PT1501720E

PT1501720E - Fundo de um navio com uma cavidade de ar com um deflector

Info

Publication number: PT1501720E
Application number: PT03723522T
Authority: PT
Inventors: Konstantin Matveev; Jorn Paul Winkler
Original assignee: Dk Group N A N V
Priority date: 2002-05-07
Filing date: 2003-05-05
Publication date: 2007-01-31
Also published as: SI1501720T1; KR20050016869A; EP1501720B1; CN100431913C; ATE340128T1; KR101019436B1; DK1501720T3; CN1662413A; DE60308502T2; JP4619775B2; WO2003095298A1; CY1105862T1; ES2272984T3; JP2005529016A; EP1501720A1; DE60308502D1; AU2003230460A1; EP1361151A1

Description

DESCRIÇÃO

FUNDO DE UM NAVIO COM UMA CAVIDADE DE AR COM UM

DEFLECTOR A invenção refere-se a um navio com uma cavidade de ar que compreende um casco com uma proa, uma popa, uma hélice perto d a popa, pelo menos uma cavidade aberta, que é formada no fundo do casco, e meios de injecção de ar para subministrar ar ao interior da cavidade.

Um navio com cavidade de ar é conhecido do Pedido de Patente norte-americana US-A 3.595.191 em que o fundo do casco de um navio de navegação oceânica, como por exemplo um petroleiro, está provido com várias cavidades de ar abertas para baixo, nas quais é introduzido ar comprimido. Aqui a superfície de contacto da água com o navio é reduzida e as suas propriedades hidrodinâmicas são melhoradas, como por exemplo a redução da resistência à água. Durante a navegação, o ar sai das bolsas à medida que o navio cabeceia e balanceia. Inclusive quando da navegação em águas calmas o ar sai rá das cavidades de ar . A propulsão do navio é realizada por uma hélice submersa, que é afectada negativamente pelo ar que chega das cavidades até à hélice, o que reduz a elevação das pás da hélice, produzindo flutuações de impulso e de torção, ou falha do impulso (sobrevelocidade da hélice) . Uma solução para o problema do ar que chega à hélice é a de utilizar hélices ventiladas ou um "propulsor de ar na água" como o que é descrito no Pedido de Patente norte-americana US-A-5.505.639 (patente em nome de Burg) . Estas hélices ventiladas ou "propulsores de ar na água" são relativamente complexas. Além de que, quando um navio já existente é modernizado com uma ou mais cavidades de ar, que são agregadas ao casco, a mudança da hélice é uma operação custosa e de grande envergadura.

Outra descrição de um navio com cavidade de Pedido de Patente NL 9301476, que inclui as preâmbulo da reivindicação 1. ar é conhecida caracteristicas do do E portanto um ob j ecto da invenção prover um navio com uma cavidade de ar onde seja reduzida a entrada de ar ao interior da área da héli ce .

Aqui uma cavidade de ar de acordo com a presente invenção é caracterizada por o navio estar provido com peio menos um deflector de ar, que se estende entre a cavidade situada o mais recuada possivel e a hélice.

No deflector de ar, que pode ter por exemplo uma secção transversal cuneiforme, ou estar formado por uma superfície curva, forma-se uma área de baixa pressão, ao longo da qual as borbulhas de ar são transversalmente guiadas desde o fundo do casco, ao longo dos lados do navio até à superfície da água, sem atingir a hélice. Aqui, o propulsor está eficazmente protegido do ar que saí das cavidades de ar. Uma hélice submersa comum, não ventilada, pode ser utilizada juntamente com as cavidades de ar, utilizando o deflector de ar da presente invenção, que forma uma barreira de ar entre a cavidade de ar colocada o mais recuada possível e a hélice. Desta maneira, os navios existentes, como os navios graneieiros, podem ser modernizados com uma ou mais cavidades de ar soldadas no fundo do casco, sem que seja necessário utilizar um novo desenho de hélice.

Numa forma de realização, o deflector se estende numa direcção transversal desde uma linha central longitudinal do navio até aos lados do navio e com uma superfície de inclinação que se estende para cima desde o casco quando se dirige para a popa. O ar é guiado ao longo do lado da baixa pressão dos deflectores de ar em forma de faixa até à superfície da água sem atingir a hélice. 2

Noutra forma de realização, dois ou mais deflectores de ar se estendem em paralelo para um transporte transversal do ar eficaz desde o fundo do casco até à superfície. Os deflectores incluem um ângulo agudo a com a linha central horizontal numa direcção para trás. Preferencialmente, o ângulo a do deflector de ar no fundo do casco é diferente do ângulo do deflector de ar com. a direcção longitudinal ao longo dos lados do navio. Os ângulos a e β dependem da saída do ar à velocidade do projecto.

Numa forma de realização alternativa, o deflector de ar compreende uma superfície curva, que se estende substancialmente na direcção do comprimento do navio. Devido à aceleração da água à volta da superfície curva, forma-se uma zona de baixa pressão, onde as borbulhas de ar que saem da cavidade colocada, o mais recuada possível, são apanhadas. As borbulhas de ar são guiadas desde o deflector de ar até à superfície. Provendo uma parede em forma de "V" da cavidade colocada o mais recuada possível com as paredes da cavidade inclinadas para cima desde a linha centrai do navio para os lados, é obtido um transporte de ar melhorado.

Explicar-se-á detalhadamente uma forma de realizar o deflector de ar, não limitativa, de acordo com a presente invenção, a título de exemplo, com referência aos desenhos anexos. Em que nos desenhos: Δ figura 1 mostra uma vista lateral de um petroleiro ou navio graneleiro compreendendo cavidades de ar, e um deflector de ar de acordo com a presente invenção, A figura 2 mostra uma vista do fundo do navio da figura 1, A figura 3 mostra uma vista em corte transversal do deflector de ar ao longo da linha III-III da figura 2, A figura 4 mostra uma vista lateral do deflector de ar da superfície curva, e 3 A figura 5 é o navio da figura 4 visto de perto.

Na figura 1 é mostrado um navio petroleiro ou navio graneleiro 1, que pode por exemplo ter uma tonelagem entre 50.000 e 500.000 toneladas. No fundo 2 do casco 3, o navio compreende várias cavidades de ar 4, 5, 6 que nas suas superfícies frontais estão abertas viradas para baixo. Via um compressor 7, o ar comprimido é injectado no interior das cavidades 4-6 através de uma série de condutas 10. Cada cavidade pode ter um comprimento de aproximadamente de 0.5 a 30 m, uma largura de aproximadamente de 0.5 a 20 m e uma profundidade de aproximadamente de 0.3 a 5 m. A altura das cavidades é tal que durante o equilíbrio longitudinal máximo, as cavidades estão ainda totaimente cheias de ar, e habitualmente coincidem com a altura da cristã da onda estimada no interior da cavidade. A largura das cavidades é tal que pelo menos duas filas de cavidades se estendem ao longo do navio, quando visto à largura. 0 comprimento Lc das cavidades de um navio monocasco de alheta não estabilizada em navegação lenta a velocidade de projecto v do navio pode ser definido por Lc = 0.34 v2 . O ar é subminxstrado a uma pressão de 1.5 a 4 bares, e é ligeiramente maior do que a pressão hidrostática na cavidade do correspondente calado do navio. O nível de ar subministrado é de forma a que cada cavidade se mantenha o mais seca possível nas condições dadas (velocidade, estado do mar. etc.), e será apanhado numa situação estável em cada cavidade de ar, onde o ar em excesso sairá das partes de trás de cada cavidade. O navio 1 que compreende a proa 11 com a parte do bolbo que é provida para reduzir a resistência à água, e na popa 12, uma hélice submersa não ventilada 13 dirige o navio a velocidades compreendidas entre 8 e 30 nós. Perto da popa 13, entre a cavidade de ar colocada o mais recuada possível 4 e a hélice 13, três deflectores de ar paralelos 15,16,17 se estendem ao longo 4 da superfície exterior do casco, obliquamente numa direcção para trás num ângulo γ com a direcção horizontal, para guiar o ar que sai das cavidades 4-6, paralelamente aos deflectores, desde o fundo 2 até à superfície da água 18. Isto impede a entrada de ar no interior do plano da hélice e mantém o nível de ar na hélice 13 inferior por exemplo ao 10% por volume. Desta maneira, não é necessário fazer nenhuma modificação especial no desenho da hélice, o que supõe ser uma vantagem quando a modificação com as cavidades de ar 4-6 é feita à posteriori num navio existente.

Como pode ser observado na figura 2, várias cavidades de ar 21, 22 se estendem no fundo do navio, onde as separações transversais 23, 24 das cavidades externas e internas são desviadas na direcção da linha central longitudinal 25 para uma configuração óptima das ondas nas cavidades. As separações transversais 23, 24 podem ter um corte transversal cuneiforme, a profundidade de cada cavidade diminui gradualmente até à parte traseira de cada cavidade.

Entre as cavidades colocadas o mais recuadas possível 21 e a hélice 13, os três deflectores de ar cuneiformes 15,16,17 se estendem num ângulo agudo a de por exemplo 80° a 110° com a linha central longitudinal 25, para a linha da tangente 26, que é formada pelo limite da parte inferior do casco 1 substancíalmente horizontal. Na figura 2, é mostrada a parte inferior 25 e a parte intermédia 27 dos deflectores de ar apenas sobre um lado do navio, enquanto que na realidade o deflector de ar disposto é simétrico à volta da linha central longitudinal 18. Desde a linha tangente 26, os deflectores de ar 15-17 se estendem com as suas partes intermédias 25' num ângulo β com a direcção longitudinal, ao longo dos lados do casco, por exemplo até ao nível da água 18 . 0 ângulo β depende da velocidade projectada para o navio e da velocidade por cima das borbulhas de ar na água. As partes superiores 25" dos deflectores de ar 15-17 se estendem na vertical num ângulo γ, como pode ser 5 observada na figura 1. Os ângulos a, β e γ dependem do desenho do navio, como por exemplo a velocidade projectada e o ângulo de salda do ar à velocidade projectada e estão dispostos para guiar as borbulhas de ar até à superfície sem aceleração transversal.

Como pode ser observado na figura 3, os deflectores de ar 15-17 compreendem uma secção transversal cuneiforme, e estão formados por uma faixa inclinada 27 e uma faixa transversal 28, que estão soldadas na parede 29 do casco 3. A largura W de cada faixa pode ser de 0.3 a 3 m, enquanto que a altura h, da parte colocada o mais recuada possível sobre a parede do casco 29, é determinada pela quantidade média de ar que sai da última cavidade e que pode ser de 0.1 a 2 m, enquanto que a distância D entre os deflectores pode ser de 0.1 a 10 me o ângulo δ da parede do casco 29 é de 10° a 90°.

Nas extremidades traseiras 30 dos deflectores de ar 15-17 forma-se uma zona de baixa pressão, onde as boroulhas de ar são apanhadas. 0 ar apanhado é guiado na zona de baixa pressão, ao longo dos deflectores, desde o fundo 2 para a superfície do mar 18, de forma a que seja impedida a entrada de ar na zona da hélice 13. A figura 4 mostra uma forma de realização onde o deflector de ar compreende um corpo alongado em forma de pontão 33 fixado no casco do navio. O ar que sai da cavidade, colocada o mais recuado possível 34, é guiado ao longo da parede posterior 33 da diz a cavidade para o deflector de ar 33 e desde aí se desloca para cima até à superfície da água. A forma curva do deflector de ar 33 provoca um aumento de velocidade da água produzindo uma zona de baixa pressão na extremidade dirigida para baixo do deflector de ar 33 para a qual as borbulhas de ar são guiadas e a partir desta se dirigem para cima, antes de atingir a hélice 13. Como pode ser observado na figura 5, a parede colocada o mais recuada possível 32 da cavidade de ar recuada 34 tem partes de parede em forma de "V" 36, 37 que se inclinam viradas para cima desde curvas 33, navio. Lisboa, 19 o centro do navio para os lados. As superfícies 33' sâo mostradas fixadas directamente ao casco 3 do de Dezembro de 2006.

Pela Requerente 0 Agente Oficial

7

Claims

REIVINDICAÇÕES 1 . u m navio com um .a cavidade de a r 1) que compr eende um cas co / Ό 1 o ) com uma proa ( 11), uma po pa (12) e uma hélice (1 3) pe rto da popa , pelo menos ui ma cavidade ab erta / Δ C \ ^ r 6) f o rma da no f un do ( d } QO Ca. S CG f 8. cavidade e; 5tá del imitada por uma parede ri pa cavi Cl 8 d Θ { 3 Z i 0 meios de 1Γ pecç âo de d Γ \ 1 ! 10) p cl ra subm mistrar ar a Ο ί η r 0 p i c C da Cc \ “idade, onde 0 navio es tá p r ov ido com pelo r nenos um de f <=> ctor de ar (15,1 6, 1 7 7 7 : f a f 33 ' ) / caracterizado por c ) deflector de ar s e estender en tre a ca vida de colo cada o mais recuada possível (21, 22, 34 ) e a héi ice ( 13) , o def 1 ector de ar sobressaindo par a o exterior do casc so do nav i o até ao exterior da cavidade, maí s pe rto do nível da água que d parede da cavidade.
2. Um navio com uma cavidade de ar de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o deflector se estender na direcção transversal desde uma linha centrai longitudinal (25) do navio para os lados do navio e este ter uma superfície inclinada (27) que se estende para cima desde o casco (29) quando se dirige para a popa (12).
3. Um navio com uma cavidade de ar (1) de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por peio menos dois deflectores (15,16,17) se estenderem substancialmente em paralelo a uma distância mútua predeterminada (D). com a 16, 17)
4. Um navio com uma cavidade de ar (1) de acordo reivindicação 2 ou 3, caracterizado por o deflector (15, se estender até à popa num ângulo agudo (a).
5. Um navio com uma cavidade de ar (1) de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o deflector se estender num primeiro ângulo com a linha central longitudinal (25), ao longo do fundo (2) do casco (3), e um segundo ângulo (/?) com a direcção 1 ^ η -jr 0 2Γ 0 τ' ρ 3 J ulo (ar), ao QO ri o ^ iíilt das reivindicações anteriores, caracterizado por o deflector (15-17) se estender até à linha de flutuação (18) ,
7. Um navio com uma cavidade de ar (1) de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, caracterizado por a cavidade de ar estar delimitada por uma parte frontal, traseira e lateral, que foram conectadas com o fundo do casco.
8. Um navio com uma cavidade de ar (1) de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por a hélice (13) compreender uma hélice não ventilada.
9 . Um navio com uma cavidade de ar (1) de 3 C ordo com a reivindicação 1, caracterizado por o def lector de ar compreender uma superfície curva (33 , 331) fixada de cada lado do casco. 10. Um navio com uma cavidade de ar (1) de acordo com a reivindicação caracterizado por superfície curva esta: (ornada por um corpo fechado (33, 33’) fixado ao casco (3).
11. Um navio com uma cavidade de ar (1) de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, caracterizado por a cavidade colocada mais recuada (34) ter uma parede traseira (32) com duas partes de parede inclinadas para cima (36, 37) que vão desde a linha central até aos lados do navio. .1 sboa, 19 de dezembro de 2006. Pela Requerente n Δ.