Vorrichtung für den Zugang zu baulichen Einrichtungen auf dem Meer
Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für den Zugang zu baulichen Einrichtungen auf dem Meer gemäß dem Patentanspruch 1.
Solche Vorrichtungen kommen bei baulichen Einrichtungen zur Anwendung, die ablandig, im Bereich des Meeres in definierter Höhe über dem Wasserspiegel auf Fundamentebenen installiert sind. Die Fundamentebenen sind auf Pfeilern abgestützt; die im Meeresboden verankert sind. Zu diesen Einrichtungen gehören Windturbinen, Kontrollpattformen von Windparkanlagen und Bohrinseln. Bei all diesen Einrichtungen müssen mehr oder weniger oft Inspektionen, Kontrollen und Reparaturen durchgeführt werden. Die Anlieferung von Materialen und Geräten sowie der Zugang von Personal sind deshalb hierfür ständig erforderlich.
Bei Windturbinen, Kontrollplattformen und Bohrinseln muss der Zugang für das technische Personal und das Anliefern von Material vor allem beim Auftreten von Störungen in diesen Einrichtung schnell möglich sein. Das geschieht bis jetzt mit Hilfe von kleinen Schiffen oder Booten, die das Personal und das Material auf Laufstegen beispielsweise im Fußbereich einer Windturbine absetzen. Ein Zugang aus der Luft mit Hilfe von Hubschraubern ist auch möglich. Hierbei wird das Personal mit Seilwinden auf dem Dach der Gondel abgesetzt, die am oberen Ende einer solchen Windturbine installiert ist. Bei Bohrinseln und Kotrollplattformen erfolgt der Zugang des Personals über Schiffe oder Hubschrauber. Da sich die genannten Einrichtungen im Bereich des Meeres befinden, sind hohe Windgeschwindigkeiten und ein hoher Wellengang selbstverständlich. Damit ist der Zugang zu diesen Einrichtungen mittels Booten oder Hubschraubern sehr oft beeinträchtigt. Selbst mit Hilfe von Spezialschiffen, den sogenannten SWATH (Small Waterplane Area Twin Hüll), die aufgrund ihrer Bauweise eine stabilere Lage im Wellengang haben als Monohull-Schiffe, kann der Übergang des Personals bei einer Höhe der Wellen von mehr als 2.5m nicht mehr gefahrlos erfolgen.
Das gleiche gilt auch für das Abseilen von Personen auf die Gondeln von Windturbinen, die bei den heute üblichen Leistungen der Windkraftanlagen in einer Höhe von mehr als 60m über dem Wasserspiegel angeordnet sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Vorrichtung aufzuzeigen, mit welcher der Zugang zu baulichen Einrichtungen der eingangs genannten Art unabhängig von allen Witterungsbedingungen erfolgen kann, so dass eine Belieferung mit Material, Werkzeug, Verpflegung und Personal immer möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist so beschaffen, dass ein Zugang zu einer baulichen Einrichtung von einem Schiff aus jeder Zeit möglich ist. Mit der Vorrichtung können Material, Werkzeug, Verpflegung und Personal vom begehbaren Deck eines Schiffes aus, bei jeder Witterung und das ganze Jahr über, zu einer baulichen Einrichtung transportiert und auch wieder abgeholt werden. Das Schiff muss hierfür unter die der Einrichtung gefahren werden. Das ist immer dann möglich, wenn die Einrichtungen dieser Art auf Fundamentebenen errichtet sind, die in definierter Höhe über dem Wasserspiegel installiert und über drei oder vier hinreichend weit aus einander stehende Pfeiler im Meeresboden verankert sind.
Die Einrichtung ist für diesen Zugang mit einem beweglich installierten Kanal ausgerüstet. Dieser wird durch ein Rohr mit definiertem Durchmesser gebildet. Bei geschlossenem Zugang ist das Rohr vollständig in der Einrichtung integriert. Das ist besonders einfach, wenn es sich bei der Einrichtung um eine Windturbine handelt, in deren Turm das den Kanal bildende Rohr aufgenommen werden kann. Bei anderen Einrichtung, die über keinen Turm verfügen, kann über der Fundamentebne ein entsprechendes Gehäuse für die Aufnahme eines solchen Rohres installiert werden. Sollen Material, Werkzeuge, Verpflegung oder Personal zu der Einrichtung gebracht werden, wird der Kanal mit Hilfe einer Antriebsvorrichtung senkrecht nach unter in Richtung auf das Schiff zubewegt, und zwar so weit, dass das freie Ende des Kanals einen Mindestabstand A von 0,30m bis 0,50m vom begehbaren Deck des Schiffes aufweist. Dieser Abstand wird konstant gehalten. Die Antriebsvorrichtung ist hierfür mit einer elektronischen Reglereinheit ausgerüstet, die mit mehreren akustischen oder optischen Abstandssensoren in Verbindung steht. Die Messfühler der
Abstandssensoren sind vorzugsweise außen auf dem Kanal befestigt, und zwar_sp, . dass sie auf das begehbare Deck des Schiffes gerichtet sind. Wird das Schiff durch hohen Wellengang angehoben oder abgesenkt bzw. verändert sich der Abstand zwischen Deck und Kanal aus einem anderen Grund, so erfolgt sofort eine Anpassung des Minimalabstands A an den vorgegebenen Sollwert, welcher in der Reglereinheit gespeichert ist. Das freie Ende des Kanals ist nach unten zu verschlossen. Zum Be- und Entladen ist in der seitlichen Begrenzungswand des Kanals, in einem geringen Abstand von seinem geschlossenen, dem Wasserspiegel zugewandten Ende, mindestens eine Aus/Einlassöffnung vorgesehen, über die das Innere des Kanals zugänglich ist. Die Aus/Einlassöffnung kann von dem begehbaren Deck des Schiffes aus leicht erreicht werden, da der Mindestabstand A zwischen dem Deck des Schiffes und dem geschlossenen Ende des Kanals nur 0,30m bis 0,50m beträgt.
Als Antriebsvorrichtung für den Kanal können zwei oder mehrere simultan laufende, hinreichend leistungsstarke und dynamisch motorische Seilwinden verwendet werden, die innerhalb des Turms oder Gehäuses installiert und mit dem Kanal verbunden sind. Es kann jedoch auch eine hydraulische oder pneumatische Antriebsvorrichtung verwendet werden. In diesem Fall ist ein Ring außen am Kanal über der nahe bei seinem geschlossenen unteren Ende liegenden Aus/Einlassöffnung befestigt. An dem Ring greifen beispielsweise Hydraulikzylinder über Gelenke an. Die zweiten Enden der Hydraulikzylinder sind ebenfalls über Gelenke auf der Unterseite der Fundamentebne in deren Randbereich befestigt. Diese Hydraulikzylinder dienen der Zentrierung des Kanals und der Übertragung von Kräften auf den Kanal. Ein weiterer Hydraulikzylinder der Antriebsvorrichtung greift über ein Gelenk an jedem der erstgenannten Hydraulikzylinder an. Jeder dieser zweiten Hydraulikzylinder ist auf der Oberseite der Fundamentebne über jeweils ein Gelenk an einem Stützelement befestigt, das mit der Fundamentebne einen Winkel von etwa 45° einschließt.
Diese Antriebsvorrichtung ist ebenfalls mit einer Reglereinheit ausgerüstet, die mit optischen oder akustischen Abstandssensoren in Verbindung steht. Mit dieser Antriebsvorrichtung kann der Kanal nur bis zu dem Ring, der ihn außen umgibt, in die bauliche Einrichtung geschoben werden. Um Material, Werkzeug, Verpflegung und Personal bis in die bauliche Einrichtung transportieren zu können, gleichgültig mit welcher Antriebsvorrichtung der Kanal bewegt wird, ist ein zusätzlicher Aufzug
vorgesehen. Ein solcher Aufzug wird in der baulichen Einrichtung installiert, und kann . von dort aus immer bis zum unteren Ende des Kanals verfahren werden, gleichgültig in welcher Position sich der Kanal befindet. Ein solcher Aufzug ist auch dann sinnvoll, wenn die Antriebsvorrichtung durch Seilwinden gebildet wird. Handelt.es sich bei der baulichen Einrichtung um eine Windturbine, so kann der Aufzug so installiert werden, dass mit ihm auch die Gondel der Windturbine erreicht werden kann.
Weitere erfinderische Merkmale sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von schematischen Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Zugangsvorrichtung für bauliche Einrichtung im Bereich des Meeres,
Fig. 2 eine Einrichtung, die mit einer Zugangsvorrichtung gemäß Fig. 1 ausgerüstet ist,
Fig. 3 die Zugangsvorrichtung gemäß Fig. 1 im Betrieb,
Fig. 4 die Zugangsvorrichtung gemäß Fig. 1 mit einer hydraulischen Antriebsvorrichtung.
Fig. 1 zeigt eine Zugangsvorrichtung 1 mit einem Kanal 2, einer Antriebsvorrichtung 3, einer Reglereinheit 4, Abstandssensoren 5 und einem Aufzug 6. Die Zugangsvorrichtung 1 ist in eine, in Fig. 2 dargestellte, bauliche Einrichtung 10 eingebaut. Bei der Einrichtung 10 handelt es sich um eine ablandig im Bereich des Meeres 11 installierte Windturbine. Die Zugangsvorrichtung 1 kann jedoch auch in jede andere bauliche Einrichtung 10 integriert werden, sofern diese auf einer Fundamentebene 12 in definierter Höhe über dem Wasserspiegel installiert ist. Die Fundamentebne 12 muss zudem über Pfeiler 13 im Meeresboden -14 verankert ist, wie das bei dem Turm 10T der Windturbine 10 der Fall ist. Die Pfeiler 13 sind in einem solchen Abstand angeordnet, dass ein für den Transport von Material, Werkzeug,
Verpflegung und Personal bestimmtes Schiff 15 zwischen den Pfeilern 13 hindurch unter die Fundamentebne 12 gefahren werden kann, wie das in Fig. 2 dargestellt ist.
Der Kanal 2 der Zugangsvorrichtung 1 ist, falls kein Zugang zu der baulichen Einrichtung 10 gewünscht wird, vollständig innerhalb des Turms 10T der Windturbine 10 angeordnet. Der Kanal 2 wird durch ein zylinderförmiges Rohr gebildet, dessen Abmessungen so gewählt sind, dass innerhalb des Turms 10T noch ausreichend Platz vorhanden ist, um den Kanal 2 vertikal nach oben und unten bewegen zu können. Ferner ist der Kanal 2 so bemessen, dass sein nach unten weisendes Ende 2A immer in einem Mindestabstand A von 0,30m bis 0,50m über dem begehbaren Deck eines Schiffes 15 angeordnet werden kann, und sein zweites Ende immer innerhalb des Turms 10T verbleibt. Zudem ist der Innendurchmesser des Kanals 2 so groß, dass sich der Aufzug 6 hindurch bewegen lässt.
Der Kanal 2 kann mit Hilfe der Antriebsvorrichtung 3 aus dem Turm 10T heraus, durch einen Durchlass (hier nicht dargestellt) in der Fundamentebne 12 hindurch, senkrecht nach unten bewegt werden. Bei der Antriebsvorrichtung 3 handelt es sich bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel um zwei oder mehrere simultan laufende, hinreichend leistungsstarke und dynamische motorische Seilwinden 3S, die innerhalb des Turms 10T installiert und mit dem Kanal 2 verbunden sind. Am unteren Ende des Turms ist ein zylinderförmiges Bauelement 20 installiert, das den Kanal 2 hüllenartig umgibt und als Führungselement für den Kanal 2 dient. Zwischen dem Kanal 2 und dem Führungselement 20 ist ein Dichtungsring (hier nicht dargestellt) angeordnet, um das Eindringen von salzhaltiger Luft und/oder Seewasser in das Innere des Turms 10T zu verhindern. Das nach unten weisende Ende 2A des Kanals 2 ist verschlossen. Für den Zugang zu dem Kanal 2 ist in der seitlichen Begrenzungswand des Kanals im Bereich des Endes 2A eine Aus/Einlassöffnung 2Z vorgesehen. An der nach unten gerichteten Außenfläche des Kanals 2 sind die Abstandssensoren 5 installiert. Sie sind mit der Reglereinheit 4 verbunden, die am zweiten Ende 2B des Kanals 2 installiert ist, das immer innerhalb des Turms 10T verbleibt. Die Reglereinheit 4 steht mit der Antriebsvorrichtung 3 in Verbindung. Wird der Kanal 2, wie in Fig. 3 dargestellt, aus dem Turm 10T heraus bewegt, um Ladung von einem Schiff 15 abzuholen oder dorthin zubringen, wird mit Hilfe der Abstandsensoren 5 die Entfernung zwischen dem Kanal 2 und dem Schiff 15 kontinuierlich ermittelt. Ist ein Mindestabstand A zwischen dem
Kanal 2 und dem begehbaren Deck des Schiffes 15 von 0,30m und bis 0,50m erreicht, der in der Reglereinheit 4 als Sollwert gespeichert ist, so wird die Antriebsvorrichtung 3 angehalten. Schon bei geringen Änderungen dieses Mindestabstands A zwischen Kanal 2 und Schiff 15 wird eine Regelung in Richtung des Sollwerts vorgenommen. Ist die aufzunehmende Ladung innerhalb des Kanals 2 oder des Aufzugs 6 angeordnet, der innerhalb des Kanals 2 betrieben werden kann, wird Aufzug 6 nach oben gefahren, oder die Antriebsvorrichtung 3 betätigt, und der Kanal 2 nach oben in den Turm 10T bewegt.
Am unten Ende des Turms 10T ist bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ein Lagerraum 21 installiert, in dem die mit dem Aufzug 6 oder dem Kanal 2 anlieferten Ladungen zwischengelagert werden können. Wird die Ladung unmittelbar in der Gondel 10G benötigt, so kann sie mit Hilfe des Aufzugs 6 bis dort hin transportiert werden, sofern dieser innerhalb des Turms 10T so weit nach oben geführt ist (hier nicht dargestellt).
Fig. 4 zeigt eine Zugangsvorrichtung 1, bei welcher der Kanal 2 mit Hilfe einer hydraulischen Antriebsvorrichtung 3 bewegt wird. Hierfür ist am ersten nach unten weisenden Ende 2A des Kanals 2 außen ein Ring 22 befestigt, der den Kanal 2 eng umschließt. An dem Ring 22 sind Gelenke 23 in gleichmäßigen Abständen voneinander befestigt. Mit den Gelenken 23 sind Hydraulikzylinder 24 verbunden, die zu der Antriebsvorrichtung 3 gehören. Die Hydraulikzylinder 24 dienen der Zentrierung des Kanals 2 und der Übertragung von Kräften auf den Kanal 2. Die zweiten Enden der Hydraulikzylinder 24 sind ebenfalls über Gelenke 25 an der Unterseite der Fundamentebne 12 in einem gleichmäßigen Abstand voneinander im Randbereich der Fundamentebne 12 befestigt. An jedem dieser Hydraulikzylinder 24 greift über ein Gelenk 26 ein weiterer Hydraulikzylinder 27 an. Das zweite Enden eines jeden Hydraulikzylinders 27 ist über ein Gelenk 28 an einem Stützelement 10S des Turms 10T befestigt. Jedes Stützelement 10S schließt bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel mit der Fundamentebne 12 einen Winkel von etwa 45° ein und ist mit einem Ende an jeweils einem Pfeiler 13 gehaltert. Die Antriebsvorrichtung 3 ist ebenfalls mit einer Reglereinheit (hier nicht dargestellt) ausgerüstet ist, welche mit den Abstandssensoren 5 in Verbindung steht, die auch hier an der dem Meer 11 zugewandten Begrenzung des Kanals 2 angeordnet sind.
Mit Hilfe der Reglereinheit werden alle Hydraulikzylinder 24 immer auf der gleichen Länge gehalten. Das gilt auch für die Hydraulikzylinder 27. Mit der Antriebsvorrichtung 3 kann der Kanal 2 soweit abgesenkt oder angehoben werden, dass ein Mindestabstand A von 0,30m bis 0,50m zwischen ihm und dem begehbaren Deck eines jeden Schiffes 15 eingehalten wird. Hierfür werden die Längen der Hydraulikzylinder 24 und 27 von der Reglereinheit entsprechen verändert. Wird der Kanal 2 in den Turm 10T zurückgefahren, so werden die Hydraulikzylinder 24 und 27 entsprechend verkürzt. Wegen es Rings 22, der außen an dem Kanal 2 befestigt ist, kann dieser nicht vollständig in den Turm 10T geschoben werden. Personal 30 oder Ladungen (hier nicht dargestellt) werden von dort aus mit dem in Fig. 1 gezeigten Aufzug 6 in den Turm 10T transportiert. Der Kanal 2 muss hierbei mit mindestens einer weiteren Aus/Einlassöffnung (hier nicht dargestellt) versehen werden, die in einem definierten Abstand über der Aus/Einlassöffnung 2Z liegt, damit Ladungen (hier nicht dargestellt) bzw. Personal 30 auch am unteren Ende des Turms 10T ausgeladen werden bzw. aussteigen können.
Die Erfindung beschränkt sich nicht nur auf das hier beschriebene Ausführungsbeispiel. Vielmehr umfasst sie alle Variationen der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die dem Kern der Erfindung zugeordnet werden können.