FI84999C - Fartygskonstruktion. - Google Patents

Description

84999

LAIVARAKENNE - FARTYGSKONSTRUKTION

Keksintö kohdistuu patenttivaatimuksen 1 mukaiseen menetelmään laivan matkustamon rakentamiseksi sekä patenttivaatimuksen 6 mukaiseen matkustajalaivaan.

Laivan matkustamon kokoamisessa on tunnettua siirtää laivaan 5 pitkälle valmiiksi rakennettuja kokonaisuuksia, esim.

hyttielementejä. Tällä tavoin on pystytty siirtämään yhä enemmän työtä pois ahtaista laivatiloista. Samalla varsinainen laivan rakentaminen ja kokoaminen nopeutuu huomattavasti. Rakennettaessa laivan matkustamoa elementeistä on yksinkertai-10 sin tapa järjestää yksiköt kerroksittain riveittäin kantavan kannen päälle. Edullisessa ratkaisussa, esim. suomalaisen patentin nro 62984 mukaisesti, elementit ovat itsekantavia, vailla pohjakonstruktiota olevia yksiköitä.

Kun matkustamo sijoitetaan laivan rungon sisään, on tunnettua 15 järjestää rungon seinämille kannatinlaipiot, joiden varaan itsekantavat pohjalliset hyttielementit asetetaan. Tällainen ratkaisu on esitetty suomalaisessa patenttijulkaisussa nro 62647. Vaihtoehtoinen tapa järjestää hyttielementtien kannatus on esitetty patenttijulkaisussa US 3,363,597, jonka mukaan 20 laivan runkoon tehdään ristikkorakenne, joka tuetaan rungon seinämiin.

Suurissa matkustajalaivoissa, etenkin nk. risteilyaluksissa, pyritään järjestämään pääosa hyteistä laivan varsinaisen rungon yläpuolella olevaan ylärakenteeseen. Korkealla sijaitsevan 25 hytin markkina-arvo on suurempi. Lisäksi ylärakenteessa, joka on varsinaisen rungon yläpuolella, on mahdollista toteuttaa useita matkustajaystävällisiä ratkaisuja, esimerkiksi koskien näköalaikkunoiden ja parvekkeiden järjestelyä, kuin mitä on mahdollista varsinaisessa laivan rungossa. Tämä johtuu mm.

: 30 siitä, että laivan rakentamista koskevat turvamääräykset ovat hyvin tiukat varsinaisen rungon osalta. Ylärakenteen rakentami- 2 84999 sessa on rajoittavana tekijänä, paloturvallisuus- ym. vaatimusten ohella, lähinnä rakenteen paino. Laivan vakavuus ei salli kovin suuren painon sijoittamista korkealle vesiviivan yläpuolelle.

5 Ylärakenteessa on aina sijoitettu hytit tai hyttielementit kantavien kansien päälle. Jäykistetyn kannen tehtävänä on ollut sekä kokonaisvahvuuden että paikallisen vahvuuden turvaaminen. Kokonaisvahvuudella tarkoitetaan tällöin ylärakenteen rakenteellista vahvuutta ja jäykkyyttä kokonaisuutena, 10 paikallisella vahvuudella taas sitä vahvuutta ja lujuutta mitä paikallisesti, esim. hytin lattiassa, tarvitaan siellä esiintyvien rasituksien kestämiseksi.

Keksinnön tarkoituksena on luoda uusi, entistä taloudellisempi menetelmä matkustajalaivan ylärakenteen rakentamiseksi. 15 Tarkoituksena on myös sellaisen rakentamismenetelmän luominen, joka oleellisesti vähentää ylärakenteen painoa, mahdollistaen täten tilavamman ylärakenteen käyttämistä laivan vakavuuden kuitenkaan kärsimättä. Keksinnön tarkoituksena on lisäksi sellaisen rakentamismenetelmän aikaansaaminen, joka 20 erityisen hyvin soveltuu esivalmistettujen tilaelementtien hyväksikäyttöön.

Keksinnön tarkoitus saavutetaan patenttivatimuksessa 1 esitettyjä piirteitä hyväksikäyttäen. Valmistamalla laivan ylärakenteen kantava runko itsekantavasta avaruusristikosta, 25 johon itsekantavat hyttielementit tuetaan, saavutetaan ylärakenteessa mittavia painosäätöjä kokonaislujuuden tai jäykkyyden kuitenkaan kärsimättä. Pienennetyn painon ansiosta voidaan ylärakenteen hyttien lukumäärää nostaa, esim. kerroksia lisäämällä.

30 Tunnetun tekniikan mukaisesti laivan ylärakenteen runko rakennetaan jäykistetyistä teräslevyistä. Tavallisesti käytetään esim. 5-6 mm paksusta teräslevyä, joka jäykisteillä varustettuna saavuttaa noin 300 mm paksuuden. Tällaisen rakenteen paikallinen lujuus, jonka on kestettävä esim. hytin li 3 84999 pohjaan kohdistuvat rasitukset, ylittää huomattavasti tarvittavan lujuuden. Keksinnön avulla vähennetään rakenteen painoa korvaamalla teräksinen runkorakennelma niiltä osin, missä ainoastaan paikallista lujuutta tarvitaan, kevyemmällä 5 rakenteella, joka tarjoaa riittävän lujuuden. Keksinnön osoittamalla tavalla ylärakenteen koko runkorakennelma korvataan palkeista kootulla ristikolla, johon hyttielementit tuetaan. Tällaisella ristikolla on sopivalla mitoituksella helposti aikaansaatavissa ylärakenteen tarvittava kokonaislu-10 juus ja jäykkyys. Keksinnön etuna on painosäästön ohella myös tilansäästö, sillä ylärakenteen kerroksien väliin syntyvä välitila voidaan pienentää, kuten seuraavassa osoitetaan.

Ylärakenteen avaruusristikkoon on edullista järjestää ylärakenteen lujuutta lisäävä rakenne, johon ristikot tuetaan. 15 Edullisesti voidaan esim. patenttijulkaisun GB 2 110 603 osoittamalla tavalla rakentaa ylärakenteeseen pituussuuntainen keskiosa, jossa on kerroksien läpi menevä välitila. Välitilaan voidaan tällöin sijoittaa ilmanvaihtojärjestelmän laitteita, kulkuyhteyksiä, putkistoja ja muita vastaavia laitteita. Myös 20 ylärakenteen poikittaissuunnassa voi olla lujuutta lisääviä, laivan runkoon kiinnitettyjä väliseinämiä, jotka edullisesti samalla toimivat palomuureina.

Eräässä sovellutuksessa hyttielementit asennetaan ristikkoon työntämällä ne ulkolaidan suunnasta kehikon ulkolaitapilareiden 25 välistä. Tämä menetelmä sallii ristikon valmiiksi kokoamisen ennen hyttielementtien asennuksen aloittamista. Toisessa sovellutuksessa asennetaan hyttielementit ylhäältäpäin siten, että kehikon vaakasuorat kannatinpalkit, jotka kantavat hyttielementtien painon, asennetaan ristikkoon vasta alempana 30 olevan hyttielementin asennuksen jälkeen. Kummassakin tapauksessa on edullista asentaa ulommaisten hyttien ulkolaipi-ot ja ikkunaelementit erikseen paikoilleen, eli esivalmistetut ulkohyttielementit ovat vailla ulkoseinää. Vaihtoehtoisesti voi esivalmistettu hyttiyksikkö käsittää myös ulkoseinämän. 35 Mahdollisten parvekkeiden, kävelykansien tai pelastusvenejär jestelyjen asentamiseksi varsinaisen matkustajahyttikokonaisuu- 4 84999 den ulkopuolelle, on edullista järjestää osa ristikon kannatin-palkeista ulottumaan sivusuunnassa varsinaisen matkustamon ulkopuolelle.

Matkustajahytin ja siihen mahdollisesti kuuluvan käytäväosan 5 itsekantava pohjaosa voidaan valmistaa kerrostetusta, poimulevyä tai vastaavaa käsittävästä nk. sandwich-rakenteestä. Tällainen rakenne tarjoaa painoonsa nähden hyvän lujuuden, sekä lisäksi erinomaisen eristyksen.

Kuvattu menetelmä soveltuu hyvin esivalmistetuista hyttielemen-10 teistä koostuvan matkustamon rakentamiseksi. Patenttivaatimuksen 6 mukainen matkustajalaiva voidaan luonnollisesti myös rakentaa kokoamalla hyttiyksiköt vasta laivoissa. Tässäkin tapauksessa ylärakenteen kantava runko muodostuu avaruusristi-kosta, johon tuetaan kevyet, sandwich-rakenteesta koostuvat 15 kansitasot.

Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin viitaten oheiseen piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää keksinnön mukaista avaruusristikkoa yleiskuvantona; 20 - kuvio 2 esittää keksinnön mukaista hyttielementin asennus menetelmää; kuvio 3 esittää erästä toista keksinnön mukaista hyttielementin asennusmenetelmää; kuvio 4 esittää keksinnön mukaisen hyttiyksikön pohjaraken-25 netta leikkauksena aluksen sivulta katsottuna; kuvio 5 esittää tunnetun tekniikan mukaisen kansiraken-nelman leikkauksena aluksen sivulta katsottuna.

Piirustuksessa viitenumero 1 tarkoittaa laivan ylintä, yli koko rungon menevää kantta. Viite 2 tarkoittaa ylärakenteen 30 keskilaipiota, joka rajaa ylärakenteen kerroksien läpi menevän välitilan, johon on sijoitettu ilmanvaihtojärjestelmän osia, kulkuyhteyksiä, putkistoja yms. Kuvion 1 mukaisesti ylärakenteen matkustamon kantavan rungon muodostaa pystypilareista 3, 3' ja kannatinpalkeista 4, 5 muodostettu avaruusristikko.

5 84999

Pilarit ja palkit ovat jäykistettyjä teräspalkkeja, jotka on yhdistetty toisiinsa hitsaamalla. Ristikko on ankkuroitu kanteen 1 ja tuettu laipioon 2 rakenteen jäykkyyden lisäämiseksi. Rakenteen jäykkyyttä lisäävät myös vinosti asetetut tuki-5 palkit 6.

Ristikon leveys mitoitetaan asennettavien hyttielementtien 7 tai vastaavien lukumäärän ja pituuden mukaisesti. Ylärakennet-tava tukevassa keskiosassa olevaa välitilaa ei välttämättä tarvita keksinnön mukaisessa ratkaisussa, joskin se on 10 edullinen ratkaisu. Mikäli välitilaa ei ole, on rakenteen lujuuden ja jäykkyyden kannalta kuitenkin edullista järjestää ylärakenteen kerroksien läpi ulottuva seinämä tai vastaava. Ristikon ulottuvuus pituussuunnassa voi olla huomattava. Käyttämällä peräkkäin useita korkeintaan 40 metrin pituisia 15 ristikolta, joiden väliin asennetaan vertikaali- ja poikittais suuntaiset läpi ylärakenteen kerroksien menevät seinämät, saavutetaan hyvä paloturvallisuus. Tällaiset seinämät lisäävät myös rakenteen kokonaislujuutta.

Kuvion 2 mukaan asennetaan hyttiyksiköt 7 sivusuunnasta, 20 työntämällä ne ulkolaitapilareiden 3 ja pituussuuntaisten kannatinpalkkien 5 välistä nuolen a osoittamassa suunnassa. Hyttiyksiköt 7 ovat pohjallisia, esivalmistettuja elementtejä, jotka hyttitilan lisäksi myös käsittävät käytäväosuuden 8. Hyttiyksiköt kiinnitetään edullisesti hitsaamalla ristikon 25 palkkeihin ja pilareihin. Hyttiyksikön asennuksen jälkeen asennetaan hytin ulkoseinä 9 paikoilleen nuolen b suunnassa kuviossa 2 esitetyn asennusmenetelmän A mukaisesti. Ulkoseinään 9 sisältyy ikkunaelementti tai vaihtoehtoisesti ikkunaelementti kiinnitetään erikseen ulkoseinään 9. Tämän jälkeen asennetaan 30 hytin ulkopuolelle parveke-elementti 10, joka tuetaan poikittaissuuntaisten kannatinpalkkien 4, hyttikokonaisuuden ulkopuolelle ulottuvaan osaan. Parveke-elemetin 10 sijasta voidaan luonnollisesti hyttikokonaisuuden ulkopuolelle asentaa muutakin, kapea kävelykansi, pelastusveneitä tms. Kuvion 2 35 esittämän asennusmenetelmän B mukaan on ulkoseinä 9 sekä 6 84999 parveke 10 kiinteästi asennettu hyttielementtiin jo esivalmis-tusvaiheessa.

Hyttiyksiköiden 7 asennusta jatketaan edullisesti kerroksittain. Valmiiksi asennetussa kerroksessa voidaan aloittaa 5 sähköistys- ym. varustelutyöt. Piirustuksessa on esitetty matkustamo, jossa kaikki hytit ovat nk. ulkopuolisia hyttejä. Yhtälailla voidaan keksinnön puitteissa myös rakentaa sisähyttejä, joiden asennus edeltää ulkohyttien asennusta.

Kuvion 3 mukaan ainoastaan pystypilarit 3,3' ja mahdolliset 10 vinojäykisteet 6 asennetaan paikoilleen ennen hyttien asennusta. Käytäväosuuden 8 käsittävät pohjalliset hyttielemen-tit 7 asennetaan ylärakenteeseen ylhäältäpäin suunnassa a1. Hyttiyksikön asennuksen jälkeen asennetaan seuraavan kerroksen kannatinpalkit 4,5 paikoilleen, joihin ylempänä oleva 15 hyttiyksikkö tuetaan. Tässä tapauksessa ulkoseinät 9 asennetaan ristikkoon suunnassa ulkoapäin, jonka jälkeen mahdolliset muut ulko-osat 10 asennetaan paikoilleen. On myös mahdollista asentaa elementit 9 ja 10 ennen hyttiyksikön 7 asennusta.

Keksinnön mukaisen rakennusmenetelmän avulla saavutetaan 20 tunnettuun tekniikkaan nähden sekä tilan- että painonsäästöä, kuten kuvioista 4 ja 5 ilmenee. Painonsäästö johtuu siitä, että kansi muodostetaan kannatinpalkkien 4, 5 väliseltä osaltaan itsekantavasta kevyestä nk. sandwichrakenteesta, joka keveydestään huolimatta turvaa tarvittavan paikallisen 25 lujuuden. Tilansäästö perustuu siihen, että ei tarvita erillisiä jäykisteitä 17, joiden vertikaalinen ulottuvuus synnyttää tilanhukkaa. Keksinnössä kannen jäykisteinä toimivat kannatinpalkit 4,5.

Kuviossa 4 on esitetty keksinnön mukainen kansirakenne 30 leikkauksena laivan pituussuunnassa. Kansi on muodostettu poimulevystä, joka molemmilta puoliltaan on katettu ohuella peltilevyllä. Tällainen sandwich-rakenne 12 saavuttaa tunnetusti painoonsa nähden hyvän lujuuden ja jäykkyyden. Tämän rakenteen päälle on hytin sisäpuolella asetettu jokin ii

Claims (12)

1. 7 84999 sopiva sisustusmateriaali 11. Lattiatason alapuolelle sijoitetaan tarvittava hyttikohtainen tekniikka 13, kuten esim. ilmanvaihto- ja viemäriputket. Lattiataso asennetaan ristikkoon kannatinpalkkien 4,5 laippojen 15 varaan. Tällä rakenteella 5 vertikaalinen välitila h kahden hytin välissä, pohjasta 11 kattoon 14, on noin 200 mm. Vertailuna on kuviossa 5 esitetty tunnetun tekniikan mukainen kansirakenne, jossa kerroksien välinen välitila h yleensä yltää noin 400 mm saakka. Kuviossa viite 16 tarkoittaa teräskansirakennetta ja viite 17 kannen 10 jäykisteitä. Keksinnön oivalluksia hyväksikäyttäen on myös mahdollista koota hytit ja käytävä vasta laivassa. Tällöin rakennetaan ensin ristikko, jonka kannatinpalkkien varaan asennetaan sandwich-rakenteesta koostuva lattiataso. Tässäkin tapauksessa saavute-15 taan tavoiteltu rakenteellinen keveys ja tilansäästö. Keksintö ei rajoitu esitettyihin sovellutusmuotoihin, vaan useita keksinnön muunnelmia on ajateltavissa oheisten patenttivaatimusten puitteissa.
2. 1. Menetelmä usean esivalmisteisen hyttiyksikön (7) tai vastaavan käsittävän matkustamon rakentamiseksi laivan ylärakenteeseen, jossa on useita kerroksia ja joka sijaitsee varsinaisen rungon yläpuolella ylimmän yli koko rungon menevän kannen (1) päällä, tunnettu siitä, että matkustamon kantava 25 runko muodostetaan avoimesta avaruusristikosta (3,3',4,5), joka mitoitetaan siten, että se ilman ulkotukea pystyy varmistamaan matkustamon rakennelujuuden, ja että hyttiyksiköt (7) jälkeenpäin asetetaan ainakin pääasiallisesti valmiiksi rakennettuun ristikkoon (3,3’,4,5).
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ylärakenteen kantavia ristikkoja on lukumäärältään vähintään kaksi, jotka asennetaan ylärakenteen pituusakselin kummallekin puolelle, jolloin ne tuetaan keskiosan muodosta- β 84999 vaan, lujuutta lisäävään rakenteeseen (2), joka mieluimmin muodostaa pystysuunnassa ylärakenteen kerroksien läpi menevän välitilan, johon on järjestetty ilmanvaihtokanavat, kulkuyhteydet sekä putkistot ja muut vastaavat laitteet.
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hyttiyksiköt (7) tai vastaavat asennetaan ristikkoon (3,3',4,5) työntämällä ne laivan poikittaissuun-nassa ristikon pystypilareiden (3) väliin.
5. 4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu 10 siitä, että ainakin muutamat hyttiyksiköt (7) tai vastaavat asennetaan ristikkoon (3,3',4,5) ylhäältäpäin siten, että kunkin kerroksen ristikon kannattimet asennetaan paikoilleen alempana olevan kerroksen hyttiyksiköiden (7) asennuksen jälkeen.
6. 5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetel mä, tunnettu siitä, että matkustamon sivusuunnassa ulommaisten hyttiyksiköiden (7) tai vastaavien ulkolaipiot (9), ja/tai niiden ikkunaelementit ja/tai niihin liitettävät parveke-elementit (10) asennetaan paikoilleen laivan ulkolaidan puolelta 20 erikseen, mieluimmin vasta hyttielementtien asennuksen jälkeen.
7. 6. Suurehko matkustajalaiva, jossa ylimmän yli koko rungon menevän kannen (1) päällä on useita matkustajahyttejä tai vastaavia käsittävä monikerroksinen ylärakenne, tunnettu siitä, että ylärakenteen kantava runko muodostuu avoimesta 25 avaruusristikosta (3,3',4,5), joka on siten mitoitettu, että se toisaalta ilman ulkotukea pystyy varmistamaan ylärakenteen rakennelujuuden ja toisaalta sallii esivalmistettujen hyttiyksiköiden (7) asentamisen ristikkoon (3,3',4,5) siten, että hyttiyksiköt (7) ovat ristikon kannattamia.
8. 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen matkustajalaiva, tunnettu siitä, että mainittuja ristikkoja on ainakin kaksi, jotka on tuettu ylärakenteen pituussuuntaisen keskiosan muodostavaan, lujuutta lisäävään rakenteeseen, jossa mielummin on pystysuun- li 9 84999 nassa ylärakenteen kerroksien läpi ulottuva välitila, johon on järjestetty ilmanvaihtojärjestelmän kanavat, sekä putkistoja ja muita vastaavia laitteita.
9. 8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen matkustajalaiva, 5 tunnettu siitä, että ristikko (3,3',4,5) on järjestetty kantamaan myös matkustajahyttien (7) ulkopuolelle järjestetyt parvekkeet (10), kävelykannet ja/tai vastaavat.
10. 9. Jonkin patenttivaatimuksen 6-8 mukainen matkustajalaiva, tunnettu siitä, että hyttiyksiköiden (7) lattiataso (12) on 10 valmistettu poimulevyn käsittävästä sandwich-rakenteesta tai vastaavasta kevyestä rakenteesta.
11. 10. Jonkin patenttivaatimuksen 6-9 mukainen matkustajalaiva, tunnettu siitä, että hyttiyksiköt (7) käsittävät sekä hyttitilan että käytävätilan (8).
12. 15 PATENTKRAV