TWI653376B - Water work platform - Google Patents

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Abstract

一種水上作業平台，包含：一位於一水面下的基座、一連接於該基座下方的配重單元，以及數個浮座單元。該等浮座單元彼此間隔地圍繞該基座，每一浮座單元包括一中空的浮座，該浮座包括一界定出一儲水空間的座壁，該座壁具有貫穿設置且連通該儲水空間的一進水孔與一出水孔。藉由該基座作為本發明整體中心並提供足夠重量，並利用該配重單元牽引該基座沈於水面下，而該等浮座單元則連接該基座，並能穩定地浮沈與承載水上設備，本發明具有結構創新，使該平台於風浪過大時，可沈於水面下，並能盡量維持水上設備穩定不晃動之優點。

Description

水上作業平台
本發明是有關於一種水上作業平台，特別是指一種設置在海洋、河川、湖泊等地的水面上，當風浪過大時，可沈於水面下一定深度，並用於承載一水上設備的水上作業平台。
風力發電機組除了可設置於陸地上之外，也可以設置於海洋、河川、湖泊等水域，此種形式的發電機組稱為離岸式風力發電。要將風力發電機組設置在海面或河面等水面上，必須於水上建構作業平台。
作業平台一般可分為永久固定式與臨時可移動式兩種，參閱圖1，為一種已知的固定式作業平台，包含一位於海平面上的承載台81，以及數個自該承載台81朝下延伸且底部固定於海床80中的固定件82。此種固定式作業平台一般使用H型鋼樁、鋼版樁、PC樁、套管樁、反循環基樁…或其他穩固的基樁設施，其主要的缺點為只能於近海岸處施工固定，不能於較深的海域施工，如欲前往較深海域施工時，則工程經費將大幅攀升。而且當該作業平台設施之使用工期不夠長時，相對的該平台之建造經費與使用 時間不成比例，建造經費支出則相對龐大。
另外則有一種屬於臨時施工平台，其缺點為使用時間太短，該平台之工期如欲中長期租用則費用龐大，而且當風浪大時搖晃會相較厲害，對於某些精密或不能承受太劇烈搖晃之工程作業不適合。
有鑑於上述水上作業平台之使用需求，因此本案申請人認為有必要提出一種結構創新的水上作業平台，除了上述可用於承載風力機組，也可以供相關水上設備架設使用。
因此，本發明之目的，即在提供一種結構創新、可穩定地浮沈於水面的水上作業平台。
於是，本發明水上作業平台，包含：一位於一水面下的基座、一連接於該基座下方的配重單元，以及數個浮座單元。該配重單元牽引該基座使該基座位於該水面下。該等浮座單元彼此間隔地連接該基座，並且圍繞該基座而排列，每一浮座單元包括一鄰近該水面且中空的浮座，該浮座包括一界定出一儲水空間的座壁，該座壁具有貫穿設置且連通該儲水空間的一進水孔與一出水孔。
本發明之功效：藉由該基座作為本發明整體中心並提供足夠重量，並利用該配重單元牽引該基座沈於水面下，而該等浮座單元則連接該基座，並能穩定地浮沈與承載水上設備。本發明藉由創新的結構與穩定的浮力作用，可供水上設備架設，以盡量維持水上設備穩定不晃動。 而且平日風浪較小時，可穩定地浮在水面，當風浪大而超過該工程作業之臨界限度時，該平台會自動地沈於水面下一定深度，使該作業平台平穩且搖晃度小。
1‧‧‧水域
11‧‧‧水面
2‧‧‧基座
3‧‧‧配重單元
31‧‧‧配重件
311‧‧‧容裝座
312‧‧‧填充物
313‧‧‧外殼
314‧‧‧提耳
32‧‧‧配重銜接件
321‧‧‧第一銜接段
322‧‧‧第二銜接段
323‧‧‧轉向接頭
4‧‧‧浮座單元
41‧‧‧進水控制開關
42‧‧‧排水泵
43‧‧‧支撐柱
5‧‧‧浮座
51‧‧‧座壁
510‧‧‧儲水空間
511‧‧‧頂壁部
512‧‧‧底壁部
513‧‧‧圍壁部
514‧‧‧貫孔
515‧‧‧進水孔
516‧‧‧出水孔
6‧‧‧斜接桿
7‧‧‧浮球組
71‧‧‧浮球
72‧‧‧導通管
721‧‧‧第一管部
722‧‧‧第二管部
723‧‧‧連接管部
724‧‧‧進出氣孔
73‧‧‧連接件
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一示意圖，顯示已知的固定式作業平台安裝於海域的狀態；圖2是本發明水上作業平台的一第一實施例的立體示意圖，圖中局部剖視以顯示一浮座的一儲水空間；圖3是該第一實施例的一側視示意圖；圖4是該第一實施例的一俯視示意圖；及圖5是本發明水上作業平台的一第二實施例的立體示意圖。
在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖2、3、4，本發明水上作業平台之一第一實施例，可設置在一水域1之一水面11，該水域1例如海洋、河川、湖泊等水域。該水上作業平台包含：一基座2、一配重單元3，以及數個浮座單元4。
該基座2位於該水面11下，其結構與形狀不須限制。該基座2的作用相當於一配重塊體，用於維持該等 浮座單元4浮著而不會傾倒。該基座2可設計成一中空座體，再於其中填充設置一填充體，該填充體可為金屬、混凝土塊、高分子材料或建築廢棄之磚塊、碎混凝土塊的無毒廢棄物、岩石、碎石、玻璃、陶瓷、海沙等填充物，使該基座2整體形成一重量足夠之重物。該填充體使用建築或其他人工無毒之廢棄物時可兼顧環保。
該配重單元3連接於該基座2下方，並利用其重量牽引該基座2，使該基座2位於該水面11下。該配重單元3包括一個間隔地位於該基座2下方的配重件31，以及一自該配重件31往上延伸並連接該基座2的配重銜接件32。該配重件31為一重物，其形狀與結構不須限制，只要具有足夠重量而限制該基座2使基座2浮在水中即可。該配重件31可為金屬、混凝土塊、岩石、碎石、海砂、玻璃、陶瓷或建築廢棄之磚塊、碎混凝土塊之無毒等填充物或材料製成之重物，使用建築廢棄物可兼顧環保。該配重件31可以為一錨定塊或其他的結構重物，若為錨定塊可以錨入固定於水域1底部的海床或河床；若為其他結構重物時，同樣能達到其限制該基座2之高度位置的效果。該配重銜接件32可以為一鏈條、一鋼索、一軟管或一繩子，其材料可以為金屬、高分子材料或其他材質。
該等浮座單元4彼此間隔地連接該基座2，且該等浮座單元4圍繞該基座2而排列。每一浮座單元4包括一與該基座2間隔且鄰近該水面11並位於該水面11下的浮座5、一連接於該基座2與該浮座5間的斜接桿6，以及 設置於該浮座5上的一浮球組7、一進水控制開關41、一排水泵42與一支撐柱43。
該浮座5呈中空船型的流線型筒狀結構，其流線型外形可使其受到水流衝擊時阻力較小，但於實施時該浮座5也可以為其他形狀。本發明的浮座5數量也可以為一個、三個、四個、五個、六個…或更多個。另外可於該浮座5的相反兩側邊分別設置一導流板(圖未示)，可提升浮座5因承受海流或水流時的穩定性。該浮座5與該斜接桿6間的銜接方式為活動式可樞轉之設計，該浮座5可相對該斜接桿6水平轉動(如圖4箭頭所示方向樞轉)，以順應水流方向改變其延伸方向。該浮座5包括一界定出一儲水空間510的座壁51，該座壁51具有上下間隔的一頂壁部511與一底壁部512，以及一自該底壁部512周緣朝該頂壁部511延伸連接並且為流線型的圍壁部513。該頂壁部511、該底壁部512及該圍壁部513共同界定該儲水空間510。該頂壁部511具有一貫穿設置且連通該儲水空間510的貫孔514。該圍壁部513具有貫穿設置且連通該儲水空間510的一進水孔515與一出水孔516。
該浮球組7包括一浮球71、一連接該浮座5及該浮球71並能供空氣進出該儲水空間510的導通管72，以及一自該浮座5朝上延伸且連接該浮球71的連接件73。
該浮球71是一中空的球體，並能浮在水面11。該導通管72具有一連接該浮座5的貫孔514且連通該儲水空間510的第一管部721、一間隔地位於該第一管部721 上方且向上穿過該浮球71而伸出於該水面11的第二管部722，以及一連接於該第一管部721與該第二管部722間且由下往上螺旋盤繞的連接管部723。其中，該第二管部722具有一個位於頂部的進出氣孔724。該連接管部723的螺旋狀使其整體的上下長度可伸縮，以順應水流與浮球71高低起伏位置而改變長度。該導通管72可用於連通該儲水空間510與外界大氣，使該儲水空間510內的氣壓與大氣壓力相等。
該連接件73的底端固定地連接該浮座5的頂壁部511，其頂端固定地連接該浮球71。該連接件73位於該連接管部723盤旋界定出的空間內，進而受到該連接管部723圍繞保護。當水中有任何飄浮物、生物經過時，該連接件73可受到該連接管部723保護，而不會直接受到飄浮物、生物的碰撞。該連接件73例如一鋼索或一軟繩。
該進水控制開關41設置在該浮座5上，可受操作驅動而控制該浮座5的進水孔515處的一閥門(圖未示)打開，並且可配合一幫浦(圖未示)進行抽水，以控制該水域1的水經由該進水孔515進入該儲水空間510中，以調節該儲水空間510的水量。
該排水泵42設置於該浮座5上，可將該儲水空間510的水經由該出水孔516向外排出，以調節該儲水空間510的水量。
該支撐柱43自該浮座5朝上延伸且伸出該水面11，可供一水上設備(圖未示)安裝。該水上設備例如風力發 電機組，該支撐柱43可供該風力發電機組的扇葉架設，但實施時不以此種使用方式為限。
本發明安裝在水域1使用時，藉由該配重單元3可沈入水域1底部，可將本發明整體限制在水域1中的一固定範圍內的位置。該基座2具有足夠的重量，使本發明整體的中心部位的重量足夠，所以該等浮座5上承載其他設備時，不會因放置該等設備重物而傾倒。該等浮座5可浮於該水面11下方的原理，主要是透過進水與排水原理，控制該儲水空間510內的水量，藉由水量增加或減少，也相當於控制該儲水空間510內的水的上方空氣的減少或增加，達到使該浮座5於該水面11下的一定高度位置處浮沈的效果。當儲水空間510的水過多時，該浮座5的位置會低於預定位置，此時可啟動該排水泵42進行排水，以恢復該浮座5的原有高度；當儲水空間510的水過少時，該浮座5的位置會高於預定位置，此時則可啟動該進水控制開關41來控制進水。其中，由於每一浮座單元4設有該導通管72，因此當儲水空間510進水時，其內的空氣可經由該貫孔514與導通管72而自該導通管72的進出氣孔724排出；當儲水空間510排水時，外界空氣則可經由該進出氣孔724進入該導通管72並進入儲水空間510內。
需要說明的是，實際上該進水孔515與出水孔516處皆設有閥門(圖未示)，當要進水時該進水孔515的閥門才會打開，當要排水時該出水孔516的閥門才會打開。進水與排水控制除了可直接透過按壓或其他操作方式來控 制該進水控制開關41與該排水泵42的開關之外，也可以利用遠端監控方式，透過遠端無線或有線裝置連線與控制來驅動進水或排水。
該等浮座單元4穩定地浮沈，即使水域1有波浪，每一浮座5的上下起伏程度也不至於過大，使該等支撐柱43亦不致有過大的上下起伏，使安裝在本發明上的水上設備能盡量維持穩定不晃動。而且將水上設備安裝在支撐柱43上，可以使水上設備高於該水面11一段距離而具有一定高度，如此可以避免波浪較高時衝擊到該水上設備。但本發明不以該支撐柱43為必要，因為該水上設備也可以藉由其他設計而安裝於該等浮座5上。實際上，可安裝於本發明各個浮座5上的設備可以有許多種，例如風力發電機組、工作機械、工作室、貨櫃，或其他物體。需要說明的是，本發明於平日風平浪靜時，或於未支撐承載物體時，可調整浮座5中的水量使該等浮座5浮於水面11；當海浪高於本發明水上作業平台上方需求的臨界時，為了穩定本發明之平台，則可藉由調整浮座5中的水量使浮座5沈於水面11下一定深度。
本實施例因利用該配重件31將該水上作業平台固定於一定的水域1範圍內，此種類似於拋錨式錨定之固定方式，方便起錨、拆裝。故可隨著該水上作業平台上的工期而隨時更換工作位置，本發明是一種介於短期使用船舶及長期使用固定式建造之中期工程施工工期的作業平台。本發明在使用上可利用拖船施行至固定水域1地點施放 。
綜上所述，藉由該基座2作為本發明整體中心並提供足夠重量，並利用該配重單元3牽引該基座2沈於水面11下，而該等浮座單元4則連接該基座2，並能穩定地浮沈與承載水上設備。本發明藉由創新的結構與穩定的浮力作用，可供水上設備架設，以盡量維持水上設備穩定不晃動，確實達成本發明之目的。
參閱圖5，本發明水上作業平台之一第二實施例，與該第一實施例不同的地方在於：本實施例的浮座單元4的數量為四個，當然，實施時也可以為其他數量。本實施例的配重件31包括一容裝座311，以及一置於該容裝座311內的填充物312。該容裝座311包括一中空且用於容納該填充物312的外殼313，以及二設置在該外殼313兩側的提耳314。該外殼313材料例如鋼筋混凝土、金屬、陶瓷，或其他高分子材料。該填充物312可以為海沙、土壤、岩石、碎石或建築、土木之磚塊、破碎混凝土塊等無毒的廢棄物，如此可降低成本並具環保訴求。該填充物312為具有足夠重量之重物，可使該配重件31具有錨定或固定效果。
該配重銜接件32包括一連接於該基座2下方的轉向接頭323、一連接於該轉向接頭323下方的第一銜接段321，以及二自該第一銜接段321朝下延伸並分別連接該等提耳314的第二銜接段322。本實施例的第一銜接段321為鏈條之形態。本實施例藉由該轉向接頭323銜接於該基座2與該第一銜接段321間，當該基座2與浮座單元4等 構件於水域上受到水流或其他因素影響而轉動時，不會連動該第一銜接段321與第二銜接段322轉動，如此可避免配重銜接件32捲繞打結。此外，本實施例的該等浮座5也可以分別藉由一纜繩(圖未示)連接該轉向接頭323。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

Claims (8)

  1. 一種水上作業平台，包含：一基座，位於一水面下；一配重單元，連接於該基座下方，以牽引該基座使該基座位於該水面下；及數個浮座單元，彼此間隔地連接該基座，並且圍繞該基座而排列，每一浮座單元包括一鄰近該水面且中空的浮座，該浮座包括一界定出一儲水空間的座壁，該座壁具有貫穿設置且連通該儲水空間的一進水孔與一出水孔；其中，每一浮座單元還包括一設置於該浮座上的浮球組，該浮球組包括一能浮在該水面的浮球，以及一連接該浮座及該浮球並能供空氣進出該儲水空間的導通管，該導通管具有一連通該儲水空間的第一管部，以及一向上穿過該浮球且伸出於該水面的第二管部，該第二管部具有一個位於頂部的進出氣孔。
  2. 如請求項1所述的水上作業平台，其中，每一浮座單元的導通管還包括一連接於該第一管部與該第二管部間且由下往上螺旋盤繞的連接管部，每一浮座單元還包括一受到該連接管部圍繞並自該浮座朝上延伸且連接該浮球的連接件。
  3. 如請求項1或2所述的水上作業平台，其中，每一浮座單元還包括一連接於該基座與該浮座間的斜接桿，該斜接桿自該浮座朝該基座逐漸往下斜伸。
  4. 如請求項1所述的水上作業平台，其中，每一浮座單元還包括一設置在該浮座上的進水控制開關。
  5. 如請求項1或4所述的水上作業平台，其中，每一浮座單元還包括一設置在該浮座上的排水泵。
  6. 如請求項1所述的水上作業平台，其中，該配重單元包括一個間隔地位於該基座下方的配重件，以及一自該配重件往上延伸並連接該基座的配重銜接件。
  7. 如請求項1所述的水上作業平台，其中，該座壁具有上下間隔的一頂壁部與一底壁部，以及一自該底壁部周緣朝該頂壁部延伸連接的圍壁部，該圍壁部、該頂壁部及該底壁部共同界定該儲水空間。
  8. 如請求項1所述的水上作業平台，其中，每一浮座單元還包括一自該浮座朝上延伸且伸出該水面的支撐柱。
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