NO317088B1 - Fremgangsmate ved isbrytning og isbryter - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte som angitt i innled-ningen av krav 1, for å åpne en råk gjennom et isfelt, samt en isbryter som angitt i krav 7, bestemt for tilpasning til fremgangsmåten.

En isbryter er beregnet på å assistere fartøy i vintertra-fikk. Herved planlegges isbryteren vanligvis slik at den egner seg for vintertrafikkmønsteret i et bestemt område. F.eks. på "Finska Viken" er det typisk at det antall fartøy som trenger assistanse er stort og assistansestrekningene korte. Størrelsen av de fartøy som trenger assistanse kan variere meget, noe som stiller spesielle krav til bredden av den råk som isbryteren tilveiebringer. Bredden av de fartøy som assisteres på Finska Viken varierer fra ca. 10 - 40 m.

En isbryter vil ikke effektivt kunne assistere et fartøy med . en bredde som overstiger isbryterens bredde. På den annen side er det forholdsvis sjelden at meget brede fartøy behøver assistanse, hvorfor det ville være uøkonomisk å bygge isbrytere med en bredde på f.eks. 40 m bare for noen få assistanseoppdrag. Hittil har den eneste effektive metode for å assistere brede fartøy bestått i enten å la isbryteren åpne en bred råk ved å gå frem og tilbake, eller å anvende to isbrytere samtidig som sammen åpner en bred råk. Den førstnevnte metode tar lang tid og er meget ineffektiv, spesielt hvis isfeltet beveger seg. Den andre metode krever to isbrytere, noe som virker ufordelaktig på isbrytningskapasiteten andre steder.

Oppfinnelsen tar sikte på å løse problemet med hvorledes meget brede fartøy skal kunne assisteres effektivt og økonomisk ved hjelp av bare én isbryter. Løsningen ifølge oppfinnelsen fremgår av krav 1. Isbryteren som er beregnet på å tilpasses til fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan drives helt eller delvis i sideretningen gjennom isfeltet,

hvorav følger at det ved å velge en egnet fremdriftsretning i vinkel i forhold til isbryterens kjøllinje, vil det ved

hjelp av isbryteren kunne åpnes en råk hvis bredde kan være betydelig større enn isbryterens vannlinjebredde, og i verste fall til og med like stor som isbryterens vannlinje-bcedde.

Uttrykket "kjøllinjens retning" betyr i beskrivelsen og kravene den bevegelsesretning av isbryteren som velges slik at den minste bevegelsesmotstand oppnås når den beveger seg i åpent vann eller is.

Begge ender av skroget av isbryteren ifølge oppfinnelsen forsynes med i det minste én styrbar fremdriftsanordning. Med uttrykket "styrbar fremdriftsanordning" menes en fremdriftsanordning hvis fremdriftsretning vil kunne velges fritt. Den vanligste og mest passende fremdriftsanordning for en isbryter er en såkalt ror-propellanordning, dvs. en propellanordning som kan roteres om en hovedsakelig vertikal akse, slik at propellens fremdriftsretning kan rettes i en hvilken som helst retning. En slik anordning er f.eks. beskrevet i finsk utlegningsskrift 96590.

Med en styrbar fremdriftsanordning i begge ender av skroget tilveiebringes ikke alltid tilstrekkelig effektivitet. Derfor er det hensiktsmessig at isbryteren forsynes med i det minste tre styrbare fremdriftsanordninger, hvorav to befinner seg i den ende av isbryteren som vender forover i isbryterens bevegelsesretning under vanskelige isforhold. Ifølge finsk patent 94508 kan isbryterens bevegelsesretning være en annen under vanskelige isforhold enn i åpent vann og lett is. For å sikre ønsket styring av isbryteren ifølge oppfinnelsen er det spesielt viktig at effektfordelingen mellom de forskjellige f remdriftsanordninger fortrinnsvis kan velges trinnløst. Herved vil effekten fra isbryterens drivmaskineri alltid kunne fordeles hensiktsmessig mellom de forskjellige f remdrif tsanordninger etter behov, slik at også isbryterens vinkel stilling og bevegelsesretning kan påvirkes ved å regulere effektfordelingen. Ved en isbryter hvis totale fremdriftseffekt er P og antallet av fremdriftsanordninger er n, optimaliseres anvendelsen av fremdriftsanordningene fortrinnsvis slik at hver fremdriftsanordning dimensjones for ved behov å kunne motta en fremdriftseffekt hvis størrelse er betydelig større enn P/n, fortrinnsvis

1,5 P/n.

Ved utførelse av oppfinnelsen er det hensiktsmessig at en styrbar fremdriftsanordning hvor det anvendes en propell som fremdriftsorgan er utført slik at fremdriftspropellen fungerer som en trekkpropell, dvs. at propellen befinner seg ved den fremre ende av f remdrif tsanordningen i isbryterens bevegelsesretning. Herved vil propellen fortrinnsvis bryte istykker isvoldformasjoner og andre ishindringer som fore-kommer ved propelldybden.

Ifølge en fordelaktig utførelse av oppfinnelsen utformes isbryterens skrog .slik at dets sider ved området for isbrytning, dvs. fra vannlinjens nærområder til omtrent halv dypgang, skråner utad/oppad, hvorved begge dets sider er egnet for isbrytning sideveis.

Ifølge en andre fordelaktig utførelsesform gjøres isbryterens skrog asymmetrisk slik at dets ene side egner seg bedre for isbrytning sideveis enn dets motsatte side. På det asymmetriske skrogs ene side kan man mer effektivt enn ved et symmetrisk skrog danne mer fordelaktige brytningsvinkler for en skrå eller sideveis isbrytningsfunksjon uten i vesentlig grad å svekke bærekraften av skrogets undervanns-parti.

Det er også fordelaktig å utforme isbryterens skrog slik at de styrbare f remdrif tsanordninger ved begge ender av skroget kan plasseres slik at de i det minste ikke strekker seg vesentlig nedenfor skrogets nederste parti. Herved vil f.eks. dokking av isbryteren lettes betydelig, og ved grunnberøring oppstår det ikke nødvendigvis altfor alvorlige

skader.

Oppfinnelsen vedrerer også en isbryter som er beregnet på å åpne en råk gjennom et isfelt for et bredt fartøy, hvor vannlinjebredden av isbryterens skrog er betydelig mindre enn det brede fartøys vannlinjebredde. De hovedsakelige kjennetegn ved en slik isbryter er angitt i krav 7, og fordelaktige utførelsesformer i krav 8-15.

Oppfinnelsen vil i det følgende bli beskrevet ved hjelp av eksempler under henvisning til de vedføyede tegninger, hvor

fig. 1 viser en måte for utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen,

fig. 2 viser enderiss av den asymmetriske isbryter ifølge oppf innelsen,

fig. 3 viser en symmetrisk utførelsesform av oppfinnelsen, og

fig. 4 viser sideriss av den symmetriske isbryter ifølge oppfinnelsen.

Fig. 1 viser et isfelt 30 gjennom hvilket isbryteren 10 åpner en passasje 40 eller råk for et bredt fartøy (ikke vist) som følger etter isbryteren. Isbryterens 10 vannlinjebredde er betydelig mindre enn det assisterte brede fartøys vannlinjebredde. Begge ender av isbryterens skrog oppviser styrbare fremdriftsanordninger 21, 22, 23. Fremdriftsanordningenes fremdriftsretning velges slik at isbryteren beveger seg sideveis i pilens A retning gjennom isfeltet, dvs. i en betydelig vinkel v i forhold til dens kjøllinje 50.

Ved utførelsesformen på fig. 1 er isbryterens 10 skrog asymmetrisk, slik at dets ene side 11, som vender mot isbryterens bevegelsesretning A, er mer fordelaktig for isbrytning sideveis enn dens motsatte side 12. Formen av skrogets nedre parti fremgår av de horisontale skjæringers formkurver vist på fig. 1. Den asymmetriske isbryters fremre ende, regnet i fremdriftsretningen, er bredere enn dens motsatte ende.

På fig. 2 er den asymmetriske isbryter vist sett fra sin andre ende. Sammenlignet med fig. 1, kan man si at fig. 2 viser isbryteren (men ikke nødvendigvis samme isbryter som fig. 1) i pilens B retning. Som det vil ses på fig. 2, skråner den side 11 av isbryteren som anvendes for isbrytning, i området for konstruksjonsvannlinjen CWL og derfra og nedad, i betydelig grad utad/oppad. Den motsatte side 12 er nesten vinkelrett. Skrogets form fremgår av de vertikale skjæringsplans 0, l, 2, 3, 4, 5 formkurver.

Ifølge fig. 1 er isbryterens i f remdrif tsretningen beliggen-de bredere ende forsynt med to fremdriftsanordninger 21 og 22 og isbryterens motstående ende er forsynt med én frem-drif tsanordning 23. En slik anordning er fordelaktig for f.eks. å tilveiebringe tilstrekkelig effektiv isbrytning under vanskelige isforhold. Dessuten vil fremdriftsanordningens 22 propellstrøm fortrinnsvis kunne anvendes for å spyle den isbrytende side 11, noe som reduserer friksjonen mellom skroget og isen. Samtidig skyver propellstrømmen oppbrutt is bakover langs skroget. Dette skjer mest effektivt ved å rette f remdrif tsanordningen 22 slik som vist på fig. 1. Skrogets nedre parti utformes fortrinnsvis som vist på fig. 1 og 2 for å effektivisere den brytningsfrem-mende virkning av propellstrømmen.

Fremdriftsanordningene 21, 22, 23 oppviser en propell 24 som kan dreies i ønsket retning og fungerer som fremdriftsorgan. Hver propell 24 er slik når det gjelder konstruksjon og plassering at den normalt fungerer som trekkpropell, dvs. propellen 24 befinner seg i den fremre ende av fremdriftsanordningen, sett i isbryterens fremdriftsretning. På denne måte kan propellene fortrinnsvis anvendes til f.eks. å bryte istykker isvollsformasjoner. På fig. 1 er fremdriftsanordningene 21 og 22 vendt slik at deres sammensatte fremdriftskraft ligger omtrent i pilens A retning.

Ved fremdriftsanordningene 21, 22, 23 er isbryterens skrog utformet med rygger 13, 14, 15 som i det minste strekker seg fra isbryterskrogets vannlinjenivå CWL til i umiddelbar nærhet av fremdriftsanordningene. Hensikten med disse rygger er å tilveiebringe sprekker i de brutte isblokker ved f remdrif tsanordningene, slik at isen ikke vil komme til å støte som store isblokker mot fremdriftsanordningenes vertikale vendeaksel 17, noe som lett kunne øke fremdrifts-motstanden gjennom isfeltet.

Som det fremgår av fig. 2, 3 og 4, ligger fremdriftsanordningene inklusive propeller ovenfor isbryterens laveste punkt 16.

På fig. 3 skråner begge sider 18 av isbryterens skrog, i området for konstruksjonsvannlinjen CWL og derfra nedad, utad/oppad, hvorved begge sider egner seg for isbrytning sideveis. Isbryteren forsynes fortrinnsvis med et effektivt i og for seg kjent krengesystem, som sammen med sidenes og skrogets form sikrer fremdrift under trengte forhold og forhindrer at isbryteren blir sittende fast under vanskelige isforhold. Ved den symmetriske utførelsesform ifølge fig. 3 oppviser isbryteren i det minste i den ene ende av skroget to styrbare fremdriftsanordninger 27. Fremdriftsanordningenes konstruksjon og funksjon tilsvarer hovedsakelig det som er beskrevet ovenfor under henvisning til fig. 1.

På fig. 4 er vist sideriss av en spesielt liten symmetrisk isbryter. Begge ender av isbryterens skrog oppviser to styrbare fremdriftsanordninger 27. Isbryterens hoveddimen-sjoner er: største lengde 32 m, vannlinjelengde ca. 29 m og største bredde ca. 12,5 m. I praksis vil hoveddimensjonene for en isbryter som fungerer under vanskelige forhold i Ostersjøen være omtrent to ganger større.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til de ovenfor beskrevne utførelsesformer, idet mange modifikasjoner er tenkelig innenfor rammen av de vedføyede patentkrav.

Claims (15)

1. Fremgangsmåte for å åpne en passasje (40) for et bredt fartøy gjennom et isfelt (30) med en isbryter hvis skrog oppviser en vannlinjebredde som er betydelig mindre enn det brede fartøys vannlinjebredde, karakterisert ved at minst én av fartøyets skrogsider konstrueres for effektiv sideveis isbryting, at begge ender av isbryterens (10) skrog forsynes med i det minste én styrbar fremdriftsanordning (21, 22, 23, 27) og at fremdriftsanordningene benyttes til å drive isbryteren gjennom isfeltet (30) i en retning i betydelig vinkel (v) i forhold til retningen av dens kjøllinje (50), for derved i én passasje å åpne en råk som har betydelig større bredde enn isbryterens vannlinjebredde.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at i det minste isbryterens (10) ene ende forsynes med to styrbare fremdriftsanordninger (21, 22, 23) .

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at hver enkelt fremdriftsanordning forsynes med en propell (24) som virker som et fremdriftsorgan, slik at den fungerer som en trekkpropell i isbryterens (10) bevegelsesretning (A) ved fremdriftsanordningens fremre ende.

4. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-3, karakterisert ved at isbryterens (10) skrog utformes slik at begge dets sider (18) skråner utad og oppad i området for isbryting.

5. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-3, karakterisert ved at isbryterens (10) skrog utformes asymmetrisk, slik at dets ene side (11) egner seg bedre for isbryting sideveis enn dets motsatte side (12).

6. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-5, karakterisert ved at isbryterens (10) skrog utformes slik at det ved skroget dannes tilstrekkelig plass for plassering av de styrbare fremdriftsanordninger (21, 22, 23, 27), slik at de i det minste ikke strekker seg vesentlig nedenfor skrogets laveste punkt (16).

7. Isbryter som er beregnet for å åpne en passasje (40) gjennom et isfelt (30) for et bredt fartøy, hvor vannlinjebredden av isbryterens (10) skrog er betydelig mindre enn det brede fartøys vannlinjebredde, karakterisert ved at minst én av fartøyets skrogsider er konstruert for effektiv sideveis isbryting, at begge ender av isbryterens (10) skrog er forsynt med i det minste én styrbar fremdriftsanordning (21, 22, 23, 27), og at fremdriftsanordningenes fremdriftsretning er styrbar slik at den kan drive isbryteren gjennom isfeltet (30) sideveis i en retning i betydelig vinkel (v) i forhold til retningen av dens kjøllinje (50), hvorved isbryteren kan benyttes til i én passasje å bryte en råk som er betydelig bredere enn isbryterens vannlinjebredde.

8. Isbryter ifølge krav 7, karakterisert ved at isbryteren (10) oppviser et overførings- og reguleringssystem ved sitt drivmaskineri, ved hvis hjelp fordelingen av effekten fra isbryterens drivmaskineri er fortrinnsvis trinnløst varierbar mellom isbryterens forskjellige fremdriftsanordninger (21, 22, 23) .

9. Isbryter ifølge krav 7 eller 8, karakterisert ved at hvor dennes totale fremdriftseffekt er P og fremdriftsanordningenes antall er n, er hver enkelt fremdriftsanordning dimensjonert for å motta en fremdriftseffekt hvis størrelse er større enn P/n, fortrinnsvis ca. 1,5 P/n.

10. Isbryter ifølge et av kravene 7-9, karakterisert ved at i det minste isbryterens (10) ene ende er forsynt med to fremdriftsanordninger (21, 22, 23, 27).

11. Isbryter ifølge et av kravene 7-10, karakterisert ved at fremdriftsanordningene oppviser en propell (24) som virker som fremdriftsorgan og som er styrbar for å gi fremdriftskraft i en valgt retning, og at propellens (24) konstruksjon og plassering er slik at den fungerer som trekkpropell i isbryterens bevegelsesretning ved fremdriftsanordningens fremre ende.

12. Isbryter ifølge et av kravene 7-11, karakterisert ved at fremdriftsanordningene (21, 22, 23, 27) befinner seg helt eller nesten helt ovenfor isbryterskrogets laveste punkt (16).

13. Isbryter ifølge et av kravene 7-12, karakterisert ved at begge sider (18) av isbryterens (10) skrog skråner utad og oppad i området for isbryting.

14. Isbryter ifølge et av kravene 7-12, karakterisert ved at isbryterens (10) skrog er asymmetrisk, slik at dets ene side (11) egner seg bedre for sideveis isbryting enn dets motsatte side (12).

15. Isbryter ifølge et av kravene 7-14, karakterisert ved at i området for den styrbare fremdriftsanordning (21, 22, 23, 27) er isbryterens skrog utformet med en rygg (13, 14, 15) som strekker seg i det minste fra vannlinjenivået (CWL) for isbryterens skrog til i umiddelbar nærhet av fremdriftsanordningen.