NL1001805C2 - Sleepboot met azimutale voortstuwingseenheden. - Google Patents

Description

Titel: Sleepboot met azimutale voortstuwingseenheden

De uitvinding heeft betrekking op een sleepboot met azimutale voortstuwingseenheden.

In het kader van de onderhavige uitvinding wordt met de uitdrukking "azimutale voortstuwingseenheid" bedoeld een 5 voortstuwingseenheid waarvan de voortstuwingsrichting in horizontale richting 360° kan worden gevarieerd. Dergelijke azimutale voortstuwingseenheden zijn op zich reeds bekend, bijvoorbeeld in de vorm van een straalbuis met een daarin aangebrachte schroef.

10 Aan een sleepboot worden bepaalde eisen gesteld met betrekking tot stuwkracht en manoeuvreerbaarheid. Zo is het bijvoorbeeld gewenst dat een sleepboot niet alleen in voorwaartse richting trekvermogen kan leveren, maar ook in achterwaartse richting, en zelfs in zijwaartse richting, 15 hoewel het in zijwaartse richting leverbare trekvermogen minder zal zijn dan het in lengterichting leverbare trekvermogen.

Het is reeds bekend om een sleepboot uit te rusten met azimutale voortstuwingseenheden vanwege de daardoor geboden 20 manoeuvreerbaarheid. Dergelijke sleepboten, die ook bekend zijn onder de naam "tractor-tug", hebben twee azimutale voortstuwingseenheden die in dwarsrichting naast elkaar zijn opgesteld op, in de lengterichting van de sleepboot beschouwd, een centrale positie. Hiermee zijn echter enkele nadelen 25 verbonden. Zo is het bijvoorbeeld niet goed mogelijk om de sleepboot te blijven gebruiken indien één van de voortstuwingseenheden is beschadigd.

De uitvinding beoogt in zijn algemeenheid een sleepboot te verschaffen die met betrekking tot de genoemde aspecten 30 betere prestaties levert dan tot nu toe bekende sleepboten.

In het bijzonder beoogt de uitvinding een sleepboot te verschaffen die minder kwetsbaar is, althans bij uitvallen van één van de voortstuwingseenheden nog goed bruikbaar is. Voorts 1001805 2 beoogt de uitvinding een sleepboot te verschaffen die economisch kan varen, in het bijzonder door gebruik te maken van niet alle aanwezige voortstuwingseenheden.

Voorts beoogt de uitvinding een sleepboot te verschaffen 5 die meer vermogen kan leveren dan tot nu toe bekende "tractor"-sleepboten, zonder dat de diepgang is vergroot. Bij bekende "tractor”-sleepboten kan men een verhoging van het leverbare vermogen bereiken door twee sterkere voortstuwingseenheden te gebruiken, maar een conseguentie daarvan is, dat 10 tevens de afmetingen van de voortstuwingseenheden worden vergroot waardoor de diepgang van het schip op nadelige wijze wordt beïnvloed.

Een ander probleem betreft de brandblusinstallaties aan boord van een sleepboot, bedoeld voor het blussen van een 15 brand op de wal of aan boord van andere schepen. Om te voldoen aan bepaalde voorschriften (Fifi 1), beschikt een sleepboot over twee bluspompen, die worden aangedreven door de voort-stuwingsmotoren. Tijdens gebruik van de bluspompen draaien die motoren op vol vermogen. Zonder tegenmaatregelen zouden de 20 voortstuwingseenheden dus op vol vermogen stuwkracht leveren, hetgeen uiteraard ongewenst is. Anderzijds is het bij conventionele sleepboten niet mogelijk om de voortstuwingseenheden volledig uit te schakelen door ze te ontkoppelen van de bijbehorende motoren, omdat de voortstuwingseenheden een 25 tegenkracht moeten leveren aan de door het bluswater op de boot uitgeoefende kracht teneinde de boot op zijn plaats te kunnen houden en/of in een gewenste richting te kunnen verplaatsen. Daarbij zal de gewenste kracht van iedere voortstuwingseenheid traploos instelbaar moeten zijn over een 30 groot bereik, terwijl steeds de bijbehorende motor op vol vermogen draait, waartoe tussen elke voortstuwingseenheid en de bijbehorende motor een slipkoppeling moet zijn opgenomen. Wegens de genoemde vermogens-eisen zijn dergelijke koppelingen vrij duur.

35 Een verder doel van de onderhavige uitvinding is ook dit probleem te verlichten.

1001805 3

Teneinde de bovengenoemde doelstellingen te vervullen, heeft een sleepboot volgens de onderhavige uitvinding drie azimutale voortstuwingseenheden waarvan de centra, van bovenaf gezien, zijn gelegen op de hoekpunten van een gelijkbenige 5 driehoek.

Hierdoor is het mogelijk om een groter voortstuwings-vermogen te leveren, dat op een betere manier over de sleepboot wordt verdeeld, in vergelijking met bekende "tractor"-sleepboten kan dat grotere voortstuwingsvermogen 10 worden bereikt bij gebruikmaking van kleinere voortstuwingseenheden, waardoor de sleepboot volgens de onderhavige uitvinding een verminderde diepgang kan hebben. De aanschafkosten van drie azimutale voortstuwingseenheden volgens de onderhavige uitvinding zijn in de praktijk ongeveer even hoog 15 als die van twee azimutale voortstuwingseenheden met hetzelfde totale vermogen.

Indien het gewenst is dat de boot is voorzien van een brandblusinstallatie met twee bluspompen, die worden aangedreven door twee van de drie aandrijfmotoren, kan volgens de 20 onderhavige uitvinding worden volstaan met één slipkoppeling op te nemen tussen één van die bluspompen en de bijbehorende motor. Tijdens gebruik van de blusinstallatie kan de voortstuwingseenheid van de tweede motor volledig worden uitgeschakeld, en is het schip volledig bestuurbaar door 25 gebruik te maken van de voortstuwingseenheid van de eerste motor (met slipkoppeling) en van de voortstuwingseenheid van de derde motor, welke derde motor niet is aangesloten op een bluspomp en dus (zonder slipkoppeling) vrij te gebruiken is.

In een eenvoudiger variant, waarbij de boot is voorzien 30 van een brandblusinstallatie met één bluspomp, die wordt aangedreven door één van de drie aandrijfmotoren, bij voorkeur de derde, is zelfs in het geheel geen slipkoppeling nodig: tijdens gebruik van de blusinstallatie kan de voortstuwingseenheid van die ene motor volledig worden uitgeschakeld, en is 35 het schip volledig bestuurbaar door gebruik te maken van de twee overige voortstuwingseenheden.

1001805 4

Deze en andere aspecten, kenmerken en voordelen van de onderhavige uitvinding zullen verduidelijkt worden door de hiernavolgende beschrijving van een voorkeursuitvoeringsvorm van een sleepboot volgens de uitvinding, onder verwijzing naar 5 de tekening, waarin: figuur 1 een schematisch bovenaanzicht van een sleepboot volgens de onderhavige uitvinding is, om de posities van de drie voortstuwingseenheden te illustreren; figuur 2 een schematische langsdoorsnede is volgens de lijn 10 II-II in figuur 1; figuur 3 een schematische dwarsdoorsnede is volgens de lijn III-III in figuur 1.

Figuur 1 toont schematisch de contour van een sleepboot 1, gezien van boven. In het hiernavolgende wordt aangenomen, 15 dat de sleepboot 1 onbelast drijft in water, en worden de uitdrukkingen horizontaal en verticaal bedoeld ten opzichte van het wateroppervlak.

In de dwarsrichting bezien is de sleepboot 1 in hoofdzaak symmetrisch ten opzichte van een verticaal hoofdsymmetrievlak 20 2, dat zich uitstrekt in de lengterichting van de sleepboot 1.

De sleepboot 1 heeft een voorste extreem punt 3 dat zich bevindt in het hoofdsymmetrievlak 2, en een achterste extreem punt 4 dat zich eveneens bevindt in het hoofdsymmetrievlak 2. De horizontale afstand tussen de voorste en achterste extreme 25 punten 3 en 4 wordt aangeduid als de lengte L van de sleepboot 1. In het hiernavolgende zullen horizontale lengte-posities worden aangeduid als gemeten ten opzichte van het achterste extreem punt 4.

Met het verwijzingscijfer 5 is in de figuren een 30 verticaal vlak aangeduid dat loodrecht staat op het hoofdsymmetrievlak 2, en dat hoofdsymmetrievlak 2 snijdt volgens een verticale lijn M precies halverwege de voorste en achterste extreme punten 3 en 4. Die verticale lijn M zal worden aangeduid als het midden M van de sleepboot 1, en het 35 verticale vlak 5 zal worden aangeduid als het dwarsmiddenvlak van de sleepboot 1. In het hiernavolgende zullen horizontale 1001805 5 breedte-posities worden aangeduid als gemeten ten opzichte van het hoofdsyminetrievlak 2.

Het achter het dwarsmiddenvlak 5 gelegen lichaamsgedeelte van de sleepboot 1 zal worden aangeduid als de achtersteven 6, 5 en het voor het dwarsmiddenvlak 5 gelegen lichaamsgedeelte van de sleepboot 1 zal worden aangeduid als de voorsteven 7. Met een cirkel 8 is de horizontale positie aangeduid van een op de achtersteven 6 aangebracht sleeppunt, dat wil zeggen een punt dat bestemd is om daaraan een sleepkabel of dergelijke vast te 10 maken, of om via dat punt een sleepkabel of dergelijke te leiden naar een sleepwinch. De sleepboot 1 kan meerdere sleeppunten hebben; zo kan bijvoorbeeld op de voorsteven 7 een sleeppunt zijn aangebracht. Indien de sleepboot 1 op de achtersteven 6 meerdere sleeppunten heeft, wordt met het 15 sleeppunt 8 het achterste sleeppunt bedoeld, dat wil zeggen het sleeppunt waarvan de lengtepositie Ls minimaal is.

De sleepboot 1 is voorzien van drie azimutale voort-stuwingseenheden 10, 20 en 30, waarvan de voortstuwings-20 richting in horizontale richting 360° kan worden gevarieerd ten opzichte van respectieve met de voortstuwingseenheden 10, 20 en 30 geassocieerde verticale assen 11, 21 en 31. Elke voortstuwingseenheid wordt aangedreven door een afzonderlijke aandrijfmotor, die ter wille van de eenvoud niet is 25 weergegeven. Dergelijke azimutale voortstuwingseenheden zijn op zich reeds bekend, bijvoorbeeld in de vorm van een schroef, een straalbuis met een daarin aangebrachte schroef, of een zogenaamde Voith Schneider eenheid. Aangezien de aard en constructie van dergelijke azimutale voortstuwingseenheden 30 geen onderwerp vormen van de onderhavige uitvinding, en kennis daarvan voor een goed begrip van de onderhavige uitvinding niet nodig is voor een deskundige, zullen deze niet nader worden beschreven.

De drie azimutale voortstuwingseenheden 10, 20 en 30 35 zijn, in horizontale richting bezien, opgesteld volgens een gelijkbenige driehoek, symmetrisch ten opzichte van het hoofd-symmetrievlak 2. Daarbij verdient het de voorkeur dat twee 1001805 6 azimutale voortstuwingseenheden 10 en 20 zich bevinden aan één kant van het dwarsmiddenvlak 5 en dat de derde azimutale voortstuwingseenheid 30 zich bevindt aan de andere kant van het dwarsmiddenvlak 5.

5 In de geïllustreerde voorkeursuitvoeringsvorm bevinden een eerste azimutale voortstuwingseenheid 10 en een tweede azimutale voortstuwingseenheid 20 zich onder de voorsteven 7, symmetrisch aan weerszijden van het dwarsmiddenvlak 5. Hiermee wordt bedoeld, dat de lengtepositie Lio van de verticale 10 rotatie-symmetrieas 11 van de eerste azimutale voortstuwingseenheid 10 gelijk is aan de lengtepositie L20 van de verticale rotatie-symmetrieas 21 van de tweede azimutale voortstuwingseenheid 20, en dat deze posities groter zijn dan 0,5 L, terwijl de breedtepositie Βχο van de verticale rotatie-15 symmetrieas 11 van de eerste azimutale voortstuwingseenheid 10 gelijk (maar tegengesteld) is aan de breedtepositie B20 van de verticale rotatie-symmetrieas 21 van de tweede azimutale voortstuwingseenheid 20. Voor de lengteposties L10 en L20 geldt, dat zij bij voorkeur kleiner zijn dan 0,8 L, met meer 20 voorkeur kleiner dan 0,65 L. Indien op de voorsteven 7 een sleeppunt is aangebracht, is de lengtepositie daarvan bij voorkeur groter dan of gelijk aan L10 en L20·

De verticale rotatie-symmetrieas 31 van de derde azimutale voortstuwingseenheid 30 is gelegen in het hoofd-25 symmetrievlak 2, en heeft een lengtepositie L30 die kleiner is dan 0,5 L, en bij voorkeur groter dan of gelijk aan 0,15 L.

Bij voorkeur is L30 kleiner dan of gelijk aan 0,4 L, met meer voorkeur kleiner dan of gelijk aan 0,25 L. Het verdient de voorkeur dat L30 groter is dan of gelijk is aan Le-30 De drie azimutale voortstuwingseenheden 10, 20 en 30 kunnen geheel onder de bodem 9 van de sleepboot 1 zijn gemonteerd. Het is echter ook mogelijk dat, zoals met stippellijnen is aangeduid in de figuren 2 en 3, de azimutale voortstuwingseenheden 10, 20 en 30 gedeeltelijk verzonken zijn 35 aangebracht in de bodem 9 van de sleepboot 1, waardoor de sleepboot 1 een minder grote diepgang zal hebben. Dit geldt in het bijzonder voor de derde azimutale voortstuwingseenheid 30, 1001805 7 die zich bevindt in het midden van de sleepboot 1, aangezien de bodem 9 van de sleepboot 1 in het algemeen in dwarsdoorsnede bezien min of meer een V-vorm heeft, zodat in feite het onderste punt van de derde azimutale voortstuwingseenheid 30 5 de diepgang van de sleepboot 1 bepaalt.

Conventionele sleepboten die van azimutale voortstuwings-eenheden zijn voorzien, hebben slechts twee van dergelijke azimutale voortstuwingseenheden, welke vergelijkbaar zijn met de eerste en tweede azimutale voortstuwingseenheden 10 en 20 10 volgens de onderhavige uitvinding. Door het toevoegen van een derde azimutale voortstuwingseenheid 30 in het hoofdsymmetrie-vlak 2, maar bij een andere lengtepositie, worden de volgende voordelen bereikt.

Indien één van de voortstuwingseenheden wordt beschadigd, 15 betekent dit bij conventionele sleepboten een verlies van 50% van het stuwvermogen, terwijl bij de sleepboot volgens de onderhavige uitvinding dan slechts ongeveer 33% stuwvermogen zal worden verloren.

Bij conventionele "tractor"-sleepboten zijn de voort-20 stuwingseenheden opgesteld bij gelijke lengteposities. Een consequentie daarvan is, dat wanneer de boot zuiver dwars op de lengterichting wordt bewogen en daarbij ook nog een trek-of duwkracht moet worden uitgeoefend in die richting, een vrij groot deel van het geïnstalleerde vermogen verloren gaat: dit 25 verlies kan, afhankelijk van het type van de geïnstalleerde voortstuwingseenheden, ongeveer 25% bedragen. Bij conventionele sleepboten waarbij de schroeven achteraan de boot zijn gemonteerd, kan dat verlies wel 70% bedragen. Door de aanwezigheid van een derde voortstuwingseenheid 30 bij een 30 andere lengtepositie dan de overige twee voortstuwingseenheden wordt de manoeuvreerbaarheid in zijdelingse richting verbeterd, en wordt de maximaal leverbare trek- of duwkracht dwars op de lengterichting aanzienlijk verhoogd.

Aangezien de derde azimutale voortstuwingseenheid 30 zich 35 bevindt in het hoofdsymmetrievlak 2, is het op eenvoudige wijze mogelijk om rechtuit te varen onder gebruikmaking van slechts één voortstuwingseenheid, te weten de derde voort- 1001805 8 stuwingseenheid 30. Deze mogelijkheid, waarvan bijvoorbeeld gebruik gemaakt kan worden indien de sleepboot 1 onbelast vaart, biedt een besparing aan brandstof en een verminderde slijtage.

5 De drie voortstuwingseenheden volgens de onderhavige uitvinding kunnen gezamenlijk een stuwvermogen ontwikkelen dat groter is dan het stuwvermogen dat geleverd kan worden door twee voortstuwingseenheden bij een gelijke diepgang. Volgens de onderhavige uitvinding is het zelfs mogelijk om een groter 10 totaal stuwvermogen te bereiken terwijl de drie voortstuwingseenheden individueel kleiner worden gekozen dan de individuele voortstuwingseenheden van de conventionele "tractor"-sleepboten, waardoor tevens de diepgang van de sleepboot wordt verlaagd.

15 Het zal voor een deskundige duidelijk zijn dat verande ringen en modificaties van de beschreven uitvoeringsvorm mogelijk zijn, welke vallen binnen het kader van de onderhavige uitvinding en binnen de beschermingsomvang van de conclusies. Zo is het bijvoorbeeld mogelijk om bij de bouw van 20 een conventionele "tractor-tug" ruimte vrij te houden voor latere inbouw van een derde voortstuwingseenheid, waarbij de constructie van de boot op een dergelijke inbouw is berekend.

Ook is het mogelijk, dat één of meerdere, bijvoorbeeld de derde, van de voortstuwingseenheden intrekbaar zijn 25 gemonteerd, zodat het mogelijk is om een niet in gebruik zijnde voortstuwingseenheid in te trekken tot binnen het profiel van de bodem van de boot. Hierdoor zal bij het varen de weerstand worden verminderd, hetgeen een brandstofbesparing betekent.

30 Bij sleepboten die hoofdzakelijk volgens het zogenaamde "push/pull" systeem werken, kan de positie van de voortstuwingseenheden omgekeerd worden, dat wil zeggen één eenheid voor en twee eenheden achter.

1001805

Claims (8)

1. Sleepboot (1) roet aziroutale voortstuwingseenheden, omvattende twee naast elkaar opgestelde azimutale voortstuwingseenheden (10, 20), met het kenmerk dat de sleepboot (1) een derde aziroutale voortstuwingseenheid (30) 5 heeft bij een lengtepositie (L30) die verschilt van de lengteposities (L10, L20) van de genoemde twee naast elkaar opgestelde azimutale voortstuwingseenheden (10, 20).

2. Sleepboot volgens conclusie 1, waarbij de derde aziroutale 10 voortstuwingseenheid (30) is opgesteld nabij het hoofd- symmetrievlak (2) van de sleepboot (1).

3. Sleepboot volgens conclusie 1 of 2, waarbij de derde azimutale voortstuwingseenheid (30) enerzijds en de genoemde 15 twee naast elkaar opgestelde azimutale voortstuwingseenheden (10, 20) anderzijds zijn opgesteld aan weerszijden van het dwarsmiddenvlak (5) van de sleepboot.

4. Sleepboot volgens conclusie 3, waarbij de derde azimutale 20 voortstuwingseenheid (30) zich bevindt achter het dwarsmiddenvlak (5) van de sleepboot (1) en dat de genoemde twee naast elkaar opgestelde azimutale voortstuwingseenheden (10, 20) zich bevinden vóór het dwarsmiddenvlak (5) van de sleepboot.

5. Sleepboot volgens conclusie 4, waarbij de derde azimutale voortstuwingseenheid (30) is opgesteld bij een lengtepositie (L30) die zich bevindt vóór of gelijk is aan de lengtepositie (Le) van het sleeppunt respectievelijk het achterste sleeppunt (8) van de sleepboot (1). 1001805

6. Sleepboot volgens één der voorgaande conclusies, waarbij, gerekend vanaf het achterste uiteinde (4) van de sleepboot, de lengteposities (Ljo, L20) van de genoemde twee naast elkaar opgestelde azimutale voortstuwingseenheden (10, 20) voldoen 5 aan 0,5-L s L10 = L20 - 0,65L, en de lengtepositie (L3o) van de derde azimutale voortstuwingseenheid (30) voldoet aan 0,15-L £ L30 s 0,25-L, waarbij L de lengte van de sleepboot is.

7. Sleepboot volgens één der voorgaande conclusies, waarbij 10 met elke voorstuwingseenheid (10, 20, 30) een afzonderlijke aandrijfmotor is geassocieerd, waarbij de sleepboot voorts een brandblusinstallatie omvat met één bluspomp die gekoppeld kan worden met één van die drie aandrijfmotor, bij voorkeur de aandrijfmotor die is geassocieerd met de derde voortstuwings-15 eenheid (30).

8. Sleepboot volgens één der conclusies 1-6, waarbij met elke voorstuwingseenheid (10, 20, 30) een afzonderlijke aandrijfmotor is geassocieerd, waarbij de sleepboot voorts een 20 brandblusinstallatie omvat met twee bluspompen die gekoppeld kunnen worden met twee van die drie aandrijfmotoren, bij voorkeur de aandrijfmotoren die zijn geassocieerd met de genoemde twee naast elkaar opgestelde voortstuwingseenheden (10, 20), en waarbij hooguit één aandrijfmotor is voorzien van 25 een slipkoppeling tussen die aandrijfmotor en de bijbehorende voorstuwingseenheid. 1001805