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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verringerung von Schallschwingungen in einer Flüssigkeit beim Eintreiben eines Fundamentelements unter die Oberfläche der Flüssigkeit, so dass ein Ende im Grund der Flüssigkeit verankert ist.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Ein gut bekanntes Problem beim Eintreiben von Fundamentelementen in einer Offshore-Umgebung ist die Schallemission durch das Eintreiben von Fundamentelementen in den Meeresboden. Forschungen haben ergeben, dass Fische und Meeressäuger innerhalb eines gewissen Abstands von dem eingetriebenen Fundamentelement einem ernsthaften Gesundheitsrisiko aufgrund der Schallschwingungen (Schallemissionen) im Wasser und vom Meeresboden ausgesetzt sind. Eine Anzahl Forschungsdokumente belegt die schädliche Auswirkung von Lärm und Schallschwingungen auf die Fische und Meeressäuger aufgrund von Fundamentelementen wie Monopiles, die in den Meeresboden eingetrieben werden, zum Beispiel „Technical Guidance for Assessment and Mitigation of the Hydroacoustic Effects of Pile Driving an Fish", Februar 2009, erstellt für: California Department of Transportation, Kontakt: Jim Andrews. Erstellt von: ICF Jones & Stokes, 630 K Street, Suite 400, Scramento, CA 95818, Kontaktpersonen: Rick Oestman, Dave Buehler und: Illingworth and Rodkin, Inc., 505 Petaluma Blvd. South, Petaluma, CA 94952, Kontaktpersonen: James Reyff, Rich Rodkin.
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JP60159218A beschreibt einen Onshore-Schallisolator unter Verwendung einer mit einem flexiblen Gas gefüllten Hülse in Form von Bälgen, die den Monopile umgeben, während er von einem Rammhammer eingetrieben wird. Der Balg, der Gas und Wasser enthält, fungiert als Feder- und Dämpfungslösung in einer Onshore-Umgebung, überträgt jedoch Schallemissionen, wenn er in einer Offshore-Umgebung umgeben von Wasser verwendet wird.
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DE10302219 beschreibt eine Offshore-Lösung, in der der Pfahl oder Pfeiler durch eine große Anzahl gasgefüllter Abteilungen oder Zellen von dem umgebenden Wasser lärmisoliert ist.
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WO2007096132 beschreibt eine Offshore-Lösung, in der der Pfahl oder Pfeiler durch eine Schallreduzierungshülse in einer Kofferdammstruktur lärmisoliert ist, wenn der Pfahl in einer wasserfreien Umgebung positioniert ist, während er in den Meeresboden eingetrieben wird.
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KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Unter Berücksichtigung des zuvor beschriebenen Stands der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung für einen schnellen und kostengünstigen Weg zum Eintreiben von Fundamentelementen in den Grund einer Flüssigkeit, wie einen Ozean, bereitzustellen, während minimale Schallschwingungen gewährleistet werden, um die Auswirkung auf die Umwelt zu minimieren.
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Die Aufgabe kann mittels einer Vorrichtung zum Verringern von Schallschwingungen in einer Flüssigkeit erfüllt werden, wenn ein Fundamentelement unter die Oberfläche der Flüssigkeit eingetrieben wird, so dass ein Ende im Grund der Flüssigkeit verankert ist, umfassend eine Rohrstruktur, die angepasst ist, einen Abschnitt der Rohrstruktur unter die Oberfläche der Flüssigkeit abzusenken, und geeignet, das Fundamentelement innerhalb der Rohrstruktur in Längsrichtung zu positionieren; Dichtmittel in Kontakt mit der Rohrstruktur und angepasst, ein eingeschlossenes Volumen durch Kontakt zwischen dem Abschnitt der Rohrstruktur unter der Oberfläche und dem Fundamentelement zu erzeugen, wenn das Fundamentelement innerhalb der Rohrstruktur zum Eintreiben des Fundamentelements in Längsrichtung positioniert ist; Pumpmittel, angepasst zum Entfernen von Flüssigkeit aus dem eingeschlossenen Volumen, wenn das Fundamentelement innerhalb der Rohrstruktur in Längsrichtung positioniert wird und das eingeschlossene Volumen erzeugt worden ist.
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Somit ist es möglich, die Schallschwingungen zu verringern, wenn Fundamentelemente in den Grund einer Flüssigkeit wie einen Ozean oder einen See eingetrieben werden. Überdies ist die Erfindung zur Offshore-Verwendung geeignet, da sie verhältnismäßig einfach und kostengünstig ist.
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Die Verwendung eines Dichtmittels verringert die Menge Flüssigkeit, die wieder in das eingeschlossene Volumen gelangt, nachdem die Flüssigkeit entfernt worden ist. Dies ist vorteilhaft, weil es den Energie- und/oder Kraftstoffverbrauch der Pumpen verringert.
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Die Rohrstruktur ist eine hohle Längsstruktur, vorzugsweise ein Zylinder; es können jedoch auch andere Formen verwendet werden, solange das Fundamentelement in Längsrichtung innerhalb der Rohrstruktur positioniert werden kann. Die Querschnittform der Rohrstruktur kann beispielsweise quadratisch, rechteckig oder hexagonal sein. In einer Ausführungsform weist die Rohrstruktur die gleiche Querschnittform auf wie das Fundamentelement. Die Rohrstruktur kann in einer Ausführungsform als Kofferdamm ausgelegt sein. Die Rohrstruktur kann auf eine gewünschte Höhe über dem Grund der Flüssigkeit abgesenkt sein und/oder auf ihr gehalten werden.
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Fundamentelemente, vorzugsweise Monopiles, können verwendet werden, um ein Fundament für Offshore-Strukturen wie Windturbinen zu schaffen. Sie können im Boden eingebettet werden, indem sie in den Grund der Flüssigkeit eingetrieben werden; die Tiefe der Fundamentelemente in dem Boden hängt von der beabsichtigten Verwendung der Fundamentelemente und der Geologie des Standorts ab. In einer Ausführungsform umfasst das Fundamentelement eine Mehrzahl separater Abschnitte, die beim Eintreiben verbunden werden.
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Unter „eingeschlossenem Volumen” ist das Volumen zwischen dem Fundamentelement und der Rohrstruktur in dem Abschnitt zu verstehen, in dem sie überlappen und im Grund durch ein Dichtmittel begrenzt sind. In einer Ausführungsform ist das eingeschlossene Volumen auch oben begrenzt und mit einem Gas gefüllt, um die Schallschwingungen auf ein gewünschtes Niveau zu verringern.
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Vorzugsweise ist das eingeschlossene Volumen zur Atmosphäre hin offen. Dies kann erzielt werden, indem es keine zusätzlichen Dichtmittel zwischen den Fundamentelementen und der Rohrstruktur gibt. Der Druck im Innern des eingeschlossenen Volumens beträgt dann ungefähr 1 atm und entspricht der Umgebungsluft. Die Schallschwingungen, die erzeugt werden, wenn das Fundamentelement eingetrieben wird, zum Beispiel durch einen Hammer, werden dann innerhalb des eingeschlossenen Volumens an die Luft übertragen. Im Wesentlichen werden alle diese Schallschwingungen dann durch die Öffnung zur Atmosphäre hin ausgeglichen und folglich nicht an die Rohrstruktur und weiter an die Flüssigkeit übertragen. Mit anderen Worten richtet das eingeschlossene Volumen eine wesentliche Menge der Schallschwingungen, die erzeugt werden, wenn das Fundamentelement eingetrieben wird, nach oben und hinaus in die Atmosphäre, wodurch die Schallschwingungen in der Flüssigkeit verringert werden.
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Das Dichtmittel, beispielsweise eine Dichtung oder eine andere mechanische Dichtpackung, kann gewährleisten, dass nur kleine Mengen Flüssigkeit in das eingeschlossene Volumen gelangen. Unter „kleine Mengen” ist zu verstehen, dass der Flüssigkeitsstrom in das eingeschlossene Volumen nicht die Pumpenleistung des Pumpenmittels übersteigen sollte. Es wird bevorzugt, das Dichtmittel so fest wie möglich zu machen, da dies Energie spart, die vom Pumpenmittel verwendet wird. Das Pumpenmittel kann eine Flüssigkeitspumpe sein, die geeignet zum Pumpen der jeweiligen Flüssigkeit ist. Es wird bevorzugt, das Pumpenmittel unter der Oberfläche der Flüssigkeit und/oder in der Nähe des Dichtmittels mit einem Einlass am Grund des eingeschlossenen Volumens zu platzieren.
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Die Rohrstruktur wird vorzugsweise in die Flüssigkeit abgesenkt, bevor das Fundamentelement innerhalb der Rohrstruktur positioniert wird, vorzugsweise indem es in das Fundamentelement abgesenkt wird. Alternativ kann das Fundamentelement innerhalb der Rohrstruktur positioniert werden, bevor ein Abschnitt davon unter die Oberfläche der Flüssigkeit abgesenkt wird.
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In einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung überdies eine Stützstruktur, umfassend eine Mehrzahl schwenkbarer Beine, die mit der Rohrstruktur verbunden sind, wobei die Mehrzahl Beine angepasst ist, die Rohrstruktur zu stützen, indem die Mehrzahl Beine auf dem Grund der Flüssigkeit positioniert wird. Die Stützstruktur kann dann verwendet werden, sich selbst mit einer beliebigen gewünschten Neigung zu positionieren. Zusätzlich kann die Stützstruktur ausgebildet sein, sich selbst zu stützen, um es zu ermöglichen, die Stützstruktur auf dem Grund der Flüssigkeit zu lassen, entweder wenn das Fundamentelement eingesetzt ist oder zum späteren Einsetzen, um die Fundamentelemente zu einem späteren Zeitpunkt einzutreiben. Vorzugsweise weist die Stützstruktur drei Beine auf, die gleichmäßig um sie herum verteilt sind. Der Winkel zwischen den Beinen und der Stützstruktur kann geändert werden, um die gewünschte Neigung zu gewährleisten.
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In einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung überdies eine Stützstruktur, die angepasst ist, die Rohrstruktur in einer im Wesentlichen senkrechten Position zu halten. Es wird bevorzugt, eine senkrechte Position der Stützstruktur zu haben, ungeachtet der Neigung am Grund der Flüssigkeit, da eine senkrechte Position die besten Bedingungen für Strukturen bietet, die die Fundamentelemente als Teil ihres Fundaments verwenden.
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Vorzugsweise ist das Dichtmittel an der Rohrstruktur befestigt. Die Rohrstruktur kann an einer Mehrzahl Fundamentelemente wieder verwendet werden und das Dichtmittel ist ebenfalls wiederverwendbar. Somit ist es wünschenswert, dass sie verbunden werden. Dies führt zu einer simpleren und einfacheren Handhabung der vorliegenden Erfindung.
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Vorzugsweise umfasst das Dichtmittel einen expandierbaren Abschnitt, der angepasst ist, expandiert zu werden, wenn das Fundamentelement in Längsrichtung innerhalb der Rohrstruktur positioniert wird, wodurch eine feste Dichtung gesichert wird. Dies ist ein Weg zu gewährleisten, dass die Dichtung so fest wie möglich ist, und gleichzeitig das Absenken des Fundamentelements einfacher zu gestalten, da der expandierbare Abschnitt beim Absenken des Fundamentelements eingezogen und dann hinterher expandiert werden kann. Das Absenken muss folglich nichts mit einem festen Dichtelement zu tun haben, bis das Eintreiben des Fundamentelements beginnt. Dies schützt auch das Dichtmittel gegen Verschleiß.
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In einer Ausführungsform umfasst die Rohrstruktur Teleskopabschnitte, die angepasst sind, die Rohrstruktur zu verlängern oder zusammenzuziehen. Dies erleichtert die Handhabung der Rohrstruktur und ist insbesondere wünschenswert, wenn die Rohrstruktur eine beträchtliche Länge aufweist, beispielsweise über 10 m. Zusätzlich können die Teleskopabschnitte gewährleisten, dass der Abschnitt der Rohrstruktur, der über der Oberfläche der Flüssigkeit liegt, die gleiche Höhe für eine Mehrzahl Rohrstrukturen aufweist, selbst wenn sie in unterschiedlichen Tiefen positioniert sind.
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Die Erfindung betrifft überdies ein System, umfassend eine Mehrzahl Vorrichtungen wie hierin beschrieben, wobei die Mehrzahl Vorrichtungen durch mindestens einen Abstandshalter verbunden sind, um eine vorbestimmte Position von Fundamentelementen zu gewährleisten, die in den Rohrstrukturen in Bezug zueinander positioniert sind. Der oder die Abstandshalter können verwendet werden, um Rohrstrukturen zu verbinden und ermöglichen dadurch ein vorbestimmtes Muster. Wenn beispielsweise Mehrzahlen von Strukturen ein Fundament mit mehr als einem Fundamentelement benötigen, kann es ein Vorteil sein, ein System von Rohrstrukturen und Abstandshaltern zu haben, um eine feste Vorlage für die Fundamentelemente zu bilden. In einem Beispiel bilden die Abstandshalter ein Quadrat mit Rohrstrukturen an den Ecken; es ist dann möglich, vier Fundamentelemente präzise in der korrekten Position in Bezug zueinander zu positionieren. Das System kann dann über die Fundamentelemente angehoben und zum Eintreiben vier neuer Fundamentelemente verwendet werden.
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Ein weiterer Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verringern von Schallschwingungen in einer Flüssigkeit, wenn ein Fundamentelement unter die Oberfläche der Flüssigkeit eingetrieben wird, so dass ein Ende im Grund der Flüssigkeit verankert ist, umfassend die Schritte: Absenken eines Abschnitts einer Rohrstruktur unter die Oberfläche der Flüssigkeit, Einsetzen eines Fundamentelements in die Rohrstruktur, Erzeugen eines eingeschlossenen Volumens zwischen dem Fundamentelement und der Rohrstruktur mit einem Dichtmittel, das in Kontakt mit dem Fundamentelement und der Rohrstruktur steht, Entfernen von Flüssigkeit aus dem eingeschlossenen Volumen, nachfolgendes Eintreiben des Fundamentelements in den Grund der Flüssigkeit mit verringerten Schallschwingungen.
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Beim Ausführen dieses Verfahrens werden die Schallschwingungen, die in Zusammenhang mit dem Eintreiben von Fundamentelementen in eine Flüssigkeit stehen, zum Vorteil der Fische und Meeressäuger in der Nähe in hohem Maße verringert.
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In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren überdies den Schritt des Anpassens der Neigung der Rohrstruktur. Dies ist vorteilhaft, weil es gewährleistet, dass das Fundament positioniert und geneigt werden kann, um eine beliebige gewünschte Struktur zu stützen. Vorzugsweise erfolgt die Anpassung der Neigung der Rohrstruktur unter Verwendung einer Stützstruktur, vorzugsweise umfassend eine Mehrzahl Beine, deren eines Ende die Rohrstruktur stützt und deren anderes am Grund der Flüssigkeit ruht. Der Grund der Flüssigkeit kann unterschiedliche Neigungen aufweisen, und normalerweise ist es wünschenswert, dass die Neigung des Fundamentelements senkrecht ist. Eine Stützstruktur wie erwähnt kann verwendet werden, um dies zu gewährleisten.
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Vorzugsweise wird, nachdem das Fundamentelement in den Grund eingetrieben worden ist, folgender Schritt ausgeführt: Anheben der Rohrstruktur über das Fundamentelement und dadurch Entfernen der Rohrstruktur von dem Fundamentelement. Das Rohrelement kann dann verwendet werden, wenn ein anderes Fundamentelement eingetrieben wird.
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Vorzugsweise wird die Rohrstruktur auf den Grund der Flüssigkeit abgesenkt. Sie kann dann von dem Grund gestützt werden und ist dann einfacher zu steuern. Außerdem kann sie zur späteren Verwendung auf dem Grund stehen gelassen werden.
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In einer Ausführungsform umfasst die Rohrstruktur Teleskopelemente zum Verlängern und zum Zusammenziehen der Rohrstruktur. Dies ist vorteilhaft, wenn die Rohrstruktur eine beträchtliche Länge aufweist. Der Transport zu dem Standort, wo sie abgesenkt wird, wird dann erleichtert.
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In einer Ausführungsform wird das Absenken eines Abschnitts einer Rohrstruktur unter die Oberfläche der Flüssigkeit von einem Wasserfahrzeug aus ausgeführt, das angepasst ist, auf der Flüssigkeit zu schwimmen. Dies ist wünschenswert, weil es ein einfacher Weg ist, die Vorrichtung dorthin zu transportieren, wo das Fundamentelement eingetrieben werden soll. Vorzugsweise umfasst das Wasserfahrzeug mindestens eine Stange, die auf den Grund der Flüssigkeit abgesenkt wird, um das Wasserfahrzeug zu stützen. Vorzugsweise wird das Wasserfahrzeug über die Oberfläche der Flüssigkeit angehoben, während es auf mindestens einer Stange steht. Das Wasserfahrzeug kann eine Hubinsel sein, was offshore sehr stabile Bedingungen zum Eintreiben von Fundamentelementen bietet.
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In einer Ausführungsform wird eine Mehrzahl Rohrstrukturen, die durch Abstandshalter verbunden ist, beim Eintreiben von Fundamentelementen in ein vorbestimmtes Muster verwendet. Dies ermöglicht ein vorbestimmtes Muster der Fundamentelemente.
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Es versteht sich, dass das Verfahren zur Verwendung der erwähnten Vorrichtung und umgekehrt angepasst werden kann.
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BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die Erfindung wird nachfolgend ausführlicher mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
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1A, 1B eine schematische Ansicht einer Ausführungsform der Erfindung mit einer Rohrstruktur, die bereit ist, abgesenkt zu werden.
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2A, 2B eine schematische Ansicht einer Ausführungsform der Erfindung mit einer Rohrstruktur, die auf einem Wasserfahrzeug ruht.
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3A, 3B eine schematische Ansicht einer Ausführungsform der Erfindung mit einer Rohrstruktur, die abgesenkt wird.
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4A, 4B eine schematische Ansicht einer Ausführungsform der Erfindung mit einer Rohrstruktur, die von der Stützstruktur stabilisiert wird.
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5A, 5B eine schematische Ansicht einer Ausführungsform der Erfindung mit einer freistehenden Rohrstruktur, die von einer Stützstruktur stabilisiert wird.
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6 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform der Erfindung mit einer Rohrstruktur, die von einer Stützstruktur stabilisiert wird und die ein Fundamentelement durch einen Hammer eintreibt.
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7 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform der Erfindung mit einer Rohrstruktur, die von einer Stützstruktur gestützt wird, und einem Fundamentelement, das im Boden gegründet ist.
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8A, 8B eine schematische Ansicht einer Ausführungsform der Erfindung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung berücksichtigt das Problem des schnellen Eintreibens eines oder mehrerer Fundamentelemente, vorzugsweise Monopiles, in den Grund einer Flüssigkeit, um ein Fundament für Strukturen wie Windturbinen in einer Offshore-Umgebung zu schaffen. Sie stellt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Gründen auf umweltfreundliche Weise bereit, beispielsweise für die Installation mehrerer Windgeneratoren in Offshore-Windfarmen. In einem Beispiel kann dies durch einen positionierbaren, selbststützenden, temporären Kofferdamm durch Übertragen, Positionieren, Anpassen des temporären Kofferdamms von einem Wasserfahrzeug aus auf die gewünschte Position auf dem Grund des Ozeans erfolgen, wodurch eine frühe Platzierung und Anpassung des Kofferdamms und das spätere Eintreiben des Fundamentelements ermöglicht werden.
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Ein Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren für die umweltfreundliche sowie schnelle Installation von Fundamentelementen zur Verwendung in Ozeanen und Seen. Vorzugsweise umfassend ein Verfahren zum Transportieren einer temporären Kofferdammstruktur zu einer Baustelle, Übertragen dieser Kofferdammstrukturen auf den Grund des überfluteten Bereichs, wo Installationsposition und -winkel mittels anpassbarer Beine oder Ähnlichem angepasst werden, um einen selbststützenden Kofferdamm in dem Ozean oder See zu ermöglichen. Ein eingeschlossenes Volumen zwischen der Kofferdammstruktur und dem Fundamentelement wird dann erzeugt. Pumpen entfernen dann Wasser aus dem eingeschlossenen Volumen, was dazu führt, dass Luft durch die Öffnung oben eintritt. Dies vermindert den Transport hydroakustischer Auswirkungen, die beim Eintreiben des Fundamentelements in den Grund des Ozeans oder Sees entstehen, was eine minimale Menge Schwingungen an die Umgebung gewährleistet. Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise auf einem Wasserfahrzeug transportiert und von dort eingesetzt, das in der Lage ist, sich zu bewegen oder bewegt zu werden, beispielsweise ein schwimmendes Transportwasserfahrzeug wie ein Schiff oder eine Hubinsel.
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8A und 8B zeigen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der eine Rohrstruktur 3 teilweise in eine Flüssigkeit abgesenkt worden ist. Die Rohrstruktur 3 kann von einer Hubinsel, einem Schiff oder Stützmittel mit Beinen, die auf dem Grund der Flüssigkeit 9 ruhen, an der Stelle gehalten werden. Die Rohrstruktur 3 ruht auf dem Grund 9. Das Ruhen der Rohrstruktur 3 auf dem Grund 9 kann helfen, die Rohrstruktur 3 zu stabilisieren. Innerhalb der Rohrstruktur 3 ist ein Fundamentelement 10 abgesenkt worden. Sowohl die Rohrstruktur 3 als auch das Fundamentelement 10 erstrecken sich über die Oberfläche der Flüssigkeit 14. Das Dichtmittel 7 ist an dem Rohrelement 3 befestigt und in dichtendem Kontakt mit dem Fundamentelement 10. Die Pumpe 15 kann dann die Flüssigkeit leeren, die anfänglich in dem eingeschlossenen Volumen 12 vorhanden ist. Die Pumpe 15 weist einen Einlass auf, der mit dem eingeschlossenen Volumen 12 und dem Auslass in der Flüssigkeit verbunden ist. Das eingeschlossene Volumen 12 kann dann im Wesentlichen frei von Flüssigkeit gehalten werden, während das Fundamentelement 10 beispielsweise durch einen Hammer in den Grund 9 eingetrieben wird. Der Fachmann weiß, dass es sehr schwierig ist, das Dichtmittel 7 ganz fest zu halten, da das Fundamentelement 10 in Bezug auf das Dichtmittel bewegt wird, wenn es in den Grund 9 eingetrieben wird. Es ist daher notwendig, die Pumpen während der Operation des Eintreibens der Fundamentelemente 10 laufen zu lassen, um ein im Wesentlichen flüssigkeitsfreies eingeschlossenes Volumen 12 zu gewährleisten. Die Verringerung von Schallschwingungen in der Flüssigkeit wird aufgrund des flüssigkeitsfreien Abschnitts des eingeschlossenen Volumens 12 verringert. 8A zeigt eine Rohrstruktur 3 in einem Stück, während 8B eine Teleskoprohrstruktur 3 zeigt.
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1 offenbart eine einfache Skizze der vorliegenden Erfindung in einer Ausführungsform, umfassend ein Offshore-Wasserfahrzeug 1, Hubbeine 2, eine Rohrstruktur 3 (auch bekannt als Kofferdammstruktur) mit anpassbaren Beinen 4, ein Rohrstruktur-Hubsystem 5, eine Rohrstruktur in einem Lagerbereich 6 und ein Dichtmittel 7. Das Hubschiff 1 stellt eine stabile Plattform für den Transport und das Platzieren der Rohrstrukturen 3 bereit.
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2 zeigt eine vereinfachte Skizze einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einer Rohrstruktur 3, die von dem Übertragungssystem 8 vom Lager zum Kofferdammstruktur-Hubsystem 5 übertragen wird.
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3 zeigt eine vereinfachte Skizze der vorliegenden Erfindung in einer Ausführungsform, die eine Rohrstruktur 3 zeigt, die von dem Rohrstruktur-Hubsystem 5 auf den Grund 9 der Flüssigkeit gehoben wird.
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4 zeigt eine vereinfachte Skizze der vorliegenden Erfindung in einer Ausführungsform, die eine Rohrstruktur 3 zeigt, die von den anpassbaren Beinen 4 an der Rohrstruktur 3 winklig angepasst ist.
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5 zeigt eine vereinfachte Skizze der vorliegenden Erfindung in einer Ausführungsform, die eine Rohrstruktur 3 zeigt, die zum späteren Eintreiben des Fundamentelements 10 auf dem Meeresgrund 9 positioniert wird.
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6 zeigt eine vereinfachte Schnittansicht der vorliegenden Erfindung in einer Ausführungsform, die ein Fundamentelement 10 zeigt, das von einem Rammhammer 11 in den Meeresgrund 9 eingetrieben wird, während der eingeschlossene Bereich 12 zwischen der Rohrstruktur 3 und dem Pfahl 10 mittels einer Pumpe trocken gehalten wird, dies verringert die Schallschwingungen, die erzeugt werden, wenn das Fundamentelement in den Grund 9 eingetrieben wird. Außerdem bläst ein Hilfs-Lärmunterdrückungssystem Gas in das umgebende Meerwasser hinaus, das die Rohrstruktur 3 mit einem Gasblasenvorhang 13 umgibt, was die Schallschwingungen von dem Eintreiben des Fundamentelements 10 sogar noch weiter verringert. Das Hilfs-Lärmunterdrückungssystem kann eine Pumpe zum Erzeugen des Blasenvorhangs verwenden, und vorzugsweise ist die Pumpe die gleiche Pumpe 15, wie sie zum Leeren des eingeschlossenen Volumens 12 aus der Flüssigkeit verwendet wird.
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7 zeigt eine vereinfachte Skizze der vorliegenden Erfindung in einer Ausführungsform, die ein Fundamentelement 10 in einer endgültigen Position zeigt, in der die Rohrstruktur 3 sie noch immer einschließt. Danach wird die Rohrstruktur 3 vorzugsweise angehoben und von dem Fundamentelement 10 entfernt.
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Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend beschrieben:
Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einrichten einer temporären Kofferdammstruktur in einer überfluteten Umgebung, um das Eintreiben des Fundaments für eine Struktur auf dem Grund einer überfluteten Umgebung auf umweltfreundliche Weise zu erlauben, einschließlich der Schritte des Transportierens einer Kofferdammstruktur an die richtige Position, Absenken der Kofferdammstruktur bis zum geeigneten Kontakt mit dem Grund der überfluteten Umgebung, Positionieren der Kofferdammstruktur in einem geeigneten Winkel unter Verwendung der in sich geschlossenen, anpassbaren Struktur der Kofferdammstrukturen, Einsetzen und Eintreiben des Fundamentelements, wonach die Kofferdammstruktur angehoben wird, um zu gewährleisten, dass sie keinen Metallkontakt mit dem neuen eingetriebenen Fundamentelement hat. Die Kofferdammstruktur und das Fundamentelement ermöglichen zusammen, wenn das Fundamentelement in der Kofferdammstruktur installiert ist, ein eingeschlossenes Volumen, wodurch ermöglicht wird, dass der äußere Umfang der Fundamentelemente vom direkten Kontakt mit der Flüssigkeit der überfluteten Umgebung abgehalten wird. Das eingeschlossene Volumen wird durch eine installierte Dichtung zwischen der Kofferdammstruktur und dem Fundamentelement gesichert.
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Vorzugsweise wird das eingeschlossene Volumen hergestellt, indem die Kofferdammstruktur teilweise in dichtenden Kontakt des Grundes der überfluteten Umgebung gebracht wird. Unter Verwendung des Materials des Grunds als Dichtung.
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Vorzugsweise ist die Kofferdammstruktur aus zwei oder mehreren Teleskopteilen hergestellt, die relativ zueinander verlängerbar sind, um unterschiedliche Wasserpegel und ein einfacheres Anheben und/oder einen einfacheren Transport einer Kofferdammstruktur zu erlauben.
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Vorzugsweise wird der eingeschlossene Bereich gesichert gehalten, indem die Dichtung eine expandierbare Dichtung ist, wodurch eine feste Dichtung selbst in Tiefen ermöglicht wird.
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Vorzugsweise wird der eingeschlossene Bereich gesichert gehalten, indem die expandierbare Dichtung durch ein Gas, Fluid oder eine Mischung aus den beiden expandiert wird, um eine gewählte Expandierbarkeit oder ein gewähltes Zusammenziehen zu ermöglichen.
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Vorzugsweise ist das Fundamentelement hohl, wodurch ein zusätzlicher eingeschlossener Bereich ermöglicht wird, während das Fundamentelement in dichtendem Kontakt mit dem Grund der überfluteten Umgebung ist. Dieser eingeschlossene Bereich erlaubt das Anpassen von Schwingungscharakteristika des Fundamentelements.
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Vorzugsweise ist ein oder sind mehrere eingeschlossene Volumen ganz oder teilweise mit Gas gefüllt, um das Anpassen von Schwingungscharakteristika des Fundamentelements zu erlauben.
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Vorzugsweise ist das eine oder sind mehrere eingeschlossene Volumen teilweise oder vollständig geleert, um das Anpassen von Schwingungscharakteristika des Fundamentelements zu erlauben.
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Vorzugsweise ist das eine oder sind mehrere eingeschlossene Volumen teilweise oder ganz mit einer Mischung aus Gas und Fluid gefüllt, um das Anpassen von Schwingungscharakteristika des Fundamentelements zu erlauben.
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Vorzugsweise wird das eine oder werden mehrere eingeschlossene Volumen als Isolierung verwendet, um das Anpassen von Schwingungscharakteristika des Fundamentelements zu erlauben.
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Vorzugsweise wird das eine oder werden mehrere eingeschlossene Volumen teilweise oder vollständig mit einer Pumpe geleert, um das Anpassen von Schwingungscharakteristika des Fundamentelements zu erlauben.
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Vorzugsweise wird ein oder werden mehrere eingeschlossene Volumen mit einer Pumpe teilweise oder vollständig mit einer Mischung aus Gas und Fluid gefüllt, um das Anpassen von Schwingungscharakteristika des Fundamentelements zu erlauben.
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Vorzugsweise ist das Eintreibelement, das das Fundamentelement in den Grund der überfluteten Umgebung eintreibt, ein Hammer oder ein hammerähnlicher Mechanismus.
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Vorzugsweise ist das Eintreibelement, das die Fundamentelemente in den Grund der überfluteten Umgebung eintreibt, ein Vibrator.
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Vorzugsweise ist das Verfahren oder System auf einem Wasserfahrzeug für den Transport in einer überfluteten Umgebung installiert; dies kann eine beliebige Art Wasserfahrzeug sein.
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Vorzugsweise wird ein Gasblasenvorhang in die überflutete Umgebung ausgeblasen, um die ausfahrbare Führung herum, am unteren Teil der ausfahrbaren Führung, während das Fundamentelement eingetrieben wird, um den Lärm von der ausfahrbaren Führung und dem Fundamentelement zu verringern.
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Die Bezeichnung „überflutete Umgebung” kann ein salzwasserbasierter Bereich oder ein frischwasserbasierter Bereich oder eine Mischung davon sein. Der salzwasserbasierte Bereich kann der Ozean oder ein See sein und der frischwasserbasierte Bereich kann ein See, Fluss, Teich oder ein künstlich überfluteter Bereich sein, der von Menschen erzeugt wurde.
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Vorzugsweise ist die Transporteinheit für den Transport in einer überfluteten Umgebung eine schwimmende Transporteinheit, wie ein Schiff, ein Boot, ein Lastkahn oder andere schwimmende Transporteinheiten.
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Vorzugsweise ist die Transporteinheit für den Transport in einer überfluteten Umgebung eine radbasierte, riemengetriebene oder andere rollende oder treibende Transporteinheit wie ein Lastkraftwagen, ein Kran oder andere radbasierte, riemengetriebene oder andere rollende oder treibende Transporteinheiten.
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Vorzugsweise ist die Transporteinheit für den Transport in einer überfluteten Umgebung eine fliegende oder gleitende Transporteinheit, wie ein Flugzeug, ein Hovercraft, ein Helikopter oder andere fliegende oder gleitende Transporteinheiten.
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Vorzugsweise ist die Transporteinheit für den Transport in einer überfluteten Umgebung ein Hubschiff.
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Vorzugsweise ist das Fundamentelement ein Monopile.
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Vorzugsweise ist das Fundamentelement eine Konstruktion aus Stahl, Beton, Kunststoff, Verbundwerkstoffen, Keramik, anderem starren oder halbstarren Werkstoff oder eine beliebige Mischung daraus.
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Vorzugsweise enthält die in sich abgeschlossene anpassbare Struktur ein oder mehrere Beine, um indirekt oder direkt mit dem Grund in Wechselwirkung zu treten, um den Winkel der Kofferdammstruktur in Bezug auf den Grund zu verändern oder zu stabilisieren.
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Vorzugsweise enthält die in sich abgeschlossene anpassbare Struktur ein oder mehrere schwenkbare Elemente, die mit dem Grund in Wechselwirkung treten, um den Winkel der Kofferdammstruktur in Bezug auf den Grund zu verändern oder zu stabilisieren.
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Vorzugsweise enthält die in sich abgeschlossene anpassbare Struktur ein oder mehrere verlängerbare Elemente, die mit dem Boden in Wechselwirkung treten, um den Winkel zu verändern oder zu stabilisieren und/oder die horizontale Position der Kofferdammstruktur in Bezug auf den Grund zu verändern.
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Vorzugsweise erfolgt das Eintreiben von Fundamentelementen in einen Grund einer überfluteten Umgebung mittels Drehung des Fundamentelements in Bezug auf die Kofferdammstruktur.
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Vorzugsweise erfolgt das Eintreiben von Fundamentelementen in einen Grund einer überfluteten Umgebung mittels Drehung eines Fluids oder steifen Mediums im Inneren des Fundamentelements in Bezug auf den Boden der überfluteten Umgebung.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 60159218 A [0003]
- DE 10302219 [0004]
- WO 2007096132 [0005]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- „Technical Guidance for Assessment and Mitigation of the Hydroacoustic Effects of Pile Driving an Fish”, Februar 2009, erstellt für: California Department of Transportation, Kontakt: Jim Andrews. Erstellt von: ICF Jones & Stokes, 630 K Street, Suite 400, Scramento, CA 95818, Kontaktpersonen: Rick Oestman, Dave Buehler und: Illingworth and Rodkin, Inc., 505 Petaluma Blvd. South, Petaluma, CA 94952, Kontaktpersonen: James Reyff, Rich Rodkin [0002]
