DK176377B1 - Fremgangsmåde til brydning af is, samt en isbryder - Google Patents

Description

i DK 176377 B1

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde af den i indledningen til krav 1 angivne art til at åbne en rende gennem et isfelt, samt en isbryder ifølge krav 7 beregnet til udøvelse af fremgangsmåden.

5

Isbrydere benyttes til at assistere fartøjer under sejlads om vinteren. Isbrydere udformes sædvanligvis til anvendelse i et givet område under hensyntagen til områdets trafikmønster. I eksempelvis den Finske Bugt er antallet 10 af assistancekrævende fartøjer ofte stort, mens assistancestrækningerne er korte. Størrelsen af de assistancekrævende fartøjer kan variere meget, hvilket stiller særlige krav til bredden af den rende som isbryderne kan frembringe. Bredden af de fartøjer der assisteres i den Fin-15 ske Bugt varierer mellem ca. 10 m og 40 m.

En isbryder kan ikke på effektiv måde assistere fartøjer, hvis bredde overstiger isbryderens bredde. På den anden side er der kun relativt sjældent behov for at skulle as-20 sistere meget brede fartøjer, hvorfor det synes urentabelt at bygge isbrydere med bredder på eksempelvis 40 m med henblik på ganske få indsatssituationer. Hidtil har den eneste effektive måde at assistere brede fartøjer på været at lade én isbryder sejle frem og tilbage flere 25 gange for frembringelse af en bred rende, eller at benytte to isbrydere på samme tid og med det samme formål. Den førstnævnte metode er langsom og ineffektiv, navnlig såfremt isen er i bevægelse. Den anden metode kræver to isbrydere, hvilket medfører en uhensigtsmæssig reduktion i 30 den generelle isbrydningskapacitet.

Den foreliggende opfindelse har til formål at løse problemet med på en effektiv og økonomisk måde at kunne assistere meget brede fartøjer, der sejler gennem et is-35 felt, under anvendelse af kun én isbryder. Dette problem løses som angivet i krav 1. Isbryderen beregnet til an- DK 176377 B1 2 vendelse ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan fremdrives helt eller delvist sideværts gennem isfeltet, hvorved det kan forstås, at man ved at vælge en hensigtsmæssig vinkel for sejlretningen i forhold til isbryderens 5 køllinie bliver i stand til ved hjælp af isbryderen at åbne en rende, hvis bredde kan være betydeligt større end isbryderens vandliniebredde og som i yderste fald til og med kan være lige så stor som isbryderens vandliniebredde .

10

Udtrykket "kølliniens retning" henfører i beskrivelsen og i patentkravene til dén bevægelsesretning af isbryderen, som vælges når isbryderen bevæger sig i åbent vand eller i is for frembringelse af den mindste bevægelsesmodstand.

15

Begge ender af skroget af isbryderen ifølge opfindelsen forsynes med mindst én styrbar fremdrivningsindretning. Udtrykket "styrbar fremdrivningsindretning" henfører til en fremdrivningsindretning, hvis fremdrivningsretning 20 frit kan vælges. De til isbrydere oftest anvendte og bedst egnede fremdrivningsindretninger er de såkaldte rorskrueindretninger, dvs. propel- eller skrueindretninger, der kan drejes omkring en i det væsentlige lodret akse så skruernes fremdrivningsretning kan vælges efter 25 en ønsket orientering. En sådan indretning er eksempelvis beskrevet i det finske fremlæggelsesskrift nr. 96 590.

Med styrbare fremdrivningsindretninger anbragt i begge ender af skroget sikres ikke altid en tilstrækkelig ef-30 fektivitet. Derfor anbefales det at forsyne isbryderen med mindst tre' styrbare fremdrivningsindretninger, hvoraf to placeres i den ende af isbryderen, som vender fremad i isbryderens bevægelsesretning ved sejlads gennem kraftige ismasser. Som beskrevet i finsk patent nr. 94 508 kan is-35 bryderens bevægelsesretning være en anden ved sejlads gennem kraftige ismasser end ved sejlads i åbent vand el- DK 176377 B1 3 ler gennem tynd is. For at sikre en ønsket styring af isbryderen ifølge opfindelsen er det navnlig vigtigt at effektfordelingen mellem de enkelte fremdrivningsindretnin-ger fortrinsvis kan vælges trinløst. På denne måde kan 5 den af isbryderens drivmaskineri frembragte effekt altid fordeles efter behov mellem de enkelte fremdrivningsindretninger, så man ved at ændre effektfordelingen kan påvirke isbryderens vinkelstilling og sejlretning. Ved en isbryder, hvis samlede fremdrivningseffekt er P og som 10 har n fremdrivningsindretninger, vil man fortrinsvis optimere f remdrivningsindretningerne, så de hver især er dimensioneret til om ønsket at kunne modtage en fremdriv-ningseffekt af en størrelse på væsentligt mere end P/n, fortrinsvis 1,5 P/n.

15

Ved udøvelsen af opfindelsen foretrækkes det, at en styrbar fremdrivningsindretning, når en skrue benyttes som fremdrivningsorgan, er således udformet, at fremdriv-ningsskruen virker som en trækkende skrue, dvs. at skruen 20 er arrangeret i forenden af fremdrivningsindretningen i isbryderens sejlretning. Derved kan skruen fortrinsvis nedknuse isopdæmningsformationer samt andre isblokeringer i skruens dybde.

25 Ifølge en foretrukket udførelsesform for opfindelsen er isbryderens skrog udformet så dets sider hælder udad/opad i isbrydningsområdet, dvs. fra området omkring vandlinien til omkring den halve dybgang, hvorved begge dets sider er egnede til sideværts isbrydning.

30

Ifølge en anden foretrukket udførelsesform er isbryderens skrog udformet asymmetrisk, hvorved den ene side er mere egnet til sideværts isbrydning end den modstående side.

Ved den ene side af det asymmetriske skrog er det på en 35 mere effektiv måde end ved symmetriske skrog muligt at tilvejebringe mere hensigtsmæssige brydningsvinkler ved DK 176377 B1 4 skrå eller sideværts isbrydning, uden dog derved på betydelig måde at forringe bærekraften af skrogets undervandsdel .

5 Det er ligeledes fordelagtigt at udforme isbryderens skrog så de styrbare fremdrivningsindretninger ved begge ender af skroget kan placeres så de i det mindste ikke strækker sig væsentligt neden om skrogets nederste del. Derved bliver det væsentligt lettere at bringe isbryderen 10 i dok, og der opstår ikke nødvendigvis alvorlige skader ved grundstødning.

Opfindelsen angår ligeledes en isbryder beregnet til at åbne en passage for et bredt fartøj gennem et isfelt, 15 hvor vandliniebredden af isbryderens skrog er betydeligt mindre end vandliniebredden af det brede fartøj. Isbryderens væsentligste kendetegn er angivet i krav 7, og foretrukne udførelsesformer fremgår af krav 8-15.

20 Opfindelsen vil i det følgende bliver nærmere beskrevet under henvisning til det på den vedføjede tegning viste eksempel. På tegninger viser: fig. 1 en måde til udøvelse af fremgangsmåden ifølge op-25 findelsen, fig. 2 en afbildning set fra enden af en asymmetrisk isbryder ifølge opfindelsen, 30 fig. 3 en symmetrisk udførelsesform for opfindelsen, og fig. 4 en sideafbildning af en symmetrisk isbryder ifølge opfindelsen.

35 Fig. 1 viser et massivt isfelt 30, gennem hvilket isbryderen 10 åbner en passage eller rende 40 til et ikke vist DK 176377 B1 5 bredt fartøj, der følger efter isbryderen. Isbryderens 10 vandliniebredde er væsentligt mindre end vandliniebredden af det assisterede brede fartøj. Begge ender af isbryderens skrog udviser styrbare fremdrivningsindretninger 21, 5 22, 23. Fremdrivningsindretningernes fremdrivningsretning vælges så isbryderen bevæger sig i pilens A retning sideværts gennem isfeltet, dvs. i en betydelig vinkel i forhold til dens køllinie 50.

10 Ved den i fig. 1 viste udførelsesform er isbryderens 10 skrog asymmetrisk, hvorved dens ene side 11, der vender mod isbryderens sejlretning A, er bedre egnet til sideværts isbrydning end dens modsatte side 12. Formen af skrogets nedre del fremgår af de i fig. 1 viste formkur- 15 ver for de vandrette skæringslinier. Den asymmetriske isbryders i sejlretningen forrest liggende ende er bredere end dens modsatte ende.

I fig. 2 er den asymmetriske isbryder vist set fra dens 20 anden ende. Betragtes fig. 1 kan fig. 2 siges at vise isbryderen (men dog ikke nødvendigvis den samme isbryder som fig. 1) set i pilen B's retning. Som det fremgår af fig. 2 hælder isbryderens til isbrydning anvendte side 11 ganske meget udad/opad i området omkring konstrukti-25 onsvandlinien CWL og ned derfra. Den modsatte side 12 forløber omtrent vinkelret. Skrogets form fremgår også af formkurverne for de lodrette skæringsplaner 0, 1, 2, 3, 4, 5.

30 I overensstemmelse med fig. 1 er isbryderens i sejlretningen forrest liggende bredere ende forsynet med to fremdrivningsindretninger 21 og 22, og isbryderens modsatte ende er forsynet med en fremdrivningsindretning 23.

Et sådant arrangement er hensigtsmæssigt til eksempelvis 35 at frembringe en tilstrækkelig isbrydningseffektivitet under svære isforhold. Derudover kan fremdrivningsindret- 6 DK 176377 B1 ningens 22 skruestrøm fortrinsvis udnyttes til at spule den isbrydende side 11, hvilket reducerer friktionen mellem skroget og isen. Samtidig presser skruestrømmen opbrudt is bagud langs skroget. Dette opnås mest effektivt 5 ved at orientere fremdrivningsindretningen 22 som vist i fig. 1. Skrogets nederste del er fortrinsvis udformet som vist i fig. 1 og 2 med henblik på at effektivisere den opbrydning, der fremmes af skruestrømmen.

10 Fremdrivningsindretningerne 21, 22, 23 udviser en skrue 24, der virker som et fremdrivningsorgan, og som kan drejes i en ønsket retning. Hver enkelt skrue 24 er opbygget og placeret så den normalt virker som en trækkende skrue, dvs. at skruerne 24 er indrettet foran fremdrivningsind-15 retningen i isbryderens sejlretning. På denne måde kan skruerne fortrinsvis anvendes til eksempelvis af opbryde isopdæmningsformationer. I fig. 1 er fremdrivningsindretningerne 21 og 22 vendt så deres sammensatte fremdriv-ningskraft er rettet omtrent efter pilen A.

20

Ved fremdrivningsindretningerne 21, 22, 23 er isbryderens skrog udformet med ribber 13, 14, 15, der i det mindste strækker sig fra vandlinieniveauet (CWL) for isbryderens skrog til den umiddelbare nærhed af fremdrivningsindret-25 ningerne. Formålet med disse ribber er at frembringe sprækker i de opbrudte isblokke i nærheden af fremdrivningsindretningerne, så isen ikke i form af store isblokke rammer mod fremdrivningsindretningernes lodrette vendeaksel 17, hvilket let ville kunne forøge sejlmodstanden 30 gennem isfeltet.

Som det fremgår af figs. 2, 3 og 4 ligger fremdrivningsindretningerne med deres skrueror over det laveste punkt 16 af isbryderens skrog.

35 DK 176377 B1 7 I fig. 3 er begge sider 18 af isbryderens skrog i området omkring konstruktionsvandlinien CWL og ned derfra udformet med et symmetrisk udad/opad skråt forløb, idet begge sider er velegnede til anvendelse for sideværts isbryd-5 ning. Isbryderens forsynes fortrinsvis med et effektivt og i og for sig kendt krængningssystem, der sammen med sidernes og skrogets form sikrer fremadrettet sejlads under svære forhold og forhindrer at isbryderens sætter sig fast i svær is. Ved den i fig. 3 viste symmetriske udfø-10 relsesform udviser isbryderen i det mindste ved skrogets ene ende to styrbare fremdrivningsindretninger 27. Frem-drivningsindretningernes konstruktion, placering og virkemåde svarer i hovedsagen til det ovenfor under henvisning til fig. 1 beskrevne.

15 I fig. 4 er vist en sideafbildning af en ganske særlig, let symmetrisk isbryder. Begge ender af isbryderens skrog udviser to styrbare fremdrivningsindretninger 27. Isbryderens hovedmål er: største længde 32 m, vandlinielængde 20 ca. 29 m og største bredde ca. 12,5 m. I praksis kan hovedmålene for en isbryder, der skal gøre indsats under vanskelige forhold i Østersøen, være ca. dobbelt så store .

25 Opfindelsen er ikke begrænset til de ovenfor beskrevne udførelsesformer, idet man inden for rammerne af de vedføjede patentkrav vil kunne foreslå en lang række modifikationer .

Claims (15)

1. Fremgangsmåde til at åbne en passage (40) for et bredt fartøj gennem et isfelt (30) under anvendelse af en is-5 bryder, hvis skrog udviser en vandliniebredde, der en væsentligt mindre end det brede fartøjs vandliniebredde, kendetegnet ved, at begge ender af isbryderens (10) skrog forsynes med i det mindste en styrbar fremdrivningsindretning (21, 22, 23, 27) og at fremdriv-10 ningsindretningernes fremdrivningsretning vælges så isbryderen kan bevæge sig sideværts gennem isfeltet (30), dvs. under en betydelig vinkel (v) i forhold til retningen af isbryderens køllinie (50).

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at i det mindste den ene ende af isbryderen (10) forsynes med to styrbare fremdrivningsindretninger (21, 22, 27).

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kende tegnet ved, at hver enkelt fremdrivningsindretning forsynes med en skrue (24), der virker som et frem-drivningsorgan, som fungerer som en trækkende skrue i isbryderens (10) sejlretning (A) ved fremdrivningsindret-25 ningens forreste ende.

4. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1-3, kendetegnet ved, at isbryderens (10) skrog udformes så begges dets sider (18) hælder udad/opad 30. isbrydningsområdet.

5. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1-4, kendetegnet ved, at isbryderens (10) skrog udformes asymmetrisk så dets ene side (11) er bedre 35 egnet til sideværts isbrydning end dets modsatte side (18) . 9 DK 176377 B1

6. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1-5, kendetegnet ved, at isbryderens (10) skrog udformes så der ved begge dets ender er tilstrække-5 lig plads til at placere de styrbare fremdrivningsindret-ninger (21, 22, 23, 27) på en sådan måde, at de i det mindste ikke strækker sig væsentligt ned om skrogets laveste punkt (16) .

7. Isbryder beregnet til at åbne en passage (40) for et bredt fartøj gennem et isfelt (30), hvor isbryderens skrog udviser en vandliniebredde, der en væsentligt mindre end det brede fartøjs vandliniebredde, kendetegnet ved, at begge ender af isbryderens (10) 15 skrog er forsynet med i det mindste en styrbar fremdriv-ningsindretning (21, 22, 23, 27) og at fremdrivningsind-retningernes fremdrivningsretning kan styres så isbryderen kan bevæge sig sideværts gennem isfeltet (30), dvs. under en betydelig vinkel (v) i forhold til retningen af 20 isbryderens køllinie (50).

8. Isbryder ifølge krav 7, kendetegnet ved, at isbryderen (10) udviser et transmissions- og styringssystem for drivmaskineriet, ved hjælp af hvilket system 25 man, fortrinsvis trinløst, kan variere fordelingen af effekten fra isbryderens drivmaskineri mellem de forskellige fremdrivningsindretninger (21, 22, 23).

9. Isbryder ifølge krav 7 eller 8, kendeteg-30 net ved, at man ved en isbryder, hvis samlede frem- drivningseffekt er P og som har n fremdrivningsindretninger, dimensionerer fremdrivningsindretningerne, så de hver især kan modtage en fremdrivningseffekt af en størrelse på mere end P/n, fortrinsvis 1,5 P/n. 35 DK 176377 B1 10

10. Isbryder ifølge et hvilket som helst af kravene 7-9, kendetegnet ved, at der i det mindste ved isbryderens (10) ene ende er indrettet to fremdrivnings-indretninger (21, 22, 23, 27) . 5

11. Isbryder ifølge et hvilket som helst af kravene 7-10, kendetegnet ved, at fremdrivningsindretnin-gerne udviser en skrue (24), der virker som et fremdriv-ningsorgan, og som er styrbar for at kunne frembringe en 10 fremdrivningskraft i en valgt retning, og at skruen (24) i overensstemmelse med dens konstruktion og placering virker som en trækkende skrue i isbryderens sejlretning ved fremdrivningsindretningens forreste ende.

12. Isbryder ifølge et hvilket som helst af kravene 7-11, kendetegnet ved, at fremdrivningsindretnin-gerne (21, 22, 23, 27) er indrettet helt eller næsten helt over det laveste punkt (16) af isbryderens skrog.

13. Isbryder ifølge et hvilket som helst af kravene 7-12, kendetegnet ved, at begge sider (18) af isbryderens (10) skrog hælder udad/opad i isbrydningsområdet .

14. Isbryder ifølge et hvilket som helst af kravene 7-12, kendetegnet ved, at isbryderens (10) skrog er asymmetrisk så dets ene side (11) er bedre egnet til sideværts isbrydning end dets modsatte side (12).

15. Isbryder ifølge et hvilket som helst af kravene 7-14, kendetegnet ved, at isbryderens skrog er udformet med en ribbe (13, 14, 15) i området ved den styrbare fremdrivningsindretning (21, 22, 23, 27), hvilken ribbe strækker sig i det mindste fra vandlinieniveau- 35 et (CWL) på isbryderens skrog til området umiddelbart ved fremdrivningsindretningen.