DE2545259A1 - Tankschiff - Google Patents

Description

DR. KURT JACOBSOHN D - 8042 OBERSCHLEISSHEIM

PATENTANWALT Freiiinger Straße 29 · Postfach / P.O.B. 58

9. Oktober 1975

3 PH

GULF OIL CORPORATION Pittsburgh, Pennsylvania 15230, USA

Tankschiff

Für diese Anmeldung wird die Priorität vom 30. Dezember 1974 aus der USA-Patentanmeldung Serial No. 537 567 in Anspruch genommen .

Die Erfindung betrifft grosse Hochsee-Tankschiffe zur Beförderung von Flüssigkeiten, wie Rohöl oder Ölraffinationsprodukte, oder anderen Massengut-Ladungen von einem Beladehafen zu einem Bestimmungs-Entladehafen, welche dann ohne Fracht zu einem Beladehafen zurückkehren müssen, so dass auf der Rückreise Ballast aufgenommen werden muss, damit das Schiff ausreichend weit in das Wasser einsinkt und die Schiffsschraube in einer ausreichenden Tiefe arbeitet derart, dass das Schiff steuerbar und manövrierbar bleibt und Wind und Wellen standhalten kann.

Bisher haben die Tanker Wasserballast in den Ölladetanks verwendet, aus denen das Öl vorher entladen worden war. Das aus den Tanks entleerte Öl hinterliess einen öligen Rückstand an den Innenflächen und Bauteilen der Tanks. Dieser ölige Rückstand vermischte sich mit dem Wasserballast, was zur Folge hatte, dass, wenn der Wasserballast aus den Ladetanks in die See entleert wurde, um die Tanks für eine weitere Beladung mit Frachtöl verfügbar zu machen, der entladene ölige Wasser-

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ballast eine Quelle für die Ölverschmutzung der See wurde. Es werden weltweite Anstrengungen unternommen, um diese Verschmutzung der See auf ein Mindestmaß herabzusetzen und internationale gesetzliche Regelungen wurden für diesen Zweck in Kraft gesetzt oder werden es binnen kurzem.

Nach diesen Vorschriften ist es für Tanker und Massengut-Frachtschiffe nicht mehr zulässig, öliges Ballastwasser in die See zu entladen. Wenn grosse Tankschiffe Ballastseewasser aufnehmen müssen, muss dieser Ballast in getrennten oder gesonderten Ballasttanks mitgeführt werden, in denen kein Öl oder sonstiges Gut befördert worden ist, so dass es, wenn es in die See zurückentladen wird, reiner Ballast ist. Wenn der Ballast in wetterbedingten Notfällen in Frachtladetanks aufgenommen werden muss und die Ballastanforderungen ungewöhnlich gross sind, so dass der Ballast verschmutzt und nicht gereinigt werden kann, muss der Ballast in Tanks im Frachtbeladehafen entleert werden. «Jedenfalls bringt das Beladen eines Schiffes mit Ballast zusätzliche Betriebskosten, da die Ballastabteile eine dauernde Verminderung des Frachtraums bedeuten. Die mit dem Ballast verbundenen Kosten erhöhen sich direkt mit der Menge des vorgesehenen und zu handhabenden Ballasts, woraus sich eine Ertragsminderung ergibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Grosse des Ballastraumes herabzusetzen, die notwendig ist, damit ein Schiff einen normalerweise ausreichenden Ballasttiefgang hat. Es gibt keine genaue Richtschnur zur universellen Feststellung, wie gross der Ballasttiefgang sein soll, da dies von der Grösse des Schiffes und den See- und Wetterbedingungen abhängt. In diesem Zusammenhang wurde durch das Sammeln von tatsächlichen Betriebsdaten von einer grossen Zahl von Schiffen über einen langen Zeitraum empirisch ermittelt, dass ein mittlerer Ballasttiefgang von (0,02 L + 2) Meter, wobei L die Länge des Schiffes in Meter bedeutet, einen im allgemeinen brauchbaren Mittelwert darstellt.

Erfindungsgemäss wird die Menge an Ballastseewasser, welche das Schiff aufnehmen muss, um einen bestimmten erforderlichen Ballasttiefgang zu erhalten, dadurch herabgesetzt, dass

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ein Teil des Mittelkörpers des Schiffes, der im wesentlichen, bei der erforderlichen Ballasttiefgangwasserlinie beginnt und sich unter dieselbe erstreckt, weggeschnitten wird, wodurch der Auftrieb im Rumpf herabgesetzt wird, den das Ballastgewicht überwinden muss, damit das Schiff bis zum Ballasttiefgang einsinkt. Da sich der weggeschnittene Teil nicht bis über die Ballasttiefgangwasserlinie erstreckt, verringert er die Ladekapazität des Schiffes nicht. Da der weggeschnittene Teil etwa an der Ballastwasserlinie beginnt, ermöglicht er es, das Volumen des Rumpfes, das weggeschnitten wird, maximal zu machen, ohne die Ladekapazität des Schiffes zu verringern. Auf diese Weise wird Auftrieb von der Rumpfform weggenommen, so dass weniger Ballast oder Gewicht erforderlich ist, um das Schiff auf den vorgesehenen Ballasttiefgang zu bringen, ohne dass die Nutzlastkapazität des Schiffes herabgesetzt wird. Daher lässt man, beginnend bei einer Wasserlinienhöhe von (0,02 L + 2) Meter oberhalb der Rumpfgrundlinie oder in einer nach irgendeiner anderen Formel bestimmten Wasserlinienhöhe oberhalb der Rumpfgrundlinie, die Seitenwand des Schiffes nach unten und innen schräg abfallen, so dass sie einen geeigneten Winkel mit der Rumpfgrundlinie bildet. Ein Neigungswinkel von 30° zur Grundlinie stellt vom Gesichtspunkt des Schiffsbauers einen brauchbaren Winkel dar, obwohl die Neigung zur Grundlinie zwischen 10° und 70° variieren kann. Auch andere Winkelmaße oder sogar gekrümmte Ausschnitte können verwendet werden. In jedem Falle bedeutet das Beschneiden des Rumpfes, ausgehend von dem, was allgemein als mittlerer Ballasttiefgang bezeichnet wird, dass der maximale Auftrieb von der Rumpfform weggenommen wird, so dass weniger Ballast oder Gewicht erforderlich ist, um das Schiff auf den Ballasttiefgang zu bringen, ohne das Ladegut-Aufnahmevermögen des Schiffes zu verringern. Zusätzlich zu diesem Beschneiden des Rumpfauftriebs kann auch ein Ballastmaterial von höherer Dichte als Seewasser, wie Zement oder Beton, in den Tanker bzw. das Massengut-Frachtschiff fest eingebaut werden. Die Verwendung eines festen oder flüssigen Ballasts, der dichter als Wasser ist, ermöglicht eine Verminderung des erforderlichen Volumens für den

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Ballast um einen Faktor, der durch das Verhältnis der Dichte des Wassers zur Dichte des schwereren Ballasts bestimmt wird. Das Hinzufügen des fest eingebauten Gewichts bedeutet, dass mehr inneres Tankfassungsvermögen für das Frachtgut vorgesehen werden kann und trotzdem der erforderliche Ballasttiefgang erzielt wird. Die Verwendung eines fest eingebauten Ballasts hat Jedoch den Nachteil, dass Antriebskraft zur Beförderung des festen Ballasts verbraucht wird, wenn das Schiff Nutzlast mit sich führt. Dies ist bei nach Wunsch endladbarem Wasserballast nicht der Fall.

Durch den erfindungsgemäss beschnittenen Rumpf lässt sich zunächst vor allem der Vorteil erzielen, dass das Schiff weniger Ballastwasser benötigt, was eine·entsprechende Minderung des Kosten- und Zeitaufwandes für das Ballastwasser mit sich bringt.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Fassungsvermögen der Ballasttanks verringert ist und infolgedessen die Grosse des Schiffes ebenfalls geringer ist, woraus sich Einsparungen an Baukosten ergeben.

Ein weiterer Vorteil betrifft die Beschichtung der Innenflächen der Ballasttanks mit einem Schutzüberzug, damit das Salzwasser den Stahl nicht angreift. Eine Herabsetzung der Ballasttankkapazität gemäss der Erfindung bedeutet daher auch eine Einsparung an Beschichtungskosten.

Desgleichen ergibt sich ein Vorteil, wenn Tanker mit einem Doppelboden gebaut werden, um das Ausfliessen von Öl in die See zu verhindern, wenn der Tanker auf Grund gerät und dadurch die Bodenbeplattung aufgerissen wird. Durch die Erfindung wird daher infolge der starken Verkleinerung des Rumpfbodens der Aufwand für die erforderliche Doppelbodenbeplattung bedeutend verringert, was wesentliche Einsparungen bei den Baukosten ermöglicht.

Ein weiterer potentieller Vorteil ist darin zu sehen, dass infolge der Beschneidung der untere Rumpf weniger unter die Wasserlinie hinabragt, wodurch das Schiff weniger anfällig für die Möglichkeit wird, auf ein Unterwasserobjekt aufzutreffen, das den Rumpf beschädigen und die Tanks zur See hin öffnen könnte.

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Darüber hinaus ist ein weiterer Vorteil der Erfindung der folgende: Da die Verdrängung des erfindungsgemäss beschnit- · tenen Rumpfes beim Ballasttiefgang wesentlich geringer ist als beim herkömmlichen Rumpf mit den gleichen Hauptabmessungen und etwa der gleichen Nutzlastkapazität beim Betrieb mit dem gleichen Ballasttiefgang, ermöglicht der beschnittene Rumpf eine wesentliche Erhöhung der Geschwindigkeit bei gleicher Antriebsleistung, oder wenn die Geschwindigkeiten der beiden Rumpfbauarten die gleichen sind, erfordert der beschnittene Rumpf weniger Antriebskraft mit entsprechend geringeren Brennstoffkosten.

Die Wirkungen der verschiedenen einzelnen Vorteile des beschnittenen Rumpfes addieren sich zusammen, was im Ergebnis dazu führt, dass wesentliche Einsparungen an Beförderungskosten für jedes Frachtgut gegenüber einem Schiff erzielt werden, bei dem gesonderte, sich gegenseitig ausschliessende und nicht auswechselbare Ballast- und Nutzlastabteile vorgesehen werden müssen. Die Erfindung ist insbesondere auf Schiffe gerichtet, die flüssigen Ballast, wie Seewasser, und eine flüssige Nutzlast, wie Öl, aufnehmen.

In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, dass auch andere Schnittformen als die dargestellte den Gedanken der Erfindung verkörpern können und ihre Vorteile vermitteln.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen Bezug genommen.

Fig. 1 und 2 zeigen eine Seitenansicht bzw. eine Draufsicht eines Tankerrumpfs 10 mit einer Schiffsschraube 12 und einem Ruder 14. Das Innere des Rumpfs ist durch eine Anzahl Schotten, wie die Längstrennwände bzw. -schotten 16 und 18 und die Quertrennwände bzw. -schotten 20 und 22, in Abteile unterteilt. Die Schotten begrenzen die einzelnen gesonderten Abteile, von denen die für Seewasserballast verwendeten nur in Fig. 2 gekennzeichnet sind. Die Abteile für das Treiböl zum Antrieb des Schiffes sind in Fig. 2 ebenfalls gekennzeichnet. Die übrigen Abteile, wie z.B. die Abteile 24, 26 und 28, werden nur für Nutzlast-Ölfrächt verwendet.

Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht eines weiteren Rumpfs 30

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mit Schnittansichten A, B, C, D und E an verschiedenen Stellen der Länge des Rumpfs, wobei Fig. 3A, 3B, 3C, 3D und 3E die sich fortschreitend ändernde Querschnittsform des Rumpfs an jeder dieser Stellen zeigen.

Fig. 3A zeigt, dass der Rumpf in seinem vorderen Schnitt verhältnismässig schmal ist und die Seitenwände 66 und 68 über im wesentlichen ihre volle Tiefe gekrümmt sind, damit der Rumpf das Wasser mit vermindertem Widerstand teilen kann. Fig. 3B zeigt, dass der Rumpf näher dem Mittelkörper des Schiffes breiter wird, Jedoch die Seitenwände gekrümmt bleiben, um einen Stromlinieneffekt beizubehalten.

Fig. 3C zeigt den Querschnitt des Rumpfs längs seines Mittelkörpers. Der Mittelkörper erstreckt·sich längs des Längsmittelschnitts des Rumpfs über etwa 5 bis 80 %, gewöhnlich über etwa 15 bis 60 %, der Rumpflänge. Der Mittelkörper braucht in bezug auf die genaue Mittellänge des Rumpfs nicht symmetrisch zu sein. Der Mittelkörper des Rumpfs ist der breiteste Teil desselben, er stellt den grössten Teil der Verdrängung des Rumpfs dar und weist vertikale oder nahezu vertikale Seitenwände 32 und 34 auf, die sich vom Deck 36 nach unten zur mittleren Mindest-Ballasttiefgangwasserlinie 38 erstrecken, damit der Rumpfmittelkörper das grösstmögliche Nutzlastvolumen aufnehmen kann. Der Querschnitt der in Fig. 3C gezeigten Rumpfform bleibt über im wesentlichen den ganzen durch die waagerechten Pfeile unter Fig« 3C angegebenen Mittelkörper der Rumpflänge hinweg konstant.

Fig. 3D und 3E zeigen fortschreitende Veränderungen in der Rumpfquerschnittsform vom Mittelabschnitt des Rumpfs nach rückwärts. Fig. 3D und 3E zeigen, dass der Rumpf fortschreitend von dem konstanten Querschnitt der Seitenwandgestaltung abweicht und fortschreitend schmäler wird, wobei die Seitenwände eine fortschreitend stärker gekrümmte Form annehmen. Diese Veränderung in der Rumpfform ermöglicht es, dass der Rumpf das verdrängte Seewasser zur Schiffsschraube 40 hin strömen lässt, wodurch eine wirksame Arbeitsweise der Schiffsschraube gewährleistet wird.

Der Mittelkörper des Rumpfs stellt den längsten Teil in

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der Längsrichtung des Rumpfs dar, längs dessen die Querschnittsform des Rumpfs konstant bleibt. Fig. 4 zeigt den in Fig. 3C dargestellten Mittelkörperquerschnitt des Rumpfs 30 mit näheren Einzelheiten. Wie Fig₀ 4 zeigt, verlaufen die vertikalen oder nahezu vertikalen Seitenwände 32 und 34 (die im wesentlichen zueinander parallel sind) vom Deck 36 nach unten bis zur Ballastwasserlinie 38. Die Bodenbeplattung des Rumpfs ist mit 42 bezeichnet, und die zwischen dem Deck 36 und der Bodenbeplattung 42 angeordneten Schotten 44 und 46 begrenzen gesonderte Ballast- und Frachtabteile. Die Linie 70, die die Verlängerung der Linie der Bodenbeplattung 42 darstellt, ist die Rumpfgrundlinie, von der aus der Tiefgang und der Neigungswinkel der Beschneidung gemessen wird.

Wie Fig. 4 zeigt, verlaufen die Seitenwände 32 und 34 vertikal oder nahezu vertikal vom Deck 36 zur Ballastwasserlinie 38, die sich in einem Abstand 48 von der Bodenbeplattung befindet. Der Abstand 48 stellt den mittleren Mindestballasttiefgang des Schiffes dar, der durch eine Formel, wie die oben genannte, bestimmt wird. Die schrägen Linien 50 und 52 zeigen die erfindungsgemässe Rumpfbeschneidung und reichen von der Ballastwasserlinie 38 bis zur Bodenbeplattung 42. Die gestrichelten Linien 54 und 56 zeigen die bisher übliche Mittelkörper-Rumpfgestaltung, so dass die Summe aus den weggeschnittenen Volumina 58 und 60 die verminderte Verdrängung und damit die Einsparung im Ballastvolumen des Schiffes darstellt, um eine Mindestballasttiefe 48 zu erzielen, ohne das Nutzlastvolumen des Schiffes zu vermindern. Der Neigungswinkel, den die weggenommenen Abschnitte mit der Bodenplatte bilden, ist mit ot bezeichnet.

Fig. 4 zeigt, dass das· voll belastete Schiff über den grössten Teil der Tiefe der Seitenwände bis zu einer Lastwasserlinie 62 eintaucht, die einem Lasttiefgang 64 entspricht. Der Lasttiefgang 64 ist wesentlich grosser als der mittlere Mindestballasttiefgang 48, da er den Tiefgang des Schiffes darstellt, wenn alle oder die meisten Frachtabteile voll sind; allerdings sind die Ballastabteile, wenn das Schiff volle Nutzlast mitführt, im allgemeinen leer, um Antriebsleistung einzusparen.

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Wie Fig. 4 zeigt, ist das vom Rumpf oberhalb der Ballastwasserlinie eingeschlossene Volumen erheblich grosser als das vom Rumpf unterhalb der Ballastwasserlinie eingeschlossene Volumen.

Wenn sich die Beschneidungslinien 50 und 52 bis zu einer Stelle 66 an der Seitenwand zwischen der Lastwasserlinie und der Ballastwasserlinie erstrecken würde, würde die Beschneidung die Nutzlastkapazität des Schiffes nachteilig herabsetzen, jedoch das erforderliche Ballastvolumen vermindern. Wenn andererseits die Beschneidungslinien 50 und 52 nur bis zu einer Stelle 68 unter der Mindestballastwasserlinie reichen würden, würden die möglichen Einsparungen an Ballastvolumen gemäss der Erfindung dadurch verringert werden. Daher wird durch die Verlegung der Beschneidungslinien 50 und 52 unmittelbar bis zur Ballastwasserlinie 38 die grösste Verminderung an Ballastvolumen ohne Verminderung der Nutzlastkapazität des Schiffes erzielt.

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Claims (5)

1. Gulf Oil Corporation

   Patentansprüche

   Tankschiff mit einem Rumpf und einer mittleren Mindest-[lasttiefgangslinie am Rumpf, wobei das vom Rumpf oberhalb der mittleren Mindestballasttiefgangslinie eingeschlossene Volumen erheblich grosser ist als das vom Rumpf unterhalb der mittleren Mindestballasttiefgangslinie eingeschlossene Volumen, gekennzeichnet durch eine Änderung in der Breite des Rumpfs (10) längs des Mittelkörpers des Rumpfs derart, dass die Breite des Mittelkörpers des Rumpfs oberhalb der mittleren Mindestballasttiefgangslinie (38) im wesentlichen gleichmassig ist und von der mittleren Ballasttiefgangslinie (38) zum Boden (42) des Rumpfs fortschreitend abnimmt, wobei das Innere des Rumpfs so unterteilt ist, dass eine Anzahl gesonderter Abteile (24, 26, 28) gebildet wird, von denen einige für Fracht und andere für Wasserballast bestimmt sind, und das vom Rumpf unterhalb der mittleren Ballasttiefgangslinie (38) eingeschlossene Volumen im wesentlichen gleich der Summe des durch das Gewicht des Schiffes verdrängten Wasservolumens und des Volumens des Wassers in den Wasserballastabteilen ist.
2. 2. Tankschiff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Mittelkörper längs des Längsmittelteils des Rumpfs über etwa 5 bis 80 % der Rumpflänge erstreckt.
3. 3. Tankschiff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelkörper der breiteste Teil des Rumpfs ist.
4. 4. Tankschiff nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelkörper der einzige Bereich des Rumpfs ist, des-

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   sen Breite oberhalb der mittleren Mindestballasttiefgangslinie im wesentlichen gleichmässig ist.
5. 5. Tankschiff nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet_r dass es festen Ballast enthält.

   6ο Tankschiff nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erwähnte Mittelkörper den grossten Teil der Verdrängung des Rumpfs darstellt.

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