DE2413950C3

DE2413950C3 - Wasserfahrzeug zum Entfernen einer verunreinigenden Flüssigkeit geringer Dichte von einer Wasseroberfläche

Info

Publication number: DE2413950C3
Application number: DE2413950A
Authority: DE
Inventors: Ornella Livorno Massei (Italien)
Original assignee: Cobadi Costruzioni Battelli Disinquinanti SpA Rom
Current assignee: Karaki Corp Sa Crans Sur Sierre Ch
Priority date: 1973-03-27
Filing date: 1974-03-22
Publication date: 1978-09-14
Also published as: NL174969C; DE2413950A1; FR2223516A1; NL174969B; IT984434B; GB1421315A; FR2223516B1; NL7404099A; DE2413950B2; SE408807B; US3915864A

Description

Die Erfindung betrifft ein Wasserfahrzeug zum Entfernen einer verunreinigenden Flüssigkeit geringer Dichte von einer Wasseroberfläche mit mindestens einem beim Betrieb des Fahrzeuges unter der Wasseroberfläche liegenden, zur Aufnahme von verunreinigtem Oberflächenwasser dienenden Kanal, in dem eine Vorabscheidung aus dem verschmutzten Oberflächenwasser stattfindet und der zur weiteren Abscheidung der das Wasser verunreinigenden Flüssigkeit mit einer Reihe von Dekantationskästen verbunden ist, aus denen das gereinigte Wasser in das Gewässer zurückgeleitet wird.

Durch die DE-OS 19 25 533 ist ein Wasserfahrzeug

dieser Art bekannt, bei dem der die verunreinigte Wasserschicht aufnehmende Kanal im Innern des Fahrzeugrumpfes angeordnet ist und mit einer am Vorschiff befindlichen Einlaßöffnung beginnt, über die das durch Öl verunreinigte Wasser eingesaugt wird.

Hierbei ist zwischen dem im Längsschnitt U-förmigen Kanal und der Einlaßöffnung ein Trichter mit senkrechter Achse angeordnet, der an die Einlaßöffnung anschließt und dessen oberer Rand zusammen mit der unteren Begrenzung der Einlaßöffnung beim Einsatz des Fahrzeuges unmittelbar unter der Wasseroberfläche gehalten werden soll. Hierdurch und durch einen in dem Kanal angeordneten Propeller, der das verunreinigte Oberflächenwasser in den Trichter und den anschließenden Kanal einsaugt, soll erreicht werden, daß die an der Wasseroberfläche befindliche verunreinigende Flüssigkeit, insbesondere öl, wenn sich dieses infolge seines geringeren Gewichtes, wie eine zusammenhängende Haut auf der Wasseroberfläche ausgebreitet hat, die oberste Oberflächenschicht zur Beschleunigung des Abscheidens in den Dekantationskästen unter weitgehender Vermeidung einer Emulsionsbildung »als mittlerer Wirbelfaden« durch den Kanal hindurchgezogen wird.

Zur Bildung des erwähnten Wirbelfadens ist außer

(,o dem Propeller auch ein leistungsstarker Kraftantrieb für den Propeller erforderlich. Schließlich kann mit dem bekannten Fahrzeug eine befriedigende Leistung offenbar nur bei ruhiger See und geringer Fahrgeschwindigkeit erreicht werden. Denn bei bewegter See

_h-, und/oder normaler Fahrgeschwindigkeit des Wasserfahrzeuges dürfte es kaum möglich sein, die untere Begrenzung der Einlaßöffnung durch das in der Beschreibung der DT-OS erwähnte Einstellen der

Tauchtiefe des Fahrzeuges stets so zu halten, daß sie und der obere Rand des Trichters unmittelbar unter der Wasseroberfläche liegen. Das ist aber Voraussetzung für die bei dem bekannten Fahrzeug erstrebte Wirkungsweise, da sonst die durch den Propeller eingesaugte Flüssigkeitsmischung einen relativ großen Wasseranteil aufweist, der die erstrebte beschleunigte Abscheidung beeinträchtigt

Weiterhin ist durch die GB-PS 9 65 023 ein katamaranartiges Zweirumpf-Wasserfahrzeug zum Wiedergewinnen von Öl aus durch Öl verschmutztem Wasser bekannt bei dem die beiden Schiffskörper durch eine obere Plattform miteinander verbunden sind und jeweils eine Antriebsmaschine für jeweils eine Pumpe enthalten. An jeder der einander zugekerhten Bordseiten der beiden Schiffskörper ist eine begrenzte Einlaßöffnung angeordnet die über Einlaßkanäle mit dem Saugstutzen der jeweiligen Pumpe verbunden sind.

Demgegenüber Hegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Wasserfahrzeug der angegebenen Art derart auszubilden, daß mit geringem Energiebedarf in einfacher Weise eine wirksame Vorabscheidung außerhalb des Fahrzeuges erfolgt, so daß nur Flüssigkeit in das Innere des Fahrzeuges gelangt, die einen verhältnismäßig hohen Anteil an verunreinigender Flüssigkeit enthält.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht bei einem Wasserfahrzeug der angegebenen Art gemäß der Erfindung darin, daß der das verunreinigte Oberflächenwasser aufnehmende Kanal als an der Außenseite des im Wasser liegenden Teiles des Fahrzeugrumpfes waagerecht angeordneter, auf seiner ganzen Länge nach unten offener Längskanal mit mehreren in ihm in Längsababständen hintereinander angeordneten querverlaufenden Leitwänden ausgebildet ist, zwischen denen nur durch diese voneinander getrennte obere Sammelzonen für die Vorabscheidung der verunreinigenden leichteren Flüssigkeit gebildet sind.

Bei katamaranartiger Ausbildung des Wasserfahrzeuges sind der oder die Längskanäle vorzugsweise an der bzw. den höchsten Stellen eines zwischen jeweils einem seitlichen, die Dekantationskästen enthaltenden Schiffsrumpf und einem mittleren Schiffsrumpf geringerer Eintauchtiefe angeordnet, wobei der Boden des mittleren Schiffskörpers auf die unteren Ränder der Längskanäle hin nach oben ansteigend geneigt sind.

Beim Betrieb eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Wasserfahrzeuges wird den nach unten offenen Längskanälen allein durch mehr oder weniger tiefes Eintauchen des sich vorwärtsbewegenden Fahrzeuges ständig verunreinigtes Oberflächenwasser zugeführt, aus dem die verunreinigende Flüssigkeit infolge ihres im Vergleich zu Wasser geringerem Gewichtes auf der ganzen Länge der sich vorzugsweise über einem großen Teil der Fahrzeuglänge erstreckenden Längskanäle unter Verwirbelung des verunreinigten Wassers durch die querverlaufenden Leitwände und Unterstützung durch diese in die im oberen Teil der Längskanäle gebildeten Sammelzonen aufsteigt. Hierdurch wird außerhalb des Wasserfahrzeugs auf einer großen Länge to desselben eine wirksame Vorabscheidung von verunreinigender Flüssigkeit aus dem Wasser herbeigeführt und erreicht, daß die in das Innere des Fahrzeuges gelangende Flüssigkeit einen entsprechend höheren Anteil an leichterer Flüssigkeit, z. B. öl, enthält, _hi wodurch die Leistung im Vergleich zu den bekannten Wasserfahrzeugen der angegebenen Art erhöht wird. Weiterhin wird das Fahrzeug nach der Erfindung der Forderung gerecht, auch bei bewegter See verunreinigtes Oberflächenwasser aufnehmen zu können, das einen großen Anteil an verunreinigender Flüssigkeit enthält, wobei zugleich ein erhöhter Widerstand gegen die Vorwärtsbewegung des Wasserfahrzeuges vermieden ist

Nachstehend sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt

F i g. 1 ein katamaranartig ausgebildetes Wasserfahrzeug nach der Erfindung mit zwei Längskanälen in schaubildlicher Ansicht von vorn oben,

F i g. 2 das Wasserfahrzeug nach F i g. 1 in schaubildlicher Ansicht von vorn unten,

F i g. 2a eine in F i g. 2 durch einen Kreis bezeichnete Einzelheit am vorderen Ende des einen Längskanals in vergrößerter Darstellung,

F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der F i g. 1,

F i g. 4 einen Querschnitt durch den in F i g. 3 rechts gezeigten Längskanal in vergrößerter Darstellung,

F i g. 5 einen Teil-Längsschnitt des in F i g. 4 gezeigten Längskanals nach der Linie V-V in F i g. 4,

F i g. 6 einen Längsschnitt des Wasserfahrzeuges nach der Linie VI-VI in F i g. 4 und

F i g. 7 eine abgeänderte Ausführungsform des Wasserfahrzeuges mit nur einem mittleren Längskanal.

Das Wasserfahrzeug ist bei den beiden dargestellten Ausführungsformen katamaranartig ausgebildet und hierzu mit zwei seitlichen Schiffskörpern 2 und einem diese verbindenden mittleren Schiffskörper 3 bzw. 333 geringerer Eintauchtiefe versehen, auf dem ein Bedienungsstand 4 angeordnet ist. Der mittlere Schiffskörper 3 weist bei der Ausführungsform nach F i g. 1 bis 6 einen in Querrichtung mit einer etwa zylindrisch gekrümmten vorderen Wandung versehenen, mit den seitlichen Schiffskörpern 2 verbundenen vorderen Teil 3a mit einem Deck auf, das auf gleicher Höhe mit den Decks der beiden seitlichen Schiffskörper 2 liegt und in diese übergeht. Aus diesem vorderen Teil 3a tritt ein mit einem vorderen Bugteil versehener, auf die Fahrzeuglänge nach hinten durchgehender Kielteil nach unten hervor, dessen seitliche Bodenwandungen gegenüber der in Fig.3 strichpunktiert angedeuteten, die Unterkanten der seitlichen Schiffskörper 2 enthaltenden Ebene H-H vom Kiel aus nach außen ansteigend geneigt sind. Da die seitlichen Bodenwandungen des mittleren Schiffskörpers 3 insgesamt höher liegen als die Unterkanten der seitlichen Schiffskörper 2, wird zwischen diesen unterhalb des mittleren Schiffskörpers 3 ein Zwischenraum mit zwei höchsten Stellen gebildet, die an den beiden Längsseiten des mittleren Schiffskörpers 3 im Bereich der seitlichen Verbindungen desselben mit den seitlichen Schiffskörpern 2 liegen.

An jeder dieser beiden höchsten Stellen des Zwischenraumes ist ein nach unten offener im wesentlichen waagerechter Längskanal 5 ausgebildet, der sich über einen großen Teil der Länge de< Wasserfahrzeuges erstreckt. An den Außenflächen ck; beiden seitlichen Bodenwandungen des mittleren Schiffskörpers 3 sind Leitrippen 33 symmetrisch zueinander angebracht, die von den oberen Seitenrändern der seitlichen Bodenwandungen ausgehend paarweise schräg nach vorn aufeinander zulaufen und sich auf der Kiellinie treffen. Diese Leitrippen begünstigen das Einleiten von verunreinigtem Oberflächenwasser in die unten offenen Längskanäle 5. Ferner ist im Innern jedes der beiden seitlichen Schiffskörper 2 an deren dem mittleren Schiffskörper 3 zugewendeten Seitenwand 7

die zugleich jeweils die äußere Begrenzungswand des •!Mitsprechende:. Längskanals 5 bildet, ein Sammelkanal 8 angeordnet tier etwa die gleiche Länge hat wie der zugehörige in κη offene Längskanal 5 und einerseits über im oben:, Bereich desselben in der Begrenzungswand 7 angeordnete seitliche Durchlaßöffnungen 6 rechteckiger \\,vm mit dem jeweiligen Längskanal 5 und andererseits mit den in jeden der seitlichen Schiffskörper 2 angeordneten Dekantationskästen 14 bzw. 20 verbunden ist.

In der oberen Wand jedes Längskanals 5 sind gemäß 1 ig.4 Öffnungen 9a angebracht, die jeweils entsprechend den Diirchlaßöffnungen 6 angeordnet sind, vgl. I" i g. 2a. Jede der Öffnungen 9a ist mit einer nach oben 'ührenden I iiflauslaBleitung 9 in Verbindung, die über .,,ie Öffnung 9b (F i g. 3) eines Stutzens an der oberen I bene der Decks des Wasserfahrzeugs 1 ins Freie mündet. Jeder unten offene Längskanal 5 ist mit mehreren im Querabstand voneinander angeordneten Zwischenlängswänden 10 versehen, die sich über die gesamte Länge des Längskanals 5 erstrecken. Die Zwischen-Längswände 10 nehmen jeweils nur einen unteren Teil der Höhe des Längskanals ein und reichen bis zur Unterkante der seitlichen Durchlaßöffnungen 6. Quer zu den Zwischen-Längswänden 10 sind in jedem Längskanal 5 in Längsabständen hintereinander Leitwände 11 angeordnet, die sich über die gesamte Breite und über die gesamte Höhe des jeweiligen Längskanals 5 erstrecken Die quer verlaufenden Leitwände 11 unterteilen je.!cn unten offenen Längskanal 5 in mehrere, voneinander getrennte, wiederum unten offene Sammelabschnitte, die jeweils in ihrem oberen Teil eine Siimmelzone für verunreinigende Flüssigkeit bilden. Zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Leitwänden Il bzw. in jedem Sammelabschnitt sind mehrere querverlaufende Hilfsleitwände 12 angeordnet, die sich jeweils über die gesamte Breite des Längskanals 5. aber nur über einen Teil der Höhe desselben erstrecken und zwischen ihrem oberen Rand und der oberen Begrenzungswand des Längskanals einen Durchlaß 12a (Fig.6) freilassen. Die Leilwände 11 und die Hilfsleitwünde 12 sind in der durch den Pfeil Fin Fig. 5 angedeuteten Bewegungsrichtung des Wasserfahrzeuges 1 nach oben ansteigend geneigt. Der Sammelkanal 8 steht gemäß F i g. 6 über eine Leitung 13 mit einer Mehrzahl von Dekantationskästen 14 in Verbindung, die untereinander über obere öffnungen 15 und untere öffnungen 16 der Trennwände zwischen den Dekantationskästen 14 miteinander verbunden sind. Die Dekantationskästen 14 sind in ihrem oberen Bereich über eine Leitung 17 mit einer Umwälzpumpe 18 verbunden, an die eine in einen zusätzlichen Dekantationskasten 20 mündende Förderleitung 19 angeschlossen ist Unten ist der zusätzliche Dekantationskasten 20 mit den Kästen 14 über eine öffnung 21 in Verbindung. Zur Ableitung des sich beim Betrieb des Wasserfahrzeuges in dem unteren Bereich der Dekantationskästen 14 absetzenden Wassers ist eine Auslaßpumpe 22, 23 mit einer nach außen führenden Leitung 24 angeordnet jeder seitliche Schiffskörper 2 ist mit einer heckseitigen Schubeinrichtung 25 und einer bugseitigen Schubeinrichtung 26 versehen.

Bei normaler Fahrt taucht das Fahrzeug nur bis zu der in F i g. 3 angedeuteten Linie LN in das Wasser ein und kann daher schnell in das Arbeitsgebiet gefahren werden. Beim Betrieb des Fahrzeugs zur Entfernung einer auf dem Wasser schwimmenden, verunreinigenden Flüssigkeit, wie ÖL wird die Eintauchtiefe des Fahrzeuges jedoch so vergrößert, daß es etwa bis zu der Linie LF in das Wasser eintaucht. Dies wird dadurch erreicht, daß bei normaler Fahrt die Dekantationskästen 14 teilweise leer gehalten werden, während sie beim ■> Eintreffen des Wasserfahrzeuges im Einsatzgebiet durch eine nicht dargestellte Pumpe gefüllt werden, so daß das Wasserfahrzeug bis zur Wasserlinie Z-Fabsinkt. Hierbei liegt die obere Begrenzungswand jedes unten offenen Längskanals 5 in bezug auf die Wasserlinie LF

ίο (F i g. 3) um ein Maß A tiefer, das von den Abmessungen des Wasserfahrzeuges 1 abhängt. Beispielsweise beträgt das Maß bei einem Wasserfahrzeug mit einer Länge zwischen 12 und 15 m bei ruhigem Wasser etwa 30 cm und bei bewegtem Wasser etwa 50 cm. Bei der Vorwärtsfahrt des Wasserfahrzeuges 1 in Richtung des Pfeiles Fin F i g. 6 wird infolge des Profils des mittleren Schiffskörpers 3 und der Anordnung der Leitrippen 33 verunreinigtes Oberflächenwasser in das Innere der unten offenen Längskanäle 5 abgedrängt, soweit diese noch nicht mit solchem Wasser gefüllt sind. Dieses Oberflächenwasser wird durch die Leitwände 11 und 12 nach unten umgelenkt und erfährt hierdurch eine gewisse Verwirbelung, aus der die verunreinigende Flüssigkeit infolge ihrer geringeren Dichte nach oben aufsteigt und sich in den oberen Sammelzonen der Längskanäle 5 bzw. der zwischen den Leitwänden 11 gebildeten Sammelabschnitte der Längskanäle sammelt. Wenn die Auslaßpumpe 22, 23 in Betrieb ist, wird im Inneren der Dekantationskästen 14 und über die Leitung 13 in dem Sammelkanal 8 eine Saugwirkung erzeugt, die über die Durchlaßöffnungen 6 in den Sammelzonen der Längskanäle 5 wirksam wird und die Weiterleitung der verunreinigenden Flüssigkeit in den Sammelkanal 8 und von diesem in das Innere der Dekantationskästen 14 begünstigt Die Hilfsleitwände 12 erleichtern im Inneren der Sammelabschnitte das Umwälzen der verunreinigenden Flüssigkeit zu den Durchlaßöffnungen 6 hin.

Die verunreinigende leichtere Flüssigkeit sammelt sich im oberen Teil der Dekantationskästen 14, während im unteren Teil derselben Wasser abgesetzt wird, das über die Auslaßpumpe 22 nach außen abgefördert wird. Die Dekantationskästen 14 füllen sich dementsprechend fortlaufend mit verunreinigender Flüssigkeit. Um eine bessere Dekantationswirkung zu erzielen, nimmt die Umwälzpumpe 18 aus dem oberen Teil der Dekantationskästen 14 die verunreinigende Flüssigkeit ab und füllt sie in den zusätzlichen Dekantationskasten 20 um, der nach außen völlig abgedichtet ist und nur unten durch die öffnung 21 mit dem Dekantationskasten 14 verbunden ist Die Dekantationskästen 14 und 20 sind an ihrer oberen Wand mit einer nicht dargestellten Luftablaßvorrichtung versehen. Da der zusätzliche Dekantationskasten 20 wasserdicht ist, kann in seinem oberen Teil verunreinigende Flüssigkeit auch bei bewegtem Wasser abgeschieden werden.

Bei der in F i g. 7 dargestellten Ausführungsform des Wasserfahrzeuges mit nur einem nach unten offenen Längskanal 5 verläuft dieser mit seiner Längsachse in der senkrechten Längsmittelebene des katamaranartigen Wasserfahrzeuges an der Unterseite des mittleren Schiffskörpers 333. Die seitlichen Bodenwandungen desselben sind hierbei von ihren äußeren Verbindungsrändern mit den seitlichen Schiffskörpern 2 gegenüber der die Unterkanten der seitlichen Schiffskörper enthaltenden waagerechten Ebene H-H nach innen auf den mittleren Längskanal 5 zu ansteigend geneigt Im übrigen ist der Längskanal 5 dieser Ausführungsform

ebenso ausgebildet wie die Längskanäle 5 der ersten Ausführungsform und in ähnlicher Weise wie diese mit in Fig. 7 nicht dargestellten seitlichen Sammelkanälen verbunden, die ihrerseits mit den in den seitlichen Schiffskörpern 2 angeordneten Dekantationskästen verbunden sind.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Wasserfahrzeug zum Entfernen einer verunreinigenden Flüssigkeit geringer Dichte von einer Wasseroberfläche mit mindestens einem beim Betrieb des Fahrzeuges unter der Wasseroberfläche liegenden, zur Aufnahme von verunreingtem Oberflächenwasser dienenden Kanal, in dem eine Vorabscheidung aus dem verschmutzten Oberflächenwasser stattfindet und der zur weiteren Abscheidung der das Wasser verunreinigenden Flüssigkeit mit einer Reihe von Dekantationskästen verbunden ist, aus denen das gereinigte Wasser in das Gewässer zurückgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der das verunreinigte Oberflächenwasser aufnehmende Kanal als an der Außenseite des im Wasser liegenden Teiles des Fahrzeugrumpfes waagerecht angeordneter, auf seiner ganzan Länge nach unten offener Längskanal (5) mit mehreren in ihm in Längsabständen hintereinander angeordneten quer verlaufenden Leitwänden (11) ausgebildet ist, zwischen denen nur durch diese voneinander getrennte obere Sammelzonen für die Vorabscheidung der verunreinigenden leichteren Flüssigkeit gebildet sind.

2. Wasserfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Sammelzonen über seitliche Durchlaßöffnungen (6) mit mindestens einem im Fahrzeugrumpf angeordneten Sammelkanal (8) verbunden sind, der seinerseits mit den Dekantationskästen (14,20) in Verbindung steht.

3. Wasserfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitwände (11) sich über die gesamte Breite und über die gesamte Höhe des Längskanals erstrecken und diesen in Sammelabschnitte unterteilen.

4. Wasserfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitwände (11) in der Bewegungsrichtung des Wasserfahrzeugs (1) nach vorn ansteigend geneigt angeordnet sind.

5. Wasserfahrzeug nach Anspruch 3 oder 4 dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Sammelabschnitt des Längskanals (5) mehrere quer gerichtete Hilfsleitwände (12) angebracht sind, die sich jeweils über die gesamte Breite, aber nur über einen Teil der Höhe jedes Längskanal-Sammelabschnittes erstrekken und an deren oberen Begrenzungswand desselben jeweils einen Durchlaß (12a^freilassen.

6. Wasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Längskanal (5) mehrere, sich über seine gesamte Länge erstreckende Zwischen-Längswände (10) enthält, die jeweils nur den unteren Teil der Höhe des Längskanals einnehmen und im oberen Teil des Kanals Durchlässe freilassen.

7. Wasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Sammelabschnitt mindestens eine Auslaßleitung (9) für Luft vorgesehen ist, die sich in der Nähe einer der Durchlaßöffnungen (6) befindet.

8. Wasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei katamaranartiger Ausbildung des Schiffskörpers die Längskanäle (5) an den höchsten Stellen eines zwischen jeweils einem, die Dekantationskästen (14, 20) enthaltenden seitlichen Schiffsrumpfes (2) und einem mittleren Schiffsrumpf (3, 333) geringerer Eintauchtiefe angeordnet sind, und daß der Boden des mittleren

Schiffskörpers auf die unteren Ränder der Seitenwände der Längskanäle hin nach oben ansteigend geneigt sind.

9. Wasserfahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an den Außenflächen des Bodens des mittleren Schiffskörpers (3, 333) Leitrippen (33) angeordnet sind, die von den Seiten ausgehen und in Richtung auf den Bug des mittleren Schiffskörpers (3) hin schräg aufeinander zu verlaufen.

10. Wasserfahrzeug nach Anspruch 8 oder 9 mit nur einem Längskanal, dadurch gekennzeichnet, daß der Längskanal (5) entlang des Kiels des mittleren Schiffskörpers (333) verläuft und der Boden von den äußeren Verbindungsrändern mit den seitlichen Schiffskörpern (2) an nach innen auf den Längskanai zu ansteigend geneigt ist.