Ледокольное судно Советский патент 1990 года по МПК B63B35/12 

Изобретение относится к судостроению, в частности к судам ледового плавания.

Цель изобретения - повышение ледо- проходимости путем снижения сил адгезии и трения между обшивкой лобовой поверхности и льдом.

На фиг.1 изображено расположение сопла для подачи рабочей смеси в наружной обшивке лобовой поверхности I судна; на фиг.2 - схема подачи газа ;к соплуI на фиг.З - носовая оконечность судна с устройством нагрева обшивки, вид сбоку; на фиг.4 - то же, : нагрев с помощью балластной воды или топлива; на фиг.5 - носовая оконечность судна, нагреваемая система трубопроводов, в которых протекает жидкая или газообразная среда, вид сбоку.

j Ледокольное судно имеет в носовой части Т. наклоненную вперед лобовую

поверхность 2, которая у своих наружных боковых краев, ограничена двумя частично изогнутыми преимущественно в продольном направлении боковьп ти кромками 3. Боковые кромки 3 могут выступать сбоку по отноше- . кию к, находящемуся над ними корпусу судна. Лобовая поверхность 2 носовой части 1 судна, увеличиваясь спереди назад, может быть изогнута или выгнута вниз в средней части суд- на. Наряду с плоской формой скльно наклоненной вперед лобовой поверхности 2 носовой части судна 1 эта лобовая поверхность 2 может быть также выпуклой или вогнутой. Сбоку лобовая поверхность 2 носовой части 1 судна переходит в борта 4.

В зоне наружной обшивки наклонной лобовой поверхности 2 носовой части 1 судна, т.е. в зоне форштевня, пре- дусмотр но устройство для уъгеньше(Л

с

О5

ю

со со сл

CN

ния сопротивления трения льда, ко то- рое состоит из определенного количе-. ства вьтолненных в наружной обшивке лобовой поверхности 2 выходных отв ер- стий 5, через которые выбрасывается смесь из наружной воды и горячих отработавших газов машинной установки 6

В зоне выходного отверстия 5 расположено сопло 7, выполненное в виде эжектора. Стрелкой 8 показана подача рабочей воды в сопло, а в направлении стрелки 9 происходит подача отработавшего газа, а именно по соответственно предусмотренным трубопроводам. (не показаны).

Выходные отверстия предусмотрены в нар.ужной обшивке всюду, где крити - ческие зоны наружной обшивки должны поддер; сиваться и горячем состоянии, что уменьшает действующие на наружную обшивку корпуса судна силы трения снега и льда. Наряду с имеющимися в корпусе судна источниками тепла могут использоваться также источники . Iэнергии для создания высокочастотных : колебаний.

S Отбор отработавшего газа для сопл 17 происходит через газоотводный трубопровод 10, идущий от главной при- водной судовой машины 6 и ведущий в дымовую трубу 11. В газоотводном трубопроводе 10 (фиг.2) расположены ко- тёл-утшшзатор 12 отработавших газов |и шумоглушитель 13, Отбор отработав- : |шего газа происходит преимзлщест- венно между котлом-утилизатором ; .Ц 2 и шумоглушителем 13 через : входящую в газоотводной трубопровод 10 линию 14, ведущую к соплу 7, при- чем в эту линию 14 включен нагнетатель 15. Этим нагнетателем отработавший газ отбирается из газоотводного трубопровода 10 и подается в сопло 7. Подача отработавшего газа в сопло регулиру- ется трехходовым клапаном 16. Возврат отработавшего газа от трехходового клапана происходит через линию 17 обратно в газоотводный трубопровод 10 между шумоглушителем 13 и дымовой трубой 11.

Установка сопл 7 производится пре- имугчественно в наружной обшивке корпуса судна, а именно в критических наружных зонах, которые должны под- держиваться в горячем состоянии; или в наружной обшивке лобовой поверхнос- ти 2 носовой части 1 судна (фиг.1), , Количество предусмотренных сопл. 7 зависит от размера поддерживаемой в горячем состоянии зоны или лобовой поверхности 2. Кроме того, имеется также возможность размещать сопла в других зонах носовой части судна или в нарухшой обшивке примыкающего к носовой части корпуса судна в подводной части, посредством которых может снижаться сопротивление трения льда, причем все эти сопла приводятся в действие смесью из отработавшего газа и рабочей воды.

Изображенньш на фиг.3-5 вариант вьшолнения показывает носовун, часть 1 ледокольного судна с наклонной, преимущественно плоской лобовой поверхностью 2, которая может быть выполнена как вьтуклой)Так и вогнутой , Нар ужная обшивка лобовой поверхности 2 носовой части 1 судна также снабжена устройством 18 для уменьшения сопротивления трения льда, причем зто устройство 18 состоит из приспособления 19, нагревающего наклонную лобовую поверхность 2, наружную обшивку лобовой поверхности 2 так, что лобовая поверхность 2, поскольку она имеет соприкосновение при наличии трения с разрушенным льдом, имеет температуру вьш1е температуры плавления льда. Твердьш ледяной покров обозначен позицией 20, а разрушенные льдины обозначены позицией 21 (фиг.З).

Зоны наружной обшивки корпуса суд- на, в которых возникают трения льда и силы сцепления, могут нагреваться также из трюма корпуса судна, причем это нагревание происходит за счет расположения прилегающих к наружной обшивке корпуса судна цистерн или отсеков 22 для воды, эксплуатационных материалов или жидкого груза, причем резервуарные жидкости путем нагревания доводятся до температуры, несколько .более высокой, чем температзфа замерзания воды, илц за счет направления горячих машинных газов вдоль требуемых поверхностей наружной обшивки. Нагревание может происходить также из трюма корпуса судна путем направления горячих рабочих жидкостей вдоль требуемых поверхностей наружной обшивки.

Предпочтительным является увеличение критических зон наружной обшивки за счет волнообразного вьшол- нения наружной обшивки и тем самым - усиление подвода тепла. При целв

V,.5161

сообразном расположении волнового . профиля в направлении линий потока могут одновременно ослабляться слам--. минг-явлениями в волнении.

Нагревательное приспособление 19 нарзгасной обшивки лобовой поверхности 2 носовой части 1 судна (фиг.4 и 5) может быть выполнено самым разным собом. Предпочтительно, если нагревательное приспособление 19 состоит из направленной вдоль упомянутых зон наружной обшивки си стемы 23 трубопро- водой, в которой циркулирует жидкая или газообразная среда и в кото- .рой поддерживается температура,

постоянная или превьшающая на несколько градусов температуру плавления льда.

Нагревательное устройство 19 (фиго4) состоит из расположенного вьше наклонной лобовой поверхности 2 отсека 24, простирающегося по всей лобовой поверхности. Этот отсек служит для приема, например, воды, балластной воды, эксплуатационных материалов или жидких грузов; но отсек может заполняться и другой, преимущественно жидкой, средой. Эта среда, например балластная вода или топливо, нагревается с помощью расположенного вне или внутри отсека 24 нагревательного устройства 25, Нагревательное устройство 25 установлено внутри отсека 24, так что теплоотдача от нагревательного устройства 25 на среду в отсеке 24 происходит непосредственно (фиг.4). В качестве нагревательного устройства 25 может использоваться электрический контактный нагрев, но могут использоваться и теплообменники, которые, например, приводятся в действие отработавшим газом главной при водной судовой машины, так что для теплоснабжения устройства 25 не требуется дополнительных источников энер гни. Но могут использоваться и обычные нагревательные устройства. Существенно, что вся лобовая поверхность

2, соответственно ее наружная обшивка посредством подачи тепла имеет температуру, выше температуры плавления льда. Предпочтительным является, если на наружной обшивке поддерживается температура, постоянная и на несколько градусов более высокая, чем температура плавления льда. От- сек 24 расположен преимущественно в

з.онах наружной обшивки корпуса судна.

56

которые должны поддерживаться в горячем состоянии. Кроме одного отсека могут быть предусмотрены несколько отдельных отсеков. Вместо отсеков могут использоваться и резервуары, имеющие контакт с нагреваемой наружной обшивкой, причем в этом случае резервуары выпопнены из материала, имеющего высокую теплопроводность.

Здесь нагревательное приспособ-, ление 19 может также состоять из системы 23 трубопроводов (фиг.5), по которой циркулирует газообразная

или жидкая среда, причем в качестве

газообразной среды используются отра- ботавшие газы, отбирающиеся у главной приводной судовой машины, или используются жидкие среды, которые

доводятся до требуемой температуры нагревательным устройством 26 и затем поддерживаются на этом уровне. Циркуляция нагревающей наружную обшивку среды обозначена позицией 27,

Циркуляция среды происходит с помощью насоса 28. Система 23 трубопроводов может состоять из трубопроводов, размещенных в продольном направлении корпуса судна на внутренней, стороне

наружной обшивки, из проходящих поперек продольного направления судна трубопроводов, а также из трубопроводов, образованных в виде решетки, Кроме того, имеется возможность

предусмотреть лобовую поверхность 2 с системой отсеков (не показана), по которой постоянно проходят нагре- : тые, т.е горячие отработавшие газы или нагретая жидкая среда, отдающая

свое тепло наружной-обшивке, и она доводится до желаемой температуры.

Если ледокольное судно с приблизи тельно понтонообразной носовой частью имеет образующие наибольшую ширину

подводной части судна боковые кром-: ки, которые пронизьшают суживающуюся за ними на носовой части судна ватерлинию, то боковые кромки могут быть снабжены нагревательными устройствами для повьппенного подвода тепла. Нагревательное устройство выполнено регулируемым таким образом, что подвод тепла -в боковых кромках созда-. 1 ВТ температуру, обеспечивающую жеаемую смазочную пленку из талой воды, подходящ то к ледовым условиям.

Преимущественно толщина водяной смазочной пленки оптимально соответствует ледокольному состоянию, т.е.

температура нагревательного устройства является подходящей в применегаи к соответственно требуемой тслп{ине смазочной пленки. Вода, выходящая из выходных отверстий в днище судна, может отводит.ься без. добавки воздуха или газа на сторонах над боковыми кромками в сторону относительно продольной оси судна.

Формула изобретения

1. Ледокольное судно, содержащее корпус с расположенной над ватерлинией понтонообразной носовой, оконеч- костью, имеющей параллельные одна другой боковые стенки, наклоненную вперед с увеличивающейся выпуклостью или вогнутостью лобовую поверхность, имеющую боковые кромки, проходящие J. через суживающуюся позади них ватер- линию, а также силовую установку, отличающееся тем, что, с целью Повышения ледопроходимости пу- тем снижения сил адгезии и трения между обшивкой лобовой поверхности и льдом, оно снабжено устройством для образования на днищевой обпнвке наклонной лобовой поверхности носовой

оконечности жидкостной смазывающей пленки, связанным с силовой установ- кЪй судна посредством трубопровода, 1 подсоединенного к последней на участ- ,. ке выхлопной трубы между ходовой машиной и глушителем, а упомянутое устройство для образования смазывающей пленки включает в себя систему проходящих вдоль днищевой обшивки лобовой поверхности трубопроводов, пода,- ющих к обшивке теплоноситель в виде упомянутых выхлопных га- зов в смеси с морской водой шш без нее, а также горячей воды водящих теплоноситель на внешнюю поверхность обшивки через выполненные в ней отверстия, а также подогреватель теплоносителя, I.

2.Судно поп.1,отличаю- Щ е е с я тем, что указанные боковые кромки снабжены нагревательными устройствами.

3.Судно по пп. 1 и 2, о т л и- чающееся тем, что борта над указанными боковыми кромками выполнв ны с отверстиями для выталкивания воды в стороны относительно диаметральной плоскости судна.

Изобретение относится к области судостроения. Цель - повышение ледопроходимости судна путем снижения сил адгезии и трения между обшивкой судна и льдом. Наружная обшивка лобовой поверхности нагревается за счет имеющихся на судне источников тепла с образованием на ней жидкостной смазывающей пленки. Обшивка может нагреваться изнутри, а также омываться снаружи подаваемой через сопла смесью воды и отработанных газов машинной установки. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

7 J 1риг.1

2i .

/i J

V-

IB

;;

i

(риг. г

Z5

Фи-г.

23 23

26

28

27

/

uz.S