FI76528B - Foerfarande foer bestaemning av ett fartygs djupgaoende. - Google Patents

Description

76528

MENETELMÄ ALUKSEN SYVÄYDEN MÄÄRITTÄMISEKSI - FÖRFARANDE FOR BESTÄMNING AV ETT FARTYGS DJUPGÄENDE

Tämän keksinnön kohteena on menetelmä aluksen syväyden määr i ttämiseksi.

Aluksen syväydellä (Draft) tarkoitetaan pystysuoraa etäisyyttä kölin alareunasta vesilinjaan. Keskisyväys on keula-syvä yden ja peräsyväyden keskiarvo.

Rungon taipumisesta (Hogging ja Sagging) johtuen em. keskiarvo harvoin vastaa keskilaivan todellista syväyttä ja myös aluksen keskikohdan syväyslukemat pitää huomioida kummallakin puolella laivaa. Keulan, perän ja keskilaivan syväyslu-kemia sekä aluksen rekisteröintimaan merenkulkuviranomais-ten hyväksymiä aluskohtaisia taulukoita ja tarkoitukseen sovellettuja matemaattisia kaavoja avuksi käyttäen määritetään aluksen uppoama }a kuollutpaino (DW), josta laivan tunnetut painot vähentämällä saadaan lopuksi lastimäärä.

Aluksen syväys voidaan myös määrittää ennen ja jälkeen lastausta, jolloin uppoamien erotuksesta saadaan lastin paino määritettyä. Syväyslukemien tarkka arvioiminen on kaikissa tapauksissa ensiarvoisen tärkeää.

Syväysmääritystä varten on aluksen vesilinjan tuntumassa sen keulassa, molemmissa kyljissä sekä perässä lastimerkit määräetäisyyksin toisistaan kansainvälisen lastiviivasopi-muksen mukaisesti. Syväysmääritys tehdään yksinkertaisesti toteamalla missä kohtaa asteikkoa senhetkinen vesilinja on. Aluksen kallistuma saadaan otettua huomioon tarkastamalla kaikki laivanrungon eri puolille maalatut asteikot.

Edellä kuvattu traditionaalinen tapa tarkistaa syväyttä on hankala, tyynelläkin säällä, jolloin saatavat tulokset ovat vielä kohtuullisen tarkkoja, on käytettävä tikkaita tai venettä vesilinjan korkeuden määrittämiseksi eri kohdin aluksen runkoa. Kuten usein on asian laita, merenpinta ei ole tasainen, vaikka varsinaisesta myrskystä ei olekaan 2 76528 kyse tai vaikka alus on satamassa.

Suuret alukset (yli 200 m pituisia) usein lastaavat ja purkavat osan lastiaan avoimella redillä sataman ulkopuolella suuren syväytensä vuoksi. Tällöin merenkäynti (tuulen aiheuttama aallokko, eri suunnista tuleva vanha maininki sekä merivirrat) aiheuttaa sen, että syväyslukemia on mahdoton määrittää tarkasti, vaikka alus ei keinukaan. Sattuu tapauksia, että lastinomistajän tai jonkun muun osapuolen haluamaa syväyteen perustuvaa kuolleen painon määritystä (DW) ei voidakaan suorittaa juuri sääolosuhteiden takia.

Normaalissakin olosuhteissa asettaa oikeiden lukemien määritys suuret vaatimukset tarkastusta suorittavan henkilön arviointikyvylle. Satamassa voi toisen puolen keskilaivan merkki olla sellaisessa asemassa laiturirakennelmien suhteen, että lukeminen on mahdotonta ilman aluksen siirtoa. Toisella puolella alusta voi olla proomuja tai uivia lastauslaitteita juuri lastimerkkiä vasten. Kaikki ylimääräiset siirtämistoimenpiteet ovat aikaa vieviä ja kalliita ottaen huomioon nykyisten satamien käsittelynopeus. Tehokkaissa, moderneissa satamissa lastaavat suuret irtolasteja kuljettavat bulkkerit ja tankkerit hyvin nopeasti, esim.

35,000 tonnia malmia tai hiiltä muutamassa tunnissa.

Aluksen saattaminen määrättyyn syväyteen ja trimmiin (trimmi* viippaus* keula- ja peräsyväyden ero) tarvitaan jatkuvaa silmämääräistä tarkkailua aluksen keulassa ja perässä, mikä tehtävä vaatii nopeissa ja vaikeissa tilanteissa kolme kansipäällystöön kuuluvaa: yksi keulassa, toinen perässä ja kolmas valvomaan lastausta. Tarkkailijat kommunikoivat radiopuhelimilla, perän syväydestä huolehtiva perämies joutuu usein riippumaan narutikkailla. Joskus ei riita tällainen tehostettu tarkkailukaan ja havaitaan lastauk- 3 76528 sen loputtua aluksen makaavan jossain muussa kuin halutussa syväydessM ja trimmissä, mikä saattaa aiheuttaa sen, että laiva ei pääse ulos lastaussatamasta tai ei voi mennä aiottuun purkaussatamaan ennen syväyden tai trimmin korjaamista lastia siirtämällä tai purkamalla.

On huomattava, että kyseessä ovat huomattavat taloudelliset arvot. Esim. 35,000 DW- tonnin bulk- carrierissa 1 cm uppoumaa vastaa n. 40 tonnin painoa, puhumattakaan 250,000 tonnin superaluksista, joissa pienet syväysvirheet aiheuttavat satojen tonnien eron todellisesta kuolleesta painosta.

Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada aluksen syväyden määrittämiseksi menetelmä, jonka avulla edellä mainituista haitoista vältytään. Keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiassa tunnusomaista se, mitä jäljempänä olevissa patenttivaatimuksissa on esitetty.

Nestepatsaan korkeus alukseen nähden voidaan määrittää esim. määrättyjen kannen tai kölin pisteisiin nähden. Keksinnön mukaisella menetelmällä saavutetaan useita merkittäviä etuja:

Ensinnäkin mittaustulosten arviointivaikeudet poistuvat, koska merenpinnan alapuolelta johdettu vesipatsas mittaus-putkessa on vakaa ja riippumaton merenpinnan liikehdinnästä. Mittaustulos on luotettava ja riippuu ainoastaan aluksen syväyksestä. Toiseksi mittaustuloksen lukeminen voi tapahtua yksinkertaisesti putken yläpäästä eikä itse vesi-linjasta, jolloin veneiden, tikkaiden ym. käytöstä välty- 4 76528 tään, mikä myös säästää aikaa. Kolmanneksi nestepatsaan korkeuden rekisteröinti on keksinnön myötä mahdollista järjestää sähköisesti toimivaksi, mikä avaa mahdollisuudet jatkuvaan ja automaattiseen tarkkailuun ja ilmaisuun. Nykyisissä laivoissa oleva tietokonekanta pystyy helposti valvomaan esim. koko syväysmääritykseen tarvittavat neljä mittausputkea yhtäaikaisesti, jolloin koko syväyemääritys kallistumat huomioituna saadaan "nappia painamalla" esim. komentosillalla näkyviin.

Keksinnön mukaisen menetelmän eräälle edulliselle sovellu-tusmuodolle on lisäksi tunnusomaista se, että vesi otetaan sopivasta konehuoneen venttiilistä ja johdetaan putkilla halutuissa kohdissa aluksessa sijaitseviin pystysuoriin syväyden mittausputkiin.

Monissa aluksissa sopivimmat vedenottoventtiilit sijaitsevat konehuoneessa, jossa venttiilit ovat valmiina konehuoneen pumppujen välityksellä syöttämään merivettä eri tarkoituksiin eri puolelle alusta. Mittaus voidaan siten yksinkertaisesti suorittaa avaamalla vedenottoventtiili ja mittausputkiin johtavien syöttöputkien venttiili, jonka jälkeen nestepatsaiden korkeudet luetaan. On tietenkin selvää, että poistumatta keksinnön puitteista vedenotto voidaan järjestää mihin kohtaan tahansa vesilinjan alapuolella joko jo olemassaolevan venttiilin kautta tai erikseen tätä tarkoitusta varten järjestetystä aukosta. Ylläoleva sovellutusmuoto esittää lähes kaikille aluksille soveltuvan yksinkertaisen järjestelyn.

Keksinnön mukaisen menetelmän muille edullisille sovellu-tusmuodoille on tunnusomaista se, mitä jäljempänä olevissa patenttivaatimuksissa on esitetty.

Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin esimerkin avul- 5 76528 la viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa

Kuv. 1 esittää kaaviomaisesti aluksen runkoa, joka on keskeltä auki leikattu ja johon keksinnön mukainen syväyden mittausputkisto on asennettu,

Kuv. 2 esittää kuvion 1 mukaisen aluksen poikkileikkausta kuvion 1 tasolla II-II,

Kuv. 3 esittää keksinnön erästä toista sovellutusmuotoa,

Kuv. 4a ja 4b esittävät muunnelman kuvion 3 mukaisesta sove1lutusmuodosta.

Kuv. 5 esittää eräs tapa toteuttaa nestepatsaan korkeuden tunnistaminen sähköisesti mittaputkessa,

Kuviossa 1 on esitetty tyypillinen rahtialuksen runko pöhjatankkeineen 1, lastiruumineen 2 ja konehuoneineen 3. Runkoon on tavanomaiseen tapaa maalattu syväysasteikot 4, jotka sijaitsevat keulassa, perässä ja kyljissä (ei näytetty). Ns. konstruktiovesilinjaa edustaa viiva 5. Kun aluksen syväys halutaan määrittää, avataan konehuoneen 3 pohjavent-tiili 6, jolloin merivesi pääsee virtaamaan putkistoon 7 mahdollisen sulkuventtiilin avaamisen jälkeen. Yhtyneitten astioiden periaatteen mukaisesti vesipatsas syväyden mit-tausputkissa 8 nousee yhtä korkeaksi kuin vedenpinta aluksen ympärillä. Koska pöhjaventtiili aina sijaitsee vedenpinnan alapuolella, on vesipatsas putkissa 8 vakaa ja riippuu vain mitattavasta suureesta, vesilinjan keskimääräisestä korkeudesta aluksen rungossa.

Syväyden mittausputket 8 ulottuvat vedensyöttöputkistosta 7 aluksen kannelle 9, josta käsin nestepatsaiden korkeus luetaan. Lukeminen voi tapahtua monella eri tavalla, esim.

6 76528 triviaalisesti jollakin putkiin laskettavilla mittatikulla tms. josta vesiraja erottuu sitä ylös vedettäessä, alaslas-kettavilla uimureilla tai erilaisin sähköisin anturein, joista kuvio 4 jäljempänä antaa yhden esimerkin. Voidaan myös ajatella, että mittausputki Θ on läpinäkyvä ja mittausalue on aluksessa järjestetty putkien kohdalla vapaaksi, jolloin nestepatsaan korkeus on suoraan todettavissa silmämääräisesti.

Kuviossa 2 on esitetty aluksen poikkileikkaus tasolta II-II, josta ilmenee aluksissa hyvin yleinen pohjarakenne sekä rungon kylkiin sijoitettujen syväyden mittaputkien 8 järjestelyt. Pohjatankit 1 on sijoitettu riviin putkitunne-lin 10 molemmin puolin. Putkitunneli on lähes koko aluksen pituinen ja sen kautta vedetään vesi- ym. putkistoja aluksen eri kohteisiin. Kuviossa 2 on tunneliin piirretty ainoastaan pöhjatankkien 1 täyttö- ja tyhjennysputki 11 sivuhaaroineen, sekä pystyputkien 8 syöttöputkisto 7. On huomattava, että pystyputkien ei tarvitse olla aivan pystysuorassa kuten kuviossa 2, vaan ne voivat myös esim. myö-täillä runkoa tai jopa olla sisäänrakennetut siihen, vieden siten mahdollisimman vähän tilaa.

Kuviossa 3 on esitetty keksinnön erästä toista sovellutus-muotoa, jossa menettelytapa on yksinkertaistettu siten, että se soveltuu erityisesti vanhoihin tai pieniin aluksiin, jossa edellä esitetty putkistojen veto ei haluta suorittaa. Aluksen kannessa on teline 12, joka voi olla myös siirrettävä. Telineen varteen on kiinnitetty putken tai letkun 13 toinen pää, ja sen toiseen päähän on ripustettu paino 14. Putki tai letku 13 on avoin molemmista päistään. Letku upotetaan kuvion mukaisesti veteen ja annetaan painon 14 suoristaa sitä. Sen jälkeen mitataan letkuun 13 nousseen vesipatsaan korkeus esim. jollakin edellä esitetyllä menetelmällä. Jos esim tiedetään etäisyys 7 76528 vesipatsaasta johonkin kannella olevaan kiinteään mittauspisteeseen ja tunnetaan aluksen kokonaiskorkeus, saadaan syväys helposti laskettua. Jos teline 12 on siirrettävä, tarvitaan välttämättä vain yhtä kuvion mukaista laitetta alusta kohti.

Kuviossa 4a on esitetty muunnos ylläolevasta sovellutusmuo-dosta, jossa telineestä 19 on ripustettu jäykkä syväyden mittausputki 18. Syväyttä voidaan määrittää joko silmämääräisesti, jolloin putki 18 on läpinäkyvä, tai antureita tms. apulaitteita hyväksi käyttäen. Kuviossa 4b on esitetty suurennettuna osa kuviosta 4a, jossa näkyy nestepatsaan pinta 20 ja lastimerkinnän desimetriasteikko 21.

Kuviossa 5 on esitetty pieni osa syväyden mittausputkesta 8 halki leikattuna. Putken toiselle puolelle on sijoitettu valodiodielementtejä (LEO) 15 päällekkäin yhtenäisen valo-diodirivin aikaansaamiseksi. Valodiodit ovat edullisimmin linssillä varustettuja. Valon intensiteetin hyväksikäyttämiseksi ja sen suuntaamiseksi on putken 8 seinämään tehty reikiä 16 joiden päähän diodit ovat tiivistetysti sijoitetut. Reijät voidaan myös peittää ohuella, läpinäkyvällä kalvolla (ei esitetty). Putken vastakkaisella puolella on vastaavasti sijoitettu valoherkistä puolijohteista, kuten fototransistoreista koostuvia elementtejä 17.

Fototransistoreihin liitetyn tavanomaisen logiikan (esim. operaatiovahvistin kytkettynä vertailujännitteeseen) rat-kaisukynnys säädetään siten, että putken ollessa tyhjä fototransistoriin suunnattu valo pitää transistorin hyvin johtavana ja logiikan "off- tilassa, kun taas puhtaankin veden aiheuttama intensiteetin väheneminen ja valosäteen taittuminen aikaansaa logiikassa "on”- signaalin merkiksi siitä, että vesi on noussut yli ao. kohdan. Tarkkailemalla kaikkia valodiodi- fototransistoripareja tällä tavalla, 8 76528 saadaan logiikan avulla määritettyä missä vesipatsaan pinta on mittausputkeesa 8. Nykyisten pakkaustekniikoiden avulla on mahdollista aikaansaada hyvinkin tiheitä valosilmärivis-töjä. Tarkkuusvaatimukeia vastaan on kuten aina asetettava suunnittelunäkökohdat, esim. valosilmät eivät saa häiritä toisiaan. Tämä on kuitenkin ammattimiehen normaaliin työhön kuuluvaa asiaa, johon ei puututa tässä lähemmin. On myös selvää, että muunkinlaisia nestepinnan korkeuden tunnista-miselimiä on keksinnön puitteissa mahdollista käyttää, esim. mekaanisia antureita kuten elohopeakytkimiä.

Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön eri sovellu-tusmuodot eivät rajoitu ainoastaan yllä esitettyyn esimerkkiin, vaan voivat vaihdella jäljempänä esitettävien patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (2)

9 76528

1. Menetellä aluksen syväyden määrittämiseksi, Jossa menetelmässä aluksen konstruktiovesilinjan (5) suhteen olennaisesti kohtisuorassa oleviin eri puolilla alusta sijaitseviin syväyden mittausputkiin (8,13,18) Johdetaan vettä alusta ympäröivästä vesistöstä, Jolloin yhtyneiden astioiden perusteella putkiin (8,13,18) nousseiden nestepatsaiden korkeuksista (20) määritetään aluksen vesi linjan korkeus, tunnettu siitä, että aluksen keulaan, ainakin sen toiseen laitaan tai pituuspystyhaIkäisiJan kohdalle keskilaivaan sekä sen perään sijoitettuihin syväyden mittausputkiin (8) pumpataan syväyden mittaustilanteessa vettä ympäröivästä vesistöstä siten, että putkistossa mahdollisesti ollut vanha vesi on ainakin olennaisesti korvautunut tuoreella, jolloin putkistossa olevan tuoreen veden ominaispaino ja lämpötila on sama kuin alusta ympäröivän veden, jolloin aluksen tarkka kokonaissyväys lasketaan putkiin (8) nousseiden nestepatsaiden korkeuden perusteella.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että syväyden mittausputkiin (8) pumpattava vesi otetaan yhdestä tai useammasta, tarpeen vaatiessa eri syvyyksissä olevista venttiileistä siten, että putkissa (8) oleva vesi mittaustilanteessa vastaa alusta ympäröivää vettä,