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Tankanlage für Tankschiffe
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Tankanlage für Tankschiffe, in
deren Laderaum mehrere Tankräume angeordnet sind.
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Bei herkömnlichen Tankschiffen sind die Laderäume in vier bis fünf
Großtankräume unterteilt, die ihrerseits mit Schwallwänden versehen sind. Kommt
es bei derartigen Tankschiffen zu einer Kollision oder setzt der Tanker auf Grund
auf, bricht er auseinander, so daß mindestens einer der großräumigen Tanks völlig
leerläuft. Derartige Fälle können bekanntlich zu verheerenden Umweltschäden führen,
den Verlust des Rohöls nicht gerechnet.
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Es ist bekannt, kleinere Lecks in derartigen. Tankräumen dadurch abzudichten,
daß dem Öl eine Kunststoffmasse zugesetzt wird, die sich an der Innenseite des Lecks
ablagert und dadurch das Leck verschließt, nachdem eine ausreichende Menge Öl ausgelaufen
ist Bis zum endgültigen Verschluß des Lecks kann bereits eine große Menge Öl ausgelaufen
sein. Ferner ist ein derartiges Verfahren nur bei kleineren Lecks anwendbar.
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Werden bei Kollisionen oder bei einem Auseinanderbrechen des Schiffes
größere Lecköffnungen frei, kann das Öl an einem Auslaufen nicht mehr gehindert
werden.
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Es sind ferner zahlreiche Verfahren bekanntgeworden, ausgelaufenes
Öl aufzunehmen und/oder unschädlich zu machen.
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Allen bekannten Verfahren ist gemeinsam, daß ihre Leistung verhältnismäßig
gering ist, mit ihnen somit nicht die Möglichkeit besteht, Millionen von Litern
innerhalb relativ kurzer Zeiträume aufzunehmen bzw. unwirksam zu machen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tankanlage für Tankschiffe
zu schaffen, mit der erreicht wird, daß auch bei schweren Beschädigungen der Tankschiffe
nur eine minimale Ölmenge ausläuft.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Tankräume
von getrennten Tankbehältern gebildet sind, die nebeneinander und ggf. übereinander
im Laderaum aufstellbar sind und jeder Tankbehälter mindestens eine Öffnung aufweist,
dem
ein steuerbarer Verschluß zugeordnet ist, der seinerseits mit einer Signalleitung
verbindbar ist.
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Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß es kaum ein Verfahren
geben dürfte, große Menge ausgelaufenen Öls innerhalb kurzer Zeit unschädlich zu
machen. Vielmehr muß Sorge dafür getragen werden, daß auch bei großen Beschädigungen
an einem Tankschiff nur eine geringe MengeÖl auslaufen kann.
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Dies wird bei der Erfindung dadurch erreicht, daß keine großräumigen
Tankräume vorgesehen werden, sondern kleinere separate Behälter, die nebeneinander
und ggf. übereinander im Schiffsrumpf aufstellbar sind. Jeder Behälter ist mit einem
Verschluß versehen, der im Bedarfsfall in Schließstellung gebracht werden kann.
Bricht das Schiff oder kommt es zu automatisch einer Kollision, werden die einzelnen
Tankbehälter/geschlossen.
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Die Tankbehälter sind dabei mehr oder weniger lose nebeneinander und
übereinander angeordnet, zumindest jedoch nur so schwach miteinander verbunden,
daß sie bei einem Auseinanderbrechen des Schiffes sich voneinander lösen können.-
Bei einem Unfall können dann einzelne Tanks durch die Bruchstelle des Schiffes stürzen
und durch das spezifische Gewicht des Öls auf der Wasseroberfläche schwimmen, von
wo sie dann problemlos geborgen werden können.
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Die.Aufteilung in einzelne gegeneinander bewegliche Tankbehälter hat
ferner den Vorteil, daß sie bei einer Kollision
oder bei einem Auseinanderbrechen
des Schiffes auftretenden Drücken begrenzt nachgeben können, ohne daß'die Behälterwand
aufreißt oder bricht.
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Es versteht sich, daß die einzelnen Tankbehälter eine Form haben,
durch die eine günstige Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Schiffsraums gegeben
ist. In einer Ausgestaltung der Erfindung ist hierzu vorgesehen, daß die Tankbehälter
polygonalen Querschnitt aufweisen, vorzugsweise in Form eines gleichseitigen Sechsecks.
Die einzelnen Tankbehälter können somit wabenartig im Schiffsrumpf geschachtelt
werden.
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Die Erfindung ist jedoch auf diese Gestalt nicht beschränkt, sondern
erstreckt sich'auch auf alle übrigen denkbaren Behälterformen.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Tankbehälter
schwimmfähig. Dies bedeutet in erster Linie, daß sie auch bei rauher See nicht ohne
weiteres auseinanderbrechen, wenn sie im Wasser schwimmen.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß
die Tankbehälter aus Leichtmetall oder Kunststoff hergestellt sind. Leichtes Material
empfiehlt sich bereits insoweit, als das Gewicht der einzelnen Tankbehälter naturgemäß
so gering wie möglich gehalten werden muß. Ferner ist wegen der Bewegungsmöglichkeit
der Behälter gegeneinander Zu vermeiden,
daß das Behältermaterial
eine Funkenbildung ermöglicht.
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Die Wanddicke der Behälter bemißt sich nach dem Innendruck der aufzunehmenden
Flüssigkeit und ferner nach der Belastung, die im Fall übereinandergestapelter Tankbehälter
ausgehalten werden muß. Es wird sich jedoch normalerweise empfehlen, mehrere Tankbehälter
übereinander zu stapeln. In diesem Zusammenhang sieht eine weitere Ausgestaltung
der Erfindung vor, daß die Tankbehälter eine koaxial zueinander ausgerichtete obere
und untere, jeweils einen Verschluß aufweisende-Offnungen enthalten und die obere
öffnung eines unteren Behälters mit der unteren Öffnung eines oberen Behälters dichtend
in Eingriff ist, wenn die Behälter übereinandergestellt sind. Die übereinandergestellten
Behälter bilden mithin eine Behälterspule, welche von oben über den obersten Behälter
gefüllt und über die untere Öffnung des untersten Behälters geleert wird.
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Kommen die dichtend miteinander in Eingriff stehenden Öffnungen außer
Eingriff, ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung dafür Sorge getragen, daß die
Verschlüsse der Öffnungen automatisch schließen. Eine geringe Relativbewegung der
Behälter gegeneinander muß jedoch zugelassen werden, da sie auch im Normalbetrieb
eintreten kann. Es ist daher zweckmäßig, ausreichend nachgiebiges Dichtungsmaterial
'zu verwenden, um zu verhindern, daß bei einer Relativbewegung der Behälter zueinander
die Dichtung unterbrochen ist.
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Es ist zwar denkbar, die einzelnen Tankbehälter mit flachen Ober-
und Unterseiten zu versehen. Indessen ist es vorteilhafter, wenn gemäß einer weiteren
Ausgestaltung der Erfindung das untere Ende des Tankbehälters konisch oder pyramidenartig
ausgebildet ist und die Oberseite des Tankbehälters eine das untere Ende eines darübergestellten
Tankbehälters passend aufnehmende Ausnehmung aufweist. Auf diese Weise werden übereinandergestellte
Behälter zentriert, so daß die zueinander ausgerichteten Öffnungen mittig übereinander
miteinander in Eingriff gelangen. Ferner verhindert eine derartige Ausbildung ein
seitliches Verrutschen gegeneinander, wodurch dann der dichtende Eingriff der Öffnungen
ebenfalls aufgehoben sein würde.
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Nach einer'Ausgestaltung der Erfindung weist jeder Tankbehälter eine
Entlüftungsleitung auf. Ferner ist in jedem Tankbehälter ein Wärmeaustauscher angeordnet.
Der Wärmeaustauscher dient zur ausreichenden Erwärmung des Rohöls, damit es ohne
weiteres in ausreichendem flüssigem Zustand ist und einfach entladen werden kann.
Der Wärmeaustauscher ist z.B. eine Heizschlange, durch die heißer Dampf oder heißes
Wasser geschickt wird.
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Für beide fälle ist nach einer weiteren Ausgestaltung vorteilhaft,
wenn oberes' und unteres Ende der Entlüftungsleitung und der Zuleitung für den Wärmeaustauscher
bei übereinandergestellten Behältern dichtend miteinander in Eingriff sind.
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Entlüftungsleitung'und Wärmeaustauscher sind somit bei
übereinandergestellten
Behältern in Reihe geschaltet, wobei innerhalb der Tankbehälter mindestens eine
Abzweigleitung vorgesehen ist, über die Gas unter Druck in die Entlüftungsleitung
gelangen und darüber entweichen kann.
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Jeder Tankbehälter ist erfindungsgemäß mit-mindestens einem steuerbaren
Verschluß versehen., der über eine geeignete Signalleitung in Offnungs- bzw. Schließstellung
bringbar ist.
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So ist es denkbar, nach erfolgter Beladung jeden einzelnen Tankbehälter
zu verschließen. Wahlweise besteht nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung
auch die Möglichkeit, 7&S~=VerschluBelement des Verschlusses normalerweise mit
einem Druckmittel unter Druck 'zu beaufschlagen und automatisch in Schließstellung
'zu bringen, wenn der Druckmitteldruck einen bestimmten Wert unterschreitet. 'Zu
diesem Zweck sind nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Druckmittel-"
leitungen übereinandergestellter Tankbehälter ebenfalls in dichtender. Verbindung
miteinander. Sie können an eine gemeinsame Druckmittelleitung'angeschlossen werden,
die z.B. an eine Druckluftquelle angeschlossen ist, um die Verschlüsse wahlweise
in Öffnungs- bzw. Schließstellurig zu bringen.
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In diesem Zusammenhang sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung
vor,,daß das. Verschlußelement eine drehbar gelagerte Ventilscheibe ist, die mittels
einer Feder in Schließstellung vorgespannt ist' und mittels eines Druckmediums entgegen
der Feder in Öffnungsstellung bringbar ist, in der eine Öffnung
in
der Ventilscheibe mit einer fest angeordneten Durchgangsöffnung ausgerichtet ist.
Dadurch, daß eine Federanordnung die Ventilscheibe in einer Richtung betätigt, wird
eine Druckmittelleitung zur Betätigung des Verschlusses eingespart.
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Die Ventilscheibe besitzt zweckmäßigerweise mindestens einen zapfenartigen
Kolben, der in einer Druckkammer gleitend beweglich ist, die mit einem Druckmittel
beaufschlagt ist.
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Dadurch kann sich die Ventilscheibe bei Druckbeaufschlagung z.B. in
die Öffnungsstellung bewegen entgegen dem Druck der Feder, die einen anderen radialen
Zapfen der Ventilscheibe angreift.
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Es versteht sich, daß jedoch auch andere Verschlüsse eingesetzt werden
können, die r'aumsparend an den Öffnungen anbringbar und im gewünschten Fall in
Schließstellung bzw.
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in Öffnungsstellung gebracht werden können. Ferner ist denkbar, ohne
eine äußere Signallei'tung auszukommen und das Verschlußelement in Schließstellung
mechanisch vor zu es spannen derart, daß/bei Wegfall der Vorspannung, welche z.B.
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über das Gewicht des oberen Behälters erzeugt wird, automatisch in
die Schließstellung verstellt wird.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß
die einzelnen Öffnungen in einem'Flansch am Behälter vorgesehen sind, der an der
Oberseite des Tankbehälters den Boden einer mittigen Ausbil'dung bildet und an der
Unterseite
einen unteren Vorsprung, der passend zur Ausnehmung
geformt ist. Auf diese Weise läßt sich besonders einfach eine dichtende Verbindung
der miteinander ausgerichteten'Öffnungen erzielen, ohne daß besondere Ankupplungsmaßnahmen
nötig sind.
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Es versteht sich jedoch, daß auch zusätzliche'Ankupplungsmaßnahmen
vorgesehen werden können.Ferner ist denkbar, Oberseite und Unterseite nicht, wie
oben beschrieben, konisch vertieft bzw. mit konischem Vorsprung auszubilden, sondern
relativ ebene Flächen 'zu verwenden und nur eine Ausnehmung mit dem Flansch bzw.
einen Vorsprung mit dem Flansch zu lassen.
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Das Grundprinzip der Erfindung besteht darin, größere Tankräume eines
Tankschiffs in kleinere Räume 'zu unterteilen und die kleineren Räume von separaten.
Tankbehältern zu bilden, die dicht gepackt im Schiffsladeräume untergebracht werden.
Bei der angestrebten dichten Packung ist es nicht notwendig, besondere Halterungen
und Gestelle für die Tankbehälter vorzusehen. Die Tankbehälter stützen sich gegenseitig
aneinander ab.
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Wie ferner bereits erwähnt, sind die Tankbehälter einer Behältersäule
untereinander ständig in Verbindung. Obere und untere Behälter sind wiederum in
ständiger. Verbindung mit einer Befüllungs- bzw. Entladeieitung. Es ist jedoch auch
denkbar, die Tankbehälter zuerst zu befüllen und anschließend im Schiff zu verstauen.
Für diesen Fall können
die Beladeleitungen entfallen, und es sind
lediglich eine Entlüftung und eine Steuerleitung für die Verschlüsse notwendig.
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Letztere kann ggf. ferner entfallen. Bei dieser Lösung kann jedoch
eine Entladeleitung fest installiert sein, mit der der jeweils untere Behälter einer
Behältersäule verbunden ist.
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Kommt auch die Entladeleitung in Fortfall, müssen zu Entladezwecken
die Tankbehälter wieder aus'dem Schiff entfernt werden. Ein solches Verfahren hätte
den Vorteil, daß die Reinigung der einzelnen Tankbehälter in einer Reinigungsanlage
automatisch erfolgt.
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Es versteht sich, daß die Erfin'dung nicht auf Öl als zu transportierendes
Gut beschränkt ist, sondern für alle Tankschiffe einsetzbar ist, die Flüssigkeiten
transportieren.
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Ein bevorzugtes Ausfüh'rungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend
anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt die Seitenansicht eines schematisch dargestellten Tankschiffs
mit weggebrochener Schiffswand zur schematischen Darstellung einer Tankanlage nach
der Erfindung.
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Fig. 2 zeigt die Draufsicht 'auf das Schiff nach Fig. 1 mit teilweise
weggebrochenem Deck.
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Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch das Schiff der Fig. 1 und 2.
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Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch einen Tankbehälter der Tankanlage
nach der Erfindung.
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Fig. 5 zeigt eine Draufsicht 'auf den Behälter nach Fig. 4.
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Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung des Verschlusses für den
Tankbehälter nach Fig. .4 in Draufsicht.
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Fig. 7 zeigt einen Schnitt 'durch den Verschluß nach Fig. 6.
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Bevor auf die in den Zeichnungen dargestellten Einzelheiten näher
eingegangen wird, sei vorangestellt, daß jedes der gezeigten MerkmaleTfür sich oder
in Verbindung mit Merkmalen der Ansprüche von erfindungswesentlicher Bedeutung ist.
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In den Fig. 1 bis 3 ist ein Tankschiff allgemein mit 10 bezeichnet.
Sein Laderaum ist angefüllt mit einer Reihe von Tankbehältern 11, die, wie 'aus
Fig. 2 zu ersehen, im Querschnitt ein gleichmäßiges Sechseck bilden. Wie aus Fig.
1' und 3 zu erkenr?n, sind- jeweils drei identische Tankbehälter übereinander angeordnet.
Sie bilden eine Behältersäule.
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Wie man aus Fig. 2 erkennt, erl'aubt dieim Querschnitt-Sechseckform
der Tankbehälter 11 eie lückenlose Packung der Behälter im Schiffsrumpf. Hierzu~sind-einige
Behälter 12
im Querschnitt in Form eines halben Sechsecks ausgebildet
und liegen mit der Grundlinie an 'der Schiffsinnenwand an.
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Versteifungen für den Schiffsrumpf, wie sie wohl unumgänglich sind,
sind der Einfachheit halber bei den gezeigten Darstellungen fortgelassen.
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Der Aufbau der einzelnen Tankbehälter 11 geht näher aus Fig. 4 hervor.
Das erwünschte Material ist Kunststoff oder Leichtmetallblech. Die Dicke bzw. Festigkeit
der Behälterwand ist danach zu bemessen, welche Innendrücke aufgefangen werden müssen
und welche Stützlasten 'aufzunehmen sind im Hinblick auf die Ubereinanderstapelung
der Behälter 11.
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Das untere Ende der Behälter 11 verjüngt sich in Form eines Pyramidenstumpfes
13. Die Oberseite ist mit einer entsprechenden Ausnehmung 14 Versehen, so daß der
Pyramidenstumpf 13 eines oberen Behälters passend in die Ausnehmung 14 eines unteren
Behälters eingesetzt werden kann. Der Pyramidenstumpf 13 endet in einem Flansch
15. Der Flansch 15 findet seine Entsprechung im Flansch 16, der in einer kreisförmigen
Vertiefung der Ausnehmung 14 angeordnet ist. Der einen Vorsprung bildende Flansch
15 ist wiederum passend in die Vertiefung 17.einsetzbar. Eine Erhöhung 18 des Flansches
15 sitzt, dabei passend in einer Ausnehmung 19 des Flansches 16.
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In den Flanschen sind axial zueinander ausgerichtete Öffnungen vorgesehen,
nämlich eine Öffnung 20 zur Befüllung des Behälters 11, eine Öffnung 21 zu Entlüftungszwecken,
eine Öffnung 22 zu Steuerzwecken und eine Öffnung 23 zu Heizzwecken. Die Öffnungen
in den Flanschen 15 und 16 sind mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen. Die
Öffnungen 21 bis 23 sind über Leitungen 24, 25 und 26 miteinander verbunden. Die
Leitungen 24 bis 26 für die Tankbehälter 11 einer Spule sind dabei in Reihe geschaltet,
da die Flansche so 'ausgebildet sind, daß die entsprechenden Öffnungen jeweils dichtend
miteinander in Eingriff treten. Entsprechend ist auch die öffnung - - 20 des Flansches
16 mit der Öffnung 20 des unteren Flansches 15 eines darübergestellten Behälters
in dichtendem Eingriff. An die Entlüftungsleitung 24 ist eine Abzweigentlüftungsleitung
27 angeschlossen, deren oberes Ende in den oberen Bereich des Behälters 11 führt.
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Die Leitung 25 ist eine Druck'luftleitung, wobei die Druckluftleitung
25 des jeweils obersten Behälters 11 mit einer Druckluftquelle in. Verbin'dung steht.
Eine Abzweigung 28 führt zu einem. Verschluß 29, dessen Aufbau und Funktion nachfolgend
noch näher dargestellt werden. Die Leitung 26 versorgt eine Heizschlange 30 innerhalb
des Behälters 11.
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Bei übereinandergestellten Behältern 11 sind die einzelnen Leitungen
26 bzw. Heizschlangen 30 in Reihe geschaltet und können an eine geeignete Dampfquelle
angeschlossen werden, um den Behälterinhalt auf einer gewünschten Temperatur zu
halten.
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Aufbau und Art der Dichtung, mit welcher die einzelnen Öffnungen 20
bis 23 übereinandergestelltz Behälter in dichten Eingriff miteinander gebracht und
auch gehalten werden, wenn die Behälter eine relative Bewegung zueinander ausführen,
sind nicht dargestellt, da sie herkömmlicher Art sind.
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Am Flansch -15 bzw. 16 ist ein Ventilkörper 31 fest verbunden.
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Er weist eine kreisförmige Äusnehm'ung' 32 'auf, deren Boden zwei
öffnungen 33, 34 enthält. In die Seitenwand der Ausnehmung 23 sind diametral gegenüberliegend
zwei bogenförmige Kanäle 34, 35 eingeformt. Der Boden der Kanalabschnitte 34, 35
ist im Querschnitt kreisförmig.
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In die Ausnehmung 32 ist passend eine Ventilplatte 36 eingesetzt,
die mit öffnungen 37, 38 versehen ist. In der in Fig. 7 gezeigten Position der Ventilplatte
36 sind die Öffnungen 37, 33 einerseits und 38,34 andererseits jeweils zueinander
ausgerichtet.
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Die Ventilplatte 36 ist mit passend in die Kanäle 34, 35 einsetzbaren
Zapfen 39, 40 versehen. Die Ventilplatte 35 ist mithin innerhalb der Ausnehmung
32 des Ventilkörpers 51 begrenzt in beide Richtungen verdrehbar. Der Kanal 35 bildet
eine Druckkammer, in der der Zapfen 40 als Kolben dichtend geführt ist. Wird am
Anschluß 28 ein Druck aufgebaut, wird die Platte 36 in die in Fig. 6 gezeigte
Stellung
verstellt. Dabei wird eine im gegenüberliegenden Kanalabschnitt 34 angeordnete Feder
41 zusammengedrückt, wie bei 42 gezeigt. Die Ventilplatte 36 hat dann die in Fig.
7 dargestellte Position. Wird hingegen der Druck am Anschluß 28 reduziert, verstellt
die Feder 41 die Ventilplatte 36 zurück, wie dies durch die gestrichelt gezeichneten
Zapfen 39, 40 in Fig. 6 dargestellt ist. Dadurch gelangen die Öffnungen Von Ventilplatte
36 einerseits und Ventilkörper 31 andererseits außer Eingriff',und die Verbindung
ist unterbrochen. Auf diese Weise können die Öffnungen 20 und 21 im Flansch 15 bzw.
16 (siehe Fig. 4) geöffnet bzw. geschlossen werden.
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Da die Ventilplatten 36 automatisch über die Federn 41 und in Schließstellung
vorgespannt sind/in diese verstellt werden, sobald ein Druck an den Anschlüssen
28 nicht mehr ansteht, schließen sofort alle einzelnen Behälter 11, sobald in der
gesamten Anlage ein Druckabfall entsteht. Wird infolge eines Schiffsbruches oder
einer Kollision der in den Leitungen 25 anstehende Druck unterbrochen, schließen
alle einzelnen Behälter 11, und die einzelnen Tankbehälter 11 können auch ohne weiteres
das Schiff verlassen, ohne daß der Inhalt ausströmen kann.