NO820113L - VANNFARTOEY - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører fartøyer som er utstyrt med stabiliseringsmidler. Det har vært foreslått forskjellige fremgangsmåter til stabilisering av fartøyer. Ifølge en av disse blir fartøyet forsynt med rullekontrolltanker. To innbyrdes forbundne tanker - anordnes på motsatte sider av fartøyet, og forbindelsessysternet mellom tankene innbefatter en energi-spredende spjeldinnretning. Stampebevegelseskontroll kan på liknende måte opprettes ved hjelp av to sammenkoplede tanker som er beliggende med innbyrdes avstand i langsgående retning i fartøyet. Slike rulle- og stampekontrollsystemer har begrenset effektivitet foruten at de er ute av stand til å stabilisere mot slingring. The present invention relates to vessels that are equipped with stabilizing agents. Different methods have been proposed for stabilizing vessels. According to one of these, the vessel is provided with roll control tanks. Two interconnected tanks - are arranged on opposite sides of the vessel, and the connection system between the tanks includes an energy-dispersing damper device. Tamper movement control can be created in a similar way by means of two interconnected tanks which are located at a distance from each other in the longitudinal direction of the vessel. Such roll and pitch control systems have limited effectiveness in addition to being unable to stabilize against roll.

Stabilisering mot rulling er også forsøkt oppnådd ved hjelp av en annen fremgangsmåte, basert på anvendelse av beve-gelige vinger ved baugenden av et bevegelig fartøy. Grunnet tilstedeværelsen av disse vinger vil fartøyets fremadgående bevegelse forårsake løfting, og vingenes stilling kan endres i avhengighet av forandringer i skipets stilling, med henblikk på å oppnå stabilisering. Denne fremgangsmåte er utilfredsstill-ende fordi den er basert på en rimelig, fremadgående hastighet og følgelig uvirksom når fartøyet ligger stille eller bare be-veges langsomt. Slik vinger kan heller ikke stabilisere mot slingring. Stabilization against rolling has also been attempted using another method, based on the use of movable wings at the bow end of a moving vessel. Due to the presence of these wings, the vessel's forward movement will cause lift, and the position of the wings can be changed depending on changes in the ship's position, with a view to achieving stabilization. This method is unsatisfactory because it is based on a reasonable forward speed and is consequently ineffective when the vessel is stationary or only moving slowly. Such wings also cannot stabilize against swaying.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det frembrakt et fartøy med stabiliseringsmidler som omfatter minst ett kammer som er slik plassert, at det vil ligge i hvert fall delvis under vannflaten når fartøyet er nedsenket eller halv-nedsenket, midler for sporing av fartøyets stilling i forhold til en forutfastlagt stilling og for frembringelse av et avviksignal i overensstemmelse med den sporede stilling, og midler som, i avhengighet av avviksignalet, regulerer kammerets eller kamrenes oppdrift på slik måte, at fartøyets stilling forandres i motsvarighet til den forutfastlagte stilling. According to the present invention, a vessel with stabilization means has been produced which comprises at least one chamber which is positioned in such a way that it will lie at least partially below the surface of the water when the vessel is submerged or semi-submerged, means for tracking the vessel's position in relation to a predetermined position and for producing a deviation signal in accordance with the tracked position, and means which, depending on the deviation signal, regulate the buoyancy of the chamber or chambers in such a way that the vessel's position changes in correspondence to the predetermined position.

Videre er det ifølge oppfinnelsen frembrakt et fartøy med stabiliseringsmidler som omfatter minst ett kammer som, når fartøyet er nedsenket eller halv-nedsenket i vann, er åpent for inntrengende vann som bevirker at en gassmengde blir tilbake-holdt i hvert av kamrene, midler for sporing av fartøyets flytestilling i forhold til en forutfastlagt flytestilling, og for frembringelse av et avviksignal i overensstemmelse med den sporede flytestilling, og midler som i avhengighet av dette avviksignal bevirker variering av gassvolumet i kamrene på slik måte, at fartøyets flytestilling endres i motsvarighet til den forutfastlagte stilling. Furthermore, according to the invention, a vessel has been produced with stabilizing means comprising at least one chamber which, when the vessel is submerged or semi-submerged in water, is open to penetrating water which causes a quantity of gas to be retained in each of the chambers, means for tracking of the vessel's floating position in relation to a predetermined floating position, and for producing a deviation signal in accordance with the tracked floating position, and means which, depending on this deviation signal, cause variation of the gas volume in the chambers in such a way that the vessel's floating position changes in accordance with the predetermined score.

Det er fortrinnsvis anordnet minst to atskilte kamre. At least two separate chambers are preferably arranged.

I tilknytning til foreliggende beskrivelse er uttrykket fartøy benyttet som betegnelse på enhver konstruksjon som kan flyte i ferskvann eller sjøvann, i neddykket eller i halv-neddykket tilstand, såsom skip, lektere, flåter, halv-nedsenkbare og nedsenkbare rigger. In connection with the present description, the term vessel is used as a designation for any structure that can float in fresh water or sea water, in a submerged or semi-submerged state, such as ships, barges, rafts, semi-submersible and submersible rigs.

Kammeret kan være slik plassert i fartøyet, at stabiliseringsmidlene vil stabilisere fartøyet mot slingring og/eller stamping og/eller rulling. The chamber can be positioned in the vessel in such a way that the stabilizing means will stabilize the vessel against swaying and/or stomping and/or rolling.

Oppfinnelsen kan finne anvendelse i enhver av to grunnfor-mer. I en versjon av oppfinnelsen som i beskrivelsen er benevnt som den kraftdr.evne versjon, blir-det benyttet kompres-sor eller liknende for frembringelse av komprimert gass som i sin tur forårsaker variasjoner i gassvolumet i kamrene. len andre utførelsesform av oppfinnelsen, benevnt som den udrevne versjon, blir ingen ytre kraftkilde benyttet, idet systemet i stedet utnytter energien i den bølgebevegelse som fartøyet stabiliseres mot. Om ønskelig kan en hybrid av disse to former komme til anvendelse, hvorved den udrevne versjon utgjør en del av stabiliseringen, mens et supplerende kraftsystem gir ytterligere stabilisering. The invention can be used in any of two basic forms. In a version of the invention which is referred to in the description as the powered version, a compressor or the like is used to produce compressed gas which in turn causes variations in the gas volume in the chambers. In another embodiment of the invention, referred to as the unpowered version, no external power source is used, as the system instead utilizes the energy in the wave movement against which the vessel is stabilized. If desired, a hybrid of these two forms can be used, whereby the unpowered version forms part of the stabilization, while a supplementary power system provides additional stabilization.

I den drevne versjon kan midlene for variering av gassvolumet innbefatte en lavtrykktank og en høytrykk-tank som er forbundet med hverandre, direkte eller gjennom en eller flere kompressorer. In the powered version, the means for varying the gas volume may include a low-pressure tank and a high-pressure tank which are connected to each other, directly or through one or more compressors.

I sistnevnte tilfelle kan det for hvert kammer være anordnet en treveis-ventil, hvor ventilkanalene er forbundet med høytrykk-tanken, lavtrykk-tanken og gassmengden i flytekammeret. In the latter case, a three-way valve can be arranged for each chamber, where the valve channels are connected to the high-pressure tank, the low-pressure tank and the amount of gas in the floating chamber.

Oppfinnelsen er nærmere beskrevet i det etterfølgende under henvisning til de medfølgende tegninger, hvori: Fig. 1 viser et skjematisk enderiss av en halv-nedsenkbar rigg med stabiliseringsmidler, The invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which: Fig. 1 shows a schematic end view of a semi-submersible rig with stabilizing means,

fig. 2 viser et skjematisk sideriss av riggen ifølge fig.l, fig. 3 viser et. skjematisk diagram av et kraftdrevet sta- fig. 2 shows a schematic side view of the rig according to fig. 1, fig. 3 shows a. schematic diagram of a power-driven sta-

biliseringssystem for anvendelse ved den halv-nedsenkbare rigg ifølge fig. 1 og 2, bilization system for use with the semi-submersible rig according to fig. 1 and 2,

fig. 4 viser et skjematisk enderiss av en halv-nedsenkbar rigg med en alternativ form for stabiliseringsmidler, fig. 4 shows a schematic end view of a semi-submersible rig with an alternative form of stabilizing means,

fig. 5 viser et skjematisk sideriss av riggen ifølge fig.4, fig. 6 viser et mer detaljert riss av et av flytekamrene ifølge fig. 4 og 5, fig. 5 shows a schematic side view of the rig according to fig. 4, fig. 6 shows a more detailed view of one of the flow chambers according to fig. 4 and 5,

fig. 7 viser et snitt langs linjen Z-Z i fig. 6, fig. 7 shows a section along the line Z-Z in fig. 6,

fig. 8 viser et skjematisk sideriss av en lekter eller et mono-skrog med stabiliseringsmidler, fig. 8 shows a schematic side view of a barge or a monohull with stabilizers,

fig. 9 viser et skjematisk planriss av lekteren eller mono-skroget ifølge fig. 8, og fig. 9 shows a schematic plan view of the barge or monohull according to fig. 8, and

fig. 10 viser et skjematisk tverrsnitt av lekteren eller monb-skroget ifølge fig. 8 og 9. fig. 10 shows a schematic cross-section of the barge or monb hull according to fig. 8 and 9.

Det er i fig. 1 og 2 vist et halv-nedsenkbart fartøy 10. Fartøyet omfatter to parallelle flottører 11, fire ytre støtte-ben 12 som er montert ved de respektive ender av flottørene 11, og en plattform 13 som er fastgjort til de øvre ender av de ytre støtteben 12 og derved overspenner flottørene 11. Plattformen 13 hviler dessuten på indre støtteben .14 som er anordnet i innbyrdes avstand langs flottørene 11. En rammekonstruksjon hvorav en del er vist ved 15, strekker seg i hvert fall mellom noen av de tilgrensende benpar 12, 14, for avstiving av far-tøyet i tverretning. It is in fig. 1 and 2 show a semi-submersible vessel 10. The vessel comprises two parallel floats 11, four outer support legs 12 which are mounted at the respective ends of the floats 11, and a platform 13 which is attached to the upper ends of the outer support legs 12 and thereby spans the floats 11. The platform 13 also rests on inner support legs .14 which are arranged at a distance from each other along the floats 11. A frame structure, part of which is shown at 15, extends at least between some of the adjacent pairs of legs 12, 14 , for stiffening the fabric in the transverse direction.

Det er anordnet et kammer 16 i den nedre del av hvert av støttebenene 12. Hvert kammer har åpen underende 17, og far-tøyet kan av den grunn nedsenkes halvt i vann, som vist i fig. 1 og 2, idet vannet fritt kan. trenge inn i kammeret 16 gjennom underenden 17. Overflaten av stille vann er i fig. 1 og 2 angitt ved en heltrukket linje A. Kamrene 16 er slik dimensjo-nert, at når fartøyet 10 befinner seg i likevekt i stille vann, som vist i fig. 1 og 2, vil kamrene 16 være halvfylt med vann, som angitt ved brutte linjer B. A chamber 16 is arranged in the lower part of each of the support legs 12. Each chamber has an open lower end 17, and the vessel can therefore be half submerged in water, as shown in fig. 1 and 2, as the water can freely. penetrate into the chamber 16 through the lower end 17. The surface of still water is in fig. 1 and 2 indicated by a solid line A. The chambers 16 are so dimensioned that when the vessel 10 is in equilibrium in still water, as shown in fig. 1 and 2, the chambers 16 will be half-filled with water, as indicated by broken lines B.

Det er åpenbart at fartøyets flytestilling kan forandres hvis vannivået B i et bestemt kammer endres fra likevektsstil-lingen. Hvis således vannivået B i det høyre par ytterstøtter-ben 12 blir senket, vil plattformen 13 helle nedad fra høyre mot venstre. På tilsvarende måte vil plattformen helle nedad fra høyre mot venstre, hvis nivået B i kammeret 16 i det ytre støtteben 12 som i fig. 1 er.vist anordnet på den høyre flottør 11, blir senket. Følgelig kan fartøyets 10 flytestilling forandres ved endring av nivåene B i de respektive ytterstøtteben 12, og dermed av fartøyets 10 oppdrift. It is obvious that the vessel's floating position can be changed if the water level B in a certain chamber changes from the equilibrium position. If the water level B in the right pair of outer support legs 12 is thus lowered, the platform 13 will slope downwards from right to left. In a similar way, the platform will slope downwards from right to left, if the level B in the chamber 16 in the outer support leg 12 as in fig. 1 is shown arranged on the right float 11, is lowered. Consequently, the floating position of the vessel 10 can be changed by changing the levels B in the respective outer support legs 12, and thus by the buoyancy of the vessel 10.

Fig. 3 viser et styresystem for regulering av vannivået i kammeret 16 og følgelig av fartøyets momentane oppdrift. Reguleringssystemet ifølge fig. 3 omfatter midler 18 for sporing av fartøyets, flytestilling i forhold til en forutfastlagt stilling, som regel fartøyets likevektsstilling i stille vann. Fig. 3 shows a control system for regulating the water level in the chamber 16 and consequently the instantaneous buoyancy of the vessel. The regulation system according to fig. 3 includes means 18 for tracking the vessel's floating position in relation to a predetermined position, usually the vessel's equilibrium position in still water.

Videre omfatter reguleringssystemet midler 19 for fremføring av gass av høyt eller lavt trykk gjennom ledninger henh. 20 og 21, og midler 22 som gjennom ledninger 23 kan bevirke forandring av gasstrykket i kammeret 16 i overensstemmelse med et feilsignal som angir forskjellen mellom den flytestilling som er sporet ved hjelp av midlene 18, og den forutfastlagte stilling. Furthermore, the regulation system includes means 19 for conveying gas of high or low pressure through lines acc. 20 and 21, and means 22 which, through lines 23, can cause a change in the gas pressure in the chamber 16 in accordance with an error signal indicating the difference between the float position which is tracked by means 18, and the predetermined position.

Det vil innsees, at hvis kammeret 16 forbindes med høy-trykkilden gjennom ledningen 20, vil vannet presses ut fra den åpne ende 17 av kammeret, hvorved vannivået B i kammeret 16 synker og den lokale oppdrift av fartøyet 10 øker. Hvis derimot et kammer 16 forbindes med lavtrykkilden, gjennom ledningen 21, vil vannivået B i dette kammer stige, helt til gasstrykket befinner seg i likevekt med det ytre omgivelsestrykk. I et slikt tilfelle vil nivået B stige og fartøyets 10 lokale oppdrift minske. It will be realized that if the chamber 16 is connected to the high-pressure source through the line 20, the water will be pushed out from the open end 17 of the chamber, whereby the water level B in the chamber 16 drops and the local buoyancy of the vessel 10 increases. If, on the other hand, a chamber 16 is connected to the low pressure source, through the line 21, the water level B in this chamber will rise, until the gas pressure is in equilibrium with the external ambient pressure. In such a case, the level B will rise and the vessel's 10 local buoyancy will decrease.

Høy- og lavtrykkilden 19 omfatter en lavtrykktank 24 med et innvendig trykk av eksempelvis 1/4 til 3/4 bar, en høytrykk-tank 25 med et innvendig trykk av eksempelvis 3 til 7 bar, og tre parallelle ledninger 2 7 som forbinder tankene 24 og 25 med hverandre og hvor det i hver ledning 2 7 er innkoplet en kom-pressor 28, hvorav kompressoren 28 i den øverste ledning har lavere kapasitet enn kompressoren i midtledningen, som igjen har lavere kapasitet enn kompressoren i den underste ledning. Anvendelsen av tre kompressorer er valgfri og har som formål å lette monteringen av kompressoren på flytende fartøyer og redu-sere kraftforbruket, da det derved er mulig å utkople en eller to av kompressorene i perioder med lavt kraftbehov. The high- and low-pressure source 19 comprises a low-pressure tank 24 with an internal pressure of, for example, 1/4 to 3/4 bar, a high-pressure tank 25 with an internal pressure of, for example, 3 to 7 bar, and three parallel lines 2 7 that connect the tanks 24 and 25 with each other and where a compressor 28 is connected in each line 2 7, of which the compressor 28 in the upper line has a lower capacity than the compressor in the middle line, which in turn has a lower capacity than the compressor in the lower line. The use of three compressors is optional and aims to facilitate the installation of the compressor on floating vessels and reduce power consumption, as it is thereby possible to disconnect one or two of the compressors in periods of low power demand.

Midlene 22 omfatter en ventil 29 for hver ledning 23. Hver ventil 29 er en treveis-ventil som kan innstilles mellom en første posisjon hvori den forbinder ledningen 21 med led ningen 23, en andre posisjon hvori den forbinder ledningen 20med ledningen 23, og en tredje posisjon hvori den er lukket. Hver ventil 29 styres elektrisk eller pneumatisk..Videre omfatter midlene 22 en regulator som styrer individuelle ventiler 29 i overensstemmelse med det stillingsavviksignal som frembringes av detektoren 18. Hver ventil 29 er fortrinnsvis elektrisk styrt og i stand til å gi en tilnærmelsesvis lineær forandring av gjennomstrømningen ved variasjon av et strømbehov-signal som frembringes av ventilregulatoren. The means 22 comprise a valve 29 for each line 23. Each valve 29 is a three-way valve which can be set between a first position in which it connects the line 21 to the line 23, a second position in which it connects the line 20 to the line 23, and a third position in which it is closed. Each valve 29 is controlled electrically or pneumatically..Furthermore, the means 22 comprise a regulator which controls individual valves 29 in accordance with the positional deviation signal produced by the detector 18. Each valve 29 is preferably electrically controlled and capable of providing an approximately linear change of the flow by variation of a current demand signal produced by the valve regulator.

Når systemet er i funksjon og en bølge passerer fartøyet 10 og forandrer den øyeblikkelige flytestilling av fartøyet 10, vil denne forandrede stilling spores av detektoren 18 som derved frembringer et avviksignal som overføres til ventilregulatoren 30 som, i overensstemmelse med avviksignalet, betjener en eller flere av ventilene 29 på slik måte, at gasstrykket i kammeret 16 forandres slik at fartøyet tilbakeføres til den forutfastlagte flytestilling eller likevektstillingen. When the system is in operation and a wave passes the vessel 10 and changes the instantaneous floating position of the vessel 10, this changed position will be tracked by the detector 18 which thereby produces a deviation signal which is transmitted to the valve regulator 30 which, in accordance with the deviation signal, operates one or more of the valves 29 in such a way that the gas pressure in the chamber 16 is changed so that the vessel is returned to the predetermined floating position or equilibrium position.

En bølge som passerer fartøyet, vil åpenbart kontinuerlig utøve en deplaserende virkning på fartøyet, men på stadig skif-tende måte. Da reguleringssystemet innbefatter lavtrykk- og høytrykktanker, vil gasstrykket i ethvert av kamrene 16 kunne forandres ytterst raskt slik at stabilisering kan gjennomføres meget hurtig, og gasstrykket i kammeret 16 vil kunne endres konstant mens bølgen passerer. Dette kontrolleres av ventilkontrolleren 30som fungerer som beskrevet i det etterfølgende. A wave that passes the vessel will obviously continuously exert a displacing effect on the vessel, but in a constantly changing manner. As the regulation system includes low-pressure and high-pressure tanks, the gas pressure in any of the chambers 16 will be able to change extremely quickly so that stabilization can be carried out very quickly, and the gas pressure in the chamber 16 will be able to change constantly while the wave passes. This is controlled by the valve controller 30, which functions as described below.

Kontrolleren 30 innbefatter en styrealgoritme som mottar fartøybevegelsesinformasjoner fra slingrings- rullings- og stampingsavfølere. Den kan også motta informasjon om indre gasstrykk i flytekamre og innvendige vannivåer fra føleranord-ninger i hvert flytekammer. The controller 30 includes a control algorithm that receives vessel movement information from pitch, roll and pitch sensors. It can also receive information about internal gas pressure in float chambers and internal water levels from sensor devices in each float chamber.

Styrealgoritmen konstruerer deretter en fullstendig, mate-matisk modell av det flytende fartøys slingrings- rullings- og stampingsdynamikk, og av dynamikk, og av dynamikken for de innvendige vannsøyler i hvert flytekammer. Denne matematiske modell benyttes deretter til å rekonstruere de variable stør-relser i fartøysystemet, som ikke kan måles direkte. Bølge-kreftene og -momentene som påvirker fartøyet, representerer slike tilstandsvariabler. Den matematiske modell utnytter også de målte variabler for å utlede egenskapene ved det bølgespek- trum som bringer fartøyet i slingre- rulle- og stampe-bevege1-ser. The control algorithm then constructs a complete mathematical model of the floating vessel's pitching, rolling and pitching dynamics, and of the dynamics of the internal water columns in each floating chamber. This mathematical model is then used to reconstruct the variable quantities in the vessel system, which cannot be measured directly. The wave forces and moments affecting the vessel represent such state variables. The mathematical model also utilizes the measured variables to derive the properties of the wave spectrum that brings the vessel into pitching, rolling and pitching movements1.

Lineære kombinasjoner av de rekonstruerte tilstander bru-kes som kontrollsignaler for styring av ventilfunksjonen for hvert flytekammer, eksempelvis for regulering av gass-strømmen til eller fra kammeret. Både utformingen av den optimale, matematiske målermodell og parametrene i tilstandstilbakekop-lingskontrolleren er valgt under anvendelse av metodene for lineær, optimal kontrollteori, som er beskrevet i en bok med tittelen "Linear Optimal Control Systems" av H. Kwakernaak og R. Sivan, Wiley Interscience, ISBN 0-471-51110-2, utgitt 1972. Kontrolleren er innrettet for minimalisering av en ytelsesin-deks J, hvor Linear combinations of the reconstructed states are used as control signals for controlling the valve function for each floating chamber, for example for regulating the gas flow to or from the chamber. Both the design of the optimal mathematical meter model and the parameters of the state feedback controller are chosen using the methods of linear optimal control theory, which are described in a book entitled "Linear Optimal Control Systems" by H. Kwakernaak and R. Sivan, Wiley Interscience, ISBN 0-471-51110-2, published 1972. The controller is designed to minimize a performance index J, where

idet den forventede ventiloperasjon betegnes ved funksjonen E( ), mens x betegner vektoren av fartøysfortrengningene i den kontrollerte modus og u representerer vektoren av styresignal-ene, og tegnet angir den omdannede vektor. Matrisene R og S er valgt for å spesifisere størrelsen av den beregnede kon-troll-inhgangskraft for stansing av bevegelsene x. where the expected valve operation is denoted by the function E( ), while x denotes the vector of the vessel displacements in the controlled mode and u represents the vector of the control signals, and the sign indicates the transformed vector. The matrices R and S are chosen to specify the size of the calculated control input force for stopping the movements x.

Utformingen av den matematiske målermodell og av kontrolleren er avhengig av spektret av insiterende krefter som frem-kalles av sjøen. Dette spektrum beregnes av en særskilt algoritme i kontrolleren. Måle- og kontrolleralgoritmene endres automatisk, for å kompensere forandringer i eksiteringskraft-spektret eller en endring i kontrollstrategien, beordret av fartøysjefen. Beregningen av det eksiterende kraftspektrum kan utelukkes fra kontrollalgoritmen, og i et slikt tilfelle vil kontrollerytelsen fremdeles være god, men ikke optimal. The design of the mathematical meter model and of the controller is dependent on the spectrum of inciting forces that are evoked by the sea. This spectrum is calculated by a special algorithm in the controller. The measurement and control algorithms change automatically, to compensate for changes in the excitation power spectrum or a change in the control strategy, ordered by the commander. The calculation of the exciting power spectrum can be excluded from the control algorithm, and in such a case the controller performance will still be good, but not optimal.

I høy sjø vil kontrolleren leilighetsvis kreve for store strømningsmengder til og fra kamrene. i slike -tilfeller vil ventilene motta kommando om å bibeholde sin maksimalt åpne stilling, når den nødvendige gasstrøm overstiger den maksimalt tilgjengelige. Kontrollerparametrene er fortrinnsvis slik bestemt at dette sjelden vil forekomme i tilknytning til stabili-seringssysternets spesielle virkemåte. In high seas, the controller will occasionally require excessive flow quantities to and from the chambers. in such cases, the valves will receive a command to maintain their maximum open position, when the required gas flow exceeds the maximum available. The controller parameters are preferably determined in such a way that this will rarely occur in connection with the special mode of operation of the stabilization system.

Ved å anordne flytekamre som er plassert som vist i fig.l og 2, kan fartøyet åpenbart stabiliseres mot virkningene av slingring, stamping og rulling. By arranging floating chambers which are positioned as shown in fig.1 and 2, the vessel can obviously be stabilized against the effects of swaying, pitching and rolling.

Hvis stabiliseringssystemet skal anvendes i et konvensjo-nelt skip, er det mulig at det bare kan anordnes to kamre med åpne ender, som er atskilt i skipets lengderetning. Det kan i et slikt tilfelle bare oppnås beskyttelse mot.slingring og stamping, men ikke mot rulling. If the stabilization system is to be used in a conventional ship, it is possible that only two chambers can be arranged with open ends, which are separated in the longitudinal direction of the ship. In such a case, protection against swinging and bumping can only be achieved, but not against rolling.

Det kan alternativt være anordnet to kamre, beliggende side om side, som kan motvirke rulling og slingring, men ikke stamping. Videre er det mulig å anvende bare ett flytekammer, istedenfor flere kamre, selv om antallet situasjoner hvori stabilisering kan oppnås, derved begrenses ytterligere. Alternatively, two chambers can be arranged, located side by side, which can counteract rolling and wobbling, but not stamping. Furthermore, it is possible to use only one float chamber, instead of several chambers, although the number of situations in which stabilization can be achieved is thereby further limited.

I en nedsenkbar plattformkonstruksjon kan det anvendes en rekke kamre med åpne underender i forbindelse med et kontroll-system- av type som vist i fig. 3, for opprettholdelse av far-tøyets trim på permanent og aktiv måte. Hvis den nedsenkbare konstruksjon er i virksomhet på et oljeriggben, kan den være innrettet for å opprettholde en spesiell flytestilling i forhold til nevnte rigg. In a submersible platform construction, a number of chambers with open lower ends can be used in connection with a control system of the type shown in fig. 3, for the maintenance of the father-cloth's trim in a permanent and active manner. If the submersible structure is in operation on an oil rig leg, it may be arranged to maintain a special floating position in relation to said rig.

Det bør bemerkes, at da gassystemet er et lukket-leddsystem, vil gass fra kammeret 16, som innstrømmer i lavtrykktanken 24, komprimeres av en eller flere kompressorer 28, for å opprettholde det ønskede, høye trykknivå i høytrykktanken 25 under samtidig opprettholdelse av den ønskede, lave trykk i tanken 24. It should be noted that since the gas system is a closed-loop system, gas from the chamber 16, which flows into the low-pressure tank 24, will be compressed by one or more compressors 28, in order to maintain the desired high pressure level in the high-pressure tank 25 while simultaneously maintaining the desired , low pressure in the tank 24.

Stillingsdetektoren 18 kan innbefatte et eller flere akselerometre for sporing av fartøyets lo bevegelse i spesielle retninger, og det kan alternativt være anordnet et gyroskop. Det er videre mulig å montere strekkspenningsmålere på spesielle elementer i fartøyet 10, for sporing av variasjoner i på-kjenningen på disse elementer under innvirkning av den passer-ende bølgen. Hvis omstendighetene tillater det, kan enhver kombinasjon av strekkspenningsmålere, akselerometre eller gyro-skoper komme'til anvendelse. The position detector 18 may include one or more accelerometers for tracking the vessel's locomotion in particular directions, and a gyroscope may alternatively be arranged. It is also possible to mount tensile stress gauges on special elements in the vessel 10, for tracking variations in the stress on these elements under the influence of the passing wave. If circumstances permit, any combination of strain gauges, accelerometers or gyroscopes may be used.

Gasstrykket i kammeret 16 kan varieres mekanisk ved hjelp av respektive stempler i kamrene 16, og alternativt kan bunnen av kamrene 'være lukket slik at vann kan pumpes inn i og ut av kamrene 16, idet hvert kammer har et direkte utløp til atmosfæren . The gas pressure in the chamber 16 can be varied mechanically by means of respective pistons in the chambers 16, and alternatively the bottom of the chambers can be closed so that water can be pumped into and out of the chambers 16, each chamber having a direct outlet to the atmosphere.

Gassen som benyttes i kammeret 16, vil vanligvis være luft, men hvis det av sikkerhetshensyn eller andre grunner er ønskelig å bruke annen gass, eksempelvis en'inert gass, er dette også mulig. I et slikt tilfelle vil det lukket-leddsystem som er vist i fig. 3, være særlig velegnet. The gas used in the chamber 16 will usually be air, but if for safety reasons or other reasons it is desirable to use another gas, for example inert gas, this is also possible. In such a case, the closed-joint system shown in fig. 3, be particularly suitable.

Trykket i kamrene 16 og de innvendige vannflatenivåer B kan overvåkes med henblikk på ytterligere inngangssignaler til ventilkontrolleren 30. The pressure in the chambers 16 and the internal water surface levels B can be monitored for additional input signals to the valve controller 30.

I den udrevne versjon av oppfinnelsen er kompressorene 28 og sammenkoplingsledningene 27 utelatt, og gasstankene 24 og 25 drives som én tank og forbindes innbyrdes ved å åpne ventilen 31. Kontrolleren 30 bevirker deretter åpning og stenging av ventilen 29 i avhengighet av den fartøystilling som spores av detektoren 18. ventilene 29 kan i dette tilfelle bestå av store, ringformede klaffe- eller glideventiler som kan åpnes eller lukkes fullstendig i avhengighet av en åpne- eller stenge-kommando som utgår fra kontrolleren 30. Hvis en gitt ventil 29 er åpen og vannivået i det motsvarende kammer 16 bringes til å stige grunnet bølgevirkning, vil den innestengte luft i den øvre' del av kammeret fritt kunne innstrømme i tankene 24 og 25, gjennom den motsvarende ledning 23, slik at vannivået i kammeret 16 kan stige stort sett uhindret. Hvis derimot vannivået i kammeret 16 tvinges til å synke som følge av bølgebevegelse, vil denne synkning kunne foregå stort sett uhindret på grunn av ventilen 29 som er innkoplet i ledningen 20 eller 21. Hvis imidlertid en gitt ventil 29 er stengt og vannet i det motsvarende kammer 16 forsøker å stige eller synke, vil en slik stig-ning eller synkning bare kunne gjennomføres under motvirkning av en kraft som utvikles ved kompresjon eller ekspansjon av den innestengte luft i den øvr„e del av kammeret. Derved vil stig-ningen eller synkningen av vannivået i kammeret 16 i dette tilfelle hemmes. På denne måte kan ventilene 29 ved sin virkemåte kontrollere oppdriftsvariasjonene i kamrene 16 og gi tilsvarende stabilisering. Tankene 24 og 25 kan betraktes som midler-tidig forråd for pneumatisk energi for overføring fra og til kamrene 16. En hensiktsmessig konstruksjonsform kan alternativt gjøre det mulig å utelate tankene 24 og 25 og erstatte disse med atmosfæren som "forråd" for pneumatisk energi. In the unpowered version of the invention, the compressors 28 and connecting lines 27 are omitted, and the gas tanks 24 and 25 are operated as one tank and interconnected by opening the valve 31. The controller 30 then causes the opening and closing of the valve 29 depending on the vessel position as tracked by the detector 18. the valves 29 can in this case consist of large, ring-shaped flap or slide valves which can be opened or closed completely depending on an open or close command emanating from the controller 30. If a given valve 29 is open and the water level in the corresponding chamber 16 is caused to rise due to wave action, the trapped air in the upper part of the chamber will be able to freely flow into the tanks 24 and 25, through the corresponding line 23, so that the water level in the chamber 16 can rise largely unimpeded. If, on the other hand, the water level in the chamber 16 is forced to drop as a result of wave motion, this drop will be able to take place largely unhindered due to the valve 29 which is connected to the line 20 or 21. If, however, a given valve 29 is closed and the water in the corresponding chamber 16 tries to rise or fall, such a rise or fall will only be possible under the counteraction of a force developed by compression or expansion of the trapped air in the upper part of the chamber. Thereby, the rise or fall of the water level in the chamber 16 will in this case be inhibited. In this way, the valves 29 can by their operation control the buoyancy variations in the chambers 16 and provide corresponding stabilization. The tanks 24 and 25 can be considered as temporary storage for pneumatic energy for transfer from and to the chambers 16. An appropriate construction form can alternatively make it possible to omit the tanks 24 and 25 and replace these with the atmosphere as "storage" for pneumatic energy.

I det .udrevne system er kontrollerens 30 algoritme bestemt for beregning av toppfrekvensen og spektrene for de opptredende fartøybevegelser under slingring, rulling og stamping. Det re-fereres derved, i kontrolleralgoritmen ti-1 et forutinnstilt "registrerings-"bord for avlesing av det optimale stillingsmøn-ster for helt åpen eller helt lukket ventil, for maksimal bølge-demping. Dette mønster overføres til ventilene som kommandoer for ventildrift. Kontrolleren kan innbefatte en innretning for manuell utsjalting og overvåking av ventilstillinger, som gjør det mulig for fartøysjefen å bestemme over det valgte ventil-stillingsmønster. In the unpowered system, the controller's 30 algorithm is determined for calculating the peak frequency and spectra for the occurring vessel movements during yawing, rolling and pitching. Reference is thereby made, in the controller algorithm ti-1, to a preset "registration" table for reading the optimal position pattern for fully open or fully closed valve, for maximum wave damping. This pattern is transmitted to the valves as commands for valve operation. The controller can include a device for manual switching and monitoring of valve positions, which enables the commander to decide on the selected valve position pattern.

I iikhet med kontrolleren i det drevne system kan kontrolleren i det udrevne system bli anordnet automatisk, selv om et manuelt system vil gi en redusert bevegelses-stabiliseringsvirk-ning. In accordance with the controller in the driven system, the controller in the non-driven system can be arranged automatically, although a manual system will give a reduced movement stabilization effect.

Den udrevne versjon er i stand til å fremkalle oppdrifts-variasjoner av tilstrekkelig størrelse til å gi delvis demping (opp.til ca. 60%) av bevegelse som forårsakes av bølger. Hvis det ønskes en større grad av stabilisering enn dette, fremdeles uten anvendelse av den fullt drevne versjon, kan det udrevne stabiliseringssystem suppleres med kraftdrevet stabilisering i nødvendig utstrekning. The unpowered version is capable of inducing buoyancy variations of sufficient magnitude to provide partial damping (up to approx. 60%) of motion caused by waves. If a greater degree of stabilization than this is desired, still without using the fully powered version, the unpowered stabilization system can be supplemented with power-driven stabilization to the necessary extent.

Istedenfor de enkle kamre 16 kan det anvendes kamre som opptar et opp- og nedadgående stempel som bevirker at luften over stemplet skilles fra vannet under stemplet. Det kan også anvendes et kammer hvis innvendige form kan endres med henblikk på stabiliseringskontroll. Det kan f.eks. være anordnet en opp-blåsbar, toroideformet sekk på kammerets innervegg, slik at kammerets innvendige tverrsnitt i en gitt sone i høyderetningen kan forandres ved oppblåsing og tømming av sekken, hvilket vil inn-virke på forutfastlagt vis på den måte hvorpå kammerets oppdrift vil variere med varierende vannstand i kammeret. Instead of the simple chambers 16, chambers can be used which accommodate an upward and downward piston which causes the air above the piston to be separated from the water below the piston. A chamber can also be used whose internal shape can be changed for the purposes of stabilization control. It can e.g. an inflatable, toroid-shaped bag be arranged on the inner wall of the chamber, so that the internal cross-section of the chamber in a given zone in the height direction can be changed by inflating and deflating the bag, which will affect in a predetermined way the way in which the buoyancy of the chamber will vary with varying water level in the chamber.

I den modifiserte utførelsesform ifølge fig. 4 og 5 er det, i tillegg til flytekamrene 16 i støttebenene 12, anordnet flytekamre 116 på fartøyets ytterside, eksempelvis som konsentriske, sirkulære krager på de vertikale, sylinderformede støtteben. Slike utvendige flytekamre kan være anordnet i hvilket som helst, hensiktsmessig antall, såsom åtte kamre ifølge fig. 4 og 5. Det bør bemerkes at de utvendige kamre kan erstatte de innvendige flytekamre istedenfor å supplere disse. Anbringelse av flytekamrene på fartøyets ytterside har den praktiske fordel at far-tøyer som er i kontinuerlig drift, kan etter-utstyres med stabiliseringsmidler ifølge oppfinnelsen. En konsentrisk, sirkulær krage representerer bare én av mulighetene for anbringelse av flytekamre på utsiden av fartøyskroget. Tallrike andre, alter-native plasseringssteder for utvendige flytekamre kan komme til anvendelse. Visse plasseringer av utvendige flytekamre med-fører den sekundæreffekt at dekks-nyttelasten kan økes vesent-lig i forhold til og ut over nyttelasten for det umodifiserte fartøy. In the modified embodiment according to fig. 4 and 5, in addition to the float chambers 16 in the support legs 12, float chambers 116 are arranged on the outside of the vessel, for example as concentric, circular collars on the vertical, cylindrical support legs. Such external float chambers can be arranged in any appropriate number, such as eight chambers according to fig. 4 and 5. It should be noted that the external chambers can replace the internal float chambers instead of supplementing them. Placement of the floating chambers on the outside of the vessel has the practical advantage that vessels which are in continuous operation can be retrofitted with stabilizing agents according to the invention. A concentric, circular collar represents only one of the possibilities for placing float chambers on the outside of the vessel's hull. Numerous other alternative locations for external float chambers can be used. Certain placements of external buoyancy chambers have the secondary effect that the deck payload can be significantly increased in relation to and above the payload for the unmodified vessel.

Det kan være fordelaktig at vannstanden B i flytekammeret 116 befinner seg i samme vertikalhøyde som det utvendige nivå for stille vann, og i dette øyemed vil kamrene bare være delvis plassert under vannflaten. Det påpekes, at selv om tegningene viser innvendige flytekamre som befinner seg fullstendig under vannflaten og utvendige flytekamre som er plassert delvis under vannflaten, kan det, innenfor oppfinnelsens ramme, anvendes utvendige flytkamre som er plassert fullstendig under vannflaten og/eller innvendige flytekamre som befinner seg delvis under vannflaten. It may be advantageous that the water level B in the floating chamber 116 is at the same vertical height as the external level for still water, and in this regard the chambers will only be partially located below the water surface. It is pointed out that, although the drawings show internal floatation chambers that are located completely below the water surface and external floatation chambers that are located partially below the water surface, it is possible, within the scope of the invention, to use external floatation chambers that are located completely below the water surface and/or internal floatation chambers that are located partly below the water surface.

For den udrevne versjon kan ventilene som forbinder flytekamrene med de pneumatiske reservoarer eller med atmosfæren, holdes permanent åpne eller lukket for å forandre fartøyets flytetilstand under en storm, istedenfor å styres på slik måte at de åpnes og stenges i løpet av den enkelte topp/dal-bølgesyk-lus . For the unpowered version, the valves connecting the float chambers to the pneumatic reservoirs or to the atmosphere can be held permanently open or closed to change the vessel's buoyancy during a storm, rather than being controlled to open and close during each peak/trough - wave sickness-lice .

I fig. 6<p>g 7 er konstruksjonen av et av kamrene 116 vist mer detaljert.Kammerets underende 117 er åpen mot sjøen. Kammeret er delt i tre avdelinger ved hjelp av skillevegger 140 som forløper vertikalt nedad fra et horisontalskott 141 til underenden 117. Skilleveggene har ikke avgjørende betydning, men bidrar til stabiliseringskontroll, idet det ringformede kammer 116 kan behandles som tre atskilte avdelinger. En ventil 129 (som i prinsipp motsvarer ventilen 29 i fig. 3) regulerer gasstrømmen gjennom en kanal 142 som står i forbindelse med den avdelingens øvre ende. -Kanalen 142 er ført gjennom ventilen 129 og til et par ledningsrør (vist skjematisk ved 143) som står i forbindelse med tankene henh..24 og 25 (se fig. 3). In fig. 6<p>g 7 the construction of one of the chambers 116 is shown in more detail. The lower end 117 of the chamber is open to the sea. The chamber is divided into three compartments by means of partitions 140 which extend vertically downwards from a horizontal bulkhead 141 to the lower end 117. The partitions are not of decisive importance, but contribute to stabilization control, as the annular chamber 116 can be treated as three separate compartments. A valve 129 (which in principle corresponds to the valve 29 in Fig. 3) regulates the gas flow through a channel 142 which is connected to the upper end of that compartment. - The channel 142 is led through the valve 129 and to a pair of conduit pipes (shown schematically at 143) which are in connection with the tanks 24 and 25 (see fig. 3).

Hvis atmosfæren benyttes som "reservoar", vil kanalen 142 være forbundet med en rørledning 144, gjennom ventilen 129. Detal-jen som er vist i sirkelen M, er den samme for hver avdeling. Det bør her bemerkes, at selv om delingen av et flytekam mer er vist i fig. 6 og 7 i forbindelse med et utvendig flytekammer, er konstruksjonen like anvendelig i et innvendig flytekammer. If the atmosphere is used as "reservoir", the channel 142 will be connected to a pipeline 144, through the valve 129. The detail shown in the circle M is the same for each department. It should be noted here that although the division of a float chamber is more clearly shown in fig. 6 and 7 in connection with an external float chamber, the construction is equally applicable in an internal float chamber.

Fig. 8, 9 og 10 viser en lekter eller monoskrog-konstruksjon som er innredet med innvendige flytekamre. Et kammer 16a er anordnet ved baugen og et kammer 16b ved akterenden, og hvert kammer er delt i fire seksjoner. Disse tjener for demping av slingring og stamping i motsjø. To ytterligere kamre 16c på-sidene av fartøyet er anordnet for demping av slingring og rulling i sidesjø. Selv om det ikke er vist, kan disse kamre også være delt av skillevegger. Den normale, innvendige vannstand er i fig. 8-10 angitt ved T og tilsvarer det utvendige vannivå, slik det fremgår. Samtlige kamre har åpen underende 17. Fig. 8, 9 and 10 show a barge or monohull construction which is fitted with internal floatation chambers. A chamber 16a is arranged at the bow and a chamber 16b at the stern, and each chamber is divided into four sections. These serve to dampen swaying and pounding in headwinds. Two further chambers 16c on the sides of the vessel are arranged for dampening swaying and rolling in side seas. Although not shown, these chambers may also be divided by partitions. The normal, internal water level is in fig. 8-10 indicated by T and corresponds to the external water level, as can be seen. All chambers have an open wondering 17.

Claims (17)

1. Fartøy,karakterisert vedstabiliseringsmidler omfattende minst ett kammer som er slik plassert at det i hvert fall delvis vil befinne seg under vannflaten når far-tøyet er nedsenket eller halv-nedsenket i vann, midler for sporing av fartøyets flytestilling i forhold til en forutfastlagt stilling, og for frembringelse av et avviksignal i overensstemmelse med den sporede flytestilling, og midler som reagerer på avviksignalet, for å regulere kammerets eller kamrenes oppdrift på slik måte at fartøyets flytestilling forandres i retning mot den forutfastlagte flytestilling.1. Vessel, characterized by stabilization means comprising at least one chamber which is positioned in such a way that it will be at least partially below the surface of the water when the vessel is submerged or semi-submerged in water, means for tracking the vessel's floating position in relation to a predetermined position , and for producing a deviation signal in accordance with the tracked floating position, and means that react to the deviation signal, to regulate the buoyancy of the chamber or chambers in such a way that the vessel's floating position changes in the direction towards the predetermined floating position. 2. Fartøy i samsvar med krav 1,karakterisertved at det, med innbyrdes avstand i fartøyets lengderetning, er anordnet flere kamre for korrigering under stamping og hiving.2. A vessel in accordance with claim 1, characterized in that, at a distance from each other in the longitudinal direction of the vessel, several chambers are arranged for correction during pounding and lifting. 3. Fartøy i samsvar med et av de foregående krav,karakterisert vedat det er anordnet et antall kamre med innbyrdes avstand i tverrskipsretning, for korrigering under rulling og hiving.3. Vessel in accordance with one of the preceding requirements, characterized in that a number of chambers are arranged at a distance from each other in the transverse direction, for correction during rolling and heaving. 4. Fartøy i samsvar med et av de foregående krav,karakterisert vedat kammeret eller hvert av kamrene er åpent for inntrengende vann.4. Vessel in accordance with one of the preceding requirements, characterized in that the chamber or each of the chambers is open to penetrating water. 5. Fartøy i samsvar med et av de foregående krav,karakterisert vedat midlene for endring av oppdriften omfatter innretninger for variering av gassvolumet i kammeret eller kamrene.5. Vessel in accordance with one of the preceding claims, characterized in that the means for changing the buoyancy include devices for varying the gas volume in the chamber or chambers. 6. Fartøy i samsvar med krav 5,karakterisertved at hvert kammers midler for endring av oppdriften omfatter minst én ventil som fungerer i avhengighet av det førnevnte, avviksignal og derved åpnes slik at gass kan strømme til og fra kammeret, eller lukkes for å hindre at gass strømmer til eller fra kammeret.6. Vessel in accordance with claim 5, characterized in that each chamber's means for changing the buoyancy comprise at least one valve which functions in dependence on the aforementioned deviation signal and is thereby opened so that gas can flow to and from the chamber, or closed to prevent gas flows to or from the chamber. 7. Fartøy i samsvar med krav 5 eller 6,karakterisert vedat det innbefatter et forråd for gass av lavt trykk og et forråd for gass av høyt trykk, og at hvert kammers midler for endring av oppdriften omfatter et ventilsystem for selektiv sammenkopling av kammeret med et av trykkforrådene.7. Vessel in accordance with claim 5 or 6, characterized in that it includes a supply for gas of low pressure and a supply for gas of high pressure, and that each chamber's means for changing the buoyancy comprise a valve system for selectively connecting the chamber with a of the pressure reservoirs. 8. Fartøy i samsvar med krav 7,karakterisertved at ventilsystemet også kan stenges, for å hindre at gass strømmer til og fra kammeret.8. Vessel in accordance with claim 7, characterized in that the valve system can also be closed, to prevent gas flowing to and from the chamber. 9. Fartøy i samsvar med krav 7 eller 8,karakterisert vedat forrådene for gass av høyt og av lavt trykk forsynes gjennom et antall kompressorer av for-skjellig kapasitet, hvor en eller flere av kompressorene kan bringes i funksjon på et gitt tidspunkt, for å frembringe en bestemt kraft.9. Vessel in accordance with claim 7 or 8, characterized in that the stores for high and low pressure gas are supplied through a number of compressors of different capacities, where one or more of the compressors can be brought into operation at a given time, in order to produce a certain force. 10. Fartøy i samsvar med et av kravene 5-9,karakterisert vedat gassen består av luft.10. Vessel in accordance with one of claims 5-9, characterized in that the gas consists of air. 11. Fartøy i samsvar med et av kravene 5-9,karakterisert vedat gassen er en inert gass.11. Vessel in accordance with one of claims 5-9, characterized in that the gas is an inert gas. 12. Fartøy i samsvar med krav 5,karakterisertved flytekammeret, eller hvert flytekammer, er forbundet med et gassforråd.12. Vessel in accordance with claim 5, characterized by the flotation chamber, or each flotation chamber, is connected to a gas supply. 13. Fartøy i samsvar med krav 5,karakterisertved at flytekammeret, eller hvert flytekammer, er forbundet med atmosfæren.13. Vessel in accordance with claim 5, characterized in that the float chamber, or each float chamber, is connected to the atmosphere. 14. Fartøy i samsvar med et av de foregående krav,karakterisert vedat kammeret, eller hvert kammer, er anordnet på yttersiden av fartøyet.14. Vessel in accordance with one of the preceding requirements, characterized in that the chamber, or each chamber, is arranged on the outside of the vessel. 15. Fartøy i samsvar med et av kravene 1-13,karakterisert vedat kammeret, eller hvert kammer, er anordnet innvendig i fartøyet.15. Vessel in accordance with one of claims 1-13, characterized in that the chamber, or each chamber, is arranged inside the vessel. 16. Fartøy i samsvar med et av kravene 1-13,karakterisert vedat det omfatter flere kamre hvorav minst ett er anordnet på yttersiden av fartøyet og minst ett er anordnet innvendig i fartøyet.16. A vessel in accordance with one of claims 1-13, characterized in that it comprises several chambers of which at least one is arranged on the outside of the vessel and at least one is arranged inside the vessel. 17. Fartøy i samsvar med et av de foregående krav,karakterisert vedat kammeret, eller i hvert fall ett av kamrene, er innvendig delt i et antall seksjoner.17. Vessel in accordance with one of the preceding claims, characterized in that the chamber, or at least one of the chambers, is internally divided into a number of sections.