NO336175B1 - Fremgangsmåte og arrangement for å redusere vekten og optimere den langsgående styrke til et fartøy - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for å redusere vekten og optimere den langsgående styrke til et fartøy ifølge ingressen i krav 1 og et fartøy ifølge ingressen i krav 4 for å utøve fremgangsmåten, som kjent fra EP 0453617 Al.

Skroget til et fartøy er langt og utsettes for spenninger av ulike typer, så som vridning og bøying, som forårsakes av krefter som utøves på skroget, så som dens egen vekt, last, vannets oppdriftskrefter, bølgebevegelser, sprut for-årsaket av sjøgang og fartøyets bevegelser i sjøen. Følge-lig ligner fartøyskroget en bjelke som må ha visse styrke-egenskaper hele veien, fordi den har en tendens til å bøyes, brytes og vris. Skroget må tolerere bøyemomenter, vridning og såkalte skjærkrefter det utsettes for, med andre ord er dens langsgående styrke den viktigste styrke-egenskapen til fartøyets skrog. Kravene til den langsgående styrke er høyest i den midtre delen av fartøyet, idet far-tøyets skrog er langstrakt og bølgene bøyer det. Derfor er et snitt av fartøyets såkalte midtskip ofte vist med skrog-elementer som bidrar til den langsgående styrke, dvs. alle de kontinuerlige delene av skroget i langsgående retning, så som dekk, bord, bunn og langsgående skott, av hvilke de sistnevnte står for alle langsgående, vertikale deler av fartøyet, bortsett fra bordene.

Tidligere er det blitt foreslått å beskytte lasttanker med en separat, beskyttende kledningsstruktur, som i de fleste tilfeller også er sfærisk. Slike strukturer er vist i for eksempel US patent nr. 2,048,312 som beskriver lasting og lossing av sfæriske tanker, og i US patent nr. 5,697,312 ifølge hvilket en nedre kargotank fortrinnsvis er tilveie-brakt foran en høyere en. En beskyttende kledning for en kontinuerlig tank er vist i GB patent nr. 829,205 og i US patent nr. 1,284,689 og beskyttende kledningsstrukturer for separate tanker i GB patent nr. 784,390 og i US patent nr. 3,087,454.

Betydelige ulemper er forbundet med den kjente teknikk. I alle de tidligere nevnte tilfeller tilveiebringer den beskyttende kledningsstrukturen bare en beskyttende kledning for individuelle tanker, dvs. den er mer eller mindre en værbeskyttelse, og ikke en del av styrkeelementet til far-tøyets skrog. Materialet i fartøyets skrog nær den beskyttende kledningen må for eksempel være av stål med høy styrke, fordi de ovenfor beskrevne strukturene krever svært høye materialtykkelser. I kjente arrangementer er fartøyets langsgående styrke i delen over skroget bare basert på det smale øvre dekket, hvorved det må konstrueres ved en rela-tivt høy posisjon og for dens øvre deler må det sammen med de omgivende strukturer være av svært tykt materiale for å tilveiebringe tilstrekkelig styrke. Dette øker fartøyets vekt og begrenser også tankenes størrelse, og i de verste tilfeller begrenser de også antallet tanker.

Publikasjonen JP A 52-51688 fremviser en beskyttende kled-ningstruktur som strekker seg over en sfærisk tank hvor hensikten er å også forbedre den langsgående styrken til et fartøy. Forbedringen av den langsgående styrke er imidler-tid vesentlig relatert til å legge på materialet til den beskyttende kledningsstrukturen ved sidene av åpningene ved posisjonen av de sfæriske tankene på fartøyets dekk, som styrker dekket ved tankenes posisjon. Løsningen er ufordel-aktig sett fra et produksjonsteknisk synspunkt og øker be-tydelig fartøyets vekt.

Sfæriske tanker eller kargokontainere vedrører i denne for-bindelse typer som inkluderer hovedsakelig semi-sfæriske

øvre og nedre deler, hvor den innvendige radius tilsvarer i det minste omtrentlig til hverandre. I tillegg mellom disse delene kan det være en sylindrisk hevet del eller en såkalt strukket ekvatordel, så som vist for eksempel i publikasjonen EP 742139.

Et mål med foreliggende oppfinnelse er å eliminere ulempene med kjent teknikk og tilveiebringe en ny type løsning, som gjør det mulig å minke vekten og å øke og optimalisere et fartøys langsgående styrke.

Målsetningen med oppfinnelsen kan oppnås som angitt i krav 1 og 4, og nærmere bestemt i de andre krav. Ifølge oppfinnelsen er fartøyets skrog forsynt med en i og for seg kjent kontinuerlig beskyttende kledningsstruktur som er anordnet på toppen av kargotankene. Nevnte dekk av fartøyet er arrangert på skroget slik at proposjonen av høyden av det eller den virkelige skrogdelen målt fra bunnen av fartøyet til høyden av den øverste, kontinuerlige del av den beskyttende kledningsstrukturen på toppen av kargotankene er på det meste 0,55, fortrinnsvis på det meste 0,5. I tillegg er nevnte beskyttelseskledningsstruktur festet til nevnte dekk og/eller andre strukturer båret til skroget og er dimensjonert sammen med de andre delene av skroget slik at de sammen utgjør en essensiell del av den totale styrken til far-tøyet og forsterker skroget.

Ifølge løsningen i oppfinnelsen deltar således den beskyttende kledningsstrukturen og det senkede skroget aktivt sammen i å tilveiebringe langsgående styrke til hele far-tøyet, som muliggjør mer fordelaktig fordeling av materialet i fartøyet, og følgelig vektbesparelser, som kan være i størrelsesorden 10% av den såkalte egenvekt eller lettvekt av fartøyet sammenlignet med et konvensjonelt skip med sfæriske tanker med korresponderende deplasement. Følgelig kan et fartøy forsynt med arrangementet ifølge oppfinnelsen ta mer last uten endring av deplasement. Herved kan den økono-miske effektiviteten ved bruk av fartøyet påvirkes ved hjelp av oppfinnelsen.

I arrangementet ifølge oppfinnelsen strekker den kontinuerlige beskyttende kledningsstrukturen seg i langsgående retning av skroget, i det minste hovedsakelig over cargotankene og er festet ved begge dens ender til dekket av fartøyet og/eller til andre strukturer båret på skroget. Vanligvis,

når en struktur utsatt for spenninger er festet til en an-

nen struktur, må sistnevntes struktur være lokalt stiv nok for å fordele spenningene overført via førstnevnte struktur på en kontrollert måte til resten av konstruksjonen. I dette tilfellet er den beskyttende kledningen ved sidene fordelaktig festet til fartøyets dekk, nærmere bestemt til et punkt hvor et kontinuerlig, langsgående skott er lokalisert under dekket. Likeledes er endene av den beskyttende kledningen festet til skrogdelen, hoveddekket eller øvre dekk til et punkt hvor et tversgående skott er lokalisert under dekket.

Ifølge oppfinnelsen kan nevnte beskyttende kledningsstruktur ved sin ene ende med fordel være festet til fartøyets dekkhus. Dekkhuset refererer for eksempel til lugarer, broen av fartøyet eller lignende. Den beskyttende kledningsstrukturen kan følgelig strekke seg helt over cargotankene, og dekkhuset kan være lokalisert hvor som helst på far-tøyet, dvs. ved baugen eller akter av fartøyet.

For at den senkede skrogdelen eller bordet av fartøyet ikke skal ha ufordelaktige effekter på fartøyets sjødyktighet, kan en hevedel være anordnet på nevnte skrog og/eller dekk ved fremdelen av fartøyet foran cargotankene. I dette tilfellet kan den beskyttende kledningsstrukturen med fordel være festet til nevnte hevede dekkdel. Hvis dekkhuset er lokalisert ved baugen av fartøyet, kan den beskyttende kledningsstrukturen naturlig festes ved dens fremdel til dekkhuset.

Den beskyttende kledningsstrukturen kan videre med fordel arrangeres for å forbindes til dekkhuset ved hjelp av støt-tebjelker. Ved passende dimensjonering av støttebjelkene kan de også fungere som forsterkningsdeler, men i praksis fungerer de hovedsakelig som en passasje mellom den beskyttende kledningsstrukturen og dekkhuset.

Toppdelen av tankene, de såkalte domene, rager gjennom den beskyttende kledningen, men er ikke i metallisk kontakt med kledningen, men i stedet forbundet til den, for eksempel via en tett gummiforsegling. Forbindelsen mellom den beskyttende kledningen og domen må være tett og fleksibel, idet både tankene og den beskyttende kledningen vil krympe, strekke seg eller bøye seg på forskjellig måte i forhold til hverandre og ikke nødvendigvis samtidig.

Cargotankene til fartøyet er ved sine bunndeler festet til

nedre del av fartøyets skrog. Følgelig er tankene ikke festet til den beskyttende kledningsstrukturen, men lokalisert ved en avstand fra den, som beskrevet over. Festingen i seg selv skiller seg ikke fra kjente arrangementer og detaljer av dette er derfor ikke beskrevet. Tankene er festet bare ved hjelp av den sylindriske strukturen til den nedre del av skroget. Med andre ord er tankene selvbærende eller uav-hengige separate strukturer slik at de ikke må utsettes for betydelige spenninger på grunn av deformasjoner av fartøy-ets skrog.

Mellomrommet mellom fartøyets beskyttende kledningsstruktur og cargotankene er fylt med medium, hvis fysiske egenskaper som for eksempel trykk, sammensetning, fuktighet og/eller temperatur, er arrangert for å styres ifølge behov og som er fordelaktig tørr luft eller beskyttende gass. Følgelig er mellomrommet mellom den beskyttende kledningen og cargotankene, dvs. det såkalte cargorommet, et tett rom, hvor en såkalt kontrollert atmosfære råder. Med andre ord er luft-trykket, luftfuktigheten og lignende forhåndsbestemt og kan justeres hvis nødvendig.

Den beskyttende kledningsstrukturen kan dimensjoneres slik at den i vertikal retning av fartøyet er lavere enn nevnte dekkhus. Hvis dekkhuset, for eksempel lugarene, er lokalisert ved fartøyets akterende, er det nødvendig å ha en uforstyrret siktlinje over den beskyttende kledningsstrukturen fra broen, fortrinnsvis lokalisert over dekkhuset. Likeledes, hvis dekkhuset er lokalisert ved baugen av far- tøyet, kan den være lavere, slik at ingen visuelle hind-ringer fremover eksisterer.

Fartøyets beskyttende kledningsstruktur bærer med fordel rør og elektriske kabler som fører til cargotankene, hvorved det ikke er nødvendig å utforme et annet generelt kom-plisert rammeverk for å bære rørledningen. Den beskyttende kledningsstrukturen tilveiebringer også tilgang til nærhe-ten av domene av cargotankene, hvorved overvåkning av tankene forenkles.

I det følgende er oppfinnelsen beskrevet som et eksempel med referanse til de vedlagte tegninger hvor: Figurene la og lb viser arrangementer fra kjent teknikk sett fra siden i øvre figur og sett ovenfra i den nedre figur, Figurene 2a og 2b viser en beskyttende kledningsstruktur ifølge oppfinnelsen sett fra siden i den øvre figuren og sett ovenfra i den nedre figur, Figurene 3a og 3b viser en alternativ beskyttende kledningsstruktur ifølge oppfinnelsen sett fra siden i den øvre figuren og sett ovenfra i figuren under, og Figurene 4a og 4b viser sidesnitt av kjente arrangementer i figur 4a og et arrangement ifølge oppfinnelsen i figur 4b.

I figurene la og lb indikerer referansenummer 1 et fartøy. Figuren viser også et skrog 2 og et dekk 3 av fartøyet, så vel som cargotanker 4, idet hver av disse er dekt av en beskyttende kledningsstruktur 6. I tillegg er et dekkhus 5 illustrert, i dette tilfellet lokalisert ved akterenden av fartøyet 1. Den øvre del av cargotanken inkluderer en forlengelsesdel 13, til hvilken alle rørsammenstillinger av cargotanken er arrangert (ikke vist i nærmere detalj). Den nedre del av skroget er 14. Figurene 2a og 2b viser en fordelaktig utførelse av et arrangement ifølge oppfinnelsen, hvor det over et skrog 2 og et dekk 3 av fartøyet er arrangert en kontinuerlig, beskyttende kledningsstruktur 6 som tilveiebringer et totalt dekke for de sfæriske cargotankene 4, som er utformet av semi-sfæriske elementer 4a og 4b. I tillegg viser figuren et dekkhus 5 lokalisert ved akter av fartøyet 1, fra hvilket dekkhus det er en uavbrutt siktlinje i bevegelsesretningen eller i langsgående retning A av fartøyet over den beskyttende kledningsstrukturen 6 og forlengede deler 13 som rager frem gjennom dem. Bærestrukturer 7 under den beskyttende kledningstrukturen 6, festepunkter av cargotankene i skrogets nedre del 14 og rør 16 som fører til cargotankene er også vist.

Ifølge oppfinnelsen er fartøyets dekke 3 lokalisert hovedsakelig lavere enn det som er vanlig, slik at proporsjonen av høyden Hl av denne eller den virkelige skrogdelen mot høyden av den øverste kontinuerlige del av den beskyttende kledningsstrukturen er på det meste 0,55, fortrinnsvis på det meste 0,5. For å sikre sjødyktigheten til fartøyet inkluderer fremdelen av dekket 3 en hevedel 3a. I denne utfø-relsen er den krummede beskyttende kledningsstrukturen 6 festet ved sin bakre ende 8 til dekket 3 og ved dens fremre ende 9 til hevedelen 3a i dekket 3. Figurene viser også bæ-rebjelker 11, en beskyttelsesstruktur 12, som er utformet av krumme flater 12b, et mellomrom 15 mellom cargotankene 4 så vel som den vertikale retningen B av fartøyet 1.

Figurene 3a og 3b viser en alternativ utførelse hvor det over et skrog 2 og dekk 3 av fartøyet er arrangert en beskyttende kledningsstruktur 6 utformet av plane elementer og hvor den i dette tilfellet er festet ved baugen av far-tøyet 1 til hevedelen 3a av dekket 3 ved punkt 9, og til dekkhuset 5 ved dens bakre ende 8. Bærestrukturer 7 under den beskyttende kledningsstrukturen 6, festepunktene til cargotankene i skrogets nedre del 14, og rør og elektriske kabler 16 som fører til cargotankene er også vist, så vel som støttebjelker 11 for en beskyttelsesstruktur 12 og et mellomrom 15 mellom cargotankene 4. Cargotankene 4 er også i dette tilfellet utformet av semi-sfæriske elementer 4a og 4b festet til en nedre del 14 av fartøyets 1 skrog 2 på en kjent måte.

Figur 4a og 4b viser et kjent arrangement side-ved-side (figur 4a) og et arrangement ifølge oppfinnelsen (figur 4b), hvor høydeforskjellen mellom de utvendige bord av far-tøyet i disse to strukturene fremkommer. I figurene er cargotankene dekket av en beskyttende kledningsstruktur 6, hvorved den beskyttende kledningen ifølge oppfinnelsen i figur 4b er utformet på plane flater 12a som danner en fortsettelse 6a av det utvendige bord 10a eller alternativt en fortsettelse 6b av det innvendige bord 10b av fartøyet. Når det er nødvendig, kan den beskyttende kledningsstrukturen 6 forsynes med skott som strekker seg i langsgående retning av fartøyet for å sikre tilstrekkelig styrke.

Det er åpenbart for en fagmann på området at oppfinnelsen ikke er begrenset til utførelsene beskrevet over som bare er eksempler på utøvelse av oppfinnelsen, men at flere mo-difikasjoner av oppfinnelsen faller innenfor rammen av de vedlagte krav.

Claims (11)

1. Fremgangsmåte for å redusere vekten og optimalisere den langsgående styrke av et fartøy (1), som er spesielt passende for transport av flytende naturgass (LNG) eller andre tilsvarende medier og omfatter et skrog (2), som har et dekk (3) som strekker seg over minst hoveddelen av fartøyet (1) og et antall av hovedsakelig sfæriske cargotanker (4) arrangert suksessivt i langsgående retning (A) av fartøyet (1) og et dekkhus (5) som strekker seg hovedsakelig over nevnte dekk (3), karakterisert vedat fartøyets (1) skrog (2) forsynes med en kontinuerlig, beskyttende kledningsstruktur (6) som arrangeres på toppen av cargotankene (4) ved at nevnte dekk (3) av fartøyet arrangeres på skroget (2) slik at proporsjonen av dens høyde målt fra bunnen av fartøyet til høyden av den øverste kontinuerlige del av den beskyttende kledningsstrukturen (6) på toppen av cargotankene (4) er på det meste 0,55, fortrinnsvis på det meste 0,5, og at nevnte beskyttende kledningsstruktur (6) festes til nevnte dekk (3) eller andre strukturer (7) båret på skroget (2) og dimensjoneres sammen med de andre delene av skroget slik at de sammen utgjør en essensiell del av far-tøyets totale styrke.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat nevnte kontinuerlige beskyttende kledningsstruktur (6) strekker seg i langsgående retning (A) av skroget (2) i det minste delvis over cargotankene festes ved sin ene ende (8) til fartøyets dekkhus (5) .

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat en hevet del (3a) arrangeres på nevnte skrog (2) eller dekk (3) ved fremdelen av fartøyet foran cargotankene (4) og ved at nevnte beskyttende kledningsstruktur (6) festes til nevnte hevede dekkdel (3a).

4. Fartøy (1), som er spesielt passende for transport av flytende naturgass (LNG) eller andre tilsvarende medier og omfatter et skrog (2), som har et dekk (3) som strekker seg over minst hoveddelen av fartøyet (1) og et antall hovedsakelig sfæriske cargotanker (4) arrangert suksessivt i langsgående retning (A) av fartøyet (1) og et dekkhus (5) som strekker seg hovedsakelig over nevnte dekk (3),karakterisert vedat fartøyets (1) skrog (2) er forsynt med en kontinuerlig beskyttende kledningsstruktur (6) som er arrangert på toppen av cargotankene (4), ved at nevnte dekk av fartøyet er arrangert på skroget (2) slik at proposjonen av dens høyde målt fra bunnen av fartøyet til høyden av den øverste kontinuerlige del av den beskyttende kledningsstrukturen (6) på toppen av cargotankene (4) er på det meste 0,55, fortrinnsvis på det meste 0,5, og ved at nevnte beskyttende kledningsstruktur (6) er festet til nevnte dekk eller andre strukturer (7) båret på skroget (2) og er dimensjonert sammen med de andre delene av skroget (2) slik at de sammen utgjør en essensiell del av fartøyets totale styrke.

5. Fartøy (1) ifølge krav 4, karakterisert vedat nevnte beskyttende kledningsstruktur (6) strekker seg i langsgående retning (A) av skroget (2) i det minste delvis over cargotankene (4) og festet til fartøyets dekkhus (5) ved sin ene ende (8) .

6. Fartøy (1) ifølge krav 4 eller 5,karakterisert vedat nevnte beskyttende kledningsstruktur (6) er arrangert for å forbindes til dekkhuset (5) ved hjelp av støttebjelker (11).

7. Fartøy (1) ifølge et av kravene 4-6,karakterisert vedat toppdelen (4a) av cargotankene inkluderer en forlengelsesdel som er ført gjennom nevnte beskyttende kledningsstruktur (6).

8. Fartøy (1) ifølge et av kravene 4-7,karakterisert vedat mellomrommet (15) mellom den beskyttende kledningsstrukturen (6) og cargotankene er fylt med et medium, i det minste ett hvor fysiske egenskaper som for eksempel trykk, sammensetning, fuktighet eller temperatur er arrangert for å styres ifølge behov, og som fortrinnsvis er tørr luft.

9. Fartøy (1) ifølge et av kravene 4-8,karakterisert vedat nevnte beskyttende kledningsstruktur (6) bærer rørene og elektriske kabler (16) som fører til cargotanken (4).

10. Fartøy (1) ifølge et av kravene 4-9,karakterisert vedat nevnte dekkhus (5) er lokalisert ved akterenden av fartøyet og ved at nevnte beskyttende kledningsstruktur (6) er dimensjonert slik at den er lavere enn nevnte dekkhus (5) i vertikal retning (B) av fartøyet (1).

11. Fartøy (1) ifølge krav 10,karakterisert vedat det er en hevet del (3a) i nevnte skrog (2) eller dekk (3) ved fremdelen av fartøyet foran cargotankene (4) og ved at nevnte beskyttende kledningsstruktur (6) er arrangert for å festes til nevnte hevede dekkdel (3a).