NL2014378B1

NL2014378B1 - Device with damped deck structure.

Info

Publication number: NL2014378B1
Application number: NL2014378A
Authority: NL
Inventors: Raoul Berting Peter
Original assignee: Loggers B V
Priority date: 2015-03-02
Filing date: 2015-03-02
Publication date: 2016-10-14

Abstract

Een inrichting voor drijvend gebruik in wateren/ofter ondersteuning op de bodem van een water (2) omvat een romp (4) met een dek (8) alsmede een dekopbouw (9) die door middel van een ondersteuningsinrichting (10, 11) is ondersteund op het dek van de romp. Deze ondersteuningsinrichting bestaat uit veren (10) en dempers (11).Het vaartuig heeft een verbrandingsmotor (5) of elektrische motor. De dekopbouw wordt aangestoten door de trillingen afkomstig van de motor. Met als doel de invloed van dergelijke trillingen op de dekopbouw te verminderen is door de dekopbouw (9) een massa-veersysteem (12) is ondersteund. Dit massa-veersysteem heeft een dempende werking op de door de trillingsbron (5) in de dekopbouw opgewekte trillingen, in het bijzonder op trillingen die een frequentie hebben gelijk aan de eigenfrequentie van de dekopbouw.A device for floating use in waters / of support on the bottom of a water (2) comprises a hull (4) with a deck (8) and a deck superstructure (9) supported by means of a support device (10, 11) on the deck of the hull. This support device consists of springs (10) and dampers (11). The vessel has a combustion engine (5) or electric motor. The deck structure is triggered by the vibrations from the engine. With the aim of reducing the influence of such vibrations on the deck structure, a mass spring system (12) is supported by the deck structure (9). This mass-spring system has a damping effect on the vibrations generated by the vibration source (5) in the deck structure, in particular on vibrations that have a frequency equal to the natural frequency of the deck structure.

Description

Inrichting met gedempte dekopbouwDevice with damped deck structure

De uitvinding heeft onder andere betrekking op een inrichting die gebruikt kan worden als vaartuig, omvattende een trillingsbron, zoals een verbrandingsmotor, een romp met een dek alsmede een dekopbouw die door middel van een ondersteuningsinrichting is ondersteund op het dek van de romp, welke ondersteuningsinrichting veren en dempers omvat, welke dekopbouw wordt aangestoten door de trillingen afkomstig van de trillingsbron. Tevens betreft de uitvinding een dergelijke inrichting die is bestemd om ondersteund te worden op de bodem van een water, in het bijzonder een constructie met bijvoorbeeld poten die op de bodem kunnen worden ondersteund.The invention relates, inter alia, to a device that can be used as a vessel, comprising a vibration source, such as a combustion engine, a hull with a deck and a deck structure which is supported on the hull deck by means of a supporting device, which supporting device springs and dampers, which deck superstructure is excited by the vibrations from the vibration source. The invention also relates to such a device which is intended to be supported on the bottom of a water, in particular a construction with, for example, legs that can be supported on the bottom.

Een dergelijke inrichting die is uitgevoerd als vaartuig is bekend uit NL-A-8502075. Bij dit bekende vaartuig is een bovenbouw, bijvoorbeeld een dekhuis, door middel van een gedempt veersysteem ondersteund op een drager, in het bijzonder op het bovendek van de inrichting. Door deze verende ondersteuning van het dekhuis moet worden tegengegaan dat trillingen die door de motoren van de inrichting worden opgewekt, doordringen tot dat dekhuis. Daardoor wordt het comfort van de bemanning verbeterd, terwijl verder het risico op beschadigingen van gevoelige apparatuur wordt verkleind.Such a device designed as a vessel is known from NL-A-8502075. In this known vessel, a superstructure, for example a deck house, is supported by means of a damped spring system on a carrier, in particular on the upper deck of the device. This resilient support of the deck house must prevent vibrations generated by the motors of the device from penetrating into that deck house. This improves the comfort of the crew, while further reducing the risk of damage to sensitive equipment.

Dergelijke trillingen kunnen zich voordoen in één of meer van de drie onafhankelijke richtingen van een orthogonaal assenstel, alsmede rond één of meer van die richtingen. In elk van deze in totaal zes richtingen (drie in translatie en drie in rotatie) bezit de betreffende dekopbouw een bepaalde eigenfrequentie of natuurlijke frequentie die afhangt van de massa van de dekopbouw en van de stijfheid van de ondersteuning gezien in de betreffende richting.Such vibrations can occur in one or more of the three independent directions of an orthogonal coordinate set, as well as around one or more of those directions. In each of these total of six directions (three in translation and three in rotation), the relevant deck structure has a specific natural or natural frequency that depends on the mass of the deck structure and on the stiffness of the support viewed in the relevant direction.

Indien aan de dekopbouw trillingen worden opgedrongen die in de buurt komen van één of meer van deze eigenfrequenties, kan opslingering of resonantie optreden. Dergelijke trillingen kunnen bijvoorbeeld worden veroorzaakt door de werking van de verbrandingsmotor van de inrichting, maar ook andere trillingsbronnen kunnen dergelijke verschijnselen veroorzaken. Zo kan, bij snijkopzuigers, de periodieke beweging van de snij kop ten opzichte van het te snijden gesteente aanleiding geven tot trillingen in de romp van de inrichting die tot opslingering van de dekopbouw kunnen leiden. Indien de door een dergelijke externe aanstoting opgewekte trillingen in de dekopbouw niet goed gedempt worden, kunnen deze in hevigheid toenemen totdat de ondersteuning of van de constructie van de dekopbouw uiteindelijk faalt.If vibrations are imposed on the deck superstructure that come close to one or more of these natural frequencies, flare or resonance can occur. Such vibrations can for instance be caused by the operation of the combustion engine of the device, but other sources of vibration can also cause such phenomena. For example, in the case of cutter suction dredgers, the periodic movement of the cutting head relative to the rock to be cut can give rise to vibrations in the hull of the device which can lead to the deck building up. If the vibrations generated by such an external collision are not properly damped in the deck structure, they can increase in intensity until the support or the structure of the deck structure ultimately fails.

Doel van de uitvinding is daarom een inrichting van het hiervoor beschreven type te verschaffen waarbij het fenomeen van opslingering of resonantie van de trillingen in de dekopbouw kan worden tegengegaan. Dat doel wordt bereikt doordat door de dekopbouw een massa-veersysteem is ondersteund, welk massa-veersysteem een dempende werking heeft op de door de trillingsbron in de dekopbouw opgewekte trillingen.The object of the invention is therefore to provide a device of the type described above in which the phenomenon of oscillation or resonance of the vibrations in the deck structure can be counteracted. This object is achieved in that a mass spring system is supported by the deck superstructure, which mass spring system has a damping effect on the vibrations generated by the vibration source in the deck superstructure.

Voor het massa-veersysteem dat is gekoppeld met de dekopbouw kunnen zodanige eigenschappen betreffende de grootte van de massa en de stijfheid van de veer worden gekozen dat de te verwachten opgedrongen trillingen waarmee de dekopbouw wordt aangestoten, kunnen worden gedempt. De energie die in de dekopbouw wordt opgenomen als gevolg van het aanstoten daarvan door de betreffende externe trillingen, wordt verbruikt door de trillingen die het massa-veersysteem in reactie daarop gaat uitvoeren. Dat kan in het bijzonder worden bereikt indien het door de dekopbouw ondersteunde massa-veersysteem is uitgevoerd voor het dempen van trillingen met een frequentie gelijk aan, of nabij, de eigenfrequentie van de dekopbouw.For the mass-spring system which is coupled to the deck structure, properties concerning the size of the mass and the stiffness of the spring can be chosen such that the expected forced vibrations with which the deck structure is struck can be damped. The energy that is absorbed in the deck structure as a result of the impact thereof by the relevant external vibrations, is consumed by the vibrations that the mass-spring system will carry out in response thereto. This can be achieved in particular if the mass spring system supported by the deck structure is designed to damp vibrations with a frequency equal to or close to the natural frequency of the deck structure.

De ondersteuningsinrichting van de dekopbouw zelf ten opzichte van het dek kan hoofdveren omvatten, zoals luchtveren en/of schroefveren en/of rubberveren en/of rubber-metaalveren. De laatste zijn rubberveren met metalen vattingen aan een einde of beide einden door middel waarvan dergelijke veren kunnen worden vastgezet. Verder kan de ondersteuningsinrichting hoofddempers, zoals hydraulische hoofddempers, omvatten . Daarbij kan de ondersteuningsinrichting trillingen in tenminste één, en bij voorkeur drie onderling orthogonale richtingen toelaten. Ook kan de ondersteuningsinrichting trillingen (of torsietrillingen) rond tenminste één, en bij voorkeur drie onderling orthogonale richtingen toelaat. Bij voorkeur vallen de orthogonale richtingen van de ondersteuningsinrichting samen met de respectievelijke orthogonale richtingen van het door de dekopbouw ondersteunde massa-veersysteem. De dekopbouw kan bijvoorbeeld een stuurhuis en/of personeelsaccommodatie omvatten.The supporting device of the deck superstructure itself relative to the deck can comprise main springs, such as air springs and / or helical springs and / or rubber springs and / or rubber-metal springs. The latter are rubber springs with metal mounts at one end or both ends by means of which such springs can be secured. Furthermore, the support device may comprise main dampers, such as hydraulic main dampers. The supporting device can thereby permit vibrations in at least one, and preferably three mutually orthogonal directions. The supporting device can also permit vibrations (or torsional vibrations) around at least one, and preferably three mutually orthogonal directions. Preferably the orthogonal directions of the support device coincide with the respective orthogonal directions of the mass-spring system supported by the deck structure. The deck structure can for instance comprise a wheelhouse and / or staff accommodation.

De veer van het door de dekopbouw ondersteunde massa-veersysteem is met een eind verbonden met de massa van het massa-veersysteem en met het andere eind verbonden met de dekopbouw. Verder kan het massa-veersysteem een demper omvatten, zoals een hydraulische demper, welke demper parallel geschakeld is aan de veer van het massa-veersysteem. Het door de dekopbouw ondersteunde massa-veersysteem is niet direct met de rest van het inrichting, zoals de romp of het dek van de inrichting, verbonden en is uitsluitend ondersteund door de dekopbouw. Het massa-veersysteem is bij voorkeur passief, dat wil zeggen dat de trillingen waaraan dit wordt onderworpen slechts de trillingen zijn waaraan dit wordt onderworpen door de externe trillingsbronnen zoals hiervoor vermeld. Het passieve karakter van het massa-veersysteem komt ook tot uitdrukking door de omstandigheid dat dit zelf geen trillingsgenerator draagt.The spring of the mass spring system supported by the deck superstructure is connected at one end to the mass of the mass spring system and at the other end connected to the deck superstructure. Furthermore, the mass spring system may comprise a damper, such as a hydraulic damper, which damper is connected in parallel to the spring of the mass spring system. The mass spring system supported by the deck superstructure is not directly connected to the rest of the device, such as the hull or deck of the device, and is only supported by the deck superstructure. The mass spring system is preferably passive, that is, the vibrations to which it is subjected are only the vibrations to which it is subjected by the external vibration sources as mentioned above. The passive nature of the mass spring system is also expressed by the fact that it does not itself carry a vibration generator.

De dekopbouw behoeft zich niet op het bovendek van de inrichting te bevinden, zoals dat het geval is bij een stuurhuis. De dekopbouw kan bijvoorbeeld ook op een tussendek zijn aangebracht, zoals bij een ruimte of kamer waarin gevoelige meetapparatuur is ondergebracht.The deck structure need not be located on the upper deck of the device, as is the case with a wheelhouse. The deck structure can for instance also be arranged on an intermediate deck, such as in a room or room in which sensitive measuring equipment is accommodated.

De uitvinding zal vervolgens worden toegelicht aan de hand van een in de figuren weergegeven uitvoeringsvoorbeeld.The invention will subsequently be elucidated with reference to an exemplary embodiment shown in the figures.

In de figuur is een gedeelte van een vaartuig 1 weergegeven dat drijft in een waterlichaam 2. Het vaartuig bezit een voortstuwingsinstallatie met een schroef 3 en een in de romp 4 van het schip genomen verbrandingsmotor 5 die is verbonden met de schroef 3. In bedrijf werkt de verbrandingsmotor 5 trillingen op die worden overgebracht op de scheepsconstructie. Dit vindt ook plaats indien de verbrandingsmotor 5 op het dek 6 van de machinekamer is ondersteund door middel van trillingsisolatoren 7.The figure shows a part of a vessel 1 that floats in a body of water 2. The vessel has a propulsion installation with a propeller 3 and a combustion engine 5 taken in the hull 4 of the ship and connected to the propeller 3. Operating in operation the combustion engine 5 vibrations that are transmitted to the ship's structure. This also takes place if the combustion engine 5 is supported on the deck 6 of the engine room by means of vibration isolators 7.

Op het bovendek 8 van het vaartuig 1 is een accommodatie of stuurhuis 9 geplaatst, dat op bekende wijze ten opzichte van dat bovendek 8 is ondersteund door een aantal hoofdveren 10 en hoofddempers 11. Door middel van deze hoofdveren 10 kan verzekerd worden dat een deel van de trillingen die door de voortstuwingsinrichting 5 in de scheepsconstructie worden opgewekt, niet worden doorgegeven aan het stuurhuis 9. De hoofddempers 11 zorgen er daarbij voor dat eventuele trillingsbewegingen van het stuurhuis 9 worden uitgedempt. Het stuurhuis 9 alsmede de verende ondersteuning daarvan ten opzichte van het dek 8 van de romp 4 kan als een hoofdmassa-veersysteem 16 worden beschouwd.Placed on the upper deck 8 of the vessel 1 is an accommodation or wheelhouse 9 which is supported in a known manner relative to that upper deck 8 by a number of main springs 10 and main dampers 11. By means of these main springs 10 a part of the vibrations generated by the propulsion device 5 in the ship structure are not transmitted to the steering housing 9. The main dampers 11 thereby ensure that any vibratory movements of the steering housing 9 are damped out. The steering housing 9 as well as the resilient support thereof with respect to the deck 8 of the hull 4 can be regarded as a main mass spring system 16.

Niettemin blijkt in de praktijk dat een aldus verend ondersteund en gedempt stuurhuis 9 toch nog trillingen ondervindt die minder gewenst zijn. Indien bijvoorbeeld de stuurhut 9 wordt aangestoten met een frequentie die gelijk is aan of in de buurt ligt van de eigenfrequentie van het hoofdmassa-veersysteem dat gevormd wordt door die stuurhut 9 en de verende ondersteuning daarvan, kan opslingering van dergelijke trillingen optreden.Nevertheless, it appears in practice that a steering housing 9 thus supported and damped still experiences vibrations that are less desirable. If, for example, the wheelhouse 9 is struck with a frequency that is equal to or in the vicinity of the natural frequency of the main mass spring system formed by that wheelhouse 9 and the resilient support thereof, such vibrations can flare up.

Met als doel dergelijke ongewenste trillingen alsnog te ondervangen, is het in zijn geheel met 12 aangeduide massa-veersysteem gekoppeld met het stuurhuis 9. Dit massa-veersysteem 12 bestaat uit een massa 13, alsmede veren 14 en dempers 15. Bij voorkeur wordt de karakteristiek van dit massa-veersysteem 12 zodanig gekozen dat dit een dempende invloed heeft op trillingen van het hoofdmassa-veersysteem 16 die gelijk zijn aan of in de buurt liggen van de eigenfrequentie van dat hoofdmassa-veersysteem 16. Dientengevolge kunnen dergelijke eigenfrequenties van het hoofdmassa-veersysteem 16 worden uitgedempt door het massa-veersysteem 12 dat is ondersteund op genoemd hoofdmassa-veersysteem 16.For the purpose of still eliminating such undesired vibrations, the mass-spring system indicated in its entirety by 12 is coupled to the steering housing 9. This mass-spring system 12 consists of a mass 13, as well as springs 14 and dampers 15. Preferably, the characteristic of this mass spring system 12 selected such that it has a damping effect on vibrations of the main mass spring system 16 that are equal to or in the vicinity of the natural frequency of that main mass spring system 16. Consequently, such natural frequencies of the main mass spring system 16 are muted by the mass spring system 12 supported on said main mass spring system 16.

Hoewel in de figuur een enkel massa-veersysteem is weergegeven, kunnen in een alternatieve uitvoering meerdere massa-veer systemen worden toegepast. Elk van deze massa-veersystemen is in een andere richting gericht voor het dempen van trillingen in de betreffende richting. Ook is het mogelijk om torsietriHingen door middel van geschikt uitgevoerde massa-veersystemen te dempen.Although a single mass spring system is shown in the figure, several mass spring systems can be used in an alternative embodiment. Each of these mass spring systems is directed in a different direction for damping vibrations in the relevant direction. It is also possible to damp torsional tensions by means of suitably designed mass spring systems.

Lijst van verwijzingstekens 1. Vaartuig 2. Waterlichaam 3. Schroef 4. Romp 5. V erbrandingsmotor 6. Dek machinekamer 7. Trillingsisolator 8. Dek romp 9. Accommodatie 10. Hoofdveren 11. Hoofddempers 12. Massa-veersysteem 13. Massa 14. Veer 15. Demper 16. Hoofdmassa-veersysteemList of reference signs 1. Vessel 2. Water body 3. Screw 4. Hull 5. Combustion engine 6. Engine room cover 7. Vibration isolator 8. Hull deck 9. Accommodation 10. Main springs 11. Main dampers 12. Mass spring system 13. Mass 14. Spring 15. Damper 16. Main mass spring system

Claims

Device for floating use in water and / or for supporting on the bottom of a water (2), comprising a hull (4) with a deck (8) and a deck superstructure (9) which by means of a supporting device (10, 11) is supported on the deck of the hull, as well as a vibration source, such as a combustion engine (5) or electric motor, which support device comprises springs (10) and dampers (11), which deck structure is excited by vibrations originating from the vibration source, with characterized in that a mass spring system (12) is supported by the deck superstructure (9), which mass spring system has a damping effect on the vibrations generated by the vibration source (5) in the deck superstructure.

Device according to claim 1, wherein the mass spring system (12) supported by the deck superstructure (9) is designed to damp vibrations with a frequency equal to or close to the natural frequency of the deck superstructure.

Device according to claim 1 or 2, wherein a spring (14) of the mass spring system (12) supported by the deck structure comprises two ends, one end of which is connected to the mass (13) of the mass spring system and of which the other end is connected to the deck superstructure (9).

Device according to one of the preceding claims, wherein the mass spring system (12) comprises a damper (15), such as a hydraulic damper, which damper is connected in parallel to the spring (14) of the mass spring system.

Device according to one of the preceding claims, in which the supporting device (10, 11) permits displacements of the deck superstructure (9) relative to the hull (4) in three mutually orthogonal directions, and at least one mass spring system (12) is designed for impact by vibration in at least one of those directions.

Device as claimed in claim 5, wherein a plurality of mass spring systems (12) are provided which are respectively designed for stimulation by vibrations in different directions.

Device according to any one of the preceding claims, wherein the supporting device (10, 11) permits rotations of the deck superstructure (9) relative to the hull (4) around three mutually orthogonal directions, and at least one mass spring system (12) is designed for impact by vibration around at least one of those directions.

Device as claimed in claim 7, wherein a plurality of mass spring systems (12) are provided which are respectively designed for excitation by vibrations around different directions.

Device according to any one of the preceding claims, wherein the supporting device of the deck superstructure comprises main springs (10), such as air springs and / or screw springs and / or rubber springs and / or rubber-metal springs.

Device as claimed in any of the foregoing claims, wherein the supporting device comprises main dampers (11), such as hydraulic main dampers.

Device according to any one of the preceding claims, wherein the support devices (10, 11) allow vibrations in three mutually orthogonal directions.

Device as claimed in any of the foregoing claims, wherein the supporting device (10, 11) allows vibrations around three mutually orthogonal directions.

Device according to claim 11 or 12, wherein the orthogonal directions of the support device (10, 11) coincide with the respective orthogonal directions of the mass-spring system (12) supported by the deck superstructure (9).

Device as claimed in any of the foregoing claims, wherein the deck superstructure (9) comprises a wheelhouse and / or staff accommodation.