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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Separierung des
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durch Schlitze in der Außenhaut eines Schiffes zum Aufnehmen von auf
See schwimmendem o1 einströmenden öl-Wasser-Gemisches und ein hierfür ausgebildetes
Schiff.
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Bei Unfällen von Tankern oder an ölanlagen auf See, bei denen öl ausläuft,
entstehen durch das sich ausbreitende öl dünne, großflächige ölteppiche, die zu
großen Umweltschäden führen können. Derartige großflächige ölteppiche auf See müssen
daher möglichst schnell beseitigt werden. Hierfür sind zahlreiche Verfahren bekannt,
die aber bei schwerer See nicht optimal einsetzbar sind, wie z.B. die Verwendung
von mit einem Schiff nachgiebig verbundenen und vom Seegang bewegbaren Schlähgeln
oder Skimmern. Andere Verfahren, die auch brei schwerer See eine gewisse Brauchbarkeit
versprechen, sind sehr aufwendig, bezogen auf die Breite des Clstreifens, den Schiffe
beim Fahren aufnehmen können rund deshalb für das Abschöpfen großer ölmengen ungeeignet.
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Es sind ferner Einrichtungen zum Aufnehmen von auf See schwimmendem
o1 mittels beweglicher überströmter Wehre bekannt. Mittels dieser Wehre werden die
Einströmöffnungen für das Cl-Wasser-Gemisch derart eingestellt, daß möglichst nur
der ölfilm und wenig Wasser in den Innenraum des Schiffskörpers einströmen können.
Dies gelingt besonders bei rauher See nur unvollkommen, so daß viel Wasser mitströmt.
Das sich im Innenraum des Schiffskörpers dann ansammelnde bl-Wasser-Gemisch wird
mittels Pumpen oder anderen entsprechenden Einrichtungen getrennt.
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Auf See befindliches ö1 läßt sich nicht absaugen, ohne daß auch Wasser
mitgerissen wird. Das Wasser muß aber wieder zur See zurückgeführt werden, damit
der Wirkungsgrad des Abschöpf-Vorganges nicht zu gering ist. Dazu sind Separations-Einrichtungen
erfcrderlich. Die bekannten Einrichtungenf benutzen zum Fördern des öl-Wasser-Gemisches
Pumpen, die die unerwünschte Eigenschaft haben, das Gemisch zu vermengen oder zu
verwirbeln. Dies erschwert jedoch den späteren Separations-Vorgang. Auch andere
Einrichtungen, wie rotierende Trommeln u.dgl. sind mit Nachteilen behaftet, die
in einem hohen baulichen Aufwand und einem geringen Wirkungsgrad liegen.
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Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren
und ein hierfür ausgebildetes Schiff zu schaffen, mit denen auf wirtschaftlichem
Wege bei gleichzeitiger Erhöhung des Wirkungsgrades des Abschöpfvorganges ein Trennen
des öls vom Wasser eines öl-Wasser-Gemisches möglich ist, ohne daß für den eigentlichen
Trennvorgang Pumpen, Fördertrommeln od. dgl. - verwendet werden.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Separierung des durch Schlitze
in der Außenhaut eines Schiffes zum Aufnehmen von auf See schwimmendem öl einströmenden
öl-Wa:ser-Gemisches in der Weise gelöst, daß erfindungsgemäß das einströmende Cl-Wasser-Gemisch
in eine unter normalem Luftdruck stehende Vorkammer geleitet und danach in eine
unter Unterdruck
stehende5 bis zur Kammerdecke mit dem Öl-Wasser-Gemisch
gefüllte Hauptkammer zur Separation durch Schwerkraft gesaugt und am Ende der lIauptkammer
in deren oberen Xammerbereich das öl und in deren unteren Kammerbereich das Wasser
abgesaugt wird.
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Ein weiteres, erfindungsgemß ausgebildetes Verfahren besteht darin,
daß das einströmende Cl-Wasser-Gemisch in eine unter normalem Luftdruck stehende
Vorkammer geleitet, danach in eine unter Unterdruck stehende, bis zur Kammerdecke
mit dem bl-Wasser-Gemisch gefüllte Hauptkammer zur Separation durch Schwerkraft
gesaugt und am Ende der Haupt kammer im oberen Kammerbereich das öl durch eine erste
Pumpe und im unteren Kammerbereich das Wasser durch eine zweite Pumpe abgesaugt
wird, wobei die Förderleistungender beiden Pumpen derart gesteuert werden, daß der
Flüssigkeitsspiegel index Vorkammer höchstens zwischen der Unterkante des Einlaufschlitzes
und der Oberkante der Ansaugöffnung zwischen der Vorkammer und der Hauptkammer schwankt.
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Das zur Lösung der Aufgabe vorgesehene Schiff zur Aufnahme von auf
See schwimmendem öl ist erfindungsgemäß in der Weise ausgebildet, daß im Innenraum
des Schiffskörpers eine mit der schlitzförmigen, im Bereich der Wasseroberfläche
liegenden Einströmöffnung in der Schiffsaußenhaut und mit der Außenluft in Verbindung
stehende Vorkammer und eine dieser nachgeschaltete, bodenseitig über einen Ansaugstutzen
mit der Vorkammer verbundenen, unter Unterdruck stehende Hauptkammer ausgebildet
sind,
die in ihrem, der Vorkammer abgekehrten Endbereich eine Olabsaugpumpe
mit im oberen Hauptkammerbereich liegenden Ansaugstutzen und eine Wasserabsaugpumpe
mit im bodenseitigen Hauptkammerbereich liegenden Ansaugstutzen aufweist, und daß
die beiden Pumpen mit einer Förderleistungsregeleinrichtung verbunden sind, die
zur Aufrechterhaltung eines Flüssigkeitsspiegels in der Vorkammer zwischen der Unterkante
der Einströmöffnung und der Oberkante des die beiden Kammern verbindenden Ansaugstutzens
dient.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und dem hierfür ausgebildeten
Schiff ist eine einwandfreie Trennung eines Ol-Wasser-Gemisches möglich, das über
schlitzförmige Einströmöffnungen in der Außenhaut des Schiffskörpers in den Schiffsinnenraum
einströmt. Vom Zulaufes bl-Wasser-Gemisches bis zur vollendeten Trennung sind keine
Pumpen vorgesehen. Die im Schiffskörperinnenraum ausgebildete Vorkammer arbeitet
mit Normaldruck, während die Hauptkammer unter Unterdruck steht. Da die Hauptkammer
immer mit Flüssigkeit gefüllt ist, ist keine freie Oberfläche gegeben, so daß keine
Unruhe durch Oberflächenwellen bei Schiffsbewegungen eintreten kann, die das Separieren
durch Schwerkraft stören würde. Damit mitgerissene Luftblasen den Unterdruck in
der Hauptkammer nicht beeinträchtigen können, ist an der die Hauptkammer begrenzenden
Decke eine Luftabsaugeinrichtung vorgesehen.
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Das für die Durchführung des Verfahrens vorgesehene Regel system arbeitet
in der Weise, daß die Summe der Förderleistungen der
beiden Pumpen
der Einlaufmenge entspricht, wobei die relative Leistung beider Pumpen dem Verhältnis
(31/Wasser am Ende der Hauptkammer gleicht. Dadurch, daß die Förderleistungen der
beiden Pumpen derart gesteuert werden, daß sich der Flüssigkeitsspiegel in der Vorkammer
höchstens dicht unterhalb der Unterkante des Einlaufschlitzes und niedrigstens dicht
über der Oberkante der Ansaugöffnung zwischen der Vorkammer und der Hauptkammer
befindet, wird erzielt, daß das Gefälle von Außenbord in die Vorkammer erhalten
bleibt und daß die Hauptkammer bis unter ihre Decke mit Flüssigkeit gefüllt bleibt
und keinen Lufteinbruch erleidet.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der. Erfindung gehen aus den
Unteransprüchen hervor.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise dargestellt,
und zwar zeigt: Fig. 1 ein Schiff zum Separieren eines Cl-Wasser-Gemisches, in einem
senkrechten Querschnitt, und Fig. 2 das Schiff in einem horizontalen Querschnitt.
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In Fig. 1 ist mit 10 ein Schiffskörper eines Schiffes zum Separieren
eines bl-Wasser-Gemisches bezeichnet, in dessen Außenhaut 11 eine schlitzförmige
Einströmöffnung 20 ausgebildet ist.
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Wie Fig. 1 zeigt, ist nur die eine Außenhaut 11 des Schiffskörpers
10 mit einer schlitzförmigen Einströmöffnung 20 versehen,
während
die andere Außenhaut 12 vollwandig ausgebildet ist. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit,
schlitzförmige Einströmöffnungen in den beiden Schiffsaußenhäuten 11 und 12 vorzusehen.
Der von den beiden Schiffsaußenhäuten 11,12 begrenzte Innenraum des Schiffskörpers
10 ist mit 15 bezeichnet.
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Im Bereich der schlitzförmigen Einströmöffnung 20 ist eine Verschlußklsppe
25 vorgesehen, die um eine waagerechte Achse 26 verschwenkbar ist. Diese als Wehr
wirkende Verschlußkappe 25 dient zur Regulierung der jeweiligen Höhe der Unterkante
21 der schlitzförmigen Einströmöffnung 20 in Anpassung an die Höhe des Wasserspiegels
außerhalb des Schiffes, so daß die Mengenes einströmenden Wassers in Anpassung an
die Höhe des O1-films regulierbar ist.
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Die Anzahl der in der Schiffsaußenhaut 11 vorgesehenen schlitzförmigen
Einströmöffnungen 20 kann beliebig gewählt sein. Schon aus Sicherheitsgründen wi-rd
es erforderlich sein, in dem Schiffskörper 10 mehrere, voneinander getrennte Innenräume
15 zu schaffen, wobei dann jedem Innenraum ein oder mehrere schlitzförmige Einströmöffnungen
20 zugeordnet sind.
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In dem Innenraum 15 des Schiffskörpers 10 ist zunächst eine Vorkammer
30 ausgebildet, die mit der schlitzförmigen Einströmöffnung 20 in Verbindung steht.
Diese Vorkammer 39 steht unter normalem Druck, d.h. die Kammer ist über die schlitzförmige
Einströmöffnung 20 mit der Außenatmosphäre verbunden.
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An diese Vorkammer 30 schließt sich eine Hauptkammer 40 an, die unter
Unterdruck steht und die im bodenseitigen Bereich des Schiffskörpers 10 über einen
Ansaugstutzen 45 mit der Vorkammer 30 verbunden ist. Die Oberkante des Ansaugstutzens
45 ist bei 46 angedeutet. Der jeweilige obere Endbereich der Hauptkammer 40 ist
bei 40a und der jeweilige untere Endbereich der Hauptkammer bei 40b angedeutet (Fig.
1). Die die beiden Kammern 30, 40 voneinander trennende Wand ist bei 19 angedeutet.
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Neben der Vorkammer 30 und der Hauptkammer 40 ist in dem Schiffskörper
10 ein ölaufnahmetank 48 vorgesehen (Fig. 2).
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Im Bereich des der Vorkammer 30 entgegengesetzten Endes der Haupt
kammer 40 s-ind eine ölabsaugpumpe 50und eine Wasserabsaugpumpe 60 derart angeordnet,
daß der Ansaugstutzen 51 der ölabsaugpumpe 50 im oberen Hauptkammerbereich 40a und
der Ansaugstutzen 61 der Wasserabsaugpumpe 60 im bodenseitigen Hauptkammerbereich
40b zu liegen kommen, so daß über die Pumpe 50 das sich im oberen Bereich der Hauptkammer
40 ansammelnde öl abgepumpt werden kann, während das Absaugen des Wassers mittels
der Pumpe 60 erfolgt. Der Antrieb der beiden Pumpen 50 und 60 erfolgt mittels Antriebsmotoren
52 und 62.
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Der Austrittsstutzen der blabsaugpumpe 50 steht in Verbindung mit
dem ölaufnähmetank 48. Es besteht jedoch auch die Möglich keit, den Austrittsstutzen
der blabsaugpumpe 50 mit einem Rohrleitungssystem zu verbinden, über das dann das
aus der Hauptkammer
40 abgesaugte öl in andere Schiffe gepumpt
werden kann. Der Austrittsstutzen der Wasserabsaugpumpe 60 ist so angeordnet, daß
das aus der Hauptkammer 40 angesogene Wasser aus dem Schiffskörperinnenraum nach
außen in die See gepumpt wird.
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Wie Fig. 1 und 2 zeigen, sind in der Hauptkammer 40 mehrere senkrecht
stehende und hintereinanderliegend angeordnete Stromführungswände 16 vorgesehen,
von denen beispielsweise die der Vorkammer 30 benachbarte Stromführungswand 16a
eine gegenüber der Höhe der Hauptkammer40 entsprechend geringere Höhe aufweist,
so daß das in die Hauptkammer 40 einströmende O1-Wasser-Gemisch über die Stromführungswand
geleitet wird. Die Stromführungswände 16 selbst sind in der Hauptkammer 40 derart
angeordnet, daß wechselseitig die einzelnen Stromführungswände 16 einmal an der
einen Seite der Hauptkammer und zum anderen auf der anderen Seite der Haupt kammer
befestigt sind und dabei eine Länge aufweisen, die gegenüber der Breite bzw. Länge
der Hauptkammer geringer ist, so daß Durchströmöffnungen 17 erhalten werden (Fig.
2). Außerdem können die senkrecht stehenden Stromführungswände 16 bodenseitig mit
verschließbaren Durchbrechungen 18 versehen sein. Diese Durchbrechungen 18 erbringen
im geöffneten Zustand den Vorteil eines Absaugens größerer Mengen von Wasser mittels
der Pumpe 60, wenn der molanteil des in den Schiffs innenraum einströmenden Ol-Wasser-Gemisches
gering sein sollte.
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Indem Vortank 30 ist eine Meßeinrichtung 70 für die Höhe des
Flüssigkeitsspiegels
und in der Hauptkammer 40 eine Meßeinrichtung 80 für die Höhe der Trennungsrläche
Wasser in der Hauptkammer 40 angeordnet. Die beiden Meßeinrichtungen 70 und 80 stehen
mit einer Regeleinrichtung 90 in Verbindung, mit der die Förderleistungen der beiden
Pumpen 50 und 60 derart gesteuert werden, daß einerseits der Flüssigkeitsspiegel
in der Vorkammer 30 höchstens zwischen der Unterkante 21 der schlitzförmigen Einströmöffnung
20 und der Oberkante 46 der Ansaugöffnung 115 zur Hauptkammer 110 schwankt und daß
andererseits die Trennfläche Ö1/Wasserhöchstens zwischen den beiden Ansaugstutzen
für öl und für Wasser schwankt. In diese Regeleinrichtung 90 werden die Meßwerte
der beiden Meßeinrichtungen 70 und 80 als Ist-Werte eingegeben. Die Regeleinrichtung
90 vergleicht diese Werte mit den von einem Leitstand 95 einstellbaren Soll-Werten,
wodurch dann entsprechende Steuerkommandos an die Motoren 52, 62 der beiden Pumpen
65, 60 gegeben werden.
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Sich in der Hauptkammer 40 ansammelnde Luft, die durch von dem dl-Wasser-Gemisch
mitgerissenen Luftbläschen gebildet wird, wird mittels einer bei 100 in Fig. 1 angedeuteten
Luftabsaugeinrichtung entfernt.