NO335313B1 - Ballastombyttingssystem for skipsfartøyer - Google Patents

Abstract

En fremgangsmåte for utbytting av ballastvann i et skips ballasttanker slipper inn sjøvann gjennom en eller flere innløpsporter i baugen av skipet mens skipet beveger seg gjennom sjøen for å opprette et trykk som er større enn trykket i ballastvannet som skal utbyttes, slik som målt ved bunnen av tankene. Det innkommende sjøvannet slippes inn i bunnpartiet av ballasttankene, og det fortrengte vannet tømmes i sjøen fra utløpsporter lokalisert i et topparti av ballasttankene langs siden av skipet. Fremgangsmåten tillater den hyppige ombyttingen av ballastvann under transoseane reiser for å eliminere transport av marine organismer og forurensning som kan forårsake økologiske problemer når innført i geme farvann.

Description

Oppfinnelsens område

Denne oppfinnelse vedrører fremgangsmåter og anordninger for styring av inntaket, ombyttingen og tømmingen av sjøvannballast fra skipsfartøyer, så som VLCC, contai-nerskip, oljetankskip og liknende.

Oppfinnelsens bakgrunn

For å opprettholde stabiliteten og den sikre driften av et tomt eller delvis fylt skipsfrak-tefartøy er det nødvendig å tilføre sjøvann i ballasttankene for å trimme fartøyet og/eller for å oppnå en forbestemt dypgående.

I mange tilfeller tar fraktefartøyer inn sjøvann som ballast i en første havn, transporterer sjøvannet som ballast mange tusen mil til en andre havn, der fraktegodset lastes og sjø-vannballasten tømmes til det lokale havne- eller forankringssted. Det er blitt godt do-kumentert at sjøvannballast lastet ved en lokalisering kan inneholde et mangfold av le-vende organismer som spenner fra mikroskopiske materier til marine planter, fisk, krep-sedyr og annet marint liv som kan ha en negativ økologisk innvirkning når tømt i de lokale vann ved havnen for ankomst. Selv om noen bestrebelser er blitt foretatt for å redusere dette problemet ved tildannelse av minst ett råfiltreringssystem for hindre inntaket av gnagere, fisk, krabber og liknende, er disse bestrebelsene ikke blitt spesielt effektive.

Store vannmengder må typisk føres inn i fartøyets ballasttanker, og lastingen må skje så raskt som mulig på grunn av de store liggetidavgifter knyttet til den ineffektive lastingen eller dødtiden for kommersielle skipsfartøyer. Forbedrede fremgangsmåter og anordninger behøves for å eliminere eller vesentlig redusere de ugunstige effekter knyttet til aktuelle skipsforsendelsespraksiser som transporterer og tømmer store vannmengder ved fjerne lokaliseringer, hvilke vannmengder kan inneholder biologisk og marint liv som kan ha en ugunstig innvirkning på den marine økologien ved punktet eller punktene for tømming.

En fremgangsmåte og en anordning som innbefatter et bauginntaksrør, og som benytter forskjellen i hydrodynamisk trykk for å bevirke en ombytting av vann i ballasttankene mens skipet er underveis, av dekkes i US patent 6.053.121. Trykksatt friskt sjøvann fra en hovedledning som inneholder friskt sjøvann føres inn ved bunnen av en ende i en ballasttank og et bunnavløp med ventil ved den motsatte enden av ballasttanken tømmer vannet gjennom undersiden av skroget til sjøen. Slik som omtalt i '121-patentet, basert på laboratorieeksperimentdata etter seks timer med drift av et småskalasytem, ble en saltvannsoppløsning i hovedtanken fortynnet til 25% av dens opprinnelige saltinnhold. Det finnes ingen forslag eller angivelser i beskrivelsen til '121-patentet at vann i ballasttanken bør tømmes gjennom en port eller et utløp ved toppen av ballasttanken, det omtales heller ikke ønskeligheten ved fjerningen av biologisk marint liv fra ballasttanken.

Det er derfor et formål med denne oppfinnelse å fremskaffe en fremgangsmåte og en anordning for hurtig ombytting av sjøvannballast fra skipsfartøyer, hvilken fremgangsmåte og anordning eliminerer eller i stor grad reduserer transporten av den opprinnelige ballasten over store strekninger fra opprinnelsesstedet til ballasten sammen med de marine organismer medført i denne.

Det er et ytterligere formål med denne oppfinnelse å fremskaffe en effektiv og økono-misk anordning for innføring og tømming av sjøvannballast i ballasttankene på et skips-fartøy mens fartøyet er underveis.

Enda et annet formål med den foreliggende oppfinnelse er å fremskaffe en fremgangsmåte og en anordning som tillater klargjøringskontrollen av mengden med sjøvannbal-last, likeledes dens posisjon i eventuelt en eller flere ballasttanker i fartøyet, samtidig som benyttelsen av pumper og kraft som må besørges minimaliseres mens fartøyet er underveis.

Sammenfatning av oppfinnelsen

Formålene over og andre fordeler oppnås gjennom anordningen og fremgangsmåten i

henhold til oppfinnelsen, i hvilken vann uavbrutt slippes inn gjennom minst en åpning i baugen av et skip og transporteres gjennom en eller flere hovedrør som står i forbindelse med baugåpningen for fordeling til bunnen av en ballasttank for å forskyve eksisterende ballastvann oppover gjennom tanken og tømming av ballastvannet i sjøen gjennom en eller flere overløpstømmeporter eller -utløp som er posisjonert med et øverste punkt av ballasttanken så nær skjærkraftplategangen som mulig.

Etter hvert som skipet beveger seg fremover slippes sjøvannet inn gjennom den ene eller de mange baugåpningene og fordeles til de nedre områder av ballasttankene og stiger for å flomme over gjennom tømmeportene i hver enkelt av ballasttankene til hvilke det er blitt sluppet inn. Overflommen tømmes i sjøen. Desto større skipets hastighet er fremover, desto større vil den volumetriske strømmen av vann bli gjennom hovedrø-ret (-rørene) og deretter gjennom ballasttankene og tømmeportene.

I en spesielt foretrukket utførelse er det tildannet to baugåpninger, hver enkelt åpning er forsynt med minst en ventil som står i forbindelse med et hovedrør, og hvert enkelt rør har utløp med ventiler, hvilke rør strekker seg til og gjennom hver enkelt av ballasttankene langs lengden og på hver side av midtlinjekjølen. Minst en inngående T-rørdel eller grenledning er tildannet for å føre friskt sjøvann inn fra hovedrøret til bunnen eller det nedre området av de respektive ballasttanker.

I en ytterligere foretrukket utførelse er det tildannet flere innløpsåpninger for hver enkelt ballasttank fra hovedrøret for å maksimere strømmen og fordelingen av innkommende sjøvann til alle de nedre områder av ballasttanken for å underlette spylevirkning-en og utbyttingen av eksisterende ballastvann. Posisjonene av de mangfoldige innløps-åpningene er valgt basert på de eksisterende skott, bindebjelker, ledeplater og strukturel-le elementer inne i hver enkelt av ballasttankene.

I en annen foretrukket utførelse av anordningen og fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er hver enkelt av T-rørdelene for ballasttanken forsynt med minst en, men mest foretrukket to sekvens ventiler som styres av hydraulisk betjente aktuatorer. Ventilene er posisjonert mellom hovedrøret og hvilket som helst utløp fra sugende klokkemunning(er). Bruken av to ventiler i serie gir en økt sikkerhetsmargin i tilfelle av en funksjonsfeil eller en blokkering i en av ventilene. Driften av de hydrauliske aktuatorene ledes fortrinnsvis fra et styrepanel lokalisert i fraktestyrerommet, broen og/eller de andre driftsområder på skipet. Som en ytterligere sikkerhetsforanstaltning kan det også tildannes manuelt betjenbare ventilstillere for hver enkelt ventil.

Installasjonen av minst to ventiler ved den ene eller de mange bauginntaksåpningene er også foretrukket. For å beskytte ventilen fra sammenstøt med nedsunket avfall kan det tildannes en høyfasthets inntaksbeskyttelse, så som et gitter av stenger i stål eller rust-fritt stål. Hovedstyreventilen for innslipping av sjøvann er fortrinnsvis en kuleventil med en hydraulisk aktuator. Bak kuleventilen er det fortrinnsvis installert en dobbeltslu-seventil, også utstyrt med en hydraulisk aktuator.. Baugåpningene kan valgfritt utstyres med en eller flere hydraulisk betjente dører eller tildekninger. I tilfellet av en tilfeldig svikt i det hydrauliske kraftsystemet er baugdørene feilsikre til den lukkede posisjonen. Inntaksventilene er også konstruert for å returnere til deres lukkede posisjon i tilfellet av en kraftsvikt.

Anordningen og dens driftsmåte skiller seg fra den tidligere kjente teknikk, i hvilken inntaksportene for ballastvannet typisk er lokalisert ved bakenden av skipet i nærheten av pumperommet. Slik som vil forstås av de med ordinær erfaring innen området kreves det en betydelig energimengde for å drive pumpene i lyset av den store vannmengden som må fortrenges. Enn videre besørger de tidligere kjente systemer og driftsmåter kun fortynningen av vannet som er blitt trukket inn i ballasttankene under lossingen av skipet. Denne begrensningen ved den tidligere kjente teknikk overvinnes med den foreliggende oppfinnelse, der ballastvannet fortrenges oppover for å tømmes fra toppen av tankene snarere enn bunnen av tankene, slik som i den tidligere kjente teknikk.

Innføringen av friskt sjøvann til bunnseksjonen av ballasttanken med et minimum av blanding forårsaker at vannmengden, opprinnelig tilstede i tanken, beveger seg oppover for å bære med seg det biologiske stoffet og de marine organismer som ble trukket inn i tankene når de ble fylt. Oppfinnelsen fremskaffer således en svært effektiv innretning for spyling av det eksisterende ballastvannet fra tankene og utbytting av dette med friskt ballastvann.

Slik som vil forstås av de med ordinær erfaring innen området kan det være nødvendig å bruke eksisterende pumper for å levere tilstrekkelig ballast for innledende bevegelse av en supertanker ("VLCC - very large crude carrier") fra dens lossehavnebasseng eller - fortøyning.

Så snart skipet er underveis oppretter imidlertid dets foroverbevegelse en hydraulisk kraft mot baugen, hvilken kraft, selv ved moderate hastigheter, er tilstrekkelig for å løfte sjøvannet inn i ballasttankene. Den hydrauliske kraften kan beregnes basert på det fast-satte forholdet:

der, d = densitet av fluidet, f.eks. sjøvann;

v = relativ hastighet av fartøy i vann; og

k = dragsugkoeffisient, antatt til å være 1,28.

Tabell I under angir vanntrykkhøyden eller vannsøylen som kan løftes ved forskjellige relative hastigheter og rørledningsdiametere.

Fra tabell 1 kan det sees at en relativ hastighet på fjorten (14) knop er tilstrekkelig for å løfte en vannsøyle på inntil 318 fot. Denne hydrodynamiske kraften er tilstrekkelig for å bevege det innslupne sjøvannet gjennom baugventilene, hovedrøret eller -rørene, bal-lasttankens T-rørdeler, grenledninger, ventiler og indre skott, bindebj eiker eller rørled-ning, og for å løfte vannet i sideveggpartiet av ballasttankene for å flomme over gjennom tankutgangsportene.

Slik som vil forstås av en med ordinær erfaring innen området, kan de individuelle ventilene tildannet ved T-rørdelene i hver enkelt ballasttank, justeres for å sikre en tilnærmet jevn gjennomstrømning til hver enkelt av ballasttankene. I fravær av eventuelle strømstyringer påtvunget det innkommende ballastvannet kan hekkballasttankene for eksempel motta vann ved et hydraulisk trykk som er effektivt lavere enn det til den førs-te baugtanken på grunn av friksjonsstrømtap. For å sikre at en tilstrekkelig strøm når tankene bakerst på hekken for å bevirke en uavbrutt overflomming, kan de fremste inn-løps- eller overløpstømmeventilene lukkes delvis for å opprette et mottrykk som eventuelt vil merkes i hekktankene. Andre alternative driftsmåter innbefatter redusering av diameteren til hovedrøret fra baug til hekk og/eller redusering av diameteren til innløps-rørledningene fra baugballasttankene for å begrense strømmen forover, samtidig som det tildannes T-rørdeler og/eller innløpsrørnett med større diameter akterut.

I en ytterligere foretrukket utførelse kan strømmen av innkommende sjøvann til en eller flere ballasttanker reduseres eller avstenges fullstendig når skipet er i bevegelse ved hastigheter som utvikler en forholdsvis mindre hydrodynamisk kraft. I denne driftsmå-ten kan innkommende vann ledes til en eller en gruppe av tanker for å oppnå en fullstendig spyling og utbytting av vann. Etter at den første eller gruppen av tanker har oppnådd den ønskede ombyttingsgrad minskes og/eller avstenges fullstendig strømmen til disse tankene til fordel for en annen eller gruppe av tanker. Etter hvert som skipets hastighet og det tilknyttede hydrauliske trykket øker, øker også ombyttingsraten for individuelle tanker.

I en foretrukket utførelse for utøvelse av oppfinnelsen lastes et fartøy, som er forsynt med anordningen for ballastlasting og -tømming i henhold til oppfinnelsen, med den minimale mengde av sjøvannballast påkrevet for å trimme fartøyet og tillate dets sikre bevegelse fra en fortøynings- eller havnebassenglokalisering. Etter at fartøyet har beve-get seg bort fra dets fortøyningsposisjon og får opphastigheten åpnes en eller flere baugdører for å eksponere innløpsporten eller -portene. Tilknyttede baugventiler åpnes for å tillate inngang av ytterligere sjøvann som ledes med styreventiler fra inntaksho-vedledningen til grenledningene, og ballasttankene fylles til det forbestemte ønskede nivå. Så snart de ønskede mengder av sjøvannballast er blitt lastet, og mens skipet fortsatt er underveis, åpnes ballasttømmeventiler, og ballasten i tankene tømmes i en stabil eller likevektsstrøm av inngang og tømming. Ved denne utøvelse av fremgangsmåten sirkulerer ballastvannet uavbrutt fra et inntak ved baugen gjennom tankene og tømmes tilbake til sjøen. Strømmen vil forbli ufarlig for fartøyet og dets struktur, forutsatt at overbordsventilene holdes åpne til alle tider. På denne måte unngår oppfinnelsen den aktuelle praksis med lasting og transport av ballastvann som inneholder lokalt marint liv fra en lokalisering til en annen havn som kan være tusenvis av mil unna.

Fremgangsmåten kan fortsettes under reisen, slik at ombyttingen er uavbrutt. Alternativt kan ballasten beholdes under det meste av reisen, og ombyttingen startes når fartøyet er nærmere bestemmelsesstedet, men fortsatt til havs. Ombyttingen vil da føre lokalt marint liv inn i ballasttankene, og eventuell nødvendig ombytting av dette i havnen vil ikke få noen ugunstig økologisk virkning.

I tilfellet av hastighetsbegrensninger, havstrømmer, høyde av vannlinjebehov, rørnetts-begrensninger på grunn av skipets foreksisterende konfigurasjon og liknende ikke gir tilstrekkelig trykk for å bevirke en fullstendig ombytting, kan hjelpepumper for ballastvann benyttes ved utøvelse av oppfinnelsen.

Slik som vil forstås av omtalen over besørger oppfinnelsen forskjellige driftsmåter når skipet er underveis. Disse måtene vil avhenge av den relative hastigheten ved hvilket som helst gitt tidspunkt, og også av raten for endring av hastigheten med hensyn til sjø-en, gjennom hvilken skipet beveger seg.

Bruken av tradisjonelle instrumenter som er avpasset for bruk ved fremgangsmåten, og med anordningen i henhold til oppfinnelsen, vil gi en innretning for synlig visning av tilstanden for hver enkelt av ballasttankene og omfanget til hvilket det opprinnelige ballastvannet er blitt ombyttet med sjøvann, gjennom hvilket skipet beveger seg.

Slik som vil være åpenbart for en med ordinær erfaring innen området kan hele systemet valgfritt styres med en hensiktsmessig programmert universaldatamaskin. Ved bruk av kalibreringsdata skaffet empirisk og/eller med teoretiske beregninger bestemmes tidene og ratene for ombytting ved forskjellige strømrater for flere ulike hastigheter av skipet i forhold til vannet ved bauginntaket (-inntakene). Strømmålere ved ulike posisjoner langs midtlinjerørledningene eller hovedrørene er fortrinnsvis installert for å gi nøyaktige data i sanntid, slik at det derved tillates automatiske, programmerte justering-er av individuelle ventiler eller grupper av ventiler i reaksjon på endring av forholdene.

Programmer kan innbefatte ombytting på en først inn, sist ut basis eller vice-versa; eller på en lik strøm og ombytting i alle ballasttanker samtidig; eller på hvilken som helst ad hoc rekkefølge valgt av operatøren ved begynnelsen av skipets avgang fra losseanleg-get.

Strømmålere kan også installeres ved overløpspunktene for å gi informasjon i sanntid til styrepanelet for å angi den innbyrdes rate av ombytting av vann i hver enkelt av ballasttankene. De hydrauliske aktuatorene kan benyttes for å justere strømraten gjennom suk-sessive ventiler inntil den ønskede balanse oppnås. En hensiktsmessig programmert universal datamaskin kan benyttes for å gjøre disse rettelsene automatisk.

Ytterligere instrumentering kan innbefatte temperaturfølere lokalisert ved bauginntaket for det innkommende sjøvannet, ved overløpsportene og ved en eller flere posisjoner i ballasttankene. Ettersom temperaturen til vant holdt i ballasttankene vil være ulik, dvs. varmere eller kaldere enn det innkommende sjøvannet, kan temperaturforskjellinfor-masjonen også fungere for å angi omfanget av ombyttingen. Når temperaturen til det overflommende og innkommende sjøvannet er den samme, eller hovedsakelig den samme, vil for eksempel ombyttingen være fullført.

Strømraten gjennom de respektive ballasttanker kan også styres ved justering av ventiler ved overløpsrørdelene. Dette kan være mindre ønskelig ettersom et indre trykk utvikles i tillegg til det statiske trykket av vannsøylen i ballasttakene.

Fra det ovennevnte vil det forstås at ombyttingen av ballast er hovedsakelig uavbrutt så lenge skipet beveger seg ved en tilstrekkelig hastighet for å opprette det nødvendige hydrauliske trykket og baugåpningene slipper inn friskt sjøvann gjennom hovedrørene. På denne måten vil marine organismer spesielle for et sted blandes med sjøvann, så snart skipet er underveis, og fortrenges fullstendig fra ballastsystemet med spylevirk-ningen innenfor tre volumetriske ombyttinger.

Ballasttankene kan også forsynes med ledeplater og avledere som leder det innkommende vannet for å spyle hjørner og/eller andre indre partier som ellers kunne holde tilbake eksisterende stillestående ballast. Effektiv spyling kan også bevirkes av dyser og/eller manifoldutløp i et rørnett koblet nedstrøms for T-rørdelen og/eller innløpsventi-lene.

Strømraten til ballastombyttingsvannet er avhengig av flere faktorer som innbefatter hastigheten til skipet i forhold til vannet, gjennom hvilket det beveger seg, diameteren til hovedrøret og diameteren til respektive inngående T-rørdeler og rørnett, gjennom hvilke vann fra hovedrøret slippes inn i hver enkelt av ballasttankene. I mange store tankskip strekker ballasttankene seg omtrent seks fot mellom de ytre skrogplatene og de indre veggene i tankene. Rikelig plass skaffes således for installasjon av ett eller flere hovedrør på hver enkelt side av den midtkjøloppdelende veggen. Det kombinerte eller samlede arealet til tankens øvre overløps- eller tømmeutløp bør være minst lik det samlede arealet av innløpsrørnettet ved bunnen av tanken for å minimere mottrykk på grunn av strømbegrensninger.

I en foretrukket utførelse strekker et eneste hovedrør med tilnærmet 10 tommer i diameter seg fra hver enkelt av babord- og styrbordbaugåpningene til ballasttankene lengst mot hekken. En eneste titommes grenledning T-rørdel er tildannet langs hovedrøret for hver enkelt av ballasttankene. Overløpsutløpet er også fortrinnsvis en titommes diameter eller større rørledning med formålstjenlige ytre flensrørforbindelsesdeler som er posisjonert ved tilnærmet toppen av ballasttanken. I samsvar med tradisjonell utforming er ballasttankene også utstyrt med luftehull.

Skulle det bli nødvendig å lukke baugventilene vil ballasten holdes tilbake i dens respektive tanker. Hjelperørnett, så som det tradisjonelle i aktuelle skip, kan tildannes skulle det bli nødvendig å redusere ballasten i en eller flere av tankene. I en foretrukket utførelse er et skip som allerede er utrustet med tradisjonelle rør og pumper ombygget ved tildannelse av en eller flere bauginntaksåpninger og forlengelse av det eksisterende rørnettet fra baugballasttankene for forbindelse med baugåpningene og ventilene. Denne teknikken tillater at skip med aktuell utforming og konstruksjon ombygges for å få for-delene med kostnadsinnsparingene og de økologiske gevinster ved oppfinnelsen.

Kort omtale av tegningene

Oppfinnelsen vil omtales under i større detalj, og med henvisning til de vedføyde teg-ningsark, i hvilke like elementer betegnes med de samme henvisningstall, og der: Fig. 1 er et sidehøyderiss av et råoljeførende skipsfartøy av den tidligere kjente tek nikk, hvilket riss illustrerer en typisk konstruksjon; Fig. 2 er et topplanriss av et skipsfartøy liknende det på fig. 1, utstyrt med en utførel- se av oppfinnelsen; Fig. 3 er et forstørret sidehøyderiss i tverrsnitt av et parti av et skipsfartøys skrog, hvilket riss skjematisk illustrerer en annen foretrukket utførelse av oppfinnelsen; Fig. 4 er en skjematisk illustrasjon av et parti av en foretrukket utførelse av et ballast- inntak- og styresystem for bruk med utførelsen på fig. 3; og Fig. 5 er et enderiss i tverrsnitt av et fartøy utstyrt med oppfinnelsen på fig. 3, hvilket

riss skjematisk illustrerer strømmen av lenseutbyttingsvann.

Detaljert omtale av foretrukne utførelser

Med henvisning til tegningene er fig. 1 et sidehøyderiss av et typisk lastefartøy i henhold til den kjente teknikk, idet det fremre partiet tildanner lasterommene, med motoren, pumperommet og de andre mekaniske innretningene i akterpartiet av skroget.

En utførelse av anordningen og fremgangsmåten for drift i henhold til oppfinnelsen il-lustreres på fig. 2 som skildrer i planriss et typisk råoljetankskip 1 som har flere ballasttanker 2A, 2B til 6A, 6B til babord og styrbord. I samsvar med standard skipskonstruk-sjon har tankskipet et midtlinjeskott 8 som strekker seg fra baugen 10 mot hekken. Posisjoneringen av baug- og akteroverbygningen og maskinrommet på et typisk fartøy i henhold til den kjente teknikk vises i sidehøyderisset på fig. 1.

I samsvar med oppfinnelsen er fartøyets baug utstyrt med en eller flere hydraulisk betjente dører 12 som tillater, når åpne, at vann strømmer inn i minst ett inntaksrør 14.1 en foretrukket utførelse er sjøvanninntaket 14 delt ved en Y-rørdel 16 i rørhovedledninger 18 og 20, henholdsvis til babord og styrbord, hvilke ledninger strekker seg ned hver side av midtlinjeskottet 8 for å levere friskt sjøvann for ballastombytting til hver enkelt av babord- og styrbordballasttankene.

Hver enkelt av babord- og styrbordballasttankene er forent med et respektivt babord- og styrbord hovedledningsrør 20 med minst en grenledning-T-rørdel, generelt betegnet som 22. Mateledningene 22 er forent med hovedledningsrørene 18, 20 av startrørdeler som vil minimere friksjonstap, etter hvert som vannet endrer retning fra dets langsgående bane langs kjøllinjen til en generelt tverrstrøm som skal avgis til de individuelle ballasttankene posisjonert langs skroget. I en foretrukket utførelse slutter de tverrgående mateledningene 22 i en klokkemunning med flere utløp som er posisjonert for leding av det innkommende ombyttingssjøvannet til å nå hele bunnområdet eller -volumet av ballasttanken for å blandes med den eksisterende lagrede ballasten og rive løs samt holde i sirkulasjon eventuelt marint liv, slik at det vil spyles fra toppen av tanken etter hvert som ombyttingen fullføres. Klokkemunningen kan innta formen av flere forgrenede rørledninger som går inn i bunnen av de respektive ballasttanker gjennom særskilte rør-deler. Alternativt kan manifolden innta folden av en rørledning som kun har ett inn-gangspunkt gjennom tankveggen, og som er forsynt med flere utløp som er sikret til den nedre indre veggen i ballasttanken.

Hver enkelt ballasttank langs skroget er forsynt med minst ett tømmeoverløpsutløp eller -port 37 nær toppen av den ytre veggen. Denne tømmeporten 37 står i forbindelse med det ytre skroget av skipet gjennom en åpning, for derved å tillate at ballastvannet tøm-mes i sjøen. Skroget kan forsynes med en hensiktsmessig rørdel for å lede vannet utover bort fra siden av skipet for minimering av mengden av ballastvann som vil løpe ned det utvendig malte skroget. Rør som fører trykksatt sjøvann med hensiktsmessige rørdeler med ventil kan også tildannes i nærheten av ballasttømmeoverløpsportene for å vaske den ytre overflate av skroget for fjerning av eventuell smuss, marint liv eller liknende som er blitt oppsamlet på skroget som et resultat av tømmingen av stillestående ballastvann.

For å styre strømmen av innkommende sjøvann under ballastombyttingsprosessen, og for å holde ballasten i tankene ved slutten av prosessen, er det tildannet primære og se-kundære støtteventiler i samsvar med aktuelle skipssikkerhetsstandarder og -forskrifter. Inntaksrøret 14 ved baugen av skipet er forsynt med et par sluse- eller gloveventiler 30, og hver enkelt av babord- og styrbordhovedrørende 18 og 20 er hver for seg forsynt med et sett av to spjeldutskillingsventiler 34 for hver enkelt av tankmateledningene 22. Tømme- eller overløpsportene for hver enkelt av ballasttankene er fortrinnsvis forsynt med et par spjeldventiler 36. Støtteventilene for hvor tømmeportene bør posisjoneres så nær dekket på skipet som mulig.

I fremgangsmåten for drift i henhold til oppfinnelsen er baugdøren (-dørene) 12 åpnet, og det hydrauliske trykket i oppstrømsenden av røret 14 måles og opptegnes ved hjelp av hensiktsmessig instrumentering mens skipet er underveis. Så snart det hydrodynamiske trykket har oppnådd det forbestemte minimum for å innlede ballastombytting åpnes fullstendig overløpsventilene 36, og en eller flere av ventilsettene 34 åpnes for å slippe inn vann til babord- og/eller styrbordhovedrørene 18 og 20. Ballastombytting i en eller flere av babord- og/eller styrbordballasttankene oppstartes ved åpning av ventilene 22 i en forbestemt sekvens. Før skipet når dets maksimale relative hastighet med hensyn til sjøen, gjennom hvilken det beveger seg, kan den relative hydrodynamiske eller hydrauliske trykkforskjellen for eksempel ikke være tilstrekkelig for å tillate overflom-mingen av alle ballasttankene. Ved hjelp av informasjon avledet fra trykkmålere på ho-vedrørene 18 og 20 og på hver enkelt av overføringsmateledningene 22 slippes friskt sjøvann inn til en eller flere tanker for å begynne ballastombytting. Den volumetriske strømraten gjennom overførings ledningene 22 overvåkes ved hjelp av tradisjonell instrumentering inntil den forbestemte ønskede mengden av friskt sjøvann er blitt ført inn i og gjennom de respektive ballasttanker.

Ved benyttelse av en hensiktsmessig programmert universal datamaskin samles og inn-legges dataene vedrørende trykkforskjeller og strømrater ved relevante posisjoner på hvert enkelt av hovedrørene og de individuelle ballasttankmateledningene for å gi ope-ratøren informasjon vedrørende ombyttingsraten av ballastvann, tiden påkrevet for full-føring og et fullførings signal. Automatiske ventilstyreenheter programmeres også for å reagere på trykk- og strømratedatapunkter, slik at når en eller flere ballasttankombyt-tinger er blitt fullført stenges mateventilene 34 og ballasttankoverløpsventilene 36 lukkes når systemet er stabilisert.

Etter hvert som den relative hastigheten til skipet gjennom den omgivne sjøen øker det hydrodynamiske trykket i hovedrørene 18 og 20 til et nivå tilstrekkelig, for å bevirke ombytting i ytterligere ballasttanker, åpner et passende antall av ventilene 34 og 36 for de respektive tanker som skal ombyttes. Operatøren, eller valgfritt den programmerte universaldatamaskinen, styrer også posisjonen til inntaksventilene 30 i tilfellet at ned-strøms trykkbehovene for å bevirke den ønskede rate av ballastombytting overskrides. Skulle trykket i hovedrørene 18 og 20 falle under en forbestemt verdi på grunn av en endring i skipets fart eller dets hastighet i forhold til den omgivne sjøen reagerer ventil-styreenhetene med å lukke ett eller flere ventilsett. Dersom skipet skulle settes i en nødstoppmodus stenges for eksempel bauginntaksventilene 12 for å beholde innholdet av ballasttankene. Eventuell nødvendig reduksjon i innholdet av de individuelle tanker kan gjøres ved hjelp av skipets tradisjonelle rørnett og ventiler.

Med henvisning til fig. 3 vises det en alternativ utførelse, i hvilken en hulning 50 er innbefattet i skrogets ytre kledningsplate 46. Hulningssammenstillingen 50 innbefatter en nedre åpning 52, et inntaksrør 54 og en inntaks styreventil 56. Slik som var tilfellet med bauginntaksåpningene, mens skipet er underveis, er den hydrodynamiske kraften fra den relative bevegelsen til fartøyet gjennom sjøen tilstrekkelig for å bevirke at sjø-vannet strømmer inn i og gjennom inntaks ledningen 54 og til fordelingssystemet. Inntaks styreventilen kan lukkes for å hindre strømmen av innkommende vann eller frigi-velsen av ballastvann i tilfellet at skipets fart er utilstrekkelig for å opprettholde den ønskede høyde av ballastvann. Hulningssammenstillingen 50 kan også innbefatte en dør eller en luke 58 som kan beveges til posisjon for å lukke og forsegle inntaksåpningen 52.

Nå med henvisning til fig. 4 vises det skjematisk et tilknyttet rørnett, ventiler og pumper nedstrøms for hulningssammenstillingen 50.1 denne utførelse er det tildannet to ballastpumper 70 og 72 for å sikre funksjonsdyktighet i tilfellet av et havari eller et planmessig vedlikehold for en av pumpene. Arrangementet av rørnettet og ventilene nedstrøms for hulningssammenstillingen 50 kan tildannes i samsvar med systemer opprettet for fordeling av ballastvann kjent fra den tidligere kjente teknikk. I den spesielt illustrerte utfø-relse er ventilene identifisert som 74 spjeldventiler, de identifisert som 76 er sluseventi-ler og ventilene 78 er tilbakeslagsventiler. Også illustrert oppstrøms for hver enkelt av ballastpumpene 70, 72 finnes en valgfri vakuumstrippkanister 79.

I fremgangsmåten for drift åpnes hulningsdøren 58, slik at sjøvann slippes inn gjennom åpningen 52 og strømmer gjennom røret 54 gjennom den åpne inntaksventilen 56. Dersom trykket er utilstrekkelig for å bevirke at det innkommende sjøvannet flommer over toppen av ballasttankene kan enten den ene eller begge ballastpumper 70, 72 aktiveres for å levre det nødvendige ledningstrykk. Slik som vil forstås av en med ordinær erfaring innen området kan sjøvannet som strømmer gjennom røret 54 ledes i rør direkte til ballasttankene, slik som i utførelsen på fig. 1 uten å føre det gjennom ballastpumpene 70, 72. Dette vil redusere friksjonstapene. I samsvar med kjente konstruksjoner kan en sjøbeholder 73 levere en ytterligere tilførsel av sjøvann til hjelpeballastpumpene 70 og 72.

I en ytterligere foretrukket utførelse er minst en ytterligere hulningssammenstilling 50

tildannet ved en fremre lokalisering nærmere baugen av skipet for å redusere antallet av rørdeler og lengden til røret, gjennom hvilket det innkommende vannet må strømme før det når ballasttankene. Passende ventilutstyr og ledninger er installert for å tildanne for-bindelser med inntaksporten til hver enkelt av pumpene 70, 72.

Størrelsen, posisjoneringen og konfigurasjonen til hulningen eller hulningene i denne utførelsen lar seg lettvint fastslå av en med ordinær erfaring innen området basert på strømbehovene og den hydrostatiske trykkhøyden som skal leveres for å garantere en overløpstilstand i hver enkelt av fartøyets ballasttanker. Slik som påpekt over kan flommen av innkommende sjøvann gjennom hulningen også forbindes med fartøyets eksisterende ballastpumper for å gi ytterligere trykk for oppnåelse av de ønskede over-løpstilstander.

Slik som vist i skjematisk illustrasjon på fig. 5, som utgjør et lastefartøy til havs, er ho-veddelen av skroget under sjønivået. Ved å anta at babord- og styrbordballasttankene A og B står i fluidforbindelse med den omgivende sjøen, vil ballastvannet være ved hovedsakelig den samme høyde inne i skipets dobbeltskrog som sjøvannet på utsiden av skroget. I denne konfigurasjonen kombineres de hydrodynamiske kreftene fra sjøvann sluppet inn gjennom den ene eller de mange innløpsportene med det eksisterende statiske trykket fra vannet i ballasttankene for å bevirke den ønskede ombyttingen.

Slik som vil være åpenbart for en med ordinær erfaring innen området vil raten, ved hvilken vannet veksles i fartøyets ballasttanker, avhenge av flere variable faktorer som innbefatter diameteren til inntaksledningene, farten til fartøyet, kapasiteten til ballast-vannhjelpepumpene, om nødvendig, og liknende. Fastsettelsen av disse variablene og de nødvendige beregningene påkrevet for å gjennomføre utøvelsen av fremgangsmåten, og anordningen i henhold til oppfinnelsen i et spesielt skip og under spesielle driftsforhold, er godt innenfor den ordinære erfaringen til de som arbeider innen området.

Claims (25)

1. Fremgangsmåte for utbytting av ballastvann i minst én ballasttank (2A) på et skip mens skipet er underveis i sjøen,karakterisert vedat fremgangsmåten omfatter trinnene: en sjøvanninnløpsport (14) stilles til rådighet i baugen (10) av skipet når skipet beveger seg gjennom sjøen ved et hydrodynamisk trykk som er større enn det hydrostatiske trykket til ballastvannet som skal utbyttes, idet det hydrostatiske vanntrykket måles i et bunnområde av den minst ene ballasttanken (2A); det trykksatte sjøvannet ledes fra innløpsporten (14) til bunnpartiet av den minst ene ballasttanken (2A) når det hydrodynamiske trykket er større enn det hydrostatiske trykketmed en forbestemt verdi; og vann tømmes i sjøen fra minst én utløpsport (37) lokalisert i et topparti av den minst ene ballasttanken (2A).

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat ballastvannet tømmes gjennom flere utløpsporter (37) ved toppartiet av den minst ene ballasttanken (2A).

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat det trykksatte sjøvannet fordeles langs bunnen av den minst ene ballasttanken (2A).

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3,karakterisert vedat sjøvannet ledes til den minst ene ballasttanken (2A) gjennom en eneste åpning i en vegg av tanken.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 3,karakterisert vedat sjøvannet ledes til den minst ene ballasttanken (2A) gjennom flere åpninger i en vegg av tanken.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat fremgangsmåten omfatter de ytterligere trinnene: strømraten måles for tømming av sjøvann fra den minst ene utløpsporten (37); tømmingen av sjøvann fra den minst ene utløpsporten (37) fortsettes i en forbestemt tid som er basert på strømraten; strømmen av vann avsluttes til bunnpartiet av den minst ene ballasttanken (2A); og den minst ene utløpsporten (37) lukkes for å forsegle tanken.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6,karakterisert vedat tømmingen fortsettes i en tid som er tilstrekkelig for å bevirke en forbestemt minimal effektiv ombytting av utbyttet sjøvann med ballastvann som skal utbyttes.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7,karakterisert vedat den effektive ombyttingen utgjøres av minst åtti prosent.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 6,karakterisert vedat fremgangsmåten innbefatter at vann ledes til en annen ballasttank på det samme skipet.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 1, der den minst ene ballasttanken omfatter flere ballasttanker (2A, 2B, 3A, 3B, 4A, 4B, 5A, 5B, 6A, 6B),karakterisertv e d at fremgangsmåten omfatter trinnene: det hydrostatiske vanntrykket måles i et bunnområde av hver tank; det trykksatte sjøvannet ledes fra innløpsporten (14) til bunnpartiet av hver ballasttank; og vann tømmes fra minst en utløpsport (37) lokalisert i et topparti av ballasttankene og til sjøen.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 10,karakterisert vedat det trykksatte sjøvannet føres inn i flere enn en tank samtidig.

12. Anordning for dynamisk ombytting av ballastvann i et skip med flere ballasttanker (2A, 2B, 3A, 3B, 4A, 4B, 5A, 5B, 6A, 6B), mens skipet beveger seg gjennom sjøen, der anordningen omfatter: minst én neddykket sjøvanninnløpsport lokalisert i et skrog på skipet; minst ett hovedrør (18, 20) i fluidforbindelse med den minst ene innløpsporten; minst én mateledning (22) som strekker seg fra et nedre parti av hver enkelt av bal lasttankene for hvilke en dynamisk ballastombytting skal gjennomføres, og i fluidforbindelse med det minst ene hovedrøret (18,20); og minst en utløpsport (37);karakterisert vedat den minst ene utløpsporten (37) er lokalisert ved toppen av hver enkelt av ballasttankene, idet den minst ene utløpsportene (37) er tildannet for tømmingen av vann fra innsiden av ballasttankene til sjøen, slik at sjøvann sluppet inn i innløpsportene strømmer til det nedre partiet av ballasttankene, idet vannet i ballasttankene tømmes gjennom de respektive utløpsporten

13. Anordning ifølge krav 12,karakterisert vedat anordningen videre omfatter minst en beskyttelsesdør (12) for tildekning av innløpsporten.

14. Anordning ifølge krav 12,karakterisert vedat anordningen videre omfatter minst en ventil posisjonert for å avbryte strømmen gjennom hvert enkelt av det minst ene hovedrøret (18,20).

15. Anordning ifølge krav 12,karakterisert vedat anordningen videre omfatter minst én ventil på hver enkelt av mateledningene (22) til ballasttankene.

16. Anordning ifølge krav 12,karakterisert vedat anordningen videre innbefatter minst en ventil for å avbryte strømmen av vann gjennom den minst ene utløpsporten (37) ved toppen av ballasttankene.

17. Anordning ifølge krav 12,karakterisert vedat anordningen videre omfatter en fordelingsmanifold for leding av vann fra mateledningen gjennom hele bunnpartiet av hver enkelt av ballasttankene.

18. Anordning ifølge krav 12,karakterisert vedat et ho-vedrør passerer gjennom veggene av ballasttankene.

19. Anordning ifølge krav 12,karakterisert vedat den minst ene innløpsporten (14) er lokalisert i en baug (10) av skipet.

20. Anordning ifølge krav 19,karakterisert vedat det minst ene hovedrøret (18,20) strekker seg akterover fra bauginnløpsporten (14).

21. Anordning ifølge krav 20,karakterisert vedat to ho-vedrør (18, 20) strekker seg langsgående fra baugen (10) på begge sider av skipets kjø-lelinje.

22. Anordning ifølge krav 12,karakterisert vedat den minst ene innløpsporten er en hulning (50) lokalisert i bunnen av skroget.

23. Anordning ifølge krav 22,karakterisert vedat anordningen videre omfatter minst en hjelpeballastpumpe (70, 72) i fluidforbindelse med det minst ene hovedrøret og den minst ene ballastmateledningen, slik at det hydrodynamiske trykket i ballasttankene kan økes ved aktivering av den minst ene hjelpepumpen.

24. Anordning ifølge krav 23,karakterisert vedat anordningen videre omfatter en sjøbeholder (73) plassert i skipets skrog, og at sjøbeholderen står i fluidforbindelse med hjelpeballastpumpen (72, 73).

25. Anordning ifølge krav 22,karakterisert vedat to hul-ninger er lokalisert ved posisjoner forut og akterut i bunnen av skroget.