NO154575B - Sveipekabelanordning. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en sveipekabel-

anordning for anvendelse i saltvannsmi1jø, omfattende en flytende,

fleksibel, elektrisk ledende sveipekabel som er innrettet til å

slepes bak et fartøy, og minst en dimensjonsstabil elektrode som er viklet i skrueform rundt en langstrakt flottøranordning som er festet til sveipekabelens bortre ende og som flyter når den er om-

viklet med elektroden.

En kjent fremgangsmåte til opprettelse av magnetiske felt i saltvannsmiljøer er basert på anbringelse av elektroder av alu-

minium i enden av fleksible, elektriske ledere. Gjennom salt-

vannet overføres strøm fra en elektrode til de andre elektroder under samtidig opprettelse av det ønskete, magnetiske felt.

Anvendelse av slike elektroder er forbundet med den ulempe

at anoden vil oppløses, slik at dens levetid ved normal drift

vanligvis understiger 20 timer. Da slike konstruksjoner eksempel-

vis medfører meget store utskiftningsomkostninger er det i høy grad ønskelig å forebygge slik forringelse og å oppnå forlenget brukslevetid, og aller helst begge deler.

Sveipekabelanordningen ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet

ved at hver elektrode omfatter en ledende kjerne, et beskyttende lag av titan, samt et strømledende ytterlag som inneholder et

ledende materiale av rutheniumdioksyd eller iridiumoksyd.

I de viste utførelsesformer er anodelektroden av en kon-

struksjon med relativt liten tyngde.

I de viste utførelsesformer er anodelektroden av fleksibel

konstruksjon, for å kunne vikles skrueformet rundt flottøran-

ordningen.

I de viste utførelsesformer er anodeelektroden og flottør-

anordningen av fleksibel konstruksjon, for at anodekabelutstyret skal kunne spoles på en trommel, for oppbevaring og liknende.

I den viste utførelsesform innbefatter flottøranordningen et antall hule flyteelementer.

I de viste utførelsesformer er ytterlaget av rutheniumdioksyd anordnet direkte på titanbelegget.

Anodeelektroden kan danne et endeparti av en kabel som er innrettet for å lagres på en trommel og utlegges fra et lasteskip, f.eks. et marinefartøy, en vannslede eller liknende, for å tjene som sveipekabel.

I de viste utførelsesformer er den bortre ende av anodeelektroden forbundet med en strømisolerende hette.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en dimensjonsstabil elektrode som er innrettet for avlevering av strøm av betydelig styrke, eksempelvis for anvendelse ved opprettelse av elektriske og magnetiske felt i havmiljøer.

Anordningen ifølge den foreliggende oppfinnelse er meget enkel og økonomisk rimelig, men vil likevel gi elektroden en vesentlig forlenget levetid.

Oppfinnelsen vil bli nærmere beskrevet i det etterfølgende under henvisning til de medfølgende tegninger, hvori: Fig. 1 viser et skjematisk riss av en sveipekabel som er utstyrt med en anodeelektrode ifølge foreliggende oppfinnelse. Fig. 2 viser et forstørret, diametrisk delsnitt av et endeparti av en utførelsesform av anodeelektroden ifølge oppfinnelsen. Fig. 3 viser et forstørret, skjematisk delsnitt av en ut-førelsesf orm av et anodekabelutstyr med en enkelt anodeelektrode som er skrueformet viklet rundt en flottøranordning. Fig. 4 viser et forstørret tverrsnitt av en anodeelektrode ifølge oppfinnelsen. Fig. 5 viser et forstørret, skjematisk delsnitt av en alternativ utførelsesform av anodekabelutstyret, -med flere elektroder som er skrueformet viklet rundt en flottøranordning. Fig. 6 viser et tverrsnitt av en ytterligere, alternativ utførelsesform av anordningen ifølge oppfinnelsen.

I den utførelsesform av oppfinnelsen som er vist i fig. 1 og 2, blir det opprettet en strøm av høy styrke mellom en anodeelektrode 11 og en katodeelektrode 12 i en saltvannsmasse 10. I det viste tilfelle danner elektrodene endepartier av kabler hen-holdsvis 13 og 14 som strekker seg akterover fra et sjøfartøy 15, for å tjene som sveipekabler.

Strømmen av høy styrke som overføres gjenom vannet mellom anoden og katoden, kan utnyttes for opprettelse av et elektrisk felt som f.eks. har vist seg å kunne bevirke fangstøkning ved sveipekontakt med reker.

Konstruksjonen kan alternativt benyttes for opprettelse av et magnetisk felt av den type som anvendes for detonering av undervannsminer og liknende.

Som det videre fremgår av fig. 1, kan kablene oppbevares ved å vikles på en egnet trommel 16, hvorfra de uttrekkes for å plasseres i det virksomme, feltopprettende mønster under fartøyets fremadbevegelse gjennom vannet. Hittil anvendte kabler kan f.eks. bestå av isolerte aluminiumkabler av 102 mm diameter og med kapasitet til å overføre strøm av styrke opptil 10.000 ampere. En tettsluttende kopling danner overgangen 17 mellom kabelen 13 og anodeelektroden 11. Kabelen 13 som er vist i fig. 1, kan eksempelvis ha en lengde av ca. 92 m, mens lengden av anodeelektroden er ca. 43 m. I kabler av kjente typer er disse anodeelektroder, som tidligere nevnt, dannet av en frittliggende aluminiumskjerne som krever hyppig utskiftning grunnet nedbryting under bruk.

Den forbedrete anodeelektrode 11 ifølge foreliggende oppfinnelse er vist mer detaljert i fig. 2. Det fremgår derav at elektrodekjernen består av et antall stort sett stive flasker 18 av syntetisk harpiks, såsom lucite eller polykarbonatplast, som danner flytekamre i elektroden. Rommet mellom de respektive flyteelementer 18 kan være fylt med fleksibel polyuretan 19 eller liknende. Kjernen kan være omgitt av et lag 20 av vanntett materiale, eksempelvis gummi.

Et rørformet strømførende sjikt 21 som forløper koaksialt med det vanntette lag 20, består i det viste tilfelle av kobber av tilstrekkelig tykkelse til å kunne lede strøm av den ønskete, høye styrke, uten skadelig varmevirkning. Det vil være åpenbart for den fagkyndige at andre materialer som er egnet for å lede strøm av høy styrke, også kan finne anvendelse innenfor oppfinnelsens ramme, og som eksempel på slikt alternativt materiale kan nevnes grafittfibrer som er impregnert med arsenikkpentaflorid for å bibringes både stor strekkstyrke og høy strømledningskapasitet.

Strømledersjiktet eller kjernen 21 som er omgitt av et be-skyttelsesbelegg 22 av titan som tjener som underlag for et be skyttende underlag 23 av rutheniumdioksyd. Kjernen kan alternativt bestå av titan, dersom den høye, elektriske motstand i dette materiale kan godtas.

Den bortre ende 24 av anodeelektroden er fortrinnsvis ut-

styrt med en isoleringshette 25 som er fremstilt av egnet, synte-

tisk harpiks.

Rutheniumet i det beskyttende ytterlag virker som kata-

lysator ved oksyderingen av klorion til klor, uten at ytterlaget derved svekkes. Anoden som er istand til å overføre strømstyrker opptil 10.000 ampere eller mer, har vist seg å være ytterst

dirnensjonsstabil også ved lav strømstyrke, slik at dens levetid begrenses av konstruksjonens mekaniske levetid under den hard-

hendte behandling som forekommer urier anvendelse til sjøs, og dette medfører en effektiv minskning av kostanden for opprett-

else av elektriske og magnetiske felt.

Fig. 3 viser en av de foretrukne utførelsesformer av den

foreliggende oppfinnelse med en anodeelektrode 30 som er viklet i skrueform rundt en flottøranordning 29. Fig. 4 viser et tverr-

snitt av elektroden 30, omfattende en ledende kjerne 31, for-

trinnsvis av kobber, et beskyttende lag 32 av titan og en be-

skyttende yttermantel 33 som fortrinnsvis er fremstilt av

rutheniumdioksyd, men som også kan bestå av iridiumoksyd eller en blanding av rutheniumdioksyd og tinnoksyd inneholdende opptil 20

molprosent tinn. Det vil innses av ved anvendelse av flere elek-

troder, vil hver enkelt elektrode bare lede sin forholdsmessige andel av totalstrømmen som skal overføres.

Diameteren av kjernelementet 31 bør generelt utgjøre minst

60% av hele elektrodediamteren, og beskyttelseslaget 32 bør være vesentlig tykkere enn den beskyttende yttermantel 33.

Elektroden som er vist i tverrsnitt 34 kan generelt ha

hvilken som helst, hensiktsmessig tykkelse, men de nedenstående hovedgrenser er foretrukket:

Kjernen 31 bør være fra 1,3 til 12,7 mm og fortrinnsvis fra

2,5 til 6,4 mm, beskyttelseslaget 32 bør være fra 0,13 til 0,51 mm og fortrinnsvis fra 0,26 til 0,38 mm og tykkelsen av yttermantlen 33 bør være mindre enn 0,008 mm og fortrinnsvis mindre enn 0,002

mm.

Som et eksempel på en egnet anode ble det konstruert en

elektrode hvor kjernens 31 diameter var ca. 4,6 mm, beskyttelses-

lagets 32 tykkelse var ca. 0,3 mm, og den beskyttende yttermantelen hadde en tykkelse på ca. 0,002 mm.

Flottøranordningen 29 bør ha en lav egenvekt, generelt

3 3

under 0,8 g/cm og fortrinnsvis mindre enn 0,5 g/cm . Anodesveipekabelutstyrets totale egenvekt bor være mindre enn 1,0 og fortrinnsvis mindre enn 0,95 g/cm^. Anodesveipekabelutstyrets totale egenvekt representerer den kritiske egenvektsbegrensning.

Anodesveipekabelutstyret kan typisk ha en lengde av 6 til 153 m og fortrinnsvis fra 30 til 60 m. Anodekabelsveiseutstyret må ha kapasitet til å overføre en høy strømtetthet, typisk av størrelsesorden 20 mA/cm2 til 1 A/cm2 og fortrinnsvis av størr-elsesorden 50 til 150 mA/cm 2.

Fig. 5 viser en modifisert utførelsesform ifølge den foreliggende oppfinnelse med et antall anodeelektroder 30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f og 30g som er viklet rundt en enkelt flottøran-ordning 29. Hver av disse anodeelektroder er i overenstemmelse med den ovenstående beskrivelse av enkeltanodeelektroden 30. Ved anvendelse av flere elektroder er det mulig fortsatt å opprett-holde et elektrisk eller magnetisk felt, også etter at ett eller flere av de enkelte anodeelektrodeelementer kan ha blitt be-skadiget under innspoling på trommelen 16 ifølge fig. 1 eller avspoling fra denne under sleping. Det kan i teorien anvendes

hvilket som helst antall separte anodeelektrodeelementer, i avhengighet av anodesveipekabelutstyrets totallengde og anode-elektrodenes relative tykkelse. Anodesveipekabelutstyret bør

fortrinnsvis være utstyrt med minst 5 separate anodeelektrodeelementer og fortrinnsvis med 10 til 30 separate anodeelektrodeelementer .

Det er i fig. 6 vist en ytterligere utførelsesform av anodesveipekabelanordningen ifølge den foreliggende oppfinnelse. Ifølge tverrsnittet i fig. 6 er anodeelektrodene 30a - 30g viklet i skrueform rundt et antall isoleringsdeler 34a - 34g som like-ledes er viklet i skrueform rundt flottøranordningen 29. Dersom de er fremstilt av materialer av lav egenvekt, vil isoleringsdelene, foruten å isolere de enkelte anodeelektroder fra hver-andre, også kunne gi oppdrift og derved på gunstig måte minske den totale egenvekt av anodesveipekabelutstyret.

Alternativt eller i tillegg kan isoleringsdelene 34a - 34g utnyttes for beskyttelse av de enkelte anodeelektroder mot beskad- igelse under påspoling, avspoling eller sleping. Dette er særlig tilfelle for utførelsesformen ifølge fig. 6 hvor isoleringsdelen har en vesentlig større tverrsnittdiameter enn anodeelektroden. Som tidligere omtalt er det den toalte egenvekt av anodesveipekabelutstyret og ikke egenvekten av flottøranordningen som er kritisk. En av grunnene til at egenvekten av flottøranordningen 29 ikke er kritisk, er at det store antall isoleringsdeler kan gi en betydelig, ekstra oppdrift.

Elektroden ifølge foreliggende oppfinnelse er, som tidligere omtalt, innrettet for anvendelse innenfor et vidt område i forbindelse med opprettelse av elektriske strømfelt og magnetiske felt i saltvannsmiljøer og liknende. Strømmen overføres i salt-vannet fra anodeelektroden til en katodeelektrode som befinner seg i avstand fra den førstnevnte elektrode.

Sveipekabelutstyr og elektroder kan oppbevares selektivt på et sjøfartøy, hvor elektroder eller kabel, alternativt begge deler, befinner seg i opprullet tilstand. Elektrodene kan slepes i avstand aktenfor fartøyet, hvorved kabelen og anodeelektroden er utstrukket fra sin opprullete tilstand. Mellom de etterslepende elektroder opprettes en forutvalgt spenning som bevirker over-føring av strøm av høy styrke mellom elektrodene, idet elektrodene av den nye type effektivt minsker den elektrodesvekkelse som opp-står ved slik anvendelse.

Det vil være åpenbart for fagkyndige at konstruksjonen og virkemåten i tilknytning til anordningen ifølge den foreliggende oppfinnelse vil kunne modifiseres og endres på mange måter. Sveipekabelutstyret kan således bestå utelukkende av den bortre ende av kabelen 13 ifølge fig. 1, eller det kan strekke seg hele veien opp til og endog inn på det fartøy som det slepes av.

I et anvendelsestilfelle kan hver av elektrodene være utstyrt med et ytterbelegg av rutheniumdioksyd, og elektrodene kan derved utnyttes vekselvis som anoder og katoder, ved hensiktsmessig, selektiv omkopling.

Claims (2)

1. Sveipekabelanordning for anvendelse i saltvannsmiljø, omfattende en flytende, fleksibel, elektrisk ledende sveipekabel (13) som er innrettet til å slepes bak et fartøy, og minst én di-menssjonsstabi1 elektrode (11) som er viklet i skrueform rundt en langstrakt flottøranordning (18, 19) som er festet til sveipekabelens (13) bortre ende og som flyter når den er omviklet med elektroden (11),karakterisert vedat hver elektrode omfatter en ledende kjerne (21), et beskyttende lag (22) av titan samt et strømledende ytterlag (23) som inneholder et ledende materiale av rutheniumdioksyd eller iridiumoksyd.
2. 2. Sveipekabelanordning i samsvar med krav 1,karakterisert vedat den har en egenvekt på under 1 g/cm"^.