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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Doppelhüllenschiff, aufweisend eine
Außenhaut
und eine Innenhülle,
die mit Abstand zur Außenhaut
die einzelnen Laderäume
umgibt, wobei Außenhaut
und Innenhülle über sich
im Wesentlichen vertikal und horizontal erstreckende Elemente starr
miteinander verbunden sind.
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Bei
Doppelhüllentankschiffen
besteht im Havariefall die Gefahr, dass nicht nur die Außenhaut
des Schiffes zerstört
wird, sondern auch die Innenhülle. Nur
bei kleineren Havarien darf erwartet werden, dass lediglich die
Außenhaut
zerstört
wird, die Innenhülle
jedoch nicht. Der Normalfall einer Beschädigung dürfte jedoch sein, dass durch
die zerstörerischen
Kräfte
eines rammenden Fahrzeuges, beispielsweise dessen Bugwulst, die
Außenhaut
beschädigt
und über
die Befestigungselemente zwischen Außenhaut und Innenhülle auch
die Innenhülle so
weit verformt wird, dass die Ladung ausläuft. Im Falle von Erdöl kommt
es zu den hinlänglich
bekannten Katastrophen.
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Die
US PS 3,844,233 bezieht sich nicht auf ein Doppelhüllentankschiff.
Vielmehr geht es um ein Tankschiff, das eine metallische Außenhaut
besitzt und in dessen Innerem sich eine flüssigkeitsdichte Hülle befindet,
die aus einem elastomeren Material gebildet und entsprechend nachgiebig
ist. Das, was hier angestrebt wird, lässt sich besten anhand der dortigen 5 und der zugehörigen Beschreibung erläutern. Die
dortige 5 zeigt die
aus Stahl gebildete Außenhülle. An
der Innenseite der Hülle
sind Stehblechteile befestigt, die an ihrem freien Ende jeweils
mit einer Buchse ausgebildet sind. Zu diesen Buchsen passend sind
Steckerteile an der Außenseite
der nachgiebigen Hülle
aus Elastomer-Material befestigt. Mit Hilfe dieser Buchsen-Steckerverbindungen
kann die nachgiebige Innenhülle
an der starren Außenhülle befestigt
werden und im Falle einer Kollision können sich diese Buchsen-Steckerverbindungen
lösen und
wenngleich die Außenhülle zerstört wird,
soll die nachgiebige Innenhülle
intakt bleiben.
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Aus
der
US 3,699,912 ist
ein Tankschiff bekannt, wobei ews sich nicht um ein Doppelhüllentankschiff
in der üblichen
Definition handelt. Bei dem bekannten Tankschiff befindet sich im
Innenraum ein Behälter,
dessen nach außen
gerichtete Wandung aus zwei Barrierenteilen besteht. Diese beiden
Barrieren, die auch Paneele genannt werden, sind zueinander beweglich
und können
sich im Falle einer Kollision relativ zueinander so verformen, dass
der Innenraum, in dem sich beispielsweise Rohöl befindet, nach außen hin
abgeschlossen bleibt. Es wird also gelehrt anstelle eines Doppelhüllentankschiffs
ein Einhüllentankschiff
zu verwenden und im Innenraum einen Behälter aus mehreren Wandungsteilen
vorzusehen, die sich im Kollisionsfall so zueinander bewegen können, dass
ein Transportgut nicht auslaufen kann.
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Bei
der Doppelhüllenstruktur
nach der
JP 08230775
A handelt es sich um ein typisches Doppelhüllentankschiff.
Es sind eine Außenhülle und
eine innere Hülle
vorgesehen, zwischen denen sich Stringer-Decks als Verbindungstle
befinden. Nun soll eine Kollisionswiderstandsfähigkeit dadurch erzielt werden,
dass die Innenhülle
nicht, wie bei Doppelhüllentankschiffen üblich, aus
Platten gebildet ist, sondern aus Wellblechteilen. Hierdurch soll
erreicht werden, dass im Kollisionsfall die Innenhülle expandieren
und durch die Wellungen Kollisionsenergie aufgenommen werden können.
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Bei
der Aussage nach der
JP
08230775 A soll vom Doppelhüllentankschiff abgegangen werden und
die Innenhülle
durch Verwendung von Wellblech modifiziert werden. Dies aber ist
mit einem Festigkeitsverlust der Struktur und auch mit einem Raumverlust
verbunden, abgesehen davon, dass durch die Wellenstruktur der Innenhülle auch
Reinigungsprobleme auftreten.
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Bei
dem aus der
EP 0 723
908 A1 bekannten Fahrzeug zum Transport von Chemikalien
geht es um ein Fahrzeug mit einer Außenhülle, wobei teilweise eine Doppelwandkonstruktion
mit innerer und äußerer Wand
vorgesehen ist. Diese beiden Teile sind über Querversteifungen die auch
als Trennwände dienen,
miteinander verbunden. Dabei ist die Außenverbindung fest während die
innere so getroffen worden ist, dass die Befestigung im Falle einer
Kollision zerstört
wird, so dass es nicht zu so genannten "membrane stresses" in der Außenhülle kommen kann.
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Bei
der
JP 07196074 A geht
es um ein Doppelhüllentankschiff,
wobei zwischen den beiden Wandungen der äußeren Wand und der inneren Wand
Teile bzw. Materialien vorgesehen sein sollen, die gegenüber Kompression
beständig
sind, jedoch keine Zugbelastung aushalten können. Daher ist die äußere Hülle durch
eine Mehrzahl von Anti-Flexure-Materialien
und horizontale Bindernieten in Längsrichtung versehen. Diese
Elemente sollen Druckkräfte
aufnehmen, die durch einen Zusammenstoß erzeugt werden, um auf diese
Art und Weise die innere Hülle
zu schützen.
Wenn große
Deformationskräfte bei
einem Zusammenstoß auf
die innere Hülle
gleichzeitig über
Transweb-Teile übertragen
werden, können
Torsionselemente, die an beiden Seiten jedes Transweb-Teiles angebracht
sind, auf Torsion beansprucht werden und diese trennen sich schließlich bei der
entsprechenden Beanspruchung von der inneren Hülle, so dass diese nur leicht
deformiert oder verbogen werden kann.
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Die
durch die japanische Patentveröffentlichung
JP 07196074 A gegebene
Lehre läuft
darauf hinaus, spezielle Längsstrukturen
zwischen den Hüllen
eines Tankschiffs anzuordnen, die auf Druck, nicht jedoch auf Zug
belastet werden können
und zusätzlich
Torsionselemente vorzusehen, die die durch den Zusammenstoß erzeugten
Kräfte
in Torsionskräfte
umwandeln und auf diese Weise nur geringfügige Deformationen oder Verbiegungen
der Innenhülle
bewirken. Ein solcher Aufbau bedingt jedoch einen erheblichen Mehraufwand,
wobei fraglich ist, ob gerade diese Torsionselemente so gestaltet
werden können,
dass sie möglichen
Kollisionen und die daraus resultierenden Beanspruchungen gerecht
werden.
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Ein
typischer Doppelhüllentanker
ist in der japanischen Patentveröffentlichung
JP 08301180 A zu sehen.
Dort sind eine Außenhülle aus
Stahl und eine Innenhülle
ebenfalls aus Stahl, vorgesehen, wobei sich zwischen diesen Teilen
Stringer befinden. Um im Kollisionsfall nun das Austreten von Öl aus dem
Innenbehälter
zu verhindern, ist an der Innenseite der inneren Hülle eine
Stahlblechauskleidung vorgesehen. Es handelt sich hierbei um ein
dünnes
Blech mit einer Dicke von 1,5 bis 3 mm, d.h. um ein Material, das
deutlich dünner
ist als die Innenhülle.
Diese Stahlauskleidung wird über
Abstandshalter befestigt. Die Philosophie dieses Aufbaus ist, dass
selbst bei starken Zerstörungen
der Außenhülle und
der Innenhülle
genügend
Energie der Kollision aufgenommen werden kann, und dennoch die Innenhülle in einem flüssigkeitsdichten
Zustand verbleibt.
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Die
grundsätzliche
Idee, die in der Erfindung verwirklicht ist, ist darin zu sehen,
dass wenigstens einige, vorzugsweise alle Befestigungs- und/oder Verbindungsmittel
zwischen der Außenhaut
und der Innenhülle
Sollbruchstellen aufweisen. Im Falle einer Havarie können also
von außen
her Kräfte
auf die Außenhaut
ausgeübt
werden, da jedoch die Sollbruchstellen im unmittelbaren Bereich
der Einwirkung der Kräfte
ansprechen, werden mechanische Verbindungen zur Innenhülle unterbrochen,
obwohl diese intakt bleibt und das Ladegut nicht austreten kann.
Bei stärkeren
Zusammenstößen oder
bei Krafteingriffen in ungünstigem
Winkel können
dann zwar auch Kräfte
auf die Innenhülle
ausgeübt
werden, da diese jedoch aus einem hochelastischen Stahl mit hoher
Bruchdehnung hergestellt worden ist, kann sich die Innenhülle so verformen,
dass keine Risse dabei auftreten. Erst bei besonders großen Kräften kann
auch die Innenhülle
zerstört
werden, was jedoch höchstens
bei 5% der bekannten Unfälle
der Fall sein dürfte.
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Die
vorliegende Erfindung bietet also einen Schutz gegen Auslaufen von
Ladegut, insbesondere von Erdöl,
in nahezu 100% der bislang bekannten und ausgewerteten Unfälle.
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Bei
Doppelhüllentankschiffen
sind die Verbindungselemente zwischen Außenhaut und Innenhülle im Wesentlichen
die sog. Stringer, die zu den Stringern gehörenden Tragelemente und vertikal ausgerichtete
Verbindungselemente. Es handelt sich um eine Wabenkonstruktion aus
strebartigen Verbindungen und an den Streben befestigten Blechen
in horizontaler und vertikaler Ausrichtung.
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Gemäß der Erfindung
werden die Bleche über
Perforationslinien oder Lochreihen mit Sollbruchstellen versehen,
d.h. es werden einzelne längliche
Löcher
mit Unterbrechungen linienartig ausgeführt, so dass sich eine Perforationslinie
ergibt.
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Die
Perforationslinie kann näher
an der Außenhaut
angeordnet werden, es ist jedoch auch denkbar, diese Perforations-
oder Sollbruchlinie näher
an der Innenhaut anzubringen oder sogar mehrere derartige Linien
zwischen Außenhaut
und Innenhülle
am selben Stringer vorzusehen. Auch müssen die Langlöcher nicht
in einer geraden Erstreckung angeordnet werden, sondern sie können durchaus auch
winkel- oder wellenförmig
ausgestaltet werden. Wesentlich ist, dass bei Kräften, die von außen her auf
den Rumpf eines Schiffes gemäß der Erfindung ausgeübt werden,
die Sollbruchstellen in unmittelbarer Nähe dieser Krafteinwirkung übermäßig beansprucht
werden und an den vorgegebenen Stellen aufreißen und die Innenhülle dadurch
nicht beschädigt
wird.
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Bei
der Form der Langlöcher
kann im Wesentlichen auf Rechtecke mit Abrundungen zurückgegriffen
werden. Es können
aber auch ebenso gut in Längsrichtung,
also in Richtung der Perforationslinie, spitz zulaufende Löcher vorgesehen
werden. Wesentlich ist hierbei, dass die verbleibenden Stege zwischen
benachbarten Langlöchern
so dimensioniert werden, dass sie bei einer bestimmten Kraft bersten, wobei
diese Bruchkraft auf die zu erwartende zerstörende Kraft eines Zusammenpralls
mit einem anderen Schiff abgestimmt worden ist.
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In
entsprechender Weise werden die Strebteile, die als Auflage für die Stringerbleche
dienen, mit Sollknickstellen ausgeführt, so dass diese im Ansprechen
auf eine zerstörende Kraft
verhindern, dass Kräfte
auf die Innenhülle übertragen
werden, oder dass ein wesentlicher Teil dieser Kräfte nicht
auf die Innenhülle übertragen
werden kann bzw. so übertragen
werden, dass die Innenhülle
nicht zerstört
wird, wenngleich sie über
einen relativ großen
Bereich verformt werden kann.
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Der
Kern der vorliegenden Erfindung zielt nicht nur auf die Unterbrechung
des Kraftflusses ab, sondern es geht auch darum, dass eine von außen auf
den Rumpf eines Schiffskörpers
ausgeübte
zerstörerische
Kraft so auf die Innenhülle
abgeleitet wird, dass außer
Verformungen der Innenhülle
keine Zerstörungen
der Innenhülle
eintreten können.
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Die
Erfindung ist auch nicht beschränkt
auf Doppelhüllentankschiffe,
sondern lässt
sich auch an allen Doppelhüllenschiffen
oder Containerschiffen realisieren und bewirkt ganz allgemein, dass
bei der großen
Vielzahl der möglichen
Kollisionsfälle
sichergestellt werden kann, dass die Ladung nicht aus dem Schiffskörper austreten
kann.
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Nach
einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei einem
relativ stark verformten Innenbehälter im Kollisionsfall das
Ladegut aus dem Behälter
austreten und in umgebende Räume
eintreten kann, d.h. den Schiffskörper nicht verlassen kann.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielsweise
erläutert.
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1 zeigt
eine schaubildliche Ansicht eines Teils des Rumpfes eines Doppelhüllentankschiffs
gemäß der Erfindung.
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2 zeigt
eine entsprechende Ansicht und verdeutlicht die Verhältnisse
im Havariefall.
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3 zeigt
als Beispiel die nach einer Havarie entstandenen Schäden am Rumpf.
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4 zeigt
eine vergrößerte Ansicht
des Raumes zwischen der Außenhaut
und der Innenhülle eines
Doppeltankschiffs gemäß der Erfindung.
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5 zeigt
in vergrößertem Maßstab Perforationen
in einem Teil eines Stringers.
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In
den Figuren ist die Außenhaut 10 eines Doppelhüllentankschiffs
sowie die Innenhülle 11 zu erkennen.
Zwischen der Außenhaut 10 und
der Innenhülle 11 befinden
sich in einer Waben- oder Gitterkonstruktion im Wesentlichen vertikal
ausgerichtete Verbindungselemente 12 sowie im Wesentlichen horizontal
ausgebildete Verbindungselemente 13, sog. Stringer. Die
Elemente 10 bis 13 bilden eine starre Konstruktion.
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In
der im vergrößerten Maßstab dargestellten 4 sind
die horizontalen Verbindungselemente 13 und die vertikalen
Verbindungselemente 12 zu erkennen. Die Außenhaut
ist in dieser Darstellung weggelassen worden, jedoch ist die Innenhülle 11 zu erkennen.
Die 4 zeigt die Verhältnisse nach einer Kollision
und lässt
erkennen, wie Sollbruchstellen 20 auf Grund der herrschenden
Kräfte
angesprochen haben, so dass die Innenhülle 11 sich verformt
hat, jedoch nicht in der gleichen Art wie die Deformation der nicht
gezeigten Außenhaut
bzw. der Verbindungselemente 12 und 13.
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Die 4 lässt auch
erkennen, dass die Innenhülle 11 sich
weich verformt hat, ohne dass es zu einem Bruch gekommen ist. Es
gibt Stähle,
die für eine
solche Beanspruchung geeignet sind und insbesondere eine hohe Bruchdehnung
haben.
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5 zeigt
drei nebeneinander liegende Ausnehmungen in einem Teil der Verbindungselemente 13.
Es sind drei Langlöcher 20 in
einer Reihe zu erkennen, wobei die gegenseitigen Abstände so gewählt worden
sind, dass sie bei der entsprechenden Beanspruchung aufreißen. Die
Form der Langlöcher
ist abweichend von einem Rechteck mit Abrundungen so gewählt worden,
dass das gewünschte Aufreißen in einer
Perforationslinie sichergestellt werden kann.
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Es
liegt im Rahmen der vorliegenden Erfindung, bei nicht vollständig gefüllten Laderäumen (üblicherweise
ist der Füllungsgrad
97%) im Falle einer Havarie sicherzustellen, dass der durch die
Deformation verringerte Innenraum des Laderaumes so verformt werden
kann, dass das Ladegut über
Berstplatten in vorbereitete Hohlräume, z.B. in das doppelte Mittellängsschott,
wie es in den 1 bis 3 gezeigt
ist, entweichen kann.