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Wasserentöler zur Entölung von Bilge-oder Ballastwasser von Schiffen
Die Erfindung betrifft einen Wasserentöler zur Entölung von Bilge- oder Ballastwasser
von Schiffen mit zentralem senkrechtem Wasserabführrohr und aufrecht in einem Gehäuse
angeordneten, schraubenförmigen, zur Schraubenachse senkrechtstehenden Leitflächen
für eine Strömung des zu entölenden Wassers von oben nach unten.
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Unter Verbesserung der Wirkungsweise bekannter Entöler soll eine
einwandfreie Trennung von Öl und Wasser herbeigeführt und die Verschmutzung von
Hafen-, Küsten- und Meerwasser durch gelenztes, ölhaltiges Bilge- und Ballastwasser
verhindert werden.
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Bei bekannten Entölern schließt sich das Wasserabführungsrohr an
eine Reihe parallel geschalteter Feinabscheidekammern an, denen eine Grobabscheidekammer
vorgeschaltet ist, in die das Rohwasser eingeführt wird, und zwar unmittelbar an
der Abscheidestelle. Diese Entöler führen zwar eine weitgehende Trennung von Ö1
und Wasser herbei, sie können aber nicht die zur Reinhaltung der Gewässer erforderliche
Trennung von Öl und Wasser erreichen.
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Die Feinabscheidekammern werden bei diesen bekannten Entölern durch
schräg nach oben gestellte Platten gebildet. Infolge der verhältnismäßigen Kürze
des Wasserweges in diesen Feinabscheidekammern und der Wasserbewegung in der Grobabscheidekammer
kann keine ausreichende Entölung des Wassers erzielt werden.
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Es sind weiter stufenlose Klärapparate bekannt, die einer aufrecht
stehenden Schraube ähnliche Leitflächen mit sehr geringer Steigung aufweisen und
zur Trennung von Mischflüssigkeiten dienen. Die Leitflächen stehen zur Schraubenachse
in spitzem Winkel. Bei diesen Entölern wird die Mischflüssigkeit entweder unterhalb
der Schraubenflächen oder zwischen zwei Schraubenflächen eingeführt.
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Diese stufenlosen Klärapparate sind für die Verwendung in der Seifenherstellung
besonders geeignet.
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Sie sind als Wasserentöler zur Abscheidung des Öles aus Bilge- oder
Ballastwasser nicht brauchbar, infolge des spitzen Winkels, in der die schraubenförmi
gen Leitflächen zur Schraubenachse stehen. Bei Verwendung der bekannten Klärapparate
als Wasserentöler ist keine einwandfreie Trennung und Abführung des Öles vom Wasser
möglich, da jeweils das ganze zu trennende Öl sich unterhalb und längs der spiralförmigen
Berührungslinie der Schraubenfläche mit dem Behälter sammeln würde und längs dieser
Linie nach oben zwecks Abführung aufsteigen müßte.
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Infolge des hierbei auftretenden verhältnismäßig großen Widerstandes,
den der spitze Winkel bildet, in dem das Öl geführt wird, sowie infolge der geringen
Steigung ist die Abführung des abgetrennten Öles nach oben nicht durchführbar. Da
bei den bekannten Klärapparaten der Zuflußstutzen zwischen den Schraubenflächen
vorgesehen ist, befindet sich oberhalb des Zuflußstutzens entweder stehendes Wasser,
das ständig mit Öl angereichert wird, oder ein Teil des Wassers wird über den oberen,
oberhalb der schraubenförmigen Leitflächen vorgesehenen Abführungsstutzen, der zur
Abführung des Öles dienen soll, mit diesem zusammen ohne Trennung abgeführt.
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Es ist weiter ein Wasserreinigungsapparat mit schraubenförmigen Leitflächen
bekannt, die senkrecht zur Schraubenachse stehen. Die Schraube hat nur eine sehr
geringe Steigung, da der bekannte Reiniger mit Zentrifugalkraft arbeiten soll, wodurch
eine getrennte Abführung der leichteren und schwereren Schmutzstoffe erfolgt. Die
leichteren Verunreinigungen werden in der Mitte der schraubenförmigen Leitflächen
nach oben und die schwereren Verunreinigungen nach unten geführt, wobei sie oben
bzw. unten in Räume eintreten, die von der Zu- und Ableitung des Wassers getrennt
sind. Diese Reiniger sind als Bilge- oder Ballast-Wasserentöler von Schiffen nicht
brauchbar.
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Die zur Erzeugung der Zentrifugalkraft benötigten Wasser-Geschwindigkeiten
und -Verwirbelungen verhindern eine Entölung des Wassers, außerdem würde das sich
absetzende Öl wegen der geringen Steigung der schraubenförmigen Leitflächen und
des verhältnismäßig schnellen Wasserflusses sowie wegen der auf-
tretenden
Reibungen an den Leitflächen nach oben kriechen.
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Demgegenüber ist der beanspruchte Wasserentöler dadurch gekennzeichnet,
daß die nach Art einer mehrgängigen Schraube angeordneten Leitflächen steil ansteigen.
Bei dieser Ausführung kann das abgeschiedene Öl den schraubenförmigen Leitflächen
folgend bis zum oberen Auslauf aufsteigen.
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Weitere Erfindungsmerkmale bestehen darin, daß das Gehäuse für die
schraubenförmigen Leitflächen als Hohlmantel durch den das Wasser von unten nach
oben durchgeführt wird, ausgebildet ist. Er dient als vorgeschaltete Grobabscheidekammer,
wobei zur wirbeifreien Einführung des Wassers in den Hohlmantel an dessen unterem
Teil ein tangential verlaufender Einlaß vorgesehen ist.
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Zur Bildung einer zweiten zwischen schraubenförmigen Leitflächen
und Hohlmantel liegenden Grobabscheidekammer, der das Wasser aus dem oberen Teil
des als erste Grobabscheidekammer dienenden Hohlmantels zugeführt wird, ragt der
Hohlmantel über die Oberkante der Schraube nach oben hinaus.
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Durch die vorgenannten Merkmale wird es erstmalig ermöglicht, eine
einwandfreie Trennung von Öl und Wasser mit verhältnismäßig einfachen Mitteln zu
erreichen.
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Durch die senkrechte Stellung der schraubenfönnigen Leitflächen zur
Schraubenachse wird erreicht, daß die ganzen Leitflächen vom Öl beaufschlagt werden
und dieses nach oben führen. Dem nach oben strömenden Öl wird dabei fast kein Widerstand
entgegengesetzt. Die gesamte schraubenförmige Leitfläche ist ölig und zieht weiteres
Öl aus dem Wasser an, wodurch sich die Trennwirkung erhöht.
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Der Ölgehalt ist im Bilgewasser von Schiffen schon so gering, daß
es mit üblichen Wasserentölern nicht gelingt, eine einwandfreie Trennung durchzuführen.
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In der Zeichnung ist der Entöler in Abb. 1 in einem senkrechten Schnitt
und in Abb. 2 in einem Schnitt nach Linie II-II der Abb. 1 dargestellt.
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Der Entöler besteht aus einem geschlossenen Behälter 10, in den ein
konzentrisches Rohr 11, das dreiviertel so hoch ist wie Behälter 10, eingesetzt
ist.
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Es bildet mit dem Behälter 10 einen Hohlmantel 10, 11. Der Hohlmantel
10, 11 ist zugleich Gehäuse für die um eine senkrecht stehende Achse angeordneten,
vorzugsweise mehrgängigen verhältnismäßig steilen schraubenförmigen Leitflächen
12, die zur Feinabscheidung des Öles dienen, indem das ölhaltige Wasser von oben
nach unten durch sie geführt wird.
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Der Hohlmantel 10,11 bildet eine erste verhältnismäßig lange Grobabscheildekammer
13, durch die das Wasser von unten nach oben geführt wird, wobei es in deren unteren
Teil tangential über einen Rohrstutzen 14 wirbelfrei eingeführt wird. Dieser als
Grobabscheidekammer 13 dienende Hohlmantel 10, 11 ist dem Raum mit den schraubenförmigen
Leitflächen 12 vorgeschaltet. Außerdem ragt der Hohlmantel 10, 11 über die Oberkante
der Schraube 12 hinaus zwecks Bildung einer zweiten, zwischen Leitflächen 12 und
Hohlmantel 10, 11 liegenden Grobabscheidekammer 15. Dieser wird das Wasser aus dem
oberen Teil des als erste Grobabscheidekammer 13 dienenden Hohlmantels 10, 11 zugeführt.
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Auch der zweiten Grobabscheidekammer 15 wird das Wasser tangential
über am Hohlmantel 10,1l vorgesehene Einlaßstutzen 16 wirbelfrei zugeführt. Weiter
ist die zweite Grobabscheidekammer 15 oberhalb
der schraubenförmigen Leitflächen
12 mittels eines zentral angeordneten, am unteren Ende einen konisch erweiterten
Teil 17 a tragenden Zylinders 17 in einen äußeren Wasserleit- und inneren Ölsteigeraum
unterteilt. Der konische Teil 17a des Zylinders 17 ist mit radial verlaufenden Leitschaufeln
18 versehen.
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Unterhalb der schraubenförmigen Leitflächen 12 ist ein Schlammraum
19 angebracht, aus dem das Reinwasser über das zentrale Wasserabführungsrohr 20
nach oben abgeführt wird. Der Schlammraum 19 hat an seiner tiefsten Stelle einen
Zug 21, durch den grober Schmutz entfernt werden kann. Zum Ablassen des sich im
oberen Teil des Behälters 10 sammelnden Öles ist ein Ablaßhahn 22 vorgesehen.
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Das innere Hohlmantelrohr 11, der Zylinder 17 und die schraubenförmigen
Leitflächen 12 sind mit dem zentralen Wasserabführungsrohr 20 zu einem in den Behälter
10 einsetzbaren Aggregat vereinigt. Das innere Hohlmantelrohr 11 wird unten gegenüber
dem Behälter 10 mittels Dichtung 23 abgedichtet. Das Wasserabführungsrohr 20 ist
am unteren Ende mit einem umgekehrten Trichter 24 zur besseren Führung des Wasserstromes
versehen.
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Die Wirkungsweise des Entölers ist folgende: Das zu entölende Wasser,
insbesondere Bilgewasser, tritt über Rohrstutzen 14 tangential am unteren Ende in
den als erste Grobabscheidekammer 13 dienenden Hohlmantel 10, 11 ohne Verwirbelung
ein und steigt hier langsam nach oben. Durch die verhältnismäßig lange Verweilzeit
in dem Hohlmantel 10, 11 trennt sich bereits hier grob Öl vom Wasser. Das Wasser
gelangt nun im trägen Fluß durch die über den ganzen Umfang des inneren Hohlmantelrohres
11 gleichmäßig verteilten Einlaßstutzen 16 tangential in die zweite Grobabscheidekammer
15 ohne jede Verwirbelung, so daß hier eine weitere Abscheidung des Öles stattfindet.
Außerdem wird der obere Teil des Wassers in eine langsam kreisende Bewegung versetzt,
die sich in den Schraubengängen fortpflanzt. Das bereits in den Grobabscheidekammem
13 und 15 abgetrennte Öl sammelt sich im Kopf des Behälters 10. Die noch im Wasser
enthaltenen feinen Ölpartikelchen vereinigen sich bei dem anschließenden Durchgang
durch die schraubenförmigen Leitflächen 12 in jeder Ebene zu kompakteren Öltropfen,
die nach oben strömen. Auf dem langen Weg, den das Wasser durch die schraubenförmigen
Leitflächen 12 zurücklegen muß, setzen sich auch die letzten Ölpartikelchen an den
Leitflächen ab.
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Aus dem Grobabscheideraum 15 gelangt das Wasser in Richtung der eingezeichneten
Pfeile (A) in den äußeren Wasserleitraum nach unten. Hierbei wird das Wasser durch
die Leitschaufeln 18 in Richtung der schraubenförmigen Leitflächen 12 geführt. Dadurch
lösen sich die Öltropfen am oberen Ende der Leitflächen 12 leicht und steigen in
Richtung der Pfeile B durch den inneren Ölsteigeraum nach oben in den Behälterkopf.
Das Abreißen und Aufsteigen der Öltropfen wird somit erleichtert und gefördert durch
den Zylinder 17 mit Konus 17 a und den daran vorgesehenen Leitschaufeln 18.
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Das entölte Wasser tritt nach Verlassen der schraubenförmigen Leitflächen
12 unten über den Trichter 24 in das zentrale Wasserabführungsrohr 20 ein und verläßt
über dieses als Reinwasser den Entöler.
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Zur Reinigung kann das ganze System, bestehend aus dem inneren Hohlmantelrohr
11, Zylinder 17 und schraubenförmigen Leitflächen 12 mit zentralem Wasserabführungsrohr
20
sowie gegebenenfalls Deckel 25, an dem ein Entlüftungshahn26 vorgesehen ist, als
zusammenhängendes Aggregat aus dem Behälter 10 herausgezogen werden.