DE2735681A1

DE2735681A1 - Vorrichtung zum verankern von einem ablandig auf einem gewaesser schwimmenden schiff

Info

Publication number: DE2735681A1
Application number: DE19772735681
Authority: DE
Inventors: John F Flory
Original assignee: Exxon Research and Engineering Co
Current assignee: ExxonMobil Technology and Engineering Co
Priority date: 1977-01-03
Filing date: 1977-08-08
Publication date: 1978-07-13
Also published as: DK409577A; FR2376022A2; JPS5385091A; IT1114130B; GB1584374A; CA1112520A; NO772792L; AU3011877A; NO147546C; NL7708650A; BR7708273A; MX4268E; NO147546B; AU514970B2

Description

29 592/3

EXXON RESEARCH AND ENGINEERING COMPANY, LINDEN,

N.J. / USA

Vorrichtung zum Verankern von einem ablandig auf einem Gewässer schwimmenden Schiff.

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen _zuin verankern von einem ablandig auf einem Gewässer schwimmenden Schiff.

In vielen Fällen ist es erwünscht, Schiffe, z.B. Speicherschiffe, dauerhaft auf See zu verankern oder zu vertäuen, um von einem ablandigen ölfeld Rohöl aufzunehmen und in solchen Schiffen zu speichern. Bei diesen Speicherschiffen handelt es sich gewöhnlich um extensiv modifizierte Tanker oder Frachtkähne. Bei milden Umgebungsverhältnissen kann das Speicherschiff durch Bugtrosse mit einer Verankerungsvorrichtung mit

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einem einzelnen Verankerungsarm oder mit einer anderen konventionellen Verankerungsanlage vertäut werden. Speicherschiffe werden jedoch häufig weit ablandig in schweren Umgebungsverhältnissen angeordnet und, da das Speicherschiff selbst bei Sturm verankert bleiben muss, wird die Verankerungsvorrichtung hohen Kräften ausgesetzt. Wenn das Speicherschiff dauerhaft verankert bleiben soll, muss die Verankerungsvorrichtung so ausgelegt werden, dass sie die höchsten, bei den ungünstigsten Umgebungsverhältnissen an der betreffenden Verankerungsstelle auftretende Kräfte aushalten kann. Um Korrosion und Verschleiss zu verringern, isL es erwünscht, die mechanischen Bauteile, wie die Verankerungsund Frachtdrehwirbel_/ so anzuordnen, dass sie keinem ständigen Eindringen von Salzwasser oder einem abwechselnden Nasswerden und Trocknen ausgesetzt sind, was zu einem Versagen der Dichtungen und Lager führen kann. Da die Verankerung dauerhaft ist, wird weiter erwünscht, die Drehwirbeldichtungen und-lager an Stellen anzuordnen, wo sie bequem Inspektionen und Wartungen unterworfen werden können.

Verschiedene geeignete dauerhafte Verankerungssysteme für Speicherschiffe besitzen eine Einzelanker-Armvertäuungskonstruktion, vgl. z.B. US-PS 3 641 602 und 3 614 869. Andere Permanentverankerungssysteme für Speicherschiffe besitzen eine Kettenanker-Armkonstruktion, vgl. z.B. US-PS 3 538 880 und 3 823 432. Bei beiden Arten von Verankerungssystemen ist jedoch die an der Wasseroberfläche befindliche Boje hohen Wellenkräften ausgesetzt, die die Spitzenverankerungskräfte erhöhen. Bei dem Einanker-Armverankerungssystem müssen die unter der Wasseroberfläche liegenden Verankerungsdrehwirbel und Fluiddrehwirbel zur Wartung entfernt und zur Wasseroberfläche gebracht werden. Bei dem Kettenanker-ArmveranJerungssystem ist das Ankersystem sehr teuer, insbesondere bei tiefem Wasser, und erfordert das Unterwasserlade - System eine häufige Wartung. Andere Bauarten von permanenten Verankerungsvorrichtungen unter Verwendung einer Gabelkopfverbindung sind in den US-Patentschriften 2 882 536 und 3 908 212 beschrieben.

Demgegenüber soll durch die Erfindung eine verbesserte Verankerungsvorrichtung und insbesondere eine solche zum permanenten

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Verankern von einem Schiff, wie einem Speicherschiff, geschaffen werden. Dabei stellt die vorliegende Erfindung eine Weiterbildung der in der deutschen Patentanmeldung P 26 4 7 6 59 beschriebenen Verankerungsvorrichtungen dar.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Verankern von einem Schiff, gewöhnlich einem Tanker, einem Lastkahn oder dgl., das auf der Oberfläche von einem Gewässer schwimmt, weist eine zugkrafttragende Einrichtung, bestehend aus einem Steigrohr oder einer Ankerkette auf, die mit dem Gewässergrund verbunden ist. Auf dem Schiff sind zugkraftausübende Einrichtungen vorgesehen, die mit der zugkrafttragenden Einrichtung verbunden sind, um diese mit einer Zugkraft zu beaufschlagen und in eine vertikale Lage zurückzubringen, wenn sie aufgrund einer Bewegung des Schiffes aus dieser vertikalen Lage herausgebracht wurde. Eine frachttragende Einrichtung mit einem um eine lasttragende Welle angeordneten Fluidrehwirbel, die einen Teil des Verankerungsgliedes bildet, ist zwischen dem Schiff und dem Rohrleitungssystem auf dem Gewässergrund verbunden. Erfindungsgemäss wird das Speicherschiff auch dauerhaft mittels eines Gabelkopfes verankert, der schwenkbar einerseits auf dem Vordeck des Schiffes und andererseits an einem Steigrohr angelenkt ist, welches mit einem auf dem Meeresboden angeordneten Fundament schwenkbar verbunden ist. Der Gabelkopf wird durch geeignete Einrichtungen, z.B. Gegengewichte, Federn oder Winden, die mit dem Gabelkopf verbunden und auf dem Schiff angeordnet sind, konstant nach oben gedrückt. Die Kraft kann auch direkt an das Steigrohr oder die Ankerkette angelegt werden. Das obere Ende des Steigrohres ist mit dem Ende des Gabelkopfes durch' einen Verankerungsdrehwirbel und einem kardanisch aufgehängten Verankerungstisch oder einem Universalgelenk verbunden. Der Fluiddrehwirbel befindet sich oberhalb des Verankerungstisches oder um eine lasttragende unterhalb des Universalgelenkes angeordnete Welle. Bei der Erfindung liegen der Verankerungsdrehwirbel und die Fluiddrehwirbel vorzugsweise relativ hoch oberhalb der Wasseroberfläche, so dass sie nicht dem Eindringen von Salzwasser oder einer abwechselnden Befeuchtung und Trocknung ausgesetzt sind.

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Diese Drehwirbelanordnung vermeidet nicht nur ein Versagen von Dichtungen und Lagern, sondern erleichtert auch die Inspektion und Wartung gegenüber Drehwirbeln, die unterhalb des Wasserspiegels liegen. Es versteht sich jedoch, dass die Drehwirbel auch unterhalb der Wasseroberfläche angeordnet sein können.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann ohne weiteres einem konventionellen Einanker-Armvertäuungssystem gegenübergestellt werden, das prinzipiell auf dem Nettoauftrieb einer Boje und der dadurch bedingten rückstellenden Elastizität beruht, und das somit eine geringe Verankerungsvariabilität erlaubt. Das Elastizitätsverhalten der erfindungsgemässen Verankerungsvorrichtungkann durch geeignete Wahl der Länge des Gabelkopfes,

Wahl der Anordnungsstellen für die Gabelkopfschwenkpunkte und der Kabelrollenstellen als auch der Masse des Gegengewichtes sowie durch Verwendung von Vorrichtungen mit variabler Federeigenschaft oder anderen speziellen mechanischen Anordnungen optimaler ausgelegt werden. Eine Dämpfung der Bewegung des Gegengewichtes, und damitdesGabelkopfes und der gesamten Verankerungsvorrichtung, kann durch gesteuerte Einführung eines Fluids in einen Behälter oder in eine geeignete Kammer auf dem Schiff, die das Gegengewicht aufnimmt, erzielt werden. Ein erfindungsgemässer Gabelkopf hindert das permanent vertäute Speicherschiff an einem Schaukeln und Gehren, relativ zur Verankerungsstelle und verhindert auch ein Auflaufen bei einem losen Tau . Da bei der erfindungsgemässen Vorrichtung das Verankerungselastlzitätsverhalten weitergehend als bei konventionellen Vorrichtungen optimiert werden kann und da Auf lauf-Schaukel- und Gehrbewegungen auf einem Minimum gehalten sind, sind bei der erfindungsgemässen Vorrichtung Verankerungskräfte von wesentlich geringerem Ausmass als bei einer konventionellen Verankerungsvorrichtung zu erwarten. Wegen des Fehlens einer Boje an der Wasseroberfläche liegt eine weitere Abnahme an auf die Verankerungsvorrichtung einwirkenden Kräften vor.

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Zusammengefasst wird erfindungsgemäss ein Schiff, z.B. ein Speicherschiff, dauerhaft mittels z.B. eines schwenkbar auf dem Schiffsvordeck angeordneten Gabelkopfes an einem Verankerungsglied, z.B. einem Steigrohr oder einer Ankerkette, vertäut, das mit einem auf dem Meeresboden angeordneten Fundament verbunden ist. Auf dem Schiff befindet sich eine zugkraftausübende Einrichtung in Form beispielsweise von Gegengewichten, Federn, Winden oder dgl., die mit dem Verankerungsglied wirkungsmässig verbunden ist und dieses mit einer Zugkraft beaufschlagt, was z.B. durch ein Anheben des Gabelkopfes erfolgen kann. Das obere Ende des Verankerungsgliedes ist mit dem Ende des Gabelkopfes über einen Verankerungwirbel und ein kardanisch aufgehängten Verankerungstisch oder ein Universalgelenk gekoppelt. Ein Fluidwirbel kann oberhalb des Verankerungstisches oder um eine lasttragende, mit dem Verankerungsglied verbundene Welle angeordnet sein.

Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäss aufgebaute Verankerungsvorrichtung mit Steigelement und Gabelkopf, bei der das Steigelement in seiner nicht-abgelenkten Stellung gezeigt ist;

Fig. 2 eine im wesentlichen der Fig. 1 ähnliche Ansicht der Vorrichtung mit unter dem Einfluss von hohen Verankerungskräften abgelenktem Steigelement»

Fig. 3 eine vergrösserte Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 4 eine vergrösserte Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 1j

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Fig. 5 einen Schnitt im wesentlichen längs der Schnittlinie 5-5 nach Fig. 3;

Fig. 6 einen Schnitt im wesentlichen längs der Schnittlinie 6-6 nach Fig. 3;

Fig. 7 eine andere Ausführungaform der Erfindung;

Fig. 8 eine weitere Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 9 eine weitere Ausführungsforra der Erfindung mit einem als Ankerkette anstelle eines Steigelementes ausgebildeten Verankerungsarm,

Fig. 10 eine weitere Modifikation, bei der der in Form einer Ankerkette vorgesehene Verankerungsarm ohne Gabelkopf verwendet wird.

In der Zeichnung sind gleiche Teile durchweg mit gleichen Bezugszeichen versehen. In Fig. 1 ist mit dem allgemeinen Bezugszeichen 10 ein Speicherschiff gekennzeichnet, das dauerhaft am Meeresboden 18 durch ein Verankerungssystem verankert oder vertäut ist. Das Verankerungssystem umfasst einen Gabelkopf 20, ein in Form eines Steigelementes 12 gezeigtes Verankerungsglied und ein Fundament 16. Beim Schiff handelt es sich um einen typischen modifizierten Tanker. Es versteht sich jedoch, dass auch andere Schiffsarten, z.B. Lastkähne, betroffen sein können. Das Fundament ist auf konventionelle Weise über sein Gewicht oder mittels nicht gezeigter Pfähle am Meeresboden 18 befestigt. Das Steigelement 17 ist schwenkbar am Fundament 16 über ein konventionelles Universalgelenk ' 14 angelenkt, das ein Verschwenken des Steigelementes in irgendeine vertikale Ebene erlaubt. In relativ tiefem Wasser kann das Verankerungsgliodfest mit dem Meeresboden ohne Vorsehen des Schwenk- oder Universalgelenkes befestigt werden, da die geringe Verbiegung des Steigrohres oder eines anderen Verankerungs -

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glied der Bewegung aus der normalen vertikalen Achse Rechnung trägt. Das freie Ende des Steigelementes erstreckt sich vorzugsweise bis oberhalb der Meeresoberfläche. Ferner ist es möglich, wenn die Umstände es erfordern, das freie Ende des Steigelementes oder einer anderen Bauart für das verwendete Verankerungsglied unter der Meeresoberfläche anzuordnen.

Der Gabelkopf 20 ist an einem Ende an Stiften 34 angelenkt, die an gegenüberliegenden Seiten des Schiffes und an einer quer zur Mittellinie des Schiffes oder Tankers sich erstreckenden Achse angeordnet sind. Der Gabelkopf kann somit frei in einer Schiffsmittellinie enthaltenen Ebene senkrecht zum Schiff verschwehkt werden, wird jedoch gegen eine Schwenkbewegung in einer Ebene horizontal zum Schiff gehindert. Das freie Ende des Gabelkopfes erstreckt sich nach vorne über den Bug des Tankers und ist mit dem oberen Ende des Steigelementes durch einen Verankerungsdrehwirbel 56 und einen kardanisch aufgehängten Verankerungstisch 50 verbunden. Obwohl, wie dargestellt, bei der bevorzugten Ausführungsform ein Gabelkopf verwendet wird, ist es auch möglich, ein System mit gewissen grundlegenden Merkmalen und Gesichtspunkten gemäss der Erfindung ohne Vorsehen eines Gabelkopfes zu schaffen. So kann, wie insbesondere in Fig. 10 gezeigt, das Verankerungssystem mit einem Verankerungsglied versehen werden, der direkt einerseits mit einer eine Spannkraft ausübenden Einrichtung auf dem Schiff und andererseits mit dem Meeresboden verbunden ist. Diese Ausführung wird später im Detail beschrieben.

Der Verankerungstisch 50 ist am freien Ende des Gabelkopfes 2O an horizontalen Stiften 48 schwenkbar befestigt, deren Achsen parallel zur Achse der Gabelkopfschwenkstifte 34 liegen. Der Verankerungsdrehwirbel 56 ist in einem Verankerungsring 52 aufgenommen, der an den Stiften 54 auf einer Achse in der Ebene des Verankerungstisches 50 und in einer durch die Mittellinie des Schiffes gehenden Ebene vertikal zum Schiff schwenkbar angeordnet ist. Der Verankerungsring 52 ist daher frei kardanisch bewegbar, d.h. er kann in irgendeine Richtung relativ zum Gabelkopf ^§Υξψ§ψ$\\ |*^β1Γάβη·

Λ),

Der Verankerungsdrehwirbel 56, der so ausgelegt ist, dass er wesentlichen axialen Druck aushalten kann, ist zwischen dem Verankerungsring 52 und dem oberen Ende des Steigelementes 12 angeordnet und liegt koaxial zur Mittellinie der Steigelemente. Der Verankerungstisch 50 kann sich somit frei um das Steigelement 12 drehen. Dies ermöglicht ein vollständiges Ausschwenken des Gabelkopfes 20 und des Schiffes 10 um das Steigelement 12 und damit eines freien Ausschwenkens um das Verankerungsfundament 16.

Das äussere Ende des Gabelkopfes 20 wird mittels einer Einrichtung, z.B. eines Kabels 38, nach oben angehoben, das zu einem in einem Tank oder einer Kammer 26 im Rumpf des Schiffes 10 angeordneten Gegengewicht 24 führt. Das Kabel 38 läuft über eine an Pfosten 44 angebrachte Rolle 42 und über eine über dem Mittelpunkt der Kammer 26 angeordnete Rolle 40. Die durch das Gegengewicht 24 auf den Gabelkopf 20 ausgeübte Hebekraft setzt das Steigelement 12 unter Spannung. Diese Spannkraft ist analog zu der Spannkraft, die durch die Boje einem Ankerarm von einer konventionellen Verankerungseinrichtung mit einem einzigen Ankerarm aufgegeben wird. Wenn Umgebungskräfte eine Bewegung des Schiffes 10 aus der in Fig. 1 gezeigten neutralen Stellung hervorrufen, schwenkt das Steigelement 12 aus seinernormalen vertikalen Ausrichtung um die Universalverbindung 14 am Fundament in eine Stellung aus, wie sie beispielsweise in Fig. 2 gezeigt ist. Die Verlagerung des Steigelementes führt zu einem Absenken des Gabelkopfes 20 und damit zu einem Anheben des Gegengewichtes 24. Die Vertikalkomponente der Kraft in dem Steigelement bleibt im wesentlichen die gleiche bei jeder Verlagerungsstellung und ändert sich nur leicht bei Änderung der Geometrie des Systems. Die Horizontalkomponente der Zugkraft in dem Steigelement in der verlagerten Stellung übt jedoch eine Rückstellkraft aus, die das Schiff zurück in die neutrale Stellung ziehen will.

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Bei einer typischen Anordnung, bei der das Fundament in einer Wassertiefe von 110 m (36 ft) installiert ist, und das Steigeleme.nt sich 30 m (100 ft) oberhalb des Wassers in der nicht verlagerten Stellung erstreckt, senkt sich der Verankerungstisch von 30 m (100 ft) auf 12 in (40 ft) oberhalb des Wassers ab, wenn das verankerte oder vertäute Schiff sich 70 m (230 ft) von der neutralen Stellung wegbewegt. Bei dieser Stellung ist das Steigelement ^{auS der} Vertikalen um 30° verlagert und beträgt die Horizontalkraft die Hälfte der Zugkraft in äes Steigelementes. Wenn das Kabel 38 einen Winkel von etwa 60° zum Gabelkopf in dieser verlagerten Stellung einnimmt, und an einem Punkt nahe beim oder am äusseren Ende des Gabelkopfes befestigt ist, beträgt die horizontale Rückstellkraft etwa die Hälfte des Gewichts des Gegengewichtes 24 in der zuvor beschriebenen Stellung. Wie in Fig. 1 gestrichelt dargestellt, kann das die Spannkraft ausübende Kabel 38 auch direkt mit dem Verankerungskabel 38a an einer geeigneten Stelle oder direkt mit dem Steigelement, wie durch 38b angedeutet, entweder oberhalb oder unterhalb der Meeresoberfläche verbunden werden.

Das Gegengewicht 24 kann teilweise mit einer Flüssigkeit 28, z.B. Wasser oder Bohrschlamm, gefüllt sein. Die Masse des Gegengewichtes kann durch Hinzupumpen oder Abpumpen von Flüssigkeit zum oder vom Gegengewicht mittels einer konventionellen Pumpe 32 verändert werden, die mit dem Gegengewicht über einen Schlauch 30 verbunden ist. '

Die Fluidfracht kann zwischen dem Schiff 10 und einer Unterwasserpipeline 60 durch ein System überführt werden, das allgemein eine zwischen der Pipeline und einer Rohrleitung 64 befindliche Schlauchleitung 62 umfasst, wobei die Rohrleitung 64 gemäss Fig. 1 innerhalb des Steigelenentes 12 angeordnet oder ausserhalb desselben befestigt sein kann. Ein an dem Verankerungsring 52 angebrachter und mit der Steigrohrleitung 64 gemäss Fig. 5 verbundener Fluiddrehwirbel 66 er-

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möglicht eine Strömung der Fluidfracht während einer Drehung des Schiffes um die Verankerungsstelle. Eine Ladungsrohrleitung 70 auf dem Gabelkopf ist über einen Schlauch 68 mit dem Fluiddrehwirbel 66 und über einen Schlauch 72 mit einer Rohrleitung 74 an Bord des Schiffes verbunden. Diese flexiblen Schlauchverbindungen tragen der Relativverschwenkung zwischen dem Verankerungstisch, dem Gabelkopf und dem Schiff Rechnung.

In Fig. 7 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung gezeigt, bei der ein zum Standhalten von wesentlichem axialen Druck ausgelegter Verankerungsdrehwirbel 80 nahe dem oberen Ende des Gabelkopfes 20 so untergebracht ist, dass seine Achse im wesentlichen senkrecht zur Ebene des Gabelkopfes liegt.Das Steigelement 12 ist schwenkbar mit dem Verankerungsdrehwirbel 80 über die Universalverbindung 82 verbunden, so dass der Gabelkopf 20 und das Schiff 10 eine vollständige Ausschwenkung um das Steigelement 12 vornehmen können und damit sich frei um das Verankerungsfundament 16 drehen können.

Das äussere Ende des Gabelkopfes 20 wird nach oben mittels beispielsweise des Kabels 38 gehoben, das über eine an Pfosten 44 befestigte Rolle 42 unter eine an Deck des Schiffes 10 befestigte Rolle 46 läuft und mit einem nachgiebigen System verbunden ist, das eine von einem Zylinder 86 abstehende Welle 84 enthält. Der Zylinder 86 ist fest mit dem Deck des Schiffes verbunden. Die Welle 84 tritt in den Zylinder 86 über eine Dichtung 88 ein und ist an einem Kolben 90 befestigt, der in dichtem Gleitkontakt mit dem Inneren des Zylinders steht. Der Kolben 90 unterteilt den Zylinder in obere und untere Kammern mit variablem Volumen. Wenn die obere Kammer 92 des Zylinders 86 mit einem Druckgas oder einer Flüssigkeit gefüllt wird, werden der Kolben 90 und die Welle 84 nach unten (d.h. nach rechts in Fig. 7) gedrückt und beaufschlagen damit das Kabel 38 mit einer Zugkraft, wodurch der Gabelkopf 20 nach oben gehoben und das Steigelement 12 einer Zugkraft ausgesetzt wird. Wie zuvor in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel nach Fig. T bis 6 erläutert, will diese Zugbeanspruchung des Steigelementes 12

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das Verankerungssystem und das verankerte Schiff 10 in eine neutrale Stellung zurückbringen, wenn das Schiff durch Umgebungskräfte eine entsprechende Störung erfahren hat. Der Druck in der Kammer 92 kann durch eine äussere Pumpe 94 verändert werden, die mit der Kammer über die Leitung 96 verbunden ist. Hierdurch lässt sich die Zugkraft im Kabel 38 und in dem Steigelement 12 steuern und damit die Verhaltensweise des Verankerungssystems so verändern, dass sie optimal den Umgebungsbedingungen angepasst ist.

Ein äusserer Behälter 100 kann mit der Leitung Über eine mit Ventil versehene Drosselbohrung 106 verbunden sein. Eine Druckänderung in der Kammer 92, hervorgerufen durch eine Spannungsänderung in das Steigelement 12,wird das Gas oder die Flüssigkeit zu einer Strömung zwischen der Kammer und dem Behälter 100 veranlassen. Diese Flüssigkeits- oder Gasströmung wird gedämpft, wenn sie durch die Drosselbohrung fliesst und dämpft dabei die Bewegung des Schiffes am Verankerungssystem. Die dämpfende Wirkung kann durch Änderung der Abmessung der Drosselbohrung 106 verändert werden. Eine Dämpfung kann bei dem als bevorzugtes Ausführungsbeispiel beschriebenen Verankerungssystem dadurch bewirkt werden, dass eine Flüssigkeit 102, wie öl oder Wasser, in der Gegengewichtskammer 26 angeordnet wird. .Die Dämpfwirkung kann weiter dadurch verstärkt werden, dass der freie Raum zwischen den Wänden der Kammer 26 und dem Gegengewicht 24 klein gehalten wird. Diese Dämpfwirkung kann verändert werden, indem zwischen dem oberen und unteren Bereich der Kammer an gegenüberliegenden Seiten des Gegengewichtes 24, wie in Fig. gezeigt, ein Rohr oder eine Leitung 104 vorgesehen wird und indem die öffnung einer Ventildrosselbohrung 106 in

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dieser Leitung zur Regulierung der dadurch fliessenden Strömung gesteuert wird.

Gemäss Fig. 7 steht die Leitung 64 in dem Steigelement 12 mit einer Leitung in Verbindung, die innerhalb einer nicht gezeigten lasttragenden zentralen Welle am oberen Ende des Steigelementes und direkt unterhalb der Universalverbindung 82 ausgebildet ist. Diese lasttragende zentrale Welle wird von einem Gehäuse 110 des Fluiddrehwirbels umgeben, das an einer oberen und einer unteren Fluiddrehwirbelverbindung 112 und 114 angebracht ist. Das Gehäuse 110 umfasst eine Fluiddrehwirbelanordnung, wie sie in der US-PS 3 606 397 beschrieben ist. Die Ladung oder Fracht fliesst durch die Leitung 64 zum drehbaren Gehäuse 110 und dann durch den flexiblen Schlauch 116 zur Frachtleitung 10 auf dem Gabelkopf 20. Wenn erwünscht, kann die Leitung 64 ausserhalb des Steigelancntes 12 angeordnet und nahe dessen äusserer Oberfläche befestigt werden.

Fig. 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem auf dem steifen Gabelkopf 20 eine steife Rahmenkonstruktion 120 angeordnet ist. Ein Kabel 122 erstreckt sich von einer auf dem Deck des Schiffes 10 befestigten Winde zum oberen Ende des steifen Rahmens 120. Die durch die Winde 124 über das Kabel 122 ausgeübte Zugkraft führt dazu, dass der steife Rahmen 120 und der steife Gabelkopf 20 um die Gabelkopfschwenkstifte 34 ausschwenken und damit das äussere Ende des Gabelkopfes 20 unter Ausübung einer Zugkraft auf das Steigelement 12 angehoben wird. Wie zuvor in Verbindung mit dem bevorzugten Ausführungsbeispiel erläutert, erzeugt diese Zugbeanspruchung des Steigelementes 12 ein Rückstellen

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des Verankerungssysterns und des verankerten Schiffs 10 in eine neutrale Stellung, wenn das Schiff durch Umweltkräfte aus dieser neutralen Stellung gebracht worden ist. Bei einer Version kann, wie schematisch in Fig. 8 durch gestrichelte Linien angedeutet, das Gegengewicht 126 auch direkt an der Rahmenkonstruktion 120 auf dem Schiffsbug angebracht werden. In diesem Fall ist das Vorsehen des Kabels 122 und des zugehörigen Windenmechanismus 124 nicht erforderlich.

Bei der Winde 124 kann es sich um eine Bauart mit konstanter Spannung handeln, die das Kabel 122 einer konstanten Zugspannung aussetzt, wobei das Kabel auf- oder abgespult werden kann. Alternativ hierzu kann das Kabel 122 aus einem elastischen Material, wie Nylon, bestehen, das unter Zug eine Längenänderung erfährt. Wenn das Kabel 122 aus einem elastischen Material besteht, kann das Ende des Kabels an einem festen Punkt an Deck des Schiffes 110 anstelle von der Winde 124 befestigt sein.

Fig. 9 zeigt grundsätzlich die Gesamtanordnung wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2. Anstelle von einem steifen Rohr, welches das Steigelement 12 bildet, ist hier der Verankerungsarm als Ankerkette 128 ausgebildet, die an einem Ende mit dem Fundament 16 und am anderen oder oberen Ende mit dem aussenbordseitigen Ende des steifen Gabelkopfes 20 verbunden ist. Die Verbindung des oberen Endes des Verankerungsarmes mit dem spannkraftausübenden Kabel 38 entweder direkt oder über den Gabelkopf bewirkt die gleiche Funktion, wie sie eingangs in Verbindung mit dem Steigrohr beschrieben wurde, d.h. auf das Verankerungsglied wird eine Zugkraft ausgeübt, um das Schiff in die gewünschte Stellung zurückzubringen. Eine typische Verwendung von einem Verankerungsglied aus einer Ankerkette kann in den eingangs erwähnten US-Patentschriften betreffend Einanker-Armvertäuerungen gefunden werden. Ein Ankerkettendrehwirbel 130 kann am Verankerungsglied vorgesehen werden, um der Drehung des Schiffes um die Verankerungsstelle Rechnung zu tragen. Eine Fluidwirbelanorndung, z.B. gemäss der US-Patentschrift 3 606 397 kann ebenfalls am Verankerungsglied angeordnet werden und weist eine lasttragende nicht gezeigte

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zentrale Welle unterhalb des Gabelkopfes, ein mit dieser Walle verbundenes oberes Gehäuse 132 und ein drehbar auf der Welle durch Drehwirbel 136 angeordnetes unteres Gehäuse 134 auf. Ein flexibler Schlauch 138 verbindet eine Unterwasserpipeline 60 mit dem unteren Gehäuse 134 und ein anderer Schlauch 116 das obere Gehäuse 132 mit dem Rohrleitungssystem auf dem Gabelkopf 20.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 10 gezeigt, bei der das Verankerungsglied die Kette 128 umfasst, die an ihrem freien oder oberen Ende direkt mit dem Kabel 38 verbunden ist. Das Kabel 38 erstreckt sich über eine Rolle 140 am freien oder aussenbordseitigen Ende des Gabelkopfes 142 und zu einer innenbordseitig des Schiffes angeordneten Einrichtung zur Beaufschlagung des Kabels mit einer Zugkraft gemäss beispielsweise vorbeschriebener Ausführung, so dass auch die Kette unter Spannung versetzt wird. Die Kette wird durch die an ihrem oberem Ende angelegte Zugkraft normalerweise in einer vertikalen Lage gehalten. Wenn das Schiff wegtriftet und damit die Kette aus ihrer vertikalen Lage herauskommt, erzeugt die horizontale Komponente der Zugkraft in der Kette eine Rückstellkraft, die das Schiff zurück in seine normale und gewünschte Lage bringt. Daher ruft irgendeine äussere Kraft/die das Glied aus seiner normalen, im wesentlichen vertikalen Stelle herausbewegt, horizontale Rückstellkräfte im Verankerungsglied hervor, die dieses in seine normale, im wesentlichen vertikale Lage zurückbringen.

Ein Ankerwirbel 130 kann am Verankerungsgliedangeordnet werden. Da das Kabel 38 direkt mit dem Verankerunc-sglied 128 verbunden ist, braucht der Gabelkopf 142 nicht in der Weise auszuschwenken, wie es in Verbindung mit den zuvor beschriebenen Ausführungsformen erläutert wurde. Eine Fluidwirbelanordnung kann, ähnlich wie bei Fig. 9, am Verankerungsgliedvorgesehen werden. Eine andere Lage der Fluidwirbelanordnung ist in Fig. 10 gezeigt, bei der die nicht gezeigte lasttragende Welle und das feste Gehäuse am Fundament 16 befestigt sind, während das drehbare Gehäuse auf Wirbeln 136 angeordnet ist, so dass es sich kontinuierlich um die zentrale Welle drehen kann. Das Universalgelenk 14

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am Fundament ist auf dem oberen Ende der zentralen Welle angebracht. Die Fracht strömt von der Pipeline 60 durch die Fluidwirbelanordnung und dann durch den flexiblen Schlauch 138 nach oben zum vertäuten Schiff.

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Claims

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Patentansprüche

Vorrichtung zum Verankern von einem ablandig auf einem Gewässer schwimmenden Schiff mit einer am Gewässergrund befestigten Steigeinrichtung, die sich in ihrer normalen, im wesentlichen vertikalen Stellung bis oberhalb der Wasseroberfläche erstreckt; einem schwenkbar an einem Ende mit dem Schiff und am anderen Ende

mit der Steigeinrichtung verbundenen steifen Gabelkopf, einer Einrichtung, die eine Drehbewegung des Schiffes um die Steigeinrichtung ermöglicht, und einer Einrichtung zur Beaufschlagung der Steigeinrichtung mit einer Zugkraft, die auf dem Schiff angeordnet und wirkungsmässig mit dem Gabelkopf verbunden ist, um die Steigeinrichtung in die im wesentlichen vertikale Stellung zurückzubringen, wenn eine Bewegung des Schiffes eine Verlagerung der Steigeinrichtung aus der vertikalen Stellung hervorruft, gemäss deutscher Patentanmeldung P 26 47 659.5, dadurch gekennzeichnet , dass die Steigeinrichtung eine Ankerkette (128) umfasst.
2. Vorrichtung zum Verankern von einem ablandig auf einem Gewässer schwimmenden Schiff mit einem Verankerungsglied, das an einem Ende mit dem Gewässerboden verbunden ist und sich im wesentlichen vertikal zu einer steifen Konstruktion erstreckt, die zwischen einer Verankerungsstelle am Verankerungsglied und dem schwimmenden Schiff angebunden ist, einer an Bord des Schiffes angeordneten und auf das Verankerungsglied einwirkenden Einrichtung zur Beaufschlagung des Verankerungsgliedes mit einer Zugkraft, um dieses bei einer Verlagerung in die normale, im wesentlichen vertikale Lage zurückzubringen, und einer Einrichtung zur überführung einer Fracht zwischen Verankerungsglied und Schiff, gemäss deutscher Patentanmeldung P 26 47 659.5, dadurch gekennzeichnet , dass das Verankerungsglied ein steifes Steigrohr (12).

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ORIGINAL INSPECTED
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Verankerungswirbel, der zwischen dem Steigrohr (12) und der steifen Konstruktion angebunden ist, um dem Schiff eine vollständige Ausschwenkbeweglichkeit um die Verankerungswelle zu verleihen, wobei der Verankerungswirbel oberhalb der Wasseroberfläche angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η zeichnet , dass die Einrichtung zur überführung der Fracht mit dem Steigrohr oberhalb der Wasseroberfläche wirkungsmässig verbunden ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass die die Zugkraft ausübende Einrichtung eine variable Rückstellkraft abgibt, um im Steigrohr die notwendige Zugkraft zu entwickeln, damit dieses in die normale, im wesentlichen vertikale Stellung zurückgebracht wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass die die Zugkraft ausübende Einrichtung mit der steifen Konstruktion verbunden ist, um diese mit einer nach oben hebenden Kraft zu beaufschlagen, wodurch auf das Steigrohr eine Zugkraft ausgeübt wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die die steife Konstruktion mit dem Schiff dergestalt verbindet, dass die steife Konstruktion in einer vertikalen Richtung in Bezug auf das Schiff schwenkbar ist, während sie an einer wesentlichen Horizontalbewegung gehindert ist, und durch eine Einrichtung am gegenüberliegenden Ende, die die steife Konstruktion mit dem Steigrohr (12) verbindet, so dass das Schiff um das Steigrohr frei und vollständig ausschwenkbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , dass die steife Konstruktion mit dem Bug des Schiffes verbunden und sich davon nach vorne über der Wasseroberfläche zum Steigrohr (12) erstreckt.

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9. Vorrichtung zum Verankern und Handhaben einer Fracht, gekennzeichnet durch ein auf der Oberfläche eines Gewässers schwimmendes Schiff, ein zugkraftaufnehmendes Verankerungsglied, das sich im Abstand vom Schiff befindet und an einem Ende mit dem Grund des Gewässers verbunden ist, eine auf das Schiff angeordnete Zugkraft ausübende Einrichtung, die mit dem anderen Ende des zugkraftaufnehmenden Verankerungsgliedes verbunden ist, um dieses bei einer Verlagerung in die im wesentlichen vertikale Lage zurückzubringen, und eine Einrichtung zur Überführung einer Fracht zwischen dem zugkraftaufnehmenden Verankerungsglied und dem Schiff.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , dass eine steife Konstruktion zwischen dem zugkraf taufnehmenden Verankerungsglied und dem Schiff angebunden ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , dass die zugkraftausübende Einrichtung direkt mit dem zugkraftaufnehmenden Verankerungsglied verbunden ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , dass die zugkraftausübende Einrichtung mit dem zugkraftaufnehmenden Verankerungsglied über die steife Konstruktion verbunden ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , dass das Schiff radial in Abstand von dem zugkraftaufnehmenden Verankerungsglied liegt und in Bezug auf dieses relativ frei drehbeweglich ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , dass das zugkraftaufnehmende Verankerungsglied ein steifes Steigrohr (12) enthält.

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15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekenn
zeichnet , dass das Steigrohr (12) an dem einen Ende schwenkbar angelenkt ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , dass das zugkraftaufnehmende Verankerungs glied eine Ankerkette (128) umfasst.

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