NO763867L - - Google Patents

Description

Flytende fartøy.

Foreliggende oppfinnelse angår flytende fartøyer, slik som skip, prammer, muddermaskiner og flytende kraner, nærmere bestemt midler for regulering av ruileperiodene og/eller stampeperiodene og stabiliteten for fartøyet i forhold til de rådende tilstander i sjøen og den oppgave som skal utføres med fartøyet.

Nærmere bestemt angår oppfinnelsen et fartøy, særlig et skip,

som er utstyrt med en kran for løfting av ttfnge gjenstander, og som også kan brukes til andre formål, slik som for legging av undersjøiske rørledninger for gass eller olje. Under utførelse av slike oppgaver er fartøyet vanligvis forankretsmed flere kabler.

Et formål med oppfinnelsen er å komme frem til midler for regulering av metasenterhøydene for fartøyet i tverretning og lengderetning, idet metasenterhøydene er avstandene mellom meta-sentrene og tyngdepunktet av fartøyet og er de størrelser som bestemmer de opprettende momenter for fartøyet og også er faktorer som innÆ&rker på fartøyets rulle- og/eller stampeperiode.

Den vekt som kan løftes av en kran ombord i et skip avhenger av formen av skipet. F.eks. kan et skip med et deplasement på omtrent 43.000 tonn og en bom på omtrent 26 meter løfte en vekt på omtrent 725 tonn ved en radius på 27.5 m, uten at krengningen overskrider 5°. Ved økning av bommen til 36 m, kan en vekt på 1800 tonn løftes ved en radius på 27.5 m uten at krengningen overstiger 5°. Fartøyets stabilitet i tverretningen øker med tredje potens av dets bredde. Imidlertid, ved å øke bredden, Øker metasenterhøyden i tverretningen og forårsaker en tilsvarende reduksjon av rulleperioden for fartøyet. Hvis det skulle inntreffe resonans mellom det lave peripdetall ved relativt svak sQ#gang og den lave rulleperiode for fartøyet, kan det oppstå en for stor rulling som gjør det umulig å bruke kranen for løfting i hva som ville vært ansett som rolig sjø. Hvis formen av skroget forandres ved at bredden av skipet minskes, avtar medtasenterhøyden i tvérretning, hvorved rulleperioden forandres slik at skipet

kommer ut av resonans med bølgebevegelsene. Også ved å minske den effektive lengde av skipet avtar metasenterhøyden i lengderetningen, hvorved stampeperioden forandres slik at skipet kommer ut av resonans med bølgebevegelsene.

I henhold til oppfinnelsen minskes metasenterhøydene ved at det flytende fartøy er utstyrt med rom eller tanker med relativt store åpninger under vannlinjen, og ved at det er anordnet dører eller lignende stengsler for å lftkke hver av de nevnte åpninger på en hovedsakelig vanntett måte for å forandresformen av i det minste den del av fartøyet som befinner seg under vannlinjen.

Således, ved en utfør-elsesform der tankene er sidetanker som

ligger langs i det minste en del hv de to sider av fartøyet, vil den effektive bredde av fartøyet når dørene er lukket være lik den totale bredde inklusive sidetankene, mens. når dørene er åpne er den effektive bredde av fartøyet minsket med bredden av de to sidetankene, og rulleperioden for fartøyet er tilsvarende redusert. Således, ved en annen utførelsesform eller i den samme som ovenfor, der tankene er i baug pg akterstevn,. vil den effektive lengde av fartøyet når dørene er lukket vare lik den totale lengde inklusive tankene i baug og akterstevn,. mens når dørene er åpne

vil den effektive lengde av fartøyet bli minsket, og stampeperioden for fartøyet blir tilsvarende redusert.

Som et alternativ til eller i tillegg til tankene langs sidene, i baugen og i akterstevnen, kan fartøyet ha tanker, langs i det minste en del av bunnen. Sidetankene kan være påbygget på utsiden av skroget av et skip eller kan være innebygget i skroget langs hver side av dette, og i en slik dybde at de rager både over og under vannlinjen, hvorved åpningene kan være anordnet i bunnen av sidetankene, idet sidetankene og tankene i baug og akterstevn kan være åpne eller være innrettet til å åpnes mot atmosfæren. Tankene kan være utstyrt med motordrevne dører eller lignende for stengning av. åpningene. Fortrinnsvis er tankene langs hver side og/eller langs bunnen av fartøyet inndelt i flere separate, vanntette rora langs lengden av fartøyet, eller omfatter flere separate tanker anordnet ende mot ende, idet dørene for de separate rom eller tanker kan åpnes og lukkes sellektivt, slik at bare noen aller alle rommene eller tankene kan åpne3 mot det omgivende vann eller lukkes for oppnåelse av øket effektiv bredde. Fortrinnsvis er tankene nær baug og akterstevn og/eller langs bunnen av fartøyet inndelt i tvérretning av fartøyet i flere separate, vanntette rom, eller omfatter flere separate tanker anordnet side ved side, idet dørene for de separate rom eller tanker kan åpnes eller lukkes sellektivt slik st bare noen eller alle rommene eller tankene kan åpnes mot vannet utenfor eller lukkes for oppnåelse av øket effektiv lengde.

Fortrinnsvis er det også anordnet midler for å pumpe vann ut av tankene eller rommene eller på annen måte fjerne vannet fra disse når dørene er lukket, for å øke oppdriften av fartøyet.

Åpningene i bunnen av tankene er relativt store, og opptar fortrinnsvis mellom 30 og 5#0 av det horisontale areal av tankene. Strømmen av vann inn i og ut av en tank gj ennom dens åpninger når dørene er åpne begrenses noe av de omgivende veggflater i bunnen av tanken, slik at det oppstår en dempende virkning på rullingen eller stampingen av skipet, hvorved stabiliteten forbedres ved at bevegelsene ved rulling eller stamping blir mindre.

Fartøyet er utstyrt med styreanordninger for sellektiv åpning og lukking av dørene i de respektive rom eller tanker, og for selektiv utpumping eller tømming av vann fra de forskjellige rom eller tanker der dørene er lukket.

I det følgende skal oppfinnelsen beskrives nærmere ut fra et utførelseseksempel, under henvisning til tegningene, der Fig. 1 viser et tverrsnitt av et skip i henhold til oppfinnelsen.

Fig. 2 viser skipet sett ovenfra.

Fig. 3 viser et tverrsnitt gjennom en utenpåbygget sidetank slik som vist i fig. 1, og viser styremekanismen for døren.

Fig. 4 viser to nabodører sett innenfra, med låseanordningene.

Fig. 5-9 viser andre eksempler på tverrsnitt av skip i henhold til oppfinnelsen.

1 fig. 1 - 4 er vist et fartøy 1 som det har vært utført eksperimentell* forsøk méd. Det er en ombygget oljetanker med en opprinnelig

effektiv bredde B på omtrent 26.5 m og et deplasement på omtrent 43.£00 tonn, og skipet er påbygget sidetanker 2 langs størstedelen av hver side av fartøyet. Hver sidetank 2 er omtrent 4.75 m bred og er inndelt i tre separate, vanntette rom 2a, 2b, 2c ved hjelp av skillevegger 3. Sidetankene er festet langs de øvre partier av sidene på skroget og har tilstrekkelig høyde til å kunne rage både over og under vannlinjen selv med en krengning på omtrent 5°. Bunnveggen i tankene er utstyrt med en rekke relativt store åpninger 5, vist med rektangulær form. Åpningene kan være omtrent 2 x 3 m, og kan lukkes med dører 6 hengslet i punktene 7 og

bevegelige mellom lukket og åpen stilling, vist med henhv. heltrukne linjer og strekpunktlinjer i fig. 3, ved hjelp av en hydraulisk sylinder 8. Når dørene 6 ér lukket, ligger de tettende an mot pakninger 9 og holdes stengt i lukket stilling ved hjelp av to par bolter iOa, 10b som er svingbart festet ized lia, 11b og beveges parvis ved hjelp av to hydrauliske sylindre 12 slik at de griper om sperrekammer 13a, 13b (se fig. 4). Når døren er åpnet, sperres den i åpen stilling av de øvre bolter 10a som drives av de respektive sylindre 12 slik at det kommer i inngrep med sperrene 14 som er festet til tank-konstruksjonen (se fig. 3).

Dekkpartiene 15 av rommene eller tankene er utstyrt med åpninger

16 for utslipp av luft fra sidetankene under innslipping av vann

i disse når dørene er åpne. Noen av disse åpninger er utstyrt med mannhullsdeksler (ikke vist) som gir ad&omst til leiderne 17, 18 ned til de undre partier av tankene. Andre av disse åpningene er utstyrt med lukkeeJsaenter for å hindre smuss og løse gjenstander i å falle ned i tankene, mens utslipp av luft muliggjøes som nevnt ovenfor.

Pumper (ikke vist) er anordnet for utpumping av vann fra rommene

i sidetankene når dørene for de respektive rom er lukket. Pumpene

kan være særskilt anordnet for dette formål, og kan være plassert i rommene i sidetankene, eller pumpene kan være montert inne i skroget, og kan også brukes for pumping av vann inn i eller ut av de forskjellige ballasttanker i fartøyet. For innslipping av vann i rommene i sidetankene før dørene 6 tar til å åpnes, er det anordnet ventiler 19 i veggene i rommene, styrt av styreanordninger 20 over dekket 15. Hvis ikke vann slippes inn over dørene før de

åpnes vil den sterke innstrømning av vann gjennom åpningene 5 kunne forårsake skade på de tettende pakninger 9.

Driften av dørene og låseanordningene for dørene fkjer ved hjelp av et hydraulisk styresystem. De hydrauliske hovedsylindre og låsesylindrene for hvert rom aktiveres selektivt ved hjalp av to styreventiler med tre stillinger, idet hver styreventil i en stilling tilfører hydraulisk væske under trykk til en ende av sylinderne, 1 en annen stilling tilfører hydraulisk væske under trykk til den annen ende av sylinderne, dg i en tredje stilling frakobler den hydrauliske væske under trykk fra begge ender av sylinderne. Åpning av dørene, etter at ventilene 19 er åpnefe, skjer på følgende måte:

1. Tilførsel av lukketrykk til hovedsylinderne 8.

2. Tilførsel av trykk for frigjøring til låsesylinderne 12.

3. Tilførsel av åpningstrykk til hovedsylinderne 8.

4. Tilførsel av låsetrykk til låsesylinderne 12 for låsing av dørene i åpen stilling.

5. Trykkfall i hovedsylinderne 8.

6. Trykkfall i låsesylinderne 12.

For lukking av dørene utføres de ovennevnte operasjoner fortrinnsvis i følgende rekkefølge: 3, 2, 1, 4 (for å låse dørene i lukket stilling), 5, 6.

Som nevnt var bredden av oljetankeren før ombyggingen 26.5 m,

og didetankene hadde en bredde på 4.75 m hver, slik at den totale, effektive bredde av fartøyet med dørene i sidetankene lukket var 36 m. Med alle dørene lukket og sidetankene tømt, kunne det med

kranen, hvis bom var utbalansert med en vekt på 1450 tonn, løfte en vekt på omtrent 1800 tonn i en radius på 27.5 m uten at skipet

krenges mer enn 5°. Rulleperioden uten noen last i krankroken var omtrent 10 sekunder. HVis bølgebevegelsene i sjøen er i resonans med rulleperioden, oppstår en stor rulling, og dette kan minskes og faktisk hovedsakelig helt unngås ved at dørene i ett eUer flere av siderommene åpnes. Dette bevirker at den last som kranen kan løfte uten at krengningen overskrider 5° blir redusert, men ikke desto mindre er det fremdeles mulig å utføre løfteoperasjoner med fartøyet selv om de vekter som kan løftes må reduseres noe i disse perioder. Ved åpning av dørene i rommene 2a var den vekt som kunnesløftes omtrent 1360 tonn ved en radius på 27.5 m. Med dørene i flere sidetanker åpne ble den vekt som.kunne løftes ytterligere redusert.

Oppfinnelsen gjør det også mulig å anvende fartøyet for legging av undersjøiske rørledninger for olje eller gass. Slike ledninger er vanligvis stålrør med like diametre, og sveises sammen på en konstruksjon langs en side av fartøyet og senkes ned i sjøen, f.eks. som beskrevet i britåske patenter nr. 1.348.487 og 1.330.091. Rørene har en naturlig fjæring, og med et fartøy som har en bredde på 36 m,. med en rulleperiode i størrelsen 9 r 10 sekunder, er det parti av røret som bæes på siden av fartøyet ikke i stand til å følge rulleperioden, og følgelig er det en mulighet for at røret og bærekonstruksjonen støter sammen slik at det skjer skader. Ved at dørene 6 åpnes kan rulleperiodenøkes, hvorved det blir mulig for røret å følge skipets bevegelse, idet rulleutslaget samtidig blir redusert på grunn av den dempende virkning av vannet som passerer inn og ut av sidetankene gjennom åpningene 5, hvilke utgjør et areal på 30 - 50% av bunnarealet i tankene. Således er risikoen for skader på røret og bærekonstruksjonen hovedsakelig eliminert, og fartøyet er i stand til å utføre rØrleggasÅg under forhold i sjøen som ellers kunne gjøre dette fartig.

Fig. 5-9 viser tverrsnitt av andre utførelseeéormer av et fartøy i henhold til oppfinnelsen, med sidetanker for regulering av rulleperioden. Fig. 5 viser en utførelsesform av sidetanker med bunnen hovedsakelig horisontal. I fig. 6 og 7 befinner sidetankene 2

seg inne i skroget, og rager ned til bunnen av fartøyet. Fig. 8 og 9 viser ytterligere utførelsesformer som omfatter et skip med stor bredde og med et dobbelt skrog som avgrenser sidetankene og

bunntankene. Ved åpning av dørene . 6 i det ytre skrog minskes den effektive bredde. Alternativt, eller i tillegg til dette kan rommet under det indre skrog også brukes for å forandre formen av skroget og således metasenterhøydene for skipet. I stedet for dører 6 som er hengslet som vist i fig. 1-4, 6 og 8, kan de være anordnet som vist i fig. 5 , 7 og 9.

Claims (11)

1. Flytende fartøy utstyrt med i det minste en kran for løfting av tunge gjenstander, karakterisert ved at det omfatter tanker med relativt store åpninger under vannlinjen samt dører e.l. stengsler for å lukke hver av åpningene på en hovedsakelig vanntett måte for å variere formen av di det minste den del av fartøyet som er under vannlinjen, for å optimalisere oppførselen for fartøyet i forhold til de rådende forhold i sjøen.

2. Flytende fartøy som angitt i krav 1, karakterisert ved at hver av tankene er inndelt i fåere separate, vanntette rom i lengderetningen av fartøyet, eller at hver tank omfatter flere separate tanker anordnet enotemot ende, idet åpningene i tankene kan åpnes og lukkes selektivt.

3. Flytende fartøy som angitt i krav 1, karakterisert ved at hver av tankene er oppdelt i tvérretning av fartøyet, i flere separate, vanntette rom, eller at hver tank omfatter flere separate tanker anordnet side ved side, idet åpningene kan åpnes og lukkes selektivt.

4. Flytende fartøy som angitt i krav 1 eller ,2, karakterisert ved at tankene er sidetanker som rager langs i det minsée en del av de,to sider av fartøyet, idet tankene har en høyde slik at de rager,både over og under vannlinjen, og at åpningene er anordnet i bunnen av fankene, idet det er anordnet midler for å fjerne vannet i utvalgte tanker etter at deres åpninger er lukket.

5.

5. Flytende fartøy som angitt i krav 1 eller 3, karakterisert ved at tankene er baug- og/eller akterstevntanker som rager langs i det minste en del av baugen og/eller akterstevnen av fartøyet, idet tankene har en høyde slik at de rager både over og under vannlinjen, og at åpningene er anordnet i bunnen av tankene, idet det er ,anordnet midler for å fjerne vannet i utvalgte tanker etter at deres åpninger er lukket.

6. Flytende fartøy som angitt i krav 4 eller 5, karakterisert ved at tankene er åpne mot, eller kan åpnes mot atmosfæren.

7. Flytende fartøy som angitt i krav 1-6, karakterisert ved at åpningene i bunnen av tankene opptar mellom 30 og 50% av det,horisontale areal av tankene.

8. Flytende fartøy som angétt i krav 1-7, k a r ak t e rii sert v edd at tankene er anordnet inne i skroget av fartøyet, og forløper til bunnen av fartøyet.

9. Flytende fartøy som angitt i krav 1-8, karakterisert ved at det har et dobbelt skrog som avgrenser tankene.

10. Flytende fartøy som angitt i krav 1 - 3, eller krav 9, karakterisert ved at tankene i sin helhet ligger under vannlinjen.

11. Flytende fartøy som angitt i krav 1-10, karakterisert vedat det omfatter midler for inn&lipping av vann 1 tankene over dørene eller lignende lukkeanordninger når tankene er tomme, og deres åpninger er lukket, . før åpning av dørene eller lignende lukkeanordninger, fpr innslipp av vann gjennom åpningene og inn i tankene.