NO164767B - Anordning som paavirkes av sjoegang. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en vinsj til å ta opp og sette ned en last fra respektive på et flytende legeme, omfattende en hydrostatisk maskin for driften av vinsjtrommelen til heving og senking av lasten, en drivanordning som er festet til det flytende legeme via et hovedsakelig loddrett element, idet drivanordningen drives av det flytende legeme ved sjøgang, og utfører en frem- og tilbakegående bevegelse, og er forbundet med den hydrostatiske maskin for synkronisering.

Oppfinnelsen er således utviklet i forbindelse med vinsjer til opptak og nedsetting av flytende laster, altså laster som skal heises fra et skip til en boreplattform eller settes ned på skipet. Slike laster må kunne håndteres ved høy sjø, spesielt ved bølgehøyder på f.eks. inntil seks meter, og bølgehyppigheter på syv sekunder. I den forbindelse må dreiningen av trommelen være styrt i de to omdrei-ningsretninger, slik at linen blir holdt stram for derved å unngå støt ved opptak og frasetting av lasten på det flytende legeme.

Fra DE-OS 21 10 928 er der kjent en vinsj av den innledningsvis angitte art, som gir anvisning på følgende: En aksel blir på den ene side drevet via en trommel og et rep av et flytelegeme, og på den annen side av en motor via en kjede. Fra motoren virker der et dreiemoment på akselen som holder repet stramt. Dersom flytelegemet synker nedover, så vil akselen bevege seg i motsatt retning mot dette dreiemoment. Repet virker altså bare ensidig. Akselen er mekanisk forbundet med en ytterligere aksel. Den frem-og tilbakevirkende bevegelse av trekktrommelen blir så overført på vinsjtrommelen, slik at en likeløpende bevegelse av lastrepet i forhold til trekkrepet blir fremskaffet (side 27, første avsnitt i nevnte publikasjon.) Ifølge denne mekaniske synkronisering blir konstruksjonsinnsatsen betydelig, idet der for hver aksel må fremskaffes tilsvarende bremser og koblinger, likesåvel som vinsjtrommelen må forbindes både med motoren såvel som utløserinnretningen.

Til grunn for den foreliggende oppfinnelse ligger den oppgave å fremskaffe en anordning som påvirkes av sjøgang, slik at den energi som finnes i vannet ved sjøgang,' kan utnyttes og omformes til hydraulisk energi som enten kan tilføres et trykknett og/eller tjene som drift for en vinsjmotor.

Nevnte oppgave løses ved at en vinsj av den innledningsvis angitte art er karakterisert ved at det flytende legeme via elementet driver en hydraulisk motor (sylinder 20, 70 hydrostatisk maskin) hvis fortrengte væske blir benyttet til drift av den hydrostatiske maskinen for vinsjtrommelen.

Av det flytende legeme som følger sjøgangen, blir linen forskjøvet i en frem- og tilbakegående bevegelse. Linebe-vegelsen blir overført til drivanordningen som på den måte er istand til å utnytte den av linen utøvede kraft, og derved pumpe arbeidsfluidum i et hydraulisk trykknett respektive trekke ut fluidum derfra. For heving av lasten må drivanordningen tilføres energi i den bevegelsestakt for det flytende legeme som er gitt ved vannbevegelsen, mens der ved senking av lasten kan trekkes ut energi.

Ved en foretrukken utførelsesform for oppfinnelsen kan drivanordningen enten være en dobbelt virkendé:hydraulisk sylinder eller en hydrostatisk maskin som er forbundet med en endeløs line som ved begge arbeidsretninger overfører kraft.

Ved kjente sjøfølgeanordninger er drivbelastningen for vinsj trommelen da spesielt stor når den last som:, skal tas opp henger i kroken og er hevet fra skipet. I dette tilfelle kan lasten ved en stigende bølge ikke lenger innhentes av skipet som hever seg. Lasten må altså trekkes vekk med stor hastighet og akselerasjon, hvorfor der må anordnes en tilsvarende stort dimensjonert drift. Ifølge oppfinnelsen kan ytelsen av drivmotoren være meget mindre, fordi den energi som er nødvendig for å heve lasten svarende til sjøgangen, fremskaffes fra bevegelsen av det flytende legeme, f.eks. et skip.

Utførelseseksempler på oppfinnelsen vil i det følgende bli nærmere forklart under henvisning til tegningsfigurene.

Figur 1 er en skjematisk fremstilling av en anordning som påvirkes av sjøgang for en vinsj,

figur 2 viser en anordning ifølge figur 1 for utvinning av energi,

figurene 3 og 4 viser ytterligere utførelsesformer med ensidig virkende sylinder.

På figur 1 er der på en stasjonær loddrett bærer, som kan være en bestanddel av en forankret boreplattform eller en molo, anordnet dreibart to vendevalser 11 og 12 på avstand fra hverandre, idet der rundt valsene er ført en line 15 hvis ender er festet til stempelstangen 16 i en dobbeltvirkende hydraulisk sylinder 20.

Sylinderen 20 såvel de innretninger som tilhører denne, er likeledes anordnet stasjonære på boreplattformen. De på begge sider av sylinderen 20 anordnede sylinderrom 17, 17' er via koblingsventiler 18, 18' og ledninger 19, 19' forbundet med to i forhold til hverandre parallelt anordnede hydrostatiske maskiner 22 og 24, idet den ene maskin 22 er forbundet med en vinsjtrommel 25, og den annen maskin 24 er forbundet med en drivanordning 26, f.eks. en elektromotor. Med 27 er der betegnet en bremse for vinsjtrommelen 25. Videre er de to sylinderrom 17, 17'forbundet med hverandre via en ventil 28.

Et skip 30 er ved 31 løsbart forbundet med linen 15.

Skipet blir båret opp og ned av bølgene som på tegningen er betegnet med 32. Dersom skipet synker ned i en1 bølgedal, så blir stempelstangen 16 trukket nedover og trykkfluidumet transportert til maskinen 22. Fordi maskinen 24-:har et innstillbart fortrengningsvolum og kan tilbakestilles på null eller tilnærmet null levering, må trykkfluidumet pumpes til sylinderrommet .17 via ledningen 19 fra maskinen 22, idet denne arbeider som pumpe (firing). Maskinen 22 som under denne fase arbeider som pumpe, får derved energi fra lasten som henger i vinsj linen, idet lasten derved senkes ved den beskrevne gjennomstrømningsretning gjennom maskinen 22, slik at den følger sjøgangen.

Dersom skipet 30 stiger sammen med en bølgetopp, så blir stempelstangen 16 trukket oppover v,ia linen 15, , og det omvendte forløp finner sted, idet maskinen 22 som arbeider som hydromotor, blir drevet i motsatt retning avvden fra sylinderrommet 17 fortrengte væske og derved hever lasten 35.

Hevingen, hvor maskinen 2 2 arbeider som motor, og senkning-en, hvor maskinen 22 arbeider som pumpe av lasten skjer således synkront med sjøgangen, uten at energi utenfra må tilføres. For heving og senking av lasten uten sjøgang 35 tjener maskinen 24, som på sin side er hydrauliske;forbundet med maskinen 22. I den forbindelse er det tilstrekkelig med en driftsytelse på f. eks. 1 MW for maskinen 24.'..Når der fra denne, som ved vanlig drift, også må fremskaffes"den energi som er nødvendig for å .heve og senke lasten 3 5 så.raskt at den ikke kan innhentes av det skip som føres oppover av en stigende bølgetopp, må ytelsen fra maskinen 24-f.eks. kunne totalt gi 2.5 MW. Forskjellen på 1.5 MW blir ifølge oppfinnelsen levert av sylinderen 20. Maskinenn22 kan i så fall legges ut med en total ytelse på 2.5 MW.

For utkobling av anordninger som følger sjøgangen, tjener ventilene 18 og 18<1>. I dette tilfelle blir sylihderrommene 17 og 17' forbundet med hverandre via ventilen i28.

På figur 2 er der likeledes vist en hydraulisk sylinder 20, hvis stempelstang 16 i likhet med fremstillingen på figur 1 blir drevet av linen 15. Sylinderrommene 17 og 17' er via ledningene 36 og 36' tilkoblet en hydraulisk trykkledning 3^8 og et hydraulisk lager 39.

Dersom linen 15 blir drevet av et skip eller en ikke vist annen flytende gjenstand, så blir det arbeidsfluidum som fortrenges fra et av stempelrommene 17, 17', pumpet inn i trykkledningen 38 og inn i lageret 39 via tilsvarende koblingsventiler 40, 40'. I den forbindelse kan fluidum via en og en tilbakekoblingsventil 41 respektive 41' suges tilbake til en tank T.

Energigjenvinningen fra bølgegangen er betydelig når man går ut fra at ved en vekt på det flytende legeme på et tonn, ved en bølgegang på 1 meters høyde og en bølgehyppighet på 10 sekunder, kan trekke ut en effekt på 1 kw. Med en innledningsvis angitt bølgehøyde på 6 meter og en bølgehyppighet på 7 sekunder, kan man med en vekt på 100 tonn fremskaffe en drivytelse på ca. 800 kW.

Med den anordning som er vist på figurene 1 og 2, kan man etter valg enten fremskaffe energi eller drivevinsjen.

På figur 3 er der vist en ensidig virkende sylinder 70 anordnet under vann. Den øvre ende av stempelstangen 71 er via en line 72 forbundet med det flytende legeme 30. Man sparer i den forbindelse den endeløse anordning av linen og linevalser. Tilkoblingen av sylinderrommet 74 til maskinene 22 og 24 finner sted på den på figur 3 viste måte. I dette tilfelle kan der fra anordningen fremskaffes en ytelse bare når det flytende legeme stiger, og i den forbindelse trekker med seg stempelstangen 71. I den forbindelse blir lasten 35 tilsvarende hevet ved hjelp av maskinen 22 som arbeider som motor. Dersom det flytende legeme igjen synker, så vil maskinen 22 på grunn av lasten drives i motsatt retning, og derved arbeide som pumpe og føre tilbake stempelet i sylinderen..

Der er også mulighet.for en anordning med en vendevalse 75 og en ensidig virkende sylinder 70, slik det er anskuelig-gjort på figur 4.

Claims (9)

1. Vinsj til å ta opp og sette ned en last (35) fra respektive på et flytende legeme (30), omfattende en hydrostatisk maskin (22, 24) for driften av vinsjtrommelen (25) til heving og senking av lasten (35), en drivanordning (20) som er festet til det flytende legeme (30) via et hovedsakelig loddrett element (15, 72), idet drivanordningen (20) drives av det flytende legeme (30) ved sjøgang, og utfører en frem- og tilbakegående bevegelse, og er forbundet med den hydrostatiske maskin- (22, 24) for synkronisering, karakterisert ved at det flytende legeme (30) via elementet (15) driver en hydraulisk motor (sylinder 20, 70 hydrostatisk maskin) hvis fortrengte væske blir benyttet til drift av den hydrostatiske maskinen (22) for vinsjtrommelen (25) (fig. 1, 3, 4) .

2. Vinsj som angitt i krav 1, karakterisert ved at den hydrauliske motor omfatter et sylinder-stangsidig sylinderkammer (74) hos en enkeltvirkende hydraulisk sylinder (70) som er forbundet med den hydrostatiske maskin )22) for drift av vinsjtrommelen (25) (fig. 3, 4).

3. Vinsj som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at den hydrauliske motor omfatter et sylinderrom (17, 17') hos en dobbeltvirkende hydraulisk sylinder (20) som er forbundet med den hydrostatiske maskinen (22) (fig. 1, 2).

4. Vinsj som angitt i et av kravene 1-3,karakterisert ved at fortrengningsvolumet hos den maskin (22) som er forbundet med vinsjtrommelen (25), er konstant (fig. 1).

5. Vinsj som angitt i et av kravene 3-4, karakterisert ved at der mellom den hydrostatiske maskinen (22) og sylinderkamrene : (17, 17') er anordnet en sperreventil (18, 18'), og at sylinderkamrene (17, 17') er forbundet med hverandre via en ventil (28) (fig. 1).

6. Vinsj som angitt i et av kravene 3-4, karakterisert ved at sylinderkamrene (17, 17') er forbundet med et hydraulisk trykknett (38) og et lager (39) via koblingsventiler (40, 40') (fig. 2).

7. Vinsj som angitt i et av kravene 1-6, karakterisert ved at der parallelt med den hydrostatiske maskin (22) som er forbundet med vinsjtrommelen (25) er der anordnet en drivmaskin (24) for heving og senking av lasten (fig. 1).

8. Vinsj som angitt i krav 7, karakterisert ved at drivmaskinen (24) er en hydrostatisk maskin som er forbundet med sylinderkamrene (17, 74) (fig.

1, 3, 4) .

9. Vinsj som angitt i krav 7 eller 8, karakterisert ved at fortrengningsvolumet for drivmaskinen (24) kan endres (fig. 1, 3, 4).