NL2017312B1 - HEI DEVICE AND METHOD FOR THE APPLICATION THEREOF - Google Patents
HEI DEVICE AND METHOD FOR THE APPLICATION THEREOF Download PDFInfo
- Publication number
- NL2017312B1 NL2017312B1 NL2017312A NL2017312A NL2017312B1 NL 2017312 B1 NL2017312 B1 NL 2017312B1 NL 2017312 A NL2017312 A NL 2017312A NL 2017312 A NL2017312 A NL 2017312A NL 2017312 B1 NL2017312 B1 NL 2017312B1
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- support member
- side wall
- combustion
- pile
- liquid chamber
- Prior art date
Links
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D7/00—Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
- E02D7/02—Placing by driving
- E02D7/06—Power-driven drivers
- E02D7/14—Components for drivers inasmuch as not specially for a specific driver construction
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D27/00—Foundations as substructures
- E02D27/32—Foundations for special purposes
- E02D27/42—Foundations for poles, masts or chimneys
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D27/00—Foundations as substructures
- E02D27/32—Foundations for special purposes
- E02D27/42—Foundations for poles, masts or chimneys
- E02D27/425—Foundations for poles, masts or chimneys specially adapted for wind motors masts
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
- E02B17/00—Artificial islands mounted on piles or like supports, e.g. platforms on raisable legs or offshore constructions; Construction methods therefor
- E02B2017/0091—Offshore structures for wind turbines
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D27/00—Foundations as substructures
- E02D27/32—Foundations for special purposes
- E02D27/52—Submerged foundations, i.e. submerged in open water
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D13/00—Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
- F03D13/20—Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors
- F03D13/22—Foundations specially adapted for wind motors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D13/00—Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
- F03D13/20—Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors
- F03D13/25—Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors specially adapted for offshore installation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2240/00—Components
- F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
- F05B2240/95—Mounting on supporting structures or systems offshore
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Paleontology (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Placing Or Removing Of Piles Or Sheet Piles, Or Accessories Thereof (AREA)
- Piles And Underground Anchors (AREA)
Abstract
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een hei-inrichting, omvattende - een in dwarsrichting aan of op een heipaal aangebracht of aanbrengbaar afsteunorgaan; - een vloeistofkamer die aan de onderzijde wordt begrensd door het afsteunorgaan, en verder één of meer dan één zijwand omvat en is ingericht om daarin een vloeistof te ontvangen; - één of meer dan één drukopbouwkamer, omvattende: - een bovenste deel dat een verbrandingsruimte vormt; - een onderste deel dat in fluïdumverbinding staat met de vloeistofkamer; - een ontstekingsmechanisme dat is ingericht voor het ontsteken van een zich in de verbrandingsruimte bevindende brandstof; en - een brandstof-toevoerkanaal voor het in de verbrandingsruimte brengen van brandstof; en - een verbrandingsproduct-afvoerkanaal voor het na ontbranding afvoeren van verbrandingsproducten; - waarbij de één of meer dan één drukopbouwkamer nabij de zijwand van de vloeistofkamer is aangebracht; en - waarbij het verbrandingsproduct-afvoerkanaal in fluïdumverbinding staat met een in de zijwand aangebrachte doorvoeropening.The present invention relates to a pile-driving device, comprising - a supporting member arranged in transverse direction on or on a pile pile; - a liquid chamber which is bounded at the bottom by the support member, and further comprises one or more than one side wall and is adapted to receive a liquid therein; - one or more than one pressure building chamber, comprising: - an upper part that forms a combustion space; - a lower part that is in fluid communication with the fluid chamber; - an ignition mechanism adapted to ignite a fuel present in the combustion space; and - a fuel supply channel for introducing fuel into the combustion space; and - a combustion product discharge channel for discharging combustion products after ignition; - wherein the one or more than one pressure build-up chamber is arranged near the side wall of the liquid chamber; and - wherein the combustion product discharge channel is in fluid communication with a passage opening arranged in the side wall.
Description
OctrooicentrumPatent Center
NederlandThe Netherlands
(21) Aanvraagnummer: 2017312 © Aanvraag ingediend: 12/08/2016 © 2017312(21) Application number: 2017312 © Application submitted: 12/08/2016 © 2017312
BI OCTROOI @ Int. CL:BI PATENT @ Int. CL:
E02D 7/14 (2017.01) E02D 27/42 (2017.01)E02D 7/14 (2017.01) E02D 27/42 (2017.01)
(54) HEI-INRICHTING EN WERKWIJZE VOOR DE TOEPASSING DAARVAN © De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een hei-inrichting, omvattende(54) PILLING DEVICE AND METHOD FOR USE THEREOF The present invention relates to a pile driver, comprising
- een in dwarsrichting aan of op een heipaal aangebracht of aanbrengbaar afsteunorgaan;- a supporting member arranged or mounted transversely on or on a pile;
- een vloeistofkamer die aan de onderzijde wordt begrensd door het afsteunorgaan, en verder één of meer dan één zijwand omvat en is ingericht om daarin een vloeistof te ontvangen;- a liquid chamber bounded at the bottom by the support member, further comprising one or more side walls and adapted to receive a liquid therein;
- één of meer dan één drukopbouwkamer, omvattende:- one or more than one pressure-building chamber, comprising:
- een bovenste deel dat een verbrandingsruimte vormt;- an upper part that forms a combustion space;
- een onderste deel dat in fluïdumverbinding staat met de vloeistofkamer;a lower part in fluid communication with the liquid chamber;
- een ontstekingsmechanisme dat is ingericht voor het ontsteken van een zich in de verbrandingsruimte bevindende brandstof; en- an ignition mechanism adapted to ignite a fuel present in the combustion space; and
- een brandstof-toevoerkanaal voor het in de verbrandingsruimte brengen van brandstof; en- a fuel supply channel for introducing fuel into the combustion space; and
- een verbrandingsproduct-afvoerkanaal voor het na ontbranding afvoeren van verbrandingsproducten;- a combustion product discharge channel for discharging combustion products after ignition;
- waarbij de één of meer dan één drukopbouwkamer nabij de zijwand van de vloeistofkamer is aangebracht; en- wherein the one or more pressure-building chamber is arranged near the side wall of the liquid chamber; and
- waarbij het verbrandingsproduct-afvoerkanaal in fluïdumverbinding staat met een in de zijwand aangebrachte doorvoeropening.- wherein the combustion product discharge channel is in fluid communication with a passage opening arranged in the side wall.
NL BI 2017312NL BI 2017 312
Dit octrooi is verleend ongeacht het bijgevoegde resultaat van het onderzoek naar de stand van de techniek en schriftelijke opinie. Het octrooischrift komt overeen met de oorspronkelijk ingediende stukken.This patent has been granted regardless of the enclosed result of the prior art research and written opinion. The patent corresponds to the documents originally filed.
HEI-INRICHTING EN WERKWIJZE VOOR DE TOEPASSING DAARVANHEI DEVICE AND METHOD FOR USE THEREOF
De uitvinding heeft betrekking op een hei-inrichting, en meer in het bijzonder op een voor offshore werkzaamheden geschikte hei-inrichting.The invention relates to a pile driver, and more particularly to a pile driver suitable for offshore work.
Daarnaast heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze voor het neerwaarts in een ondergrond drijven van een heipaal met een dergelijke hei-inrichting.In addition, the invention relates to a method for driving a pile downwards into a substrate with such a pile-driving device.
Nadelen van bestaande hei-inrichtingen, in het bijzonder voor offshore heien, zijn er in gelegen dat dergelijke hei-inrichtingen erg zware constructies zijn. In offshore toepassingen worden deze met grote vaartuigen met daarop voorziene zware kranen bediend. De heipalen worden één voor één in de grond gedreven.Disadvantages of existing pile drivers, in particular for offshore pile driving, are that such pile drivers are very heavy structures. In offshore applications, these are operated with large vessels with heavy cranes provided on them. The piles are driven into the ground one by one.
Het heien zelf gebeurt doorgaans door het vanaf enige hoogte, via tussenkomst van een slagplaat, op de heipaal laten neerkomen van een valblok dat onderdeel uitmaakt van een heiblok. Typische eigenschappen van een dergelijk heiblok voor het slaan van een ‘monopile’ ten behoeve van offshore windmolens zijn een lengte van circa 20 m en een massa van zo’n 400 ton (met een valblok van 200 ton), alsmede een bijbehorende slagplaat van circa 200 ton. Heipalen worden steeds groter in diameter en lengte, en thans worden al heipalen van 1300 ton en met een bodemdiameter van 8 m geheid. De impact van het vallende valblok drijft een heipaal in de grond, doch gaat gepaard met een aanzienlijke geluidsproductie. Met name bij offshore werkzaamheden is deze geluidsproductie ongewenst, daar geluid in het water erg ver draagt en het onderwaterleven daardoor tot op grote afstand van de heilocatie kan verstoren.Piling itself usually takes place by dropping a drop block that is part of a pile driver onto the pile from some height, through the intervention of a pickguard. Typical properties of such a pile driver for striking a 'monopile' for offshore windmills are a length of approximately 20 m and a mass of approximately 400 tons (with a drop block of 200 tons), as well as a corresponding pickguard of approximately 200 tons. Piles are increasing in diameter and length, and piles of 1300 tons and a bottom diameter of 8 m are already being driven. The impact of the falling drop block drives a pile into the ground, but is accompanied by a considerable noise production. This noise production is particularly undesirable for offshore work, as noise in the water carries very far and can therefore disturb underwater life at a great distance from the piling location.
In NL 2008169 van Aanvraagster wordt een hei-inrichting voorgesteld, waarbij boven en nabij het afsteunorgaan een flexibel orgaan is aangebracht dat een verbrandingsruimte met variabel volume insluit. Een nadeel van de toepassing van een flexibel orgaan is dat dit orgaan tijdens gebruik kan scheuren en lastig toegankelijk is voor vervanging.In NL 2008169 of the Applicant a pile-driving device is proposed, in which a flexible element is arranged above and near the supporting member which encloses a combustion space with variable volume. A drawback of the use of a flexible member is that this member can tear during use and is difficult to access for replacement.
Om het probleem van het scheuren van het flexibel orgaan op te lossen, wordt in NL 2011166 van Aanvraagster een verbeterde hei-inrichting voorgesteld, waarbij het flexibel orgaan is vervangen door één of meer dan één drukopbouwkamer, omvattende een bovenste deel dat een verbrandingsruimte insluit, en een onderste deel dat is voorzien van één of meer doorvoeropeningen die in fluïdumverbinding staan met een vloeistofkamer. De drukopbouwkamer vormt bij voorkeur een starre behuizing. NL 2011166 vormt de meest nabij gelegen stand der techniek, en openbaart een hei-inrichting volgens de aanheft van conclusie 1.In order to solve the problem of tearing of the flexible member, NL 2011166 of the Applicant proposes an improved pile driver, wherein the flexible member is replaced by one or more pressure building chamber, comprising an upper part enclosing a combustion space, and a bottom portion which is provided with one or more passage openings in fluid communication with a liquid chamber. The pressure building chamber preferably forms a rigid housing. NL 2011166 represents the closest prior art, and discloses a pile driver according to the preamble of claim 1.
Hoewel de hei-inrichtingen zoals beschreven in NL 2008169 en NL 2011166 reeds geschikt waren om gangbare monopiles in een zeebodem te heien, blijft er een toenemende behoefte aan krachtigere hei-inrichtingen. Deze behoefte wordt voornamelijk gedreven door de toenemende tendens om monopiles te ontwikkelen voor steeds grotere waterdiepten.Although the pile drivers as described in NL 2008169 and NL 2011166 were already suitable for driving conventional monopiles into a sea bed, there is still an increasing need for more powerful pile drivers. This need is mainly driven by the increasing tendency to develop monopiles for ever greater water depths.
Conventionele monopiles zijn bijzonder geschikt gebleken voor toepassingen met een beperkte waterdiepte, van bijvoorbeeld 25 meter. Er is echter een trend gaande om ook monopiles te ontwikkelen voor grotere waterdiepten, bijvoorbeeld 30-60 meter waterdiepte, d.w.z. een bereik waar momenteel zogenaamde jackets veel inzet vinden. Jackets zijn echter vakwerkconstructies, en daarmee veel complexer, waardoor ze veel van de hierboven genoemde voordelen van monopiles ontberen.Conventional monopiles have proven to be particularly suitable for applications with a limited water depth, for example 25 meters. However, there is a trend to also develop monopiles for greater water depths, for example 30-60 meters water depth, i.e. a range where so-called jackets are currently being used. Jackets, however, are half-timbered structures, and therefore much more complex, so they lack many of the above-mentioned advantages of monopiles.
Voor de toepassing van monopiles in het bereik van 30-60 meter waterdiepte worden zogenaamde XL monopiles ontwikkeld. Deze XL-monopiles vertonen een grotere topdiameter van tot wel 7 meter, terwijl ze nabij de zeebodem een nog grotere diameter vertonen, waardoor ook de voor het heien benodigde kracht groter is dan bij conventionele monopiles.So-called XL monopiles have been developed for the application of monopiles in the range of 30-60 meters of water depth. These XL monopiles have a larger top diameter of up to 7 meters, while they have an even larger diameter near the seabed, so that the force required for pile driving is also greater than with conventional monopiles.
Een doel van de onderhavige uitvinding is om een hei-inrichting en werkwijze voor de toepassing daarvan te verschaffen, waarbij de genoemde nadelen zich niet, of althans in mindere mate voordoen.An object of the present invention is to provide a pile driver and method for the use thereof, wherein the above-mentioned drawbacks do not occur, or at least to a lesser extent.
Het genoemde doel is bereikt met de hei-inrichting volgens de uitvinding, omvattende:The said object has been achieved with the pile driver according to the invention, comprising:
- een in dwarsrichting aan of op een heipaal aangebracht of aanbrengbaar afsteunorgaan;- a supporting member arranged or mounted transversely on or on a pile;
- een vloeistofkamer die aan de onderzijde wordt begrensd door het afsteunorgaan, en verder één of meer dan één zijwand omvat en is ingericht om daarin een vloeistof te ontvangen;- a liquid chamber bounded at the bottom by the support member, further comprising one or more side walls and adapted to receive a liquid therein;
- één of meer dan één drukopbouwkamer, omvattende:- one or more than one pressure-building chamber, comprising:
- een bovenste deel dat een verbrandingsruimte vormt;- an upper part that forms a combustion space;
- een onderste deel dat in fluïdumverbinding staat met de vloeistofkamer;a lower part in fluid communication with the liquid chamber;
- een ontstekingsmechanisme dat is ingericht voor het ontsteken van een zich in de verbrandingsruimte bevindende brandstof;- an ignition mechanism adapted to ignite a fuel present in the combustion space;
- waarbij de verbrandingsruimte is ingericht om daarin bevindende brandstof tijdens ontbranding zodanig te laten expanderen dat boven het afsteunorgaan een drukopbouw plaatsvindt en de zich boven het afsteunorgaan in de vloeistofkamer bevindende vloeistof ten minste in bovenwaartse richting van het afsteunorgaan vandaan wordt verplaatst, en een neerwaartse kracht via het afsteunorgaan op de heipaal wordt uitgeoefend;- the combustion space being arranged to expand fuel during combustion in such a way that pressure builds up above the support member and the liquid located above the support member in the liquid chamber is displaced at least upwards away from the support member, and a downward force is exerted on the pile via the supporting member;
- een brandstof-toevoerkanaal voor het in de verbrandingsruimte brengen van brandstof;- a fuel supply channel for introducing fuel into the combustion space;
- een verbrandingsproduct-afvoerkanaal voor het na ontbranding afvoeren van verbrandingsproducten;- a combustion product discharge channel for discharging combustion products after ignition;
- waarbij de één of meer dan één drukopbouwkamer nabij de zijwand van de vloeistofkamer is aangebracht; en- wherein the one or more pressure-building chamber is arranged near the side wall of the liquid chamber; and
- waarbij het verbrandingsproduct-afvoerkanaal in fluïdumverbinding staat met een in de zijwand aangebrachte doorvoeropening.- wherein the combustion product discharge channel is in fluid communication with a passage opening arranged in the side wall.
Het werkingsprincipe is gebaseerd op de eerste en de derde wet van Newton:The operating principle is based on Newton's first and third laws:
“actie = reactie”. Ofwel: als een object A een kracht op een object B uitoefent, gaat deze kracht gepaard met een even grote, maar tegengestelde gerichte kracht van B op A. De verbrandingsruimte (object A) oefent tijdens expansie een kracht uit op het zich daarboven bevindende medium (reactiemassa B). Volgens de derde wet van Newton oefent de reactiemassa (B) een even grote, maar tegengesteld (dus neerwaarts) gerichte kracht uit op de verbrandingsruimte (A). Doordat de verbrandingsruimte zich boven en nabij het afsteunorgaan bevindt, zal de door de reactiemassa op de verbrandingsruimte uitgeoefende reactiekracht via het afsteunorgaan worden overgedragen aan de heipaal. De heipaal ondervindt daardoor een neerwaartse kracht via het afsteunorgaan, die volgens de uitvinding wordt aangewend voor het neerwaarts in de ondergrond drijven van de heipaal."Action = reaction". In other words: if an object A exerts a force on an object B, this force is accompanied by an equally large, but opposite, directed force from B to A. The combustion space (object A) exerts a force on the medium above it during expansion. (reaction mass B). According to Newton's third law, the reaction mass (B) exerts an equal, but opposite (i.e. downward) force on the combustion chamber (A). Since the combustion space is located above and near the support member, the reaction force exerted on the combustion space by the reaction mass will be transferred via the support member to the pile. As a result, the pile experiences a downward force via the supporting member, which according to the invention is used for driving the pile downwards into the ground.
Daarnaast zal het tijdens expansie ten gevolge van de verbranding omhoog verplaatste medium, weer naar beneden vallen en een impuls overdragen op het afsteunorgaan, waar het wederom via het afsteunorgaan een neerwaartse kracht op de heipaal uitoefent. Dit werkingsprincipe komt overeen met de werking van conventionele heimachines, waarbij men een valblok vanaf enige hoogte op de heipaal laat vallen.In addition, during expansion due to the combustion, the medium displaced upwards will fall down again and transmit a pulse to the support member, where it again exerts a downward force on the pile via the support member. This operating principle is similar to the operation of conventional pile drivers, in which a drop block is dropped onto the pile from any height.
Door de maatregelen dat de één of meer dan één drukopbouwkamer nabij de zijwand van de vloeistofkamer is aangebracht, en dat het verbrandingsproduct-afvoerkanaal in fluïdumverbinding staat met een in de zijwand aangebrachte doorvoeropening, ontstaat de mogelijkheid om de door de verbranding gevormde verbrandingsproducten zeer snel door de zijwand van de vloeistofkamer naar de omgeving af te voeren. Hierbij kan gebruik worden gemaakt van de druk in de vloeistofkamer, die hoger is dan de atmosferisch druk van de omgeving.The measures that the one or more than one pressure build-up chamber is arranged near the side wall of the liquid chamber and that the combustion product discharge channel is in fluid communication with a passage opening arranged in the side wall create the possibility of rapidly passing through the combustion products formed by the combustion drain the side wall of the fluid chamber to the environment. Use can hereby be made of the pressure in the liquid chamber, which is higher than the atmospheric pressure of the environment.
Hierdoor is het mogelijk om de verbrandingsproducten af te voeren voordat het medium dat tijdens de expansie omhoog is verplaatst, weer naar beneden is gevallen en een impuls overdraagt op het afsteunorgaan. Doordat de verbrandingsgassen voortijdig aan de impulsoverdracht tussen het vallende medium en het afsteunorgaan althans grotendeels zijn afgevoerd, wordt gasveerwerking van de verbrandingsgassen gereduceerd of mogelijk zelfs voorkomen. Ten gevolge van de gasveerwerking, waarbij het vallende medium de verbrandingsgassen comprimeert, zou immers de impact van het vallende medium op het afsteunorgaan reduceren.This makes it possible to discharge the combustion products before the medium which has moved up during the expansion has fallen down again and transmits an impulse to the support member. Because the combustion gases are at least largely discharged at the impulse transfer between the falling medium and the support member, gas spring effect of the combustion gases is reduced or possibly even prevented. After all, as a result of the gas spring action, in which the falling medium compresses the combustion gases, the impact of the falling medium on the support member would decrease.
Tijdens eerste testen is door het met de constructie volgens de uitvinding voortijdig afvoeren van de verbrandingsgassen circa een verdubbeling van de drukpiek behaald.During initial tests, the pressure peak approximately doubled with the construction according to the invention.
Voorkeursuitvoeringsvormen van de uitvinding zijn het onderwerp van de afhankelijke conclusies.Preferred embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
In de navolgende beschrijving worden voorkeursuitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding aan de hand van de tekening verder verklaard, waarin toont:In the following description, preferred embodiments of the present invention are further explained with reference to the drawing, in which:
Figuur 1: een weergave van een offshore windmolen op een enkelpaals constructie;Figure 1: a representation of an offshore windmill on a single pile construction;
Figuur 2: een perspectivische weergave van een hei-inrichting volgens de uitvinding;Figure 2: a perspective view of a pile driver according to the invention;
Figuren 3 en 4: gedetailleerde doorsnede-aanzichten van een verbrandingsproductafvoerkanaal voor het afvoeren van verbrandingsproducten in een gesloten toestand (figuur 3) en open toestand (figuur 4);Figures 3 and 4: detailed cross-sectional views of a combustion product discharge channel for discharging combustion products in a closed state (Figure 3) and open state (Figure 4);
Figuren 5-9: doorsnede-aanzichten van opeenvolgende stadia tijdens gebruik van de hei-inrichting volgens figuur 2.Figures 5-9: sectional views of successive stages during use of the pile driver of figure 2.
De in figuur 1 getoonde offshore windmolen 36 betreft een zogenaamde enkelpaals (ofwel ‘monopile’) constructie en omvat een heipaal 2 die onder het waterniveau 38 in de ondergrond 40, die gevormd wordt door de zeebodem, is vastgeheid.The offshore windmill 36 shown in figure 1 is a so-called single-pile (or "monopile") construction and comprises a pile 2 fixed under the water level 38 in the subsoil 40, which is formed by the seabed.
Volgens de uitvinding wordt dit heien uitgevoerd met een hei-inrichting 1, zoals getoond in figuur 2. De hei-inrichting 1, omvat een in dwarsrichting aan of op een heipaal 2 aangebracht of aanbrengbaar afsteunorgaan 8, en een vloeistofkamer 5. De vloeistofkamer 5 is ingericht om daarin een vloeistof te ontvangen, en wordt aan de onderzijde begrensd door het afsteunorgaan 8, en omvat verder één of meer dan één zijwand 4. De hei-inrichting 1 omvat verder één of meer dan één drukopbouwkamer 14, omvattende een bovenste deel 20 dat een verbrandingsruimte 22 vormt, en een onderste deel 24 dat in fluïdumverbinding staat met de vloeistofkamer 5. Een ontstekingsmechanisme 28 is ingericht voor het ontsteken van een zich in de verbrandingsruimte 22 bevindende brandstof, waarbij de verbrandingsruimte 22 is ingericht om daarin bevindende brandstof tijdens ontbranding zodanig te laten expanderen dat boven het afsteunorgaan 8 een drukopbouw plaatsvindt en de zich boven het afsteunorgaan 8 in de vloeistofkamer 5 bevindende vloeistof ten minste in bovenwaartse richting van het afsteunorgaan 8 vandaan wordt verplaatst, en een neerwaartse kracht via het afsteunorgaan 8 op de heipaal 2 wordt uitgeoefend. Verder is de hei-inrichting 1 voorzien van een brandstof-toevoerkanaal 30 voor het in de verbrandingsruimte brengen van brandstof, en een verbrandingsproduct-afvoerkanaal 32 voor het na ontbranding afvoeren van verbrandingsproducten. De één of meer dan één drukopbouwkamer 14 van de hei-inrichting 1 is nabij de zijwand 4 van de vloeistofkamer 5 aangebracht, en het verbrandingsproduct-afvoerkanaal 32 staat in fluïdumverbinding met een in de zijwand 4 aangebrachte doorvoeropening 6. Verder kan een lucht-toevoerkanaal 31 zijn voorzien, maar het is ook denkbaar dat een ontbrandbaar mengsel van brandstof en lucht door een brandstof(mengsel)-toevoerkanaal 30 aan de verbrandingsruimte 22 wordt toegevoerd.According to the invention, this pile-driving is carried out with a pile driver 1, as shown in figure 2. The pile driver 1 comprises a support member 8 arranged or arranged transversely on or on a pile 2, and a liquid chamber 5. The liquid chamber 5 is adapted to receive a liquid therein, and is bounded at the bottom by the supporting member 8, and further comprising one or more side wall 4. The pile driver 1 further comprises one or more pressure building chamber 14, comprising an upper part 20 forming a combustion space 22, and a lower portion 24 in fluid communication with the liquid chamber 5. An ignition mechanism 28 is arranged to ignite a fuel contained in the combustion space 22, the combustion space 22 being adapted to contain fuel therein during expand combustion so that a pressure build-up takes place above the support member 8 and the the liquid contained in the liquid chamber 5 is moved at least in an upward direction away from the support member 8, and a downward force is exerted on the pile 2 via the support member 8. Furthermore, the pile driver 1 is provided with a fuel supply channel 30 for introducing fuel into the combustion space, and a combustion product discharge channel 32 for discharging combustion products after ignition. The one or more than one pressure building chamber 14 of the pile driver 1 is arranged near the side wall 4 of the liquid chamber 5, and the combustion product discharge channel 32 is in fluid communication with a passage opening 6 arranged in the side wall 4. Furthermore, an air supply channel 31 are provided, but it is also conceivable that a combustible mixture of fuel and air is supplied to the combustion space 22 through a fuel (mixture) supply channel 30.
De drukopbouwkamer 14 wordt gevormd door een zich vanaf de één of meer dan één zijwand 4 binnenwaarts in de vloeistofkamer 5 uitstrekkend één of meer dan één plaatdeel 15. In de uitvoeringsvorm van figuur 2 wordt de drukopbouwkamer 14 gevormd door een zich rondom een binnenomtrek van de zijwand 4 aangebracht ringvormig plaatdeel 15. Het plaatdeel 15 strekt zich in de richting van het afsteunorgaan 8 uit, en vormt daarmee enerzijds een verbrandingsruimte 22, en anderzijds een geleiding die het neerwaarts vallende medium in de richting van het afsteunorgaan 8 afbuigt.The pressure building chamber 14 is formed by one or more of one plate part 15 extending inwardly from the one or more of one side wall 4 into the fluid chamber 5. In the embodiment of Figure 2, the pressure building chamber 14 is formed by an inner circumference of the side wall 4 arranged annular plate part 15. The plate part 15 extends in the direction of the support member 8, thereby forming on the one hand a combustion space 22 and on the other hand a guide which deflects the downwardly falling medium in the direction of the support member 8.
Om de verbrandingsproducten, d.w.z. verbrandingsgassen 33, vanaf de verbrandingsruimte 22 af te kunnen voeren, is de doorvoeropening 6 in de zijwand 4 aangebracht tussen het plaatdeel 15 en het afsteunorgaan 8.In order to be able to discharge the combustion products, i.e. combustion gases 33, from the combustion space 22, the passage opening 6 is arranged in the side wall 4 between the plate part 15 and the support member 8.
Het verbrandingsproduct-afvoerkanaal 32 staat in fluïdumverbinding met deze in de zijwand 4 aangebrachte doorvoeropening 6, en is verder voorzien van een selectief door een regelaar 34 bedienbare afsluiter 35. In figuur 3 bevindt de afsluiter 35 van de afsluiteenheid 27 zich in een eerste toestand waarin de vloeistofkamer 5 van de omgeving wordt afgesloten, terwijl figuur 4 een tweede toestand toont, waarin verbrandingsproducten via de getoonde pijl door het verbrandingsproduct-afvoerkanaal 32 naar de omgeving kunnen worden afgevoerd.The combustion product discharge channel 32 is in fluid communication with this passage opening 6 arranged in the side wall 4, and is further provided with a valve 35 selectively operable by a controller 34. In figure 3, the valve 35 of the closing unit 27 is in a first position in which the liquid chamber 5 is closed off from the environment, while figure 4 shows a second situation in which combustion products can be discharged through the combustion product discharge channel 32 to the environment via the arrow shown.
In figuur 5 wordt een uitgangstoestand getoond, waarbij een hei-inrichting 1 op een heipaal 2 is aangebracht, en is gevuld met een medium, typisch water. De verbinding tussen de hei-inrichting 1 en de heipaal 2 vindt in de getoonde uitvoeringsvorm plaats met een sleeve 9. Vervolgens wordt er via een brandstof-toevoerkanaal 30 een brandstof in de verbrandingsruimte 22 gebracht (figuur 6). De brandstof verdeelt zich over de verbrandingsruimte 22, en wordt vervolgens ontstoken met een ontstekingsmechanisme 28.Figure 5 shows an initial state in which a pile driver 1 is mounted on a pile 2 and is filled with a medium, typically water. In the embodiment shown, the connection between the pile driver 1 and the pile 2 takes place with a sleeve 9. Subsequently, a fuel is introduced into the combustion space 22 via a fuel supply channel 30 (figure 6). The fuel distributes over the combustion space 22, and is then ignited with an ignition mechanism 28.
Tijdens een eerste test werd t.g.v. de ontbranding een waterkolom 42 van 22 meter circa 1,5 meter opgetild. Het medium bevindt zich dan circa 1 seconde in een opgetilde toestand (figuren 7 en 8). De regelaar 34 van de afsluiteenheid 27 opent de afsluiter 35 dan kortstondig: het openen en sluiten kosten ieder circa 0,1 seconde, en tussenin kan de afsluiter 35 nog 0,5-0,6 seconde open gehouden worden (figuur 4). De overdruk van het verbrandingsproduct, eventueel bijgestaan door het al neerwaarts bewegende medium, drukt het verbrandingsproduct naar de atmosferische omgeving buiten de hei-inrichting 1 (figuur 8). Het medium kan vervolgens met sterk gereduceerde ‘gasveerwerking’ van een eventueel residu van verbrandingsproducten op het afsteunorgaan vallen, waarbij het de heipaal 2 verder de ondergrond 40 in drijft (figuur 9).During a first test, a water column 42 of 22 meters was lifted approximately 1.5 meters due to the ignition. The medium is then in a lifted state for approximately 1 second (Figures 7 and 8). The controller 34 of the closing unit 27 then opens the valve 35 briefly: the opening and closing each take about 0.1 seconds, and in the meantime the valve 35 can be kept open for another 0.5-0.6 seconds (figure 4). The overpressure of the combustion product, possibly assisted by the downwardly moving medium, presses the combustion product into the atmospheric environment outside the pile driver 1 (figure 8). The medium can then fall onto the support member with greatly reduced "gas spring effect" of any residue of combustion products, driving the pile 2 further into the substrate 40 (figure 9).
De zijwand 4 scheidt de vloeistof in de vloeistofkamer 5 af van de omgeving, waarbij de zich boven het afsteunorgaan 8 in de vloeistofkamer 5 bevindende vloeistof bij voorkeur water is.The side wall 4 separates the liquid in the liquid chamber 5 from the environment, the liquid located above the support member 8 in the liquid chamber 5 preferably being water.
Opgemerkt wordt dat rondom de omtrek van de hei-inrichting 1 meerdere brandstof-toevoerkanalen 30, verbrandingsgas-afvoerkanalen 32 en/of meerdere ontstekingsmechanismen 28 kunnen zijn voorzien. Het is daarbij denkbaar dat een groter aantal verbrandingsgas-afvoerkanalen 32 is voorzien dan het aantal aangebrachte brandstoftoevoerkanalen 30, omdat de beschikbare tijd voor het afvoeren van verbrandingsgassen maar beperkt is. Zo kunnen bijvoorbeeld vijf keer zoveel verbrandingsgas-afvoerkanalen 32 als brandstof-toevoerkanalen 30 zijn voorzien, bijvoorbeeld twintig verbrandingsgas-afvoerkanalen 32 ten opzichte van vier brandstof-toevoerkanalen 30.It is noted that several fuel supply channels 30, combustion gas discharge channels 32 and / or several ignition mechanisms 28 may be provided around the periphery of the pile driver 1. It is conceivable here that a greater number of flue gas discharge channels 32 is provided than the number of fitted fuel supply channels 30, because the time available for the discharge of combustion gases is limited. For example, five times as many combustion gas discharge channels 32 as fuel supply channels 30 may be provided, for example, twenty combustion gas discharge channels 32 relative to four fuel supply channels 30.
Hoewel niet getoond, kan de hei-inrichting zijn geïntegreerd in de heipaal 2 die met zijn zijwand een zijwand 4 van de vloeistofkamer 5 vormt.Although not shown, the pile driver can be integrated in the pile 2, which with its side wall forms a side wall 4 of the liquid chamber 5.
De hierboven beschreven uitvoeringsvorm is, hoewel het een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding toont, enkel bedoeld om de onderhavige uitvinding te illustreren en niet om op enigerlei wijze de omschrijving van de uitvinding te beperken. Wanneer maatregelen in de conclusies gevolgd worden door verwij zingscijfers, dienen der gelijke verwij zingscijfers enkel om bij te dragen aan het begrip van de conclusies, maar zijn ze op geen enkele wijze beperkende voor de beschermingsomvang. De beschreven rechten worden bepaald door de navolgende conclusies in de strekking waarvan vele modificaties denkbaar zijn.The embodiment described above, while showing a preferred embodiment of the invention, is only intended to illustrate the present invention and not to limit the description of the invention in any way. When measures in the claims are followed by reference numbers, such reference numbers serve only to contribute to the understanding of the claims, but in no way limit the scope of protection. The described rights are defined by the following claims, to the scope of which many modifications are conceivable.
Claims (9)
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL2017312A NL2017312B1 (en) | 2016-08-12 | 2016-08-12 | HEI DEVICE AND METHOD FOR THE APPLICATION THEREOF |
| PCT/NL2017/050530 WO2018030896A1 (en) | 2016-08-12 | 2017-08-10 | Pile-driver and method for application thereof |
| US16/325,015 US20200109534A1 (en) | 2016-08-12 | 2017-08-10 | Pile-driver and method for application thereof |
| EP17755284.1A EP3497289A1 (en) | 2016-08-12 | 2017-08-10 | Pile-driver and method for application thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL2017312A NL2017312B1 (en) | 2016-08-12 | 2016-08-12 | HEI DEVICE AND METHOD FOR THE APPLICATION THEREOF |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL2017312B1 true NL2017312B1 (en) | 2018-02-16 |
Family
ID=57042961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL2017312A NL2017312B1 (en) | 2016-08-12 | 2016-08-12 | HEI DEVICE AND METHOD FOR THE APPLICATION THEREOF |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20200109534A1 (en) |
| EP (1) | EP3497289A1 (en) |
| NL (1) | NL2017312B1 (en) |
| WO (1) | WO2018030896A1 (en) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL2025191B1 (en) | 2019-06-28 | 2021-05-31 | Ihc Holland Ie Bv | Pile-driver and method |
| NL2023409B1 (en) | 2019-06-28 | 2021-02-01 | Ihc Holland Ie Bv | Pile-driver and method |
| WO2020263095A1 (en) | 2019-06-28 | 2020-12-30 | Ihc Holland Ie B.V. | Pile-driver assembly and method of using it |
| NL2023408B1 (en) | 2019-06-28 | 2021-02-01 | Ihc Holland Ie Bv | Pile-driver and method |
| CN112854287B (en) * | 2021-01-26 | 2022-08-02 | 国网山东省电力公司经济技术研究院 | Transmission tower pile foundation with adjustable anti-pulling and anti-extrusion performance |
| CN114059539B (en) * | 2021-12-27 | 2023-06-09 | 湖北航天化学技术研究所 | Pile driving device with self-contained solid fuel |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4060139A (en) * | 1976-11-29 | 1977-11-29 | Raymond International Inc. | Underwater gas discharge hammer with gas reservoir |
| CN2078342U (en) * | 1990-09-11 | 1991-06-05 | 卢宝生 | Forced cooling jacket for diesel pile-driving hammer |
| EP2807307A1 (en) * | 2012-01-24 | 2014-12-03 | Fistuca B.V. | Pile for a wind motor |
| WO2015009144A1 (en) * | 2013-07-15 | 2015-01-22 | Fistuca B.V. | Pile-driver and method for application thereof |
-
2016
- 2016-08-12 NL NL2017312A patent/NL2017312B1/en active
-
2017
- 2017-08-10 US US16/325,015 patent/US20200109534A1/en not_active Abandoned
- 2017-08-10 EP EP17755284.1A patent/EP3497289A1/en not_active Withdrawn
- 2017-08-10 WO PCT/NL2017/050530 patent/WO2018030896A1/en unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4060139A (en) * | 1976-11-29 | 1977-11-29 | Raymond International Inc. | Underwater gas discharge hammer with gas reservoir |
| CN2078342U (en) * | 1990-09-11 | 1991-06-05 | 卢宝生 | Forced cooling jacket for diesel pile-driving hammer |
| EP2807307A1 (en) * | 2012-01-24 | 2014-12-03 | Fistuca B.V. | Pile for a wind motor |
| WO2015009144A1 (en) * | 2013-07-15 | 2015-01-22 | Fistuca B.V. | Pile-driver and method for application thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20200109534A1 (en) | 2020-04-09 |
| WO2018030896A1 (en) | 2018-02-15 |
| EP3497289A1 (en) | 2019-06-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NL2017312B1 (en) | HEI DEVICE AND METHOD FOR THE APPLICATION THEREOF | |
| NL2011166C2 (en) | HEI DEVICE AND METHOD FOR THE APPLICATION THEREOF | |
| NO321907B1 (en) | Underwater paeledrivverktoy | |
| AU2016204003B2 (en) | Deep water pile driver | |
| US4534419A (en) | Method for pile driving and dragging | |
| CA3094256A1 (en) | Device and method for generating high amplitude pressure waves | |
| EP2807307B1 (en) | Pile for a wind motor | |
| EP3180478B1 (en) | Hydraulically operated linear driver | |
| US4473123A (en) | Diesel hammer capable of delivering uplift blows and method of using same | |
| US3932999A (en) | Pile driving | |
| US20100018733A1 (en) | Pile-driving method and device | |
| US3356164A (en) | Pile driving mechanisms | |
| US20070289473A1 (en) | Implosive actuation of downhole tools | |
| US20090123236A1 (en) | Driver for and method of installing foundation elements and a kit of parts for assembling a driver | |
| US4098355A (en) | Underwater hammer with circumferential flow seal | |
| NL2028930B1 (en) | Method for driving a pile | |
| JP2942106B2 (en) | Sand pile creation method and its equipment | |
| JPS63241376A (en) | Acoustic wave generator | |
| US20150129270A1 (en) | Diesel hammer pile driver | |
| EP0659941A1 (en) | Piling apparatus adapted to be provided in a tube | |
| WO2001086076A1 (en) | Method and device for forming sand pile | |
| US176081A (en) | Improvement in methods and machines for breaking loaded shell and shot |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RE | Seizure |
Free format text: SEIZURE, PRE-JUDGEMENT ATTACHEMENT Effective date: 20190130 |
|
| RF | Pledge or confiscation terminated |
Free format text: SEIZURE REMOVAL, PRE-JUDGEMENT ATTACHEMENT Effective date: 20190417 |
|
| PD | Change of ownership |
Owner name: IHC HOLLAND IE B.V.; NL Free format text: DETAILS ASSIGNMENT: CHANGE OF OWNER(S), ASSIGNMENT; FORMER OWNER NAME: IHC IQIP B.V. Effective date: 20191018 |
|
| RC | Pledge established |
Free format text: DETAILS LICENCE OR PLEDGE: RIGHT OF PLEDGE, ESTABLISHED Name of requester: GLAS TRUST CORPORATION LIMITED Effective date: 20200623 |
|
| PD | Change of ownership |
Owner name: IHC IQIP HOLDING B.V.; NL Free format text: DETAILS ASSIGNMENT: CHANGE OF OWNER(S), ASSIGNMENT; FORMER OWNER NAME: IHC IQIP B.V. Effective date: 20221031 |
|
| HC | Change of name(s) of proprietor(s) |
Owner name: IQIP HOLDING B.V.; NL Free format text: DETAILS ASSIGNMENT: CHANGE OF OWNER(S), CHANGE OF OWNER(S) NAME; FORMER OWNER NAME: IHC IQIP HOLDING B.V. Effective date: 20221104 |