DE19914113A1 - Sea-going oil and chemicals skimming catamaran operates by suction of pollutants into tank during forward motion - Google Patents

Sea-going oil and chemicals skimming catamaran operates by suction of pollutants into tank during forward motion

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DE19914113A1
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Rolf Habel
Claus Abt
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B15/00—Cleaning or keeping clear the surface of open water; Apparatus therefor
    • E02B15/04—Devices for cleaning or keeping clear the surface of open water from oil or like floating materials by separating or removing these materials
    • E02B15/046—Collection of oil using vessels, i.e. boats, barges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B35/32—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for for collecting pollution from open water
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/20—Controlling water pollution; Waste water treatment
    • Y02A20/204—Keeping clear the surface of open water from oil spills

Abstract

Sea-going oil and chemicals skimming catamaran operates by suction of pollutants into tank during forward motion. A large sea-going catamaran has two side-hulls (5) linked by a platform the elastic leading edge of which skims the surface of oil or chemical-polluted sea water (7). The forward speed of the catamaran drives the water through a variable-geometry passage (3) to a secondary on-board pumping separation process unit (6), in which the oil or chemicals are removed by suction to a tank from the lower face (4) of the separation passage.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur seegangsunab­ hängigen Aufnahme von schwimmenden Substanzen (7) auf Gewässern und ist anwendbar sowohl beim Neubau als auch bei der Nachrüstung und Umrüstung beste­ hender Bekämpfungssysteme.The invention relates to a device for seegangsunab dependent recording of floating substances ( 7 ) on water and is applicable both in new construction and in the retrofitting and retrofitting best existing control systems.

Der Bedarf der Abschöpfung von Flüssigkeiten oder kleinen schwimmenden Elementen tritt auf, wenn Sub­ stanzen an oder nahe der Oberfläche schwimmend, aus dem Wasser entfernt werden sollen. Beispiele dafür sind Havarien von Schiffen, Leckage aus Behältnis­ sen oder übermäßiges Algenwachstum. Die bestehenden Systeme arbeiten bei bewegter Wasseroberfläche nur sehr eingeschränkt und sind ab einer bestimmten Wellenhöhe nicht mehr einsetzbar. Bei bestehenden Systemen wird die Abschöpfung an der freien, beweg­ ten Oberfläche durchgeführt, was zu unerwünschten Strömungs- und Mischungsprozessen führt und damit die Wirkungsweise einschränkt.The need for skimming liquids or small floating elements occurs when sub punch out floating at or near the surface to be removed from the water. Examples of this are ship accidents, leakage from containers or excessive algae growth. The remaining Systems only work when the water surface is moving very limited and are from a certain Wave height can no longer be used. With existing Systems will skim off the free, moving th surface performed, leading to undesirable Flow and mixing processes leads and with it limits the mode of action.

Ein Gerät nach den in den Patentansprüchen spezifi­ zierten Eigenschaften ist dagegen auch bei durch Wellen oder Strömung bewegter Wasseroberfläche ein­ setzbar. Es beruht auf dem Prinzip, daß die kontaminierte Wasseroberfläche von dem Gerät befah­ ren wird, wobei die seegangsbewegte Oberflächenströmung unter einen eintauchenden Kör­ per (1) gedrückt wird und an der Unterseite (4) des Geräts entlang fließt, bis es an geeigneter Stelle durch hydrodynamisch optimierte Einläufe (3) in das Innere des Geräts gepumpt wird. Durch die so ent­ standene Aufteilung (8) der Strömung können die nun nahe der Unterseite (4) schwimmenden Substanzen in hoher Konzentration aufgenommen werden und einer weiteren nachgeschalteten Separation (6) zugeführt werden.On the other hand, a device according to the properties specified in the claims can also be used when the water surface is moved by waves or currents. It is based on the principle that the contaminated water surface is moved by the device, the sea-moving surface flow is pressed under an immersed body by ( 1 ) and flows along the underside ( 4 ) of the device until it is hydrodynamically located at a suitable point optimized inlets ( 3 ) is pumped into the interior of the device. Due to the resulting division ( 8 ) of the flow, the substances now floating near the underside ( 4 ) can be taken up in high concentration and fed to a further downstream separation ( 6 ).

Bei bisherigen Verfahren wird versucht, die zu ent­ fernende Flüssigkeitsschicht durch die geometrische Formgebung oder Staudruckeffekte von der Oberfläche zu separieren. Diese Erfindung hingegen verwendet aktive Abpumpvorrichtungen, die die für diesen Ab­ saugprozeß so wichtige Grenzschichtstabilität an der Geräteunterseite (4) erzeugt. Für den Absaug­ prozeß störende Strömungsablösung sowie daraus resultierende Verwirbelungen und Mischungsprozesse werden somit unterdrückt.In previous methods, attempts have been made to separate the liquid layer to be removed from the surface by means of the geometric shape or dynamic pressure effects. This invention, on the other hand, uses active pumping devices which produce the boundary layer stability on the underside ( 4 ), which is so important for this suction process. Flow separation disruptive to the suction process and the resulting turbulence and mixing processes are thus suppressed.

Das Gerät kann einzeln oder als integrierter Be­ standteil einer größeren Struktur gebaut werden. Denkbar ist hier beispielsweise die Integration des Gerätes zwischen den Einzelrümpfen eines Katamaran­ schiffes (5) oder die seitliche Anbringung an der Bordwand von Schiffen.The device can be built individually or as an integral part of a larger structure. It is conceivable here, for example, to integrate the device between the individual hulls of a catamaran ship ( 5 ) or to mount it on the side of ships.

Das Gerät kann sowohl mit eigenem Antrieb ausge­ stattet sein, als auch geschleppt oder geschoben werden. Für den Fall, daß das Gerät mit eigenem An­ trieb versehen ist, kann das abgeschöpfte und gereinigte Wasser (10) in einem Wasserstrahlantrieb zum Antrieb oder zur Unterstützung des Antriebs verwendet werden.The device can be equipped with its own drive, as well as towed or pushed. In the event that the device is provided with its own drive, the skimmed and purified water ( 10 ) can be used in a water jet drive to drive or to support the drive.

Um den Anteil der verunreinigten Wassermenge am ge­ samten Abschöpfvolumen zu maximieren, können geeignete Steuermaßnahmen zur gezielten Regelung des Volumenstroms installiert werden. Dies kann durch Einläufe mit variabler Öffnungsfläche und -ausrichtung sowie durch Regelung der Pumpenleistung realisiert werden. Die Steuerung sowohl der Öff­ nungsgeometrie als auch der Pumpenleistung kann dabei durch Verwendung einer geeigneten Sensorik automatisiert werden.To the proportion of the contaminated amount of water on ge to maximize the entire skimming volume appropriate tax measures for targeted regulation of the volume flow can be installed. This can through inlets with variable opening area and -alignment and by regulating the pump output  will be realized. The control of both the public geometry and pump performance by using suitable sensors be automated.

Der vordere Bereich der Unterseite kann derart aus­ geführt sein, daß eine Verwirbelung der Oberflächenströmung reduziert oder gezielt bein­ flußt wird. Dies kann einerseits durch die Wahl eines Materials mit diskret oder kontinuierlich veränderlicher Steifigkeit, als auch durch eine Ka­ nalstruktur in Längsrichtung realisiert werden.The front area of the underside can look like this be led to a turbulence of Surface flow reduced or targeted is flowing. On the one hand, this can be done by choosing of a material with discrete or continuous variable stiffness, as well as by a Ka Longitudinal structure can be realized.

Die Erfindung soll nachstehend anhand von Figuren in seiner Wirkungsweise als auch möglichen Ausfüh­ rung schematisch erklärt werden.The invention will now be described with reference to figures in its mode of operation as well as possible execution tion are explained schematically.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch ein - mit dem Gerät ausgestatteten - Öl­ bekämpfungsschiff Fig. 1 is a schematic longitudinal section through a - equipped with the device - oil combat ship

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf das Ge­ rät eingesetzt zwischen den Rümpfen eines Katamarans Fig. 2 is a schematic plan view of the device used between the hulls of a catamaran

Fig. 3 Vorderansicht eines Ölbekämpfungskatama­ rans mit der Erfindung ausgestattet Fig. 3 front view of an oil control katama rans equipped with the invention

Fig. 4 Schematische Funktionsweise des Gerätes in einem Längsschnitt dargestellt Fig. 4 Schematic operation of the device shown in a longitudinal section

BezugszeichenlisteReference list

11

Gerätekörper
Device body

22nd

Strömung
flow

33rd

Öffnungen zum Absaugen
Vacuum openings

44th

Unterseite des Körpers
Bottom of the body

55

Trägersystem (hier Katamaran)
Carrier system (here catamaran)

66

Sekundärseparation an Bord
Secondary separation on board

77

Verschmutzung
pollution

88th

Grenzstromlinie
Limit streamline

99

Separierte Schadstoffe
Separated pollutants

1010th

Auslaß des gereinigten Wassers
Outlet of the purified water

1111

Pumpen
pump

Claims (10)

1. Gerät zur Öl-, Algen- und Chemikalienbekämpfung dadurch gekennzeichnet, daß ein Körper (1) relativ zu einer Flüssigkeit (2) mit freier, gegebenenfalls seegangsbewegter Oberfläche derart bewegt wird, daß die obere, verschmutzte Wasserschicht verwirbelungsarm unter den Gerätekör­ per geleitet wird. Durch Absaugung der oberen Flüssigkeitsschichten durch eine oder mehrere Öff­ nungen (3) an der Unterseite des Körpers (1), wird eine Aufteilung des Flüssigkeitsstroms erzielt und die aufgenommene Flüssigkeit der weiteren Separati­ on (6) zugeführt.1. Device for oil, algae and chemical control, characterized in that a body ( 1 ) is moved relative to a liquid ( 2 ) with a free, possibly sea-moving surface in such a way that the upper, contaminated water layer is passed through the device body with little turbulence . By suctioning off the upper layers of liquid through one or more openings ( 3 ) on the underside of the body ( 1 ), a division of the liquid flow is achieved and the liquid taken up is fed to further separation ( 6 ). 2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (1) an eine schwimmende Struktur (5) ge­ koppelt ist.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the body ( 1 ) is coupled to a floating structure ( 5 ) ge. 3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (1) Teil einer schwimmenden Struktur (5) ist.3. Device according to claim 1, characterized in that the body ( 1 ) is part of a floating structure ( 5 ). 4. Gerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Bereich des Gerätes mit einer elasti­ schen Unterseite ausgestattet ist, die eine Verwirbelung der entgegenkommenden Strömung redu­ ziert.4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the front area of the device with an elastic the bottom is equipped, the one  Turbulence of the oncoming flow redu graces. 5. Gerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Bereich des Gerätes eine kontinuierli­ che oder diskrete Änderung der Steifigkeit besitzt, um die Verwirbelung durch entgegenkommenden Seegang zu dämpfen.5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the front area of the device is continuous changes in rigidity or discreet, the turbulence caused by oncoming swell to dampen. 6. Gerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Geometrie der Öffnungen (3) verändert werden kann.6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the geometry of the openings ( 3 ) can be changed. 7. Gerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor den Öffnungen (3) Leitprofile angebracht sind, die die Anströmung hydrodynamisch optimieren.7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that guide profiles are attached in front of the openings ( 3 ), which optimize the inflow hydrodynamically. 8. Gerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Volumenstrom der Absaugung und somit die Dicke der einzelnen Schichten manuell oder automatisch verändert werden kann.8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the volume flow of the suction and thus the thickness of the individual layers manually or automatically can be changed. 9. Gerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilung der Absaugung über die Breite des Gerätes manuell oder automatisch verändert werden kann. 9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the distribution of the suction across the width of the Device can be changed manually or automatically can.   10. Gerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das abgesaugte Wasser nach der Separation durch Zu­ satz von Impuls zum Antrieb des Gerätes verwendet wird.10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the extracted water after separation by Zu set of pulse used to drive the device becomes.
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