DD275220A1 - Verfahren zur steuerung von kraengungsausgleichsanlagen auf schiffen - Google Patents

Abstract

Fuer Kraengungsausgleichsanlagen mit mindestens zwei an entgegengesetzten Bordwaenden liegenden horizontal geteilten Ballasttanks, die jeweils durch mindestens eine Zwischenwand in mindestens zwei getrennte Tanks geteilt sind und wobei die oben angeordneten Tanks der einen Schiffsseite mit den unten angeordneten Tanks der gegenueberliegenden Schiffsseite ueber Rohrleitungen verbunden sind, sieht das erfinderische Verfahren vor, dass parallel zum aktiven Kraengungsausgleich mit Pumpen- oder Geblaeseaggregaten beim Erreichen des unteren Einschaltwinkels und ausreichend gefuelltem hoeher liegendem Tank der gekraengten Schiffsseite sofort, bei zu geringem Fuellstand des hoeher liegenden Tanks nach Erreichen eines zweiten, groesseren Einschaltwinkels, die Stroemung aus dem hoeher liegenden Tank der gekraengten Schiffsseite in den darunterliegenden Tank der entgegengesetzten Schiffsseite durch Abbau eines Druckpolsters im unteren Tank freigegeben wird und im nichtgekraengten Zustand des Schiffes die Kapazitaet der Geblaese oder Pumpen genutzt wird, um die im Niveau hoeher liegenden Tanks aus den darunter liegenden Tanks der entgegengesetzten Schiffsseiten zu fuellen, bis in einem der oben liegenden Tanks Fuellstandsmaximum erreicht ist, wobei beim Fuellen der resultierende Massetransport zwischen Backbord und Steuerbord nahezu konstant bleibt. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft die Steuerung des Ausgleichs von durclvschnelle Beladungstechnologien hervorgerufene Schiffskrängungen, die üblicherweise besonders auf Fähr- und Ro-Ro-Schiffen auftreten.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Die bekannten Krängungsausgleichsanlagen bestehen aus mindestens einem Tankpaar, von dem an jeder Schiffsseite eine Tankkammer angeordnet ist und die wechselseitig mit Ballastwasser gefüllt werden können. Die Steuerung derartiger Anlagen überwacht den Krängungswinkel des Schiffes, wobei bei Überschreiten eines Einschaltwertes das Ballastwasser in die Tankkammern gepumpt wird, die entgegengesetzt zur äußeren Belastung des Schiffes liegen, Zum Transport des Ballastwassers werden leistungsstarke Pumpen oder bei sehr hohen Krängungsausgleichsgeschwindigkeiten leistungsstarke Gebläse eingesetzt. Die volle Leistung der Pumpen oder Gebläse wird dabei nur kurzzeitig benötigt. Die Gebläseanlagen sind so ausgelegt, daß unterhalb des Ansprechwinkels die Gebläse die Arbeitsluft drucklos in die Umgebung fördern. Aus der DE-PS 259139 ist ein Schiffskörper mit einer U-Tankanordnung mit Höhenniveauunterschied zum selbsttätigen Ausgleich von Leckkrängungen bekannt. Hierbei sind die äußeren Seitenzellen am Ende des Schiffes mit auf der anderen Schiffsseite oder am anderen Schiffsende möglichst tiefliegenden Zellen so verbunden, daß bei Wassereinbruch in eine Seitenzelle selbsttätig auch eine entgegengesetzt und so tief liegende Zelle mit Wasser gefüllt wird, daß der Schwerpunkt des eingetretenen Wassers tiefer liegt, als der Schwerpunkt des in der Leckzelle befindlichen Wassers.

Aus der DE-AS 2842261 ist eine Krängungsausgleichsanlage für Schwimmkörper, besonders für Schwimmkrane bekannt, wo eine ähnliche Tankanordnung für den Krängungsausgleich genutzt wird. Der Krängungsausgleich wird hierbei erzielt, indem Wasser aus den hochgelegenen Tanks selbsttätig über Saugheber bzw. über Absperrelemente freigegeben in die unten liegenden Tanks der entgegengesetzten Schiffsseite strömen kann. Zur Vorbereitung der Beladung müssen immer die Hochzellen der Tanks gefüllt werden.

Die Steuerung von Absperrelementen gleicher Tankanordnung über Hebol und Massen ist im SU-Urheberschein 818953 und eine Erweiterung dazu im SU-Urheberschein 901157 bekanntgeworden

Die bekannten technischen Lösungen weisen folgende Mängel auf:

- Anlagen mit ungeteilten U-Tanks benötigen zur Erzielung einer hohen Krängungsausgleichsgeschwindigkeit leistungsstarke Pumpen- bzw. Gebläseaggrogato, wobei die volle Leistung jeweils nur kurzzeitig benötigt wird.

- Die Krängungsausgleichsgoschwindigkeit wird boi Anlagen mit ungeteilten U-Tanks im wesentlichen von den Pumpen- bzw. Gebläsoleistungon bestimmt.

- Dio metazontrische Höhe dos Schiffos kann bei Anlagen mit ungeteilten U-Tanks nicht beeinflußt werden.

- Anlagon mit gotoilten U-Tanks und Füllung der Tanks vor Einleitung des äußeren Momentes sind mit bekannten Steuerungen auf Schiffen nicht einsotzbar, da die Ladung an Bord verbleibt und sich somit der Ausgangszustand ständig ändert.

- Die ständige Botriebsbereitschaft ist bei Anlagen mit geteilton U-Tanks nicht gegeben.

- Selbsttätig arbeitende Krängungsausgloichssysteme mit gotoilten U-Tanks arbeiten zu unsicher oder zu langsam.

- Die Öffnungszeiten bekannter Absperrklappen in den Vorbindungen geteilter U-Tanks verzögern die schnelle Reaktion von Krängungsausgleichsanlagen.

Zial der Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung, den Energieverbrauch für den Krängungsausgleich bei gleicher Leistungsfähigkeit der Anlagen zu senKen und insbesondere die Energiespitzen schneller Anlagen zu vermeiden, so daß die installierten Leistungen für die Pumpen- und Gebläseaggregate reduziert werden können.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Steuerung von Krängungsausgleichsanlagen zu schaffen, das den Einsatz kleinerer Pumpen- bzw. Gebläseaggregate bei Beibehaltung einer hohen Krängungsausgleichsgeschwindigkeit ermöglicht, weiterhin eine ständige Einsatzbereitschaft bei sich ändernden Ausgangsbedingungen und kurze Reaktionszeiten beim Erreichen des Einschaltwinkels gewährleistet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß parallel zum aktiven Krängungsausgleich mit Pumpen- oder Gebläseaggregaten beim Erreichen des unteren Einschaltwinkels und ausreichend gefülltem höher liegenden Tank der gekrängten Schiffsseite sofort, bei zu geringem Füllstand des höher liegenden Tanks nach erreichen eines zweiten höher liegenden Einschaltwertes, die Strömung aus dem höher liegenden Tank der gekrängten Schiffsseite in den darunterliegenden Tank der entgegengesetzten Schiffsseite durch Abbau eines Druckpolsters im unteren Tank freigegeben wird. Die Füllung der oberen Tanks erfolgt automatisch immer aus den darunterliegenden Tanks der entgegengesetzten Schiffsseite, wenn kein Einschaltwinkel erreicht ist und kein oberer Tank Füllstandsmaximum erreicht hat. Zum Erhalt des vorher ausgeglichenen Zustandes bleibt der resultierende Massentransport zwischen Backbord und Steuerbord nahezu konstant. Durch Niveauveränderungen in den Tanks kann nach Abschluß der Entladung oder (und) Beladung die metazentrische Höhe dos Schiffes durch Niveauveränderungen in den Tanks in Grenzen verändert werden.

Ausführungsbeispiel

Die vorliegende Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In Fig. 1 ist ein Tanksystem einor luftgesteuerten Krängungsausgleichsanlage dargestellt. Tank 1 und 2 sind über eine oder mehrere Rohrleitungen 5 verbunden, in der ein Druckaufnehmer 9 zur Füllstandsmessung in diesem Tankpaar eingebaut ist. In gleicher Weise sind Tank 3 und 4 über Rohrleitung 6 verbunden. Der Druckaufnehmer 9 in der Rohrleitung 6 ist zur Füllstandsmessung in Tankpaar 3,4 installiert. Über einen Winkelgeber 10 werden die Schiffskrängungswinkel gemessen, die mit den Tankfüllständen notwendige Meßgrößen für die Steuerung sind. Die Funktion der Steuerung wird anhand einer Backbordkrängung infolge eines äußeren, stetig zunehmenden Momentes (z. B. Zurjauffahrt auf eine Fähre) beschrieben. Wenn bei Inbetriebnahme der Anlage der Krängungswinkel kleiner als der unteie Einschaltwert ist, werden die Hochtanks 3,1 schrittweise nacheinander durch Arbeitsluftzufuhr über die Leitungen 7 gefüllt, bis einer der Tanks sein Füllstandsmaximum erreicht hat oder der untere Einschaltwert des Winkeigebors 10 anliegt. Die Summe der zwischen Backbord und Steuerbord ausgetauschten Wassermenge bleibt annähernd konstant. Durch die stetig zunehmende Backbordkrängung wird zunächst der untere Einschaltwert des Winkelgebers 10 erreicht. Durch Arbeitsluftzufuhr im Tank 2 wird ein ausgleichendes Krängungsmoment aufgebracht, indem Wasser in Tank 1 gedrückt wird. Liegt der Füllstand im Tank 3 über 50%, wird durch Entlüftung des Tanks 4 über Rohrleitung 7 ein zusätzliches ausgleichendes Moment bereitgestellt, da sich Tank 4 jetzt füllt. Befindet sich der Füllstand in Tank 3 unter 50%, wird das zusätzliche Moment erst freigegeben, wenn der obere Einschaltwert des Winkelgebers 10 erreicht wird. Nach vollständigem Ausgleich der Backbordkrängung (Winkel kleiner als untprer Einschaltwert) werden die Hochtanks wieder schrittweise gefüllt, bis ein Tank Füllstandsmaximuir erreicht hat oder der untere Einschaltwert des Winkelgebers Backbord oder Steuerbord infolge der nächsten Beladung erreicht wird. Die Tanks können nach Abschluß der Be- und Entladung njben den reinen Ballastaufgaben auch zur Korrektur der metazentrischen Höhe des Schiffes benutzt werden. Dazu kann das Ballastwasser im Handbetrieb über Arbeitsluftzufuhr bzw. Entlüftung über die jeweilige Rohrleitung 7 schrittweise in die Hoch- oder Tieftanks verlagert werden. Die Summe der zwischen Backbord und Steuerbord ausgetauschten Wassermengen bleibt hierbei wieder annähernd konstant.

Claims (2)

1. Verfahren zur Steuerung von Krängungsausgleichsanlagen auf Schiffen mit mindestens zwei an entgegengesetzten Bordwänden liegenden,horizontal geteilten Ballasttanks, die jeweils durch mindestens eine Zwischenwand in mindestens zwei getrennte Tanks geteilt sind, wobei die oben angeordneten Tanks der einen Schiffsseite mit den unten angeordneten Tanks der gegenüberliegenden Schiffsseite über Rohrleitungen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, d jß parallel zum aktiven Krängungsausgleich mit Pumpen- oder Gebläseaggregaten beim Erreichen des unteren Einschaltwinkels und ausreichend gefülltem höher liegendem Tank der gekrängten Schiffsseite sofort, bei zu geringem Füllstand des höher liegenden Tanks nach Erreichen eines zweiten, größeren Einschaltwinkels, die Strömung aus dem höher liegenden Tank der gekrängten Schiffsseite in den darunterliegenden Tank der entgegengesetzten Schiffsseite durch Abbau eines Druckpolsters im unteren Tank freigegeben wird und im nichtgekrängten Zustand des Schiffes die Kapazität der Gebläse oder Pumpen genutzt wird, um die im Niveau höher liegenden Tanks aus den darunter liegenden Tanks der entgegengesetzten Schiffsseiten zu füllen, bis in einem der oben liegenden Tanks Füllstandsmaximum erreicht ist, wobei beim Füllen der resultierende Massetransport zwischen Backbord und Steuerbord nahezu konstant bleibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Abschluß der Entladung oder (und) Beladung die metazentrische Höhe des Schiffes durch Niveauveränderungen in den Krängungsausgleichstanks in Grenzen beeinflußt werden.