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Einrichtung zum Sammeln von auf einer Wasseroberfläche schwimmendem
Treibgut oder Substanzen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Sammeln von
auf einer Wasseroberfläche schwimmendem Treibgut oder Substanzen, insbesondere von
flächig ausgebreitetem Öl. Dazu ist es bekannt, ein mit Fangarmen versehenes Wasserfahrzeug
zu verwenden, das Mittel zum Abschöpfen der auf dem Wasser schwimmenden Substanzen
und zum Abscheiden der aufgenommenen Substanzen vom Wasser aufweist. Bei dem bekannten
Fahrzeug werden die auf dem Wasser schwimmenden Substanzen von einem endlosen umlaufenden
Band aufgenommen und einem im Boot angeordneten Sammelbehälter zugeführt. Hiermit
kann man aber die Substanzen oft nicht vollständig erfassen. Es besteht also die
Gefahr, daß noch Reste auf dem Wasser zurückbleiben. Auch ist die dort vorgesehene
Trennung der Substanzen vom Band mittels Abstreifer nicht einwandfrei, so daß, insbesondere
nach einer gewissen Abnutzung der Abstreifer, Öl, Schmutzstoffe od. dgl. über das
rücklaufende Band wieder ins Wasser gelangen können. Ein weiterer Nachteil besteht
darin, daß am Sammelbehälter weder Mittel zum Trennen der Substanzen vom Wasser,
noch Mittel für einen Abfluß des Wassers vorgesehen sind.
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Außerdem wurden auch andere Verfahren versucht, die jedoch ebenfalls
nicht befriedigen konnten. Es ist nämlich schwierig, auf einer Wasseroberfläche
schwimmende Substanzen, insbesondere flächig ausgebreitetes Öl, zu entfernen, da
diese Substanzen, bzw. das Öl, sich in Form einer dünnen Schicht bzw. eines entsprechenden
Films auf der Wasseroberfläche befinden. So hat man z. B. für die Entfernung von
ausgeflossenem Öl dieses von einem Ölfangarm (auch Ölausleger genannt) umgeben,
der von zwei Schleppbooten gezogen wird und somit die Wasseroberfläche bestreicht.
Ist dann das gesamte Öl gesammelt, so wird der Ölfangarm zusammengezogen und hierdurch
die Ölschicht konzentriert, so daß sie dann leichter abgeschöpft oder abgepumpt
werden kann. Trotzdem ist dabei der Anteil an Wasser in der so entfernten öl-Wasser-Mischung
recht hoch.
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Nach einem anderen Verfahren werden Behälter so tief abgesenkt, daß
das Öl über die Kanten der Behälter in diese hineinfließen kann. Anschließend wird
das Öl aus den Behältern abgepumpt. Da aber die kleinste Bewegung eine der Kanten
des Behälters unter die Wasseroberfläche taucht, enthält auch hier die öl-Wasser-Mischung
in der Hauptsache Wasser. Dieses Verfahren ist also ebenfalls nicht brauchbar. In
vielen Fällen geht dieses Untertauchen sogar so weit, daß der Behälter überwiegend
mit Wasser gefüllt ist. Mit der vorliegenden Erfindung soll das Problem der Reinigung
der Oberfläche eines Gewässers dadurch gelöst werden, daß das ausgebreitete Öl (oder
andere Substanzen) von der Wasseroberfläche gelöst und einem Separator zugeführt
wird, der in der Fläche mit dem ausgebreiteten Öl manövrieren, d. h. diese bestreichen
kann.
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Hierbei besteht die Erfindung in erster Linie in einer Einrichtung,
bzw. einem damit ausgerüsteten, seetüchtigen Wasserfahrzeug, wobei das Abschöpfen
des Treibgutes durch eine in der Bewegungsrichtung des Wasserfahrzeuges geneigte,
noch über den Wasserspiegel ragende und unter diesem endende Abschöpfplatte erfolgt
und zur Abscheidung des Treibgutes im Anschluß an die Schöpfplatte eine Abscheidekammer
angeordnet ist, deren Boden öffnungen zum Ablauf des Wassers aufweist. Entsprechend
der Vorwärtsbewegung des Fahrzeuges wird somit eine gewisse Menge an Treibgut und
Wasser eingefangen und rückwärts in die Kammer geleitet. Das Treibgut, insbesondere
Öl, steigt dabei in der Kammer aufwärts, sammelt sich also in deren oberen Teil,
während das Wasser durch die genannten Öffnungen abfließt.
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Durch diese Anordnung wird nicht nur erreicht,
daß
ein auf dem Wasser ausgebreiteter Ölfilm entsprechend abgeschöpft wird, sondern
das Öl wird in dieser Kammer auch in einem solchen Ausmaß verdichtet, daß es vom
Wasser einwandfrei getrennt, d. h. wieder zurückgewonnen werden kann. Falls überhaupt
noch beim Abpumpen des Öles Wasser nachfolgt, so handelt es sich dabei nur um einen
sehr kleinen Rest.
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Das Wasserfahrzeug ist bevorzugt eine Schute oder ein Prahm mit flachem
Boden und rechteckigem Bug, wobei die geneigt angeordnete Abschöpfplatte den oberen
Bugteil bildet. Das untere Ende der Abschöpfplatte und der vordere, schräg verlaufende
Teil der Bodenfläche bilden dazu in einer geeigneten Tiefe unterhalb der Wasseroberfläche
eine horizontale Kante.
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Diese Ausführungsform der Erfindung ist besonders für die Trennung
von Öl und Wasser geeignet. Die beschriebene Einrichtung ist nur dann arbeitsfähig,
wenn das Schiff gegen das ausgebreitete Öl bewegt wird. Es ist jedoch nach einer
weiteren Ausführungsform der Erfindung möglich, den Arbeitsvorgang von der Bewegung
des Schiffes unabhängig zu machen, wozu gemäß der Erfindung oberhalb der z. B. spatenförmigen,
geneigten Abschöpfplatte ein Schaufelrad angeordnet ist, dessen Schaufeln in das
Wasser herabreichen und bei ihrer Drehung die Mischung aus Öl und Wasser unabhängig
von der Bewegung des Schiffes über die rückwärtige Kante, d. h. den überlaufkamm,
der Abschöpfplatte leiten.
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Somit kann das Schiff vorteilhafterweise ruhen, während das Öl oder
das Treibgut, das von einem Ölfangarm, Ausleger od. dgl. eingefangen bzw. eingezäunt
ist, zurückgewonnen wird. Der Fangarm kann dabei als ein wasserdichtes und im Wasser
stehendes Leinentuch ausgebildet sein. Das Schiff befindet sich entweder innerhalb
der verschmutzten, von den Fangarmen eingezäunten Flächen, oder es ist an seinem
Bug mit den Enden von einem oder mehreren Fangarmen verbunden, wodurch dann das
Öl dem Schiff zugeführt wird.
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Um während des Überstreichens einer verschmutzten Fläche ein kontinuierliches
Arbeiten des Abscheidungsgerätes zu erreichen, kann in der Mitte der Kammer ein
aus einem trichterförmigen Behälter bestehender ölabscheider angeordnet sein, dessen
obere, weite Öffnung gerade unterhalb des Flüssigkeitsspiegels in der Kammer liegt.
Über die Kante des Behälters kann nur die oberste Lage der Flüssigkeit, d. h. praktisch
reines Öl, fließen, das somit in dem Trichter gesammelt wird. Der Trichter ist an
seinem Boden geschlossen, wobei von dort das Öl weggepumpt werden kann.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der obere, weite Teil
des Trichters gleich der Kammer geformt und nimmt in der Höhe des Wasserspiegels
den größten Teil der Kammer ein. Das Öl wird damit auf eine schmalere Fläche zusammengedrängt,
so daß der Betrag an Wasser, der zusammen mit dem Öl über die Trichterkante fließt,
dementsprechend verringert wird.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und nachstehend beschrieben. In der Zeichnung zeigt F i g. 1 einen vertikalen Längsschnitt
durch die erfindungsgemäße Einrichtung, die hier als Schute oder Prahm ausgebildet
ist, F i g. 2 die dazugehörige Rückansicht, F i g. 3 eine entsprechende perspektivische
Ansicht, F i g. 4 die Einrichtung zwischen zwei Auslegern oder Fangarmen, welche
die Wasseroberfläche überstreichen, und
F i g. S die an einem Boot befestigte
Einrichtung, wobei im Boot ein Behälter für das gesammelte Öl vorgesehen ist.
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Die Einrichtung zur Ölrückgewinnung und Abscheidung besteht gemäß
dem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel aus zwei wasserdichten
Pontons 1 von etwa prismatischem Querschnitt, deren eine etwas abgeflachte Wand
unterhalb der Wasseroberfläche angeordnet ist, während sich die andere Wand horizontal
oberhalb des Wasserspiegels befindet. Zwischen den beiden Pontons ist eine an deren
Bodenkanten befestigte, perforierte Bodenplatte 4 vorgesehen, deren vorderer
Teil 5 schräg verläuft. Am rückwärtigen Ende befindet sich zwischen den Pontons
und dem Boden eine Platte 2, die zur Verringerung des Wellenschlages nach innen
geneigt ist.
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Von dem oberen, abgebogenen Teil 5 der Bodenplatte her erstreckt sich
eine schräg verlaufende Abschöpfplatte 9 nach hinten, die zusammen mit dem Teil
5 eine horizontale, scharfe Kante 10, d. h. den Bug des Fahrzeuges bildet,
der in einer entsprechenden Tiefe unterhalb der mit der strichpunktierten Linie
6 angedeuteten Wasseroberfläche liegt. Der rückwärtige Teil der Abschöpfplatte 9
befindet sich oberhalb des Wasserspiegels und ist als überlaufkamm 11 ausgebildet.
Die Mischung von Öl und Wasser muß also darübergetrieben werden, um in das Innere
der Kammer 7 zu gelangen, welche durch die rückwärtige Platte 2, die Pontons
1, die perforierte Bodenplatte 4 und ein Querschott 3 begrenzt ist. Auf der
Oberkante dieses Schottes ruht dabei die rückwärtige, abgebogene Kante der Abschöpfplatte
9. Das Querschott 3 ist zwischen der Bodenplatte 4 und den Pontons
1 wasserdicht befestigt, so daß die .vom Querschott 3, den Pontons 1 und
dem Teil 5 der Bodenplatte gebildete Kammer für Trimmzwecke benutzt werden kann.
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Das öl-Wasser-Gemisch .wird also von der Abschöpfplatte 9 abgefangen
und über den Überlaufkamm 11 rückwärts in die Kammer 7 geleitet. Wird nun
ein derartiges Wasserfahrzeug nach vorn gegen das schwimmende bzw. ausgelaufene
Öl bewegt, so fängt es hiermit ein Öl-Wasser-Band ein, dessen Breite der Breite
seiner Kammer entspricht, wobei das Öl-Wasser-Band nach rückwärts in die Kammer?
geleitet wird. Während sich das Öl im oberen Teil der Kammer sammelt, entweicht
das Wasser durch die Löcher 8 des Bodens.
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Eine Einrichtung dieser Art wird der gestellten Aufgabe gerecht, da
nach Ansammeln einer bestimmten Ölmenge diese aus dem Fahrzeug gepumpt und darauf
die Räumung der Wasseroberfläche fortgesetzt werden kann. Es ist jedoch von Vorteil,
das Öl während des Räumvorganges zu pumpen und somit eine kontinuierliche Arbeitsweise
zu erreichen. Zu diesem Zweck ist in der Mitte der Kammer ein als Trichter13 ausgebildeter
ölabscheider vorgesehen, der auf einem kurzen, an der Bodenplatte 4 befestigten
Rohrstück 15 ruht. In dem Rohrstück ist ein Saugkopf 18 angeordnet, der mit
einem Rohr oder Schlauch 17 verbunden ist, dessen oberes Ende an den Einlaß
22 einer Pumpe 21 angeschlossen ist.
Die obere Vorderkante
des Trichters 13 besitzt ein aufwärts gerichtetes Schild 14. Dieses verhindert,
daß die über das rückwärtige Ende der Abschöpfplatte 9 fließende öl-Wasser-Mischung
auf direktem Weg in den Trichter gelangt. Dadurch wird erreicht, daß die 0l-Wasser-Mischung
nur über das rückwärtige Ende des Trichters in diesen hineinfließen kann. Je nach
der zu erwartenden Ölkonzentration wird sich dieses rückwärtige Ende in der Höhe
des Wasserspiegels, oder etwas darüber bzw. etwas darunter, befinden. Da sich durch
die Vorwärtsbewegung des Wasserfahrzeuges eine entsprechende Wasseransammlung ergibt,
kann man die gewünschte Höhe des Flüssigkeitsspiegels in der Kammer 7 durch Wahl
der geeigneten Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmen. Außerdem kann man mit Hilfe besonderer
Trimmbehälter oder durch Ballast die Höhe bzw. das Niveau der Trichterkante in bezug
auf den Wasserspiegel einstellen. Als Trimmbehälter können beispielsweise die beiden
Pontons 1 oder die durch die Teile 1, 3 und 5 gebildete Kammer dienen. Natürlich
ist es auch möglich, Mittel für eine Höhenverstellung des Trichters 13 vorzusehen.
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F i g. 1 zeigt weiterhin eine Anzahl von Querschotten 12, die sich
unter dem Wasserspiegel 6 befinden und von der perforierten Bodenplatte 4 her sich
nach oben in verschiedene Höhen erstrecken und in bekannter Weise die Bewegung der
Flüssigkeit in der Kammer 7 verlangsamen und beruhigen, somit also eine leichtere
Trennung des Öles vom Wasser gestatten. Wie in der Zeichnung dargestellt, ist der
trichterförmige ölabscheider in seinem oberen Teil rechteckig ausgebildet, und zwar
so, daß er im Bereich der Wasseroberfläche den größten Teil der Kammer? einnimmt.
Somit wird dort das Öl auf eine kleinere, sich zwischen der Trichteröffnung und
den Wänden der Kammer 7 befindende Fläche konzentriert.
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Ferner zeigen die F i g. 1 und 2 eine brückenartige Plattform
20, die zwischen den oberen, horizontalen Teilen der Pontons 1 und der rückwärtigen
Platte 2 eingesetzt ist. Diese Plattform dient als Träger für eine aus Pumpe und
Motor gebildete Baueinheit 21, 21'. Mit dem Pumpenauslaß ist ein Rohr oder Schlauch
23 verbunden, der zu dem Klärtank eines Begleitbootes (s. F i g. 4 und 5) führt,
das auch als Antriebsboot dienen kann.
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Der Motor 21' treibt nicht allein die Pumpe 21,
sondern
auch die mit Schaufeln 34 ausgerüstete Welle 32. Dazu wird von einem auf der Motorwelle
befestigten Riemenrad 24 über den Riemen 25 und eine Rolle 26 eine Welle 27 angetrieben,
die parallel zu einem der Pontons 1 gelagert und darüber angeordnet ist.
Das rückwärtige Ende der Welle 27 wird von einem Lagerbock 28, 29 gehalten, während
das vordere Wellenende, das mit einer Schnecke 30 versehen ist, von dem Lagerbock
31 getragen wird. Die Schnecke 30 treibt ein Schneckenrad 33 der Welle 32, die sich
oberhalb des Vorderteiles des Schiffes befindet und eine Anzahl von Schaufeln 34
trägt, die unter die Wasseroberfläche 6 reichen. Dabei wird das eine Ende der Welle
32 von dem Lagerbock 31 und das andere Ende von einem Lagerbock 35 gehalten, der
an der Oberseite des anderen Pontons 1
befestigt ist.
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Durch die Drehung des Motors bewegen sich die Schaufeln 34 in Pfeilrichtung
und führen somit, unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit, das Öl-Wasser-Gemisch
über den Kamm 11 in die Kammer 7. Damit wird in der Kammer 7 die Dicke der
Ölschicht zunehmen, so daß das Öl durch den Trichter 13 abgesondert werden kann.
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F i g. 4 zeigt, wie die Einrichtung nach der Erfindung zusammen mit
einem Paar von Ölfangarmen oder -auslegern 38 verwendbar ist. Die Fangarme können
von einem Boot oder von mehreren Booten 40 gezogen werden. Im Ausführungsbeispiel
sind dazu zwei Boote dargestellt. Diese an sich bekannten Ölfangarme bestehen aus
einem wasserfesten Gitter oder Zaun, der senkrecht im Wasser steht und durch Gewichte
sowie durch Schwimmer 39 stabilisiert wird, womit seine richtige Höhe im Wasser
gewährleistet ist.
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Die F i g. 1 und 3 zeigen zwei Paar Flansche oder Flügel 36, zwischen
denen die Enden der Fangarme 38 festgeklemmt werden können. Diese Flügel sind an
den bugförmigen, scharfen Frontkanten der Pontons befestigt und mit mehreren, in
einer Reihe liegenden Löchern 37 für die Aufnahme von Bolzen versehen, so daß dort
eine wasserdichte Befestigung der Fangarme 38 möglich ist.
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Ferner zeigt F i g. 4, daß von der Einrichtung bzw. dem zur Ölrückgewinnung
und -sammlung dienenden Fahrzeug ein Boot 41 gezogen werden kann, das einen
Absetz- oder Klärtank 42 für das zurückgewonnene Öl aufweist.
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Die in den F i g. 1, 2 und 3 dargestellte Pumpe 21' wird angetrieben,
sobald die Einrichtung von den beiden Ölauslegern 38 gezogen wird (s. F i
g. 4). In diesem Fall ist eine Drehung des Rades 33 und der Schaufeln
34 nicht notwendig, da die Boote 40 für die notwendige Relativbewegung
zwischen dem auf dem Wasser schwimmenden Öl und- der Schute 1, 2,
4, 5, 9
sorgen und die Fangarme bzw. Ausleger 38 das Öl der Abschöpfplatte 9 zuleiten und
ferner über deren rückwärtiges Ende, d. h. den überlaufkamm 11, führen.
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Die Pumpe 21' pumpt das Öl über das Rohr oder den Schlauch 17 von
dem Trichter 13, 15 ab, wobei die Leitung 17 den Saugkopf 18 mit der
Ansaugleitung 22 der Pumpe verbindet. Anschließend wird das Öl durch die Pumpe 21',
deren Auslaß und ein flexibles Rohr 23 dem Klärtank 42 zugeführt.
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Ferner kann man eine mit ausgeflossenem Öl bedeckte Fläche auch mit
Hilfe nur eines Bootes und einem entsprechend langen Ausleger 38 sowie der Schute
1, 2, 4, 5, 9 bestreichen. Dabei wird die Schute mittels einer passenden
Ruderanordnung, z. B. in Art eines Steuers, so betätigt bzw. gesteuert, daß zum
Einfangen des Öles der Ausleger 38 seitlich vom Boot 40 wegsteht.
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Letztlich ist in F i g. 5 eine weitere Anwendungsmöglichkeit dargestellt,
bei der die Schute an einem Begleitboot 41 verankert ist. Der Klärtank 42 des Begleitbootes
ist dabei über das flexible Rohr 23 mit dem Pumpenaggregat 21, 21' der Schute verbunden,
so daß das Öl in den Klärtank 42 gepumpt werden kann. In diesem Fall kann das Wasserfahrzeug
zum Sammeln des Öles in einer Fläche bewegt werden, die entweder von einem Fangarm
oder aber von einer Küste und einem Fangarm umfaßt wird. Zu diesem Zweck können
an dem Bug der Schute zwei sowohl nach vorn, als auch nach außen gerichtete Sammelblätter
oder Tafeln befestigt sein, die jeweils zwischen einem der an der Vorderseite der
Schute angebrachten beiden Flügelpaare 36 fest eingeklemmt sind.
Von
diesen Tafeln kann, ebenso wie von den Ölfangarmen, das ausgelaufene Öl auf einer
weiten Fläche erfaßt und dem Fahrzeug zugeführt werden.
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Wie oben bereits erwähnt, kann die Einrichtung bzw. das Wasserfahrzeug
nach der Erfindung nicht nur für das Sammeln und Rückgewinnen von verlorenem Öl,
sondern auch für das Sammeln von anderen auf dem Wasser treibenden Substanzen oder
Gütern, wie Holzstücke, Sägemehl usw., verwendet werden.