-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ölwechsel in Getrieben und anderen Einrichtungen in Windenergieanlagen (WEA) im Offshorebereich. Weiterhin werden dafür geeignete Behälter vorgeschlagen.
-
Stand der Technik
-
Eine Ölschmierung für aufeinander gleitende oder abwälzende Elemente, wie Zahnräder, Gleitführungen usw. ist überwiegend mit einem Ölvorrat verbunden. Aus diesem wird das Öl im Kreislauf den Schmierbereichen zugeführt und wieder rückgeführt, oder die Teile tauchen direkt in den Ölvorrat. Diese Ölmenge ist relativ groß, da auch Ölverluste ausgeglichen werden sollen, das Öl gekühlt und der Abrieb verdünnt werden soll. Nach einem begrenzten Zeitraum verschlechtern sich die Schmiereigenschaften und das Öl ist auszutauschen. Dafür sind spezielle technische Einrichtungen entwickelt worden.
-
Ein LKW-Pritschenfahrzeug mit allen auf der Ladefläche montierten erforderlichen Behältern, Pumpanlagen, Schläuchen und Antrieben für Ölwechsel ist durch die Patentschrift
JP 57000922 A bekannt. Es ist aber nur je ein Behälter für Frisch- und Altöl vorhanden. Damit kann nur ein Ölwechsel für eine Ölsorte ausgeführt werden. Lange Schläuche für entfernt befindliche Ölmengen sind ebenfalls nicht vorgesehen. Somit ist eine Anordnung aller Anlagen auf einen LKW problemlos möglich.
-
Durch die
DE 1049258B ist auch eine Zapfvorrichtung für Schmieröl in mehreren Sorten bekannt. Je eine Frischölsorte ist einer Förderpumpe und ein Schlauch, abziehbar von einer Schlauchtrommel, zugeordnet. Die Ölzuführung erfolgt dabei über eine Hohlwelle zum Schlauchanschluss, so dass die Schlauchtrommel, bzw. das Gehäuse drehbar ist.
-
Bei schlecht zugänglichen Orten der zu wechselnden Ölmenge, wie in Getrieben für Windenergieanlagen (WEA), wurde eine spezielle Technik für den Ölaustausch entwickelt. Diese besteht aus einem Tank für Altöl, bei Erfordernis auch für Spülöl und einer Pumpanlage zum Abpumpen. Weiterhin sind mehrere Frischöltanks für die jeweils erforderliche Ölsorte und eine Förderanlage dafür und Spülöl vorhanden. Für den Öltransport zu den teilweise bis 130 m hoch liegenden Getrieben der Windenergieanlagen wird eine Schlauchhaspel mit Drehdurchführung eingesetzt. Jeweils ein Schlauch ist über die Drehdurchführung mit nur einem Ölbehälter verbunden, um eine Ölvermischung zu vermeiden. Mindestens zwei Schläuche, für das Altöl, bei Erfordernis auch für Spülöl und das Frischöl sind bis zur Höhe des Getriebes hochzuziehen. Dafür werden eine Seilwinde und eine Umlenkrolle im Bereich des Getriebes eingesetzt.
-
Durch die Anmelderin wurde dafür ein Kraftfahrzeug (Kfz) mit allen erforderlichen Einrichtungen in der
DE 10 2009 018 045 A1 vorgeschlagen. Nachteilig bei dieser Technik ist die Vielzahl der erforderlichen Schläuche. Weiterhin muss das Kraftfahrzeug mit allen Ausrüstungen für die Vorbereitungszeiten und die Zeitdauer des Ölwechsels an der WEA verbleiben, welches hohe Kosten verursachen.
-
Bei Offshore-Windenergieanlagen wird anstelle des Kfz ein Schiff oder Schwimmkran eingesetzt. Hier tritt häufig zusätzlich durch den Seegang eine Behinderung auf. Deshalb wurden schon spezielle Schiffskonstruktionen mit ausfahrbaren Stützen oder zum Festmachen am Turmschaft vorgeschlagen (
DE 10021163 B4 ,
DE 60101160 T2 ). Die letztere Variante ist aber derzeit nicht realisierbar, da an der WEA nicht angelegt und in ihrem Bereich auch nicht geankert werden darf.
-
Durch die
DE 60122172 T2 ist es bekannt, am Turmschaft eine senkrechte Kupplungsstange in der Nähe einer Arbeitsplattform oder einem Einstieg anzubringen. An dieser wird das freie Ende eines Laufstegs vom Schiff aus angekuppelt. Das Material und Personal können dann vom Schiff zum Turmschaft geleitet werden. Die Einkupplung an die kleine Kupplungsstange ist aber bei Seegang schwierig. Der Transport über den Laufsteg ist außerdem aufwendig und für große Materialien nicht geeignet.
-
Eine verbesserte Lösung beschreibt die
DE 10222472 A1 . Danach ist am Turmschaft eine durchgehende Führungseinrichtung von einem unteren Übergabebereich bis unter die Gondel einer WEA befestigt. An die Führungseinrichtung kann eine Servicekabine, z. B. in Form eines Bootes, im Bereich der Wasseroberfläche angekoppelt werden. In der Servicekabine ist ein Antrieb vorhanden, mit dem diese in die gewünschte Höhe gehoben werden kann. Hier ist eine lange, stationäre Führungseinrichtung an der Turmaußenseite und eine dazu passenden Servicekabine erforderlich.
-
Alle bekannten Lösungen zum Anlegen eines Schiffes am Turm der WEA und besondere Führungseinrichtungen an diesem sind schwer realisierbar, da aufwendige Sonderkonstruktionen erforderlich sind. An den derzeit üblichen WEA im Offshorebereich dürfen aus Gründen der Stabilität keine Anbauten vorgenommen werden. Für Ölwechsel wurden derartige Einrichtungen bisher auch nicht genutzt.
-
Eine Übernahme der gesamten Ausrüstung für den Ölwechsel durch den Hilfskran der Gondel der WEA vom Schiff ist ebenfalls überwiegend nicht möglich. Die Tragkraft des Hilfskrans ist zu gering oder die Anordnung des Kranes in der Gondel ist ungünstig, außerdem kann die Last nicht unter einem größeren Winkel zum Turm vom Schiff abgehoben werden.
-
Aufgabe der Erfindung
-
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren und die Behälter dazu für einen Ölwechsel an WEA im Offshorebereich zu schaffen, dass für viele Bautypen von WEA einsetzbar ist. Weiterhin soll der Ölwechsel ohne die ständige Anwesenheit eines Schiffes und unabhängig vom Hilfskrantyp der WEA ermöglicht werden.
-
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Verfahrens nach Anspruch 1.
-
Demnach trägt eine bekannte Transporteinheit, insbesondere einem Schiff, mindestens zwei transportable Behälter (1, 2), die jeweils einen Anteil der Ausrüstung zum autarken Ölwechsel enthalten. Die Behälter (1, 2) werden von der Transporteinheit mit einem eigenen Kran oder dem Hilfskran der WEA auf eine Plattform am Turmschaft der WEA übergeben und dort gesichert. Anschließend werden die Ausrüstungen in den Behältern (1, 2) miteinander verbunden, dann die Schläuche (9) für Altöl/Spülöl und Frischöl, sowie die Altölpumpe (7) aus dem Behälter (1) von der Haspel bis zur Gondel hochgezogen und mit der jeweiligen Einrichtung der WEA verbunden und das Öl ausgetauscht. Bei Erfordernis wird das Getriebe nach dem Absaugen des Altöls mit Spülöl gespült. Nach dem Ölwechsel werden die Schlauchverbindungen eingezogen, sowie die Ausrüstungen der Behälter (1, 2) voneinander getrennt und diese wieder an die Transporteinheit übergeben, bzw. von dieser übernommen.
-
Die Erfindung nutzt die Aufteilung der Ölwechseltechnik auf mindestens 2 Behälter, die zusammen autark den Ölwechsel vornehmen können. Für die Übersetzung vom Schiff zur Plattform am Turmschaft kann der vorhandenen Hilfskran der Arbeitsplattform oder vom Schiff genutzt werden, welche die leichteren Einzelbehälter tragen können. Die Belastung der Plattform am Turmschaft kann durch die Positionierung der Behälter mit einem größeren Abstand niedrig gehalten werden.
-
Die autarken Behälter enthalten alle technischen Mittel zum Ölwechsel, so dass dieser unabhängig von der Transporteinheit durchgeführt werden kann. Während des Ölwechsels kann die Transporteinheit weitere autarke Behälter zu einer anderen WEA bringen.
-
Hauptvorteil ist bei diesem Verfahren für einen Ölwechsel in WEA im Offshorebereich, das nur eine kurze Übergabe des autarken Behälters erforderlich ist, bei der das Transportschiff oder ein Hubschrauber die Übergabeposition einhalten muss. Anschließend ist der Ölwechsel selbst unproblematisch, da dieser von den autarken Behältern ausgeführt werden kann.
-
Gemäß Anspruch 2 werden die Anzahl der Behälter (1, 2) und/oder deren Einzelgewicht auf die Tragfähigkeit der jeweiligen Kräne und Plattformen abgestimmt.
-
Damit kann das Verfahren auf die Größe, bzw. Tragfähigkeit der WEA angepasst werden.
-
Gemäß einer bevorzugten Gestaltung nach Anspruch 3, enthält der erste Behälter (1) die Versorgungstechnik und der zweite Behälter (2) die Öltanks. Diese werden auf der Plattform nebeneinander, übereinander oder gegenüberliegend auf der Plattform abgesetzt, je nach Tragfähigkeit der Plattform. Anschließend werden die Behälter dort zeitweilig befestigt und danach die Ausrüstungen in den Behältern (1, 2) mittels entsprechend langer Verbindungsleitungen miteinander verbunden.
-
Diese Aufteilung der Technik in einem Behälter (1) und der Tanks im zweiten Behälter (2) ist von der Gewichtsverteilung und Handhabung vorteilhaft.
-
In einer Ausführung nach Anspruch 4 trägt die Transporteinheit zusätzlich einen Servicecontainer mit Altölbehälter, mehreren transportablen Frischöltanks (4), bei Erfordernis Spülölbehälter und eine Ölwärmvorrichtung. Der Frischöltank (4) und/oder der Spülöltank wird vor der Übergabe der Behälter (1, 2) an die Plattform mit der erforderlichen Ölsorte im Servicecontainer erwärmt und danach in den Behälter (2) eingesetzt oder gepumpt.
-
Durch die zusätzliche Nutzung eines Containers für die Lagerung der Ölbehälter und eine Ölwärmvorrichtung für das Frischöl wird das Verfahren noch variabler. Es sind keine Spezialschiffe für den Ölwechsel erforderlich, da alle Einrichtungen hierfür autark arbeiten und transportabel sind.
-
Gemäß einer besondere Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 5 wird bei der Rücknahme der Behälter (1, 2) auf die Transporteinheit der/die leere/n Frischöltank/s (4) entnommen und in dem Servicecontainer gelagert wird/werden, sowie das Altöl aus dem Altöltank (3) des Behälters (2) in einen leeren Frischöltank (4) im Servicecontainer abgepumpt. Dieser Verfahrensablauf ermöglicht es, auf einen großen Altöltank auf dem Schiff zu verzichten.
-
Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 6 bezieht sich auf die Verwendung eines Hubschraubers als Transporteinheit. Die Behälter (1, 2) werden auf Land oder auf dem Schiff vorbereitet, von dort aufgenommen, an die Plattform übergeben und nach dem Ölwechsel zurück abgesetzt. Dieses Verfahren ist schneller als bei der alleinigen Nutzung eines Schiffes. Es ist aber nur anwendbar, wenn auf der Plattform oder dem Helikopterdeck genügend Platz für die Übergabe vorhanden ist.
-
Die Behälter zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 7 besitzen folgen Aufteilung der Ausrüstung:
In einem Behälter (1) sind eine Haspel (6) mit Schläuchen (9), eine Energieversorgung (10), die Steuereinheit (11), Altölpumpe (7), die Frischölpumpe (8) und je ein Feinfilter (14, 15) für das Frischöl und Spülöl angeordnet. Im zweiten Behälter (2) sind 2 Frischöltanks (4) nebeneinander und darunter der Altöltank (3) und Spülöltank (5) gelagert, die durch den Boden und die Seitenwände des Behälters (2) positioniert und wärmegedämmt sind. Diese Ausbildung sichert eine gleichmäßige Gewichtsverteilung, eine kompakte Bauweise und kurze Anschlusswege für die Öltransporte, Energieversorgung und Steuerung, sowie ein leichtes austauschen des Frischöltanks und eine Wärmedämmung für das erwärmte Frischöl. Weiterhin ist eine gute Zugänglichkeit für die Wartung und Reparatur gegeben.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausbildung der Behälter nach Anspruch 8 sind diese als Container ausgebildet und die Frischöltanks (4) sind standardisierter Behältnisse mit ca. 1000 Liter Volumen, sogenannte Intermediate Bulk Container (IBC).
-
Die Verwendung eines austauschbaren IBC erspart einen speziellen Frischöltank (4) und ein zusätzliches Umpumpen des Frischöls. Weiterhin wird die Bereitstellung von mehreren Frischölsorten vereinfacht.
-
Die Unteransprüche 9 und 10 enthalten weitere Ausgestaltungen der autarken Behälter (1, 2) für eine einfache Handhabung im Rahmen des Verfahrens zum Ölwechsel.
-
Beispiele
-
Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
-
Die 1 zeigt die räumliche Ansicht des autarken Behälters 1, 2 eine räumliche Ansicht des autarken Behälters 2.
-
Für die Verfahren zum Ölwechsel in den Offshore WEA stehen auf der Transporteinheit mehrere autarke Behälter 1, 2.
-
Die Grundform der autarken Behälter 1, 2 ist kastenförmig, ähnlich einem bekannten Container aus Stahl, um die Vorteile dieser Bauweise zu nutzen.
-
In dem autarken Behälter HC 1 (Hydraulikaggregate-Container) ist in dem Freiraum links eine transportable Altölpumpe 7 zum Abpumpen des Altöls und Spülöls aus dem Getriebe angeordnet. Diese wird auf der Gondel mit einem Schlauch 9 für Altöl auf der Schlauchhaspel 6 und dem Altöltank 3 im autarken Behälter MC 2 (Medien-Container) verbunden. Die Frischölpumpe 8 ist fest installiert. Sie ist mit dem 2. Schlauch 9 für Frischöl auf der Schlauchhaspel und den Frischöltanks 4 verbunden. Auf der Schlauchhaspel befinden sich somit nur 2 Schläuche 9 von z. B. 150 m Länge. Neben den Pumpen 7, 8 sind die Feinfilter für Frischöl und Spülöl 14, 15 gelagert.
-
Die Energieversorgung 10 für die Pumpen 7, 8 und Steuereinheit 11 ist auf der gegenüberliegenden Seite angeordnet und besteht aus einem Motor mit Tank und Generator. Möglich sind auch eine Batterie und/oder eine Anschlusseinheit an das Netz der WEA. Daneben ist die Steuereinheit 11 angeordnet. Diese ist einerseits mit dem Haspelantrieb, den Pumpen 7, 8 und andererseits mit einer Fernsteuerung per Kabel oder Funk verbunden.
-
Mittig, oben ist auf dem autarken Behälter HC 1 ein zweiteiliger Deckel 12 angeordnet. Dieser ist so groß, dass die Haspel 6 gewartet werden kann. Die Schläuche 9 werden von der Haspel durch einen Führungsschlitz in der Seitenwand des Behälters HC 1 geführt. Daneben ist eine nicht dargestellte Kabeleinheit für die Fernbedienung herausziehbar an die Steuereinheit 11 angeschlossen.
-
Im autarken Behälter MC 2 sind der Boden und die unteren Seitenwände stärker und gedämmt ausgeführt, so diese den Altöltank 3 und Spülöltank 5 aufnehmen und wärmeisolieren können. An der unteren Seitenwand ist hinter eine Klappe der Altölablassstutzen befestigt. Über diesen beiden Tanks sind 2 Frischöltanks 4 gelagert. Als Frischöltank 4 wird je ein Intermediate Bulk Container (IBC) verwendet. Die Maße sind so gestaltet, dass die IBC leicht von oben einsetzbar sind, aber auch sicher gehalten werden.
-
An den autarken Behältern 1, 2 sind oben an den Ecken 4 Krananschläge 13 angeordnet. An die ist je ein Seil befestigt. Deren Enden sind mittig über dem autarken Behälter 1, 2 in einem Verbindungselement zusammengeführt. Die Abmessungen des autarken Behälters 1 und 2 betragen ca. 2,4 m Länge, 1,4 m Breite und 1,8 m Höhe. Das Gesamtgewicht des Behälters 2 einschließlich 2 IBC mit Ölfüllung beträgt ca. 2.400 kg.
-
Zum Ölwechsel für eine Offshore-WEA mit einem Schiff als Transporter werden auf diesem mehrere autarke Behälter 1, 2 und ein Servicecontainer mit Altöltank, mehreren IBC mit Frischöl und eine Ölwärmvorrichtung geladen. Vor Ort, an der WEA, wird ein autarker Behälter 2 mit 2 erwärmten IBC aus dem Servicecontainer beschickt.
-
Dann werden die Behälter 1, 2 nacheinander in den Haken des Hilfskranes der WEA eingehangen und auf die Plattform der WEA abgesetzt und dort gesichert. In der kurzen Zeit der Übergabe muss das Schiff dicht am Turm der WEA die Position halten. Danach kann es die Position verlassen, bzw. zur nächsten WEA fahren, um dort einen weitere autarke Behälter 1, 2 zu übergeben.
-
Anschließend werden die beiden Behälter 1, 2 durch Schläuche und Leitungen verbunden. Das Personal zieht die eingehangenen Schläuche 9 mit der Altölpumpe 7 in die Gondel und schließt diese nacheinander an das Getriebe an. Nach dem Ölwechsel erfolgt der Vorgang in ungekehrter Reihenfolge. An Bord des Schiffes wird das Altöl in den Servicecontainer abgelassen, das Spülöl gereinigt und die IBC ausgetauscht. Die autarken Behälter 1, 2 sind dann für einen weiteren Ölwechsel bereit.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- autarker Behälter HC
- 2
- autarker Behälter MC
- 3
- Altöltank
- 4
- Frischöltank
- 5
- Spülöltank
- 6
- Haspel
- 7
- Altölpumpe
- 8
- Frischölpumpe
- 9
- Schläuche
- 10
- Energieversorgung
- 11
- Steuereinheit
- 12
- Deckel
- 13
- Krananschläge
- 14
- Feinfilter Frischöl
- 15
- Feinfilter Spülöl
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- JP 57000922 A [0003]
- DE 1049258 B [0004]
- DE 102009018045 A1 [0006]
- DE 10021163 B4 [0007]
- DE 60101160 T2 [0007]
- DE 60122172 T2 [0008]
- DE 10222472 A1 [0009]
