DE1213283B

DE1213283B - Ship stabilization system

Info

Publication number: DE1213283B
Application number: DEM61003A
Authority: DE
Inventors: John Bell
Original assignee: Muirhead and Co Ltd
Current assignee: Muirhead and Co Ltd
Priority date: 1963-05-17
Filing date: 1964-05-14
Publication date: 1966-03-24

Description

Schiffsstabilisierungsanlage Die Erfindung bezieht sich auf eine Schiff sstabilisierungsanlage mit drei auf unterschiedlicher Höhe liegenden, untereinander verbundenen Flüssigkeitstanks, von denen je ein Tank an jeder Seite des Schiffes und ein dritter Tank über dem Kiel angeordnet ist, wobei die Anlage mit Pumpen zur Rückförderung der Flüssigkeit in den oder die höhergelegenen Tanks versehen ist. Eine derartige Anlage ist bekannt, jedoch dient sie der Aufgabe, durch Umpumpen der Tankflüssigkeit von den höhergelegenen Tanks in die tiefergelegenen oder umgekehrt die metrazentrische Höhe zu verändern. Die Stabilisierung wird durch miteinander verbundene Tanks nach dem Prinzip der freien Oberflächen bewirkt. Es handelt sich also um eine passive Anlage.Ship stabilization system The invention relates to a ship s stabilization system with three lying at different heights, one below the other connected liquid tanks, one of which is on each side of the ship and a third tank is arranged above the keel, the system with pumps for Return of the liquid is provided in the tank or tanks at a higher level. Such a system is known, but it serves the task of pumping of the tank liquid from the higher-lying tanks to the lower-lying ones or vice versa to change the metracentric height. The stabilization is due to each other connected tanks based on the principle of free surfaces. It is about a passive system.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, ausgehend von den gleichen konstruktiven Merkmalen, nicht eine Anlage zu schaffen, mit der die metrazentrische Höhe verändert wird, sondern eine Anlage, die nach Wahl als passive und als aktive Anlage betrieben werden kann und dabei als aktive Anlage eine geringere Pumpenleistung aufweist als andere bekannte aktive Anlagen.In contrast, it is the object of the invention, proceeding from the same constructive features, not creating an attachment with which the metracentric Height is changed, but a facility that can be chosen as passive and as active System can be operated and, as an active system, a lower pump output than other known active plants.

Es sind nämlich noch Tankanlagen mit zwei Tanks und diese verbindenden Flüssigkeits- und Luftleitungen bekannt, deren Flüssigkeit hin- und hergepumpt wird. Sie werden als aktive Anlagen bezeichnet. Ein Nachteil dieser aktiven Stabilisierungsanlagen ist es, daß ihr Leistungsbedarf beträchtlich und sehr unterschiedlich sein kann. Im Abstand von einigen Sekunden treten nämlich Leistungsspitzen bei der Förderung auf. Diese für den Wasserumlauf erforderlichen Leistungsspitzen sollen durch die Erfindung von den Pumpen ferngehalten und in ihrem Bereich in einen gleichmäßigen Mittelwert eingeebnet werden, der dann wirtschaftlich geliefert werden kann.There are still tank systems with two tanks and connecting them Liquid and air lines known, the liquid is pumped back and forth. They are called active investments. A disadvantage of these active stabilization systems it is that their power requirements can be considerable and very different. In fact, peaks in production occur every few seconds on. These power peaks required for the water circulation should by the Invention kept away from the pumps and in their area in a uniform Mean value can be leveled, which can then be delivered economically.

DiDe Erfindung besteht nun darin, daß der über dem Kiel liegende Tank höher liegt als die Außentanks und mit diesen über je zwei getrennte Kanäle, einen Überlauf- und einen Rücklaufkanal, verbunden ist, daß in dem Anschluß der Rücklaufkanäle an den Mitteltank die Pumpe zur Rückförderung der Flüssigkeit in diesen angeordnet ist und die Überlaufkanäle für einen größeren sekündlichen Durchfluß ausgelegt sind, als die Pumpe sekündlich fördern kann, und daß in den Überlaufkanälen durch einen an sich bekannten, auf Rollbewegungen des Schiffes ansprechenden Regler gestellte, den Kanalquerschnitt verändernde Vorrichtungen liegen, die in den einander gegenüberliegenden Kanälen jeweils gegensinnig geschaltet sind. In Weiterbildung der Erfindung kann auch die Rückfördermenge im Rücklaufkanal durch querschnittsändernde Vorrichtungen regelbar sein.DiDe invention now consists in the fact that the tank lying above the keel higher than the external tanks and with these via two separate channels, one Overflow and a return channel is connected that in the connection of the return channels the pump for the return of the liquid is arranged on the central tank and the overflow channels are designed for a larger flow rate every second, than the pump can deliver every second, and that in the overflow channels by a known regulators responding to roll movements of the ship, the channel cross-section changing devices are located in the opposite Channels are switched in opposite directions. In a further development of the invention can also the return flow rate in the return channel through cross-section changing devices be controllable.

Dabei geht die Erfindung von der Überlegung aus, daß eine Drei-Tank-Anlage die Möglichkeit bietet; die aus einem Seitentank auspumpbare Flüssigkeitsmenge, zeitlich von der in den anderen Tank beförderten Menge unabhängig zu machen, wobei die letztere pro Zeiteinheit größer sein kann als die erstere, wenn die in den drei Tanks §tehende Flüssigkeit ständig in zwei parallelgeschalteten Kreisläufen zwischen auf verschiedener Höhe liegenden Tanks umgewälzt wird und die Strömungsquerschnitte zumindest in den Überlaufleitungen nach Funktionen der Rollbewegung gegensinnig geändert werden. Dadurch läßt sich bei einem gleichmäßigeren Leistungsaufwand in der Umpumpanlage, also geringerer installierter Leistung der Pumpe, ein sofortiges Gegenrollmoment solcher Größe aufbringen, daß ein Schiff bis auf die für die Betätigung eines empfindlichen Reglers erforderliche Mindest-Rollbewegung stabilisiert werden kann.The invention is based on the idea that a three-tank system offers the opportunity; the amount of liquid that can be pumped out of a side tank, to make it independent of the time of the amount transported into the other tank, whereby the latter per unit of time may be greater than the former if those in the three The liquid in tanks is constantly in two parallel-connected circuits between tanks lying at different heights is circulated and the flow cross-sections at least in the overflow lines according to functions of the rolling movement in opposite directions be changed. As a result, with a more even effort in the pumping system, i.e. lower installed power of the pump, an immediate one Apply counter-roll torque of such a size that a ship is up to for the actuation of a sensitive controller, the minimum rolling movement required can be stabilized can.

Solange das Schiff ruhig liegt, sind auch die querschnittsändernden Vorrichtungen in einer Ruhelage; in der sie die Kanalquerschnitte nur verengen, und die Pumpe fördert in den als Vorratsbehälter wirkenden Mitteltank. Jedoch wird nicht aus einem Außenbehälter in den anderen umgepumpt, vielmehr zirkuliert die Flüssigkeit gleichmäßig durch beide Tanks: Die Strömungsrate durch Überlauf- und Rücklaufkanäle ist gleich. Sobald jedoch das. Schiff In der in F i g. 3 und 4 gezeigten Konstruktion sind die die Tanks 1, 2 und 3 verbindenden Kanäle geschlossen und immer völlig mit Wasser gefüllt. Weil keine freie Wasseroberfläche vorhanden ist, verursacht das Durchströmen des Wassers nur geringes Geräusch.As long as the ship is still, the cross-section-changing devices are also in a position of rest; in which they only narrow the channel cross-sections, and the pump delivers into the middle tank, which acts as a storage tank. However, there is no transfer from one outer container to the other, rather the liquid circulates evenly through both tanks: the flow rate through the overflow and return channels is the same. As soon as the ship In the in F i g. 3 and 4, the channels connecting the tanks 1, 2 and 3 are closed and always completely filled with water. Because there is no free water surface, the water flowing through it causes little noise.

Bisher wurde ein voll aktiver Stabilisator beschrieben. Es ist aber klar, daß die Tankanordnung auch in bekannter Weise als passiver Stabilisator verwendet werden kann, indem Wasser von einem Außentank zu dem anderen durch einen Flutkanal allein durch die Rollbewegung des Schiffes übertragen wird. So würden beispielsweise in der in F i g. 1 gezeigten Ausführung die Ventile 10 und 11 dauernd geschlossen, die Ventile 12 und 13 dauernd geöffnet und die Pumpanlage 7 abgestellt sein. Für die wirksame Stabilisierung mittels eines passiven Behältersystems ist es erforderlich, daß eine Phasenverschiebung von genau 90° zwischen den Hin- und Herbewegungen des Wassers in dem Verbindungskanal der Außentanks und den Rollbewegungen des Schiffes vorhanden ist. Diese Phasenverschiebung kann in dem vorliegenden Stabilisierungssystem mittels der Öffnungen der Ventile 12 und 13 eingestellt werden.A fully active stabilizer has been described so far. But it is it is clear that the tank assembly is also used in a known manner as a passive stabilizer can be by moving water from one outside tank to the other through a flood canal is transmitted solely by the rolling motion of the ship. For example in the in F i g. 1, the valves 10 and 11 are permanently closed, the valves 12 and 13 are permanently open and the pumping system 7 must be switched off. For the effective stabilization by means of a passive container system, it is necessary that a phase shift of exactly 90 ° between the back and forth movements of the Water in the connecting channel of the outer tanks and the rolling movements of the ship is available. This phase shift can be used in the present stabilization system can be adjusted by means of the openings of the valves 12 and 13.

Der Mitteltank 3 ist mit den Außentanks 1, 2 vorzugsweise durch breite Kanäle verbunden. Die steuerbaren Durchlässe 10, 11, 12, 13 können auch aus bewegbaren Gittern oder Flossen bestehen.The middle tank 3 is preferably wide with the outer tanks 1, 2 Channels connected. The controllable passages 10, 11, 12, 13 can also be made of movable Grids or fins exist.

Die Öffnung der Überlaufkanäle 4, 5 vom Mitteltank 3 zu den Seitentanks 1, 2 sollte derartig sein, daß die Außentanks 1, 2 in einer z. B. ein Viertel der natürlichen Rollperiode des Schiffes betragenden Zeit gefüllt werden können. Die Pumpenleistung kann erheblich geringer sein; es genügt, daß die Tanks 1, 2 in der halben Rollperiode geleert werden.The opening of the overflow channels 4, 5 from the middle tank 3 to the side tanks 1, 2 should be such that the outer tanks 1, 2 in a z. B. a quarter of the natural roll period of the ship amounting to time can be filled. the Pump output can be considerably lower; it is sufficient that the tanks 1, 2 in the half of the roll period.

Claims

Claims: 1. Ship stabilization system with three on different Height lying, interconnected liquid tanks, each of which has one tank on each side of the ship and a third tank is arranged above the keel, and with pumps for the return of the liquid in the tank (s) higher up, d a d u r c h g e - indicates that the tank (3) above the keel is higher than the outer tanks (1, 2) and with these via two separate channels each, an overflow (4, 5) and a return channel (6) is connected that in the connection of the return channels (6) on the middle tank (3) the pump (7) to return the liquid to it is arranged and the overflow channels (4, 5) for a larger second flow are designed as the pump can deliver every second, and that in the overflow channels by a controller which is known per se and which responds to rolling movements of the ship (16) provided devices (10, 11) changing the channel cross-section are located, which are switched in opposite directions in the mutually opposite channels (4, 5) are.

2. Plant according to claim 1, characterized in that the return flow rate in the return channel (6) can be regulated by means of devices (12, 13) which change the cross-section is.

3. Plant according to claim 2, characterized in that the controller also the Devices (12, 13) for changing the passage cross-section in the return channel (6) actuated from the side tanks to the center tank, but in the opposite sense like the devices in the associated overflow channel (4 or 5).

4. Plant after a of the preceding claims, characterized by a known pump (7, 9), which is so deep that the external tanks are almost completely emptied can.

5. Installation according to one of the preceding claims, characterized in that all connecting channels or lines (4, 5, 6) laid at floor level of the tanks (1, 2, 3) and between the central and outer tanks aisles (21, 22) in Are cut out in the longitudinal direction of the ship. Considered publications: German Patent Nos. 653180, 672 213, 688796.