NO300883B1 - Hiv-bevegelsesdemper for flytende konstruksjoner - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en bølgedemper for flytende konstruksjoner, i samsvar med ingressen til krav 1.

US-5.330.293 beskriver en oljeplattform med ringformet tverrsnitt. Ved dets nedre ende har plattformen et skjørt som strekker seg horisontalt og som tjener til å begrense bevegelsen indusert av bølger. Fortøyningsinnretninger er også festet til skjørtet. Det bølgedempende skjørtet er fullstendig lukket.

US-3.673.974 viser en plattform utstyrt med en stor horisontal, perforert plate et stykke under plattformen. Denne typen demper ble også foreslått brukt på produksjons- og boreskipet Petrojarl for ca. 10 - 12 år siden. Under modellforsøk ble det her benyttet hele horisontale plater opphengt et stykke under modellen. Det viste seg at disse platene ga svært liten effekt. De ville på langt nær kunne forsvare de ekstra kostnadene det ville bety å utstyre skipet med slike plater. Petrojarl ble da heller ikke bygget med slike dempeplater. Å utstyre platene med åpninger vil øke dempeeffekten noe, men ikke ha avgjørende betydning. For at en slik dempeplate skal være effektiv må den befinne seg på minst 40 m dybde, der sjøen er betydelig roligere enn ved overflaten. Det sier seg selv at dette blir altfor dyrt til å være regningssvarende.

GB 2.200.082 viser en lignende dempeanordning, men her er det også anordnet store ballastanker i tilknytning til demperen. Disse ballasttankene tjener ingen annen hensikt enn å gjøre konstruksjonen tyngre, og har således en marginal effekt på dempningen av plattformens bølgeinduserte bevegelse.

US-3.224.401 viser en plattform utstyrt med to ulike typer dempere. Den ene typen omfatter horisontale gjennomhullede plater plassert langsetter horisontale stag. Modellforsøk den foreliggende søker har utført, viser at en slik demper vil ha en viss effekt ved bevegelser i hastigheter på 7 - 8 m/sekund. Imidlertid ligger vanlig bevegelseshastighet for en plattform i området mellom 1 og 4 m/sekund. I dette området vil demperen ifølge dette US-patentet ha svært liten effekt. Den andre typen demper omfatter passasjer gjennom vertikale stag. Denne demperen medfører at plattformen mister oppdrift, men har ellers svært marginal innvirkning på dempning av bevegelse. Demperne ifølge US-3.224.401 er kun egnet for bruk ved forholdsvis pent vær, slik man ofte finner i Den Meksikanske Gulf, og vil ha en nærmest ubetydelig effekt under de harde værforhold man opplever i f.eks. Nordsjøen.

GB 2.009.693 viser en betongsøyle utstyrt med passasjer som strekker seg i en bue fra horisontal retning til en ca. 45° retning oppover. Denne anordningen vil dempe hivbevegelse og forhindre krengning av søylen. Imidlertid har demperne en svært komplisert utforming, som gjør at disse må støpes i betong. Dette medfører et betydelig vedlikeholdsproblem, og demperne vil kun være egnet for en betongsøyle, og ikke en plattform. Betongsøylen vil nemlig få svært liten lastekapasitet. Nederst på betongsøylen er det utformet et antall celler, som har svært liten innvirkning på dempingen, idet disse kun bidrar til å gjøre konstruksjonen tyngre ved at cellene trekker med seg vannmasser.

US-3.921.408 viser en anordning bestående av vertikale og horisontale bjelker plassert utenfor en konstruksjon som skal beskyttes. Denne anordningen er først og fremst egnet til å dempe sprut fra bølger, og vil ikke ha noen effekt når det gjelder å dempe bølgeindusert bevegelse av en flytende konstruksjon.

US-4.232.623 viser en lekter, som er utstyrt med flere åpninger i siden. Disse åpningene vil absorbere bølgesprut, men kun dempe bølgeindusert bevegelse i liten grad, og det fordi den ekstra vannmassen som lekteren trekker med seg i skroget bevirker at lekteren blir tyngre. Anordningen ifølge US-4.232.623 vil kun være egnet ved moderat sjø, da lekteren får svært liten oppdrift.

SE-421.773 viser en anordning for å dempe vannspeilets bevegelse i en ned- og oppstigningskanal for en undervannsfarkost. Rundt kanalen er det anordnet et kammer som står i forbindelse med kanalen via en rekke åpninger. I kammeret er det også anordnet horisontale skillevegger, i hvilke det er utformet åpninger. Hensikten med dette er ikke å dempe plattformens bevegelse, men å dempe vannspeilets bevegelse i ned- og oppstigningskanalen, dvs. å stoppe den såkalte geysireffekten.

DK 129.144 viser en bølgebryter bestående av en horisontal rist og en skråstilt rist. Denne anordningen vil være effektiv til å hindre sprut fira bølger over for eksempel en molo. Imidlertid vil den, dersom den skulle monteres på en flytende konstruksjon, ikke bidra noe videre til dempning av bølgeindusert bevegelse.

Den foreliggende oppfinnelses hensikt er å tilveiebringe en mer effektiv bølgedemper, som på tross av liten størrelse vil dempe bølgeinduserte bevegelser i langt større grad enn tidligere kjente bølgedempere.

Dette oppnås ved de trekk som fremgår av den karakteriserende del av krav 1. Ved å gjøre dette oppnår man å tvinge vannet til å bevege seg gjennom trange passasjer og på en måte å "fastholdes" av demperen i en viss tid før det slippes gjennom. Derved kan man hente mer energi ut av vannet som kan brukes til å dempe den flytende konstruksjonens vertikale bevegelser.

Oppfinnelsen vil nå beskrives mer detaljert under henvisning til medfølgende tegninger, der: figur 1 i perspektiv viser en foretrukket utførelsesform av en bølgedemper i følge oppfinnelsen, der den nedre demperen er fjernet noe fra den øvre demperen for å gjøre fremstillingen tydeligere, og

figur 2 viser en andre utførelsesform av en bølgedemper.

Figur 1 og 2 viser dempere som er oppbygget på to forskjellige måter. Figur 1 viser en demper 10, idet denne er festet til en flytende konstruksjon 11. Den har en dobbeltvegget konstruksjon med en topplate 21 og en bunnplate 22 og er best egnet for større demperkonstruksjoner. Platene 21,22 er forbundet ved sine fremre kanter 23 via en endevegg 14 og via skillevegger 24 som strekker seg vertikalt på tvers av platenes 21,22 lengdeutstrekning. Den flytende konstruksjonen kan definere demperens frontvegg 15, men denne kan også bestå av en egen plate. Mellom platene 21,22 og skilleveggene 24 er det definert rom 25. I topplaten 21 og bunnplaten 22 er det utformet åpninger henholdsvis 27 og 28. Disse er plassert annenhver i topplaten 21 og i bunnplaten 22, slik at annethvert rom 25 har en oppadrettet åpning 27 og annethvert rom 25 har en nedadrettet åpning 28.1 skilleveggene 24 er det også utformet åpninger 29.

Når den flytende konstruksjonen beveger seg vertikalt vil det omkringliggende vannet bevege seg vertikalt i forhold til den flytende konstruksjonen. Vannet vil presses opp gjennom åpningene 28 i demperens bunnplate 22, horisontalt gjennom åpningene 29 i skilleveggene 24 og ut gjennom åpningene 27 i topplaten 21, og vice versa når konstruksjonen 11 beveger seg i motsatt retning. På denne måten tvinges vannet til å bevege seg i en labyrint og "fastholdes" av demperen 10 i en viss tid før det slippes gjennom. Derved kan man hente mer energi ut av vannet som kan brukes til å dempe den flytende konstruksjonens 11 vertikale bevegelse. Det er viktig at åpningene gjennom demperen avpasses til en optimal størrelse. Dersom åpningene blir for store vil ikke demperen kunne hente ut nok energi av vannet til å kunne fungere effektivt. Dersom åpningene er for små vil ikke vannet passere gjennom demperen. Det samme vannet vil forbli inne i demperen og rett og slett følge dennes bevegelser, slik at demperen vil fungere som en massiv konstruksjon med en tyngde som tilsvarer vekten av selve konstruksjonen og vannet som er inne i denne. Den optimale åpningstørrelsen vil blant annet være sterkt avhengig av den flytende konstruksjonens vertikale bevegelseshastighet.

For å regulere åpningstørrelsen kan det være anordnet lukkeinnretninger som helt eller delvis kan lukke åpningene.

Figur 2 viser en demper 12 som er best egnet ved mindre demperkonstruksjoner. Den er også festet til en flytende konstruksjon 11. Den omfatter en horisontal plate 31 med gjennomgående hull 32. Til platen 31 er det ved dens kant 33 som vender bort fra den flytende konstruksjonen 11 forbundet andre plater 34 og 35, som annenhver peker på skrå oppover og nedover. Platene 34, 35 står plassert rett over henholdsvis under hullene 32 og har på grunn av skråstillingen en viss avstand til disse. Her vil vann som strømmer gjennom hullene 32 tvinges til å strømme horisontalt gjennom en passasje 36 forbi platene 34 henholdsvis 35 når demperen beveger seg vertikalt. Det hentes derved energi ut av vannet som benyttes til å dempe den vertikale bevegelsen. Platenes 34, 35 skråstilling kan eventuelt varieres for å oppnå forskjellige dempeeffekter.

Demperne i figurene 1 og 2 kan benyttes både under og over vann. Over vann vil de tjene til å bryte bølger på overflaten, slik at disse ikke bygger seg opp og setter konstruksjonen i fare eller skyller over dekk.

Demperen ifølge oppfinnelsen kan benyttes for å dempe bølgeinduserte bevegelser på enhver tenkelig flytende konstruksjon, omfattende skip, oljeplattformer m.m. Demperne kan anordnes som enkle dempere som strekker seg tilnærmet horisontalt langs minst en del av fartøyets/konstruksjonens omkrets, men de kan også anordnes flere over hverandre fra kjøl/nederste kant til dekk. Større bølgedempere vil være best egnet for plassering ved den nederste kanten/kjølen mens mindre bølgedempere kan fordeles grunnere og nær vannlinjen.

Claims (5)

1. Dempeanordning for å dempe en flytende konstruksjons vertikale bevegelses-komponent, spesielt bevegelse som er indusert av bølger, samt for å bryte bølger ved overflaten, der demperen (10,12) er innrettet til å plasseres som et utadragende skjørt på den flytende konstruksjonen, idet den består av flere passasjer (27,28,29,32,36) som tillater vann å passere gjennom demperen (10,12) under dennes vertikale bevegelse i vannet eller når bølger slår mot denne, karakterisert ved at et antall første passasjer (27,28,32) strekker seg i en hovedsakelig vertikal retning og går over i et antall andre passasjer (29,36) som strekker seg i en i det minste hovedsakelig horisontal retning, og dermed tvinger vannet fra en hovedsakelig vertikal bevegelsesretning i forhold til den flytende konstruksjonen, gjennom de første passasjene (27,28,32), over til en i det minste for en stor del horisontal bevegelsesretning gjennom de andre passasjene (29,36), under en del av vannets passasje gjennom demperen (10,12).

2. Dempeanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at de andre passasjene (36) er dannet mellom plater (34,35) som strekker seg i et fra vertikal-planet avvikende plan.

3. Dempeanordning ifølge krav 2, karakterisert ved at platene (34,35) strekker seg annenhver på skrå oppad og nedad i forhold til en sentral plate (31) utstyrt med passasjer (32), og at platene (34,35) hovedsakelig er plassert overfor hver sin passasje (32).

4. Dempeanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at demperen er dannet av to plater (21,22) som strekker seg hovedsakelig horisontalt og parallelt i avstand fra hverandre og er utstyrt med ikke-fluktende passasjer (27,28).

5. Dempeanordning ifølge krav 4, karakterisert ved at det mellom to og to ikke-fluktende passasjer (27,28) i hver sin plate (21,22) er plassert en skillevegg (24) som strekker seg mellom platene (21,22) og som er utstyrt med passasjer (29).