DE69210575T2

DE69210575T2 - Verringerung des wellenwiderstandes waehrend des schiffsvortriebes

Info

Publication number: DE69210575T2
Application number: DE69210575T
Authority: DE
Inventors: Emmanuel Petromanolakis
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-06-10
Filing date: 1992-05-27
Publication date: 1996-11-28
Anticipated expiration: 2012-05-28
Also published as: CN1030757C; WO1992022456A1; DK0549741T3; FI109778B; RU2131374C1; DE69210575D1; JPH06500517A; GR1000797B; ES2089531T3; KR100255425B1; CN1067624A; EP0549741A1; FI930558A0; FI930558A; BG60355B2; BR9205299A; PL297836A1; NO930339D0; NO930339L; EP0549741B1

Description

TECHNISCHER BEREICH

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Hydrodynamik und befaßt sich mit der Installierung einer externen, Absorber genannten Ableitung, die vor dem Bug eines Schiffes angeordnet ist und sich vom Bug aus auch nach hinten erstreckt, entweder in Form eines einzigen Ableiters oder, falls erforderlich, in zwei Abschnitte aufgeteilt.

DER STAND DER TECHNIK

Der Stand der Technik befaßt sich mit dem Vortriebsproblem eines Schiffes, um Energieverluste durch wellenbildung teilweise dadurch zu verringern, daß am vorderen Ende ein wulstförmiger Bug oder innerhalb des Schiffs ein Ableiter oder ein System von Ableitern angeordnet werden, der bzw. das vom Bug ausgeht und an den Seiten oder am Heck eines Schiffes endet. Dies bedingt jedoch eine beträchtliche Zunahme der Reibungsverluste aufgrund der großen Länge der Ableitung und der zunehmenden Verdrängung aufgrund des Ableitungsvolumens für den Fall, daß die Ableiter über die ganze Länge des Schiffs verlaufen. Als Folge nimmt die Vortriebsleistung pro Kubikmeter Verdrängung oder transportierten Volumens (W/m³) zu, d.h. es ergibt sich eine geringere transportierte Kapazität für die gleiche Leistung, was einem erhöhten Kraftstofföl- und Schmiermittelverbrauch für die gleiche transportierte Ladungskapazität entspricht.
Der wulstförmige Bug verringert zwar auch den Wellenwiderstand, jedoch ist die dadurch erreichte Reduzierung vergleichsweise geringer als die Reduzierung, die durch die vorgeschlagene Wellenbildungsenergieabsorberanordnung erreicht wird.
Folglich ist verglichen mit der vorgeschlagenen Erfindung in der Praxis der Stand der Technik nicht so wirtschaftlich. Bei dieser Erfindung bleibt die Schiffsverdrängung unverändert, da das Schiff einen besseren Formwirkungsgrad aufgrund der Verringerung des Vortriebswiderstands durch Installieren eines Wellenbildungsenergieabsorbers hat. Da der erreichte Wirkungsgrad viel größer ist als der in der oben beschriebenen Weise beim Stand der Technik erreichte, bringt die vorliegende Erfindung eine wesentliche Verringerung des Wellenwiderstandes.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Erfindung wird für die Fachwelt mit Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen verdeutlicht, in denen Darstellungsansichten der Erfindung gezeigt sind.
Fig. 1 zeigt gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung eine Seitenansicht des Schiffs, an dessen Bug der vorgeschlagene Ableiter-Wellenbildungsenergieabsorber angeordnet ist.
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht oder einen Schnitt A-A von Fig. 1.
Fig. 3 zeigt eine Stirnansicht oder einen Schnitt B-B von Fig. 1.
Fig. 4 zeigt gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung eine Seitenansicht des Schiffs, an dessen Bug der vorgeschlagene Ableiter-Wellenbildungsenergieabsorber angeordnet ist, der am Bug in ein Paar von Schenkeln aufgeteilt ist, die sich auf jeder Seite des Schiffs erstrecken.
Fig. 5 zeigt eine Draufsicht oder einen Schnitt C-C von Fig. 4.
Fig. 6 zeigt eine Stirnansicht oder einen Schnitt D-D von Fig. 4.
Die in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten verschiedenen Punkte sind nachstehend in einer Reihenfolge aufgelistet, die den Bezugszeichen in den beiliegenden Zeichnungen entsprechen.
1 Schiff oder Rumpf
2 Externer Ableiter-Wellenbildungsenergieabsorber, der vor dem Bug angeordnet ist
3 Trag- und Verstärkungselemente
4 Schenkel des Ableiters 2, die sich auf jeder Seite des Bugs erstrecken

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen wird nun die Erfindung erläuternd beschrieben. Gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ist ein externer Ableiter vorne am Bug eines Schiffes angebracht, der sich unter oder unter und über der Wasserlinie des Schiffes erstreckt.
Dieser Ableiter-Wellenbildungsenergieabsorber hat eine bestimmte Länge, um das Ziel der Erfindung zu erreichen, nämlich die Wellenbildungsenergieverluste auszuschalten oder zu reduzieren. Wenn das Seewasser durch wenigstens eine oder mehrere Einlaßöffnungen eintritt und durch wenigstens eine oder mehrere Auslaßöffnungen abgeführt wird, wird die Wellenbildung des Schiffes verringert.
Die Art und Weise, in der die Erfindung ausgeführt wird, ist in den Figuren 1 bis 3 dargestellt, in denen eine Seitenansicht, ein Schnitt A-A und ein Schnitt B-B gezeigt sind. Die Seitenansicht zeigt auch die Höhe dieses externen Ableiter- Wellenbildungsenergieabsorbers 2 und den Abstand des Ableiters von der Außenseite des Schiffes 1.
Dieser Ableiter-Wellenbildungsenergieabsorber erstreckt sich entsprechend einer alternativen Ausführungsform der Erfindung achtern vom Bug und ist in wenigstens zwei Schenkel geteilt, von denen jeder eine Auslaßöffnung hat.
Entsprechend einer weiteren alternativen Ausführung der Erfindung ist es möglich, den sich vor dem Schenkel erstreckenden Ableiter wegzulassen, so daß das Seewasser direkt in wenigstens einen der Schenkel eintritt, die sich auf jeder Seite des Schiffs erstrecken, und durch wenigstens eine Auslaßöffnung abgeführt wird.
Dadurch wird der Energieverlust aufgrund der Wellenbildung während des Vortriebs des Schiffs im Seewasser absorbiert und dadurch reduziert. Als Folge ist weniger Leistung für die gleiche Verdrängung des Schiffes erforderlich und der Transport einer Frachtvolumeneinheit wird dadurch billiger.
Die Ableiterabstützelemente 3 stützen den externen Ableiter 2 an dem Rumpf 1 ab. Der Ableiter selbst und/oder die Schenkel 4, die sich auf jeder Seite erstrecken, haben eine hydrodynamische Form, um für diese Anordnung den bestmöglichen Wirkungsgrad zu erreichen.
Auf diese Weise erhält man eine Reduzierung der Wellenbildung, die, wie oben erwähnt, absorbiert wird und einen wirtschaftlicheren Transport ergibt. Aufgrund der Wellenbildungsverminderung ergibt sich eine Reduzierung des Gesamtwiderstands während des Vortriebs des Schiffes, die zu der der Verminderung entsprechendenvortriebsleistung äquivalent ist, was schließlich eine gute Reduzierung von Öl und Schmiermittel für die gleiche Verdrängung und Geschwindigkeit ergibt.
Die Größe und die hydrodynamische Form (falls erforderlich) des Ableiters sowie die hydrodynamische Form der Stützelemente und die Entfernung von der Mittellinie dieses externen Ableiter-Wellenbildungsabsorbers hängt von der Größe, der Konstruktion oder der Reisegeschwindigkeit und der Verdrängung des Schiffes ab.
Es ist deshalb zu vermerken, daß entweder der einzelne Ableiter 2 oder der in zwei Schenkel 4 unterteilte Ableiter 2 oder auch nur die beiden Schenkel 4 von der Einlaßöffnung bis zur Auslaßöffnung oder den -öffnungen jede gewünschte lineare oder gekrümmte Form und entweder einen umfangsseitig kompakten Aufbau haben oder Teilöffnungen einschließen können, beispielsweise in ihren vertikal ausgebildeten oberen und/oder unteren Seiten. Es können auch Öffnungen und/oder Schlitze und/oder Nuten in einer gewünschten Anzahl, Form und Anordnung an dem Strömungsbereich zwischen der Einlaßöffnung oder den Einlaßöffnungen bis zu der Auslaßöffnung oder den Auslaßöffnungen vorgesehen werden, wodurch ein Druckgleichgewicht erreicht wird.
Es muß ebenfalls vermerkt werden, daß entsprechend einer dargestellten Ausführung der Erfindung ein Abschnitt eines jeden Wellenbildungsenergieabsorbers 2, der vor dem Bug angeordnet ist, und/oder der oben erwähnten sich vom Bug nach achtern erstreckenden Schenkel 4 in den Schiffsrumpf eingeschlossen sein kann, wodurch die Geometrie des Bugs in geeigneter Weise modifiziert wird, während es auch möglich ist, daß der Ableiter oder die Schenkel an dem Schiffsrumpf in Kombination mit der existierenden Technologie des Bugwulstes angebracht werden.
Alle vorstehend erläuterten Tatsachen gelten natürlich sowohl bei Schiffen mit vertikalem Bug als auch bei Schiffen mit einem mit irgendeiner gewünschten Neigung geneigten Bug. Selbstverständlich gilt die vorgeschlagene Anordnung, die das vorteilhafte Anbringen des Wellenbildungsenergieabsorbers betrifft, in gleicher Weise für Schiffe, die entweder voll oder teilweise beladen sind und unabhängig vom Ballastzustand.
Die Erfindung kann bei jeder geeigneten Formkonstruktion oder Größe ausgebildet werden.
Die Figuren (Zeichnungen), die der vorliegenden Beschreibung beigefügt sind, bilden keine Beschränkung der Erfindung, sondern erläutern sie nur.
Der Aufbau der Erfindung wird durch Profileisen und Stahlplatten oder andere gewünschte, geeignet geformte Materialien verwirklicht.
Ihre Abmessungen hängen proportional von den gewünschten Abmessungen der gewünschten Konstruktion oder der gewünschten Reisegeschwindigkeit des Schiffes ab.
Der Ausdruck "Ableiter" bedeutet nicht nur einen Ableiter mit einem kreisförmigen Querschnitt sondern auch Ableiter mit jedem Querschnitt und Längsschnitt, wobei der Schnitt entweder konstant oder konvergent oder divergent oder eine Kombination von zwei oder mehr Schnitten sein kann.
Die vorgeschlagenen Erfindungen bewirken eine Absorbierung der Energieverluste aufgrund der Wellenbildung.
Der Ausdruck "Abstutzungen" bedeutet aus Stahl gebaute oder andere Materialteile, die als Abstützungen für den externen oder teilweise in den Rumpf eingeschlossenen Ableiter am Bug verwendet werden, wobei die Stützen hydrodynamisch geformt sind oder nicht.

Claims

1. Schiff mit einem Wellenbildungsenergieabsorber (2) während des Schiffsvortriebs, der am Bug (1) angeordnet ist und einen extern am Schiff (2, 4) vorgesehenen Ableiter aufweist, wenigstens eine Einlaßöffnung vor dem Bug und wenigstens eine Auslaßöffnung aufweist, wobei für den Strom des Seewassers zwischen der Einlaß- und der Auslaßöffnung ein Kanal gebildet wird und wobei sich der Ableiter unter dem oder über dem oder unter und über dem Wasserlinienniveau erstreckt, so daß das durch wenigstens eine Einlaßöffnung eintretende und durch wenigstens eine Auslaßöffnung austretende Seewasser eine Reduzierung der Wellenbildungsverluste bewirkt.

2. Schiff mit einem Wellenbildungsenergieabsorber während des Schiffsvortriebs nach Anspruch 1, wobei sich der Ableiter (2, 4) achterwärts von der Buglinie erstreckt und in wenigstens zwei Schenkel (4) unterteilt ist, und jeder Seitenschenkel wenigstens eine Einlaß- und wenigstens eine Auslaßöffnung für den Seewasserstrom hat.

3. Schiff mit einem Wellenbildungsenergieabsorber während des Schiffsvortriebs nach einem der Ansprüche 1, 2, wobei der Ableiter und/oder die wenigstens zwei Schenkel (4) achtern von der Buglinie einen konstanten oder divergenten oder konvergenten Querschnitt oder eine Kombination von zwei oder mehr Querschnitten in Teilen aufweist/aufweisen.

4. Schiff mit einem Wellenbildungsenergieabsorber während des Schiffsvortriebs nach einem der Ansprüche 2, 3 mit wenigstens zwei sich in Längsrichtung erstreckenden Schenkeln (4) achtern von der Buglinie, von denen jeder wenigstens eine Auslaßöffnung für den Seewasserstrom aufweist, wobei der Seewasserstrom direkt in die wenigstens zwei Schenkel (4), die sich auf jeder Seite des Bugs erstrecken, eingeführt wird.

5. Schiff mit einem Wellenbildungsenergieabsorber während des Schiffsvortriebs nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem sich die Gesamtlänge oder eine Teillänge des Ableiters, der sich von der wenigstens einen Einlaßöffnung zu der wenigstens einen Auslaßöffnung erstreckt, und/oder der wenigstens zwei Schenkel (4), die sich direkt achtern von der Buglinie erstrecken, in der Längsrichtung längs eines Teils ihres Umfangs oder längs ihres gesamten Umfangs eine hydrodynamische Form haben.

6. Schiff mit einem Wellenbildungsenergieabsorber während des Schiffsvortriebs nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem der für den Strom des Seewassers zwischen der wenigstens einen Einlaßöffnung und der wenigstens einen Auslaßöffnung gebildete Kanal Öffnungen und/oder Schlitze und/oder Führungsrippen in der gewünschten Anzahl, Form und Anordnung aufweist, wobei die Öffnungen und/oder Schlitze und/oder Führungsrippen einen Druckausgleich bewirken.

7. Schiff mit einem Wellenbildungsenergieabsorber während des Schiffsvortriebs nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welchem ein Abschnitt des vor dem Bug angebrachten Ableiters und/oder der sich achtern vom Bug erstreckenden Schenkel in das Schiff eingeschlossen ist, wodurch die Buggeometrie geeignet geformt wird.

8. Schiff mit einem Wellenbildungsenergieabsorber während des Schiffsvortriebs nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welchem der Absorber an einem Schiff in Kombination mit der vorhandenen Technologie des Wulstbugs angeordnet ist.

9. Schiff mit einem Wellenbildungsenergieabsorber während des Schiffsvortriebs nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welchem der Kanal für den Seewasserstrom zwischen der wenigstens einen Einlaßöffnung bis zu der wenigstens einen Auslaßöffnung des entweder einzigen Ableiters oder des Ableiters mit Schenkeln (4), die sich auf jeder Seite erstrecken, jede lineare oder gekrümmte Form hat und über seiner Länge eine Umfangskompaktstruktur aufweist.

10. Schiff mit einem Wellenbildungsenergieabsorber während des Schiffsvortriebs nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welchem der Kanal für den Seewasserstrom zwischen der wenigstens einen Einlaßöffnung bis zu der wenigstens einen Auslaßöffnung des entweder einzigen Ableiters oder des Ableiters mit den sich auf jeder Seite von ihm erstreckenden Schenkeln (4) eine lineare oder gekrümmte Form hat und auf jeder seiner vertikal ausgebildeten oberen und/oder unteren Seiten vollständig oder teilweise offen ist.

11. Schiff mit einem Wellenbildungsenergieabsorber während des Schiffsvortriebs nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei welchem die Schiffsbuglinie, auf der der Wellenbildungsenergieabsorber angebracht ist, parallel zur Vertikalen sein oder jede gewünschte Neigung zu der Vertikalen haben kann, wobei vorausgesetzt wird, daß sich das Schiff in ruhiger See befindet.

12. Schiff mit einem Wellenbildungsenergieabsorber während des Schiffsvortriebs nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei welchem der Ableiter erforderlichenfalls an dem Schiff mit Hilfe von Stützelementen (3) angebracht ist, die in Wasserstromrichtung eine hydrodynamische Form haben oder nicht.