NO122824B - - Google Patents

Description

Passivt stabilisatoranlegg for skip.

Denne oppfinnelse vedrører et passivt stabilisatoranlegg for skip, mer spesielt av den art som omfatter en langstrakt væsketank som strekker seg på tvers av skipets skrog og har i det vesentlige samme bunnivå over hele lengden og en høyde som er vesentlig større enn den væskehøyde som er nødvendig for oppnåelse av en egenfrekvens for væsken som svarer til fartøyets naturlige rullefrekvens, og hvilken tank er fylt med væske med fri overflate til omtrent halvparten av tankens høyde, og hvor en damlignende hindring er anordnet i tanken symmetrisk om skipets langsgående midtplan og strekker seg fra tankens ene langvegg til den annen langvegg.

Passive stabilisatoranlegg av forskjellige typer er tidligere kjent. Således har man tidligere foreslått å anordne en væs-

ketank for stabilisering ved påvirkning av stabiliseringsmomentet

i avhengighet av et skips krengningsvinkel som følge av en omvelt-ning av væskemassen som finner sted uten at det forekommer noen vesentlig forskyvning av bevegelsens fase i forhold til skipets krengnings- eller rullingsbevegelse. Man oppnår en reduksjon av utgangsstabiliteten innenfor et begrenset område på omtrent - 3%.Bunnen i stabiliseringstanken er ved den kjente utførelse utformet slik at den sammen med den valgte væskefyllingsgrad for tanken be-virker at reduksjonen av den frie væskeoverflate oppnås ved at tank-bunnen løper tørr. Når en slik tank benyttes til stabiliserings-formål, må man imidlertid også ta med på kjøpet at ballastvæske-mengden reduseres betydelig hvis den tilsiktede effekt skal oppnås.

I passive 'skipsstabilisatorer er det også tidligere kjent at man foruten strupningsorganer av forskjellige typer også kan ha en i tankens midtparti anordnet damformet hindring med liten bredde som strekker seg fra tankens ene langvegg til den annen. En slik hindring opptar bare en liten del av tankens bunn og er derfor 'bare egnet til og bestemt for tilintetgjørelse av væskens kinetiske energi under stabiliseringsbevegelsen.

Stabiliseringstanker som er forsynt med strupningsorganer

i forskjellig form har vært kjent i lengere tid. Strupningsorganer kan være i form av vertikale rør. som deler tanken i flere partier eller kammere.

Hensikten med oppfinnelsen er å forbedre et anlegg av den innledningsvis omtalte type og mer spesielt å oppnå at stabiliseringsmomentet som frembringes pr. vektsenhet av i systemet forelig gende væske øker vesentlig slik at virkningsgraden forbedres til-svarende. Anlegget ifølge oppfinnelsen utmerker seg i det vesentlige ved at hindringen strekker seg horisontalt til begge sider av nevnte symmetriplan over en strekning som svarer omtrent til halvparten av tankens lengde og at hindringens høyde er omtrent halvparten av høyden til det statiske væskenivå i tanken for vedkommende skip.

Ved hjelp av oppfinnelsen er for det første oppnådd den for-del som anordningen av en tyerrgående hindring fører med seg og dessuten er det gjort mulig å tilveiebringe full stabiliseringsvirkning med minst mulig væskemengde fordi den spesielt utformede hindring fortrenger væsken fra tankens midtparti hvor som kjent væsken har den minste virkning hva stabiliseringsmomentet angår. Da væs ken allikevel har anledning til å strømme over hindringens topp, kan den nødvendige stabiliseringsvirkning oppnås. Ytterligere trekk ved anlegget ifølge oppfinnelsen fremgår av underkravene.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere ved hjelp av et eksem-pel under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser skjematisk og i snitt et skipsskrog med en passiv stabiliseringsanordning ifølge oppfinnelsen, fig. 2 viser et horisontalsnitt langs linjen 2-2 på fig. 1, fig. 3 et vertikalt lengdesnitt langs linjen 3-3 på fig. 2, og fig. 4 et vertikalt tverrsnitt langs linjen 4-4 på fig. 3.

På fig. 1 er vist et skipsskrog 10 med en stabilisator 12 anordnet mellom skipets to dekk og som strekker seg i det vesentlige over skipets hele bredde. Stabilisatoren er delvis fylt med væske og en del av denne overføres som følge av fartøyets rulling fra stabilisatorens ene side til den annen, slik at et stabilise-rende moment meddeles fartøyet.

På fig.2-4 kan sees at.stabilisatoren omfatter en avlang tank 14 med sideplater 16 og endeplater 18. Sideplatene 16 og endeplatene 18 er sveiset eller på annen måte festet mellom skipets to dekk, slik at skipets øvre dekk 21 utgjør tankens 14 topp, og skipets nedre dekk 22 tankens bunn.

En avlang dam 20 er anordnet i det vesentlige symmetrisk i tanken 14. Dammen -20 består av to plater 26 som er festet på tvers av tanken 14 og hvis ene ende er forbundet eller i ett med tankens 14 bunn 22, og hvis annen ende er avsluttet i avstand fra tankens topp. Plater 26 er festet i vinkel med. vertikalen og begge plater 26 skråner mot tankens 14 midte i en hensikt som skal forklares lengere nede. En horisontalt festet plate 28 strekker seg mellom de to sideplater 16 og mellom skråplatenes 26 øvre ender. Dammen 20 strekker seg over omtrent halvparten av tankens 14 lengde. Platen 28 kan være forsynt med ru overflate for økning av væskefrik-sjonen.

Flere rør samvirker med skilleplater 32 for å danne et an-tall vertikalt anordnede dyser 34. Dysene 34 med skilleveggene 32 danner med endeplatene 18 to sidetanker 50 ved tankens ender. Dy-senes 34 funksjon er å spre kinetisk energi av væsken som strømmer gjennom dysene og dessuten å dempe i noen grad væskens bevegelse i tanken 14.

Et rør 36 er forbundet med og ført gjennom platene 26 og er utstyrt med en vanlig for hånd betjent ventil 38 som tjener til styring av væskebevegelsen gjennom røret. Den eneste hensikt med røret 36 og ventilen 38 er å muliggjøre forbindelse mellom tankens 14 to sider for tømning av tanken ved hjelp av passende tømnings-innretninger, som ikke er vist. Under normal stabiliseringsdrift er ventilen 38 stengt, slik at det ikke skjer noen væskebevegelse gjennom røret 36.

Som nevnt er tanken 14 delvis fylt med vann, og vannet har samme nivå 40 overalt i tanken når den er i statisk tilstand. Anordningen burde være dimensjonert slik at den største væskedybde 40 i tanken 14 er omtrent to ganger avstanden mellom platen 28 og tankens 14 bunn.

Anlegget virker på følgende måte. Når skipet beveger seg i rolig sjø og uten rulling, er væskefordelingen i de respektive sidetanker 50 i det vesentlige den samme, slik at ingen opprettende krefter tilføres skipet. Hvis imidlertid fartøyet utsettes for rulling, vil det rulle- med en naturlig frekvens som er bestemt ved massefordelingen i skipet. Ved innstilling av væskenivået 40 i tanken 14 kan stabiliseringsanorningens naturlige frekvens tilpas-ses skipets naturlige rullingsfrekvens. Da stabiliseringsanordnin-gen i sin helhet er passiv, vil frekvensen for stabiliseringssyste-met ikke falle i fase med skipets naturlige rullefrekvens, slik at skipet kan bibringes stabiliseringskrefter og -momenter.

Hensikten med den avlange dam som er dannet ved platene 26 og 28, er å redusere den væskemengde som er nødvendig for tilveie-bringelse av beste stabiliseringsmoment for fartøyet. Man må kunne anta at det mest ueffektive parti av væsken i et passivt stabili-seringssystem^r det som befinner seg på midten ved tankens bunn. Den avlange dam 20 gjør det mulig at denne ueffektive væskemengde ikke finnes og at man allikevel oppnår en tilstrekkelig væsketrans-port over dammen, slik at de beste stabiliseringsmomenter for far-tøyet kan tilveiebringes.

Når ^skipet så ruller med sin naturlige frekvens, vil væsken fra den av de to sidetanker 50 som befinner seg høyest, strømme . gjennom de tilordnede dyser 34, over den avlange dam 20, gjennom dysene 34 som er tilordnet den andre sidetank og inn i den nevnte andre sidetank 50 som befinner seg lavest.. En vesentlig mengde av kinetisk energi vil tilintetgjøres som følge av væsketransporten og trykkfallet i dysene 34 i forbindelse med^idetankene og dessuten som følge av den ru overflate av platen 28.. Platene 26 for-, løper på skrå i vinkel på tankens 14 midte for .å tillate størst mulig væskeoverføring. Skjønt det ikke er forutsatt at en bestemt vannmengde skal bevege seg fra den ene sidetank til den annen under en fullstendig rullingssyklus, er det klart at væsken i tanken 14 betraktet som helhet strømmer fra den ene sidetank først gjennom dysesystemét og deretter over den avlange dam 20 og endelig inn i den annen sidetank, hvor den igjen passerer dysene 34.

Claims (9)

1. Passivt stabilisatoranlegg for skip omfattende en langstrakt væsketank som strekker seg på tvers av skipets skrog og har i det vesentlige samme bunnivå over hele lengden og en høyde som er vesentlig større enn den væskehøyde som er nødvendig for oppnåelse av en egenfrekvens for væsken som svarer til fartøyets naturlige rullefrekvens, og hvilken tank er fylt med væske med fri overflate til omtrent halvparten av tankens høyde, og hvor en damlignende hindring er anordnet i tanken symmetrisk om skipets langsgående midtplan og strekker seg fra tankens ene langsvegg til den annen langvegg, karakterisert ved at hindringen (20) strek-Tcer seg horisontalt til begge sider av nevnte symmetriplan over en strekning som svarer omtrent til halvparten av tankens lengde og at hindringens høyde er omtrent halvparten av høyden til det statiske væskenivå i tanken for vedkommende skip.

2. Anlegg ifølge krav 1, karakterisert ved at hindringen (20) har en oppruet eller ujevn toppflate (28).

3. Anlegg ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at hindringens (20) sideflater (26) forløper på skrå oppover mot tankens midte.

4. Anlegg ifølge krav 1,2 eller 3, karakterisert ved at hindringen i sin nedre del har en kanal (36) som forbinder tankens sider og tjener til tømning av tanken.

5. Anlegg ifølge krav 4, karakterisert ved at ka-nalen (36) er utstyrt med et for hånd betjent stengeorgan (38).

6. Anlegg ifølge et eller flere av de foregående krav, ka rakterisert ved at der mellom hindringen og tankens en-devegger er anordnet i og for seg kjente strupeorganer (34) som avgrenser to sidekammere (50).

7. Anlegg ifølge krav 6, karakterisert ved at strupeorganene på i og for seg kjent måte består av i avstand fra hverandre anordnede vertikale rør (30).

8. Anlegg ifølge krav 7, karakterisert ved at mellomplater (32) er anordnet mellom noen av rørene.

9. Anlegg ifølge krav 6, 7 eller 8, karakterisert ved at strupeorganene (34) strekker seg fra tankens bunn til tankens topp.