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Die Erfindung betrifft eine Verbindungsstruktur zum Verbinden von Schwimmkörpern, wobei die Verbindungsstruktur eine Dämpfung von translatorischen oder rotatorischen Relativbewegungen der Schwimmkörper zueinander erlaubt, ein Tragwerk mit zumindest zwei Schwimmkörpern und ein Schwimmkörper zur Aufnahme von Arbeitsmodulen, Wohnmodulen und dergleichen.
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Wohn- und Arbeitsmodule auf See, wie zum Beispiel bei schwimmenden Häfen mit angeschlossenen Wohnflächen für Arbeiter oder Reparaturplattformen für Offshore-Windkrafträder, zeigen hinsichtlich ihrer Effizienz mit zunehmender Größe und Anzahl der die Module aufnehmenden Schwimmkörper einen positiven Effekt. Gleichzeitig stellt aufgrund der hydrodynamischen Anforderungen die Entwicklung einer passenden Verbindungsart für die Schwimmkörper eine Herausforderung dar. Bisherige Ansätze zur Kopplung von Offshore-Strukturen lassen sich in zwei Gruppen gliedern: flexible und starr gekoppelte Systeme.
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Starre Kopplungen, bei denen mehrere Schwimmkörper zu einem steifen schwimmenden Tragwerk zusammengefasst werden, führen zu starken Materialbeanspruchungen und sind nur bis zu begrenzten Schwimmkörpergrößen einsetzbar. Betrachtet man eine Kopplung in einer Raumrichtung, würden sich bei langen, parallel zur Kopplung einfallenden Wellen durch die Hebelwirkung enorme Biegemomente ergeben. Ganze Schwimmkörper könnten über das Stampfmoment aus dem Wasser gehoben werden und die gesamte Last dieser Schwimmkörper müsste von der Kopplung getragen werden. Zudem ist bei Rollbewegungen um die Kopplungsachse mit enormen Querkräften sowie Biege- und Torsionsmomenten in der Verbindung zu rechnen.
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Erweitert man die Kopplung auf eine zweite horizontale Raumrichtung, senkrecht zur Ersten, ergibt sich z.B. bei vier Körpern, die in einer 2x2 Matrix-Formation aufgestellt sind, bei steifer Kopplung ein mechanisch überbestimmtes System. Selbst wenn die einzelnen Schwimmkörper nicht mit voller Last auf den Verbindungen liegen, ergeben sich hier große Kräfte in den Verbindungen, da die Körper in unterschiedliche Richtungen beschleunigt werden können, insbesondere in schräg einlaufenden Wellen, die zu einer gekoppelten Roll- und Stampfbewegung führen.
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Aufgrund dieser Einschränkungen ist der Einsatz von großen Tragwerken bislang auf geschützte Seegebiete beschränkt. Geschützte Seegebiete erleichtern den Einsatz, da die Wellenlängen hier meist auf Längen beschränkt sind, deren Erregungsfrequenz fern der Resonanzzonen der großen Strukturen liegt.
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Ein bekanntes starres Tragwerk ist das sogenannte Mega-Float-Projekt von Mitsubishi Heavy Industries. Für die Kopplung werden hydraulische und pneumatische Systeme in Normalenrichtung zur Verbindungsebene sowie ein Formschluss für die Kopplung der Querkräfte und Momente verwendet, um die bis zu 300m langen Schwimmkörper miteinander zu verbinden und Relativbewegungen zu unterdrücken. Auf diese Weise wurde eine etwa 1000m lange schwimmende Landebahn zusammengesetzt, auf der Flugzeuglandungen erfolgreich durchgeführt wurden. Informationen zum Mega-Float-Projekt sind abrufbar unter https://www.mhi.co.jp/technology/review/pdf/e382/e382039.pdf.
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Flexible Kopplungen müssen die bei Relativbewegungen auftretenden starken Kräfte aufnehmen und eine Kollision der Schwimmkörper verhindern. Insbesondere Biegemomente durch Gierbewegungen oder kombinierte Roll- und Stampfbewegungen erfordern massive mechanische Verbindungsstrukturen. Diese weisen den Nachteil auf, dass flächenmäßig große Verbindungsstrukturen wiederum den Schlaglasten von Wellen ausgesetzt sind. Zudem sind bei flexibel gekoppelten Systemen die Belastungen der beweglichen Teile unter dem Einfluss der extremen Wetterbedingungen auf offener See ein wesentlicher Faktor, der zu einer begrenzten Lebenszeit führt. Bei schwimmenden Systemen muss die Kopplungsfunktion jedoch auch in schweren Wetterlagen erhalten bleiben. Eine flexible Kopplung für große schwimmende Strukturen ist abrufbar unter
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876380416301276.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verbindungsstruktur zum Verbinden von Schwimmkörpern zu schaffen, die eine verlässliche Dämpfung von translatorischen oder rotatorischen Relativbewegungen der Schwimmkörper zueinander erlaubt. Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, ein schwimmendes Tragwerk zu schaffen, dessen Schwimmkörper verlässlich gegeneinander gedämpft sind und einen verbesserten Schwimmkörper zur Aufnahme von Arbeitsmodulen, Wohnmodulen und dergleichen zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Verbindungsstruktur mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch ein Tragwerk mit Merkmalen des Patentanspruchs 12 und durch einen Schwimmkörper mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15.
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Eine erfindungsgemäße Verbindungsstruktur zum Verbinden von Schwimmkörpern, die zur Aufnahme von Arbeitsmodulen, Wohnmodulen und dergleichen geeignet sind, erlaubt eine Dämpfung von translatorischen oder rotatorischen Relativbewegungen der Schwimmkörper zueinander. Sie weist eine erste Dämpfungseinrichtung zum Dämpfen von Relativbewegungen in Vertikalrichtung und eine zweite Dämpfungseinrichtung zum Dämpfen von Relativbewegungen in Horizontalrichtung auf. Die zweite Dämpfungseinrichtung ist um eine Vertikalachse verdrehbar an der ersten Dämpfungseinrichtung gelagert. Sie hat zudem zwei Verbindungsarme zum Koppeln mit jeweils einem der Schwimmkörper. Die Verbindungsarme sind jeweils in Vertikalrichtung beweglich an der ersten Dämpfungseinrichtung und an den Schwimmkörpern befestigbar.
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Die erfindungsgemäße Verbindungsstruktur lässt Relativbewegung bei gleichzeitiger Beschränkung der Amplituden im Hinblick auf den Abstand zwischen den Schwimmkörpern und ihrer Relativlage zu. Die Verbindungsstrukturen bewirken eine Entkopplung von Rotationslasten (Momenten) und der Dämpfung der relativen Translationsbewegungen der Schwimmkörper. Die Begriffe Vertikalrichtung und Horizontalrichtung beziehen sich auf die Einbaulage und Position der Verbindungsstrukturen in ruhiger See. Die Vertikalrichtung erstreckt sich dann senkrecht zur Wasseroberfläche und die Horizontalrichtung erstreckt sich entlang der Wasseroberfläche. Die Verbindungsarme können an entgegengesetzten Seiten der ersten Dämpfungseinrichtung angeordnet sein, so dass sich die Schwimmkörper bei ruhiger See quasi in einer horizontalen Achse gegenüberliegen. Die Verbindungsstruktur befindet sich dann mittig zwischen den Schwimmkörpern. Alternativ können die Verbindungsarme um beispielsweise 90° versetzt zueinander an der ersten Dämpfungseinrichtung angeordnet sein, so dass die Schwimmkörper dann quasi rechtwinklig zueinander angeordnet sind.
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Die beiden endseitigen Gelenkverbindungen eines Verbindungsarms können als ein Kugelgelenk ausgebildet sein. Durch die Kugelgelenke werden die Freiheitsgrade erhöht. Die Schwimmkörper können relativ zur Verbindungsstruktur und somit relativ zueinander verkippen. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist dämpfungseinrichtungsseitig eine Wellenlagerung und zusätzlich ein Kugelgelenk vorgesehen. Schwimmkörperseitig ist bei diesem Ausführungsbeispiel eine Kugellagerung vorgesehen. Hierdurch werden relative Bewegung des Verbindungsstruktur und des Schwimmkörpers wie Roll-, Stampf und Gierbewegungen ermöglicht. Insbesondere ist es auch vorstellbar, lediglich ein Kugelgelenk in einem Verbindungsarm vorzusehen anstatt jeweils ein Kugelgelenk endseitig des Verbindungsarms und/oder zumindest einer Wellenlagerung. Durch das eine zentrale Kugelgelenk wird der Verbindungsarm in zwei relativ zueinander um sämtliche Achsen verschwenkbare Armabschnitte unterteilt.
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Um zumindest einen weiteren Schwimmkörper an der Verbindungsstruktur anbinden zu können ist es vorteilhaft, wenn eine dritte Dämpfungseinrichtung an der ersten Dämpfungseinrichtung mit zumindest einem Verbindungsarm zum Dämpfen von Relativbewegungen in Horizontalrichtung zwischen den beiden Schwimmkörpern und einem weiteren Schwimmkörper angeordnet ist. Aus vorrichtungstechnischer Sicht ist es günstig, wenn die dritte Dämpfungseinrichtung gleich der zweiten Dämpfungsvorrichtung ausgebildet ist und dementsprechend auch zwei gelenkige Verbindungsarme aufweisen kann. Wenn die jeweils zwei Verbindungsarme der zweiten Dämpfungseinrichtung entgegengesetzt zueinander und die zwei Verbindungsarme der dritten Dämpfungseinrichtung entgegengesetzt zueinander angeordnet sind sowie die beiden Verbindungsarmpaare bzw. die zweite und dritte Dämpfungseinrichtung um 90° versetzt zueinander an der ersten Dämpfungseinrichtungen angeordnet sind, lassen sich über die Verbindungsstruktur vier Schwimmkörper flexibel und dämpfend miteinander verbinden. Die zweite und dritte Dämpfungseinrichtung sind dann vertikal versetzt an der ersten Dämpfungseinrichtung angeordnet. Die zweite und dritte Dämpfungseinrichtung können zudem in Vertikalrichtung relativ verschiebbar zueinander an der ersten Dämpfungseinrichtung angeordnet sein. Die dritte Dämpfungseinrichtung ist entweder ebenfalls um die Vertikalachse drehbar an dieser gelagert oder alternativ drehfest mit der ersten Dämpfungseinrichtung verbunden.
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Zumindest eine Form der Dämpfung sieht vor, die Dämpfungseinrichtungen mit jeweils zumindest einem Dämpfungsfluid beladenen Druckraum zu versehen. Insbesondere dann, wenn das Dämpfungsfluid Luft ist, weist diese aufgrund ihrer Kompressibilität bereits eine innewohnende dämpfende Wirkung. Zur Einstellung der Dämpfung kann die Luft als Druckluft vorgeladen werden. Die Luft kann aus der Umgebung als Außenluft gewonnen werden. Bevorzugterweise können die Druckräume während des Betriebs der Verbindungsstruktur montiert und demontiert werden.
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Zumindest eine der Dämpfungseinrichtungen kann auch zumindest zwei Druckräume aufweisen, deren Volumen bei einer Relativbewegung der Schwimmkörper zueinander jeweils einzeln veränderbar sind. Bevorzugterweise weist die erste (vertikale) Dämpfungseinrichtung zwei unabhängig voneinander sich vergrößernde oder verkleinernde Druckräume auf und die zweite und dritte (horizontale) Dämpfungseinrichtung hat jeweils bevorzugterweise einen einzelnen Dämpfungsraum pro Verbindungsarm. Hierdurch erfolgt eine besonders wirkungsvolle Dämpfung von durchlaufenden Wellen.
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Zumindest ein Abschnitt einer Dämpfungseinrichtungen kann zur Bildung eines volumenvariablen Druckraums längenveränderbar sein. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist jede Dämpfungseinrichtung längenveränderbar. Die Längenvariabilität kann zum Beispiel bei der bzw. den Dämpfungseinrichtungen mit zwei Druckräumen über jeweils zwei fluchtend zueinander angeordnete Teleskopstangen erfolgen, die jeweils von einem flexiblen fluiddichten Balg umgriffen sind, so dass quasi Druckkissen gebildet werden. Die Teleskopstangen selber können in eine Richtung, beispielsweise in ihre Ausfahrrichtung vorgespannt sein, beispielsweise über eine Federeinrichtung in Form einer Druck- oder Drehfeder. Ebenso können die Teleskopstangen innerhalb ihrer Stangenelemente zumindest ein Druckraum, insbesondere eine Druckluftkammer, zur Vorspannung aufweisen. Bevorzugterweise haben die Teleskopstangen mechanische Endanschläge, um eine maximale Einfahrbewegung und eine maximale Ausfahrbewegung zu begrenzen. Bei den Dämpfungseinrichtungen mit jeweils einem einzelnen Druckraum ist jeweils eine einzelne der vorbeschriebenen Teleskopstangen vorstellbar. Bevorzugterweise bildet die jeweils zumindest eine Teleskopstange der zweiten und dritten Dämpfungseinrichtung einen Teil der Verbindungsarme, so dass diese längenveränderbar sind und der jeweils zumindest eine Druckraum einen integralen Bestandteil der Verbindungsarme darstellt.
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Die Druckräume können gegeneinander fluiddicht abgeschlossen sein. Hierdurch wird die Zuverlässigkeit erhöht, da jeder Druckraum für sich eine einzelne Dämpfungswirkung aufweist. Zudem kann der einzelne Dämpfungsgrad individuell eingestellt werden. Ferner werden die Montage und Demontage der Druckräume erleichtert.
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Alternativ können die Druckräume insbesondere einer Dämpfungseinrichtung miteinander in Fluidverbindung stehen. Hierdurch wird das Dämpfungsfluid zwischen den Druckräumen umgefördert, so dass ein sich vergrößernder Druckraum eine aus einem sich verkleinernden Druckraum verdrängte Dämpfungsfluidmenge aufnehmen kann.
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Weiterhin kann jeder Druckraum zumindest eine Fluidleitung zum Zuführen des Dämpfungsfluids bei einer Volumenvergrößerung und/oder zum Abführen des Dämpfungsfluids bei einer Volumenverkleinerung aufweisen. Die Fluidleitung kann über eine entsprechende Steuer- und/oder Regeleinrichtung in die eine Richtung geöffnet oder geschlossen werden. Durch das Zu- und Abführen wird ein maximaler Unterdruck und ein maximaler Überdruck in dem jeweiligen Druckraum verhindert. Über optionale Ventileinrichtungen bzw. leitungsquerschnittsveränderte Maßnahmen wie Blenden oder Drosseln in der zumindest jeweils einen Fluidleitung kann ein Dämpfungsgrad weiter eingestellt werden. Das Dämpfungsfluid kann mit Überdruck in die sich vergrößernden Druckräume gefördert werden, so dass beispielsweise eine schnelle Rückstellung erfolgt. Das gesamte Dämpfungssystem (im wesentlichen Druckräume und Fluidleitungen) kann kontinuierlich unter Überdruck stehen, wodurch ein Eindringen von Wasser in die Druckräume verhindert wird.
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Die zumindest eine Fluidleitung pro Druckraum kann eine externe Schlauch- oder Rohrleitung sein oder in die Verbindungsstruktur und auch in die Schwimmkörper integriert sein, derart, dass Profile der Verbindungsstruktur und der Schwimmkörper als Hohlprofile ausgeführt sind, die als die Fluidleitungen wirken. Durch die integrale Ausbildung der Fluidleitung wird die Robustheit der Verbindungsstruktur erhöht. Das Dämpfungsfluid kann beispielsweise Außenumgebungsluft sein. Alternativ zu einer als Zu- und Ableitung ausgeführten Fluidleitung kann ein Druckraum auch eine einzelne Zuleitung und eine einzelne Ableitung aufweisen. Hierdurch wird der steuer- und regeltechnische Aufwand reduziert. Das aus dem jeweiligen Druckraum verdrängte Dämpfungsfluid kann in einem Druckspeicher gespeichert werden, um so schnell Dämpfungsfluid in einen sich vergrößernden Dämpfungsraum nachzufördern zu können ohne es aus der Außenumgebung zu gewinnen. Bevorzugterweise ist der Druckspeicher in die erste Dämpfungseinrichtung integriert, da die erste Dämpfungseinrichtung als das die zweite und dritte Dämpfungseinrichtung miteinander verbindende Bauteil der Verbindungsstruktur an einer zentralen Position angeordnet ist. Zudem können bei Integration des Druckspeichers in die Verbindungsstruktur die Fluidleitungen kurz gehalten werden und eine Verbindungsstruktur einfach montiert oder demontiert bzw. ausgetauscht werden.
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Bevorzugterweise wird die Dämpfung der Relativbewegungen zwischen den Schwimmkörpern zur Energiegewinnung, insbesondere zur regenerativen Energiegewinnung, eingesetzt. Dies erfolgt beispielsweise dadurch, dass das aus den sich jeweils verkleinernden Druckräumen verdrängte Dämpfungsfluid einer Fluidmaschine zur mittel- oder unmittelbaren Energiegewinnung zugeführt wird. Alternativ oder zusätzlich kann das von den Druckräumen bei einer Expansion bzw. Volumenvergrößerung angesaugte bzw. nachgeförderte Dämpfungsfluid eine Fluidmaschine passieren. Hierdurch gibt das Dämpfungsfluid einen Teil seiner Energie ab und die Expansion wird gedämpft. Eine beispielhafte Fluidmaschine ist eine Strömungsmaschine bzw. eine Turbomaschine. Die Fluidmaschine kann mit einem Generator zur Stromerzeugung in Wirkverbindung stehen. Nach dem Durchströmen der Fluidmaschine kann das nun druckentspannte Dämpfungsfluid an die Außenumgebung abgegeben werden. Im Falle der Verwendung einer zentralen Energiegewinnung kann es vorteilhaft sein, das Dämpfungsfluid in einem zentralen Druckspeicher außerhalb der ersten Dämpfungseinrichtungen, beispielsweise auf einem Schwimmkörper in der Nähe der zumindest einen Fluidmaschine, zur Sicherstellung einer konstanten Versorgung der zumindest einen Fluidmaschine mit dem komprimierten Dämpfungsfluid vorzusehen. Allerdings kann auch eine dezentrale Energiegewinnung erfolgen und somit in jedem Druckspeicher der ersten Dämpfungseinrichtung eine Fluidmaschine und bevorzugterweise auch ein entsprechender Generator angeordnet sein. Ergänzend oder alternativ wird die dem komprimierten Dämpfungsfluid innewohnende thermische Energie zur weiteren Verwendung aus den bzw. dem Druckspeicher abgeführt. Durch diese Maßnahmen kann auch bei geringen Beschleunigungen und kleinen Amplituden in Absolut- und Relativbewegung eine effiziente Energieumwandlung erfolgen, so dass auch und insbesondere die Schwimmkörper für Wohn- und Arbeitsflächen verwendet werden können, da diese geringe Beschleunigungen und kleine Amplituden in Absolut- und Relativbewegung voraussetzen. Dabei bietet insbesondere die Verwendung von Druckluftsystemen zur Gewinnung von Energie den Vorteil, dass nicht an jedem Druckraum ein Power-Take-Off (PTO) benötigt wird, sondern die komprimierte Luft zentral im Druckspeicher gesammelt und hier verwertet werden kann. Die Nutzung eines zentralen PTO-Systems erhöht die Effizienz und spart Platz. Zudem wird bei der Kompression des Dämpfungsmediums ein signifikanter Anteil der kinetischen Energie in Wärme umgewandelt. Dies bietet auf Offshore-Strukturen einen großen Vorteil, da je nach Einsatzgebiet der Energiebedarf zu einem wesentlichen Teil aus Wärmeenergie besteht. Somit ist die direkte Verfügbarkeit von thermischer Energie nutzbar und spart den Umwandlungsschritt von elektrischer in thermische Energie.
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Um Stoßbelastungen auf die Verbindungsstruktur zu verringern, kann eine Unterseite der ersten Dämpfungseinrichtung konkav gewölbt oder vertikal nach unten radial verjüngend ausgebildet sein. Stoßbelastungen treten insbesondere dann auf, wenn sich die Verbindungsstruktur außerhalb des Wassers befindet und die Dämpfungseinrichtungen dabei oberhalb der Wasseroberfläche angeordnet sind, so dass bei einer Wellenbewegung Wasser von unten gegen die Verbindungsstruktur schlägt. Insbesondere kann die Unterseite der ersten in Vertikalrichtung ausgerichteten Dämpfungseinrichtung als ein nach außen sich verjüngender Konus mit Spitze ausgebildet sein. Alternativ oder ergänzend kann die Unterseite der ersten Dämpfungseinrichtung mit Wellenbrechern versehen sein oder es können Wellenbrecher von unten betrachtet vor der ersten Dämpfungseinrichtung angeordnet sein. Die zweite Dämpfungseinrichtung und die optionale dritte Dämpfungseinrichtung sind zur Vermeidung von Schlaglasten vorzugsweise fachwerkartig aufgebaut und auch über dünne Streben mit der ersten Dämpfungseinrichtung verbunden.
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Ein erfindungsgemäßes Tragwerk hat zumindest zwei Schwimmkörper, die über die Verbindungsstruktur nach einem der vorhergehenden Patentansprüche miteinander verbunden sind. Die erfindungsgemäße Verbindungsstruktur mit der indirekten Kopplung der zwei senkrecht zueinander stehenden horizontalen Raumrichtungen führt dazu, dass Biege- und Torsionsmomente nicht von der Verbindungsstruktur aufgenommen werden müssen, sondern in Zug- und Druckbelastungen umgewandelt werden, die von den Teleskopstangen und Druckluftkissen axial übertragen bzw. gedämpft werden. Durch die freie Rotation um die Verbindungsarme bzw. die Verbindungsachsen der Teleskopstangen müssen auch in der zweiten und dritten Dämpfungseinrichtung selbst keine oder nur geringe Schubbelastungen aufgenommen werden. Hierdurch kann die Dimensionierung eines die Verbindungsarme aufnehmenden Gestells zur Kopplung mit der ersten Dämpfungseinrichtung dahingehend optimiert werden, dass eine kleine Projektionsfläche für angreifende Wellenkräfte entsteht. Bewegliche große Körper im maritimen Umfeld haben aufgrund der gewaltigen Kräfte häufig eine kurze Lebensdauer. Sind sie hingegen hydrodynamisch quasi-transparent und interagieren wenig mit den Wellen, reduziert sich die physische Beanspruchung. Die Schwimmkörper sind vorteilhafterweise in Reihen angeordnet, wobei diese jeweils um eine halbe Körperlänge versetzt sind. Hierdurch lassen sich die schmalen Körperenden, die zumeist besonders starken Auslenkungen unterliegen, mit den vergleichsweise wenig erregten Körpermitten der Nachbarreihe verbinden.
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Um eine Montage, eine Demontage und einen Austausch sowie Ersatz von einzelnen Elementen der Verbindungsstruktur zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, wenn zumindest eine Verbindungsstruktur lösbar an den Schwimmkörpern befestigt ist.
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Zur Bildung einer schwimmenden Fläche, die größer als eine einzelne Decksfläche eines Schwimmkörpers ist, kann sich eine, die Fläche bildende Plattform auf mehreren Schwimmkörpern abstützen. Die Abstützung kann über entsprechende Stützen wie zylinderförmigen Säulen erfolgen. Dabei sind die Stützen ebenfalls in Vertikalrichtung dämpfend ausgebildet, beispielsweise in Form von Teleskopstützen mit Druckräumen. Die stützenseitigen Druckräume können dann wiederum in die optionale Energiegewinnung eingebunden und mit der zur Energiegewinnung vorgesehenen Fluidmaschine in Fluidverbindung stehen. Die schwimmkörperseitige Lagerung der Stützen ist hierbei mit einem Kugellager ausgestattet, so dass die Plattform sich auf einer Ebene senkrecht zu Säulenachse relativ zu dieser bewegen kann. Alternativ ist die Plattform in ein Segment pro Schwimmkörper unterteilt. Diese Segmente sind in leicht unterschiedlicher Höhe gelagert und überlappen einander. In diesem Fall können die Säulen starr ausgebildet sein.
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Ein erfindungsgemäßer Schwimmkörper für ein Tragwerk hat eine dominante Hauptabmessung in einer horizontalen Raumrichtung und eine Verdickung des Querschnitts zu seiner Körpermitte. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Schwimmkörper rautenartig. Die Verbindungsstrukturen sind dann in Eckbereichen angeordnet. Die Nutzung gestreckter Schwimmkörperformen ermöglicht es, Schwimmkörperstellen zu koppeln, bei denen ein unterschiedliches Antwortverhalten im Seegang zu erwarten ist. Während die Schwimmkörpermitten vor allem bei Rollbewegungen große Amplituden aufweisen, sind die Schwimmkörperenden eher von Gier- und Stampfbewegungen betroffen. Es ist also mit hohen Relativbewegungen zu rechnen. Große Bewegungsamplituden sind für die Energiegewinnung mittels Druckluft vorteilhaft. Durch eine bessere Effizienz der Energieentnahme kann die Schwimmlage der Schwimmkörper stabilisiert werden. Zudem weist der gestreckte Schwimmkörper günstigere Seegangseigenschaften als gleichseitige Schwimmkörper auf, was insbesondere dem Schleppvorgang, der Installation und Wartung zugutekommt.
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Sonstige vorteilhafte Ausführungsbeispiele sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
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Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Darstellungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Tragwerk mit einer Vielzahl von erfindungsgemäßen Schwimmkörpern und Verbindungsstrukturen,
- 2 eine der Verbindungsstrukturen mit zwei horizontalen Dämpfungseinrichtungen und einer vertikalen Dämpfungseinrichtung in Grundstellung sowie eine Relativverdrehung eines Schwimmkörpers um eine Verbindungsachse mit der vertikalen Dämpfungseinrichtung,
- 3 eine Relativverdrehung der horizontalen Dämpfungseinrichtungen zur vertikalen Dämpfungseinrichtung,
- 4 die vertikale Dämpfungseinrichtung mit freigeschnittenen Druckräumen,
- 5 den Verbindungsarm aus 5 mit seinem freigeschnittenen Druckraum,
- 6 eine Stauchung des Druckraums des Verbindungsarms in Horizontalrichtung,
- 7 eine Verdrehung des Verbindungsarms um seine Querachse,
- 8 eine Verdrehung eines an dem Verbindungsarms angekoppelten Schwimmkörpers bzw. eine Verkippung um die Längsachse des Verbindungsarms,
- 9 die Anordnung von Fluidmaschinen zur Energiegewinnung auf einem Schwimmkörper,
- 10 die Positionierung einer Plattform auf mehreren Schwimmkörpern in Draufsicht, und
- 11 die Positionierung der Plattform auf mehreren Schwimmkörpern in geschnittener Seitenansicht.
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1 zeigt ein erfindungsgemäßes schwimmendes Tragwerk 1. Das Tragwerk 1 kann beispielsweise im Off-Shore Bereich zur Aufnahme von Arbeitsflächen, Wohnmodulen und dergleichen eingesetzt werden. Es weist eine Vielzahl von Schwimmkörpern 2a, b, c, d auf, die jeweils über eine Verbindungsstruktur 4 flexibel miteinander verbunden sind.
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Die Verbindungsstrukturen 4 ermöglichen relative Bewegungen der Schwimmkörper in Vertikalrichtung und in Horizontalrichtung. Die Begriffe Vertikalrichtung und Horizontalrichtung beziehen sich auf die Einbaulage und Position der Verbindungsstrukturen 4 in ruhiger See. Die Vertikalrichtung erstreckt sich dann senkrecht zur Wasseroberfläche und die Horizontalrichtung erstreckt sich entlang der Wasseroberfläche. In der Perspektive nach 1 verläuft die Vertikalrichtung senkrecht zur Blatt- bzw. Zeichenebene und die Horizontalrichtung in der Blatt- bzw. Zeichenebene.
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Die Verbindungsstrukturen 4 bewirken eine Entkopplung von Rotationsbewegungen und Horizontalbewegungen sowie Vertikalbewegungen der einzelnen Schwimmkörper 2a, b, c, d zueinander. Darüber hinaus bewirken die Verbindungstrukturen 4 eine Dämpfung von relativen Translationsbewegungen zwischen den Schwimmkörpern 2a, b, c, d. Die entkoppelten Rotationsbewegungen verhindern die Aufnahme von Biege- und Torsionsmomenten in den Verbindungstrukturen 4. Die Dämpfung der Translationsbewegungen wird im Folgenden noch erläutert. Sie wird insbesondere zur Energiegewinnung verwendet, beispielsweise zur Energie- und Wärmeversorgung der schwimmenden Wohnmodule.
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Ein einzelner Schwimmkörper 2a, b, c, d ist ein Körper mit einer größeren Erstreckung in Längsrichtung als in Querrichtung. Bevorzugterweise haben die Schwimmkörper 2a, b, c d eine rautenförmige Deckfläche 6, beispielsweise mit einer maximalen Länge von 100m und einer maximalen Breite von 40m. Diese Maßangaben gelten aber nicht einschränkend. Die Schwimmkörper 2a, b, c, d sind in versetzten Reihen zueinander angeordnet. Die Verbindungstrukturen 4 sind jeweils an den voneinander abgewandten stirnseitigen Eckbereichen 8a, 8b (Schwimmkörperenden) sowie seitlichen Eckbereichen 10a, b (Schwimmkörpermitten) angeordnet. Die Schwimmkörper 2a, b, c, d befinden sich mit ihrer Decksfläche 6 oberhalb der Wasseroberfläche. Die Verbindungstrukturen 4 können sich hingegen sowohl vollständig unterhalb, als auch vollständig oberhalb sowie teilweise unterhalb und teilweise oberhalb der Wasseroberfläche befinden.
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Wie in den 2 und 3 beziffert hat jede Verbindungsstruktur 4 eine erste Dämpfungseinrichtung 12, eine zweite Dämpfungseinrichtung 14 sowie eine dritte Dämpfungseinrichtung 16. Die erste Dämpfungseinrichtung 12 bewirkt eine Dämpfung in Vertikalrichtung. Sie verbindet die zweite und dritte Dämpfungseinrichtung 14, 16 miteinander und erlaubt dabei sowohl relative Vertikalverschiebungen der zweiten und dritten Dämpfungseinrichtungen 14, 16 zueinander (2, angedeutet durch den vertikalen Doppelpfeil), als auch Relativverdrehungen der zweiten und dritten Dämpfungseinrichtung 14, 16 zueinander (3, angedeutet durch den Drehpfeil). Im Vorgriff auf die folgende Erläuterung ist in 2 zudem durch einen Drehpfeil eine Verdrehbarkeit eines Schwimmkörpers 2a, b, c, d um eine Verbindungsachse mit der ersten Dämpfungseinrichtung 12 angedeutet.
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Wie in den 2 und 3 durch die vierbeinige Anbindungsstrukturen 18 illustriert, sind die zweite und dritte Dämpfungseinrichtung 14, 16 jeweils mit einem Schwimmkörper 2a, b, c, d gelenkig verbunden. Sie sind in unterschiedlichen Horizontalebenen 19, 21 um 90° versetzt zueinander angeordnet ( 3) und aus dieser 90°-Grundstellung relativ zueinander um die Vertikalachse z der ersten Dämpfungseinrichtung 12 verdrehbar ( 3). Die vertikale Verschiebbarkeit der zweiten und dritten Dämpfungseinrichtung 14, 16 relativ zueinander ermöglicht die Dämpfung von Translationsbewegungen der Schwimmkörper 2a, b, c, d in Vertikalrichtung. Die zweite und dritte Dämpfungseinrichtung 14, 16 sind über die erste Dämpfungseinrichtung 12 miteinander verbunden und ermöglichen die Dämpfung von Translationsbewegungen der Schwimmkörper 2a, b, c, d relativ zueinander in Horizontalrichtung. Im Folgenden wird die erste Dämpfungseinrichtung 12 als vertikale Dämpfungseinrichtung bezeichnet. Die erste und zweite Dämpfungseinrichtung 14, 16 wirken als horizontale Dämpfungseinrichtungen und werden im Folgenden aufgrund ihrer Anordnung in unterschiedlichen Horizontalebenen als untere Dämpfungseinrichtung 14 (erste Dämpfungseinrichtung) und als obere Dämpfungseinrichtung 16 (zweite Dämpfungseinrichtung) bezeichnet.
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Die vertikale Dämpfungseinrichtung 12 hat, wie in 3 beziffert, eine zylinderartige Form mit einer konusartigen Unterseite 20, die sich von einem zylinderförmigen Ring 22 vertikal nach unten erstreckt. Über Streben 24 ist die untere Dämpfungseinrichtung 14 an diesem Ring 22 befestigt. Die konusartige Unterseite 20 kann einen Hohlraum begrenzen, der vor dem Eindringen von Wasser geschützt ist. Bevorzugterweise hat die Unterseite 20 eine Konusspitze, so dass die Unterseite keinen zur Wasserlinie bzw. zur Wasseroberfläche parallel verlaufende Flächenabschnitt aufweist, wodurch die Einleitung von Schlaglasten in die vertikale Dämpfungseinrichtung 12 und somit in die Verbindungsstruktur 4 wesentlich vermindert wird.
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Wie in 4 gezeigt, hat die vertikale Dämpfungseinrichtung 12 zwei in Vertikalrichtung übereinanderliegende Druckräume 26a, b. Die Druckräume 26a, b sind fluchtend zueinander angeordnet und weisen das gleiche Volumen auf. Sie haben jeweils einen flexiblen zylinderförmigen und balgartigen Mantel 28a, 28b, der bevorzugterweise aus einem Kunststoff- oder Gummimaterial besteht. Sie dienen zur Aufnahme und Abgabe eines Dämpfungsfluids, bevorzugterweise Luft aus der Außenumgebung. Die Druckräume 26a, 26b können somit auch als Dämpfungskissen betrachtet werden. Sie sind über eine fluiddichte Trennscheibe 30 voneinander getrennt und unabhängig voneinander ausgebildet. D. h., bei einer Relativverschiebung der unteren und oberen Dämpfungseinrichtung 14, 16 in Vertikalrichtung können beide Druckräume 26a, 26b sowohl für sich verkleinert, als auch für sich vergrößert werden, oder entgegengesetzt wirkend der eine Druckraum 26a vergrößert und der andere Druckraum 26b verkleinert werden oder umgekehrt.
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Die vorbeschriebene Volumen- bzw. Größenvariabilität der Druckräume 26a, 26b in Vertikalrichtung wird über in Vertikalrichtung fluchtende Teleskopstangen 32a, 32b erzielt, die sich von der Trennscheibe 30 entgegengesetzt zueinander zu einer ringseitigen und unteren Bodenscheibe 34 bzw. einer oberen Deckelscheibe 36 erstrecken
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Zum Zu- und Abführen des Dämpfungsfluids in bzw. aus den Druckräumen 26a, 26b bei einer vertikalen Relativverschiebung der Schwimmkörper 2a, b, c, d stehen die Druckräume 26a, 26b über jeweils eine Zuleitung sowie jeweils eine Ableitung mit einem Zulaufsystem bzw. einem Ableitungssystem in Fluidverbindung. Ein beispielhaftes Zulaufsystem beinhaltet eine ansaugseitige Fluidmaschine 78a zur Dämpfung und Energiegewinnung, die einen Luftstrom 77a aus der Außenumgebung ansaugt (s. 9). Ein beispielhaftes Ableitungssystem beinhaltet eine verdrängungsseitige Fluidmaschine 78a zur Dämpfung und Energiegewinnung, die einen Luftstrom 77b an die Außenumgebung abgibt (s. 12). In der 4 sind die Zu- und Ableitungen als Fluidleitungssystem 38 angedeutet.
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Ein Dämpfungsgrad wird bevorzugterweise über die Druckvorspannung des Dämpfungsfluids in den Druckräumen 26a, b eingestellt. Ergänzend kann ableitungsseitig ein nicht gezeigtes Druckentlastungsventil vorgesehen sein, das sich ab dem Überscheiten eines Maximaldrucks in dem sich verkleinernden Druckraum 26a, b automatisch öffnet.
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Die untere Dämpfungseinrichtung 14 und die obere Dämpfungseinrichtung 16 wird nun mit Bezug zu den 2, 3 und 5 bis 8 erläutert.
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Die untere und obere Dämpfungseinrichtung 14, 16 sind gleich ausgebildet. Sie unterscheiden sich lediglich in der um 90° versetzten Grundeinstellung in unterschiedlichen Horizontalebenen 19, 21 (2) und in der Art der Anbindung an der vertikalen Dämpfungseinrichtung 12.
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Die untere Dämpfungseinrichtung 14 ist an dem unteren Ring 22 der vertikalen Dämpfungseinrichtung 12 über die Streben 24 drehbar befestigt (3). Die obere Dämpfungseinrichtung 16 ist über einen drehbar gelagerten Ring 42 im Bereich der Trennscheibe 30 an der vertikalen Dämpfungseinrichtung 12 gelagert und somit relativ zur unteren Dämpfungseinrichtung 14 vertikal verschiebbar und horizontal verdrehbar.
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Da die untere und die obere Dämpfungseinrichtung 14, 16 bis auf die vorgenannten Unterschiede gleich ausgebildet sind, hat die folgende Beschreibung der unteren Dämpfungseinrichtung 14 auch Gültigkeit für die obere Dämpfungseinrichtung 16.
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Mit Bezug zu 2 hat die untere Dämpfungseinrichtung 14 ein fachwerkartiges Haltegestell mit zwei parallel und horizontal verlaufenden Längsträgern 42a, 42b, die jeweils endseitig eine Lagerstelle 44a, 44b für einen hier zylinderförmigen Querträger 46a, 46b bilden. Die Lagerstellen 44a, 44b sind bevorzugterweise wassergeschmierte Wellenlager und ermöglichen eine Verdrehung der Querträger 46a, 46b um eine Horizontalachse y. Das Haltegestell bildet mit den Querträgern 46a, 46b und den drehbaren Längsträgern 42a, 42b einen Rahmen, der die vertikale Dämpfungseinrichtung 12 umgreift und aufgrund seiner fachwerkartigen Ausführung nahezu unempfindlich gegen Schlaglasten ist.
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Die Querträger 46a, b sind endseitig in jeweils den fluchtend zueinander ausgerichteten Lagerstellen 44a, 44b gelagert. Mittig von den Querträgern 46a, b erstreckt sich jeweils ein Verbindungarm 48a, b zur Verbindung der unteren Dämpfungseinrichtung 16 mit einem der Schwimmkörper 2a, b, c, d. Die untere Dämpfungseinrichtung 16 hat somit zwei entgegengesetzt zueinander angeordnete Verbindungsarme 48a, b zur Verbindung mit jeweils einem Schwimmkörper 2a, b, c, d.
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Wie in 5 am Verbindungsarm 48a verdeutlicht, hat jeder Verbindungsarm 48a, b eine Haupterstreckung entlang seiner Längsachse x mit einem in Längsrichtung ausgeprägten Druckraum 50. Der Druckraum 50 hat einen flexiblen zylinderförmigen und balgartigen Mantel 52, der bevorzuterweise aus einem Kunststoff- oder Gummimaterial besteht. Der Druckraum 50 dient zur Aufnahme und Abgabe eines Dämpfungsfluids, bevorzugterweise Luft aus der Außenumgebung. Der Druckraum 50 kann somit auch als Dämpfungskissen betrachtet werden.
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Die vorbeschriebene Volumen- bzw. Größenvariabilität des Druckraums 50 in Horizontalrichtung wird über eine sich in Längsrichtung des Verbindungsarms 48 erstreckende Teleskopstange 56 erzielt, die sich zwischen einer gestellseitigen Endscheibe 58 und einer dem jeweiligen Schwimmkörper 2a, b, c, d zugewandten Endscheibe 60 erstreckt. In 6 ist eine beispielhafte Stauchung der Teleskopstange 56 und somit eine Volumenverringerung des Druckraums 50 gezeigt.
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Zum Zu- und Abführen des Dämpfungsfluids in bzw. aus dem Druckraum 50 bei einer horizontalen Relativverschiebung der Schwimmkörper 2a, b, c, d steht dieser über jeweils eine Zuleitung sowie jeweils eine Ableitung mit einem Zulaufsystem bzw. einem Ableitungssystem in Fluidverbindung. In 5 sind die Zu- und Ableitungen als Fluidleitungssystem 62 angedeutet.
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Ein Dämpfungsgrad wird bevorzugterweise über die Druckvorspannung des Dämpfungsfluids in dem Druckraum 50 eingestellt. Ergänzend kann ableitungsseitig ein nicht gezeigtes Druckentlastungsventil vorgesehen sein, das ab dem Überschreiten eines Maximaldrucks in dem sich verkleinernden Druckraum 50 automatisch öffnet.
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Die endseitige Anbindung der Verbindungsarme 48a, b an dem jeweiligen Querträger 46a, b und an der Anbindungsstruktur 18 des jeweiligen Schwimmkörpers 2a, b, c, d erfolgt jeweils über eine Gelenkverbindung, bevorzugterweise jeweils über ein Kugelgelenk 66a, 66b (5). Hierzu erstreckt sich jeweils von den Endscheiben 58, 60 eine axiale Verbindungsstange 68, an der eine Kugel 70a, b des jeweiligen Kugelgelenks 66a, b angebunden ist. Der Querträger 46a und die Anbindungsstruktur 18 weisen die die Kugel 70a, b aufnehmende Gelenkpfanne 72a, b auf. Die Gelenkpfanne 72a kann allerdings auch unmittelbar in eine Seitenwand 67 des Schwimmkörpers 2a, b, c, d eingesetzt sein. Die Kugelgelenke 66a, b ermöglichen zum einen die gleiche Funktion wie die Wellenlagerung (Lagerstellen 44a, b) der Querträger 46a, b um jeweils eine horizontale Achse am Haltegestell (7). Zum anderen ermöglichen die Kugelgelenke 66a, b eine relative Verdrehung eines Schwimmkörpers 2a, b, c, d um die Längsachse x des Verbindungsarms 48a (8). Die Längsachse x eines Verbindungsarms 48a, b bildet gleichzeitig die Verbindungsachse für jeden einzelnen Schwimmkörper 2a, b, c, d mit der vertikalen Dämpfungseinrichtung 12.
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Um eine Montage, eine Demontage und einen Austausch sowie Ersatz von einzelnen Elementen der Verbindungsstruktur 4 im Betrieb zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, wenn die Verbindungsstruktur 4, insbesondere ihre Verbindungsarme 48a, b lösbar an den Anbindungsstrukturen 18 der Schwimmkörper 2a, b, c, d befestigt ist. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel können die Verbindungsstrukturen 4 oder einzelne Verbindungsarme 48a, b über die Kugelgelenke 66a, 66b ausgetauscht werden. Insbesondere können auch die Druckkissen bzw. Mäntel (28a, b, 52) während des Betriebs montiert und demontiert werden.
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Zusammengefasst führt bei der erfindungsgemäßen Verbindungsstruktur 4 die indirekte Kopplung von zwei senkrecht zueinander stehenden horizontalen Raumrichtungen dazu, dass Biege- und Torsionsmomente nicht von der Verbindungsstruktur aufgenommen werden müssen, sondern in Zug- und Druckbelastungen umgewandelt werden, die von den Teleskopstangen (32a, 32b, 56) und Druckluftkissen (26a, 26b, 50) axial übertragen bzw. gedämpft werden. Durch die freie Rotation um die Verbindungsachsen der Teleskopstangen (32a, 32b, 56) bzw. die Längsachsen x der Verbindungsarme 48a, b müssen auch im jeweiligen Haltegestell der unteren und oberen Dämpfungseinrichtung 14, 16 selbst keine oder nur geringe Schubbelastungen aufgenommen werden. Hierdurch kann die Dimensionierung des Haltegestells dahingehend optimiert werden, dass eine kleine Projektionsfläche für angreifende Wellenkräfte entsteht. Die Schwimmkörper 2a, b, c, d sind durch die flexiblen Verbindungsstrukturen dergestalt verbunden, dass jede Rotationsbewegung der schwimmenden Module von deren Nachbarn entkoppelt und in eine relative translatorische Bewegung umgewandelt wird, die dann zur Umwandlung von kinetischer Energie in elektrische Energie und Wärme genutzt wird.
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In 9 erfolgt nun eine Erläuterung der eingangs erwähnten Energiegewinnung. Die Energiegewinnung erfolgt insbesondere durch die Nutzung des aus den sich jeweils verkleinernden Druckräumen 26a, b, 50 verdrängten Dämpfungsfluids oder des aufgrund einer Expansion der Druckräume 26a, b, 50 angesaugten Dämpfungsfluids.
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Bevorzugterweise wird das angesaugte oder verdrängte Dämpfungsfluid als Antriebsmedium für jeweils eine Fluidmaschine 74a, b verwendet, die unmittelbar oder mittelbar durch Verwendung eines Generators 76a, b zur elektrischen Energiegewinnung benutzt wird. Die Fluidmaschinen 74a, b sind beispielsweise Turbo- bzw. Strömungsmaschinen.
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Die ansaugseitige bzw. zulaufseitige Fluidmaschine 74a ist in die Zuleitungen der Fluidleitungssysteme 38, 62 integriert. Bevorzugterweise strömt das Dämpfungsfluid als Luftstrom 77a aus der Außenumgebung ein. Die verdrängungsseitige bzw. ableitungsseitige Fluidmaschine 74b ist in die Ableitungen der Fluidleitungssysteme 38, 62 integriert. Das durch die Fluidmaschine 74b geströmte und somit entspannte Dämpfungsfluid wird als Luftstrom 77b an die Außenumgebung abgegeben.
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Zum Ausgleich von Druckschwankungen in der jeweiligen Zuströmung der Fluidmaschinen 74a, 74b kann das verdrängte Dämpfungsfluid in jeweils einem den Fluidmaschinen 74a, b vorgelagerten Druckspeicher 78a, b zwischengespeichert werden, so dass die Fluidmaschinen 74a, b mit einem konstanten Fluidstrom betrieben werden.
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Die Fluidmaschinen 74a, b, die Generatoren 76a, b und die Druckspeicher 78a, b, können zu einer transportablen Anlage 80 zusammengefasst sein. Die Anlage 80 kann auf einem der Schwimmkörper 2a, b, c, d oder neben den Schwimmkörpern 2a, 2b, 2c, 2d positioniert sein. Die Anlage 80 kann mit einem der Schwimmkörper 2a, b, c, d lösbar verbunden sein oder ein freischwimmender Körper sein.
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Die zudem bei dem Verkleinern und Vergrößern der Druckräume 26a, b, 50a, b entstehende Wärme wird beispielsweise über nicht gezeigte Wärmetauscher in den Verbindungsstrukturen 4 direkt zur Wärmegewinnung genutzt.
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In den 10 und 11 ist ein Ausgangsbeispiel gezeigt, bei dem eine Plattform 82 auf mehreren Schwimmkörpern 2a, b, c, d abgestützt ist. Die Plattform 82 erstreckt sich über mehrere Schwimmkörper 2a, b, c, d und ist auf diesen über jeweils zumindest eine Stütze 84a, b, c, d abgestützt. Die Stützen weisen eine innewohnende Dämpfungsfunktion auf, so dass die Bewegungen der Schwimmkörper 2a, b, c, d weiter gedämpft werden. Zusätzlich sind die Stützen 84a, b, c, d bevorzugterweise über nicht gezeigte Kugelgelenke an den Schwimmkörpern 2a, b, c, d gelagert, so dass sich die Plattform 82 auf einer Ebene senkrecht zu Säulenachse relativ zu dieser bewegen kann.
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Es wird erwähnt, dass, auch wenn die Zuleitungen und Ableitungen der Fluidleitungssysteme 38, 62 in den Figuren als externe Leitungen dargestellt sind, diese bevorzugterweise in die Verbindungsstruktur 4, die Anbindungsstrukturen 18 und auch in die Schwimmkörper 2a, b, c, d integriert sind. Die Integration erfolgt über die Bereitstellung von entsprechenden strukturellen Hohlprofilen der einzelnen Elemente 2a, b, c, d, 4, 18 des Tragwerks 1. Die Darstellung der Fluidleitungen 38a, b, 62a, b als externe Leitungen erfolgt lediglich zu illustrativen Zwecken.
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Ebenso kann der Hohlraum jeder vertikalen Dämpfungseinrichtung in das Fluidsystem eingebunden sein und als Druckspeicher wirken.
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Es wird weiter erwähnt, dass anstelle der hier beschriebenen bevorzugten Druckluftdämpfung auch eine alternative Dämpfung, beispielsweise eine Luft-Öl, eine Öldämpfung oder eine Öl-Federdämpfung erfolgen kann.
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Offenbart sind eine Verbindungsstruktur zum Verbinden von Schwimmkörpern, wobei durch indirekte Kopplung von zwei senkrecht zueinander stehenden horizontalen Raumrichtungen Biege- und Torsionsmomente nicht von der Verbindungsstruktur aufgenommen werden, sondern in Zug- und Druckbelastungen umgewandelt werden, die von Dämpfungseinrichtungen axial übertragen bzw. gedämpft werden, mit einer ersten Dämpfungseinrichtung zum Dämpfen von Relativbewegungen in Vertikalrichtung und mit einer zweiten Dämpfungseinrichtung zum Dämpfen von Relativbewegungen in Horizontalrichtung, die um eine Vertikalachse verdrehbar an der ersten Dämpfungseinrichtung gelagert ist und die zwei Verbindungsarme zum Koppeln mit jeweils einem der Schwimmkörper aufweist, wobei die Verbindungsarme jeweils in Vertikalrichtung beweglich an der ersten Dämpfungseinrichtung und an den Schwimmkörpern befestigbar sind, ein Tragwerk sowie ein Schwimmkörper.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Tragwerk
- 2a, b, c, d
- Schwimmkörper
- 4
- Verbindungsstruktur
- 6
- Decksfläche
- 8a, b
- stirnseitiger Eckbereich /Körperende
- 10a, b
- seitlicher Eckbereich / Körpermitte
- 12
- erste (vertikale) Dämpfungseinrichtung
- 14
- zweite (horizontale bzw. untere) Dämpfungseinrichtung
- 16
- dritte (horizontale bzw. obere) Dämpfungseinrichtung
- 18
- Anbindungsstruktur
- 19
- Horizontalebene
- 20
- Unterseite
- 21
- Horizontalebene
- 22
- Ring
- 24
- Strebe
- 26a, b
- Druckraum
- 28a, b
- Mantel
- 30
- Trennscheibe
- 32a, b
- Teleskopstange
- 34
- Bodenscheibe
- 36
- Deckelscheibe
- 38
- Fluidleitungssystem (Zu- und Ableitung(en))
- 42a, b
- Längsträger
- 44a, b
- Lagerstelle
- 46a, b
- Querträger
- 48a, b
- Verbindungsarm
- 50
- Druckraum
- 52
- Mantel
- 54
- Trennscheibe
- 56, a, b
- Teleskopstange
- 58
- Endscheibe
- 60
- Endscheibe
- 62
- Fluidleitungssystem (Zu- und Ableitung(en))
- 66a, b
- Gelenkverbindung / Kugelgelenk
- 76
- Seitenwand
- 68
- Verbindungsstange
- 70a, b
- Kugel
- 72a, b
- Gelenkpfanne
- 74a, b
- Fluidmaschine
- 76a, b
- Generator
- 77a, b
- Luftstrom
- 78a, b
- Druckspeicher
- 80
- Anlage
- 82
- Plattform
- 84a, b, c, d
- Stütze
- x
- Längsachse
- y
- Horizontalachse
- z
- Vertikalachse
