DE2228032A1 - Barriere zum Eindämmen von Ölverschüttungen - Google Patents

Description

DR.-ING. VON KREISLER DR.-ING. SCHÖNWALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL.-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL.-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLCfPSCH DIPL-ING. SELTING

KÖLN 1, DEICHMANNHAUS

8. Juni 1972 Sg/rö

THE BRITISH PETROLEUM COMPANY LIMITED,

Britannic House, Moor Lane, London E.C.2 / England

Barriere zum Eindämmen von ölverschiittungen

Die Erfindung betrifft eine Barriere zum Eindämmen von ölverschiittungen auf Wasser, bei .welcher eine oder mehrere Luftkammern derart mit mindestens einer Wasserkammer verbunden sind, daß, wenn die Luftkammern mit Luft aufgeblasen und die V/asser kammern mit Wasser gefüllt sind, eine teilweise unter der Wasseroberfläche und teilweise über der Wasseroberfläche schwimmende Barriere gebildet wird.

Eine derartige Barriere ist in der britischen Patentschrift 1,188,156 beschrieben. Sie enthält mehrere Luftkammern und mehrere Wasserkammern, deren Wände aus flexiblem Material bestehen. Die Kammern sind so angeordnet, daß die Barriere nach dem Auffüllen mit Luft bzw. Wasser an der Wasseroberfläche schwimmt, und zwar mit einem Teil ihres Querschnittes unterhalb und mit dem anderen Teil ihres Querschnittes oberhalb der Wasseroberfläche, so daß.der Durchtritt des an der Wasseroberfläche schwimmenden Öls verhindert wird.

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Es hat sich ergeben, daß die Barriere gegen Verdrehen und Knicken, insbesondere bei rauhem Wasser, anfällig ist, wenn sie vor dem Aufblasen ausgelegt wird, wie es in der britischen Patentschrift 1,188,156 beschrieben ist, und wenn die Materialdichte des Schlauches größer ist als diejenige von Wasser, kann der Schlauch vor dem Aufblasen sinken. Durch das Verdrehen, Knicken und Sinken kann die Schnelligkeit und Wirksamkeit des Aufblasens des Schlauches nachteilig beeinflußt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Barriere zu schaffen, bei der die genannten nachteiligen Erscheinungen beim Verlegen nicht auftreten. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an einer Luftkammer ein Piihrungs luft rohr angebracht ist, dessen Querschnittsfläche im aufgeblasenen Zustand wesentlich kleiner ist als der Querschnitt der aufgeblasenen Luftkammer.

Das Filhrungsluftrohr hat im aufgeblasenen Zustand einen Querschnitt, der kleiner ist als 1/20 des kombinierten Querschnittsbereiches der anderen Luftkammern in aufgeblasenem Zustand und einer oder mehrerer Wasserkammern. Die Wände aller dieser Kammern bestehen aus flexiblem Material.

Die Querschnittsbereiche werden gemessen, wenn die Kammern im wesentlichen voll aufgeblasen sind, um Verdrehungen und Deformierungen der Kammern zu vermeiden. Die Kammern sind im Querschnitt vorzugsweise im wesentlichen kreisförmig, wenn sie voll aufgeblasen sind. Als flexibles Material für die Kammern eignen sich

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z.B. (natürliche oder synthetische) gummierte Gewebe, beispielsweise nylonbeschichtetes Neopren.

In der vorliegenden Beschreibung wird der Ausdruck "Aufblasen" verwendet, um sowohl das Zuführen von Luft als auch dasjenige von Wasser zu bezeichnen. In beiden Fällen wird die jeweils richtige Menge in die Barriere eingefüllt, um dieser die gewünschten mechanischen Eigenschaften zu verleihen. Während des Aufblasens kann ein wenig Wasser in die Luftkammer oder ein wenig Luft in die Wasserkammer eindringen. Diese "Verunreinigung" muß auf ein hinreichend geringes Maß beschränkt bleiben, um eine unerwünschte Reduzierung der Wirksamkeit der Barriere zu vermeiden. Nötigenfalls kann die Verunreinigung reduziert werden, indem geeignete Verbindungsleitungen mit Rückschlagventilen zwischen die Luft- und die Wasserkammern geschaltet werden.

Nach dem Aufblasen mit Luft und Wasser hat die Barriere eine hinreichende Flexibilität, um der Wellenbewegung zu folgen. Sie ist aber dennoch ausreichend widerstandsfähig gegenüber Verdrehungen, so daß sie die Wasserkammern unterhalb und die Luftkammern oberhalb der Wasseroberfläche halten kann.

Es wurde entdeckt, daß die Barriere insbesondere dann ein günstiges Verhalten zeigt, wenn der unter Wasser liegende Teil einen neutralen Auftrieb hat. Es leuchtet ein, daß die Masse des flexiblen Materials,aus dem die Barriere hergestellt ist, klein ist verglichen mit der Masse des in der Barriere nach dem Aufblasen enthaltenen Wassers,und daß man daher für alle praktischen

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Zwecke die neutralen Auftriebsbedingungen erhält, vorausgesetzt, daß die Konstruktion keine massiven Elemente, z.B. schwere metallische Ketten, enthält.

Bei einigen Anwendungen kann die Barriere Streckkräften unterworfen sein, die in Längsrichtung der Barriere wirken und so groß sind, daß die Gefahr der Zerstörung besteht. Bei solchen Anwendungen können in die Konstruktion der Barriere eine oder mehrere Kabel, Stricke, Bänder oder Drähte eingearbeitet werden, so daß diese dann die Zugkräfte übernehmen.

Vorzugsweise verläuft jede Luftkammer und jede Wasserkammer entlang der gesamten Länge der Barriere.

Das Flihrungs luft rohr hat einen Querschnitt, der im aufgeblasenen Zustand kleiner ist als l/8o des kombinierten Querschnittsbereiches der aufgeblasenen anderen Rohre. Vorzugsweise ist das Verhältnis kleiner als 1/200 und insbesondere kleiner als 1/J5OO. Besonders günstige Querschnittsverhältnisse liegen bei 1/J52O bis 1/750.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung besteht die Barriere aus einer Luftkammer und einer damit verbundenen Wasserkammer, die einen 8-förmigen Querschnitt bilden, und das FUhrungsluftrohr ist an der Luftkammer befestigt.

Die Befestigung des FUhrungsluftrohres an der Luftkammer kann durch Schweißen oder mittels eines Klebers erfolgen. Die FUhrungsluftkammer kann der Luftkammer

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auch angeformt sein, z.B. bei der Extrusion.

Die FUhrungsIuftkammer kann so angeordnet sein, daß sie bei gefüllten Luft- und Wasserkammern an der Oberseite,am Boden oder in einer Zwischenposition bezogen auf die Luftkammer liegt. Vorzugsweise ist sie so angeordnet, daß sie sich am oberen Ende der Luftkammer befindet, d.h. an derjenigen Seite der Luftkammer, die nach dem Aufblasen von der Wasserkammer abgelegen ist.

Bei einer bevorzugten AusfUhrungsform der Erfindung ist das FUhrungsluftrohr an seiner Innenseite mit Rippen versehen, die so angeordnet sind, daß im nichtaufgeblasenen Zustand des Führungsluftrohres noch eine kontinuferliche Durchtrittsmöglichkeit für die Luft besteht. Auf diese Weise kann nicht durch Verbiegen oder Knicken ein Block in der Luftpassage gebildet werden.

Da alle Barrieren nach der Erfindung aus flexiblem Material bestehen, können sie aufgerollt und in einen relativ kleinen Raum für den Transport und die Lagerung eingepackt werden. Konstruktionen, die sich flach zusammenlegen lassen, sind insbesondere zum Aufrollen günstig.

Wenn die Barriere auf einer Wasseroberfläche aufgebaut werden soll, wird der zunächst noch nicht aufgeblasene Schlauch ausgelegt. Nach dem Auslegen wird die kleine Luftkammer (im folgenden als FUhrungsluftrohr bezeichnet) aufgeblasen. Das FUhrungsluftrohr liefert einen ausreichenden Auftrieb und eine hinreichende Festigkeit für die Barrierenkonstruktion und bewirkt, daß

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die Barriere im wesentlichen ungedreht und ungeknickt bleibt. Wenn die Barriere voll ausgelegt ist, werden die Haupt-Luftkammern und Wasserkammern aufgeblasen. Das Pührungsluftrohr kann auch vor dem Auslegen der Barriere aufgeblasen werden.

Das Einblasen der Luft geschieht zweckmäßigerweise mittels einer mit Druckgas betriebenen Luftpumpe, z.B. mit Luftantriebsvorrichtungen, wie Ejektoren und Coander-Düsen. Derartige Luftantriebsvorrichtungen sind in der britischen Patentschrift 829,065 und in der Zeitschrift "Scientific American", Juni 1966, Seiten 84 bis 92 beschrieben.

In ähnlicher Weise kann das Einfüllen des Wassers durch gasgetriebene Pumpen, z.B. Membranpumpen, geschehen. Das Einführen des Wassers kann andererseits auch mit Federvorrichtungen vorgenommen werden, die jede der V/asser kammern öffnen, so daß das Wasser über Rückschlagventile eintritt.

Die Erfindung richtet sich auf die Barrieren sowohl in nichtaufgeblasenem Zustand als auch in für den Gebrauch aufgeblasenem Zustand. Luft und das Wasser, auf dem die Barriere treiben soll, sind für das Aufblasen zweckmäßig, weil sie ohne weiteres verfügbar sind. Statt Luft kann natürlich auch ein anderes Gas verwendet werden, das mit hinreichendem Druck zur Verfügung steht.

Das Führungsluftrohr wird vorzugsweise mittels einer Druckluftflasche aufgeblasen. Wegen seines relativ geringen Volumens kann das Aufblasen leicht und schnell

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erfolgen.

Eine besonders geeignete Form eines Gerätes für den. Transport und das Aufblasen der aufblasbaren Barriere besteht aus einem schwimmfähigen Behälter, in dem die aufblasbare Barriere untergebracht ist. Der Behälter ist mit einer Aufblaseinrichtung verbunden, die die Luft- und Wasserkammern aufzublasen vermag.

Der schwimmfähige Behälter kann aus geeignetem Material, wie beispielsweise Holz oder faserverstärktem Kunststoff, z.B. glasfaserverstärktem Polyesterharz, bestehen. Der Behälter enthält vorzugsweise Auftriebsbereiche, die mit einem festen Schaum gefüllt sind, um im Falle einer Durchlöcherung das Sinken zu verhindern.

Die Aufblaseinrichtung zum Einblasen von Luft und Wasser in die Jeweiligen Kammern der Barriere besteht vorzugsweise aus einer Verbrennungskraftmaschine, die ein Gebläse für die Luftkammer antreibt,und einem Wasserpropeller für die Wasserkammern. Geeignete Maschinen sind Dieselmotoren, die ftir die Verwendung in explosiven Atmosphären konstruiert sind. Vorzugsweise ist eine Kupplung vorgesehen, so daß die Maschine ohne Einwirkung auf die Aufblaseinrichtung gestartet werden und mit niedriger Geschwindigkeit laufen kann. Der Behälter enthält ferner vorteilhafterweise einen Treibstofftank ftlr die Maschine, um die Maschine längere Zeit ohne überwachung oder Kontrolle arbeiten lassen zu können. Vorzugsweise wird die Barriere in dem Behälter flach in Zickzackform zusammengelegt, wobei ein Ende mit der Einblaseinrichtung verbunden wird. Ein Ende des

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Schlauches ist vorteilhaft mit einem See-Schleppschirm verbunden. Die Maschine für die Barriere und der Treibstofftank sind sämtlich in dem Behälter enthalten,und der Behälter ist mit einem Deckel abgeschlossen, um eine dichte Kapsel zu bilden. Der Behälter kann so ausgebildet werden, daß er auf der Straße, per Luft oder Schiff leicht transportiert werden kann, um ihn schnell an den Ort des ölauslaufes bringen zu können. Vorzugsweise ist er mit einer Schleppeinrichtung versehen, die an einem Ende befestigt ist und es ermöglicht, den Behälter mit normalen Booten oder Schiffen zu schleppen, die mit einer normalen Ausrüstung ausgestattet sind.

Der Behälter kann dazu verwendet werden, Schläuche bei ölverschüttungen einzusetzen, die auf See,an Tankerterminals, in Häfen oder dgl. auftreten und auch bei ölausläufen an Bohranlagen auf See.

Im Betrieb bei einer ölverschüttung auf See wird der Behälter in der Nähe des ölauslaufes in Position gebracht. Ein See-Schleppschirm wird an einem Ende der Barriere (wenn es dort nicht schon befestigt ist) angebracht und dieser Schleppschirm in die See geworfen.

Der Behälter wird Von dem Schleppschirm fortgezogen, vorzugsweise windabwärts, und wenn die Barriere während des Aufblasens des Pührungsluftrohres oder unmittelbar vor dem Aufblasen des FUhrungsluftrohres voll ausgelegt ist, wird die Aufblaseinrichtung gestartet ,und die übrigen Luft- und V/asser kammern werden aufgeblasen.

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Im folgenden wird ein AusfUhrungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch die in aufgeblasenem Zustand auf einer Wasserfläche treibende Barriere,

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch die Barriere im nichtaufgeblasenen Zustand, und

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht eines Behälters, der die nichtaufgeblasene Barriere für den Transport und zur Verlegung enthält.'

Eine Luftkammer 1 ist entlang einer kontinuierlichen Schweißnaht 5 mit der Wasserkammer 2 verbunden. Beide Kammern bilden einen 8-förmigen Querschnitt. An der Luftkammer 1 ist ein FUhrungsluftrohr 3 angebracht. Dieses ist an seiner Innenseite mit Rippen 4 versehen. In aufgeblasenem Zustand ist der Querschnittsbereich

des Führungsluftrohres 3 1/500 desjenigen der Luftkammern 1. Die Kammern bestehen aus gummiertem Nylon.

Wenn die in Fig. 2 dargestellte Barriere ausgelegt werden soll, wird das FUhrungsluftrohr 3 aufgeblasen. Die Rippen 4 stellen dabei sicher, daß ein Luftdurchgang über die volle Länge vorhanden ist. Die Barriere wird auf das Wasser aufgelegt^und das Führungsluftrohr 3 besitzt hinreichenden Auftrieb und eine ausreichende Stärke, um den Schlauch in Position zu halten und sein Sinken oder Verdrehen zu vermeiden. Wenn die Barriere im Wasser liegt, werden die Kammern 1 und 2 mit Luft bzw. Wasser aufgeblasen,bis die in Fig. 1 dargestellte

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Konfiguration entsteht.

In Fig. 3 ist die auf dem Boden des Behälters 6 liegende zickzackförmig gefaltete Barriere dargestellt. Der Behälter 6 besteht im wesentlichen aus einer domförmigen Hülle aus glasfaserverstärktem Polyesterharz, die teilweise mit einem Festschaum gefüllt ist.

Die Haupt-Luftkammer ist an ein Gebläse J angeschaltet, das über eine Fliehkraftkupplung 8 von einem Dieselmotor 9 angetrieben wird. Das Führungsluftrohr ist mit dem Luftzylinder 11 verbunden. Die Wasserkammer ist an .die Wasserpumpe 10 angeschlossen, die aus einem an einer Ausfahreinheit befestigten Wasserpropeller besteht. Der Wasserpropeller wird von der Maschine 9 über die Kupplung 8 angetrieben. Mittschiffs ist an dem Behälter ein (nicht dargestellter) Treibstofftank für die Dieselmaschine befestigt, der hinreichend Treibstoff aufzunehmen vermag, um der Maschine eine Betriebsdauer von mehreren Tagen zu geben.

Der Behälter ist so konstruiert, daß er mittels einer aus Nylon bestehenden Zugkette geschleppt werden kann.

An dem der Aufblaseinrichtung abgewandten Ende des Schlauches befindet sich ein Schleppschirm, der zunächst vom Schleppschiff mitgetragen wird.

Während des Einsatzes wird der Behälter zu dem ausgelaufenen öl geschleppt und der Schleppschirm wird von dem Schleppschiff abgelassen. Der Behälter wird windabwärts von dem ölauslauf abgeschleppt. Die Last an dem

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Schleppschirm zieht das Ende der Barriere aus dem Behälter und entriegelt einen Luftzylinder, so daß das PUhrungsluftrohr aufgeblasen wird. Hierdurch wird die Barriere während des Auslegens am Sinken gehindert.

Wenn die letzte Schleife der Barriere den Behälter verläßt, wird die Drosselung am Motor 9 voll aufgezogenj und die Fliehkraftkupplung 8 überträgt die Antriebskraft auf die Luft- und Wasserpumpen 7 und 10, und das Aufblasen beginnt. Die Maschine 9 läuft kontinuierlich bis sie abgestellt wird., oder die Kraftstoff zufuhr aufhört. Wenn der Motor anhalten soll, verhindern Rückschlagventile das Zusammensinken der Kammern. Ferner sind Überdruckventile vorhanden, die ein zu starkes Aufblasen verhindern.

An dem Schlauch kann ferner ein von der Maschine oder einer Batterie betriebener Dynamo angebracht sein, um ein Licht- oder Funkfeuer zu betreiben.

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Claims (6)

1. Ansprüche

   J Barriere zum Eindämmen von ölverschtlttungen auf Wasser, bei welcher eine oder mehrere Luftkammern derart mit mindestens einer Wasserkammer verbunden sind, daß, wenn die Luftkammern mit Luft aufgeblasen und die Wasserkammern mit Wasser gefüllt sind, eine teilweise unter der Wasseroberfläche und teilweise über der Wasseroberfläche schwimmende Barriere gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Luftkammer (l) ein Führungsluftrohr (3) angebracht ist, dessen Querschnittsfläche im aufgeblasenen Zustand wesentlich kleiner ist als der Querschnitt der aufgeblasenen Luftkammer (1).
2. 2. Barriere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche des Führungsluftrohres (3) im aufgeblasenen Zustand zwischen 1/300 und 1/720 des Querschnittes der aufgeblasenen Luftkammer (1) beträgt.
3. 3. Barriere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Luftkammer (1), Wasserkammer (2) und das Führungsluftrohr (3) über die volle Länge der Barriere· verläuft.
4. 4. Barriere nach einem der Ansprüche 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsluftrohr (3) an seiner Innenseite Rippen (4) aufweist, die so angeordnet sind, daß bei nichtaufgeblasenem FUhrungsluftrohr ein im wesentlichen kontinuierlicher Durchgang durch die Länge des Führungsluftrohres besteht.

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   tu

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5. 5. Barriere nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß an das Ptlhrungs luft rohr (j5) eine Druckluftflasche (9) angeschlossen ist, daß an die Luftkammer (l) ein von einer Maschine (9) angetriebenes Gebläse angeschlossen ist, und daß die Wasserkammer (2) mit einer maschinengetriebenen Wasserpumpe (10) verbunden ist, wobei das Gebläse (7), die Pumpe (8) und die Druckluftflasche (9) zur Füllung der Luftkammer (l), der Wasserkammer (2) und des Führungsluftrohres (j5) dienen.
6. 6. Barriere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Barriere zickzackförmig gefaltet in einem schwimmfähigen Behälter (6) untergebracht ist, in dessen Innerem die" Maschine (9) montiert ist, und daß sich ferner im Inneren des Behälters (6) ein Treibstofftank für die Maschine (9) befindet.

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