NL9300622A - Stelsel voor het dempen van watergolven en inrichting daarvoor. - Google Patents

Description

Stelsel voor het dempen van watergolven eninrichting daarvoor

De uitvinding heeft betrekking op een golfdemp-stelsel voor het dempen van golven in een door een bodembegrensd waterlichaam, omvattend: tenminste één drijfver¬mogen bezittend, langwerpig en zich in hoofdzaak in hori¬zontale richting, onder een hoek ten opzichte van degolfrichting uitstrekkend golfdemplichaam; tenminste tweeeerste verankeringsorganen, die op in langsrichting vanhet lichaam op afstand van elkaar gelegen plaatsen aange¬bracht zijn op het golfdemplichaam; en voor elk eersteverankeringsorgaan een tweede verankeringsorgaan, dat eenankerlijn en twee de beide einden van de ankerlijn met debodem verbindende ankers of iets dergelijks omvat, waarbijde ankerlijn zich in hoofdzaak dwars op het lichaam uit¬strekt .

Een dergelijk golfdempstelsel is bekend uit deNederlandse octrooiaanvrage 91 00664 op naam van Rob vanden Haak. Het bekende golfdempstelsel omvat een golf¬demplichaam dat een grote torsiestijfheid bezit en zodanigschuin ten opzichte van de golfrichting gelegen is, datzijn langsuiteinden op tenminste eenmaal de golflengte vande te dempen golven van elkaar gelegen zijn, in golfrich¬ting gemeten. Het golfdemplichaam is met zijn boveneindnabij de waterspiegel en met zijn ondereind, dat in hetonderste gedeelte van de waterdiepte gelegen is, bevestigd aan ankerlijnen voor een nagenoeg plaatsvaste verankeringvan dat ondereind van het lichaam, althans in het horizon¬tale vlak beschouwd. Het golfdemplichaam heeft hierbij eenlengte van N x 1/COSa, met N als natuurlijk getal, waarbijde lengterichting van het lichaam een hoek van a maakt metde golfrichting.

Het bekende golfdempstelsel verschaft uitsteken¬de dempende werking, doordat, als gevolg van de scheveopstelling van het golfdemplichaam ten opzichte van degolfrichting, daarop door de oscillatiebeweging veroor¬zaakt, tegengesteld gerichte horizontale, potentieel engierbeweging initiërende krachten werkzaam zullen zijn,welke gierbeweging echter voorkomen wordt door de torsie-stijfheid van het lichaam en de starheid van de veranke¬ring, waardoor aan de "lijzijde" van het lichaam de golf¬hoogte sterk verminderd wordt. Bij de bovengenoemde golf¬lengte zal er een horizontaal evenwicht aanwezig zijn inde door de golven op het lichaam uitgeoefende dynamischekrachten.

Het bekende golfdempstelsel wordt zodanig metankerlijnen en ankers of piles verankerd, dat het optimaalwerkzaam is bij de heersende golfrichting. Er zijn natuur¬lijk gebieden waar het golfdempstelsel werkzaam moet zijnen waar er sprake is van meerdere vaak voorkomende golf-richtingen. Ook zal de golflengte van de golven, zowel bijaanwezigheid van een heersende golfrichting als bij meer¬dere belangrijke golfrichtingen, kunnen wijzigen. In beidegevallen zal het voor behoud van een optimale werking vanhet golfdempstelsel nodig zijn om het golfdemplichaam inhet horizontale vlak te verdraaien naar een andere stand.

Om dit te kunnen bereiken is het golfdemplichaamvan het bekende golfdempstelsel uitgerust met een lier,die bediend kan worden om de ankerketting, waarmee hetgolfdemplichaam aldaar verankerd is, in te halen of juistte vieren. Het golfdemplichaam, dat aan het andere eind opvaste wijze bevestigd is aan een andere ankerketting, zalhierdoor verdraaid worden totdat de motor weer gestopt wordt en het golfdemplichaam een betere ligging heeft tenopzichte van de golven. De lier wordt hierbij aangedrevendoor middel van een in het golfdemplichaam opgenomenmotor, die zelf op afstand bestuurd kan worden.

Een hoofddoel van de uitvinding is een golfdemp-stelsel van de in de aanhef genoemde soort te verschaffen,in het bijzonder een golfdempstelsel zoals dat bekend isuit de Nederlandse octrooiaanvrage 91 00664, waarvan hetgolfdemplichaam op eenvoudige wijze, met aanwending vanslechts zeer weinig toegevoerde energie, op de juiste,gewenste positie ten opzichte van de golfrichting inge¬steld kan worden. Hiertoe voorziet de uitvinding in eengolfdempstelsel zoals omschreven in conclusie 1.

Met de maatregelen volgens de uitvinding kanvoor het verdraaien van het golfdemplichaam gebruik ge¬maakt worden van de golfbeweging. Door het uit blokkerendeaangrijping met de anker lijn brengen van één van de blok-keerorganen, kan de ankerlijn in één richting door deankerlijn-blokkeerinrichting heen bewegen, maar wordt dezetegengehouden in de tegengestelde richting. Aldus kan hetgolfdemplichaam verzet worden door de periodieke inwer¬king, in de gewenste richting, van de orbitaalbeweging inde golven en de richting van de verhangkracht, maar kanhet golfdemplichaam niet teruggezet worden tijdens deandere periodehelft van deze golven. Er is hierbij enkelenergie benodigd voor het in of uit aangrijping met deankerlijn brengen van het betreffende blokkeerorgaan;aldus kan ook bespaard worden op een zware motor en op deenergiebron daarvoor.

Voorkeursuitvoeringen van het golfdempstelselvolgens de uitvinding zijn onderwerp van de conclusies 2-6.

De uitvinding heeft tevens betrekking op eengolfdemplichaam dat geschikt is om opgenomen te worden inhet golfdempstelsel volgens de uitvinding.

De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aande hand van de in de tekeningen weergegeven, niet uitput- tend bedoelde voorbeelden.

Fig. 1 toont een voorbeelduitvoering van hetgolfdempsysteem volgens de uitvinding.

Figuren 2A en 2B betreffen een schematischeweergave van een mogelijke plaatsing van golfdemplichamenvolgens de uitvinding in een golfsysteem.

Figuren 3A en 3B en de figuren 3C en 3D lichtenen principe van de werking van een golfdempstelsel volgensde uitvinding toe.

Fig. 4 is een schematische weergave van hetverdraaien van één van de golfdemplichamen van fig. 2A.

Figuren 5A-5F betreffen een voorbeeld van deankerlijn-blokkeerinrichting die opgenomen is in hetgolfdemplichaam van fig. 1.

In fig. 1 is een waterlichaam 1, zoals de zeeweergegeven met als boven- en benedenbegrenzing de bodem 2respectievelijk de waterspiegel, welke laatste een golf-vorm heeft. De golven bewegen in de richting D. Een golf¬demplichaam 3 volgens de uitvinding is met behulp van vierankers 12 en 13 verankerd aan de zeebodem, via overdrevenslap weergegeven ankerkettingen 10 en 11. Hierbij moet menzich voorstellen dat het golfdemplichaam buiten de bran¬ding, waar de golven nog niet zo sterk beïnvloed zijn doorde kust, in het geval van de Nederlandse kust bijvoorbeeld15-20 m waterdiepte, geplaatst is. De rechts op de teke¬ning weergegeven ankerkettingen 10 en 11 zijn gespannenmet behulp van een kettingspanner zoals bijvoorbeeldbeschreven in de Nederlandse octrooiaanvrage 81 05294, metals uitvinder Rob van den Haak, in welk geval de kettingaldaar onderbroken zal zijn, waarbij het ene uiteindebevestigd is aan de kettingspanner en het andere uiteindezich door de kettingspanner heen uitstrekt en zonodigaangegrepen kan worden voor het wijzigen van de spanningin de ketting. Het golfdemplichaam 3 heeft een bovenzijde6 en een onderzijde 7, welke onderzijde tevens de onder¬zijde vormt van twee naar beneden uitstekende poten 14 en15. Vanaf het ondereind van poot 14 is de ketting 10 bevestigd door middel van een ankerlijnblokkeerinrichting100, die nader weergegeven is in figuren 5A-5D. Aan hetondereind van de poot 15 is de ketting 11 bevestigd doormiddel van bijvoorbeeld een sluiting en een daarvoorbestemd oog (niet weergegeven). De horizontale lengte vanelk van de ankerlijnen 10 en 11 kan bijvoorbeeld 2 x 200 mbedragen, met een lengte van het golf demp lichaam van 100m.

In fig. 1 is te zien dat het buigstijve golf-demplichaam 3 cylindervormig is en met zijn eerste uitein¬de 5 gelegen is ter hoogte van de golftop al en met zijnandere uiteinde 4 gelegen is ter hoogte van de golftop a2.Het golfdemplichaam is hierbij zodanig geplaatst, dat debovekant juist boven de waterspiegel uitsteekt bij gemid¬deld tij en enigszins onder de waterspiegel gelegen is bijhoog water.

Fig. 2A toont een drietal achter elkaar ge¬plaatste, geschematiseerd weergegeven golfdemplichamen A,B en C volgens de uitvinding, die een lengte hebben vanongeveer V2 maal de golflengte L en geplaatst zijn ondereen hoek a van 45° ten opzichte van de golf richting D.Duidelijk is te zien dat het golfdemplichaam B zich uit¬strekt tussen golftop al en golftop a2, waartussen zicheen golfdal bl bevindt. Het golfdemplichaam C bevindt zichin golftop a2 en golfdal b2. In fig. 2B is op schematischewijze weergegeven hoe in de in fig. 2A weergegeven situa¬ties de horizontale dynamische golfdruk verloopt over delengte van het golfdemplichaam. In dit geval is er sprakevan een horizontaal evenwicht, doch wordt op het golf¬demplichaam A en het golfdemplichaam C een giermomentuitgeoefend. In dit verband wordt nu verder verwezen naarde figuren 3A en 3B, waarin een andere geschematiseerdeweergave van het golfdemplichaam volgens de uitvindingweergegeven is. De wijze van verankering van het golfdem¬plichaam 3 is hier weergegeven in de vorm van scharnier-rolopleggingen 8 en 9. Als gevolg van het giermoment zalhet golfdemplichaam 3 uit in fig. 3B met 3 weergegeven stand gedwongen worden naar de met 3a weergegeven stand.Door de torsiestijve uitvoering van het golfdemplichaamwordt deze beweging echter tegengewerkt en zal het golf¬demplichaam in hoofdzaak de in fig. 3A weergegeven standblijven. De samenwerking tussen de in horizontale zinstarre verankeringswijze en de torsiestijfheid van hetgolfdemplichaam 3 zorgen er dus voor dat het golfdempli¬chaam slechts een minimale beweging in het horizontalevlak zal ondergaan, waarbij de op het golfdemplichaamuitgeoefende golfkrachten afgeleid worden via de veranke¬ring naar de bodem 2, daardoor energie wordt onttrokkenaan het golfsysteem, met gewenste golfdemping als resul¬taat. Het zal duidelijk zijn dat de mate van golfdempingafhankelijk is van het giermoment en derhalve van hetverticale oppervlak van het golfdemplichaam.

Het golfdemplichaam zoals hierboven beschrevenkan, zoals gezegd, slechts in geringe mate in horizontalerichting verplaatst worden. Verticale beweging is, alsgevolg van de gekozen verankering met zich in hoofdzaakhorizontaal uitstrekkende ankerlijnen, wel goed mogelijk,zodat het golfdemplichaam wijzigingen in de waterspiegel-hoogte als gevolg van eb of vloed kan volgen en daardoorsteeds in hetzelfde (verticaal beschouwd) golfgebiedaanwezig zou kunnen zijn. Wanneer er echter nauwelijksverschil is tussen de eb- en vloedstanden, dan kan hetstelsel volgens de uitvinding ook zodanig verankerd en ge¬plaatst worden, dat de verankering van het onderste ge¬deelte van het lichaam 3 ook in verticale zin in meer ofmindere mate star zal zijn, in welk geval de verankerings¬wij ze geschematiseerd zou kunnen worden als scharnierop-leggingen 8' en 9'. Door voldoende buigstijfheid van hetlichaam in het verticale vlak zal dan ook demping plaats¬vinden als gevolg van het tegengaan van een stampbeweging(figuren 3C en 3D), van de met 3 weergegeven stand naar demet 3b weergegeven stand.

In fig. 4 is de situatie weergegeven, waarin derichting D waaruit de golven aankomen verdraaid is naar de richting D'. Als gevolg daarvan zullen de golfkammen al,a2 over een hoek β in de richting S verdraaid zijn, naargolf, al', a2' etc. Om nu een golf dempende werking tebehouden, die vergelijkbaar is met die van de situatie infig. 2A, zal het nodig zijn om het golfdemplichaam B ookover een hoek β in de richting T te verdraaien, zodat dehierboven genoemde optimale verhouding tussen lengte vangolfdemplichaam en golflengte en hoek α weer aanwezig is.

In fig. 5A is een schematische doorsnede weerge¬geven van de ankerlijn-blokkeerinrichting 100, die aange¬bracht is aan het ondereind van poot 14 van het golfdem¬plichaam 3, weergegeven in fig. 1. Begrepen zal worden dater vele manieren zijn waarop deze blokkeerinrichtingopgenomen of bevestigd kan zijn aan de poot 14. Het gaathier in hoofdzaak om de opbouw van de blokkeerinrichtingzelf. Deze blokkeerinrichting 100 is in hoofdzaak uitstalen onderdelen opgebouwd, en bevat een bovendeel 101,een benedendeel 103 en (zie fig. 5D) opstaande zijplaten111, een en ander zodanig dat de onderdelen 101, 103 en111 (tweemaal) een in hoofdzaak horizontaal gerichtedoorgang 102 bepalen voor de ankerketting 10. Dit isgeïllustreerd in de doorsnede volgens fig. 5E. Binnen dedoorgang 102 voor de ketting 10 bevinden zich dubbeleblokkeerpallen 107 en 108, die respectievelijk opgesteldzijn voor het, op de tekening gezien, tegenhouden van deketting met de horizontale schalmen 10' in een richtingnaar links en in een richting naar rechts. De dubbeleblokkeerpallen 107 en 108 bestaan daartoe elk uit tweegelijke, aan weerszijden van de baan voor de verticaalgeoriënteerde schalmen 10'' geplaatste, en als één geheelmet elkaar gevormde blokkeerpallen 1071 en 107'1. Dit isduidelijk te zien in de doorsnede volgens fig. 5F. Zijbezitten aanslagoppervlakken 116 en 117, die gevormd zijnovereenkomstig de vlak naast de baan van de verticaleschalm 10'' gelegen, op de tekening gezien respectievelijknaar links en naar rechts gekeerde oppervlakken van dehorizontale schalmen 10'. De dubbele blokkeerpallen 107 en 108 zijn middels vast daaraan bevestigde draaipennen 109en 110 op in het verticale vlak scharnierbare wijze beves¬tigd aan de zijplaten 111, en kunnen zodoende omhoogzwenken uit de baan van de horizontale schalmen 10', totin de kasten 105, 106 die gerealiseerd zijn in het boven¬deel 101. De draaipennen 109 en 110 steken aan één zijdedoor de platen 111 uit en zijn vast bevestigd aan éénuiteinde van de hefbomen 112 en 113 aan het andere uitein¬de waarvan trekkabels 114 en 115 bevestigd zijn, die zelfweer bevestigd zijn aan niet weergegeven trekmiddelen, dieelke geschikte opbouw kunnen hebben. Dergelijke middelenkunnen met bekende technieken op afstand bedienbaar ge¬maakt worden.

Het benedendeel 103 is voorzien van een twee,zich in hoofdzaak in horizontale richting uitstrekkende enin dwarsrichting op afstand van elkaar geplaatste gelei-dingsvlakken 104 voor de horizontale schalm 10', en daar¬tussen een langsgleuf (niet weergegeven) voor de verticaleschalmen 10*'. In de in fig. 5A weergegeven situatie is deketting 10 volledig geblokkeerd, doordat zowel de dubbeleblokkeerpal 107 als de dubbele blokkeerpal 108 de middel¬ste schalm 10' aangrijpt. De pallen drukken hierbij deschalm 10' tegen de geleidingsvlakken 104.

Wanneer het golfdemplichaam B van fig. 4 nu inde richting T verdraaid moet worden, wordt de treklijn 114enigszins ingehaald, zodat ook de blokkeerpal 107 in dekast 105 bewogen wordt, en (zie fig. 5B) de schalm 10' opde tekening gezien naar links kan bewegen. Daar de ketting10 in horizontale richting plaatsvast is, zal eigenlijk deblokkeerinrichting 100 en daarmee de poot 14 en dus hetgolfdemplichaam 3 naar rechts draaien, in de richting Tvan fig. 4. De blokkeerpal 108 zal bij iedere passage vaneen horizontale schalm 10', waarbij het voorlopende eindvan deze schalm tegen oppervlak 119, dat overeenkomt metoppervlak 118 op blokkeerpal 107, aankomen en dan dezeblokkeerpal tijdelijk omhoog kunnen wippen in de kast 106.Mede door de inspringende vorm van de oppervlakken 118 en 119 zijn de blokkeerpallen 107 en 108 echter gevormd om napassage van het achterlopende eind van de schalm 10' weerzodanig in de ruimte tussen opeenvolgende schalmen 10' tekunnen vallen, zodat het aanslagoppervlak 117 bij eenkracht op de ketting 10, op de tekening gezien naar rechtstoe, het op de tekening gezien rechter eind van de schalm10' op blokkerende wijze aan kan grijpen. Aldus kan in desituatie van fig. 5B de ketting 10 enkel, relatief gezien,naar links bewegen en niet naar rechts, door de blokkeer-inrichting 100. Als gevolg hiervan kan elke verdraaiings-stap in de richting T, veroorzaakt door de ene helft vande periode van de golf, niet meer teniet worden gedaandoor de daaropvolgende helft van deze golfbeweging. Wan¬neer de juiste stand van het golfdemplichaam bereikt is,laat men de treklijn 114 weer vieren en valt de blokkeer-pal 107 weer in de baan van de schalm 10'.

Het spreekt vanzelf dat, wanneer de golfdempin-richting in de andere richting verdraaid moet worden, deblokkeerpal 108, door aan lijn 115 te trekken, in de kast106 gehouden word.

Indien het, om wat voor reden dan ook, nodigmocht zijn het golfdemplichaam tegelijkertijd in beidetegengestelde richtingen te kunnen laten bewegen tenopzichte van de ketting, dan is dat ook mogelijk. In datgeval (zie fig. 5C) worden beide treklijnen 114 en 115bediend om de dubbele blokkeerpallen 107 en 108 in hunkasten 105 en 106 te houden.

In het in fig. 1 weergegeven voorbeeld is debevestiging van anker lijn 11 aan de poot 15 vast. Ver¬draaiing van het golfdemplichaam 3 zal dan om dit puntplaatsvinden. Een versneld draaien zal mogelijk wordenwanneer ook de koppeling van ankerlijn 11 met de poot 15in de vorm wordt gegoten van de ankerlijn-blokkeerinrich¬ting die hierboven besproken is, maar waarbij dan deandere blokkeerpal ingetrokken wordt.

Claims (7)

1. Golfdempstelsel voor het dempen van golven ineen door een bodem begrensd waterlichaam, omvattend:tenminste één drijfvermogen bezittend, langwerpig en zichin hoofdzaak in horizontale richting, onder een hoek tenopzichte van de golfrichting uittrekkend golfdemplichaam;tenminste twee eerste verankeringsorganen, die op inlangsrichting van het lichaam op afstand van elkaar gele¬gen plaatsen aangebracht zijn op het golfdemplichaam; voorelk eerste verankeringsorgaan een tweede verankeringsor-gaan, dat een anker lijn en twee de beide einden van deankerlijn met de bodem verbindende ankers of iets derge¬lijks omvat, waarbij de ankerlijn zich in hoofdzaak dwarsop het lichaam uitstrekt, waarbij tenminste één van deeerste verankeringsorganen een ankerlijnblokkeerinrichtingomvat, die voorzien is van twee, elk in tegengestelderichting op de ankerlijn inwerkende blokkeerorganen,alsmede van bedieningsorganen voor elk blokkeerorgaan omdit naar keuze in en uit blokkerende aangrijping te bren¬gen en te houden met de ankerlijn.

2. Golfdempstelsel volgens conclusie 1, waarbijde ankerlijn een kettinggedeelte omvat, dat in aangrijpingis met de ankerlijn-blokkeerinrichting.

3. Golfdempstelsel volgens conclusie 2, waarbijde ankerlijn-blokkeerinrichting een tunnelvormige ketting-doorgang heeft, met aan één zijde daarvan geleidingsvlak-ken voor bijvoorbeeld de in hoofdzaak horizontaal geori¬ënteerde eerste schalmen en met aan de tegengestelde zijdetwee in de kettingrichting op afstand van elkaar opgestel¬de blokkeerpallen, die scharnierbaar bevestigd zijn om inen uit de bewegingsbaan van de eerste schalmen bewogen tekunnen worden en voorzien zijn van stop-blokkeer of aan- slagoppervlakken voor de eerste schalmen.

4. Golfdempstelsel volgens conclusie 3, waarbijde bedieningsorganen twee kabels omvatten, die elk met eenblokkeerpal verbonden zijn en voorts selectief bedienbaretrekorganen omvatten, die met de kabels verbonden zijn omdeze bij bediening in te trekken om de betreffende blok¬keerpal uit de bewegingsbaan van de eerste schalmen tebrengen.

5. Golfdempstelsel volgens één der voorgaandeconclusies, waarbij tenminste één van de eerste veranke-ringsorganen op vaste wijze verbonden is met een anker-lijn.

6. Golfdempstelsel volgens één der conclusies 1-4, waarbij tenminste twee eerste verankeringsorganenvoorzien zijn van een ankerlijn-blokkeerinrichting.

7. Golfdemplichaam zoals omschreven als onder¬deel van het golfdempstelsel volgens één der voorgaandeconclusies.