FI78432C - Anlaeggning foer isbrytande fartyg. - Google Patents

Description

78432 1 Laitteisto jäätäsärkevässä aluksessa AnlHggnlng för isbrytande fartyg 5

Keksinnön kohteena on laitteisto jäätäsärkevässä aluksessa, joka käsittää aluksen rungon sekä tarvittavat propulsiolaitteet, kuten työntö-potkurit, aluksen jäähän avaaman väylän saamiseksi vapaaksi särjetystä jäämassasta.

10

Nykyiset jäänmurtajat ovat miltei poikkeuksetta yksirunkoisia ja yksi-kölisiä. Murtajien keulalle on ollut ominaista suippo keulanmuoto, vaikkakin tällä muodolla on erityisesti kiintojäähän väylää avattaessa yleisesti tunnetut haittapuolensa. Poikkileikkaukseltaan likimain kiilamainen ja 15 kalteva keulavannas nousee tosin potkurityönnön johdosta kiintojään päälle ja särkee sen massallaan, mutta tällöin jää särkyy vain keskeltä. Tämän jälkeen väylä täytyy vielä laajentaa laivan levyiseksi, jolloin tullaan ns. olkavaikutukseen, joka vaatii erittäin paljon tehoa. Tunnettu epäkohta on lisäksi siinä, että kapeassa väylässä kllntojäästä irti murretut jää-20 lohkareet juuttuvat kiinni laivan kyljen ja kiinteän jääpeitteen väliseen ahtaaseen tilaan ja aiheuttavat suuren kitkan. Murtotehon parantamiseksi on kokeiltu myös suhteellisen leveitä keulaosan muotoja, jotka onkin havaittu hyviksi erityisesti kiintojäätä murrettaessa. Yleisenä ja ennestään tunnettuna haittapuolena kaikissa nykyisin käytössä olevissa murtajissa 25 on kuitenkin se, että murtajat eivät työnnä avatusta väylästä jäälohkareita sivuun, vaan särjetty jäämässä jää kaikki aluksen vanaveteen, josta on seurauksena se, että väylän avaamisen jälkeen väylä jäätyy umpeen jo muutaman päivän (n. 1-2 viikkoa) kuluttua siten, että väylään muodostunut jää on jopa paksumpaa kuin kiintojää.

30

Edellä selostettuun ongelmaan on myös aikaisemmin yritetty löytää erilaisia ratkaisuja. Esim. DE-hakemusjulkaisussa 2 112 334 on esitetty jäätä murtava alus, jossa aluksen pohjaan on asennettu "aura", jonka tarkoituksena on saada särjetty jäämässä pois avatusta väylästä kiintojään reunan alle. Tämä ratkaisu el kuitenkaan toimi moitteettomasti, sillä vaikka särjetty jäämässä saadaan ainakin osittain siirtymään kiintojään reunan alle, jäämässä jää kiintojään reunan välittömään läheisyyteen, 2 78432 1 josta se varsin helposti "pulpahtaa" takaisin avattuun väylään. Lisäksi koska jäämässä jää aivan kiintojään reunan läheisyyteen, on tästä seurauksena se huomattava haittapuoli, että jään paksuus väylän reunalla kasvaa huomattavan suureksi. Kun muutaman päivän kuluttua väylän avaa-5 misesta on särjetty jäämässä lisäksi jäätynyt kiinni kiintojäähän, vaikeuttaa se huomattavasti mahdollista jälkeenpäin suoritettavaa väylän leventämistä. Ongelmaa on yritetty ratkaista myös muulla tavoin, esim. erilaisia elimiä aluksen pohjaan kiinnittämällä. Tällaisia ratkaisuja on kuvattu mm. suomalaisessa patenttihakemuksessa no 750479. Mainitussa 10 FI-hakemuksessa esitetyt ratkaisut eivät kuitenkaan ole toimintavarmoja, koska ne ovat erittäin alttiita rikkoutumaan särjetyn jäämassan vaikutuksesta. Mainitun FI-julkaisun mukaiset ratkaisut eivät myöskään siirrä särjettyä jäämassaa riittävän kauaksi avatusta väylästä.

15 Nyt esillä olevan keksinnön tarkoituksena on saada aikaan olennainen parannus ennestään tunnettuihin ratkaisuihin nähden ja saada aikaan jäätä särkevä alus, jolla avattu väylä saadaan särjetystä jäämassasta olennaisesti vapaaksi siten, että särjetty jäämässä siirtyy riittävän kauaksi pois avatusta väylästä. Tämän toteuttamiseksi on keksinnölle 20 pääasiassa tunnusomaista se, että mainittu laitteisto käsittää laitteiston keulasta jonkin matkaa taaksepäin ja vesirajan alapuolelle sovitetun, jäiltä suojatun vesitilan ja mainitun vesitilan jälkeen järjestetyt ja vesitilaan yhteydessä olevat kanavat, jotka ulottuvat aluksen pituussuuntaisesta keskilinjasta viistosti alaspäin ja taaksepäin ja jotka 25 avautuvat aluksen kummallakin sivulla vesirajan alapuolella, joihin kanaviin on aluksen pituussuuntaisen keskilinjan välittömään läheisyyteen asennettu voimalaitteella käytettävät poistopotkurit, jotka saavat aikaan kanavissa virtauksen, joka siirtää särjetyn jäämassan mukanaan kiintojään reunan alle.

30

Keksinnön eduista voidaan tuoda esiin mm. se, että keksinnön mukaisella ratkaisulla saadaan avattu väylä vapaaksi särjetystä jäämassasta, jolloin väylä pysyy avoimena huomattavasti kauemmin kuin tavanomaisilla menetelmillä muodostetut väylät. Tämä johtuu siitä, että avattuun väylään ei 35 jää irtonaista jäämassaa, jolloin väylän umpeenjäätyminen on huomattavasti hitaampaa. Keksinnön mukaisen aluksen rungon muodon ansiosta on aluksen kulku lisäksi vakaata ja alusta voidaan käyttää myös erittäin matalissa 3 78432 1 vesistöissä ilman että potkurit joutuisivat pohjakosketukseen. Aluksen runko on lisäksi muotoiltu siten, että alus soveltuu käytettäväksi esim. puskuhinaajana.

5 Keksintöä selostetaan seuraavassa esimerkin avulla oheisen piirustuksen kuvioihin viittaamalla.

Kuvio 1 esittää täysin kaaviomaisesti keksinnön mukaista alusta pohjan suunnasta katsottuna.

10

Kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaista alusta keulasta päin katsottuna.

Kuvio 3 esittää kuvion 1 mukaista alusta perästä katsottuna.

15 Kuvio 4 esittää kaaviomaisesti kuvion 1 mukaista alusta sivulta katsottuna.

Kuviossa 1 on keksinnön mukaista alusta merkitty yleisesti viitenumerolla 10. Kuvion mukaisesti keksinnön mukainen alus 10 on kolmikölinen siten, 20 että siinä on keskiköli 11 sekä sivukölit 12 ja 13. Kuvioiden 1-3 mukaisesti on keskiköli 11 "kokonainen", kun taas sivukölit 12 ja 13 ovat poikkileikkausmuodoltaan kölin puolikkaita siten, että aluksen reunat ulottuvat pääasiassa suoraan sivukölien 12 ja 13 alaosaan asti. Aluksen 10 runkoon on muodostettu alaspäin avoimet kanavat 15 ja 16, jotka on 25 suunnattu viistosti alaspäin ja taaksepäin. Mainittujen kanavien 15 ja 16 sisään on lähelle aluksen pituussuuntaista keskilinjaa järjestetty poistopotkurit 17 ja 18, joiden avulla vesi saadaan virtaamaan mainituissa kanavissa 15 ja 16 siten, että vesivirrat suuntautuvat viistosti alaspäin kiintojään reunan alle. Kanavien 15 ja 16 sekä poistopotkurien 17 ja 18 30 eteen on keskiköliin 11 järjestetty vesitila 14, joka on varustettu sälei-köllä 14a tai vastaavalla siten, että särjetty jäämässä ei pääse tunkeutumaan vesitilan 14 sisään. Vesitila 14 on suorassa yhteydessä kanaviin 15 ja 16 sekä niissä oleviin polstopotkureihin 17 ja 18 siten, että vesi pääsee virtaamaan mainitun vesitilan 14 kautta kanaviin 15 ja 16, joista 35 se poistetaan poistopotkurien 17 ja 18 avulla.

4 78432 1 Kanavien 15 ja 16 jälkeen on aluksen 10 rungossa tasainen pohjaosa 19, jonka etuosan muoto vastaa kanavien 15 ja 16 viistoutta taaksepäin. Tasaisen pohjaosan 19 jälkeen aluksen 10 runko jatkuu kolmekölisenä ja kölien välisiin tiloihin on sovitettu aluksen varsinaiset työntöpotkurit 5 20 ja 21 siten, että ensimmäinen työntöpotkuri 20 sijaitsee ensimmäisen sivukölin 12 ja keskikölin 11 välisessä tilassa ja toinen työntöpotkuri 21 sijaitsee toisen sivukölin 13 ja keskikölin 11 välisessä tilassa. Aluksen 10 keula 22 ja perä 23 on yläosastaan sopivasti muodostettu tasaisiksi siten, että alukseen voidaan tarvittaessa liittää esim.

10 proomuja, jolloin alusta 10 voidaan käyttää hinaajana. Kuvion 4 mukaisesti on aluksen keula muodostettu erittäin viistoksi, jolloin keulan viisto osa 25 parantaa alukseen 10 jäänmurto-ominaisuuksia auttamalla alusta työntymään helpommin murrettavan jään reunan päälle.

15 Keksinnön mukaisella aluksella 10 jäätä murrettaessa murtamistyö suoritetaan kaikkien kolmen kölin 11, 12 ja 13 keulaosalla. Vaikka piirustuksen kuvioihin on keulaosien muoto merkitty suoraviivaisesti viistoksi, on keulaosat muodostettu sopivasti kaareviksi siten, että kaarevuus keula-osissa kasvaa vähitellen, jolloin keulat myös murtavat jäätä vähitellen 20 sit en, että kiintojäästä ei irtoa suuria jäälohkareita, vaan murrettu jäämässä on erittäin pienilohkareista. Murrettu jäämässä kerääntyy pääasiallisesti sivukölien 12 ja 13 sekä keskikölin 11 välisiin tiloihin kölien muodon ansiosta. Jäämässä joutuu näin ollen pääosin aluksen 10 alle. Keskikölissä 11 olevan vesitilan 14 säleikkö 14a on muodostettu 25 sellaiseksi, että jäämässä ei pääse tunkeutumaan vesitilaan 14.

Jäämassat kulkeutuvat aluksen pohjan alla ja törmäävät tasaiseen pohjaosaan 19, josta ne suuntautuvat aluksen 10 sivuille. Samanaikaisesti aiheutetaan poistopotkureilla 17 ja 18 kanaviin 15 ja 16 erittäin voimak-30 kaat virtaukset, jotka suuntautuvat viistosti alaspäin ja taaksepäin.

Koska kanavat 15 ja 16 ovat alaspäin avoimet, joutuu niissä virtaava vesivirtaus jo heti poistopotkureiden 17 ja 18 jälkeen kosketukseen murretun jäämassan kanssa. Virtaukset kanavissa 15 ja 16 tempaavat murretun jäämassan mukaansa ja suuntaavat sen virtausten suuntaisesti 35 viistosti alaspäin ja taaksepäin ja pakottavat murretun jäämassan kulkeutumaan erittäin kauas kiintojään reunan alle. Avattu väylä jää tällöin täysin vapaaksi irtonaisesta jäämassasta. Vaikka kanavat 15 ja 16 ovat 78432 1 alaspäin avoimet, ovat poistopotkurit 17 ja 18 sopivasti suojatut siten, että ne eivät joudu kosketukseen jään kanssa. Kuten edellä jo todettiin, on aluksen varsinaiset työntöpotkurit 20 ja 21 sijoitettu kölien välisiin tiloihin. Työntöpotkurit 20 ja 21 on lisäksi edullisesti suojattu sälei-5 kölliä tai vastaavilla siten, että työntöpotkurit eivät joudu tekemisiin särjetyn jään kanssa eivätkä ne myöskään kölien ja mahdollisten säleik-köjen vaikutuksesta saa pohjakosketusta.

Kuten edellä jo on todettu, on aluksen 10 keulan 22 ja perän 23 yläosa 10 esim. hinaajakäyttöä ajatellen muodostettu tasaiseksi. Vesirajan yläpuolelta on aluksen rungon muoto näin ollen laatikkomainen. Myös aluksen kansitilan tilankäytön kannalta on tällainen muoto edullisin mahdollinen. Keksinnön mukaisen aluksen 10 etenemiskyky on jäissä ja myös avovedessä erittäin hyvä, koska kanavat 15 ja 16 on suunnattu viistosti taaksepäin. 15 Tämän ansiosta osa poistopotkurien 17 ja 18 työntövoimasta on lisänä aluksen varsinaisten työntöpotkurien 20 ja 21 työntövoimalle. Poisto-potkureita 17 ja 18 voidaan käyttää myös aluksen 10 ohjaamiseen, jolloin aluksen ohjattavuus on erittäin hyvä.

20 Erityisesti kuviossa 1 on lisäksi esitetty, että alus 10 on tasaisesta pohjaosasta 19 perää 23 kohti kapeneva. Alus 10 on muodostettu perää 23 kohti kapenevaksi ohjattavuuden parantamiseksi. Väylässä ajettaessa ja käännettäessä aluksen perän 23 tulee päästä siirtymään hieman sivuun.

Jos alus 10 olisi koko pituudeltaan tasaleveä, olisi aluksen 10 kääntä-25 minen hankalaa, koska jään reuna estäisi perää 23 siirtymästä sivuun.

Perä 23 on muodostettu sopivasti n. 10-15 % kapeammaksi kuin leveys tasaisen pohjaosan 19 kohdalla.

Edellä on keksintöä selostettu esimerkinomaisesti oheisen piirustuksen 30 kuvioihin viittaamalla. Tällä ei kuitenkaan haluta rajoittaa keksintöä vain kuvioissa esitettyä esimerkkiä koskevaksi. Niinpä voidaan keksinnön mukaista järjestelyä soveltaa esim. hinaajaan tai vastaavaan liitettävään irtokeulaan. Tällainen irtokeula muodostuu kuviossa 1 esitetystä aluksesta 10, joka on katkaistu kanavien 15 ja 16 takaa. Tällaisen irto-35 keulaan liitettävän aluksen, kuten hinaajan, keula tulee tällöin sijaitsemaan kuviossa 1 esitetyn tasaisen pohjaosan 19 paikalla. Tällaisella irtokeulalla saadaan esim. hinaajasta erittäin tehokas jäänmurtaja esim.

6 78432 1 sisävesikäyttöön. Irtokeulatapauksessa voidaan tarvittavat tehot poisto-potkureihin 17 ja 18 siirtää esim. hydraulisesti. Keksinnön muut suoritusmuodot voivat vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

5 10 15 20 25 30 35

Claims (10)

78432

1. Laitteisto jäätäsärkevässä aluksessa, joka käsittää aluksen (10) rungon sekä tarvittavat propulsiolaitteet, kuten työntöpotkurit (20,21), 5 aluksen (10) jäähän avaaman väylän saamiseksi vapaaksi särjetystä jää-massasta, tunnettu siltä, että mainittu laitteisto käsittää laitteiston keulasta (22) jonkin matkaa taaksepäin ja vesirajan alapuolelle sovitetun, jäiltä suojatun vesltilan (14) ja mainitun vesitilan (14) jälkeen järjestetyt ja vesitilaan yhteydessä olevat kanavat (15,16), 10 jotka ulottuvat aluksen (10) pituussuuntaisesta keskilinjasta viistosti alaspäin ja taaksepäin ja jotka avautuvat aluksen (10) kummallakin sivulla vesirajan alapuolella, joihin kanaviin (15,16) on aluksen (10) pituussuuntaisen keskilinjan välittömään läheisyyteen asennettu voima-laitteella käytettävät poistopotkurit (17,18), jotka saavat aikaan kana-15 viesa (15,16) virtauksen, joka siirtää särjetyn jäämassan mukanaan kilntojään reunan alle.

1 Patenttivaatimukset

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnettu siltä, että kanavat (15,16) ovat alaspäin avonaiset puolitunnelit, joiden 20 alkupäähän eli aluksen (10) pituussuuntaisen keskilinjan läheisyyteen sovitetut mainitut poistopotkurit (17,18) on suojattu siten, että ne eivät joudu kosketukseen jäämassan kanssa.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laitteisto, tunnet tu 25 siitä, että mainittu vesitila (14) on suojattu ulospäin säleiköllä (14a) tai vastaavalla.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laitteisto, tunnettu siltä, että mainitun laitteiston runko on kolmiköllnen siten, 30 että se käsittää keskikölin (11) ja sen kummallakin puolella sivukölit (12, 13), jolloin vesitila (14) on sijoitettu keskiköliin (11).

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laitteisto, tunnettu siltä, että sivukölien (12,13) ulkosivut ovat suorat ja että sivukölit (12,13) 35 on etupäästään muotoiltu siten, että ne keräävät ja ohjaavat särjetyn jäämassan aluksen (10) alle. 8 78432

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laitteisto, tun nettu siitä, että mainittu laitteisto muodostaa kiinteän ja yhtenäisen osan aluksesta (10) siten, että koko alus (10) on yksirunkoinen ja kolmlköllnen, jonka ulkosivut ovat olennaiselta osalta pituuttaan 5 suorat.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että aluksen (10) pohjaan on välittömästi kanavien (15,16) jälkeen muodostettu tasainen pohjaosa (19) jäiden ohjaamiseksi sivuun aluksen 10 (10) alta.

8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että aluksen ohjattavuuden parantamiseksi on aluksen (10) runko muodostettu tasaisen pohjaosan (19) jälkeen aluksen perää (23) kohti 15 kapenevaksi.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että alus (10) on perästä (23) n. 10-15 % kapeampi kuin tasaisen pohjaosan (19) kohdalta. 20

10. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainittu laitteisto on aluksesta erillinen yksikkö, joka on järjestetty kiinnitettäväksi aluksen keulaan. 25 30 35 78432