CN210653577U - 设备搭载浮式装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种设备搭载浮式装置，在立柱上设置潜体；并在潜体内开设第一压载舱，如此，通过向第一压载舱内装入压载物，降低设备搭载浮式装置整体的重心高度，减小设备搭载浮式装置随波浪起伏的摇摆幅度，从而使得整个装置被拖航和搭载设备后的稳性较好。同时，连接部的横截面积S0从靠近第二潜部的一端至另一端逐渐增大，有效增加了潜体与海水之间的接触面积，使得潜体与海水之间的摩擦阻力和粘性阻力增加，有利于提高装置在海上的运动阻尼。此外，当潜体入水时，连接部受到垂直于倾斜面的水压力可分为垂直方向的支撑力和水平方向的周向力；当本装置在外力作用下产生倾斜力矩后，连接部的垂向支撑力会产生恢复力矩阻止装置继续倾斜。
Description
技术领域
本实用新型涉及搭载平台技术领域，特别是涉及一种设备搭载浮式装置。
背景技术
海上风电装置主要有两种形式：固定式和浮式。浮式装置是指基础平台不与海床直接接触，而是通过浮体平台和系泊系统与海底相连，风电机组随浮体平台在局部区域控制范围内自由漂浮和运动，不同的浮体平台形式可适应不同的海洋环境。
传统的浮式装置采用多根立柱形式，并在立柱的底部布置有压水板。然而，该平台的第一压载舱布置在细长的立柱内，导致压载重量的重心较高，耐波性较差，从而导致装置在波浪中的运动幅度偏大，严重影响搭载设备的正常运行。
实用新型内容
基于此，有必要提供一种设备搭载浮式装置，降低装置整体的重心，提高装置的耐波性能，保证设备稳定运行。
其技术方案如下：
一种设备搭载浮式装置，包括：搭载结构，所述搭载结构用于搭载设备，所述搭载结构包括立柱；与潜体，所述立柱设置在所述潜体上，所述潜体内设有第一压载舱，所述第一压载舱用于装入压载物，其中，所述潜体包括第一潜部、第二潜部、及围设在所述第一潜部与所述第二潜部之间的连接部，所述第一潜部连接在所述立柱上，所述连接部的横截面积S0从所述连接部靠近所述第二潜部一端至所述连接部靠近所述第一潜部一端逐渐增大。
上述的设备搭载浮式装置，在立柱上设置潜体；并在潜体内开设第一压载舱，如此，通过向第一压载舱内装入压载物，使得装置的重心向装置底部转移，降低设备搭载浮式装置整体的重心高度，减小设备搭载浮式装置随波浪起伏的摇摆幅度，从而使得整个装置被拖航和搭载设备后稳性较好。同时，潜体包括连接部，连接部的横截面积S0从靠近第二潜部的一端至另一端逐渐增大，由此可知，本方案的连接部的表面则呈倾斜设置，这样，有效增加了第一潜部的截面积，同时增加了潜体与海水之间的接触面积，使得潜体与海水之间的摩擦阻力和粘性阻力增加，有利于提高设备搭载浮式装置在海上的运动阻尼。此外，连接部的横截面积S0从靠近第二潜部的一端至另一端逐渐增大，因此，当潜体入水时，连接部受到垂直于倾斜面的水压力可分为垂直方向的支撑力和沿着水平方向的周向力；当设备搭载浮式装置在外力作用下产生倾斜力矩后，连接部的垂向支撑力和轴向力会产生恢复力矩阻止装置继续倾斜，特别是在装置产生小角度的倾斜后，连接部两侧不平衡的支撑力将会产生更加有益的效果，进一步提高设备搭载浮式装置阻止倾斜的恢复力矩，从而使得装置的耐波性能得到有效提升，保证设备稳定运行。
下面结合上述方案对本实用新型的原理、效果进一步说明：
在其中一个实施例中，所述第一潜部的横截面积S1大于所述立柱的横截面积S2和所述第二潜部的横截面积S3。
在其中一个实施例中，所述第一潜部包括第一侧面，所述第二潜部包括第二侧面，所述连接部一端连接在所述第一侧面上，所述连接部另一端连接在所述第二侧面上。
在其中一个实施例中，所述第一潜部还包括承压面，所述第一侧面围设在所述承压面上，所述立柱设置在所述承压面上。
在其中一个实施例中，设备搭载浮式装置还包括第一加强件，所述第一加强件连接在所述潜体与所述立柱之间。
在其中一个实施例中，所述第一加强件为四个，四个所述第一加强件分别位于所述立柱的四周。
在其中一个实施例中，所述立柱与所述潜体均为两个以上，所述立柱与所述潜体一一对应设置。
在其中一个实施例中，设备搭载浮式装置还包括连接件，所述连接件连接在相邻两个立柱之间。
在其中一个实施例中，设备搭载浮式装置还包括第二加强件，所述第二加强件设置在所述连接件与所述立柱之间。
在其中一个实施例中，所述搭载结构还包括甲板，所述甲板架设在所述立柱上，所述甲板用于搭载所述设备。
在其中一个实施例中，所述设备搭载浮式装置还包括系泊结构，所述系泊结构设置在所述搭载结构上。
附图说明
图1为本实用新型一实施例所述的设备搭载浮式装置结构一视角图；
图2为图1中圈A处结构放大示意图；
图3为本实用新型一实施例所述的潜体结构示意图；
图4为本实用新型一实施例所述的设备搭载浮式装置结构另一视角图。
附图标记说明：
100、设备搭载浮式装置，110、搭载结构，111、立柱，1111、第二压载舱，112、甲板，113、连接件，114、第二加强件，115、安装架，120、潜体，121、第一压载舱，122、第一潜部，1221、第一侧面，1222、承压面，123、连接部，124、第二潜部，1241、第二侧面，130、系泊结构，131、系泊索，132、固定座，133、第一导向轮，134、第二导向轮，140、第一加强件。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本实用新型，并不限定本实用新型的保护范围。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本实用新型中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。
在一个实施例中，请参考图1与图4，一种设备搭载浮式装置100，包括：搭载结构110与潜体120。搭载结构110用于搭载设备，搭载结构110包括立柱111。立柱111设置在潜体120上，潜体120内设有第一压载舱121。第一压载舱121用于装入压载物。其中，潜体120包括第一潜部122、第二潜部124、及围设在第一潜部122与第二潜部124之间的连接部123。第一潜部122连接在立柱111上。连接部123的横截面积S0从连接部123靠近第二潜部124一端至连接部123靠近第一潜部122一端逐渐增大。
上述的设备搭载浮式装置100，在立柱111上设置潜体120；并在潜体120内开设第一压载舱121，如此，通过向第一压载舱121内装入压载物，使得装置的重心向装置底部转移，降低设备搭载浮式装置100整体的重心高度，减小设备搭载浮式装置100随波浪起伏的摇摆幅度，从而使得整个装置被拖航和搭载设备后稳性较好。同时，潜体120包括连接部123，连接部123的横截面积S0从靠近第二潜部124的一端至另一端逐渐增大，由此可知，本方案的连接部123的表面则呈倾斜设置，这样，有效增加了潜体120与海水之间的接触面积，使得潜体120与海水之间的摩擦阻力和粘性阻力增加，有利于提高设备搭载浮式装置100在海上的运动阻尼。此外，连接部123的横截面积S0从靠近立柱111的一端至另一端逐渐减小，因此，当潜体120入水时，受到海水的水压力可分为垂直方向的支撑力和水平方向的周向力；当本装置100在外力作用下产生倾斜力矩后，连接部122的垂向支撑力会产生恢复力矩阻止装置100继续倾斜，特别是在装置100已经产生小角度的倾斜后，连接部122阻止倾斜的潜体120部分入水更深，水压力增大，而且垂直方向的投影面积(接触面积)增大，因而在倾斜面的产生的阻止倾斜的恢复力矩显著增大，从而使得装置的耐波性能得到有效提升，保证设备稳定运行。另外，本实施例的设备搭载浮式装置100结构简单、施工方便，对辅助船的配套要求少；同时，可布置于开阔水域，不占用岸线资源，可避开交通要道。
需要说明的是，连接部123的横截面积应理解为垂直于连接部123的轴向，对连接部123进行剖切，剖切后，连接部123外表面在剖切面上围成的面积。为了便于理解，请参考图3，连接部123的横截面积为图3中S0表示的面积。
还需要说明的是，本实施例并不具体限定设备的类型，设备可为风力发电机、柴油发电机、汽油发电机或者其他设备。同时，本实施例也不具体限定压载物的种类，压载物可为海水、砂石或者其他压载物。
具体地，第一潜部122、连接部123及第二潜部124为一体化结构，如此，使得潜体120结构更加稳定。同时，也便于潜体120的生产制作。
进一步地，请参考图1与图3，第一潜部122的横截面积S1大于立柱111的横截面积S2。由此可知，立柱111与潜体120构成上小下大、头轻脚重的结构形态，有利于设备搭载浮式装置100的重心向整个装置底部移动，使得设备搭载浮式装置100在海上更加平稳。具体在本实施例中，第一潜部122与立柱111均为圆形截面或多边形截面的结构，第一潜部122的直径为立柱111的直径的2倍以上。
更进一步地，第一潜部122的横截面积S1也大于第二潜部124的横截面积S3，如此，在排水体积限定的情况下可以使得S1达到最大。同时，将第二潜部124的横截面积小于第一潜部122的横截面积设置，使得连接部123更容易形成上大下小的变截面结构，从而使得连接部123与更多的海水接触。
在一个实施例中，请参考图3，第一潜部122包括第一侧面1221。第二潜部124包括第二侧面1241。连接部123一端连接在第一侧面1221上，连接部123另一端连接在第二侧面1241上。由此可知，第一潜部122、连接部123及第二潜部124依次过渡连接，即，第一潜部122的横截面积大于或者等于连接部123的横截面积，且，连接部123的横截面积大于或者等于第二潜部124的横截面积，如此，使得潜体120的外表面呈由上至下逐渐变小的结构，从而使得潜体120水动力特征更好。同时，第二潜部124的横截面积小于或者等于连接部123的横截面积，避免第二潜部124过大而导致在垂直方向遮住连接部123一部分，从而避免连接部123与海水之间因接触作用力的减少而导致连接部123与海水之间的摩擦阻力和粘性阻力降低。此外，本实施例设置第一侧面1221与第二侧面1241，有利于增加潜体120在水平方向的接触面积，当潜体120随风浪流摆动时，海水会在水平方向对第一侧面1221与第二侧面1241施加阻力，阻止潜体120随风浪流作用产生的摇摆，如此，大大提高了设备搭载浮式装置100的耐波性能。
可选地，第一侧面1221与第二侧面1241均可为圆柱面、圆台面、三棱柱面、四棱柱面、五棱柱面或者其他形状侧面。
进一步地，请参考图3，第一潜部122还包括承压面1222。第一侧面1221围设在承压面1222上。立柱111设置在承压面1222上。如此，通过承压面1222，使得立柱111稳定安装，从而使得设备搭载浮式装置100结构更加稳定。
在一个实施例中，请参考图1，设备搭载浮式装置100还包括第一加强件140。第一加强件140连接在潜体120与立柱111之间。如此，将第一加强件140设置在潜体120与立柱111之间，使得潜体120与立柱111稳定连接，有利于提高设备搭载浮式装置100整体结构强度，从而使得设备搭载浮式装置100在海上更加稳定。同时，在潜体120与立柱111之间设置第一加强件140，使得潜体120上额外增加阻尼结构，减轻潜体120随波浪起伏而逐波，有利于提升设备搭载浮式装置100的运动阻尼性能，使得设备搭载浮式装置100恢复力矩变大，从而使得装置在海上更加平稳，极大保证了设备稳定运行。具体在本实施例中，第一加强件140在潜体120与立柱111之间呈斜杆结构，斜杆结构一端连接在立柱111上，斜杆结构另一端连接在承压面1222上。其中，连接的方式可为螺栓连接、焊接或者其他方式。
进一步地，请参考图1，第一加强件140为四个。四个第一加强件140分别位于立柱111的四周。如此，在立柱111四周均设置第一加强件140，使得立柱111四周均受力，保证立柱111受到对称支撑力，大大提高了立柱111在潜体120上的安装稳定性，从而有利于提高设备搭载浮式装置100的结构强度。同时，在立柱111与潜体120之间设置四个第一加强件140，使得潜体120上的阻尼结构更多，有利于提升潜体120的运动阻尼性能，从而使得设备搭载浮式装置100耐波性能更强、稳定性更好。
在一个实施例中，请参考图1，立柱111与潜体120均为两个以上。立柱111与潜体120一一对应设置。本实施例将立柱111一一对应配套设置，使得立柱111得到潜体120的稳定支撑；同时，在设备搭载浮式装置100内增加潜体120的数量，使得整个装置的运动阻尼效果更好，恢复力矩更大，摇摆幅度更小，进一步提升了装个装置在海上维稳性、耐波性，从而保证搭载的设备更加稳定运行。具体在本实施例中，立柱111与潜体120均为三个。潜体120与立柱111一一对应设置。三个立柱111之间相互连接。
进一步地，请参考图1，设备搭载浮式装置100还包括连接件113。连接件113连接在相邻两个立柱111之间。如此，通过连接件113，使得相邻两个立柱111紧密连接，提高设备搭载浮式装置100的结构强度，有利于增加设备搭载浮式装置100的搭载能力，使得设备搭载浮式装置100稳定搭载更多的设备。
更进一步地，请参考图1，设备搭载浮式装置100还包括第二加强件114。第二加强件114设置在连接件113与立柱111之间。如此，通过第二加强件114，加固立柱111与连接件113的连接，进一步提高设备搭载浮式装置100的结构强度。同时，由于设备搭载浮式装置100入水时，第二加强件114的一部分与连接件113均位于水中，这样，使得设备搭载浮式装置100的阻尼结构更多，从而使得整个装置在海水中的运动阻尼效果更好，有利于保证整个装置稳定漂浮在海水中。具体在本实施例中，第二加强件114为两个，其中一个加强件设置在连接件113与其中一个立柱111之间，另一个加强件设置在连接件113与另一个立柱111之间，如此，通过合理的结构设计，使得设备搭载浮式装置100结构更稳定。
在一个实施例中，请参考图1，立柱111内还设有第二压载舱1111，第二压载舱1111用于装入压载物，如此，通过向第二压载舱1111内装入压载物，使得设备搭载浮式装置100在海水中的吃水量，有利于降低设备搭载浮式装置100的重心高度，大大改善设备搭载浮式装置100的耐波性。其中，压载物可为海水、砂石或者其他压载物。
在一个实施例中，请参考图1，搭载结构110还包括甲板112。甲板112架设在立柱111上，甲板112用于搭载设备。由此可知，通过立柱111，使得甲板112稳定安装，以便设备得到稳定搭载，保证设备更加稳定运行。具体在本实施例中，立柱111为三个，甲板112架设在三个立柱111上。同时，甲板112上设有安装架115，安装架115用于搭载设备。
在一个实施例中，请参考图1与图2，设备搭载浮式装置100还包括系泊结构130。系泊结构130设置在搭载结构110上。如此，通过系泊结构130，使得搭载结构110无需与其他刚性结构接触，即可稳定漂浮在海上，减少了对海洋环境的影响。
进一步地，请参考图2，系泊结构130包括固定座132与系泊索131。搭载结构110包括甲板112。固定座132设置在甲板112上，系泊索131一端连接在固定座132上，系泊索131另一端用于连接在海底锚固设备上。如此，通过系泊索131，将搭载结构110稳定固定。
更进一步地，请参考图1与图2，系泊结构130还包括第一导向轮133与第二导向轮134，第一导向轮133设置在甲板112上，第二导向轮134设置在潜体120上，系泊索131分别绕设在第一导向轮133与第二导向轮134上。如此，通过两个导向轮，对系泊索131进行导向，避免系泊索131在其他硬物上来回摩擦而易断裂。同时，系泊索131分别绕设在第一导向轮133与第二导向轮134上，使得系泊索131的拉力分布在甲板112与潜体120上，避免拉力仅仅作用在甲板112上而导致设备搭载浮式装置100发生倾覆，如此，有利于提高设备搭载浮式装置100在海上的稳定性。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种设备搭载浮式装置，其特征在于，包括：
搭载结构，所述搭载结构用于搭载设备，所述搭载结构包括立柱；与
潜体，所述立柱设置在所述潜体上，所述潜体内设有第一压载舱，所述第一压载舱用于装入压载物，其中，所述潜体包括第一潜部、第二潜部、及围设在所述第一潜部与所述第二潜部之间的连接部，所述第一潜部连接在所述立柱上，所述连接部的横截面积S0从所述连接部靠近所述第二潜部一端至所述连接部靠近所述第一潜部一端逐渐增大。
2.根据权利要求1所述的设备搭载浮式装置，其特征在于，所述第一潜部的横截面积S1大于所述立柱的横截面积S2和所述第二潜部的横截面积S3。
3.根据权利要求1所述的设备搭载浮式装置，其特征在于，所述第一潜部包括第一侧面，所述第二潜部包括第二侧面，所述连接部一端连接在所述第一侧面上，所述连接部另一端连接在所述第二侧面上。
4.根据权利要求3所述的设备搭载浮式装置，其特征在于，所述第一潜部还包括承压面，所述第一侧面围设在所述承压面上，所述立柱设置在所述承压面上。
5.根据权利要求1所述的设备搭载浮式装置，其特征在于，还包括第一加强件，所述第一加强件连接在所述潜体与所述立柱之间。
6.根据权利要求5所述的设备搭载浮式装置，其特征在于，所述第一加强件为四个，四个所述第一加强件分别位于所述立柱的四周。
7.根据权利要求1所述的设备搭载浮式装置，其特征在于，所述立柱与所述潜体均为两个以上，所述立柱与所述潜体一一对应设置。
8.根据权利要求7所述的设备搭载浮式装置，其特征在于，还包括连接件，所述连接件连接在相邻两个立柱之间。
9.根据权利要求8所述的设备搭载浮式装置，其特征在于，还包括第二加强件，所述第二加强件设置在所述连接件与所述立柱之间。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的设备搭载浮式装置，其特征在于，所述搭载结构还包括甲板，所述甲板架设在所述立柱上，所述甲板用于搭载所述设备；或者，
所述设备搭载浮式装置还包括系泊结构，所述系泊结构设置在所述搭载结构上。
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|---|---|---|---|---|
| CN110435838A (zh) * | 2019-08-29 | 2019-11-12 | 广州船舶及海洋工程设计研究院（中国船舶工业集团公司第六0五研究院） | 设备搭载浮式装置 |
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2019
- 2019-08-29 CN CN201921428792.7U patent/CN210653577U/zh active Active
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|---|---|---|---|---|
| CN110435838A (zh) * | 2019-08-29 | 2019-11-12 | 广州船舶及海洋工程设计研究院（中国船舶工业集团公司第六0五研究院） | 设备搭载浮式装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: No. 126, Gexin Road, Haizhu District, Guangzhou, Guangdong 510300 Patentee after: Guangzhou Ship and Ocean Engineering Design and Research Institute (the 65th Research Institute of China State Shipbuilding Corporation Corp.) Address before: No. 126, Gexin Road, Haizhu District, Guangzhou, Guangdong 510300 Patentee before: GUANGZHOU SHIPBUILDING AND OCEAN ENGINEERING DESIGN Research Institute (THE 605TH RESEARCH INSTITUTE OF CHINA STATE SHIPBUILDING Corp.,Ltd.) |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |