DK156042B - Fortoejningsindretning, som bestaar af et organ anbragt i en afstand over vandets bund. - Google Patents

Description

DK 156042 B

FORTØJNINGSINDRETNING, SOM BESTÅR AF ET ORGAN ANBRAGT I EN AFSTAND OVER VANDETS BUND

Opfindelsen vedrører en fortøjningsindretning, som består 5 af et organ anbragt i en afstand over bunden af vandet, og som ved hjælp af forbindelsesorganer har en hovedsagelig fikseret lokalisering i forhold til havbunden, hvilket organ kan være et tårn placeret på havbunden, en søjle med opdrift drejelig forbundet med sin nederste ende til hav-10 bunden, eller en bøje forankret ved hjælp af kæder, hvilket organ er forsynet med en understøtning, som kan rotere om en lodret akse, og som bærer en om en vandret akse drejelig, vægtbelastet konstruktion, som er forbundet til et forbindelsesorgan, som i det mindste kan belastes med 15 træk, og som kan forbindes til, respektive er forbundet til, en flydende indretning såsom et fartøj.

En sådan fortøjningsindretning kendes fra for eksempel FR offentliggørelsesskrift nr. 2.420.475 eller EP offentlig-20 gørelsesskrift nr. 0.105.376. Fortøjningsindretninger af den kendte type virker som en fjeder, der er til stede mellem den flydende indretning og organet, hvilken fjeder bliver mere stiv ved øgende belastning.

25 Ved fortøjningsindretninger må man tage de såkaldte "hovedkræfter" i betragtning, som hidrører fra kræfter udøvet af vind og strøm på fortøjet såvel som kræfter, der hidrører fra bølgerne. De nævnte kræfter medfører i afhængighed af deres størrelse en vis positionsforskydning af den 30 flydende indretning bort fra det organ, hvortil den er fortøjet.

Bølgekræfter forårsager imidlertid også bevægelser, og man kan derved skelne mellem en langsom bevægelse med lav fre-35 kvens, på hvilken der er overlejret bevægelser med høj frekvens, som har relation til bølgefrekvensen. De langsomme bevægelser har relation til den flydende indretnings 2

DK 156042 B

egenfrekvens.

De nævnte bevægelser gør det nødvendigt, at den flydende indretning, som for eksempel et tankskib, under de optræ-5 dende belastninger, der hidrører fra vind, strøm og bølger, forbliver i stand til at udføre bevægelser.

Den kendte fortøjningsindretning har den ulempe, at fjederens virkning ved forøgelse af belastningen bliver mere 10 stiv, og derved begrænses friheden til at udføre bevægelser. Den flydende indretning er meget ofte et tankfartøj, som har en sådan masse, at det under alle omstændigheder vil bevæge sig under indflydelse af de optrædende kræfter, og dette har til følge, at forbindelsesorganerne og dele 15 af fortøjningsindretningen bliver overbelastet og derved beskadiget.

Opfindelsen tager sigte på at afstedkomme en løsning på disse ulemper, og dette opnås ved en fortøjningsindretning 20 af den indledningsvist angivne art, hvilken fortøjningsindretning ifølge opfindelsen er særegen ved, at forbindelsesorganet er forbundet til den vægtbelastede konstruktion ved et punkt eller punkter, som, set i retning bort fra den flydende indretning, er beliggende på den anden 25 side af den lodrette akse for den understøtning, der understøtter konstruktionen. Beliggenheden af forbindelsespunktet i henhold til opfindelsen på et sted, som, set fra den flydende indretning, ligger på den anden side af den vægtbelastede konstruktions tyngdepunkt, har overraskende 30 til følge, at en forøgelse af belastningen formindsker virkningen af fjederen i begyndelsen, hvorfor den i det rigtige øjeblik giver en større bevægelsesfrihed.

Fortrinsvis er forbindelsesorganet en stiv arm. Dette kan 35 være en enkelt arm, men det er ligesåvel muligt at anvende to arme, som uafhængigt af hinanden er drejeligt forbundet til den flydende indretning og til konstruktionen. Dette 3

DK 156042B

er ønskeligt med henblik på fartøjets svingbevægei'ser omkring dets længdeakse.

To separate stive arme kendes i og for sig fra EP offent-5 liggørelsesskrift nr. 0.105.976.

Fortrinsvis udgøres organet af et tårn. Konstruktionen kan udgøres af for eksempel en ring, der omgiver tårnet, og denne ring kan, set fra oven, have en hvilken som helst 10 form såsom cirkulær, polygonal eller rektangulær.

Konstruktionen kan også være en åben u-form eller hestesko med åbningen vendende væk fra den flydende indretning. Denne udformning har den fordel, at konstruktionen ikke 15 kan komme i konflikt med tårnet.

Det foretrækkes, at konstruktionen er tungere vægtbelastet på den side, der vender mod den flydende indretning end på den side, til hvilken forbindelsesorganet henholdsvis -or-20 ganerne er forbundet.

I en foretrukken udformning ifølge opfindelsen kan understøtningen have to drejeaksler, som strækker sig vandret i modsatte retninger, hvilke hver bærer en konstruktion med 25 en vægt ophængt fra den, og hver konstruktion er på den side, der er beliggende på den anden side af den lodrette akse, i et punkt forbundet med den flydende indretning ved hjælp af et eget forbindelsesorgan, og de nævnte konstruktioner og forbindelsesorganer kan dreje uafhængigt af hin-30 anden. Den nævnte drejelige forbindelse med vandret akse sikrer, at de nedadhængende konstruktioner kun kan svinge i planer parallelle med organets lodrette akse. Forbindelserne for de nævnte konstruktioner med de stive arme indeholder fortrinsvis et universaldrejeled.

Det skal bemærkes, at fra det tidligere omtalte EP offentliggørelsesskrift nr. 0.105.976 kendes et tårn, som har en 35

DK 156042B

4 understøtning, der kan rotere om en lodret akse, hvilken på modsatte sider af tårnet bærer to konstruktioner udformet af rør, som ved deres nederste ende har en vægt, idet ophængningen imidlertid udgøres af et universalled.

5 I den ovenfor beskrevne foretrukne udformning skal konflikt mellem de stive arme og den del af konstruktionen, der bærer vægten, undgås. Ifølge opfindelsen kan dette opnås ved, at hver konstruktion er dannet af en rumlig ram-10 me, som, startende fra ophængningens drejeaksel ved understøtningen, har en del, der bærer vægten, såvel som en del, der er i indgreb med armen, hvilke dele er anbragt i planer vinkelret på nævnte drejeaksel og med afstand imellem således, at armens drejebevægeIser i forhold til kon-15 struktionen går fri af vægten og de vægtunderstøttende dele. Vægt og arm ligger således i separate planer.

I tilfælde af at ophængningen af konstruktionen finder sted ved hjælp af kæder, og understøtningen er udført i 20 form af en ring, kan konstruktionens stabile position i forhold til tårnet opnås ved at ophænge konstruktionen ved hjælp af mindst tre fleksible organer, som strækker sig i forskellige retninger, såsom kæder eller drejeligt forbundne stænger.

25

Man kan imidlertid også tænke sig en konstruktion, i hvilken den stive arm kun har en drejeforbindelse med vandret akse med den flydende indretning, en hermed parallel drejeforbindelse med konstruktionen, der er udformet som en 30 lukket ring og er ophængt fra understøtningen ved hjælp af drejelige eller fleksible organer anbragt i et lodret plan gennem understøtningens lodrette akse og gennem centrene for armens drejelige forbindelser med den flydende indretning og henholdsvis konstruktionen. Ved hjælp af ophæng-35 ningen med drejelige eller fleksible organer i fortøjningsindretningens centralplan opnår man, at konstruktionen i sig selv kan følge fartøjets svingende bevægelser om 5

DK 156042 B

sin længdeakse på grund af de drejelige forbindelser med vandret akse.

Fortøjningsindretningen ifølge opfindelsen vil nu blive 5 forklaret yderligere med henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser skematisk set fra siden en udformning af fortøjningsindretningen ifølge opfindelsen, 10 fig. 2 viser et alternativ set fra oven, fig. 3 og 4 viser diagrammer, som tjener til at belyse fortøjningsindretningen ifølge opfindelsen, 15 fig. 5 viser et diagram, som klart viser forskellen mellem kendte konstruktioner og fortøjningsindretningen ifølge opfindelsen, 1 6 viser et diagram, som vedrører et antal mulige 20 udformninger, fig. 7 tjener til at belyse fig. 6, fig. 8 viser et billede set fra siden af princippet i 25 en anden udformning, fig. 9 viser udformningen i fig. 8 set forfra, fig. 10 viser udformningen i fig. 8 set fra oven, 30 fig. 11 og 12 viser yderligere ændrede udformninger af en fortøjningsindretning ifølge opfindelsen, og 35 fig. 13 viser den hertil svarende sideprojektion.

Fig. 1 viser et tårn 1 fastmonteret på havbunden 2. Et

DK 156042B

6 tankfartøj 3 er fortøjret til tårnet. Til dette formål er tårnet forsynet med en ring 4, som kan rotere omkring tårnets lodrette akse, i hvilken ring 4 der ved mindst tre kabler 5 er ophængt en konstruktion i form af en ring 6.

5 Ringen 6 omgiver tårnet og er som helhed belastet for eksempel ved, at den er udformet som et cirkulært buet, hult legeme fyldt med beton.

Ringen 6 er vist over vandet, men kan naturligvis også be-10 finde sig under vandet og kan fungere som fender.

Tankfartøjet 3 er forbundet til ringen 6 ved hjælp af en forbindelse 7, som kan belastes med træk, og som er forbundet til ringen på et sted eller flere steder, som lig-15 ger på den bort fra tankfartøjet 3 vendende anden side af tårnets 1 henholdsvis ringens 4 lodrette akse.

Forbindelsesorganet 7 kan være dannet af kabler, men er fortrinsvis dannet af en stiv arm, hvilken mulighed er 20 vist i udformningen i fig. 2, som set fra oven viser, at konstruktionen også kan bestå af et åbent U 9, som atter med kabler eller stænger 10 er drejelig ophængt fra ringen 4.

25 Forbindelsesorganet består nu af to stive arme 11 og 12, der ved 13 henholdsvis 14 er forbundet til konstruktionen 9 på steder, der ligger på den anden side af ringens 4 drejeakse og dermed på den anden side af ophængspunktet, og hvilke stive arme 11 og 12 ved 15 henholdsvis 16 er 30 forbundet drejelig om en vandret akse til tankfartøjet 3.

I fig. 3 og 4 er vist et diagram, som på den vandrette akse med X viser forskydningen af konstruktionen 6 eller henholdsvis 9, og på den lodrette akse med F de kræfter, 35 som optræder i forbindelsesorganerne 7 henholdsvis 11, 12 under indflydelse af de kræfter, der virker på tankfartøjet.

7

DK 156042 B

Fig. 3 viser et kraft/forskydningsdiagram ifølge en kendt fortøjningsindretning med forbindelsesorganet i indgreb ved vægtens tyngdepunkt. På fig. 1 ville dette således be-5 tyde ved den lodrette akses beliggenhed eller på højre side af den, som vist i fig. 1 i det ovenfor anførte FR offentliggørelsesskrift nr. 2.420.475.

Diagrammet i fig. 3 viser, at med forøgelse af belastnin-10 gen bliver fjederen mere stiv.

Fig. 4 viser den situation, der forekommer, hvis forbindelsespunktet ifølge opfindelsen placeres bagved tyngdepunktet. Man kan heraf se, at fjederen ved lave kræfter og 15 små forskydninger er relativt stiv, og at stivheden formindskes ved forøgelse af belastningen, hvorved bevægelsesfriheden for de uundgåelige bevægelser forøges, og derved formindskes risikoen for ufordelagtige belastninger.

20 Fig. 5 viser et lignende diagram og viser med kurven 17, på hvilken måde virkningen af fjederen ændres i et bestemt tilfælde. Kurven 18 viser, hvorledes ændringen vil være i dette tilfælde, såfremt opfindelsen anvendes.

25 I dette diagram er der ved "A" på den lodrette aksel vist et belastningsniveau for hovedkræfterne. Disse er de kræfter, som stammer fra vind, strøm og bølger.

Under den vandrette aksel er der med linien 19 vist bevæ-30 gelsesudstrækningen for den langsomme bevægelse, ovenpå hvilken er lagt bevægelserne med høj frekvens ifølge linien 20.

Hvis de nævnte bevægelser fører til et maksimalt udsving 35 ved B på X-aksen, viser diagrammet i fig. 5, at dette ved den kendte fortøjningsindretning ville føre til en belastning som ved niveauet for punkt C, hvorimod det ifølge op-

DK 156042B

8 findelsen kun ville føre til en belastning i niveauet ved punkt D, som er meget lavere.

I fig. 7 er tårnet 1 i fig. 1 vist med en vægtbelastet 5 ring 6 ophængt i det. Højdeforskellen mellem ophængspunktet 4 og ringen 6 er angivet med H. Den kraft, der fremkalder en forskydning, er betegnet med F, og længden af forskydningen med X. Angrebspunktet for kraften X er på selve ringen, som vist i fig. 7.

10

Ringens diameter er 20 meter, tykkelsen af ringen er 1 meter, og tårnets diameter er 6 meter.

Fig. 6 viser nu et antal kurver, som er forskellige afhæn-15 gigt af højdeforskellen H. Hvis H er 4 meter, bliver den i begyndelsen svagere fjeder hurtigt stiv igen, og dette finder sted ved en forskydning X på omkring 4 meter.

Hvis H er 4,5 meter, finder dette først sted ved et udslag 20 på 6 meter. Med H lig 4,75 meter, finder det sted ved et udslag på 7,25, og med H lig 5 meter ved et udslag på 8,5 meter. Med en højdeforskel på 7 meter er vendepunktet ikke vist i diagrammet. Højdeforskelle på 5 meter og mere er heller ikke af interesse ved den beskrevne udformning, 25 fordi den angivne ring 6 ville berøre tårnet 1 ved en forskydning på 6 meter. Hvis der bruges en U-formet konstruktion 9, så er lodret forskydning bestemt mulig. Det er vigtigt, at dette diagram viser, at højden af ophænget også spiller en rolle.

30

Dette følger ved sammenligning af momenterne. Vægten af ringen, vist i tyngdepunktet, har altid en komponent med en arm i forhold til ophængspunktet. I startpositionen er denne komponent 0, og med voksende udslag vokser den teo-35 retisk til uendeligt.

Linien for kraften F mellem ophængspunktet på ringen og på 9

DK 156042 B

skibet har en afstand til ophængspunktet 4, som ændrer sig. Kraften F multipliceret med den nævnte afstand danner modmoment, som skal være i balance med momentet af vægtkomponenten multipliceret med afstanden op til ophængs-5 punktet.

Længden af afstanden fra kraften F's linie op til ophængspunktet ændrer sig. Ved en forøgelse af belastningen forøges den nævnte længde først, og derefter mindskes den på 10 grund af, at den nævnte linie passerer tyngdepunktet. Dette forklarer vendingen i diagrammerne.

Fig. 8, 9 og 10 vedrører en foretrukken udformning bestående af et tårn 21 forbundet til et fartøj 22. Tårnet er 15 på toppen forsynet med en understøtning 23, som kan rotere om det skematisk viste leje 24 med lodret akse. Den nævnte understøtning har vandrette drejeaksler 25 og 26, fra hvilke der er ophængt rumlige konstruktioner 27 henholdsvis 28, som hver bærer en vægt 29 henholdsvis 30, og hvil-20 ke konstruktioner på et sted nærmere hinanden og på den anden side af lejets 24 lodrette drejeakse har drejelige forbindelser 31 henholdsvis 32 med de stive forbindelsesarme 33, 34, som er forbundet til fartøjet 22 ved hjælp af vandrette drejeaksler 35, 36.

25 I den viste udformning er vægtene og forbindelsespunkterne 31 henholdsvis 32 over vandet. Et forbindelsespunkt og en vægt under vandet er naturligvis lige så vel mulige.

30 I udformningen i fig. 11 er en stiv arm 38 forbundet med fartøjet 37 ved hjælp af drejetappe 39 og 40 med vandret akse. Den nævnte stive arm har ved sin ydre ende en rektangulær rammedel 41, som ved 42 og 43 ved hjælp af drejetappe med vandrette akser er forbundet til den vægtbelas-35 tede konstruktion 44, som i dette tilfælde består af en rektangulær ramme. Denne ramme er ophængt fra tårnet 45 ved hjælp af to kæder 46 og 47, som ligger i det lodrette 10

DK 156042 B

centrale deleplan 48.

Svingende bevægelse' af fartøjet 37 omkring længdeaksen o-verføres gennem armen 38 til den vægtbelastede konstruk-5 tion 44, og den nævnte ramme muliggør dette på grund af den kendsgerning, at den er ophængt i det nævnte centrale deleplan ved hjælp af to kæder.

Fig. 13 viser ophængningen med kæderne 46 og 47 i sidepro-10 jektion.

Fig. 12 viser en anden konstruktion af den stive arm 49 forbundet med fartøjet 50 ved hjælp af en enkelt horisontal drejeaksel 51 og med den vægtbelastede konstruktion 52 15 ved hjælp af to drejetappe 53 og 54, som strækker sig parallelt med drejeakslen 51. Rammen til konstruktionen 52 er lavet i form af en aflang polygon, og ophængningen fra tårnet 45 finder i dette tilfælde sted ved hjælp af to kæder 46 og 47.

20

Udformningerne ifølge fig. 8-13 inklusive viser, at det på opfindelsen baserede princip kan anvendes på mange måder.

Alle udformninger er vist med anvendelse af et tårn placeret på havbunden. Opfindelsens princip kan også anvendes, 25 hvis fastgørelsen i forhold til havbunden er udført på anden måde, forudsat at den forbundne konstruktion er således, at den større bevægelsesfrihed er taget i betragtning, således som det for eksempel forekommer ved en bøje. Dette er imidlertid et spørgsmål om at anvende universal-30 led, hvor forbindelsesorganerne forbindes til den vægtbelastede konstruktion.

Claims (8)

1. Fortøjningsindretning, som består af et organ anbragt i en afstand over vandets bund (2), og som ved hjælp af for-5 bindelsesorganer har en hovedsagelig fikseret lokalisering i forhold til vandets bund (2), hvilket organ kan være et tårn (1, 21, 45) placeret på vandets bund (2), en søjle med opdrift forbundet med sin nederste ende til vandets bund (2) eller en bøje forankret ved hjælp af kæder, hvil-10 ket organ er udstyret med en understøtning (4, 24), som er drejelig omkring en lodret akse, og som bærer en vægtbelastet konstruktion (6, 9, 27-30, 44), der er drejelig om en vandret akse og er forbundet til et forbindelsesorgan (7, 11, 12, 33, 34, 38, 49), som i det mindste kan belas-15 tes med træk, og som kan forbindes til eller henholdsvis er forbundet til en flydende indretning såsom et fartøj (3, 22, 37, 50), kendetegnet ved, at forbindelsesorganet (7, 11, 12, 33, 34, 38, 49) er forbundet til den vægtbelastede konstruktion (6, 9, 27-30, 44) ved et 20 punkt eller punkter, som, set i retning bort fra den flydende indretning (3, 22, 37, 50), er beliggende på den anden side af den lodrette akse for den understøtning (4, 24), der understøtter konstruktionen (6, 9, 27-30, 44).

2. Fortøjningsindretning ifølge krav 1, kendeteg net ved, at forbindelsesorganet ( 7) er en stiv arm.

3. Fortøjningsindretning ifølge krav 2, kendetegnet ved, at forbindelsesorganet består af to stive ar- 30 me (11, 12, 33, 34), som uafhængigt af hinanden er drejeligt forbundne til den flydende indretning (3, 22, 37, 50) og til konstruktionen (6, 9, 27-30, 44). 1 Fortøjningsindretning ifølge et eller flere af de fore-35 gående krav, kendetegnet ved, at konstruktionen består af en ring, (6, 44), som omgiver organet (1, 45). DK 156042B

5. Fortøjningsindretning ifølge et eller flere af de foregående krav, kendetegnet ved, at konstruktionen har form som et åbent U eller en hestesko (9) med åb- 5 ningen vendende bort fra den flydende indretning (3).

6. Fortøjningsindretning ifølge et eller flere af de foregående krav, kendetegnet ved, at konstruktionen (9) på den side, der vender mod den flydende indret- 10 ning (3), er belastet tungere end på den side, til hvilken forbindelsesorganet eller forbindelsesorganerne (11, 12) er forbundet.

7. Fortøjningsindretning ifølge krav 1, 3 eller 5, 15 kendetegnet ved, at understøtningen (24) har to drejeaksler (25, 26), som strækker sig vandret i modsatte retninger, hvilke hver bærer en konstruktion (27, 28. med en vægt (29, 30) ophængt fra den, og at hver konstruktion på den side, der er beliggende på den anden side 20 af den lodrette akse, i et punkt er forbundet med den flydende indretning (22) ved hjælp af et eget forbindelsesorgan (33, 34), og at de nævnte konstruktioner (27, 28) og forbindelsesorganer (33, 34) kan dreje uafhængigt af hinanden. 25

8. Fortøjningsindretning ifølge krav 7, kendetegnet ved, at hver konstruktion består af en rumlig konstruktion, såsom en rumlig ramme (27, 28), som, startende fra ophængningens drejeaksel (25, 26) ved understøtningen 30 (24), har en del, der bærer vægten (29, 30), såvel som en del i indgreb med armen (33, 34), hvilke dele findes i planer vinkelret på nævnte drejeaksel (25, 26) og med afstand imellem således, at armens (33, 34) svingbevægelser i forhold til konstruktionen (27, 28) går fri af vægten 35 (29, 30) og de vægtunderstøttende dele.

9. Fortøjnings indretning ifølge krav 1, 2 og 4 eller 6, DK 156042 B kendetegnet ved, at den stive arm (38; 49) har en drejeforbindelse (39, 40; 51) med vandret akse med den flydende indretning (37; 50) såvel som parallelt med denne en drej ef orbindelse (42, 43; 53, 54) med vandret akse med 5 konstruktionen (44; 52), der har form af en lukket ring og er ophængt fra understøtningen ved hjælp af drejelige eller fleksible organer (46, 47), som er beliggende i et lodret plan (48) gennem understøtningens lodrette akse, og gennem centrene på armens (38; 49) drejelige forbindelser 10 (39, 40, 42, 43; 51, 53, 54) med den flydende indretning (37; 50) henholdsvis med konstruktionen (44, 52).