FI85967C - Isbrytare - Google Patents

Description

1 85967 Jäänmurtaja

Keksintö koskee jäänmurtajaa, jonka keulaosaan on muodostettu jäänmurtovesiviivan suurin leveys ja jossa on 5 laitteet tasapainotusta ja painolastausta varten.

Jäänmurtajien tiedetään pystyvän murtamaan jäätä eteenpäin liikkuessaan sitä tehokkaammin, mitä kauempana edessä niiden jäänmurtovesiviivan levein kohta on ajosuunnassa. Jäänmurtajan ajaessa taaksepäin tämä parannus muut-10 tuu taas päinvastaiseksi.

Joidenkin erikoistehtäviä suorittavien jäänmurtajien, esimerkiksi saattojäänmurtajien ollessa kyseessä ei ole kuitenkaan tärkeää vain se, että ne pystyvät murtamaan jäätä tehokkaasti eteenpäin, vaan hyvin suuressa määrin 15 myös se, että ne pystyvät muuttamaan ajosuuntaansa nopeasti ja murtamaan kiintojääpeitteen myös taaksepäin liikkuessaan.

EP-A-00 97 002 esittelee aluksen, joka on tarkoitettu liikkumaan sekä avovedessä että jääolosuhteissa ja jossa 20 on vesiviivan yläpuolella sijaitseva ponttonin muotoinen keulaosa, jossa on yhdensuuntaiset kyljet ja aluksen koko leveydelle ulottuva ja sen veden alla olevaan osaan muodostettu tasainen ja voimakkaasti eteenpäin kallistuva etupinta, joka muuttuu taaksepäin sisäköliksi, käyttölaitteiden .···. 25 ollessa sijoitettu tällöin aluksen peräosaan ja aluksen sivureunojen ollessa keulaosan kylkien ja etupinnan välisellä siirtymäalueella kaarevia sivureunojen pituussuunnassa ja suuntautuessa keulaosan kylkien muodostamiin tasoihin nähden sivusuuntaan niin, että rakennevesiviivan alapuolel-- 30 la olevien sivureunojan välissä muodostettu aluksen pituuden siitä pisteestä, jossa etupinta muuttuu sisäköliksi, siihen pisteeseen asti, jossa sisäköli ulottuu aluksen poh-jaan, aluksen poikittaissuunnassa alaspäin kaareutuviksi. Kun alus on rakenteeltaan tällainen, saadaan sen leikkaus-. 35 murtoedellytykset yhtenäisen kiintojäälautan särkemiseksi 2 85967 vielä paremmiksi ja tehostetaan jäälautan ohjaamista yhdessä kiintojään alle, jolloin se vaara, että jäälautta särkyy moniksi pieniksi lohkareiksi vähenee ja jäälautta pystytään työntämään sivusuunnassa kiintojääpeitteen alle vielä luo-5 tettavammin.

Kun tällä tavoin rakennettu jäänmurtaja liikkuu eteenpäin normaalia jäänmurtovesiviivaa käyttäen ja taaksepäin tasapainotettua vesiviivaa käyttäen, tapahtuu seuraa-vaa: aluksen liikkuessa eteenpäin jääpeitteeseen muodostuu 10 kahden aluksen keulaosassa olevan sivuleikkausreunan avulla tasaisesti leikkautunut jäätön väylä, ja muodoltaan säännölliset ja suunnilleen suorakulmaiset jäälautat työntyvät sivusuunnassa murtamattoman jääpeitteen alle ja siis pois potkurien ulottuvilta. Aluksen liikkuessa taaksepäin esi- 15 merkiksi sen rungon leveimmän kohdan muodostavat, keula- osassa olevat ja sivulle suuntautuvat leikkausreunat särkevät jäähän väylän jäälohkareiden noustessa tällöin väylän molemmilla puolilla ylös lumiauran toimintaa vastaavalla tavalla. Tällöin ei voida välttää potkurien jääkosketusta 20 eikä myöskään väylään jääviä jäälohkareita.

Nyt käsiteltävän keksinnön tavoitteena on saada aikaan sellainen jäänmurtaja, joka soveltuu nimenomaan jään-särkemiseen aluksen liikkuessa taaksepäin, mutta myös kään-tymisympyrässä tapahtuvaan jään särkemiseen ja jolla on -- 25 sekä optimaaliset jäänmurto-ominaisuudet eteenpäin ajetta-. essa että samalla myös hyvät jäänmurto-ominaisuudet taakse- päin ajettaessa.

Tähän tavoitteeseen päästään alussa mainittua tyyppiä olevalla jäänmurtajalla, jolle on tunnusomaista, että •30 aluksen runkoa on levennetty peräosan alueella sen jäänmur-tovesiviivan yläpuolella olevassa osassa niin paljon, että laskettaessa aluksen peräosaa alaspäin tasapainottamalla tai painolastaamalla alus jääpeitteeseen muodostuu taakse-päin ajettaessa väylä, joka on leveämpi kuin aluksen leveä • 35 keulaosa, joka menee tämän väylän läpi aluksen liikkuessa • · · I: 3 85967 taaksepäin.

On tunnettua, että tällä tavoin rakennetulla jäänmurtajalla on optimaaliset jäänmurto-ominaisuudet eteenpäin ajettaessa, mutta samalla myös hyvät jäänmurto-ominai-5 suudet taaksepäin ajettaessa, mihin päästään siten, että aluksen perä on muodoltaan sellainen, että sen laskiessa alaspäin aluksen tasapainottamisesta tai painolastaamisesta johtuen siihen muodostuu selvästi levennetty vesiviiva, jolloin keksinnön toisen rakennemuodon mukaan aluksen veden 10 alla olevan rungon levennys on tehty niin, että perän painuessa syvemmälle veteen ja aluksen liikkuessa eteenpäin kääntymisympyrässä perän rungon ulkoneva osa suorittaa kääntyrnisympyrän väylän ulkopuolen suuntaan toisen jäänmur-totoiminnon, joka leventää väylää ja pienentää kääntymisym-15 pyrän halkaisijaa. Tällöin on erittäin edullista, että laivan keulan muodostaessa säännöllisesti suunnilleen suorakulmaisia jäälauttoja aluksen perään, sivulle tehty murto-ulokerakenne suorittaa toisen väylää leventävän ja käänty-misympyrää pienentävän murtotoiminnon, jolloin syntyy pie-20 nempiä jäälauttoja, jotka työntyvät suurimmalta osalta yhdessä aluksen keulan särkemisen jäälauttojen kanssa sivulle murtamattoman jääpeitteen alle. Tämän lisäksi tällä tavoin rakennetun aluksen ei tarvitse taaksepäin liikkuessaan nostaa jäitä ylös vedestä, mikä säästää energiakustannuksia. 25 Alipatenttivaatimuksissa esitetään vielä muita tar koituksenmukaisempia keksinnön rakenteita.

Keksintöä esitellään nyt lähemmin piirustusten avulla. Tällöin kuvio 1 esittää jäänmurtajaa, jossa on normaali '30 jäänmurtovesiviiva, tasapainotettu jäänmurtovesiviiva ja alaslaskettu jäänmurtovesiviiva, kuvio 2 esittää tasokuvina jo tunnettujen jäänsär-kijöiden vesiviivoja, kun käytetään erilaisia keulamuotoja jäänmurtotehon parantamiseksi jatkuvasti, . . 35 kuvio 3 on sivukuva jo tunnetusta jäänmurtajasta, 4 85967 jossa on normaali jäänmurtovesiviiva ja tasapainotettu j äänmurtovesiviiva, kuvio 4 on tasokuva kuvion 3 mukaisesta jäänmurtajasta sen liikkuessa eteenpäin normaalia jäänmurtove-5 siviivaa käyttäen, kuvio 5 esittää tasokuvana kuvion 3 mukaista jäänmurtajaa sen liikkuessa taaksepäin tasapainotettua vesivii-vaa käyttäen, kuvio 6 esittää tasokuvana jäänmurtajaa, joka liik-10 kuu eteenpäin kääntymisympyrässä, varustettuna sivulle lai van rungon peräosaan järjestetyillä murtoulokkeilla, ja kuvio 7 on tasokuva potkurivirtaukseen järjestetystä peräsinroottorista.

Normaali vesiviiva on merkitty kuvioissa viitenume-15 rolla 1, jäänmurtajan 100 ajosuunta numerolla 2, tasapainotettu jäänmurtovesiviiva numerolla 3, alaslaskettu jäänmurtovesiviiva numerolla 3a, numerolla 3b tasapainotettu jäänmurtovesiviiva sellaisessa jäänmurtajassa, jossa on aluksen perään sivulle järjestetyt murtoulokkeet 5 ja numerolla 6 20 murtoulokkeiden 5 muodostamat jäälautat. Jäänmurtaja 100 käsittää rungon 10, jonka keulaosa on merkitty viitenumerolla 11 ja perä numerolla 12, keula on merkitty numerolla 13.

Kuvio 1 esittää kuvioon 2 liittyen jatkuvasti tapah-.···. 25 tunutta jäänmurtotehon parannusta huonoimmasta vesiviiva-muodosta A vesiviivamuodon B kautta vesiviivamuotoon C, joka on jo tunnettujen runkorakenteiden paras vesiviivamuoto. Kuvioissa 3-5 esitetään esimerkkinä alussa selostetun, jo tunnetun jäänmurtajan jäänmurtotoiminto aluksen liikkuessa 30 eteenpäin (kuvio 4) normaalia jäänmurtovesiviivaa 1 käyttäen ja sen liikkuessa taaksepäin (kuvio 5) tasapainotettua jäänmurtovesiviivaa 3 käyttäen, jolloin voidaan todeta, että aluksen liikkuessa eteenpäin jääpeitteeseen syntyy tasaiseksi leikattu jäätön väylä, ja muodoltaan säännölliset . 35 suunnilleen suorakulmaiset jäälautat 4 siirtyvät sivulle li 5 85967 murtamattoman jääpeitteen alle ja poistuvat aluksen potkurin alueelta. Aluksen liikkuessa taaksepäin ja sen perän ollessa laskettu vesiviivan 3 kohdalle muodostuu jäähän sellainen murtoväylä, joka tekee mahdolliseksi aluksen run-5 gon leveimmän kohdan muodostavien, keulassa olevien leik-kausreunojen liikkumisen murretussa väylässä.

Jo tunnetuissa jäänmurtajissa esiintyvät epäkohdat vältetään kuviossa 6 esitetyllä jäänmurtajarakenteella 100. Kuvion 6 esittämällä tavalla jäänmurtajan 100 rungon 10 pe-10 rä 12 on varustettu murtoulokkeilla 5, jotka on tehty runkoon 10 sen molemmille puolille aluksen peräosaan. Murto-ulokkeiden 5 muodostama suurin murtoväylän leveys B1 on aluksen suurimpaan keulaosan leveyteen B verrattuna tällöin suurempi, niin että murtoulokkeet saavat tai asianomainen 15 murtouloke saa aikaan aluksen peräosan 12 ollessa tasapainotettu toisen väylää leventävän ja kääntymisympyrää pienentävän murtotoiminnon. Jäälautat on merkitty numerolla 6.

Aluksen peräosan rakenne vastaa suunnilleen kuviossa 6 esitettyä. Peräosa 12 voi olla leveämpi kuin keulaosa 11. 20 Kuviossa 6 esitetyssä rakennemuodossa vesiviiva-alueet 14, 15 muuttuvat aluksen peräosassa 12 sivulle ulottuviksi, toisin sanoen leventyviksi osiksi 5a, joten peräosan 12 ve-siviivat ovat suunnilleen nuijan muotoisia, jolloin kuitenkin peräosan rakenne voi myös poiketa muodoltaan kuviossa :·. 25 6 esitetystä. Näin ollen esimerkiksi aluksen kylkien 14, 15 siirtymäkohdat voivat jatkua alueilla 5a suoraviivaisesti ellipsin osan muotoiseksi profiiliksi 3b, mutta virtausteknisistä syistä ne on kuitenkin edullista järjestää ympyrän-kaaren muotoisiksi osiksi 5a, joilla on liukupintaa vastaa- 30 va vaikutus.

Kuviossa 6 esitetty jäänmurtajan 100 peräosarakenne 12 on erittäin edullinen eteenpäin tapahtuvassa kääntymis-:/ ympyräajossa.

Aluksen rungon 10 tasapainottamiseen ja painolastaa-’ - 35 mi seen tarvittavat laitteet on tehty jo ennestään tunnetul- 6 85967 la tavalla, eikä niitä ole esitetty piirustuksissa. Aluksen rungon 10 perän työntyminen syvemmälle veteen sen murtoky-vyn parantamiseksi taaksepäin ajettaessa saadaan aikaan siirtopumppaamalla painolastivesi nopeasti aluksen pituus-5 suunnassa tai lisäämällä painolastivettä.

Aluksen perän suorittaman sivuttaisen jäänmurtotoi-minnon tehostamiseksi on edullista käyttää suurtehoperäsin-tä.

Kuvio 7 esittää potkurin 9 virtaukseen järjestettyä 10 suurtehoperäsintä, jolla tehostetaan murtoulokkeiden 5 jäänmurtamistehoa rungon 10 peräosassa. Tällöin käytetään mieluimmin jääkosketuksen kestäviä peräsimiä, esimerkiksi roottoriperäsintä 7, jossa on siihen kiinteästi liittyvä pyörivä sylinteri 8, joilla voidaan tunnetulla tavalla saa-15 da aikaan poikittaisvoimia, joiden suuruus on 50 - 65 % pääpotkurien eteenpäintyönnöstä.

Claims (7)

7 85967

1. Jäänmurtaja, jonka keulaosaan (11) on muodostettu jäänmurtovesiviivan (1) suurin leveys ja jossa on laitteet 5 tasapainotusta ja painolastausta varten, tunnettu siitä, että aluksen runkoa (10) on levennetty peräosan (12) alueella sen jäänmurtovesiviivan (1) yläpuolella olevassa osassa niin paljon, että laskettaessa aluksen peräosaa (12) alaspäin tasapainottamalla tai painolastaamalla alus jää-10 peitteeseen muodostuu taaksepäin ajettaessa väylä, joka on leveämpi kuin aluksen leveä keulaosa (11), joka menee tämän väylän läpi aluksen liikkuessa taaksepäin.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen jäänmurtaja, tunnettu siitä, että vedenpinnan yläpuolella olevaa 15 rungon (10) osaa on levennetty siten, että peräosan (12) upotessa syvälle ja ajettaessa eteenpäin kääntymisympyrässä aluksen peräosan (12) rungon ulkoneva osa suorittaa käänty-misympyrän murtoväylän ulkopuolen suuntaan toisen jäänmur-totoiminnon, joka leventää väylää ja pienentää kääntymisym-20 pyrän halkaisijaa.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen jäänmurtaja, tunnettu siitä, että peräosan (12) painuminen syvemmälle aluksen jäänmurtokyvyn parantamiseksi taaksepäin ajettaessa saadaan aikaan siirtopumppaamalla nopeasti pai- - 25 nolastivettä aluksen rungon pituussuunnassa tai lisäämällä painolastia.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen jäänmurtaja, tunnettu siitä, että aluksen peräosan (12) sivusuunnassa suorittaman jäänmurtotoiminnon tehostamiseksi 30 on järjestetty suurtehoperäsimet (7,8).

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen jäänmurtaja, tunnettu siitä, että suurtehoperäsiminä käytetään roottoriperäsimiä (7).

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen jään- . 35 murtaja, tunnettu siitä, että aluksen rungossa (10) 8 85967 on sen peräosan (12) kohdalla molemmille puolille järjestetyt murtoulokkeet (5 ).

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen jäänmurtaja, tunnettu siitä, että aluksen rungon (10) 5 peräosan (12) leveys on sen murtoulokkeiden (5) kohdalla suurempi kuin keulaosan (11) leveys. i 9 85967