DE2546156C3

DE2546156C3 - Underwater fuel tank assembly

Info

Publication number: DE2546156C3
Application number: DE19752546156
Authority: DE
Inventors: Gevehart Ing.(Grad.) 2301 Daenisch Nienhof Grasshoff
Original assignee: Hagenuk Vormals Neufeldt & Kuhnke 2300 Kiel GmbH
Current assignee: Hagenuk Vormals Neufeldt & Kuhnke 2300 Kiel GmbH
Priority date: 1975-10-15
Filing date: 1975-10-15
Publication date: 1978-07-20
Also published as: DE2546156A1; DE2546156B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Unterwasser-Treibstofftankanordnung zur Aufnahme von flüssigem Treibstoff, insbesondere zur Versorgung von Motoren auf automatisch arbeitenden Meßbojen oder dergleichen auf See, bestehend aus einer Aneinanderreihung miteinander gekoppelter Treibstofftanks.The invention relates to an underwater fuel tank assembly for containing liquid Fuel, in particular for supplying engines on automatically operating measuring buoys or the like at sea, consisting of a series coupled fuel tanks.

Automatisch arbeitende Meßstationen auf See mit Funkdatenübertragung sind auf Großbojen in den verschiedensten Ausführungsformen untergebracht. Wegen ihres relativ hohen elektrischen Energieverbrauches und mangels zur Zeit verfügbarer wirtschaftlicher und einsatzfähiger Energiequellen sind sie mit Dieselmotoren ausgerüstet, welche Gleich- oder Wechselstromgeneratoren antreiben. Derartige im Einsatz auf schwimmenden Meßstationen stationierte Dieselmotor arbeiten je nach Energiebedarf und Auslegung entweder im Dauer- oder intermittierenden Betrieb. Der erforderliche Dieseltreibstoff ist in gesonderten Treibstofftanks untergebracht und wird aus diesen je nach Bedarf durch Treibstoffpumpen entnommen. Der Nachteil bei solchen Treibstoffversorgungssystemen liegt darin, daß sich bei ständigem Treibstoffverbrauch das Gesamtgewicht und damit die Eintauchtiefe sowie das Schwimmverhalten der Boje laufend ändern. Es sind auch schon andere Treibstoffversorgungssysteme bekannt, die die vorgenannten Nachteile nicht aufweisen. Solche Systeme arbeiten beispielsweise mit sogenannten seewassergefluteten Treibstofftanks, das sind Tanks, die durch Öffnungen mit dem Seewasser in Verbindung stehen und in denen der spezifisch leichtere Treibstoff auf dem SeewasserAutomatic measuring stations at sea with radio data transmission are on large buoys in the housed various embodiments. Because of their relatively high electrical energy consumption and the lack of currently available economical and usable energy sources, they are equipped with diesel engines which drive direct or alternating current generators. Such im Use on floating measuring stations stationed diesel engines work depending on the energy demand and Design either in continuous or intermittent operation. The required diesel fuel is in are housed in separate fuel tanks and are converted from these by fuel pumps as required taken. The disadvantage with such fuel supply systems is that with constant Fuel consumption the total weight and thus the immersion depth as well as the swimming behavior of the buoy constantly changing. There are also other fuel supply systems known, the aforementioned Do not have disadvantages. Such systems work, for example, with so-called seawater-flooded ones Fuel tanks, these are tanks that are connected to the sea water through openings and in which the specific lighter fuel on sea water

schwimmt. Solche Treibstoffversorgungssysteme werden beispielsweise auf Unterseebooten verwendet. Die Tanköffnungen für den Seewassereintritt sind durch Ventile verschließbar, damit der Treibstoff beim Eindocken des Schiffes nicht aus den Tanks auslaufen kann.swims. Such fuel supply systems are used on submarines, for example. The tank openings for the seawater inlet can be closed by valves, so that the fuel cannot leak from the tanks when the ship is docked.

Für Meßbojen ist ferner ein Treibstoffversorgungssystem bekannt, bei dem die Tanks z. B. zehn Meter unterhalb der Wasserlinie angeordnet sind. Zum Gewichtsausgleich für den entnommenen Treibstoff sind bei diesem System gesonderte luftgefüllte Trimmzellen in gleicher Wassertiefe vorgesehen, die nach dem Tauchglockenprinzip mit dem Seewasser in Verbindung stehen. Hierbei stehen Trimmzelle und Treibstofftank über eine Rohrleitung miteinander in Verbin-Jung, die über den Wasserspiegel hinausgeführt ist. Die durch die Eintauchtiefe der Boje komprimierte Luft drückt auf den Treibstoff, wodurch dieser aus den Tanks zu dem Dieselmotor gefördert wird. Durch eine geeignete Anordnung und Schaltung von Ventilen läßt sich die Boje, ohne gegen den Seewasserdruck -entsprechend der Eintauchtiefe der Boje - drücken zu müssen, wieder mit Treibstoff betanken. Der Nachteil einer solchen Tankanordnung besteht darin, daß das auf die mit Luft gefüllten Trimmzellen drükkende Seewasser in der Lage ist, unter dem der Eintauchtiefe entsprechenden hydrostatischen Druck Luft in gelöster und ungelöster Form aufzunehmen. Durch die stets geöffneten Seewassereinlauföffnungen findet bei Seegangsbewegungen der Boje ein ständiger Wasseraustausch in den Trimmzellen statt. Dadurch kommt es zu keiner absoluten Sättigung des Seewassers in den Trimmzellen. Die Folge ist ein indirektes Entweichen der Luft aus den Trimmzellen, und die Boje taucht immer tiefer in das Wasser ein.For measuring buoys, a fuel supply system is also known in which the tanks z. B. ten meters are arranged below the waterline. To compensate for the removed fuel In this system, separate air-filled trim cells are provided in the same water depth, which after the The diving bell principle is connected to the seawater. The trim cell and the fuel tank are connected to one another via a pipeline that extends above the water level. The air compressed by the immersion depth of the buoy presses the fuel, causing it to escape the tanks is conveyed to the diesel engine. With a suitable arrangement and switching of valves, the buoy can be closed without counteracting the seawater pressure - according to the depth of immersion of the buoy - having to push, refuel with fuel. Of the The disadvantage of such a tank arrangement is that the seawater pressing on the air-filled trim cells is able to undergo the hydrostatic pressure corresponding to the immersion depth Taking in air in dissolved and undissolved form. Due to the seawater inlet openings, which are always open, the buoy comes into play when the sea moves constant water exchange takes place in the trim cells. As a result, there is no absolute saturation of the Sea water in the trim cells. The result is an indirect escape of the air from the trim cells, and the buoy dips deeper and deeper into the water.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese verschiedenen Nachteile bei gefluteten und ungefluteten Treibstofftankanordnungen auf Meßbojen od. dgl. zu beseitigen und eine Anordnung zu schaffen, die folgende Bedingungen erfüru:The invention is based on the object of eliminating these various disadvantages in flooded and non-flooded fuel tank assemblies on measuring buoys or the like to eliminate and create an arrangement that erfüru the following conditions:

1. Zwischen dem verbrauchten Treibstoff und dem Seewasser muß automatisch ein Volumenausgleich erfolgen;1. There must be an automatic volume equalization between the fuel used and the seawater;

2. darf es zu keiner Beeinflussung durch seegangs- und windbedingte Bojenneigungen auf die Treibstoffveriiorgungsanlage und Treibstofförderung kommen;2. there must be no influence on the Fuel disposal system and fuel delivery are coming;

3. unter der Wasserlinie dürfen keine Ventile angeordnet werden;3. No valves may be placed below the waterline;

4. es muß sichergestellt sein, daß die Boje bei gefüllten Treibstoffzellen ohne Schließen von Ventilen aus dem Wasser herausnehmbar und ein-Hockbar ist;4. It must be ensured that when the fuel cells are filled, the buoy can be removed from the water and squat down without closing the valves;

5. es muß das Lenzen der Treibstofftanks auf See in ein Tankschiff möglich sein, ohne daß Seewasser in die Vorratstanks des Schiffes gelangen kann;5. It must be possible to drain the fuel tanks at sea into a tanker without seawater getting into the ship's storage tanks can;

6. das gleichmäßige Füllen der Treibstofftanks der Boje muß sowohl auf See als auch an Land gewährleistet sein.6. The fuel tanks of the buoy must be evenly filled both at sea and on land.

Dieses Ziel wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Unterwasser-Treibstofftankanordnung neben den Treibstoff tanks einen Treibstoff vorf luttank und einen Seewasservorfluttank aufweist, die mit den Treibstofftanks in einer Ebene zusammengefaßt und durch Rohrleitungen miteinander und mit dem umgebenden Seewasser verbunden sind, wobei die an dem unteren Ende des Treibstoffvorfluttanks austretendeThis object is achieved according to the invention in that the underwater fuel tank arrangement in addition to the fuel tanks, a fuel pre-flood tank and a sea water pre-flood tank, which are connected to the Fuel tanks are summarized in one level and connected by pipelines with each other and with the surrounding seawater, the on the emerging from the lower end of the fuel flood tank

Rohrleitung mit den oberen Enden der Treibstofftanks verbunden ist, während die an dem oberen Ende des Treibstoffvorfluttanks befindliche Fülleitung an eine Treibstoffversorgungsanlage für die Motoren angeschlossen ist, daß ferner die Treibstofftanks über unten aus den Treibstofftanks austretende Rohrleitungen mit dem oberen Ende des Seewasservorfiuttanks verbunden sind, während die an dem unteren Ende des Seewasservorfluttanks austretende Rohrleitung so ausgebildet ist, daß ihre Seewasseraustrittsöffnung oberhalb des Niveaus der Unterwasser-Treibstofftankanordnung liegt.Pipeline is connected to the upper ends of the fuel tanks, while those at the upper end the filling line located in the fuel pre-flood tank is connected to a fuel supply system for the engines is that, furthermore, the fuel tanks via pipes emerging from the bottom of the fuel tanks are connected to the upper end of the seawater pre-futt tank, while those at the lower End of the seawater pre-flood tank exiting pipeline is designed so that its seawater outlet opening is above the level of the underwater fuel tank assembly.

In der nachfolgenden Beschreibung und in den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in den verschiedenen Phasen schematisch dargestellt. Es zeigtIn the following description and in the drawings, there is an exemplary embodiment of the invention shown schematically in the various phases. It shows

Fig. 1 die Unterwasser-Treibstofftankanordnung mit der Treibstoffversorgungsanlage für die Motoren sowie ein Tankschiff zum Betanken der Anordnung,Fig. 1 shows the underwater fuel tank arrangement with the fuel supply system for the engines as well as a tanker for refueling the arrangement,

Fig. 2 die Treibstofftankanordnung in eingetauchtem Zustand,2 shows the fuel tank arrangement in the submerged state,

Fig. 3 die Treibstofftankanordnung beim P-etankungsvorgang, 3 shows the fuel tank arrangement during the fueling process,

Fig. 4 die Treibstofftankanordnung in voll betanktem Zustand,4 shows the fuel tank arrangement in a fully refueled state,

Fig. 5 die Treibstoff tankanordnung während eines Betriebszustandes,Fig. 5 the fuel tank arrangement during an operating state,

Fig. 6 die Treibstofftankanordnung in einer Phase bei der Herausnahme aus dem Wasser im halbbetankten Zustand,6 shows the fuel tank arrangement in a phase of removal from the water in the semi-fueled state State,

Fig. 7 das Lenzen der Treibstofftanks auf See.Fig. 7 the pumping of the fuel tanks at sea.

Die gesamte Unterwasser-Treibstofftankanordnung befindetsichgemäßFig. 1 in einer Ebene unterhalb der Wasserlinie. Sie besteht aus Treibstofftanks 1, 2, 3, 4, einem Treibstoffvorfluttank 5, einem Seewasservorfluitank 6 und den Rohrleitungen 7, 8, 9, 10,11,12 und 13. Hierbei sind der Treibstoffvorfluttank 5 und der Seewasservorfluttank 6 in ihren Dimensionen so bemessen, daß die durch die statische Neigung und/oder oszillierende Bewegung der Meßstation im Seegang auftretenden kleinen Druckdifferenzen in der Rohrleitung 7 und die damit verbundenen unterschiedlichen Füllstände der Treibstotftanks 1,2, 3, 4 beim Betankungsvorgang oder im Betriebszustand verhindern, daß beim Betankungsvorgang der Seewasservorfiuttank 6 vollständig mit Treibstoff gefüllt ist, während sich in einem der Tanks 1, 2, 3, 4 noch Seewasser befindet, oder aber im Betriebszustand der Treibstoffvorfluttank 5 vollständig mit Seewasser gefüllt ist, während «ich in einem der Tanks 1,2,3,4 noch Treibstoff befindet. Die erforderlichen Ventile 16, 17 18 zur Bedienung der Treibstoffversorgungsanlage für die nicht gezeigten Motoren befinden sich alle oberhalb der Wasserlinie.The entire underwater fuel tank assembly is shown in FIG. 1 in one level below the waterline. It consists of fuel tanks 1, 2, 3, 4, a fuel supply tank 5, and a sea water supply tank 6 and the pipes 7, 8, 9, 10, 11, 12 and 13. Here are the fuel supply tank 5 and the seawater pre-flood tank 6 in their dimensions so that the static Inclination and / or oscillating movement of the measuring station in the rough sea occurring small pressure differences in the pipeline 7 and the associated different fill levels of the fuel tanks 1, 2, 3, 4 during the refueling process or in the operating state prevent the Sea water prefiutt tank 6 is completely filled with fuel, while in one of the tanks 1, 2, 3, 4 there is still sea water, or in the operating state the fuel pre-flood tank 5 is completely filled with sea water is filled while there is still fuel in one of the tanks 1, 2, 3, 4. The necessary Valves 16, 17, 18 for operating the fuel supply system for the engines, not shown, are located all above the waterline.

An Hand der Fig. 2 bis 7 werden nun Einzelheiten über die verschiedenen Betriebsphasen der Unterwasser-Treibstofftankanordnung im Prinzip dargestellt und beschrieben. Fig. 2 zeigt die Treibstofftankanordnung in eingetauchtem Zustand. Hierbei sind sowohl die Treibstofftanks 1, 2, 3, 4 als auch der Treibstoffvorl'uttank S und der Seewasservorfluttank 6 voll mit Seewasser gefüllt. Das SeewasserniWith reference to FIGS. 2 to 7, details about the various phases of operation of the underwater fuel tank arrangement will now be given shown and described in principle. Fig. 2 shows the fuel tank arrangement in submerged condition. Here are both the fuel tanks 1, 2, 3, 4 and the Fuel supply tank S and the seawater supply tank 6 fully filled with sea water. The Seewasserni

veau in der Fülleitung 8 entspricht dem Niveau des umgebenden Wasserspiegels. Fig. 3 zeigt die Anordnung beim Betankungsvorgang. Von einem Tankschiff 14 wird über eine Pumpe 15 und einer Betankungsleitung 27 der Treibstoff in die Fülleitung 8 gedruckt. Bei diesem Vorgang sind die Ventile 16, 17, 18 geschlossen, während die Ventile 28 und 29 geöffnet sind. Der durch die Pumpe 15 erzeugte Betankungsdruck ist hierbei so groß, daß Reibungverluste in den Rohrleitungen und den Tanks überwunden und die Differenz zwischen dem spezifischen Gewicht von Seewasser und dem Treibstoff ausgeglichen ist. Nach Überwindung des erforderlichen Anfangdruckes steigt die geforderte Treibstoffmenge proportional mit dem Betankungsdruck. Mit einem Mengenmesser 19 wird die geförderte Treibstoffmenge beim Betankungsvorgang überwacht. Während de? Betankungsvorganges wird zunächst das Seewasser aus dem Treibstoffvorfluttank 5, hiernach gleichzeitig aus den Treibstofftanks 1,2,3,4 und sodann aus dem Seewasservorfluttank 6 gedrückt. Diese Pha^ des vollbetankten Zustandes der Treibstofftankanorcinung zeigt Fig. 4.veau in the filling line 8 corresponds to the level of the surrounding water level. Fig. 3 shows the arrangement during the refueling process. A tanker 14 has a pump 15 and a refueling line 27 the fuel is printed in the filling line 8. During this process, the valves 16, 17, 18 closed while valves 28 and 29 are open. The fueling pressure generated by the pump 15 is so great that friction losses in the pipelines and tanks are overcome and the difference between the specific gravity of seawater and the fuel is balanced. To Overcoming the required initial pressure, the required amount of fuel increases proportionally the refueling pressure. A quantity meter 19 is used to determine the amount of fuel delivered during the refueling process supervised. During de? Refueling process is first the sea water from the Fuel pre-flood tank 5, then simultaneously from the fuel tanks 1, 2, 3, 4 and then from the sea water pre-flood tank 6 pressed. This shows the fully fueled state of the fuel tank anorcination Fig. 4.

In der Darstellung gemäß Fig. 5 pegelt sich das Treibstoffniveau entsprechend der Differenz der spezifischen Gewichte von Seewasser und Treibstoff und dem jeweiligen Füllstand der Tanks über dem umgebenden Wasserspiegel ein. In dieser Phase sind die Ventile 16,17 und 18 geöffnet. Die nachfolgend beschriebene Treibstoffversorgungsanlage tür die Motoren, beispielsweise für einen Dieselmotor, ist über die Ventile Ki und 17 mit der Fülleitung 8 verbunden. Aus einem Separator 20 wird über eine Pumpe 21 Treibstoff in einem Vorratstank 22 gefördert. Aus diesem Vorratstank erhält der in der Zeichnung nicht dargestellte Dieselmotor den Treibstoff. Über eine Rücklauf leitung 23 fließt der von der Pumpe 21 zuviel geförderte Treibstoff in die Fülleitung 8 zurück. Die Rohrentlüftungsleitung 24 sorgt für den Druckausgleich in der Fülleitung 8. Aus dem Separator 20 wird über eine Leitung 25 und die Pumpe 26 bei Bedarf das abgeschiedene Seewasser abgepumpt.In the illustration according to FIG. 5, the fuel level is leveled out according to the difference between the specific Weights of sea water and fuel and the respective fill level of the tanks above the surrounding area Water level a. In this phase the valves 16, 17 and 18 are open. The one described below Fuel supply system for the engines, e.g. for a diesel engine, is over the valves Ki and 17 are connected to the filling line 8. A separator 20 becomes 21 via a pump Fuel conveyed in a storage tank 22. The one in the drawing does not receive from this storage tank depicted diesel engine the fuel. Via a return line 23 of the pump 21 flows too much pumped fuel back into the filling line 8. The pipe ventilation line 24 ensures pressure equalization in the filling line 8. From the separator 20, via a line 25 and the pump 26, if necessary the separated seawater is pumped out.

Fig. 6 zeigt die Treibstofftankanordnung bei der Herausnahme aus dem Seewasser im halbbetankten Zustand. DasTreibstoffniveauinder Fülleitung 8 fällt während des stetigen Anhievens der gesamten Anordnung entsprechend der damit verbundenen Verminderung der Eintauchtiefe, bis der Rohrkrümmer der Rohrleitung 13 aus dem Wasser ist.Fig. 6 shows the fuel tank arrangement when it is removed from the seawater in a semi-fueled state State. The fuel level in fill line 8 falls during the constant heaving of the entire arrangement in accordance with the associated reduction the immersion depth until the elbow of the pipe 13 is out of the water.

Fig. 7 schließlich zeigt das Lenzen der Treibstofftanks auf See. Von einem Tankschiff 14 wird über die Pumpe 15 und die Betankungsleitung 27, die durch den Füllstutzen 30 in die Fülleitung 8 bis etwa 10 cm über rtie 'Vasserlinie hinabreicht, der Treibstoff abgepumpt. Während hierbei die Ventile 16,17 geschlossen sind, ist das Ventil 18 geöffnet. Das über dei Wasserlinie liegende Treibstoffniveau fällt beim Lenzvorgang in Füleitung 8 bis zur Höhe der in Rohrleitung 8 eingeführten Betankungsleitung 27. Sodann wird der Lenzvorgang automatisch unterbrochen. Der in der Unterwa$ser=Treibstofftankanordnung verbleibende Treibstoffrest ist unbedeutend.Finally, Fig. 7 shows the pumping of the fuel tanks at sea. From a tanker 14 is about the pump 15 and the refueling line 27, which through the filler neck 30 in the filling line 8 to about 10 cm Reaches over the waterline, the fuel pumped out. While the valves 16, 17 are closed here, the valve 18 is open. That over the waterline The lying fuel level falls during the bilge process in feed line 8 to the level of the level in pipe 8 introduced refueling line 27. Then the bilge process is automatically interrupted. The Indian Underwater = fuel tank arrangement Remaining fuel is insignificant.

Hierzu 7 Blatt ZeichnungenIn addition 7 sheets of drawings

Claims

Patentanspruch:Claim:

Unterwasser-Treibstofftankanordnung zur Aufnahme von flüssigem Treibstoff, insbesondere zur Versorgung von Motoren auf automatisch arbeitenden Meßbojen oder dergleichen auf See, bestehend aus einer Aneinanderreihung miteinander gekoppelter Treibstofftanks, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterwasser-Treibstofftankanordnung neben den Treibstofftanks (1,Underwater fuel tank arrangement for holding liquid fuel, in particular for the supply of engines on automatically working measuring buoys or the like at sea, consisting of a series of fuel tanks coupled to one another, characterized in that the underwater fuel tank arrangement in addition to the fuel tanks (1,

2, 3, 4) einen Treibstoffvorfluttank (5) und einen Seewasservorfluttank (6) aufweist, die mit den Treibstofftanks (1,2, 3, 4) in einer Ebene zusammengefaßt und durch Rohrleitungen (7, 8, 9, 10, 11,12,13) miteinander und mit dem umgebenden Seewasser verbunden sind, wobei die an dem unteren Ende des Treibstoffvorfluttanks (5) austretende Rohrleitung (7) mit den oberen Enden der Treibstofftanks (1,2,3,4) verbunden ist, während die an dem fiteren Ende des Treibstoffvorfluttanks (5) befindliche Fülleitung (8) an eine Treibstoffversorgungsanlage für die Motoren angeschlossen ist, daß ferner die Treibstofftanks (1, 2,2, 3, 4) a propellant pre-flood tank (5) and a sea water pre-flood tank (6), which with the Fuel tanks (1, 2, 3, 4) combined in one level and connected by pipes (7, 8, 9, 10, 11,12,13) are connected to one another and to the surrounding seawater, the pipeline (7) exiting at the lower end of the fuel pre-flood tank (5) with the upper ends of the Fuel tanks (1,2,3,4) connected while the filling line (8) located at the other end of the fuel pre-flooding tank (5) is connected to a fuel supply system for the engines, that furthermore the fuel tanks (1, 2,

3, 4) über unten aus den Treibstofftanks (1, 2, 3, 4) austretende Rohrleitungen (9, 10, 11, 12) mit dem oberen Ende des Seew3sservorfluttanks (6) verbunden sind, während die an dem unteren Ende des Seewasservorfluttanks (6) austretende Rohrleitung (13) so ausgebildet ist, daß ihre Seewasseraustrittsöffnung oberhalb des Niveaus der Unterwasser-T- ?ibstofftankanordnung liegt.3, 4) via pipes (9, 10, 11, 12) emerging from the bottom of the fuel tanks (1, 2, 3, 4) are connected to the upper end of the seawater receiving tank (6), while those at the lower End of the seawater pre-flood tank (6) exiting pipe (13) is designed so that its seawater outlet opening above the level of the Underwater T-fuel tank assembly is located.