DE60217784T2

DE60217784T2 - Großes Frachtschiff

Info

Publication number: DE60217784T2
Application number: DE60217784T
Authority: DE
Inventors: Kazunori Toshima-ku Sato; Katsuyoshi Toshima-ku Takekuma; Takehito Toshima-ku Tomoi; Kenichi Toshima-ku Inoue; Shigeo Toshima-ku Ohnishi
Original assignee: SHIPBUILDING RES CT OF JAPAN; SHIPBUILDING RESEARCH CENTRE OF JAPAN
Current assignee: SHIPBUILDING RES CT OF JAPAN; SHIPBUILDING RESEARCH CENTRE OF JAPAN
Priority date: 2001-10-01
Filing date: 2002-09-03
Publication date: 2007-11-15
Anticipated expiration: 2022-09-04
Also published as: KR20030028355A; EP1298052B1; EP1298052A2; CN1281456C; DE60217784D1; US20030061976A1; JP2003104279A; US6769372B2; CN1408605A; EP1298052A3

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein großes Frachtschiff, wie beispielsweise einen Tanker, und betrifft insbesondere ein großes Frachtschiff, welches keinen Ballast benötigt.
Beschreibung des Standes der Technik
Bei konventionellen großen Frachtschiffen, wie zum Beispiel Tankern, Großraumfrachtern, Containerschiffen, LNG-Frachtern und Autofrachtern, wird eine Konstruktion verwendet, bei welcher Ballast auf das Schiff geladen wird, um die mit einem geringen Tiefgang im Falle einer leeren Ladung verbundenen Probleme zu verhindern und um den Schwerpunkt zu kontrollieren.
Mit anderen Worten, falls der Tiefgang gering ist, treten Probleme dadurch auf, dass; (1) der Grad der Aufbuchtung während der Navigation groß ist und die Scherkräfte und das Längsbiegemoment, die auf den Rumpf aufgebracht werden, auch groß sind, (2) während der Navigation das Schiff der Einwirkung von den Schiffsboden bzw. Kiel treffenden Wellen ausgesetzt ist (sogenanntes "Schlagen"), (3) der Propeller nicht voll eingetaucht werden kann und aus dem Wasser auftaucht, was eine Verringerung der Antriebsleistung und eine Erhöhung der Lastschwankung auf den Propeller und den Hauptmotor bewirkt (was das sogenannte „Blindlaufen des Propellers" bewirkt), und (4) das Ruder nicht ausreichend eingetaucht werden kann, wodurch die Manövrierfähigkeit verschlechtert wird. Um diese Probleme zu lösen, wird Ballast auf das Schiff geladen, um den Tiefgang abzusenken.
Des weiteren ist es bei dieser Art von großem Frachtschiff Standard, um eine große Frachtkapazität sicherzustellen und Herstellungskosten zu verringern, dass der Kiel eine flache, ebene Form aufweist.
Die GB-A-1 253 219 beschreibt einen Tanker oder ein Großfrachter, dessen Kiel im Querschnitt eine gleichmäßige V-Form aufweist.
Des weiteren wird in einem Schiffsrumpf, dessen Schwerpunkt dazu tendiert, hoch zu sein, weil es notwendig ist, den Schwerpunkt abzusenken, um das Stabilisierungsvermögen des Rumpfes zu verbessern, der Schwerpunkt durch Beladen von Ballast in den Kiel eingestellt, und umgekehrt wird bei einem Schiffsrumpf, bei dem der Schwerpunkt dazu tendiert, in einem unbeladenen Zustand niedrig zu sein, der Schwerpunkt durch Beladen von Ballast an einer hohen Position eingestellt, um den Schwerpunkt des Schiffes anzuheben. Des weiteren ist es, falls das Schiff während des Beladens krängt, möglich, die Balance des Schiffes durch zeitweiliges Beladen von Ballast als ein Gegengewicht zu steuern.
Wie oben beschrieben, ist es durch Beladen von Ballast möglich, sowohl die oben genannten, mit einem geringen Tiefgang verbundenen Probleme zu lösen, als auch den Schwerpunkt auf geeignete Art und Weise zu kontrollieren.
Die konventionellen großen Frachtschiffe, die oben beschrieben wurden, weisen jedoch die nachfolgend beschriebenen Probleme auf.
Im Allgemeinen wird nämlich Seewasser als Ballast verwendet, wenn das große Frachtschiff jedoch dieses Seewasser in einem Ladebereich aufnimmt, sich in einem anderen Bereich des Meeres bewegt und dann den Seewasserballast in das Meer abgelassen, so dass die Fracht an dieser anderen Stelle geladen werden kann, ist es möglich, dass Meerestiere aus dem Meeresbereich, in dem der Ballast beladen wurde, in das Meer in dem anderen Bereich gelangen können, wodurch möglicherweise das Ökosystem verändert wird. Ideen, wie zum Beispiel das Ersetzen des Ballastes während man sich auf dem offenen Meer befindet, oder Sterilisieren des Ballastwassers vor dem Ablassen, wurden als Lösungen zu diesem Problem vorgeschlagen, diese Maßnahmen sind jedoch nicht ausreichend, um dieses Problem vollständig zu lösen.
Des weiteren hängt die Menge des Ballastwassers von der Art des Schiffs ab, beträgt jedoch im Allgemeinen ungefähr 30% der Verdrängung des Schiffs, was bedeutet, dass das Schiff eine unnötige und unbezahlte Belastung trägt, wenn es sich in einem unbeladenen Zustand befindet. Folglich wird Kraftstoff verschwendet, was auch vom Gesichtspunkt der Energieerhaltung ein Problem darstellt.
Angesichts der oben beschriebenen Umstände ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein großes Frachtschiff zu schaffen, welches in der Lage ist, die mit Änderungen im Tiefgang entsprechend dem Zustand der Beladung verbundenen Probleme zu lösen, ohne Ballastwasser zu verwenden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein großes Frachtschiff gemäß der vorliegenden Erfindung ist in Anspruch 1 angegeben.
Gemäß der Erfindung kann das Schiff durch Verwendung einer verjüngten Form für die Form des Schiffskiels tiefer eingetaucht werden als ein konventionelles Schiff mit einem flachen Kiel, und zwar um einen Betrag, der der Verringerung des Volumens entspricht, das durch Abschneiden der Ränder des flachen Kiels erreicht wird.
Demzufolge kann die Vielzahl von Problemen, welche auftreten, wenn der Tiefgang gering ist (einschließlich der Erhöhung der Scherkraft und des Längsbiegemo ments, welche auf das Schiff aufgrund von Aufbuchtung, Schlagen und Propeller-Blindlaufen gebracht werden, sowie schlechter Manövrierfähigkeit und ähnliches) vermieden werden.
Des weiteren kann gemäß dieser Konstruktion, bei welcher die Form des Schiffskiels eine verjüngte Form ist, weil der Tiefgang ohne Verwenden des konventionellen Ballastwassers vertieft werden kann, die Sorge hinsichtlich der Auswirkungen des Ablassens von Ballastwasser auf das Ökosystem vermieden werden.
Auf ähnliche Art und Weise wird, weil es möglich ist, in einem unbeladenen Zustand ohne das Beladen von Ballastwasser zu fahren bzw. zu navigieren, kein überschüssiger Kraftstoff verbraucht, was zu dem Schritt in Richtung eines energieeffizienteren Transports beiträgt.
Der Schiffsboden bzw. Kiel kann, wenn er im Querschnitt betrachtet wird, eine V-Form aufweisen, welche aus geraden Linien gebildet ist, welche sich von der Mitte zu beiden Rändern desselben erstrecken.
In diesem Fall ist, weil der Hauptbereich des Kiels aus zwei einfachen, ebenen, geneigten Flächen gebildet ist, die Konstruktion des Kiels einfacher als in dem Fall, in dem der Kiel eine gekrümmte Oberfläche aufweist.
Entweder ein paralleler Abschnitt oder ein mittlerer Abschnitt des Kiels kann, wenn er im Querschnitt betrachtet wird, einen Winkel zwischen den geneigten Flächen auf jeder Seite der Mitte aufweisen, der sich in einem Bereich von 60° bis 170° bewegt.
Probleme können auftreten, falls der Winkel zwischen den zwei geneigten Flächen auf jeder Seite der Mitte 170° überschreitet, weil der Tiefgang nicht ausreichend tief genug sein kann, oder falls der Winkel kleiner als 60° ist, weil die erforderliche Verdrängung nicht sichergestellt werden kann. Folglich ist ein Winkel innerhalb des Bereichs von 60° bis 170° zu bevorzugen.
Des weiteren ist es durch Sicherstellen, dass die Verdrängung der hinteren Hälfte des Schiffes von der Mitte in der Längsrichtung zu dem Heck größer ist als diejenige der vorderen Hälfte, möglich, ungefähr dieselbe gesamte Verdrängung wie ein konventionelles Schiff sicherzustellen.
In dem ersten Aspekt des großen Frachtschiffs kann ein Verdrängungsvolumen von einer mittleren Position in einer Längsrichtung zu dem Heck größer sein als ein Verdrängungsvolumen von der mittleren Position zu dem Bug.
In diesem Fall kann die vordere Hälfte des Schiffes, von der Mitte in einer Längsrichtung zu dem Bug, tiefer als bei konventionellen Rümpfen eingetaucht wer den. Folglich ist es möglich, die Probleme zu vermeiden, die auftreten, wenn der Tiefgang der vorderen Hälfte des Schiffes einschließlich des Bugs gering ist (wie z. B. das Problem einer Erhöhung der Scherkraft und des Längsbiegemoments, welche auf das Schiff aufgrund von Aufbuchtung aufgebracht werden, sowie das Problem des Schlagens). Zusätzlich kann bei dieser Konstruktion die Sorge hinsichtlich der Wirkung des Ablassens von Ballastwasser auf ein Ökosystem eliminiert werden, weil der Tiefgang ohne die Verwendung von konventionellem Ballastwasser tiefer gemacht werden kann. Auf eine ähnliche Art und Weise wird, weil es möglich ist, in einem unbeladenen Zustand ohne das Zuladen von Ballastwasser zu navigieren, kein überschüssiger Kraftstoff verbraucht, was zu dem Schritt in Richtung eines energieeffizienteren Transports beiträgt.
Des weiteren ist es dadurch, dass sichergestellt wird, dass die Verdrängung der hinteren Hälfte des Schiffes von der Mitte in der Längsrichtung zu dem Heck größer als diejenige der vorderen Hälfte ist, möglich, ungefähr dieselbe Gesamtverdrängung wie ein konventionelles Schiff sicherzustellen.
Das Heck kann einen Vortriebsmechanismus und eine Hebe aufweisen, welche den Vortriebsmechanismus in einer vertikalen Richtung anhebt und senkt.
In diesem Fall ist es, wenn der Tiefgang verhältnismäßig gering ist, wenn sich das Schiff in einem unbela denen Zustand befindet, durch Absenken des Vortriebsmechanismus möglich, den Vortriebsmechanismus vollständig einzutauchen und dadurch das Problem des Propeller-Durchlaufens mit größerer Gewissheit zu vermeiden. In umgekehrter Weise kann, wenn der Tiefgang verhältnismäßig groß ist, wenn das Schiff vollständig geladen ist, durch Anheben des Vortriebsmechanismus der Vortriebsmechanismus in ausreichender Weise von dem Meeresgrund weg bewegt werden, um das Navigieren in seichtem Wasser zu ermöglichen. Des weiteren ist ein zusätzlicher Vorteil des Bewegens des Propellers weg von dem Rumpf durch Absenken des Vortriebsmechanismus derjenige, dass die Auswirkungen von auf den Rumpf einwirkenden, von dem Propeller erzeugte Vibrationen verringert werden können.
Bei dem großen Frachtschiff gemäß der Erfindung weist entweder der Kiel oder der Kiel zusammen mit unteren seitlichen Abschnitten des Schiffes einen Auftriebsgenerator auf, welcher mit Gas füllbar ist.
In diesem Fall ist es, wenn sich das Schiff in einem vollständig beladenen Zustand befindet, möglich, durch Auffüllen des Auftriebsgenerators mit Gas einen ausreichenden Auftrieb sicherzustellen, und des weiteren kann, wenn sich das Schiff in einem nicht beladenen Zustand befindet, durch Einsetzen einer Konstruktion, in welcher Seewasser frei durch den Auftriebsgenerator fließen kann, ohne zu stehen, der Auftrieb verringert und der Tiefgang weiter erhöht werden, und des weiteren werden Meerestiere nicht in andere Meeresbereich transportiert. Folglich ist es möglich, das Wasserniveau mit einem größeren Grad an Flexibilität entsprechend dem Zustand der Beladung zu steuern, zum Beispiel ob das Schiff sich in einem vollständig beladenen oder leeren Zustand befindet, während außerdem der Transport von Meerestieren verhindert wird.
Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
KURZE BESCHREIBUNG DER VERSCHIEDENEN ANSICHTEN DER ZEICHNUNG
1 ist eine Seitenansicht, die eine erste Ausführungsform eines großen Frachtschiffs gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
2A bis 2C sind Diagramme, die dasselbe große Frachtschiff zeigen, wobei 2A eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 1 ist, 2B eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in 1 ist und 2C eine Schnittansicht entlang der Linie C-C in 1 ist.
3 ist ein Diagramm, welches das große Frachtschiff in einem vollständig beladenen Zustand zeigt, betrachtet in demselben Schnitt. wie 2B.
4 ist ein Diagramm, welches das große Frachtschiff in einem unbeladenen Zustand zeigt, betrachtet in demselben Schnitt wie 2B.
5 ist eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform eines großen Frachtschiffs der vorliegenden Erfindung.
6A bis 6C sind Diagramme, die das große Frachtschiff zeigen, wobei 6A eine Schnittansicht entlang der Linie D-D in 1 ist, 6B eine Schnittansicht entlang der Linie E-E in 1 ist und 6C eine Schnittansicht entlang der Linie F-F in 1 ist.
7 ist ein Diagramm, welches die Verdrängungsverteilung entlang der Längsrichtung des großen Frachtschiffs zeigt, wobei die horizontale Achse die Position entlang der Längsrichtung des Rumpfes und die vertikale Achse die Verdrängung anzeigt.
8A und 8B sind Teilvergrößerungen, welche den Heckbereich gemäß einer dritten Ausführungsform eines großen Frachtschiffs der vorliegenden Erfindung zeigt.
9 zeigt eine vierte Ausführungsform eines großen Frachtschiffs der vorliegenden Erfindung und ist eine Schnittansicht an der mittleren Position in einer Längsrichtung entlang des Rumpfes.
10 zeigt eine fünfte Ausführungsform eines großen Frachtschiffs der vorliegenden Erfindung und ist eine Schnittansicht an der mittleren Position in der Längsrichtung entlang des Rumpfes.
11 ist ein Diagramm, welches den Kiel des großen Frachtschiffs zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung betrifft ein großes Frachtschiff mit einer Verdrängung von mehr als 1000 Tonnen, wie zum Beispiel einen Tanker, einen Großraumfrachter, ein Containerschiff, einen LNG-Frachter oder einen Autofrachter, und betrifft insbesondere ein großes Frachtschiff, bei welchem die Verwendung von Ballastwasser unnötig ist. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind nachfolgend unter Bezugnahme auf 1 bis 11 beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch natürlich nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt. Des weiteren können Merkmale dieser Ausführungsformen miteinander verbunden werden.
Zuerst wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 1 bis 4 beschrieben. 1 ist eine Seitenansicht, welche ein großes Frachtschiff gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Des weiteren sind 2A bis C Diagramme, welche dasselbe große Frachtschiff zeigen, wobei 2A eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 1 ist, 2B eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in 1 ist und 2C eine Schnittansicht entlang der Linie C-C in 1 ist. 3 ist ein Diagramm, welches dasselbe große Frachtschiff in einem vollständig beladenen Zustand zeigt und ist eine Schnittansicht desselben, in 2B gezeigten Schnitts. Des weiteren ist 4 ein Diagramm, welches dasselbe große Frachtschiff in einem unbeladenen Zustand zeigt und ist eine Schnittansicht desselben in 2B gezeigten Schnitts.
In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Rumpf, das Bezugszeichen 2 bezeichnet einen Propeller und das Bezugszeichen 3 bezeichnet ein Ruder. Ein Bug 1h des Rumpfes 1 befindet sich auf der rechten Seite der Figur, die Position des Schnitts B-B ist eine mittlere Position 1m in einer Längsrichtung entlang des Rumpfes 1 und die linke Seite der Figur ist das Heck 1t des Rumpfes 1.
Wie in den 2A bis 2C dargestellt, ist bei dem großen Frachtschiff gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Schiffsboden bzw. Kiel 1a (untere Fläche) von dem Bug 1h zu dem Heck 1t in einem Querschnitt senkrecht zu der Längsrichtung des Rumpfes 1a betrachtet von einer verjüngten Form, welche sich in Richtung einer Mitte CL des Kiels in einer Breitenrichtung verjüngt. Des weiteren zeigen die Bezeichnungen 1s Seitenwände an, welche sich von beiden Rändern des Kiels 1a vertikal nach oben erstrecken.
Die Details der verjüngten Form des Kiels 1a werden nachfolgend unter Bezugnahme auf 3 beschrieben, welche das Schiff in einem vollständig beladenen Zu stand zeigt. Wie in 3 dargestellt, weist der Kiel 1a, wenn er in einem Querschnitt senkrecht zu der Längsrichtung betrachtet wird, eine V-Form auf, die aus geraden Linien gebildet ist, welche sich von der Mitte CL (mit einem untersten Punkt 1a1) zu beiden Rändern 1a2 erstrecken. Zusätzlich ist diese V-Form derart, dass in einem parallelen Bereich, welcher den Hauptabschnitt des Kiels 1a bildet (bei konventionellen Rumpfformen bezieht sich dieser parallele Bereich auf den Bereich mit dem flachen Kiel. Einige Rumpfformen weisen keinen parallelen Bereich auf, in solchen Fällen bezieht sich der Bereich auf die Mitte in der Längsrichtung des Rumpfes), der Winkel a zwischen den geneigten Flächen 1a3 auf jeder Seite der Mitte Cl liegt in einem Bereich von 60° bis 170°. Im Übrigen ist der Rumpf 100, der durch die gestrichelte Linie in dem Diagramm angedeutet ist, derjenige eines konventionellen großen Frachtschiffs in einem vollständig beladenen Zustand mit einem Kiel, welcher eine flache, ebene Form aufweist.
Der Grund, dass sich der Winkel a innerhalb des Bereichs von 60° bis 170° befindet, ist darin begründet, dass, falls der Winkel a größer als 170° ist, der Tiefgang nicht ausreichend groß sein kann, wohingegen, falls der Winkel kleiner als 60° ist, die notwendige Verdrängung nicht sichergestellt werden kann. Folglich ist ein Winkel innerhalb des Bereichs von 60° bis 170° zu bevorzugen.
Durch die Verwendung einer verjüngten Form für die Form des Kiels des Rumpfes 1 wie bei der vorliegenden Ausführungsform kann der Rumpf 1 tiefer eingetaucht werden als der Rumpf 100 mit der konventionellen flachen Bodenform, und zwar um einen Betrag, der der Verringerung des Volumens entspricht, die durch Wegschneiden der Ränder des flachen Bodens erreicht wird. Mit anderen Worten kann in dem vollständig beladenen Zustand, der in 3 dargestellt ist, durch Verringern des Volumens um einen Betrag, der den zwei Eckbereichen des flachen Bodens des konventionellen Rumpfes 100 entspricht (die durch die schraffierten Linien a, a angedeuteten Bereiche) in dem in 4 gezeigten unbeladenen Zustand ein Tiefgang L2 erreicht werden, welcher größer ist als der Tiefgang L1 des konventionellen Rumpfes 100.
In diesem Fall ist es möglich, das verringerte Volumen "a" zum Beispiel durch Anwenden eines Rumpfbreitenmaßes W1 zu kompensieren, welches breiter als das konventionelle Rumpfbreitenmaß W2 ist, wie in 3 dargestellt. Mit anderen Worten vergrößert sich in dem vollständig beladenen Zustand durch Anwenden eines Rumpfbreitenmaßes W1, welches breiter als dasjenige von konventionellen Rümpfen ist, das Volumen um einen Betrag, der gleich dem durch die doppelt schraffierten bzw. gekreuzten Linien b angedeutet ist. Des weiteren kann durch Anwenden eines Rumpfbreitenmaßes W1, wodurch das gesamte Volumen der schraffierten Bereiche "a" gleich dem gesamten Volumen der schraffierten Bereiche "b" ist, eine Gesamtverdrängung erreicht wer den, welche dieselbe ist wie diejenige bei dem konventionellen Rumpf 100.
Diese Gleichheit der gesamten Verdrängung wird auch in dem in 4 dargestellten unbeladenen Zustand beibehalten. Mit anderen Worten, das Volumen des schraffierten Bereichs "d" in 4 ist gleich dem gesamten Volumen der schraffierten Bereich "e" und "f".
Des weiteren beinhalten zusätzlich zu der oben erwähnten Verbreiterung des Rumpfbreitenmaßes W1 andere Verfahren zum Kompensieren der Verdrängung der schraffierten Bereiche "a" das Verwenden einer Rumpflänge, welche länger ist als diejenige des konventionellen Rumpfes 100, Verlängern sowohl des Rumpfbreitenmaßes W1 als auch der Rumpflänge oder Erhöhen der Verdrängung durch Anheben der Höhe des von vorn betrachteten Schiffes in der vertikalen Richtung und Erhöhen des Tiefgangs. Ein Ausgleich könnte auch durch Erhöhen der Verdrängung von anderen Bereichen als dem parallelen Bereich erreicht werden.
Des weiteren können die Probleme, welche auftreten, wenn der Tiefgang gering ist (wie z. B. eine Erhöhung der Scherkraft und des Längsbiegemoments, welche aufgrund von Aufbuchtung, Schlagen, Propeller-Durchlaufen und schlechter Manövrierbarkeit auf das Schiff aufgebracht werden), vermieden werden, weil bei dem großen Frachtschiff gemäß der vorliegenden Erfindung der Tiefgang in einem unbeladenen Zustand größer als derjenige des konventionellen Rumpfes 100 gehalten werden kann, während dieselbe Verdrängung wie bei dem konventionellen Rumpf beibehalten wird.
Des weiteren können Bedenken bezüglich der Auswirkungen auf das Ökosystem aufgrund von Ablassen von Ballastwasser eliminiert werden, weil der Tiefgang ohne die Verwendung von Ballastwasser wie bei konventionellen Schiffen erhöht werden kann, und zwar durch Anwenden der Konstruktion, bei welcher die Form des Kiels eine verjüngte Form ist.
Auf eine ähnliche Art und Weise wird, weil es möglich ist, in einem unbeladenen Zustand ohne das Beladen von Ballastwasser zu navigieren, kein überschüssiger Kraftstoff verbraucht, was zu dem Schritt in Richtung eines energieeffizienteren Transports beiträgt (mit anderen Worten, es ist möglich, mehr Güter unter Verwendung derselben Energiemenge zu transportieren).
Zusätzlich ist es durch Verwenden der Konstruktion, bei welcher der Kiel verjüngt ist, möglich, den Grad der Auswirkung des Schlagens gegen die untere Fläche des Schiffes im Vergleich mit einem konventionellen, flachen Kiel zu reduzieren (üblicherweise tendieren Wellen dazu, den Kiel senkrecht zu treffen, mit der verjüngten Form der vorliegenden Erfindung treffen die Wellen den Kiel jedoch indirekt und werden zu den Seiten gedrängt, wodurch der Aufprall verringert wird). Je geringer der oben erwähnte Winkel a, umso ausgeprägter wird dieser den Aufprall verringernde Effekt, obwohl es, wie oben erwähnt, zu bevorzugen ist, dass dieser Winkel innerhalb eines Bereichs gehalten wird, welcher die notwendige Verdrängung sicherstellt.
Die Wirkungen des großen Frachtschiffs gemäß der oben beschriebenen vorliegenden Ausführungsform werden nachfolgend zusammengefasst.
Das große Frachtschiff gemäß der vorliegenden Ausführungsform verwendet eine Konstruktion, in welcher die Form des Kiels 1a von dem Bug 1h zu dem Heck lt in einem Querschnitt senkrecht zu der Längsrichtung des Kiels 1a betrachtet in Richtung der Mitte CL in der breiten Richtung des Kiels verjüngt ist. Gemäß dieser Konstruktion ist es, weil der Tiefgang größer als derjenige des konventionellen Rumpfes 100 mit einem flachen Boden gehalten werden kann, ohne Ballastwasser zu verwenden, möglich, Probleme zu vermeiden, welche aufgrund eines geringen Tiefgangs auftreten, sowie Probleme, welche aufgrund der Verwendung von Ballastwasser auftreten, und zwar ohne die Verdrängung in dem unbeladenen Zustand zu erhöhen. Folglich ist es möglich, die mit Veränderungen in dem Tiefgang entsprechend dem Zustand der Beladung verbundenen Probleme zu lösen, ohne Ballastwasser zu verwenden.
Des weiteren verwendet das große Frachtschiff gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Konstruktion, bei welcher der Kiel 1a in dem oben erwähnten Schnitt betrachtet eine V-Form aufweist, die aus geraden Linien gebildet ist, welche sich von der Mitte CL zu beiden Seiten davon erstrecken. Gemäß dieser Konstruk tion ist, weil der Kiel 1a als hauptsächliche strukturelle Elemente zwei flache, geneigte Flächen 1a3 aufweist, die Konstruktion einfacher als in dem Fall, in welchem der Kiel eine gekrümmte Fläche aufweist und es ist deshalb möglich, die Konstruktionskosten des großen Frachtschiffs zu verringern.
Des weiteren verwendet das große Frachtschiff gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Konstruktion, bei welcher der Kiel 1a in dem oben genannten Schnitt betrachtet einen Winkel a zwischen den zwei geneigten Flächen 1a3 auf jeder Seite der Mitte des Kiels aufweist, welcher in den Bereich von 60° bis 170° fällt. Gemäß dieser Konstruktion ist es möglich, den Tiefgang ausreichend zu erhöhen, während gleichzeitig die notwendige Verdrängung sichergestellt wird.
Des weiteren ist die Konstruktion, obwohl die Verbindungen zwischen beiden Seiten des Kiels 1a und der Seitenwände 1s in dieser Ausführungsform winklig sind, nicht auf diese Form beschränkt und die Verbindungen könnten auch abgestufte Kurven sein.
Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform eines großen Frachtschiffs gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 5 bis 7 beschrieben. 5 ist eine Seitenansicht, welche das große Frachtschiff gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Des weiteren sind 6A bis C Diagramme, welche dasselbe große Frachtschiff zeigen, wobei 6A eine Schnittansicht entlang der Linie D-D in 1 ist, 6B eine Schnittansicht entlang der Linie E-E in 1 ist und 6C eine Schnittansicht entlang der Linie F-F in 1 ist. Des weiteren ist 7 ein Diagramm, welches die Verdrängungsverteilung entlang der Längsrichtung desselben großen Frachtschiffs zeigt, bei welchem die horizontale Achse die Position auf dem Rumpf in der Längsrichtung und die vertikale Achse die Verdrängung anzeigt.
Diejenigen strukturellen Elemente, welche identisch mit denjenigen der ersten Ausführungsform sind, sind unter Verwendung derselben Bezugszeichen beschrieben.
In 5 bezeichnet das Bezugszeichen 11 einen Rumpf, das Bezugszeichen 2 einen Propeller und das Bezugszeichen 3 bezeichnet ein Ruder. Die rechte Seite des Diagramms ist der Bug 11h des Rumpfes 11, die Position des Schnitts entlang der Linie E-E ist die mittlere Position 11m in einer Längsrichtung entlang des Rumpfes 11 und die linke Seite des Diagramms ist das Heck 11t des Rumpfes 11.
Wie in 6A und 6B dargestellt, ist die Form der vorderen Hälfte 11F des großen Frachtschiffs gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Schnitt senkrecht zu der Längsrichtung des Rumpfes 11a betrachtet, von der mittleren Position 11m in der Längsrichtung des Kiels (untere Fläche) zu dem Bug 11h in Richtung der Mitte CL in der Breitenrichtung des Kiels verjüngt. Des weiteren zeigen die Bezugszeichen 11s Seitenwände an, welche sich von jedem Rand des Kiels 11a vertikal nach oben erstrecken.
Die Details der verjüngten Form des vorderen Bereichs 11F des Rumpfes 11a sind dieselben wie für den Rumpf 1a, der in der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, und zwar mit einer V-Form, die aus geraden Linien gebildet ist, welche sich von der Mitte CL zu beiden Rändern desselben erstrecken, betrachtet in einem Schnitt senkrecht zu der Längsrichtung des Rumpfes. Zusätzlich fällt auf dieselbe Art und Weise wie der zuvor genannte Winkel a ein Winkel b zwischen den zwei geneigten Flächen 11a3 auf jeder Seite der Mitte CL innerhalb eines Bereiches von 60° bis 170° innerhalb des parallelen Bereichs des Rumpfes.
Durch Verwenden dieses verjüngten vorderen Bereiches 11F kann der Rumpf tiefer eingetaucht werden (der Tiefgang kann in dem unbeladenen Zustand erhöht werden) als bei konventionellen Rümpfen mit flachem Kiel, und zwar aus denselben Gründen wie sie für die erste Ausführungsform beschrieben wurden.
Folglich ist es möglich, die Probleme zu vermeiden, welche auftreten, wenn der Tiefgang der vorderen Hälfte 11F des Schiffs einschließlich des Bugs 11h gering ist (wie zum Beispiel das Problem einer Erhöhung der Scherkraft und des Längsbiegemoments, welche auf das Schiff aufgrund von Aufbuchtung aufgebracht werden, sowie das Problem des Schlagens). Zusätzlich können Sorgen über die Auswirkungen des Ablassens von Bal lastwasser auf ein Ökosystem vermeiden werden, weil der Tiefgang ohne die Verwendung von konventionellem Ballastwasser erhöht werden kann. Auf eine ähnliche Art und Weise wird kein überschüssiger Kraftstoff verbraucht, weil es möglich ist, in einem umbeladenen Zustand ohne das Zuladen von Ballastwasser zu navigieren, was zu dem Schritt in Richtung eines energieeffizienteren Transports beiträgt.
Zusätzlich weist bei der vorliegenden Ausführungsform der parallele Bereich der hinteren Hälfte 11B des Kiels 11a eine flache Form auf. Folglich ist, wie durch die durchgezogene Linie in 7 dargestellt ist, die Verdrängungsverteilung in der Längsrichtung derart, dass die Verdrängung des hinteren halben Bereichs 11B größer ist als diejenige des vorderen halben Bereichs 11F.
Auf diese Art und Weise gleicht der hintere halbe Bereich 11B durch Sicherstellen einer Verdrängung für den hinteren halben Bereich 11B, welche größer ist als diejenige des vorderen halben Bereichs 11F, die Verringerung der Verdrängung des vorderen halben Bereichs 11B aus und es ist möglich, ungefähr dieselbe gesamte Verdrängung wie bei einem konventionellen Schiff zu erreichen (mit anderen Worten, falls die gestrichelte Linie in 7 die Verdrängungsverteilung eines konventionellen Rumpfs ist, dann wird bei dem Rumpf 11 der vorliegenden Ausführungsform die Verdrängung des vorderen halben Bereichs 11F in Richtung des hinteren halben Bereichs 11B verschoben, obwohl die gesamte Verdrängung ungefähr dieselbe ist wie bei dem konventionellen Rumpf).
Die Wirkungen des großen Frachtschiffs gemäß der oben beschriebenen vorliegenden Ausführungsform werden nachfolgend zusammengefasst.
Das große Frachtschiff gemäß der vorliegenden Ausführungsform verwendet eine Konstruktion, bei welcher die Verdrängung des Kiels 11a von der mittleren Position in der Längsrichtung bis zu dem Heck 11t größer ist als die Verdrängung des Kiels 11a von der mittleren Position zu dem Bug 11h. Gemäß dieser Konstruktion ist es, weil der Tiefgang des vorderen halben Bereiches 11F größer gehalten werden kann als derjenige eines konventionellen Rumpfes mit flachem Kiel, ohne die Verwendung von Ballastwasser möglich, Probleme zu vermeiden, welche aufgrund eines geringen Tiefgangs auftreten, sowie Probleme, welche aufgrund der Verwendung von Ballastwasser auftreten, ohne die Verdrängung in dem unbeladenen Zustand zu erhöhen. Folglich ist es möglich, die mit Veränderungen des Tiefgangs verbundenen Probleme, die dem Zustand der Beladung entsprechen, ohne die Verwendung von Ballastwasser zu lösen.
Des weiteren kann die kombinierte Verdrängung derjenigen Bereiche, die von dem Kiel 11a entfernt wurden, um die verjüngte Form zu erreichen, durch Erhöhen der Verdrängung des hinteren halben Bereichs 11B des Kiels 11a ausgeglichen werden, so dass es möglich ist, unge fähr dieselbe gesamte Verdrängung wie bei einem konventionellen Rumpf sicherzustellen.
Des weiteren wurde bei der vorliegenden Ausführungsform die Verdrängung des vorderen halben Bereichs 11F auf einen geringeren Wert als diejenige des hinteren halben Bereichs 11B reduziert, und zwar durch Verwenden einer verjüngten Form für den vorderen halben Bereich 11F des Kiels 11a. Die vorliegende Ausführungsform ist jedoch nicht auf diese Konstruktion beschränkt und die gleiche Wirkung kann auch durch andere Maßnahmen, wie zum Beispiel Herstellen einer Breite des vorderen halben Bereichs 11F erreicht werden, welcher schmaler ist als die Breite des hinteren halben Bereichs 11B.
Als nächstes wird eine dritte Ausführungsform des großen Frachtschiffs der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 8A und 8B beschrieben. 8A und 8B sind Teilvergrößerungen, welche den Heckbereich des großen Frachtschiffs der vorliegenden Ausführungsform zeigen.
Eine Eigenschaft der vorliegenden Ausführungsform ist, dass anstatt der oben genannten Propeller 2 und Ruder 3 der ersten und zweiten Ausführungsformen das Heck 1t (11t) mit einer Gondelantriebseinrichtung 21 (ein Vortriebsmechanismus, der auch als T-Antrieb, Entenantrieb, Z-Propeller oder Z-Antrieb bekannt ist) ausgestattet ist, welcher angehoben und abgesenkt werden kann, wie in 8A und 8B dargestellt.
Diese Gondelantriebseinrichtung 21 weist einen Propeller 21a, ein Gehäuse 21b, einen Motor 21c, der innerhalb des Gehäuses 21b untergebracht ist, und einen Ruderbereich 21d auf, welcher das Gehäuse 21b auf dem Heck 1t (11t) trägt und als ein Ruder wirkt. Des weiteren agiert zusätzlich zu diesem Ruderbereich 21d die Vortriebskraft des Propellers 21a auch als ein Ruder.
Diese Gondelantriebseinrichtung 21 kann das Schiff durch die Erzeugung einer Vortriebskraft unter Verwendung des Motors 21c zum rotationsmäßigen Antreiben des Propellers 21a und durch Verändern der Richtung des Propellers 21a und des Ruderbereichs 21d um eine vertikale Achse steuern.
Bei dem großen Frachtschiff der vorliegenden Ausführungsform ist es, wenn der Tiefgang verhältnismäßig gering ist, wenn sich das Schiff in einem unbeladenen Zustand befindet, wie gemäß 8A, durch Absenken der Gondelantriebseinrichtung 21 möglich, die Gondelantriebseinrichtung 21 vollständig einzutauchen und dadurch das Problem des Propeller-Durchlaufens mit größerer Sicherheit zu vermeiden. Im Gegensatz dazu kann, wenn der Tiefgang verhältnismäßig groß ist, wenn das Schiff vollständig beladen ist, wie in 8B, durch Anheben der Gondelantriebseinrichtung 21 die Gondelantriebseinrichtung 21 ausreichend von dem Meeresgrund wegbewegt werden, um das Navigieren in seichtem Gewässer zu erlauben. Folglich ist es möglich, die mit Veränderungen des Tiefgangs verbundenen Probleme entsprechend dem Zustand der Beladung ohne die Verwendung von Ballastwasser zu lösen.
Des weiteren besteht ein zusätzlicher Vorteil des Absenkens der Gondelantriebseinrichtung 21 und des Bewegens des Propellers 21a weg von dem Rumpf, dass die Auswirkungen von Vibrationen auf den Rumpf, die von dem Propeller 21a verursacht werden, verringert werden können.
Des weiteren wurde bei der vorliegenden Ausführungsform eine Gondelantriebseinrichtung 21 verwendet, bei welcher der Motor 21c innerhalb des Gehäuses 21b angeordnet war. Die vorliegende Ausführungsform ist jedoch nicht auf diese Anordnung beschränkt und eine Anordnung, bei welcher ein Motor innerhalb des Hecks lt (11t) installiert ist und der Vortrieb dieses Motors über einen Getriebemechanismus auf den Propeller 21a übertragen werden kann, kann auch verwendet werden (in dem Diagramm nicht dargestellt).
Des weiteren wurde die vorliegende Ausführungsform unter Verwendung eines Rumpfes mit einem verjüngten Kiel 1a (11a) beschrieben. Die vorliegende Ausführungsform ist jedoch nicht auf diese Anordnung beschränkt und es kann auch eine Anordnung verwendet werden, bei welcher die Gondelantriebseinrichtung 21 der vorliegenden Ausführungsform mit einem konventionellen flachen Rumpfboden verwendet wird.
Als nächstes wird eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. 9 zeigt ein großes Frachtschiff gemäß der vorliegenden Ausführungsform und ist eine Schnittansicht an der mittleren Position in der Längsrichtung entlang des Rumpfes.
Wie in 9 dargestellt, wies bei der ersten bis zu der dritten Ausführungsform der Kiel 1a (11a) eine sich linear verjüngende Form auf (Bezugszeichen 31), bei der vorliegenden Ausführungsform kann jedoch eine nach unten konvexe, gekrümmte bzw. kurvige Form, wie durch das Bezugszeichen 32 bezeichnet, oder eine nach oben konvexe, gekrümmte Form, wie durch das Bezugszeichen 33 angedeutet, verwendet werden.
Die durch das Bezugszeichen 32 dargestellte, nach unten konvexe, gekrümmte Form weist den Vorteil auf, dass sie stärker als die anderen Formen ist, wohingegen die durch das Bezugszeichen 33 dargestellte, nach oben konvexe, gekrümmte Form den Vorteil aufweist, dass sie es ermöglicht, dass ein größere Tiefgang erreicht werden kann.
Als nächstes wird eine fünfte Ausführungsform eines großen Frachtschiffs der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 10 und 11 beschrieben. 10 zeigt das große Frachtschiff gemäß der vorliegenden Ausführungsform und ist eine Schnittansicht an der mittleren Position in der Längsrichtung entlang des Rumpfes. Des weiteren ist 11 ein Diagramm, welches den Kiel desselben großen Frachtschiffs zeigt.
Ein Merkmal der vorliegenden Ausführungsform ist, dass ein Auftriebsgenerator 40, welcher mit Gas gefüllt sein kann, an dem Kiel 1a (11a) von einer der ersten bis vierten Ausführungsformen vorgesehen ist.
Dieser Auftriebsgenerator 40 weist eine Vielzahl von langen, rohrförmigen Leitungen 41, einen Luftfüllmechanismus (in den Zeichnungen nicht dargestellt) zum Füllen dieser Leitungen 41 mit Luft und einen Öffnungs- und Schließmechanismus (in den Zeichnungen nicht dargestellt) zum Öffnen und Schließen der Enden der Leitungen 41 auf.
Die Leitungen 41 sind parallel entlang der Längsrichtung des Kiels 1a (11a) angebracht und die Öffnungen sowohl an dem vorderen Ende als auch dem hinteren Ende der Leitungen 41 werden durch den Öffnungs- und Schließmechanismus geöffnet und geschlossen.
Bei dem großen Frachtschiff gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es in dem vollständig beladenen Zustand durch Schließen beider Enden der Leitungen 41 unter Verwendung des Öffnungs- und Schließmechanismus und Füllen des Inneren der Leitungen 41 mit Luft unter Verwendung des Luftfüllmechanismus möglich, einen ausreichenden Auftrieb sicherzustellen.
Des weiteren ist es in einem unbeladenen Zustand durch Öffnen beider Enden jeder Leitung 41 unter Verwendung des Öffnungs- und Schließmechanismus und Ablassen der sich darin befindlichen Luft möglich, den Auftrieb zu reduzieren und den Tiefgang weiter zu erhöhen. Folglich ist es möglich, den Tiefgang mit einem größeren Grad an Flexibilität entsprechend dem Volumen des Frachtguts zu steuern, zum Beispiel ob sich das Schiff in dem vollständig beladenen Zustand oder dem unbeladenen Zustand befindet. Des weiteren läuft Meerwasser durch das Innere der Leitung 41, wenn das Schiff mit dem Öffnungs- und Schließmechanismus in der offenen Stellung betrieben wird, so dass sich das Schiff verhält, wie wenn die Leitungen 41 nicht existieren würden.
Des weiteren ist es bei der vorliegenden Ausführungsform durch die Verwendung gerader Leitungen 41, in denen die Flüssigkeit keinen Raum hat, um stehend zu werden, für Wasserablagerungen schwierig, sich innerhalb der Leitungen anzusammeln und es ist auf diese Weise möglich, negative Effekte, wie zum Beispiel das Transportieren solcher Wasserablagerungen in einen anderen Meeresbereich, wo sie andere Ökosysteme beeinflussen können, zu verhindern.
Des weiteren wurde die vorliegende Ausführungsform unter Verwendung eines Beispiels, in welchem die Vielzahl von Leitungen an dem Äußeren des Rumpfes vorgesehen sind, beschrieben. Die vorliegende Ausführungsform ist jedoch nicht auf dieses Beispiel beschränkt und es kann eine Vielzahl von Durchgangsbohrungen, die entlang der Fahrtrichtung verlaufen, in dem Rumpf selbst gebildet sein, wie durch die gestrichelten Linien in 10 dargestellt, und diese Durchgangsbohrungen können statt der Leitungen 41 verwendet werden.
Des weiteren wurde die vorliegende Ausführungsform unter Verwendung eines Beispiels beschrieben, in welchem der Auftriebsgenerator 40 nur an dem Kiel 1a (11a) positioniert war. Die vorliegende Ausführungsform ist jedoch nicht auf dieses Beispiel beschränkt und der Auftriebsgenerator 40 kann an dem Kiel 1a (11a) und den unteren seitlichen Abschnitten des Schiffes angeordnet sein.

Claims

Großes Frachtschiff, welches einen Bug, ein Heck und einen Kiel aufweist, wobei: die Form des Kiels von dem Bug zu dem Heck in einem Schnitt senkrecht zu einer Längsrichtung des Kiels betrachtet sich in Richtung einer Mitte des Kiels in einer Breitenrichtung desselben verjüngt; ein Wasserverdrängungsvolumen in einer Längsrichtung von einer mittleren Position zu dem Heck größer als ein Wasserverdrängungsvolumen von der mittleren Position zu dem Bug ist; und das große Frachtschiff eine Wasserverdrängung von nicht weniger als 1.000 Tonnen aufweist.
Großes Frachtschiff nach Anspruch 1, wobei der Kiel in der Querrichtung betrachtet eine V-Form aufweist, welche aus geraden Linien gebildet ist, welche sich von der Mitte zu beiden Rändern desselben erstrecken.
Großes Frachtschiff nach Anspruch 1, wobei: das große Frachtschiff in der Längsrichtung betrachtet einen parallelen Abschnitt oder einen mittleren Abschnitt aufweist; der parallele Abschnitt oder der mittlere Abschnitt den Kiel beinhaltet, welcher im Querschnitt betrachtet ein Paar geneigter Flächen auf jeder Seite einer Mitte aufweist; und ein Winkel zwischen den geneigten Flächen des Querschnitts in einem Bereich zwischen 60° und 170° liegt.
Großes Frachtschiff nach Anspruch 1, wobei das Heck einen Vortriebsmechanismus und eine Hebe aufweist, welche den Vortriebsmechanismus in einer vertikalen Richtung anhebt und absenkt.
Großes Frachtschiff nach Anspruch 1, wobei entweder der Kiel oder der Kiel zusammen mit unteren seitlichen Abschnitten des Schiffs einen Auftriebsgenerator aufweist, welcher mit Gas füllbar ist.