Pierwszenstwo: Zgloszenie ogloszono: 02.05.1974 Opis patentowy opublikowano: 08.09.1975 79589 KI. 65a, 1/00 MKP B63b 1/00 Twórcawynalazku: Lucjan Nowacki Uprawniony z patentu tymczasowego: Lucjan Nowacki, Lódz (Polska) Zespól statków do przemieszczania ladunków zwlaszcza droga morska Przedmiotem wynalazku jest zespól statków do przemieszczania ladunków zwlaszcza droga morska.Wynalazek ma zastosowanie do statków plywajacych wypornosciowo, dynamicznie jak równiez pod powierz¬ chnia wody.Wada duzych jednostek plywajacych jest ograniczenie ich wielkosci wynikajace z glebokosci portów i torów zeglugowych.^ Ekonomicznie uzasadniona tendencja do zwiekszenia ilosci przewozonego ladunku, przy uzyciu jednego statku, juz obecnie nie moze byc zrealizowana i zachodzi koniecznosc transportu kilkoma mniejszymi statkami. Wada natomiast obecnie stosowanych statków, indywidualnie transportujacych ladunek przeznaczony dla jednego duzego statku jest: zwielokrotnienie zalogi, silowni spalinowych, urzadzen sterujacych statkiem i silownia, urzadzen nawigacyjnych, socjalnych i klimatycznych dla poszczególnych zalóg, urzadzen podajacych paliwo do zbiorników i silowni. Ponadto na mniejszych statkach stosowanie napedu jadrowego jest nieoplacalne.Stosowane w zegludze przybrzeznej i bliskiego zasiegu konwoje statków typu holownik — barki lub pchacz pchajacy czesc ladunkowa, nie maja mozliwosci zastosowania na wzburzonych wodach ze wzgledu na zbyt sztywne zwiazanie ze soba kilku elementów konwoju, lub w przypadku holownika ciagnacego na linie barki — zbyt mala podatnosc liny na wydluzanie, a takze brak napedu na barkach uniemozliwiajacy dogodne sterowanie barkami i ich szybkosciami ruchu. Z powodu niezdatnosci wyzej wymienionych konwojów do dalekiego transpor¬ tu, duza mase ladunku (np. 300,000 ton) mozna przewozic trzema tradycyjnymi sposobami lub zespolem statków wedlug wynalazku. Jest to wedlug malejacych kosztów: transport bezposredni kilkoma statkami; transport „lamany" polegajacy na dostarczeniu kilkoma statkami ladunku z portu plytkiego pierwszego do portu glebokiego pierwszego, stamtad jednym duzym statkiem na plac skladowy portu glebokiego drugiego, a nastepnie kilkoma statkami transport z portu glebokiego drugiego do portu plytkiego drugiego.Trzeci sposób polegajacy na bezposrednim transporcie ladunku jednym duzym statkiem jest mozliwy tylko w przypadku istnienia portów mogacych przyjac statek tak duzej ladownosci. W chwili obecnej jest tylko jeden port Roberts Bank mogacy przyjac statek wielkosci 150.000 ton, dla szeregu portów wielkosc 70,000 ton jest graniczna wartoscia ladownosci przyjmowanych statków. Budowa i utrzymanie glebszych portów sa kosztowny-2 79^89 i mi inwestycjami i dlugo sie amortyzuja. Ponadto przy obecnym systemie prac rozladunkowych czas zuzyty na zaladunek oraz rozladunek masy 300.000 ton wynosi 400-600 godzin.Transport „lamany" bedacy tanszym sposobem transportu od bezposredniego przewozu kilkoma mniejszy¬ mi statkami, posiada ta wade, ze wystepuje vii nim az szesc operacji przeladunkowych masy transportowej czyli: zaladunek w porcie plytkim pierwszym, wyladunek i zaladunek w porcie glebokim pierwszym, wyladunek i zaladunek w porcie glebokim drugim oraz wyladunek w porcie plytkim drugim. Dodatkowa istotna wada wymienionych uprzednio trzech sposobów transportu jest nieoplacalnosc i duze trudnosci prawne w stosowaniu napedu jadrowego statków. Wynika to ze zbyt duzych kosztów reaktora jadrowego w stosunku do zysków osiagalnych ze statku, oraz z powodu zakazu wplywania statków z napedem jadrowym do wiekszosci portów handlowych.Celem wynalazku jest wyeliminowanie tych niedogodnosci i opracowanie tanszego sposobu transportu ladunków stwarzajacych dodatkowo mozliwosc szerokiego wykorzystania w zegludze morskiej napedu jadrowe¬ go statków. Rozwiazanie wytyczonego zadania wedlug wynalazku osiagnieto dzieki zastosowaniu zespolu kilku statków plynacychjednoczesnie. - Istota wynalazku jest umieszczenie na jednym ze statków generatora energii elektrycznej zasilajacej elektryczne silniki napedowe umieszczone na statkach towarzyszacych, oraz wyposazenie statku z generatorem w urzadzenia sterujace praca tych silników napedowych, a takze sterujace praca innych dodatkowych urzadzen - umieszczonych na statkach towarzyszacych. Statek wyposazony w generator i urzadzenia sterujace w dalszym opisie wynalazku zwany jest statkiem baza. Przesylanie energii z generatora do silników elektrycznych moze byc zrealizowane przewodami energetycznymi plywajacymi jak uwidoczniono w przykladzie wykonania, przewoda¬ mi energetycznymi zanurzonymi, wiszacymi lub metoda bezprzewodowa.Stosowanie zespolu statków wedlug wynalazku umozliwia daleki transport duzej masy ladunku (np. 300.000 ton) przy kosztach transportu znacznie mniejszych od kosztów transportu kilkoma samodzielnymi statkami, a taze eliminuje koniecznosc poglebienia i utrzymania glebokosci portów, mogacych przyjac statek przewozacy jednorazowo caly ladunek. Ponadto „zespól statków" umozliwia szerokie wykorzystanie energii jadrowej z powodu: duzej oplacalnosci zastosowania jednego reaktora zamiast kilku na tradycyjnych statkach; bardzo dobrego wykorzystania statku bazy ze wzgledu na brak koniecznych dotychczas w tradycyjnych stat¬ kach — postojów podczas zaladunku i rozladunku masy przewozonej; oraz z powodu nie wplywania statku bazy do portów, lecz. pozostawianie statku towarzyszacego w poblizu portu, gdzie przejma go tradycyjne holowniki i wprowadza do portu.W porównaniu z systemem transportu „lamanego" zespól wedlug wynalazku eliminuje cztery operacje przeladunkowe, czyli eliminuje wyladunek i zaladunek w porcie glebokim pierwszym i drugim. Przy stosowaniu zespolu wedlug wynalazku, zamiast przeladunków wystarczy statki towarzyszace (o tej samej ladownosci co tradycyjne statki wplywajace do portu plytkiego wyjsciowego i docelowego) „podlaczyc*do statku bazy.Zastepujac kilka tradycyjnych statków indywidualnie przewozacych ladunek, zespolem wedlug wynalazku uzyska sie koszty transportu znacznie nizsze w wyniku wyeliminowania lub redukcji na statkach towarzyszacych licznej zalogi oraz urzadzen jak przykladowo: automatycznego sterowania statkiem i silownia; nawigacyjnych; socjalnych i klimatycznych; podajacych paliwo do zbiorników i silowni; zbiorników paliwa. Ponadto silniki elektryczne (stosowane do napedu statków towarzyszacych) prostsze i w przyblizeniu tansze o polowe od silowni spalinowych, sa równiez trwalsze i duzo tansze w regeneracji. Dodatkowa zaleta silników elektrycznych jest praca bez halasu i wibracji, a takze korzystny moment napedowy w funkcji obrotów walu. Szczególna przydatnosc wykazuja tansze od innych silniki trójfazowe klatkowe, o reaktywnie malych gabarytach, oraz nie posiadajace szczotek, komutatorów, pierscieni slizgowych i innych elementów ulegajacych latwo i szybko uszko¬ dzeniu. Regulacja mocy i obrotów odbywa sie przez regulacje napiecia i czestotliwosci pradu.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykladzie wykonania, na którym fig. 1 przedstawia „zespól statków" w ujeciu schematycznym w widoku z góry, fig. 2 schemat blokowy napedu i sterowania statku bazy, fig. 3 — schemat blokowy sterowania i napedu statku towarzyszacego, fig. 4 — schemat zamocowania przewodu przesylowego energii do statku towarzyszacego, oraz fig. 5 — przekrój poprzeczny przewodu przesylowego energii, a takze impulsów i informacji sterowania.Jak uwidoczniono na fig. 1 zespól statków wedlug wynalazku jest utworzony ze statku bazy 1, oraz najkorzystniej z czterech statków towarzyszacych 2. Statek baza 1 posiada generator 3 energii elektrycznej, oraz urzadzenia sterujace 4. Kazdy ze statków towarzyszacych 2 wyposazony jest w elektryczne silniki 5 napedu glównego oraz sterujace mechanizmami statku towarzyszacego urzadzenia 6. W przykladzie wykonania generator 3 jest polaczony z napedowymi silnikami 5 za pomoca przewodu 7 wyposazonego w plywaki 8. Statek towarzyszacy 2 posiada gniazdo 9 mocujace koncówke przewodu 7. Gniazdo 9 umieszczone jest na wysiegniku79589 3 10 zamocowanym do kadluba statku towarzyszacego. Statek baza 1 posiada bebny 11 z nawinietym przewodem 7. Bebny 11 uwidocznione równiez na fig. 2, polaczone sa mechanicznie z urzadzeniami naciagowymi 12.Generator 3 jest polaczony z turbina 13 umieszczona w poblizu kotlowni stanowiacej wraz z reaktorem jadro¬ wym zespól 14. Elektryczne silniki 15 umieszczone sa symetrycznie wzgledem wzdluznej osi statku, natomiast uruchamiajace stery 16 urzadzenia 17 umieszczone nad ukladem sterów.Uwidoczniony na fig. 3 maly awaryjny spalinowy silnik 18 umieszczony jest w poblizu sterów statku towarzyszacego. Statek baza zawiera kabiny 19 wyposazone w urzadzenia do sterowania statkami towarzyszacy¬ mi za posrednictwem urzadzen sterujacych 4. Uwidoczniony na fig. 3 silnik 5 i transformator 20 polaczony jest z gniazdem 9 statku towarzyszacego przy pornpcy wewnetrznego przewodu 21.Przewód 7, jak uwidoczniono na fig. 4, zamocowany jest w uchwycie 22 zamocowanym do sprezystego elementu 23 oraz do linki 24 nawinietej na beben 25. Koncówka 26 przewodu 7 umieszczona jest w gniezdzie 9.Uwidoczniony na fig. 5 przewód 7 posiada przewodzace energie elektryczna plecione z drutów zyly 27 umieszczone w wewnetrznej izolacji 28, ekranie 29 oraz w zewnetrznej izolacji 30. Zyly 27 oraz przewód 31 ulozone sa wzdluz jednej osi 32. W poblizu osi 32 umieszczone sa równiez wzmacniajace stalowe linki 33. Linia przerywana 34 oznacza graniczny zakres zniszczenia obszaru 35. Krawedzie 36 stanowia optyczny wkaznik granicy zniszczenia czyli wytarcia sie obszaru 35. Wlaczenie statku towarzyszacego 2 do zespolu statków odbywa sie przez odwiniecie przewodu 7 z bebna 11, zamocowanie uchwytu 22 do sprezystego elementu 23 oraz do linki 24, a nastepnie wsunieciu koncówki 26 przewodu 7 do gniazda 9. Prad elektryczny dostarczany jest z generatora 3 napedzanego turbina 13 zasilana w pare z zespolu 14. Urzadzenia sterujace 4 regulujac napiecie i czestotliwosc pradu steruja moca i obrotami elektrycznych silników 5 oraz 15. W kabinie 19 jedna lub wiecej osób steruje ruchem statku towarzyszacego oraz praca jego urzadzen, za pomoca impulsów sterowania przesyla¬ nych przewodem 31. Przewód 31 przekazuje równiez informacje o pracy urzadzen statku towarzyszacego.Urzadzenia naciagowe 12 realizuja ciagle napiecie przewodu 7 niezaleznie od odleglosci miedzy statkami.Ponadto urzadzenia 12 sprzezone sa z urzadzeniami sterujacymi 4 celem regulacji mocy energii przesylanej do statków towarzyszacych. Regulacja tej mocy odbywa sie w funkcji kata obrotu bebnów 11 wzgledem ich polozenia nominalnego. Kat polozenia nominalnego bebnów 11 odpowiada nominalnej odleglosci statku towarzyszacego od statku bazy. Jezeli odleglosc miedzy statkami bedzie rózna od nominalnej wówczas do silników 5 bedzie dostarczona energia o mocy wiekszej lub mniejszej, co spowoduje oscylacje chwilowego polozenia statku towarzyszacego wzgledem polozenia nominalnego. Sterowanie z kabin 19 polega wiec na nadaniu prawidlowego kierunku ruchu statku towarzyszacego, oraz na ewentualnej interwencji i korygowaniu wielkosci mocy wysylanej do silników 5.Zadanie napinania przewodów 7, a po przekroczeniu okreslonego obciazenia odwijania tych przewodów realizuja umieszczone w urzadzeniach napinajacych 12 sprzegla hydrokinetyczne napedzane silnikami elektrycz¬ nymi. Ciagle napiecie, nawijanie i odwijanie przewodów 7 wynika z koniecznosci wyeliminowania przypadku gdy luzno plywajacy przewód unoszony z pewna szybkoscia przez fale wodna nagle zostanie zatrzymany i poddany gwaltownym obciazeniom. Krótkotrwale przeciazenia przewodu 7 eliminuje zawieszenie konca przewodu zacis¬ nietego w uchwycie 22 na sprezystym elemencie 23. Polaczenie uchwytu 22 i elementu sprezystego 23 jest rozlaczane przy nadmiernym obciazeniu przewodu 7. Po odlaczeniu sie uchwytu 22, koncówka 26 wysuwa sie z gniazda 9 i pociagajac za soba linke 24 nawinieta na bebnie 25, opada na wode. Podczas wysuwania sie koncówki 26 z gniazda 9 nastepuje zwarcie zyl 27 zakonczonych szynami, co powoduje wylaczenie doplywu pradu zanim koncówka 26 calkowicie wysunie sie z gniazda 9. Beben 25 i linka 24 ulatwiaja podciagniecie ku górze i ponowne polaczenie uchwytu 22 z elementem 23, a nastepnie wsuniecie koncówki 26 do gniazda 9.Nawijanie przewodu 7 na beben 11 ulatwia ulozenie wzdluz jednej osi 32 zyl 27 oraz przewodu 31 a takze wykonana z elastycznego tworzywa syntetycznego (np. polietylenu), izolacja wewnetrzna 28 i zewnetrzna 30.Równiez linki 33, stanowiace glówny element przenoszacy obciazenie od sil zewnetrznych, ulozone blisko osi 32 nie utrudnia nawijania przewodu na beben. Z powodu tarcia przewodu 7 o boczne powierzchnie bebnów 11 lub innych prowadnic, obszar 35, moze ulec wytarciu. Wówczas przewód nalezy regenerowac nakladajac nowa warstwe tworzywa na wytarte obszary.Awaryjne, malej mocy, spalinowe silniki 18 umozliwiaja dalsze plyniecie statku towarzyszacego w przy¬ padku wystapienia awarii, oraz utrzymanie predkosci ruchu statku rzedu kilku wezlów celem zachowania sterownosci. Przy zmniejszonej predkosci ruchu pozostalych statków zespolu do predkosci ruchu jednostki z uszkodzonym napedem marszowym, oraz uruchomionym silnikiem awaryjnym na tej jednostce, uzyskuje sie dostatecznie dlugi czas na usuniecie awarii. Udzial procentowy kosztu awaryjnego silnika w kosztach statku towarzyszacego jest znikomy i wynosi max. 0,4%. Najkosztowniejszym czlonem zespolu statków jest statek baza. Jednak kosztów jego budowy i eksploatacji nie dolicza sie do kosztów statków towarzyszacych gdy te stoja4 79589 i w portach, bowiem statek baza w tym samym czasie tworzy inny zespól z innymi statkami towarzyszacymi.Statek baza moze swiadczyc uslugi róznym armatorom, prowadzac statki towarzyszace w zegludze liniowej lub trampingowej, w kursach wahadlowych lub obwodowych „odczepiajac" lub „doczepiajac" po drodze jeden lub kilka statków towarzyszacych. Nadmiar'mocy generatora energi na statku bazie stwarza mu mozliwosc szybkiego plywania bez statków towarzyszacych, co znacznie skróci czas nieproduktywnego plywania.Akweny wodne oddzielone ciesninami, kanalami i waskimi torami wodnymi utrudniaja zegluge zespolem statków. Moze zaistniec koniecznosc ograniczenia liczby statków w zespole, mozliwe jest takze i oplacalne holowanie poszczególnych statków towarzyszacych do portów zbiorczych tradycyjnymi holownikami. Jest to sposób nadal duzo tanszy od przeladunków stosowanych w transporcie „lamanym". Zastosowanie na statku bazie reaktora „mnozacego" (regenerujacego paliwo jadrowe) zmniejsza problem kosztownej energi uzyskiwanej ze spalania pochodnych ropy naftowej.Ceny ropy naftowej maja tendencje zwyzkowa z powodu wyczerpywania latwo dostepnych zlóz. Cena paliwa jadrowego ma tendencje znizkowa w wyniku wykrywania nowych zlóz, opanowania technologii wzboga¬ cania rudy uranu, a takze wykorzystania jako paliwa jadrowego pierwiastków Toruoraz Plutonu.Zastosowanie reaktora jadrowego, zwlaszcza „mnozacego", umozliwia znaczne zwiekszenie ekonomicznej predkosci plywania statków i skrócenia transportowego cyklu, a takze swobode wytyczania rejsów bez koniecz¬ nosci zawijania do portów posrednich celem uzupelnienia paliwa. PL PL