FI79678B - Fartygsskrov. - Google Patents

Description

7 9 6 7 8 LAIVAN RUNKO - FARTYGSSKROV /70/0

Keksintö kohdistuu patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaiseen laivaan.

Laivan liikkuessa jääkentän läpi sen edessä olevat jääpalat painuvat laivan etenemisen takia vedenpinnan alle, jossa ne liukuvat laivan vedenalaisen runko-osan ulkopintaa pitkin. Osa jääpaloista liukuu laivan pohjapintaa pitkin ja joutuu tällöin helposti laivan potkuriin. Tämä vähentää potkurin tehokkuutta ja jääpalat voivat myös aiheuttaa potkurivau-rioita. Myös laivan sivupintoja pitkin liukuvia jääpaloja voi joutua laivan potkuriin, varsinkin kaksi- tai kolmi-potkurisessa laivassa.

Keksinnön tarkoituksena on luoda jäisissä vesissä liikkuvalle laivalle edullinen runkomuoto, joka pystyy ohjaamaan jääpaloja siten, että niiden aiheuttamat haitat jäävät mahdollisimman pieniksi. Keksinnön tunnusmerkit käyvät ilmi patenttivaatimuksesta 1. Tällä tavalla rakennettu laiva täyttää keksinnön tarkoituksen. Koska vaakasuora pohjaosa on varsin kapea, sen alle joutuvien jääpalojen määrä jää hyvin pieneksi. Kaltevan pohjaosan alle joutuvat jääpalat siirtyvät kelluvuutensa ansiosta sivuille päin. Keksinnön soveltaminen edellyttää, että laivan keula laivan vesiviivatasossa on pääasiallisesti V-muotoinen. Tämä tarkoittaa, että keulan pääosalla on vaakasuorassa leikkauksessa kiilamainen jäätä sivuille työntävä muoto, mutta se ei välttämättä tarkoita, että keulan etummaisen osan pitäsi olla terävä. Keula voi olla muotoiltu suomalaisessa patentissa nro 50853 esitetyllä tavalla.

Keksinnön mukaisessa laivassa, joka on tarkoitettu erittäin vaikeissa jääolosuhteissa liikkuvaksi, on kylkien alempi osa kalteva. On myös tärkeää, että vaakasuora pohjaosa ja kalteva pohjaosa yhdessä ulottuvat yli huomattavan osan laivan pituudesta. Tämä tarkoittaa käytännössä, että laivan tunnusomaisen kaarimuodon laivan pituussuuntainen ulottuvuus 2 79678 on vähintään 20 %, mieluimmin vähintään 30 % laivan vesi-viivapituudesta. Keksintöä sovelletaan edullisimmin siten, että keksinnölle tunnusomainen kaarimuoto esiintyy ainakin laivan pääkaaren kohdalla. Jos laivassa on huomattavan pitkä tasaleveä keskiosa, jonka pituus on ainakin 25 % laivan vesiviivan pituudesta, pyritään siihen, että keksinnölle tunnusomainen kaarimuoto esiintyy kohdassa, jonka etäisyys laivan tasaleveän keskiosan etummaisesta pisteestä taaksepäin on 20 % laivan vesiviivapituudesta, edellyttäen, että tämä kohta on pääkaaren etupuolella.

Jos vaakasuora pohjaosa tehdään liian kapeaksi, runko tulee tilavuudeltaan epäedulliseksi, koska laivan sisäinen tilavuus suhteessa laivan päämittoihin jää pieneksi. Tämän vuoksi on edullisinta, että vaakasuora pohjaosa on ainakin 30 % laivan suurimmasta leveydestä. Jos laivassa on \ain yksi potkuri, vaakasuoran pohjaosan leveyden pitäisi mieluimmin olla ainakin yhtä suuri kuin potkurin halkaisija. Jos laivassa on kaksi potkuria, vaakasuoran pohjaosan koko-naisleveyden pitäsi mieluimmin olla vähintään 80 % potkurien keskipisteiden välisestä etäisyydestä. Vaakasuora pohjaosa voidaan tehdä tasaleveäksi laivan pituussuunnassa taaksepäin siihen kohtaan, jossa laivan pohjaviiva alkaa nousta ylöspäin. On myös ajateltavissa, että vaakasuora pohjaosa levenee suunnassa taaksepäin. Tällöin saadaan tilavuudeltaan edullisempi runkomuoto ja samalla tehokkaampi jääpalojen ohjaus sivuille päin. Vaakasuora pohjaosa voi tällöin edullisesti olla kapea laivan eteenpäin kapenevassa keulaosassa, esimerkiksi leveydeltään korkeintaan 15 % laivan suurimmasta leveydestä. Siinä keulaosan kohdassa, jossa laivan varsinaisen rungon pohjaviiva nousee ylöspäin, vaakasuora pohjaosa voi edullisesti olla laivan varsinaisesta rungosta alaspäin ulkonevan kiilamaisen rakenteen pohjassa.

Jos laivalla on kaltevat kyljet, näiden kaltevuutta ei pitäisi tehdä liian suureksi, koska silloin runko tulee f 3 79678 tilavuudeltaan epäedulliseksi. Kylkien kaltevuuskulma on mieluimmin pienempi kuin kaltevan pohjaosan ja vaakatason välinen kulma. Tämä vaikuttaa myös edullisesti jääpalojen ohjaamiseen. Kaltevan pohjaosan kaltevuuskulma vaakasuoraan tasoon nähden on edullisesti 5°...30°, mieluimmin 8°.,.20°. Eräässä suositussa keksinnön sovellutusmuodossa kalteva kylkiosa ulottuu kaltevan pohjaosan ulkoreunasta ylöspäin niin pitkälle laivan konstruktiovesiviivan yläpuolelle, että sen loppupiste jää vedenpinnan yläpuolelle myös laivan kallistuman ollessa laivan suunnittelun mukaisessa maksimiarvossa. Kalteva pohjaosa ulottuu mieluimmin laivan pituussuunnassa sekä taaksepäin että eteenpäin ainakin siihen kohtaan, missä laivan pohjaviiva alkaa nousta ylöspäin, taaksepäin mieluimmin vielä huomattavasti kauemmaksi.

Keksinnön mukaisessa laivassa on erittäin edullista käyttää suomalaisesta patentista nro 47061 tunnettua ilmanpulputus-järjestelmää. Tällöin ilmanpulputusreiät sijoitetaan kaltevan pohjaosan alareunaan, jolloin keksinnön mukaisen laivan rungon muoto tehostaa pulputuksen edullista vaikutusta ja ; pulputus taas tehostaa laivan rungon muodon edullista vaiku tusta. Ilmanpulputusreikiä on syytä järjestää laivan pituussuunnassa yli sen matkan, jossa laivan pohjaviiva on pääasiallisesti vaakasuorassa. Myös tämän osan etupuolella on edullista järjestää ilmanpulputusreikiä. Tämä voidaan helposti tehdä, jos laivan etuosassa on varsinaisesta rungosta alaspäin ulottuva rakenne, kuten yllä on esitetty. Runkomuoto, jossa on kalteva kylki vesiviivan alapuolella, tehostaa parhaiten ilmanpulputuksen vaikutusta.

Keksintöä selostetaan seuraavassa viitaten oheiseen piirustukseen, jossa i - kuvio 1 esittää Iinjapiirroksena keksinnön mukaisen laivan kaarimuotoa siten, että kuvion vasen puoli esittää runkoa takaapäin katsottuna ja kuvion oikea puoli esittää runkoa edestäpäin katsottuna, - kuvio 2 esittää kaaviomaisesti kuvion 1 mukaista * 79678 laivaa sivulta katsottuna, - kuvio 3 esittää kaaviomaisesti kuvion 1 mukaista laivaa alhaalta katsottuna, kuvio 4 esittää kaaviomaisesti erään toisen sovel-lutusmuodon mukaista laivaa alhaalta katsottuna, - kuvio 5 esittää kaaviomaisesti kuvion 4 mukaista laivaa sivulta katsottuna, kuvio 6 esittää kaaviomaisesti kuvion 4 mukaista laivaa edestäpäin katsottuna, kuvio 7 esittää kaaviomaisesti kuvion 4 mukaista laivaa takaapäin katsottuna.

Kuviossa 1 esitetyt kaarimuotoviivat 0...10 vastaavat kuviossa 2 esitettyä laivan rungon yhtätoista poikkileikkausta 0...10, joista leikkaukset 0 ja 10 ovat laivan konstruktiovesiviivan päätepisteissä. Etäisyys L poikkileik-kaustasosta 0 poikkileikkaustasoon 10 on siis laivan vcsi-viivapituus. Kuvion 2 kahden poikkileikkaustason välinen etäisyys on 10 % laivan vesiviivapituudesta. Keskimmäinen leikkaus ' 5 on laivan pääkaari. Leikkauskuviot eivät edellytä, että ko. leikkauskohdassa olisi myös rakenteellinen kaari.

Piirustuksessa tarkoittaa 11 laivan runkoa, 12 sen vaakasuoraa pohjaosaa ja 13 sen kaltevaa pohjaosaa. Vaakasuoran pohjaosan leveys on A ja kaltevan pohjaosan leveys on B. Sekä mitta A että mitta B on vähintään 20 % laivan suurimmasta leveydestä C. Mitta A on samalla ainakin pääkaaren 5 kohdalla vähintään 30 % leveydestä C. Yksipotkurisessa laivassa mitta A on ainakin yhtä suuri kuin potkurin 17 halkaisija D ja kaksipotkurisessa laivassa vähintään 80 % potkurien 17 keskipisteiden välisestä etäisyydestä 2F. Laivan kylki muodostuu kahdesta osasta, ylempi pystysuora kylkiosa 14 ja alempi kalteva kylkiosa 15, joka ulottuu laivan konstruktiovesiviivatason 16 yläpuolelle matkan H, joka on niin suuri, että kalteva kylkiosa 15 on jonkin verran vesiviivan yläpuolella myös siinä tapauksessa, että 5 79678 laivaa on kallistettu sen suunnittelussa huomioon otetun maksimikallistuskulman b verran.

Esitetyn laivan kaarimuoto on pääasiallisesti murtoviiva. Murtoviivan taittokohdat muodostavat pohjaosien 12 ja 13 väliset ylimenokohdat sekä pohjaosien 13 ja kylkiosien 15 väliset ylimenokohdat. Nämä kohdat tehdään mieluim/nin teräviksi, mutta varsinkin laivan keulapäässä saattaa olla välttämätöntä että ainakin osien 13 ja 15 välinen yliuenokohta on jonkin verran kaareva. Kaarevuussädettä pidetään kuitenkin niin pienenä kuin mahdollista rungon yleisen muotoilun huomioon ottaen. Keksinnön soveltaminen ei sulje pois sitä mahdollisuutta, että esimerkiksi kaltevan pohjaosan 13 ja/tai kylkiosan 15 poikkileikkausmuoto on jonkin verran kaareva, mutta tämä lisää yleensä laivan rakennuskustannuksia parantamatta keksinnön vaikutusta.

Esitetyssä sovellutusmuodossa kaltevan pohjaosan 13 ja vaakatason välinen kulma d on suurempi kuin kaltevan kylkiosan 15 ja pystysuoran tason välinen kulma e. Kulma d on yleensä 5°...30°, mieluimmin 8°...20°.

Keksinnön mukaisella laivalla on vesiviivatasossa 16 ja myös muissa vaakasuorissa leikkauksissa pääasiallisesti V-muotoi-nen keulaosa 18 ja kapeneva takaosa 19. Näiden osien välissä on matkalla M tasalevyinen laivan keskiosa 20. Se osa laivasta, jossa laivan pohjaviiva 22 on sivulta katsottuna pääasiallisesti vaakasuorassa, on osoitettu kirjaimella P. Vaakasuora pohjaosa 12 jatkuu taaksepäin osan P päätepisteeseen asti. Kalteva pohjaosa 13 jatkuu laivan pituussuunnassa yli sen kohdan 21, missä laivan pohjaviiva 22 alkaa nousta ylöspäin.

Kuviot 4-7 esittävät sovellutusmuotoa, jossa vaakasuoran pohjaosan 12 leveys kasvaa suunnassa taaksepäin. Vaakasuora pohjaosa on tällöin pääasiallisesti kolmion muotoinen. Kuvioiden 4-7 esittämässä laivassa mitta M eli laivan tasa- 6 79678 leveä keskiosa 20 on pitkä. Tällaisessa laivassa, jossa mitta M on ainakin 25 % laivan vesiviivapituudesta L, on keksinnölle tunnusomaisen kaarimuodon soveltaminen eniten tärkeää kohdassa, jonka etäisyys tasaleveän keskiosan 20 etummaisesta pisteestä 23 taaksepäin on 20 % laivan vesivii-vapituudesta L. Tämä teoreettinen tarkistuskohta on kuviossa 4 osoitettu numerolla 24. Tätä tarkistuskohtaa ei kuitenkaan koskaan sijoiteta laivan pääkaaren eli vesiviivapituuden L keskipisteen peremmälle puolelle.

Kuvioissa 4-7 esitetyssä laivassa on kaksi suulakkeen 25 ympäröivää potkuria 17. Kummankin potkurin takana on peräsin 26.

Kuvioissa 1-3 esitetyssä sovellutusmuodossa vaakasuora pohjaosa 12 päättyy laivan etuosassa siihen pisteeseen, missä laivan pohjaviiva 22 alkaa nousta ylöspäin. Näin voidaan tehdä myös kuvion 5-7 esittämässä sovellutusmuodossa, jolloin vaakasuora pohjaosa 12 päättyisi suurinpiirtein leikkaustason 23 kohdalla. On kuitenkin myös mahdollista jatkaa vaakasuoraa pohjaosaa 12 eteenpäin siten, että rakennetaan laivan varsinaisesta rungosta alaspäin ja eteenpäin ulkoneva kiilamainen rakenne 27» jonka pohjapinta muodostaa vaakasuoran pohjaosan 12 etummaisen osan. Vaakasuoran pohjaosan ollessa taaksepäin laajeneva pyritään siihen, että sen etupää olisi kapeampi kuin 15 % laivan suurimmasta leveydestä C.

Keksinnön mukaisessa laivassa on erittäin edullista käyttöä aikaisemmin mainittua ilmanpulputusjärjestelmää siten, että ilmanpulputusreiät 28 järjestetään kaltevan pohjaosan 13 alareunaan. Kuviossa 1 näiden reikien kautta ulosvirtaava ilma on symbolisoitu nuolien 28a avulla. Reiät 28 on syytä sijoittaa niin lähelle kaltevan pohjaosan 13 ja vaakasuoran pohjaosan 12 ylimenokohtaa kuin rakenteelliset näkökohdat sallivat. Kuten kuviosta 2 käy ilmi, ilmanpulputusreikiä 28 on laivan pituussuunnassa yli koko matkan P. Laivassa, jonka 7 79678 etupäässä on varsinaisesta rungosta alaspäin ja eteenpäin ulkoneva kiilamainen rakenne 27, on edullista sijoittaa ilmanpulputusreikiä 28 myös tähän osaan. Tällöin saadaan alhaisella tasolla olevia ilmanpulputusreikiä lähemmäksi laivan keulaa, mikä muuten on mahdotonta, koska jäissä kulkevan laivan keulaviiva yleensä on vesiviivan alapuolella hyvin voimakkaasti kalteva.

Keksintö ei rajoitu esitettyihin sovellutusmuotoihin, vaan useita keksinnön muunnelmia on ajateltavissa oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (10)

1. Laiva, joka on tarkoitettu liikkumaan jäisissä vesissä, jonka keula koko jäänmurtamisvyöhykkeellä, konstruktiovesi-viivatason molemmin puolin, on siten muotoiltu, että keulan pääosalla on laivan kulkusuuntaan nähden vinot, jäätä sivuille työntävät sivupinnat ja jonka kaarimuoto käsittää poikkileikkauksessa vaakasuoran pohjaosan (12) ja kummallakin puolella pystysuoran tai suunnassa ylöspäin-ulospäin kaltevan kylkiosan (14, 15)» tunnettu siitä, että yli huo mattavan osan laivan pituudesta, vähintään 20 %, mieluimmin vähintään 30 % laivan vesiviivapituudesta (L), vaakasuoran pohjaosan (12) ja kummankin kylkiosan (15) välillä on kokonaisuudessaan laivan konstruktiovesiviivan (16) alapuolella oleva kalteva pohjaosa (13)» joka selvästi erottuvissa ylimenokohdissa liittyy vaakasuoraan pohjaosaan (12) ja viereiseen kylkiosaan (15) siten, että laivan kummmallakin puolella on kolme toisistaan selvästi erottuvaa osaa, vaakasuora pohjaosa (12), kalteva pohjaosa (13) ja kylkiosa (15), sekä vaakasuoran että kaltevan pohjaosan (12, 13) leveyden (A,B) ollessa vähintään 20 % laivan suurimmasta leveydestä (C) .

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laiva, tunnettu siitä, että kylkiosassa on alempi osa (15), joka suunnassa ylöspäin on ulospäin kalteva.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laiva, tunnettu siitä, että kaltevan pohjaosan (13) ja vaakatason välinen kulma (d) on suurempi kuin kaltevan kylkiosan (15) ja pystysuoran tason välinen kulma (e).

4. Jonkin patenttivaatimuksista 2-3 mukainen laiva, tunnettu siitä, että kalteva kylkiosa (15) jatkuu laivan konstruktiovesiviivan (16) yläpuolelle niin pitkän matkan (H), että kaltevan kylkiosan ylin kohta jää vedenpinnan yläpuolelle myös laivan kallistuman ollessa laivan suunnittelun mukai- 9 79678 sessa maksimiarvossa (b).

5. Jonkin yllä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen laiva, tunnettu siitä, että laivalle tunnusomainen kaarimuoto esiintyy laivan pääkaaren (5) kohdalla, tai siinä tapauksessa, että laivan runko käsittää tasaleveän keskiosan (20), jonka pituus on ainakin 25 % laivan vesiviivapituudesta (L), joko pääkaaren (5) kohdalla tai sen edessä olevassa kohdassa (24), jonka etäisyys taaksepäin tasaleveän keskiosan etummaisesta pisteestä (23) on 20 % laivan vesiviivapituudesta (L).

6. Jonkin yllä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen laiva, tunnettu siitä, että vaakasuoran pohjaosan (12) leveys (A) suurenee suunnassa taaksepäin.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laiva, tunnettu siitä, että laivan etuosassa, kohdassa, jossa laivan varsinaisen rungon (11) pohjaviiva (22) nousee ylöspäin, vaakasuora pohjaosa (12) jatkuu laivan varsinaisesta rungosta (11) alaspäin-eteenpäin ulkonevan kiilamaisen rakenteen (27) pohjassa.

8. Jonkin yllä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen laiva, tunnettu siitä, että laivan pohjassa on ilmanpulputusreikiä (28), joiden kautta niin suuria ilmamääriä voidaan puhaltaa ulos veteen, että nousevat ilmakuplat aikaansaavat voimakkaita ylöspäin suunnattuja vesivirtoja, ja että mainitut pulputusreiät (28) ovat kaltevien pohjaosien (13) alareunassa .

8 79678

9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen laiva, tunnettu siitä, että ilmanpulputusreikiä (28) on keulaosan alimmassa kohdassa varsinaisesta rungosta (11) ulkonevassa kiilamaisessa rakenteessa (27).

10 79678