NO744380L

NO744380L -

Info

Publication number: NO744380L
Application number: NO744380A
Authority: NO
Inventors: J Brix
Original assignee: Orenstein & Koppel Ag
Priority date: 1973-12-05
Filing date: 1974-12-04
Publication date: 1975-06-30
Also published as: BR7410176A; JPS50112997A; FR2253663A1; SE7415200L; GB1495714A; YU299774A; YU36655B; DK633974A; ES432443A1; PL96400B1; BE822926A; DE2360479B2; NL7415457A; DE2360479A1

Description

Oppfinnelsen vedrører en eller flere strømningskanaler for strømningskorrigerende forholdsregler i innsnitt i fartøyers ytterkledning og en dermed forbedret tverrstråle-styring. The invention relates to one or more flow channels for flow-correcting measures in incisions in vessels' outer cladding and a thereby improved transverse beam control.

Innsnitt i fartøyers ytterkledning foreligger først og fremst som sjøkasser og som tverrtunneler for tverrstråle-styringer. I tilslutning til sjøkassene følger sugeledningene for kjøle- og bal-lastvannpumpene, i tverrstråle-styringens tverrtunneler foreligger drivbare propeller, som avgir en nødvendig skyvekraft for manøvrer-ing av fartøyet. Tverrstråle-styring benyttes spesielt ved sakte og halv fart, når hovedroranleggets virkning avtar. Cuts in vessels' outer cladding exist primarily as sea boxes and as transverse tunnels for transverse beam steering. The suction lines for the cooling and ballast water pumps follow in connection with the sea boxes, in the transverse tunnels of the transverse beam control there are drivable propellers, which emit the necessary thrust for maneuvering the vessel. Transverse beam steering is used especially at slow and half speed, when the effect of the main rudder system decreases.

Selv ved sakte fart vil det i slike innsnitt i skipets ytterkledning råde strømningstilstander som virksomt må opprettholdes av skipets drivanlegg, d.v.s. øker driveffekten og dessuten har uhel-dig innflytelse på det ønskede formål med dette innsnitt. Således vil f.eks. hvirvler i sjøkassene påvirke kjøle- og ballastpumpenes fødemengde og lignende strømningstilstander i tverrtunneler for tverrstråle-styreanlegg vil ikke bare påvirke skyvkraften og effektopptaket av tverrstråle-styringene, men også skipets motstand. Propellen for en tverrstrålestyring vil som følge av disse strømningstil-stander få meget usymmetrisk tilstrømning og vibrasjoner, slitasje-fenomener og avtagende skyvkraft ved hyppig stigende effektopptak må holdes under oppsikt, selv ved sakte fart. Reduksjonen av den resulterende tverrkraft fra en tverrstråle-styring kan delvis føres tilbake til trykk- og sugetrykkfelter, som tilføres ytterkledningen i omgivelsen av den avledede stråle, når skipet er i fart. Til be-kjempelse av disse skadelige trykk- og sugetrykkfelter ble prinsip-pet for trykkutligningskanalen oppdaget (tysk patent 2.032.716) og gjennomført med hell. 'Til forbedring av strømningsforholdene på stråle-inngangssiden for tverrstråle-styringer har man utformet avrundinger eller krageformede overganger til skipets ytterkledning. Even at slow speed, there will be flow conditions in such incisions in the ship's outer cladding that must be actively maintained by the ship's propulsion system, i.e. increases the driving effect and also has an unfortunate influence on the desired purpose of this incision. Thus, e.g. eddies in the sea boxes affect the cooling and ballast pumps' feed quantity and similar flow conditions in cross tunnels for cross beam control systems will not only affect the thrust and power absorption of the cross beam controls, but also the ship's resistance. As a result of these flow conditions, the propeller for a cross-beam control will have a very asymmetrical inflow and vibrations, wear phenomena and decreasing thrust with frequently increasing power consumption must be kept under watch, even at slow speed. The reduction of the resulting transverse force from a transverse beam steering can be partially fed back to pressure and suction pressure fields, which are applied to the outer skin in the vicinity of the diverted beam, when the ship is in motion. To combat these harmful pressure and suction pressure fields, the principle of the pressure equalization channel was discovered (German patent 2,032,716) and successfully implemented. 'To improve the flow conditions on the jet entrance side for transverse jet controls, roundings or collar-shaped transitions have been designed for the ship's outer cladding.

Det ble påvist at en tverrstråle-styring kan overbelastes ved foroyerfart, mens effektopptaket ved akteroverfart som regel avtar med økende skipshastighet. (BRIX,J.: Modellversuche mit der SCHOTTEL-Querstrahlanlage s. 500 L, HANSA-STG-hefte 1971, BRIX,J.: Querstrahlsteuer mit Druckausgleichkanalen A-S-T HANSA 18/1972). It was demonstrated that a transverse beam steering can be overloaded when sailing forward, while the power absorption when sailing astern usually decreases with increasing ship speed. (BRIX,J.: Modellversuche mit der SCHOTTEL-Querstrahlanlage p. 500 L, HANSA-STG booklet 1971, BRIX,J.: Querstrahlsteuer mit Druckausgleichkanalen A-S-T HANSA 18/1972).

Det foreligger betydelige problemer i forbindelse med til-førselen av kjøle- eller ballastvann fra konvensjonelle sjøkasser, når skipet er i fart. Dette er spesielt farlig, fordi den nødven-dige kjølevannsmengde øker med økende skipshastighet og dermed stør-re maskineffekt. Forsemringen av tverrstråle-styringers egenskaper, når skipet er i fart, er et forhold som i høy grad må korrigeres, idet disse styreorganer tas i bruk ved manøvrering på reden, i kanaler, i havnebassenger og ved tåke eller i off-shore-tjeneste, når hovedroranleggets effekt er forholdsvis ringe. There are significant problems in connection with the supply of cooling or ballast water from conventional sea boxes, when the ship is in motion. This is particularly dangerous, because the required amount of cooling water increases with increasing ship speed and thus greater engine power. The deterioration of the transverse beam steering properties, when the ship is in motion, is a condition that must be corrected to a great extent, as these steering bodies are used when maneuvering on the nest, in channels, in harbor basins and in fog or in off-shore service, when the power of the main rudder system is relatively low.

Til grunn for oppfinnelsen ligger den oppgave å kunne påvirke de hydrodynamiske strømningstilstander i innsnitt og tverrtunneler på en enkel måte. The invention is based on the task of being able to influence the hydrodynamic flow conditions in incisions and cross tunnels in a simple way.

Denne oppgave, løses ifølge oppfinnelsen ved at en eller flere passivt virkende strømningskanaler med valgfritt tverrsnitt og uten skyvkraftproduserende installasjoner anordnes i fartsretning foran sjøkassen eller tverrstråle-styringen, hvorved disse strøm-ningskanalers inntak i ytterkledningen ligger foran innsnittet og deres uttak ligger i innsnittet, skjønt spesielt i en sjøkasse eller i tverrtunnelen for et tverrstråle-styreanlegg. According to the invention, this task is solved by one or more passively acting flow channels with an optional cross-section and without thrust-producing installations being arranged in the direction of travel in front of the sea box or the transverse beam control, whereby the intake of these flow channels in the outer cladding is in front of the cut-out and their outlet is in the cut-out, although especially in a sea box or in the cross tunnel of a cross beam steering system.

Et slikt system av strømningskanaler anordnes hensiktsmes-sig i strømningsretningen på monteringsstedet. Disse strømnings-kanaler kan således lede horisontalt eller på skrå mot horisontalen inn i innsnittet. Such a system of flow channels is suitably arranged in the direction of flow at the installation site. These flow channels can thus lead horizontally or at an angle to the horizontal into the incision.

De spesielle, lokale forhold (f.eks. tverrtunnelens lengde, sjøkassens dybde) kan føre til at strømningskanalen eller -kanalene må få en krumning i lengderetningen eller et foranderlig tverrsnitt. The special, local conditions (e.g. the length of the cross tunnel, the depth of the sea box) may mean that the flow channel or channels must be curved in the longitudinal direction or have a variable cross-section.

Til reduksjon av inn- og utløpstapene på overgangene til ytterkledningen og i sjøkassen eller tverrtunnelen, anordnes avrundinger . Roundings are arranged to reduce the inlet and outlet losses at the transitions to the outer cladding and in the sea box or cross tunnel.

For en enklere fremstilling i stedet for etterfølgende mon-tering av strømningskanalene kan tverrtunnelen for en tverrstråle-styring fra først av fremstilles med to eller flere strømningskana-ler (som K-anordning) eller ganske enkelt krummet i lengderetningen For a simpler production instead of subsequent assembly of the flow channels, the cross tunnel for a cross beam control can be produced from the outset with two or more flow channels (such as K device) or simply curved in the longitudinal direction

(som C-anordning).(as C device).

Nevnte utførelse av en tverrstråle-styring med to eller flere strømningskanaler vil opprette trykk- og sugefelter på ytterkledningen som en konvensjonell tverrstyring. Disse uønskede trykk-og sugetrykkfelter kan elimineres ved en eller flere passivt virkende trykkutligningskanaler, som i fartsretning er anordnet bak tverrstråle-styringen med strømningskanalene og leder fra en skipsvegg til motstående skipsvegg. Said embodiment of a cross-jet control with two or more flow channels will create pressure and suction fields on the outer cladding like a conventional cross-control. These unwanted pressure and suction pressure fields can be eliminated by one or more passively acting pressure equalization channels, which are arranged in the direction of travel behind the transverse jet control with the flow channels and lead from one ship wall to the opposite ship wall.

De fordeler som kan oppnås med oppfinnelsen består i at uønskede strømningstilstander i innsnitt i ytterkledningen, som sjø-kasser og tverrtunneler for tverrstråle-styringer, i stor utstrekning kan unngås. Derved vil fødemengden av kjøle- og ballastvann-pumpene og skyvkraften fra tverrstråle-styringer økes betydelig, samtidig som overbelastningsfenomener utelukkes. Oppfinnelsens prinsipp kan også betraktes som en forbedring av inntakssiden for strømningsmaskiner, som får tilstrømning på tvers eller tilnærmet på tvers. Ved en egnet utformning av innsnitt og strømningskanal er endog en foringelse av skipsmotstanden mulig. Hvis man derimot gir avkall på utformningen av strømningskanalene og i stedet geir skroget en skrå skjæring foran tverrstråle-styringens tverrtunnel eller foran sjøkassens innsnitt, vil det som følge av en oppstuv-ningspunkt-strømning opptre øket skipsmotstand på tverrtunnelens eller innsnittets bakkant. The advantages that can be achieved with the invention consist in the fact that undesirable flow conditions in incisions in the outer cladding, such as sea boxes and cross tunnels for cross beam controls, can be avoided to a large extent. Thereby, the feed quantity of the cooling and ballast water pumps and the thrust from the transverse beam controls will be increased significantly, while at the same time overloading phenomena are ruled out. The principle of the invention can also be considered as an improvement on the intake side for flow machines, which receive inflow across or nearly across. With a suitable design of the incision and flow channel, even a reduction of the ship's resistance is possible. If, on the other hand, the design of the flow channels is waived and instead the hull is given an oblique cut in front of the transverse beam steering transverse tunnel or in front of the sea box incision, increased ship resistance will occur on the rear edge of the transverse tunnel or incision as a result of a back-up point flow.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere under henvisning til et utførelseseksempel som er vist i tegningen. Fig. 1 er et skjematisk, partielt sideriss av en skipsvegg med en tverrstråle-styring og strømningskanaler ifølge oppfinnelsen. The invention shall be described in more detail with reference to an embodiment shown in the drawing. Fig. 1 is a schematic, partial side view of a ship wall with a transverse beam control and flow channels according to the invention.

Fig. 2 er et snitt etter linjen A-B i fig. 1.Fig. 2 is a section along the line A-B in fig. 1.

Fig. 3 er et snitt gjennom en sjøkasse med en strømnings-kanal ifølge oppfinnelsen. Fig. 3 is a section through a sea box with a flow channel according to the invention.

I en tunnel 1, som på tvers, av skipets lengdeakse 2 for-løper rettlinjet, krummet 10 eller vinkelbøyd fra en skipsvegg 3 til motstående skipsvegg 4, er det anordnet en drivbar propell 5, ved hjelp av hvilken det kan fremkalles en nødvendig skyvekraft til manøvrering. I fartsretningen vil det bak inn- og utløpene for tun-nelen, på stedene 6, dannes en hvirvellignende strømningstilstand, som hemmer tilførselen til propellen 5. Ved anordning av en eller flere strømningskanaler 7 vil den uønskede strømningstilstanden på stedene 6 i stor utstrekning elimineres og tilførselen til propel len 5 eller til sjøkassen 8 med s-uges-tussen 9 vil bedres, som a,n-tydet ved de inntegnede strømningspilene. Den positive innflytelse av strømningskanalene 7 kan delvis også oppnås ved at tverrtunnelen 1 for tverrstråle-styringen ifølge fig. 2 utføres krummet eller vinkelbøyd forover, som vist med de stiplete streker 10 i fig. 2. • In a tunnel 1, which runs across the ship's longitudinal axis 2 in a straight line, curved 10 or bent at an angle from a ship's wall 3 to the opposite ship's wall 4, a drivable propeller 5 is arranged, with the help of which a necessary thrust can be generated to maneuvering. In the direction of travel, behind the inlets and outlets for the tunnel, at locations 6, a vortex-like flow condition will form, which inhibits the supply to the propeller 5. By arranging one or more flow channels 7, the undesirable flow condition at locations 6 will be largely eliminated and the supply to the propeller 5 or to the sea box 8 with the s-uges-tussen 9 will be improved, as indicated by the drawn flow arrows. The positive influence of the flow channels 7 can partly also be achieved by the transverse tunnel 1 for the transverse beam control according to fig. 2 is carried out curved or bent forward at an angle, as shown by the dashed lines 10 in fig. 2. •

Claims

1. Flow channel and cross-beam steering system for vessels, characterized by one or more passively acting channels with an optional cross-section and without thrust-inducing installations, which in the direction of travel are arranged in front of the sea box or the cross-tunnel for a cross-beam steering or another incision in the ship's outer cladding and if inlet is in the outer cladding and whose outlet is in the sea box, the transverse tunnel for a transverse beam control or another incision in the outer cladding.

2. Flow channel and cross-beam steering device for vessels as stated in claim 1, characterized in that the passively acting flow channels are arranged in the direction of the local flow at the ship's mounting location.

3. Flow channel and transverse beam steering system for vessels as stated in claims 1 and 2, characterized in that the flow channels are curved in the longitudinal direction and/or have a changeable cross-section.

4. Flow channel and transverse beam steering system for vessels as stated in requirements 1 to 3, characterized by roundings on the inlets and outlets in the outer cladding and the transverse tunnel for a transverse beam steering, in the sea box or other incisions in the ship's outer cladding.

5. Flow channel and cross-beam steering system for vessels as specified in claims 1 to 4, characterized in that the cross-beam steering is supplied in advance with flow channels or is carried out later, respectively, is provided with flow channels or that the cross-tunnel for a cross-beam steering, if no flow channels are used , is made curved or bent at an angle in the longitudinal direction in order to improve the inflow on the inlet side.

6. Flow channel and transverse beam control system for vessels as specified in claims 1 to 5, characterized by one or more passively acting transverse tunnels, which in the direction of travel are arranged behind the transverse beam^ the steering, lead from one side of the ship to the opposite side of the ship and act as pressure equalization channels for the reduction of harmful pressure and suction pressure fields, which are felt on the ship's outer skin behind the transverse beam steering which is in operation during cruise.