DE2307979C2

DE2307979C2 - Procedure for water flow at the stern

Info

Publication number: DE2307979C2
Application number: DE2307979A
Authority: DE
Inventors: Leopold Dipl.-Ing. 2820 Bremen Nitzki
Original assignee: AKTIEN-GESELLSCHAFT WESER 2800 BREMEN
Current assignee: AKTIEN-GESELLSCHAFT WESER 2800 BREMEN
Priority date: 1973-02-17
Filing date: 1973-02-17
Publication date: 1975-01-30
Also published as: FR2218238B1; SE398093B; NO740480L; CA1005279A; JPS507293A; DE2307979B1; GB1432894A; FR2218238A1; BR7401119D0; ES423141A1; NO135412B; NO135412C

Description

Die Erfindung belrifft ein Verfahren zur Wasserführung an Hinterschiffen, bei dene;; sich an der Kimm aus der Boden- und Seitenströmung Kimmwirbel ablösen.The invention relates to a method for guiding water at the stern where ;; to the Detach the chimney vertebrae from the bottom and side currents.

Es ist bekannt, daß sich an der Kimm des Hinter-Schiffes, etwa dort, w^x das parallele Mittelschiff endet, sogenannte Kimmwirbel bilden, dann ablösen und im Isotachenfek! des Propeller;, beidseitig ein unerwünschtes Störfeld verursachen (^r-chiffstechnik, Band 4, 1957, S. 88). Aus der allgemeinen Theorie der Hydrodynamik am Schiff ist es außerdem bekannt, daß das Isotachenfeld oben einen Totwasserbereich aufweist, der durch den Steven des Schiffskörpers und die Wasserlinieneinlaufwinkel bedingt und als ein Bereich verminderten Druckes sowie erhöhten Mitstromes definiert ist. Beide, das Störfeld und der Totwasserbereich, führen zu Propulsionsverlusten und zu erhöhtem Verschleiß der Antriebsschraube sowie zu Vibrationen. It is known that on the horizon of the behind-the ship, as there w ^x parallel nave ends, called Kimmwirbel form, then peel and Isotachenfek! of the propeller; cause an undesirable interference field on both sides ( ^r -chiffstechnik, Volume 4, 1957, p. 88). From the general theory of hydrodynamics on the ship it is also known that the isotach field has a dead water area at the top, which is caused by the stern of the hull and the waterline inlet angle and is defined as an area of reduced pressure and increased entrainment. Both the interference field and the dead water area lead to propulsion losses and increased wear of the drive screw as well as vibrations.

Bekannt sind ferner Ausbildungen, bei denen das Kühlwasser dem Kondensator unten vom Schiffsboden oder von der Bordwand her zugeführt und durch den Schiffsboden oder die Bordwand auch wieder abgeführt wird. Die Umwälzung des Kühlwassers erfolgt durch Pumpen mit oder ohne Ausnutzung von so Druckunterschieden an der Außenhaut des Schiffes. Das Prinzip des scoopartigen Durchflusses ohne Pumpenunterstützung verwirklicht eine bekannte Anordnung, bei der der Kühlwassercintritt in das Schiff in Hohe des halben Tiefganges des Schiffes an der Stelle des von der Wasserströmung am fahrenden Schiff herrührenden Druckmaximums erfolgt und der Kühiwasseraustritt etwa an der Kimm, einer Stelle verminderten Druckes, liegt (deutsche Auslegeschrift 1182102). Die gute Funktion solcher Anordnungen ⁶<> setzt jedoch relativ geringe Strömungsgrenzschichten am Schiffskörper voraus, wenn lästige Schürzen und die damit verbundenen Nachteile vermieden werden sollen. Bei größeren Grenzschichten reicht das Druckgefälle für den Umlauf des Kühlwassers nicht mehr aus. Gewisse Schiffsformen, insbesondere solche mit hohem Völligkeitsgrad, führen bei der letzteren Anordnung zu Schwierigkeiten, weil die starke Grenzschicht und Ablösung der Strömung an der Außenhau sich ohne Relativgeschwindigkeit etwa gieicSmig mit dem Schiffskörper bewegt. Bei völligen, großen Schiffen s.nd Grenzschichten mn einer Dicke von mehreren Metern zu beobachten, so daß der Umlauf des Kühlwassers auch nicht mehr mit Schürzen oder Leitblechen zu bewirken ist.Also known are designs in which the cooling water is fed to the condenser from below from the bottom of the ship or from the ship's side and is also discharged again through the ship's bottom or the ship's side. The cooling water is circulated by pumps with or without exploiting such pressure differences on the outer skin of the ship. The principle of the scoop-like flow without pump support implements a well-known arrangement in which the cooling water enters the ship at half the depth of the ship at the point of the maximum pressure resulting from the water flow on the moving ship and the cooling water outlet is reduced at one point, for example at the chimney Druckes, lies (German Auslegeschrift 1182102). The good function of such arrangements ⁶ <>, however, presupposes relatively small flow boundary layers on the hull if annoying aprons and the disadvantages associated therewith are to be avoided. With larger boundary layers, the pressure gradient is no longer sufficient for the cooling water to circulate. Certain ship shapes, especially those with a high degree of completeness, lead to difficulties with the latter arrangement, because the strong boundary layer and separation of the flow on the hull moves approximately smoothly with the hull without relative speed. With completely large ships and boundary layers several meters thick can be observed, so that the circulation of the cooling water can no longer be effected with aprons or baffles.

Eine andere bekannte Anordnung, welche insbesondere für Unterseeboote bestimmt ist, sieht vor, daß das einem Kondensator zugeführte Kühlwasser unmittelbar vor dem Kondensator durch die Cordwand hindurch aufgenommen wird und hinten unmittelbar vor dem Propeller durch eine ringförmige öffnung wieder austritt, damit der Propeller als Fördermittel für das Kühlwasser benutzt werden kann fUSA-Patentschrift 2 990 797). Zum Stand der Technik gehören ferner Zweiwegekondensatoren einer Schiffsantriebsanlage, die nach dem Gegenstromprinzip durchströmt wevden und bei denen das aufgenommene Wasser auf der gegenuK· ' ^nrfcn Schiffsseite wieder austritt (Schiff und Hafen, 1%4.Another known arrangement, which is intended in particular for submarines, provides that the cooling water supplied to a condenser is absorbed through the cord wall immediately in front of the condenser and immediately behind it exits again in front of the propeller through an annular opening so that the propeller acts as a conveyor can be used for the cooling water (US Patent 2,990,797). As of the Technology also include two-way capacitors of a ship propulsion system, which operate according to the countercurrent principle flows through and where the absorbed water is on the opposite side Exit again on the ship side (ship and port, 1% 4.

S 1080) Aufgabe der Erfindung ist es. den Einfluß der sieh an dcHiinteren Schulter etwa in Höhe der Kimm aus der Boden- und Seitenströmung ablösenden Kimmwirbel auf das Isotachenfeld des Antriebspropcllcrs sowie vor allem den Einfluß des Totwasserbereiches im oberen Propellerbrunnen zu reduzieren, welcher aus dem hier herrschenden geringeren Druck und dem erhöhten Mitstrom herrührt.S 1080) It is the object of the invention. the influence of the see on the rear shoulder about at the level of the chine the kink vortex, which is detached from the bottom and side currents, on the isotach field of the propulsion propeller and above all to reduce the influence of the dead water area in the upper propeller well, which from the lower pressure prevailing here and the increased entrainment.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Verfahren zur Wasserführung an Hinterschiffen oelöst, bei dem das verwirbelte Wasser am Ort der Ablösung der Kimmwirbel abgesaugt und dem Propeller oberhalb der Propellerwellenmitte in dem Bereich verminderten Druckes und erhöhten Mitstromes zugeführt wird.According to the invention, this object is achieved by a method for guiding water on aft ships oelöst, in which the swirled water is sucked off at the place of detachment of the Kimmbelbel and the propeller above the center of the propeller shaft in the area of reduced pressure and increased entrainment is fed.

Bei vorteilhafter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das abgesauste Wasser zur Durchfrömung eines Wärmetauschers verwendet. wobei das an beiden Schiffsseiten aufgenommene Wasser den Wärmetauscher nach dem Gegenstromprinzip durchströmt und an der jeweils gegeniiberlie-"enden Seite wieder austritt. Die Ablösungsstelle der kimmwirbel ist aus der Erfahrung, gegebenenfalls mit Unterstützung durch die üblichen Schleppversuche im Modellmaßstab, leicht zu bestimmen. Dieses Verfahren verwirklicht den Gedanken, daß Jie mit der Ablösung des Kimmwirbels auf beiden Schiffsseiten verbundene Energie nicht mehr zu einem Störfeld im Isotachenfeld führt und daß gleichzeitig der Totwasserbereich vor dem Propeller mit Wasser aufgefüllt wird, so daß eine Harmonisierung des Isotachenfeldes im Hinblick auf einen konzentrischen Isotachenverlauf erreicht wird, wie es allgemein erwünscht ist.When the method according to the invention is advantageously used, the water removed is used for Used through a heat exchanger. the one recorded on both sides of the ship Water flows through the heat exchanger according to the countercurrent principle and ends at the opposite end Page exits again. The replacement point of the Kimmwirbel is based on experience, if necessary with support from the usual towing tests on a model scale, easy to determine. This method realizes the idea that Jie The energy associated with the detachment of the kine vertebra on both sides of the ship no longer increases leads to an interference field in the isotache field and that at the same time the dead water area in front of the propeller is filled up with water, so that a harmonization of the isotach field with regard to a concentric Isotache progression is achieved, as is generally desired.

Zur vorteilhaften Anwendung des crfindiingsgemüßen Verfahrens beim Betrieb eines Wärmetauschers sind verschiedene Aggregate geeignet; insbesondere ein Kondensator, welcher in bekannter Weise in zwei Abschnitte unterteilt ist, von denen der eine den Einlauf an der Backbordseite, den Auslauf jedoch an der Steuerbordseite und der andere den Einlauf an der Steuerbordseite, den Auslauf aber an der Backbordseite aufweist, so daß er nach dem Gegenslromprinzip durchströmt wird. Die Einlaufe der beiden Abschnitte liegen sich somit querschiffs gegenüber und können so durch Rohrleitungen an den Ort derFor the advantageous application of the process according to the invention when operating a heat exchanger different units are suitable; in particular a capacitor, which in a known manner in two Sections is divided, of which one of the inlet on the port side, but the outlet on the starboard side and the other the inlet on the starboard side, but the outlet on the port side has so that it flows through according to the counter current principle. The enemies of the two Sections are thus across the ship and can be reached through pipelines to the location of the

Ablösung eier Kinimwirbel geführt werden, d. h. also etwa an die Stelle, die den Übergang des parallelen Mittelschiffes in das sich einschnürende Hinterschiff markiert. Die Ausläufe der beiden Kondensatorabschnitte, welche sich ebenfalls querschiffs gegenüberliegen, sind durch Rohrleitungen mit öffnungen am Achtersteven in der oberen Hälfte des Propellerkreises verbunden, so daß das Kühlwasser aus den Aggregaten oder Kondensatoren in den Totwasserbereich einström:. Es ist verständlich, daß der an sich auch durch die Energie der Kimmwirbel bewirkte Kühlwasserumlauf durch den Sog der Schraube unterstützt wird, der im Totwasserbereich besonders ausgeprägt ist.Detachment of a kinim vortex are performed, d. H. so roughly at the point that marks the transition from the parallel central nave to the constricting rear aisle marked. The outlets of the two condenser sections, which are also opposite each other across the ship, are through pipes with openings on the stern post in the upper half of the propeller circle connected so that the cooling water from the units or condensers flowing into the dead water area :. It is understandable that in itself The cooling water circulation caused by the energy of the chin swivel is also supported by the suction of the screw which is particularly pronounced in the dead water area.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist auf der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigtAn embodiment of the invention is on the Drawing shown schematically. It shows

Fig. 1 einen vertikalen Läagsschnitt durch ein Hinterschiff,1 shows a vertical section through a rear section,

Fig. 2 einen horizontalen Längsschnitt durch die Anordnung nach Fig. I,Fig. 2 is a horizontal longitudinal section through the Arrangement according to Fig. I,

Fig. 3 die Seitenansicht eines vergrößert dargestellten Kondensators undFig. 3 is a side view of a capacitor shown enlarged and

Fi g. 4 die eine Hälfte eines Isotachenfelc'.cs.Fi g. 4 one half of an Isotachenfelc'.cs.

In dem von der Außenhaut 1 mit Doppelboden 2 umschlossenen Schiffskörper ist ein Kondensator 3 als Bauglied der Antriebsanlage, z. B. einer Turbine 4, angeordnet. Gemäß F i g. 3 weist dieser Kondensator 1 ein gemeinsames Gehäuses mit einer Trennwand 6 auf, welche den Innenraum in zwei gleiche Abschnitte unterteilt. Bei dem querschiffs liegenden Kondensator wird somit ein Einlauf 7 backbordseitig und ein Einlaufe steuerbordseitig erreicht. Die den Einlaufen jeweils gegenüberliegenden Ausläufe 9 und 10 sind an der Oberseite vorgesehen. Die Einlaufe 7 und 8 sind durch Rohrleitungen Il und 12 an öffnungen angeschlossen, welche in derA capacitor 3 is located in the hull enclosed by the outer skin 1 with a double bottom 2 as a component of the drive system, e.g. B. a turbine 4 arranged. According to FIG. 3 shows this capacitor 1 a common housing with a partition wall 6, which divides the interior in two divided into equal sections. At the one lying across the ship An inlet 7 on the port side and an inlet on the starboard side are thus reached condenser. The outlets opposite the inlets 9 and 10 are provided on the top. The inlets 7 and 8 are through pipes II and 12 connected to openings in the

ίο Außenhaut 1 etwa am Ort der Entstehung des Kimmwirbels liegen, welcher gegebenenfalls durch Schleppversuche in an sich bekannter Weise zu ermitteln ist. Rohrleitungen 13 und 14 verbinden die Ausläufe 9 und 10 mit Öffnungen in der Außenhautl, welche etwa am Hintersteven 15 so strömungsgerecht angeordnet sind, daß das austretende Wasser in den Totwasserbereich des Isotachenfeldes eingeleitet wird. Die F i g. 4 zeigt deutlich die bisherige Auswirkung dos Kimmwirbels als Störfeld 16 imίο Outer skin 1 are approximately at the place where the Kimmwirbels originated, which can be determined in a manner known per se by means of towing tests. Pipelines 13 and 14 connect the outlets 9 and 10 with openings in the outer skin, which are arranged approximately on the rear stem 15 so that the flowing water is introduced into the dead water area of the isotache field. The F i g. 4 clearly shows the previous effect of the Kimmwirbels as an interference field 16 im

2" Isotachepfeld und die Ausdehnung des Totwasserbereiches 17 mittig in der oberen "iälfte der Isotuchen. Die Kühlwasserführung nach der Erfindung reduziert bzw. vermeidet das Störfeld 16 und sorgt für eine wesentliche Auffüllung des Totwasserbereiches S7,2 "isotachep field and the extent of the dead water area 17 in the middle of the upper half of the isotuches. The cooling water flow according to the invention reduces or avoids the interference field 16 and ensures a substantial filling of the dead water area S7,

»f> so daß die Isotachcn 18 wesentlich stärker dem Verlauf d;r konzentrischen Kreise 19 angeglichen werden, wie es allgemein wünschenswert ist.R are concentric circles 19 aligned, as it is generally desirable; »f> so that the Isotachcn 18 substantially stronger d the course.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1, Procedure for the water flow at the stern of the ship, where the chine protrudes from the bottom and side flow Kimmwirbel, characterized in that the swirled Sucked water at the place of detachment of the Kimmbelbel (16) and the propeller above the propeller center in the area (17) of reduced pressure and increased entrainment will.

2. The method according to claim I _1, characterized in that the extracted water is used to flow through a heat exchanger (1), wherein the water absorbed on the two sides of the ship »5 flows through the heat exchanger according to the countercurrent principle and exits again on the opposite side of the ship.