NL2000109C2

NL2000109C2 - Vessel for operating on body of water, has foil including leading edge that is tilted at downward angle relative to horizontal, where leading edge is positioned less than or equal to specific chord length

Info

Publication number: NL2000109C2
Application number: NL2000109A
Authority: NL
Inventors: Pieter Van Oossanen
Original assignee: Oossanen & Associates B V Van
Priority date: 2006-06-19
Filing date: 2006-06-19
Publication date: 2007-12-20

Abstract

The vessel (1) has a foil positioned proximate to an end of an aft hull portion (9) below a water surface, (8) and spaced from a hull (2). A leading edge of the foil is tilted at a downward angle relative to the horizontal, and is positioned less than or equal to 0.5 times of the chord length, where the aft hull portion leaves the surface of the water. The foil has a chord and profile in longitudinal cross section with a configuration to provide a lifting force. The tilt angle of the foil is measured with respect to the chord.

Description

Bii de achterzijde van een vaartuig aangebrachte vleugel.Wing mounted at the rear of a vessel.

Achtergrond van de uitvindingBACKGROUND OF THE INVENTION

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een niet-planerend vaartuig met enkele romp, waarvan het achterschip nabij de achtersteven een kleinere 5 waterverplaatsing heeft dan het middendeel van die romp en welke romp voorzien is van een daaraan bevestigde, daaronder uitstekende vleugel.The present invention relates to a single-hull non-planing vessel, the stern of which has a smaller displacement of water near the stern than the middle part of that hull, and which hull is provided with a wing protruding below it.

Een dergelijk vaartuig is bekend uit WO 2004/020276 ten name van Van Oossanen & Associates B.V.. Daarbij is ongeveer bij de grootste insnoering van de romp onder de romp een vleugel aangebracht. Daarmee worden de vaareigenschappen 10 van het vaartuig verbeterd.Such a vessel is known from WO 2004/020276 in the name of Van Oossanen & Associates B.V. A wing is arranged underneath the hull approximately at the largest constriction of the hull. This improves the sailing properties of the vessel.

Gezien de steeds verder stijgende brandstofprijzen wordt er in de stand der techniek naar gestreefd in verbeterde vaartuigen te voorzien, welke met een laag brandstofverbruik resp. laag motorvermogen dezelfde snelheid kunnen halen.In view of the ever-increasing fuel prices, the state of the art seeks to provide improved vessels which, with low fuel consumption and fuel consumption respectively. low engine power can reach the same speed.

Overigens zijn vleugels onder vaartuigen op zich in de stand der techniek bekend 15 bij planerende vaartuigen, zoals bijvoorbeeld getoond in US-2.832.304. Dergelijke vleugels zijn echter uitsluitend aangebracht om de vaareigenschappen beheersbaar te houden, dat wil zeggen dat ze functioneren als trimflap.Incidentally, wings among vessels are known per se in the prior art with planing vessels, such as shown for example in US-2,832,304. Such wings, however, are provided solely to keep the sailing properties controllable, that is, they function as a trim flap.

20 Samenvatting van de uitvindingSummary of the invention

Het is een doel van de onderhavige uitvinding in een vaartuig te voorzien dat minder hydrodynamische weerstand ondervindt zodat met een geringer voortstuwingsvermogen volstaan kan worden, hetgeen tot brandstofbesparing leidt, of 25 bij hetzelfde vermogen een hogere snelheid kan realiseren.It is an object of the present invention to provide a vessel that experiences less hydrodynamic resistance so that a lower propulsion power can suffice, which leads to fuel saving, or can achieve a higher speed at the same power.

De uitvinding betreft daartoe een niet-planerend vaartuig met enkele romp, waarvan het achterschip een kleinere waterverplaatsing heeft dan het middendeel van die romp en welke romp voorzien is van een op afstand daaraan bevestigde vleugel die zich in de vaart onder het wateroppervlak bevindt, waarbij die vleugel zodanig bij de 30 achterzijde van het vaartuig is aangebracht, dat in de vaart de voorrand van de vleugel op maximaal een halve koordlengte van die vleugel vóór de plaats waar de achterzijde 200 0 1 09' 2 van de romp in hoofdzaak het water verlaat gelegen is en in de vaart die vleugel met zijn koorde onder een hoek in het bereik van 0 ° tot naar beneden hellend ten opzichte van het wateroppervlak is aangebracht.To this end, the invention relates to a single-hull non-planing vessel, the stern of which has a smaller displacement of water than the central part of that hull, and which hull is provided with a wing attached remotely thereto and located in the vessel below the water surface, wing is arranged at the rear of the vessel in such a way that, during navigation, the front edge of the wing is at most half a cord length from that wing in front of the place where the rear of the hull essentially leaves the water and in transit, that wing with its cord is arranged at an angle in the range of 0 ° to inclined downwards with respect to the water surface.

Verrassenderwijs is gebleken dat indien volgens de onderhavige uitvinding bij het 5 achterschip onder water een vleugel aangebracht wordt, een aanzienlijke weerstandsvermindering realiseerbaar is.Surprisingly, it has been found that if according to the present invention a wing is provided at the aft ship under water, a considerable reduction in resistance can be realized.

Verondersteld wordt dat de gerealiseerde weerstandsvermindering gebaseerd is op het feit dat de vleugel in de betreffende stroming onder het achterschip een voortstuwende kracht ontwikkelt hetgeen in belangrijke mate groter is dan de eigen 10 weerstand van die vleugel. Begrepen dient te worden dat deze theorie geen enkel effect heeft op de beschermingsomvang van dit octrooi.It is assumed that the resistance reduction achieved is based on the fact that the wing develops a propulsive force under the stern in the current in question, which is considerably greater than the inherent resistance of that wing. It should be understood that this theory has no effect whatsoever on the scope of this patent.

Het is van belang voor het totstandkomen van een voortstuwende kracht op de vleugel dat de vleugel onder een bepaalde hoek staat ten opzichte van de richting van de schuin oplopende stroming onder het achterschip van het vaartuig.It is important for the creation of a propulsive force on the wing that the wing is at a certain angle with respect to the direction of the oblique flow under the stern of the vessel.

15 Met het wateroppervlak wordt in deze aanvrage bedoeld het wateroppervlak in varende toestand van een vaartuig. Dit kan ook wel de dynamische waterlijn genoemd worden.In this application, the water surface is understood to mean the water surface in the sailing state of a vessel. This can also be called the dynamic waterline.

Sommige schepen hebben een rechte achterzijde, de zogenaamde spiegel. Bij de meeste schepen met een dergelijke spiegel zal de “loodlijn door de plaats waar de 20 achterzijde van de romp in hoofdzaak het water verlaat” meestal de tangent aan de spiegel zijn. Bij een schip dat bij zijn achterschip voorzien is van sponsons of scheggen en waarbij de romp tussen de sponsons het water verlaat zal de “loodlijn door de plaats waar de achterzijde van de romp in hoofdzaak het water verlaat” meestal de loodlijn zijn door die plaats waar de romp tussen de sponsons het water verlaat.Some ships have a straight rear, the so-called mirror. For most ships with such a mirror, the "perpendicular through the place where the rear of the hull essentially leaves the water" will usually be the tangent to the mirror. In the case of a ship which is provided with sponsors or skirts at its stern and where the hull between the sponsors leaves the water, the "perpendicular through the place where the rear of the hull mainly leaves the water" will usually be the perpendicular through that place where the hull between the sponsors leaves the water.

25 Anders gezegd bevindt volgens de uitvinding minimaal de helft van de koorde van de vleugel zich achter de loodlijn door de plaats waar de romp het water verlaat.In other words, according to the invention, at least half the cord of the wing is located behind the perpendicular through the place where the hull leaves the water.

In deze aanvrage zijn de volgende hoeken en maten op de volgende wijze gedefinieerd:In this application, the following angles and sizes are defined in the following manner:

De gemiddelde hoek van de verticalen (“buttocks”) ter plaatse van het 30 achterschip, a, ook wel de hoek tussen de lengteraaklijn aan de romp onder water en de horizontaal. Ook wel de hoek tussen de raaklijnen aan de verticale langsdoorsneden van de scheepsromp en een horizontaal vlak. Bij hedendaagse koopvaardijschepen zal deze hoek meestal tussen ongeveer 8 en ongeveer 16 graden liggen.The average angle of the verticals (“buttocks”) at the location of the aft ship, a, also called the angle between the longitudinal tangent to the hull under water and the horizontal. Also called the angle between the tangent lines on the vertical longitudinal sections of the ship's hull and a horizontal plane. With today's merchant ships, this angle will usually be between about 8 and about 16 degrees.

33

De hoek van de tangent aan de verticalen van het achterschip (of de raaklijn aan de verticale langsdoorsneden) vlak vóór de voorrand van de vleugel, β, ook wel de hoek tussen de lengteraaklijn aan de romp onder water en de horizontaal vlak voor de voorrand van de vleugel, is in sommige uitvoeringsvormen van de uitvinding ongeveer 5 11 tot ongeveer 25 graden.The angle of the tangent to the verticals of the stern (or the tangent to the vertical longitudinal sections) just before the front edge of the wing, β, also called the angle between the longitudinal tangent to the hull under water and the horizontal plane to the front edge of the wing, in some embodiments of the invention, is about 11 to about 25 degrees.

De hoek van de vleugelkoorde ten opzichte van de horizontaal, γ.The angle of the wing chord with respect to the horizontal, γ.

De vleugelkoorde is de (denkbeeldige) lijn door de voorrand van de vleugel en de achterrand van de vleugel. De lengte van deze koorde is bij voorkeur afhankelijk van de lengte van het vaartuig. Volgens een bijzondere uitvoering van de uitvinding is de 10 koorde van de vleugel ongeveer 2-10% van de lengte van dat schip langs de waterlijn in normaal varende toestand, dat wil zeggen bij zijn gebruikelijke diepgang.The wing cord is the (imaginary) line through the front edge of the wing and the rear edge of the wing. The length of this cord is preferably dependent on the length of the vessel. According to a special embodiment of the invention, the cord of the wing is approximately 2-10% of the length of that ship along the waterline in the normal sailing condition, that is to say at its usual draft.

In een uitvoeringsvorm is daarbij de vleugel zodanig bij de achterzijde van het vaartuig aangebracht, dat een loodlijn door de plaats waar de achterzijde van de romp in hoofdzaak het water verlaat die vleugel snijdt op minder dan 0,5 keer de lengte van 15 de koorde van die vleugel, vanaf de voorrand van de vleugel, dan wel vóór de voorrand loopt.In one embodiment the wing is thereby arranged at the rear of the vessel such that a perpendicular through the place where the rear of the hull essentially leaves the water intersects the wing at less than 0.5 times the length of the chord of that wing, from the front edge of the wing, or runs in front of the front edge.

In een verdere uitvoeringsvorm van het vaartuig volgens de uitvinding is de vleugel met de voorzijde naar beneden hellend (downward tilt) met een hoek van 0 tot 22 0 ten opzichte van het wateroppervlak aangebracht. Daarbij is de exacte hoek 20 afhankelijk van de grootte van de hoek β. Over het algemeen zal gelden dat bij een grotere hoek β een grotere neerwaarts hellende hoek gekozen zal worden.In a further embodiment of the vessel according to the invention, the wing is arranged with the front side inclined downwards (downward tilt) with an angle of 0 to 22 with respect to the water surface. The exact angle 20 depends on the size of the angle β. In general it will apply that with a larger angle β a larger downwardly inclined angle will be chosen.

Volgens een eerste uitvoering van de uitvinding, in het bijzonder geschikt voor nieuw te bouwen schepen, bevindt de vleugel zich in hoofdzaak volledig binnen de begrenzing van het vaartuig. Bij een tweede andere variant, in het bijzonder geschikt 25 voor het aanbrengen van de vleugel op bestaande schepen, ligt de vleugel minimaal voor een deel achter of voorbij de achterzijde van het vaartuig.According to a first embodiment of the invention, particularly suitable for new-build vessels, the wing is substantially completely within the boundary of the vessel. In a second other variant, in particular suitable for mounting the wing on existing ships, the wing is at least partly behind or beyond the rear of the vessel.

In de uitvoeringsvorm die in het bijzonder geschikt is voor nieuw te bouwen schepen omvat de romp een grotere oplopende steilheid bij de voorrand van de vleugel en is het rompdeel boven de vleugel in hoofdzaak boven het wateroppervlak gelegen.In the embodiment which is particularly suitable for new-build vessels, the hull comprises a greater ascending steepness at the front edge of the wing and the hull part above the wing is substantially above the water surface.

30 In deze uitvoeringsvorm van het vaartuig begint de grotere steilheid (of sterker oplopende hoek) van de verticalen tussen ongeveer 0,5 en 1,5 maal de vleugelkoorde vóór de voorrand van de vleugel.In this embodiment of the vessel, the greater steepness (or greater rising angle) of the verticals starts between about 0.5 and 1.5 times the wing cord before the leading edge of the wing.

44

Bij de variant waarbij de vleugel zich in hoofdzaak volledig binnen de achterbegrenzing van het vaartuig bevindt, wordt volgens een bijzondere variant van de uitvinding voorgesteld de romp ter plaatse van een uitsparing te voorzien. De lengte van een dergelijke uitsparing is bij voorkeur ongeveer 0,75 tot 1,50 maal de koorde van 5 de vleugel.In the variant in which the wing is substantially completely within the rear boundary of the vessel, it is proposed according to a special variant of the invention to provide the hull with a recess at that location. The length of such a recess is preferably about 0.75 to 1.50 times the cord of the wing.

Volgens een verdere verbijzondering is de afstand van de voorzijde van de vleugel tot de romp ongeveer 0,2 tot 0,5 maal de koorde van de vleugel.According to a further specialization, the distance from the front of the wing to the body is approximately 0.2 to 0.5 times the chord of the wing.

De vleugel kan op enige voorstelbare wijze aan het achterschip bevestigd zijn. Indien de vleugel zich geheel of gedeeltelijk onder de romp uitstrekt kan deze bevestigd 10 zijn aan de roerdrager (“headbox”), dat wil zeggen aan het stationaire deel van de roerconstructie dat als scheg functioneert. Tevens kan het zinvol zijn (gestroomlijnde) dragers (“struts”) aan te brengen om deze verder te ondersteunen.The wing can be attached to the stern in any conceivable manner. If the wing extends wholly or partially under the hull, it may be attached to the rudder carrier ("headbox"), i.e. to the stationary part of the rudder structure that functions as a skeg. It may also be useful to provide (streamlined) carriers ("struts") to further support them.

Volgens een van voordeel zijnde verdere uitvoering van de uitvinding, strekt de vleugel zich voor het grootste deel achter de achterzijde van het vaartuig uit. Deze 15 laatste constructie is met name belangrijk indien bestaande vaartuigen alsnog voorzien moeten worden van deze brandstofbesparende constructie. In het geval dat de vleugel geheel achter de achtersteven van het schip is geplaatst is het in sommige gevallen wenselijk de ophanging van de vleugel naar boven en naar voren te kunnen roteren bij het binnenlopen van havens. Daarbij kan de vleugel en een frame voor het bevestigen 20 van de vleugel opklapbaar zijn op het dek van een vaartuig.According to an advantageous further embodiment of the invention, the wing extends for the most part behind the rear of the vessel. This last construction is particularly important if existing vessels still have to be provided with this fuel-saving construction. In the case that the wing is placed entirely behind the stern of the ship, it is in some cases desirable to be able to rotate the suspension of the wing upwards and forwards when entering ports. The wing and a frame for fixing the wing can herein be foldable on the deck of a vessel.

Echter zal het in veel gevallen mogelijk zijn in een constructie te voorzien die meer in het bijzonder de voorkeur heeft waarbij een deel van de vleugel zich onder het vaartuig uitstrekt. Bij nieuwbouw wordt de voorkeur gegeven aan de eerst besproken variant waarbij ter plaatse van de vleugel een uitsparing in de romp opgenomen is waar 25 de romp zich vanaf een zeker punt (achterwaarts van dat punt) in hoofdzaak boven water uitstrekt.However, in many cases it will be possible to provide a construction that is more particularly preferred wherein a portion of the wing extends below the vessel. In the case of new construction, preference is given to the first discussed variant, wherein a recess is included in the hull at the location of the wing where the hull extends substantially above water from a certain point (to the rear of that point).

In een nadere uitvoeringsvorm omvat de romp bij het achterschip drijvers (“sponsons”) bij elke zijkant van de romp, waarbij de vleugel zich tussen de beide sponsons en onder het wateroppervlak uitstrekt. De romp tussen de sponsons is ten 30 minste ten dele boven het wateroppervlak gelegen. In een uitvoeringsvorm daarvan omvat de romp tussen de sponsons een uitsparing en is een rompdeel tussen de sponsons achter de voorzijde van de uitsparing in hoofdzaak boven het wateroppervlak 5 gelegen. In het bijzonder tijdens de vaart is de romp daar boven het wateroppervlak gelegen. De vleugel is daarbij onder het wateroppervlak gelegen.In a further embodiment, the hull at the stern comprises floats ("sponsors") at each side of the hull, the wing extending between the two sponsors and below the water surface. The hull between the sponsors is at least partially located above the water surface. In one embodiment thereof the hull comprises a recess between the sponsors and a hull part between the sponsors behind the front of the recess is situated substantially above the water surface. The hull is located above the water surface, in particular during navigation. The wing is thereby located below the water surface.

Met behulp van de onderhavige uitvinding, waarbij de romp boven de vleugel geheel of gedeeltelijk boven het wateroppervlak is gelegen, wordt op succesvolle wijze 5 een voortstuwende kracht middels de vleugel gerealiseerd, waarbij het daardoor ontstane nadelig effect van de optredende onderdruk op de scheepsromp ter plaatse teniet gedaan wordt.With the aid of the present invention, wherein the hull above the wing is wholly or partly located above the water surface, a propulsive force is successfully realized through the wing, the resulting adverse effect of the resulting underpressure on the ship's hull on site is canceled.

De vorm van de vleugel is bij voorkeur aangepast aan de vorm van het onderwaterschip (in verticale projctie) ter plaatse van de vleugel. De breedte van de 10 vleugel ten opzichte van de breedte van het onderwaterschip is in het algemeen kleiner, dat wil zeggen de vleugel strekt zich bij voorkeur niet voorbij het onderwaterschip uit hoewel dit theoretisch mogelijk is.The shape of the wing is preferably adapted to the shape of the underwater ship (in vertical projection) at the location of the wing. The width of the wing relative to the width of the underwater ship is generally smaller, that is, the wing preferably does not extend beyond the underwater ship although this is theoretically possible.

Desgewenst kan de hoek van de koorde van de vleugel ten opzichte van de waterlijn verstelbaar zijn tijdens het varen voor het realiseren van een optimaal effect. 15 De uitvinding heeft met name betrekking op niet-planerende vaartuigen, dat wil zeggen vaartuigen met bij voorkeur een lengte van minimaal ongeveer 50 m. Meer in het bijzonder betreft de onderhavige uitvinding een vaartuig met een relatief lage snelheid, bijvoorbeeld overeenkomend met een Froude-getal kleiner dan 0,5.If desired, the angle of the cord of the wing relative to the waterline can be adjustable while sailing to achieve an optimum effect. The invention relates in particular to non-planing vessels, that is to say vessels with a length of at least approximately 50 m. More particularly, the present invention relates to a vessel with a relatively low speed, for example corresponding to a Froude vehicle. number less than 0.5.

20 Korte beschrijving van de figurenBrief description of the figures

De uitvinding zal hieronder nader aan de hand van in de tekening afgebeelde uitvoeringsvoorbeelden verduidelijkt worden. Daarbij tonen:The invention will be explained in more detail below with reference to exemplary embodiments shown in the drawing. Show:

Fig. 1 schematisch een vaartuig niet voorzien van de inrichting volgens de 25 onderhavige uitvinding;FIG. 1 schematically a vessel not provided with the device according to the present invention;

Fig. 2 een deel van het vaartuig volgens fig. 1 waarin een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding is aangebracht, geschikt voor nieuw te bouwen schepen;FIG. 2 shows a part of the vessel according to FIG. 1, in which an embodiment of the present invention is arranged, suitable for new-build vessels;

Fig. 2a een achteraanzicht van de uitvoeringsvorm van fig. 2;FIG. 2a is a rear view of the embodiment of FIG. 2;

Fig. 3 een variant van de in fig. 2 getoonde constructie, met name geschikt voor 30 aanbouw op bestaande en nieuw te bouwen schepen;FIG. 3 a variant of the construction shown in fig. 2, in particular suitable for mounting on existing and new build vessels;

Fig. 4 een verdere variant van de onderhavige uitvinding, geschikt voor aanbouw op bestaande schepen; 6FIG. 4 a further variant of the present invention, suitable for mounting on existing ships; 6

Fig. 5a een uitvoeringsvorm waarbij gebruik gemaakt wordt van sponsons in perspectiefaanzicht van achteraf;FIG. 5a an embodiment in which use is made of sponsors in perspective view from the end;

Fig. 5b een zijaanzicht van de uitvoeringsvorm van fig. 5a deels in doorzicht;FIG. 5b is a side view of the embodiment of FIG. 5a partly in transparent view;

Fig. 5c een achteraanzicht van fig. 5a; 5 Fig. 6 een uitvoeringsvorm waarbij de rompbodem relatief steil oploopt, zoals dat kan voorkomen op bijzondere volle schepen.FIG. 5c is a rear view of FIG. 5a; FIG. 6 shows an embodiment in which the hull bottom rises relatively steeply, as can occur on particularly full ships.

Gedetailleerde beschrijving van uitvoeringsvormen 10 In fig. 1 is met 1 een vaartuig in het geheel aangegeven voorzien van een opbouw 3 en een romp 2. Met 4 is de boeg aangegeven en met 6 een bulbsteven. Nabij de achterzijde van het vaartuig aangegeven met 7 tot aan de spiegel 5 bevindt zich een onderdrukgebied dat verdere hydrodynamische weerstand genereert.DETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS In FIG. 1, 1 denotes a vessel as a whole provided with a superstructure 3 and a hull 2. 4 denotes the bow and 6 denotes a bulb bow. Near the rear of the vessel indicated by 7 up to the mirror 5, there is an underpressure region that generates further hydrodynamic resistance.

De uitvoeringsvormen van de uitvinding zijn er op gericht dit gebied 7 zo 15 verliesarm mogelijk uit te voeren.The embodiments of the invention are aimed at making this area 7 as low-loss as possible.

Daartoe wordt volgens een eerste variant van de uitvinding, getoond in fig. 2, waar het vaartuig in het geheel met 11 aangegeven is en de romp met 12, onder deze romp 12 een vleugel 17 aangebracht. Deze vleugel 17 heeft een lengte van de koorde a die ongeveer 2-10%, bij voorkeur ongeveer 2-4%, is van de totale lengte van het 20 vaartuig op de waterlijn. Het achtereinde van de vleugel ligt ongeveer gelijk met de verticale tangent aan de spiegel 15. Zoals uit de tekening duidelijk is is de romp 12 ter plaatse van de vleugel voorzien van een uitsparing 16. Deze bestaat uit een oplopend deel 18 en een vrij deel 19 dat boven het wateroppervlak 8 gelegen is. Het oplopende deel 18 is een deel van de romp onder het wateropervlak waar de romp steiler oploopt 25 dan de gebruikelijke ongeveer 8-16 graden bij bijvoorbeeld koopvaardijschepen. Gebleken is dat een oplopende hoek van ongeveer 11-25 graden een gunstig effect heeft.To this end, according to a first variant of the invention, shown in Fig. 2, where the vessel is indicated in its entirety by 11 and the hull by 12, a wing 17 is arranged under this hull 12. This wing 17 has a length of the cord a which is approximately 2-10%, preferably approximately 2-4%, of the total length of the waterline vessel. The rear end of the wing is approximately flush with the vertical tangent to the mirror 15. As is clear from the drawing, the body 12 is provided at the location of the wing with a recess 16. This consists of an ascending part 18 and a free part 19 which is located above the water surface 8. The ascending part 18 is a part of the hull below the surface of the water where the hull rises steeper than the usual about 8-16 degrees in for example merchant ships. It has been found that an increasing angle of approximately 11-25 degrees has a favorable effect.

Het oplopende deel 18 heeft een totale lengte van ongeveer 1 tot 1,5 keer de totale koorde van de vleugel 17, vóór de voorrand van de vleugel. De vleugel 17 is 30 met zijn voorrand ongeveer 0,5 maal de koorde van de vleugel 17 vóór de plaats waar het wateroppervlak loslaat van de romp tot ongeveer 0,75 maal de koorde van de vleugel achter de plaats waar het wateroppervlak loslaat van de romp gepositioneerd. Het vrije deel of step 19 zal meestal een hoogte hebben van ongeveer 0,25-0,75 maal de 7 koorde van vleugel 17 boven het wateroppervlak. De vleugel 17 zal voor het bereiken van het gunstigste effect met de koorde onder een neerwaarts neigende hoek van ongeveer 0 tot 22 graden ten opzichte van de horizontaal gericht zijn.The ascending part 18 has a total length of about 1 to 1.5 times the total cord of the wing 17, before the leading edge of the wing. The wing 17 is with its front edge about 0.5 times the chord of the wing 17 before the place where the water surface detaches from the hull to about 0.75 times the chord of the wing behind the place where the water surface detaches from the hull positioned. The free part or step 19 will usually have a height of about 0.25-0.75 times the 7 chord of wing 17 above the water surface. To achieve the most favorable effect with the cord, the wing 17 will be directed at a downwardly inclined angle of about 0 to 22 degrees relative to the horizontal.

De vleugel 17 is hier bevestigd aan roerdrager 13 voor roer 14. De vleugel 17 5 maakt een hoek y ten opzichte van het wateroppervlak 8 en deze hoek y is ongeveer 0-22 graden. De raaklijn aan de romp 12 bij het begin van de uitsparing, dat wil zeggen aan de voorzijde van deel 18, is met 20 aangegeven. Lijn 20 maakt een hoek van ongeveer 8-16° ten opzichte van het wateroppervlak 8.The wing 17 is here attached to stirrer carrier 13 for rudder 14. The wing 17 makes an angle γ with respect to the water surface 8 and this angle γ is approximately 0-22 degrees. The tangent line on the hull 12 at the start of the recess, i.e. at the front of part 18, is indicated by 20. Line 20 makes an angle of about 8-16 ° with respect to the water surface 8.

De hier getoonde constructie is met name realiseerbaar bij nieuwbouwschepen.The construction shown here can be realized in particular with new-build vessels.

10 Daarbij kan tegen geringe extra kosten de uitsparing 19 gerealiseerd worden. De positie van de vleugel is zodanig dat gevaar van beschadiging niet of nauwelijks bestaat. Gebleken is dat bovendien een dergelijke constructie het laadvermogen van het vaartuig niet negatief hoeft te beïnvloeden omdat in het achterdeel van het vaartuig meestal technische installaties aanwezig zijn die eventueel gehergroepeerd kunnen 15 worden. De hier getoonde constructie maakt het mogelijk een vermindering van het brandstofverbruik met maximaal ongeveer 20% te verwezenlijken. Dit betekent dat met name bij grotere vaartuigen, dat wil zeggen vaartuigen met een lengte van meer dan 50 meter, de terugverdientijd vaak minder dan een jaar is.The recess 19 can herein be realized at low additional costs. The position of the wing is such that there is little or no risk of damage. It has been found that, moreover, such a construction does not have to have a negative influence on the loading capacity of the vessel, because in the rear part of the vessel technical installations are usually present which can possibly be regrouped. The construction shown here makes it possible to achieve a reduction in fuel consumption by a maximum of approximately 20%. This means that in particular with larger vessels, that is to say vessels with a length of more than 50 meters, the payback time is often less than a year.

In figuur 2a is het achteraanzicht van een vaartuig volgens de uitvoeringsvorm 20 van figuur 2 weergegeven. In deze uitvoeringsvorm is de vleugel 17 bevestigd aan het vaste deel (“headbox”) 13 van het roer 14 en voorzien van additionele gestroomlijnde dragers (struts) 23 ter versteviging.Figure 2a shows the rear view of a vessel according to the embodiment of Figure 2. In this embodiment the wing 17 is attached to the fixed part ("headbox") 13 of the rudder 14 and provided with additional streamlined carriers (struts) 23 for reinforcement.

In fig. 3 is de romp van het vaartuig met 12 weergegeven. De vleugel is met 17 aangegeven en strekt zich gedeeltelijk onder de romp nabij de spiegel 15 uit buiten het 25 vaartuig, dat wil zeggen achterwaarts voorbij de spiegel 15 uit. Met 26 is een gestroomlijnde drager (strut) aangegeven waarmee de vleugel aan het vaartuig bevestigd is. De hoek die de vleugel ten opzichte van het wateroppervlak 8 maakt ligt nu tussen ongeveer 0-12 graden. De lengte van de koorde van de vleugel is evenals in het voorgaande voorbeeld ongeveer 2-10% van de lengte de romp bij het 30 wateroppervlak. De vleugel ligt met de achterzijde bij voorkeur op een diepte van 0 tot 0,75 maal de koorde van de vleugel onder het wateroppervlak.Fig. 3 shows the hull of the vessel with 12. The wing is indicated by 17 and extends partially under the hull near the mirror 15 outside the vessel, that is to say, rearwardly beyond the mirror 15. Denoted at 26 is a streamlined carrier (strut) with which the wing is attached to the vessel. The angle that the wing makes with respect to the water surface 8 is now between approximately 0-12 degrees. The length of the wing cord is, just like in the previous example, about 2-10% of the length of the hull at the water surface. The wing, with the rear side, is preferably at a depth of 0 to 0.75 times the chord of the wing below the surface of the water.

Deze variant kan niet alleen bij nieuwbouw maar ook later op vaartuigen aangebracht worden. Nog steeds wordt een aanzienlijke voortstuwende kracht 8 verkregen en de onderdruk op het betreffende deel van het achterschip grotendeels weggenomen.This variant can not only be applied to new builds but also to vessels later. A considerable driving force 8 is still obtained and the underpressure on the relevant part of the stern is largely removed.

In fig. 4 is een variant getoond die ook geschikt is om op bestaande schepen aan te brengen. Daartoe wordt op de spiegel 35 een drager 36 aangebracht waaraan een 5 vleugel 17 bevestigd is. Deze vleugel 17 strekt zich volledig buiten het vaartuig uit. Bij voorkeur komt de lengte van de vleugel overeen met de hierboven genoemde waarden, dat wil zeggen 2-10% van de lengte van de romp bij het wateroppervlak van het schip, afhankelijk van de grootte van het schip. De afstand van de voorzijde van de vleugel tot de spiegel 35 van het vaartuig is ongeveer gelijk aan de koorde van de vleugel. De 10 diepte ten opzichte van het wateroppervlak 8 aan de achterzijde van de vleugel is ongeveer 0 tot 0,5 keer de koorde van de vleugel. In tegenstelling tot de eerdere voorbeelden staat de vleugel bij deze uitvoering bij voorkeur minder steil met de voorrand naar beneden ten opzichte van het wateroppervlak, dat wil zeggen de koorde zal in dit geval een neerwaartse hoek maken van 0 tot 6 graden ten opzichte van het 15 wateroppervlak.Fig. 4 shows a variant that is also suitable for fitting on existing ships. For this purpose a support 36 is provided on the mirror 35 to which a wing 17 is attached. This wing 17 extends completely outside the vessel. The length of the wing preferably corresponds to the values mentioned above, that is to say 2-10% of the length of the hull at the water surface of the ship, depending on the size of the ship. The distance from the front of the wing to the mirror of the vessel is approximately equal to the cord of the wing. The depth relative to the water surface 8 at the rear of the wing is approximately 0 to 0.5 times the chord of the wing. In contrast to the previous examples, in this embodiment the wing is preferably less steep with the front edge down with respect to the water surface, that is to say the cord will in this case make a downward angle of 0 to 6 degrees with respect to the water surface. water surface.

Voor het bereiken van een gunstig effect zal in deze uitvoeringsvorm van fig. 4 in het algemeen de koorde van de vleugel onder een hoek ten opzichte van de stroming van het water onder de romp gepositioneerd zijn zodanig dat ofwel de top van de golf die normaal ter plaatste ontstaat bij het varen verlaagd wordt, zodat de weerstand 20 verlaagd wordt, ofwel de vleugel 17 een lift veroorzaakt met een voorwaarts gerichte kracht component. De exacte hoek van de vleugel hangt daarbij onder meer af van de stroming achter de romp. In een uitvoeringsvorm kan de hoek van de koorde zelfs verstelbaar zijn voor het bereiken van het meest optimale effect tijdens het varen.In order to achieve a favorable effect, in this embodiment of Fig. 4, the wing of the wing will generally be positioned at an angle with respect to the flow of water under the hull such that either the top of the wave normally is created when sailing is lowered, so that the resistance 20 is lowered, or the wing 17 causes a lift with a forward-facing force component. The exact angle of the wing depends, among other things, on the flow behind the hull. In one embodiment, the angle of the cord may even be adjustable to achieve the most optimal effect while sailing.

In een verdere uitvoering van de varianten van figuur 3 en 4 kan de drager 26 of 36 25 op te halen zijn tot op of hoven de romp om de totale lengte van het vaartuig te verminderen, bijvoorbeeld in een haven. Hiertoe kan de drager 26 of 36 voorzien zijn van een scharnier 39 en eventueel een vergrendeling, bijvoorbeeld aan de spiegel 15 of 35.In a further embodiment of the variants of figures 3 and 4, the carrier 26 or 36 can be retrieved up or down the hull to reduce the total length of the vessel, for example in a harbor. To this end, the carrier 26 or 36 may be provided with a hinge 39 and optionally a lock, for example on the mirror 15 or 35.

In figuren 5a-5c is een uitvoeringsvorm van de uitvinding getoond waarbij het 30 achterschip van een vaartuig voorzien is van sponsons of scheggen bij het achterschip, voornamelijk van belang voor nieuw te bouwen schepen. Tussen de sponsons kan de romp oplopen, of voorzien zijn van de step zoals weergegeven in figuur 2. Bij voorkeur 9 heeft de romp tussen de sponsons een doorsnede zoals getoond en beschreven met betrekking tot figuur 2.In figures 5a-5c an embodiment of the invention is shown in which the stern of a vessel is provided with sponsorships or troughs at the stern, mainly of importance for new-build vessels. The hull between the sponsors can rise or be provided with the step as shown in figure 2. Preferably, the hull between the sponsors has a cross-section as shown and described with respect to figure 2.

In figuur 5a is een perspectief aanzicht schuin van achter weergegeven, op schematische wijze, van een dergelijk vaartuig. In figuur 5b is daarvan een 5 lengtedoorsnede getoond en in figuur 5c een dwarsdoorsnede.Figure 5a shows a perspective view obliquely from the rear, schematically, of such a vessel. Figure 5b shows a longitudinal section thereof and Figure 5c shows a cross section.

In figuur 6 is een uitvoeringsvorm van de uitvinding weergegeven waarbij het achterschip een steil oplopende bodem heeft. Zonder de vleugel zou daar loslating van de stroming kunnen optreden. Door een juiste plaatsing van de vleugel wordt er hier mede voor gezorgd dat de stroming de bodem van de romp blijft volgen. De vleugel 10 ligt daarbij voor een groot deel onder de romp, en relatief dicht bij de romp (ten opzichte van eerder weergegeven uitvoeringsvormen).Figure 6 shows an embodiment of the invention in which the stern has a steeply rising bottom. Without the wing there could be a release of the current. Correct placement of the wing ensures that the flow continues to follow the bottom of the hull. The wing 10 thereby lies for a large part under the hull, and relatively close to the hull (with respect to previously shown embodiments).

Uit bovenstaande voorbeelden blijkt dat verscheidene varianten mogelijk zijn die liggen binnen de uitvindingsgedachte. Voor deze varianten en verdere uitvoeringen daarvan worden uitdrukkelijk rechten gevraagd.The above examples show that various variants are possible that lie within the inventive concept. Rights are explicitly requested for these variants and further versions thereof.

15 Bovendien zal degene bekwaam in de stand der techniek begrijpen dat verdere wijzigingen mogelijk zijn die liggen binnen de inventieve gedachte zoals hierboven geformuleerd en binnen de bijgevoegde conclusies. Bovendien worden uitdrukkelijk rechten gevraagd voor de maatregelen beschreven in de volgconclusies onafhankelijk van de hoofdconclusie.Moreover, the person skilled in the art will understand that further modifications are possible that lie within the inventive idea as formulated above and within the appended claims. In addition, rights are explicitly requested for the measures described in the subclaims independent of the main claim.

20001092000109

Claims

1. Non-planing single-hull vessel, the stern of which has a smaller displacement of water than the middle part of that hull, and which hull is provided with a wing attached remotely thereto and which is situated in the canal below the water surface, said wing being such it is arranged at the rear of the vessel that the front edge of the wing is positioned within a maximum of half a cord length of that wing in front of the place where the rear of the hull essentially leaves the water and that wing with its wings chord 10 is arranged at an angle in the range of 0 to inclined downwards with respect to the water surface.

2. Vessel as claimed in claim 1, wherein a perpendicular through the place where the rear of the hull essentially leaves the water intersecting the wing at less than 0.5 times the length of the cord of that wing from the front edge or before the leading edge.

3. Vessel as claimed in claim 1 or 2, wherein said wing is arranged with the front tilted downwards (downward tilt) with the cord arranged at an angle of about 0-22 ° with respect to the water surface.

4. Vessel as claimed in one or more of the foregoing claims, wherein the length of the cord of said wing is approximately 2-10% of the length of that vessel.

5. Vessel according to one or more of the preceding claims, wherein the rear end of the wing is within the rear end limit of that vessel.

6. Vessel as claimed in one or more of the foregoing claims, wherein the hull of the vessel comprises a recess at the front of the wing where the hull is substantially above the water surface.

7. Vessel as claimed in one or more of the foregoing claims, wherein the hull comprises an upward step (recess) at the front edge of the wing and the hull part 2000109 behind the step (front side of the recess) is substantially above the water surface.

8. Vessel as claimed in claim 7, wherein the step starts between approximately 0.5 times the wing cord before the front edge of the wing to approximately 0.75 times the wing cord behind the front edge of the wing.

9. Vessel as claimed in claims 6-8, wherein the length of the recess or the hull part behind the step comprises approximately 0.75 to 1.50 times the length of the cord of that wing.

10. Vessel as claimed in one or more of the foregoing claims, wherein the hull at the stern comprises a side cheek or sponson at each side of the hull, the wing extending between the two sponsors and below the water surface and the hull between the sponsors. at least in part above the water surface.

11. Vessel as claimed in claim 10, wherein the hull between the sponsors comprises an upward step and a hull part between the sponsors behind that step is situated substantially above the water surface. 20

12. Vessel as claimed in one or more of the foregoing claims, wherein the wing is attached to a part of the rudder fixed to the hull, for example the rudder carrier, preferably designed as a skeg.

13. Vessel according to one or more of the preceding claims, wherein at most half the length of the cord of the wing is below the vertical projection of the vessel and the remaining part extends freely therefrom.

14. Vessel according to claim 13, wherein the rear side of the vessel is provided with a support for said wing extending downwardly rearwardly therefrom. 2U0Q109

A vessel according to claim 13 or 14, wherein the cord of said wing extends at an angle of about 0 to 12 degrees with respect to the water surface.

16. Vessel according to one or more of the preceding claims, wherein said wing is completely behind the vessel and the rear of the vessel is provided with a carrier for the wing extending therefrom.

17. Vessel as claimed in one or more of the foregoing claims, wherein the hull is provided with a mirror, and wherein during navigation the front edge of the wing is maximally half a cord length in front of a tangent to the mirror.

18. Vessel as claimed in one or more of the foregoing claims, wherein the stern is lifted relative to side cheeks, the lifted part being at least partly above the water surface.

The vessel of claim 18, wherein the wing is positioned between the side cheeks below the water surface.

20 2 0 0 0 10 9