DE102007003729A1

DE102007003729A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von Schlammablagerungen mittels Wasserstrahlen

Info

Publication number: DE102007003729A1
Application number: DE102007003729A
Authority: DE
Inventors: Hayung Poppe; Haiko Meyer
Original assignee: Meyer & Van Der Kamp & Co GmbH; Meyer & Van Der Kamp & Co KG - Jadesand - GmbH
Current assignee: Meyer & Van Der Kamp & Co GmbH; Meyer & Van Der Kamp & Co KG - Jadesand - GmbH
Priority date: 2007-01-25
Filing date: 2007-01-25
Publication date: 2008-07-31

Abstract

Verfahren zum Entfernen von Schlammablagerungen aus Hafenbecken oder dergleichen, bei dem die Schlammschicht mit Wasserstrahlen, die von einer Strahleinrichtung erzeugt werden, die im wesentlichen unterhalb eines mit mindestens einem Antriebspropeller ausgerüsteten Schiffes angebracht ist, beaufschlagt und hierdurch aufgewirbelt wird, wodurch der Schlamm sich mit dem umgebenden Wasser zu einer Trübe vermischt, die durch vorhandene natürliche und/oder künstlich erzeugte seitliche Strömung, wie eine Dichteströmung aufgrund eines Gefälles des Gewässerbodens, abtransportiert wird, wobei die Trübe in der Nachbarschaft des Auftreffens der Wasserstrahlen auf die Schlammschicht durch die dort erzeugte Aufwärtsströmung in solche Schichten nach oben btransport vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserstrahlen durch zumindest teilweises gesteuertes Hinlenken des Propellerstrahles mindestens eines unterhalb der Arbeitswasserlinie des Schiffes angeordneten rotierenden, angetriebenen Propellers in Richtung auf die Schlammschicht erzeugt werden, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von Schlammablagerungen aus Hafenbecken oder dergleichen, bei dem die Schlammschicht mit Wasserstrahlen, die von einer Strahleinrichtung erzeugt werden, die im wesentlichen unterhalb eines mit mindestens einem Antriebspropeller ausgerüsteten Schiffes angebracht ist, beaufschlagt und hierdurch aufgewirbelt wird, wodurch der Schlamm sich mit dem umgebenden Wasser zu einer Trübe vermischt, die durch vorhandene natürliche und/oder künstlich erzeugte seitliche Strömung, wie eine Dichteströmung aufgrund eines Gefälles des Gewässerbodens, abtransportiert wird, wobei die Trübe in der Nachbarschaft des Auftreffens der Wasserstrahlen auf die Schlammschicht durch die dort erzeugte Aufwärtsströmung in solche Schichten nach oben bewegt wird, in denen die seitliche Strömung zum Abtransport vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserstrahlen durch zumindest teilweises gesteuertes Hinlenken des Propellerstrahles mindestens eines unterhalb der Arbeitswasserlinie des Schiffes angeordneten rotierenden, angetriebenen Propellers in Richtung auf die Schlammschicht erzeugt werden.
Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Entfernen von Schlammablagerungen aus Hafenbecken oder dergleichen, die eine im wesentlichen unterhalb eines mit mindestens einem Antriebspropeller ausgerüsteten Schiffes angeordnete Strahleinrichtung zum Erzeugen von auf die Schlammschicht gerichteten Wasserstrahlen aufweist, deren Auftreffwinkel auf die Schlammschicht und/oder deren Intensität gesteuert und/oder regelbar einstellbar sind, zur Durchführung des Verfahrens.
Aus der DE 37 04 003 C2 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art bekannt, die sich grundsätzlich bewährt haben. Die Wasserstrahlen werden bei der dort beschriebenen Vorgehensweise bzw. Vorrichtung durch Düsen erzeugt, die im wesentlichen unterhalb eines Baggerschiffes oder dergleichen angebracht sind und über ein Zubringerrohr mit unter hohem Druck stehendem Wasser, und/oder einem anderen Fließmittel beaufschlagt werden.
Es hat sich allerdings gezeigt, daß das bekannte Verfahren in manchen Einsatzfällen einen verhältnismäßig hohen Energiebedarf hat, der dadurch verursacht wird, daß das Zubringerrohr für die Düsen mit unter hohem Druck stehendem Wasser beaufschlagt werden muß, dessen Bereitstellung zusätzliche Druckpumpen hoher Leistung erfordert. Auch hat es sich als wünschenswert gezeigt, die bekannte Vorrichtung hinsichtlich der erforderlichen Maschinenelemente noch weiter zu vereinfachen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Verfahren und die Vorrichtung nach der Gattung dahingehend weiterzubilden, daß mit vereinfachten Mitteln eine hohe Schlammentfernungsleistung, bei geringerem Gesamtenergieverbrauch, gewährleistet ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe in Weiterbildung des gattungsgemäßen Verfahrens nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Wasserstrahlen durch zumindest teilweises gesteuertes Hinlenken des Propellerstrahles mindestens eines unterhalb der Arbeitswasserlinie des Schiffes angeordneten rotierenden, angetriebenen Propellers in Richtung auf die Schlammschicht erzeugt werden.
Besonders bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens nach der Erfindung sind Gegenstand der diesbezüglichen Unteransprüche.
Ferner schlägt die Erfindung eine Weiterbildung der gattungsgemäßen Vorrichtung, zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vor, die sich dadurch auszeichnet, daß die Strahleinrichtung mindestens einen um eine im wesentlichen quer zur Schiffslängsachse verlaufende horizontale Haupt-Schwenkachse verschwenkbaren Umlenkflügel aufweist, der aus einer Ruhestellung, in der er im wesentlichen oberhalb einer Arbeitswasserlinie des Schiffes liegt, in eine zumindest teilweise unterhalb der Arbeitswasserlinie liegende Umlenkstellung herunterschwenkbar ist, in welcher er in den Propellerstrahl (mindestens eines) des/der Antriebspropeller(s) des Schiffes eintaucht und den (betreffenden) Propellerstrahl zumindest teilweise in Richtung auf die Schlammschicht umlenkt.
Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Gegenstand der diesbezüglichen Unteransprüche.
Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß es gelingt, Schlammablagerungen der in Rede stehenden Art – unter dem Ausdruck „Schlamm" werden im Zusammenhang mit der Erfindung auch Sandablagerungen oder dergleichen verstanden -, insbesondere beim Ausbaggern von Hafenbecken oder dergleichen, dadurch zuverlässig zu entfernen, daß die auf die Schlammschicht auftreffenden Wasserstrahlen hohen Drucks nicht durch eine gesonderte Pumpeinrichtung erzeugt und über Düsen an die Schlammschicht herangeführt werden, sondern daß schlichtweg der Propellerstrahl des Schiffes mit einer Einrichtung, die den Umkehrschub erzeugenden Klappeneinrichtungen an Flugzeugen nicht unähnlich ist, so nach unten umgelenkt wird, zumindest teilweise, daß die entsprechenden Wasserstrahlen gezielt, d. h., hinsichtlich Auftreffwinkel und Intensität gesteuert oder sinnreich geregelt, auf die Schlammschicht auftreffen und den Schlamm nach oben wirbeln. Von dort wird er dann, wie aus der gattungsbildenden DE 37 04 003 C2 bekannt, durch seitliche Strömung abtransportiert.
Auf gesonderte Vorrichtungen zur Erzeugung von Wasserstrahlen hohen Drucks kann bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche dadurch ermöglicht wird, vollständig verzichtet werden. Es ist lediglich entweder ein gesonderter Propeller, mit im wesentlichen lotrechter Drehachse, mittels dessen die Wasserstrahlen erzeugt werden, erforderlich, oder aber eine relativ einfache Umlenkeinrichtung mit mindestens einem Umlenkflügel, der bedarfsweise durch Seilwinden und/oder Hydraulikeinrichtungen sinnreich aus einer Arbeitsstellung, in welcher er sich unterhalb der Arbeitswasserlinie des Schiffes befindet, in eine Ruhestellung, in der er nicht oder nur teilweise in das Wasser eintaucht, bewegbar ist.
Im Zusammenhang mit der Erfindung wird unter einem „Schiff" beispielsweise auch ein Ponton verstanden, der gegebenenfalls auch in eine Unterwasserstellung absenkbar sein könnte. Insbesondere dann, wenn die Wasserstrahlen bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens durch einen separaten, um eine im wesentlichen vertikale Rotationsachse angetriebenen Propeller oder eine entsprechende Pumpe erzeugt werden, kann auch vorgesehen sein, daß der gesamte Propeller als solcher an z. B. einem Schwenkarm höhen- und/oder seitenverstellbar angeordnet ist, so daß der entsprechende Strahlpropeller beispielsweise auch unter im Wasser liegende Einrichtungen, wie z. B. ein Schwimmdock, bewegt werden kann.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel anhand der schematischen Zeichnung im einzelnen erläutert ist.
Dabei zeigt:
1 ein Ausführungsbeispiel eines Schiffes mit einer Strahleinrichtung nach der Erfindung in schematischer Heckansicht, teilweise geschnitten; und
2 das Schiff von 1 in der Seitenansicht, teilweise geschnitten.
Wie aus 1 hervorgeht, taucht ein zum Ausbaggern von Hafenbecken oder dergleichen zum Einsatz kommendes Schiff 10 mit dem Unterteil seines Rumpfes bis zu einer Arbeitswasserlinie 12 in ein mit Wasser gefülltes Hafenbecken 14 ein, dessen Boden von einer Schlammschicht 16 bedeckt ist. Am Heck 18 befindet sich eine Strahllenkeinrichtung 20, die, wie insbesondere in 2 dargestellt ist, einen um eine horizontale, quer zur Schiffslängsachse verlaufende Haupt-Schwenkachse verschwenkbaren Hauptflügel 24 und einen daran um eine Hilfs-Schwenkachse, die parallel zur Haupt-Schwenkachse 22 verläuft, verschwenkbaren Hilfsflügel 28 aufweist.
Der Hauptflügel 24 und der Hilfsflügel 28 sind mittels einer ein Haupt-Hydraulikzylinder-Fundament 30 aufweisenden Hydraulikeinrichtung, die einen Haupt-Hydraulikzylinder 32 mit zugeordneter Haupt-Hubstange 34 und einen Hilfs-Hydraulikzylinder 36, dem eine Hilfs-Hubstange 38 zugeordnet ist, aufweist, aus einer in 1 sowie in 2, dort ausgezogen gezeichnet, ersichtlichen Umlenkstellung, in welcher der Hauptteil des Hauptflügels 24 sowie der Hilfsflügel 28 insgesamt unterhalb der Arbeitswasserlinie 12 liegen, in eine in 2 gestrichelt dargestellte Ruhestellung verschwenkbar, in der der Hauptflügel 24 und der Hilfsflügel 28 im wesentlichen oberhalb der Arbeitswasserlinie liegen.
In der in 2 ausgezogen dargestellten sowie in 1 insgesamt wiedergegebenen Umlenkstellung befinden sich der Hauptflügel 24 und der Hilfsflügel 28, sinnreich eingestellt, im Propellerstrahl 40 eines in 2 in Vorwärtsfahrtstellung geschalteten Schiffspropellers 42.
Der Propellerstrahl 40 wird in der Umlenk- oder Arbeitsstellung des Hauptflügels 24 und des Hilfsflügels 28, wie insbesondere in 2 zu erkennen ist, zumindest teilweise so nach unten, in Richtung auf die Schlammschicht 16, umgelenkt, daß der auf die Schlammschicht 16 auftreffende Umlenkstrahl, dessen Auftreffwinkel und Intensität durch sinnreiche Verstellung von Hauptflügel 24 und Hilfsflügel 28 einstellbar ist, die Schlammschicht aufwirbelt und in solche Schichten nach oben bewegt, in denen eine seitliche Strömung zum Abtransport des aufgewirbelten Schlammes zur Verfügung steht.
Wie 1 erkennen läßt, sind der Haupt- und der Hilfsflügel bei dem dort gezeigten Ausführungsbeispiel mit Leitflächen 44, 46 versehen, welche die Führung des Propellerstrahls 40 in der Umlenkstellung weiter verbessern. Insbesondere läßt sich hierdurch ein seitliches, ungewünschtes Verbreitern des Propellerstrahls 40, verbunden mit einer Abnahme der Fokussierung desselben auf die Schlammschicht 16, weitestgehend vermeiden.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung und in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Bezugszeichenliste

10	Schiff
12	Arbeitswasserlinie
14	Hafenbecken
16	Schlammschicht
18	Heck
20	Strahllenkeinrichtung
22	Haupt-Schwenkachse
24	Hauptflügel
26	Hilfs-Schwenkachse
28	Hilfsflügel
30	Haupt-Hydraulikzylinder–Fundament
32	Haupt-Hydraulikzylinder
34	Haupt-Hubstange
36	Hilfs-Hydraulikzylinder
38	Hilfs-Hubstange
40	Propellerstrahl
42	Schiffspropeller
44	Leitblech
46	Leitblech

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 3704003 C2 [0003, 0010]

Claims

Verfahren zum Entfernen von Schlammablagerungen aus Hafenbecken oder dergleichen, bei dem die Schlammschicht mit Wasserstrahlen, die von einer Strahleinrichtung erzeugt werden, die im wesentlichen unterhalb eines mit mindestens einem Antriebspropeller ausgerüsteten Schiffes angebracht ist, beaufschlagt und hierdurch aufgewirbelt wird, wodurch der Schlamm sich mit dem umgebenden Wasser zu einer Trübe vermischt, die durch vorhandene natürliche und/oder künstlich erzeugte seitliche Strömung, wie eine Dichteströmung aufgrund eines Gefälles des Gewässerbodens, abtransportiert wird, wobei die Trübe in der Nachbarschaft des Auftreffens der Wasserstrahlen auf die Schlammschicht durch die dort erzeugte Aufwärtsströmung in solche Schichten nach oben bewegt wird, in denen die seitliche Strömung zum Abtransport vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserstrahlen durch zumindest teilweises gesteuertes Hinlenken des Propellerstrahles mindestens eines unterhalb der Arbeitswasserlinie des Schiffes angeordneten rotierenden, angetriebenen Propellers in Richtung auf die Schlammschicht erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auftreffwinkel und/oder die Intensität der auf die Schlammschicht gerichteten Wasserstrahlen steuer- und/oder regelbar ist/sind..
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Wasserstrahlen ein vom Schiffantrieb im wesentlichen unabhängiger gesonderter Strahlpropeller mit im wesentlichen lotrechter Rotationsachse verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserstrahlen bei Vorwärtsfahrstellung des Antriebspropellers des Schiffes durch Umlenken des rückwärts gerichteten Antriebspropellerstrahles erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserstrahlen bei Rückwärtsfahrstellung des Antriebspropellers des Schiffes durch Umlenken des vorwärts gerichteten Antriebspropellerstrahles erzeugt werden.
Vorrichtung zum Entfernen von Schlammablagerungen aus Hafenbecken oder dergleichen, die eine im wesentlichen unterhalb eines mit mindestens einem Antriebspropeller ausgerüste ten Schiffes angeordnete Strahleinrichtung zum Erzeugen von auf die Schlammschicht gerichteten Wasserstrahlen aufweist, deren Auftreffwinkel auf die Schlammschicht und/oder deren Intensität gesteuert und/oder regelbar einstellbar sind, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahleinrichtung mindestens einen um eine im wesentlichen quer zur Schiffslängsachse verlaufende horizontale Haupt-Schwenkachse (22) verschwenkbaren Umlenkflügel (24, 28) aufweist, der aus einer Ruhestellung, in der er im wesentlichen oberhalb einer Arbeitswasserlinie (12) des Schiffes (10) liegt, in eine zumindest teilweise unterhalb der Arbeitswasserlinie (12) liegende Umlenkstellung herunterschwenkbar ist, in welcher er in den Propellerstrahl (40) (mindestens eines) des/der Antriebspropeller(s) (42) des Schiffes (10) eintaucht und den (betreffenden) Propellerstrahl (40) zumindest teilweise in Richtung auf die Schlammschicht (16) umlenkt.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der/die Umlenkflügel (24, 28) hydraulisch und/oder mittels einer Seilwinde oder dergleichen verschwenkbar ist/sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der/die Umlenkflügel (24, 28) (jeweils) einen oberen Hauptflügel (24) und einen unteren Hilfsflügel (28) aufweist bzw. aufweisen, der gegenüber dem Hauptflügel (24) um eine zur Haupt-Schwenkachse (22) im wesentlichen parallele Hilfs-Schwenkachse (26) verschwenkbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkstellung mindestens eines der Flügel (24, 28) zur Einhaltung eines vorgebbaren Auftreffwinkels und/oder der Intensität der auf die Schlammschicht (16) auftreffenden, durch den zumindest teilweise umgelenkten Propellerstrahl (40) erzeugten Wasserstrahlen steuer- und/oder regelbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der umlenkbare Propellerstrahl (40) in Arbeitsstellung des Haupt- und/oder des Hilfsflügels (24, 28) zu mindest teilweise zur Navigation, insbesondere zur Positionshaltung, des Schiffes (10) einsetzbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Haupt-Umlenkflügel (24) und/oder der Hilfsflügel (28) mit mindestens einem Leitblech (44, 46) zur Unterstützung der Fokussierung des umgelenkten Propellerstrahles (40) auf die Schlammschicht (16) ausgerüstet ist/sind.