NO345930B1 - Flytende anlegg med forankringssystem - Google Patents

Description

Flytende anlegg med forankringssystem

Oppfinnelsens område

Oppfinnelsen vedrører anlegg som er konstruert for å flyte i vann, og forankringsløsninger for slike anlegg. Nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen et flytende anlegg som angitt i innledningen til krav 1.

Oppfinnelsens bakgrunn

Ringmerder av ulike typer er mye benyttet i oppdrettsnæringen. En typisk ringmerd omfatter ett eller flere ringformede flytelegemer som begrenser og danner merdens omkrets og som bærer et notlin. Notlinet danner følgelig en sylinderformet barriere for oppdrettsfisk eller andre akvatiske organismer. En vanlig merdkonstruksjon omfatter to ringformede flytelegemer – ofte omtalt som flyterør – som er konsentrisk anordnet i forhold til hverandre. Flyterørene kan være fleksible rør av plast eller annet egnet materiale, og som er forseglet for å danne to lukkede oppdriftslegemer.

Kjent teknikk omfatter WO 91/17653, som beskriver en ringmerd med to ringformede flytelegemer som er konsentrisk anordnet i forhold til hverandre. De to flytelegemene holdes sammen av et antall klamre som er anordnet med jevne mellomrom rundt ringmerdens omkrets. Hvert klammer, som er fremstilt av en egnet stålkvalitet, strekker seg i ringmerdens radielle retning og danner slik et hovedbæresystem i horisontalplanet. Ringmerden er forankret (f.eks. til sjøbunnen) via fire hanefot-forankringer som er festet til ringmerden med like mellomrom rundt ringmerdens omkrets. Hver hanefotforankring omfatter to forankringsliner som er festet til respektive klamre. Mellom klamrene er det festet en forspent stålkjetting som opptar aksiale strekkrefter rundt merdens omkrets.

Kjent teknikk omfatter også NO 330203 B1, som beskriver en ringmerd som har mange likheter med ovennevnte WO 91/17653, bl.a. ved at det mellom to hosliggende klamre løper et stag eller en kjetting. Staget eller kjettingen er festet til klammeret via en hurtigkobling i form av et rørklyss i klammeret. Forankringskjettinger er også festet i utvalgte klamre. Kjettingen eller stagene som er koplet mellom klamrene bidrar til å fordele kreftene i horisontalplanet, men ringmerdens flytelegemer utsettes allikevel for betydelige punktbelastninger i klamrene.

Det er derfor behov for et forankringssystem som fordeler kreftene i horisontalplanet på en bedre måte, og som dermed reduserer punktlastene i en ringmerd.

Ringmerder som benytter plastklamre, i stedet for eller sammen med metallklamre, er også kjent. Men metallklamre foretrekkes gjerne i merder som skal plasseres i krevende farvann. Metallklamre gir et vesentlig bidrag til merdens totalvekt, og er også utsatt for korrosjon slik at de må vedlikeholdes eller skiftes ut jevnlig. Metallklamre er også utsatt for ising, på grunn av metallets (f.eks. stålets) varmeledningsegenskaper.

Etter hvert som oppdrettsmerder plasseres i stadig mer krevende farvann, oppstår det et behov for mer robuste merder, men som har en lavere vekt og er mindre vedlikeholdskrevende enn dagens ringmerder.

Sammendrag av oppfinnelsen

Oppfinnelsen er angitt og karakterisert i det selvstendige patentkravet, mens de uselvstendige patentkravene angir andre kjennetegn ved oppfinnelsen.

Det er med dette frembrakt et flytende anlegg med et forankringssystem, omfattende en ringformet flyteinnretning med et flertall innfestingselementer og minst fire forankringsinnretninger anordnet symmetrisk om flyteinnretningens omkrets, karakterisert ved:

- at innfestingselementene omfatter en lastopptagende understøttelse;

- et fleksibelt lastfordelingselement som strekker seg rundt flyteinnretningens omkrets og danner en lukket løkke, og er bevegelig anordnet i innfestingselementenes lastopptagende understøttelse; og

- at i det minste én forankringsinnretning er tilkoplet lastfordelingselementet (10) mellom hosliggende innfestingselementer.

Forankringsinnretningene omfatter ett eller flere forankringselementer som i en første ende er tilknyttet en sjøbunnsforankring og i en andre ende er koplet til lastfordelingselementet mellom hosliggende innfestingselementer.

Forankringselementene kan være fast eller glidbart tilkoplet lastfordelingselementet.

Den ringformede flyteinnretningen kan omfatte ett eller flere ringformede flytelegemer og innfestingselementer er festet til nevnte flytelegemer.

I en utførelsesform omfatter innfestingselementet et utadragende element som omfatter den lastopptagende understøttelsen.

Den lastopptagende understøttelsen kan være forsynt med friksjonsreduserende midler for å redusere friksjon mellom lastfordelingselementet og understøttelsen.

I en utførelsesform omfatter det flytende anlegget en muffe som er glidbart anordnet på i det minste et parti av lastfordelingselementet. Muffens lengde kan tilsvare lengden mellom hosliggende innfestingselementer.

Det flytende anlegget kan være en merdkonstruksjon, omfattende en notpose som bæres av den ringformede flyteinnretningen, og der innfestingselementene er klamre som sammenkopler to eller flere ringformede flytelegemer i form av flyterør.

I en utførelsesform av det flytende anlegget er:

- den ringformede flyteinnretningen en fleksibel konstruksjon,

- forankringsinnretningene hanefotforankringer,

- flytelegemene og innfestingselementene utformet i plastmaterialer, og

- det fleksible lastfordelingselementet en stålwire, syntetisk tau eller stropp som er sammenkoplet slik at det danner en lukket løkke.

Forankringssystemet ifølge oppfinnelsen konverterer det lastbidraget fra forankringsinnretningene som i en konvensjonell flyter ville gitt utslag som strekkrefter, om til trykkrefter. Ved å omslutte flyteren med en lokal aksial last fra forankringselementene fordeles kreftene fra forankringselementene på en hensiktsmessig måte. Ovalisering av flyteinnretningen i sin helhet i horisontalplanet motvirkes også.

Forankringssystemet ifølge oppfinnelsen fører også til en lavere belastning på innfestingselementene (klamrene), hvilket gjør at disse kan utformes i lettvektsmaterialer, så som plast (f.eks. polyetylen). Dette gir lavere totalvekt for anlegget, samt lavere vedlikeholdskostnader.

Kort beskrivelse av tegningene

De ovennevnte og andre kjennetegn ved oppfinnelsen vil bli ytterligere redegjort for i den etterfølgende beskrivelsen av utførelsesformer av oppfinnelsen, fremsatt som ikkebegrensende eksempler og med henvisning til de medfølgende tegningene der:

Figur 1 er en tegning av en merdkonstruksjon som omfatter forankringssystemet ifølge oppfinnelsen;

Figur 2 er en tegning som viser merdkonstruksjonen og forankringssystemet vist i figur 1, sett ovenfra;

Figur 3 er en forstørrelse av utsnittet merket "A" i figur 2, og viser en første utførelsesform av forankringssystemet ifølge oppfinnelsen;

Figurene 4 og 5 er ulike perspektivtegninger som viser utsnitt av merdkonstruksjonen og den første utførelsesformen av forankringssystemet ifølge oppfinnelsen;

Figur 6 er en forstørrelse av utsnittet merket "B" i figur 5, men der det fleksible lastfordelingselementet er fjernet for å illustrere detaljer ved et innfestingselement;

Figur 7 er en perspektivtegning som viser et innfestingselement i en andre utførelsesform av forankringssystemet ifølge oppfinnelsen;

Figurene 8, 9, 11 er ulike perspektivtegninger som viser utsnitt av merdkonstruksjonen og en tredje utførelsesformen av forankringssystemet ifølge oppfinnelsen;

Figur 10 er en forstørrelse av utsnittet merket "C" i figur 9;

Figur 12 er en perspektivtegning av en glidemuffe som er montert på det fleksible lastfordelingselementet; og

Figurene 13 og 14 viser glidemuffen som vist i figur 12, montert mellom hosliggende innfestingselementer.

Detaljert beskrivelse av utførelsesformer av oppfinnelsen

Den følgende beskrivelse vil bruke begreper som "horisontal", "vertikal", "sideveis", "frem og tilbake", "opp og ned", "øvre", "nedre", "indre", "ytre", "fremover", "bakre", etc. Disse begrepene viser hovedsakelig til de perspektivene og plasseringene som er vist i tegningene og som er forbundet med en normal bruk av oppfinnelsen. Begrepene benyttes kun for å lette lesingen av beskrivelsen og skal ikke være begrensende.

Figurene 1 og 2 illustrerer en merdkonstruksjon 1 som flyter i en vannmasse W.

Merdkonstruksjonen omfatter en ringformet flyteinnretning 3 som flyter i vannflaten S og bærer en notpose 2. Notposen kan være av en hvilken som helst kjent type for oppbevaring av fisk og andre akvatiske organismer, og vil ikke bli beskrevet ytterligere her. Merdkonstruksjonen 1 er forankret til sjøbunnen (ikke vist) via fire forankringsinnretninger 4a-d som er koplet til den ringformede flyteinnretningen 3 med lik innbyrdes avstand. Forankringsinnretningene er av en i og for seg kjent type, og omfatter for eksempel liner, kjettinger, eller en kombinasjon av slike.

Forankringsinnretningene 4a-d er i den viste utførelsesformen hanefotforankringer, som hver omfatter tre forankringselementer 51-3, (f.eks. liner og/eller kjettinger) som i én ende er koplet til den ringformede flyteinnretningen 3 og i en andre ende er koplet sammen til en line eller kjetting 6 som kan være knyttet til et anker (ikke vist) eller lignende på sjøbunnen. En slik forankring vil ha symmetri i åtte strøm- og bølgeretninger.

Det skal forstås at forankringsinnretningene 4a-d kan omfatte færre eller flere forankringselementer 5 enn det som er vist i figurene 1 og 2. Hver forankringsinnretning 4a-d kan for eksempel omfatte kun ett forankringselement 5 som er koplet til respektiv line eller kjetting 6.

En første utførelsesform av forankringssystemet ifølge oppfinnelsen vil bli beskrevet med henvisning til figurene 3-6. Den ringformede flyteinnretningen 3 omfatter her to ringformede flytelegemer 7, 8 som er konsentrisk anordnet i forhold til hverandre: et første (indre) ringformet flytelegeme 7 og et andre (ytre) ringformet flytelegeme 8. Det skal forstås at flyteinnretningen 3 kan omfatter flere (f.eks. tre, fire eller flere) eller færre (f.eks. ett) flytelegemer enn det som er vist i figurene. Flytelegemene kan være fleksible rør av plast eller annet egnet materiale, og som er forseglet for å danne to lukkede, og ringformede, oppdriftslegemer. Flytelegemene kan også omtales som flyterør.

De to flytelegemene 7, 8 holdes sammen av et antall innfestingselementer (i det følgende også omtalt som klamre) 9 som er anordnet med jevne mellomrom rundt flyteinnretningens omkrets. Hvert innfestingselement 9 strekker seg i flyteinnretningens radielle retning og danner slik et hovedbæresystem i horisontalplanet.

Innfestingselementet 9 (klammeret) kan danne et underlag for en gangbane og er i den viste utførelsesformen forsynt med innfesting 11a for en rekkestøtte 11 slik at en rekke 12 kan anlegges rundt notposen.

Klammeret 9 i den viste utførelsesformen omfatter øvre og nedre halvdeler 9a,b (se figur 6) med profiler som er komplementære med flytelegemenes form, og som er sammenfestet på en i og for seg kjent måte, for eksempel ved hjelp bolter (ikke vist) eller lignende. Klamrene er fastlåst på gitte punkt på flyterørene. Hvert klammer 9 omfatter også en gjennomgående åpning 13. Gjennom klamrene 9 i den ringformede flyteinnretningen 3 er det strukket et fleksibelt lastfordelingselement 10. Den gjennomgående åpningen 13 fungerer altså som en føring og lastopptagende understøttelse for lastfordelingselementet 10.

Det fleksible lastfordelingselementet 10 strekker seg rundt hele flyteinnretningens omkrets, i den viste utførelsesformen mellom flyterørene 7, 8, og kan være en stålwire, syntetisk tau eller stropp (f.eks. Dyneema) eller av et annet egnet materiale som er sammenkoplet på en i og for seg kjent måte slik at det danner en lukket løkke. Det fleksible lastfordelingselementet 10 kan med fordel være stramt installert, med en hensiktsmessig forspenning. Den gjennomgående åpningen 13 i hvert klammer 9 er utformet slik at det fleksible lastfordelingselementet 10 i seg selv kan beveges uhindret frem og tilbake i åpningen, gjennom klammeret (dvs. innfestingselementet).

Hvert forankringselement 51-3 (heretter kollektivt vist til med henvisningstallet 5) er i én ende er koplet til det fleksible lastfordelingselementet 10, og fast festet (dvs. låst) til fleksible lastfordelingselementet 10 i lastfordelingselementets lengderetning. Den faste innfestningen, angitt med henvisningstallet 17 i figur 5, kan f.eks. oppnås ved at forankringselementet festet via en sjakkel til fleksible lastfordelingselementet, og være innrettet slik at det fleksible lastfordelingselementet kan rotere i forhold til forankringselementet, men er låst i lengderetningen. I den viste utførelsesformen – som viser merdkonstruksjonen i en likevektstilstand – er hvert forankringselement 5 festet til lastfordelingselementet 10 omtrent midt mellom hosliggende klammer 9. Det fleksible lastfordelingselementets 10 tillatte bevegelse gjennom klammerets åpning 13 er følgelig begrenset av den faste innfestningens 17 tillatte vandring mellom hosliggende klamre 9. Den faste innfestningen 17 fungerer dermed som en stopper på det fleksible lastfordelingselementet 10, slik at man unngår problematikken med "single point of failure" dersom lastfordelingselementet 10 skulle ryke. I en annen utførelsesform er innfestningen 17 ikke fast, hvilket medfører at forankringselementet 5 også kan bevege seg langs det fleksible lastfordelingselementet 10. Figur 5 viser også en (valgfri) sikringsline eller –kjetting 22 som er koplet mellom forankringselementet 5 og ett klammer 9. Denne er ikke belastet ved en normal operasjon av det flytende anlegget, men fungerer som en sikkerhetsforanstaltning dersom lastfordelingselementet eller innfestning mellom forankringselement og lastfordelingselement skulle svikte.

Ettersom det fleksible lastfordelingselementet 10 kan bevege seg i åpningen 13 gjennom klamrene (innfestingselementet) 9, vil det fleksible lastfordelingselementet fordele kreftene fra forankringsinn-retningene (her: hanefotforankringenene) i hele lastfordelings-elementet og følgelig rundt hele merdkonstruksjonen, og dermed utnytte motstanden de oppspente flyterørene 7, 8 har mot deformasjon. Det antas også at denne løsningen vil motvirke ovalisering av merdkonstruksjonen i horisontalplanet.

Hanefotforankringen som vist i figur 2 vil gi symmetri i åtte strøm- og bølgeretninger, og det antas derfor at det fleksible lastfordelingselementet 10 vil finne likevekt og dermed ha begrenset forflytning mellom hosliggende klamre. Sammenlignet med den kjente teknikk, der hanefotforankringen er koplet direkte inn på klamrene, vil forankringssystemet ifølge oppfinnelsen gi lavere jevnføringsspenninger i indre og ytre flyterør. Dette fordi forankringselementets 5 innfesting 17 er på lastfordelingselementet 10 og ikke på innfestingselementene (klamrene) 9, og fordi lastfordelingselementet 10 kan beveges i forhold til innfestingselementene som beskrevet over. Strekkrefter tas hovedsakelig i det fleksible lastfordelingselementet 10 (f.eks. wire eller tau i en lukket sløyfe) og ikke i like stor grad i flyterørene (slik tilfellet er med kjent teknikk).

Klammeret (innfestingselementet) 9 kan være fremstilt av stål eller andre egnede materialer. Men det kan også utformes i lettvektsmaterialer, som plastmaterialer, fordi klammeret ikke utsettes for så store belastninger som de tidligere kjente klamrene utsettes for.

Figur 7 viser en alternativ utførelsesform av innfestingselementet 9 som beskrevet over. Her er innfestingselementet 9’ forsynt med en gjennomgående åpning 13’ der det er plassert en trinse 14. Trinsen 14 er roterbart opplagret på en aksel 15 og er utformet slik at den kan ligge an mot lastfordelingselementet 10. På denne måten reduseres friksjon mellom lastfordelingselement og innfestingselement når lastfordelingselementet beveger seg som beskrevet over. Det skal forstås at oppfinnelsen også omfatter andre friksjonsreduserende elementer plassert i innfestingselementet. Trinsen kan for eksempel erstattes av rullelager eller en gjennomføring av et materiale med lav friksjonskoeffisient. De øvrige trekk, funksjoner og virkninger som er beskrevet over med henvisning til den første utførelsesformen er også gjeldende for denne andre utførelsesformen.

En tredje utførelsesform av forankringssystemet ifølge oppfinnelsen vil bli beskrevet med henvisning til figurene 8-11. Denne utførelsesformen skiller seg fra den første utførelsesformen blant annet ved at innfestingselementet har en annen utforming og at det fleksible lastfordelingselementet 10 er anbrakt noe mer perifert. I denne tredje utførelsesformen omfatter innfestingselementet (klammeret) 9" et utadragende element (så som en plate) 16 som er forsynt med en gjennomgående åpning 13". Denne åpningen har fundamentalt sett samme funksjon som åpningen 13 som beskrevet over, og kan også være utstyrt med friksjonsreduserende midler som beskrevet over med henvising til figur 7. En effekt av det nedad- og utadragende elementets 16 form og plassering på innfestingselementet 9" er at det fleksible lastfordelingselementet 10 legges i en bane som er lengre ute (mer perifert) enn hva tilfellet er for innfestingselementet 9, beskrevet over. I den illustrerte utførelsesformen er det fleksible lastfordelingselementets 10 bane hovedsakelig sammenfallende med senterlinjen til det ytre flyterøret 8. En slik plassering bidrar til en gunstig lastfordeling mellom indre og ytre flyterør, medfører lavere risiko for kontakt mellom forankringselement og ytre flyterør, og gir lettere adkomst for til- og frakopling av forankringselementet.

De øvrige trekk, funksjoner og virkninger som er beskrevet over med henvisning til den første utførelsesformen er også gjeldende for denne tredje utførelsesformen.

Som nevnt over med henvisning til figur 7, er det ønskelig å redusere friksjon mellom lastfordelingselement og innfestingselement (klammer) når lastfordelingselementet beveger seg i åpningen 13; 13". For å oppnå dette kan det fleksible lastfordelingselementet 10 være forsynt med en glidemuffe 18, som vist i figur 12. Glidemuffen har i den illustrerte utførelsesformen en lengde d som tilsvarer lengden mellom hosliggende innfestingselementer, og er forsynt med endestoppere 19a,b og et sentralt plassert innfestningsparti 21 for forankringselementet 5. På denne måten er forankringselementet låst i glidemuffens 18 lengderetning men kan rotere i forhold til glidemuffen. Det fleksible lastfordelingselementet 10 kan bevege seg inne i glidemuffen uten at sistnevnte beveges. En ytterligere fordel med glidemuffen er at forankringselementet 5 alltid holdes i en midtstilling mellom hosliggende innfestingselementer 9; 9".

For minske friksjon mellom ble lastfordelingselement 10 og glidemuffe 18, kan en lengde av lastfordelingselementet være (valgfritt) utstyrt med en fast montert mantel 20 eller annen kappe.

Figur 13 viser glidemuffe 18 og mantel 20 montert mellom innfestingselementer 9", mens figur 14 viser en variant uten mantel på lastfordelingselementet. Det skal forsås at slike glidemuffer of mantler også kan monteres mellom innfestingselementer 9 i henhold til den første utførelsesformen av oppfinnelsen.

Selv om oppfinnelsen er illustrert og beskrevet med innfestingselementer i form av klamre som også har til formål å binde flyterørende sammen, skal det forstås at innfestingselementene kan ha andre former og funksjoner.

Det skal forstås at oppfinnelsen er særlig egnet for merdkonstruksjoner som benytter fleksible flyterør. Oppfinnelsen skal imidlertid ikke være begrenset til en slik anvendelse, idet den kan anvendes på alle typer ringformede, flytende anlegg, der de ringformede flyteinnretningene også kan være utformet i et stivt materiale.

Claims (10)

Patentkrav

1. Et flytende anlegg (1) med et forankringssystem, omfattende en ringformet flyteinnretning (3) med et flertall innfestingselementer (9; 9’; 9") og minst fire forankringsinnretninger (4a-d) anordnet symmetrisk om flyteinnretningens (3) omkrets, karakterisert ved:

- at innfestingselementene (9; 9’; 9") omfatter en lastopptagende understøttelse (13; 13’; 13");

- et fleksibelt lastfordelingselement (10) som strekker seg rundt flyteinnretningens (3) omkrets og danner en lukket løkke, og er bevegelig anordnet i innfestingselementenes lastopptagende understøttelse (13; 13’; 13"); og

- at i det minste én forankringsinnretning (4a-d) er tilkoplet lastfordelingselementet (10) mellom hosliggende innfestingselementer (9; 9’; 9").

2. Et flytende anlegg som angitt i krav 1, der en forankringsinnretning (4a-d) omfatter ett eller flere forankringselementer (5) som i en første ende er tilknyttet en sjøbunnsforankring (6) og i en andre ende er koplet til lastfordelingselementet (10) mellom hosliggende innfestingselementer (9; 9’; 9").

3. Et flytende anlegg som angitt i krav 2, der forankringselementene (5) er fast eller glidbart tilkoplet lastfordelingselementet (10).

4. Et flytende anlegg som angitt i et hvilket som helst av kravene 1-3, der den ringformede flyteinnretningen (3) omfatter ett eller flere ringformede flytelegemer (7, 8) og der innfestingselementer (9; 9’; 9") er festet til nevnte flytelegemer.

5. Et flytende anlegg som angitt i et hvilket som helst av kravene 1-4, der innfestingselementet (9") omfatter et utadragende element (16) som omfatter den lastopptagende understøttelsen (13").

6. Et flytende anlegg som angitt i et hvilket som helst av kravene 1-5, der den lastopptagende understøttelsen (13’) er forsynt med friksjonsreduserende midler (14) for å redusere friksjon mellom lastfordelingselementet (10) og understøttelsen.

7. Et flytende anlegg som angitt i et hvilket som helst av kravene 1-4, videre omfattende en muffe (18) som er glidbart anordnet på i det minste et parti av lastfordelingselementet.

8. Et flytende anlegg som angitt i krav 7, der muffes (18) lengde tilsvarer lengden mellom hosliggende innfestingselementer (9; 9").

9. Et flytende anlegg som angitt i et hvilket som helst av kravene 1-8, der det flytende anlegget er en merdkonstruksjon, omfattende en notpose (2) som bæres av den ringformede flyteinnretningen (3), og der innfestingselementene (9; 9’; 9") er klamre som sammenkopler to eller flere ringformede flytelegemer (7, 8) i form av flyterør.

10. Et flytende anlegg som angitt i et hvilket som helst av kravene 1-9, der:

- den ringformede flyteinnretningen (3) er en fleksibel konstruksjon,

- forankringsinnretningene (4a-d) er hanefotforankringer,

- flytelegemene og innfestingselementene er utformet i plastmaterialer, og

- det fleksible lastfordelingselementet (10) er en stålwire, syntetisk tau eller stropp som er sammenkoplet slik at det danner en lukket løkke.