Pierwszenstwo: 03.VIII. 1964 Stany Zjedno¬ czone Ameryki Opublikowano: 15.X.1970 60731 KI. 65 «, 43/06 MKP B 63 1j, 43/06 UKD Wspóltwórcy wynalazku: Sheldon B. Field, Tohomas Fort Bridges Wlasciciel patentu: John J. McMule^n Associates, Inc., Nowy Jork (Sta¬ ny Zjednoczone Ameryki) Urzadzenie tlumiace boczne wahania statku Wynalazek dotyczy urzadzenia tlumiacego bocz¬ ne wahania statku wedlug patentu nr 60626, w szczególnosci urzadzenia biernej stabilizacji zbior¬ nikowców, przeznaczonych do przewozu plynnego lub podobnego ladunku.Obecnie powszechnie stosuje sie podzial zbior¬ nikowców na wieksza liczbe poprzecznych i wzdluznych przedzialów, zamknietych i ograniczo¬ nych wieksza liczba poprzecznych i wzdluznych grodzi, stanowiacych konstrukcyjny szkielet zbior¬ nikowca. Grodzie te sa przewaznie wodoszczelne, uniemozliwiajace przeplyw plynnego ladunku mie¬ dzy przedzialami. Ma to na celu zapobiezenie gro¬ madzenia sie plynu na jednej burde zbiornikowca, stalemu przechylowi i niestatecznosci.•Glównym celem wynalazku jest dostarczenie urzadzenia biernej stabilizacji typu kanalowego dla zbiornikowców, zawierajacego w zasadzie ist¬ niejace «lemerrty konstrukcyjne statku. Uzyskano to przez wyciecie wiekszej liczby podluznych otwo¬ rów lub szczelin w istniejacych urzadzeniach gro- dziowyeh. Ladunek moze przeplywac lub przesu¬ wac sie miedzy sekcjami, ograniczonymi tymi gro¬ dziami, stosownie do przechylów zbiornikowca.Dalszym celem wynalazku jest zastosowanie ta¬ kiego rodzaju j ukladu otworów, aby umozliwia¬ ly one przeplyw plynu, a nie oslabialy konstruk¬ cji i wskazników wytrzymalosciowych grodzi.Innym celem wynalazku jest zastosowanie — w polaczeniu z grodziami — usztywniajacych zeber, zamocowanych do grodzi wzdluznych, w celu zwiekszenia ich odpornosci na duze cisnienia i sily dzialajace na grodzie.Przedmiotem wynalazku jest pojedynczy, piono¬ wo ustawiony, wzdluzny element, zawierajacy wieksza liczbe podluznych otworów i wyciec, sta¬ nowiacych elementy tlumienia przeplywajacego plynu, to znaczy stabilizujacy polozenie zbiorni- io kowca.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy¬ kladach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia zbiornikowiec w widoku z boku z wycieta czescia poszycia dla uwidocznienia ele- 15 mentów ukladu biernej stabilizacji, fig. 2 zbiorni¬ kowiec w przekroju poprzecznym plaszczyzna pio¬ nowa zaznaczona linia 2-2 na f$g. 1 w wiekszej skali, fig. 3 fragment zbiornikowca w przekroju pionowa plaszczyzna wzdluz linii 3-3 na fig. 2, uwidaczniajacy grodz wzdluzna, stanowiaca -ele¬ ment ukladu stabilizacji, fig. 4 widok otworów w grodzi podluznej, fig. 5 inne otwory w grodzi podluznej w widoku z boku, fig. 6 grodz w prze¬ kroju poprzecznym, zaznaczonym linia 6-6 na fig. 4, fig. 7 odmiane zbiornikowca w rzucie po¬ ziomym, uwidaczniajacym duze zbiorniki ladun¬ kowe lub balastowe, fig. 8 zbiornikowiec w prze¬ kroju poprzecznym wzdluz linii 8-8, zaznaczonej na fig. 7, a fig. 9 pionowa, srodkowa plyte z pod- 30 luznymi otworami i wycietymi szczelinami w pio- 20 25 60731*% 60731 3 nowym przekroju plaszczyzna, zaznaczona linia S-9 na fig. 8.Zbiornikowiec 10 ma maszynownie i pomieszcze¬ nia mieszkalne 12 oraz ladownie 14. Ladownia jest podzielona na wieksza liczbe zbiorników przez poprzeczne wodoszczelne grodzie 16 i dwie wzdluz¬ ne grodzie 18, z których uwidoczniona jest tylko jedna (fig. 1). W tym przykladzie uklad biernej stabilizacji jest umieszczony w czwartym od dzio¬ ba zbiorniku 20.Wzdluzne grodzie 18, biegnace od pokladu do dna zbiornika sa zaopatrzone w wieksza liczbe podluznych otworów lub wyciec. We wzdluznych grodziach 18 stosuje sie trzy zasadnicze rodzaje podluznych otworów lub wyciec. Krótkie wyciecia 22 maja okreslona dlugosc. Dlugie wyciecia 24 sa okolo dwukrotnie dluzsze od krótkich wyciec.Otwory 26 maja jedno obrzeze pólokragle, a dru¬ gie eliptyczne. Eliptyczne obrzeze otworu 26 za¬ pewnia maksymalny przeswit dla przemieszczaja¬ cego sie plynu przy zachowaniu wysokich wlasci¬ wosci wytrzymalosciowych konstrukcji grodzi. Ta konstrukcja nie jest narazona na zbytnie napreze¬ nia lokalne przy obrzezach najnizej polozonych wyciec.Zróznicowanie wymiarów otworów 22 i 24 ma takze cele konstrukcyjne. Chodzi o unikniecie szkodliwych oslabien konstrukcji przy uzyskaniu optymalnych warunków dla przeplywu plynu.Krótkie otwory 26 sa rozmieszczone w wiekszej liczbie, a im blizej dna, tym usytuowane sa blizej srodka grodzi. Ten uklad wynika takze ze wzgle¬ dów konstrukcyjnych. Chodzi o to by grodz mia¬ la optymalny wskaznik wytrzymalosci, pozwalaja¬ cy na przenoszenie wlasnego ciezaru i dodatko¬ wych sil, dzialajacych na nia podczas przeplywu cieczy (fig. 3).Wyciecia sa zgrupowane w partie, dolne i gór¬ ne, oddzielone od siebie.Urzadzenie tlumiace jest ograniczone z jednej strony grodzia 28, a z drugiej — poprzeczna gro¬ dzia 30.Grodz poprzeczna 32 jest usytuowana pomiedzy podluznymi grodziami 18. Grodz 32 ma duzy prze¬ swit 36 w srodkowej czesci. Boczne przedluzenia tej grodzi 36 stanowia plyty 34, zamocowane po¬ miedzy obu wzdluznymi grodziami 18 i poszyciami burtowymi. Plyty 34 sa wyposazone w otwory 38, miedzy którymi znajduja sie srodniki 40, stanowia¬ ce konstrukcyjne wzmocnienie. Grodzie 18 sa zaopa¬ trzone w usztywnienia 42 w postaci ksztaltowni¬ ków I lub Li, umieszczonych wzdluz i równole¬ gle do siebie na wzdluznej grodzi 18, bowiem na te grodz dzialaja duze sily i cisnienia, spowodo¬ wane przez przeplywajaca ciecz. Ponadto dzialaja na nia normalnie wielkie cisnienia, wywolane przez cisnienie hydrostatyczne cieczy w zbiorni¬ kach, polozonych przy burcie, na skutek przechy¬ lów zbiornikowca na fali (fig. 2).Korzystnie szerokosc usztywnienia rosnie od gó¬ ry ku dolowi. Sily i cisnienia sa w górnej czesci mniejsze, a u dolu wieksze. Tak wiec odpowiednio usztywnienia 42 podluznych grodzi 18 sa szersze w dolnej czesci (fig. 2).Ponad najwyzej polozonym usztywnieniem 42 grodzi 18 jest usytuowany szereg kolistych wyciec 44 (fig. 3).Dzialanie urzadzenia jest nastepujace.Gdy zbiornikowiec ma w ladowni 14 ciecz, slu- 5 zaca jako balast (fig. 2), poziom tej cieczy znajdu¬ je sie nieco ponizej górnej granicy dolnej grupy wyciec we wzdluznej grodzi 18. Przy przechyle na fali na prawa burte (fig. 2) ciecz w urzadzeniu tlu¬ miacym przeplywa przez nizsza grupe wyciec tak, 10 ze gromadzi sie ona w prawej czesci stabilizato¬ ra. Podczas przeplywu cieczy przez .wzdluzne gro¬ dzie 18 czesc jej energii kinetycznej zostaje roz¬ proszona przy przeplywie, a czesc zamieniona na prace sily parcia na nieruchome grodzie 18. W 15 chwili, gdy zbiornikowiec osiagnie polozenie naj¬ wiekszego przechylu i zaczyna sie przychylac w przeciwna strone, to jest prawa burta unosi sie do normalnego polozenia, poziomego, masa na¬ gromadzonej cieczy znajduje sie w prawej czesci 20 stabilizatora. Ta masa zaczyna byc unoszona ku górze, w wyniku momentu bezwladnosci oraz sily ciezkosci i przeciwdziala ona podnoszeniu sie pra¬ wej burty, a wiec hamuje przechyl w lewo.Przy przechyle na lewa burte, prawa burta uno- 25 si sie. Gdy prawa burta osiagnie polozenie normal¬ ne, poziome i zaczyna sie dalej podnosic, masa cieczy w prawej czesci stabilizatora wywiera cis¬ nienie hydrostatyczne i ciecz z tej czesci zaczyna przeplywac na lewa strone przez dolna grupe wy- 30 ciec we wzdluznych grodziach 18, do przeciwnej burty zbiornikowca. Czesc energii kinetycznej sil zewnetrznych, wywieranych przez fale i powodu¬ jacych przechyly, zostaje zuzyta na przemieszcze¬ nie cieczy. Przy przeplywie przez wyciecia w gro- 35 dziach 18 znaczna czesc energii zostaje rozproszo¬ na. Nastepnie lewa burta osiaga maksymalne wy¬ chylenie, po czym zaczyna sie unosic i zblizac do polozenia normalnego, poziomego. Nagromadzona masa cieczy po lewej stronie wytwarza moment 40 stabilizujacy, przeciwdzialajacy przechylowi.Gdy poziom cieczy balastu znajduje sie znacznie ponizej górnej granicy obszaru najnizszych wy¬ ciec w grodziach 18 powietrze ponad powierzchnia cieczy moze swobodnie przeplywac przez otwory, 45 wyciete powyzej poziomu cieczy.Gdy przechyly zbiornikowca, plynacego z ba¬ lastem, sa bardzo duze i poziom cieczy balastuja¬ cej przekroczy górna linie dolnego obszaru wy¬ ciec w grodzi 18, to jednak powietrze w prawej 50 czesci ma ciagle mozliwosc wolnego przeplywu do innych czesci urzadzenia tlumiacego przez wy¬ ciecia w górnych partiach grodzi 18 i przez kolis¬ te otwory 44 wzdluz górnego obrzeza grodzi.Gdy zbiornikowiec ma pelny ladunek, linia po- 55 ziomu cieczy przebiega wysoko, jak zaznaczono na fig. 2. Nalezy rozwazyc dwie sytuacje.Pierwsza sytuacja zachodzi wtedy, gdy przechy¬ ly zbiornikowca sa nieznaczne. Dzialanie urzadze¬ nia tlumiacego jest podobne jak opisano uprzed- 60 nio. Przeplywr cieczy odbywa sie zasadniczo poni¬ zej linii poziomu cieczy przy pelnym ladunku, a przeplyw powietrza — ponad ciecza. Przeplyw po¬ wietrza nie jest dlawiony dzieki przeswitom kana¬ lów, utworzonych przez wyciecia górnego obsza- 65 ™.60731 6 ^ Druga sytuacja zachodzi wtedy, gdy przy pel¬ nym ladunku przechyly zbiornikowca sa rzeczy¬ wiscie duze. Wtedy linia poziomu cieczy osiaga górny obszar wyciec. W tych warunkach duze ilosci cieczy przeplywaja przez wyciecia dolnego obszaru wyciec wzdluznych grodzi 18, ale nastepu¬ je tez przelewanie sie cieczy przez wyciecia gór¬ nego obszaru wyciec grodzi 18. Poniewaz wyso¬ kosc wyciecia w przeswicie wynosi okolo 50 cm, nalezy przyjac, iz górne wyciecia beda calkowi¬ cie zakryte ciecza przez nie przeplywajaca. Prze¬ lewanie cieczy przez górne wyciecia nastepuje przez ich caly przeswit. Mimo tego, urzadzenie za¬ pewnia swobodny przeplyw powietrza poprzez gro¬ dzie dzieki okraglym powietrznym otworom 44, wycietym w najwyzszej czesci grodzi 18.Opisane urzadzenie tlumiace boczne wahania statku, jest urzadzeniem biernej stabilizacji. Prze¬ nosi ono moment stabilizujacy na zbiornikowiec, wiozacy plynny ladunek przez umozliwienie prze¬ plywu cieczy poprzez rózne zbiorniki, znajdujace sie w zbiornikowcu. Przeplyw ten jest regulowany przez wieksza liczbe wyciec w ukladzie grodzi konstrukcyjnych statku.Konieczne jest jednak, by liczbe urzadzen stabi¬ lizujacych mozna bylo róznicowac. Odmiana urza¬ dzenia czyniaca zadosc temu jest uwidoczniona na fig. 7 do 9. Poprzeczne elementy — dla wiek¬ szej przejrzystosci rysunku — zostaly pominiete na fig. 7.Zbiornikowa czesc 50 statku ma dwie pionowe, wzdluzne grodzie 52 i 54, przebiegajace wzdluz calego zbiornikowca. Statek dzieli wieksza liczba poprzecznych grodzi 56, lacznie z grodziami 52 i 54, na szereg zbiorników — komór. Przez cala dlugosc statku biegnie nizszy poklad 58, dzielac go w plaszczyznie poziomej (fig. 8).Wieksza liczba centralnie polozonych zbiorni¬ ków 60 znajduje sie w srodkowej czesci statku.Zbiorniki 60 sa ograniczone przez grodzie 52 i 54, tworzace ich zewnetrzne sciany oraz przez po¬ przeczne grodzie 56, tworzace boki i przez dno 62 statku, stanowiace takze dno zbiornika stabi¬ lizujacego, wreszcie przez nizszy poklad 58, który nakrywa ten zbiornik z góry. Grodz lub plyta 64 jest ustawiona pionowo na srodkowej osi podluz¬ nej statku, od dna 62 do nizszego pokladu 58 i wzdluz (dla zbiornika 60 — w poprzek), miedzy dwoma odpowiednimi poprzecznymi grodziami 56.Pionowa plyta 64 jest wyposazona w wieksza licz¬ be rzedów i szeregów okraglych wyciec, najwyz¬ szy szereg wyciec 70 i najnizszy szereg wyciec 72.Ksztalt ograglych wyciec 70 i 72 jest wybrany ze wzgledów konstrukcyjnych i wytrzymalosciowych.Taki ksztalt zapobiega duzym naprezeniom grodzi 64.Wieksza liczba poprzecznych konstrukcyjnych srodników 74 jest umieszczona w zbiorniku 60 miedzy grodziami 52, 54, zwiekszajac wytrzymalosc i znaczenie konstrukcyjne srodkowej grodzi 64.Wieksza liczba usztywnien 90 w ksztalcie litery I lub L jest umieszczona na jednolitych zebrach grodzi 64 i stanowi usztywnienie, jak opisano wyzei.Urzadzenia tlumiace typu zbiornika 60 sa — w opisywanym przykladzie — w zbiornikach ladun¬ kowych I, II, III, IV, VI i VII. W kazdym znaj¬ duje sie stale ciecz w obydwu czesciach zbiornika 5 60. Ten staly zapas wody, lub innej cieczy, wy¬ pelnia czesciowo zbiornik 60 — stabilizator, w ilosci odpowiadajacej — w zasadzie — ilosci balas¬ tu statku. Pozostale zbiorniki 76, 78, 80, 82 i 84 (fig. 8) sa przystosowane do przechowywania i 10 przewozenia cieczy sposobem konwencjonalnym.Przeplywowi cieczy miedzy zbiornikami 76 i 84 zapobiegaja jednolite grodzie 52 i 54, grodzie po¬ przeczne i nizszy poklad 58.Balast, lub ciecz stabilizujaca, moze byc rózne- 15 go rodzaju, niezaleznie od rodzaju przewozonego ladunku, lub ladunku przechowywanego. W razie potrzeby moze to byc zapasowy olej lub opal, balast lub innego rodzaju zawiesina.Dzialanie odmiany ukladu tlumiacego (fig. 7—9) 20 gest nastepujace.Gdy prawa burta statku opada na skutek prze¬ chylów, ciecz w zbiorniku 60 rozpoczyna ruch w kierunku prawej czesci zbiornika, poprzez piono¬ wa wzdluzna grodz 64. Z chwila przeplywu cie- 25 czy przez wyciecia w tej grodzi 64 czesc energii kinetycznej zostaje rozproszona, na skutek dziala¬ nia dlawiacego wyciec na przeplywajace strumie¬ nie cieczy. Po osiagnieciu przez prawa burte naj¬ wiekszego przechylu i powrotnego ruchu burty do 30 polozenia normalnego, poziomego, masa cieczy na¬ gromadzonej w prawej czesci zbiornika 60 przeno¬ si na statek moment stabilizujacy, przeciwdziala¬ jacy i tlumiacy przechyl statku. Gdy statek wy¬ chyla sie dalej z polozenia poziomego i prawa burta zaczyna sie unosic, powstaje cisnienie hy- 35 clrostatyczne, wywolane przez mase cieczy, nagro¬ madzonej w prawej czesci zbiornika 60.Ciecz zaczyna przemieszczac sie do lewej czesci zbiornika 60 poprzez wyciecia w grodzi 64. Gdy strumien cieczy przeplywa przez te wyciecia, czesc jego energii kinetycznej zostaje rozproszona przez dlawienie. Gdy zbiornikowiec osiagnie najwiekszy przechyl w lewo i lewa burta zacznie sie wznosic do polozenia poziomego, masa cieczy nagromadzo¬ nej w lewej czesci zbiornika 60 przenosi moment stabilizujacy na statek, tlumiac jego przechyl.Z uwagi na okolicznosc, iz poziom cieczy znaj¬ duje sie ponizej nakrycia, to jest ponizej nizszego pokladu 58, powietrze ponad ciecza przeplywa swo- 50 bodnie poprzez wyciecia w grodzi 64.Nalezy tez podkreslic, ze ilosc cieczy przeplywa¬ jacej miedzy dwiema czesciami, przedzielonymi centralna grodzia 64, jest dosc duza aby zapewnic przeniesienie maksymalnego momentu stabilizuja- 55 cego na statek.Poza tym, istotnym jest fakt, ze jedynym urza¬ dzeniem tlumiacym energie cieczy je$t zespól wy¬ ciec w grodzi, w srodku zbiornika 60. Nie zmienio¬ na jest konstrukcja statku, która wykorzystana 6o jest dla celów tlumienia bocznych wahan, to jest bocznych przechylów statku.Dla zapewnienia tlumienia bocznych wahan stat¬ ku, w szczególnosci zbiornikowca, moze wiec byc zastosowane ekonomicznie korzystne, skuteczne i 65 nieskomplikowane urzadzenie stabilizujace. Urza- 4060781 dzenie to nie wymaga istotnych zmian konstruk¬ cyjnych statku. Urzadzenie nie wymaga tez stoso¬ wania specjalnego medium.W róznych wykonaniach urzadzenia moga byc wprowadzone dalsze zmiany i ulepszenia, bez zmiany istoty wynalazku. PL