DE102008057601B4

DE102008057601B4 - Vorrichtung zur Verringerung des Wasserwiderstands von Schiffen

Info

Publication number: DE102008057601B4
Application number: DE102008057601A
Authority: DE
Inventors: Ernst Guenter Klinck
Original assignee: Klinck Ernst Guenter 25704
Current assignee: Klinck Ernst Guenter 25704
Priority date: 2008-11-13
Filing date: 2008-11-13
Publication date: 2011-06-30
Anticipated expiration: 2028-11-14
Also published as: DE102008057601A1

Abstract

Vorrichtung zur Verringerung des Wasserwiderstandes von Schiffen, gekennzeichnet durch ein unterhalb der Wasserlinie an einer seitlichen Schiffsbordwand (1) montierbares offenes Röhrenprofil, das mehrere mit Längsschlitzen (6) versehene Röhren (3) aufweist, sowie in die Röhren (3) mündende Düsen (5) zur Zufuhr von Druckluft in die Röhren (3).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verringerung des Wasserwiderstands von Schiffen.
Aus der DE 101 40 781 A1 ist ein Verfahren zur Verminderung des Reibungswiderstandes von Wasserfahrzeugen bekannt, bei dem Druckluft in Gaskanäle geleitet wird, die an den Seiten eines Rumpfs des Wasserfahrzeugs verlaufen und mit Gasaustrittsdüsen versehen sind.
Die DE 35 22 943 C2 offenbart eine Einrichtung zur Verringerung des turbulenten Reibungswiderstandes bei Luft-, Raum- und Wasserfahrzeugen, bei der innerhalb einer unmittelbar vom Luftstrom bespülten Oberfläche strömungsparallele Kanäle angeordnet sind, die jeweils über einen Längsspalt mit einer Grenzschicht verbunden sind.
Weiter ist aus der US 2,608,171 A ein zur Luftverteilung dienender, an der Oberfläche mit einem Wellenprofil versehener Körper eines Wasserfahrzeugs bekannt.
Die US 5,054,412 A offenbart ein Verfahren zur hydrodynamischen Verringerung der Oberflächenreibung eines Körpers durch Bereitstellung von Längsnuten in der Körperoberfläche und Zuführen eines Gasstroms in jede Nut.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen
1 eine teilweise weggeschnittene perspektivische Ansicht eines Ausschnitts eines Bordwand-Segments eines Schiffs mit Tiefgang, das mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattet ist;
2 eine vergrößerte Ansicht des durch einen Kreis markierten Ausschnitts in 1;
3 eine schematische Oberseitenansicht des Schiffs zur Darstellung des Verlaufs der Vorrichtung.
Mit der nunmehr vorgestellten Vorrichtung soll bei Schiffen mit Tiefgang (Frachtschiffe) der Wasserwiderstand abgebaut werden.
Schiffe mit Tiefgang (Fig. 1 bis Fig. 3)
Die Vorrichtung für diesen Schiffstyp besteht aus einem Profil aus offenen, geschlitzten Röhren 3. Die seitlichen Bordwände 1 unterhalb der Wasserlinie 2 dienen als Montagebereich.
Das Profil der einzelnen Röhren 3 ähnelt einem gestrecktem O – Profil mit einer Öffnung (Schlitzung) 6 im unteren Bereich. Die Ausrundungen im Profil sollen Verwirbelungen verhindern und somit strömungsfördernd sein. Das Profil wird mittels einer Aufhängung 8 am Schiffsrumpf befestigt, die Schlitzung 6 verläuft auf der ganzen Länge der Vorrichtung. Die Schlitzung 6 soll verhindern, dass bei starker Seegang die Vorrichtung nicht zum Ballasttank wird.
Die Ein- und Auslauföffnungen der Vorrichtung können mit Klappen 18 abschnittsweise verschlossen werden, wie in 3 dargestellt. Im geöffneten Zustand dienen die Klappen 18 als Leitprofile. Zur Vermeidung von Beschädigungen werden die Klappen 18 z. B. bei Eisgang abschnittsweise geschlossen.
Die Funktion der Vorrichtung:
Das vom Schiffsrumpf (Bugbereich) verdrängte Wasser gelangt während der Schiffsbewegung mit Hilfe der Leitprofile 18 in das Vorrichtungsprofil. Über Düsen 5 mit einem Neigungswinkel von 45° bis 60° gelangt Luft mit Druck von unten in die Vorrichtung. Die Einspeisepunkte der Luftdüsen 5 erstrecken sich auf ganzer Länge. Durch die eingepresste Luft wird die Wassergeschwindigkeit im Profil erhöht. Die Erhöhung bewirkt, das Wasser von der Vorrichtung im Bugbereich leicht angesaugt wird. Die sonst sich vor dem Schiff aufbauende Wassersäule und deren Verwirbelungen am Schiffskörper werden so verhindert. Des Weiteren wird bedingt durch die Schlitzung 6 das Wasser an der Außenhaut von dem schnell strömenden Wasser in der Vorrichtung mitgesogen. Durch diese Wasserbewegung verringert sich der Reibungswiderstand am Schiffskörper. Kompressoren (nicht dargestellt) sorgen für den notwendigen Druck und die Luftzufuhrmenge. Diese Luft besteht aus einem umweltverträglichen Luft – Gasgemisch, das sich aus den Abgasen und verbrauchter Luft aus dem Schiffsinneren zusammensetzt.
Die Luftdüsen 5 lassen sich individuell steuern. Des Weiteren sind oben im Profil zusätzlich Düsen 7 eingebaut, die in Fahrtrichtung Luft einpusten können und zur Geschwindigkeitsreduzierung (Bremseinrichtung) vorgesehen sind.
Die Profilreinigung lässt sich bequem über die Längsschlitzung 6 vornehmen.
Ein nützlicher Nebeneffekt für die Natur ist, dass die befahrenen Wasserwege bis zu einer Tiefe von 10,00 m und mehr gut durchlüftet werden.
Die Bemessung der gesamt erforderlichen Profilquerschnittsfläche setzt sich aus den Faktoren
der Schiffsgröße mit Breite und Tiefgang sowie
aus der angestrebten Geschwindigkeit zusammen.
Durch die geordnete „Wasserableitung” wird bei gleich bleibender Motorleistung eine höhere Fahrgeschwindigkeit erzielt. Und bei konstanter Geschwindigkeit ist ein geringerer Leistungsaufwand erforderlich. Die geschätzten Einsparungen an Kraftstoff können im Idealfall 30% und mehr betragen.
Bezugszeichenliste

1: Bordwand
2: Wasserlinie
3: Röhren
4: Druckluftleitung
5: Düse in Strömungsrichtung (Beschleunigung)
6: Schlitzung
7: Düse in Fahrtrichtung (Bremseinrichtung)
8: Aufhängung
9: Verlauf der Vorrichtung
10: Vorrichtungsanordnung
11
12
13
14: Schiffsboden
15: Deck
16: Heckbereich
17: Bugbereich
18: Klappe Leitprofil
19: einströmendes Wasser
20: ausströmendes Wasser

Claims

Vorrichtung zur Verringerung des Wasserwiderstandes von Schiffen, gekennzeichnet durch ein unterhalb der Wasserlinie an einer seitlichen Schiffsbordwand (1) montierbares offenes Röhrenprofil, das mehrere mit Längsschlitzen (6) versehene Röhren (3) aufweist, sowie in die Röhren (3) mündende Düsen (5) zur Zufuhr von Druckluft in die Röhren (3).
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Längsschlitze (6) über die gesamte Länge der Röhren (3) erstrecken.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsschlitze (6) im unteren Teil der Röhren (3) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die geschlitzten Röhren (3) im Querschnitt gerundete innere Begrenzungen aufweisen.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen (5) in der Nähe der Längsschlitze (6) im unteren Teil der Röhren (3) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen (5) in Strömungsrichtung des Wassers ausgerichtet sind.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen (5) individuell steuerbar sind.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen (5) einen Neigungswinkel von 45 bis 60 Grad aufweisen.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich Einspeisepunkte der Düsen (5) über die gesamte Länge der Röhren (3) erstrecken.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zusätzliche Düsen (7), durch die sich zur Geschwindigkeitsreduzierung oder Abbremsung Druckluft in Fahrtrichtung in die Röhren (3) zuführen lässt.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Düsen (7) im oberen Teil der Röhren (3) eingebaut sind.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Röhren (3) an ihren Enden mit Klappen (18) versehen sind, mit denen sich Ein- und Auslauföffnungen an den Enden der Röhren (3) verschließen lassen.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappen (18) im geöffneten Zustand der Ein- und Auslauföffnungen als Leitprofile dienen.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Kompressoren zur Verdichtung und Zufuhr der Druckluft in die Röhren (3).
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckluft aus einem Luft-/Gasgemisch besteht, das sich aus Abgasen und verbrauchter Luft aus dem Schiffsinneren zusammensetzt.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Röhrenprofil mittels einer Aufhängung am Schiffsrumpf montierbar ist.