SE1450545A1 - Anordning för isbrytning - Google Patents

Abstract

S283 P5SE LG/KOE SAMMANDRAG Uppfinningen avser en anordning for isbrytning med isbrytande skrcv pa farkost. Enligt uppfinningen nyttjas tva funktionellt sepa- rate element (I, II) med olika bredd (B; D), varav ett Ovre och bredare element (I) är beldget intill vattenlinjen (13) for brytning av obruten is (14), medan ett under detta belaget smalare element (II) Or avsett fOr transport av den brutna isen sidlOnges och under den obrutna isen (14). Det ovre bredare elementet (I), som Or forsett med ett i huvudsak platt underdelsparti (11) akterom en lutande framdel (10), Or anordnat att med liten anfallsvinkel (a), fOretradesvis mindre On °, bryta isen (14) nedat vid gang framat. Med en i huvudsak platt akterdel (12), som uppvisar en liten anfallsvinkel (c), foretrOdes- vis mindre On °, Or anordnad att bryta isen (14) nedat vid gang akterut, undre och smalare elementet (II) har i huvudsak vertikala sidopartier (7,8,9) vilka i farskeppet (7) och akter- skeppet (9) forseLts med markant kilform corn sidldnges skuffar den brutna isen (15) vars transport sid1anges och akterut paskyndas av bogpropellrar (17) och sidopropellrar (18).

Description

Bakgrund En vetenskaplig behandling av isbrytningsmotstand 5 publicerades 1888-1889 i Storbritannien av Robert Runeberg, en finsk ingenjor, i referensen [Runeberg, Robert; "On Steamers for Winter Navigation and Ice-breaking" uppsats nr. 2371 i Proceedings of the Institution of Civil Engineers 1888-1889]. I denna 10 referens beaktas enbart det motstAnd som uppstAr genom brytningen av isen och en formel presenteras fOr ber&kning av sambandet mellan motstAndskraften, R, och den vertikala kraf ten, V, vid brytning av ett solitt istacke av homogen tjocklek. Bland manga andra inkluderar formeln foljande 15 ingdngsparametrar: 13 friktionskoefficient vinkel mellan den genomsnittliga lutningen av akterskeppslinjerna och vattenlinjen vinkel mellan vattenlinje och genomsnittlig lutning av tvarsnitt tagna vinkelratt mot akterskeppslinjen I kommentar till hur dessa vinklar paverkar 25 isbrytningens effektivitet framlagger Runeberg foljande overst pa sidan 293 i nasanda ref erens [Runeberg, Robert: "On Steamers for Winter Navigation and Ice-breaking" Uppsats nr. 2371 i Proceedings of the Institution of Civil Engineers 1888-18891: "Med uppmarksamhet riktad mot designen av farkosten kan ur formeln for V slutsatsen dras att for att oka isbrytningskapaciteten ska vinklarna 0 and 13 vara sá smA 1 2 som majligt." Med andra ord bor lutningen hos akterskeppslinjen och spanten mot vattenlinjen vara sá liten som majligt for att maximera isbrytningens effektivitet.

Denna vetenskapliga insikt har varit allmant anvand pa isbrytare byggda for att bryta jamn is pa inlandsfarleder. De mest extrema exemplen har en anfallsvinkel p pa 0°, vilket leder till en helt platt 10 landningsfartygsbog, i kombination med en akterskeppsvinkel 0 pa mindre an 0.

Isbrytare huvudsakligen avsedda for tjdnst i oppet hay, dar kraftiga vallar finns, har rant en annan 15 utvecklingsprocess. Den forsta europeiska isbrytaren avsedd far drift i Oppet hay konstruerades och byggdes i Sverige for den finska regeringen 1890 och gays namnet Murtaja, vilket pa finska betyder brytare. Denna konstruktion av C.A. Lindvall hade en langd av 47,5 m, en 20 bredd av 10,9 m, ett djupgaende av 6,7 m och ett deplacement av 930 t. Den hade en propeller och en effekt av 1 MW. Linjerna och spantrutan for denna farkost visas i referensen [Runeberg, Robert: "Steamers for Winter Navigation and Ice-breaking", uppsats nr. 3191 i 25 Proceedings of the Institution of Civil Engineers 1900], och indikerar en skedformad bog med en genomsnittlig akterskeppsvinkel pa cirka 40° och en genomsnittlig anfallsvinkel pa cirka '60°. Vattenlinjen var ganska trubbig med en oppningsvinkel pa cirka 48° vid foren.

I Lung packis var Murtajas prestanda mycket otillfredsstallande eftersom den trubbiga bogen skot bruten is framfor sig och farkosten fastnade sá grundligt 3 att dynamit, sagar, yxor och isankare maste anvandas for att fa loss farkosten ur isens grepp. Denna extremt negativa erfarenhet resulterade i slutsatsen att en isbrytare avsedd for drift i Oppet hay maste vara utstyrd 5 med en relativt skarp kilformad bog for att undvika att skjuta is framfor sig. 1893 byggdes en isbrytande farja, Saint Marie, i Detroit, Michigan med design av Frank E. Kirby. Den var 10 utrustad med tva propellrar, en i aktern med en effekt av 1,4 MW och en i bogen med en effekt av 1,14 MW for en total effekt av 2,54 MW. Linjerna och spantrutan far denna farkost visas i referensen [Runeberg, Robert: "Steamers for Winter Navigation and Ice-breaking", uppsats nr. 3191 15 i Proceedings of the Institution of Civil Engineers 1900], och utvisar nastan identiska tamligen skarpa kilformer i bogen och aktern, vilket är att forvanta for att hysa propellrarna. Enligt rapporter som nadde Finland arbetade denna farja med stor framgang i tung packis genom att 20 alternativt kora bogpropellern fullt bakat och fullt framat under langsam gang. 1895 skickades en finsk ingenjor, Konstantin Jansson, for att dokumentera drif ten av dessa farjor och foljande ãr skickades ocksa en finsk sjokapten, L. Melan, till Stora sjoarna for att 25 tillgodogora sig den operativa effektiviteten has Kirbys design. Jansson och MelAn rekommenderade bada att nasta finska isbrytare skulle vara utrustad med tva propellrar, en vid var &ride, aven am kostnaden fOr farkosten skulle Oka, referens [Ramsay, Henrik: "I kamp med ostersjons isar" Helsingfors 1947].

Den andra finska isbrytaren byggdes i Newcastle upon Tyne 1898 och gays namnet Sampo, med en langd av 61,6 4 m, en bredd av 13,1 m, ett djupgAende av 5,56 m och ett deplacement av 2,050 t. Den utrustades med tvA propellrar, en i aktern med en effekt av 1 MW och en i bogen med en effekt av 0,88 MW for en total effekt av 1,88 MW. Linjerna 5 och spantrutan for denna farkost visas i namnda referens ["Steamers for Winter Navigation and Ice-breaking", uppsats nr. 3191 i Proceedings of the Institution of Civil Engineers 19001 och är i hog utstrackning i enlighet med Kirbys design for Stora sjoarna. Uppenbarligen var 10 operatorerna najda med en kilformad skrovform forsedd med propellrar i bogen liksom i aktern eftersom denna design inte andrades avsevart tills 1980-talet for isbrytare avsedda for drift i norra delen av Ostersjon.

Utvecklingen av isbrytare avsedda for polaromrAden har varit nAgot annorlunda an fOr isbrytare avsedda fOr mer tempererade klimat. Den forsta isbrytaren som testades i Arktis var den ryska isbrytaren Ermak sponsrad av amiral Makaroff och byggd 1898 i Newcastle upon Tyne. I namnda 20 referens ["Steamers for Winter Navigation and Ice-breaking", uppsats nr. 3191 i Proceedings of the Institution of Civil Engineers 1900] beskrivs denna sAlunda: "I februari 1983 foredrog forfattaren en uppsats 25 infOr den ryska kejserliga ingenjorsvetenskapsakademin med titeln 'The Possibility of Winter Navigation to St.Petersburg.'" I denna uppsats var slutsatsen att vintersjofart till Sankt Petersburg inte borde vara omojlig. Det ãr amiral Makaroff vi ska tacka for att ha 30 framf6rt detta forslag till en praktisk test. DA finansdepartementet lost finansieringen bestallde amiral Makaroff isbrytaren frAn Firma Armstrong, Whitworth & Company, och den 16 mars 1899 anlande hon till Kronstadt, mott av en entusiastisk folkmassa pa isen. Linjerna for detta skepp liknar mycket dem hos Sampo, fastan Ermak ár mycket storre. Ermaks langd var 97,5 m, bredd 21,6 m, djupgaende 8,54 m och deplacement 7,875 t. Fran barjan 5 utrustades hon med fyra propellrar, var och en pa 1,56 MW for en total effekt av 6,24 MW. En propeller var monterad i bogen medan de tre andra med ett enda midskeppsroder var belagna i aktern. I namnda referens ["Steamers for Winter Navigation and Ice-breaking", uppsats nr. 3191 i 10 Proceedings of the Institution of Civil Engineers 1900] beskrivs Ermaks forsta resa salunda: Den 5 mars seglade Ermak fran Tyne. Fast is stottes pa i Finska Viken, mellan Reval och Hogland, varvid skeppet passerade igenom denna svarighet; men dá 15 hon motte svar packis fastnade hon ibland, och maste anvanda isankare for att komma loss, tjockleken av packisen uppskattades till mellan 25 och 30 fot. Det tog salunda farkosten narapa tre och en halv dagar att passera fran starten av den sammanhangande isen till Kronstadt, 20 men under den tiden stannade baten fOr att tillata viss vila for besattningen, vilken inte var vid full styrka. Fastan slutet framgangsrikt naddes ãr det uppenbart att amiral Makaroff hade /Att i att insistera pa att effekten inte skulle vara under 10 000 IHP." I en not i referensen ["Steamers for Winter Navigation and Ice-breaking", uppsats nr. 3191 i Proceedings of the Institution of Civil Engineers 1900] beskrivs Ermaks initiala provningar i arktiska vatten pa foljande satt: "Sedan det tidigare skrevs har Ermak atervant fran 30 sin sommartur i Norra ishavet, dar hon inte helt lyckats. Efter ett forsok vid isen nara Spetsbergen togs hon tillbaks till Newcastle far att fa fler platspant och langsgaende stringrar insatta, nagra nya platar utbytta 6 och ett antal platar omnitade. Da ett blad pa den framre propellern hade gatt sonder och axeln blivit ocentrerad beslots att avldgsna den framre propellern helt och hallet, och Ermak for pa sin andra fard for att betvinga 5 Norra ishavet; denna var dock knappast mer hoppingivande och hennes sjoegenskaper visade sig vara otillfredsstallande, vilket skulle kunna ha att forutsagts givet hennes starkt lutade sidor.

Man bor ha i atanke att effekten pa den framre propellern bara är 96 av den totala effekten, medan enligt erfarenhet fran USA - som med framgang anammades pa Sampo - är det onskvart att ha effekten nastan jamt fordelad, eller sag 96 pa den framre propellern. Den 15 forhallandevis stora ineffektiviteten hos Ermak kan till viss del forklaras av denna daliga avvagning." Det bor papekas att efter avlagsnandet av bogpropellern var det mojligt att Oka angtrycket i de tre 20 Aterstaende angmaskinerna for att oka effekten i var och en frail 1,56 MW till 1,88 MW till totalt 5,94 MW, eller enbart 5 % reduktion av den totala effekten. Runeberg gor ¥ en kommentar am det valkdnda faktum att den konventionella kilformade isbrytarskrovformen med lutade 25 sidor är mycket ineffektiv i stora vagor.

Runebergs kommenterar att Ermak skulle ha gynnats av mer effekt i bogen.ar sakert korrekt i Ostersjoisbetingelser eftersom deplacementet hos Ermak var 30 nastan fyra ganger storre an det fOr Sampo medan effekten i bogpropellern enbart var 77 % storre. Det beskrivs att battre gang med Sampo i Ostersjoisbetingelser Astadkoms genom accelerering an genom att gá sakta och med 7 bogpropellern vdxlande mellan fullt framat och bakat, sasom foredras pa Stora sjoarna. Om man accelererar med hog fart med ndstan fyrfaldigt deplacement och mer an trefaldig effekt hos Ermak kommer man att trdnga mycket 5 ldngre in i packisen, vilket avsevdrt okar sannolikheten for att bli insparrad i isen i j&mforelse med Sampo.

Runebergs kommentar att starre effekt pa bogpropellern kan ha varit till fordel i arktiska 10 isbetingelser visar okunnighet om styrkan i och tjockleken av gammal flerarig is som obruten kommer i kontakt med en bogpropeller monterad pa en konventionell kilformad bog dá den erforderliga accelerationen gars med är den enda mojliga metoden for att tvinga farkosten igenom is som 15 inte kan genomtrdngas med en kontinuerlig framforingsfart. Efter den negativa erfarenheten med bogpropellern has Ermak har ingen polarisbrytare seriost foreslagits att utrustas med bogpropeller.

Efter Ermak och Sampo genomgick designen av isbrytare avsedda for drift i oppet hay inte nagra storre forandringar under ndstan 70 ár, ddr den storsta forbdttringen var installationen av dieselelektrisk drift pa den svenska isbrytaren Ymer byggd vid Kockums i Malmo 25 1933. Detta var ett djdrvt och framgangsrikt experiment for att forbdttra brdnsleeffektiviteten. Det kilformade skrovet forblev sa gott som oforandrat med tre propellrar i aktern med ett midskeppsroder fOr polarisbrytare. For isbrytare avsedda for icke polar drift okade antalet 30 propellrar gradvis till fyra, tva i bogen och tva i aktern med ett enda midskeppsroder. Med Okande effektnivaer maste avstandet mellan de tva akterpropellrarna okas med resultatet att propellerstrommarna inte langre kunde ná 8 midskeppsrodret, vilket gjorde detta ineffektivt vid lAga farter.

Efter denna period av stagnation har flera nya 5 koncept testats i full skala varav de viktigaste fortecknas nedan. 1969 modifierade Esso oljetankfartyget Manhattan till en isbrytningsfarkost for att testa genomforbarheten av oljetransport Aret runt igenom NordvAstpassagen. 10 Tankfartyget utrustades med tvA propellrar och tvA roder i aktern vilka efter lAmplig forstarkning arbetade tillfredsstdllande ¥ i flerarig is, ehuru farkosten var forhindrad att arbeta effektivt i aktermod eftersom Angturbinmaskinerna enbart kunde leverera 35 % av den 15 totala effekten vid backning. 1974 mottog den svenska regeringen Atle, den forsta isbrytaren utrustad med tvillingroder byggd pA Wartsilds skeppsvarv i Helsingfors, Finland. Initialt var 20 bada styrinrattningarna forbundna med varandra via stAnger. Vid gang bakAt i kraftiga isvallar gay skjuvringarna som var installerade pA dessa stanger efter och ett antal timmar mAste Agnas at att ersatta skjuvringarna. Nar de tvA styrinrattningarna separerats 25 arbetade tvillingrodren fullt tillfredsstdllande. 1976 levererades amerikanska kustbevakningens isbrytare Polar Star med en gasturbinmaskin och propellrar med reglerbar stigning, ett tappert men misslyckat 30 experiment. SA snart som propellrarna drevs i tjock polaris gay stigningsandringsmekanismen efter och farkosten var tvungen att AtergA till hamn fOr omfattande reparationer. 9 1979 mottog Dome Petroleum i Calgary, Alberta, Kanada den kombinerade isbrytaren, ankarhanteringsbogseraren och supplyfartyget Kigoriak byggd vid Saint John Shipbuilding 5 & Dry Dock Co Ltd i New Brunswick, Kanada. Denna farkost utrustades med en trubbig skedformad bog och en enda propeller med reglerbar stigning skyddad av ett extremt starkt munstycke omkring propellern. Genom att aggressivt arbeta i tjock flerarig is under fard igenom 10 Nordvastpassagen pa leveransresan frail byggarens vary till Beauforthavet demonstrerades belt och fullt det skydd som gays av munstycket. Enbart relativt smA isstycken kan ná propellerbladen inuti munstycket och salunda reduceras dramatiskt belastningarna pa stigningsandringsmekanismen. 15 Eftersom det dessutom inte sker nagon fastkilning av is mellan propellerbladet och fartygsskrovet ar det enkelt att reducera stigningen nar is tranger in i propellern och salunda bibehalla fullt varvtal, vilket behovs for att mojliggora far dieselmotorn att leverera full effekt.

Kigoriak utrustades aven med ett bogsmorjningssystem med pumpar som lyfte stora mangder havsvatten ovanpa isen framfor bogen for att reducera friktionen mellan isen och skrovet. Detta, tillsammans med den avsevarda effektokningen jamfort med den gamla Murtaja, undanrojde 25 benagenheten att skjuta is framfor bogen, vilket hade resulterat i att trubbiga bogar pa isbrytare for oppet hay overgavs 1890. Kigoriak utrustades med ett relativt langt parallellt mittskrov med vertikala sidor. Far att gora det mojligt att gira farkosten i ett solitt istacke utrustades 30 hon med upprymmare som gjorde bogpartiet 2 m bredare an midskeppspartiet och salunda skapa utrymme far aktern att forflytta sig sidlanges i den brutna rannan. 10 1986 testades den modifierade ryska isbrytaren Mydyug i relativt tjock is i fjordarna vid Spetsbergen, Referens [Gunter R. Varges, Thyssen Nordseewerke GMBH: "Advances in Icebraker Design - The conversion of the 5 Soviet Polar Icebraker Mydyug into a Thyssen/Waas Ship" 6th WEMT Symposium Travemande, 2 till 5 juni 1987]. Farkosten hade ursprungligen byggts i Finland med en kilformad bog med en genomsnittlig akterskeppsvinkel pa 24,4° och en genomsnittlig anfallsvinkel pa 49°, en 10 vattenlinjelangd av 79 m, en vattenlinjebredd av 20 m, ett djupgaende av 6,5 m och ett deplacement av 6 211 t. Efter konverteringen, utford vid det tyska skeppsbyggnadsforetaget Thyssen Nordseewerke, ãr den genomsnittliga akterskeppsvinkeln 12°, den genomsnittliga 15 anfallsvinkeln ãr 0° - en helt platt bog - vattenlinjelangden 93,2 m, vattenlinjebredden 20 m vid mittskrovet och 22,2 m over bogen, djupgaendet oforandrat vid 6,5 m och deplacementet okat till 7 744 t - cirka 25 storre an fore konverteringen. Framdrivningseffekten ãr 20 densamma, 7 MW, fore och efter konverteringen. Den nya bogen resulterade i en dramatisk okning av den istjocklek farkosten kan bryta vid en fart av 3 knop, den okade fran cirka 0,8 m till cirka 1,5 m. Farten i Oppet vatten forblev oforandrad vid 16,1 knop aven om deplacementet 25 hade okat med cirka 96. Farkostens rorelser i havslage forbattrades radikalt med den nya bogen aven om slangningen Okade.

Uppfinningen Ett nytt skrovkoncept har utvecklats som bestar av tva element 1,11 som funktionellt âr totalt olika. I den ovre delen I ãr ett parti 10 som kommer i kontakt med 11 obruten is 14 vid rarelse forut i en rak linje helt platt - anfallsvinkeln ar noll - vilket bryter isen och tvingar de brutna styckena tillrdckligt langt ner sá att de kan transporteras sidldnges under det obrutna istdcket pa bada 5 sidor om isbrytaren. Det undre elementet är kilformat i bogen och aktern och har vertikala sidor - anfallsvinkeln dr 900 mot horisonten - for att effektivt skjuta bruten is under det solida istacket pa bada sidor och dven tillhandahalla stod for propellrar och roder. Vid rorelse 10 akterut fungerar den nya skrovformskombinationen, som presenteras i figurerna 6,7 och 10, praktiskt taget samma satt.

Den nya skrovformskombinationen är ¥ forsedd 15 med en ny typ av upprymmare sasom kan ses i figurerna 510. Upprymmare som hittills anvants pa isbrytare eller isbrytningsfarkoster är beldgna vid eller ndra skdrningen mellan bog och mittskrov for att tillhandahalla en bruten ranna som är bredare an mittskrovet, vilken salunda kan 20 gira i denna bredare rdnna. Den nya typen av upprymmare som presenteras har tacker hela avstandet fran det framsta partiet av bogen hela vdgen till det bakersta partiet av aktern. For att gora det mojligt att gira i ett solitt istacke är det ovre partiet av upprymmaren lutat pa ett 25 sadant sdtt att den kan bryta isen uppat ndr farkosten girar, sasom visas i figur 10 och salunda skapa utrymme for sidldnges forflyttning av farkosten. Far att forhindra att bruten is nar ddcksniva under en girning kan en utsvallning anordnas ett gott stycke ovanfOr vattenlinjen 30 sasom visas i figur 18.

En framdrivningskonfiguration som forstdrker funktionerna has skrovkombinationen som presenteras ovan visas i figurerna 11-18. Den radikalaste nyheten är 12 anordna bogpropellrar pa isbrytare avsedda for drift i flerarig is och att aterinfora dem pa isbrytare avsedda for drift i ettarig is. De foreslagna bogpropellrarna är dock mycket annorlunda an bogpropellrar som anvdnts 5 tidigare. Pa de fern isbrytarna av typen Atle som levererades pa 1970-talet, de senaste isbrytarna forsedda med propellrar fram, är bogpropellrarna monterade pa axlar som ãr direkt forbundna med de elektriska propellermotorerna och salunda kommer propellerstrommen 10 att trdffa sidan av den kilformade bogen innan den vrids till en riktning som foljer farkostens vattenlinjer. Detta reducerar i hog grad nettodragkraf ten has propellern och begrdnsar betdnkligt majligheten att transportera bruten is mom isvallar mot aktern av farkosten nar det tjockaste 15 partiet av isvallen är beldget vid eller nara den bredaste delen av farkosten. Vid rammning in i kraftiga vallar kommer bada bogpropellrarna pa en isbrytare av At/e-typ att fastna ndr isen pressas ihop omkring bogen, vilket mycket effektivt kommer att stoppa farkosten. Ddrefter 20 kommer det att ta tid att fa propellrarna att rotera igen och sedan ytterligare tid att fa loss farkosten ur isens grepp.

Bogpropellrarna i denna uppf inning arbetar mycket 25 annorlunda eftersom propellerstrommen riktas utmed kilen och bort fran midskeppspartiet av det undre skrovet sasom visas i figurerna 11 och 12. Propellerstrommen riktas ¥ uppat fOr att mota batten av det ovre skrovet i en vinkel och sAlunda tvinga den brutna isen under det solida 30 istdcket vid arbete i jam is. Vid isbetingelser ddr det finns mer is omkring farkosten kommer propellerstrommen att tvingas mot aktern ddr det finns utrymme fOr den brutna isen. Transporten av is mot aktern kommer att 13 forstdrkas av propellerstrommarna fran ett eller flera par sidopropellrar, sasom ocksa visas i figurerna 11 och 12. Propellerstrommen som Astadkoms av huvudpropellrarna belagna i den aktre anden av det undre skrovet kommer att 5 skapa utrymme for den brutna isen akterom farkosten. Utan istransporten som astadkoms av bog- och sidopropellrarna kommer tjockisen i vallar att stanna kvar dar den har brutits av isbrytaren och kommer salunda att stanna kvar sasom ett stort hinder for farkoster som foljer efter 10 isbrytaren. Bog- och sidopropellrarna som visas har kommer att fordela isvallen over ett mycket starre avstand och gar det salunda ldttare for de assisterade farkosterna att folja efter i den fara som oppnats av isbrytaren.

Konfiguration av bog- och sidopropellrarna visas i figurerna 13-15. For att uppna den nodvandiga styrkan for att klara kollisioner med stora och tjocka flerariga isstycken är propellern installd i en fix vinkel mot botten av det Ovre skrovet som propellern spolar ndr 20 farkosten är verksam i riktning framat. Munstycket är fast vid en rang ansats utrustad med ett vingliknande parti vid dess frdmre kant fOr att rotera stora isstycken bort fran framsidan av munstycket. Skyddad av munstycket finns en propeller med reglerbar stigning som kan justera 25 propellerstigningen pa ett sadant sdtt att ett konstant propellervarvtal liksom den lampliga effektnivan upprdtthalls ¥ ndr isstycken tvingas igenom propellerskivan. Genom att halla propellervarvtalet hogt ãr det enkelt fOr propellerbladen att effektivt skdra isen 30 till stycken som är tillrdckligt sma for att passera mellan bladen fOr att forena sig med propellerstrommen akterom propellern. 14 En spantruta av bogen i riktning mot aktern visas i figur 8. En spantruta av bogen i riktning mot den framre delen visas i figur 9 och en spantruta av aktern riktning mot den framre delen visas i figur 10. Bredden pa 5 det Ovre skrovet maste alltid vara tillrackligt bred for att tillhandahalla skydd for bog- och sidopropellrarna. Skrovformkombinationen som presenteras i figurerna 6-10 visar ett Ovre skrov som är cirka tva ganger bredare an det undre skrovet men det Ovre skrovet kan vara avsevart 10 bredare an detta for att effektivt assistera stora farkoster. Det bor papekas att den maximala bredden for existerande isbrytare är cirka 30 m, vilket är avsevart mindre an bredden pa stora lastfartyg som behover isbrytarassistans. Anledningen till detta ar att en 15 konventionell kilformad isbrytare med 60 m bredd och 12 m djupgaende kommer att skjuta det mesta av den brutna isen under batten av farkosten och in i drivanlaggningen. Formkombinationen som presenteras har uppvisar inte detta problem och salunda kan den maximala bredden valjas fOr 20 att passa de farkoster som assisteras.

Framdrivningsarrangemanget som visas i figurerna 11 och 12 inkluderar tva huvudpropellrar i aktern tillsammans med tva stora roder, tva sidopropellrar och 25 tva bogpropellrar. Normalt skulle effekten has huvudpropellern valjas att vara ungefar lika med den kombinerade effekten has bog- och sidopropellrarna pa en sida av farkosten fOr att underlatta sidlanges forflyttning av farkosten vid lag hastighet pa samma Batt 30 som anvands pa konventionella isbrytare med fyra propellrar. Propellrar med reglerbar stigning har nackdelen att am stigningen reverseras utan att aven reversera rotationsriktningen sa kommer den reverserade dragkraf ten att bli lidande eftersom ett parti av bladen kommer att arbeta i fel riktning vid full reverserad effekt. Men ndr propellrarna drivs av en elektrisk motor sá kan rotationsriktningen enkelt reverseras vilket gar 5 att propellern med reglerbar stigning är lika effektiv som en propeller med fix stigning i den reverserade riktningen. 23

Claims (9)

S283 P5SE LG/KOE PATENT KRAV

1. Anordning for isbrytning med isbrytande skrov pi farkost kannetecknad ddrav, att skrovet bildas av tva funktionellt separata element (I,I1) med olika bredd, varav ett byre och bredare element (I) Or belaget intill avsedd vattenlinje (13) for brytning av obruten is (14), medan ett undre smalare element (II) Or avsett for transport av bruten is sidlanges och under den obrutna isen (14), att det bredare elementet (I) Or forsett med en i huvudsak platt lutande framdel (10) och uppvisar liten anfallsvinkel (a), foretradesvis mindre an °, och som Oven Or anordnad fOr att bryta isen (14) nedit vid gang akterut med en i huvudsak platt akterdel (12), som Or forsedd med en liten anfallsvinkel (c), foretradesvis mindre an ° och som mellan framdel (10) och akterdel (12) uppvisar ett i huvudsak helt platt underparti (11), som Or belaget nedanfor undersidan pa den tjockast jamna is som farkosten Or avsedd att bryta med kontinuerlig fart och samtidigt belaget utanfor den bredd (D) som det sagda nedre smalare elementet (II) uppvisar, med framdel (10), underparti (11) och akterdel (12) belagna vid farkostens maximala bredd (B) och som Or forsedda med inat lutande sidopartier (4,5) med en relativt star anfallsvinkel (e), foretradesvis mellan 45 och 60°, anordnat att vid girning bryta isen uppit vid ging i obruten is (14), och att det nedre smalare elementet (II) Or forsett med i huvudsak vertikala sidopartier (7,8,9) och i Dir (10) och i akter (12) i kOrriktningen uppvisar en kilform med liten oppningsvinkel (n,r), fOretradesvis mindre an °, varvid vid gang framat (7), tack vare kilformen Or anordnad att tvinga den darvid brutna isen sidlanges samt helt eller 24 till en del under den obrutna jamna isen (14) och vid ging akterut (9), tack vare kilformen tvinga den brutna isen sidlanges utmed akterdel (12) och underparti (11) for att minska mangden av is att komma i kontakt med farkostens 5 huvudpropellrar och roder (19,20).

2. Anordning enligt patentkrav 1, kannetecknad darav, att farkosten Or forsedd med Atminstone tvA sidoprooellrar (18) som Or monterade nertill pi sidopartierna (8) av skrovets smalare element (II), och som Or riktade sa att propellerstrommen uppat med liten vinkel (u), foretradesvis mindre On °, traffar underpartier (11) av det ovre elementet (I) for att darvid vid gang framat accelerera den brutna isen akterover och forhindra att denna is kommer i kontakt med fartygets huvudpropellrar (19).

3. Anordning enligt nagot av patentkraven 1-2, kannetecknad ddrav, att farkosten Or forsedd med atminstone tva bogpropellrar (17), vilka Or monterade nertill pi de forliga sidopartierna (7) av dot nedre smalare elementet (II) sâ riktade att propellerstrommen uppat med liten vinkel (s), foretradesvis mindre an °, och sidlanges med liten vinkel (x), foretradesvis halften av oppningsvinkeln (n), är anordnad att traffa underpartiet (11) av sagda bredare element (I), for att vid gang framat i jamn is accelerera den darvid brutna isen sidlanges under obruten is (14) och darigenom vasentligen eller helt gore den brutna rannan bakom fartyget isfri vid gang i jamn is och med kontinuerlig hastighet, samt som vid gang till exempel i isvallar, vars undre del stracker sig under den platta delen (11) av ovre elementet (I) och salunda Or anordnat att rikta propellerstrommen skapad av bogpropellrarna (17) akterut, sa att denna tillsammans med den akterut riktade propellerstrommen skapad av sidopropellrarna (18) flyttar mestadelen av isvallen till omrAdet akterom farkosten som salunda sprids over ett storre omrade och minskar ismotstandet for efterfoljande farkost.

4. Anordning enligt patentkrav 2 och 3, kasinetecknad darav, att side- och bogpropellrarna (17,18) är monterade pa en ansats (21) for att minska propellerstrOmmens kontakt med de vertikala sidopartierna (7,8).

5. Anordning enligt patentkrav 4, kdrinetecknad ddrav, att ett vingliknande utskjutande element (22), foretradesvis med sidolangd som Atminstone stracker sig till propel- lerns center, Or anordnat framfOr sido- och bogpropellrarna (17,18), for att tillsammans med ansatsen (21) Astadkomma rotation av brutna isflak samt forhindra dessa att blockera propellrarna (17,18).

6. Anordning enligt patentkrav 2-3, kammetecknad darav, att propellrar (17,18) är anordnade roterbara kring stodjepunkt vid sidorna av farkosten p1 satt som mOjliggor riktning av propellerstrommen framat eller akterOver, uppAt eller nerAt.

7. Anordning enligt patentkrav 1, kannetecknad daxav, att farkostens huvudpropellrar (19) Or anordnade roterbara kring stodjepunkter under aktern av farkosten pa satt som majliggOr riktning av propellerstrOmmen framAt eller akterOver, samt godtyckligt At bagge sidor, vilket gor att rodren (20) kan elimineras. 26

8. Anordning enligt patentkrav 1, kannetecknad &dray, att farkosten uppvisar drivpropeilrar som är anordnade att drivas medelst axel frAn en drivanldggning som är belagen framfor sagda propellrar i sagda nedre smalare element (II).

9. Anordning enligt patentkrav 1, kannetecknad dgtrav, att pa dacksnivan är skapad en utsvallning (23) som är anordnad att minska risken for att bruten is hamnar pA 10 dcket.