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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verhindern des Durchtritts einer Flüssigkeit, die in ein Gewässer ausgelaufen ist.
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Bei der Flüssigkeit kann es sich beispielsweise um Erdöl handeln, das aus einer beschädigten Ölbohrplattform oder einem gesunkenen Schiff in ein Meer ausläuft. Um das Ausmaß von Umweltschäden zu minimieren, ist es wichtig, das austretende Öl möglichst schnell aufzufangen und abzuführen, so dass sich möglichst wenig Öl in dem Gewässer ausbreitet. Problematisch in diesem Zusammenhang ist häufig, dass sich die Ölaustrittsstelle in sehr großen Tiefen, teilweise über 1000 m unter der Meeresoberfläche, befindet.
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Aus
WO 2005/003510 A1 ist es bekannt, ein Schwimmelement an der Wasseroberfläche zu verwenden, von dem aus ein Gewebeschlauch in Richtung des Meeresbodens herabgelassen wird. Am unteren Ende des Gewebeschlauches befinden sich Gewichte, die dieses untere Ende am Meeresboden halten. Der Gewebeschlauch wird um die Ölaustrittsstelle gelegt, so dass sich das austretende Öl innerhalb des Gewebeschlauches in Richtung der Meeresoberfläche bewegt. Dies kann aufgrund der geringeren Dichte des Öls gegenüber Wasser selbsttätig, d. h. ohne die Verwendung von Pumpen, erfolgen. An der Wasseroberfläche kann das Öl dann abgepumpt werden.
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Nachteilig an der beschriebenen Vorrichtung ist, dass abhängig von der Masse der Gewichte am unteren Ende des Gewebeschlauches und abhängig von der Länge des Gewebeschlauches, die von der Meerestiefe abhängt, sehr große Zugkräfte entstehen, die auf den Gewebeschlauch wirken. In den oberen Abschnitten des Gewebeschlauches sind diese Zugkräfte besonders hoch, da diese Abschnitte das gesamte unter ihnen liegende Gewicht tragen müssen.
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Alternativ ist es möglich, Zugentlastungselemente vorzusehen, die das Gewicht tragen und den Gewebeschlauch entlasten. Eine derartige Konstruktion ist jedoch komplex und kann den Gewebeschlauch ferner lediglich von den Gewichten an dem unteren Ende des Gewebeschlauches, nicht aber von seinem Eigengewicht, entlasten. Ferner kann das Problem entstehen, dass der Gewebeschlauch, insbesondere wenn er eine sehr große Länge aufweist, in Querrichtung in sich kollabieren kann, so dass er vollständig verschlossen oder zumindest in seinem Querschnitt erheblich reduziert wird. Dies kann beispielsweise das Resultat von Meeresströmungen sein.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Verhindern des Durchtritts einer Flüssigkeit, die in ein Gewässer ausgelaufen ist, bereitzustellen, die eine erhöhte Zuverlässigkeit aufweist und in tieferen Gewässern einsetzbar ist.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Verhindern des Durchtritts oder des Ausbreitens einer Flüssigkeit, insbesondere Öl, die in ein Gewässer ausgelaufen ist, weist die folgenden Komponenten auf: Zunächst ist ein Grundelement zur Positionierung auf dem Grund des Gewässers vorgesehen. Dieses ist derart ausgebildet, dass die auf das Grundelement wirkende Gewichtskraft G größer ist als die Auftriebskraft A, die auf das Grundelement wirkt, so dass das Grundelement durch die Gewichtskraft G am Grund des Gewässers gehalten wird.
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Ferner ist mindestens ein Schwebeelement zur schwebenden Positionierung über dem Grund und unter der Oberfläche des Gewässers vorgesehen, wobei das Schwebeelement derart ausgebildet ist, dass die auf das Schwebeelement wirkende Auftriebskraft A ≥ der Gewichtskraft G ist, die auf das Schwebeelement wirkt, so dass das Schwebeelement in einer schwebenden Position über dem Grund und unter der Oberfläche des Gewässers gehalten wird.
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Sofern die auf das Schwebeelement wirkende Auftriebskraft A genau gleich der Gewichtskraft G ist, die auf das Schwebeelement wirkt, gleicht diese Auftriebskraft genau die Gewichtskraft des Schwebeelements aus.
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Jedoch kann das Schwebeelement auch derart ausgebildet sein, dass die Auftriebskraft A etwas größer als die durch das Schwebeelement selbst verursachte Gewichtskraft ist, so dass durch diese Auftriebskraft eine etwas größere Gewichtskraft ausgeglichen werden kann. Diese etwas größere Gewichtskraft kann beispielsweise durch Komponenten verursacht werden, die mit dem jeweiligen Schwebeelement verbunden sind und sich unmittelbar unter diesem Schwebeelement befinden. Hierbei kann es sich insbesondere um einen Teil des flächig ausgebildeten Begrenzungselementes handeln, das sich unmittelbar unter dem Schwebeelement befindet und das im Weiteren näher beschrieben wird.
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Das Schwebeelement ist somit derart ausgebildet, dass es entweder lediglich sein Eigengewicht durch den Auftrieb schwebend hält oder aber sein Eigengewicht und zusätzlich das Gewicht weiterer Komponenten schwebend hält.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst ferner ein Schwimmelement zur schwimmenden Positionierung an der Oberfläche des Gewässers. Dieses Schwimmelement ist derart ausgebildet, dass die auf das Schwimmelement wirkende Auftriebskraft A bei einem vollständigen Untertauchen des Schwimmelements im Gewässer größer als die auf das Schwimmelement wirkende Gewichtskraft ist, so dass das Schwimmelement einen Auftrieb erfährt, derart, dass ein Teil des Schwimmelements aus der Oberfläche des Gewässers herausragt.
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Ferner umfasst die Vorrichtung ein flächig ausgebildetes Begrenzungselement, das für die Flüssigkeit nicht permeabel ist. Dieses Begrenzungselement erstreckt sich vom Grundelement über das mindestens eine Schwebeelement bis zu dem Schwimmelement.
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Anders ausgedrückt erstreckt sich dieses Begrenzungselement vom Grund des Gewässers bis zu der Oberfläche des Gewässers und verläuft vorzugsweise in einer Richtung oder Ebene senkrecht zur Oberfläche des Gewässers. Erfindungsgemäß ist das Begrenzungselement mit dem Grundelement, dem mindestens einen Schwebeelement und dem Schwimmelement mechanisch verbunden, so dass es von diesen Komponenten an einer definierten Stelle und/oder in einer definierten Form gehalten wird.
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Um deutlich zu machen, welch große Zugkräfte auf ein Begrenzungselement, das beispielsweise als Folie ausgebildet ist, ohne die Verwendung von Schwebeelementen wirken können, wird im Folgenden ein kurzes Rechenbeispiel dargestellt:
Geht man von einer Foliendicke von 2 mm aus und nimmt ferner eine Zugfestigkeit von 15 N/mm²an, ergibt sich eine zulässige Zugkraft von 30 kN/m. Nimmt man eine Wassertiefe von 1500 m an, so entsteht durch die verwendete Folie und das Grundelement eine Gewichtskraft von beispielsweise 55 kN/m. Allein hierdurch wird schon die zulässige Zugkraft der Folie überschritten, so dass die genannte Folie in diesem Beispiel nicht eingesetzt werden könnte. Durch Meeresströmungen können weitere Kräfte auf die Folie einwirken. Diese bewegen sich in der Größenordnung von bis zu 300 kN/m, so dass in jedem Fall die zulässige Zugkraft bei der genannten Folie weit überschritten würde. Erst durch die erfindungsgemäße Verwendung des oder der Schwebeelemente wird der Einsatz einer Folie mit geringerer Zugfestigkeit ermöglicht.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das mindestens eine Schwebeelement derart ausgebildet, dass die auf dieses Schwebeelement wirkende Auftriebskraft A gleich der Gewichtskraft G ist, die durch das jeweilige Schwebeelement und zumindest einen Abschnitt des Begrenzungselementes sowie Befestigungs- und Hilfskonstruktionen verursacht wird, sofern diese Gewichtskraft G der genannten Komponenten nicht bereits durch das Schwimmelement, den Grund des Gewässers oder anderen Faktoren ausgeglichen wird, so dass eine Zugkraft auf das Begrenzungselement in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche des Gewässers reduziert wird.
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Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird es somit möglich, die Zugkräfte, die auf das Begrenzungselement wirken, erheblich zu reduzieren, so dass dieses Begrenzungselement, insbesondere in seinem oberen Abschnitt, weniger robust konstruiert werden muss. Ferner ist es bevorzugter Weise nicht notwendig, gesonderte Zugentlastungselemente vorzusehen. Ferner ist es möglich, durch eine entsprechende Ausbildung des oder der Schwebeelemente eine bestimmte gewünschte Form des Begrenzungselementes aufrecht zu erhalten.
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Es ist bevorzugt, dass abhängig von der Wassertiefe, an der sich die Austrittsstelle der Flüssigkeit befindet, eine Vielzahl von Schwebeelementen verwendet wird. Beispielsweise können diese Schwebeelemente alle zwanzig, dreißig oder fünfzig Meter verwendet werden.
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Es ist bevorzugt, dass mindestens ein Element aus Grundelement, Schwebeelement und/oder Schwimmelement rahmenförmig ausgebildet ist. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine rechteckige, quadratische, kreisrunde, ovale oder um eine andere Rahmenform handeln.
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Das Begrenzungselement ist derart mit dem rahmenförmigen Grundelement, Schwebeelement und/oder dem Schwimmelement verbunden, dass das Begrenzungselement die Mantelfläche eines im Wesentlichen zylinder-, kegel- oder pyramidenförmigen Körpers ausbildet, in dessen Innerem die ausgelaufene Flüssigkeit aufnehmbar ist.
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Die genannten rahmenförmigen Elemente sind bevorzugt steif ausgebildet, so dass das Begrenzungselement durch diese rahmenförmigen Elemente in Form gehalten wird, so dass der oben beschriebene Körper zur Aufnahme der ausgelaufenen Flüssigkeit entsteht.
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Durch die beschriebenen Merkmale wird ein Querschnitt des Körpers sichergestellt, der nicht oder nur in sehr geringem Ausmaß durch äußere Faktoren, beispielsweise eine Strömung im Gewässer, beeinflussbar ist, so dass der entstehende Körper ein im Wesentlichen konstantes Volumen aufweist und eine konstante Menge an Flüssigkeit in Richtung der Oberfläche des Gewässers gefördert werden kann.
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Beispielsweise kann das Grundelement rahmenförmig ausgebildet sein und die Grundfläche des Körpers ausbilden, in dessen Innerem die ausgelaufene Flüssigkeit aufnehmbar ist.
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Es ist bevorzugt, dass das Grundelement, das mindestens eine Schwebeelement und das Schwimmelement über Führungsvorrichtungen, insbesondere über Führungsseile, miteinander verbunden sind.
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Das Begrenzungselement ist vorzugsweise als Folie ausgebildet. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine PE-HD-Kautschukfolie handeln, die gegen Teer, Bitumen, öl- und lösemittelhaltige Medien beständig ist und eine relativ hohe Zugfestigkeit in Längs- und Querrichtung aufweist.
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Weiterhin ist es bevorzugt, dass das Begrenzungselement mindestens eine Öffnung aufweist, die von der Flüssigkeit durchströmbar ist und über die ein Druckausgleich zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Körpers stattfindet.
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Somit ist das Innere des Körpers vollständig mit einem Flüssigkeits-Wassergemisch ausgefüllt, so dass zwischen der Innenfläche des Körpers und seiner Außenfläche kein Druckunterschied besteht. Das Ausweichen der Flüssigkeit in das offene Gewässer wird im Übrigen durch die allseitig geschlossene Wand- oder Mantelfläche des Körpers verhindert.
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Sofern das Grundelement, das mindestens eine Schwebeelement und das Schwimmelement rahmenförmig ausgebildet sind, können sie in einer Ebene parallel zur Oberfläche des Gewässers gleiche Abmessungen aufweisen. In diesem Fall würde ein zylinderförmiger Körper entstehen, wobei die Abmessungen der genannten Elemente in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche des Gewässers unterschiedlich sein können.
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Um Strömungsschwankungen des Gewässers entgegenzuwirken, ist es möglich, dass das mindestens eine Schwebeelement und/oder das Schwimmelement einen Antrieb, insbesondere einen Voith-Schneider-Propeller, aufweist, durch den ein Schub erzeugbar ist. Dieser Schub ist in seiner Stärke und Richtung derart regelbar, dass Strömungsschwankungen des Gewässers ausgeglichen werden können.
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Die Querschnittsfläche des Körpers wird aus dem Förderstrom Q bestimmt, der aus der Austrittsstelle der Flüssigkeit strömt und ist ferner von den Abmessungen der rahmenförmigen Grund-, Schwebe- und Schwimmelemente abhängig.
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Das mindestens eine Schwebeelement weist bevorzugt Auftriebskörper mit einem Material auf, das eine geringere Dichte als Wasser aufweist. Hierbei kann es sich beispielsweise um Styropor, Holz oder Glasschaum-Granulat handeln.
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Wichtig ist es, Auftriebskörper aus einem Material vorzusehen, das seine geringe Dichte auch bei größerem Druck in großen Wassertiefen beibehält.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist das Grundelement ein erstes und ein zweites Grundelement auf. Hierbei ist das zweite Grundelement mit einem unteren Ende des Begrenzungselementes verbunden. Das erste Grundelement ist an Führungsseilen befestigt und das zweite Grundelement weist Führungselemente, insbesondere Führungshülsen, auf, in denen die Führungsseile geführt sind, so dass das zweite Grundelement bei bereits herabgelassenem ersten Grundelement entlang der Führungsseile bis zu dem ersten Grundelement auf den Grund des Gewässers geführt werden kann.
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Das erste Grundelement wird somit bevorzugt zuerst auf den Grund des Gewässers herabgelassen und durch sein Eigengewicht auf dem Grund des Gewässers fixiert. Nun kann das zweite Grundelement zusammen mit dem mit ihm verbundenen Begrenzungselement entlang der Führungsseile herabgelassen werden, so dass die gewünschte Position des Begrenzungselementes genau festgelegt werden kann. Insbesondere ist eine exakte Positionierung des ersten Grundelementes einfacher, solange das flächig ausgebildete Begrenzungselement noch nicht herabgelassen wurde, da zu diesem Zeitpunkt die Anfälligkeit für Strömungen aufgrund der geringeren Angriffsfläche der Vorrichtung kleiner ist.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Begrenzungselement über das Schwimmelement herumgeführt. Ferner ist ein weiteres zweites Schwimmelement vorgesehen, das sich an der Oberfläche des Gewässers in einem Abstand zum ersten Schwimmelement befindet, so dass zwischen dem ersten Schwimmelement und dem weiteren zweiten Schwimmelement ein Reservoir zur Aufnahme eines Teils der ausgelaufenen Flüssigkeit ausgebildet ist. Sofern somit die ausgelaufene Flüssigkeit innerhalb des Körpers nicht oder nicht in ausreichender Weise abgepumpt werden kann, kann diese Flüssigkeit oder ein Gemisch dieser Flüssigkeit mit dem Wasser über das erste Schwimmelement in das genannte Reservoir laufen oder schwappen und von dort, gegebenenfalls zu einem späteren Zeitpunkt, abgepumpt werden.
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Zusätzlich zum ersten Reservoir können in ähnlicher Weise auch weitere Reservoirs durch die Verwendung von weiteren Schwimmelementen auf der Oberfläche des Gewässers gebildet werden, so dass eine größere Menge an ausgelaufener Flüssigkeit aufgefangen werden kann.
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Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand von Figuren erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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2 einen vergrößerten Querschnitt durch das Grund-, Schwebe- und Schwimmelement,
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3 eine vergrößerte Ansicht einer Ausführungsform des Grundelements,
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4 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
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5 eine schematische Ansicht einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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1 stellt die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zum Verhindern des Durchtritts einer Flüssigkeit 26, die in ein Gewässer 20 ausgelaufen ist, dar. Das Grundelement 12 ist auf dem Grund 18 des Gewässers 20 positioniert. Die auf das Grundelement 12 wirkende Gewichtskraft G ist größer als die Auftriebskraft A, die auf dieses Element wirkt, so dass das Grundelement 12 durch die Gewichtskraft G am Grund 18 des Gewässers 20 gehalten wird.
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In 1 sind ferner zwei Schwebeelemente 14a, 14b zur schwebenden Positionierung über dem Grund 18 und unter der Oberfläche 22 des Gewässers 20 dargestellt. Eine typische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 wird je nach Wassertiefe wesentlich mehr Schwebeelemente aufweisen. Die Schwebeelemente 14a, 14b sind derart ausgebildet, dass die auf sie wirkende Auftriebskraft A größer als die Gewichtskraft G ist, die auf das jeweilige Schwebeelement wirkt. Somit wird das Schwebeelement 14a, 14b in einer schwebenden Position gehalten.
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Die Auftriebskörper in dem Schwebeelement 14a können beispielsweise derart ausgebildet sein, dass die hieraus resultierende Auftriebskraft A ausreicht, um den unmittelbar unter dem Schwebeelement 14a liegenden Abschnitt des Begrenzungselementes 24 sowie den entsprechenden Abschnitt der Führungsseile 28a, 28b sowie weiterer Komponenten zu tragen.
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Dies bezieht sich insbesondere auf einen Abschnitt der genannten Komponenten, der sich bis zu dem nächsten Schwebeelement 14b erstreckt. Der Abschnitt der genannten Komponenten, der sich unter dem zweiten Schwebeelement 14b befindet, kann durch den Auftrieb dieses zweiten Schwebeelementes 14b ausgeglichen werden.
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Die Vorrichtung 10 umfasst ferner ein Schwimmelement 16 zur schwimmenden Positionierung an der Oberfläche 22 des Gewässers 20. Das Schwimmelement 16 ist derart ausgebildet, dass die auf das Schwimmelement wirkende Auftriebskraft A bei einem vollständigen Untertauchen des Schwimmelementes 16 im Wasser 20 größer als die auf das Schwimmelement 16 wirkende Gewichtskraft ist. Hierbei können selbstverständlich ebenfalls Komponenten berücksichtigt werden, die sich unterhalb des Schwimmelementes 16 und oberhalb des ersten Schwebeelementes 14a befinden, so dass die Gewichtskraft G, die aus diesen Komponenten resultiert, ebenfalls durch die Auftriebskraft A des Schwimmelementes 16 ausgeglichen wird. Wie in der 1 sichtbar ist, ragt ein Teil des Schwimmelementes 16 aus der Oberfläche 22 des Gewässers 20 heraus.
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Die Vorrichtung 10 umfasst ferner ein flächig ausgebildetes Begrenzungselement 24 in Form einer Folie, das für die Flüssigkeit 26 nicht permeabel ist und sich vom Grundelement 12 über die Schwebeelemente 14a, 14b bis zu dem Schwimmelement 16 erstreckt und mit jedem dieser Elemente mechanisch verbunden ist. Die Folie kann beispielsweise eine Stärke von 2 mm aufweisen. Die Folie 24 weist ferner eine Öffnung 31 auf, die von dem Wasser durchströmbar ist und über die ein Druckausgleich zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Körpers stattfindet.
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In 1 ist ein Querschnitt durch die Vorrichtung 10 dargestellt, wobei das Grundelement 12, die Schwebeelemente 14a, 14b sowie das Schwimmelement 16 verschiedene geometrische Formen annehmen können. Es ist besonders bevorzugt, dass diese Elemente rahmenförmig ausgebildet sind und sich um den Körper herum erstrecken, in dessen Innenraum das auslaufende Öl 26 aufgenommen wird. In diesem Innenraum befindet sich auch Wasser, so dass hierin ein Flüssigkeits-Wassergemisch aufgenommen wird, das eine geringere Dichte aufweist als das Wasser außerhalb des Körpers.
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In 1 ist ferner ein zweites Schwimmelement 16' dargestellt, das ebenfalls schwimmend an der Wasseroberfläche 22 positioniert ist. Dieses weist einen Abstand zum ersten Schwimmelement 16 auf, so dass sich zwischen diesen beiden Elementen ein Reservoir 34 zur Aufnahme eines Teils der ausgelaufenen Flüssigkeit bildet. Das Flüssigkeits-Wassergemisch kann hierbei derart ansteigen, dass es über das erste Schwimmelement 16 hinweg in das Reservoir 34 fließt. Zusätzlich können weitere nicht dargestellte Schwimmelemente verwendet werden, so dass weitere Reservoirs 34' zur Aufnahme zusätzlicher Flüssigkeit entstehen.
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In 2 ist insbesondere ein möglicher Aufbau des Schwebeelementes 14a im Detail erkennbar. Das Schwebeelement 14a weist seitliche Führungshülsen 36a, 36b auf, in denen die Führungsseile 28a, 28b geführt sind. Hierbei kann es sich beispielsweise um Stahlseile mit einem Durchmesser von 28 mm handeln. Alternativ können in den Führungshülsen 36a, 36b auch die in 3 dargestellten Führungsseile 32a, 32b geführt sein. Die Führungshülsen 36a, 36b sind über Haltebleche 38 mit dem Auftriebskörper 40 verbunden und bevorzugt in Längsrichtung der Seile fixierbar.
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Die Größe der Öffnung 31 ist vorzugsweise über eine Einstellvorrichtung 42 regelbar, so dass ein geeigneter Druckausgleich zwischen dem Innen- und dem Außenvolumen des Körpers stattfinden kann.
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Das rahmenförmige Grundelement 12 sowie die rahmenförmigen Schwebeelemente 14a, 14b und das rahmenförmige Schwimmelement können beispielsweise quadratisch mit einer Seitenlänge von 10 m ausgebildet sein.
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Eine besondere Ausführungsform des Grundelementes 12 ist in 3 dargestellt. Hierin weist das Grundelement 12 ein erstes Grundelement 12a und ein zweites Grundelement 12b auf. Das zweite Grundelement 12b ist mit einem unteren Ende der Folie 24 verbunden.
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Das erste Grundelement 12a ist an Führungsseilen 28a, 28b befestigt, während das zweite Grundelement 12b Führungselemente 30a, 30b in Form von Führungshülsen aufweist, in denen die Führungsseile 28a, 28b geführt sind. In einem Verfahren zum Auffangen einer ausgetretenen Flüssigkeit in einem Gewässer, das eine unabhängige Erfindung darstellt, ist es somit möglich, zunächst das erste Grundelement 12a auf den Grund 18 des Gewässers 20 herabzulassen, so dass dieses an eine definierte Stelle positioniert werden kann. In einem weiteren Verfahrensschritt kann dann das zweite Grundelement 12b, das an Haltevorrichtungen, insbesondere Halteseilen 32a, 32b befestigt ist, in Richtung des ersten Grundelementes 12a bis auf den Grund 18 des Gewässers 20 herabgelassen werden und durch eine geeignete Form der Grundelemente 12a, 12b mit dem ersten Grundelement 12a verbunden werden. Hierbei ist das zweite Grundelement 12b mit einem unteren Ende des Begrenzungselementes 24 verbunden.
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Das Schwebeelement 14 ist in dieser Ausführungsform über Führungshülsen 36a, 36b mit den Halteseilen 32a, 32b und gegebenenfalls mit den Führungsseilen 28a, 28b verbunden, so dass das Schwebeelement 14a entlang der Halteseile 32a, 32b nach oben und unten bewegbar ist.
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Das erste Grundelement 12a weist an seiner Unterseite ein Profilstück 44 auf, über das es mit den Führungsseilen 28a, 28b verbunden ist.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 kann ebenfalls verwendet werden, um eine Kontamination einer Küste oder eines weiteren Gewässerabschnitts durch eine in ein Gewässer 20 auslaufende Flüssigkeit 26 zu verhindern. Hierzu wird die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 in Form einer Barriere zwischen der Austrittsstelle der Flüssigkeit 26 und dem zu schützenden Küsten- oder Gewässerabschnitt platziert.
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Dies kann in einem Bereich erfolgen, der keine große Wassertiefe aufweist. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung sind die Grundelemente 12, die Schwebeelemente 14a, 14b und die Schwimmelemente 16 nicht rahmenförmig, sondern vorzugsweise als längliche Körper, beispielsweise kubus- oder rohrförmig, ausgebildet. Bei dieser Ausführungsform der Vorrichtung 10 wird somit kein Körper gebildet, in dessen Innenraum die auslaufende Flüssigkeit 26 aufgenommen wird. Vielmehr wird eine Barriere gebildet, durch die verhindert wird, dass die auslaufende Flüssigkeit 26 die Küste oder einen anderen Gewässerabschnitt erreicht. Die genannte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 kann insbesondere entlang einer zu schützenden Küste verwendet werden, wobei die Längsrichtung der als längliche Körper ausgebildeten Schwimmelemente 16 im Wesentlichen parallel zur Küste verlaufen kann.
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Es ist bevorzugt, dass in der beschriebenen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 mehrere Schwimmelemente 14a, 14b vorgesehen sind. In einem Teilbereich der Vorrichtung 10 erstreckt sich das Begrenzungselement 24 gemäß 4 in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche 22 des Gewässers 20 vom Grundelement 12 betrachtet vorzugsweise nicht bis zum Schwimmelement 16, sondern lediglich bis zu dem obersten Schwebelement 14a.
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Dieses oberste Schwebeelement 14a ist am nächsten zu der Oberfläche 22 des Gewässers 20 angeordnet. Somit wird die Vorrichtung 10 für Wasserfahrzeuge, die auf oder in einer geringen Tiefe unter dem Wasser fahren, durchfahrbar. Das Begrenzungselement 24 weist somit in diesem Bereich eine insbesondere rechteckige Ausnehmung 48 auf. Um einen Durchtritt der Flüssigkeit 26 durch diese Ausnehmung 48 zu verhindern, weist das oberste Schwebeelement 14a mindestens eine und insbesondere eine Vielzahl von Düsen 46 auf, durch die ein Gas in das Gewässer 20 einbringbar ist, so dass das Gas an die Oberfläche 22 des Gewässers 20 steigt und für die Flüssigkeit 26 im Wesentlichen nicht passierbar ist. Das Gas wird den Düsen 46 über eine Leitung 47 zugeführt.
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Es wird somit ein einfaches Mittel geschaffen, durch das es möglich ist, eine Barriere in einem Gewässer bereitzustellen, durch die ein Gewässerabschnitt oder ein Küstenabschnitt vor Verunreinigung durch eine auslaufende Flüssigkeit, beispielsweise Erdöl, geschützt werden kann. Diese Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 kann im Gegensatz zu bisher bekannten Küstenbarrieren auch in tieferen Gewässern eingesetzt werden, wobei die Möglichkeit besteht, diese Barrieren für die Schifffahrt durch die Düsen 46 passierbar bzw. durchfahrbar zu gestalten. Beim Aufsteigen des Gases an die Oberfläche 22 des Gewässers 20 bilden sich an dieser Oberfläche 22 zwei Strömungen in jeweils entgegengesetzter Richtung, wobei jede dieser Strömungen entlang der Oberfläche 22 in eine Richtung senkrecht zur Längsrichtung der Vorrichtung 10 verläuft. Somit wird die Flüssigkeit 26 in eine Richtung von der Vorrichtung 10 weg verdrängt.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung 10 weist das Schwimmelement 16 an seiner Oberseite einen durch ein Gas aufblasbaren Sperrkörper 50 auf, der beispielsweise im aufgeblasenen Zustand eine Höhe von 2 m, 3 m oder auch 5 m aufweisen kann. Dieser aufblasbare Sperrkörper 50 weist im aufgeblasenen Zustand bevorzugt eine runde oder ovale Form auf.
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Wie in 5 dargestellt, kann dieser aufblasbare Sperrkörper 50 dazu verwendet werden, ein Hochwasser zurückzuhalten. Hierbei befindet sich auf der einen Seite des Sperrkörpers 50 das Wasser auf einem höheren Niveau als auf der anderen Seite dieses Sperrkörpers. Insbesondere ist die Größe und Form des Sperrkörpers derart gewählt, dass dieser durch das unter ihm befindliche Wasser einen Auftrieb erfährt.
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Ist der Sperrkörper beispielsweise im Querschnitt kreisförmig ausgebildet, kann seine Größe so gewählt werden, dass der maximale Hochwasserstand bis zur Mitte seines kreisförmigen Querschnitts reicht, so dass der Sperrkörper 50 den größtmöglichen Auftrieb erfährt.
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Durch das Hochwasser auf der einen Seite des Sperrkörpers 50 entsteht in 5 einerseits eine Kraft nach rechts, d. h. in einer Richtung vom Hochwasser weg oder in Richtung des Niedrigwassers. Durch den Auftrieb des Sperrkörpers 50 entsteht ferner eine Kraftkomponente nach oben, so dass die resultierende Kraft nach schräg oben rechts verläuft. Eine geeignete Gegenkraft, um ein Verschieben des Sperrkörpers 50 zu verhindern, kann somit durch eine Befestigung des Sperrkörpers 50 durch eine Befestigungsvorrichtung 52, beispielsweise ein Drahtseil am Grund 18 des Gewässers 20, erfolgen. Ein Aufbringen einer geeigneten Gegenkraft auf andere Weise ist ebenfalls möglich.
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Bei der letztgenannten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 sind das Grundelement 12, die Schwebeelemente 14a, 14b, das Schwimmelement 16 sowie der Sperrkörper 50 länglich ausgebildet und erstrecken sich im Wesentlichen parallel zueinander.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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