DE3119627A1

DE3119627A1 - Oelbergungssystem

Info

Publication number: DE3119627A1
Application number: DE3119627A
Authority: DE
Inventors: Hans Peter 2300 Kiel Knutzen
Original assignee: Howaldtswerke Deutsche Werft GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp Marine Systems GmbH
Priority date: 1981-05-16
Filing date: 1981-05-16
Publication date: 1982-12-02

Description

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ÖLBERGUNGSSYSTEM

Die Erfindung betrifft ein Ölbergungssystera, bei dem öl von einer Meeresoberfläche durch Einfließen in einen Aufnahmetrichter aufgenommen wird. Da Ölverschmutzungen auf See meist in größeren Feldern vorkommen, wurde in der Patentanmeldung P 30 06 808.9 vorgeschlagen, eine Anzahl kleinerer Schiffe nach dem Prinzip eines Flash-Schiffes in einem Mutterschiff zu der Oberfläche zu bringen und sie hier auszusetzen und aneinanderzureihen. Die kleineren Einheiten sind mit eigenem Antrieb und Aufnahmetanks versehen. Sie geben nach dem Abscheiden eines Teils des mit dem öl aufgenommenden Wassers das öl an das Mutterschiff ab. Zur Aufnahme des Öls von der Wasseroberfläche in die schwimmenden Einheiten sind diese an ihrer einen Seite mit an Haltetraversen höhenverstellbaren Einlauftrichtern versehen, in die der Ölfilm über eine als schiefe Ebene ausgebildete Aufnahmefläche einströmt. Aus dem Einlauftrichter wird das Öl-Wasser-Gemisch über eine Pumpe dem Aufnahmetank der Einheit zugeführt.

Da die auf dem Wasser schwimmenden Ölschichten oft sehr dünn sind, wird bei einer Aufnahmevorrichtung mit einer horizontalen Kante meist viel Wasser mit dem öl in den Trichter gelangen. Der Wasseranteil wird bei bewegtem Wasser sehr groß, wobei noch zusätzlich eine Vermischung von Öl und Wasser oder sogar eine Emulsionsbildung eintreten kann, die das spätere Abtrennen des Öls erschwert.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Aufnahme des Öls in den Einlauftrichter so zu verbessern, daß der mitgerissene Wasseranteil vermindert wird. In weiteren Ausgestaltungen der Erfindung soll die Aufnahmeeinrichtung so verbessert werden, daß sie bei Wellengang auf offener See oder in Küstennähe eingesetzt werden kann.

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■ Nach der Erfindung sind die in den Einlauftrichter mündenden Einlauföffnungen mittels eines Schiebers regelbar und verschließbar. Die vor dem einen Pumpensumpf bildenden Einlauftrichter befindliche Aufnahmefläche ist als ein konkav gebogenes ölsammelsohild ausgeführt,dessen Teile sich bei ruhigem Wasser sowohl oberhalb als auch unterhalb der vom öl zu reinigenden Wasseroberfläche befinden. Die Wölbung des oberen Teils des Schildes ist so ausgebildet, daß auch höhere Wellen in dem Schild gefangen und zurückgeworfen werden. Der untere Teil des Schildes untergreift auch die Täler ankommender Wellen und stört die Orbitalbewegung des Wassers. Er leitet auch unter der Wasseroberfläche schwimmende ölteile nach oben zu den Einlauföffnungen. Wenn sich der Ölfilm und die Schiffseinheit aufeinanderzu bewegen, wird das öl in dem ölsammelschild vor den Einlauföffnungen gestaut. Diese werden daher bei Beginn des Einsatzes solange durch die Schieber verschlossen gehalten, bis eine genügend dicke ölschicht gesammelt und aufgestaut ist. .Die Öffnungen können auch während der Ölaufnahme periodisch geschlossen werden. Mit Hilfe der Schieber ist außerdem eine Feineinstellung der Einlaufkante in bezug: auf die Wasseroberfläche bzw. die ö]f-ilmdicke möglich.

Bei dem Ölbergung3system ist es zweckmäßig, die aneinandergekoppelten Schiffseinheiten oder ölbergungsleichter quer zum Wind zu legen, wobei das öl an der Leeseite aufgenommen wird. Hierdurch tragen die Schiffsei .heiten selbst zur Beruhigung der Wellen bei. In diesem Falle werden die Einheiten durch geeignete Antriebe mit ihren Längsseiten, vor denen sich die Aufnahmeeinrichtungen befinden, gegen die ölverschmutzte Wasserfläche bewegt.

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In anderen Fällen kann ef· jeäooh notwendig sein, die Kette von Schiffseihheifcen so zu steuern oder zu ver~ anltern, daß der -Ölteppich. gegen die Luvseite der Ein-•heiten getrieben wirdy In diesen Fällen muß trotz der glättenden Wirkung des Ölfilms auf die Wasseroberfläche mit Wellenhöhen bis über» Z m gerechnet werden. Um auch bei stark bewegtem Wasser'die am ölsammelschild sich stauende Ölmftnge befriediygenä; aufnehmen zu können, sind ,daher verschiedene weiter«. Maßnahmen vorgesehen, die einzeln oder in geeigneter Kombination verwendet werden können. :.

Der untere Teil des ÖlsammelSchildes kann im Anschluß an die konkav ansteigende Fläche unter Bildung einer Sammelrinne vor den EiftlaufbXf«ru|ngen des Einlauftrichters wieder abfallen. Es ist weiterhin zweckmäßig, an dieser Satiimelrlnne, in- der das öl'konzentriert wird _f wenigstens ein Wasserableitungarohr vorzusehen. Durch dieses kann mindestens ein Teil des in die Sammelrinne fließenden Wassers schon vor dem Einlauftrichter vom öl abgeschieden werden. An der Sammelrin,n}j£ kann eine Heizung zur Anwärmung des Öles vorgesehen werden.

Als weitere Maßnahme zum: ZurücJehalten des Öls im ölsammelschild, insbesondere bei Wellengang, kann in dem Querschnitt des Schildes ein Ölaüffangelement in Form 6ines Gitter- oder Netzwerkes angeordnet werden, das itt_: einer etwa lotrechten Ebene verläuft. Es wird von dem Wasser durchströmt, diö mitgerissenen ölteile bleiben jedoch hinter dem Netzwerk zurück oder setzen sich an ihm ab. Für die rauhe Beanspruchung auf See sind als Gitterwerk Ketten besonders zweckmäßig. Sie können auch in mehreren' Ebenen hintereinander sowohl senkrecht als auch seitlich geneigt verlaufen und werden oben am oberen Teil des Ölsatiimelsohildes und unten im Bereich der

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Säramelfinae befestigt. Das an den Ketten zurückgehaltene öl-fließt äh*.ihrfen in die SammelPinne ab. Die Ketten vtirhinderwfatt&erdem, <iaß 4%s in den Sammelrinne befindliche $1· d«§ch Wellenschlag !wieder herausgespült wird. Hat sieh in^ejf* Sammelrintie .genügend t>l gesammelt, werden die -^O'bieber· zum Einlauftrichter geöffnet.

Einlauftrichter ηύ öJL^ammelschild können mit Auftriebaeinrichtungen, wie^z. S. Schwimmern, Trimmtanks oder mit Schaumstoff gefüllte Auftriebskörper, versehen sein.Diese kompensieren wenigstens einen Teil des Gewichts von Einlauftrichter und SaTOeisoltiid und vorzugsweise auch der Belastung dieser Teile durch das Wasser. Diese Teile können außerdem so an der' höhenverstellbaren Haitetraverse angeordnet werden, daß' ein Aufschwimmen infolge Wellenbewegung nicht verhindert wird. Dieses kann z. B. durch eine Aufhängung tinker: Verwendung von Ketten oder Seilen erreicht werden. Eine:solche Anordnung entlastet auch die Haltetraverse und die öiit ihr verbundenen Teile der Schiffseinheit und ermöglich^ durch den Seegang bedingte unterschiedliche Bewegungen der Schiffseinheit und des Aufnahmetrichfcers, der mit den Wellen.auf- und absteigen kann. > :■* . ^h; ■ . :

Eine weitere Beru^fgün^ der liellenhewegung im: öisammelschild kann durch fläfeiien erreicht; wenden, die zur Wölbung des unteren TgiiLs· des ÖisammelSchildes etwa parallel verlaufen. Die PJ^tfte:«- können eben> gewölbt oder p^ofiliept sein und auclf alW. AUftriebseinrichtung au^gef.ührt seil ν . ., ;;L'"·- . '-']

Die oberen Kanten wenigstens einiger der Platten, sfe«igeη bis annähernd an die Hö:he. der Wasserlinie bei ruhigem Wasser an. Daduruh "Itatin ,bei ruhigem Wasser der Ölfilm über diese oberen tihnt&u au der Sammelrinne und zu den Einlauföffnungen fließen.

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Wonn kleinere oder große Wellen auftreten, wird wenigstens ein Teil des Öles bei aus dem ölsammelsohLld zurunkst,römendem Wasser an den Kanten der Platten gestaut.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Einlauftrichter beheizt und ebenfalls mit einer Einrichtung zum Abführen des sich in seinem unteren Teil absetzenden Wassers versehen werden. Die Einrichtung kann eine Pumpe und/oder ein Rückschlagventil sein, sowie eine Leitung,die das abzuführende Wasser unten in das ölsammelsehild einleitet. Soweit mit dem abgeführten Wasser Öl mitgerissen wird, kann es in dem Ölsarnrrielschild wieder zu den Einlauföffnungen aufsteigen.

Einlauftrichter und ölsaiBmelschild können auch gelenkig verbunden sein. Das Scharniergelenk sitzt zweckmäßigerweise dicht unterhalb der Einlauföffnungen. Der Einlauftrichter wird durch Auftriebskörper in einer im wesentlichen senkrechten Stellung gehalten. Das ebenfalls mit Auftriebskörpern versehene Ölsammelsehild paßt sich etwa dem in ihm eingeschlossenen Wasser an, wobei es der Bewegung der eindringenden Wellen mit einer gewissen Verzögerung folgt.

Verschiedene Ausführungsbeispiele für die Vorrichtung sind auf den beigefügten sefoematischen Zeichnungen dargestellt.

Es zeigen Figur 1 Ölsammelsehild und Einlauftrichter

im Schnitt in ihror Anordnung an einer Setiiffseinh^it zum Aufnehmen ei rier ÖLschioht.,

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-9-Figur 2 eine Ansicht gegen ein Ölsammelschiid,

Figur¹ 3a und b

einen Schnitt durch ölaammelschild und Einlauftrichter in einer schwimmfähigen, aufgehängten Anordnung,

Figur 4 ein ölsammelschiid init eingesetzten Platten zur Beruhigung der Wellenbewegung vof den Einlauföffnungen,

Figur 5 einen Einlauftrichter mit einer Einrichtung zum Ableiten des sich in ihm sammelnden Wassers,

Figur 6a und b

gelenkig verbundene, schwimmfähige Ölsammelschilde und Einlauftrichter.

In Figur 1 ist ein ölbergungsleichter 2 dargestellt, in dem ein Aufnahmetank 5 und Trimmtanks 20 angeordnet sind. An einer Traverse 13, die mittels eines Hydraulikzylinders um einen an Deck des Leichters 2 angeordneten Drehpunkt 15 in das Wasser abgesenkt werden kann, befindet sich die Anordnung zur Aufnahme des Öles. Diese besteht aus einem konkav gebogenen Ölsammelsehild 6 und einem mit ihm verbundenen Einlauftrichter 9. Der untere Teil 61 des Ölsammelschildes 6 befindet sich auch bei Wellenbewegungen immer überwiegend unterhalb der Wasseroberfläche. Der obere Teil 62 liegt' über der Wasseroberfläche und wird nur bei großen Wellen bespült. Das ölsamraelschild 6 hat seitliche Begrenzungen. Etwa in Höhe der Wasserlinie bei ruhigem Wasser sind iSinlauföffnungen 21 angeordnet, die durch einen Schieber 22 teilweise oder ganz versehlosien werden können. Der Schieber 22 ist in einer Führung 23 über einen Antriebszylinder 2k beweglich. Der Leichter 2 mit dem Schild 6 bewegt sich relativ auf die auf dem Wasser schwimmende ölfläche zu. Hierdurch staut sich der Ölfilm bei geschlossenem Schieber 22 vor den EinlaufÖffnungen 21. Wenn die Ö!menge als ausreichend angesehen wird, wird der

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Schieber 22 geöffnet und das Öl fließt in den Einlauftrichter 9- Aus diesem wird es über eine Pumpe 12 und eine Leitung 11 in den>Aufnahmeraum 5 des Leichters 2 abgegeben.

In den Figuren 3a und b ist die aus dem Ölsammelschild und dem Einlauftrichter 9 bestehende Einheit an der Haltetraverse 13 mittels Seilen 25 beweglich aufgehängt und mit Schwimm- oder Auftriebskörpern 26 versehen. Anstelle der Auftriebskörper können auch Trimmtanks verwendet werden. Der Auftrieb wird so eingestellt, daß bei ruhigem Wasser die Einlauföffnungen bis dicht unter die Wasseroberfläche bzw. den Ölfilm reichen. Bei einer Wellenbewegung, wie in Figur 3b angedeutet, können Schild und Trichter durch die Wellen unter Entlastung der Seile 25 angehoben werden, wodurch vermieden wird, daß eine übermäßige Wassermenge in den Trichter 9 eindringt. Hierdurch wird außerdem erreicht, daß die Aufnahme unabhängig von etwaigen durch Seegang bedingten Bewegungen des Leichters ist.

In den Figuren 3 liegt zwischen dem unteren Teil 61 und den Einlauföffnungen 21 eine Sammelrinne 66, aus der ein Wasserableitungsrohr 6? wenigstens einen Teil des Wasser vor das ölsammelschild 6 zurückführt. Ferner ist der Querschnitt des ölsammelschildes 6 mit Ketten 68 zwischen dem oberen Teil 62 und der Sammelrinne 66 versehen, die in und oberhalb der Rinne 66 eingeströmtes öl zurückhalten und hler auch die Bewegung des Wassers dämpfen. Ketten 68 oder ähnliche olabscheideeinrichtungen können auch bei den anderen dargestellten Ausführungsformen verwendet werden und sind auch in Figur 2 angedeutet.

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Wie in Figur H gezeigt, kann innerhalb des ölsammel-■schildes 6 eine-Anzahl von Platten 64 angeordnet sein. Durch diese etwa parallelen Platten erfolgt eine Beruhigung des Wassers, so daß nur noch eine verminderte Wellenbewegung innerhalb dea Ölsammelschildes auftritt. Diese Anordnung, ist sowohl bei einer festen Verbindung mit dem ölbergungsleichter als auch bei einer schwimmenden J\rs|rdttMng vorteilhaft.

Da bei bewegtem frasser'kein^e völlige Beruhigung der Wellenbewegungen|^:3Mii; erreichen ist,'wird-mit, dem öl noch eine beträchtliche Wassermenge in den Einlauftrichter 9 gelangen*. Dieses setzt sich wenigstens teilweise schon in d%m Einlauftrichter 9 unten ab. In dem Trichter 9 kann 'ilaher ani Boden eine Einrichtung vorgesehen werden, durch die dieses Wasser entfernt wird. So kann beispielsw&iise e£ne Pumpe 27 dasWasser über eine Leitung 28 abführen, ΰ&β Wiasser komrat in den unteren Teil des ölsammelschi^desi Soweit hierbei öl mitgerissen wird, kann dieses aus 'φ*¹ taitung 28 innerhalb des Schildes und gegebenenfalls dvirßh; Platten 64 geführt wieder zur Einlauf öffnung 21 aupfötelgen. Fernier können innerhalb des Einlauftrichters 9 Platten angeordnet sein, durch die die Abtrennung vÄ Wasser von dani durch die Pumpe 12 abzuführenden Öl baw. Öl-Wassergemisch begünstigt wird.

Be⁵I der in den Figuren 6a wnd b gezeigten Ausführ ngsform sind das ölsammels|ohild 6 und der Einlauftrichter 9 über ei?i Gelenk 30 beweglich miteinander verbunden. Der Einlauf trichter 9 wird über Schwimmicörper 26 etwa in senkrechter Lage gehalten». Das Ölsamm&Lsehild 6 kann dagegen der sich aus der- Wellenbewegung des Wassers ergebenden Neigung der Wasseroberfläche teilweise folgen. Diese Bewegung und die eingesetzten Platten führen zu einer weiteren Beruhigung der Wasseröewegung innerhalb des Ölsamme 1 Schildes 6.

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Die oberen Kanten 65 der unteren Platten 64 sind in einer solchen Höhe vor den Einlauföffnungen 21 angeordnet, daß sie bei einem Zurückfließen des Wassers Teile des im Ölsammelschild 6 gestauten Ölfilms zwischen den Platten 64 zurückhalten, aber beim Einströmen einer Welle von weiteren Teilen des dabei herangeführten Ölfilms und gegebenenfalls auch von Wasser überspült werden können. Je nach der Art der auftretenden Wellen können unterschiedlich gewölbte Ölsammelschilde 6 und verschiedene Platten 64 eingesetzt werden.

Bei der in Figur 6b dargestellten Situation ist die Flüssigkeitssäule innerhalb des Einlauftrichters 9 höher als die Wassersäule über der Austrittsöffnung der Leitung 28 in das Ölsamraelschild 2, so daß in diesem Augenblick das Wasser über-die Einrichtung 27, die nur ein Rückschlagventil zu sein braucht, aus dem Trichter 9 abfließen kann. Bei einer Umkehrung des Drucks, wie in Figur 6a dargestellt, schließt sich das Rückschlagventil. Bei geringer Wellenhöhe ist es jedoch zweckmäßig, in der Wasserableitungseinrichtung 27 eine Pumpe zu verwenden, die den Flüssigkeitsspiegel im Trichter 9 immer etwas tiefer hält als die untere Kante der Einlauföffnungen 21-

Zwischen den beweglichen Teilen des Systems, der schwimmenden Einheit 2, dem Einlauftrichter 9 und dem Ölsaramelschild 6 können an sich bekannte Dämpfungseinrichtungen angewendet werden. $*er Einlauftrichter 9 kann bei beweglicher Aufhängung ,über Stützarme 31 gegen die Bordwand des Leichters 2 abgestützt werden. An jedem Leichter 2 lassen sich mehrere Ölsammelschilde 6 anordnen und auch diese können noch durch senkrechte Trennwände,die zu den seitlichen Begrenzungen 4 etwa parallel sind, unterteilt sein. Zweckmäßigerweise werden die senkrechten Wände ebenfalls als Auftriebskörper ausgebildet.

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Claims

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Ölbergungssystem

Patentan sp r ü c h e

1. ölbergungssystem, vorzugsweise bestehend aus selbständigen schwimmenden EinhexCen, die Aufnahraetanlcs enthalten und mit einem Mutterschiff zusammenarbeiten» welches als Versorgungseinheit und als zentraler ölsammelraum für eine Mehrzahl von Einheiten dient, wpteei an jeder Einheit (2) seitlich minde.~ sftfsns ein höhenversfcellbarer als Pumpensumpf ausgebildeter Einlauftrichter (9) angeordnet ist, an dem sich eine unter die Wasseroberfläche erstreckende, geneigte Aufnahmef lache befindet und in dem 0ine Pumpe (12) gum Abführen des einströmenden Öl-Wassergemisches angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Einlauftrichter (9) mündenden Einlauf öffnungen (21) mittels eines Schiebers (22) regelbar und verschließbar sind und die Aufnahmefläche als gebogenes, ansteigendes Ölsammelsehild (6) ausgebildet ist, das sich bei ruhigem Wasser wenigstens teilweise unterhalb der von öl zu befreienden Wasseroberfläche erstreckt.

2„ ölbergungssystem nacß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ölsammelsehild (S) aus einem konkav gebogenen unteren Teil (61), der sich überwiegend unterhalb der Wasseroberfläche befindet, und einem köfckav gebogenen oberen Teil (62), der s-^h über der Wasseroberfläche befindet, besteht.

3- ölbergungssystem nach Anspruch T.öder 2, dadurch gekennzeichnet,, daß sich an dem unteren Teil (61) zu den Einlauf öffnungen (21) hin eine Sammelrinne (66) anschließt.

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4. ölbergungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daf6 unten aus der Sammelrinne (66) wenigstens ein Wasserableitungsrohr (67) bis etwa zur unteren Kante des unteren Teiles (61) des Ölsammelschildes (6) führt.

5. Ölbergungssystera nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Querschnitt des Ölsammelschildes (6) ein durchlässiges Gitter- oder Netzwerk, vorzugsweise eine Anzahl von Ketten (68), die vom oberen Teil (62) in Richtung auf den unteren Teil (61) und die Sammelrinne (66) verlaufen, angeordnet ist.

6. ölbergungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlauftrichter (9) und das an ihm befestigte ölsammelschild (6) mit Auftriebseinrichtungen (26) versehen sind, die wenigstens einen Teil des Gesamtgewichts kompensieren.

7- ölbergungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlauftrichter (9) und das ölsammelschild (6) in einer ein Auf- und Absteigen infolge Wellenbewegung ermöglichenden Weise an einer höhenverstellbaren Haltetraverse (13) der schwimmenden Schiffseinheit (2) angeordnet sind.

8. ölbergungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem ölsammelschild (6) einige etwa parallele Platten (64) angeordnet sind, von denen die unteren etwa entsprechend der Wölbung des unteren Teiles (61) des ölsammelschildes (6) ansteigen , wobei ihre oberen Kanten (65) annähernd in Höhe der Wasserlinie bei ruhigeft Wasser liegen.

9· ölbergungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlauftrichter (9) in seinem unteren Teil eine Einrichtung (27) zum Abgeben des sich hier absetzenden Wassers besitzt und diese Einrichtung (27) über eine Leitung (28) mit dem unteren Teil (64) des ölsammelschildes (6) verbunden ist.

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10. ölbergungssystem na#i einem der Ansprüche 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlauftrichter (9) und das ölsaranelschild (6) gelenkig verbunden sind.

11. ölbergungssystera nä<lhfeinem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß dijfji Platten (6^) als Profile ausgebildet sind.

12. ölbergungssystem s »öfe einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß dj.« Platten (64) als Auftriebskörper ausgebildet sind. ^: