FR3086636A1 - FLOAT, ESPECIALLY FOR A FLOATING PLATFORM, ESPECIALLY FOR A FLOATING WIND TURBINE. - Google Patents
FLOAT, ESPECIALLY FOR A FLOATING PLATFORM, ESPECIALLY FOR A FLOATING WIND TURBINE. Download PDFInfo
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Abstract
L'invention porte sur un flotteur 4 pour une plateforme flottante 3, comprenant au moins une enceinte 20 définissant un volume intérieur 9 et formée par une paroi latérale 22 et une paroi supérieure 21, cette enceinte comprenant à sa base une ouverture 12, et comprenant avantageusement des moyens 13 pour injecter de l'air sous pression dans le volume 9. L'invention porte aussi sur une telle plateforme, notamment sur une plateforme comprenant une éolienne marine.The invention relates to a float 4 for a floating platform 3, comprising at least one enclosure 20 defining an interior volume 9 and formed by a side wall 22 and an upper wall 21, this enclosure comprising at its base an opening 12, and comprising advantageously means 13 for injecting pressurized air into the volume 9. The invention also relates to such a platform, in particular to a platform comprising a marine wind turbine.
Description
DescriptionDescription
Titre de l’invention : Flotteur, notamment pour plate-forme flottante, notamment pour éolienne flottante.Title of the invention: Float, especially for a floating platform, especially for a floating wind turbine.
[0001] La présente invention se rapporte au domaine des plateformes implantées en mer. Elle se rapporte particulièrement à des flotteurs équipant de telles plateformes. Plus particulièrement encore, elle se rapporte aux plateformes flottantes équipées de tels flotteurs et portant des éoliennes.The present invention relates to the field of platforms located at sea. It particularly relates to floats fitted to such platforms. More particularly still, it relates to floating platforms equipped with such floats and carrying wind turbines.
[0002] Une telle plateforme comprend généralement au moins trois flotteurs. Ces flotteurs sont formés de tôles métalliques épaisses. De tels flotteurs sont donc lourds, ce qui péjore leur flottabilité. En outre, compte tenu de leurs dimensions, ils nécessitent des équipements importants et coûteux pour leur fabrication, ainsi qu'un long temps de fabrication. La masse d'acier utilisée est aussi un facteur de coût non négligeable.Such a platform generally includes at least three floats. These floats are made of thick metal sheets. Such floats are therefore heavy, which affects their buoyancy. In addition, given their dimensions, they require large and expensive equipment for their manufacture, as well as a long manufacturing time. The mass of steel used is also a significant cost factor.
[0003] Le problème à résoudre consiste à minimiser les quantités d'acier utilisées afin de faciliter la fabrication d'une plateforme, en augmenter la rapidité de fabrication, en diminuer le coût et en augmenter la flottabilité.The problem to be solved consists in minimizing the quantities of steel used in order to facilitate the manufacture of a platform, increasing the speed of manufacture, reducing the cost and increasing the buoyancy.
[0004] Pour résoudre ce problème l'invention propose un flotteur pour plateforme flottante qui comprend au moins une enceinte définissant un volume intérieur et formée par une paroi latérale et une paroi supérieure, ladite enceinte comprenant à sa base une ouverture. De préférence une ouverture sur toute la section horizontale de l'enceinte.To solve this problem the invention provides a float for floating platform which comprises at least one enclosure defining an interior volume and formed by a side wall and an upper wall, said enclosure comprising at its base an opening. Preferably an opening over the entire horizontal section of the enclosure.
[0005] Avantageusement, Le flotteur comprend avantageusement des moyens pour fournir de l'air sous pression et l'injecter dans le volume.Advantageously, the float advantageously comprises means for supplying pressurized air and injecting it into the volume.
[0006] L'invention porte aussi sur une plateforme, qui comprend au moins trois flotteurs selon l'invention. Elle porte aussi sur une plateforme qui comprend une éolienne.The invention also relates to a platform, which comprises at least three floats according to the invention. It also relates to a platform which includes a wind turbine.
[0007] Plusieurs modes d’exécution de l’invention seront décrits ci-après, à titre d’exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés dans lesquels :Several embodiments of the invention will be described below, by way of non-limiting examples, with reference to the accompanying drawings in which:
[0008] [fig.l] est une vue en élévation et en perspective, de dessus, d’un système d’éolienne équipée de trois flotteurs selon un premier mode de réalisation de l’invention, en forme de fagot, le fagot comprenant plusieurs tubes ;[Fig.l] is an elevational and perspective view, from above, of a wind turbine system equipped with three floats according to a first embodiment of the invention, in the form of a bundle, the bundle comprising several tubes;
[0009] [fig.2] est une vue de détail et en perspective, de dessus d'un flotteur équipant la plateforme de la figure 1 ;[Fig.2] is a detailed and perspective view from above of a float fitted to the platform of Figure 1;
[0010] [fig.3] est une vue en coupe d'un tube pour le flotteur de la figure 2 ;[Fig.3] is a sectional view of a tube for the float of Figure 2;
[0011] [fig.4] est une vue en coupe d'un flotteur selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ;[Fig.4] is a sectional view of a float according to a second embodiment of the invention;
[0012] [fig.5] illustre un troisième mode de réalisation, adapté à un flotteur du type illustré aux figures 1 à 3 ; et, [0013] [fig.6] illustre un quatrième mode de réalisation, adapté à un flotteur du type illustré à la figure 4.[Fig.5] illustrates a third embodiment, adapted to a float of the type illustrated in Figures 1 to 3; and, [FIG. 6] illustrates a fourth embodiment, adapted to a float of the type illustrated in FIG. 4.
[0014] Dans la description, les termes « vertical » et « horizontal » se rapportent à une position d’équilibre du système d’éolienne, tel que représenté à la figure 1.In the description, the terms "vertical" and "horizontal" refer to an equilibrium position of the wind turbine system, as shown in Figure 1.
[0015] La figure 1 illustre un système d’éolienne L Dans l’exemple illustré, le système comprend une éolienne 2 montée sur une plateforme flottante 3. La plateforme 3 comprend trois flotteurs 4 construits selon un premier mode de réalisation. Ces flotteurs sont sensiblement identiques entre eux et équidistants les uns des autres. Un des flotteurs, à gauche sur la figure, est représenté détaillé, les deux autres flotteurs ne sont représentés que par des silhouettes, en traits mixtes.Figure 1 illustrates a wind turbine system L In the example illustrated, the system includes a wind turbine 2 mounted on a floating platform 3. The platform 3 includes three floats 4 constructed according to a first embodiment. These floats are substantially identical to each other and equidistant from each other. One of the floats, on the left in the figure, is shown in detail, the other two floats are only represented by silhouettes, in dashed lines.
[0016] La figure 2 illustre de façon plus détaillée un flotteur 4 selon le premier mode de réalisation. Dans ce mode de réalisation, le flotteur 4 est formé de dix-neuf tubes 6 regroupés en forme de fagot 7. Ce fagot 7 est inscrit dans une forme sensiblement cylindrique, de diamètre de fagot D7 et de hauteur de fagot H7. Les tubes sont disposés verticalement, parallèlement à un axe vertical X4 du flotteur 4. Les tubes ont sensiblement tous la même hauteur, égale à la hauteur H7 du fagot 7.Figure 2 illustrates in more detail a float 4 according to the first embodiment. In this embodiment, the float 4 is formed from nineteen tubes 6 grouped together in the form of a bundle 7. This bundle 7 is inscribed in a substantially cylindrical shape, with a bundle diameter D7 and a bundle height H7. The tubes are arranged vertically, parallel to a vertical axis X4 of the float 4. The tubes all have substantially the same height, equal to the height H7 of the bundle 7.
[0017] Dans l'exemple illustré, les tubes sont des tubes plastiques de diamètre de tube D6. Ils sont fixés entre eux par des collages ou des soudures 8. Ces tubes sont avantageusement formés par emboîtement de plusieurs éléments tubulaires.In the example illustrated, the tubes are plastic tubes with a tube diameter D6. They are fixed together by glues or welds 8. These tubes are advantageously formed by interlocking of several tubular elements.
[0018] Un tube 6 est représenté isolément à la figure 3.A tube 6 is shown in isolation in Figure 3.
[0019] Chacun des tubes forme sensiblement sur toute sa hauteur une enceinte définissant un volume intérieur 9. Le volume intérieur 9 est fermé à l'extrémité supérieure 6A du tube 6 par un bouchon 11 qui forme une paroi supérieure de cette enceinte. Cette enceinte est ouverte à l'extrémité inférieure 6B du tube, sur toute sa section, par une ouverture 12.Each of the tubes forms substantially over its entire height an enclosure defining an interior volume 9. The interior volume 9 is closed at the upper end 6A of the tube 6 by a plug 11 which forms an upper wall of this enclosure. This enclosure is open at the lower end 6B of the tube, over its entire section, through an opening 12.
[0020] Des moyens 13 pour fournir de l'air sous pression sont prévus pour injecter de l'air sous pression dans le volume intérieur 9. Un piquage 15 permet l'injection de l'air comprimé en partie haute du volume 9, ici au travers du bouchon 11. L'injection d'air à l'intérieur du tube 6 permet d'y maintenir une pression telle que la surface libre 14 de l'eau dans le tube 6 conserve un niveau N14 proche ou identique au niveau inférieur N6B du tube 6. Des fuites éventuelles d'air par l'ouverture 12 à la base 6B du tube, ou par une ouverture accidentelle, sont compensées par un apport d'air fourni par les moyens de fourniture 13.Means 13 for supplying pressurized air are provided for injecting pressurized air into the interior volume 9. A tap 15 allows the injection of compressed air into the upper part of the volume 9, here through the plug 11. The injection of air inside the tube 6 makes it possible to maintain a pressure therein such that the free surface 14 of the water in the tube 6 maintains a level N14 close or identical to the lower level N6B of the tube 6. Any air leaks through the opening 12 at the base 6B of the tube, or by an accidental opening, are compensated by a supply of air supplied by the supply means 13.
[0021] Comme illustré à la figure 2, le flotteur 4 comprend en outre une ceinture 16. La ceinture est disposée en partie basse du fagot 7. Une partie inférieure 17 des tubes dépasse en dessous la ceinture 16, sur une hauteur H17. La ceinture a une hauteur H16 et un diamètre DI6. La ceinture permet de limiter le pilonnement sous l'effet de la houle.As illustrated in Figure 2, the float 4 further comprises a belt 16. The belt is disposed in the lower part of the bundle 7. A lower part 17 of the tubes protrudes below the belt 16, over a height H17. The belt has a height H16 and a diameter DI6. The belt helps limit heaving under the effect of the swell.
[0022] Dans l'exemple illustré, la ceinture est formée de tuyaux 18 bobinés autour de la base du fagot. Les tuyaux sont des tuyaux souples ou déformés de façon appropriée en plastique, de préférence en PEhD, soudés ou collés entre eux et avec le fagot.In the example illustrated, the belt is formed of pipes 18 wound around the base of the bundle. The pipes are flexible or suitably deformed pipes of plastic, preferably of HDPE, welded or glued together and with the bundle.
[0023] Avantageusement, la ceinture est formée d'un seul tuyau qui peut servir de ballast. Il peut être prévu pour se remplir gravitairement d'eau et en être vidé par injection d'air à l'une de ses extrémités.Advantageously, the belt is formed of a single pipe which can serve as ballast. It can be provided to fill by gravity with water and be emptied by injecting air at one of its ends.
[0024] Chaque flotteur 4 est solidarisé avec le reste de la plateforme 3 à l'aide de deux cerclages 19 enserrant le fagot, l'un en haut, l'autre en bas. Les cerclages comprennent en outres des fixations, non représentées, pour y fixer le fagot 7.Each float 4 is secured to the rest of the platform 3 using two straps 19 enclosing the bundle, one at the top, the other at the bottom. The straps also include fixings, not shown, for fixing the bundle 7 there.
[0025] Dans l'exemple illustré, les spécifications sont :In the example illustrated, the specifications are:
[0026] - matière des tubes 6 polyéthylène haute densité (PEhD) [0027] - diamètre nominal d'un tube D6 = 2 mètres, environ.- material of the tubes 6 high density polyethylene (HDPE) - nominal diameter of a tube D6 = 2 meters, approximately.
[0028] - hauteur d'un tube , d'un fagot H7 = 30 mètres, environ.- height of a tube, a bundle H7 = 30 meters, approximately.
[0029] - diamètre d'un fagot D7 = 10 mètres, environ.- diameter of a bundle D7 = 10 meters, approximately.
[0030] - hauteur d'un bulbe H16 = 6 mètres, environ.- height of a bulb H16 = 6 meters, approximately.
[0031] - diamètre d'un bulbe D16 = 15 mètres, environ.- diameter of a bulb D16 = 15 meters, approximately.
[0032] - diamètre d'un tuyau D18 = 1 mètre, environ.- diameter of a pipe D18 = 1 meter, approximately.
[0033] L'utilisation de PEhD pour les tubes et/ou les tuyaux est particulièrement avantageuse. En effet, ce matériau est très durable dans l'eau et résiste à la pression interne.The use of HDPE for tubes and / or pipes is particularly advantageous. Indeed, this material is very durable in water and resists internal pressure.
[0034] La figure 4 illustre un deuxième mode de réalisation pour un flotteur 4 selon l'invention.Figure 4 illustrates a second embodiment for a float 4 according to the invention.
[0035] Dans ce deuxième mode de réalisation, le flotteur 4 comprend une seule enceinte 20 délimitant un seul volume 9, intérieur à l'enceinte 20. L'enceinte est sensiblement de révolution autour d'un axe vertical ; elle est réalisée en tôles d'acier. Elle comprend une paroi supérieure 21 et une paroi périphérique 22. L'enceinte comprend à sa base une ouverture 12.In this second embodiment, the float 4 comprises a single enclosure 20 delimiting a single volume 9, inside the enclosure 20. The enclosure is substantially of revolution about a vertical axis; it is made of sheet steel. It comprises an upper wall 21 and a peripheral wall 22. The enclosure comprises at its base an opening 12.
[0036] L'absence de paroi inférieure de l'enceinte, à l'endroit de l'ouverture 12, permet de réduite notablement le poids du flotteur 4. L'économie d'acier est proportionnelle. Le coût de fabrication est lui aussi fortement réduit. La flottabilité en est augmentée.The absence of a bottom wall of the enclosure, at the location of the opening 12, makes it possible to significantly reduce the weight of the float 4. The economy of steel is proportional. The manufacturing cost is also greatly reduced. Buoyancy is increased.
[0037] En outre, la paroi périphérique est soumise à de faibles contraintes de pression, par rapport aux flotteurs fermés de l'art antérieur. En effet, la pression de l'air dans l'enceinte étant sensiblement la même que celle de l'eau à la base du flotteur. Ainsi, la paroi périphérique peut avoir une épaisseur réduite par rapport à celle de l'art antérieur, donc un poids et un coût moindre pour le flotteur.In addition, the peripheral wall is subjected to low pressure stresses, compared to the closed floats of the prior art. Indeed, the pressure of the air in the enclosure being substantially the same as that of the water at the base of the float. Thus, the peripheral wall can have a reduced thickness compared to that of the prior art, therefore a lower weight and cost for the float.
[0038] Comme dans le mode de réalisation précédent, des moyens 13 pour fournir de l'air sous pression sont prévus pour injecter de l'air sous pression dans le volume intérieur 9. Un piquage 15 permet l'injection de l'air comprimé en partie haute du volume 9, ici au travers d'une paroi supérieure 21 de l'enceinte. L'ouverture 13 permet à de l'eau de remonter à l'intérieur de l'enceinte, de façon contrôlée.As in the previous embodiment, means 13 for supplying pressurized air are provided for injecting pressurized air into the interior volume 9. A nozzle 15 allows the injection of compressed air in the upper part of volume 9, here through an upper wall 21 of the enclosure. The opening 13 allows water to rise inside the enclosure, in a controlled manner.
[0039] On va maintenant décrire un troisième mode de réalisation, en référence à la figure 5, en ce qu'il diffère du mode de réalisation de la figure 3.We will now describe a third embodiment, with reference to FIG. 5, in that it differs from the embodiment of FIG. 3.
[0040] La figure 5 illustre la partie basse d'un tube prévu pour former un fagot, tel qu'illustré à la figure 2.FIG. 5 illustrates the lower part of a tube intended to form a bundle, as illustrated in FIG. 2.
[0041] La base du tube est partiellement fermée par une plaque 30 annulaire, horizontale. L'ouverture 12 est formée dans la plaque 30, sensiblement dans l'axe du tube 6. Du fait de la présence de la plaque percée 30, la section horizontale de l'ouverture est réduite par rapport au mode de réalisation de la figure 3. L'écoulement de l'eau à travers l'ouverture est ainsi gêné, ce qui réduit la pénétration d'eau à l'intérieur du tube et l'échappement de l'air à l'extérieur du tube.The base of the tube is partially closed by an annular, horizontal plate 30. The opening 12 is formed in the plate 30, substantially in the axis of the tube 6. Due to the presence of the pierced plate 30, the horizontal section of the opening is reduced compared to the embodiment of Figure 3 The flow of water through the opening is thus hampered, which reduces the penetration of water inside the tube and the exhaust of air outside the tube.
[0042] On va maintenant décrire un quatrième mode de réalisation, en référence à la figure 6, en ce qu'il diffère du mode de réalisation de la figure 4.We will now describe a fourth embodiment, with reference to FIG. 6, in that it differs from the embodiment of FIG. 4.
[0043] La figure 6 illustre la partie basse d'un flotteur métallique, tel qu'illustré à la figure 4.FIG. 6 illustrates the lower part of a metal float, as illustrated in FIG. 4.
[0044] La base du tube est partiellement fermée par une plaque 30, sensiblement horizontale. La plaque 30 est percée de plusieurs ouvertures 12, régulièrement réparties. La pression de part et d'autre de la plaque 30 étant sensiblement la même, grâce à la présence des ouvertures, l'épaisseur de la plaque 30 peut être réduite par rapport à une plaque entièrement étanche tel qu' dans l'art antérieur. Ainsi, outre la présence des ouvertures, l'épaisseur réduite de la plaque permet une réduction notable du poids d'acier utilisé.The base of the tube is partially closed by a plate 30, substantially horizontal. The plate 30 is pierced with several openings 12, regularly distributed. The pressure on either side of the plate 30 being substantially the same, thanks to the presence of the openings, the thickness of the plate 30 can be reduced compared to a fully sealed plate as in the prior art. Thus, in addition to the presence of the openings, the reduced thickness of the plate allows a significant reduction in the weight of steel used.
[0045] Comme dans le mode de réalisation précédent, du fait de la présence de la plaque percée 30, la section horizontale ouverte est réduite par rapport au mode de réalisation de la figure 4. L'écoulement de l'eau est ainsi gêné, ce qui réduit la pénétration d'eau à l'intérieur du flotteur 4 et l'échappement de l'air à l'extérieur du flotteur 4.As in the previous embodiment, due to the presence of the pierced plate 30, the open horizontal section is reduced compared to the embodiment of FIG. 4. The flow of water is thus hampered, which reduces the penetration of water inside the float 4 and the exhaust of air outside the float 4.
[0046] Dans les modes de réalisation particulièrement illustrés aux figures 3 à 6, l'injection d'air à l'intérieur du volume 9 permet d'y maintenir une pression telle que la surface libre 14 de l'eau peut y être maintenue à un niveau N14 proche ou identique à celui de l'ouverture 12. Des fuites éventuelles d'air par l'ouverture 12, ou par une ouverture accidentelle, peuvent ainsi être compensées par un apport d'air fourni par les moyens de fourniture 13.In the embodiments particularly illustrated in Figures 3 to 6, the injection of air inside the volume 9 allows to maintain a pressure such that the free surface 14 of the water can be maintained there at a level N14 close to or identical to that of the opening 12. Any air leaks through the opening 12, or by an accidental opening, can thus be compensated by a supply of air supplied by the supply means 13 .
[0047] En faisant varier la pression à l'intérieur du volume 9, on peut faire varier le niveauBy varying the pressure inside the volume 9, the level can be varied
N14 de l'eau dans l'enceinte. On maîtrise ainsi la stabilisation de la plateforme 3, par ballastage, en ajustant la pression de l'air dans l'enceinte. On peut ainsi maîtriser la stabilité et le niveau de submersion de la plateforme.N14 water in the enclosure. This stabilizes the stabilization of the platform 3, by ballasting, by adjusting the air pressure in the enclosure. We can thus control the stability and the level of submersion of the platform.
[0048] On peut notamment y intervenir lorsqu'une réparation de fuite est nécessaire, en y maintenant une pression légèrement supérieure à la pression hydrostatique au niveau de cette fuite.One can in particular intervene when a leak repair is necessary, by maintaining a pressure slightly greater than the hydrostatic pressure at the level of this leak.
[0049] Il apparaît aussi que le volume d'air 9, compressible, sert avantageusement d'amortisseur pour les mouvements verticaux du flotteur 4.It also appears that the volume of air 9, compressible, advantageously serves as a shock absorber for the vertical movements of the float 4.
[0050] Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits. Au contraire, l'invention est définie par les revendications qui suivent.Of course, the invention is not limited to the examples which have just been described. On the contrary, the invention is defined by the claims which follow.
[0051] Il apparaîtra en effet à l'homme de l'art que diverses modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits ci-dessus, à la lumière de l'enseignement qui vient de lui être divulgué.It will appear to those skilled in the art that various modifications can be made to the embodiments described above, in the light of the teaching which has just been disclosed to him.
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- 2018-09-28 FR FR1871104A patent/FR3086636B1/en not_active Expired - Fee Related
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