DE2361251A1

DE2361251A1 - PROCEDURE FOR REDUCING RESISTANCE AS A RESULT OF ICE IN A SHIP'S TRAIL AND DEVICE FOR CARRYING OUT THE PROCEDURE

Info

Publication number: DE2361251A1
Application number: DE2361251A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Prof Dr Legerer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-12-19
Filing date: 1973-12-08
Publication date: 1974-06-20
Also published as: CA964527A; NO141685B; FI58462B; SE408881B; FI58462C; US3878804A; DE2361251B2; DE2361251C3; NO141685C; JPS4996481A

Description

SS _a?MüT 5&JJI5SS _a ? MüT 5 & JJI5

753 PFORZHEIM753 PFORZHEIM

Wesltache 31 - Leopoldpi. - TeL (O7S31) 1Ο2ΜΟ 2361251Wesltache 31 - Leopoldpi. - TeL (O7S31) 1Ο2ΜΟ 2361251

Pforshelm - 7. Oe^ 1973Pforshelm - 7. Oe ^ 1973

Verfahren zur Minderung des Widerstandes infolge des in der Bewegungsbahn eines Schiffes befindlichen Eises sowie Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens»Method for reducing the resistance as a result of the in the movement path of a On the ship's ice as well as the facility for carrying out the procedure »

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Minderung des Widerstandes infolge des in der Bewegungsbahn eines Schiffes befindlichen Eises durch Beaufschlagung desselben mit einem Medium sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. The invention relates to a method for reducing the Resistance due to the movement in the path of a ship located ice by applying the same with a medium and a device for carrying out this method.

Dem erfindungsgemäßen Verfahren sowie der Vorrichtung liegt die Aufgabe zugrunde, während der Fahrt eines Schiffes, das dessen Fahrt behindernde, insbesondere das vor diesem befindliche Eis derart zu schwächen bzw. beeinflussen, daß die Bewegung des Schiffes weniger behindert ist₅ insbesondere daß das Eis durch das Schiff leichter gebrochen werden kann. Das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung können von sämtlichen Schiffen, die in eisbedeckten Meeren operieren» benützt werden j insbesondere von Eisbrechern, von für die Eisnavigation verstärkten Frachtern und von Versorgungs-bzw. Fährschiffen. .-■'-■The inventive method and of the device is based on the object during the ride of a ship whose drive disabling, in particular to weaken or influence that the movement of the vessel is less hindered ₅ located in front of this ice so that the ice in particular by the Ship can be broken more easily. The method and the device according to the invention can be used by all ships that operate in ice-covered seas, in particular by icebreakers, by freighters reinforced for ice navigation and by supply or. Ferries. .- ■ '- ■

409825/0343409825/0343

Sofeme die Oberfläche des Meeres mit Eis bedeckt ist_a ist die Eisdecke' in Küstennähe meistens geschlossen, wogegen auf offenem Meer Eisschollen überwiegen. Solange das Eis bei gegebener Tonnage des Schiffes eine gewisse Dicke nicht überschreitet _s wird dieses beim Auffahren eines Schiffes auf . Biegung belastet, die einen Bruch bewirkt. Mit zunehmender Eisdicke tritt hingegen durch das Auffahren des Schiffes eine Stoß-und Biegebelastung des Eises ein. Während nämlich bei geringerer Eisdicke zufolge der größeren Ausbiegung die Kraftkomponente senkrecht zur Plattenebene überwiegt, was zu einem nahezu reinen Biegebruch führt, verschiebt sich mit zunehmender Dicke bei einer geringeren Ausbiegung des Eises das Verhältnis der Kraftkomponenten zu Gunsten der Komponente in der Plattenebene. Dadurch tritt eine Kombination zweier Belastungsarten auf, nämlich die Biegung der Platte zufolge einer Querkraft und die Belastung der Platte in deren Ebene j was als 'Scheibenbelastung¹ bezeichnet wird. Da die Scheibenbelastung für das Eintreten des Bruches energetisch wesentlich ungünstiger ist als die Biegebelastung einer Platte, kann bei stärkerem Eis dieses nicht mehr kontinuierlich gebrochen werden und kommt deshalb das Schiff vielfach zum Stillstand.Sofeme the surface of the sea ice covered _a closed ice cover 'near the coast often, while on the open sea ice floes predominate. As long as the ice at a given tonnage of the vessel does not exceed a certain thickness _s is on this when driving a ship. Bending loaded causing breakage. In contrast, as the ice thickness increases, the collision with the ship results in a shock and bending load on the ice. While the force component perpendicular to the plane of the plate predominates with a smaller ice thickness due to the greater deflection , which leads to an almost pure bending fracture, the ratio of the force components shifts in favor of the component in the plate plane with increasing thickness and less deflection of the ice. As a result, a combination of two types of loading occurs, namely the bending of the plate as a result of a transverse force and the loading of the plate in its plane j, which is referred to as 'disk load ¹ '. Since the disk load for the occurrence of the break is much less energetic than the bending load on a plate, it can no longer be broken continuously when the ice is thick and the ship often comes to a standstill.

Hierauf kann der Bruch des Eises nur noch durch Rammen erzielt werden, wofür das Schiff einige Schiffslängen zurückfährt und hierauf wieder in Vorwärtsrichtung beschleunigt. Dies führt anfänglich zu einer überwiegenden Stoßbelastung in der Plattenebene j worauf der Bug des Schiffes auf das Eis hinaufgleitet The ice can then only be broken by ramming, for which the ship retracts a few ship lengths and then accelerated again in the forward direction. This initially leads to a predominant shock load in the plane of the plate j, whereupon the bow of the ship slides up onto the ice

409825/0343409825/0343

und dieses somit durch das Gewicht senkrecht zu seiner Ebene, al&o auf Biegung belastet.and this by the weight perpendicular to its plane, al & o loaded on bending.

Dabei sei bemerkt ₃ daß die beim Rammen auftretende Kraft in erster .Linie vom Gewicht'des Schiffes sowie in zweiter Linie von dessen Geschwindigkeit _s somit also von der Leistung des Antriebsaggregates abhängt. Hingegen ist der übergang von der kontinuierlichen Fahrt zum Rammen vorwiegend durch den vorhandenen Schub _s also durch die Leistung der Antriebsmaschine bestimmt. , . .It should be noted ₃ that the force occurring during ramming depends primarily on the weight of the ship and, secondly, on its speed _{s and} thus on the power of the drive unit. In contrast, the transition from continuous travel to ramming is mainly determined by the existing thrust _s, that is, by the power of the drive machine. ,. .

Betreffend die Eigenschaften des Eises ist darauf hinzuweisen, daß diese insoferne sehr unterschiedlich sein können, als festes Eis durch gefrorenes Wasser oder durch wiedergefrorenen Matsch gebildet sein kann, als es weiters unterschiedliche Kerne aufweisen kann und als es ohne Schneedecke auftreten oder mit einer Schneedecke versehen sein kann. Zudem kann die Eisdecke in ihrer Dicke sehr unterschiedlich sein. Dies trifft insbesondere dann zu- wenn es aus ineinandergeschobenen, zusammengefrorenen Eisschollen gebildet ist.Regarding the properties of the ice, it should be noted that that these can be very different in so far as they are fixed Ice from frozen water or frozen slush can be formed as it can furthermore have different cores and as it can occur without a snow cover or with one Snow cover can be provided. In addition, the thickness of the ice cover can vary greatly. This is particularly true then closed when it is formed from frozen floes of ice that have been pushed together.

Aus den vorstehenden Ausführungen dürfte verständlich sein, daß die Eisverhältnisse _s die ein Schiff antrifft _s äußerst unterschiediliih sein können.. Da jedoch jedes Schiff so konstruiert sein muß, um den größtmöglich auftretenden Widerstand überwinden zu könnens hat dies für die meisten Betriebsbedingungen eine konstruktive überdimensionierung der Antriebsmaschine zur Folge.From the foregoing it will be understood that the ice _s a ship _encounters's ultimate can be unterschiediliih .. However, since each vessel must be designed to overcome the largest possible occurring resistance to ability of this for most operating conditions a constructive oversizing of Drive machine result.

40982 5/034 340982 5/034 3

Es ist vorgeschlagen worden, die Qperationsfähigkeit von Eisbrechern in extremen Situationen dadurch zu verbessern, daß diese mit Zusatzeinrichtungen versehen werden. So ist in der US-Patentschrift Nr. 3 678 873 eine Einrichtung geoffenbart _s durch welche gegen das Eis ein Flüssigkeitsstrahl mit hoher Geschwindigkeit gerichtet werden kann. Dadurch kann das Eis unmittelbar vor dem Bug des Schiffes in einer vertikalen Ebene geschmolzen und erodiert werden. Weiters ist in der. Zeitschrift 'New Scientist¹ vom 13.März 1969> Seite 57¹** der Vorschlag veröffentlicht, am Bug des Schiffes eine Säge vorzusehen.It has been proposed to improve the ability of icebreakers to operate in extreme situations by providing them with ancillary equipment. Thus, in U.S. Pat. No. 3,678,873 a device disclosed _s through which the ice against a jet of liquid at high speed can be addressed. This allows the ice to be melted and eroded in a vertical plane immediately in front of the bow of the ship. Furthermore, in the. Magazine 'New Scientist ^{1 of} March 13, 1969> Page 57 ¹ ** published the proposal to provide a saw on the bow of the ship.

Beide Einrichtungen entsprechen insoferne nicht den an sie gestellten Anforderungen, als sie starre Konstruktionen erfordern ₃ die beim Rollen des Schiffes oder bei erhöhter und irregulärer Eisdicke beschädigt x^erden oder die, soferne der Abstand zum Eis 'zu groß wird, wirkungslos sind.Both facilities do not meet so far the demands placed on them, as they require rigid structures _3, the rolling of the ship or at elevated and irregular ice thickness damaged x ^ ground or the distance Unless the ice 'is too large, are ineffective.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mittels welcher eine Schwächung des in der Bewegungsbahn eines Schiffes befindlichen Eises erreicht werden kann, ohne daß die Dicke des Eises bzw. dessen Zusammensetzung auf die Wirkung des Verfahrens bzw. der Vorrichtung maßgeblichen Einfluß nehmen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß das Eis mit einer Mehrzahl von Strahlen eines erhitzten, dampfförmigen oder flüssigen Mediums ₃ das aus mindestens einer flexiblen Röhre, die sich der Ober-The invention is therefore based on the object of creating a method and a device by means of which a weakening of the ice located in the movement path of a ship can be achieved without the thickness of the ice or its composition affecting the effect of the method or the Device take significant influence. This is achieved according to the invention in that the ice with a plurality of jets of a heated, vaporous or liquid medium ₃ that consists of at least one flexible tube, which is the upper

409825/0343409825/0343

fläche des Eises anpaßt und die über dieses geschleppt wird, austritt ₉ beaufschlagt wird.. Vorzugsweise wird das Eis mit Dampf i der weniger als zehn Atmosphären überdruck aufweist"., beaufschlagt.surface of the ice adapts and which is dragged over this, outlet _{9 is} acted upon. Preferably, the ice is acted upon with steam i which has less than ten atmospheres overpressure ".

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist durch eine Einrichtung zur Abgabe des erhitzten Mediums_a'eine über das Schiff, insbesondere dessen Bug₅ ausragende Trageinrichtung zur Halterung mindestens einer sich der Oberfläche des Eises anpassenden; flexiblen Röhre,, die mit Düsen für das erhitzte Medium versehen ist und eine von der Einrichtung zur Abgabe des erhitzten Mediums zur Röhre führen" den Verbindungsleitung gekennzeichnet. Hierbei kann zur Steuerung des Mediums in der Verbindungsleitung mindestens ein Ventil angeordnet sein.A device for carrying out the method according to the invention is, by means of a device for dispensing the heated medium _a ', a support device protruding over the ship, in particular its bow _5, for holding at least one support device which adapts to the surface of the ice; flexible tube, which is provided with nozzles for the heated medium and one leading from the device for dispensing the heated medium to the tube "the connecting line. At least one valve can be arranged in the connecting line to control the medium.

Die Trageinrichtung für die Röhre kann durch einen Kragbalken gebildet sein> der vorzugsweise um eine vertikale und bzw.. oder horizontale Achse verschwenkbar ist. Die Röhre kann als mit Düsen versehener, biegeweicher Schlauch ausgebildet sein. ' In analoger Weise kann die Röhre aus einer Mehrzahl miteinander gelenkig verbundener, mit Düsen versehener Rohrstücke gebildet sein. . .The support device for the tube can be formed by a cantilever beam> which is preferably pivotable about a vertical and / or ... or horizontal axis. The tube can be designed as a flexible hose provided with nozzles. 'In an analogous manner, the tube may be formed from a plurality of hinged, provided with nozzle tube pieces. . .

Vorzugsweise ist die Röhre mit Einrichtungen zur Beibehaltung der richtigen Lage, insbesondere damit sie,-im Betrieb nicht vom Eis abgehoben wird_s beispielsweise mit an deren Unterseite angeordneten Beschwerungen, versehen. Hintereinander im AbstandPreferably, the tube with means for maintaining the correct position, in particular so that they, _s -in operation is not lifted from the ice, for example provided with arranged on the underside of weightings. One behind the other at a distance

409825/0343 .409825/0343.

• 236125'• 236125 '

liegende Verbindungs- oder Zuführungsleitungen bewirken eine Behinderung der Verdrehung der (Entspannungs-) Röhre« sodaß die Düsen auf das Eis gerichtet bleiben.lying connecting or supply lines cause a Obstruction of the twisting of the (relaxation) tube «so that keep the jets pointed at the ice.

Schließlich können, um die Wirksamkeit der Vorrichtung zu erhöhen_s mindestens drei auf der Oberfläche des Eises zur Anlage kommende Röhren, die in ihrem gegenseitigen Abstand einstellbar sind, vorgesehen sein.Finally, to increase the effectiveness of the device _s may be provided at least three coming on the surface of the ice to the plant pipes, which are adjustable in their mutual spacing.

Das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Pig. 1 die Seitenansicht des Vorderteiles eines Schiffes mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung, Fig. 2 eine teilweise Draufsicht auf den Vorderteil eines Schiffes gemäß Pig. I₃ die Fig. 3 und *f der Fig. 2 ähnliche Darstellungen, wobei die erfindungsgemäße Einrichtung unterschiedliche Lagen einnimmt_s Fig. 5 ein Detail im Querschnitt, Fig. 6 den Schnitt gemäß der Linien 6-6 der Fig. 5_a Fig. J ein weiteres Detail im Querschnitt und Fig. 8 das Detail der Fig. J in Draufsicht.The method and the device according to the invention are explained in more detail below with reference to the drawing. It show: Pig. 1 shows the side view of the front part of a ship with a device according to the invention, FIG. 2 shows a partial plan view of the front part of a ship according to Pig. I ₃ Figs. 3 and * f the lines of Fig. 2 are similar views, the device according to the invention takes up different positions _see Fig. 5 shows a detail in cross-section, Fig. 6 shows the section 6-6 of Fig. 5 _a Fig. J shows a further detail in cross section and FIG. 8 shows the detail of FIG. J in plan view.

"In Fig. 1 ist der Vorderteil eines Schiffes 10 dargestellt, das sich in einem mit einer Eisschicht 12 bedeckten Gewässer 11 bewegt. Am Vorderteil des Schiffes ist ein Kragbalken 13 befestigt, der um einen Zapfen 1*1 in einer vertikalen Ebene und zudem um eine vertikale Achse verschwenkbar ist. Die Verstellung des Kragbalkens 13 in vertikalen Ebenen erfolgt z.B. mittels.eines Seilzuges 15 und einer auf dem Deck montierten Seilwinde 16."In Fig. 1 the front part of a ship 10 is shown, which moves in a body of water 11 covered with a layer of ice 12. At the front of the ship is a cantilever 13 attached around a pin 1 * 1 in a vertical plane and is also pivotable about a vertical axis. The adjustment of the cantilever beam 13 in vertical planes takes place e.g. by means of a cable pull 15 and one mounted on the deck Winch 16.

40982 5/034340982 5/0343

Der Zapfen Ik ist von einem Bock_17 getragen _s der auf einer Schwenkplatte 18 angeordnet ist. Die Schwenkplatte l8 ist z.B. über ein Getriebe 20 durch einen Elektromotor'19 ver- drehbar. The pin Ik is carried by a Bock_17 _s is arranged on a pivot plate eighteenth The swivel plate 18 can be rotated, for example, via a gear 20 by an electric motor 19.

Vom Kragbalken 13 ist eine Röhre 21 getragen₃ über die von einem Dampferzeuger 2k flexiblen Schläuchen 25 Dampf zugeführt wird. Die Röhre 21 kann nach außen thermisch isoliert und hierfür z.B. im Inneren des Kragbalkens 13 geführt sein.' Der Anschluß der Röhre 21 an den Dampferzeuger 2k erfolgt über eine flexible Kupplung 22 und eine Leitung 23· Anstelle der flexiblen Kupplung 22 kann im Bock 17 eine Gelenkkupplung vorgesehen sein. Der vom Balken 13 getragene₅ an die Röhre anschließende flexible Schlauch 25 ist hinreichend lang, um vor dem Bug des Schiffes 10 über die Oberfläche des Eises 12 geschleppt zu werden.A tube 21 is carried ₃ by the cantilever beam 13, via which tube 25 flexible hoses 25 are supplied from a steam generator 2k. The tube 21 can be thermally insulated from the outside and for this purpose, for example, be guided inside the cantilever beam 13. The connection of the pipe 21 to the steam generator 2k takes place via a flexible coupling 22 and a line 23. Instead of the flexible coupling 22, an articulated coupling can be provided in the bracket 17. The supported from the beam 13 ₅ subsequent to the tube flexible tube 25 is sufficiently long to be towed in front of the bow of the vessel 10 via the surface of the ice 12th

Um die Menge des in den Schlauch 25 einströmenden Mediums kontrollieren zu können_s kann in der Verbindung des flexiblen Schlauches 25 mit der Röhre 21 ein fernsteuerbares Ventil 2$ eingesetzt sein. Der Schlauch 25 schließt einesrseits direkt an die Röhre 21 an und ist andererseits mit dieser über Hilfsschläuche 27 verbunden. Auch in diesen Verbindungen können fernsteuerbare Ventile 28 angeordnet sein. . 'To the amount of air flowing into the tube 25 medium control to _s in the compound of the flexible tube 25 with the tube 21 a remotely controllable valve 2 $ be used. On the one hand, the hose 25 connects directly to the pipe 21 and, on the other hand, is connected to it via auxiliary hoses 27. Remotely controllable valves 28 can also be arranged in these connections. . '

In seinem über das Eis gleitenden Teil ist der Schlauch 25 mit Düsen 29 ausgebildet« durch die das vom Dampferzeuger zügeführte Medium ausströmt. Durch die Hilfsschläuche 27 wird beiIn its part that slides over the ice, the hose 25 is included Nozzles 29 formed «through which the steam supplied by the steam generator Medium flows out. Through the auxiliary hoses 27 is at

4098 25/034 34098 25/034 3

konstantem Querschnitt des Schlauches 25 gewährleistet, daß samtliehen Dusen 29 etwa gleich viel Medium zugeführt wird.Constant cross-section of the hose 25 ensures that all nozzles 29 are supplied with approximately the same amount of medium.

Die Hilfsschläuche 27 gewährleisten weiters die Beibehaltung der richtigen Lage der Düsen 29 gegenüber der Eisoberfläche., indem sie die Verdrehung des Schlauches 25 behindern .,wodurch das Medium durch die Düsen nach unten ausströmt.The auxiliary hoses 27 also ensure that the nozzles 29 are in the correct position relative to the ice surface. by hindering the rotation of the hose 25, whereby the medium flows down through the nozzles.

Wie aus den Fig. 2 bis 4 ersichtlich ist, können vom Kragbalken 13 zwei Paare seitlich abragender Arme 40 und 41 getragen sein, die am Kragbalken 13 mittels Bolzen 42 und 43 gelagert sind. Von diesen Armen 4O₉ 4l sind weitere Schläuche 25 ^? getragen, die zum Schlauch 25 angenähert parallel verlaufen. Durch Verschwenkung der Arme 40, 41 können die gegenseitigen Abstände der Schläuche 25, 25' verändert werden. Insbesondere können wie dies in Fig. 3 dargestellt ist> die Schläuche 25.' dem Vorderteil des Schiffes angenähert werden.As can be seen from FIGS. 2 to 4, two pairs of laterally protruding arms 40 and 41 can be carried by the cantilever beam 13, which are mounted on the cantilever beam 13 by means of bolts 42 and 43. Of these arms 4O ₉ 4l are further tubes 25 ^? carried, which run approximately parallel to the tube 25. By pivoting the arms 40, 41, the mutual spacing of the hoses 25, 25 'can be changed. In particular, as shown in FIG. 3, the hoses 25. ' be approached to the front of the ship.

In Fig. 4 ist der Kragbalken 13 in einer gegenüber der Fahrtrichtung geschwenkten Lage dargestellt. Dadurch schließen die vom Kragbalken 13 getragenen' Schläuche 25, 25' mit der Fahrtrichtung des Schiffes einen spitzen Winkel ein. Diese Anordnung kann zweckmäßig sein, wenn eine Richtungsänderung des Schiffes erfolgen soll. Es wird somit durch eine Verschwenkung der erfindungsgemäßen Einrichtung die Manövrierfähigkeit des Schiffes verbessert.In Fig. 4 the cantilever 13 is shown in a pivoted position relative to the direction of travel. This closes the from the cantilever 13 carried 'hoses 25, 25' with the direction of travel of the ship at an acute angle. This arrangement can be useful when a change of direction of the ship should take place. Swiveling the device according to the invention thus increases the maneuverability of the ship improved.

In den Fig. 5 und 6 ist eine besondere Ausbildung des SchlauchesIn FIGS. 5 and 6 there is a special design of the hose

4 0 9825/03A34 0 9825/03 A3

25 dargestellt.-. Wie daraus ersichtlich ist, kann dieser aus Teilstücken 30 bestehen» welche miteinander durch Abzweigstücke 31, an denen die Hilfsschlauche 27 münden₃ verbunden sind. Um zu gewährleisten, daß die in den Schläuchen vorgesehenen Düsen 29 immer gegen die Oberfläche des Eises gerichtet sind, also das durch diese ausströmende heiße Medium zur Oberfläche des Eises, hingerichtet ist und insbesondere um zu verhindern ₄ daß diese Schläuche infolge des Ausströmens des Mediums vom Eis abgehoben werden., sind die Schläuche an Stellen ihrer Unterseite oder fortlaufend mit Beschwerungen 32» beispielsweise mit Bleieinlagen j versehen.25 shown .--. As can be seen, this may consist of the portions 30 'which together through junction boxes 31, where the auxiliary hoses 27 are connected lead. ₃ In order to ensure that the measures provided in the hoses nozzles 29 are always directed towards the surface of the ice, so the hot through this effluent to the surface of the ice, is executed, and in particular to prevent ₄ that these tubes due to the outflow of the medium from Ice are lifted off., The hoses are provided at points on their underside or continuously with weights 32 », for example with lead inserts j.

Wie aus den Fig. 7 und 8 ersichtlich ist, können anstelle von flexiblen Schläuchen auch Robrstücke 35 vorgesehen sein, die mit Düsen 29 ausgebildet sind und die miteinander durch Gelenke 33 verbunden sind. Die Gelenke können mit Rohrstutzen 3*1 ausgebildet sein, an die die Schläuche 27 anschließen.As can be seen from FIGS. 7 and 8, instead of flexible hoses, Robrstück 35 can also be provided which are formed with nozzles 29 and connected to one another by joints 33 are connected. The joints can be designed with pipe stubs 3 * 1, to which the hoses 27 connect.

Die flexible Röhre kann über ihre ganze Länge oder zumindest über einen Teil thermisch isoliert sein. Alternativ oder in Ergänzung dazu können an der Oberfläche der Röhre oder in deren Mantel elektrische Widerstandselemente vorgesehen sein.The flexible tube can run along its entire length or at least be thermally insulated over a part. Alternatively or in Supplement to this can be on the surface of the tube or in its Sheath electrical resistance elements may be provided.

Die Wirkungsweise der geschilderten Einrichtung ist wie folgt: Sobald in der Bewegungsbahn eines Schiffes, insbesondere vor diesem Schiff liegendes Eis geschwächt werden soll_s um den zu dessen Zerbrechen erforderlichen Schub bzw. die Reibung zwischen dem Schiff und/dem Eis herabzusetzen, werden die Schläuche 25,25The operation of the described device is as follows: Once in the path of movement of a ship to be weakened in particular against this vessel lying ice _s to reduce to the information needed to rupture thrust or the friction between the ship and / ice, the tubes are 25 , 25

40982 5/034 340982 5/034 3

.- 10 -.- 10 -

durch Verstellung des Kragbalkens 13 so abgesenkt, daß sie an der Oberfläche des Eises zur Anlage kommen und wird ihnen über die Leitungen 23_S22_S21 vom Dampferzeuger 2k Dampf zugeführt. Dieser Dampf strömt durch die in den Schläuchen 25, 25' vorgesehenen Düsen 29» die nach unten gerichtet sind,, aus und bewirkt längs der Schläuche 25_S25^! eine Schmelzung und Erosion des Eises, wodurch Schlitze gebildet werden, die die Stärke des Eises vermindern. Anstelle von Dampf könnte auch heißes Wasser angewendet werden.lowered by adjusting the cantilever beam 13 so that they come to rest on the surface of the ice and steam is supplied to _{them via the lines 23 S} 22 _S 21 from the steam generator 2k. This steam flows out through the nozzles 29, which are provided in the hoses 25, 25 'and which are directed downwards, and effects along the hoses 25 _S 25 ^! melting and erosion of the ice, creating slots that reduce the strength of the ice. Instead of steam, hot water could also be used.

Um eine optimale Wirkungsweise des ausströmenden Dampfes zu gewährleisten_s muß der Dampf möglichst nahe an der Oberfläche des Eises ausströmen₅ weswegen für dessen Zuleitung mindestens ein flexibler Schlauch bzw. mindestens eine Röhre, die aus miteinander gelenkig verbundenen Gliedern gebildet ist, verwendet werden^ die sich an die Oberfläche des Eises anschmiegen. Während der Bewegung des Schiffes gleitet somit der Schlauch über das Eis und schmelzen die aus den vordersten Düsen austretenden Strahlen in das Eis Schlitze_Ä die als Führung für den nachfolgenden Teil des Schlauches dienen, dessen Strahlen diese Schlitze vertiefen. Hierdurch wird das Eis für das nachfolgende Zerbrechen geschwächt. Aufgrund des direkten Kontaktes zwischen den Düsen und dem Eis ist der Wirkungsgrad sehr hoch. Aufgrund der Flexibilität der Leitungen werden im Gegensatz zu den starren Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik Abknickungen oder andere Beschädigungen ausgeschlossen.To ensure an optimal operation of the outflowing vapor _s the steam must as close as possible to flow out on the surface of the ice ₅ and therefore for its supply line at least one flexible hose or at least one tube which is formed of hingedly interconnected links used ^ which nestle against the surface of the ice. During the movement of the ship, the hose slides over the ice and the jets emerging from the foremost nozzles melt into the ice slots _Ä which serve as a guide for the subsequent part of the hose, the jets of which deepen these slots. This weakens the ice for subsequent breaking. Due to the direct contact between the nozzles and the ice, the efficiency is very high. Due to the flexibility of the lines, in contrast to the rigid devices according to the prior art, kinks or other damage are excluded.

Soferne nicht ein Schlauch sondern zusätzlich seitlicheIf not a hose but also a side one

409825/0 3.4 3409825/0 3.4 3

Schläuche verwendet werden ₃ durch deren Düsen Dampf aus-Hoses are used ₃ through whose nozzles steam emit

strömt;, tritt anstelle eines Plattenbruches der energetisch günstigere Balkenbruch auf. Zur optimalen Herabsetzung der erforderlichen Kräfte ist der Abstand der seitlichen Schläuche vom mittleren Schlauch einstellbar. Hierdurch kann die sehr schlechte Manövrierfähigkeit des Schiffes im eisbedeckten Gewässer wesentlich verbessert werden. Es sei ferner bemerkt, daß "für Temperaturen unterhalb van -20⁰Cder thermoplastische Effekt an den Seitenschläuchen zum Tragen kommt, indem an den Seiten der Bruch zufolge überschreiten der kritischen Zugspannung an der Plattenoberfläche eintritt. Im Plattenquerschnitt tritt an dieser Stelle eine Spannungsüberhöhung auf zweifache Art ein₃ nämlich zufolge der Verringerung des Querschnittes_s indem ein Schlitz geschmolzen und erodiert . wird und weiters zufolge eines Temperaturgradienten_s der im \ Eis in der Umgebung des Schlitzes erzeugt wird,, wodurch dem mechanischen ein thermisches Biegemoment überlagert wird.flows; instead of a plate break, the energetically more favorable beam break occurs. The distance between the side hoses and the middle hose can be adjusted to optimally reduce the forces required. This can significantly improve the very poor maneuverability of the ship in ice-covered waters. It should also be noted that "for temperatures below -20 ⁰ C the thermoplastic effect on the side tubes comes into play in that the break occurs on the sides as a result of the critical tensile stress being exceeded on the plate surface. In the plate cross-section, there is a twofold increase in stress at this point Type ₃ namely due to the reduction of the cross section _s by melting and eroding a slot and furthermore due to a temperature gradient _s generated in the ice in the vicinity of the slot, whereby a thermal bending moment is superimposed on the mechanical.

Vorzugsweise wird als strömendes Medium Niederdruckdampf _} worunter Dampf von weniger als zehn Atmosphären überdruck zu verstehen ist, verwendet, der eine verhältnismäßig billige Energieform darstellt und für dessen Manipulation in der Regel Schiffsmannschaften die erforderlichen Kenntnisse zukommen. " .Preferably is excess pressure of less than ten atmospheres to be understood as flowing medium low pressure _steam} among which steam is used, which is a relatively cheap form of energy and get the necessary knowledge for the manipulation usually crews. ".

Betreffen-d die Wirksamkeit, des Verfahrens sei bemerkt, daß die· zur Biegung einer Platte erforderliche Kraft mit der dritten Potenz der Dicke der Platte zunimmt _s wogegen der Leistungs- .--D relate the effectiveness of the method should be noted that the · for bending a plate force required increases with the cube of the thickness of the board while the power .- _s

409825/0343409825/0343

bedarf zum Schmelzen des Eises dem pro Zeiteinheit ge- . . schmolzenen Volumen, also neben der Schlitzbreite und der Sch'litztiefe auch der Geschwindigkeit des Schiffes proportional ist. Der Leistungsbedarf nimmt daher, da die pro Zeiteinheit geschmolzene Schlitzlänge verringert wird, mit geringer werdender Geschwindigkeit ab. Bei den langsamen Geschwindigkeiten, die an der Grenze der Fähigkeit des Eisbrechers auftreten (zwei bis fünf Knoten knapp vor dem Rammen) reicht die von der Antriebsmaschine vorhandene Abgaswärme in der Regel hin, um den erforderlichen Dampf zu erzeugen.needed to melt the ice per unit of time. . melted volume, i.e. in addition to the slot width and the slot depth also proportional to the speed of the ship is. The power requirement therefore decreases as the slit length melted per unit time is reduced as it becomes smaller Speed. At the slow speeds that are at the limit of the icebreaker's ability (two to five knots just before ramming) that ranges from The exhaust gas heat present in the engine is usually used to generate the required steam.

Derart wird durch das erfindungsgemäße Verfahren Abgashitze und bzw. oder eine andere billige Energiequelle ausgenützt, um teure Energie an der Schraubenwelle, die für das Zerbrechen der Eisplatte aufgebracht werden muß, einzusparen. Weiters wird die Stoßbelastung am Vorschiff des Schiffes reduziert, wodurch die Wartungskosten für dieses vermindert werden.In this way, exhaust gas heat and / or another cheap energy source is used by the method according to the invention, in order to save expensive energy on the screw shaft which has to be used for breaking the ice sheet. Furthermore the shock load on the foredeck of the ship is reduced, whereby the maintenance costs for this are reduced.

Betreffend die Abmessungen der Schläuche wurde vorgeschlagen, diesen einen Durchmesser von 2 1/2 bis 5 cm zu erteilen. Die Menge des verwendeten Dampfes hängt von der Größe des Schiffes und von der Dicke des zu brechenden Eises ab. Die normalerweise erforderliche Menge an Dampf dürfte zwischen 10 bis 50t pro Stunde liegen. Da erhöhter Dampfdruck in flexiblen gebogenen Schläuchen die Tendenz bewirkt, daß diese gestreckt werden, werden sie mit großer Kraft gegen das Eis gedrückt, wodurch die Effektivität beim Aufschmelzen bzw. Schneiden des Eises nicht nur durch den ausströmenden Dampf, sondern durchWith regard to the dimensions of the hoses, it has been suggested to give them a diameter of 2 1/2 to 5 cm. the The amount of steam used depends on the size of the ship and the thickness of the ice to be broken. The normally required amount of steam should be between 10 to 50t per hour. Because increased vapor pressure in flexible bent hoses tends to cause them to be stretched are pressed against the ice with great force, which makes it more effective when melting or cutting the Ice not only through the escaping steam, but through

A09825/0343A09825 / 0343

den entsprechenden Kontaktdruck erzielt wird.the corresponding contact pressure is achieved.

Schließlich wird darauf verwiesen, daß das beschriebene Verfahren auch zur Verminderung des Fahrtwiderstandes angewendet werden kann» wenn Eisschollen,di. sogenanntes 'See~Eis'_s die Wasseroberfläche bedecken. Die Vorrichtung wirkt dann, indem das Brechen großer Eisschollen vor dem Bug verbessert wird sowie durch Verlängerung der seitlichen Schläuche, indem diese dem Schiffsrumpf anliegend entlang geführt werden, wobei der Dampf den Reibungswiderstand zwischen Eis und Metall herabsetzt. Finally, reference is made to the fact that the method described can also be used to reduce the driving resistance "when ice floes, ie. so-called 'sea ice ~' _s cover the water surface. The device then works by improving the breaking of large ice floes in front of the bow and by lengthening the lateral hoses by guiding them along the hull of the ship, the steam reducing the frictional resistance between the ice and metal.

Weiters ist bekannt, daß Schiffe im sogenannten Matsch_s worunter Eis, das sich in Auflösung befindet oder eine Mischung aus solchem Eis und Schnee verstanden wird, nahezu manövrier- und bewegungsunfähig sind. Eine Verlängerung der seitlichen Schläuche und ein Entlangführen derseben am Schiffsrumpf ermöglichen durch Einblasen von Dampf das Kleben von Eis am ^; Metall zu verhindern sowie eine Änderung der Zähigkeit der Grenzschicht zu bewirken. Da der Strömungswiderstand eines Körpers in viskoser Flüssigkeit in der Grenzschichtaufgebaut wird, bewirkt eine Verminderung der Zähigkeit der Grenzschicht eine wesentliche Verminderung des gesamten Widerstandes.Furthermore, it is known that ships in the so-called mud _s under which ice, which is located in resolution or a mixture of such ice and snow will be understood, virtually maneuvering and unable to move. An extension of the side hoses and a run along the side of the ship's hull enable ice to stick to the ship by blowing in steam ^; To prevent metal and to change the toughness of the boundary layer. Since the flow resistance of a body in viscous liquid is built up in the boundary layer, a decrease in the toughness of the boundary layer causes a substantial decrease in the overall resistance.

A09825703A3A09825703A3

Claims

_ Λ "1 ^" P A1T E N T A N W A L T S Dipl. Ing. IIL .: 11. Γ 3UCH 753 PFORZMBIM Wesmche 31 - LeopoldpL-TeL (0723J) claims

1. Procedure for reducing resistance as a result of

Ice located in the path of movement of a ship by exposure to a mediumj characterized _> that the ice (12) with a plurality of jets of heated , vaporous or liquid medium, which comes from at least one tube (25> 25V) , which extends to the surface of the Ice (12) adapts and is dragged over this., Exit _{5 is} acted upon.

2. The method according to claim 1, characterized .. that the ice (12) is subjected to a steam of less than ten atmospheres overpressure.

3. Device for performing the method according to one of claims 1 and 2 _S, characterized by a device (2h) for dispensing the heated medium> a support device (13) for holding at least one flexible tube (25>) which adapts to the surface of the ice (12) 25 ') »which is provided with nozzles (29) for the heated medium and a connecting line (21 to 23) leading from the device (24) for dispensing the heated medium to the tube (25, 25').

409825/0343409825/0343

4. Apparatus according to claim I _5, characterized in that

χχχ of the connecting line \. (21) at least one control valve (26) is arranged. .

5. Device according to one of claims 3 and 4, characterized in 'that the Trägeinrichtung for the tube (25>25') _s is formed by a cantilever (13) of preferably about a vertical und.bzw. or a horizontal axis. is pivotable. . .

6. Apparatus according to claim 6 ..., characterized in that the connecting line (21) leading to the tube (25,25 ') from Cantilever beam (13) is supported.

7. Device according to one of claims 3 to 6 _S characterized in that the tube is designed as a hose (25, 25 ') provided with nozzles (29). . . -

8. Device according to one of claims 3 to 6 characterized _S _s that give the tube-ildet is composed of a plurality of interconnected hinged _J with nozzles (29)-provided tube pieces (35). ,. '"..." ■ - ..

9. Device according to one of claims 3 to 8 _S, characterized in _a . that the pipes are provided with devices for maintaining the correct position _3, in particular _{for contact with the ice 5,} for example .with weights arranged on their underside / 32) ..,, .... . _: , \

409825/0343

10. Device according to one of claims 3 to 9 «, characterized by auxiliary lines (27) leading _{from the connecting line (21) to the tube (25 3 25 ') at a distance from one another.}

11. Device according to one of claims 3 to 9 _S, characterized by at least three tubes (25, .25 ') which adapt to the surface of the ice (12) and are provided with nozzles (29), which are preferably adjustable in their mutual spacing.

12. The device according to claim H _3, characterized in that the two lateral tubes are sufficiently long. To extend along the hull.

.40982 5/0343

Lee r seifeLee r soap