks ein in die jeweilige Flüssigkeitsoberfläche eintauchender Einbaukörper vorgesehen ist, der die zu beiden Seiten vorhandene freie Oberfläche unterbricht. Die Lufträume des oberen Teiltanks sind durch einen von Ventilen beherrschten Kanal miteinander verbunden und die Lufträume des unteren Teiltanks haben einen ebenfalls venlilgesteuerten, normalerweise geöffneten Zugang zu den Lufträumen des oberen Teiltanks.

Die bekannte Ausbildung stellt im Ergebnis zwei (ibereinanderliegende U-Tanks dar, deren Schwingungseigenfrequenz sich wie bei völlig getrennten Tanks bestimmt, wobei die Phasenlage durch die Ventile in den Luftkanälen beeinflußt wird. Da die Eigenfrequenz proportional der Wurzel der Flüssigkeitstiefe ist, ist bei dem bekannten Schlingertank angesichts der begrenzten Flüssigkeitstiefe in den beiden Teiltanks die Eigenfrequenz verhältnismäßig klein bzw. die Schwingungsperiode groß. Dies ist deswegen von Nachteil, da die Flüssigkeitsoberflächen der Bewegung des Schiffs möglichst schnell folgen sollen. Nur dann wird es auch möglich, die Periode der Eigenschwingung des Schiffes mehr von der Anregungsfrequenz des Seegangs, zu entfernen.

Eine bessere Eigenfrequenz von Schlingertanks läßt sich nur durch tieferen Flüssigkeitsstand in diesen erreichen, was dann jedoch angesichts der begrenzten zur Verfügung stehenden Bauhöhe zu einetagigen Tanks mit nur einer Flüssigkeitsoberfläche führt, wie sie z. B. aus der deutschen Offenlegungsschrift 15 31 641 auch mit je einer freien Oberfläche zu beiden Seiten eines zentralen Einbaus bekannt ist.

Nachteilig ist bei einer solchen Ausbildung wiederum das geringe Stabilisierungsmoment, das vom Trägheitsmoment der Fläche des freien Flüssigkeitsspiegels um die Achse der zu dämpfenden Bewegung abhängt. Da nur ein geringer Volumenanteil der den Tank füllenden Flüssigkeit im Sinne der Stabilisierung bzw. Dämpfung wirksam wird und der größere Teil der Flüssigkeit zur Erreichung des gewünschten Wertes der Eigenfrequenz notwendig ist, sind solche Schlingertanks nicht optimal.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 19 61 756 ist noch eine Einrichtung zur Dämpfung von Schiffsschwingungen bekannt, bei der in einem Tank unterhalb der freien Flüssigkeitsoberfläche durch symmetrisch zur Schiffsmittenebene gelegene Einbauten, in die die Flüssigkeit von unten her eindringen kann und die im oberen Teil ein Gaskissen einschließen, weitere freie Flüssigkeitsoberflächen gebildet werden. Die genannten Einbauten sind jedoch unabhängig und getrennt voneinander und dienen lediglich zur Dämpfung von translatorischen Vertikalschwingungen; zur Dämpfung des Schlingerns können sie nichts beitragen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung zum Dämpfen des Schlingerns von Schiffen zu schaffen, mit der bei kleiner Eigenschwingungsperiode und mit verhältnismäßig geringen Abmessungen ein großes Stabilisierungsmoment erzeugt werden kann.

Ausgehend von einer Ausbildung der eingangs beschriebenen Art wird zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Räume der Teiltanks zwischen den seitlichen Abteilungen miteinander durchgehend verbunden und von Tankflüssigkeit ausgefüllt sind, und daß die Luftwege so geführt sind, daß die Lufträume der seitlichen Abteilungen jedes Teiltanks für sich miteinander verbunden sind, und daß der oberste Teiltank eine durchlaufende freie Oberfläche aufweist.

Bei dieser Ausbildung werden die freien Oberflächen der seitlichen Abteilungen jedes Teiltanks wegen der Verbindung der über ihnen gelegenen Lufträume im Sinne der Dämpfung des Schlingerns wirksam, wobei wegen der großen Gesamtoberfläche dieser freien Oberflächen ein gutes Stabilisierungsmoment erzielt wird und wegen des durchgehenden zentralen Flüssigkeilsvolumens großer Tiefe auch befriedigende Eigen Schwingungsperioden erhalten werden.

Die Erfindung wird nachfolgend durch die Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die schematische Darstellung einer ersten AuEführungsform der Erfindung, mit der drei übereinanderliegende Teiltanks Λ ßund C gebildet werden,

F i g. 2 eine zweite Ausführungsform, mit der vier übereinanderliegende Teiltanks A, B, C und D gebildet werden und

F i g. 3 eine dritte Ausführungsform, mit der zwei übereinanderliegende Teiltanks A und B gebildet werden.

In der ersten Ausführungsform stellt die Einrichtung zum Dämpfen des Schlingerns ein Behältnis 1 dar, das oben und unten durch Schiffskonstruktionen 2 und 3, bordseits aber durch Längsschotte 4 und stirnseits durch entsprechende Teile von Querschotten begrenzt ist. Das Behältnis 1 ist bis zu einem Stand mit der Oberfläche 5 mit Flüssigkeit gefüllt.

Unterhalb der Oberfläche 5 der das Behältnis füllen-

den Flüssigkeit sind Abteilungen 6 gebildet, die längsschiffs an den entgegengesetzten Seiten des Behältnisses 1 und in zwei Rängen übereinanderliegen. Die Abteilungen 6 sind durch horizontale Halbplattformen 7 und mit diesen verbundene längsverlaufende Halb- ^s schotte 8 gebildet.

Die Halbschotte 8 der Abteilungen des oberen Ranges erreichen nicht die Halbplattformen 7 der Abteilungen des unteren Ranges, und die Halbschotte 8 der Abteilungen des unteren Rcnges erreichen nicht den Boden des Behältnisses 1. Dadurch kann die Flüssigkeit von unten her in jede Abteilung 6 eintreten und diese füllen sich bis zu einem Stand 9.

Ein vollständiges Füllen der Abteilungen 6 durch die Flüssigkeit wird durch das sich im oberen Teil der Abteilungen bildende Gaskissen verhindert. Die Gasräume 10 der auf gleichem Niveau einander gegenüberliegenden Abteilungen sind für jeden Rang gesondert durch einen Kanal 11 als Luftweg vtrbunden, wodurch der Gasdruck in den verbundenen Abteilungen stets der gleiche ist.

Durch die beschriebene Konstruktion sind drei übereinanderliegendeTeiltanks A, Bund C gebildet.

Die in F i g. 2 dargestellte zweite konstruktive Ausführungsvariante der Einrichtung zum Dämpfen des Schlingerns von Schiffen besteht aus dem Behältnis 12 zwischen zwei Hauptquerschotten des Schiffs (in der Zeichnung nicht ersichtlich) von Bord zu Bord und in der ganzen Höhe desselben. Im Innern dieses Behältnisses 12 verlaufen zwei Hauptlängsschotte 13. Das Behältnis 12 ist mit Flüssigkeit bis zu einem Stand 4 mit der Oberfläche 14 gefüllt.

Im Innern des Behältnisses 12, ebenfalls unterhalb der Oberfläche 14 der Flüssigkeit, sind Abteilungen 15 gebildet, die in drei Rängen übereinander an den entgegengesetz'en Schiffsseiten liegen.

In jedem Rang sind die Abteilungen 15 von horizontalen Plattformen 16 gebildet, die vom Schiffsbord bis zum nächsten Längsschott 13 verlaufen.

In den Schotten 13 sind an den Stellen, die dem unteren Teil der Abteilungen 15 entsprechen, öffnungen 17 vorgesehen. Auf diese Weise ist auch hier das Füllen des unteren Teils der Abteilungen mit Wasser bis zu einem Stand 18 möglich. Im oberen Teil der Abteilungen 15 ist wiederum ein Gaskissen vorhanden, wobei die Gasräume 19 der auf gleichem Niveau gegenüberliegenden Abteilungen durch einen Kanal 20 als Luftweg in jedem Rang gesondert verbunden sind.

Die Teile der Schotte 13, die oberhalb der Plattformen 16 des oberen Ranges der Abteilungen 15 liegen, sind auf ganzer Höhe mit öffnungen 21 versehen. Hierdurch ist die oberste freie Oberfläche praktisch durchlaufend und die Flüssigkeit kann hier in ganzer Breite ungehindert überströmen. Wenn innerhalb des Behältnisses eine beträchtliche Höhe aufweisende Bauteile des Längsverbandes (beispielsweise Mittelplattenkiel, Stringer, Decksverband) und des Stützverbands (beispielsweise Querschottenwrangen) des Schiffs sind, die bei Schiffsschwingungen das Überströmen der Flüssigkeit erheblich behindern könnten, so werden in dieser Bauteilen der Verbände öffnungen gemäß der üblichen Schiffsbaupraxis gemacht.

Es ist zu sehen, daß bei dieser Ausführungsform vier übereinanderliegende Teiltanks A, B, C und D gebildet werden.

In F i g. 3 ist die dritte konstruktive Ausführu.igsvariante der Einrichtung dargestellt, bei der durch ein für die Einrichtung vorgesehenes Behältnis 22 eine horizontale Schiffsplauform oder ein Deck verläuft. Das Behältnis 22 ist oben und unten durch eine Schiffskonstruktion 24 und 25, bordseits durch Längsschotte 26 und stirnseiis durch entsprechende Teile von Querschotten begrenzt.

Unter der Plattform 23 sind !ängs des Schiffs und in der Breite symmetrisch längsverlaufende Halbschotte

27 angeordnet, die den Boden 25 des Behältnisses 22 nicht erreichen. Diese längsverlaufende Halbschotte 27 bilden zusammen mit ungelochten Flächen der Plattform 23 von den Halbschotten 27 bis zu den Behähnisborden unten offene Abteilungen 28, wobei hier nur ein Abteilungsrang vorhanden ist.

Im mittleren Teil der Plattform 23 zwischen den Halbschotten 27 sind durchgehende Öffnungen 29 ausgeführt. Das Behältnis 22 ist mit Flüssigkeit bis zu einem Stand mil der Oberfläche 30 gefüllt, der oberhalb der Plattform 23 liegt. Durch die Öffnungen 29 gelangt die Flüssigkeit in den unteren Behältnisteil und von dort in die unteren Teile der Abteilungen 28 bis zu einem Stand 31. Oberhalb desselben bildet sich wieder ein Gaskissen, wobei die Gasräume 32 der Abteilungen

28 durch einen Kanal 33 als Luftweg verbunden sind. Bei dieser Ausführungsform sind zwei übereinanderliegende Teiltanks A und B gebildet.

Bei allen Varianten der Einrichtung verschiebt sich die Flüssigkeit im Behältnis 1, 12, 22 beim Schlingern in bezug auf das Schiff. Das Ergebnis dieser Verschiebung kann angenähert als Drehung der freien Flüssigkeitsspiegel in den obersten Ständen mit den Oberflächen 5, 14, 30 und den unteren Ständen 9, 18, 31 in bezug auf das Schiff dargestellt werden. Wegen der Luftwege 11, 20, 33 stellen die freien Spiegel 9, 18,31 in den einander auf gleichem Niveau gegenüberliegenden Abteilungen 6, 15, 28 eines Rangs praktisch einen einheitlichen freien Spiegel dar, der sich bezüglich der Längsachse dreht, die durch den gemeinsamen Schwerpunkt ihrer Flächen verläuft. Die Drehung der freien Spiegel in bezug auf das Schiff erzeugt das Stabilisierungsmoment, das dem Schlingern entgegenwirkt.

Da die zentralen Räume der Behältnisse 1, 12, 22 in ganzer Behältnishöhe mit Flüssigkeit gefüllt sind, stellen diese einschließlich der unteren Teile der Abteilungen 6,15, 28 ein einheitliches hydrodynamisches System dar, was die erforderliche Frequenz der Eigenschwingungen ergibt. Gleichzeitig wird dadurch auch die synchrone Verschiebung aller freien Flüssigkeitsspiegel beim Schlingern in bezug auf das Schiff, sowohl des oberen Teiltanks A im Stand mit der Oberfläche 5, 14, 30 wie auch in jedem darunter gelegenen Teiltank ß, C und D in den Ständen 9,18,31 gewährleistet.

Die sich in bezug auf das Schiff synchron verschiebenden freien Spiegel erzeugen synchron veränderliche Momente, die dem Schlingern entgegenwirken. Deshalb wird in der vorliegenden Einrichtung das dem Schlingern entgegenwirkende Moment des obersten Teiltanks A durch die dem Schlingern entgegenwirkenden Momente der darunter gelegenen Teiltanks verstärkt. Dadurch wird die Wirksamkeit der Dämpfung des Schlingerns eines Schiffes bei vorgegebenem Behältnisvolumen und vorgegebener Flüssigkeitsmenge im Behältnis verbessert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Einrichtung zum Dämpfen des Schlingerns von Schüfen, die ein symmetrisch zur Längsmittelünie des Schiffes gelegenes geschlossenes Behältnis darstellt, das in mehrere übereinander angeordnete Teiltanks mit seitlichen Abteilungen, in denen die Tankfüllung freie Oberflächen bildet, unterteilt ist, wobei die eingeschlossenen Lufträume durch Luftwege miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Räume der Teiltanks (A, B, C D) zwischen den seitlichen Abteilungen (6, 15. 28) miteinander durchgehend verbunden und von Tankflüssigkeit ausgefüllt sind, und daß die Luftwege (11, 20, 33) so geführt sind, daß die Lufträume der seitlichen Abteilungen (6, 15, 28) jedes Teiltanks (A, B, C, D) für sich miteinander verbunden sind, und daß der oberste Teiltank (A) eine durchlaufende freie Oberfläche (5,14,30) aufweist.