FI68193C

FI68193C - SYSTEM OCH FOERFARANDE FOER DAEMPANDE AV ETT FLYTANDE FARTYGS ROERELSER

Info

Publication number: FI68193C
Application number: FI781119A
Authority: FI
Inventors: Gunnar B Bergman
Original assignee: Seatek
Priority date: 1977-04-15
Filing date: 1978-04-12
Publication date: 1985-08-12
Also published as: SG2885G; JPS53128897A; NL186501B; HK44485A; ES476489A1; DE2813459A1; NO159647B; AU524242B2; NL7803514A; FI781119A; GB1603224A; ES468800A1; MY114185A; BR7802358A; NL186501C; FI68193B; FR2387157A1; IT1156948B; IT7867794A0; NO781317L

Description

KUULUTUSJULKAISU / o«1 Q 7 B UTLAGGNINGSSKRIFT 00170 • ® (45) Patentti ny3nne+ty 12 03 1985ANNOUNCEMENT / o «1 Q 7 B UTLAGGNINGSSKRIFT 00170 • ® (45) Patent now available + 12 12 1985

Patent oeddelat (51) Kv.lk.4/lnt,Cl.* B 63 B 39/03 g y q |y| I __ FI N L A N D (21) Patenttihaltemu» — Pa tenun j*knlng 781119 (22) Hakemlspilvi — AnsBkningsdtg 12 0*4 78 (FI) (23) Alkopiivi — Glltighetsdag 12.0^+. 78 (41) Tullut julkiseksi — Blivlt offentlig -|g ygPatent oeddelat (51) Kv.lk.4 / lnt, Cl. * B 63 B 39/03 g y q | y | I __ FI N L A N D (21) Patent patent »- Pa tenun j * knlng 781119 (22) Hakemlspilvi - AnsBkningsdtg 12 0 * 4 78 (FI) (23) Alkopiivi - Glltighetsdag 12.0 ^ +. 78 (41) Made public - Blivlt offentlig - | g yg

Patentti* ja rekisterihallitus Njhtäväkslpsnon ja kuul.julkalsun pvm.—Patent * and National Board of Registration Date of publication and hearing publication—

Patent- och vegisterstyrelsen V ' Ansdkan utlagd och utl.skriften publicerad 30.0*4.85 (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus —Begärd prloritet ^ 0^4.77 09.09.77 USA(US) 787756, 83189^+ (71) Seatek, 739*4 Cal le Real, Goleta, California 93017, USA(US) (72) Gunnar B. Bergman, Montecito, California, USA(US) (7*0 Oy Koi ster Ab (5*0 Järjestelmä ja menetelmä kelluvan ai uksen 1iikkeiden vaimentamiseksi -System och förfarande för dämpande av ett flytande fartygs rörelserPatent and Registration Office of the United States of America and Public Register of Publications 30.0 * 4.85 (32) (33) (31) Privilege claimed —Begärd prloritet ^ 0 ^ 4.77 09.09.77 USA (US) 787756, 83189 ^ + (71) Seatek , 739 * 4 Cal le Real, Goleta, California 93017, USA (72) Gunnar B. Bergman, Montecito, California, USA (7 * 0 Oy Koi ster Ab (5 * 0 System and method of floating ai to dampen the movements of the door -System and for the damping of the flywheel of the flywheel

Rannikon tuntumassa suoritettaviin tehtäviin, esimerkiksi tieteellisiin tutkimuksiin sekä öljyn ja kaasun poraamiseen merestä käytetään määrättyä alustyyppiä. Tähän ryhmään kuuluvat mm. porauslautat, proomut, vintturilaitteistolla varustetut alukset sekä erilaiset huoltoalukset.A specific type of vessel is used for offshore tasks, such as scientific research and the drilling of oil and gas from the sea. This group includes e.g. drilling rigs, barges, vessels equipped with winch equipment and various service vessels.

Merialueilla, joissa esiintyy ajoittaista merenkäyntiä, on ehdotettu käytettäväksi sekä aktiivista että passiivista tekniikkaa aallokosta johtuvan aluksen heiluntasiirtymän eliminoimiseksi ja tämän avulla aluksen keinumisen ja kallistumisen stabiloimiseksi. Sta-bilointilaitteina on tällöin käytetty aluksiin järjestettyjä vesisäiliöitä sekä erilaisia puhallin-, pumppu- ja venttiililaitteita, aluksen keinumista ja kallistumista ohjaavia säätölaitteita sekä elektronisia ohjauspiirejä veden siirtämiseksi em. säiliöissä, jolloin pystytään saamaan aikaan tietty vastavaikutus aluksen keinumis-ja kallistumisliikkeen stabiloimiseksi. Tähän saakka tunnettujen järjestelmien yhteisenä tavoitteena on ollut säiliöissä olevan veden 68193 heiluntavirtauksen perustaajuuden saaminen likimain aluksen perus-heiluntataajuutta vastaavaksi, ts. säiliöiden ja aluksen "virittäminen" keskenään. Virityksen tapahduttua valmennustoiminta saadaan aikaan järjestämällä säiliössä olevan veden virtauskuva siten, että se on suunnilleen 90° aluksen perusheiluntaliikkeestä. Säiliöissä olevan veden synnyttämät voimat pyrkivät silloin neutraloimaan alukseen kohdistuvat keinumis- ja kallistumisvoimat.In sea areas where intermittent seafaring occurs, it has been proposed to use both active and passive techniques to eliminate the oscillation displacement of the vessel due to the waves and thereby to stabilize the rocking and heeling of the vessel. In this case, water tanks arranged on ships as well as various fan, pump and valve devices, control devices for controlling the rocking and tilting of the ship and electronic control circuits for transferring water in the above-mentioned tanks can be used to stabilize the ship's rocking and tilting movement. The common goal of the systems known so far has been to bring the fundamental frequency of the 68193 oscillation flow of the water in the tanks to approximately correspond to the basic oscillation frequency of the ship, i.e. to "tune" the tanks and the ship with each other. After the tuning, the coaching activity is accomplished by arranging a flow pattern of the water in the tank so that it is approximately 90 ° from the basic sports motion of the vessel. The forces generated by the water in the tanks then tend to neutralize the rocking and heeling forces on the vessel.

Em. tavalla aluksen stabilointiin tähtäävien tähänastisten menetelmien epäkohtana on kuitenkin se, että järjestelmän saamiseksi tehokkaaksi neutraloivien, vaimentavien voimien on oltava suuria. Näiden synnyttämiseen tarvittava laitteisto on myös monimutkainen ja kallis. Aktiivisissa järjestelmissä tarvitaan tällöin nimittäin suurtehopuhaltimia ja -pumppuja, kun taas passiiviset järjestelmät edellyttävät suurtehoventtiileitä, erikoisrakenteisia stabilointi-säiliöitä ja ohjauspiirejä säiliöiden vesivirtauksen ajoittamiseksi.Em. However, the disadvantage of the current methods of stabilizing the ship is that the neutralizing, damping forces must be high in order for the system to be effective. The hardware required to generate these is also complex and expensive. Namely, active systems then require high-power fans and pumps, while passive systems require high-power valves, specially designed stabilization tanks and control circuits for timing the water flow in the tanks.

Esimerkkinä tunnetusta tekniikasta voidaan mainita US-patent-tijulkaisu 3 097 622, jossa kaksi säiliötä on yhdistetty putkella, jossa on sulkuventtiili, jota avataan ja suljetaan aluksen jokaisen heilahdusjakson aikana. Tämä järjestelmä on monimutkainen ja hankala käyttää.An example of the prior art is U.S. Patent 3,097,622, in which two containers are connected by a pipe having a shut-off valve that opens and closes during each oscillation period of the vessel. This system is complex and cumbersome to use.

Nyt esitettävä keksintö koskee merialuksen stabilointia passiivisella järjestelmällä, jossa ei käytetä sellaisia säiliöitä, joiden perusvirtausperiodi on suunnilleen sama kuin aluksen perus-heiluntaperiodi, suurten aluksen kulmaliikkeen vaimentavien vastavoimien synnyttämiseksi, vaan po. säiliöillä pyritään vähentämään aluksen oikaisumomenttia.The present invention relates to the stabilization of a seagoing vessel by a passive system which does not use tanks with a basic flow period approximately equal to the basic oscillation period of the vessel, in order to generate large angular damping counter-forces, but po. the tanks are intended to reduce the ship's righting moment.

Keksinnön mukainen järjestelmä on tunnettu siitä, että jokainen säiliö on mitoitettu täyttymään vedellä ja tyhjenemään vedestä aukon kautta olennaisesti samassa vaiheessa veden pinnan suhteen tapahtuvan aluksen heiluntaliikkeen kanssa aluksen heiluntaliikkeen jokaisen heilahdusjakson aikana, että ainakin kaksi säiliötä on yhdistetty yläosiensa läheltä johdolla, joka muodostaa niiden väliin jatkuvasti vapaan passiivisen ilmakanavan ja että johtoon on yhdistetty sinänsä tunnetusti välineet, joilla säiliöt ja johto voidaan valinnaisesti paineistaa valittujen veden pinnan tasojen aikaansaamiseksi säiliöihin aluksen heilahdusliikkeen aikana aluksen oikaisu-momentin pienentämiseksi ja aluksen heilahdusperiodin pidentämiseksi alukseen vaikuttavien aaltojen periodia suuremmaksi.The system according to the invention is characterized in that each tank is dimensioned to fill with water and drain from the water through the opening at substantially the same stage as the oscillation of the vessel during each oscillation period of the vessel, that at least two tanks are connected near their tops by a continuous line. a free passive air duct and that means known per se are connected to the line by means of which the tanks and the line can optionally be pressurized to provide selected water level levels to the tanks during ship oscillation to reduce ship righting moment and extend ship oscillation period beyond ship waves.

il 3 68193il 3 68193

Keksinnön mukainen menetelmä on puolestaan tunnettu siitä, että toinen säiliö täytetään vedellä ensimmäiseen vedenkorkeuteen samassa tahdissa, kun po. säiliö painuu syvemmälle aluksen heilunta-liikejakson aikana ja että samanaikaisesti aluksen toinen säiliö tyhjennetään toiseen vedenkorkeuteen em. toisen säiliön täyttymistä vastaten aluksen saman heiluntaliikejakson aikana suuntaamalla ensin-mainitusta säiliöstä veden syrjäyttämä ilma toiseen säiliöön johtoa pitkin, joka muodostaa jatkuvasti vapaan passiivisen ilmakanavan, aluksen oikaisumomentin pienentämiseksi ja aluksen heiluntaperiodin pidentämiseksi meren aaltoperiodia suuremmaksi.The method according to the invention is in turn characterized in that the second tank is filled with water to the first water level at the same rate as po. the tank sinks deeper during the oscillation period of the vessel and that at the same time the second tank of the vessel is emptied to another water level corresponding to the filling of the second tank during the same oscillation period of the vessel by directing water displaced from the former and to extend the oscillation period of the vessel beyond the sea wave period.

Kuvioissa esitetyissä rakenteissa vesisäiliöt on kiinnitetty aluksen pitkittäisen symmetria-akselin molemmille puolille vedenpinnan alapuolelle, mieluimmin aluksen pohjaan tai lähelle sitä. Säiliöt ovat matalia, niiden leveys on suurempi kuin niiden korkeus. Jokaisen säiliön pohjaosa on pääasiassa avoin, niin että vesi pystyy täyttämään säiliöt ja virtaamaan pois niistä lyhyessä ajassa. Tähän tarvittava aika on paljon lyhyempi kuin aluksen perusheiluntajakson kestoaika. Säiliöiden välissä on ilmajohto, johon on kytketty ilmapumppu säiliöiden paineen saattamiseksi etukäteen määrätylle tasolle, niin että säiliöissä olevan veden pintaa voidaan ohjata heilunta-aaltoliikkeen aikana.In the structures shown in the figures, the water tanks are attached to both sides of the longitudinal axis of symmetry of the vessel below the water surface, preferably to or near the bottom of the vessel. The tanks are shallow, their width greater than their height. The bottom of each tank is essentially open so that water can fill the tanks and flow out of them in a short time. The time required for this is much shorter than the duration of the ship's basic sports period. Between the tanks there is an air line to which an air pump is connected to bring the pressure of the tanks to a predetermined level so that the surface of the water in the tanks can be controlled during the oscillating wave movement.

Vesisäiliöt täyttyvät ja tyhjenevät vuorotellen heilunta-aaltoliikkeen tahdissa. Esimerkiksi, kun alus pyrkii kallistumaan myötäpäivään pitkittäisakselillaan, oikeanpuoleinen säiliö täyttyy nopeasti vedellä, siinä olevan suuren pohja-aukon kautta. Samanaikaisesti ilma siirtyy tästä säiliöstä aluksen vasemmanpuoleiseen säiliöön yhdysjohtoa pitkin ja ilman tilavuuden lisääntyessä po. säiliössä vesi alkaa työntyä sieltä ulos nopeasti. Ja kun alus alkae kallistua vastapäivään, vasemmanpuoleinen säiliö täyttyy vedellä ja oikeanpuoleinen säiliö tyhjenee järjestelmän ilmanpaineen vaikutuksesta .The water tanks fill and empty alternately in step with the oscillating wave motion. For example, as a vessel tends to tilt clockwise on its longitudinal axis, the starboard tank quickly fills with water, through a large bottom opening therein. At the same time, the air passes from this tank to the ship's left tank along the connecting line and as the volume of air increases po. in the tank, water begins to protrude from there quickly. And when the vessel starts to tilt counterclockwise, the left tank fills with water and the right tank empties under the effect of the system air pressure.

Keksinnöllä pystytään siis vähentämään aluksen oikaisumoment-tia merenkäynnin ollessa jaksoittaista. Esimerkiksi, kun alus keinuu yhteen suuntaan, keksinnön mukaisella järjestelmällä pystytään heikentämään aluksen pyrkimystä palautua tiettyyn pystyasentoon. Cikai-sumomentin pienentäminen pidentää taas aluksen heiluntaperiodin meien aaltoperiodia suuremmaksi, mikä puolestaan pienentää tuntuvasti heilunta-amplitudia .The invention is thus able to reduce the ship's righting moment when the sea is intermittent. For example, when a vessel swings in one direction, the system according to the invention is able to impair the vessel's tendency to return to a certain vertical position. Reducing the Cikai sum moment again extends the oscillation period of the vessel beyond our wave period, which in turn significantly reduces the oscillation amplitude.

Kuvio 1 esittää sivukuvana tiettyä alusta havainnollistaen 4 68193 keksinnön periaatteiden mukaan konstruoidun järjestelmän edellyttämien stabilointisäiliöiden erästä rakennemuotoa, kuvio 2 havainnollistaa kuvion 1 aluksen pohjaan kiinnitettyjen stabilointisäiliöiden sijaintia ja keskinäistä kytkentää, kuviot 3A-3D ovat päätykuvioita kuvion 1 mukaisesta aluksesta ja esittävät keksinnön mukaisen stabilointijärjestelmän vaihtoehto-rakenteita , kuvio 4 on samoin päätykuvio kuvion 1 esittämästä aluksesta ja havainnollistaa erään rakennemuodon toimintaa, kuvio 5 esittää graafisesti kallistusamplitudin ja aallon jurkkyyden välisen suhteen suuruutta aaltoliikkeen periodin funktiona keksinnön periaatteen mukaan konstruoidulla järjestelmällä varustetuissa aluksissa sekä aluksissa, joissa po. järjestelmää ei ole sovellettu.Fig. 1 is a side view of a particular vessel illustrating an embodiment of stabilization tanks required by a system constructed in accordance with the principles of the invention; Fig. 2 illustrates the location and interconnection of stabilization tanks attached to the bottom of the vessel of Fig. 1; structures, Fig. 4 is also an end view of the vessel shown in Fig. 1 and illustrates the operation of an embodiment, Fig. 5 graphically shows the magnitude of the relationship between heeling amplitude and wave roughness as a function of wave motion period in vessels with a system constructed according to the invention. the system has not been applied.

Kuvioissa 1, 2 ja 3A näkyvä alus 11 on proomu, jota käytetään öljyn poraamiseen meren pohjasta liittyviin operaatioihin. Vedenpinnan 13 alapuolella, ts. aluksen 11 pohjassa on kaksi pitkänomaista säiliötä 15, 17, joiden varsinaiset pohjaosat 19, 21 näkyvät kuviossa 3A. Pohjaosat 19, 21 ovat mieluimmin pääasiassa avonaiset. Ne voidaan kuitenkin haluttaessa varustaa reikälevyllä tai ritilällä, jolloin säiliöiden rakenne saadaan tukevammaksi. Säiliöt 15, 17 ovat matalia, ts. niiden leveys on niiden korkeutta suurempi, koska niiden täyttäminen ja tyhjentäminen käy tällöin hyvin nopeasti. Lisäksi säiliöt on muotoiltu siten, että niiden täyttyminen ja tyhjentyminen tapahtuvat paljon lyhyemmässä ajassa kuin se aika, joka tarvitaan, jotta proomu ehtii suorittaa täydellisen perusheiluntaperiodin eli kallistusliik-keen tietyssä raerenkäynnissä.The vessel 11 shown in Figures 1, 2 and 3A is a barge used for drilling oil for seabed related operations. Below the water surface 13, i.e. at the bottom of the vessel 11, there are two elongate tanks 15, 17, the actual bottom parts 19, 21 of which are shown in Figure 3A. The base parts 19, 21 are preferably substantially open. However, if desired, they can be provided with a perforated plate or grate, which makes the structure of the tanks more stable. The tanks 15, 17 are low, i.e. their width is greater than their height, because they are then filled and emptied very quickly. In addition, the tanks are designed so that they are filled and emptied in a much shorter time than the time required for the barge to complete a complete period of basic oscillation, i.e. a tilting motion in a given grain run.

Kuviossa 2 proomun 11 pitkittäinen symmetria-akseli on merkitty 22:11a. Säiliöt 15, 17 on sijoitettu symmetrisesti tietyn etäisyyden päähän toisistaan po. akselin 22 molemmille puolille ja ne on yhdistetty johdolla 23, kuten on esitetty kuviossa 3A. Johto 23 on avoimen jatkuvan putken muodossa muodostaen ilman kulkutien säiliöiden välillä. Johdon 23 toinen pää on yhdistetty aukon kautta säiliön 15 yläpintaan, kun sitävastoin johdon 23 toinen pää on yhdistetty aukon kautta säiliön 17 yläpintaan. Laitteet johon kuuluu ilmapumppu tai puhallin 25 ja ilmaventtiili 27 on yhdistetty johtoon 23 paineen aikaansaamiseksi johtoon ja säiliöihin 15, 17. Johto 23 ja säiliöt 15, 17 muodostavat suljetun järjestelmän, jonka paine voidaan valita avaamalla venttiiliä 27 ja käyttämällä pumppua 25 kunnes haluttu 68193 paine on saavutettu. Senjälkeen suljetaan venttiili 27. Vaihtoehtoisesti voidaan venttiili 27 poistaa tai jättää auki ja käyttää pumppua 25 jatkuvasti valitulla teholla halutun paineen ylläpitämiseksi järjestelmässä. Paine säädetään mieluiten ennen kuin meriveden sallitaan täyttää säiliöt aaltojen heilahdusliikkeestä riippuen, kuten myöhemmin esitetään.In Figure 2, the longitudinal axis of symmetry of the barge 11 is denoted 22. The containers 15, 17 are arranged symmetrically at a certain distance from each other po. on both sides of the shaft 22 and are connected by a wire 23, as shown in Fig. 3A. The line 23 is in the form of an open continuous tube, forming an air passage between the tanks. The other end of the line 23 is connected through an opening to the upper surface of the container 15, while the other end of the line 23 is connected through an opening to the upper surface of the container 17. Devices comprising an air pump or blower 25 and an air valve 27 are connected to a line 23 to provide pressure to the line and tanks 15, 17. Line 23 and tanks 15, 17 form a closed system whose pressure can be selected by opening valve 27 and operating pump 25 until the desired 68193 pressure is reached. reached. The valve 27 is then closed. Alternatively, the valve 27 may be removed or left open and the pump 25 may be operated continuously at a selected power to maintain the desired pressure in the system. The pressure is preferably adjusted before the seawater is allowed to fill the tanks depending on the oscillating motion of the waves, as will be discussed later.

Kuten kuviossa 2 on esitetty, kumpikin säiliö voidaan jakaa useaan erilliseen osastoon. Säiliössä 15 voi olla 6 osastoa A, B, C, D, E ja F, jotka on erotettu toisistaan katkoviivoilla esitetyillä seinämillä 29. Säiliössä 17 voi vastaavasti olla osastot A', B', C, D', E1, ja F'; väliseinät merkitty 31. Säiliöparit ovat A ja A', B ja B' jne. Kun säiliöt on jaettu eri osastoihin, aaltojen vaikutus säiliöihin on pystytty minimoimaan.As shown in Figure 2, each container can be divided into several separate compartments. The container 15 may have 6 compartments A, B, C, D, E and F separated by dashed walls 29. The container 17 may have compartments A ', B', C, D ', E1, and F', respectively; partitions marked 31. The pairs of tanks are A and A ', B and B', etc. When the tanks are divided into different compartments, the effect of the waves on the tanks has been minimized.

Jokainen osastopari on liitetty yhteen eri johdoilla, jotka on merkitty 33:11a kuviossa 2. Näin ollen osastopari A, A’ muodostaa suljetun painejärjestelmän, kuten kuviosta 2 voidaan nähdä. Myös muut osastoparit on kytketty keskenään samalla tavalla. Ilmanpaineen ohjaamiseen kaikkiin osastopareihin voidaan käyttää yhteistä puhallin-ja putkijärjestelmää (ei esitetty kuvioissa).Each pair of compartments is connected together by different lines marked 33 in Figure 2. Thus, the pair of compartments A, A ’forms a closed pressure system, as can be seen in Figure 2. The other compartment pairs are also connected to each other in the same way. A common fan and pipe system (not shown in the figures) can be used to control the air pressure in all compartment pairs.

Oikaisumomentin keksinnön mukainen pieneneminen kun alus on joutunut kallelleen perustuu siihen, että vesi täyttää aluksen toisella puolella olevan säiliön ja että vastakkaisella puolella olevasta säiliöstä poistuu suunnilleen sama määrä vettä, koska järjestelmässä on vapaasti yhdistävä, ilmalla täytetty johto. Tämän vuoksi säiliöiden 15, 17 sijaintia ja muotoa voidaan muuttaa kuvioissa 3B, 3C ja 3D (pumppua 25 ja venttiiliä ei esitetty) esitetyillä tavoilla. Kuviossa 3B säiliöt ovat aluksen pohjassa, mutta sen rungon sisällä. Tätä menetelmää voidaan suorittaa rakenteilla oleviin uusiin aluksiin. Kuviossa 3C säiliöt 15, 17 ovat rungon ulkopuolella, joko aluksen pohjassa tai sen lähellä. Tätä ja kuvion 3A esittämää konstruktiota on edullista soveltaa vanhoja laivoja uusittaessa, koska laivan alkuperäiseen runkoon ei juuri tarvitse tehdä muutoksia. Kuviossa 3D on vielä eräs vaihtoehto. Siinä säiliöt 15, 17 ovat osittain rungon sisällä ja osittain sen ulkopuolella, aluksen pohjassa tai sen lähellä.The reduction in righting moment according to the invention when the vessel is tilted is based on the fact that the water fills the tank on one side of the vessel and that approximately the same amount of water leaves the tank on the opposite side because the system has a free connecting, air-filled line. Therefore, the position and shape of the tanks 15, 17 can be changed as shown in Figs. 3B, 3C and 3D (pump 25 and valve not shown). In Figure 3B, the tanks are at the bottom of the vessel, but inside its hull. This method can be performed on new vessels under construction. In Figure 3C, the tanks 15, 17 are outside the hull, either at or near the bottom of the vessel. This and the construction shown in Figure 3A are advantageous to apply when renovating old ships, as there is little need to make any changes to the original hull of the ship. There is another option in Figure 3D. In it, the tanks 15, 17 are partly inside and partly outside the hull, at or near the bottom of the vessel.

Kaikki nämä neljä rakennetta perustuvat kuitenkin samaan periaatteeseen, ts. aluksen kallistuessa sen alaspäin painuneen kyljen puoleinen säiliö täyttyy ja vastakkaisella puolella oleva säiliö tyhjenee. Tämä painolastivesimäärän vaihtuminen säiliöissä aiheuttaa taas sen, että kallistumisvääntömomentti vaikuttaa samaan suuntaan kuin ns. sovellettu vääntömomentti. Tästä syystä tietylle kallistus- 6 681 93 kulmalle tarvittava sovellettu vääntömomentti pienenee, ts. palautus-vääntömomentti pienenee, ja perusheilunta-aika pitenee.However, all four of these structures are based on the same principle, i.e., as the vessel tilts, the tank on the downward side is filled and the tank on the opposite side is emptied. This change in the amount of ballast water in the tanks again causes the heeling torque to act in the same direction as the so-called applied torque. Therefore, the applied torque required for a given tilt angle of 6,681,930 is reduced, i.e., the return torque is reduced and the basic oscillation time is increased.

Kuvioiden 1-3D esittämien järjestelmien toiminnat on helppo ymmärtää kuvioiden 3A ja 4 avulla. Kuten kuviosta 3A voidaan todeta, aluksen 11 säiliöt 15, 17 täytetään paineilmalla pumpulla 25, niin että meren ollessa tyyni säiliöt ovat suunnilleen puolillaan vettä, kuten veden pinta 35 osoittaa. Kun alus 11 pyrkii kallistumaan akselissaan 2 myötäpäivään (kuv. 4) säiliö 17 täyttyy vedellä, jolloin siinä oleva ilma siirtyy johtoa 23 pitkin säiliöön 15. Säiliön 15 lisääntynyt ilmamäärä pakottaa veden tulemaan tällöin ulos säiliöstä, jolloin veden pinta laskee pisteestä 35 pisteeseen 37. Tänä aikana venttiili 27 on joko kiinni tai auki pumpun toimiessa sekä pitäessä säiliöiden ja johdon ilmanpaineen vakiona. Näin ollen säiliöstä 17 poistunut ilmamäärä on siirtynyt säiliöön 15. Kun alus kallistuu vastapäivään, säiliö 15 täyttyy vedellä ja säiliö 17 tyhjenee.The functions of the systems shown in Figures 1-3D are easy to understand with reference to Figures 3A and 4. As can be seen from Figure 3A, the tanks 15, 17 of the vessel 11 are filled with compressed air by a pump 25, so that when the sea is calm the tanks are approximately halfway through the water, as indicated by the water surface 35. As the vessel 11 tends to tilt its axis 2 clockwise (Fig. 4), the tank 17 fills with water, whereby the air in it passes along the line 23 to the tank 15. The increased amount of air in the tank 15 then forces the water to come out of the tank, dropping from 35 to 37. during which the valve 27 is either closed or open while the pump is running and the air pressure in the tanks and line is kept constant. Thus, the amount of air leaving the tank 17 is transferred to the tank 15. When the vessel tilts counterclockwise, the tank 15 fills with water and the tank 17 empties.

Kun säiliö 17 täyttyy vedellä aluksen kallistuessa myötäpäivään, aluksen oikaisumomentti pienenee, ts. aluksen pyrkimys päästä takaisin pystysuoraan asentoon kallistumisen alettua pienenee, jolloin aluksen heiluntakallistumisliike myös hidastuu ja aluksen kallistumis-periodi pitenee. Tyypillisessä merenkäynnissä, jolloin aaltoliikkeellä on 7 sekunnin periodi, keksinnön mukaisella järjestelmällä aikaansaatu aluksen heiluntaperiodi pitenee n. 12 sekunniksi. Koska aluksen heiluntaperiodi on tuntuvasti pitempi kuin aaltoliikkeen periodi, aaltojen vaikutus alukseen jää paljon pienemmäksi.When the tank 17 is filled with water as the vessel tilts clockwise, the vessel's righting moment decreases, i.e. the vessel's tendency to return to the vertical position after heeling begins to decrease, whereby the vessel's heeling motion also slows down and the vessel's heeling period lengthens. In typical navigation, where the wave motion has a period of 7 seconds, the oscillation period of the vessel provided by the system according to the invention is extended to about 12 seconds. Because the period of oscillation of the vessel is considerably longer than the period of wave motion, the effect of the waves on the vessel remains much smaller.

Aluksen oikaisumomentin vähentäminen keksinnön mukaista menetelmää soveltaen (meri on tyyni) pienentää myös heiluntavääntömoment-tia, kun merellä on jaksottainen aaltoliike. Säiliöt 15, 17 mitoitetaan siten, että kun niihin on pumpattu ilmaa, tietty positiivinen metasentrinen korkeus on vielä olemassa (tietty positiivinen oikaisu-momentti) . Aallokon ollessa jaksoittainen, alus 11 saattaa kallistua liikaa, jos oikaisumomenttia pienennetään kohtuuttomasti. Näin voi käydä etenkin silloin, kun merellä käy kova tuuli. Keksinnön mukaisen järjestelmän huomattavana turvallisuustekijänä voidaankin mainita, että säiliön korkeus ja säiliössä aluksi oleva veden "lepotaso" (esim. säiliö 17) valitaan niin, että aluksen kallistuessa hyvin paljon säiliö täyttyy kokonaan. Kun säiliö on täynnä vettä, alus saa takaisin normaalin kantavuutensa ja oikaisumomentti kasvaa nopeasti kulmasiir-tymän funktiona, niin ettei alus pääse kaatumaan.Reducing the ship's righting torque by applying the method according to the invention (the sea is calm) also reduces the oscillating torque when there is a periodic wave motion at sea. The tanks 15, 17 are dimensioned so that when air has been pumped into them, a certain positive metacentric height still exists (a certain positive righting moment). When the wave is intermittent, the vessel 11 may tilt too much if the correction torque is reduced unreasonably. This can happen especially when there is a strong wind at sea. As a significant safety factor of the system according to the invention, it can be mentioned that the height of the tank and the initial "rest level" of the water in the tank (e.g. tank 17) are chosen so that when the vessel tilts very much the tank is completely filled. When the tank is full of water, the vessel regains its normal carrying capacity and the righting moment increases rapidly as a function of the angular displacement so that the vessel cannot tip over.

Kuvioiden 3C ja 3D säiliöt ovat avopohjaraker.netta, ts. veden alla olevia ulkonemia. Säiliöihin järjestetään tietty ilmanpaine, jaThe containers of Figures 3C and 3D are open bottom structures, i.e., underwater protrusions. The tanks are provided with a certain atmospheric pressure, and

IIII

7 68193 kallistuminen tai aallon kohtaaminen aiheuttaa sen, että säiliöiden vesi nousee ja laskee, jolloin palautusvääntömomentti (ts. oikaisu-momentti) pienenee ja peruskallistumaperiodi pitenee, kuten jo aikaisemmin selostettiin. Kuitenkin tällaisissa tapauksissa ne vääntömo-mentit, jotka syntyvät aaltoihin liittyvien voimien vaikutuksesta veden alla olevien säiliöiden yläpintaan, ovat vastavoimia niille vääntömomenteille, jotka aaltovoimat synnyttävät aluksen runkoon.7 68193 tilting or encountering a wave causes the water in the tanks to rise and fall, thereby reducing the return torque (i.e., righting torque) and lengthening the base tilt period, as previously described. However, in such cases, the torques generated by the wave-related forces on the top surface of the underwater tanks are counterbalances to the torques generated by the wave forces on the hull.

Tästä on taas seurauksena, että aaltojen vaikutuksesta alukseen kohdistuvat voimat pienenevät, kuten sisäsäiliörakenteidenkin ollessa kyseessä.As a result, the forces exerted on the vessel by the waves are reduced, as in the case of inner tank structures.

Kuviossa 5 nähdään vertailua vähentyneen oikaisumomentin vaikutuksesta alukseen 11, kun on käytetty keksinnön mukaista järjestelmää. Käyrä 37 esittää siinä kallistusamplitudin ja aallon jyrkkyyden (wave slope) välisen suhteen, kun kysymyksessä on alus, jota ei ole vielä stabiloitu. Sen sijaan käyrä 39 esittää po. keksinnön mukaan stabiloidun aluksen 11 amplitudin. Stabiloimattoman aluksen kallistusamplitudin käyrän resonanssihuippu on 7 sekunnin kohdalla. Aaltoliikkeellä on avomerellä yleensä myös 7 sekunnin periodi. Tästä johtuen, ellei alusta stabiloida, sen kallistusamplitudi on sen resonans-sikärjen maksimipisteessä P tai lähellä sitä. Sen sijaan stabiloidun aluksen 11 resonanssihuippu tulee suunnilleen 12 sekunnin kohdalle. Tämä periodi onkin edelliseen verrattuna tuntuvasti pitempi. Näin ollen stabiloitu alus toimii 17 sekunnin aalloilla käyrän 39 kohdassa S. Kallistusamplitudi pienenee siten enemmän kuin 1/6:een stabiloimattoman aluksen vastaavaan arvoon verrattuna.Figure 5 shows a comparison of the effect of the reduced righting torque on the vessel 11 when the system according to the invention is used. Curve 37 shows the relationship between the tilt amplitude and the wave slope for a vessel that has not yet been stabilized. Instead, curve 39 shows po. the amplitude of the vessel 11 stabilized according to the invention. The resonance peak of the unstabilized vessel tilt amplitude curve is at 7 seconds. Wave motion on the high seas usually also has a period of 7 seconds. Therefore, unless the substrate is stabilized, its tilt amplitude is at or near the maximum point P of its resonant tip. Instead, the resonant peak of the stabilized vessel 11 arrives at approximately 12 seconds. This period is considerably longer than the previous one. Thus, the stabilized vessel operates at 17 second waves at point S of curve 39. The tilt amplitude thus decreases by more than 1/6 compared to the corresponding value of the unstabilized vessel.

Alus 11 on n. 112,5 m pituinen proomu. Kumpikin säiliö 15, 17 on n. 82,5 m pituinen ja jaettu useaan yhtä suureen osastoon. Kummankin säiliön leveys on 3 - 3,6 m ja korkeus 1,8 - 2,1 m.Vessel 11 is a barge about 112.5 m long. Each tank 15, 17 is about 82.5 m long and divided into several equal compartments. Each tank is 3 to 3.6 m wide and 1.8 to 2.1 m high.

Vaikkakin alus 11 on esitetty proomuna, voidaan muunkin tyyppisiä aluksia stabiloida keksinnön periaatteiden mukaisesti. Tällaista stabilointijärjestelmää voidaan esimerkiksi soveltaa kolmion tai suorakulmion muotoisiin öljynporausaluksiin. Säiliöt voidaan järjestää symmetrisesti aluksen geometriseen keskukseen nähden (ts. kolmi-kulmaisesti aluksen kärkiin tai suorakulmion muotoisen aluksen kulmiin) . Jos alus halutaan stabiloida sekä pitkittäis- että poikittais-suunnassa tapahtuvaan keinumiseen nähden, kaikki säiliöt voidaan kytkeä yhdessä ao. johdoilla paineilmalähteeseen. Tällä järjestelyllä pystytään vähentämään molempiin em. suuntiin liittyviä oikaisumoment-te ja.Although vessel 11 is shown as a barge, other types of vessels can be stabilized according to the principles of the invention. Such a stabilization system can be applied, for example, to triangular or rectangular oil rigs. The tanks may be arranged symmetrically with respect to the geometric center of the vessel (i.e., triangularly to the tips of the vessel or to the corners of a rectangular vessel). If it is desired to stabilize the vessel with respect to both longitudinal and transverse rocking, all the tanks can be connected together by means of the respective lines to the compressed air source. With this arrangement, it is possible to reduce the correction torques associated with both directions.

Claims

A system for damping the movements of a floating vessel (11), comprising a plurality of tanks (15, 17) located beneath the waterline (13) of the vessel, characterized in that each tank (15, 17) is dimensioned to be filled and filled. of water through an opening substantially in the same phase with the oscillation movement of the vessel relative to the water surface during each oscillation period of the oscillation movement of the vessel, that at least two tanks (15, 17) are interconnected near upper portions thereof with a conduit (23), forming a continuous free passive air duct between these tanks and connecting to the conduit (23) by means known per se (25, 27) with which the tanks (15, 17) and conduit (23) may optionally be pressurized to provide selected water levels in the tanks during the vessel's oscillation movement to reduce the vessel's straightening torque (11) and to extend the oscillation period of the vessel beyond the period of action of the vessel.

System according to claim 1, characterized in that the tanks (15, 17) are placed in the bottom of the vessel (11).

3. A system according to claim 1, characterized in that the height of each tank (15, 17) is selected so that during one section of the oscillating movement of the vessel (11), each tank can be completely filled and emptied to prevent the vessel's edge ring, by by rapidly increasing the ship's rectifying mornings as a function of the ship's angular displacement after the section of the period when a tank is completely filled.

4. A system according to claim 1, characterized in that the vessel (11) has a axis of symmetry (22) and that the tanks (15, 17) are arranged at a fixed distance from each other on opposite sides of said axis.

System according to claim 4, characterized in that said conduit (23) forms separate continuous free air ducts between each tank pair (15, 17).

System according to claim 5, characterized in that the conduit (23) comprises a continuous open pipe (23), which connects each tank pair (15, 17). Il 13 681 93

7. A system according to any of the preceding claims, characterized in that for regulating the pressure in the tanks (15 # 17) means (25, 27) in the desired manner provide an adjustable air pressure in them, such that water fills completely one of the tanks during a section of the period of the vessel (11) oscillation movement to prevent the vessel's edge ring, thereby rapidly increasing the vessel's torque as a function of the vessel's angular displacement after the section of the period during which the tank is completely filled.

System according to claim 7, characterized in that the means (25, 27) by which a certain air pressure is produced in the tanks (15, 17) comprise an air pump (25) and valve means (27) arranged to isolate the air pump. from said line (23).

System according to claim 2, characterized in that the tanks (15, 17) are arranged within the hull of the ship (11).

System according to claim 1, characterized in that the tanks (15, 17) are arranged on the sides of the hull of the ship (11).

System according to claim 10, characterized in that the tanks (15, 17) are arranged partially within the hull of the ship (11).

Method for dampening the movements of a seagoing ship (11) by disposing therein two tanks (15, 17) below the water surface (13) on opposite sides of the ship's axis of symmetry (22), characterized in that a tank (15) , 17) is filled with water at a first water level at the same rate as the tank in question sinking deeper during the vessel's oscillation period and at the same time the vessel's second tank (15, 17) is emptied at a second water level corresponding to the aforementioned second tank filling during the time of the ship's oscillation movement period by directing the air forced from the first tank by the water to the second tank along a conduit (23) which forms a continuous free passive air duct, for reducing the straightening moment of the vessel (11) and for extending the oscillation period of the vessel over the sea .

13. A method according to claim 12, characterized in that both the tanks (15, 17) and the conduit (23) are pressurized by a predetermined air pressure, to select the first and second water levels during the time of filling of the tanks. and emptying steps.

14. A method according to claim 12 or 13, characterized in that each tank (15, 17) is filled completely to prevent the edge of the vessel (11), when the tank has sunk a predetermined distance deeper into the tank. the water, whereby a rapid increase of the vessel's torque is achieved as a function of the vessel's angular displacement, since the tank is belt filled.

15. A method according to claim 12 or 13, characterized in that both tanks (15 or 17) are filled completely corresponding to a predetermined angular displacement of the vessel (11) for a rapid increase of the vessel's torque. as a function of the angular displacement and to prevent the vessel's edge ringing when the tank is completely filled.

Method according to any of the preceding claims 12-15, characterized in that one tank (15, 17.) is continuously filled in the filling stage all the way to the first water level at the same rate as the tank drops into the water during the vessel's oscillation period and in the emptying step simultaneously. correspondingly, the second tank (15, 17) is continuously discharged to the second water level, which corresponds to the filling of the first tank during the same oscillation movement of the vessel, by conducting the air forced out of the tank being filled to the said second tank via the conduit (23). ), which forms a continuous free passive airway.

A system for attenuating the movements of a sea-going vessel (11), comprising a axis of symmetry (22), characterized in that a plurality of tanks (15, 17) are arranged in the form of separate tanks (15, 17). pairs on opposite sides of the aforementioned shaft and below the waterline (13), the bottom portion of each tank (15, 17) being substantially completely open to the sea and which are dimensioned to be filled and emptied at the same rate with the ship's oscillation relative to the sea surface during the time for all the oscillation movements of the ship, to the conduits (23) of the upper surfaces of the tanks, which form separate continuous free passive air ducts between each tank pair (15, 17) and which conduits (23) comprise a continuous open pipe (33) connecting each of a tank pair (15, 17), and connecting to the conduits (23) by means known per se (25, 27) to achieve a selected air pressure in the tanks (15, 17) and the conduits ( 27), whereby in 11