ITDP950002A1 - Nave cisterna per prevenire la fuoriuscita di petrolio con valutazione dell'altezza ottimale del ponte intermedio - Google Patents

Abstract

Viene trattato di una nave cisterna in grado di prevenire la fuoriuscita del petrolio dai vari serbatoi contenenti petrolio nel corpo della nave in caso di guasto o danno relativo alla parte esterna del corpo della nave stessa. Dei serbatoi zavorra sono disposti su entrambi i lati del serbatoio della nave e viene introdotto un ponte intermedio allo scopo di dividere i vari serbatoi relativi alla nave in serbatoi superiori e in serbatoi inferiori.Allo scopo di prevenire in modo sicuro la fuoriuscita di petrolio in caso di danno o guasto alla struttura della nave dovuta ad insabbiamenti, collisioni, o situazioni similari, viene determinata l'altezza del ponte intermedio valutata dal fondo della nave e determinata in modo che la pressione del petrolio esercitata sul piano esterno della parete laterale della nave non sia maggiore della pressione dell'acqua del mare.(Fig. 1).

Description

Descrizione dell'invenzione avente per titolo:

NAVE CISTERNA PER PREVENIRE LA FUORIUSCITA DI PETROLIO CON VALUTAZIONE DELL'ALTEZZA OTTIMALE DEL PONTE INTERMEDIO.

DESCRIZIONE

La presente invenzione fa riferimento ad una nave cisterna e più in particolare fa riferimento ad una nave cisterna dotata di un ponte intermedio interposto tra i serbatoi superiori ed i serbatoi inferiori della nave. Ancora più in particolare la presente invenzione fa riferimento ad un metodo di calcolo del valore limite massimo consentito dell'altezza di detto ponte intermedio ed a mezzi di prevenzione della fuoriuscita di petrolio dalla nave in caso di danno o guasto.

Una nave cisterna convenzionale è stata equipaggiata sinora di un numero prestabilito di serbatoi separati (ognuno dei quali non viene praticamente usato come contenitore di petrolio) situati in una sezione del corpo della nave adibita al trasporto di petrolio, in conformità alla norme relative alla prevenzione dell'inquinamento da petrolio.

In particolare, per minimizzare la fuoriuscita di petrolio in caso di incaglio, collisione o disfunzione un certo numero di serbatoi zavorra fatta eccezione per i serbatoi che contengono il petrolio, viene disposto tra una piastra della parete esterna laterale della nave e una piastra della parete esterna situata sul fondo della nave, al fine di proteggere i serbatoi che contengono petrolio da eventuali danni.

Per facilitare la comprensione della presente invenzione, le navi cisterna convenzionali saranno brevemente descritte con riferimento alle figure da 6 a 12, ognuna delle quali illustra schematicametne la disposizione dei serbatoi di petrolio.

Le figure 6,7 e 8 mostrano schematicamente una nave cisterna convenzionale che include una pluralità di serbatoi zavorra 10 e una pluralità di serbatoi 12 per il trasporto del petrolio disposti alternativamente lungo le pareti laterali della nave, rispettivamente. Con una simile disposizione, tuttavia, il petrolio trasportato fuoriesce dal serbatoio 12 adibito al suo trasporto e disposto lungo la parete laterale della nave quando questo serbatoio 12 è danneggiato a seguito di una collisione o di una disfunzione. Inoltre il petrolio fuoriesce dal serbatoio 12 quando esso è danneggiato nella sua parte inferiore.

Le figure 9 e io mostrano schematicamente una nave cisterna del tipo convenzionale che comprende una pluralità di costruzioni a doppio guscio. Poiché una pluralità di serbatoi zavorra 4 è disposta lungo tutta la lunghezza dei lati della nave, una fuoriuscita di petrolio è prevenuta quando una parete laterale della nave subisce un danno. Tuttavia se la base del serbatoio 12 per il trasporto di petrolio viene danneggiata, il petrolio esce inevitabilmente attraverso tale paréte di base danneggiata .

Le Figg. 11 e 12 mostrano schematicamente una nave cisterna che comprende costruzioni a doppio fondo. Poiché una pluralità di serbatoi zavorra 11 è disposta lungo tutta la base della nave, la fuoriuscita del petrolio dai serbatoi 12 può essere prevenuta nel caso di danneggiamento. Tuttavia nel caso di danni sulle pareti laterali, il petrolio uscirà inevitabilmente attraverso di esse.

Come detto qualsiasi nave cisterna del tipo convenzionale non è atta a prevenire la fuoriuscita di petrolio dalla nave, quando questa viene danneggiata per qualche ragione sulla base o sulle pareti laterali. Per ovviare a questo problema, si sono fatti degli sforzi per ottenere una nave cisterna che comprenda sia costruzioni a doppio guscio che un diaframma orizzontale, come descritto nel seguito.

Le Figg. 13 e 14 mostrano schematicamente una nave cisterna che comprende costruzioni a doppio guscio. L'interno di ogni costruzione a doppio guscio viene utilizzato per dei serbatoi zavorra 13. Poiché ogni serbatoio 12 è ricoperto dal serbatoio zavorra 13, sia le superfici laterali che la base della nave sono protette da danni dalla presenza di una pluralità di serbatoi zavorra 13.

A causa della vasta superficie occupata dai serbatoi zavorra 13, la doppia protezione può essere dimensionata in modo da essere sottile di spessore senza andare sotto la quantità di zavorra necessaria. Inoltre una quantità minima di spessore senza andare sotto tale soglia sarà necessaria per ottenere condizioni ottimali di crociera riguardo ai costi. In accordo con la legge giapponese per la prevenzione dell 'inquinamento da petrolio lo spessore di ogni serbatoio zavorra 13 deve essere maggiore di 2 metri o maggiore di 1/15 della larghezza della nave. Quindi in pratica lo spessore dei serbatoi zavorra sarà scelto in base a queste considerazioni .

Quando una nave cisterna viene costruita con costruzioni a doppio guscio, lo spessore di ogni costruzione a doppio guscio sarà inferiore di quello di una nave cisterna convenzionale.

Quindi anche se non solo le parti laterali della nave ma anche la base è protetta da danni, esiste la possibilità che nonostante la presenza di una pluralità di serbatoi zavorra 13 venga danneggiato il guscio interno di ogni costruzione a doppio guscio quando una’parete esterna laterale della nave o la sua base subiscono danni a causa di un urto notevole; infatti ogni serbatoio zavorra 13 è di piccolo spessore. In tal caso la fuoriuscita di petrolio dalla parte danneggiata del serbatoio 12 per il trasporto di petrolio è inevitabile.

Le Fig. 15 e 16 mostrano schematicamente una nave cisterna convenzionale che comprende una ponte intermedio 3 che costituisce un diaframma orizzontale nella sezione adibita al trasporto di petrolio. La Fig. 15 è una vista trasversale della cisterna convenzionale simile alla nave cisterna mostrata in Figg. 4,5 e che mostra in particolare con un esempio la disposizione del ponte 3 che è un diaframma orizzontale nella sezione adibita al trasporto di petrolio. Ogni serbatoio 16-18 e 24 per il trasporto di petrolio è riempito di petrolio 14. La Fig. 16 è una vista in sezione della nave cisterna convenzionale che mostra schematicamente come esempio una struttura nella quale una pluralità di serbatoi per il trasporto di petrolio disposti lungo le pareti della nave nella regione sopra il ponte intermedio 3 che serve quale diaframma orizzontale sono in pratica usati come serbatoi zavorra 15 e tutti gli altri serbatoi 16-18 vengono effettivamente usati per il trasporto di petrolio. Nel caso in cui una nave cisterna convenzionale comprende un ponte intermedio come sopra descritto, il ponte intermedio 3 non si trova in un posto adeguato essendo in una posizione più bassa rispetto alla più alta linea di immersione 19 in modo da dividere l'interno della nave in due parti come visto lungo un piano trasversale (vedi Fig. 15) oppure trovandosi in una posizione immediatamente sotto la più alta linea di immersione 19 (vedi Fig. 16) .

Tuttavia quando una nave cisterna è in navigazione può avvenire che essa contenga solo una parte di serbatoi adibiti al trasporto di petrolio effettivamente pieni di petrolio. In questo caso, la linea di immersione è più bassa rispetto alla linea più alta di immersione 19, e la nave cisterna naviga con una linea di immersione che corrisponde a circa la metà della profondità dello scafo.

Quando la linea di immersione durante la navigazione della nave cisterna è abbassata al disotto della posizione del ponte 3 che si trova a metà altezza, detto ponte non c'ontribuisce alla prevenzione di una indesiderata fuoriuscita di petrolio nel caso di danno alla base della nave come verrà descritto in seguito .

Nel caso di una nave cisterna convenzionale che comprende un ponte intermedio, per esempio nel caso nella nave cisterna 15, la fuoriuscita di petrolio in caso di danno alla base della nave può essere prevenuta. Tuttavia, quando la parete laterale della nave viene danneggiata, la fuoriuscita del petrolio 14 trasportato non può essere prevenuta.

La nave cisterna mostrata in Fig. 16 ha il vantaggio che la fuoriuscita di petrolio trasportato può essere prevenuta nello stesso modo che per la nave cisterna di Fig. 15 quando la base della nave subisce un danno. Tuttavia,quando una parete laterale della nave è danneggiata, specialmente quando viene danneggiato un serbatoio inferiore di petrolio lungo la parete laterale della nave, la fuoriuscita di petrolio non può essere prevenuta. Nella Fig. 16, il numero di riferimento 5 rappresenta un tubo di sfogo per l'aria. La Fig.17 è una vista in sezione della nave cisterna convenzionale della Fig. 16, che illustra in particolare un processo in cui il petrolio trasportato 14 fuoriesce dal serbatoio inferiore 16 disposto lungo la parete laterale della nave a seguito di un danno a questo serbatoio.

Nello stato iniziale A immediatamente dopo un danno come mostrato in Fig. 17, poiché la pressione dell'acqua marina è maggiore della pressione del petrolio 14 che si trova nel punto danneggiato all'interno del serbatoio inferiore 16, l'acqua marina entra in questo serbatoio 16. Ciò ha per conseguenza che il petrolio 14 situato nel serbatoio inferiore 16 viene costretto a spostarsi in direzione verticale lungo il tubo di sfogo per l'aria 5.

Poi, nello stato intermedio B al tempo Τ1 dopo il danno, la pressione dell'acqua marina che è entrata nella parte inferiore del serbatoio inferiore 16 diventa uguale alla pressione del petrolio 14 trasportato che è stato spinto di forza attraverso il tubo 5 di sfogo dell'aria. In questo momento il petrolio 14 che ha peso specifico inferiore rispetto all'acqua marina incominca ad essere sostituito da quest'ultima. Nello stato finale C dopo un tempo T2 , il livello della superficie dell'acqua marina che è entrata nel serbatoio inferiore in petrolio 16 raggiunge la parte superiore della parte danneggianta del serbatoio inferiore 16. In questo istante, la fuoriuscita del petrolio 14 finisce, e questo stato di equilibrio tra il petrolio 14 e l'acqua marina è mantenuto.

Nel caso di Fig. 17 la linea di immersione 19 prima del danno avvenuto, si trovava al di sopra della posizione del ponte 3 intermedio. Quindi una parte del petrolio 14 trasportato dal serbatoio inferiore 16 adibito al trasporto di petrolio non esce e non raggiunge la superficie del mare ma rimane nel serbatoio inferiore 16. Tuttavia nel caso in cui la linea di immersione si trova al disotto del ponte intermedio 3, l'intera massa di petrolio 14 trasportato dal serbatoio 16 danneggiato esce da esso.

Come segue dalla precedente descrizione, ognuna delle navi cisterna convenzionali presenta il problema che non riesce a prevenire in modo soddisfacente la fuoriuscita del petrolio trasportato nel caso di danno in una parte del corpo della nave.

Inoltre, nel caso in cui il ponte intermedio 3 che serve da diaframma orizzontale è situato nella sezione adibita al trasporto di petrolio come nelle Figg. 15 e 16, se si utilizzano mezzi di degassificazione adibiti esclusivamente alla sostituzione di un gas inerte in ogni serbatoio inferiore che trasporta petrolio con aria dopo l'operazione di caricamento del petrolio per ogni serbatoio inferiore adibito al trasporto di petrolio, si è in presenza di un altro problema, e cioè la nave cisterna dev'essere costruita con costi molto maggiori poiché la nave cisterna presenta inevitabilmente un gran numero di serbatoi inferiori per il trasporto di petrolio.

La presente invenzione è stata fatta avendo, in mente i problemi precedenti.

Scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione una nave cisterna che assicuri una prevenzione soddisfacente della fuoriuscita di petrolio nel caso di danno alla base del corpo della nave determinando in modo appropriato la posizione del ponte intermedio per dividere ogni serbatoio per il trasporto di petrolio in due serbatoi, uno superiore e l'altro inferiore.

Un altro scopo ancora della presente invenzione è quello di mettere a disposizione una nave cisterna che comprenda un condotto di accesso che serva anche come mezzo di degassificazione così che un gas inerte in ogni serbatoio inferiore per il trasporto di petrolio è opportunamente sostituito con aria fresca utilizzando tale condotto d'accesso che porta a detto serbatoio.

Per raggiungere gli scopi precedenti, si mette a disposizione, secondo un primo aspetto della presente invenzione, una nave cisterna del tipo che previene la fuoriuscita del petrolio, in cui una pluralità di serbatoi è disposta all'interno del corpo della nave; delle costruzioni a doppio guscio sono disposte sui lati opposti dei serbatoi per il trasporto di petrolio per prevenire la fuoriuscita di petrolio da detti serbatoi verso l'esterno delle pareti laterali della nave; un ponte intermedio è disposto in modo-da dividere ogni serbatoio per il trasporto di petrolio in un serbatoio superiore e in uno inferiore; e il limite superiore dell'altezza del ponte intermedio misurato dalla base della nave è scelto inferiore alla metà dell'altezza di ogni serbatoio adibito al trasporto di petrolio.

Inoltre, secondo un secondo aspetto della presente invenzione, è messa a disposizione una nave cisterna del tipo che previene la fuoriuscita di petrolio, dove una pluralità di serbatoi per il trasporto di petrolio è disposta all'interno del corpo della nave; delle costruzioni a doppio guscio sono disposte sui lati opposti dei serbatoi per il trasporto di petrolio per prevenire la fuoriuscita del petrolio da detti serbatoi attraverso l'esterno delle pareti della nave; un ponte intermedio è sostanzialmente disposto orizzontalmente per dividere ogni serbatoio per il trasporto di petrolio in due di tali serbatoi, uno superiore e uno inferiore; e la posizione del ponte intermedio nella direzione verticale rispetto al corpo della nave, misurata dalla base, è scelta in modo da essere inferiore alla posizione in cui la pressione esercitata sulla base della nave dal petrolio trasportato (quando ogni serbatoio di petrolio inferiore è riempito con petrolio sino a un livello immediatamente inferiore al ponte intermedio partendo dalla base della nave e quando l'immersione è minima nel momento in cui la nave cisterna naviga con ogni serbatoio di petrolio carico di petrolio) è uguale alla pressione dell'acqua marina esercitata sulla base della nave. Cioè, la somma della pressione derivata dal peso morto del petrolio trasportato e la pressione massima imposta da una valvola per il controllo della pressione disposta su un tubo di ventilazione del serbatoio inferiore di petrolio, è uguagliata alla pressione dell'acqua marina esercitata sulla base della nave.

Inoltre, secondo un terzo aspetto della presente invenzione, viene messa a disposizione una nave cisterna del tipo che previene la fuoriuscita di petrolio, in cui una pluralità di serbatoi per il trasporto di petrolio è disposta all'interno del corpo della nave;

delle costruzioni a doppio guscio sono disposte sui lati opposti di detti serbatoi per prevenire la fuoriuscita di petrolio verso l'esterno della parete laterale della nave, un ponte intermedio è disposto in modo da dividere ogni serbatoio per.il trasporto di petrolio in un serbatoio superiore e uno inferiore entrambi per il trasporto di petrolio; e la posizione del ponte intermedio misurata partendo dalla base dell'a nave è determinata in modo da essere inferiore e in prossimità della posizione che ha le segunti caratteristiche: la pressione del petrolio trasportato esercitata sulla base della nave quando il serbatoio inferiore di petrolio è pieno di petrolio sino a un livello che corrisponde alla posizione del ponte intermedio come misurato a partire dalla base della nave (quando l'immersione è minima e la nave cisterna naviga con ogni serbatoio di petrolio pieno di petrolio), viene uguagliata alla pressione dell'acqua marina esercitata sulla base della nave.

Inoltre, secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione, è messa a disposizione una nave cisterna del tipo che previene la fuoriuscita di petrolio, comprendente un ponte intermedio per dividere ogni serbatoio per il trasporto di petrolio in un serbatoio superiore e uno inferiore entrambi per il trasporto di petrolio, in cui un condotto di accesso che serve anche per scaricare un gas inerte è disposto tra un punto del ponte superiore e il serbatoio inferiore per il trasporto di petrolio in modo da consentire a un gas inerte immesso in detto serbatoio inferiore di essere sostituito con aria fresca; inoltre è previsto un sistema di alimentazione di aria tale da . consentire l 'alimetazione di aria fresca nel serbatoio inferiore.

Altri scopi, aspetti e vantaggi della presente invenzione appariranno dopo la lettura della seguente descrizione con l'aiuto dei disegni allegati .

La presente invenzione è illustrata nei seguenti disegni in cui:

Fig. 1 è una vista in sezione di una nave cisterna del tipo che previene la fuoriuscita di petrolio secondo una prima realizzazione della presente invenzione, che illustra schematicamente la struttura della nave;

Fig. 2 è un diagramma caratteristico che è utilizzabile, per determinare la posizione in cui è disposto un ponte intermedio che divide ogni serbatoio per il trasporto di petrolio in un serbatoio superiore e in uno inferiore;

Fig. 3 è una vista in sezione della nave cisterna di Fig. 1, che illustra schematicamente tramite un esempio pratico della nave cisterna;

Fig. 4 è una vista in sezione di una nave cisterna del tipo che previene la fuoriuscita di petrolio secondo una seconda realizzazione pratica della presente invenzione, che illustra schematicamente la struttura del corpo della nave;

Fig. 5 è una vista in sezione di una nave cisterna del tipo che previene la fuoriuscita di petrolio in accordo con una terza realizzazione pratica della presente invenzione, che illustra schematicamente la struttura del corpo della nave;

Fig. 6 è una vista in pianta di una prima nave cisterna convenzionale, che mostra schematicamente la struttura del corpo della nave;

Fig. 7 è una vista in sezione della nave cisterna convenzionale osservata nella direzione della freccia A di Fig. 6;

Fig. 8 è una vista in sezione della nave cisterna convenzionale osservata nella direzione della freccia B di Fig.6;

Fig . 9 è una vista in pianta di una seconda nave cisterna convenzionale, che illustra schematicamente la struttura del corpo della nave;

Fig. 10 è una vista in sezione della nave cisterna convenzionale osservata nella direzione della freccia A di Fig. 9;

Fig. 11 è una vista in pianta di una terza nave cisterna convenzionale, che mostra schematicamente la struttura del corpo della nave;

Fig. 12 è una vista in sezione della nave cisterna convenzionale osservata nella direzione della freccia A di Fig. 11;

Fig. 13 è una vista in pianta di una quarta nave cisterna del tipo convenzionale, che mostra schematicamente la struttura della nave;

Fig. 14 è una vista in sezione della nave cisterna del tipo convenzionale osservata nella direzione della freccia A di Fig. 13;

Fig. 15 è una vista in sezione di una quinta nave cisterna del tipo convenzionale, che mostra schematicamente las truttura del corpo della nave; Fig. 16 è una vista in sezione di una sesta nave cisterna del tipo convenzionale, che mostra schematicamente la struttura del corpo della nave; Fig. 17 è una vista in sezione della nave cisterna del tipo convenzionale di Fig. 16 che mostra in particolare un processo di fuoriuscita di petrolio in caso di danno a una parete laterale della nave. Adesso l 'invenzione verrà qui di seguito descritta in dettaglio con riferimento ai disegni accompagnatori che illustrano delle realizzazioni preferite della presente invenzione.

Fig. 1 rappresenta una nave cisterna vista in sezione del tipo che previene la fuoriuscita di petrolio secondo una prima realizzazione dell'invenzione, e che mostra schematicamente la struttura del corpo della nave.

Fig. 2 è un diagramma caratteristico che illustra una relazione tra il livello del petrolio o della linea di immersione e la pressione esercitata sul fondo del serbatoio per il trasporto di petrolio di Fig. 1.

Come mostrato in Fig. 1 tramite sezione trasversale, la nave cisterna comprende un ponte intermedio 3 che divide un serbatoio per il trasporto di petrolio disposto nella regione centrale del corpo della nave in due parti, una delle quali è un serbatoio inferiore 1 e l ' altra un serbatoio superiore 2.

Come segue chiaramente dal disegno, il ponte intermedio 3 serve anche da diaframma orizzontale. Inoltre, il serbatoio comprende costruzioni a doppio guscio che servono come serbatoi zavorra sui lati opposti del serbatoio inferiore 1 e del serbatoio superiore 2.

Nel caso in cui la nave cisterna trasporta petrolio in quantità tali da raggiungere l'altezza H del ponte intermedio 3 come misurato partendo dalla base della nave, la posizione del ponte intermedio 3 che ha altezza H è determinata in modo tale che la pressione sulla base della nave esercitata dal petrolio trasportato è uguale alla pressione dell'acqua marina esercitata sulla base della nave; un'altra posizione leggermente inferiore e in prossimità di quella ottimale è però accettabile. In Fig. 1 col numero di riferimento 5 è indicato un tubo di ventilazione che è in comunicazione col serbatoio inferiore l, il numero di riferimento 6 designa un boccaporto per un gas inerte, il numero di riferimento 6 indica un tubo principale per il gas inerte che serve anche come tubo di ventilazione per l'aria, il numero 8 indica la base della nave e il numero di riferimento 9 indica la parete laterale della nave.

Adesso verrà data una descrizione che fornirà la ragione del perchè il ponte intermedio 3 serve effettivamente per prevenire la fuoriuscita di petrolio nel caso di danno a una parte della nave nel caso che la sua altezza dalla base della nave sia H.

Poiché il peso specifico del petrolio trasportato varia secondo il.tipo di petrolio, è praticamente impossibile dare al suo peso specifico un valore determinato prima della costruzione della nave cisterna. Tuttavia è possibile determinare un campo di variazione del peso specifico del petrolio per scopi di progettazione prima della costruzione della nave.

Quando si vuole indicare un tale campo di variazione, basta dare un valore massimo e un valore minimo .

Con riferimento alla Fig. 2, una linea retta a rappresenta una relazione tra il livello del petrolio che ha il minimo peso specifico e la pressione del petrolio trasportato esercitata sulla base della nave (pressione interna), una linea retta b rappresenta una relazione tra il livello del petrolio con massimo peso specifico e la pressione del petrolio sulla base della nave (pressione interna), infine, una linea retta c rappresenta una relazione tra il livello dell'acqua marina (che corrisponde alla linea di immersione nel caso mostrato) è la pressione dell'acqua marina esercitata sulla base della nave (pressione esterna) .

La Figura 2 contiene i seguenti simboli:

dmax - altezza della linea di immersione quando la nave cisterna ha il massimo carico di petrolio

dmin altezza della linea di immersione minima quando la nave cisterna naviga mentre è carica di petrolio

Ho - livello del petrolio quando la pressione dell'acqua marina sulla base della nave in un serbatoio centrale è uguale alla pressione nello stesso serbatoio nel momento in cui la nave cisterna naviga con un'immersione minima mentre è carica di petrolio con massimo peso specifico consentito regione A- altezza del ponte intermedio per la quale la fuoriuscita di petrolio avviene a seguito di una danno alla base della nave per qualsiasi immersione e peso specifico del petrolio

regione B- altezza del ponte intermedio colla quale la fuoriuscita di petrolio può essere prevenuta limitando in modo appropriato l'immersione e il peso specifico del petrolio

regione C- altezza.del ponte colla quale la fuoriuscita di petrolio può essere prevenuta per qualunque immersione e peso specifico del petrolio. Si deve notare che poiché lo stesso ponte intermedio può essere danneggiato a seguito di un danno alla base della nave con notevole probabilità quando la posizione del ponte intermedio viene abbassata verso la base della nave, è vantaggioso che questo ponte venga posizionato piuttosto in alto nella regione C.

L'immersione della nave varia in funzione del carico; designando una pressione esterna esercitata sulla base della nave avente immersione minima dmin con Pmin e chiamando Pmax la pressione massima esterna nel caso di massima immersione dmax, la relazione tra Pmax e Pmin è data da

(1) Pmax > Pmin

Inoltre, designando con H il livello del petrolio in un serbatoio e con P la pressione sulla base del serbatoio, la pressione interna P varia secondo il peso specifico del petrolio anche se il livello H è inalterato .

Per assicurare la prevenzione della fuoriuscita di petrolio quando la base della nave e di un certo serbatoio 1 è danneggiata mentre la nave cisterna è in navigazione con qualsiasi immersione, è richiesto che la pressione interna P sia determinata in modo che valga la seguente disuguaglianza

(2) p <= Pmin

La pressione interna P è determinata precisamente dal peso specifico del petrolio caricato e dal suo livello. La pressione interna P aumenta all'aumentare del peso specifico del petrolio e del suo livello.

Quindi quando si massimizza il peso specifico del petrolio, l'ineguaglianza (2) è soddisfatta e il livello del petrolio è minimo.

In questo caso detto livello viene chiamato Ho.

Quando il ponte intermedio 3 mostrato in Fig. 1 è posizionato all'altezza H inferiore all'altezza Ho e il livello del petrolio nel serbatoio inferiore 1 è limitato dall'altezza H del ponte intermedio 3, è possibile prevenire la fuoriuscita del petrolio per qualunque peso specifico del petrolio e per qualunque livello di immersione anche in caso di danno al serbatoio inferiore 1. In altre parole vale la seguente relazione tra H e H0

(3) H <= H0

D'altra parte, riguardo a un limite inferiore per l 'altezza H del ponte intermedio 3, quando l'altezza H è ridotta quasi a zero, cioè, quando la distanza tra la base della nave e il ponte intermedio diminuisce, esiste una maggiore probabilità che lo stesso ponte intermedio 3 venga danneggiato a seguito di un urto violento contro la base della nave.

Quindi oltre all'ineguaglianza (3), deve valere anche la seguente relazione

(4) H = Ho

Se la nave cisterna è costruita secondo la prima realizzazione dell'invenzione alla quale è stata applicata la precedente condizione, la fuoriuscita di petrolio può essere prevenuta anche se la base della nave è danneggiata.

Inoltre, nel caso in cui la parete laterale della nave è danneggiata, le costruzioni a doppio guscio 4 assicurano che la fuoriuscita di petrolio sia evitata .

In pratica, come mostrato dalla Fig. 3, il serbatoio inferiore 1 non è colmo di petrolio sinché il livello del petrolio non raggiunge il ponte intermedio 3, e uno spazio vuoto 26 rimane tra il livello del petrolio e il-ponte intermedio 3. Un gas inerte viene introdotto nello spazio 26 sotto pressione.

Se la pressione dovuta alla gravità del carico di petrolio viene chiamata Pc e la pressione del gas inerte è P1 (cioè la pressione massima prestabilita in fase di progettazione impostata dalla valvola 27 di controllo della pressione collocata sul tubo di ventilazione 5 che è in comunicazione col serbatoio inferiore 1), mentre l'altezza dello spazio vuoto viene detta h, allora le precedenti disuguaglianze (2),(3) e (4) diventano rispettivamente

(5) p = pc P1 <= pmin

(6) H <= Ho h

(7) H = Ho h

Qui, se si designa con Ssw il peso specifico dell'acqua marina mentre il peso specifico del petrolio caricato viene detto So, l'altezza H del ponte intermedio 3 viene determinato in accordo colla seguente disuguaglianza.

(8) H <= SSw/So · (dmin -P1/Ssw) h

Adesso verrà descritto un esempio pratico di realizzazione con riferimento alla Fig. 3. Assumendo che il peso specifico dell'acqua marina sia 1.025, che il peso specificò massimo del petrolio trasportato sia 0,9, che la fluttuazione della pressione del gas inerte rimanga nella regione tra 1.4 mAq (la pressione massima imposta dalla valvola 27 per il controllo della pressione ) e - 0.5 mAq (la pressione minima imposta dalla valvola 27 per il controllo della pressione), che la larghezza della nave cisterna sia 58 m, che la larghezza di ogni elemento a doppio guscio 4 è di 5.8 m, che l'altezza del corpo della nave sia 31.5m, che la massima immersione sia dmax=20.6m, e l'immersione minima sia dmin =14 . 2 .m, allora l 'altezza H del ponte intermedio 3 si trova nel modo seguente.

(a) Se la pressione del gas inerte è uguale alla pressione atmosferica 1.4raAq.

H <= 1.025/0.9 . (14.2 - 1.4/1.025) h = 14.6m h (9) (b) Se la pressione del gas inerte è uguale alla pressione atmosferica

H <= 1.025/0.9 . 14.2 h = 16.2 m h (10)

(c) Se la pressione del gas inerte è uguale alla pressione atmosferica - 0.5 mAg,

H <= 1.025/0.9 . (14.2 0.5/1.025) h = 16.7m h (11) Quando la nave cisterna naviga col serbatoio inferiore per il trasporto di petrolio 1 sostanzialmente pieno di petrolio, l'altezza h dello spazio vuoto superiore 26 nel serbatoio inferiore 1 deve normalmente rimanere in una regione tra 1.5 m e

0.3 m, preferibilmente inferiore a 1 m. Questo vuol dire che l'altezza H del ponte intermedio 3 è uguale

o inferiore a 15.6 m, che è il valore calcolato nel

caso in cui la pressione P1 del gas inerte viene massimizzata mentre la nave cisterna naviga (la pressione massima imposta dalla valvola 27 per il controllo della pressione disposta sul tubo di ventilazione 5).

Quindi, l'altezza h del ponte intermedio 3 può essere la metà o meno di quella del serbatoio inferiore 1 per il trasporto di petrolio.

Deve essere notato che l'altezza h dello spazio superiore vuoto 26 varia ogni volta che la nave cisterna è in navigazione. Per tale ragione è conveniente che l'altezzah del ponte intermedio 3 sia determinata in base all'assunzione che l'altezza h dello spazio vuoto superiore 26 nel serbatoio inferiore 1 sia 0. Quindi, l'altezza H del ponte intermedio 3 è 14.6 m o meno secondo la disuguaglianza 9.

Anche nel caso in cui l'altezza H del ponte intermedio 3 viene determinata nel modo sopra descritto, supponendo che l'altezza h dello spazio superiore 26 sia 0, un'operazione di caricamento comporta sempre uno spazio vuoto 26 nel serbatoio inferiore 1 anche se si vuole riempire completamente il serbatoio inferiore 1. Quando sono soddisfatte le condizioni precedenti, la relazione tra la pressione del petrolio trasportato esercitata sulla base della nave e la pressione .della acqua marina è rappresentata dalla seguente disuguaglianza:

p < pmin (12)

Quando la base della nave viene danneggiata in prossimità del serbatoio inferiore 1 e quando le condizioni precedenti sono soddisfatte, l'acqua marina entra nel serbatoio inferiore 1 in base alla relazione rappresentata dalla disuguaglianza 12, e il flusso di aria marina continua sino a quando la pressione viene bilanciata come è rappresentato dall'equazione che segue. Poiché il peso specifico dell'acqua marina è maggiore del peso specifico del petrolio trasportato, l'acqua marina forma uno strato sulla base del serbatoio inferiore 1.

P = Pc Ps P1 = pmin (13)

Nell'equazione precedente, Ps designa una pressione derivata dal peso dell'acqua marina che forma lo strato di acqua marina che è entrato nel serbatoio inferiore 1.

Lo strato dell'acqua marina serve per sopprimere il movimento ,del corpo della nave causato da una serie di onde impetuose dopo che una parte della base della nave è stata danneggiata. Inoltre, lo strato di acqua marina serve effettivamente per prevenire un flusso secondario di uscita di petrolio trasportato attraverso il buco o la fessura che è stata formata dal danneggiamento della base della nave.

Inoltre, nel caso in cui un limite inferiore dell'altezza H del ponte intermedio 3 viene fissato ad un valore di riferimento minimo rispetto allo spessore delle costruzioni a doppio guscio come specificato prima per prevenire la fuoriuscita del petrolio dovuta al danneggiamento su una parte della base della nave cioè inferiore a un 1/15 della larghezza del corpo della nave oppure 2 m, esiste una forte probabilta' che il danno si estenda verso l'alto sino a raggiungere il ponte intermedio 3 quando la base della nave e' danneggiata da un forte urto. A causa di questa maggiore probabilità come sopra detto, il valore minimo dell'altezza H del ponte intermedio 3 dovrebbe essere stabilito in modo da essere maggiore di questo valore di riferimento minimo. E' preferibile che venga scelto un valore corrispondente alla linea di immersione quando la nave cisterna naviga in uno stato caricato con zavorra.

La fig. 4 e' una vista in sezione di una nave cisterna del tipo che previene la fuoriuscita di petrolio secondo una seconda realizzazione della presente invenzione, che illustra in particolare la struttura del corpo della nave.

La nave cisterna secondo la seconda realizzazione della presente invenzione, nella struttura, e' sostanzialmente la stessa della nave cisterna in accordo con la prima realizzazione della presente invenzione, con l'eccezione che solo il serbatoio inferiore 1 e' equipaggiato con un'unita' del tipo di un tubo che ha la stessa struttura di quella di una nave cisterna convenzionale e che serva per caricare il petrolio. In particolare, l'unita’ del tipo di tubo disposta nel serbatoio inferiore 1 comprende un tubo principale 1 per il petrolio, un ramo di tubo 21 e una valvola di arresto 22 disposta sul tubo.21.

Inoltre una valvola 23 situata sul diaframma e1 capace di stabilire una comunicazione tra il serbatoio inferiore 1 ed il serbatoio superiore 2 soltanto quando si effettua il caricamento del petrolio, detta valvola e' disposta sul ponte intermedio 3.

Secondo la seconda realizzazione della presente invenzione, poiché' il serbatoio inferiore 1 ed il serbatoio superiore 2 sono comunicanti durante l 'operazione di caricamento , il tubo 5 di ventilazione che comunica con il serbatoio inferiore l viene riempito con petrolio sino all'altezza che corrisponde al livello del serbatoio superiore 2 . Al compimento avvenuto dell'operazione di caricamento, la valvola situata sul diaframma 23 viene chiusa. In questo momento il livello del petrolio del'tubo di ventilazione 5 in comunicazione col serbatoio inferiore 1 viene elevato fino ad essere superiore del livello Ho sopra menzionato.

In tale situazione se la nave viene danneggiata sulla sua base in prossimità' del serbatoio inferiore 1, il petrolio che si trova tra il livello nel tubo di ventilazione 5 ed il livello Ho fuoriesce attraverso la parte danneggiata della base della nave, si deve aggiungere che tale quantità' di petrolio fuoriuscita e' molto piccola poiché il tubo di di ventilazione 5 ha una sezione molto piccola.

inoltre, il livello di petrolio del serbatoio inferiore 1 può' essere-uguagliato all'altezza H del ponte intermedio 3 trasferendo il petrolio del serbatoio inferiore 1 in un altro serbatoio in quantità' uguale a quella entrata nel tubo di ventilazione 5 dopo l'operazione di caricamento e la valvola 23 viene chiusa, in tal modo la fuoriuscita di petrolio può' essere prevenuta quando la base della nave viene danneggiata. Deve essere aggiunto che una delle costruzioni a doppio guscio 4 contribuisce a prevenire la fuoriuscita di petrolio alla stessa maniera in cui ciò' avviene nel caso della prima realizzazione della presente invenzione quando una parete laterale della nave viene danneggiata .

La fig. 5 e'una vista in sezione di una nave cisterna del tipo con la prevenzione per la fuoriuscita di petrolio in accordo con una terza realizzazione della presente invenzione, che illustra in particolare la struttura del corpo della nave.

La nave cisterna in accordo con la terza realizzazione della presente invenzione e' simile alla nave cisterna in accordo con la prima realizzazioné della presente invenzione in base alla sua struttura. Il serbatoio inferiore 1 e' equipaggiato con un'unità tubolare per il petrolio che ha la stessa struttura di quella delle navi cisterna convenzionali. Questa unita' tubolare per il petrolio serve come mezzo di caricamento e comprende un tubo per il petrolio 20, un ramo 21 per il petrolio e una valvola di arresto 22 sul tubo 21, e inoltre il serbatoio superiore 2 e' equipaggiato in modo simile con mezzi di caricamento che comprendono un ramo di tubo 25 per il petrolio e una valvola di arresto 22, che sono costruite separatamente rispetto ai mezzi di caricamento del serbatoio inferiore 1.

In accordo con la terza realizzazione della presente invenzione, e' possibile effettuare separatamente il caricamento del sebatoio inferiore l e del serbatoio superiore 2. Inoltre e'facile controllare il livello del petrolio in modo che la sua posizione H coincida con l'altezza del ponte intermedio 3 quando il serbatoio inferiore 1 viene caricato col petrolio.

Riguardo alla fuoriuscita del petrolio quando il corpo della nave viene danneggiato, la terza realizzazione della presente invenzione assicura anche essa gli stessi effetti funzionali di ogni realizzazione precedente della presente invenzione. Non e' sempre necessario che il ponte intermedio 3 abbia una posizione esattamente orizzontale. Non ci saranno problemi se l'estremità più alta del ponte intermedio 3 viene localizzata in un punto inferiore all'altezza H prima detta e questo ponte può' anche essere anche leggermente inclinato.

Come appare évidente dalla descrizione precedente la nave cisterna della presente invenzione risulta molto affidabile in caso di danno o guasto in quanto la nave cisterna stessa è protetta da costruzioni a doppio guscio e la fuoriuscita di petrolio in caso di danno su una parete laterale della nave può essere prevenuta efficacemente. Inoltre, poiché l'altezza del ponte intermedio che divide ogni serbatoio in un serbatoio superiore ed in un serbatoio inferiore è adeguatamente determinata, la fuoriuscita di petrolio in caso di danno alla base della nave può essere prevenuta efficacemente senza utilizzare una pluralità di costruzioni a doppio fondo per qualsivoglia stato di caricamento durante la navigazione della nave cisterna.

Claims (2)

1. la pressione dell'acqua marina esercitata sulla porzione della base della nave. 3 . Nave cisterna caratterizzata dal fatto di comprendere una pluralità di serbatoi di petrolio disposti nell'interno del corpo della nave; costruzioni a doppio guscio disposte sui lati opposti di detti serbatoi di petrolio per prevenire la fuoriuscita di petrolio da detti serbatoi di petrolio verso l'esterno di una parete laterale della nave; un ponte intermedio che divide ogni serbatoio di petrolio in un serbatoio di petrolio superiore e in un serbatoio.di petrolio inferiore; e la posizione di detto ponte intermedio misurata a partire dalla base della nave è determinata in modo da essere inferiore alla posizione nella quale le due pressioni seguenti sono uguagliate: la pressione del carico di petrolio esercitata sulla base della nave quando ogni serbatoio di petrolio è pieno di petrolio a partire dalla base della nave sino alla posizione del ponte intermedio in una condizione in cui l'immersione della nave è minima quando la nave cisterna naviga col petrolio nei serbatoi, e la pressione dell'acqua marina esercitata sulla base della nave. RIVENDICAZIONI 1. Nave cisterna, caratterizzata dal fatto di comprendere una pluralità di serbatoi di petrolio disposti all'interno del corpo della nave, delle costruzioni a doppio guscio disposte sui lati opposti di detti serbatoi di petrolio per prevenire la fuoriuscita di petrolio da detti serbatoi di petrolio verso l'esterno della parete laterale della nave; un ponte intermedio che divide ogni serbatoio di petrolio in un serbatoio di petrolio superiore e in un serbatoio di petrolio inferiore; e un valore limite massimo consentito dell'altezza di detto ponte intermedio come misurato dalla base della nave e determinato in modo da essere inferiore alla metà dell 'altezza di ogni serbatoio di petrolio.
2. 2. Nave cisterna, caratterizzata dal fatto di comprendere una pluralità di serbatoi di petrolio disposti all’interno del corpo della nave; costruzioni a doppio guscio disposte sui lati opposti di detti serbatoi di petrolio per prevenire la fuoriuscita di petrolio da detti serbatoi di petrolio verso l 'esterno di una parete laterale della nave; un ponte intermedio sostanzialmente orizzontale che divide ogni serbatoio di petrolio in un serbatoio di petrolio superiore e in un serbatoio di petrolio inferiore; e la posizione di detto ponte intermedio in direzione verticale misurata a partire dalla base della nave è determinata in modo da essere inferiore alla posizione nella quale le seguenti due pressioni vengono uguagliate: la pressione del carico di petrolio esercitata sulla base della nave quando ogni serbatoio di petrolio è riempito col petrolio a partire dalla base della nave sino a un livello prossimo alla posizione del ponte intermedio nella condizione in cui l'immersione della nave è minima mentre la nave cisterna naviga con il petrolio nei serbatoi, cioè, la somma della pressione che deriva dal peso del carico di petrolio e la pressione massima imposta da una valvola per il controllo di petrolio disposta su un tubo di ventilazione del serbatoio inferiore di petrolio, e