DE3320412A1

DE3320412A1 - Schiffsrumpf, insbesondere fuer tankschiffe

Info

Publication number: DE3320412A1
Application number: DE3320412A
Authority: DE
Inventors: Osamu Fujisawa Kanagawa Mihara
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-06-15
Filing date: 1983-06-06
Publication date: 1983-12-15
Also published as: GB2122549B; BR8303152A; IT8367629A0; ES281983Y; KR840005042A; US4543902A; SE8303052L; ZA834039B; IT1167336B; IL68921A0; DE3320412C2; JPS58218489A; DD230849A1; NL8302021A; GB2122549A; AU1580583A; FR2528379A1; SE8303052D0; GR77537B; GB8315649D0

Description

Herr Osamu MIHARA, c/o Mihara Technical Laboratory Co., Ltd., 7-15, Kugenuma-Kaigan 3-chome, Fujisawa-shi, Kanagawa-ken, Japan
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Schiffsrumpf, insbesondere für Tankschiffe.
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Die Erfindung betrifft einen Schiffsrumpf beispielsweise für Tankschiffe. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Schiffsrumpf, welcher eine Konstruktion aufweist, die aus drei Halbkugeln besteht, um dadurch das maximale Innenvolumen mit minimaler Oberfläche zu erreichen, wobei gleichzeitig eine gute Stabilität des Schiffes gewährlei-2Ό stet sein soll .

Nach dem Stand der Technik nimmt die Größe von Schiffsrümpfen insbesondere bei Tankern erheblich zu und es gibt verschiedene Vorschläge und Versuche, die Transportkapazitat für Rohöl oder Flüssiggas beim Schiffstransport zu maximieren. Es wird jedoch heutzutage angenommen, daß eine praktische Grenze der Schiffsrumpfgröße bei 500.000 t liegt, was die übliche Schiffsrumpfbauweise betrifft, bei welchem ein im wesentlichen rechteckiger Querschnitt vorliegt. Die Gründe hierfür liegen in dem folgenden:

Die Wirkung oder der Vorteil, welcher durch Vergrößerung der Schiffsrumpfbauart erzielt wird, ist nicht so merkbar, wenn man bedenkt, um welche Größen die zu verwendenden Stahlmengen zunehmen, wenn die Schiffsrumpfgröße über die oben erwähnte praktische Grenze hinaus vergrößert wird. Hinzu kommt, daß die vergrößerte Schiffsrumpfgröße bezug-

lich der mechanischen Festigkeit des Schiffsrumpfes Probleme bietet. Die vergrößerte Schiffsrumpfgröße führt ferner zu einer entsprechenden Verringerung der möglichen Schiffsgeschwindigkeit. Ferner wird sehr viel mehr Brennstoff benötigt, um bei größeren Schiffsrümpfen die.gewünschte Geschwindigkeit beibehalten zu können. Außerdem nehmen die Größen der,Belastungen . bei. Vergrößerung..der Gesamtlänge aufgrund der verschiedenen Widerstandskräfte, wie beispie.lsweise.der Bugwellen und sonstige WeI1enwiderstand,.zu, so daß hierdurch Verwindungen, des Schiffsrumpfes.ip,unzumutbaren Größenordnungen zunehmen. - . ·

Bei mathematischer Betrachtung ist , offensichtlich, daß eine kugeilförmig.e Schiff srumpf form (bei., vor! legender Anmeldung.eine halbku.g.elförmige Gestalt) das maximale Innenvolumen für ein_fe gegebenen Oberfläche bietet,..d.h. für eine gegebene verbrauchte Stahlmenge. Von, diesem Standpunkt ausgehend hat der Erfinder bei vorliegender Anmeldung eine halbkugel fö.rmige Bauart von Schiff srümpf.en. geschaffen , welche bereits Lei,stungst.e.sts unterzogen wurde. .AJs Ergebnis, wurde gefunden ,, daß eine einfache, .halbkugel fö.rjni ge Rumpfform.,im Masser zu keiner ausreichenden;. Stabil ität bei der Steuerung .oder, einer, erheblichen. Verbesserung der Geschwind iglcei t ,fühjrt,,.. ,.. _: ,,·. „ _ri . -_: _, .._{r s}.. _:... ■- .,

Der Erfinder vorliegender Anmeldung hat eine Untersuchung verschiedener, Rumpffor.meri für Tankschiffe, und ,RphöJ speicher schwimmender .Bauart durchgeführt und gefunden, daß bis jetzt keine weiteren; Untersuchungen angestellt wurden, die halbkugelförmige Form von Schiffsrümpfen weiter zu führen.

Unter Berücksichtigung dieser Umstände is.t: Aufgabe vorliegender Erfindung, eine neuartige Konstruktion eines Schiffs-³^ rumpf es, be.i.s.piel.^.wei se.-..f ü;.rv..Ta,nksc_ih,i.f,f_;)e .zu. schaffen..

Wesentlicher Gegenstand der Erfindung ist es, eine Rumpf-

konstruktion zu schaffen, welche ein maximales Innenvolumen bei gegebener Außenfläche bietet, so daß hierdurch eine ökonomische Verwendung des Baumaterials möglich ist. 5

Weiterer Gegenstand der Erfindung ist es, eine Schiffsrumpfkonstruktion der oben genannten Art zu schaffen, bei welcher sowohl eine verbesserte Steuerstabilität als auch eine verbesserte Schiffsgeschwindigkeit erzielbar sind.

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Erfindungsgemäß wird zum Erreichen dieser Gegenstände ein Schiffsrumpf vorgeschlagen, welcher im wesentlichen aus drei Halbkugeln besteht, wobei mindestens zwei der Halbkugeln einen gleichen Durchmesser aufweisen, die drei HaIbkugeln miteinander derart verbunden sind, daß die Linien, welche den Mittelpunkt der bugseitigen Halbkugel mit den Mittelpunkten der beiden Halbkugeln gleichen Durchmessers verbinden, die beiden Seiten eines gleichschenkligen Dreieckes bilden.

Weitere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit der Zeichnung. Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß die Ausführungsform lediglich der Veranschaulichung dient und nicht gedacht ist, den Schutzumfang der Erfindung zu beschränken. In den Zeichnungen zeigt:

Figur 1 eine schematische Draufsicht einer Ausflihrungsform eines Schiffsrumpfs eines Tankers o. dgl. nach der vorliegenden Erfindung;

Figur 2 eine Seitenansicht des Schiffsrumpfes in Richtung des Pfeiles II in Figur 1;

Figur 3 eine Seitenansicht des Schiffsrumpfes in Richtung des Pfeiles III in Figur 1 und

Figur 4 eine Darstellung der auf einer Halbkugel einwirkenden Kräfte, wobei F_y und F^ eine Vertikai komponente bzw. eine Horizontal komponente der Kraft darstel-1 en.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel in den Zeichnungen besteht ein Schiffsrumpf aus drei Halbkugeln 12a, 12b und 12c, deren Außenflächen, d.h. die durch Stahlblech gebildeten Schalenabschnitte mit den Bezugszeichen 10a, 10b und 10c bezeichnet sind. In den Zeichnungen bezeichnet der Pfeil I die Fahrtrichtung bzw. den Bugabschnitt. Zwei Halbkugeln 12b und 12c auf der Heckseite des Schiffsrumpfes weisen einen im wesentlichen gleichen Durchmesser auf, welcher beispielsweise auf etwa 100 m vergrößerbar ist. Die Linie AB, welche den Mittelpunkt A der bugseitigen Halbkugel 12a mit dem Mittelpunkt B einer heckseitigen Halbkugel 12b verbindet, hat eine Länge, welche der Länge der Linie AC entspricht, die den Mittelpunkt A mit dem Mittelpunkt C der anderen heckseitigen Halbkugel verbindet. Folglich ist das Dreieck ABC ein gleichschenkliges Dreieck. Drei Halbkugeln 12a, 12b und 12c sind miteinander derart verbunden, daß zwischen benachbarten Halbkugeln kein Spalt verbleibt.

Bei der tatsächlichen Bauweise dieses Schiffs rumpfes werden die Halbkugeln vollständig aus Stahlblech hergestellt. Das Bauen der Halbkugeln aus Stahlblechen kann ohne wesentliche Schwierigkeiten unter Anwendung von Techniken durchgeführt werden, wie sie allgemein beim Bau beispielsweise von'unterirdisehen oder oberirdischen Gastanks verwendet werden. Die Verbindung von drei Halbkugeln miteinander kann leicht durch Schweißen erfolgen. Erfindungsgemäß ist das Innenvolumen, d.h. die Ladekapazität zur Aufnahme von Rohöl im Falle eines Tankers maximierbar bei minimaler Oberfläche, d.h. minimierter verbrauchter Stahlmenge. Hinzu kommt, daß die aus drei Halbkugeln 12a, 12b und 12c bestehende Struktur eine überragende Stabilität beim Schwimmen auf Seewasser aufgrund des gleichen Prinzips wie beim

Stativ für Kameras aufweist. Ferner ist diese Struktur auch unter dem Gesichtspunkt mechanischer Festigkeit überlegen.

Als Modifikation können die drei Halbkugeln 12a, 12b und 12c nach vorliegender Erfindung im wesentlichen gleiche Durchmesser aufweisen. In diesem Falle ist es möglich, die drei Halbkugeln 12a, 12b, 12c derart miteinander zu verbinden, daß die Linien AB, AC und BC, welche die Mittelpunkte dieser Halbkugeln verbinden, eine gleiche Länge aufweisen, so daß diese Linien in ihrer Kombination ein gleichseitiges Dreieck bilden. In einem derartigen Fall weist der Schiffsrumpf keine spezielle Orientierung auf und zeigt hervorragende Manövrierfähigkeiten bei Verwendung auf See.

Die Schiffsrumpfstruktur dieser Art kann folglich zweckdienlich auch zum Off-Shore-Speiehern von Rohöl Verwendung finden.

Der Schiffsrumpf nach der Erfindung weist eine Außengestalt der beschriebenen Art auf. Dem Fachmann auf dem Gebiet ist offensichtlich, daß das Innere der drei Halbkugeln 12a, 12b und 12c in eine Vielzahl von Abschnitten unterteilt ist, von denen jeder die Ladung, beispielsweise Rohöl, aufnimmt, wie das auch der Fall bei üblichen Tankschiffen ist. Mit der vorhandenen, fortgeschrittenen Computertechnologie ist es nicht schwierig, die Rohölfracht gleichmäßig auf alle Sektionen sämtlicher Halbkujgeln zur Stabilisierung des Schiffsrumpfes zu verteilen.

Erfindungsgemäß ist es von besonderer Bedeutung, daß zumindest der Unterwasserbereich unterhalb des Wasserpasses des Schiffsrumpfes aus drei Halbkugeln 12a, 12b und 12c besteht, so daß die Erfindung nicht das Hinzufügen von Aufbauten, wie Türmen, Häusern oder anderer Aufbauten gewünschter Form ausschließt. Es ist sogar möglich, die obenliegenden Strukturen in Form von Halbkugeln auszubilden, so daß der Schiffsrumpf als ganzes aus drei

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Kugeln besteht, welche miteinander verbunden sind. Es wird darauf hingewiesen, daß der Schiffsrumpf nach vorliegender Erfindung eine Gesamtlänge und Breite aufweist, die. sehr viel geringer ist als die üblicher Schi ff srlimpf e mit gleichem Innenvolumen.

Gemäß Figur 2 und 3 kann ein Schiff, welches eine Schiffsrumpfkonstruktion nach vorliegender Erfindung aufweist, eine Schraube 14 als Vortriebsmittel und Ruderblätter 16 zur Steuerung aufweisen. Die Schraube 14 als Vortriebsmittel karirT durch Wasserstrahlantrieb od. dgl. ersetzt sein. Es wird darauf hingewiesen, daß die Schiffsrumpfkonstruktion nach der Erfindung einen hohen Wirkungsgrad beim Vortrieb aufweist, da der Sog bei Zunahme der Geschwindigkeit in unten beschriebener Weise kleiner wird. Das Ruderblatt 16, welches auf der Heckseite jeder der beiden Halbkugeln gleichen Durchmessers angebracht ist, verhindert ein Gieren und Rollen des Rumpfes und dient ferner dazu, den Sog zu verringern, wenn die Geschwindigkeit vergrößert wird. Es stimmt, daß eine spezielle Überlegung durchgeführt werden muß, was die Bauweise zur Lagerung dieser Ruderblätter 16 in theoretischer Hinsicht betrifft. Ein derartiges Design wird hier jedoch nicht beschrieben, da es keinen wesentlichen Teil vorliegender Erfindung bildet.

Vorzugsweise sind die Ruderblätter 16 derart ausgeführt und gelagert, daß eine Verstellung des Neigungswinkels möglich ist. Die Ruderblätter werden nämlich derart gesteuert, daß der Neigungswinkel bei Zunahme der Schiffsgeschwindigkeit vergrößert wird.

Die Rumpfkonstruktion nach vorliegender Erfindung bietet

die folgenden Vorteile.
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Erstens ist offensichtlich, daß erhebliches Baumaterial für die Rumpfschale bei gegebenem Innenvolumen des Rumpfes gespart wird. Ferner ist es möglich, die Tonnage erheblich zu

vergrößern. Eine Versuchsberechnung hat gezeigt, daß eine Gesamttonnage von etwa 7.000.000 t erzielbar ist.

Zweitens zeigt ein Schiffsrumpf nach vorliegender Erfindung eine hohe Stabilität gegen große Wellen und starke Winde und ferner eine große Stabilität gegen Gieren und Rollen, da die Auftriebskraft gleichmäßig auf drei Halbkugeln verteilt wird, so daß letztere selbststutzende Kräfte, wie beispielsweise die Füße eines Dreifußes, erzeugen.

Drittens ist es möglich, eine erhebliche Verbesserung der Reisegeschwindigkeit zu erreichen. Da mindestens der Unterwasserabschnitt des Rumpfes'durch Halbkugeln gebildet wird, wird ein Hubeffekt bei Zunahme der Geschwindigkeit vergrößert, so daß der Sog kleiner wird und der Einfluß äußerer Kräfte, wie beispielsweise Reibungswiderstand und Wellenerzeugungskräfte, verringert wird. Wie bereits erwähnt, kann der Neigungswinkel der Ruderblätter 16 gesteuert werden, um den Sog entsprechend der Zunahme der Geschwindigkeit zu verringern .

Wie beschrieben, wird durch die Erfindung ein Schiffsrumpf geschaffen, welcher im wesentlichen aus drei Halbkugeln besteht, von denen mindestens zwei einen gleichen Durchmesser aufweisen, wobei die drei Halbkugeln miteinander derart verbunden sind, daß die Linien, v/elche den Mittelpunkt der bugseitigen Halbkugel niit dem Mittelpunkt der beiden Halbkugeln gleichen Durchmessers verbinden, die beiden Seiten eines gleichschenkligen Dreiecks bilden. Bei dieser Rumpfkonstruktion ist es möglich, das Baumaterial zu sparen, während gleichzeitig das Innenvolumen erheblich vergrößert wird. Es ist ferner möglich, das Schiff auf dem Ozean zu stabilisieren, und Brennstoff zu sparen, wobei die Geschwindigkeit vergrößerbar ist. Folglich ist die Rumpfkonstruktion nach der Erfindung als Rumpfkonstruktion für Schiffe, beispielsweise Tanker oder Off-Shore-Ülspeicherstationen geeignet.

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Obwohl die Erfindung unter Bezug-nahme auf spezielle Ausführungsformen beschrieben wurde, ist offensichtlich, daß die beschriebenen Ausführungsformen nicht die verschiedensten Änderungen und Abwandlungen zulassen, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.

Sämtliche aus der Beschreibung, den Ansprüchen und Zeichnun· gen hervorgehenden Merkmale und Vorteile der Erfindung, ein-O schließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen, können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

Leerseite

Claims

D-8023 Wunchcn-Pullach, vienw· fen--?; Tel 1(08$) ^<θ3 30 7i:^lex 5 2Ϊ2147 bros d. Cables. »Patentibus- München • ·· · · · ·· · · · - * Herr Osamu MIHARA, c/o Mihara Technical Laboratory Co., Ltd., 7-15, Kugenunia-Ka igan 3-chome, Fujisawa-shi , Kanagawa-ken, Japan 83° 52° - £t 3· Juni 1983 DBr-au PATENTANSPRÜCHE

1. Schiffsrumpf, insbesondere für Tankschiffe, dadurch gekennzeichnet, daß der Rumpf im wesentlichen aus drei Halbkugeln (12a, 12b, 12c) besteht,daß mindestens ζ v/ei Halbkugeln (12b und 12c) einen gleichen Durchmesser aufweisen, daß die drei Halbkugeln (12a, 12b, 12c) miteinander derart verbunden sind, daß die Linien (AB, AC), welche den Mittelpunkt (C) der bugseitigen Halbkugel (12a) mit den Mittelpunkten (A, B) der beiden Halbkugeln (12b und 12c) gleichen Durchmessers die beiden Seiten eines gleichschenkligen Dreiecks (ABC) bilden.

2. Schiffsrumpf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Halbkugeln (12a, 12b, 12c) im wesentlichen gleiche Durchmesser aufweisen und derart miteinander verbunden sind, daß die drei Linien (AB, AC und BC), welche die Mittelpunkte (ABC) dieser Halbkugeln verbinden, die drei Seiten eines gleichseitigen Dreieckes bilden .

3. Schiffsrumpf nach einem der Ansprüche 1 oder 2, da-

durch gekennzeichnet, daß zwei Ruderblätter (16) an unteren Bereichen der heckseitigen Halbkugeln (12a und 12c) mit gleichem Durchmesser montiert sind. 5

4. Schiffsrumpf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel der Ruderblätter (16) verstellbar ist.