專利名稱：浮式平臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種浮式平臺(tái)，該浮式平臺(tái)具有平坦的蓋元件和連接到該蓋元件的密封元件，該密封元件在操作期間與液面密封接觸并且與該蓋元件和液面或底面一起包圍成封閉的腔，在該腔中，可通過空氣壓縮生產(chǎn)裝置產(chǎn)生支撐該平臺(tái)的超壓。
背景技術(shù)：
專利文獻(xiàn)WO 2009/001225A2公開了一種具有大面積的蓋元件的浮式平臺(tái)，在該蓋元件上布置有太陽能電池板。該平臺(tái)包括環(huán)形的浮體，通過該浮體，該平臺(tái)被支撐在水域或者人工建造的水池中。該蓋層被緊固到環(huán)形浮體的上側(cè)并且與該浮體一起以氣密的方式密封到達(dá)地下空間的一體積。為了將該蓋層保持在高于水面或底面的特定距離處，通過壓 縮機(jī)在封閉的體積中產(chǎn)生氣室。根據(jù)該操作區(qū)域，當(dāng)在自然水域中使用平臺(tái)時(shí)，浮體必須具有非常堅(jiān)硬的設(shè)計(jì)以能夠耐受水面的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，特別是海水的運(yùn)動(dòng)。特別存在這樣的問題，即海水的運(yùn)動(dòng)會(huì)對(duì)基本上要靜止地定位且選擇性地追蹤太陽的位置的平臺(tái)的穩(wěn)定性和/或取向有干擾影響。龐大的環(huán)形浮體的缺點(diǎn)為，在其下側(cè)處受波浪運(yùn)動(dòng)沖擊的面積非常大，這可能損害該裝置的穩(wěn)定性。專利文獻(xiàn)FR 2471564A1公開了具有多個(gè)分開的細(xì)長(zhǎng)腔室的太陽能電池板，所述多個(gè)分開的細(xì)長(zhǎng)腔室組合形成圓形。所述腔室與該結(jié)構(gòu)的頂部包圍成封閉的空間，所述封閉的空間裝滿壓縮的空氣以便承載太陽能電池板的固有重量。側(cè)向布置的腔室的下側(cè)與在環(huán)形通道中向上浮起的圓環(huán)形框架連接。從該框架的下側(cè)懸吊環(huán)形的壓載物。然而，該圓環(huán)形框架包括WO 2009/001225A2的上下文中描述的缺點(diǎn)，特別是相對(duì)于波浪運(yùn)動(dòng)缺乏穩(wěn)定性。專利文獻(xiàn)US 2009/223508A1公開了一種人造島嶼狀裝置，其包括起支撐作用的圓環(huán)形框架。該現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)為，也提供了一種圓環(huán)形框架，該圓環(huán)形框架特別在其下側(cè)提供了受波浪運(yùn)動(dòng)沖擊的很大面積。專利文獻(xiàn)US 4350143A公開了一種形成為浮式平臺(tái)的不同的太陽能裝置。為了產(chǎn)生所需的浮力，提供了被設(shè)計(jì)成充氣產(chǎn)品的浮體。專利文獻(xiàn)JP 59-089471A說明了一種用于太陽能裝置的不同的浮式框架結(jié)構(gòu)，該浮式框架結(jié)構(gòu)包括多個(gè)繩索，這些繩索在框架之間類似于棋盤被拉緊并且與布置有發(fā)電器元件的浮體連接。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種初始提及的類型的浮式平臺(tái)，其制造起來成本效益高并且具有簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)且具有相對(duì)于交替的環(huán)境影響(諸如強(qiáng)風(fēng)運(yùn)動(dòng)和猛烈波浪運(yùn)動(dòng))的高度穩(wěn)定性。這通過初始指出的類型的浮式平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)，其中，至少一個(gè)周向壁被設(shè)置成具有在操作期間伸入液體內(nèi)的密封部分的密封元件。
因此，根據(jù)本發(fā)明，提供了壁形密封元件，該壁形密封元件限定了側(cè)向朝外的封閉腔。在操作期間，該蓋元件以高于液面的特定高度布置，其中，所述蓋元件由所述蓋元件下方的、充滿超壓氣體的腔支撐。周向壁的密封部分浸入液體，通常是水或者具有較高沸點(diǎn)的流體，并且因此建立與液體的密封接觸，使得在正常操作期間防止了氣體從封閉的腔逸出。通過壁與液面密封接觸這一事實(shí)，氣壓可以保持在封閉的腔中，用來對(duì)于操作壓縮空氣產(chǎn)生裝置來說幾乎沒有能量消耗。壓縮空氣產(chǎn)生裝置例如可以為泵或者壓縮機(jī)，通過泵或者壓縮機(jī)，壓縮的空氣借助入口管被引入到蓋元件下方的腔。壁形的平坦的蓋元件有利地僅具有非常小的橫截面，使得大大降低波浪對(duì)平臺(tái)的穩(wěn)定性和/或取向的干擾影響。該周向壁可以用較少的原材料、以成本效益高的方式制造而成，并且以幾乎任何尺寸提供。根據(jù)本發(fā)明的平臺(tái)可以涉及到各種用途領(lǐng)域。該平臺(tái)的特別優(yōu)選的實(shí)施方式提供了浮式太陽能裝置，其中，用于將入射的太陽能輻射具體地轉(zhuǎn)化成電能的優(yōu)選地一個(gè)或多個(gè)太陽能板與逆變器、蒸汽輪機(jī)等被設(shè)置在蓋元件處。然而，該浮式平臺(tái)也可以用作例如飛行器(特別是直升機(jī)和飛機(jī))的著陸平臺(tái)。關(guān)于大面積蓋元件與特別是在密封元件的區(qū)域中的側(cè)部襲來的風(fēng)力和/或波浪力的特別有效的隔離，如果將特定的環(huán)形柔性膜設(shè)置成周向壁，則是有利的。該柔性膜可順 從波浪運(yùn)動(dòng)，使得僅非常小的力被傳遞到平臺(tái)本身，即，具體為蓋元件。如果該平臺(tái)經(jīng)受大浪而沒有保護(hù)時(shí)，例如，如果該平臺(tái)在狂浪中操作時(shí)，該實(shí)施方式為特別有利的。該柔性膜利用了從海藻得知的原理，該原理基于這樣的事實(shí)以柔性的方式順從波浪的滾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而攻擊力沒有被吸收和轉(zhuǎn)移到平臺(tái)。與周圍的流體顆粒的滾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相一致，膜的各個(gè)位置以時(shí)間平均的方式保持在其初始位置。有利地，隨意的漂移運(yùn)動(dòng)通過柔性膜的足夠大的復(fù)位力補(bǔ)償。為了防止膜在達(dá)到其彈性極限時(shí)撕裂，該膜可以與納入的針織物和/或?qū)訅旱尼樋椢镞B接，所述針織物防止進(jìn)一步伸長(zhǎng)并且吸收力超過膜的最大彈力。在特別穩(wěn)定、成本效益高的實(shí)施方式中，剛性材料、優(yōu)選地鈑金件被設(shè)置成周向壁。壁的剛性結(jié)構(gòu)幾乎完全防止了密封元件在縱向方向上的變形。因此，該實(shí)施方式總是確保密封元件浸入到液體中足夠的深度，以保證相對(duì)于封閉的腔的密封接觸。與柔性膜相比，由于壁的剛性結(jié)構(gòu)導(dǎo)致對(duì)由風(fēng)運(yùn)動(dòng)和波浪運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)械影響有較高的易損性，因此該實(shí)施方式特別地適用于避風(fēng)和/或避浪的裝置，例如，用于在陸地上的太陽能裝置。對(duì)于在液面上穩(wěn)定支撐平臺(tái)，如果密封元件連接至蓋元件的蓋表面的邊緣，則是有利的。因此，該密封元件從蓋元件的基本上水平布置的蓋表面的邊緣朝液面傾斜。例如，環(huán)形的密封元件優(yōu)選地被布置成基本垂直于液面。為了可靠地避免發(fā)生氣體從封閉的腔不期望地通向環(huán)境，則如果該密封元件至少與蓋元件的蓋表面的邊緣形成一體是有利的。密封元件與蓋元件的蓋表面的邊緣區(qū)的一體成型大大地防止了在持續(xù)操作中密封元件和蓋元件之間的接合處的泄露。在該平臺(tái)的優(yōu)選實(shí)施方式中，設(shè)置成通過至少一個(gè)另外的密封元件將所述封閉的腔分成至少兩個(gè)局部腔室。通過提供彼此獨(dú)立地供應(yīng)壓縮空氣的至少兩個(gè)局部腔室，則即使在其中一個(gè)局部腔室中有壓力損失的情況下，也可以確保平臺(tái)的穩(wěn)定性。此外，如果壓縮空氣產(chǎn)生裝置的控制適于在局部腔室中設(shè)定各自不同的壓力，則是有利的。如果局部腔室不對(duì)稱地布置，則如果需要，可以通過局部腔室的不同的壓力沖擊來使平臺(tái)傾斜，即，使平臺(tái)圍繞著在蓋元件的主延伸面中延伸的水平軸線旋轉(zhuǎn)。例如，該平臺(tái)可以傾斜以將積聚在蓋元件上的雨水排放到環(huán)境并且因此確保平臺(tái)的穩(wěn)定性，特別是確保蓋元件在液面上方的所需高度。對(duì)于將封閉的腔分隔開，如果局部腔室形成優(yōu)選地同心布置的外圓環(huán)和內(nèi)圓環(huán)，則是特別有利的。在外圓環(huán)或者內(nèi)圓環(huán)發(fā)生壓力損失的情況下，大面積的蓋元件仍通過另一圓環(huán)所限定的氣室而得到支撐。當(dāng)然，根據(jù)蓋元件的用途和尺寸，可以設(shè)置三個(gè)或者多于三個(gè)的尤其是同心布置的圓環(huán)。如果外環(huán)被分成多個(gè)部分，則可以以有利的方式進(jìn)一步增 大可靠性。為了將氣體泄漏對(duì)平臺(tái)的穩(wěn)定性的影響保持盡可能低，如果封閉的腔由多個(gè)基本上以蜂窩或者棋盤的形狀布置的密封元件分隔，則是有利的。為了使充滿氣體的腔與環(huán)境之間可靠密封，如果通過至少一個(gè)壓載元件(尤其是由金屬或者混凝土制成)來使密封元件的密封部分加重，則是有利的。該壓載元件拉緊密封元件的伸入液體的密封部分。這樣，為了維持密封接觸而需要密封元件浸入液體的深度始終得以確保，即使是在惡劣條件下。該壓載元件優(yōu)選地由金屬或者混凝土制造而成。但是，為了以特別高的成本效益制造，也可以提供工業(yè)剩余物(諸如廢料、廢渣或者如果有需要的話釉灰)。此外，也可以想到所述材料的組合，諸如，舉例而言，混凝土骨料和/或金屬/混凝土容器。在該方面，沙子可以充入至合適形狀的主體。為了形成和/或支撐壓載元件，壁形密封元件可以由比重大于周圍液體的比重的材料制造，例如水中的PVC或者含氟聚合物。為了進(jìn)一步將部分由相對(duì)高比重的材料制造的密封元件加重，前述的沉重填料(諸如沙子或者金屬)之一可以結(jié)合到密封元件中。為了對(duì)沖擊波浪提供盡可能小的阻力，如果密封元件的密封部分包括多個(gè)區(qū)域，這些區(qū)域分別由壓載元件加重并且分別通過密封元件的密封部分的沒有壓載元件的區(qū)域分隔，則是有利的。為了實(shí)現(xiàn)具體地膜形的壁的用壓載元件加重的區(qū)域的可相互移動(dòng)的布置，如果密封元件的密封部分在沒有壓載元件的區(qū)域中被折疊或者呈波紋狀，則是有利的。膜形壁的被加重的區(qū)域適用于抵靠彼此移動(dòng)，使得特別是在斜向相對(duì)地接近的波浪的情況下，防止了在密封元件中的傳遞到平臺(tái)的張力形成在密封元件中。關(guān)于簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的實(shí)施方式，如果填充有壓載材料(特別是沙子或者混凝土)的膜的腔室被設(shè)置成優(yōu)選地在密封部分的自由端區(qū)域處形成的壓載元件，則為有利的。因此，壓載材料優(yōu)選地結(jié)合到膜中。如果膜的被填充的腔室設(shè)置在浸入液體的密封部分的自由端區(qū)域處，則可以實(shí)現(xiàn)密封元件的沿著其整個(gè)縱向延伸的最佳拉緊。在另一優(yōu)選實(shí)施方式中，壓載元件與密封元件分離，其中各個(gè)壓載元件與密封元件的連接借助適合的緊固部件例如繩索等來實(shí)現(xiàn)。為了支撐密封元件，如果密封元件的密封部分包括特別通過柔性膜的另一腔室形成的浮性元件，則是有利的。在柔性膜中一體形成的該另一腔室可以填充空氣或者浮性氣體，例如，稀有氣體。優(yōu)選地，浮性元件包括多個(gè)中斷部和/或細(xì)分部，其中，如果浮性元件在密封元件的密封部分的用壓載元件加重的相應(yīng)區(qū)域的上方延伸，并且在沒有壓載元件的區(qū)域處中斷，則是有利的。因此，密封元件可以完全或者至少部分地通過浮性元件來支撐以便減輕蓋元件下方的受壓力沖擊的腔室的重量。為了形成浮性元件，在替選實(shí)施方式的情況下，如果密封元件的密封部分的上部區(qū)域由比重比周圍液體的比重小的材料(諸如聚丙烯，處于水中)制造，則可能是有利的。這樣，可以支撐和/或替換獨(dú)立的浮性元件。為了將平臺(tái)穩(wěn)定定位在液面上，如果蓋元件或者密封元件相應(yīng)地與在操作期間至少部分地浸在液體中的至少一個(gè)浮體或者浮動(dòng)體連接，則是有利的。為了產(chǎn)生浮力，浮體可包括一個(gè)或者多個(gè)填充空氣和/或另外的氣體的腔室。一方面，浮體或者浮動(dòng)體可以以常規(guī)浮標(biāo)的類型設(shè)置在液面的區(qū)域中。但是，在很多情況下，如果浮體或者浮動(dòng)體主要地、特別是完全地浸入液體中時(shí)，則是有利的。如果浮體或者浮動(dòng)體在操作期間位于較深的水層中，則相對(duì)于液面減少的波浪能可以用于穩(wěn)定平臺(tái)。浮體或者浮動(dòng)體的尺寸優(yōu)選地被設(shè)計(jì)成使得，如果蓋元件下方的氣室的壓力供應(yīng)中斷時(shí)，所述浮體或浮動(dòng)體能夠至少暫時(shí)地支撐蓋元件。關(guān)于平臺(tái)的穩(wěn)定和/或支撐，如果細(xì)長(zhǎng)的、特別是管狀的浮標(biāo)被設(shè)置成浮體或者浮動(dòng)體，則尤其有利。在操作期間，細(xì)長(zhǎng)的浮標(biāo)基本上垂直于液面布置，其中，細(xì)長(zhǎng)的浮標(biāo)以其一端伸入水面。所謂的桿狀浮標(biāo)的類型的管狀浮標(biāo)的相對(duì)較小的橫截面僅提供了對(duì)靠近的波浪的極小的阻力，使得橫向作用在浮標(biāo)上的力相對(duì)較小。由于它們的較小的橫截面，細(xì)長(zhǎng)的浮標(biāo)或者管狀浮標(biāo)對(duì)于波浪提供了較小的攻擊。此外，對(duì)應(yīng)于浮標(biāo)的細(xì)長(zhǎng)形狀和/或 可能使用的較深的壓載物的浮標(biāo)的慣性矩能夠使細(xì)長(zhǎng)的浮標(biāo)在較深的浸入部分中有特別穩(wěn)定地定位布置，即使是在其上部分經(jīng)受高的側(cè)向力的情況下。這樣，可以在操作期間實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的非常穩(wěn)定的布置，尤其是就可產(chǎn)生能量輸出而言，平臺(tái)被用作浮式太陽能裝置時(shí)，或者出于安全原因，平臺(tái)被用作飛行器的著陸平臺(tái)時(shí)，平臺(tái)的非常穩(wěn)定的布置是相當(dāng)重要的。為了穩(wěn)定平臺(tái)，如果蓋元件或者密封元件相應(yīng)地與以在操作期間至少部分地浸入在液體中的浮錨類型的至少一個(gè)穩(wěn)定體連接，則為有利的。穩(wěn)定體優(yōu)選地可包括在操作期間與液面基本平行定向的表面，這提供了對(duì)豎向波浪運(yùn)動(dòng)的較高的阻力以穩(wěn)定平臺(tái)。如果穩(wěn)定主體包括在不同方向上凸出的豎向面，可以另外地對(duì)橫向作用于平臺(tái)上的力(例如，陣風(fēng))提供另外的阻力。優(yōu)選地使用這樣的在空間中的所有方向上作用的這種穩(wěn)定體。在密封元件的密封部分的下側(cè)，可以相應(yīng)地提供獨(dú)立的浸沉浮標(biāo)或者在特別是膜形的壁中一體形成的浸沉浮標(biāo)，其優(yōu)選地與一個(gè)或多個(gè)穩(wěn)定體連接或者具有其功能，以便穩(wěn)定地定位密封元件的密封部分的下邊緣，而不考慮在液體的更深處引入的波浪力。浸沉浮標(biāo)可以借助繩索和耐壓結(jié)構(gòu)(諸如桿、管和框架等)與蓋元件連接，以便穩(wěn)定地保持相對(duì)于蓋元件的位置和/或蓋元件高于液面的所需高度。此外，這些連接使得，如果蓋元件下方的氣室的壓力供應(yīng)中斷，則蓋元件可以被至少暫時(shí)地支撐。為此，例如，也可以提供氣囊的類型的附加浮墊，其在緊急情況下膨脹以便產(chǎn)生另外的所需的浮力。腔和環(huán)境之間的壓力差在蓋元件上產(chǎn)生徑向作用力，該徑向作用力試圖使蓋元件以球形的方式向外凸出，這是由于其構(gòu)成了在能量方面最有利的形狀。然而，如果可以的話，應(yīng)當(dāng)避免蓋元件的因壓力差造成的這樣的變形。為了該目的，除了利用蓋元件的固有剛度之外，還可以適用以協(xié)同方式的各種作用。只有當(dāng)腔中的內(nèi)部壓力過高或過低時(shí)，該壓力才產(chǎn)生使蓋元件變形的力。只要蓋元件基本上水平定位并且蓋元件的表面重量恰好對(duì)應(yīng)于壓力差，則徑向向內(nèi)作用的力將消失。但是，通常僅以有限的準(zhǔn)確度調(diào)節(jié)腔中的壓力。該周向密封元件的目的為提供產(chǎn)生徑向向外作用的力的內(nèi)部壓力，但是，由于平臺(tái)的直徑和高度之間的比例，該壓力在一些情況下是不足的。用于穩(wěn)定所述裝置的有利的附加手段為
(i)浮標(biāo)，所述浮標(biāo)從底部與蓋元件連接并且通過它們的固有重量而抵消蓋元件與液面的間隔，(ii)在密封元件處和/或在浮標(biāo)處接合并加固平臺(tái)的加固結(jié)構(gòu)，例如以環(huán)的形式或者線輻輪的類型，以及(iii)用不同的壓力沖擊所述腔的各個(gè)局部腔室，使得產(chǎn)生的拉伸徑向向外作用，例如，通過使充氣輪胎的類型的外部的同心環(huán)形密封元件與稍微進(jìn)一步向內(nèi)的同心環(huán)形密封元件之間的壓力增大。在該情況中，局部較高的壓力與同樣地局部較高的比表面重量相反。對(duì)于在平臺(tái)處橫向攻擊或徑向作用的力的均勻分布，所述力尤其是在平臺(tái)圍繞豎向軸線旋轉(zhuǎn)期間出現(xiàn)，或者由于海流、風(fēng)力或者平臺(tái)重新定位到新的安裝位置而出現(xiàn)，如果具體為環(huán)形的加固元件(諸如繩索、桿、管、框架等)被設(shè)置在密封元件的底部邊緣處，則是有利的。可以部分地或完全地通過加固元件形成的可行的壓載主體、浸沉浮標(biāo)和浮錨也可以緊固到加固元件。如果將腔分成局部腔室的其他密封元件分別具有這樣的可用的加固元件，則是進(jìn)一步特別有利的。此外，如果在腔被分為局部腔室的情況下，另一密封元件或者可用的浮體或者穩(wěn)定體相應(yīng)地以壓入配合的方式與環(huán)形的周向加固元件連接，以便均勻地將豎向力和橫向力分配到整個(gè)平臺(tái)，則是有利的。 關(guān)于平臺(tái)的均勻穩(wěn)定，如果多個(gè)浮體和/或穩(wěn)定體在密封元件處被環(huán)狀地固定或者相對(duì)于蓋元件的豎向?qū)ΨQ軸線基本上對(duì)稱地布置，則是有利的。將浮體和/或穩(wěn)定體固定在平臺(tái)處優(yōu)選地借助耐壓連接元件來實(shí)現(xiàn)，特別是借助管、桿、框架等。此外，如果浮體和/或穩(wěn)定體適用于通過所謂的“張力腿平臺(tái)”的類型的可沉入水中的錨固元件利用拉緊載荷朝著水域的底部被拉緊，則通常是有利的。為了將沖擊力均勻地分配到浮體和/或穩(wěn)定體，如果至少兩個(gè)浮體和/或穩(wěn)定體借助連接元件(尤其為管、桿、繩索或者框架)而彼此連接，則是有利的。通過浮體和/或穩(wěn)定體的相互連接，可以避免載荷峰值。此外，一個(gè)或多個(gè)這樣的浮體和/或穩(wěn)定體可以與密封元件的加固元件以壓入配合的方式連接。為了能夠改變平臺(tái)的方向(必要的話)，如果蓋元件的高度具體可通過浮體和/或膜的腔室的可調(diào)節(jié)的浮力而可調(diào)節(jié)，或者蓋元件被安裝成圍繞著在殼體的主延伸面中延伸的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，則是有利的。因此，可以使平臺(tái)傾斜，一方面，這能夠使雨水從蓋元件的蓋表面進(jìn)入液體。在作為太陽能裝置的平臺(tái)的一個(gè)實(shí)施方式中，可以通過圍繞水平軸線旋轉(zhuǎn)蓋元件來實(shí)現(xiàn)根據(jù)太陽的隨時(shí)間變化的位置的單軸跟蹤。平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)優(yōu)選地通過作用在平臺(tái)上的浮力的局部變化而執(zhí)行。一方面，這是可以執(zhí)行的，因?yàn)?，?yōu)選地通過控制裝置的控制，附加的浮動(dòng)體在平臺(tái)的一側(cè)進(jìn)入液體或者增大可用的浮動(dòng)體的浮力，例如，通過引入另外的氣體而使浮動(dòng)體的內(nèi)部中包圍的腔增大。另一方面，為了旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，可以相應(yīng)地單方面地增大或減小在周向膜的中空腔室中的主流氣壓。通過相應(yīng)地增大或者減小在平臺(tái)上總體作用的浮力，蓋元件和液面和/或底面之間的距離可以另外被調(diào)整。例如，在風(fēng)浪特別大的情況下，可以使蓋元件距離水面更遠(yuǎn)。此外，如果該平臺(tái)可分別圍繞基本上垂直于蓋元件的主延伸面或者液面布置的軸線旋轉(zhuǎn)，則當(dāng)該平臺(tái)用作太陽能裝置時(shí)是特別有利的。平臺(tái)的這樣的扭轉(zhuǎn)可特別地用于跟蹤太陽的位置。該扭轉(zhuǎn)優(yōu)選地用驅(qū)動(dòng)裝置來實(shí)現(xiàn)，例如，在密封元件或浮體和/或穩(wěn)定體處接合在液面下方的馬達(dá)和船用螺旋槳。該驅(qū)動(dòng)裝置另外可被設(shè)計(jì)成使得平臺(tái)可以獨(dú)立地到達(dá)其安裝地點(diǎn)?；蛘撸梢杂锚?dú)立的牽引車將平臺(tái)拖至其目的地。在這樣做的過程中，搜索受益于季節(jié)或者氣候的區(qū)域以便能夠高效地操作，特別是當(dāng)該平臺(tái)被用作太陽能裝置時(shí)。具體地，還可以設(shè)想到，作為太陽能裝置操作的平臺(tái)直接連接到工業(yè)用戶(例如，鋁冶煉廠)，這可以實(shí)現(xiàn)高的年產(chǎn)量。為了能夠?qū)⒃谄脚_(tái)處橫向沖擊的風(fēng)力釋放至靜止的固定點(diǎn)，如果蓋元件和/或密封元件借助拉伸元件與被安裝成在位于底面中的導(dǎo)軌元件中移位的滑動(dòng)件連接，則是有利的。以對(duì)角方式拉伸到固定點(diǎn)的拉伸元件(諸如尤其是繩索、鏈條等)接合可移動(dòng)的滑板，該滑板在安裝在底面處的導(dǎo)軌元件中被引導(dǎo)。例如，滾筒、滑動(dòng)接觸件、磁性墊或者氣墊可以被用作軌道元件。
可替選地，軌道元件可以分別被緊固到平臺(tái)的蓋表面或者被緊固到密封元件，其中，側(cè)向沖擊的力借助拉伸元件被釋放到作為固定點(diǎn)的浮體和/或穩(wěn)定體。一方面，前述的平臺(tái)可以被設(shè)計(jì)成用在自然水域中，例如，用在海中。關(guān)于平臺(tái)作為基于陸地的設(shè)施的實(shí)施方式，如果密封元件所浸入的液體為在陸地上人工建造的流體區(qū)域，特別是至少一個(gè)圓形或者環(huán)形水池，則是有利的。對(duì)于在陸地上的水池特別有利的是使用低粘度液體，該液體在安裝環(huán)境中不揮發(fā)，優(yōu)選地不與塵埃微粒結(jié)合，并且能夠抵抗生物分解、化學(xué)分解和物理分解。該液體的示例為特定的離子液體和合成油，特別是硅油。


將通過附圖中示出的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明不旨在局限于這些優(yōu)選實(shí)施方式。附圖詳細(xì)示出圖Ia為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的浮式平臺(tái)的縱剖面；圖Ib為類似于圖Ia的浮式平臺(tái)的局部剖開透視圖；圖2a為根據(jù)本發(fā)明的平臺(tái)的另一實(shí)施方式的示意圖；圖3a為根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施方式的浮式平臺(tái)的總體透視圖；圖3b為根據(jù)圖3a的浮式平臺(tái)的局部剖開透視圖；圖3c為圖3a和圖3b中示出的平臺(tái)的另一局部剖開透視圖；圖3d為根據(jù)圖3a到圖3c的浮式平臺(tái)的一部分的放大圖；圖4a到圖4c分別為根據(jù)本發(fā)明的其他實(shí)施方式的浮式平臺(tái)的示意性的剖面圖；圖4d為根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的浮式平臺(tái)的縱剖面；圖5a為在人工建造的水池中的根據(jù)本發(fā)明的平臺(tái)的示意圖；以及圖5b為圖5a中用圓形標(biāo)記的部分的放大圖。
具體實(shí)施例方式圖Ia和圖Ib分別示出浮式平臺(tái)1，該浮式平臺(tái)I具有大面積的蓋元件2和緊固至大面積的蓋元件2的周向密封元件3，該大面積的蓋元件2包括背向液體的蓋表面2’。密封元件3包括密封部分3’，密封部分3’與在圖I中以輪廓線示出的液面4密封接觸。蓋元件2與周向密封元件3 —起限定了密封至液面4的封閉腔5。腔5通過圖Ia中示意性示出的氣體通道5'與壓縮空氣產(chǎn)生裝置5"連接，通過該壓縮空氣產(chǎn)生裝置，可以在腔5中產(chǎn)生支撐蓋元件2的超壓。調(diào)節(jié)腔5中的壓力Pl和環(huán)境壓力P2之間的壓力差，使得浮式平臺(tái)I由氣室支撐，氣室填充蓋元件2下方到液面4的腔5。所需的壓力差P1-P2取決于待支撐的平臺(tái)的表面積和在該平臺(tái)上承受的荷載。在以平方米計(jì)的單位面積中的重量或者mBar壓力差P1-P2例如為IOkg/ Cm2 · mBar)0當(dāng)然，另一氣態(tài)介質(zhì)(特別是浮性氣體，諸如稀有氣體)可替代狹義上的空氣使用。密封元件3的目的是避免空氣從腔5側(cè)向逃逸到環(huán)境中。為了該目的，密封元件3的密封部分3’與液面4密封接觸。到目前為止，龐大的浮體、特別是環(huán)形浮體或者管型浮體被設(shè)置成這樣的平臺(tái)I中的密封元件3，特別是在平臺(tái)I在開闊海域中操作的情況下，密封元件3易受到波浪運(yùn)動(dòng)的擾動(dòng)。為了獲得節(jié)省材料的并且成本效益高的平臺(tái)1，根據(jù)本發(fā)明的密封元件3被形成為周向壁6。因此，提供了基本上二維的密封元件3或者板狀的密封元件3，這樣的密封元件3的相當(dāng)小的截面積特別是對(duì)豎向海浪運(yùn)動(dòng)僅提供了非常小的阻力。因此，有利地，可以最大可能程度地實(shí)現(xiàn)蓋元件2與水域隔離。
在圖Ia中示出的平臺(tái)I的實(shí)施方式中，壁形的密封元件3由獨(dú)立的膜7形成，膜7適用于可柔性地順從沖擊性的波力和/或風(fēng)力。膜7與蓋元件2的蓋表面2’的邊緣一體形成。當(dāng)平臺(tái)I在陸上的人造水池中使用時(shí)，如結(jié)合圖5詳細(xì)描述的，壁6也可以形成為剛性壁部分，例如，由金屬板等形成。示出的平臺(tái)I可以用于多個(gè)不同目的，其中，直升機(jī)著陸位置和石油平臺(tái)被作為示例提及。在特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，平臺(tái)I被設(shè)計(jì)成浮式太陽能裝置。出于該目的，蓋元件2包括墊狀的聚能器8，在該聚能器8中，太陽輻射穿透至少部分透射的膜9，隨后太陽輻射在反射膜10處被反射并且聚集在吸收器11。為了獲得反射膜的彎曲部分，將拉緊元件8’(例如，繩索、桿或者類似膜的分隔壁)布置或者拉緊在聚能器8的內(nèi)部。此外，蓋元件2可包括作為太陽能裝置操作所需的另外的一系列部件，諸如逆變器或者蒸汽輪機(jī)，為了清楚的目的，這些部件在圖中沒有示出。為了可靠地避免氣體從腔5中逃逸，壁形的密封元件3的密封部分3’必須總是伸出至液面下的足夠的深度。然而，波浪運(yùn)動(dòng)可導(dǎo)致密封部分3’被提升到液面4上方。為了在操作期間拉緊膜7并且因此使膜7安全地保持在液面4下方，在該膜的浸入液體中的底部邊緣的區(qū)域中設(shè)置壓載元件12，所述壓載元件12對(duì)膜7加重量以使膜下沉。根據(jù)圖Ia和圖Ib的實(shí)施方式，與膜7—體形成的周向腔室13被設(shè)置成壓載元件12。腔室13填充有合適的壓載材料，這些壓載材料包括例如沙子、混凝土或者金屬。為了部分地或全部地補(bǔ)償壓載元件12的重量并且從而減輕整個(gè)結(jié)構(gòu)，可以提供浮性元件14，該浮性元件可以由膜7的另一腔室13’形成。從圖Ia中可知，周向腔室13’浮在液面4上。在簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的實(shí)施方式中，腔室13’為充滿空氣的中空腔室。在密封元件3的剛性設(shè)計(jì)中，可以去除這樣的壓載元件12。作為蓋元件2的壁通過充滿氣體的腔5被保持在液面上方的特定距離處，適當(dāng)?shù)卦贗個(gè)波幅和20個(gè)波幅之間的所述距離在所需的地點(diǎn)被認(rèn)為最大。為了特別地將浮力施加于平臺(tái)I和/或穩(wěn)定該平臺(tái)，將多個(gè)浮體和/或浮動(dòng)體15緊固在蓋元件2的下側(cè)。在根據(jù)圖Ia和圖Ib的實(shí)施方式中，細(xì)長(zhǎng)的管狀浮標(biāo)16被設(shè)置成浮體15和/或浮動(dòng)體15，細(xì)長(zhǎng)的管狀浮標(biāo)16被定位成在操作期間在液體中基本上豎直。在管狀浮標(biāo)16的上端部處，管狀浮標(biāo)16穿過液面4伸出。管狀浮標(biāo)16的小橫截面面積對(duì)到達(dá)的波浪僅提供了非常小的阻力，使得僅有較小的力傳遞到平臺(tái)1，即使是在波濤洶涌的海中。為了將浮體15和/或浮動(dòng)體15緊固到平臺(tái)1，設(shè)置耐壓的連接元件17，在示出的實(shí)施方式中，連接元件17具有桿的形狀。為了平均分配沖擊力，使浮體15和/或浮動(dòng)體15借助連接元件18而互相連接。在示出的實(shí)施方式中，桿形的連接元件18分別交叉地或以框架的方式接合浮體和/或連接元件17。圖2示意性地示出平臺(tái)I的改進(jìn)的實(shí)施方式，其中，借助連接元件18，例如，繩索等，壁形的密封元件3的底部邊緣與蓋元件2的蓋表面2’的側(cè)邊緣區(qū)域連接。此外，另一連接元件18接合壁形的密封元件3的底部邊緣，該另一連接元件的另一端緊固在蓋元件2的進(jìn)一步內(nèi)部處。壁形的密封元件3的與繩索的連接和/或壁形的密封元件3的拉緊引起密封元件3的彎曲形狀，通過該彎曲形狀，實(shí)現(xiàn)適于對(duì)波浪運(yùn)動(dòng)柔性順從的材料盈余。在密封元件3的底部邊緣處，還緊固了具有一體式穩(wěn)固主體19的浸沉浮標(biāo)，借助該浸沉浮標(biāo)，拉緊繩索形狀的連接元件18和/或密封元件3。在連接元件18為剛性設(shè)計(jì)的情況下，還可提供浮動(dòng)體15來代替穩(wěn)固體19，通過該浮動(dòng)體15，將浮力施加到密封元件3上。圖3a到圖3d分別示出平臺(tái)I的另一實(shí)施方式，其中，一系列浮體15和/或穩(wěn)固體19被緊固在蓋元件2的下側(cè)。以浮錨和/或浸沉浮標(biāo)的類型設(shè)計(jì)的穩(wěn)固體19均包括部·分19’，部分19’在操作期間基本上為水平取向并且對(duì)豎向波浪提供高阻力，并且因此對(duì)在液面4上方的蓋元件2的高度具有穩(wěn)定作用。穩(wěn)固體19包括在水平部分19’的上方和/或下方的、且從中心軸線基本上放射狀地凸出的并且對(duì)抗平行于平臺(tái)I的主延伸面作用的力的豎向部分19"。為了與蓋元件2連接，穩(wěn)固體19包括直接連接蓋元件2的下側(cè)的剛性連接元件17。連接元件17以框架的類型設(shè)計(jì)，其中，縱向構(gòu)件通過多個(gè)成角度的橫向構(gòu)件而互相連接。該布置承受高壓力，其中，攻擊性的波浪力僅以較小量傳遞到平臺(tái)I?？蓮母鶕?jù)圖3d的放大圖具體看出，通過膜7形成的密封元件3的密封部分3’包括以規(guī)則的間隔布置的區(qū)域，所述區(qū)域分別用壓載元件12加重量。在操作期間基本上豎向布置的細(xì)長(zhǎng)的壓載元件12借助繩索形或者桿形的連接元件17而被緊固在密封元件3的密封部分3’的底部邊緣處。因此，與圖Ia和圖Ib說明的實(shí)施方式相反，壓載元件12未一體地形成在膜7中，而是作為獨(dú)立的部分緊固在膜7處。折疊密封元件3的密封部分3’，其中，相應(yīng)的壓載元件12接合在密封部分3’的兩個(gè)成角度的區(qū)域的接合邊緣處。這種方式使得壓載元件12呈兩排布置。密封元件3的折疊布置能夠在操作期間使密封部分3’的各個(gè)區(qū)域有相互位移，從而能夠柔性地順從引入的波浪力。在可替選的實(shí)施方式(在附圖中未示出)中，提供了密封元件3的密封部分3’呈波紋狀延伸。為了減輕密封元件3的位于液體外部的部分，將相應(yīng)的浮性元件14設(shè)置在密封部分3’的沒有壓載元件12的區(qū)域處，其中，每個(gè)浮性元件14通過整合在膜7中的腔室13’形成。在操作期間，浮性元件14浮在液面4上。在達(dá)數(shù)公里具有很少的波浪的內(nèi)陸水域的情況中，平臺(tái)I可具有大約10米的直徑，使得非常不同的力可作用在平臺(tái)I的不同位置上。為了使沖擊力均勻分布，借助繩索和/或桿形連接元件18來使穩(wěn)固體19互相拉緊。為了機(jī)械穩(wěn)定平臺(tái)1，已證明，如果至少兩個(gè)連接元件18接合每個(gè)穩(wěn)固主體19是有利的，所述至少兩個(gè)連接元件18以交叉的方式分別與至少一個(gè)另外的穩(wěn)定主體19連接。圖4a到圖4c分別示意性地示出貫穿平臺(tái)I的橫截面，其中，在蓋元件2下方的封閉的腔5通過至少一個(gè)另外的壁形密封元件3被分成各個(gè)局部腔室20。一方面，分隔的腔5在局部腔室20中的任一個(gè)腔室發(fā)生壓力損失的情況下確保平臺(tái)I的載重能力。此外，可以通過壓縮空氣產(chǎn)生裝置5’(也參見圖5)來調(diào)節(jié)局部腔室中的不同壓力P1、P3。通過局部腔室20相對(duì)于平臺(tái)I的中心軸線的適當(dāng)布置，能夠使平臺(tái)I在需要的情況下適于傾斜，即，分別圍繞在平臺(tái)I或者蓋元件2的主延伸面中延伸的軸線旋轉(zhuǎn)。例如，當(dāng)雨水積聚在蓋元件2上、而要將雨水排放到周圍的液體中時(shí)，平臺(tái)I的傾斜可以為有利的。此外，如果平臺(tái)I被設(shè)計(jì)成太陽能裝置，則平臺(tái)I的旋轉(zhuǎn)能力可以用來相對(duì)于太陽的位置跟蹤平臺(tái)I。平臺(tái)I的跟蹤有助于一直關(guān)注被布置在平臺(tái)I上的太陽能收集器相對(duì)于太陽的最佳取向。除了平臺(tái)I的傾斜之外，如果平臺(tái)I適用于圍繞其豎直軸線(參見圖4d和/或圖5a中的軸線Dl)旋轉(zhuǎn)，則相對(duì)于太陽的位置具體定向太陽能收集器也是有利的。在操作期間，平臺(tái)I圍繞垂直于液面4延伸的軸線Dl旋轉(zhuǎn)例如可以通過側(cè)向接合于平臺(tái)I的驅(qū)動(dòng)裝置(在圖中未示出)來執(zhí)行。根據(jù)圖4a，局部腔室20被形成為圍繞平臺(tái)I的中心軸線同心地布置的外圓環(huán)和內(nèi)圓環(huán)。圖4b不出相對(duì)于圖4a改進(jìn)的實(shí)施方式,其中，另外的壁形密封兀件3被布置在外圓 環(huán)和內(nèi)圓環(huán)之間，另外的壁形密封元件3被定位成基本上與該外圓環(huán)和/或內(nèi)圓環(huán)垂直。在根據(jù)圖4c的實(shí)施方式中，腔通過彼此垂直地延伸的壁形密封元件3而被分成棋盤的形式。圖4d具體示出，蓋元件2的不期望的變形可通過調(diào)節(jié)腔5的局部腔室20中的壓力P3、Pl而避免，使得在操作期間最大程度地實(shí)現(xiàn)蓋元件2的水平布置。產(chǎn)生的力以箭頭示出。在圖4d中，還示意性地示出周向布置在密封元件3的底部邊緣處的框架狀的加固元件26，在所述加固元件之間布置有或者拉緊有連接元件18，連接元件18抵抗外部局部腔室20中的壓力Pl。前述平臺(tái)I特別可用作自然水域或者人工建造的水域中的浮式太陽能裝置。圖5示例性示出了放置有浮式平臺(tái)I的人工建造的水池21。水池21布置在地表面22中。蓋元件2下方的腔5通過另一密封元件3被分成內(nèi)局部腔室和外局部腔室20，所述內(nèi)局部腔室和外局部腔室以彼此獨(dú)立的方式被供應(yīng)壓縮空氣(參見圖5a中的壓力P1、P2、P3)。從圖5b的詳圖可以特別地獲知，拉伸元件25被布置和/或拉緊在蓋元件2和滑動(dòng)件23之間，所述滑動(dòng)件23被安裝成在融入地表面22中的軌道元件24中移位，通過拉伸元件25，可以將特別是在平臺(tái)I側(cè)向襲擊的力(例如，陣風(fēng))傳遞到地表面22。
權(quán)利要求
1.一種浮式平臺(tái)(1)，所述浮式平臺(tái)具有平坦的蓋元件(2)和連接到所述蓋元件(2)的密封元件(3)，所述密封元件在操作期間與液面(4)密封接觸并且與所述蓋元件(2)和所述液面(4)或底面一起包圍成封閉的腔(5)，在所述腔(5)中，能夠通過壓縮空氣產(chǎn)生裝置(5’)產(chǎn)生支撐所述蓋元件(2)的超壓，其特征在于，至少一個(gè)周向壁(6)被設(shè)置成所述密封元件(3)，所述密封元件(3)具有在操作期間伸入液體的密封部分(3’)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的浮式平臺(tái)，其特征在于，尤其是環(huán)形的柔性膜(7)被設(shè)置成所述周向壁(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的浮式平臺(tái)，其特征在于，剛性材料、優(yōu)選地鈑金件被設(shè)置成所述周向壁(6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I到3中任一項(xiàng)所述的浮式平臺(tái)，其特征在于，所述密封元件(3)接合 述蓋元件(2)的蓋表面(2’ )的邊緣。
5.根據(jù)權(quán)利要求I到4中任一項(xiàng)所述的浮式平臺(tái)，其特征在于，所述密封元件(3)至少與所述蓋元件(2)的所述蓋表面(2’ )的邊緣一體形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求I到5中任一項(xiàng)所述的浮式平臺(tái)，其特征在于，所述封閉的腔(5)通過至少一個(gè)另外的密封元件(3 )被分成至少兩個(gè)局部腔室(20 )。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的浮式平臺(tái)，其特征在于，所述局部腔室(20)至少形成一個(gè)外圓環(huán)和一個(gè)內(nèi)圓環(huán)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的浮式平臺(tái)，其特征在于，所述封閉的腔(5)通過多個(gè)密封元件(3)分隔，所述多個(gè)密封元件(3)基本上被布置成蜂窩的形狀或棋盤的形狀。
9.根據(jù)權(quán)利要求I到8中任一項(xiàng)所述的浮式平臺(tái)，其特征在于，所述密封元件(3)的所述密封部分(3’ )通過至少一個(gè)壓載元件(12)來加重，所述至少一個(gè)壓載元件尤其由金屬或混凝土制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的浮式平臺(tái)，其特征在于，所述密封元件(3)的所述密封部分(3’ )包括多個(gè)區(qū)域，所述多個(gè)區(qū)域分別用壓載元件(12)加重并且分別通過所述密封元件(3)的所述密封部分(3’ )的沒有所述壓載元件(12)的區(qū)域隔開。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的浮式平臺(tái)，其特征在于，所述密封元件(3)的所述密封部分(3’)在沒有所述壓載元件(12)的所述區(qū)域中被折疊或呈波紋狀。
12.根據(jù)權(quán)利要求2到11中任一項(xiàng)所述的浮式平臺(tái)，其特征在于，充滿尤其是沙或者混凝土的壓載材料的所述膜(7)的腔室(13)被設(shè)置成所述壓載元件(12)，所述膜的所述腔室(13)優(yōu)選地形成在所述密封部分(3’ )的自由端區(qū)域處。
13.根據(jù)權(quán)利要求2到12中任一項(xiàng)所述的浮式平臺(tái)，其特征在于，所述密封元件(3)的所述密封部分(3’)包括浮動(dòng)元件(14)，所述浮動(dòng)元件尤其是通過所述柔性膜(7)的另一腔室(13)形成。
14.根據(jù)權(quán)利要求I到13中任一項(xiàng)所述的浮式平臺(tái)，其特征在于，所述蓋元件(2)和/或所述密封元件(3)與在操作期間至少部分浸入所述液體的至少一個(gè)浮體和/或浮動(dòng)體(15)連接。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的浮式平臺(tái)，其特征在于，細(xì)長(zhǎng)的、特別是管狀的浮標(biāo)(16)被設(shè)置成所述浮體和/或浮動(dòng)體(15)。
16.根據(jù)權(quán)利要求I到15中任一項(xiàng)所述的浮式平臺(tái)，其特征在于，所述蓋元件(2)、所述密封元件(3)和/或所述浮動(dòng)體(15)與浮錨的類型的至少一個(gè)穩(wěn)定體(19)連接，所述穩(wěn)定體在操作期間至少部分浸入所述液體。
17.根據(jù)權(quán)利要求14到16中任一項(xiàng)所述的浮式平臺(tái)，其特征在于，多個(gè)浮體(15)和/或多個(gè)穩(wěn)定體(19)被環(huán)狀地緊固在所述密封元件(3)處和/或相對(duì)于所述蓋元件(2)的豎向?qū)ΨQ軸線對(duì)稱地布置。
18.根據(jù)權(quán)利要求14到16中任一項(xiàng)所述的浮式平臺(tái)，其特征在于，借助連接元件(18)，特別是管、桿、繩索或框架，至少兩個(gè)浮體(15)和/或至少兩個(gè)穩(wěn)定體(19)相互連接。
19.根據(jù)權(quán)利要求I到18中任一項(xiàng)所述的浮式平臺(tái)，其特征在于，特別地借助所述浮體(15)和/或所述膜(7)的腔室(13’ )的可調(diào)節(jié)的浮力，所述蓋元件(2)的高度可調(diào)節(jié)和/或所述蓋元件(2)被安裝成圍繞在所述蓋元件的主延伸面中延伸的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。
20.根據(jù)權(quán)利要求I到19中任一項(xiàng)所述的浮式平臺(tái)，其特征在于，所述蓋元件(2)和/或所述密封元件(3)借助拉伸元件與滑動(dòng)件連接，所述滑動(dòng)件被安裝成在布置在地表面處的軌道元件中移位。
全文摘要
一種浮式平臺(tái)(1)，該浮式平臺(tái)具有平坦的蓋元件(2)和連接到該蓋元件(2)的密封元件(3)，所述密封元件在操作期間與液面(4)密封接觸并且與該蓋元件(2)和液面(4)或底面一起包圍封閉的腔(5)，在該腔(5)中，可通過壓縮空氣產(chǎn)生裝置(5')產(chǎn)生支撐蓋元件(2)的超壓，至少一個(gè)周向壁(6)被設(shè)置成密封元件(3)，該密封元件(3)具有在操作期間伸入液體的密封部分(3')。
文檔編號(hào)B63B35/44GK102883947SQ201180022371
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2011年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月5日
發(fā)明者約翰尼斯·霍夫勒 申請(qǐng)人:海力歐維斯公司