FI98290C - Vedentasausjärjestely - Google Patents

Description

98290

VEDEIMTASAUSJÄRJESTELY - VATTENUTBALANSERINGSANORDNING

Keksintö kohdistuu patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaiseen veden-tasausjärjestelyyn laivassa.

Mikäli laivassa on kaksi vierekkäin olevaa osastoa, joista jompikumpi voi 5 vauriotapauksessa täyttyä vedellä, vaativat laivanrakennusalan turvallisuus-säännöt, että toiseen osastoon vuotanut vesi pääsee myös vierekkäiseen osastoon siten, että vesikuorma vaikuttaa tasaisesti yli laivan poikkileikkauksen. Mikäli tällaista tasausta ei pääse tapahtumaan, ainoastaan laivan toisella puolella vaikuttava vesikuormitus voi aiheuttaa sen, että laiva 10 menettää vakavuutensa ja kaatuu.

Veden virtausmahdollisuuden järjestäminen osastosta toiseen ei sinänsä aiheuttaisi vaikeuksia, ellei myös olisi olemassa tarve sulkea toinen osasto kaasutiiviisti esim. tulipalon sattuessa. Osaston sulkeminen estää palon leviämisen muihin osastoihin ja lisäksi suljettu osasto voidaan täyttää 15 kaasulla, joka tukahduttaa tulen. Tällaista kaasua ei kuitenkaan saa esiintyä oleellisia määriä sellaisissa tiloissa, joissa on ihmisiä, koska kaasun esiintyminen vaikeuttaa hengittämistä ja voi olla muutenkin haitallinen.

·. t Myös palokaasut ovat ihmiselle vaarallisia.

‘.’V Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada ratkaisu, joka ei estä edes suurten 'l'..' 20 vesimassojen valumista osastosta toiseen, mutta jolla tarvittaessa voidaan ’··* helposti estää palon tai kaasun leviäminen vedelle tarkoitettujen vir- • « < :··/ tauskanavien läpi osastosta toiseen. Keksinnön tarkoitus saavutetaan * patenttivaatimuksessa 1 esitetyllä tavalla.

v..: Selityksessä ja patenttivaatimuksissa termit "suljettu osasto" ja "suljettava . :*:*:25 osasto" tarkoittavat osastoa, joka on suljettu tai voidaan sulkea sivusuun- ; nassa. Tämä ei sulje pois sitä mahdollisuutta, että kyseinen osasto on • *· I mahdollisesti suljettavien ilmakanavien tai vastaavien kautta periaatteessa auki ylöspäin.

Nykyään voimassa olevat turvallisuussäännöt edellyttävät, että toiseen 30 osastoon vauriotapauksessa virrannut vesimassa pääsee "välittömästi" (instantaniously) tasautumaan viereiseen osastoon. Tällä tarkoitetaan sitä, 2 98290 että mikäli toinen osasto on täysin täynnä vettä, tasaustoiminnan kestolle on määrätty tietty maksimiaika, esim. 60 sekuntia. Arvo 60 sekuntia on eräs tänään käytetty sääntöjen soveltamisohje. Eri sovellutuksissa sääntöjen tulkinta voi olla erilainen ja tulkintaa voidaan tulevaisuudessa tiukentaa tai 5 lieventää. Siksi arvo 60 sekuntia on vain suuntaa antava ohjearvo. Siitä poikkeava arvo saattaa vastaavasti olla ohjeellinen keksintöä sovellettaessa tulevaisuudessa.

Keksinnön mukaan osastojen välinen virtaus kanavajärjestelmä toimii periaatteessa samalla tavalla kuin saniteettilaitteen vesilukko. Kanavajärjes-10 telmän ei normaalitapauksessa tarvitse olla täytetty vedellä siten, että se toimii kaasuvirtauksen estävänä vesilukkona, mutta on oltava laitteet, joiden avulla kanavajärjestelmä voidaan nopeasti täyttää vedellä tai muulla sopivalla aineella. Vaihtoehtoinen aine voi olla esim. palosammutusvaahto tai muu sopiva vaahto tai jokin hyytelömäinen aine tai aine, joka täyttövai-15 heessa juoksee helposti, mutta lyhyehkön ajan kuluttua esim. lämmön vaikutuksesta muuttuu hyytelömäiseksi. Mikäli löytyy raemainen aine, jolla voidaan nopeasti täyttää kanavajärjestelmä ja joka antaa riittävän hyvän kaasutiiviyden, sellaistakin ainetta voidaan käyttää keksinnön mukaisessa järjestelyssä. Ratkaisevaa on ainoastaan se, että kanavajärjestelmä voidaan 20 suhteellisen nopeasti täyttää ja että kohtuullinen kaasutiiviys ja palonesto-toiminta saavutetaan kanavajärjestelmän ollessa täytettynä.

Virtauskanavajärjestelmä voi edullisesti käsittää osastojen välisen laipion tai vastaavan rakennelman suuntaisen kourunmuotoisen kanavan, jonka • :*: pohja virtauskohdalla on etäisyydellä laipion alareunasta siten, että ·« · · 25 muodostuu laipion alaosaa kiertävä U-muotoinen virtauskanava. Tällainen rakenne vie suhteellisen vähän tilaa. Osastojen välisen laipion tai vastaavan ·. rakennelman kohdalla oleva kourunmuotoinen rakenne ei tavallisesti • · « « · · Γ.*.# vaikeuta minkään koneen tai laitteen kiinnittämistä tai käyttöä eikä oleelli- sesti rajoita osastojen esim. koneiden asentamiseen vapaana olevaa pinta-·, ·;30 alaa.

: Kourunmuotoinen rakenne voi olla kokonaan tai huomattavalta osaltaan ' osastojen lattiatason eli turkkitason alapuolella. Yleensä osastojen turkkitason alapuolella on käytettävissä sellaista tilaa, johon kourunmuotoinen rakenne voidaan sijoittaa. Jos kuitenkaan tilaa ei ole riittävästi kyseisen 35 laipion kohdalla turkkitason alla, täytyy kourunmuotoinen rakenne sijoittaa 3 98290 korkeammalle, jolloin tämän muutoksen vaikutus tasaustoiminnan nopeuteen on otettava huomioon kourunmuotoisen rakenteen mitoituksessa.

Kourunmuotoinen rakenne voi sen pituussuunnassa, eli laipion tason suunnassa, olla jaettu useaan osaan poikittaisseinillä. Tällöin laivan 5 trimmauksen muutokset eivät vaikuta oleellisesti kourunmuotoisen rakenteen vesilukkotoimintaan, jos poikittaisseinien välit ovat riittävän pienet. Poikittaisseiniä voidaan myös käyttää hyväksi kourunmuotoisen rakenteen ja siihen liittyvien rakenteiden lujuutta ja jäykkyyttä parantavina osina.

10 Kanavajärjestelmä suositellaan rakennettavaksi siten, että se nesteellä tai vastaavalla täytettynä pystyy estämään kaasun läpivirtauksen myös laivan kallistumiskulman ollessa noin 10°, tai ainakin sen ollessa 5°. Tällainen kanavajärjestelmä toimii myös mahdollisissa lastin siirtymis- ja onnettomuustapauksissa, jolloin voi esiintyä mainitunsuuruisia kallistumisia.

15 Edullisesti virtauskanavan poikkipinta on ainakin lähes samankokoinen kanavan kaikissa läpivirtauskohdissa. Virtausteknisesti tämä on hyvä ratkaisu, sillä tällöin saavutetaan lähes tasainen virtaus. Tästä voidaan kuitenkin poiketa esim. siten, että kourunmuotoisen rakenteen poikkipinta on suorakaide, jolloin kouru on helppo valmistaa ja soveltuu hyvin laivan 20 rungon muihin rakenteisiin.

Kyseisten osastojen käytettävissä olevaa lattiapinta-alaa voidaan suurentaa • · · : ;*: peittämällä kanavajärjestelmän suuaukot ritilärakennelmalla. Tällöin • · · · ·:*. suuaukot mitoitetaan siten, että ritilärakennelmien aukkojen kokonaispin ta-ala on suurin piirtein sama kuin kanavajärjestelmän suuaukkojen välillä ^ ..25 olevan pienimmän virtauskohdan poikkileikkauksen pinta-ala. Tällä tavalla • · · ::: mitoitettuna ritilä ei oleellisesti hidasta kourunmuotoisen rakenteen läpi • · * virtaavan veden virtausta vedentasausjärjestelyn toimiessa.

« · • · · « ··

Mikäli kanavajärjestelmän yläpuolella on valuvan aineen varasto, jonka .‘ . ainetta valuttamalla kanavajärjestelmä voidaan nopeasti täyttää sen • 30 kaasutiiviin toiminnan edellyttämällä juoksevalla ainemäärällä, kourunmuotoi sen rakenteen täyttäminen tapahtuu aina nopeasti ja varmatoimisesti. Mikäli halutaan nopeuttaa mainitun ainevaraston tyhjentymistä kourunmuotoiseen rakenteeseen, voidaan käyttää paineilmaa, pumppua, kompressoria tai 4 98290 muuta sopivaa laitetta varastoidun aineen virtauksen nopeuttamiseksi. Vettä kanavajärjestelmän täyttämiseksi voidaan myös saada esim. merestä, uima-altaasta, painolastitankista tai vastaavasta.

Mikäli järjestelyyn kuuluu laitteita, joilla osastot voidaan täyttää palon 5 tukehduttavalla kaasulla tai vastaavalla palonestoaineella, keksinnön mukaisella vedentasausjärjestelmällä varustetun laivan paloturvallisuus paranee. Mainittua järjestelmää tarvitaan etenkin konehuonetiloissa.

Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa 10 - kuvio 1 kaaviomaisesti esittää keksinnön mukaista vedenvir- tausjärjestelyä laivan konehuoneillaan sovellettuna, kuvio 2 kaaviomaisesti esittää kuvion 1 mukaisen järjestelyn toimintaa onnettomuustilanteessa, kuvio 3 kaaviomaisesti esittää kuvion 1 mukaisen järjestelyn 15 toimintaa tulipalotilanteessa, kuvio 4 esittää kuvion 1 leikkausta IV-IV.

Kuvioissa viitenumero 1 tarkoittaa laivaa, jonka konehuone on laivan pituussuuntaisella laipiolla 2 jaettu kahteen suljettavaan osastoon 3a ja 3b, joiden turkkitasoa osoittaa numero 4. Osastossa 3a on laivan toinen 20 pääkone 5 ja osastossa 3b on laivan toinen pääkone, jota ei ole esitetty, · jotta keksinnön mukaiset rakenteet näkyisivät selvemmin. Esitetyssä :' sovellutusmuodossa osastojen 3a ja 3b pohja on kaksoispohja 6a, 6b, jonka • yläpuolelle on rakennettu kourunmuotoinen kanava 7. Lujuusteknisistä ··« ♦ χ·:*: syistä pituussuuntainen laipio 2 ulottuu kanavaan 7, jossa sen isoilla läpivir- 25 tausaukoilla 11 varustettu alaosa 8 jakaa kanavan 7 kahteen osaan 9a ja 9b. Kanavaa 7 rajoittavat sivusuunnassa laivan pituussuuntaiset levyraken- • · · 111 teet 10a ja 10b. Kanavaosat 9a ja 9b ovat kummallakin puolella yhden tai • · * useamman suuaukon 12 avulla yhteydessä kanavaosan yläpuolella olevaan • · ·,*·· osastoon 3a tai 3b. Aukot 11 ja 12 järjestetään siten, että ne sopivat .30 laivan yleiseen runkorakenteeseen heikentämättä sitä. On tavallisesti tarpeen, että suuaukot 12 turvallisuussyistä peitetään ritilöillä 19.

Turkkitason 4 reuna-alueella suuaukkojen 12 läheisyydessä voi olla pystysuorat esteet 14 kanavassa 7 olevan aineen leviämisen estämiseksi. Tällaista estettä tarvitaan ehdottomasti, mikäli kanava 7 esim. tilanpuutteen 5 98290 takia joudutaan nostamaan niin korkealle, että se osittain on turkkitason 4 yläpuolella. Vaihtoehtoinen ratkaisu on, että pelkästään suuaukkojen 12 reunoissa on ylöspäin suunnattu kaulus samaa tarkoitusta varten.

Kanavaan 7 on yhdistetty ainesäiliö 15, esim. painolasti- tai muu tankki, 5 uima-allas tai vastaava, josta putkea 16 pitkin kanava 7 on nopeasti täytettävissä. Turvallisuuden takia on parasta, että säiliössä 15 säilytetään aina niin paljon ainetta, että sillä pystytään täyttämään kanava 7. On edullista, että säiliö 15 on selvästi korkeammalla kuin kanava 7, jolloin kanavan täyttyminen voidaan saada aikaan painovoiman avulla. Kuviossa 10 1 ei ole esitetty mahdollisia täyttöä nopeuttavia laitteita tai järjestelmiä, ei edes tarpeellista sulkuventtiiliä, pinnankorkeuden antureita, säätölaitteita tai muita järjestelyyn edullisesti kuuluvia, sinänsä tunnettuja laitteita. Painesäiliöissä 17 on varastoituna palonsammutukseen tarkoitettua pai-neenalaista ainetta, sopivimmin kaasua, esim. hiilidioksidia, jota putkia 18 15 pitkin voidaan johtaa tarvittaessa suljettuun osastoon 3a tai 3b tai molempiin.

Kuvio 1 esittää normaalitilannetta, jossa välitöntä tarvetta kanavan 7 täyttämiseksi vedellä tai muulla aineella ei ole, mutta täysi valmius kanavan 7 käyttämiseen sekä vedentasaukseen että palon leviämisen estämiseen 20 on olemassa kaiken aikaa.

Kuviossa 2 on esitetty onnettomuustapauksessa syntynyt laivan kylkivaurio ; 20. Vesi pääsee virtaamaan kylkivaurion 20 kautta osastoon 3b ja kanavan ··· : 7 kautta myös osastoon 3a. Koska kanavan 7 yhteispinta-ala on suuri, • M * ·:·. veden virtaaminen vaurioituneesta osastosta 3b osastoon 3a tapahtuu 25 nopeasti ja laivan vakavuus säilyy.

• · • · « l\\ Kuviossa 3 on esitetty osastossa 3b tulipalo 21. Silloin kanava 7 täytetään • « · *·* * säiliöstä 15 putken 16 kautta vedellä ainakin likimain turkkitason 4 :**.· korkeudelle. Tärkeää on, että vesipinta 22 kanavassa 7 on aukkojen 11 yläreunojen yläpuolella vesilukkotoiminnan aikaansaamiseksi. Palonsammu-.' .30 tukseen käytetään putkesta 18 osastoon 3b johdettavaa hiilidioksidia tai ' muuta sopivaa ainetta.

Kuviosta 4 näkee, että laipion 2 alaosan 8 aukot 11 ovat lähellä kanavan 7 pohjaa 6b. Kanava 7 on poikittaisseinillä 23 jaettu osiin. Kahden

Claims (10)

1. Vedentasausjärjestely laivassa (1), jossa on kaksi vierekkäin sijaitsevaa suljettua tai suljettavaa osastoa (3a, 3b), joista toinen voi vauriotapaukses-sa ainakin osittain täyttyä vedellä, tunnettu siitä, että osastojen välillä on • " siten rakennettu kanavajärjestelmä (7), että toisessa osastossa (3b) oleva : vesimassa pääsee esteettä valumaan toiseen osastoon (3a) siten, että i 20 vedenpinnan korkeus molemmissa osastoissa nopeasti tasaantuu ja että kanavajärjestelmässä (7) on myös sellaiset virtauksen johtopinnat, että • kaasun virtaaminen kanavajärjestelmän (7) läpi voidaan estää täyttämällä • · · · ,*·*; ainakin osa kanavajärjestelmästä nesteellä tai vastaavalla, esimerkiksi vaahdolla. • · t « · « IV..25

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että • · · *. kanavajärjestelmä (7) on siten mitoitettu, että toisen osaston (3b) ollessa • · V·: täynnä vettä tasautuminen pääsee tapahtumaan sovellettavien sääntöjen määräämässä ajassa, esim. minuutissa. a a

« · ’ 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että 30 kanavajärjestelmä käsittää osastojen (3a, 3b) välisen laipion (8) tai vastaavan rakennelman suuntaisen kourunmuotoisen rakenteen (7), jonka pohja on välimatkan päässä laipion (8) alareunasta tai laipioon järjestettyjen 7 98290 läpivirtausaukkojen (11) yläreunasta siten, että muodostuu laipion (8) alareunaa kiertävä U-muotoinen virtauskanava.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että kourunmuotoinen rakenne (7) on kokonaan tai huomattavalta osaltaan 5 osastojen (3a, 3b) turkkitason (4) alapuolella.

5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että kourunmuotoinen rakenne (7) on pituussuunnassa jaettu useaan osaan poikittaisseinillä (23).

6. Jonkin yllä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen järjestely, tunnettu 10 siitä, että kanavajärjestelmä (7) on siten rakennettu, että se nesteellä tai vastaavalla täytettynä pystyy estämään kaasun läpivirtauksen myös laivan (1) kallistumiskulman ollessa noin 10°, tai ainakin sen ollessa 5°.

6 98290 poikittaisseinän 23 välinen etäisyys voi olla 1 ... 5 metriä, mieluimmin 2 ... 3 metriä. Aukkojen 11 kokonaispinta-alan täytyy olla niin suuri, että riittävän nopea veden tasautuminen voi tapahtua. Aukkojen 11 yläreuna sijoitetaan niin alhaalle, että varma vesilukkotoiminta voidaan aikaansaada 5 vähäisellä ainemäärällä. Kanavan 7 täyttöputki 16 on asennettu siten, että putkessa 16 on jokaisessa poikittaisseinien 23 välisessä tilassa ulosvirtausaukko tai -putki

24. Poikittaisseinien 23 takia vesi tai muu käytettävä aine ei pääse virtaamaan kourunmuotoisessa kanavassa 7 laivan 1 pituussuunnassa.

10 Siksi kanavajärjestelmän vesilukkotoiminta on moitteeton myös siinä tapauksessa, että laivan 1 trimmausasento muuttuu. Keksintö ei rajoitu esitettyihin sovellusmuotoihin, vaan useita muunnelmia on ajateltavissa oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

7. Jonkin yllä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen järjestely, tunnettu siitä, että virtauskanavien poikkipinta on ainakin lähes samankokoinen 15 kanavan kaikissa läpivirtauskohdissa.

8. Jonkin yllä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen järjestely, tunnettu siitä, että osastojen turkkitason kohdalla tai sen läheisyydessä olevat kanavajärjestelmän (7) suuaukot (12) on peitetty ritilärakennelmalla (19), ; jonka aukkojen kokonaispinta-ala on suurin piirtein sama kuin kanavajär- 20 jestelmän suuaukkojen (12) välillä olevan pienimmän virtauskohdan t:*: poikkileikkauksen pinta-ala. • « · • · · i · ·

9. Jonkin yllä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen järjestely, tunnettu . siitä, että kanavajärjestelmän (7) sijoituskohtaa korkeammalla on valuvan • · · ·'{·. aineen varasto (15), jonka ainetta valuttamalla kanavajärjestelmä (7) • · · *. 25 voidaan täyttää sen kaasutiiviin toiminnan edellyttämällä juoksevalla • · ·.*·: ainemäärällä.

: 10. Jonkin yllä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen järjestely, tunnettu siitä, että järjestelyyn kuuluu laitteita (17, 18) , joilla osastot (3a, 3b) voidaan täyttää palon tukehduttavalla kaasulla tai vastaavalla palonestoai-30 neella. 8 98290