FI58462B - FOERFARANDE OCH ANORDNING FOER REDUCERING AV DET MOTSTAOND SOM FOERORSAKAS AV IS I ETT FARTYGS FARLED - Google Patents
FOERFARANDE OCH ANORDNING FOER REDUCERING AV DET MOTSTAOND SOM FOERORSAKAS AV IS I ETT FARTYGS FARLED Download PDFInfo
- Publication number
- FI58462B FI58462B FI3771/73A FI377173A FI58462B FI 58462 B FI58462 B FI 58462B FI 3771/73 A FI3771/73 A FI 3771/73A FI 377173 A FI377173 A FI 377173A FI 58462 B FI58462 B FI 58462B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- ice
- ship
- nozzles
- pipes
- pipe
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
- B63B35/08—Ice-breakers or other vessels or floating structures for operation in ice-infested waters; Ice-breakers, or other vessels or floating structures having equipment specially adapted therefor
Description
E3FH [B] (11)*UU,LUTUSJUL*A,SUE3FH [B] (11) * UU, LUTUSJUL * A, SU
jjg&A L J ' ' utläggningsskmft 5 o 4 6 2 C(45) Γ;' icitti ny;,-:. U C2 17J1jjg & A L J '' utläggningsskmft 5 o 4 6 2 C (45) Γ; ' icitti ny;, - :. U C2 17J1
Ns * ^ (51) e*W’ B 63 B 35/08 SUOMI —FINLAND (21) Pwunttihukuem*-rfoor^ftfcnJn, 37T1/T3 10.12.T3 ' 7 (23) AlkupiM—GlMghucadag 10.12.73 (41) Tullut julkituiul — BIMt offmcKg 20.06.7kNs * ^ (51) e * W 'B 63 B 35/08 FINLAND —FINLAND (21) Pwunttihukuem * -rfoor ^ ftfcnJn, 37T1 / T3 10.12.T3' 7 (23) AlkupiM — GlMghucadag 10.12.73 (41) Tullut publicity - BIMt offmcKg 20.06.7k
MMt|.nklUHMIIbl (44) N»»».»,., KMMt | .nklUHMIIbl (44) N »» ».»,., K
Patent- och regltterstyrelsen AmSIcm utkgd och utUkrtftun publtcurad 31*10. Ö0 (32)(33)(31) utuollnin-B^M priorttut 19.12.72 Kanada(CA) 159^8 (71)(72) Friedrich J. Legerer, 90 Cumberland Cres., St. John’s NfdL., Kanada(CA) (jk) Leitzinger Oy (5I+) Menetelmä ja laite vähentää vastusta, jonka laivan kulkutiellä oleva jää aiheuttaa - Förfarande och anordning för reducering av det motständ som förorsakas av is i ett fartygs farledPatent and regulatory status AmSIcm utkgd och utUkrtftun publtcurad 31 * 10. Ö0 (32) (33) (31) utuollnin-B ^ M priorttut 19.12.72 Canada (CA) 159 ^ 8 (71) (72) Friedrich J. Legerer, 90 Cumberland Cres., St. John's NfdL., Canada ( CA) (jk) Leitzinger Oy (5I +) The method and the device reduce the resistance caused by the ice in the ship's passage - Förfarande och anordning för reducering av det motständ som förorsakas av is i ett fartygs farled
Keksinnön kohteena on menetelmä ja laite laivan kulkutiellä olevan jäävastuksen vähentämiseksi kohdistamalla jäälle lämpimän väliaineen suihkuja vähintään yhdestä a-laspäin suunnatuilla aukoilla varustetusta putkesta laivan edessä vähintään yhden raon leikkaamiseksi jäähän sitä mukaan kuin laiva liikkuu eteenpäin.The invention relates to a method and apparatus for reducing ice resistance in a ship's passageway by applying jets of warm medium to the ice from at least one tube with apertures directed downwards to cut at least one gap in the ice as the ship moves forward.
Keksinnön mukainen menetelmä sekä laite perustuu tehtävään vaikuttaa jäähän ja heikentää sitä laivan kulkiessa jäissä niin, että laivan kulku estyy vähemmän, erityisesti, että laiva pystyy helpommin murtamaan jäätä. Keksinnön mukaista menetelmää ja laitetta voivat käyttää kaikki laivat, jotka toimivat jään peittämillä vesillä, erityisesti jäänmurtajat, jääliikenteeseen vahvistetut rahtilaivat, huolintalaivat ja lautat.The method and device according to the invention are based on the task of acting on and weakening the ice as the ship moves on ice so that the ship is less obstructed, in particular that the ship is able to break the ice more easily. The method and device according to the invention can be used by all ships operating in ice-covered waters, in particular icebreakers, cargo ships, ice carriers and ferries.
Meren ollessa jään peittämänä jääpeite on rannikon läheisyydessä yleensä yhtenäinen mutta avoimella merellä on pääasiallisesti jäälauttoja. Niin kauan kuin jää ei laivan tiettyä tonnistoa silmälläpitäen ole ylittänyt määrättyä paksuutta, se murtuu laivan ajaessa jään päälle. Jään paksuuden kasvaessa syntyy päälleajosta jäähän iskumaista- ja taivutuskuormitusta. Jään paksuuden ollessa vähäinen määräävinä ovat voimakomponentit kohtisuoraan jäälevyä vastaan, mikä aiheuttaa lähes 58462 puhtaan taivutusmurtuinan. Jään paksuuden kasvaessa taivuttavien komponenttien osuus pienenee verrattuna voimakomponentteihin jään tasossa. Tällöin syntyy kahdenlaisen kuormitustapauksen yhdistelmä, toisaalta vaikuttaa levyyn taivutus poiki ttaisvoiman johdosta ja toisaalta kuormitus jään tasossa, mitä kutsutaan levy-kuormitukseksi. Levykuormitus on murtuman aikaansaamiseksi voiman käytön kannalta huomattavasti epäedullisempi kuin taivutuskuormitus. Näin ollen paksua jäätä ei voida jatkuvasti murtaa, vaan laiva pysähtyy.When the sea is covered with ice, the ice cover is generally uniform near the coast, but there are mainly ice rafts on the high seas. As long as the ice has not exceeded a certain thickness in view of the ship's particular tonnage, it will break as the ship drives over the ice. As the thickness of the ice increases, impact-like and bending loads are created from the run-on to the ice. With a small thickness of ice, the force components are perpendicular to the ice sheet, which causes almost 58462 pure bending fractures. As the thickness of the ice increases, the proportion of bending components decreases compared to the force components in the ice plane. This results in a combination of two types of load cases, on the one hand the plate is affected by bending due to the transverse force and on the other hand the load in the ice plane, which is called the plate load. The plate load is considerably less favorable than the bending load in terms of the use of force in order to cause a fracture. Thus, thick ice cannot be constantly broken, but the ship stops.
Tällöin voidaan jää rikkoa ainoastaan törmäämällä siihen, jolloin laiva peruuttaa muutaman laivanmitan verran ja kiihdyttää kulkuaan eteenpäin. Tämä aiheuttaa aluksi pääasiallisesti iskukuormituksen levytasossa, minkä jälkeen laivan keula liukuu jään päälle ja kuormittaa näin ollen painollaan jäätä kohtisuorasta sen tasoa vastaan.In this case, the ice can only be broken by colliding with it, in which case the ship reverses by a few ship lengths and accelerates its course forward. This initially causes mainly an impact load in the plate plane, after which the bow of the ship slides on the ice and thus loads the ice with its weight perpendicular to its plane.
Tällöin on syytä huomata, että törmäyksessä esiintyvä voima riippuu ensisijaisesti laivan painosta sekä toissijaisesti laivan nopeudesta ja näin ollen siis käyttölaitteen tehosta.In this case, it should be noted that the force in a collision depends primarily on the weight of the ship and secondarily on the speed of the ship and thus the power of the drive.
Mitä tulee jään ominaisuuksiin, huomautettakoon, että ne voivat olla hyvinkin erilaisia, kuten jäätyneen veden muodostama kiinteää jäätä tai uudesti jäätynyttä sohjoa, jolloin lisäksi jääydin voi olla erilainen ja jää voi olla joko lumen peittämä taikka paljas. Lisäksi voi jään paksuus olla hyvin erilainen. Tätä esiintyy erityisesti silloin, kun jää muodostuu lomittain työntyneistä jäälautoista, jotka ovat yhteenjäätyneitä.As for the properties of the ice, it should be noted that they can be very different, such as solid ice formed by frozen water or re-frozen sludge, in which case the ice core can also be different and the ice can be either snow-covered or bare. In addition, the thickness of the ice can be very different. This is especially the case when ice is formed by interlocking protruding ice floes that are frozen.
Edellä esitetystä käynee selville, että jääolosuhteet, joihin laiva joutuu, voivat olla hyvin erilaisia. Koska kuitenkin laiva suunnitellaan siten, että se selviytyy vaikeistakin esteistä,käyttökone joudutaan ylimitoittamaan tavanomaisiin käyttöolosuhteisiin verrattuna.It should be clear from the above that the ice conditions to which a ship is exposed can be very different. However, since the ship is designed to withstand even difficult obstacles, the propulsion machinery will have to be oversized compared to normal operating conditions.
On ehdotettu parantaa jäänmurtajien operointikykyä erikoisissa tilanteissa siten, että ne varustetaan lisälaitteilla. Niinpä amerikkalaisessa patenttijulkaisussa 3 678 873 on esitetty laite, jolla jäähän voidaan suunnata suurella nopeudella nestesuihku. Tämän johdosta voidaan jäätä välittömästi laivan keulan edessä sulattaa pystytasossa ja aikaansaada eroosiota. Lisäksi on aikakausilehdessä "New Scientist", 13.3.1969, sivu 57^ julkaisu ehdotus, jonka mukaan laivan keulaan sijoitetaan saha.It has been proposed to improve the operability of icebreakers in special situations by equipping them with accessories. Accordingly, U.S. Patent No. 3,678,873 discloses a device for directing a jet of liquid at high speed into the ice. As a result, ice immediately in front of the bow of the ship can be melted in a vertical plane and cause erosion. In addition, there is a publication in the magazine "New Scientist", March 13, 1969, page 57 ^, according to which a saw is placed at the bow of the ship.
Kumpikaan näistä laitteista ei täytä asetettuja vaatimuksia, koska ne vaativat jäykät konstruktiot, jotka laivan keinumisliikkeiden tai jään paksuuden vaihte- 3‘ 58462 luiden tai epätasaisuuksien vuoksi saattavat vahingoittua taikka ne muuttuvat tehottomiksi, kun etäisyys jäästä kasvaa liian suureksi.Neither of these devices meets the requirements, as they require rigid structures which, due to the rocking movements or ice thickness of the ship, may be damaged or become ineffective as the distance from the ice becomes too great.
Norjalaisessa patenttijulkaisussa 56 Ul6 on kuvattu laite jäässä kulkevaa alusta varten. Laite muodostuu laivan runkoon ulkosivulle kiinteästi kiinnitetystä putkistosta, jossa sopivin kohdin on polttimia. Tässäkin laitteessa käytetään edellä mainittua epäedullista kiinteätä rakennetta jonka lisäksi käytetään epätaloudellisia polttimia.Norwegian Patent Publication 56 Ul6 describes an apparatus for an ice-moving vessel. The device consists of piping fixed to the outside of the ship's hull, with burners at suitable points. This device also uses the above-mentioned disadvantageous fixed structure, in addition to which uneconomical burners are used.
Saksalaisessa patenttijulkaisussa 2 120 291 on kuvattu menetelmä ja laite jolla jää murretaan aluksen keulaan sijoitettujen jäähän painautuvien muokkauselinten avulla. Tarvittaessa voidaan käyttää lämmitettyjä jäätä muokkaavia elimiä. Muokkauselinten kaarimaisen alapinnan vuoksi niiden kosketuspinta jään kanssa on erittäin pieni joten niiden sulattava vaikutus on erittäin rajoittunut.German patent publication 2 120 291 describes a method and an apparatus for breaking ice by means of ice-pressing elements arranged in the bow of a ship. If necessary, heated ice-forming members can be used. Due to the arcuate lower surface of the forming members, their contact surface with ice is very small, so their melting effect is very limited.
Keksintö perustuu tehtävään aikaansaada menetelmä ja laite, joilla laivan kulkutielle osuva jää saadaan heikonnetuksi ilman, että jään paksuus, sen kokoomus taikka menetelmän tai laitteen vaikutus merkitsisivät suuria. Tämä saavutetaan keksinnön mukaisesti siten, että suihkut suunnataan jääpinnalle vähintään yhdessä taipuisassa putkessa peräkkäin olevista suuttimista, jota putkea vedetään jääpin-taa pitkin laivan avulla ja joka putki mukautuu jääpinnassa olevien epätasaisuuksien mukaan niin, että suuttimet pysyvät jääpinnan välittömässä läheisyydessä.The invention is based on the object of providing a method and a device by which ice hitting the ship's passage can be weakened without the ice thickness, its composition or the effect of the method or device being significant. According to the invention, this is achieved by directing the jets onto the ice surface from at least one of a series of nozzles in a flexible tube which is pulled along the ice surface by a ship and which adapts to irregularities on the ice surface so that the nozzles remain in close proximity to the ice surface.
Keksinnön mukainen laite muodostuu laivan kannattamasta rakennelmasta, joka ulottuu laivan keulan eteen, ja johon kuuluu vähintään yksi putki, joka syöttöjohdon kautta on liitetty laivassa olevan lämpimän väliaineen lähteeseen, jossa putkessa on alaspäin suunnatut suuttimet väliaineen suihkuttamiseksi jäälle. Laitteelle on tunnusomaista se, että putki on varustettu koko pituudeltaan lämpimän väliaineen ulos-syöttösuuttimilla ja on taipuisa sekä ripustettu etupäästään laivan etuosaan kiinnitettyyn kannattimeen siten, että laiva liikkuessaan vetää putkea jäätä pitkin jolloin putki myötäilee jääpinnan epätasaisuuksia suuttimien pysyessä jääpinnan välittömässä läheisyydessä.The device according to the invention consists of a ship-supported structure extending in front of the bow of the ship and comprising at least one pipe connected via a supply line to a source of warm medium on board, the pipe having downwardly directed nozzles for spraying the medium onto ice. The device is characterized in that the tube is provided with hot medium outlet nozzles along its entire length and is flexible and suspended at its front end on a support attached to the front of the ship so that as the ship moves it pulls the pipe along the ice.
Putkien kannatuslaitteena voi olla ulokepalkki, joka on käännettävissä sopivimmin pystyakselin ja/tai vaakasuoran akselin ympäri. Putket voivat muodostua suuttimil-la varustetuista, taipuisista letkuista. Vastaavaan tapaan voivat putket muodostua useista, toisiinsa niveltyvästi yhdistetyistä, suuttimin varustetuista putkenkap-paleista.The pipe support device may be a cantilever beam which is preferably pivotable about a vertical axis and / or a horizontal axis. The tubes may consist of flexible hoses with nozzles. Similarly, the pipes may consist of several pipe sections articulated to each other and provided with nozzles.
On edullista varustaa putket laitteilla, jotka säilyttävät oikean asennon, erityisesti ettei putki kohoa käytön aikana jäältä, kuten esimerkiksi järjestämällä alasivulle lisäpainoja. Peräkkäin välimatkan päässä toisistaan olevat yhdys- tai syöttöputket vaikuttavat kierty- “ 58462 mistä estävästi, joten suuttimet pysyvät suunnattuna jäätä vastaan.It is advantageous to equip the pipes with devices which maintain the correct position, in particular that the pipe does not rise from the ice during use, such as, for example, by arranging additional weights on the underside. The connecting or supply pipes, which are successively spaced apart, have an anti-rotation effect, so that the nozzles remain oriented against the ice.
Lisäksi voidaan laitteen tehokkuuden lisäämiseksi järjestää ainakin kolme jään pinnalle joutuvaa putkea, joiden keskeinen välimatka on aseteltavissa.In addition, in order to increase the efficiency of the device, at least three tubes on the surface of the ice can be provided, the central distance of which is adjustable.
Keksinnön mukaista menetelmää ja laitetta selostetaan seuraavassa viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa:The method and apparatus according to the invention will now be described with reference to the accompanying drawings, in which:
Kuvio 1 esittää sivulta nähtynä laivan etuosaa varustettuna keksinnön mukaisella laitteella.Figure 1 shows a side view of the front of a ship equipped with a device according to the invention.
Kuvio 2 esittää osakuvantona ylhäältä nähtynä kuvion 1 mukaisen laivan etuosaa ja kuvito 3 ja 4 vastaavat kuviota 2 havainnollistaen keksinnön mukaisen laitteet eri asentoja.Fig. 2 shows a partial view from above of the front part of the ship according to Fig. 1, and Figs. 3 and 4 correspond to Fig. 2, illustrating different positions of the devices according to the invention.
Kuvio 5 esittää erästä yksityiskohtaa poikkileikkauksessa.Figure 5 shows a detail in cross section.
Kuvio 6 esittää kuviosta 5 pitkin viivaa 6-6 otettua leikkausta.Figure 6 shows a section taken along line 6-6 of Figure 5.
Kuvio 7 esittää erästä toista yksityiskohtaa poikkileikkauksessa.Figure 7 shows another detail in cross section.
Kuvio 8 esittää kuvion 7 mukaista yksityiskohtaa ylhäältä nähtynä.Fig. 8 shows a detail according to Fig. 7 seen from above.
Kuvioon 1 on merkitty laivan 10 etuosa laivan liikkuessa jääkerroksen 12 peittämässä vedessä 11. Laivan etuosassa on ulokepalkki 13 kiinnitettynä ja se pääsee kääntymään tapin 14 varassa pystytasossa sekä lisäksi pystyakselin ympäri. Ulokepalkin 13 asennonmuutos pystysuorassa tasossa tapahtuu esimerkiksi vetoköydellä 15 ja kannelle asennetulla köysivintturilla 16.Figure 1 shows the front of the ship 10 as the ship moves in the water 11 covered by the ice layer 12. The front of the ship has a cantilever beam 13 attached and can turn on a pin 14 in a vertical plane and further around a vertical axis. The change of position of the cantilever beam 13 in the vertical plane takes place, for example, with a traction rope 15 and a rope winch 16 mounted on the deck.
Tappia 14 kannattaa tuki 17, joka on sovitettu kääntölevylle 18. Kääntölevyä 18 kääntää esimerkiksi vaihteiston 20 välityksellä sähkö-moottori 19.The pin 14 is supported by a support 17 arranged on a turntable 18. The turntable 18 is turned, for example by means of a gearbox 20, by an electric motor 19.
Ulokepalkki 13 kannattaa putkea 21, jonka kautta höyrynkehittimestä 24 johdetaan joustavilla letkuilla 25 höyryä. Putki 21 voi olla ulospäin lämpöeristetty ja tätä varten sijoitettu esimerkiksi ulokepalkin 5 58462 13 sisään. Putken 21 liitäntä höyrynkehittimeen 24 on järjestetty joustavalla kytkimellä 22 sekä johdolla 23. Joustavan kytkimen 22 asemesta voidaan tukeen 17 järjestää nivelkytkin. Palkin 13 kannattama, putkeen 21 liitetty joustava letku 25 on riittävän pitkä niin, että sitä voidaan vetää laivan 10 keulasta käsin jään 12 yläpinnalla.The cantilever beam 13 supports a pipe 21 through which steam is led from the steam generator 24 by flexible hoses 25. The pipes 21 can be thermally insulated outwards and for this purpose placed, for example, inside the cantilever beam 5 58462 13. The connection of the pipe 21 to the steam generator 24 is provided by a flexible coupling 22 and a line 23. Instead of the flexible coupling 22, an articulated coupling can be provided in the support 17. The flexible hose 25 supported by the beam 13 and connected to the pipe 21 is long enough so that it can be pulled from the bow of the ship 10 on the upper surface of the ice 12.
Jotta voitaisiin kontrolloida letkuun 25 virtaavan aineen määrää, voidaan joustavan putken 25 ja putken 21 väliseen liitokseen sijoittaa kauko-ohjättävä venttiili 26. Letku 25 liittyy toisaalta välittömästi putkeen 21 ja toisaalta siihen apuletkun 27 välityksellä. Myös näissä liitoksissa voi olla kauko-ohjättävät venttiilit 28.In order to control the amount of material flowing into the hose 25, a remote control valve 26 can be placed in the connection between the flexible pipe 25 and the pipe 21. The hose 25 is connected directly to the pipe 21 on the one hand and to the auxiliary hose 27 on the other hand. These connections may also have remote control valves 28.
Jäätä pitkin liukuvan osan kohdalla on letkussa 25 suuttimia 29, joiden kautta höyrynkehittimestä johdettu aine virtaa ulos. Apulet-kulla 27 huolehditaan letkun 25 poikkileikkauksen ollessa vakio siitä, että kaikki suuttimet 29 saavat likimain saman määrän ainetta.At the part sliding along the ice, the hose 25 has nozzles 29 through which the substance derived from the steam generator flows out. With the auxiliary gold 27, the cross-section of the hose 25 is constant so that all the nozzles 29 receive approximately the same amount of material.
Apuletkut 27 takaavat lisäksi suuttimien 29 oikean asennon säilymisen jäänpinnan suhteen, koska ne estävät letkun 25 kiertymisen, minkä johdosta ainetta virtaa suuttimista alaspäin.The auxiliary hoses 27 further ensure that the nozzles 29 are maintained in the correct position with respect to the ice surface, since they prevent the hose 25 from rotating, as a result of which the substance flows downwards from the nozzles.
Kuten kuvioista 2-4 käy selville, ulokepalkki 13 voi kannattaa kahta paria sivuttain ulkonevaa vartta 40 ja 41, jotka on laakeroitu ulokepalkkiin 13 pulteilla 42 ja 43. Nämä varret 40, 41 kannattavat lisäletkua 25', jotka ovat lähes yhdensuuntaisia letkun 25 kanssa. Kääntämällä varsia 40, 41 voidaan letkujen 25, 25' välistä etäisyyttä muuttaa. Erityisesti voidaan kuvion 3 havainnollistamaan tapaan lähentää letkuja 25' laivan etuosaa kohti.As can be seen from Figures 2-4, the cantilever beam 13 may support two pairs of laterally projecting arms 40 and 41 mounted on the cantilever beam 13 by bolts 42 and 43. These arms 40, 41 support an additional hose 25 'nearly parallel to the hose 25. By turning the arms 40, 41, the distance between the hoses 25, 25 'can be changed. In particular, as illustrated in Figure 3, the hoses 25 'can be approximated towards the front of the ship.
Kuviossa 4 on ulokepalkki 13 havainnollisettu ajosuunnan suhteen käännetyssä asennossa. Tällöin liittyvät ulokepalkin 13 kannattamat letkut 25, 25' laivan ajosuuntaan terävällä kulmalla. Tällainen järjestely voi olla tarkoituksenmukaista, kun laivan suunta tulee muutettavaksi. Kääntämällä keksinnön mukaista laitetta voidaan siis parantaa laivan manövreerauskykyä.Fig. 4 shows the cantilever beam 13 in the inverted position with respect to the direction of travel. In this case, the hoses 25, 25 'supported by the cantilever beam 13 are connected to the direction of travel of the ship at an acute angle. Such an arrangement may be appropriate when the direction of the ship is to be changed. Thus, by turning the device according to the invention, the maneuverability of the ship can be improved.
Kuvioissa 5 ja 6 on näytetty letkun 25 erityinen suoritusmuoto.Figures 5 and 6 show a specific embodiment of the hose 25.
Kuten tästä näkyy, letku voi muodostua osakappaleista 30, jotka on yhdistetty toisiinsa haarakappalein 31, joihin apuletkut 27 aukeavat. Jotta taattaisiin se, että letkuihin järjestetyt suuttimet 29 aina 6 58462 olisivat suunnatut jään pintaa vastaan eli ts. kuuma aine virtaisi ulos suuttimista kohti jäänpintaa ja jotta erityisesti estettäisiin se, että letkut aineen ulosvirtauksen johdosta kohoaisivat jäästä, letkut on varustettu alasivujen kohdalta taikka jatkuvasti painoilla 32, esimerkiksi sisäänpannuilla lyijypunnuksilla.As can be seen, the hose may consist of sub-pieces 30 connected to each other by branch pieces 31 into which the auxiliary hoses 27 open. In order to ensure that the nozzles 29 arranged in the hoses are always directed against the ice surface, i.e. hot material flows out of the nozzles towards the ice surface and in particular to prevent the hoses from rising from the ice due to the outflow, the hoses are provided at the undersides or continuously with weights 32 , for example with inserted lead weights.
Kuten kuvioista 7 ja 8 näkyy, voidaan joustavien letkujen asemesta käyttää myös putkenkappaleita 35, jotka on varustettu suuttimilla 29 ja yhdistetyt toisiinsa nivelillä 33. Nivelet voidaan varustaa putkinysillä 34, joihin letkut 27 liittyvät.As shown in Figures 7 and 8, instead of flexible hoses, pipe pieces 35 provided with nozzles 29 and connected to each other by joints 33 can also be used. The joints can be provided with pipe joints 34 to which the hoses 27 are connected.
Joustava putki voi olla koko pituudeltaan tai ainakin pituutensa osalta lämpöeristetty. Vaihtoehtoisesti tai täydennyksenä voidaan putken pintaan taikka vaippaan järjestää sähköisiä vastuselementtejä.The flexible pipe can be thermally insulated along its entire length or at least for its length. Alternatively or in addition, electrical resistance elements can be provided on the surface of the pipe or in the jacket.
Selostetun laitteen toimintatapa on seuvaanlainen: Niin pian kuin laivan liikeradalle, erityisesti tämän laivan edessä olevalle jäälle on järjestettävä heikonnusta murtamiseen tarvittavan työnnän piene-tämiseksi tai laivan ja jään välisen kitkan vähentämiseksi, lasketaan letkut 25, 25' ulokepalkkia 13 säätämällä siten, että ne joutuvat jään pintaa vastaan, jolloin niiden ja johtojen 23, 22, 21 kautta syötetään höyryä höyrynkehittimestä 24. Tämä höyry virtaa letkuihin 25, 25’ järjestettyjen, alaspäin suunnattujen suuttimien 29 läpi ja aiheuttaa pitkin letkuja 25, 25’ jään sulamista ja eroosiota, minkä johdosta muodostuu rakoja, jotka vähentävät jään lujuutta. Höyryn asemesta voitaneen käyttää myös kuumaa vettä.The operation of the described device is as follows: As soon as the ship's trajectory, especially the ice in front of this ship, must be weakened to reduce the thrust required to break or the friction between the ship and the ice, lower the hoses 25, 25 'by adjusting the cantilever beam 13 against the surface, whereby steam is supplied from the steam generator 24 via them and the lines 23, 22, 21. This steam flows through the downwardly directed nozzles 29 arranged in the hoses 25, 25 'and causes ice melting and erosion along the hoses 25, 25', resulting in cracks which reduce the strength of the ice. Hot water could also be used instead of steam.
Jotta taattaisiin ulosvirtaavan höyryn optimaalinen vaikutustapa, höyryn tulee virrata mahdollisiman lähelle jään pintaa, minkä takia käytetään johtamiseen ainakin yhtä joustavaa letkua tai ainakin yhtä putkea, joka muodostuu niveltyvästi yhteenliitetyistä osista. Nämä mukautuvat jäänpintaan. Laivan liikkuessa liukuu siis letku jään pinnalla ja etumaiset suuttimet sulattavat ulosvirtaavilla suihkuilla jäähän rakoja, jotka toimivat letkun perässä tulevien osien ohjauksena, jolloin näiden suihkut syventävät rakoja. Tämän johdosta jää tulee heikonnetuksi perässä seuraavaa murtamista varten. Johtuen suuttimien ja jään välittömästä kontaktista hyötysuhde on hyvin suuri. Johtuen johtojen joustavuudesta vältytään nurjahduksilta ja muilta vahingoittumisilta, jotka ovat ominaisia ennestään tunnetuille laitteille.In order to guarantee the optimal mode of action of the outflowing steam, the steam should flow as close as possible to the surface of the ice, which is why at least one flexible hose or at least one pipe consisting of articulated parts is used for conduction. These adapt to the ice surface. Thus, as the ship moves, the hose slides on the surface of the ice and the front nozzles melt into the ice with the outflowing jets, which act as a guide for the parts following the hose, whereby their jets deepen the gaps. As a result, the ice becomes weakened for the next break. Due to the direct contact between the nozzles and the ice, the efficiency is very high. Due to the flexibility of the wires, buckling and other damage characteristic of previously known devices are avoided.
7 584627 58462
Mikäli ei käytetä yhtä letkua, vaan lisänä sivuttaisia letkuja, joiden suuttimista virtaa ulos höyryä, syntyy levymurtuman asemesta energeettisesti edullisempi palkkimurtuma. Vaadittavien voimien optimaalista pienentämistä varten on säädettävissä sivuttaisten letkujen välimatka keskimmäisestä letkusta. Tämän johdosta voidaan huomattavasti parantaa muutoin huonoa laivan ohjattavuutta jääpeitteisessä vesistössä. Huomautettakoon lisäksi, että lämpötiloissa alapuolella -20°C esiintyy termoelastinen vaikutus sivuletkuissa sen johdosta, että sivuilla syntyy murtuma johtuen levyn yläpinnan kriittisen vetojännityksen ylittämisestä. Levyn poikkileikkauksessa esiintyy tällä kohtaa ylimääräinen jännitys kahdellakin tavalla, nimittäin poikkileikkauksen pienentymisen johdosta, koska on sulatettu rako ja aiheutettu eroosiota ja toiseksi sen johdosta, että syntyy lämpötilakradientti, joka syntyy jäässä raon ympäristössä, minkä johdosta mekaanisen taivutusmomentin lisäksi tulee terminen taivutusmomentti.If one hose is not used, but in addition to the lateral hoses, from the nozzles of which steam flows out, an energetically more favorable beam fracture is created instead of a plate fracture. For optimal reduction of the required forces, the distance of the side hoses from the middle hose is adjustable. As a result, the otherwise poor maneuverability of the ship in ice-covered waters can be greatly improved. It should also be noted that at temperatures below -20 ° C there is a thermoelastic effect in the side hoses due to the fracture of the sides due to exceeding the critical tensile stress of the top surface of the plate. The cross-section of the plate at this point is subjected to additional stress in two ways, namely due to the reduction of the cross-section due to melting of the gap and erosion and secondly due to the temperature gradient in the ice around the gap.
On edullista käyttää virtaavana aineena pienpainehöyryä, jolla ymmärretään höyryä, jolla on vähäisempi ylipaine kuin 10 ilmakehää.It is preferred to use low pressure steam as the fluid, by which is meant steam having a lower overpressure than 10 atmospheres.
Tämä on verraten halpa energiamuoto ja sitä voi käsitellä yleensä laivamiehistö, joka tuntee tällaisen aineen.This is a relatively inexpensive form of energy and can usually be handled by a crew familiar with such a substance.
Mitä tulee menetelmän tehokkuuteen huomautettakoon siitä, että levyn taivutukseen vaadittava voima kasvaa levyn paksuuden kolmannessa potenssissa, kun sitä vastoin tehontarve jään sulattamiseen on verrannollinen aikayksikössä sulaneeseen tilavuuteen eli ts. raon leveyden ja raon syvyyden lisäksi myös laivan nopeuteen. Tehontarve pienenee siis nopeuden pienentyessä, koska aikayksikössä sulatettu rakopituus pienenee. Pienillä nopeuksilla, joita esiintyy jäänmurtajan toimintakyvyn rajamailla (2-5 solmua juuri ennen murtamista), riittää käyttökoneen antama jäännöslämpö yleensä tarvittavan höyryn synnyttämiseen.Regarding the efficiency of the method, it should be noted that the force required to bend the plate increases by the third power of the plate thickness, whereas the power required to melt ice is proportional to the volume melted per unit time, i.e. not only the gap width and gap depth. Thus, the power requirement decreases as the velocity decreases because the fused slit length per unit time decreases. At low speeds, which occur at the limits of the icebreaker's performance (2-5 knots just before breaking), the residual heat provided by the drive machine is usually sufficient to generate the necessary steam.
Täten hyväksikäytetään keksinnön mukaisessa menetelmässä jäännöskuu-muutta ja/tai muuta halpaa energialähdettä ja säästetään sitä kallista energiaa potkurinakselissa, joka tarvitaan jäälevyn murtamiseen. Lisäksi pienenee laivan etuosassa iskukuormitus, minkä johdosta pienenevät huoltokustannukset.Thus, the method according to the invention utilizes a residual moon and / or another cheap energy source and saves the expensive energy in the propeller shaft required for breaking the ice sheet. In addition, the impact load at the front of the ship is reduced, resulting in lower maintenance costs.
5846258462
Mitä tulee letkujen mittoihin, on ehdotettu halkaisijaksi 2,5-5 cm. Käytetyn höyryn määrä riippuu laivan koosta ja murrettavan jään paksuudesta. Normaalisti tarpeellinen höyrymäärä on 10-50 t tunnissa. Suurennettu höyrynpaine vaikuttaa joustavasti taipuneissa letkuissa niitä oikaisevasti ja näin ollen niitä on painettava suurella voimalla jäätä vastaan, minkä johdosta aikaansaadaan jään sulaminen ja leikkaantuminen ei ainoastaan ulosvirtaavan höyryn ansiosta, vaan vastaavan kosketuspaineenkin johdosta.As for the dimensions of the hoses, a diameter of 2.5-5 cm has been proposed. The amount of steam used depends on the size of the ship and the thickness of the ice to be broken. Normally the required amount of steam is 10-50 t per hour. The increased vapor pressure acts flexibly on the bent hoses and must therefore be pressed with great force against the ice, causing the ice to melt and shear not only due to the outflowing steam but also due to the corresponding contact pressure.
Lopuksi huomautettakoon siitä, että selostettua menetelmää voidaan käyttää myös ajovastuksen pienentämiseksi, kun lauttoja eli nk. ahtojäätä esiintyy veden pinnalla. Laite vaikuttaa tällöin siten, että suurten jäälauttojen murtaminen keulassa paranee sekä sivuttais-ten letkujen pidentämisen johdosta siten, että laivan runko pääsee liukumaan jäiden ohitse, jolliin höyry pienentää kitkavastusta jään ja metallin välillä.Finally, it should be noted that the described method can also be used to reduce driving resistance when rafts, or so-called stagnant ice, are present on the water surface. The device then acts in such a way that the breaking of large ice floes at the bow is improved both by the extension of the lateral hoses so that the hull of the ship can slide past the ice, to which the steam reduces the frictional resistance between the ice and the metal.
Edelleen on tunnettua, että sellaisessa jäässä, jossa jää on liukenemassa taikka muodostaa seoksen lumen kanssa, laiva on lähes liikuntakyvytön ja ohjauskelvoton. Sivuttaisten letkujen pidentäminen ja ohjaaminen pitkin laivan runkoa mahdollistaa höyryn puhaltamisen siten, että estetään jään liimautuminen metalliin, minkä lisäksi muutetaan rajakerroksen sitkeyttä. Koska kappaleen virtausvastus viskoosissa nesteessä muodostuu rajakerroksessa, aiheuttaa rajapinnan sitkeyden pieneneminen kokonaisvastuksen olennaisen pienenemisen.It is further known that in ice where the ice is dissolving or forming a mixture with the snow, the ship is almost immobile and unsteerable. Extending and guiding the side hoses along the hull of the ship allows steam to be blown in such a way as to prevent ice from sticking to the metal, in addition to altering the toughness of the boundary layer. Since the flow resistance of the body in the viscous liquid is formed in the boundary layer, a decrease in the toughness of the interface causes a substantial decrease in the total resistance.
Claims (10)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CA159,448A CA964527A (en) | 1972-12-19 | 1972-12-19 | Ice-breaking apparatus |
| CA159448 | 1972-12-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI58462B true FI58462B (en) | 1980-10-31 |
| FI58462C FI58462C (en) | 1981-02-10 |
Family
ID=4095346
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI3771/73A FI58462C (en) | 1972-12-19 | 1973-12-10 | FOERFARANDE OCH ANORDNING FOER REDUCERING AV DET MOTSTAOND SOM FOERORSAKAS AV IS I ETT FARTYGS FARLED |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US3878804A (en) |
| JP (1) | JPS4996481A (en) |
| CA (1) | CA964527A (en) |
| DE (1) | DE2361251C3 (en) |
| FI (1) | FI58462C (en) |
| NO (1) | NO141685C (en) |
| SE (1) | SE408881B (en) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3539884A (en) * | 1968-09-18 | 1970-11-10 | Motorola Inc | Integrated transistor and variable capacitor |
| US4032090A (en) * | 1975-07-21 | 1977-06-28 | Thornton Trump Walter E | Method for deicing aircraft |
| JPS52124687A (en) * | 1976-04-10 | 1977-10-19 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | Ship for frozen sea and device for cutting ice of barge |
| US4152999A (en) * | 1977-12-05 | 1979-05-08 | Mitsui Engineering And Shipbuilding Co., Ltd. | Ice-breaking apparatus for ships and barges for operation on icy waters |
| FI75014C (en) * | 1984-03-05 | 1988-04-11 | Lundin Lars Patent | Arrangement at a vessel for the collection of existing oil at the water surface, especially among ice floes. |
| FI125245B (en) * | 2009-03-12 | 2015-07-31 | Aker Arctic Technology Inc | Vessels or floating construction operating in iced water and operating procedures therefore |
| RU2444590C1 (en) * | 2010-07-12 | 2012-03-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный технологический университет" (СибГТУ) | Development method of peat fields in water areas of water-storage reservoirs, and device for method's implementation |
| CA2836498C (en) * | 2011-05-22 | 2018-12-11 | Oilwhale Oy | A method and apparatus for loosening oil from ice |
| WO2013173338A1 (en) * | 2012-05-15 | 2013-11-21 | Briggs & Stratton Corporation | Snow thrower and accessories |
| KR101326081B1 (en) * | 2013-07-29 | 2013-11-07 | 김수정 | Ice melting apparatus for ship voyage |
| RU2662613C1 (en) * | 2017-05-12 | 2018-07-26 | Александр Александрович Скиперский | Method of movement of ships and vessels in ice |
| CN111645812A (en) * | 2020-06-09 | 2020-09-11 | 郭萌 | Pollution-free ice cleaning device for river floating bridge |
| CN112478070B (en) * | 2020-12-04 | 2022-03-08 | 江苏科技大学 | Be applied to device that opens ice at polar region boats and ships bulb nose head |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US588393A (en) * | 1897-08-17 | Ice-cutting apparatus | ||
| US1722843A (en) * | 1927-06-21 | 1929-07-30 | Fasul Dominick | Snow-removing apparatus |
| US3670681A (en) * | 1970-05-15 | 1972-06-20 | Thomas B Upchurch Jr | Ship mounted ice breaking system |
| US3678873A (en) * | 1970-10-02 | 1972-07-25 | Sun Oil Co | Method and apparatus for cutting ice |
-
1972
- 1972-12-19 CA CA159,448A patent/CA964527A/en not_active Expired
-
1973
- 1973-12-07 US US422517A patent/US3878804A/en not_active Expired - Lifetime
- 1973-12-08 DE DE732361251A patent/DE2361251C3/en not_active Expired
- 1973-12-10 FI FI3771/73A patent/FI58462C/en active
- 1973-12-12 SE SE7316796A patent/SE408881B/en unknown
- 1973-12-17 NO NO4817/73A patent/NO141685C/en unknown
- 1973-12-18 JP JP48142299A patent/JPS4996481A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE408881B (en) | 1979-07-16 |
| NO141685B (en) | 1980-01-14 |
| DE2361251A1 (en) | 1974-06-20 |
| NO141685C (en) | 1980-04-23 |
| US3878804A (en) | 1975-04-22 |
| FI58462C (en) | 1981-02-10 |
| DE2361251B2 (en) | 1978-07-20 |
| DE2361251C3 (en) | 1979-03-08 |
| JPS4996481A (en) | 1974-09-12 |
| CA964527A (en) | 1975-03-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI58462B (en) | FOERFARANDE OCH ANORDNING FOER REDUCERING AV DET MOTSTAOND SOM FOERORSAKAS AV IS I ETT FARTYGS FARLED | |
| EP2406125B1 (en) | Vessel or floating structure operating in ice-covered waters and method of using it | |
| US9937984B2 (en) | Wake control fin system and underwater exhaust system | |
| FI64919B (en) | FLYTANDE BORRNINGSPLATTFORM | |
| HRP20110443T1 (en) | Method for improving the ice-breaking properties of a water craft and a water craft constructed according to the method | |
| US5996520A (en) | Icebreaking method and icebreaker | |
| JP6093039B2 (en) | Ship propulsion system | |
| KR20140004159A (en) | A retractable thruster unit for a marine vessel | |
| DK201570527A1 (en) | Ship | |
| US5036781A (en) | Method and the means for removing ice from a ship's channel | |
| JPS6215397B2 (en) | ||
| EP2744702B1 (en) | Marine vessel operating in ice-covered waters | |
| KR20110137774A (en) | Ice breaking system for floating bodies | |
| US3530814A (en) | Icebreaking attachment | |
| US3678873A (en) | Method and apparatus for cutting ice | |
| US3768427A (en) | Icebreaker oil tankers | |
| US4152999A (en) | Ice-breaking apparatus for ships and barges for operation on icy waters | |
| KR101687857B1 (en) | Icebreaking vessel and method of breaking ice | |
| CA1311393C (en) | Icebreaker | |
| EP2658771B1 (en) | Watercraft with improved characteristics for travel in ice | |
| US717356A (en) | Means for coaling ships at sea. | |
| EP2480448B1 (en) | Boat with through-hull support for steering and propelling | |
| SU1062126A1 (en) | Propelling gear protection arrangement | |
| SU989822A1 (en) | Apparatus for towing non-self-propelled floating installation | |
| SU1085894A1 (en) | Arrangement for protecting the propelling and steering unit of cargo ship for saling through ice |