DE3204071A1

DE3204071A1 - Schiff mit ballast- und luftsprudelsystem

Info

Publication number: DE3204071A1
Application number: DE19823204071
Authority: DE
Inventors: Geoff Ontario Collins; Kimmo 01620 Vantaa Juurmaa
Original assignee: Wartsila Oy AB
Current assignee: Wartsila Oy AB
Priority date: 1981-02-10
Filing date: 1982-02-06
Publication date: 1982-09-02
Also published as: SE448620B; US4648342A; GB2095192B; GB2095192A; CA1178131A; NO820385L; FI820441L; FI67058B; JPS57182585A; US4546719A; FI67058C; FR2499497A1; DK56982A; SE8200753L

Description

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ZIPSE + HABERSACK BBM EUROPÄISCHEN PATENTAMT ZUGELASSENE VERTRETER ^Τβ|β* (07) 81307 CMPL.-ING. H.-J. HABERSAOK, MÜNCHEN Kemnatenstraße 49

DiPL-PHYS. ε. ZiPSE, Baden-Baden D-8000 München 19

WA 36

04. Februar 1982

Oy Wärtsilä Ab
SF-OOlOl Helsinki 10

Schiff mit Ballast- und Luftsprudelsystem

Die Erfindung betrifft ein Schiff gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, also ein Schiff, das ein Ballastsystem mit mehreren Ballasttanks und Einrichtungen zum Zuführen von Wasser in diese Tanks und zum Abführen von Wasser aus diesen Tanks aufweist. Außerdem besitzt dieses Schiff ein Luftsprudelsystem mit Unterwasseröffnungen und Einrichtungen zum Ausblasen von Luft durch diese Öffnungen in das das Schiff umgebende Wasser.

Es ist bekannt, auf Schiffen, die sich in eisführenden Gewässern bewegen, ein Luftsprudelsystem gemäß dem US-Patent 3 580 204 zu verwenden, um die Eisgängigkeit des Schiffes zu verbessern. Die Installation eines Luftsprudelsystems dieser Art erfordert einen beträchtlichen Kostenaufwand, da in dem Schiff große Luftrohrleitungen zu installieren sind. Das Luftsprudelsystem wird im wesentlichen nur bei starkem Eisgang eingesetzt, während, z. B. wenn das Schiff in einem Hafen beladen oder entladen wird oder sich das Schiff in freiem Wasser bewegt, das Luftsprudelsystem gewöhnlich nicht benutzt wird, außer gelegentlich zum Manövrieren des Schiffes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kosten für das Luftsprudelsystem zu senken, indem man es teilweise auch für andere Zwecke einsetzt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Schiff gelöst, wie es durch den Anspruch 1 gekennzeichnet ist. Demnach ist ein Ballastsystem der eingangs beschriebenen Art mit einem Luftsprudelsystem kombiniert, das Unterwasseröffnungen in der Rumpfhülle des Schiffs und Einrichtungen zum Ausblasen von Luft durch diese Öffnungen in das Schiff umgebende Wasser aufweist. Das Ballastsystem und das Luftsprudelsystem weisen ein gemeinsames Rohrleitungssystem auf, das alternativ mit den Ballasttanks verbindbar ist, um das Füllen und/oder Entleeren eines oder mehrerer dieser Tanks zu bewirken, sowie mit dem Luftsprudelsystem verbindbar ist, um Luft zu den Unterwasseröffnungen zu führen.

Da äußerst selten Bedingungen auftreten, die eine gleichzeitige Benutzung des Ballastsystems und des Luftsprudelsystems erfordern, ist diese Lösung nahezu ideal, da es beträchtliche Kosten einspart, ohne daß wesentliche Beschränkungen in der Benutzung jedes der beiden Systeme in Kauf genommen werden müßten.

Zur Steuerung des Einsatzes der zwei kombinierten Systeme dient vorteilhaft ein Ventilsystem, das die verschiedenen Abzweigungen des gemeinsamen Rohrleitungssystems steuert. Das Ventilsystem ist vorzugsweise ferngesteuert, wobei z. B. ein an sich bekanntes hydraulisches System verwendet werden kann. Ein fluidbetriebenes Ventilsteuerungssystem kann seine Antriebskraft von einem oder mehreren Antriebsmotoren empfangen, die, falls gewünscht, auch die Antriebskarft zum Erzeugen der Druckluft für das Luftsprudelsystem erzeugen können.

Die Kombination des Ballastsystems mit dem Luftsprudelsystem bringt auch den Vorteil, daß im Falle einer

Rumpfbeschädigung dieses kombinierte System auch dazu herangezogen werden kann, um Druckluft in die Ballasttanks des Schiffs zu drücken, um zu verhindern, daß umgebendes Wasser in die Tanks eindringt.

Die Erfindung kann in vielen verschiedenen Arten von Schiffen, die sich in eisführenden Gewässern bewegen, angewandt werden. Insbesondere ist die Erfindung zur Verwendung in Last- oder anderen Schiffen bestimmt, die eine beträchtliche Länge haben und mit einer relativ großen Anzahl von Ballasttanks ausgerüstet sind, was bedeutet, daß das Ballastsystem Rohrleitungen beträchtlicher Länge aufweisen muß. Typisch für die Hauptrohrleitung eines Ballastsystems ist ein Rohrleitungsdurchmesser von 400 ... 600 mm. Eine nur einen Ballasttank bedienende Rohrleitung kann einen Durchmesser von 200 ... 300 mm

aufweisen. Aus Sicherheitsgründen werden gewöhnlich zwei Ballastpumpen und zwei Luftverdichter installiert. Die erforderliche Pumpleistung ist gewöhnlich gering im Vergleich zur erforderlichen Luftverdichterleistung, in vielen Fällen etwa 1/10 davon. Die Leistung für das Luftsprudelsystem beträgt für normale Lastschiffe gewöhnlich 300 ... 600 kW, für Eisbrecher ist sie wesentlich höher. Im folgenden wird die Erfindung anhand beigefügter Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Schemaplan einer ersten Ausführung eines

kombinierten Ballast- und Luftsprudelsystems; Fig. 2 eine Abwandlung des Plans von Fig. 1; Fig. 3 eine Abwandlung der in Fig. 1 und 2 gezeigten Anordnungen;

Fig. 4 einen schematischen Querschnitt eines Teils eines Schiffs, das mit einem kombinierten Ballast- und Luftsprudelsystem ausgerüstet ist;

Fig. 5 einen schematischen Querschnitt eines Teils eines Schiffs mit einer zweiten Ausführung eines korn-

binierten Ballast- und Luftsprudelsystems; und Fig. 6 einen schematischen Querschnitt eines Teils eines Schiffs mit einer dritten Ausführung eines kombinierten Ballast- und Luftsprudelsystems.

In den Zeichn-ungen sind mit 1 Luftverdichter, mit 2 eine Ballastpumpe, mit 3 Ballasttanks und mit 4 Rohrverteiler zum Ausblasen von Luft in das den Schiffsrumpf umgebende Wasser bezeichnet. Die dargestellten verschiedenen Einheiten sind durch Rohrleitungen, die insgesamt mit 5 bezeichnet sind, miteinander verbunden. Diese Rohrleitungen sind mit einer großen Anzahl von insgesamt mit 6 bezeichneten Ventilen ausgerüstet.

Fig. 1 zeigt eine Ausführung der Erfindung, bei der beide Seiten eines Schiffs separate, durch eine Hauptrohrleitung 5a miteinander verbundene Ballasttanks und Luftsprudelsysteme aufweisen^ welche Hauptrohrleitung 5a eine Schleife mit zwei parallelen, in Längsrichtung des Schiffs verlaufenden Zweigen 5b und 5c bildet. Verbindungen mit der Atmosphäre sind allgemein mit 7 bezeichnet. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, kann das gezeigte System, falls gewünscht, auch nur auf einer Seite des Schiffs benutzt werden.

Die Ballasttanks 3 werden mit Wasser mittels einer Ballastpumpe 2 gefüllt, die Wasser durch die Rohrleitung 5d aus dem Meer ansaugt und es durch die Rohrleitung 5e und den Hauptrohrleitungszweig 5c zu dem parallelen Hauptrohrleitungszweig 5b pumpt, oder alternativ gleichzeitig durch die Rohrleitungen 5e und 5f zu beiden parallelen Zweigen 5b und 5c der Hauptrohrleitung 5a. Von der Hauptrohrleitung 5a fließt das Wasser durch Ballasttankeinlaßrohrleitungen 5h in die Ballasttanks 3. Das Entleeren der Ballasttanks 3 erfolgt durch Rohrleitungen 5q, die Hauptrohrleitung 5a, Rohrleitungszweige 5i oder

5t und durch die Rohrleitung 5g, die mit der Saugseite der Ballastpumpe 2 verbunden ist. In diesem Fall sind die Ventile in den Rohrleitungen 5e und 5f geschlossen und das Wasser von den Ballasttanks 3 wird durch die Rohrleitung 5k in das Meer hinausgepumpt. Bei Benutzung des Systems sind einige der mit 6 bezeichneten Ventile zu öffnen und andere zu schließen. Das Öffnen und das Schließen der Ventile wird nicht im einzelnen beschrieben, da sich aus den dargestellten Fließschemas ergibt, welehe der Ventile zu öffnen und welche der Ventile zu schließen sind, wenn ein bestimmter Fluß gewünscht ist. Alle Ventile sind vorzugsweise ferngesteuert.

Wenn das Luftsprudelsystem benutzt werden soll, wird Druckluft in den Luftverdichtern 1 erzeugt und durch die Hauptrohrleitungszweige 5b und 5c zu den Abzweigrohrleitungen 5r und weiter zu den Rohrverteilern geführt. In den Zeichnungen sind beispielsweise vier Rohrverteiler dargestellt, von denen jeder separat benutzt werden kann. Selbstverständlich ist die Anzahl der Rohrverteiler in einem erfindungsgemäßen System· nicht auf vier begrenzt.

Das in Fig. 1 dargestellte System kann vereinfacht werden, indem man die Rohrabzweigungen 5f und 5i wegläßt. Alternativ können die Abzweigungen 5e und 5t weggelassen werden. Beide Maßnahmen beschränken allerdings etwas die Arbeitsweise des Systems. Die gezeigte Ausführung kann auch dazu benutzt werden, um Ballastwasser von einem Ballasttank zum anderen zu bringen.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist nur eine einzige zentrale Rohrleitung 5m benutzt. Diese Rohrleitung ist vorzugsweise in einem zentralen Tunnel im Doppelboden des Schiffes untergebracht. Dieses System arbeitet im wesentlichen in derselben Weise wie das in Fig. 1 gezeigte System. Nur ein

Luftverdichter 1 ist vorgesehen, was selbstverständlich auch bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführung möglich ist. Die Ballastpumpe 2 und die Rohrleitungszweige 5d, 5e, 5i und 5k haben dieselbe Funktion wie bei der Ausführung von Fig. 1. Auch andere Details mit demselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 arbeiten in entsprechender Weise.

Fig. 3 zeigt eine Ausführung, bei der keine Ballastpumpe verwendet wird. Stattdessen wird der durch die·Luftkompressoren 1 erzeugte Druck zum Füllen und Entleeren der Ballasttanks 3 benutzt. Hierzu muß jeder Ballasttank mit einer kombinierten Füll- und Entleer-Rohrleitung 5n ausgerüstet sein, die mit dem umgebenden Meerwasser in Verbindung steht. Wenn die Druckseite der Luftkompressoren 1 durch die Hauptrohrleitung 5a und eine Rohrabzweigung 5p mit einem Ballasttank 3 verbunden wird, drückt der Druck das Wasser durch die Rohrleitung 5n aus dem Ballasttank 3. Wenn die Saugseite der Luftkompressoren 1 durch dieselben Rohrleitungen mit einem Ballasttank 3 verbunden wird, wird Wasser durch die Rohrleitung 5n in den Ballasttank eingesaugt. Andere Details des Systems sind wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt.

Selbstverständlich kann die in Fig. 3 gezeigte Ausführung in Übereinstimmung mit dem,was in Fig. 2 gezeigt ist, modifiziert werden, so daß nur ein Luftverdichter 1 und nur eine zentrale Rohrleitung 5m Verwendung finden. In der in Fig. 3 gezeigten Ausführung kann auch nur ein Luftverdichter benutzt werden. Es ist noch hervorzuheben,, daß bei einer auf den Prinzipien der Fig. 3 beruhenden Ausführung die Ballasttank-Entlüftungen 7a mit Schließventilen ausgerüstet werden müssen.

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Fig. 4 zeigt mehr im Detail eine praktische Verwirklichung der Erfindung. Die Figur zeigt einen Querschnitt eines Teils eines Schiffs, das mit einer erfindungsgemäßen Anordnung ausgerüstet ist. Bei dieser Ausführung ist die Hauptrohrleitung 5a innerhalb der Ballasttanks 3 angeordnet. Sie könnte natürlich auch außerhalb der Tanks angeordnet werden, z. B. auf dem Schiffsdeck · wenn dies geeigneter erscheint. Die Hauptrohrleitung 5a ist mit jedem der Ballasttanks 3 durch zumindest eine Rohrabzweigung 5q verbunden, die, wenn nur eine Rohrabzweigung benutzt wird, so angeordnet sein sollte, daß sie sowohl zum Füllen als auch zum Entleeren des Ballasttanks benutzt werden kann. Ein schnelleres Füllen kann erreicht werden, wenn eine separate Füll-Rohrabzweigung 5h vorgesehen ist, wie auch in den Fig. 1 und 2 gezeigt wird. Die Rohrabzweigung 5r führt von der Hauptrohrleitung 5a zu den Luft-Rohrverteilern 4. Der Tank ist wie in Fig. 1 und 2 bei 7 entlüftet.

Fig. 5 zeigt eine andere Ausführung, bei der Merkmale der in Fig. 2 und 3 gezeigten Ausführungen kombiniert sind. Nur eine zentrale Hauptrohrleitung 5m ist verwendet und diese ist in einem zentralen Tunnel 8 im Doppelboden des Schiffs untergebracht. Das Ballastwasser befindet sich bei dieser Ausführung in einem Bodentank 3a, der mit einer Tankentlüftung 7 versehen ist. Es ist nur eine kombinierte Füll- und Entleer-Rohrabzweigung 5p wie in Fig.- 3 vorgesehen. Die Rohrabzweigung 5r ist eine Luft-Rohrleitung, die zu den Luft-Rohrverteilern führt.

Fig. 6 zeigt eine der Fig. 3 entsprechende Ausführung. Die Hauptrohrleitung 5a ist auf Deck verlegt. Sie ist mit Rohrabzweigungen 5r versehen, die zu Luft-Rohrverteilern 4 führen, und mit Rohrabzweigungen 5p,

die in den Ballasttanks 3 einen Druck oder Unterdruck erzeugen. Wasser wird direkt durch eine separate Rohrleitung 5n dem Meer entnommen oder in das Meer gedrückt. Die Tankentlüftung 7a ist wie in Fig. 3 mit einem Schließventil ausgerüstet. ·.

Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungen beschränkt, Abwandlungen sind innerhalb des Rahmens beigefügter Ansprüche möglich.

Leerseite

Claims

PATENTANWÄLTE I Γ Γ": 'Γ ; . " rfei^on.OOT) 17O18O ZIPSE + HABERSACK W^ulgpat BBM EUROPÄISCHEN PATENTAMT ZUQELASSENE VERTRETER Telex (07) 31307 H.-J. HABERSACK, MÜNCHEN Kemnatenstreße 49 DIPL.-PHYS. ε. ziPSE, BADEN-BADEN D-EWOO Mönchen WA 36 04. Februar 1982 Oy Wärtsilä Ab SF-00101 Helsinki 10 Patentansprüche

1. Schiff, das ein Ballastsystem mit mehreren Ballasttanks und Einrichtungen zum Zuführen von Wasser in diese Tanks und zum Abführen von Wasser aus diesen Tanks aufweist, welches Schiff weiterhin ein Luftsprudelsystem mit Unterwasseröffnungen und Einrichtungen zum Ausblasen von Luft durch diese Öffnungen in das das Schiff umgebende Wasser besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß .das Ballastsystem (2,3) und das Luftsprudelsystem (1,4) ein gemeinsames Rohrleitungssystem (5a, 5b, 5c; 5m) aufweisen, das alternativ mit den Ballasttanks (3) verbindbar ist, um das Füllen und/oder Entleeren eines oder mehrerer dieser Tanks zu bewirken, sowie mit dem Luftsprudelsystem verbindbar ist, um Luft zu den Unterwasseröffnungen (4) zu führen.

2. Schiff nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Ventilsystem (6), das verschiedene Abzweigungen des Rohrleitungssystems (5) steuert, welches Ventilsystem ein ferngesteuertes System ist, das seine Antriebskraft von einem oder mehreren Antriebsmotoren empfängt, die auch die Antriebskraft zum Erzeugen von Druckluft für das Luft-

sprudelsystem (1, 4) liefern.

3. Schiff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrleitungssystem C5a, b, c; 5m) derart steuerbar ist, daß im Fall einer Rumpfbeschädigung zur Bergung des Schiffes Druckluft in die Ballasttanks (3) des Schiffes gedrückt werden kann.

4. Schiff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gemeinsame Rohrleitungssystem zwei Hauptrohrleitungen (5b, c) umfaßt, die sich über einen wesentlichen Teil der Schif_;fslänge erstrecken und miteinander verbunden oder miteinander verbindbar sind.

5. Schiff nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß'jede der zwei Hauptrohrlei- tungen (5b, c) verbindbar ist, um da's Ballastsystem (2, 3) und das Luftsprudelsystem (1, ■ 4) auf der einen Seite des Schiffes zu beschicken, unabhängig vom Betrieb der entsprechenden Systeme auf der gegenüberliegenden Seite des Schiffes.

6. Schiff nach Anspruch. 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ballastsystem zumindest eine Ballastpumpe (2) aufweist, deren Druckseite mit der einen der Hauptrohrleitungen und deren Saugseite mit der anderen der Hauptrohrleitungen verbunden ist.

7. Schiff nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Hauptrohrleitungen (5b, c) an beiden Enden mittels einer ventilgesteuerten Verbindungsrohrleitung miteinander verbindbar sind.

8. Schiff nach Anspruch 6, dadurch g e kennzeichnet, daß sowohl die Druckseite als auch die Saugseite der Ballastpumpe (2) mit beiden Haupfcrohrleitungen (5b, c) durch ventilgesteuerte Verbindungsrohrleitungen (5e, f; 5i, t) verbunden sind.

9. Schiff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gemeinsame Rohrleitungssystem nur eine Hauptrohrleitung (5m) aufweist, die sich in der Längsrichtung des Schiffes an einer Vielzahl von Ballast- und Luftsprudeleinheiten (3, 4)vorbei . erstreckt, und daß die Hauptrohrleitung durch ventilgesteuerte Abzweigungen (5h, q; 5p; 5r) mit den Ballast- und Luftsprudeleinheiten (3, 4) verbunden ist.

10. Schiff nach Anspruch 1 mit einem oder mehreren Luftverdichtern zur Beschickung des Luftsprudelsystems, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftverdichter (1) zum Betreiben des Ballastsystems (3) so verbindbar sind, daß sie Druck oder Unterdruck in Druck- bzw. Saugleitungen (5p) erzeugen, die zum Betreiben des Ballastsystems (3) angeordnet sind.