NO761645L - - Google Patents

Description

Innretning for reduksjon av bevegelses-mo ts' ta riden for skip

Oppfinnelsen angår et anlegg for reduksjon av bevegelsesmotstanden for skip og/eller for bryting av bølger.

Bevegelsesmotstanderi for skip er som kjent sammen-satt av vind- og vannmotstand. Vannmotstanden består på sin side av frontalmotstand, formmotstand, langsgående friksjon og kjølvann. Da det for overvinnelse av bevegelsesmotstandene må tilveiebringes maskinytelse, innvirker bevegelsesmotstandene sterkt på utstyrts- og driftsomkostningene for skip. Dette gjelder særlig når det kreves høyere hastigheter, for bevegelsesmotstandene vokser med tredje potens av hastigheten.

For oppnåelse av minst mulige bevegelsesmotstander blir det på kjent måte benyttet mest mulig- gunstige skrog-former og konstruksjonsformer som man kan få rede på ved slepe-forsøk og forsøk i vindtunneler. Det blir imidlertid igjen meget store motstander, særlig i form av frontalmotstand og langsgående friksjon samt kjølvann og de tilsvarende luft-.strømningsmotstander.

Løsningen av den oppgave å redusere, bevegelsesmotstanden for skip er ifølge oppfinnelsen kjennetegnet ved stråledyser i strømningsområdet for vannet og en pumpeanord-

ning for mating av stråledysene med trykkvann og/eller trykkluft. Det lykkes på denne måte å tilveiebringe en slags undervanns-luftpute foran skipets baug, hvorved den frontale vannmotstand kan reduseres sterkt. Denne nedsettelse av mot-standen kan også utnyttes når det gjelder strømmende vann i forbindelse med flytende eller faststående gjenstander eller konstruksjoner, særlig for bølgebryting ved boreskip og bore-øyer i havet.

Anbringelsen av stråledysen? kan skje på mange for-skjellige måter. En utførelse av oppfinnelsen.sørger for at dysene over vannlinjen er slik anordnet og matet at trykkvann-strålene under medrivning av luft sprøytes inn i motstrømnings-omradet og/eller frastrømningsområdet for vannet. Den médrevne luft sørger da for tilveiebringelse av luftputen helt ned til store vanndyp, slik at oppfinnelsen også kan anvendes på skip med stor dypgang.

Dysene kan være anordnet gruppevis ved baugen og ved akterenden eller hekken av et skip, for å redusere den frontale vannmotstand henholdsvis kjølvannet. Ved anordning av ekstra dysegrupper på begge sider av skipsskroget kan særlig den langsgående friksjon reduseres ved at grensesjiktet vann-skipsskrog ved hjelp av innsprøytingen av luft påvirkes i retning av mindre friksjonstap.

For supplering av dysegruppene for innsprøyting av vannstråler sørger oppfinnelsen i en ytterligere utførelse for at det under et skips vannlinje er anordnet dysegrupper gjennom hvilke luft kan presses ut. Gjennom disse luftdyser, som spesielt kan være anordnet på begge sider ved baugen og ved hekken av skipet, kan luftputevirkningen tilsiktet forbedres og suppleres på.bestemte steder. Luftdysene kan i form av en rørledning,

som er utstyrt med dyser eller dusjhoder, mates fra midten av baugen, og ifølge en ytterligere utførelse av oppfinnelsen kan luftdysene også være anordnet på under vannlinjen rundt skipsskroget kaskadeformig'forløpende, rørledninger som hensiktsmessig er oppdelt i flere separat matede og regulerbare avsnitt .

Stråledysene for reduksjon av vannmotstanden kan ved siden av sitt egentlige formål på fordelaktig måte også tjene til forbedring av manøvrerbarheten for et skip og til avlastning av rorinnretningen. Når det nemlig ved en tilsvarende regulering eller fråkopling av dysene foretas en reduksjon av bevegelsesmotstanden overveiende eller bare på den ene skipsside, opp-står en styrevirkning, dvs. skipet dreier seg i retning av den side som har størst bevegelsesmotstand.

En ytterligere, fordelaktig mulighet består i at

det fra de under vannlinjen beliggende dysegrupper selektivt utstøtes trykkvannstråler, hvorved skipet uavhengig av maskinen og rormaskineriet kan beveges eller dreies i en ønsket retning, eksempelvis ved tillegning og fralegning. Dessuten står det dermed til disposisjon en nøddrivanordning ved hjelp av hvil-

ken skipet ved bortfall av maskinanlegget i det minste kan dreies opp mot vinden og således kantringsfaren ved uvær reduseres sterkt eller også elimineres.

ifølge en viktig utførelse av oppfinnelsen er det sørget for at pumpaarordningen er dannet av på skipsytter-

veggene anordnede trykkluftfrembringere i form av ved undersiden åpne beholdere som i området for vannlinjen er slik anbrakt at motstrømmende bølger, presser luften ut av beholderne gjennom rørledninger til stråledysene. På denne måte kan den nødvendige luft for mating av stråledysene på enkel måte tilveiebringes under utnyttelse av. bølgeenergien. Ytterligere, drevne pumpeanordninger i form av kompressorer er da ikke lenger nødvendig eller i høyden nødvendig som støtte. Da høydeforskjellen mellom bølgetopper og bølgedaler ved store skip beløper seg til flere meter også ved forholdsvis rolig sjø, er det frembrakte trykk tilstrekkelig for undervanns-dysene.

Når flere beholdere er forbundet med dysene over felles rørledninger, kan det ifølge en fordelaktig utførelse av oppfinnelsen være anordnet tilbakeslagsventiler som hindrer at den av en beholder tilveiebrakte trykkluft strømmer ut igjen gjennom en annen beholder som befinner seg like over vannlinjen. Videre kan hver av beholderne være forsynt med en flottørventil som lukker når vannet i beholderne har nådd en bestemt høyde.

På denne måte hindres .at vannet strømmer inn i rørledningene.

I stedet for de nedad åpne beholdere, som vannet trenger inn i, kan det også være anordnet sammentrykkbare beholdere som over tilbakeslagsventiler på den ene side er forbundet med en til atmosfæren førende sugeledning og på den annen side er forbundet med de til stråledysene førende rørledninger. Sådanne beholdere, eksempelvis i form av rør av elastisk materiale, suger da ved hjelp av. en indre tilbakestillingskraft i form av fjærer eller skumplast, luft gjennom sugeledningene når beholderne dukker opp av vannet. Ved neddykking i en bølge pres-

ser vanntrykket beholderne sammen slik at luften overføres via tilbakeslagsventilene som bare. er åpne mot stråledysene.

Grupper av beholdere.blir hensiktsmessig anordnet

i forskjellig høyde, slik at det oppnås tilpasning til de for-skjellige lastetilstander for et skip. På den annen side eller i tillegg kan beholdernes høydestilling være innstillbar.

Beholderens form kan eventuelt ved hjelp av en bekledning velges slik at vannmotstanden i skipets bevegelighetsret-ning blir minst mulig.

I tillegg til reduksjon av vann-bevegelsesmotstanden

er det for reduksjon av luftmotstanden ifølge oppfinnelsen sør-

get for at det på skipsoverdekket er anordnet dysegrupper som for luftmotstandsreduksjon er rettet oppover. Fra disse dyser . blir det kontinuerlig eller støtvis utpumpet vann- og/eller luftstråler for å gi den motstrømmende vind eller bevegelsesvinden en bedre omstrømningsform og dermed mindre motstand. Dysegruppene blir hensiktsmessig anordnet i bevegelsesretningen foran

skipsoppbygningen og langs relingen. For innstilling mot vind-retningen, som vanligvis har en siderettet komponent,blir hensiktsmessig utstøtsretningen for dysegruppene gjort omstillbar, eksempelvis ved at dysene er svingbare. Ved siden av. dyser som utstøter vann på skrå oppover, kan det med fordel være anordnet likedan utførte luftdyser som over reguleringsanordninger er tilkoplet til et kompressoranlegg.

Innretningen ifølge oppfinnelsen for reduksjon av bevegelsesmotstanden kan ikke bare anordnes ved nybygging av skip, men kan lett også anbringes etterpå uten høye omkostninger. Innretningen er egnet for alle skipsstørrelser.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til tegningene, der fig. 1 og 3 viser skjematiske sideriss av skip med en anordning ifølge oppfinnelsen, og fig. 2 viser et skjematisk riss av skipet på fig. 1.sett ovenfra.

På det"på tegningene bare skjematisk viste skips-

skrog l,.som er neddykket til vannlinjen 2, er anbrakt et an-

tall dysegrupper som tjener til reduksjon av vann- og vindmot-stand. Ved baugen er det på babord- og styrbordsiden anordnet to dysegrupper 3, 3a som tilnærmet i høyde med relingen støter vannstråler 4 under høyt trykk inn i det motstrømmende vann foran og ved siden av skipsbaugen. Derved blir det medrevet luft som danner en slags luftpute foran og ved siden av skipsbaugen og på denne måte reduserer den frontale vannmotstand.. Dysegrupper 5, 5a som er anordnet tilnærmet midtskips på begge skipssider i høyde med. relingen, støter også ut vannstråler 6

ved siden av skipsveggen, slik at den langsgående friksjon reduseres ved hjelp av den medrevne luft. Endelig er det på<0>skipsdekket på begge sider anordnet dysegrupper 7, 7a som støter vannstråler 8 nedover for reduksjon av kjølvannsmotstanden.

Virkningen av de ved baugen anordnede dysegrupper 3,

3a kan understøttes ved at det også kontinuerlig utstøtes luft over dusjhodeliknendé dyser 9 som ved hjelp av rør 30 er an-

ordnet foran baugen.

Ytterligere luftdyser 11 er anordnet på kaskadefor-mede rør 12 som strekker seg rundt skipsskroget 1 under vannlinjen. Rørene er oppdelt i enkeltstående, ikke viste avsnitt slik at bestemte grupper av luftdysene 11 skal kunne settes i drift alt etter behov. Det er dessuten sørget for at vannstråler kan støtes ut av luftdysene 11 for manøvrering i stilling og ved langsom bevegelse og for å benyttes som nøddrivanordning. Eksempelvis kan.skipet dreies ved at luftdysene 11 på babord

foran og styrbord bak tilføres trykkvann og luftdysene 11 på styrbord foran og babord bak tilføres trykkluft.

For å redusere vindmotstanden og en eventuell karit-ringsfare (ved hovedmotorskader). er det på skipsoverdekket foran oppbygningen 12 anordnet to dysegrupper 13, 14 gjennom hvilke det på skrå oppover støtvis eller også kontinuerlig utstøtes vann- og/eller luftstråler 15, 16. Éstra dysegrupper 17, 17a befinner seg ved overbygningens 12 langsider og støter også ut vann- og luftstråler 18. Videre er det på skips ytterveggen over vannspeilet og på overbygningen anbrakt luftdyser 19 og 19a som støtvis eller kontinuerlig utstøter luft- eller vannstråler 20.

For tilpasning til de aktuelle vindforhold er hensiktsmessig utstøtsretningen for dysegruppene 13, 14 og 17 omstillbar, eksempelvis ved at de enkelte dyser kan svinges. Dessuten bør pumpeanleggets-utstøtningsmengde -være regulerbar.

På fig. 3 er det skjematiske sideriss ifølge fig. 1 gjentatt for å forklare den spesielle type trykkliif tf rembringelse ved hjelp av på skipsytterveggen anbrakte beholdere 24. Man inn-ser at de i grupper anordnede beholdere 24 på grunn av bølgene med bølgetoppene 22 og bølgedalene 23 delvis befinner seg under og delvis over vannlinjen. Ved disse bølger dreier det seg om de utenfra motstrømmende bølger, altså ikke de i hovedsaken lokale, av skipets bevegelse selv frembrakte bølger, for eksem-pel baugbølgen. Når bølgene ankommer til skipsveggen, ned-dykkes beholderne 24 etter hverandre. Når en beholder 24 da dykkes dypere ned, blir den i denne tilstedeværende luft sammen-presset og over (ikke viste) rør ført til dysegruppéne. Slik det fremgår ved en sammenlikning mellom fig. 1 og 3, tillates derved dysene, eksempelvis dusjhodene 9, å anordnes bare så,' dypt under vannlinjen at det av beholderne 24 frembrakte trykk er tilstrekkelig.

En forsterkende virkning fremkommer ved slingre-eller rullebeyegelser av skipet, når beholderne 24 er anbrakt på begge skipssider. Da trykkluftfrembringelsen ved skipets rulling går på bekostning av rullingsbevegelsen, blir rullingen dempet på ønsket måte..

Claims (20)

1. Innretning for reduksjon av bevegelsesmotstanden for skip og/eller for bryting av bølger, karakterisert ved stråledyser (3, 5, 7, 9, 11, 13, 14, 17) i strømningsområdet for vannet og' en pumpeanordning for mating av stråledysene med trykkvann og/eller trykkluft.

2. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at stråledysene (3, 5, 7) over vannlinjen (2) er slik anordnet og matet at trykkvannstråler. under medrevne av luft sprøytes inn i motstrø mningsområdet og/eller frastrømnings-området for vannet.

3. Innretning ifølge krav 2, karakterisert ved at dysene (3, 7) er anordnet gruppevis ved baugen og ved hekken av et.skip.

4. Innretning ifølge krav 3, karakterisert ved at ekstra dysegrupper (5) er anordnet på begge, sider av skipsskroget.

5. Innretning ifølge ett av kravene 1-4, karakterisert ved at det under vannlinjen (2) for et skip (1) er anordnet dysegrupper (9, 11) gjennom hvilke luft eller vann kan utpresses.

6. Innretning ifølge krav 5, karakterisert ved at dysegruppene (9, 11) er anordnet på begge sider ved hekken og baugen av skipet.

7. Innretning ifølge krav 5, karakterisert ved at dysegruppene (11) er anordnet på under vannlinjen (2) rundt skipsskroget (1) forløpende, flertrinns rørledninger (12).

8. Innretning ifølge ett av kravene 5-7, karakterisert ved styreventiler for adskilt regulering av dysegruppene (9, 11) ved baugen, hekken, styrbord og babord.

9. Innretning ifølge krav 8, karakterisert ved at dysegruppene (11) kan tilføres trykkvann og trykkluft for manøvrering. .

10. Innretning ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at det på skipsoverdekket og.ved skipsoverbygningen er anordnet dysegrupper (13, 14, 17, 19) som er rettet oppover for luftmotstandsreduksjon.

11. Innretning ifølge krav 10, karakterisert ved at dysegruppene (13, 14, 17) i bevegelsesretningen er anordnet foran skipsoverbygningen (12) og langs skipets reling.

12. Innretning ifølge krav 11, karakterisert ved at utstøtsretningen: for dysegruppene (13, 14, 17) er omstill bar.

13. Innretning ifølge krav 11 eller 12, karakterisert ved at det til dysegruppene er tilordnet likt utstyrte luftdyser som over reguleringsanordninger er tilkoplet til et luft- og/eller vannkompressoranlegg.

14. Innretning ifølge krav 1., karakterisert ved at pumpeanordningen er dannet av på skipsytterveggene anordnede trykkluftfrembringere i form av ved undersiden åpne beholdere (24) som i området for \annlirijen er slik anbrakt at motstrømmende bølger (22, 23) presser luften ut av beholderne gjennom rørledninger til stråledysene.

15. Innretning.ifølge krav 14, karakterisert ved at hver av beholderne (24) er forbundet med rørledningene over en tilbakeslagsventil.

16. Innretning ifølge krav 14 eller 15, karakterisert ved at hver av beholderne (24) er forbundet med rørledningene over en flottørventil.

17. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at pumpeanordningen er dannet av på skipsytterveggene anordnede trykkluftfrembringere i form av sammentrykkbare beholdere (24) som er anbrakt i området for vannlinjen og på den ene side over tilbakeslagsventiler er forbundet med en til atmosfæren førende sugeledning, og på den annen side er forbundet med til stråledysene førende rørledninger på en slik måte at motstrømmende bølger (22, 23) pumper luften ut av beholderne til stråledysene.

18. Innretning ifølge ett av kravene 14-17, karakterisert ved at grupper av beholdere (24) er anordnet i forskjellig høyde.

19. Innretning ifølge ett av kravene 14-17, karakterisert ved at beholdernes høydestilling er innstillbar .•

20. Innretning ifølge ett av kravene 14-19, karakterisert ved at beholderne er forsynt med en strømningsgunstig form eller bekledning.