JPH0115439B2 - - Google Patents
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- JPH0115439B2 JPH0115439B2 JP53043751A JP4375178A JPH0115439B2 JP H0115439 B2 JPH0115439 B2 JP H0115439B2 JP 53043751 A JP53043751 A JP 53043751A JP 4375178 A JP4375178 A JP 4375178A JP H0115439 B2 JPH0115439 B2 JP H0115439B2
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- tanks
- hull
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B39/00—Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude
- B63B39/02—Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude to decrease vessel movements by displacement of masses
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
- Revetment (AREA)
- Containers And Packaging Bodies Having A Special Means To Remove Contents (AREA)
- Toys (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
海洋航行船は、科学的調査、石油やガスの採掘
を含め、色々な海上作業を要求される。この種の
船は、通常、掘削船、はしけ、ジヤツクアツプ・
リグ(jack−up rig)あるいは補給船として建造
される。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Ocean-going vessels are required to perform a variety of maritime operations, including scientific research and oil and gas extraction. This type of vessel is usually a drilling ship, barge, jack-up or
Built as a jack-up rig or supply ship.
周期的な波動を有する海に於いて船体のローリ
ング並びにピツチングを押えるべく、自然振動に
依る船体の変位を減衰させる為の能動的なあるい
は受動的な技術方法が提案されている。この種の
技術方法では、船に設けられた水タンク及び送風
機、ポンプ、弁、弁作動器、ローリング及びピツ
チング感応器、更にタンク内の水を動かして振動
的なローリング及びピツチングを減衰させる為の
電子制御回路を色々に組合せた機構を利用してい
る。従来良く知られている機構の共通の目的は、
タンク内の水による振動流の固有振動数を船体自
身の固有振動数と等しくして、タンクを船体に
“同調”させることである。一たび同調してしま
うと、タンク内の水流のパターンを船体の自然振
動と約90゜位相をずらすことにより、振動減衰作
用が達成される。この時、タンク内の水により生
ずる力は、船体にローリングやピツチングを起さ
せる力を低減させる傾向を有する。 In order to suppress the rolling and pitching of a ship in a sea with periodic waves, active and passive technical methods have been proposed for damping the displacement of the ship due to natural vibrations. This type of technical method includes water tanks and blowers, pumps, valves, valve actuators, rolling and pitching sensors installed on the ship, as well as equipment for moving the water in the tank to damp vibrational rolling and pitching. It uses a mechanism that combines various electronic control circuits. The common purpose of conventionally well-known mechanisms is to
This is to "tune" the tank to the hull by making the natural frequency of the oscillating flow of water in the tank equal to the natural frequency of the hull itself. Once synchronized, vibration damping is achieved by placing the water flow pattern in the tank approximately 90 degrees out of phase with the natural vibrations of the hull. At this time, the forces generated by the water in the tank tend to reduce the forces that cause the hull to roll or pitch.
上記の様な方法で船体を安定させる従来公知の
機構もしくはシステムは、そのシステムを有効に
作用させる為に相当大きな減衰力を発生させなけ
ればならないという欠点を有する。このように大
きな力を発生するのに必要な装置は複雑でありま
た高価である。能動的なシステムでは、高出力の
送風機とポンプが一般に必要とされる。また、受
動的なシステムでは、一般に、大容量弁、特殊な
減衰タンク構造及びタンク内の水流を制御する為
の制御回路が必要とされる。 Previously known mechanisms or systems for stabilizing a ship's hull in the manner described above have the disadvantage that, in order for the system to be effective, considerable damping forces must be generated. The equipment required to generate such large forces is complex and expensive. Active systems generally require high power blowers and pumps. Passive systems also generally require large volume valves, special damping tank construction, and control circuitry to control water flow within the tank.
本発明は、受動的なシステムにより海洋航行船
の航行安定を計るもので、船体の角運動を減衰さ
せる為の大きな対抗力を発生すべく、船体の固有
振動の周期と実質的に等しい固有周期を有するタ
ンクを利用する必要がない。その代りとしてタン
クは、以下に述べるように船体の復元モーメント
を低減させる為に利用されている。 The present invention measures the navigation stability of an ocean-going ship using a passive system, and in order to generate a large counterforce to damp the angular motion of the ship, the natural period is substantially equal to the period of the natural vibration of the ship. There is no need to use a tank with Instead, tanks are used to reduce the hull righting moment, as described below.
本発明の図示の実施例に依れば、水タンクは、
船体の縦方向対称軸の両側に配設される。このタ
ンクは、吃水線より下に位置し、好ましくは、船
体の底もしくはその近くに配設される。このタン
クは、垂直方向の寸法よりも水平方向の寸法の方
が大きい浅い形状を有する。各タンクの底部は、
実質的に海中に開口しており、海水が船体の固有
振動の周期よりもはるかに短かい期間内にタンク
に侵入したりそこから排出されるようになつてい
る。開口管路によりこれらのタンクは互いに連結
され、これらの間に連続空気通路が形成される。
この空気通路に空気ポンプが連設されてタンク内
の圧力を一定のレベル迄加圧し、振動的な波動が
生じている間タンク内の水位を選択的に制御す
る。 According to the illustrated embodiment of the invention, the water tank comprises:
They are located on both sides of the longitudinal axis of symmetry of the hull. This tank is located below the waterline, preferably at or near the bottom of the hull. The tank has a shallow shape with a horizontal dimension that is larger than a vertical dimension. The bottom of each tank is
It opens substantially into the sea, allowing seawater to enter and exit the tank within a period much shorter than the period of natural vibration of the ship. Open conduits connect these tanks to each other, creating a continuous air passageway between them.
An air pump is connected to this air passage to increase the pressure within the tank to a certain level and selectively control the water level within the tank while the vibrational waves are occurring.
作動中、水タンクには振動的波動と同期して交
互に水が満されたり引いたりする。例えば、船体
がその縦方向中心軸の回りに時計方向にローリン
グすると、船体の右側にあるタンクにはその大き
な底部開口から水が迅速に満される。空気はこの
タンクから管路を介して船体の左側のタンクへ押
される。左側のタンクの空気容量が増して、水が
そこから急速に排出される。一方、船体が反時計
方向にローリングする時には、左側のタンクに水
が満され、右側のタンクにはシステムの空気圧力
が作用して水が排出される。 During operation, the water tank is alternately filled and subtracted with water in synchronization with the vibrational waves. For example, as the hull rolls clockwise about its central longitudinal axis, the tank on the right side of the hull quickly fills with water through its large bottom opening. Air is forced from this tank via conduits to a tank on the left side of the hull. The air capacity of the tank on the left increases and the water quickly drains from it. On the other hand, when the hull rolls counterclockwise, the left tank fills with water, and the system's air pressure acts on the right tank to drain water.
本発明は、周期的な振動が生じている海に於い
て船体の復元モーメントを低減するよう作用す
る。例えば、船体が或る方向にローリングする時
に、船体が直立位置に復元しようとする船体自身
の復元性をシステムが低下させる。復元モーメン
トをこのように低下させることにより、船体の振
動周期は海の波動の周期よりも長くなる。従つ
て、ローリングの振幅が実質的に減少される。 The present invention operates to reduce the righting moment of a ship in a sea where periodic vibrations occur. For example, when the hull rolls in a certain direction, the system reduces the hull's ability to restore itself to an upright position. By reducing the restoring moment in this way, the period of oscillation of the ship becomes longer than the period of the sea waves. The amplitude of rolling is therefore substantially reduced.
第1図及び第2図には、海上石油採掘作業に使
用される型式のはしけ状の船11が示されてい
る。吃水線13の下方に、2つの細長いタンク1
5,17がはしけ11の底に配設されている。こ
れらのタンク15,17は、各々全体的に19,
21(第3A図参照)で示される底部を有する。
これらの底部19,21は、実質的に海中に開口
しているのが好ましいが、構造上の強度を増す為
にこれらの底部を多孔板もしくは格子で覆つても
良い。タンク15,17は、各々浅く作られ、そ
の水平方向の寸法が垂直方向の寸法よりも大きく
構成される。このような構成により、海水はタン
ク内に迅速に流入しまた流出することが出来る。
より詳細には、周期的な波動を有する海に於い
て、はしけが1サイクルの固有振動性ローリング
もしくはピツチングを行うのに要する時間よりも
はるかに短かい時間内に海水がタンクを満したり
またそこから引いたりするようにタンクを構成す
る必要がある。 1 and 2, a barge-like vessel 11 of the type used in offshore oil drilling operations is shown. Two elongated tanks 1 below the water line 13
5 and 17 are arranged at the bottom of the barge 11. These tanks 15, 17 each have an overall capacity of 19,
21 (see Figure 3A).
These bottoms 19, 21 are preferably substantially open into the sea, but may be covered with a perforated plate or grid to increase structural strength. The tanks 15 and 17 are each made shallow and have a horizontal dimension larger than a vertical dimension. Such a configuration allows seawater to quickly flow into and out of the tank.
More specifically, in a sea with periodic waves, seawater can fill a tank in a much shorter time than it takes a barge to perform one cycle of natural oscillatory rolling or pitching. It is necessary to configure the tank to draw from it.
第2図を参照すると、はしけ11は縦方向対称
軸22を有する。タンク15,17は、前記対称
軸22の両側に対称に隔置された状態で配置され
ている。各タンク15,17は、複数個の独立し
た室に分割されている。タンク15は6個の室
a,b,c,d,e及びfを有し、各室は点線2
9により示される仕切壁により互いに隔離されて
いる。同様に、タンク17は、壁31により離隔
された独立した室a′,b′,c′,d′,e′、及びf′を
有
する。これらの室は、一対ずつ縦軸22の両側に
対称的に隔てられて配置され、前記室aとa′、b
とb′等が各対を成す。本発明によればタンク15
及び17をこのように複数個の室に分割すること
により、波の励起を低減させることが出来、また
これに起因してタンクの水の自由表面に好ましか
らざる波の力が作用するのを極力押えることが出
来る。 Referring to FIG. 2, barge 11 has a longitudinal axis of symmetry 22. Referring to FIG. The tanks 15, 17 are arranged symmetrically and spaced apart on both sides of the axis of symmetry 22. Each tank 15, 17 is divided into a plurality of independent chambers. The tank 15 has six chambers a, b, c, d, e and f, each chamber marked by the dotted line 2.
They are separated from each other by a partition wall indicated by 9. Similarly, tank 17 has independent chambers a', b', c', d', e', and f' separated by walls 31. These chambers are arranged in pairs symmetrically on both sides of the longitudinal axis 22, and the chambers a, a', b
and b′, etc. form each pair. According to the invention tank 15
By dividing 17 and 17 into a plurality of chambers, it is possible to reduce the wave excitation and thereby to minimize the undesirable wave forces acting on the free surface of the water in the tank. It can be held down.
各対の室は、点線でその外郭を示されたパイプ
33により一般的に示された個々の管路装置によ
り連結されている。このように、一対の室aと
a′は、第2図に示されるように、閉された加圧系
として連結される。他の対の室も同様に独立して
連結される。空気圧をこれらの対を成す室の総て
に供給すべく、通常型のブロワー及び管路構成
(図示せず)を使用して良い。 Each pair of chambers is connected by a separate conduit arrangement generally indicated by a pipe 33 outlined in dotted lines. In this way, a pair of chambers a and
a' are connected as a closed pressurized system as shown in FIG. Other pairs of chambers are similarly independently connected. A conventional blower and conduit arrangement (not shown) may be used to supply air pressure to all of these paired chambers.
タンク15,17は、第3A図に概略的に示さ
れる管路23により互いに結合される。この管路
23は連続した開管の形に構成され、上記両タン
クの間に空気通路を形成する。管路23の一端
は、開口を介してタンク15の頂部に連結され、
また管路23の他端は開口を介してタンク17の
頂部に連結されている。 Tanks 15, 17 are connected to each other by a conduit 23, which is schematically shown in Figure 3A. This conduit 23 is constructed in the form of a continuous open pipe and forms an air passage between the two tanks. One end of the pipe line 23 is connected to the top of the tank 15 via an opening,
The other end of the pipe line 23 is connected to the top of the tank 17 via an opening.
管路23及びタンク15,17内に空気圧を形
成すべく、ブロワーより成る空気ポンプ25及び
空気弁27を含む装置が管路23に給合されてい
る。管路23及びタンク15,17は閉システム
を構成し、その中に所定の空気圧が得られる迄、
弁27を開きポンプ25を作動させる。その後、
弁27を閉じる。また、弁27を除去もしくは開
いたままにしておき、空気ポンプ25を連続的に
一定の速度で作動して、システム内の空気圧を所
定のレベルに維持しても良い。以下に述べるよう
に、海水の振動的波動中交互にタンクが海水で満
されるよう、空気圧を調整することが好ましい。 In order to create air pressure in the line 23 and the tanks 15, 17, a device is connected to the line 23, including an air pump 25 consisting of a blower and an air valve 27. The pipe line 23 and the tanks 15, 17 form a closed system until a predetermined air pressure is obtained therein.
The valve 27 is opened and the pump 25 is operated. after that,
Close valve 27. Alternatively, valve 27 may be removed or left open and air pump 25 operated continuously at a constant speed to maintain air pressure within the system at a predetermined level. Preferably, the air pressure is adjusted so that the tank is alternately filled with seawater during the oscillatory waves of seawater, as described below.
船が傾くと、海水が船体の一方の側に配設され
たタンク内に侵入し、また空気の満した連結管の
作用でこれとほぼ同量の海水が船体の反対側のタ
ンクから流出するので、船体の復元モーメントは
低減される。従つて、タンク15及び17の配置
並びに構成を、第3B,3C及び3D図に示され
るように変更させることが可能である。第3B図
の構成では、タンクは船体の底部に且つ船体の内
部に配設されている。このような構成は、建造中
の新しい船に適用するのが好ましい。第3C図の
構成では、タンク15及び17は、船体の両側部
の外側の底部もしくはその近傍に設けられてい
る。このような構成に於いては、船体の元々の状
態をほとんど変える必要がないので、第3A図に
示される構成と同様、既存の船を改造して採用す
るのに適している。第3D図には別の構成の実施
例が示されており、ここではタンク15及び17
はその一部が船体の内側に、また一部が外側に位
置し、船底もしくはその近傍に設けられている。 When a ship lists, seawater enters tanks on one side of the ship, and air-filled connecting pipes cause approximately the same amount of seawater to flow out of tanks on the other side of the ship. Therefore, the restoring moment of the hull is reduced. It is therefore possible to change the arrangement and configuration of tanks 15 and 17 as shown in Figures 3B, 3C and 3D. In the configuration of Figure 3B, the tank is located at the bottom of the hull and inside the hull. Such a configuration is preferably applied to new ships under construction. In the configuration of FIG. 3C, tanks 15 and 17 are provided at or near the bottom of the outside of both sides of the hull. In such a configuration, there is almost no need to change the original state of the hull, and therefore, like the configuration shown in FIG. 3A, it is suitable for use by modifying an existing ship. FIG. 3D shows another embodiment of the configuration, in which tanks 15 and 17
is located at or near the bottom of the ship, with part of it located inside the hull and part of it outside.
船体が傾く時に、船体の沈んだ側に設けられた
タンクには海水が流入し、また反対側の上昇した
タンクからは海水が流出するという共通の原理
に、上記4つの構成の総てが基ずいている。この
ようにバラスト水の容量がタンク内で変化するこ
とにより、加えられたトルクと同じ方向に作用す
る傾斜トルクが発生する。従つて、或る一定の傾
船角度に対して必要とされる作用トルクは低下す
る。言え換えれば、復元トルクが低減し、それ故
ローリングの固有周期が長くなる。 All of the above four configurations are based on the common principle that when a ship tilts, seawater flows into the tank installed on the sunken side of the ship, and seawater flows out from the raised tank on the opposite side. It's wet. This variation in the volume of ballast water within the tank creates a tilting torque that acts in the same direction as the applied torque. The required operating torque for a given heeling angle is therefore reduced. In other words, the restoring torque is reduced and the natural period of rolling is therefore lengthened.
第1図乃至第3D図に示されたシステムの作動
は、第3A図及び第5図を参照して理解されるで
あろう。第3A図に示されるように、船11のタ
ンク15,17は、初めに空気ポンプ25で加圧
し、静かな海に於いて水面35に示されるように
各タンクの約半分程度迄海水が満ちているように
する。第4図に示すように、船体11が軸22の
回りに時計方向にローリングすると、タンク17
は海水で満たされ、従つて空気がタンク17から
管路23を経てタンク15に押し出される。タン
ク15内の空気量が増加すると、タンク15内の
水はそこから押し出され、上記水面35のレベル
は新しい水位37まで落ちる。この期間中、弁2
7は閉じていても良いし、また弁27は開放して
おいて、両タンク及び管路23内の空気圧を一定
に維持するようポンプ25を駆動しておいても良
い。このように、タンク17から排除された空気
は、そのままタンク15に移送される。これに対
し、ローリングが反時計方向に生ずる時は、上記
と同様にタンク15に海水が満され、タンク17
からは海水が流出する。 The operation of the system shown in FIGS. 1-3D may be understood with reference to FIGS. 3A and 5. As shown in FIG. 3A, the tanks 15 and 17 of the ship 11 are first pressurized with the air pump 25, and in a calm sea, each tank is filled with seawater to about half of the tank, as shown by the water surface 35. Make sure that you are As shown in FIG. 4, when the hull 11 rolls clockwise around the axis 22, the tank 17
is filled with seawater so that air is forced from tank 17 via line 23 into tank 15. When the amount of air in the tank 15 increases, the water in the tank 15 is forced out of it and the level of said water surface 35 falls to a new water level 37. During this period, valve 2
7 may be closed, or valve 27 may be left open and pump 25 may be driven to maintain constant air pressure in both tanks and conduit 23. In this way, the air removed from tank 17 is transferred to tank 15 as is. On the other hand, when rolling occurs counterclockwise, the tank 15 is filled with seawater and the tank 17 is filled with seawater as described above.
Seawater flows out of it.
船体11が時計方向にローリングする時にタン
ク17に水が満されると、船体の復元モーメント
を低下させることになる。言い換えれば、ローリ
ングの始まつた後船体が直立位置に復帰しようと
する傾向が遅延され、従つて船体の振動的横揺れ
運動がよりゆるやかになる。かくして、船体の横
揺れ周期は長くなる。波動の周期が7秒である一
般的な海に於いては、本発明のシステムにより形
成される船体の横揺れ周期は、好ましくは、約12
秒に長くされる。船体の横揺れ周期は海水の波動
の周期よりも可成り長いので、波は船体に対して
殆んど影響を及ぼさない。 If the tank 17 is filled with water when the hull 11 rolls clockwise, it will reduce the righting moment of the hull. In other words, the tendency of the hull to return to an upright position after the onset of rolling is delayed, so that the vibratory rolling motion of the hull becomes more gradual. Thus, the rolling period of the ship becomes longer. In typical sea conditions where the wave period is 7 seconds, the roll period of the hull created by the system of the present invention is preferably about 12 seconds.
lengthened to seconds. Since the rolling period of the ship's hull is considerably longer than the period of seawater wave motion, the waves have little effect on the ship's hull.
本発明のシステムにより、静かな海に於いて船
体の復元モーメントが低下すると、周期的な波動
を有する海に於いても横揺れトルクを低減させる
ことが出来る。タンク15,17内に空気が送り
込まれた時に、傾きの中心の高さ、即ち、復元モ
ーメントが依然として正であるようにタンク1
5,17の寸法が定められる。周期的な波動を有
する海を航行中、復元モーメントが小さくなりす
ぎると、船体11が転覆してしまう恐れがある。
船体が強い風を受ける場合には、特にこのような
恐れがある。この点に鑑み、本発明のシステムの
重要な特徴として、タンクの高さ及びタンク(例
えば、タンク17)内の初期静止水位は、船体が
極度に大きくローリングした時にはタンクが完全
に海水で満されるよう選定されており、以つて船
体の安全を計つている。一たびタンクに海水が満
されると、正規の浮力が船体に戻り、船の転覆を
阻止する附加的な横揺れ変位の関数として復元モ
ーメントが急激に増加する。 With the system of the present invention, when the righting moment of the ship is reduced in calm seas, it is possible to reduce the rolling torque even in seas with periodic wave motion. The tank 1 is arranged so that when air is pumped into the tanks 15 and 17, the height of the center of inclination, that is, the restoring moment, is still positive.
5,17 dimensions are determined. If the restoring moment becomes too small while navigating in a sea with periodic waves, there is a risk that the hull 11 will capsize.
This is especially the case when the hull is exposed to strong winds. In view of this, an important feature of the system of the present invention is that the height of the tank and the initial static water level in the tank (e.g. tank 17) are such that the tank is completely filled with seawater during extreme hull rolls. The ship has been selected to ensure the safety of the ship. Once the tank is filled with seawater, normal buoyancy returns to the hull and the righting moment increases rapidly as a function of the additional rolling displacement that prevents the ship from capsizing.
第3C図及び第3D図に示されるタンクの横成
に於いては、底部開口タンクは水中外方張り出し
として形成される。前記のように、これらのタン
クは空気で加圧され、船がローリングしたり波が
存在するとタンク内の水位が上昇したり下降した
りして、復帰トルク(即ち、復元モーメント)が
減少しまた横揺れの固有周期が長くなる。しか
し、これらの場合に於いて、侵水タンクの頂部に
波により誘起された力に基因するトルクは、波の
力により船体自体に生ずるトルクに対抗する。こ
れらを総合すると、内方タンク構造のものと同
様、船体に作用する波により誘起されるトルクは
全体として低下する結果になる。 In the construction of the tank shown in Figures 3C and 3D, the bottom open tank is formed as a submersible outward overhang. As mentioned above, these tanks are pressurized with air, and as the ship rolls or the presence of waves, the water level in the tank rises or falls, reducing the restoring torque (i.e., the restoring moment) and The natural period of rolling becomes longer. However, in these cases, the torque due to wave-induced forces on the top of the flooded tank opposes the torque created in the hull itself by the wave forces. Taken together, this results in an overall reduction in the wave-induced torque acting on the hull, similar to that of an internal tank design.
第5図には、本発明のシステムにより船体11
に及ぼされる復元モーメントの減少を比較により
示してある。曲線38は、不安定な船の波傾斜に
対する横揺れ振幅の比を示し、一方、曲線39は
本発明の原理により安定された船11の横揺れ振
幅の特性を示す。安定化されていない船の横揺れ
振幅特性では、その共振ピークが7秒にある。公
海に於ける波動の周期も一般に7秒である。従つ
て、安定化対策を施さなければ、船は共振ピーク
の頂点Pもしくはこの近傍の横揺れ振幅を有する
ことになる。これに対し、安定化された船11の
場合は、共振ピークは大体12秒周期で起るが、こ
れは公海に於ける一般的な波動の7秒周期よりも
可成り長い。従つて、7秒周期の波動に対し、安
定化された方の船は曲線39の点Sで作動するこ
とになり、その横揺れ振幅は安定化されていない
船の6分の1以下に減少される。 FIG. 5 shows that the system of the present invention
The comparison shows the reduction in the restoring moment exerted on . Curve 38 shows the ratio of roll amplitude to wave heel for an unstable ship, while curve 39 shows the roll amplitude characteristic of a ship 11 stabilized according to the principles of the present invention. The rolling amplitude characteristics of an unstabilized ship have a resonance peak at 7 seconds. The period of waves on the high seas is also generally 7 seconds. Therefore, unless stabilization measures are taken, the ship will have a rolling amplitude at or near the peak P of the resonance peak. In contrast, for a stabilized ship 11, the resonance peak occurs with a period of approximately 12 seconds, which is considerably longer than the 7 second period of typical waves on the high seas. Therefore, for a wave with a period of 7 seconds, the stabilized ship will operate at point S of curve 39, and its rolling amplitude will be reduced to less than one-sixth of that of the unstabilized ship. be done.
船11は、全長約114.3メートルのはしけであ
る。各タンク15,17はその長さが約83.8メー
トルであり、同じ大きさの6個の小室に分割され
ている。各タンクの幅は、3乃至3.66メートル
で、その高さは1.83乃至2.13メートルである。両
タンクの小室間を連結する管路装置23は、各々
その直径が0.91乃至1.22メートルである。 Vessel 11 is a barge with a total length of approximately 114.3 meters. Each tank 15, 17 is approximately 83.8 meters long and is divided into six equally sized chambers. The width of each tank is 3 to 3.66 meters and its height is 1.83 to 2.13 meters. The pipe devices 23 connecting the chambers of both tanks each have a diameter of 0.91 to 1.22 meters.
船11は、はしけとして示されているが、本発
明の原理に基ずいて他の種類の船も安定化させる
ことが出来る。例えば、この安定化システムは、
三角形もしくは四角形の石油採掘用ジヤツクアツ
プ・リグ(Jack−up rig)にも適用することが
出来る。タンクは、船の幾何学的中心に対して対
称的に、例えば、三角形状のリグの各頂部あるい
は四角形状のリグの各隅に配置することが出来
る。ローリング並びにピツチングに対する安定化
を計る為に、総てのタンクを管路により一つの共
通の空気圧源に結合することも可能である。この
ような構成により、ローリング並びにピツチング
の復元モーメントを共に減少させることが出来
る。 Although vessel 11 is shown as a barge, other types of vessels may be stabilized in accordance with the principles of the present invention. For example, this stabilization system
It can also be applied to triangular or square jack-up rigs for oil drilling. The tanks can be arranged symmetrically about the geometric center of the ship, for example at each top of a triangular rig or at each corner of a square rig. In order to provide stability against rolling and pitting, it is also possible to connect all tanks to one common source of air pressure by lines. With this configuration, both the rolling and pitching restoring moments can be reduced.
第1図は、本発明の原理に基ずいて構成された
システムの安定タンクの一実施例を示す船体の側
面図である。第2図は、安定タンクの配置及び結
合状態を示す第1図の船の底面図である。第3A
図乃至第3D図は、本発明の原理に基ずいて構成
された安定化システムの他の実施例を示す、第1
図の船の概略端面図である。第4図は、本発明に
よるシステムの一実施例の作動を示す、第1図の
船の概略端面図である。第5図は、本発明のシス
テムを装備した船と装備しない船の、波傾斜に対
する横揺れ振幅の比を波動周期の関数として示す
グラフである。
図面中、11……船、15,17……タンク、
22……対称軸、23……管路装置、25……ポ
ンプ、27……弁。
FIG. 1 is a side view of a hull illustrating one embodiment of a stability tank of a system constructed in accordance with the principles of the present invention. 2 is a bottom view of the ship of FIG. 1 showing the arrangement and connection of the stability tanks; FIG. 3rd A
Figures 3-3D illustrate a first embodiment of a stabilization system constructed in accordance with the principles of the present invention.
FIG. 2 is a schematic end view of the vessel of FIG. FIG. 4 is a schematic end view of the ship of FIG. 1 illustrating the operation of one embodiment of the system according to the present invention. FIG. 5 is a graph showing the ratio of roll amplitude to wave slope as a function of wave period for ships equipped with and without the system of the invention. In the drawing, 11...ship, 15, 17...tank,
22... Axis of symmetry, 23... Piping device, 25... Pump, 27... Valve.
Claims (1)
置されていて水中に開口した底部19,21を有
する少なくとも2つのタンク15,17を有する
海洋航行船11について、該船の復元モーメント
を低減させ該船の振動周期を海の波の周期よりも
長くすることにより、反復する振動的運動サイク
ルに際して海洋航行船を安定化させるための受動
的方法であつて: 前記2つのタンクを管路装置23により相互に
結合して該2つのタンクの間に常時開放した空気
通路33を構成し; 船体の振動的運動の1サイクルの間に前記タン
クの一方が海中へと移動するのに同期して、該一
方のタンクに水を第1の水位迄満たし; 前記一方のタンクから押し出された空気を前記
管路装置を経て他方のタンクへ導くことにより、
船体の振動的運動の前記1サイクルの間に前記一
方のタンクに水が満たされるのに応じて同時に前
記他方のタンクから水を第2の水位37迄流出さ
せ; 前記一方のタンクに水を満たす段階は、前記一
方のタンクが完全に満たされる場合に前記船の復
元モーメントを船体の付加的な角変位の関数とし
て急速に増加させることにより前記船が転覆する
ことを防ぐべく、前記船体がその対称軸22の周
囲で所定の角度だけ変位するのに応じて前記一方
のタンクに水を完全に満たすことを含む、海洋航
行船の安定化方法。 2 前記タンク15,17内に水が流入する時並
びにタンクから水が流出する時にタンク内に形成
される前記第1の水位と第2の水位を選択すべ
く、前記2つのタンク及び前記管路装置23を一
定の空気圧力で加圧することを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の方法。 3 対称軸22を有する海洋航行船11を安定化
させるための受動的システムであつて: 水面より下方で前記対称軸の両側に隔置された
対をもつて船体に配置された複数個のタンク1
5,17と、該タンクは前記船が水面に対して振
動的に運動するサイクルの各々と同期して水が満
たされたり排出されたりするよう水中に開口した
底部19,21を有することと; 前記タンクの各対について独立した空気通路を
形成するよう前記タンクの頂面に連結された管路
装置23と; 前記管路装置は前記タンクの各対のタンクを相
互に結合する常時開放したパイプ33を含んでい
ることと; 前記船体の振動的運動の1サイクルの間に前記
タンクの一方が完全に満たされて前記船体の復元
モーメントを該船体の付加的な角変位の関数とし
て急速に増加させることにより該船体の転覆を防
ぐべく、前記各タンクの高さは前記サイクルの間
にタンクに完全に水が満たされまた排出されるよ
う選定されていることと;及び 前記タンク内の水位35を、前記船体の復元モ
ーメントを低下させて該船体の振動周期を該船体
に作用する波の周期よりも長くするよう選択され
たレベルに保つべく、前記タンク及び管路装置に
所定の空気圧を加えるために前記管路装置に連結
されたポンプ装置25,27を含む、海洋航行船
の安定化システム。 4 前記完全に水が満たされるタンクは、前記船
体の対称軸に関し、船体が傾いている方にあるタ
ンク17である、特許請求の範囲第3項記載のシ
ステム。 5 前記タンクに所定の空気圧を加える前記ポン
プ装置25,27が、前記船の振動的運動の1サ
イクルの一部の間に前記タンクの一方が水で完全
に満たされるように調節自在である、特許請求の
範囲第3項記載のシステム。 6 前記完全に水が満たされるタンクは、前記船
体の対称軸に関し、船体が傾いている方にあるタ
ンクである、特許請求の範囲第5項記載のシステ
ム。 7 前記タンクに所定の空気圧を加える前記ポン
プ装置25,27が、空気ポンプ25とこの空気
ポンプを前記管路装置23から離隔するよう配設
された弁27を含むことを特徴とする特許請求の
範囲第3項記載のシステム。 8 前記各々のタンクの少なくとも一部は前記船
体の外側に配置されている、特許請求の範囲第3
項記載のシステム。[Claims] 1. Regarding an ocean-going vessel 11 having at least two tanks 15, 17, which are arranged below the water surface and on both sides of the axis of symmetry of the hull and have bottoms 19, 21 open into the water; A passive method for stabilizing an ocean-going vessel during repeated oscillatory motion cycles by reducing the restoring moment of the vessel and making the oscillation period of the vessel longer than the period of the sea waves, comprising: The tanks are interconnected by a conduit arrangement 23 to form a permanently open air passage 33 between the two tanks; during one cycle of the oscillatory movement of the ship, one of said tanks moves into the sea. synchronously, filling the one tank with water to a first water level; by guiding the air pushed out from the one tank to the other tank via the pipe device,
simultaneously draining water from the other tank to a second water level 37 as the one tank fills with water during the one cycle of oscillatory motion of the hull; filling the one tank with water; the step of adjusting the hull to prevent the ship from capsizing by rapidly increasing the righting moment of the ship as a function of the additional angular displacement of the ship when the one tank is completely filled; A method for stabilizing an ocean-going vessel, comprising completely filling said one tank with water in response to a predetermined angular displacement about an axis of symmetry 22. 2. In order to select the first water level and the second water level formed in the tanks when water flows into the tanks 15 and 17 and when water flows out from the tanks, 2. A method according to claim 1, characterized in that the device 23 is pressurized with a constant air pressure. 3. A passive system for stabilizing an ocean-going vessel 11 having an axis of symmetry 22, comprising: a plurality of tanks arranged in the hull in spaced pairs on either side of said axis of symmetry below the water surface; 1
5, 17, the tank has a bottom 19, 21 open into the water so that it can be filled and drained with water in synchronization with each cycle of oscillatory movement of the vessel relative to the water surface; a conduit device 23 connected to the top surface of said tanks to form an independent air passage for each pair of said tanks; said conduit device being a normally open pipe interconnecting the tanks of each pair of said tanks; 33; during one cycle of oscillatory motion of the hull, one of the tanks is completely filled to rapidly increase the righting moment of the hull as a function of additional angular displacement of the hull; the height of each tank is selected such that the tank is completely filled and emptied during the cycle; and the water level 35 in the tank is such that the tank is completely filled and emptied during the cycle, in order to prevent the vessel from capsizing by applying a predetermined air pressure to said tank and conduit system to maintain said vessel at a level selected to reduce the righting moment of said vessel and make the period of oscillation of said vessel longer than the period of waves acting on said vessel; Stabilization system for an ocean-going vessel, comprising a pumping device 25, 27 connected to said line device for the purpose of stabilization. 4. System according to claim 3, wherein the completely filled tank is a tank 17 on the side of which the hull is tilted with respect to the axis of symmetry of the hull. 5. the pumping devices 25, 27 applying a predetermined air pressure to the tanks are adjustable such that one of the tanks is completely filled with water during part of one cycle of the ship's oscillatory motion; The system according to claim 3. 6. The system of claim 5, wherein the fully filled tank is a tank on the side of which the hull is tilted with respect to the axis of symmetry of the hull. 7. The pump device 25, 27 for applying a predetermined air pressure to the tank includes an air pump 25 and a valve 27 arranged to separate the air pump from the pipe device 23. The system described in scope item 3. 8. Claim 3, wherein at least a portion of each of the tanks is located outside the hull.
System described in section.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| US05/787,756 US4140074A (en) | 1977-04-15 | 1977-04-15 | System for stabilizing a floating vessel |
| US83189477A | 1977-09-09 | 1977-09-09 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53128897A JPS53128897A (en) | 1978-11-10 |
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Family
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Family Applications (1)
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