NO340076B1

NO340076B1 - Skip med Magnus-rotorer og diesel-elektrisk drivverk

Info

Publication number: NO340076B1
Application number: NO20080328A
Authority: NO
Inventors: Aloys Wobben
Original assignee: Aloys Wobben
Priority date: 2005-06-17
Filing date: 2008-01-16
Publication date: 2017-03-06
Also published as: AU2006257068A1; ES2663867T3; KR101238612B1; PT1893477E; ZA200710296B; NO20080328L; EP1893477B1; US8601964B2; US8261681B2; EP2450272A2; US20140137781A1; CN101934854B; JP2011121586A; AU2006257068B2; DE102005028447B4; EP2450272B1; EP2284074B1; DK1893477T3; JP5306383B2; KR101425763B1

Description

Fagfelt

Oppfinnelsen angår et skip, mer spesifikt et lasteskip, omfattende en Magnus-rotor. Et skip av denne type er allerede kjent fra "Die Segelmaschine" av Claus Dieter Wagner, Ernst Kabel Verlag GmbH, Hamburg, 1991, side 156. Dette skrift omfatter en undersøkelse av om en Magnus-rotor kan anvendes som drivinnretning eller som hjelpedrivirmretning for et lasteskip.

Bakgrunn

US patent nr. 4 602 584 utlegger også et skip som anvender flere Magnus-rotorer for å drive skipet. DD 243 251 Al utlegger også et skip med en Magnus-rotor eller en Flettner-rotor. DE 42 20 57 utlegger også et skip omfattende en Magnus-rotor. I tillegg refereres det til følgende eksempler på kjent teknikk: US nr. 4 398 895, DE 101 02 740 Al, US nr. 6 848 382 Bl, DE 24 30 630, og DE 41 01 238 A.

Magnus-effekten beskriver forekomsten av en tverrgående kraft, dvs. perpendikulært på lengdeaksen og tilstrømningsretningen, i forhold til en sylinder som roterer om sin akse, og som har en tilstrømning som er perpendikulær i forhold til denne akse. Strømmen rundt den roterende sylinder kan ses på som en overlagring av en homogen strøm og en virvelstrøm rundt legemet. En ujevn fordeling av den totale strøm medfører en asymmetrisk trykkfordeling rundt periferien av sylinderen. Et skip vil i dette tilfellet være utstyrt med roterende eller dreiende rotorer som på grunn av luftstrømmen vil generere en kraft som er perpendikulær på den effektive vindretning, dvs. en vindretning som korrigeres i forhold til den høyeste hastighet, og denne kraft kan benyttes på samme som ved seiling, for å drive skipet fremover. De perpendikulært anbrakte sylindere vil rotere om deres akser, og luft som strømmer mot disse fra siden vil fortrinnsvis strømme i rotasjonsretningen rundt sylinderen, bevirket av overflatefriksjonen. På den fremre side av denne vil strømnings-hastigheten være størst og det statiske trykk minst, slik at skipet utsettes for en fremoverrettet kraft.

Ytterlige kjent teknikk finnes i DE19952460A1 som fremlegger et skip med et flertall magnus-rotorer der en individuelt aktiverbar elektrisk motor er tilknyttet hver av magnus-rotorene og en omformer er tilknyttet hver motor for styring av rotasjonshastigheten og/eller rotasjonsretningen til den elektriske motoren. Også US4602584A og US5599215A fremlegger kjent teknikk i fagfeltet.

Oppsummering

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe et skip med lavt drivstofforbruk.

Dette formål oppnås med et skip utlagt i patentkrav 1.

Det er således tilveiebrakt et skip, mer spesifikt et lasteskip, med flere Magnus-rotorer. Hver av Magnus-rotorene er tilknyttet en individuelt aktiverbar, elektrisk motor, for rotasjon av Magnus-rotoren. Hver elektrisk motor er i sin tur tilknyttet en omformer, for kontroll av rotasjonshastigheten og/eller rotasjonsretningen til den elektriske motor.

Det er således tilveiebrakt et skip som kan utnytte Magnus-effekten for å drive dette. Den fremoverrettede drivkraft som oppnås gjennom Magnus-rotorene kan optimaliseres ved en individuell aktivering av de forskjellige Magnus-rotorer.

Kort omtale av figurene

Eksempler på utførelsesformer og fordeler ved foreliggende oppfinnelse vil i det følgende bli beskrevet mer detaljert, med referanse til de vedlagte tegninger, der: fig. 1 viser et perspektivriss av et skip i samsvar med en første utførelsesform,

fig. 2 viser et sideriss av et deltverrsnitt av skipet ifølge fig. 1,

fig. 3 viser et annet perspektivriss av skipet ifølge fig. 1,

fig. 4 viser et diagrammatisk riss av de forskjellige lastedekk i skipet ifølge fig. 1, fig. 5a viser et tverrsnittsriss av skipet ifølge fig. 1,

fig. 5b viser et annet tverrsnittsriss av skipet ifølge fig. 1,

fig. 5c viser et tverrsnittsriss av dekkshuset 40 på skipet ifølge fig. 1,

fig. 6 viser et sperrekretsdiagram for styresystemet til skipet i samsvar med den

første utførelsesform vist i fig. 1,

fig. 7 viser et diagrammatisk riss for et generasjonssystem for elektrisk energi,

fig. 8 viser et arrangement av flere ror ved akterenden av skipet,

fig. 9a er et diagrammatisk sideriss av det sentrale ror,

fig. 9b er et diagrammatisk oppriss sett bakfra, av det sentrale ror,

fig. 1 Oa er et diagrammatisk oppriss sett bakfra, av et propellblad,

fig. 1 Ob er et diagrammatisk sideriss av propellbladet,

fig. 10c er et diagrammatisk planriss av propellbladet,

fig. 10d viser et diagrammatisk sideriss av en alternativ utførelsesform av et

propellblad, og

fig. 1 Oe er et diagrammatisk planriss av det alternative propellblad.

Detaljert beskrivelse

Fig. 1 viser et diagrammatisk riss av et skip i samsvar med en første utførelsesform. Skipet har et skrog med et undervannsområde 16 og et overvannsområde 15. Skipet omfatter videre fire Magnus-rotorer eller Flettner-rotorer 10 innrettet ved de fire hjørnene av skroget. Skipet har et dekkshus 40 innrettet på forskipet, med en bro 30. Skipet har en propell 50 under vann. For en forbedret manøvrerbarhet kan skipet også være utstyrt med tverrstilte rorpropeller, der fortrinnsvis en er plassert akter, og en eller to er plassert ved baugen. Disse tverrstilte rorpropeller drives fortrinnsvis elektrisk. Innkvartering, kabyss, forsyningsrom, messe osv. vil være innrettet i dekkshuset 40. I dette tilfellet vil dekkshuset 40, broen 30 og alle overbygninger over værdekket 14 ha en aerodynamisk konfigurasjon, for å redusere luftmotstanden. Dette oppnås mer spesifikt ved hovedsakelig å unngå skarpe kanter og skarpkantede strukturer. Det foreligger så få overbygninger som mulig, for å minimalisere luftmotstanden.

Skipet i samsvar med den første utførelsesform representerer mer spesifikt et lasteskip spesielt konstruert for transport av vindenergiinstallasjoner og komponenter i slike. Transport av vindenergiinstallasjoner og komponenter i disse kan bare i begrenset grad implementeres i forbindelse med kommersielt tilgjenglige container-skip, siden komponentene i en vindenergiinstallasjon har et plassbehov som ikke vil korrespondere med vanlige containerdimensjoner, mens tyngden til de individuelle komponenter vil være liten, i forhold til plassomfanget som kreves. Eksempelvis kan her nevnes rotorblader eller skallkledninger i vindenergiinstallasjoner, som for en stor grad vil foreligge i form av store glassfiberforsterkede strukturer med en vekt på noen få tonn.

I dette tilfellet vil de fire Magnus-rotorene 10 representere vinddrevne drivinnretninger for skipet i samsvar med oppfinnelsen. Det forutsettes at skipet hovedsakelig skal drives ved hjelp av Magnus-rotorene, og propellen eller hoveddrivinnretningen skal bare benyttes som en tilleggsinnretning, når vindforholdene er utilstrekkelige.

Skipsskroget er konstruert slik at akterenden i så stor grad som mulig vil rage ut av vannet. Dette gjelder høyden av akterenden over vannivået, men også lengden av den del av akterenden som henger over vannoverflaten. Denne konstruksjon tjener til å skape en tidlig avløsning av vannet fra skroget, for å unngå en bølge som løper etter skipet og skaper en større motstand for skroget, siden denne bølge frembrakt av skipet også påvirker utgangseffekten til maskinen som da imidlertid til en viss grad ikke lenger vil være tilgjengelig for å drive skipet fremover.

Baugen til skipet vil være skarpskåret over en forholdsvis lang avstand. Den delen av skipet som befinner seg under vann vil være optimalt konstruert i forhold til motstand i hydrodynamisk sammenheng, inntil en høyde av omlag 3 meter over konstruksj onsvannlinj en 13.

Skipsskroget er således ikke konstruert for en maksimal lastbærende evne, men minimal motstand (aerodynamisk og hydrodynamisk).

Overbygningene på skipet er konstruert for å gi en god strømningsdynamikk. Dette oppnås mer spesifikt ved at alle overflatene foreligger som glatte overflater. Konstruksjonen til broen 30 og dekkshuset 40 er spesielt konfigurert for å unngå turbulens bak disse, slik at aktiveringen av Magnus-rotorene kan iverksettes så uforstyrret som mulig. Broen 30 med dekkshuset 40 vil fortrinnsvis være innrettet ved baugen av skipet. Det vil også være mulig å innrette overbygningene midtskips, men dette ville være til hinder ved lasting og lossing av skipet, siden overbygningene da ville være innrettet nøyaktig over senteret av lasterommet.

Alternativt kan dekkshuset 40 og broen 30 være innrettet ved akterenden av skipet, men dette ville være ufordelaktig i den grad Magnus-rotorene da ville hindre sikten forover.

Driften eller fremdriften av skipet er optimalisert for vinddrift, slik at skipet ifølge foreliggende oppfinnelse vil være et seilskip.

Magnus-rotorene vil fortrinnsvis være innrettet nær hjørnene av lasterommene, slik at de vil definere et rektangulært område. Det skal imidlertid bemerkes at også et annet arrangement vil være mulig. Innretningen av Magnus-rotorene er basert på det forhold at det kreves et visst rotorareal for Magnus-rotorene, for at den ønskede driveffekt skal kunne oppnås. Dimensjonene til de individuelle Magnus-rotorer bestemmes ved at det påkrevde overflateareal deles på totalt fire Magnus-rotorer. Dette arrangement av Magnus-rotorene sikrer en fristillelse av størst mulige, kontinuerlige areal, noe som spesielt vil være gunstig ved lasting og lossing av skipet, og det vil tillate transport av en dekkslast i form av flere containere.

Således er Magnus-rotorene konstruert på en slik måte at betjeningen av disse vil produsere den samme effekt (omlag 6000 kW) som genereres av propellen. Ved gunstige vindforhold kan derfor driften av skipet helt og holdent implementeres gjennom Magnus-rotorene 10. Dette oppnås f.eks. ved en vindhastighet på mellom 12 og 14 meter per sekund, slik at propellen eller hoveddrivinnretningen da kan slås av, idet den ikke lenger ville være påkrevd for drift av skipet.

Magnus-rotorene og hoveddrivinnretningen er således konstruert slik at dersom vinden er utilstrekkelig må hoveddrivinnretningen bare yte det effektomfang som Magnus-rotorene ikke er i stand til å tilveiebringe. Styringen av driften utføres således på en slik måte at Magnus-rotorene 10 vil generere den maksimale effekt, eller omtrent den maksimale effekt. En økning av effekten til Magnus-rotorene vil således direkte føre til en besparelse av drivstoff, siden ingen ytterligere energi må genereres av hoveddrivinnretningen for drift av den elektriske drivinnretning. Drivstoffbesparelsen oppnås således uten at det vil være påkrevd med en tilpasning mellom en hoveddrivinnretning eller propell drevet av en forbrenningsmotor og styringen av Magnus-rotorene.

Fig. 2 viser et sideriss av en tverrsnittsdel av skipet ifølge fig. 1. Magnus-rotorene 10, dekkshuset 40 og broen 30 er også angitt. Værdekket 14 omfatter lys-inngangsåpninger 18 som kan dekkes med et gjennomsiktig materiale for å tilveiebringe beskyttelse mot værforhold eller sjøvann. Her vil formen til dekslene korre spondere til andre angjeldende skrog deler. I tillegg er også de tre lastedekkene, dvs. et nedre lasterom 60, et første mellomdekk 70 og et andre mellomdekk 80, angitt her.

Fig. 3 viser et annet diagrammatisk riss av skipet ifølge fig. 1. Spesielt er akterenden av skipet her angitt. Igjen vil skipet omfatte et øvre område 15 og et nedre område 16, et dekkshus 40 og en bro 30, så vel som fire Magnus-rotorer 10. Skipet omfatter videre en fortrinnsvis hydraulisk drevet akterport 90, hvorved materiale kan lastes på og losses fra det andre mellomdekk 70b ved inn- og utkjøring. Akterporten 90 kan i dette tilfellet f.eks. være 7 meter høy og 15 meter bred. I tillegg kan det være installert en heis slik at inn- og utkjøring til og fra første mellomdekk 80 og det nedre lasterom 60 vil være mulig. I dette tilfellet vil det nedre lasterom 60 være lokalisert under konstruksjonsvannlinjen. Fig. 4 er et diagrammatisk riss som viser de forskjellige lasterommene, nemlig det nedre lasterom 60, første mellomdekk 70 og andre mellomdekk 80. Fig. 5a viser et tverrsnittsriss av lasterommene. I dette tilfellet er det nedre lasterom 60 innrettet som det nederste lasterom. Første mellomdekk 70 og andre mellomdekk 80 er innrettet over det nedre lasterom 60. Andre mellomdekk 80 er avlukket ved øvre dekk 14. På sidene av øvre dekk er det tilveiebrakt en betjenbar gangvei eller korridor eller hoveddekk 85, fortrinnsvis med åpninger 18. Valgfritt kan disse åpningene lukkes.

Lukekarmene på lastelukene og den betjenbare gangvei 85 er langs hele lengden utstyrt med et deksel (værdekket), slik at dette vil danne et område med en overflate som er tilpasset den utvendige kledning til skipet.

Som spesifikt angitt i fig. 5a omfatter skipet tre gjensidig overlagrede lasterom, spesielt innrettet med glatte sidevegger uten understuing. Dette oppnås gjennom dobbelt kledningsstrukturen til skroget. Det nedre lasterom 60 og første mellomdekk 70 vil fortrinnvis være dekket av individuelle flytedeksler som f eks. kan være opphengt mellom tverrgående elementer innrettet i forskjellig høyde i tankens sidevegg, på en slik måte at de kan svinges bort. Disse flytedeksler vil fortrinnsvis ha en lastbæreevne på mellom 6 og 10 tonn per kvadratmeter. Flytedekslene kan forflyttes ved bruk av f.eks. en dekkskran. Dersom flytedekslene ikke er påkrevd kan de lagres stablet oppå hverandre i det fremre området av lasterommet.

De ovenfor beskrevne flytedeksler tjener til å dele opp det indre av lasterommene, der flytedekslene kan henges opp i forskjellige lasterom ved forskjellige høyder, slik at høyden til de individuelle lasterom kan varieres. Således kan lasterommet ha varierende høyde langs sin lengde, slik at en del av lasterommet med stor høyde kan ta i mot en tilsvarende last, mens en annen del av lasterommet vil ha en lavere høyde, slik at en tilsvarende større høyde vil være tilgjengelig for lasterommet som befinner seg rett over. Dette vil gjøre det mulig å oppnå en ekstremt fleksibel oppdeling av lasteområdet i de forskjellige lasterom.

Mellom den utvendige vegg av skipet og veggen i lasterommene vil det være tilveiebrakt ballasttanker som f.eks. kan være fylt med ballastvann for å gi skipet den påkrevde stabilitet. Hoveddekket 85 vil være innrettet over ballasttanken, dvs. at hoveddekket 85 strekker seg langs utsiden av lasterommet, ved siden av lukekarmene 86.

Oversiden av skroget til skipet vil ha en gunstig strømningsdynamisk konfigurasjon, gjennom konstruksjonen til dekselet til lukekarmen, siden det ikke foreligger overbygninger som kan forårsake turbulens i luftstrømmen. Dette vil også være grunnen til at hoveddekket er dekket helt ut til skipets ytterkledning, for således å gjennom hoveddekket 85 tilveiebringe en gangvei som er beskyttet mot vær, og som vil være innelukket på en måte som er strømningsdynamisk gunstig.

Fig. 5b viser et annet tverrsnittsriss av skipet ifølge fig. 1. En del av tverr-snittsrisset ifølge fig. 5a er her illustrert. Værdekket 14 strekker seg over hoveddekket 85, og møter skipets utvendige kledning for således å tilveiebringe en aerodynamisk gunstig form. Hoveddekket 85 vil ha en lukekarm 86 på siden som vender mot lasterommet. Denne konfigurasjon av et værdekk eller et deksel over hoveddekket, som møter skipets utvendige kledning, vil også beskytte hoveddekket 85 ved ugunstige værforhold, i tillegg til at det vil anta denne aerodynamisk gunstige form.

Skipets værdekk vil også omfatte en luke. Denne værdekksluke kan feks. ha en dimensjon på 70 x 22 meter, og den dekkes ved hjelp av et hydraulisk drevet folde-dekselsystem (slik som feks. et MacGregor-system, eller lignende). Lastbære-kapasiteten til værdekksluken vil fortrinnsvis være mellom 3 og 5 tonn per kvadratmeter.

Værdekksluken lukkes bakfra og forover, slik at de perpendikulært innrettede lukedeksler vil befinne seg mellom Magnus-rotorene på skipets akterlegeme, når luken er åpen. Det vil fortrinnsvis være tilveiebrakt flere surringsringer for transport av komponenter i en vindenergiinstallasjon. Materialene i tankdekslene for det nedre lasterom 60 vil fortrinnsvis ikke omfatte brennbare materialer, slik at surringsringene kan sveises på plass i det nedre lasterom 60.

Lastbæreevnen til tankdekselet vil fortrinnsvis være mellom 17 og 20 tonn per kvadratmeter. Alle lasterom som omfatter værdekksluker vil fortrinnsvis være konstruert for transport av standard sjøcontainere. Det kan fortrinnsvis anbringes fem lag av standard sjøcontainere under dekk, og fem lag på dekk, for således å tilveiebringe en maksimal kapasitet på 824 TEU.

Fig. 5c viser et tverrsnittsriss av dekkshuset 40 på skipet ifølge fig. 1. Tverrsnittet vist i fig. 5c representerer bare et eksempel. I dette tilfellet vil dekkshuset ved dets ene ende ha en avrundet konfigurasjon, mens dekkshuset avsmalner bakover på en måte som vil være aerodynamisk gunstig.

Skipet omfatter også en fartøyskran (ikke vist) som fortrinnsvis er tilveiebrakt i form av en portalkran med en lastbærekapasitet på feks. 75 tonn. Fartøy skranen vil fortrinnsvis være plassert på hoveddekket. Skinnene for fartøyskranen vil fortrinnsvis strekke seg parallelt med lukekarmene til lastelukene.

Høyden til portalkranen som strekker seg over hoveddekket bør fortrinnsvis være slik at kranen er konstruert for håndtering av komponenter i vindenergiinstallasjoner, og bare sekundært for anvendelse i forbindelse med håndtering av containere. Siden kranen kan forflyttes over hele lengden av luken, og over hele bredden av skipet, vil det være mulig å nå enhver posisjon innenfor lasterommene. Kranbommen vil fortrinnsvis være justerbar i høyden, slik at komponenter av forskjellig størrelse kan løftes over lukekarmen. Dens lengde vil derfor fortrinnsvis være 10 meter. Portalkranen vil i dette tilfellet være konstruert slik at den vil ha en parkeringsposisjon i det fremre området av det andre mellomdekk 70. Portalkranen vil fortrinnsvis være innrettet på en løfteplattform med skinner, slik at den kan innrettes under værdekket.

Skipet i samsvar med den første utførelsesform vil fortrinnsvis ha en dieselelektrisk hoveddrivinnretning. Fortrinnsvis syv dieselenheter, hver med en utgangseffekt på 1000 kW, vil forsyne hele fartøyets system med hovedfremdriftsmotorer og drivmotorene for Magnus-rotorene, så vel som de tverrstilte rorpropeller. I dette tilfellet vil dieselsammenstillingene bli slått på og av automatisk, i samsvar med behovene til fartøyssystemet. Maskinrommet for dieselenhetene vil fortrinnsvis være innrettet i forskipet, under dekkoverbygningene. Dieselsammenstillingsrommet vil ha en sammenstillingsluke til hoveddekket, og egnede innretninger som når skipet er i havn vil tillate en delvis eller fullstendig erstatning av enheter. Drivstofftankene vil fortrinnsvis være innrettet i forskipet, bak den dobbeltveggede utvendige kledning til skipet. Hoveddrivinnretningen 50 vil i dette tilfellet være drevet av en elektrisk motor som i sin tur mottar elektrisk energi fra en dieseldrevet generator. De elektriske hovedfremdriftsmotorer vil i dette tilfelle virke direkte på en propell med variabel stigning som kan ha en maksimal stigningsvinkel på 90 grader. Bladene kan således beveges til en rett posisjon. Hovedfremdriftsmotorene med alle tilleggsenheter vil være innrettet i hovedmaskinrommet, bak det nederste lasterom. De elektriske forsyningsledninger mellom dieselenhetsrommet og hovedmaskinrommet vil være overskytende implementert, både på babord side og også på styrbord side. I tillegg kan skipet også omfatte et nøddieselrom i skipets akterlegeme. Skipsroret vil fortrinnsvis bestå av et hydraulisk betjent, balansert ror, for å sikre en god manøvrerbarhet.

Propelldrivinnretningen er hovedsakelig tilveiebrakt for de fire Magnus-rotorene 10. Driften og styringen av de fire Magnus-rotorene vil i dette tilfellet foregå fullstendig automatisk, og uavhengig for hver av Magnus-rotorene, slik at Magnus- rotorene kan styres på forskjellig måte, dvs. i forhold til rotasjonsretning og rotasj onshastighet.

Fig. 6 viser et blokkretsdiagram for styresystemet i skipet i samsvar med den første utførelsesform ifølge fig. 1. Hver av de fire Magnus-rotorene 10 vil ha sin egen motor M og en separat omformer U. Omformerne U vil være forbundet med en sentral styreenhet SE. En dieseldrivinnretning DA vil være forbundet med en generator G for generering av elektrisk energi. De respektive omformere U vil være forbundet med generatoren G. Det er også vist en hoveddrivinnretning HA som også være forbundet med en elektrisk motor M som i sin tur gjennom en separat frekvensomformer U vil være forbundet med både styreenheten SE og generatoren G. I dette tilfellet kan de fire Magnus-rotorene 10 styres både individuelt og uavhengig av hverandre. Styringen av Magnus-rotorene og hoveddrivinnretningen bevirkes av styreenheten SE som på grunnlag av de gjeldende vindmalinger (vindhastighet, vindretning) El, E2, og på grunnlag av informasjon angående referanse og ønsket hastighet E3 (og valgfritt på grunnlag av navigasjonsinformasjon fra en navigasjonsenhet NE), bestemme den korresponderende rotasjonshastighet og rotasjonsretning for de individuelle Magnus-rotorer 10 og hoveddrivinnretningen, for således å oppnå en optimal fremdriftskraft. Styreenheten SE vil, avhengig av kraften i de fire Magnus-rotorer og skipets aktuelle hastighet samt referanseverdien for denne hastighet, trinnløst nedregulere hoveddriftsinnretaingen, i den grad dette er påkrevd. Således kan omfanget av vindenergien direkte og automatisk utnyttes for besparelse av drivstoff. Skipet kan også styres uten bruk av hoveddrivinnretningen, gjennom den uavhengige styring av Magnus-rotorene 10. Spesielt kan en stabilisering av skipet oppnås i tung sjø, gjennom en passende styring av de respektive Magnus-rotorer 10.

Videre kan det tilveiebringes et eller flere tverrstilte propellror QSA, for å forbedre manøvrerbarheten til skipet. I tilfelle kan det tilveiebringes et tverrstilt propellror ved skipets akterende, og et eller to tverrstilte propellror kan tilveiebringes ved skipets baug. En drivmotor og en omformer vil være tilknyttet hvert tverrstilte propellror QSA. Igjen vil omformeren U være forbundet med den sentrale styreenhet SE og generatoren G. På denne måte kan de tverrstilte propellror (bare et er angitt i fig. 6) også benyttes for styring av skipet, idet de vil være forbundet med den sentrale styreenhet (gjennom omformeren). De tverrstilte propellror QSA kan hvert aktiveres individuelt, i forhold til deres rotasjonshastighet og rotasjonsretning, gjennom den sentrale styreenhet SE. I dette tilfellet kan styringen utføres som beskrevet tidligere.

En propell med variabel stigning vil vanligvis være varierbar i området mellom -20° og +20°. Ved en innstilling på +20° vil det oppnås en maksimal fremdrift, mens en innstilling av propellen med variabel stigning ved -20° vil medføre at skipet beveger seg bakover.

Justeringsområdet for propellen med variabel stigning vil fortrinnsvis være mellom -20° og +100°. Propellen kan således dreies til en rett posisjon ved omlag +90°, hvorved motstanden mot propellen vil være minimal når skipet betjenes med ren Magnus-fremdrift. Dette vil være særlig fordelaktig i den grad skipet da vil ha en aerodynamisk mer gunstig konfigurasjon, og det vil være mulig å slå av propellen på et tidligere tidspunkt, idet Magnus-drivinnretningen tidligere vil kunne tilveiebringe den påkrevde utgangseffekt for drift av skipet fremover, idet motstanden fra propellbladene ikke lenger må overvinnes.

De fordelaktige verdier for Magnus-drivinnretningen oppnås feks. med en tilstrømning i området mellom 30° og omlag 130°, fortrinnsvis mellom 45° og 130°, i forhold til skipets bane. Siden drift av skipet i så stor grad som mulig skal oppnås gjennom Magnus-rotorene vil det bare i begrenset grad være mulig å seile mot vinden, men gjennom et visst avvik fra den ideelle navigasjonsretning vil det være mulig å dra bedre nytte av Magnus-rotorene. Således vil både vindretningen og også vindhastigheten påvirke navigasjonen eller styringen av skipet.

I denne forbindelse refereres det til den sanne vindretning og den sanne vindhastighet oppnådd gjennom meteorologiske data, som sammenstilles med bevegelsen til skipet. Vektoraddisjon av den meteorologiske vindretning og vindhastighet og banen og hastigheten til skipet vil gi det som refereres til som den sanne vind, som angis gjennom den sanne vindretning og den sanne vindhastighet.

Manøvrerbarheten kan forbedres ved at det innrettes fire Magnus-rotorer 10 (to ved fronten og to ved akterenden av skipet).

Magnus-rotorene 10 vil fortrinnsvis ha en total høyde på 27 meter over hoveddekket, og de vil ha en diameter på 3,5 meter. Dette vil gi en maksimal totalhøyde på 40 meter ved en dypgang på 5 meter. Det vil forstås at andre dimensjoner også vil være mulig. De elektriske motorer og omformerne til de respektive Magnus-rotorer vil være innrettet under rotoren, i et separat rom under dekk. Dette betyr at omformerne og motorene vil være tilgjengelige for vedlikehold.

I tillegg kan den ovenfor beskrevne utførelsesform av skipet omfatte en tauingsdrage forbundet med skipet ved hjelp av en tauingskabel. På denne måte kan en slik tauingsdrage, ved gunstige vindretninger, også benyttes som en tilleggsdrivinnretning for ytterligere besparelse av drivstoff.

De ovenfor beskrevne Magnus-rotorer kan omfatte en høyhastighetsmodus på 15 eller mer, fortrinnsvis mer enn 20. En slik høyhastighetsmodus vil gjøre det mulig å oppnå en betydelig økt effektivitet.

Fig. 7 viser en modifisert utførelsesform av genereringssystemet for den elektriske energi til skipet. Genereringssystemet vist i fig. 7 kan integreres i styresystemet vist i fig. 6. Eksempelvis viser figuren to dieseldrivinnretninger eller forbrenningsmotorer DA med nedstrøms tilknyttede elektriske generatorer Gl, G2.

Eksosgassene fra dieseldrivinnretningene DA avgis gjennom et eksosrør 110 til en etterforbrenningsenhet NV. I denne etterforbrenningsenhet NV vil de bestanddeler i eksosgassen som ikke er blitt forbrent i dieseldrivinnretningen DA bli forbrent, og ved hjelp av en nedstrøms tilknyttet varmeveksler WT vil denne forbrenningsvarme, men også en betydelig del av varmen i eksosgassen, bli ledet bort og benyttet for drift av en ytterligere generator G3 som ved å utnytte denne varme vil generere ytterligere elektrisk energi. Dette betyr at dieseldrivirmretningene DA vil være tilsvarende mindre belastet og drivstofforbruket vil være tilsvarende lavere. Eksosgassene som på denne måte gjennomgår en etterbehandling kan så avgis gjennom et rør 112.

Den elektriske energi generert av generatorene G1-G3 kan som vist i fig. 6 mates til motoren M i hoveddrivinnretningen HA, f.eks. gjennom et elektrisk nettverk på fartøyet. I tillegg kan omformerne U og de elektriske motorer M for Magnus-rotorene 10 forsynes med elektrisk energi gjennom et nettverk på fartøyet. Fartøysnettverket kan også benyttes for å sikre forsyning av elektrisk energi til skipet.

Fig. 8 viser et forenklet riss av et tverrsnitt av skroget til skipet. Skroget omfatter et øvre område 15 og et nedre område 16. En propell 50 i det konvensjonelle fremdriftssystem og det sentrale ror 51 er innrettet midtskips.

To ytterligere ror 52a, 52b er innrettet på hver side av det sentrale ror 51. Disse ytterligere ror 52a, 52b er innrettet med en forutbestemt avstand fra det sentrale ror 51 mot babords side (ror 52a) og styrbords side (ror 52b). Disse to ytterligere ror 52a, 52b vil ha et areal som er omtrent to ganger så stort som arealet av det sentrale ror 51. Dermed vil disse ytterligere ror 52a, 52b primært tjene til å forbedre seileegenskapene til skipet, dvs. egenskapene når det seiles ved anvendelse av Magnus-rotordrivinnretningene. Fig. 9a viser et sideriss av en alternativ utførelsesform av det sentrale ror 51.1 denne alternative utførelsesform omfatter roret 51 en såkalt "Costa-pære" 53. Ledeskovler 53a er montert på denne Costa-pære 53, og disse vil være av en slik konfigurasjon at de kan omforme i det minste en del av turbulensen generert i vannet av propellen 50 til en fremoverrettet drivkraft for skipet. På denne måte vil energien forsynt til propellen 50 på en mer effektiv måte bli omformet til fremdriftskraft, og dette vil også bidra til besparelse av drivstoff. Fig. 9b viser et ytterligere riss av det sentrale ror 51 med Costa-pæren 53 og ledeskovlene 53a, 53b, 53c, 53d. Disse ledeskovler 53a-53d vil i tillegg være omsluttet av en ring 54. Dette arrangement av Costa-pærer, ledeskovlene og ringen som omslutter sistnevnte vil ytterligere forbedre omformingen av energien forsynt til propellen (ikke vist i denne figuren, se fig. 8 henvisningstall 50) til fremdriftskraft for skipet. Roret 51 kan også foreligge i form av det som refereres til som et vridd ror. Fig. 10a viser et svært forenklet riss av et av propellbladene 50a, med en kantbue 55 montert på dette, sett bakfra. Fig. 10b viser et sideriss av dette propellblad 50a, og kantbuen 55 som avbøyes til en side (mot høyre i figuren) kan ses klart. Fig. 10c viser et planriss av dette propellblad 50a, og kantbuen 55a kan klart ses med elliptisk form. Denne elliptiske form vil medføre en særlig gunstig oppførsel når det gjelder strømningsdynamikk med en progressiv avløsning for strømmen langs den elliptiske form, slik at det ved enden av denne kantbue 55a bare vil foreligge en svært liten del av strømmen som ennå ikke er avløst. Dette betyr at strømnings-avløsningen er forbundet med et betydelig mindre tap, og dette vil også bidra til en forbedret fremdriftsytelse og således bedre utnyttelse av drivstoffet. En elliptisk kantbue 55a' er vist med brutt linje på den venstre del av denne figuren. Dette angir at kantbuen på en naturlig måte kan bøyes ut fra planet til propellbladet 50a, ikke bare mot den siden som er angitt i fig. 10b, men også mot den motstående side, avhengig av hva som til enhver tid er påkrevd. Figurene 10d og 10e viser en tilsvarende, om enn alternativ utførelsesform. Det kan klart ses fra fig. 10d at det her foreligger to kantbuer 55a, 55b som er vinklet mot gjensidig motstående sider, ut fra planet til propellbladet 50a. I motsetning til rissene vist på figurene 10b og 10c, der bare en kantbue er illustrert, foreligger det her to kantbuer. Dette vil tilveiebringe en ytterligere reduksjon av tapene i forbindelse med strømningsavløsning fra propellbladene 50a, og således vil en enda større kraft være tilgjengelig for fremdrift av skipet.

Claims

1 Et skip, som omfatter flere Magnus-rotorer (10),karakterisert vedet diesel-elektrisk drivverk (DA) som omfatter flere dieselgeneratorer, en elektrisk motor for å drive et hoveddriwerk (HA) av skipet, hvor det er tilknyttet hver av de flere Magnus-rotorer en individuelt styrbar elektrisk motor (M) for å rotere Magnus-rotoren (10), hvor det er tilknyttet hver elektrisk motor (M) en omformer (U) for å styre rotasjonshastigheten og/eller rotasjonsretningen av den elektriske motoren (M), idet det diesel-elektriske drivverk sentralt forsyner hele det ombord-elektriske system med hoveddriwerket (HA) og driwerksmotorene av Magnus-rotorene og også de tverrgående trustere, idet de respektive dieselgeneratorer blir automatisk koplet til eller koblet fra det elektriske system ombord avhengig av behovene.

2 Skip ifølge krav 1, som videre omfatter en sentral styringsenhet (SE), koplet til omformerne (U), for å styre de individuelle omformerne (U) for å styre rotasjonshastigheten og/eller rotasjonsretningen av Magnus-rotorene (10) hver uavhengig av de andre Magnus-rotorene (10).

3 Skip ifølge krav 2,karakterisert vedat rotasjonshastigheten og/eller rotasjonsretningen av Magnus-rotorene (10) styres i avhengighet av vindhastigheten, vindretningen, en spesifiserbar kurs og/eller navigasjonsmessig informasjon.

4 Skip ifølge et hvilket som helst av de forutgående kravene, hvor det finnes tilknyttet den elektriske motoren av hoveddriwerket (HA) en omformer (U) for å styre motoren.

5 Skip ifølge krav 3 eller krav 4, hvor Magnus-rotorene (10) styres av den sentrale styringsenheten (SE) på en slik måte at en maksimal fremdrift oppnås, idet forskjellen mellom den ønskede fremdriften og fremdriften oppnådd gjennom rotasjonen av Magnus-rotorene (10) blir tilveiebrakt av hoveddriwerket (HA).

6 Skip ifølge et hvilket som helst av de forutgående kravene, som videre omfatter et værdekk som har i all hovedsak avrundede hjørner og avrundede anbrakte deler for å implementerer en aerodynamisk fasong.

7 Skip ifølge et hvilket som helst av de forutgående kravene, omfattende en driftsgang (85) på hoveddekk, idet driftsgangen (85) er tilveiebrakt i det minste i deler med en overdekkning på en slik måte at overdekkningen tilstøter en utvendige hud av skipet og/eller en toppside av skipet.

8 Skip ifølge et hvilket som helst av de forutgående kravene, som omfatter et dekkshus (40) dens profil har en aerodynamisk konfigurasjon slik at denne bidrar til fremdriften av skipet.

9 Skip ifølge et hvilket som helst av de forutgående kravene, som videre omfatter flere lasterom, nærmere bestemt et nedre rom (60), et første mellomdekk (70) og et andre mellomdekk (80), idet en oppdeling av lasterommene (60, 70, 80) blir gjort ved å innpasse pontonlokk.

10 Skip ifølge et hvilket som helst av de forutgående kravene, som omfatter en lukkbar værdekkluke (14), særlig med en hydraulisk drevet brettelokk-system som strekker seg i all hovedsak over hele lengden av lasterommet (80).

11 Skip ifølge et hvilket som helst av de forutgående kravene, som omfatter en lukkbar akterspeilport (90) som fortrinnsvis blir hydraulisk drevet.

12 Skip ifølge krav 11, som omfatter en heis som er plassert i området til akterspeilporten (90) og gjennom hvilken lasterommet kan nås.

13 Skip ifølge et hvilket som helst av de forutgående kravene, som videre omfatter et hoveddekk med skinner, og en ombord-kran, særlig en portalkran, som kan flyttes på skinnene.

14 Skip ifølge krav 13,karakterisert vedat ombord-kranen er plassert på en løfteplattform på en slik måte at ombord-kranen kan flyttes til et plan under værdekket på en slik måte at værdekket er i stand til å tette ombord-kranen.

15 Skip ifølge et hvilket som helst av de forutgående kravene,karakterisert vedat det diesel-elektriske drivverk har minst én varmekraftmaskin med intern forbrenning (DA) som er koblet til en elektrisk generator (Gl, G2) for å generere elektrisk energi.

16 Skip ifølge krav 15, som omfatter en etterbrenningsenhet (NV) for etterbrenning av eksosgassene av varmekraftmaskinen med intern forbrenning (DA), en varmeveksler (WT) for å trekke ut forbrenningsvarmen fra etterbrenningsenheten (NV) og/eller varmen av eksosgassene av varmekraftmaskinen med intern forbrenning (DA), og en generator (G3) som er koblet til varmeveksleren (WT) og som drives av varmen levert av varmeveksleren (WT).

17 Skip særlig ifølge et hvilket som helst av de forutgående kravene, som omfatter en propell (50) drevet av hoveddriwerket (HA), et ror (51) som har en Costa-bulb (53), minst to føringsblader (53a, 53 b) som er plassert på Costa-bulben (53) på en slik måte at noe av turbulensen generert av propellen (50) omformes til en fremdriftskraft.

18 Skip ifølge krav 17, som videre omfatter en ring (54) som omslutter føringsbladene (53a - 53d).

19 Skip ifølge et hvilket som helst av de forutgående kravene, som omfatter en propell (50) har blader (50a), idet bladene (50a) av propellen (50) hver har en fortrinnsvis bøyd spiss (55).

20 Skip ifølge krav 19,karakterisert vedat bladene (50a) av propellen (50) har en elliptisk spiss (55a).

21 Skip ifølge en hvilken som helst av kravene 19 og 20,karakterisert vedat bladene (50a) av propellen (50) har to spisser (55a, 55 b) som er vinklet til motliggende sider av bladet (50a).

22 Skip ifølge et hvilket som helst av de forutgående kravene, som videre omfatter et første sentralt ror (51) og minst to andre ror (52a, 52b) som begge er plassert forskjøvet fra det første sentrale ror (51) med en forhåndsbestemt utstrelcning, idet de to andre ror (52a, 52 b) er av en størrelse som er dobbelt så stor som størrelsen av det sentrale ror (51).