CN105480386A - 水上作业平台 - Google Patents

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Abstract

一种水上作业平台，包含：一位于一水面下的基座、一连接于该基座下方的配重单元，以及数个浮座单元。所述浮座单元彼此间隔地围绕该基座，每一浮座单元包括一中空的浮座，该浮座包括一界定出一储水空间的座壁，该座壁具有贯穿设置且连通该储水空间的一进水孔与一出水孔。通过该基座作为本发明整体中心并提供足够重量，并利用该配重单元牵引该基座沉于水面下，而所述浮座单元则连接该基座，并能稳定地浮沉与承载水上设备，本发明具有结构创新，使该平台于风浪过大时，可沉于水面下，并能尽量维持水上设备稳定不晃动的优点。

Description

水上作业平台
技术领域
本发明涉及一种水上作业平台，特别是涉及一种设置在海洋、河川、湖泊等地的水面上，当风浪过大时，可沉于水面下一定深度，并用于承载一水上设备的水上作业平台。
背景技术
风力发电机组除了可设置于陆地上以外，也可以设置于海洋、河川、湖泊等水域，此种形式的发电机组称为离岸式风力发电。要将风力发电机组设置在海面或河面等水面上，必须于水上建构作业平台。
作业平台一般可分为永久固定式与临时可移动式两种，参阅图1，为一种已知的固定式作业平台，包含一位于海平面上的承载台81，以及数个自该承载台81朝下延伸且底部固定于海床80中的固定件82。此种固定式作业平台一般使用H型钢桩、钢版桩、PC桩、套管桩、反循环基桩或其他稳固的基桩设施，其主要的缺点为只能于近海岸处施工固定，不能于较深的海域施工，如欲前往较深海域施工时，则工程经费将大幅攀升。而且当该作业平台设施的使用工期不够长时，相对的该平台的建造经费与使用时间不成比例，建造经费支出则相对庞大。
另外则有一种属于临时施工平台，其缺点为使用时间太短，该平台的工期如欲中长期租用则费用庞大，而且当风浪大时摇晃会相较厉害，对于某些精密或不能承受太剧烈摇晃的工程作业不适合。
有鉴于上述水上作业平台的使用需求，因此本案申请人认为有必要提出一种结构创新的水上作业平台，除了上述可用于承载风力机组，也可以供相关水上设备架设使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构创新、可稳定地浮沉于水面的水上作业平台。
本发明水上作业平台，包含：一个位于一个水面下的基座、一个配重单元，及数个浮座单元，该配重单元连接于该基座下方，以牵引该基座使该基座位于该水面下；所述浮座单元彼此间隔地连接该基座，并且围绕该基座而排列，每一个浮座单元包括一个邻近该水面且中空的浮座，该浮座包括一个界定出一个储水空间的座壁，该座壁具有贯穿设置且连通该储水空间的一个进水孔与一个出水孔。
本发明所述水上作业平台，每一个浮座单元还包括一个设置于该浮座上的浮球组，该浮球组包括一个能浮在该水面的浮球，以及一个连接该浮座及该浮球并能供空气进出该储水空间的导通管，该导通管具有一个连通该储水空间的第一管部，以及一个向上穿过该浮球且伸出于该水面的第二管部，该第二管部具有一个位于顶部的进出气孔。
本发明所述水上作业平台，每一个浮座单元的导通管还包括一个连接于该第一管部与该第二管部间且由下往上螺旋盘绕的连接管部，每一个浮座单元还包括一个受到该连接管部围绕并自该浮座朝上延伸且连接该浮球的连接件。
本发明所述水上作业平台，每一个浮座单元还包括一个连接于该基座与该浮座间的斜接杆，该斜接杆自该浮座朝该基座逐渐往下斜伸。
本发明所述水上作业平台，每一个浮座单元还包括一个设置在该浮座上的进水控制开关。
本发明所述水上作业平台，每一个浮座单元还包括一个设置在该浮座上的排水泵。
本发明所述水上作业平台，该配重单元包括一个间隔地位于该基座下方的配重件，以及一个自该配重件往上延伸并连接该基座的配重衔接件。
本发明所述水上作业平台，该座壁具有上下间隔的一个顶壁部与一个底壁部，以及一个自该底壁部周缘朝该顶壁部延伸连接的围壁部，该围壁部、该顶壁部及该底壁部共同界定该储水空间。
本发明所述水上作业平台，每一个浮座单元还包括一个自该浮座朝上延伸且伸出该水面的支撑柱。
本发明的有益效果在于：通过该基座作为本发明整体中心并提供足够重量，并利用该配重单元牵引该基座沉于水面下，而所述浮座单元则连接该基座，并能稳定地浮沉与承载水上设备。本发明通过创新的结构与稳定的浮力作用，可供水上设备架设，以尽量维持水上设备稳定不晃动。而且平日风浪较小时，可稳定地浮在水面，当风浪大而超过该工程作业的临界限度时，该平台会自动地沉于水面下一定深度，使该作业平台平稳且摇晃度小。
附图说明
图1是一示意图，显示已知的固定式作业平台安装于海域的状态；
图2是本发明水上作业平台的一第一实施例的立体示意图，图中局部剖视以显示一浮座的一储水空间；
图3是该第一实施例的一侧视示意图；
图4是该第一实施例的一俯视示意图；
图5是本发明水上作业平台的一第二实施例的立体示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明，要注意的是，在以下的说明内容中，类似的元件以相同的编号来表示。
参阅图2、3、4，本发明水上作业平台的一第一实施例，可设置在一水域1的一水面11，该水域1例如海洋、河川、湖泊等水域。该水上作业平台包含：一基座2、一配重单元3，以及数个浮座单元4。
该基座2位于该水面11下，其结构与形状不须限制。该基座2的作用相当于一配重块体，用于维持所述浮座单元4浮着而不会倾倒。该基座2可设计成一中空座体，再于其中填充设置一填充体，该填充体可为金属、混凝土块、高分子材料或建筑废弃的砖块、碎混凝土块的无毒废弃物、岩石、碎石、玻璃、陶瓷、海沙等填充物，使该基座2整体形成一重量足够的重物。该填充体使用建筑或其他人工无毒的废弃物时可兼顾环保。
该配重单元3连接于该基座2下方，并利用其重量牵引该基座2，使该基座2位于该水面11下。该配重单元3包括一个间隔地位于该基座2下方的配重件31，以及一自该配重件31往上延伸并连接该基座2的配重衔接件32。该配重件31为一重物，其形状与结构不需限制，只要具有足够重量而限制该基座2使基座2浮在水中即可。该配重件31可为金属、混凝土块、岩石、碎石、海砂、玻璃、陶瓷或建筑废弃的砖块、碎混凝土块的无毒等填充物或材料制成的重物，使用建筑废弃物可兼顾环保。该配重件31可以为一锚定块或其他的结构重物，若为锚定块可以锚入固定于水域1底部的海床或河床；若为其他结构重物时，同样能达到其限制该基座2的高度位置的效果。该配重衔接件32可以为一链条、一钢索、一软管或一绳子，其材料可以为金属、高分子材料或其他材质。
所述浮座单元4彼此间隔地连接该基座2，且所述浮座单元4围绕该基座2而排列。每一浮座单元4包括一与该基座2间隔且邻近该水面11并位于该水面11下的浮座5、一连接于该基座2与该浮座5间的斜接杆6，以及设置于该浮座5上的一浮球组7、一进水控制开关41、一排水泵42与一支撑柱43。
该浮座5呈中空船型的流线型筒状结构，其流线型外形可使其受到水流冲击时阻力较小，但于实施时该浮座5也可以为其他形状。本发明的浮座5数量也可以为一个、三个、四个、五个、六个…或更多个。另外可于该浮座5的相反两侧边分别设置一导流板(图未示)，可提升浮座5因承受海流或水流时的稳定性。该浮座5与该斜接杆6间的衔接方式为活动式可枢转的设计，该浮座5可相对该斜接杆6水平转动(如图4箭头所示方向枢转)，以顺应水流方向改变其延伸方向。该浮座5包括一界定出一储水空间510的座壁51，该座壁51具有上下间隔的一顶壁部511与一底壁部512，以及一自该底壁部512周缘朝该顶壁部511延伸连接并且为流线型的围壁部513。该顶壁部511、该底壁部512及该围壁部513共同界定该储水空间510。该顶壁部511具有一贯穿设置且连通该储水空间510的贯孔514。该围壁部513具有贯穿设置且连通该储水空间510的一进水孔515与一出水孔516。
该浮球组7包括一浮球71、一连接该浮座5及该浮球71并能供空气进出该储水空间510的导通管72，以及一自该浮座5朝上延伸且连接该浮球71的连接件73。
该浮球71是一中空的球体，并能浮在水面11。该导通管72具有一连接该浮座5的贯孔514且连通该储水空间510的第一管部721、一间隔地位于该第一管部721上方且向上穿过该浮球71而伸出于该水面11的第二管部722，以及一连接于该第一管部721与该第二管部722间且由下往上螺旋盘绕的连接管部723。其中，该第二管部722具有一个位于顶部的进出气孔724。该连接管部723的螺旋状使其整体的上下长度可伸缩，以顺应水流与浮球71高低起伏位置而改变长度。该导通管72可用于连通该储水空间510与外界大气，使该储水空间510内的气压与大气压力相等。
该连接件73的底端固定地连接该浮座5的顶壁部511，其顶端固定地连接该浮球71。该连接件73位于该连接管部723盘旋界定出的空间内，进而受到该连接管部723围绕保护。当水中有任何飘浮物、生物经过时，该连接件73可受到该连接管部723保护，而不会直接受到飘浮物、生物的碰撞。该连接件73例如一钢索或一软绳。
该进水控制开关41设置在该浮座5上，可受操作驱动而控制该浮座5的进水孔515处的一阀门(图未示)打开，并且可配合一泵(图未示)进行抽水，以控制该水域1的水经由该进水孔515进入该储水空间510中，以调节该储水空间510的水量。
该排水泵42设置于该浮座5上，可将该储水空间510的水经由该出水孔516向外排出，以调节该储水空间510的水量。
该支撑柱43自该浮座5朝上延伸且伸出该水面11，可供一水上设备(图未示)安装。该水上设备例如风力发电机组，该支撑柱43可供该风力发电机组的扇叶架设，但实施时不以此种使用方式为限。
本发明安装在水域1使用时，通过该配重单元3可沉入水域1底部，可将本发明整体限制在水域1中的一固定范围内的位置。该基座2具有足够的重量，使本发明整体的中心部位的重量足够，所以所述浮座5上承载其他设备时，不会因放置所述设备重物而倾倒。所述浮座5可浮于该水面11下方的原理，主要是透过进水与排水原理，控制该储水空间510内的水量，通过水量增加或减少，也相当于控制该储水空间510内的水的上方空气的减少或增加，达到使该浮座5于该水面11下的一定高度位置处浮沉的效果。当储水空间510的水过多时，该浮座5的位置会低于预定位置，此时可启动该排水泵42进行排水，以恢复该浮座5的原有高度；当储水空间510的水过少时，该浮座5的位置会高于预定位置，此时则可启动该进水控制开关41来控制进水。其中，由于每一浮座单元4设有该导通管72，因此当储水空间510进水时，其内的空气可经由该贯孔514与导通管72而自该导通管72的进出气孔724排出；当储水空间510排水时，外界空气则可经由该进出气孔724进入该导通管72并进入储水空间510内。
需要说明的是，实际上该进水孔515与出水孔516处皆设有阀门(图未示)，当要进水时该进水孔515的阀门才会打开，当要排水时该出水孔516的阀门才会打开。进水与排水控制除了可直接透过按压或其他操作方式来控制该进水控制开关41与该排水泵42的开关以外，也可以利用远端监控方式，透过远端无线或有线装置连线与控制来驱动进水或排水。
所述浮座单元4稳定地浮沉，即使水域1有波浪，每一浮座5的上下起伏程度也不至于过大，使所述支撑柱43亦不致有过大的上下起伏，使安装在本发明上的水上设备能尽量维持稳定不晃动。而且将水上设备安装在支撑柱43上，可以使水上设备高于该水面11一段距离而具有一定高度，如此可以避免波浪较高时冲击到该水上设备。但本发明不以该支撑柱43为必要，因为该水上设备也可以通过其他设计而安装于所述浮座5上。实际上，可安装于本发明各个浮座5上的设备可以有许多种，例如风力发电机组、工作机械、工作室、货柜，或其他物体。需要说明的是，本发明于平日风平浪静时，或于未支撑承载物体时，可调整浮座5中的水量使所述浮座5浮于水面11；当海浪高于本发明水上作业平台上方需求的临界时，为了稳定本发明的平台，则可通过调整浮座5中的水量使浮座5沉于水面11下一定深度。
本实施例因利用该配重件31将该水上作业平台固定于一定的水域1范围内，此种类似于抛锚式锚定的固定方式，方便起锚、拆装。故可随着该水上作业平台上的工期而随时更换工作位置，本发明是一种介于短期使用船舶及长期使用固定式建造的中期工程施工工期的作业平台。本发明在使用上可利用拖船施行至固定水域1地点施放。
综上所述，通过该基座2作为本发明整体中心并提供足够重量，并利用该配重单元3牵引该基座2沉于水面11下，而所述浮座单元4则连接该基座2，并能稳定地浮沉与承载水上设备。本发明通过创新的结构与稳定的浮力作用，可供水上设备架设，以尽量维持水上设备稳定不晃动，确实达成本发明的目的。
参阅图5，本发明水上作业平台的一第二实施例，与该第一实施例不同的地方在于：本实施例的浮座单元4的数量为四个，当然，实施时也可以为其他数量。本实施例的配重件31包括一容装座311，以及一置于该容装座311内的填充物312。该容装座311包括一中空且用于容纳该填充物312的外壳313，以及二设置在该外壳313两侧的提耳314。该外壳313材料例如钢筋混凝土、金属、陶瓷，或其他高分子材料。该填充物312可以为海沙、土壤、岩石、碎石或建筑、土木的砖块、破碎混凝土块等无毒的废弃物，如此可降低成本并具环保诉求。该填充物312为具有足够重量的重物，可使该配重件31具有锚定或固定效果。
该配重衔接件32包括一连接于该基座2下方的转向接头323、一连接于该转向接头323下方的第一衔接段321，以及二自该第一衔接段321朝下延伸并分别连接所述提耳314的第二衔接段322。本实施例的第一衔接段321为链条的形态。本实施例通过该转向接头323衔接于该基座2与该第一衔接段321间，当该基座2与浮座单元4等构件于水域上受到水流或其他因素影响而转动时，不会连动该第一衔接段321与第二衔接段322转动，如此可避免配重衔接件32卷绕打结。此外，本实施例的所述浮座5也可以分别通过一缆绳(图未示)连接该转向接头323。

Claims (9)

1.一种水上作业平台，其特征在于，其包含：一个位于一个水面下的基座、一个配重单元，及数个浮座单元，该配重单元连接于该基座下方，以牵引该基座使该基座位于该水面下；所述浮座单元彼此间隔地连接该基座，并且围绕该基座而排列，每一个浮座单元包括一个邻近该水面且中空的浮座，该浮座包括一个界定出一个储水空间的座壁，该座壁具有贯穿设置且连通该储水空间的一个进水孔与一个出水孔。
2.如权利要求1所述的水上作业平台，其特征在于：每一个浮座单元还包括一个设置于该浮座上的浮球组，该浮球组包括一个能浮在该水面的浮球，以及一个连接该浮座及该浮球并能供空气进出该储水空间的导通管，该导通管具有一个连通该储水空间的第一管部，以及一个向上穿过该浮球且伸出于该水面的第二管部，该第二管部具有一个位于顶部的进出气孔。
3.如权利要求2所述的水上作业平台，其特征在于：每一个浮座单元的导通管还包括一个连接于该第一管部与该第二管部间且由下往上螺旋盘绕的连接管部，每一个浮座单元还包括一个受到该连接管部围绕并自该浮座朝上延伸且连接该浮球的连接件。
4.如权利要求1至3中任一项所述的水上作业平台，其特征在于：每一个浮座单元还包括一个连接于该基座与该浮座间的斜接杆，该斜接杆自该浮座朝该基座逐渐往下斜伸。
5.如权利要求1所述的水上作业平台，其特征在于：每一个浮座单元还包括一个设置在该浮座上的进水控制开关。
6.如权利要求1或5所述的水上作业平台，其特征在于：每一个浮座单元还包括一个设置在该浮座上的排水泵。
7.如权利要求1所述的水上作业平台，其特征在于：该配重单元包括一个间隔地位于该基座下方的配重件，以及一个自该配重件往上延伸并连接该基座的配重衔接件。
8.如权利要求1所述的水上作业平台，其特征在于：该座壁具有上下间隔的一个顶壁部与一个底壁部，以及一个自该底壁部周缘朝该顶壁部延伸连接的围壁部，该围壁部、该顶壁部及该底壁部共同界定该储水空间。
9.如权利要求1所述的水上作业平台，其特征在于：每一个浮座单元还包括一个自该浮座朝上延伸且伸出该水面的支撑柱。
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