NL1033745C2 - TOW BOAT. - Google Patents

Description

* f* f

Titel: SleepbootTitle: Tugboat

De uitvinding betreft een sleepboot, die twee of meer aandrijfeenheden en een vin omvat. Daarbij gaat het om zogenoemde azimutale aandrijfeenheden waarvan de stuwrichting in een horizontaal vlak over een hoekbereik van 360° is te variëren. Als aandrijfeenheden komen 5 bijvoorbeeld impellers of straalaandrijvingen in aanmerking.The invention relates to a tugboat which comprises two or more drive units and a fin. This concerns so-called azimuthal drive units whose direction of propulsion can be varied in a horizontal plane over an angular range of 360 °. Suitable drive units are, for example, impellers or jet drives.

Aan zulke sleepboten worden zeer bijzondere eisen gesteld, met name aan de stuwkracht. De sleepboot moet de sleepkracht niet alleen in voorwaartse richting, maar ook in achterwaartse richting of in zijwaartse richting 10 voortbrengen. Daarbij is de grootste betrouwbaarheid noodzakelijk. Dit geldt in het bijzonder bij twee azimutale aandrijfeenheden, die aan beide zijden van het overlangse middenvlak van het schip zijn aangebracht, waarbij het uitvallen van een van de beide eenheden tot grote complicaties betreffende het te slepen schip kan leiden.Very special requirements are imposed on such tugs, in particular the thrust. The tugboat must produce the towing force not only in the forward direction, but also in the backward direction or in the lateral direction. The greatest reliability is also required. This applies in particular to two azimuthal drive units which are arranged on both sides of the longitudinal center plane of the ship, wherein the failure of one of the two units can lead to major complications concerning the ship to be towed.

1515

Er is een groot aantal van aandrijf- en besturingssystemen van sleepboten geopenbaard.A large number of tugboat propulsion and control systems have been disclosed.

DE 696 03 745 D2 beschrijft een sleepboot met twee aandrijfeenheden die 20 aan beide zijden van het overlangse middenvlak van de scheepsromp aan het voorste deel van het schip zijn aangebracht, verder met een derde azimutale aandrijfeenheid, die zich aan de achterzijde bevindt.DE 696 03 745 D2 describes a tugboat with two drive units which are arranged on both sides of the longitudinal center plane of the ship's hull at the front part of the ship, furthermore with a third azimuthal drive unit, which is located at the rear.

WO 97/35761 beschrijft een sleepboot met vier roerimpellers die telkens 25 paarsgewijs aan het voorste deel van het schip en aan het achterste deel van het schip zijn bevestigd.WO 97/35761 describes a tugboat with four rudder impellers that are each paired in pairs to the front part of the ship and to the rear part of the ship.

1033745 • r 21033745 • r 2

In DE-US 27 18 831 is een watervaartuig geopenbaard, dat aan boeg en achtersteven impellers omvat, bijvoorbeeld roerimpellers. Hierbij kunnen ook telkens twee van deze impellers zijn aangebracht.DE-US 27 18 831 discloses a watercraft comprising impellers at bow and stern, for example rudder impellers. Two of these impellers can also be arranged here in each case.

5 Een belangrijke functie heeft de vin of stabiliseringsvin. Zulke vinnen kunnen ook aan de achterkant zijn aangebracht - zie DE 26 55 667. Ze kunnen zich ook aan de voorzijde van het schip bevinden of over een groot deel van de kiel uitstrekken - zie EP 0 672 582 Al. De ruimte die een vin inneemt staat, natuurlijk niet tot beschikking voor het aanbrengen van een 10 aandrijfeenheid. Bovendien kan het tot een wederzijdse beïnvloeding van de functies van de vin en de aandrijfeenheid leiden, indien beiden dicht bij elkaar zijn aangebracht.5 An important function has the fin or stabilizing fin. Such fins can also be arranged at the rear - see DE 26 55 667. They can also be at the front of the ship or extend over a large part of the keel - see EP 0 672 582 A1. The space occupied by a fin is, of course, not available for mounting a drive unit. Moreover, it can lead to mutual influencing of the functions of the fin and the drive unit if both are arranged close to each other.

De tot nu toe bekende sleepboten zijn niet vol tevreden stellend, in het 15 bijzonder met betrekking tot de manoeuvreerbaarheid, de flexibiliteit en niet in de laatste plaats de kosten.The tugboats known so far are not fully satisfactory, in particular with regard to maneuverability, flexibility and, last but not least, the costs.

De uitvinding heeft tot doel een sleepboot volgens de aanhef van conclusie 1 zodanig uit te voeren, dat ten opzichte van bestaande sleepboten de 20 manoeuvreerbaarheid wordt verbeterd, in het bijzonder bij omstandigheden waar er een beperkte ruimte is, verder de betrouwbaarheid van het manoeuvreren wordt verbeterd, en de productiekosten worden beperkt. Een belangrijk aspect is bovendien het tot stand brengen van grote krachten tijdens het escorteren bij grote vaarsnelheden van bijvoorbeeld 4 tot 12 25 knopen.The invention has for its object to design a tugboat according to the preamble of claim 1 such that the maneuverability is improved with respect to existing tugboats, in particular in circumstances where there is limited space, the reliability of the maneuvering is further improved , and the production costs are limited. In addition, an important aspect is the creation of large forces during escorting at high sailing speeds of, for example, 4 to 12 knots.

Dit doel wordt met de maatregelen van conclusie 1 bereikt.This object is achieved with the measures of claim 1.

Dienovereenkomstig omvat het basisidee van de sleepboot overeenkomstig 30 de uitvinding ten minste een voortstuwingseenheid in het boeggedeelte van • r 3 het schip, een vin in het gebied van de achtersteven van het schip, alsook een straalaandrijving, die bij voorkeur in het gebied van de achtersteven van het schip is aangebracht, en waarmee een waterstroom dwars op de lengterichting van de sleepboot, naar keuze naar stuurboord of naar 5 bakboord kan worden uitgestuwd.Accordingly, the basic idea of the tugboat according to the invention comprises at least one propulsion unit in the bow portion of the ship, a fin in the stern region of the ship, as well as a jet drive, which is preferably in the stern region of the ship, and with which a stream of water can be pushed transversely to the longitudinal direction of the tugboat, optionally to starboard or port side.

Van groot voordeel is de manoeuvreerbaarheid in nauwe kanalen, waarbij een positionering van de sleepboot dwars op de kanaalrichting niet of slechts beperkt mogelijk is. Door de gecombineerde werking van de vin en 10 de waterstraal kunnen aanzienlijke dwarskrachten worden opgewekt. De voordelen komen voornamelijk bij het escorteren tot uitdrukkeing, in het bijzonder bij hogere vaarsnelheden. De vin wekt grote krachten op bij hoge vaarsnelheden, terwijl de straalinrichting grote krachten bij geringe vaarsnelheden opwekt.The maneuverability in narrow channels is of great advantage, whereby positioning of the tugboat transversely of the channel direction is not possible, or only to a limited extent. Considerable transverse forces can be generated by the combined action of the fin and the water jet. The benefits are mainly expressed when escorting, in particular at higher sailing speeds. The fin generates large forces at high sailing speeds, while the blasting device generates large forces at low sailing speeds.

1515

Benevens de maatregelen volgens conclusie 1 kan een sleepboot volgens de uitvinding ook meerdere aandrijfinrichtingen omvatten, bijvoorbeeld twee aandrijfinrichtingen in het boeggedeelte, en wel aan beide zijden van de scheepslangsas, voorts een of twee verdere aandrijfeenheden op een andere 20 plaats, bijvoorbeeld in het gebied van de achtersteven van het schip. Bij deze verdere aandrijfeenheden kan het om gebruikelijke aandrijfeenheden gaan, bijvoorbeeld Voith-Schneider-impellers®.In addition to the measures according to claim 1, a tugboat according to the invention can also comprise a plurality of drive devices, for example two drive devices in the bow section, on both sides of the longitudinal ship's axis, furthermore one or two further drive units at a different location, for example in the area of the stern of the ship. These further drive units may be conventional drive units, for example Voith-Schneider impellers®.

Tevens kan de vin zich over de gehele kiel uitstrekken of kan er naast een 25 achtersteven ook een boegvin worden aangebracht.The fin can also extend over the entire keel or a bow fin can be provided in addition to a stern.

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de tekening. Daarin wordt afzonderlijk het volgende weergegeven: 4The invention is further elucidated with reference to the drawing. The following is shown separately: 4

Figuur 1 toont in zijaanzicht een sleepboot met een in de scheepsromp ingebouwde straalinrichting, omvattende een stromingskanaal, waarvan de hoofdrichting in het 5 overlangse middelvlak van de sleepboot loopt.Figure 1 shows in side view a tugboat with a blasting device built into the ship's hull, comprising a flow channel, the main direction of which runs in the longitudinal middle plane of the tugboat.

Figuur 2 toont een sleepboot in zijaanzicht met een straalaandrijving die in de vin is ingebouwd. De hoofdrichting van het stromingskanaal van de straalinrichting verloopt wederom 10 in het overlangse middelvlak van de sleepboot.Figure 2 shows a tugboat in side view with a jet drive that is built into the fin. The main direction of the flow channel of the blasting device again runs in the longitudinal center plane of the tugboat.

Figuur 3 toont een verdere sleepboot in zijaanzicht met een straaleenheid, die wederom in de vin is ingebouwd. Het kanaal van de straaleenheid verloopt dwars op de 15 langsrichting van de sleepboot.Figure 3 shows a further tugboat in side view with a jet unit, which in turn is built into the fin. The channel of the blasting unit extends transversely to the longitudinal direction of the tugboat.

Figuren 4 en 5 tonen een straalinrichting met een weergave van de daarin gevoerde waterstroming (bouwwijze van Schottel).Figures 4 and 5 show a blasting device with a representation of the water flow fed into it (Schottel construction method).

20 Figuur 6 toont een vergroot aanzicht weer van een uitsnede van een vin met een daarin aangebrachte straaleenheid en met een loodrecht op de lengteas van de scheepsromp verlopend stromingskanaal.Figure 6 shows an enlarged view of a section of a fin with a jet unit mounted therein and with a flow channel extending perpendicular to the longitudinal axis of the ship's hull.

25 De in figuur 1 weergegeven sleepboot omvat een scheepsromp 1 met opbouw 2. In het voorste gedeelte van het schip bevindt zich een aandrijving 3. In dit geval is het een Voith-Schneider-impeller®.The tugboat shown in figure 1 comprises a ship's hull 1 with superstructure 2. In the front part of the ship there is a drive 3. In this case it is a Voith-Schneider impeller®.

In het gebied van de achtersteven bevindt zich een vin 4.A fin 4 is located in the area of the stern.

30 55

In vaarrichting kort voor de vin bevindt zich een straaleenheid 5. Deze omvat een kanaal 5.1, een in het kanaal aangebrachte impeller 5.2, alsook een aandrijfmotor 5.3.In the direction of travel shortly before the fin there is a blasting unit 5. This comprises a channel 5.1, an impeller 5.2 arranged in the channel, and a drive motor 5.3.

5 Het kanaal 5.1 omvat een inlaat 5.1.1 alsook een uitlaat 5.1.2. Zoals men kan zien, bevindt zich de inlaat 5.1.1 in vaarrichting van de sleepboot voor de uitlaat 5.1.2. De uitlaat is van een uitlaatrooster 5.4 voorzien. Dit is draaibaar, zodat de in het kanaal stromende straal is te richten.The channel 5.1 comprises an inlet 5.1.1 as well as an outlet 5.1.2. As can be seen, the inlet 5.1.1 is in the direction of travel of the tugboat before the outlet 5.1.2. The outlet is equipped with an outlet grille 5.4. This is rotatable, so that the jet flowing in the channel can be directed.

10 De straaleenheid 5 kan aldus bij het draaien van de motor 5.3 door middel van de impeller 5.2 een waterstroom door de inlaat 5.1.1 aanzuigen en door de uitlaat 5.1.2 weer uitstuwen. De uitgestuwde waterstroom kan door het uitlaatrooster 5.4 bijvoorbeeld naar stuurboord of naar bakboord worden gericht, maar ook in een andere richting. De stroom hoeft niet per se 15 horizontaal verlopen. Hij kan ook onder een hoek verlopen ten opzichte van het horizontale vlak.The jet unit 5 can thus, when the motor 5.3 is running, suck in a stream of water through the inlet 5.1.1 and push it out again through the outlet 5.1.2. The thrusted water flow can be directed through the outlet grille 5.4, for example, to starboard or to port, but also in a different direction. The flow does not necessarily have to be horizontal. It can also run at an angle with respect to the horizontal plane.

Zoals hier weergegeven, zal de inlaat 5.1.1 zich in de scheepsbodem bevinden. Deze kan echter ook in de zijwand liggen. Ook kan het kanaal 5.2 20 zich in de richting van de waterstroom in het kanaal 5.1 vertakken, en kunnen er twee uitlaten zijn aangebracht, telkens één per zijwand. Aan welke kant de waterstraal uittreedt, kan door daarvoor bestemde richtingsonderdelen worden aangestuurd.As shown here, the inlet 5.1.1 will be in the ship's bottom. However, it can also lie in the side wall. The channel 5.2 can also branch in the direction of the water flow in the channel 5.1, and two outlets can be provided, one in each side wall. The direction on which the water jet exits can be controlled by appropriate directional components.

25 Een bijzonder interessante uitvoeringsvorm is in figuur 2 getoond. Daar bevinden zich de straaleenheid 5 binnen in de vin 4. Verder zijn de vorm en de inrichting van het kanaal 5.1 hetzelfde als bij de uitvoeringsvorm volgens figuur 1.A particularly interesting embodiment is shown in Figure 2. There, the blasting unit 5 is located inside the fin 4. Furthermore, the shape and arrangement of the channel 5.1 are the same as in the embodiment according to Figure 1.

66

Ook hier bevindt zich de inlaat 5.1.1, gezien in de vaarrichting van de sleepboot weer voor de uitlaat 5.1.2. Het uitlaatrooster 5.4 is op gelijke wijze opgebouwd en heeft dezelfde functie als bij de uitvoeringsvorm volgens figuur 1.Here too the inlet 5.1.1 is located, seen in the direction of travel of the tugboat, again before the outlet 5.1.2. The outlet grille 5.4 is constructed in the same way and has the same function as in the embodiment according to Figure 1.

55

Ook hier is het denkbaar om het kanaal 5.1 zo te vertakken, dat aan de beide zijvlakken van de vin 4 telkens een uitlaat is aangebracht. Ook hier kan er weer naar keuze de naar stuurboord of naar bakboord gerichte uitlaat door overeenkomstige brede organen worden veroorzaakt.Here too it is conceivable to branch the channel 5.1 in such a way that an outlet is arranged on the two side faces of the fin 4. Here too, the starboard or port-side outlet can optionally again be caused by correspondingly wide members.

1010

De uitvoering volgens figuur 2 maakt op ideale wijze een samenwerking van vin 4 een straaleenheid 5 mogelijk.The embodiment according to Figure 2 ideally permits cooperation of fin 4 and a blasting unit 5.

Figuur 3 geeft opnieuw een vin 4 weer met een geïntegreerde straaleenheid 15 5. Het kanaal 5.1 van de straaleenheid verloopt dwars op de langsrichting van de scheepsromp. De langsas van het kanaal ligt in het horizontale vlak. De impeller is hier niet afzonderlijk herkenbaar. De stuwrichting van de met de impeller veroorzaakte waterstraal is te sturen, bijvoorbeeld door het omschakelen van de draairichting van de impeller.Figure 3 again shows a fin 4 with an integrated blasting unit 5. The channel 5.1 of the blasting unit extends transversely to the longitudinal direction of the ship's hull. The longitudinal axis of the channel is in the horizontal plane. The impeller is not separately recognizable here. The direction of flow of the water jet caused by the impeller can be controlled, for example by switching the direction of rotation of the impeller.

2020

De impeller kan bijvoorbeeld naafloos uitgevoerd zijn.The impeller can, for example, be made hubless.

Figuren 4 en 5 tonen hoe een straalinrichting kan zijn opgebouwd.Figures 4 and 5 show how a blasting device can be constructed.

Deze straalinrichting 5 omvat een centrale inlaat 5.1.1, die naar de 25 scheepsbodem toe open is. De pijlen verduidelijken de binnentredende stroming. Er zijn twee uitlaten 5.1.2 en 5.1.3 aangebracht. Een looprad 5.5 zuigt het water door een inlooptrechter aan, en pompt de waterstroom naar een van de uitlaten 5.1.2 en 5.1.3, waarbij de kinetische energie in drukenergie wordt omgezet. Ook hier is de uitstraalhoek van de 30 waterstroom door een uitlaatrooster te sturen.This blasting device 5 comprises a central inlet 5.1.1, which is open towards the ship's bottom. The arrows illustrate the incoming flow. Two outlets 5.1.2 and 5.1.3 are fitted. A running wheel 5.5 draws the water through a walk-in funnel, and pumps the water flow to one of the outlets 5.1.2 and 5.1.3, whereby the kinetic energy is converted into pressure energy. Here too, the beam angle of the water flow can be controlled through an outlet grille.

77

Figuur 6 toont een aanzicht van een uitsnede uit figuur 3. Dit aanzicht is een aanzicht in doorsnede in het horizontale vlak, dat door de langsas van het kanaal 5.1 loopt. Daarbij verlopen de langsassen van het kanaal 5.1 en 5 de draai-as/rotatie-as van de impeller coaxiaal. De impeller omvat als voortstuwingselement een wormschroef 5.2.1. Deze wormschroef is door een impellerhuis 5.6 omgeven dat eveneens coaxiaal met de lengsas van het kanaal 5.1 is aangebracht. Het huis 5.6 vormt tegelijkertijd de rotor van de aandrijfmotor. De stator 5.3.1 van de aandrijfmotor omsluit het 10 impellerhuis 5.6.Figure 6 shows a view of a section from Figure 3. This view is a sectional view in the horizontal plane that runs through the longitudinal axis of the channel 5.1. The longitudinal axes of the channels 5.1 and 5 rotate the axis of rotation / axis of rotation of the impeller coaxially. The impeller comprises a worm screw 5.2.1 as a propulsion element. This worm screw is surrounded by an impeller housing 5.6, which is also arranged coaxially with the longitudinal axis of the channel 5.1. The housing 5.6 simultaneously forms the rotor of the drive motor. The stator 5.3.1 of the drive motor encloses the impeller housing 5.6.

In plaats van de hier getoonde uitvoeringsvorm van de impeller 5.2 met een wormschroef 5.2.1, kan ook een naafloze impeller in aanmerking komen.Instead of the embodiment of the impeller 5.2 shown here with a worm screw 5.2.1, a hubless impeller may also be considered.

In plaats van de wormschroef 5.1 zouden daarbij schoepen kunnen zijn 15 aangebracht, die aan het impellerhuis 5.6 -tegelijk rotor van de motor 5.3-in draairichting rotatievast zijn aangebracht. De schoepen steken met hun vrije uiteinden naar binnen. Het impellerhuis 5.6 en de rotor van de motor 5.3 kunnen daarbij in de stator 5.3.1 zijn gelagerd.Instead of the worm screw 5.1, blades could then be provided, which are mounted on the impeller housing 5.6, at the same time rotor of the motor 5.3, rotation-proof in the direction of rotation. The blades protrude with their free ends. The impeller housing 5.6 and the rotor of the motor 5.3 can be mounted in the stator 5.3.1.

20 De straaleenheid 5 volgens de uitvinding is bij voorkeur in het gebied van de vin aangebracht, dan wel in vaarrichting gezien voor de vin, achter de vin of in de vin zelf. De vin kan ook op een andere plaats van de scheepsromp worden aangebracht, bijvoorbeeld aan de boeg of ergens tussen boeg en achtersteven. Bovendien is het mogelijk om meerdere vinnen te gebruiken. 25The blasting unit 5 according to the invention is preferably arranged in the area of the fin, or seen in the direction of travel before the fin, behind the fin or in the fin itself. The fin can also be arranged at a different location on the ship's hull, for example on the bow or somewhere between the bow and the stern. Moreover, it is possible to use multiple fins. 25

In plaats van de hier beschreven straaleenheden komen diverse andere soorten van dwarskrachtgenererende inrichtingen in aanmerking, bijvoorbeeld roerimpellers of dwarsstraalinrichtingen of boegstraalroeren.Instead of the blasting units described here, various other types of shear force generating devices may be used, for example rudder impellers or shear devices or bow rudders.

88

Verwijzingscijfers 1 scheepsromp 2 opbouw 5 3 aandrijfeenheid 4 vin 5 straaleenheid 5.1 kanaal 5.1.1 inlaat 10 5.1.2 uitlaat 5.1.3 uitlaat 5.2 impeller 5.3 motor 5.4 uitlaatrooster 15 5.5 looprad 1033745Reference numbers 1 ship hull 2 superstructure 5 3 drive unit 4 fin 5 blasting unit 5.1 channel 5.1.1 inlet 10 5.1.2 outlet 5.1.3 outlet 5.2 impeller 5.3 motor 5.4 outlet grille 15 5.5 running wheel 1033745

Claims (5)

99 1. Sleepboot; - met een scheepsromp (1), die een voorschip en achterschip omvat; - met één of meer aandrijfeenheden (3) aan het voorschip; - met een vin (4) in het achterstevengebied; 5. waarbij een straaleenheid (5) is aangebracht, die een waterstroom aanzuigt en dwars op de lengsas van het schip naar keuze naar stuurboord of naar bakboord uitstuwt; daardoor gekenmerkt dat de straaleenheid (5) in de vin (4) is geïntegreerd.1. Tugboat; - with a ship's hull (1), which comprises a fore ship and aft ship; - with one or more drive units (3) on the fore ship; - with a fin (4) in the stern area; 5. wherein a blasting unit (5) is arranged, which draws in a stream of water and pushes transversely of the longitudinal axis of the ship, optionally to starboard or port; characterized in that the blasting unit (5) is integrated in the fin (4). 2. Sleepboot volgens conclusies 1, gekenmerkt door de volgende eigenschappen: - de straaleenheid (5) omvat een kanaal (5.1); - het kanaal omvat een inlaat (5.1.1) en een uitlaat (5.1.2); 15. de inlaat (5.1.1) bevindt zich in de vaarrichting van het schip gezien voor de uitlaat (5.1.2, 5.1.3); - in het kanaal is een impeller (2) aangebracht, die door een motor (5.3) aandrijfbaar is.Tugboat according to claim 1, characterized by the following features: - the blasting unit (5) comprises a channel (5.1); - the channel comprises an inlet (5.1.1) and an outlet (5.1.2); 15. the inlet (5.1.1) is in the direction of travel of the ship in front of the outlet (5.1.2, 5.1.3); - an impeller (2) is arranged in the channel, which is driven by a motor (5.3). 3. Sleepboot volgens conclusie 2, daardoor gekenmerkt, dat het kanaal (5.1) zich in stromingsrichting gezien achter de inlaat (5.1.1) vertakt, en dat twee uitlaten (5.1.2, 5.1.3) zijn aangebracht, waarvan de ene naar stuurboord en de andere naar bakboord wijst.Tugboat according to claim 2, characterized in that the channel (5.1), viewed in the direction of flow, branches off behind the inlet (5.1.1), and that two outlets (5.1.2, 5.1.3) are arranged, one of which towards starboard and the other to port. 4. Sleepboot volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt, dat het kanaal dwars op de lengterichting van de scheepsromp (1) verloopt. '1053745 10Tugboat according to claim 1, characterized in that the channel extends transversely to the longitudinal direction of the ship's hull (1). 1053745 10 5. Sleepboot volgens conclusie 3, gekenmerkt door de volgende eigenschappen: - de impeller (5.2) omvat een cilindrisch huis (5.6) dat coaxiaal met de draaias van de impeller is aangebracht en met de schoepen van de 5 impeller (5.2) rotatievast is verbonden. - het impellerhuis (5.6) is door een stator (5.3.1) van de motor omsloten; - het impellerhuis (5.6) is als rotor (5.3) van de motor uitgevoerd. 1 0 3 3 7 45Tugboat according to claim 3, characterized by the following features: - the impeller (5.2) comprises a cylindrical housing (5.6) which is arranged coaxially with the axis of rotation of the impeller and is rotationally connected to the blades of the impeller (5.2) . - the impeller housing (5.6) is enclosed by a stator (5.3.1) of the motor; - the impeller housing (5.6) is designed as a rotor (5.3) for the motor. 1 0 3 3 7 45