NO336785B1 - Fremgangsmåte og anordning ved en rulledempningstank i skip - Google Patents

Abstract

Det omtales en fremgangsmåte til dempning av rullebevegelsene til skip (100) i sjø, hvilket skip omfatter en eller flere hovedsakelig på tvers innstilte delvis væskefylte rulledempningstanker (20), hvor væsken (30) i tanken innstilles til svinge i motfase med skipets rullebevegelse for å 5 motvirke at skipet ruller, hvor det anvendes et måle- og styresystem (11,14) til å registrere motfase og eventuelt avvik fra nevnte motfase, og væskemengden i tanken reguleres for å oppnå nevnte motfase. Fremgangsmåten er kjennetegnet ved at væskens høyde opp langs sideveggene (110) i tanken (20) til enhver tid måles ved hjelp av et eller 10 flere målesensorer (13), hvilke høydemålingsdata fra målesensorene registreres i et overvåkningssystem (11,14) som fastslår forekommende avvik fra den ideelle motfase, og på basis av nevnte måledata gjennomfører systemet væskemengde-regulering (15) i tanken til å oppnå nevnte motfase. Det omtales også en anordning til gjennomføring 15 av fremgangsmåten.

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte til dempning av rullebevegelsene til skip i sjø, hvilket skip omfatter en eller flere hovedsakelig på tvers innstilte delvis væskefylte rulledempningstanker, hvor væsken i tanken innstilles til å svinge i motfase med skipets rullebevegelse for å motvirke at skipet ruller, hvor det anvendes et måle- og styresystem til å registrere motfase og eventuelt avvik fra nevnte motfase, og væskemengden i tanken reguleres for å oppnå nevnte motfase, slik det framgår av innledningen i det etterfølgende krav 1.

Oppfinnelsen vedrører også en anordning ved en rulledempningstank i et skip hvilken tank innstilt hovedsakelig på tvers av skipets lengderetning, er innrettet for å romme en væskemengde som ved svingebevegelse i tanken og i motfase med skipets bevegelse, bringes til å motvirke at skipet ruller i sjøen, idet anordningen omfatter et overvåkningssystem til å registrere faseforholdet mellom væskens svingebevegelse og skipets bevegelse, og innretninger til å regulere væskemengden i tanken for å oppnå nevnte motfase, som det framgår av innledningen i krav 9.

Med foreliggende oppfinnelse tar man sikte på at tidsdifferansen mellom de to nevnte ytterpunktene skal være null.

Teknikkens stilling.

Det er kjent mange løsninger på disse prinsippene, idet det først skal vises til søker-ens egen norske søknad 20092940 og Internasjonal patentsøknad PCT/NO10/ 000297 som danner bakgrunnen for foreliggende oppfinnelse.

Det er kjent tidligere patentskrifter som diskuterer forholdet mellom bølgegangen i tanken og skipets rullebevegelse for å oppnå optimal motfase mellom disse.

Det vises til US-3.915.109, US-3.968.353, US-3.521.593, US-3.580.205, WO 2011/ 016730, de tyske patentene DE 30 02 118, DE-19 16 587,og publikasjonen Ship Safety Bulletin 01/2005. TP 3231 E. Transport Kanada, 2005.05.18., de japanske patentpublikasjonene JP-11-51745 og JP-2006219114, kinesisk patent CN-10151 4915 samt Palazzl, L. de Kat, "Model Experiments and simultations on a damaged ship with air flow tåken into account".

Søkers tidligere PCT-søknad går ut på å registrere amplituden i bølgegangen hen-over tankens lengde, og dermed data-modellere når det er sannsynlig perfekt motfase, og da slik at det skal fylles på vann i tanken når bølgen kommer sent og slippes ut vann fra tanken når bølgen kommer tidlig i forhold til denne motfase.

For å oppnå dette benyttes det en bildeopptaker så som et kamera inne i tanken, for å registrere hvordan denne motfasen/amplituden er innstillet, dvs. for tidlig eller for sent. Det er også angitt at tanken innvendig skal være malt i lyse farger og være opplyst slik at kameraet kan "se" og registrere bølgegangen, dvs. amplituden over hele lengden (på tvers) av tanken.

Generelt om rulledempningstanker.

Rulledempningstanker omtales som et passivt system for dempning av rullebevegelser hovedsakelig om skipets lengdeakse. Det har vist seg at det er et dynamisk system som må justeres etter hva som er av stabilitet/ trim i fartøyet, i tillegg til bølgefrekvens. Dette er i dag umulig, spesielt på store fartøy med flere rulledempingstanker. Det å stå om bord i så store fartøy og skulle kjenne på båten når tid disse tankene er riktig justert og "synkronisert" er ikke bare vanskelig men nærmest umulig. I stabilitetspapirene til skip med rulledempingstanker er der oppgitt 1 eller 2 tilstander med oppgitt mengde for fylling av disse tankene. Dette er ikke å regne for annet enn eksempler og det kan hende at eksempelet vil virke i praksis i nevnte tilstand men i andre tilstander vil den i beste fall virke dårligere og i verste fall mot sin hensikt. Det er altså ikke noe system for kontinuerlig overvåking av slike tanker for å utnytte rulledempingstankenes muligheter maksimalt. Dette gjør at det i stor grad brukes feil væskenivå i tankene. Dette utgjør imidlertid en sikkerhetsrisiko for mannskaper, da skip vil slingre mer. Det utgjør en risiko for skade på skipet og en risiko for skade på last og mannskapet.

Det tidligere refererte US-3,915.109 oppfattes som den nærmeste teknikkens stilling til foreliggende oppfinnelse. Dette patentet beskriver et system ved en rulledempningstank i et skip og omfatter et føler-system for å fastlegge faseforskjellen mellom væskens bevegelse inne i tanken og skipets rulling, for å indikere hvilket væskenivå tanken skal holde for å oppnå optimal stabilitet. Det anordnes to sensorer, en på babord 10 og en på styrbord 12, og disse måler væskehøyden i tanken for å fastslå en optimal væskemengderegulering. I patentets spalte 2, linje 64 til spalte 3, linje 2, heter det at sensorene 10 og 12 er såkalte differensial-trykksensorer, eller andre sensortyper, uten at slike er spesifisert. En sammenligning mellom de to sensorene skjer i detaljen COMP-22 (se figur 1). Videre skal en "vertikal-gyro" 14 gi informa-sjonen om skipets bevegelser (rulling).

US-patentet konsentrerer seg om å beskrive det elektriske oppsettet for kon-trollsystemet, og men ingen detaljer om den fysiske konstruksjon i systemet, bl.a. ikke hvor den styrbord plasserte trykksensor 12 er plassert. Videre står det ingen flere detaljer om hvilken type sensor som anvendes eller den nøyaktige plasseringen i tanken.

Trykksensorene vil naturlig ligge på bunnen av vanntanken (dvs. en på babord og en på styrbord side), og kontinuerlig registrere væsketrykk-signaler som formidles inn i systemet for å sammenlignes med gyromålingen av skipets rulle-posisjon, jfr. omtalen av denne styringen fra spalte 5, linje 13.

Målesensorene ifølge dette US-patentet er dermed ikke plassert langs side- og langveggene slik det tas sikte på med foreliggende oppfinnelse.

Formål med oppfinnelsen.

Ved å frembringe et forbedret overvåkningssystem, som det tas sikte på med foreliggende oppfinnelse, reduseres skaden på lasten, stress på fartøy og i tillegg blir mye behageligere å være om bord i skipet. Man søker å komme fram til en enda mer ideell løsning for registrering av den ideelle mottasen ved å nøye overvåke og registrere bølgegangen inne i tanken.

Det er videre et formål med oppfinnelsen å frembringe en enda enklere løsning enn ovennevnte, og som i visse varianter av utførelsen, kan utnytte kamerateknologi som nevnt ovenfor, for å redusere rullebevegelser om skipets langsgående akse.

Foreliggende oppfinnelse.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at væskens høyde opp langs tankens sideveggflater måles og registreres til enhver tid ved hjelp av et antall stavsensorer, hvilke høydemålingsdata fra målesensorene registreres i et overvåkningssystem som fastslår forekommende avvik fra den ideelle motfase, og på basis av nevnte måledata gjennomfører systemet væskemengde-regulering i tanken til å oppnå nevnte motfase, det anvendes en kombinasjon av samme eller ulike typer av den nevnte sensorelementer, anordnet med innbyrdes avstand i veggen(e) for nøyaktig måling av væskehøyden ved ende-veggflatene, og det anvendes stavsensorer både i kortveggene og langveggene av rulledempningstanken, for å frembringe oversikt over bølgegangen inni tanken.

Ifølge en foretrukket utførelse er stavsensorene anordnet i et sikk-sakk forskjøvet mønster for å frembringe øket måleoppløsning.

Ifølge enda en foretrukket utførelse anvendes det en eller flere stavsensorer omfattende flottørelementer innmontert i et vertikalt spor i veggflaten, og hvor høyt flot-tøren stiger med vannet i sporet registreres i overvåkningssystemet for videre automatisk regulering av væskemengden.

Ifølge en foretrukket utførelse anvendes det et ultrasonisk element innrettet til akustisk å registrere væsken når væsken minst delvis dekker elementet, alternativt er elementet et elektromagnetisk resonanselement eller lignende.

Fortrinnsvis anvendes det et vertikalt arrangement av svingbare (pivoting) miniflot-tører som når de kontaktes med vann oppetter veggen, vipper de over og aktiverer mikrobrytere og/eller magnetiske brytere som slutter en strømkrets og signaler om væskehøyde sendes til overvåkningssystemet.

Særlig foretrukket er det å anvende et antall elektrisk ledende elektroder hvis konduktivitet påvirkes av væsken hvormed elektrodene "avlese" væskehøyden oppetter veggen og dette registreres i overvåkningssystemet for videre automatisk regulering av væskemengden.

Ifølge enda en foretrukket utførelse er det anordnet instrumenter i begge endevegger av tanken, idet det fortrinnsvis anordnes flere sensorer slik at en gjennomsnitts væskehøyde opp langs veggene kan måles/registreres for det tilfelle hvor væske-bølgen er forskjøvet lengdeveis (i forhold til skipets langsgående akse) etter hvert som den propagerer frem og tilbake på tvers i tanken.

Ifølge en foretrukket utførelse fylles det på (pumpe inn) vann ved hjelp av en pumpe i tanken når bølgen kommer sent, og det slippe væske ut av tanken når bølgen kommer tidlig.

Anordningen ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at tankens sideveggflater omfatter et antall stavsensorer for å måle hvor høyt vann-bølgen til enhver tid står opp langs veggen, og de en eller flere stavsensorer er signaltilknyttet overvåkningssystemet som igjen er signaltilknyttet midler som gjennomfører nevnte vannmengderegulering til motfase, og både kortveggene og langveggene til rulledempningstanken er utformet med nevnte stavsensorer, for å frembringe oversikt over bølgegangen inni tanken.

Ifølge en foretrukket utførelse omfatter hver stavsensor flottørelementer innmontert i et vertikalt spor i veggflaten, og stilling/høyde i sporet registreres i overvåkningssystemet.

Fortrinnsvis er hver stavsensor et ultrasonisk element som registrerer væske når denne minst delvis dekker elementet, alternativt er elementet et elektromagnetisk resonanselement.

Særlig foretrukket omfatter hver stavsensor et vertikalt arrangement av svingbare (pivoting) miniflottører som i kontakt med vann vipper over og aktiverer mikrobrytere og/eller magnetiske brytere som slutter en strømkrets som gir væskehøydesignaler til overvåkningssystemet.

Ifølge enda en foretrukket utførelse omfatter hver stavsensor et antall elektrisk ledende elektroder hvis konduktivitet påvirkes av væske hvormed elektrodene kan avlese væskehøyde som registreres i overvåkningssystemet for videre automatisk regulering av væskemengden.

Ifølge enda en foretrukket utførelse anvendes det en kombinasjon av samme eller ulike typer av den nevnte sensorelementer, anordnet med innbyrdes avstand i veggen(e) for nøyaktig måling av væskehøyden ved ende-veggflatene.

Ifølge enda en foretrukket utførelse er stavsensorene er anordnet i et sikk-sakk for-skjøvet mønster for å frembringe øket måleoppløsning.

Fordelen med oppfinnelsen er at man kan registrere ideell motfase i forhold til når bølgen inne i en rulledempningstank når sitt høyeste punkt opp på/langs tverrveggen vekselvis på hver side av tanken - i korrelasjon til skipets maksimale rulleutslag. I det tilfelle hvor høyden opp langs veggen også registreres med et kamera slik de tidligere søknadene omtaler, bør tankinnerveggene være lyse, og dessuten belyst med lampe. Imidlertid er den aller beste måten å løse dette på er å bruke en sensor innmontert i tankens tverrvegg, så som en stavsensor som ifølge oppfinnelsen.

I oppfinnelsen er sensoren koplet til datasystemet som registrerer tidspunktet for når væsken/vannet står høyest opp på veggen. Og som i de tidligere løsningene slik at det skal det fylles på vann i tanken når bølgen kommer sent oppetter veggene og slippes ut vann fra tanken når bølgen kommer tidlig i forhold til denne motfase. I forhold til at man har flere rulledempningstanker er det enkelt å "synkronisere" tankene slik at man utnytter kraften i fri væskeoverflate momentet maksimalt. Et slikt system vil også øke forståelsen for rulledempningstankene sin funksjon, samt også hjelpe skipskonstruktørene i den videre utvikling av slike rulledempningstanker.

Figurer for å illustrere oppfinnelsen.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvisning til figurene, hvori:

Figur 1A viser et sideriss av et skip 100 hvori to tverrstilt rulledempningstank-arrangementer 200 er implementert i hele skrogets bredde. Figur 1B viser et planriss av forskipet og den tverrstilte tanken 200. Figur 2 viser hvordan reguleringssystemet for driften av hvert rulledempningstank-arrangement kan være satt opp skjematisk for effektivt å dempe skipets rullebevegelser i sjøen. Figur 3 viser et forstørret riss av den ene endeveggen til en slik tank for å illustrere det sentrale trekk (som et eksempel) for registrering av væskenivået/høyden opp etter en endevegg i tanken. 5 Figur 4, 5 og 6 viser et skjematisk tverrsnitt av rulledempningstanken i skipet og viser hvordan væsken/vannet inne i tanken oppfører seg når tanken/skipet ruller fra side til side i sjøgang.

Detaljert beskrivelse av eksempler på oppfinnelsen.

Med henvisning til figur 1 er det vist et skip 100 hvis skrog omfatter et eller flere rulledempningsarrangementer 200 med en tilhørende væskefyllbare tank 20 som er anordnet tilnærmet horisontalt og på tvers i hele skrogets bredde. Væsken som i fylles tanken er fortrinnsvis vann, men kan være olje, for eksempel en lavviskøs olje som være tilsatt rusthindrende stoffer for å hindre korrosjon i tanken. Det er på figur 1 vist fremre og aktre rulledempningsarrangementer 200 i skroget med sine respektive tverrstilte tanker 20.

Figur 2 viser skjematisk et oppsett sammensatt slik der tallene representerer detalj-ene vist på figurene, særlig figur 2::

11.1 stk. PLS kontrollboks.

12. 1 stk. MRU (Motion registration unit).

13. 2 stk. stavsensor/tankradar for måling av væskehøyde.

14. 1 stk. datamaskin.

15. 2 stk. pumper.

16. 4 stk. ventiler.

Et slikt rulledempningsarrangementer 200 vises på figur 2 i form av en langstrakt rektangelformet tank 20 i et åpent utsnitt med bunn, sidevegger, endevegger og toppdel. De to endeveggene er vist ved 110a og 110b.

Tanken 20 er innrettet til å fylles med væske/vann 30 vist på figur 4-6, slik at det fin-nes luft 40 (figur 5) over et vannspeil 50 i tanken. Prinsippet for oppfinnelsen er at vannmengden i volum inne i tanken tilsiktes å være slik at bølgegangen -vannmassen svinger frem og tilbake - i tanken er i ideell motfase med skipets rullebevegelse. Når skipet i sin rullebevegelse til begge sider, ligger "rullet" om sin lengdeakse lengst ned på den ene side og bevegelsen opp igjen starter, skal mesteparten av vannmassen eller bølgen befinne seg på motsatt side innvendig i tanken; eller høyest mulig opp på tank-sideveggen hvilket er måleparameteren ifølge foreliggende oppfinnelse. Da får det frie væskeoverflatemomentet størst virkning.

Fyllingsgraden for slike rulledempningstanker vil variere med skipets stabilitet og tankens utforming, idet det som regel benyttes en fyllingsgrad på mellom 20 og 80%. Det er i dette området at det frie væskeoverflatemomentet anses å ha betyde-lig virkning på rulledempningen.

For å gjennomføre dempningen er hver endevegg 110a, 110b utstyrt med hver sin et eller flere måleinstrumenter 13 som kontinuerlig måler vannstanden/bølgestanden opp etter veggene 110a,b. Dette kan være en stavsensor eller en tankradar for å måle væskehøyder som det vil framgå senere. Det gjelder følgelig en ikke-horisontal stavsensor i hver ende av tanken. Uttrykket "i endeflaten" skal forstås å bety inntil ca. 10 cm ifra nevnte endeflate, og mest foretrukket innenfor 5 cm fra endeflaten. Aller mest foretrukket er sensorene integrert i selve endevegg-flaten 110a,110b.

Tanken 20 is langstrakt og omfatter endeveggene 11 Oa, 11 Ob som fungerer som bølgereflektorer, og disse implementeres som flate veggflater eller ha spesiell utforming for å bevare bølgeenergien når bølgen slår mot endeveggene 110. Videre omfatter apparatet en kontrollenhet 11 tilknyttet en rullevinkelsensor MRU (Motion registration unit) 12. Kontrollenheten 11 er tilknyttet en datamaskin14 for å koordinere apparatets drift.

Rullevinkelsensoren 12 MRU kan bestemme rullevinkelen a i sanntid og frembringer et rullevinkel-indikerende signal til kontrollenheten 11 som den signalforbundet med. Dessuten omfatter apparatet et sensorarrangement i alle veggflatene for å overvåke hvor høyt bølgen slår oppover langs veggene 110a og 110b i tanken 20; idet sensorarrangement er fortrinnsvis implementert som en stavsensor 13 som kan utformes med å utnytte flere teknologier for måling av vannhøyden opp over/langs veggen, slik det vil framgå i det etterfølgende.

Sensorene 13 a og 13b i de to motstående veggflatene, er via signalledninger 131a hhv 131b signalforbundet med kontrollenheten og videre med datamaskinen 14 som beregner eventuelt avvik fra ideell rulle-motfase.

Med sensorarrangementet kan man måle vannbølgens 30 amplitude i form av høyden opp etter veggen.

Videre omfatter apparatet 200 et arrangement i tanken 20 for å tilføre og fjerne vann. På den ene side er en pumpe 15a på ledningen INN innrettet til å pumpe vann inn i tanken fra en vannkilde som kan være en vannfylt tank i skipet eller sjøvann utenfra. Ledningen er merket In på figur 2, og er tilknyttet en ventil 16 på ledningen tilknyttet med ledningsforbindelse til styreenheten 11 og datamaskinen 14 og som kan bestemme når det skal pumpes inn vann avhengig av motfaseforholdene.

I den motsatte tankende fører en ledning merket UT tilsvarende inn i tanken 2. De er innkoplet en pumpe 151 og er tilknyttet en ventil 161 på ledningen, hvor ventilen er med ledningsforbindelse tilknyttet til styreenheten 11 og datamaskinen 11 tilsvarende som på motsatt tankside. Styreenheten bestemmer når det skal slippes ut

(pumpes ut) vann avhengig av motfaseforholdene mellom vannmassen i tanken og skipets rullebevegelse.

Åpning hhv stenging av ventilene 16,161 og driften av pumpene 15,151 styres av kontrollenheten 11 og datamaskinen 14. Ved å koordinere bruken av pumpene 15, 151 og ventilene 16,161, kan styreenheten 11 dynamisk regulere totalvolumet/- mengden av vann (eller den totale vanndybde) D (se dette illustrert på figur 5) til væsken 30 inni tanken 20 samt stimulere bølgedannelsen eller vannmassens forflytting (den svinger frem og tilbake) ved å fjerne vann fra den ene ende og tilføre vann fra den andre ende. Begge disse systemene kan benyttes til å tilføre eller fjerne væske fra tanken.

I datamaskinen 14 utføres sammenligningen mellom bølgegangen og skipets rulling, og styresignaler kan sendes fra enheten 11 til pumpene om enten å tilføye eller å fjerne vann fra tanken når det ikke er ideell motfase.

I det tilfelle hvor det også anvendes kameraer 18a,b, ett på hver side av tanken, så er dette rettet direkte mot veggflaten for å registrere når vannbølgen står høyest direkte på veggene 110 respektive. Det er fortrinnsvis et standard CCD eller CMOS optisk kamera som drives til å frembringe såkalt pixel stream data til styreenheten 11. Styreenheten 11 kan i kombinasjon med datamaskinen 14 danne et "bilde" av hvor høyt bølge slår opp langs veggen 110 og kan så prosessere dette som en funksjon av tiden for å bestemme amplituden, og også bølgens propageringshastighet, som en bølgeposisjon som funksjon av tiden. Styreenheten 11 avleder data for å presentere en serie bilder av overflaten som kan vises på skjermen 17. Kameraene 18 er via ledninger 181a, 181b knyttet til styreenheten. Bildematerialet fra kameraene kan benyttes i datamaskinen 14 sammen med høydemålingene fra sensorene 13 til å foreta reguleringen.

På figur 4, 5 og 6 er det vist rullebevegelsene til skipet om dets langsgående tenkte akse A via innstillingen av tanken 20 for når skipet ruller frem og tilbake. Både sensorene 13, væskehøyden H, skipets langsgående akse A og vanndybden D i tankens normalstilling er vist Figur 4 viser når skipet er rullet over til venstre og krenger med en vinkel a, og vannmassen 30 "slår" opp mot høyre i en høyde lik H. Figur 5 viser situasjonen når skipet svinger tilbake og er i midtposisjon og ligger helt rett i sjøen. Her er vanndybden i tanken vist ved symbolet D.

På figur 6 krenger skipet over til den andre siden, i en tilsvarende vinkel a.

Som nevnt kan det benyttes mange typer stavsensorer for å registrere vann-nivået opp langs veggene 110.

Ifølge en utførelse kan en stavsensor omfatte et eller flere flottørelementer som er innmontert i et underskåret langsgående vertikalt spor i veggflaten 13, og hvor høyt flottøren stiger i sporet registreres av datamaskinen 11, og dette sammen med skipets rullebevegelse kan systemet bringes til at vann fylles på eller tappes ut av tanken 20.

Ifølge en alternativ løsning, kan også sideveggene 110c og 110d (markert på figur 1, 2 og 3) også omfatte et antall stavsensorer og som måler væskehøyde og bølge-gangen langsmed de langveggene. Måledata fra disse langvegg-sensorene kan kombineres med måledata opptatt fra tverrveggene 110 slik at systemet enda mer presist og nøyaktig kan foreta reguleringen og innstilling til den ideelle motfase mellom de to svingebevegelsene.

Ifølge en annen foretrukket løsning omfatter stavsensoren 13 et antall elektrisk ledende elektroder hvis konduktivitet påvirkes av væsken i tanken, og dermed kan elektrodene "avlese" væskehøyden oppetter veggen og dette registreres i datamaskinen 11 for videre automatisk regulering av væskemengden.

Alternative teknologier innebygget i instrumentet gjelder et eller flere ultrasonisk elementer innrettet til akustisk å registrere/tilknytte væsken når væskebølgen minst delvis dekker elementet, alternativt er elementet et elektromagnetisk resonanselement eller lignende

Ifølge enda en utførelse er instrumentet 13 sammensatte av en kombinasjon av nevnte sensorelementer, anordnet med innbyrdes avstand vertikalt i veggflaten for å frembringe nøyaktig måling av væskehøyden ved ende-veggflatene.

Som en variant til ovennevnte flottørkonstruksjon som kan heve og senke seg avhengig av vannstanden opp langs veggen, er instrumentet anordnet i et vertikalt arrangement for pivoting miniflottører, og slik at når disse kontaktes med vann oppetter veggen vil de vippe over og kan aktivere mikrobrytere og/eller magnetiske brytere. Slike miniflottører (med størrelse på ca. 2 cm) er festet til svingbare opp-lagringer, og aktiverer microbrytere, såkalte "magnetic reed-brytere eller lignende når de "oversvømmes" av vann ved at de vipper over sin hovedsakelig horisontale opplagringsakse og slutter en strømkrets. Idet de "svinger" og aktiverer bryterne, og signal sendes. Siden man vet nøyaktig hvor de enkelte flottørbryterne er plassert langs veggen, vet man også hvor høyt vannbølgen står opp langs tverrveggen.

For den utførelse hvor det anvendes flere sensorinstrumenter i samme veggflate, er sensorene anordnet i et sikk-sakk-forskjøvet mønster for å frembringe øket måleopp-løsning. Dette kan løse utfordringene med når bølgen eller vannet beveger seg ujevnt opp langs veggen. I denne sammenheng er det anordnet instrumenter i begge ende vegger av tanken, idet det fortrinnsvis er anordnet flere sensorer slik at en gjennomsnittsvæskehøyde kan frembringes for det tilfelle hvor væskebølgen er for-skjøvet etter hvert som den propagerer frem og tilbake i tanken. Disse stavsensor-typene kan innmonteres i alle veggene til rulledempningstanken, dvs. både i kortveggene og langveggene, og benyttes til å gi et best mulig oversikt over bølge-gangen inni tanken.

Med henvisning til figur 5 skal det angis en systembeskrivelse av "Max kontroll med rulledempingstanker"

Funksjon:

Registreringsenheten MRU (Motion registration unit) vil vise en sann krengevinkel til enhver tid. Her uttrykt som (+ styrbord) og (-babord).

Stavsensoren eller radar 13, montert på hver side 110 i tanken 20 er her uttrykt som (+Styrbord) og (-babord), måler væskenivå (høyden H) til enhver tid på begge sider i tanken.

Disse data sammenholdes i kontrollboksen 11 og denne føler på om det maksimale væskenivå H på veggen kommer før eller etter maksimalt krengevinkel. Hvis maksimalt væskenivå H opp langs veggen kommer etter maksimal krengevinkel a er det for lite væske på tanken og motsatt hvis maksimalt væskenivå kommer før maksimal krengevinkel er det være for mye væske på tanken. Man måler på tidsdifferansen mellom disse to svingebevegelsene, og jo nærmere 0 man kommer i tidsforskjell, jo bedre er det.

Det skal ifølge oppfinnelsen være en utjevningsmulighet slik at man legger inn at kontrolM 1 boksen føler i en valgfri tid hvor lang tid som skal gå før systemet reagerer på forekommende avvik og starter å fylle eller tømme væske fra tanken 20. Dette for nødvendig for å unngå at pumper og ventiler går hele tiden.

Eksempel:

Når MRU viser maksimalt utslag til (+) skal stavsensorer/radar (-) vise maksimalt væskenivå og stavsensorer/radar (+) vise minimum væskenivå. Hvis stavsensor (-) her viser maksimalt væskenivå etter at MRU har vist max utslag til (+ ) er der for lite væske på tanken og motsatt hvis stavsensor/radar (-) viser max væskehøyde før MRU viser max utslag til (+) er det for mye væske på tanken og kontrollboksen 11 gir ventiler 16 og pumper 15 beskjed om å etterfylle eller redusere væske slik at max utslag kommer samtidig. Altså oppnår man en perfekt motfase.

Reserve/ Backup:

Bruken av kameraovervåkning tilknyttet systemet, er ment som en reserve- eller en backup-løsning til det automatiske systemet, men kamerafunksjonen kan også benyttes samtidig som et supplement. For denne løsning er det tenkt å benytte belyste rulledempningstanker med kameraer rettet mot endeveggflatene som angitt i den tidligere søknad. Ved å ha kameraovervåkning av rulledempningstankene vil man se hvordan "bølgen" går i tanken og man kan lettvint justere nivået til motfase. Altså kommer bølgen sent, indikerer det at det er for lite væske på tanken og man fyller opp. Kommer bølgen tidlig, indikerer det at der er for mye væske på tanken og man slipper ut.

Også i forhold til at man har flere rulledempningstanker blir det svært enkelt å "synkronisere" tankene slik at man utnytter kraften i fri væskeoverflate momentet maksimalt.

Det er velkjent at man endrer hastigheten i væske med dybden. Et skips stabilitet gir en rullefrekvens/rullehastighet. Med nøyaktig innmåling av væske i korrelasjon til skipets rulling kan man altså avpasse hastigheten til væsken til å komme i motfase og være der inntil man endrer på stabiliteten (rullefrekvensen). Da endrer man igjen dybden.

Det kan være montert flere typer stavsensorer samtidig, noe som gir sikrere måleresultater som sendes til styresystemet. Høyden som bølgen slår opp langs veggen kan måles med en nøyaktighet på noen få centimeter, og ofte helt ned i størrelsesorden på millimeter.

Med oppfinnelsen kan det oppnås en stor fordelaktig dempning av rullebevegelsene, idet den er særlig velegnet anvendt for alle typer havgående skip, oljetankere, og skip som benyttes til boring og produksjon av olje.

Claims (15)

1. Fremgangsmåte til dempning av rullebevegelsene til skip i sjø, hvilket skip omfatter en eller flere hovedsakelig på tvers innstilte delvis væskefylte rulledempningstanker, hvor væsken i tanken innstilles til å svinge i motfase med skipets rullebevegelse for å motvirke at skipet ruller, hvor det anvendes et måle- og styresystem til å registrere motfase og eventuelt avvik fra nevnte motfase, og væskemengden i tanken reguleres for å oppnå nevnte motfase,karakterisert vedat væskens høyde opp langs tankens sideveggflater (110) måles og registreres til enhver tid ved hjelp av et antall stavsensorer, hvilke høydemålingsdata fra målesensorene registreres i et overvåkningssystem som fastslår forekommende avvik fra den ideelle motfase, og på basis av nevnte måledata gjennomfører systemet væskemengde-regulering i tanken til å oppnå nevnte motfase, det anvendes en kombinasjon av samme eller ulike typer av den nevnte sensorelementer, anordnet med innbyrdes avstand i veggen(e) for nøyaktig måling av væskehøyden ved ende-veggflatene, og det anvendes stavsensorer både i kortveggene og langveggene av rulledempningstanken, for å frembringe oversikt over bølgegangen inni tanken.

2. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1,karakterisert vedat stavsensorene er anordnet i et sikk-sakk forskjøvet mønster for å frembringe øket måleoppløsning.

3. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1-2,karakterisert vedat det anvendes en eller flere stavsensorer omfattende flottørelementer innmontert i et vertikalt spor i veggflaten (13), og hvor høyt flottøren stiger med vannet i sporet registreres i overvåkningssystemet (11) for videre automatisk regulering av væskemengden.

4. Fremgangsmåte i samsvar med et av de foregående krav,karakterisert vedat det anvendes et ultrasonisk element innrettet til akustisk å registrere væsken når væsken minst delvis dekker elementet, alternativt er elementet et elektromagnetisk resonanselement eller lignende.

5. Fremgangsmåte i samsvar med et av de foregående krav,karakterisert vedat det anvendes et vertikalt arrangement av svingbare (pivoting) miniflottører som når de kontaktes med vann oppetter veggen, vipper de over og aktiverer mikrobryt ere og/eller magnetiske brytere som slutter en strømkrets og signaler om væske-høyde sendes til overvåkningssystemet (11).

6. Fremgangsmåte i samsvar med et av de foregående krav,karakterisert vedat det anvendes et antall elektrisk ledende elektroder hvis konduktivitet påvirkes av væsken hvormed elektrodene "avlese" væskehøyden oppetter veggen og dette registreres i overvåkningssystemet (11) for videre automatisk regulering av væskemengden.

7. Fremgangsmåte i samsvar med et av de foregående krav,karakterisert vedat det er anordnet instrumenter i begge endevegger av tanken, idet det fortrinnsvis anordnes flere sensorer slik at en gjennomsnittsvæskehøyde opp langs veggene kan måles/registreres for det tilfelle hvor væskebølgen er forskjøvet lengdeveis (i forhold til skipets langsgående akse) etter hvert som den propagerer frem og tilbake på tvers i tanken.

8. Fremgangsmåte i samsvar med et av de foregående krav,karakterisert vedat det fylles på (pumpe inn) vann ved hjelp av en pumpe (15) i tanken når bølgen kommer sent, og det slippe væske ut av tanken når bølgen kommer tidlig.

9. Anordning ved en rulledempningstank i et skip hvilken tank innstilt hovedsakelig på tvers av skipets lengderetning, er innrettet for å romme en væskemengde som ved svingebevegelse i tanken og i motfase med skipets bevegelse, bringes til å motvirke at skipet ruller i sjøen, idet anordningen omfatter et overvåkningssystem til å registrere faseforholdet mellom væskens svingebevegelse og skipets bevegelse, og innretninger til å regulere væskemengden i tanken for å oppnå nevnte motfase,karakterisert vedat tankens sideveggflater (110) omfatter et antall stavsensorer for å måle hvor høyt vann-bølgen til enhver tid står opp langs veggen, og de en eller flere stavsensorer er signaltilknyttet overvåkningssystemet (11) som igjen er signaltilknyttet midler som gjennomfører nevnte vannmengderegulering til motfase, og både kortveggene og langveggene til rulledempningstanken er utformet med nevnte stavsensorer, for å frembringe oversikt over bølgegangen inni tanken.

10. Anordning i samsvar med krav 9,karakterisert vedat hver stavsensor omfatter flottørelementer innmontert i et vertikalt spor i veggflaten (13), og stilling/høyde i sporet registreres i overvåkningssystemet (11).

11. Anordning i samsvar med krav 9-10,karakterisert vedat hver stavsensor er et ultrasonisk element som registrerer væske når denne minst delvis dekker elementet, alternativt er elementet et elektromagnetisk resonanselement.

12. Anordning i samsvar med krav 9,karakterisert vedat hver stavsensor omfatter et vertikalt arrangement av svingbare (pivoting) miniflottører som i kontakt med vann vipper over og aktiverer mikrobrytere og/eller magnetiske brytere som slutter en strømkrets som gir væskehøydesignaler til overvåkningssystemet (11).

13. Anordning i samsvar med krav 9,karakterisert vedat hver stavsensor omfatter et antall elektrisk ledende elektroder hvis konduktivitet påvirkes av væske hvormed elektrodene kan avlese væskehøyde som registreres i overvåkningssystemet (11) for videre automatisk regulering av væskemengden.

14. Anordning i samsvar med et av de foregående krav 9-13,karakterisert vedat det anvendes en kombinasjon av samme eller ulike typer av den nevnte sensorelementer, anordnet med innbyrdes avstand i veggen(e) for nøyaktig måling av væske-høyden ved ende-veggflatene.

15. Anordning i samsvar med krav 9-14,karakterisert vedat stavsensorene er anordnet i et sikk-sakk forskjøvet mønster for å frembringe øket måleoppløsning.