DE102009054608A1 - Underwater production system for plants - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft Unterwassertragsysteme für Anlagen mit Auftriebskörpern im Gewässer und entweder Gegengewichten oder Verankerungen am oder im Gewässergrund sowie Zugmitteln zwischen den Auftriebskörpern und den Gegengewichten oder Verankerungen. Die Unterwassertragsysteme zeichnen sich insbesondere durch eine sichere Positionierung der Anlagen bei einfacher Realisierung aus.
Dazu sind wenigstens drei über Verbindungselemente miteinander gekoppelte Auftriebskörper jeweils über ein Zugmittel mit je einem Gegengewicht oder einer Verankerung verbunden. Bei keiner auf die Anlage wirkenden Kraft ist jeweils ein Auftriebskörper senkrecht über einem Gegengewicht oder einer Verankerung angeordnet. Weiterhin ist der auf den Auftriebskörper wirkende Vektor der Auftriebskraft jedes Auftriebskörpers so groß ist, dass auch bei maximaler Belastung die Zugmittel zwischen Auftriebskörper und Gegengewicht oder Verankerung immer gespannt sind und die Zugkräfte gleichzeitig immer in allen Auftriebskörpern wirken.
Die Gegengewichte oder Verankerungen sichern den Standort und die Position des Unterwassertragsystems mit der Anlage.The invention relates to underwater systems for systems with buoyancy bodies in the water and either counterweights or anchorages on or in the riverbed and traction means between the buoyancy bodies and the counterweights or anchorages. The underwater support systems are characterized in particular by a secure positioning of the systems with simple implementation.
For this purpose, at least three buoyancy bodies coupled to one another via connecting elements are each connected via a traction means with a respective counterweight or anchoring. In no force acting on the system a buoyant body is arranged vertically above a counterweight or anchoring. Furthermore, the force acting on the buoyancy vector of the buoyancy force of each buoyancy body is so great that even at maximum load, the traction means between the buoyancy body and counterweight or anchorage are always tense and the tensile forces simultaneously always act in all buoyancy bodies.
The counterweights or anchorages ensure the location and position of the underwater support system with the system.

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Description

Die Erfindung betrifft Unterwassertragsysteme für Anlagen mit Auftriebskörpern im Gewässer und entweder Gegengewichten oder Verankerungen am oder im Gewässergrund sowie Zugmitteln zwischen den Auftriebskörpern und den Gegengewichten oder Verankerungen.The invention relates to underwater systems for systems with buoyancy bodies in the water and either counterweights or anchorages on or in the riverbed and traction means between the buoyancy bodies and the counterweights or anchorages.

Durch die Druckschrift GB 2 378 679 A ist eine Offshore-Wind-Turbine bekannt. Diese besitzt Tragkörper, die über Fesseln mit Ankern am Meeresboden verbunden sind. Die Stabilität der Turbine wird durch die Tragkörper gewährleistet. Die Fesseln dienen nicht der Stabilisierung, sondern nur der Positionierung der Turbine.Through the publication GB 2 378 679 A is an offshore wind turbine known. This has supporting bodies, which are connected by shackles with anchors on the seabed. The stability of the turbine is ensured by the support body. The restraints do not serve to stabilize, but only the positioning of the turbine.

Die Druckschrift GB 2 400 823 A ist ein Offshore-Wind-Turbinen-Park bekannt. Mehrere Turbinen sind über Verbindungselemente miteinander verbunden. Jede der Turbinen besitzen Tragkörper, die am Meeresboden verankert sind. Die dabei verwendeten Fesseln dienen der Positionierung der einzelnen Turbinen.The publication GB 2 400 823 A is known as an offshore wind turbine park. Several turbines are interconnected via connecting elements. Each of the turbines has supporting bodies that are anchored to the seabed. The shackles used for positioning the individual turbines.

Die Tragwirkung wird bei diesen Lösungen ausschließlich durch die Tragkörper sichergestellt. Dazu müssen dementsprechend ausgebildete Systeme im Wasser angeordnet sein.The supporting effect is ensured in these solutions exclusively by the support body. For this purpose, accordingly trained systems must be arranged in the water.

Durch die Druckschrift DE 100 56 857 B4 ist eine verankerungsstabilisierte Trägerboje bekannt. Diese besteht aus einem mindestens einem voll getauchten Auftriebskörper, welcher als Träger für eine über der Wasseroberfläche befindliche Anlage dient. Der Auftriebskörper weist Haltepunkte auf, welche über Verankerungspunkte im Untergrund mittels Verbindungseinrichtungen diesen stramm vorspannen. Dadurch wird eine Bewegung des Auftriebskörpers gegenüber dem Untergrund weitgehend verhindert. Die Verbindungseinrichtungen des Auftriebskörpers greifen derart an den einzelnen Haltepunkten und den einzelnen Verankerungspunkten an, dass die Bewegungen in mehreren Bewegungsfreiheitsgraden einschränkbar sind. Mehrere Verbindungseinrichtungen zwischen dem Auftriebskörper und den Verankerungspunkten führen zu einem erhöhten Aufwand.Through the publication DE 100 56 857 B4 An anchor-stabilized carrier buoy is known. This consists of an at least one fully submerged buoyant body, which serves as a carrier for a plant located above the water surface. The buoyancy body has breakpoints, which tightly bias it via anchoring points in the ground by means of connecting means. As a result, a movement of the buoyant body relative to the ground is largely prevented. The connecting devices of the buoyant body engage at the individual holding points and the individual anchoring points such that the movements can be restricted in several degrees of freedom of movement. Several connecting devices between the buoyant body and the anchoring points lead to increased effort.

Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein sicheres und einfaches Unterwassertragsystem für Anlagen zu schaffen.The specified in claim 1 invention has for its object to provide a safe and simple underwater harvesting system for facilities.

Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.This object is achieved with the features listed in claim 1.

Die Unterwassertragsysteme für Anlagen mit Auftriebskörpern im Gewässer und entweder Gegengewichten oder Verankerungen am oder im Gewässergrund sowie Zugmitteln zwischen den Auftriebskörpern und den Gegengewichten oder Verankerungen zeichnen sich insbesondere durch eine sichere Positionierung der Anlagen bei einfacher Realisierung aus. Dazu sind wenigstens drei über Verbindungselemente miteinander gekoppelte Auftriebskörper jeweils über ein Zugmittel mit je einem Gegengewicht oder einer Verankerung verbunden. Bei keiner auf die Anlage wirkenden Kraft ist jeweils ein Auftriebskörper senkrecht über einem Gegengewicht oder einer Verankerung angeordnet. Weiterhin ist der auf den Auftriebskörper wirkende Vektor der Auftriebskraft jedes Auftriebskörpers so groß ist, dass auch bei maximaler Belastung die Zugmittel zwischen Auftriebskörper und Gegengewicht oder Verankerung immer gespannt sind und die Zugkräfte gleichzeitig immer in allen Auftriebskörpern wirken.The underwater support systems for systems with buoyancy bodies in the water and either counterweights or anchors on or in the riverbed and traction between the buoyancy bodies and the counterweights or anchorages are characterized in particular by a secure positioning of the systems with simple implementation. For this purpose, at least three buoyancy bodies coupled to one another via connecting elements are each connected via a traction means with a respective counterweight or anchoring. In no force acting on the system a buoyant body is arranged vertically above a counterweight or anchoring. Furthermore, the force acting on the buoyancy vector of the buoyancy force of each buoyancy body is so great that even at maximum load, the traction means between the buoyancy body and counterweight or anchorage are always tense and the tensile forces simultaneously always act in all buoyancy bodies.

Die Gegengewichte oder Verankerungen sichern den Standort und die Position des Unterwassertragsystems mit der Anlage.The counterweights or anchorages ensure the location and position of the underwater support system with the system.

Die Auftriebskörper befinden sich im Gewässer. Die Tiefe muss gegenüber der Gewässeroberfläche so groß sein, dass auch bei Wellengang dieser Sachverhalt gewährleistet ist. Die Tiefe wird damit durch die Wellentäler der maximal auftretenden Wellen des Gewässers bestimmt.The buoyancy bodies are located in the water. The depth must be so large in relation to the surface of the water that this situation is ensured even in waves. The depth is thus determined by the troughs of the maximum occurring waves of the water.

Mit der Erfüllung der Bedingungen hinsichtlich der Auftriebskörper und dem Wirken der Zugkräfte wird vorteilhafterweise gewährleistet, dass die Anlage sicher positioniert ist. Bei einer an die Anlage wirkenden Kraft wird diese parallel zur Ebene der Auftriebskörper verschoben. Die Anlage kippt nicht.With the fulfillment of the conditions with respect to the buoyancy bodies and the action of the tensile forces is advantageously ensured that the system is securely positioned. In a force acting on the system, this is moved parallel to the plane of the buoyancy body. The system does not tip.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 9 angegeben.Advantageous embodiments of the invention are specified in the claims 2 to 9.

Die Auftriebskörper sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 2 in einer Ebene und an wenigstens drei Eckpunkten angeordnet, wobei die Anzahl der Eckpunkte gleich der Anzahl der Auftriebskörper ist. Die Ebene ist damit ein Mehreck, wobei die Eckpunkte durch die Auftriebskörper bestimmt sind.The buoyancy bodies are arranged according to the embodiment of claim 2 in a plane and at least three vertices, wherein the number of vertices is equal to the number of buoyancy bodies. The plane is thus a polygon, the vertices are determined by the buoyancy bodies.

Verbindungselemente und/oder die Auftriebskörper sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 3 gleichzeitig Träger für die Anlage. Damit ist ein einfacher Aufbau gegeben, wobei keine zusätzlichen Bauelemente als Träger der Anlage notwendig sind.Connecting elements and / or the buoyancy bodies are according to the embodiment of claim 3 at the same time carrier for the system. For a simple structure is given, with no additional components are required as a carrier of the system.

Verbindungselemente und/oder die Auftriebskörper sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 4 mit einem mittig zwischen den Auftriebskörpern angeordneten Tragkörper für die Anlage verbunden. Der Tragkörper erhöht die Stabilität des Unterwassertragsystems einschließlich der Anlage.Connecting elements and / or the buoyancy bodies are connected according to the embodiment of claim 4 with a centrally arranged between the buoyancy bodies supporting body for the system. The support body increases the stability of the underwater support system including the system.

Der Tragkörper ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 5 vorteilhafterweise in der durch die Auftriebskörper bestimmten Ebene angeordnet. The support body is arranged according to the embodiment of claim 5 advantageously in the plane determined by the buoyancy body.

Nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 6 ist die Anlage ein turmartiges Bauwerk. Das ist beispielsweise eine Windkraftanlage oder ein Windmessmast. Die Auftriebskraft jedes Auftriebskörpers kann dabei größer als die auf das Bauwerk wirkende und eine Kippkraft oder ein Moment verursachende Kraft sein. In Verbindung mit den Bedingungen, dass jeweils das Zugmittel zwischen Auftriebskörper und Verankerung immer gespannt ist sowie die Zugkräfte gleichzeitig immer in allen Auftriebskörpern wirken, wird bewirkt, dass diese Anlage parallel verschoben wird. Dadurch ist eine sichere Positionierung der Anlage als Offshore-Anlage gegeben.After the embodiment of claim 6, the system is a tower-like structure. This is, for example, a wind turbine or a wind measuring mast. The buoyancy force of each buoyant body may be greater than the force acting on the structure and causing a tipping force or moment. In conjunction with the conditions that each of the traction means between the buoyancy body and anchoring is always tense and the tensile forces at the same time always act in all buoyancy bodies, causes this system is moved in parallel. This ensures safe positioning of the system as an offshore installation.

Nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 7 sind die Gegengewichte ausreichend schwere Bauteile in Form eines Gegenstandes an sich oder eines befüllten Gegenstandes. Bei Letzterem kann die Befüllung auch vor Ort erfolgen, so dass sich Vorteile bei dem Aufbau des Unterwassertragsystems und der dazugehörigen Anlage ergeben. Der Transport der einzelnen Komponenten vereinfacht sich. Der befüllte Gegenstand selbst ist beispielsweise eine Netzkonstruktion oder ein Behältnis.According to the embodiment of claim 7, the counterweights are sufficiently heavy components in the form of an object in itself or a filled object. With the latter, the filling can also be done on site, so that there are advantages in the construction of the underwater support system and the associated system. The transport of the individual components is simplified. The filled object itself is, for example, a net construction or a container.

Günstigerweise besitzen die Auftriebskörper nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 8 eine kugel-, tropfen- oder ballonförmige Gestalt. Diese können dabei als Hohlkörper ausgebildet sein. Eine Einteilung in sich abgeschlossene Kammern erhöht die Sicherheit des Unterwassertragsystems bei einer Havarie oder Beschädigung.Conveniently, the buoyancy bodies according to the embodiment of claim 8 have a spherical, drop or balloon shape. These can be formed as a hollow body. A division into self-contained chambers increases the safety of the underwater support system in the event of an accident or damage.

Die Verbindungselemente sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 9 Rohre oder stabförmige Elemente. Bei Einsatz von Rohren wird vorteilhafterweise die Auftriebskraft des Unterwassertragsystems mit bestimmt oder erhöht.The connecting elements are according to the embodiment of claim 9 tubes or rod-shaped elements. When using pipes, the buoyancy force of the underwater support system is advantageously determined or increased.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen jeweils prinzipiell dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is illustrated in principle in the drawings and will be described in more detail below.

Es zeigen:Show it:

1 ein Unterwassertragsystem mit einer Anlage in einer Seitenansicht und 1 a Unterwassertragsystem with a plant in a side view and

2 das Unterwassertragsystem mit einer an die Anlage wirkenden Kraft. 2 the underwater support system with a force acting on the system.

Ein Unterwassertragsystem für Anlagen 1 besteht im Wesentlichen aus Auftriebskörpern 2 und Gegengewichten 3 oder Verankerungen und Zugmitteln 4 und Verbindungselementen 5.An underwater production system for plants 1 consists essentially of buoyancy bodies 2 and counterweights 3 or anchorages and traction devices 4 and fasteners 5 ,

Die 1 zeigt ein Unterwassertragsystem mit einer Anlage 1 in einer prinzipiellen Seitenansicht.The 1 shows an underwater support system with a plant 1 in a schematic side view.

Drei über Verbindungselemente 5 miteinander gekoppelte Auftriebskörper 2 sind jeweils über ein Zugmittel 4 mit drei Gegengewichten 3 oder Verankerungen verbunden. Die Auftriebskörper 2 sind dabei in einer Ebene und an den Eckpunkten eines Dreiecks angeordnet.Three about fasteners 5 coupled buoyancy bodies 2 are each about a traction device 4 with three counterweights 3 or anchorages connected. The buoyancy bodies 2 are arranged in a plane and at the vertices of a triangle.

Die Auftriebskörper 2 selbst besitzen die Form einer Kugel, eines Tropfens oder eines Ballons. Die Verbindungselemente 5 sind Rohre.The buoyancy bodies 2 even have the shape of a ball, a drop or a balloon. The connecting elements 5 are pipes.

Verbindungselemente 5 und/oder die Auftriebskörper 2 können gleichzeitig als Träger für die Anlage 1 fungieren. In einer Ausführungsform ist ein Tragkörper 6 für die Anlage 1 ein Bestandteil des Unterwassertragsystems. Der Tragkörper 6 ist in oder außerhalb der Ebene der Auftriebskörper 2 angeordnet. Natürlich können auch alle Bestandteile des Unterwassertragsystems als Träger der Anlage 1 genutzt werden.fasteners 5 and / or the buoyancy bodies 2 can simultaneously as a carrier for the plant 1 act. In one embodiment, a support body 6 for the plant 1 a component of the underwater production system. The supporting body 6 is in or out of the plane of the buoyancy bodies 2 arranged. Of course, all components of the underwater support system as a carrier of the plant 1 be used.

Die Gegengewichte 3 oder die Verankerungen befinden sich im oder auf dem Gewässerboden. Letztere sind beispielsweise bekannte Einpfahlanker oder Verpressanker.The counterweights 3 or the anchorages are located in or on the water bottom. The latter are, for example, known Einpfahlanker or ground anchors.

Die Anlage 1 stellt ein turmartiges Bauwerk, beispielsweise eine Windkraftanlage oder ein Windmessmast, dar.The attachment 1 represents a tower-like structure, such as a wind turbine or a wind gauge mast, is.

Bei keiner auf die Anlage 1 wirkenden Kraft ist jeweils ein Auftriebskörper 2 senkrecht über einem Gegengewicht 3 oder einer Verankerung angeordnet. Der auf den Auftriebskörper 2 wirkende Vektor der Auftriebskraft jedes Auftriebskörpers 2 ist dabei so groß, dass jeweils das Zugmittel 4 zwischen Auftriebskörper 2 und Gegengewicht 3 oder Verankerung immer gespannt ist und die Zugkräfte gleichzeitig immer in allen Auftriebskörpern 2 wirken.None on the plant 1 acting force is each a buoyant body 2 vertically above a counterweight 3 or anchoring arranged. The on the buoyancy body 2 buoyancy vector acting vector of each buoyancy body 2 is so big that each of the traction means 4 between buoyancy bodies 2 and counterweight 3 or anchoring is always tense and the tensile forces at the same time always in all buoyancy bodies 2 Act.

Die 2 zeigt dazu das Unterwassertragsystem mit einer an die Anlage 1 wirkenden Kraft in einer prinzipiellen Darstellung.The 2 shows the underwater support system with one to the plant 1 acting force in a schematic representation.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (9)

Unterwassertragsystem für Anlagen mit Auftriebskörpern im Gewässer und Gegengewichten oder Verankerungen am oder im Gewässergrund sowie Zugmitteln zwischen den Auftriebskörpern und den Gegengewichten oder Verankerungen, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens drei über Verbindungselemente (5) miteinander gekoppelte Auftriebskörper (2) jeweils über ein Zugmittel (4) mit je einem Gegengewicht (3) oder einer Verankerung verbunden sind, dass bei keiner auf die Anlage (1) wirkenden Kraft jeweils ein Auftriebskörper (2) senkrecht über einem Gegengewicht (3) oder einer Verankerung angeordnet ist, dass der auf den Auftriebskörper (2) wirkende Vektor der Auftriebskraft jedes Auftriebskörpers (2) so groß ist, dass auch bei maximaler Belastung die Zugmittel (4) zwischen Auftriebskörper (2) und Gegengewicht (3) oder Verankerung immer gespannt sind, und dass die Zugkräfte gleichzeitig immer in allen Auftriebskörpern (2) wirken.Underwater support system for systems with buoyancy bodies in the waters and counterweights or anchorages on or in the river bottom and traction means between the buoyancy bodies and the counterweights or anchorages, characterized in that at least three connection elements ( 5 ) coupled buoyancy bodies ( 2 ) each via a traction means ( 4 ) each with a counterweight ( 3 ) or anchorage, that at no time to the installation ( 1 ) acting force in each case a buoyant body ( 2 ) vertically above a counterweight ( 3 ) or an anchoring is arranged that on the buoyancy body ( 2 ) acting vector of buoyancy force of each buoyant body ( 2 ) is so large that even at maximum load the traction means ( 4 ) between buoyancy bodies ( 2 ) and counterweight ( 3 ) or anchoring are always taut, and that the tensile forces are always always in all buoyancy bodies ( 2 ) Act. Unterwassertragsystem nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftriebskörper (2) in einer Ebene und an wenigstens drei Eckpunkten angeordnet sind, wobei die Anzahl der Eckpunkte gleich der der Auftriebskörper (2) ist.Underwater support system according to claim 1, characterized in that the buoyancy bodies ( 2 ) are arranged in a plane and at least three vertices, wherein the number of vertices equal to the buoyancy body ( 2 ). Unterwassertragsystem nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Verbindungselemente (5) und/oder die Auftriebskörper (2) gleichzeitig Träger für die Anlage (1) sind.Underwater support system according to claim 1, characterized in that connecting elements ( 5 ) and / or the buoyancy bodies ( 2 ) at the same time support for the plant ( 1 ) are. Unterwassertragsystem nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Verbindungselemente (5) und/oder die Auftriebskörper (2) mit einem mittig zwischen den Auftriebskörpern (2) angeordneten Tragkörper (6) für die Anlage (1) verbunden sind.Underwater support system according to claim 1, characterized in that connecting elements ( 5 ) and / or the buoyancy bodies ( 2 ) with a center between the buoyancy bodies ( 2 ) arranged supporting body ( 6 ) for the plant ( 1 ) are connected. Unterwassertragsystem nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper (6) in der durch die Auftriebskörper (2) bestimmten Ebene angeordnet ist.Underwater support system according to claim 4, characterized in that the supporting body ( 6 ) in which by the buoyancy bodies ( 2 ) certain level is arranged. Unterwassertragsystem nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage (1) ein turmartiges Bauwerk ist.Underwater support system according to claim 1, characterized in that the plant ( 1 ) is a tower-like structure. Unterwassertragsystem nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegengewichte (3) ausreichend schwere Bauteile in Form eines Gegenstandes an sich oder eines befüllten Gegenstandes sind.Underwater support system according to claim 1, characterized in that the counterweights ( 3 ) are sufficiently heavy components in the form of an object in itself or a filled object. Unterwassertragsystem nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftriebskörper (2) eine kugel-, tropfen- oder ballonförmige Gestalt besitzen.Underwater support system according to claim 1, characterized in that the buoyancy bodies ( 2 ) have a spherical, teardrop or balloon shape. Unterwassertragsystem nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (5) Rohre oder stabförmige Elemente sind.Underwater support system according to claim 1, characterized in that the connecting elements ( 5 ) Tubes or rod-shaped elements.
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