DE3332671C2 - - Google Patents

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    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02BHYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B15/00Cleaning or keeping clear the surface of open water; Apparatus therefor
    • E02B15/04Devices for cleaning or keeping clear the surface of open water from oil or like floating materials by separating or removing these materials
    • E02B15/046Collection of oil using vessels, i.e. boats, barges
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B35/32Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for for collecting pollution from open water
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description

Die Erfindung betrifft ein Schiff zur Ölaufnahme mit einem durchgehenden, nach unten abgeschlossenen Kanal, dessen Bo­ den unterhalb der Wasseroberfläche liegt, mit einem Strö­ mungsförderaggregat in dem Kanal sowie einer unter die Was­ seroberfläche tauchenden, umlaufenden Fördereinrichtung.
Bei einem solchen bekannten Schiff nach der US-PS 37 44 257 ist der unten abgeschlossene Kanal nach oben offen. Inner­ halb dieses Kanals tauchen zwei umlaufende Fördereinrich­ tungen als Förderbänder jeweils besonderer Ausgestaltung zur Abführung von Ölrückständen oder dergleichen in die nach oben freie Oberfläche des den Kanal durchströmenden Wassers. Das Strömungsförderaggregat ist in Form eines Schaufelrades auch mit dem Zweck, gegebenenfalls noch Restbestände von Ölverun­ reinigungen aufzubrechen sowie auch zum Antrieb des Schiffes zusätzlich zu äußeren Schrauben beizutragen, hinter den För­ dereinrichtungen, aber oberhalb des geschlossenen Kanalbodens vor seiner Austrittsöffnung angeordnet.
Bei dieser bekannten, einen nach oben freien Wasserdurchfluß aufweisenden Ausführung setzen sich Schiffsbewegungen auf­ grund unruhiger See auf die Wasseroberfläche im Kanal fort, der lediglich ein Transportweg für das verunreinigte Ober­ flächenwasser ist.
Ein nach unten offener Kanal, der nach oben abgeschlossen ist und zur Kielhöhe hin ausläuft, ist aus der FR-PS 15 56 330 bekannt. In diesem Kanal befindet sich auch ein Antriebspropeller des Schiffes als Strömungsförderaggregat. Durch die nach unten offene Ausführung entstehen keine nen­ nenswerten Abzugswirkungen, aber Wasserunruhen aufgrund des Wellenganges werden aufgenommen und tragen zur Beunruhigung der Wasseroberfläche bei.
Oberhalb des Kanaleinganges befindet sich ein Wehr, dessen Überlauf schon durch diese Erscheinungen ungünstig beein­ flußt wird, abgesehen davon, daß die auch schon bei ruhigem Wasser entstehenden Stauwirkungen eine definierte Abschöp­ fung beeinträchtigen. Unruhiges Wasser führt vermehrt zu unbestimmbaren Übernahmemengen.
Aus der JP-OS 51-1 51 982 ist ein Schwimmkörper zur Ölaufnahme vom Seewasserspiegel bekannt, welcher auch am Eingang mit einem Wehr vor einem inneren Sammeltank arbeitet, in welchem sich das aufgenommene Wasser beruhigen soll, damit eine schichtweise Ablagerung zum Abfluß von Öl über ein zweites Wehr erfolgen kann. Das Wasser selbst wird aus diesem Tank nach unten mittels Propeller abgeführt. Dabei muß ein bestimmter Flüs­ sigkeitsstand im Tank eingehalten werden.
An dieser Ausführung ist auch bekannt, ein Sammelsieb mit seinem vorderen Ende hinter das Eingangswehr abzusenken, wenn Unrat aufgenommen werden soll. Dabei wird dann das hintere Abströmwehr des Tanks angehoben. In beiden Betriebs­ zuständen wird für die Abschöpfung oder den Ablauf hinter einem ersten Wehr aus einem Tank ein statischer bzw. ruhiger Zustand erforderlich, um eine befriedigende Trennung zu er­ reichen. Im Falle eines Seeganges ergeben sich schon am Eingangswehr undefinierte Stauungen und Bedingungen, die sich dann im übrigen aber auch auf den Tank und die Bedin­ gungen am hinteren Wehr übertragen, so daß sich undefinier­ bare Verhältnisse ergeben.
Als umlaufende Fördereinrichtung ist die Ausführung mit ei­ nem Förderband bekannt.
Schließlich ist es aus der DE-Z. "Hansa", 1978, Nr. 8, S. 679-680 bei einem Schiff zur Ölaufnahme bekannt, die als Förder­ trommel ausgebildete Fördereinrichtung hinsichtlich Drehzahl und Eintauchung den jeweiligen Betriebsver­ hältnissen - Tiefgang, Geschwindigkeit, Ölmengen usw. - anzupassen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, an einem Schiff der eingangs angegebenen Art die Abführung des Öls ohne Be­ einträchtigung durch Staudruck oder Stauwellen hinsichtlich der Wirkung auch in der Arbeitsfähigkeit bei unruhiger See zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Fördereinrichtung vor dem als Abzugskanal ausgeführten Kanal eintaucht, der eine nach oben geschlossene Decke aufweist und an seinem von der Fördereinrichtung abgekehrten, nach unten offenen Ende zur Kielhöhe ausläuft und daß das Strö­ mungsförderaggregat in diesem Bereich angeordnet und ein Abzug des angesaugten Wassers nach unten vorgesehen ist.
Durch die besondere Ausführung des Kanals in Verbindung mit der Anordnung der Fördereinrichtung vor dem Abzugskanal, durch welchen das angesaugte Wasser nach unten abgeführt wird, ergibt sich eine zwangsläufige Durchströmungs-Beein­ flussung unter Vermeidung von Wellenbewegungen in diesem auch oben geschlossenen Kanal hinter der Fördereinrichtung. Dadurch wird auch eine zwangsläufige Heranführung der aufzu­ nehmenden Verunreinigungen an die Fördereinrichtung verbes­ sert. Dabei sorgt das Strömungsförderaggregat für einen Ab­ zug des Wassers unter der Fördereinrichtung, so daß ein Un­ terdruckbereich unterhalb der umlaufenden Fördereinrichtung geschaffen wird, welcher eine Staubildung vor der Förder­ einrichtung bei der Abtrennung der Verunreinigung durch die umlaufende Fördereinrichtung verhindert.
Erst dadurch läßt sich mit erheblichem Abschöpfvolumen Öl aufnehmen, ohne daß von der Aufnahmevorrichtung her bzw. ihrem Träger her nachteilige Wirkungen entstehen, die die Aufnahme beeinträchtigen. Der untere Abschluß des bei der Ölaufnahme nach vorn gerichteten Endes des Kanals sichert dabei eine besonders wirkungsvolle Abführung des verdichte­ ten Wassers in einer geleiteten Strömung.
Einbezogen wird eine an sich bekannte Ausführung des Strö­ mungsförderaggregates als Antriebspropeller. Als Strömungs­ förderaggregat im Kanal kann dabei auch eine andere, bei­ spielsweise schraubenförmige, Antriebsvorrichtung für das Wasser eingesetzt sein. Ein solches Strömungsförderaggregat sorgt dabei für einen Abzug des Wassers unter der Förder­ einrichtung. Hierbei wird die Effizienz der Ölaufnahme er­ höht.
Der Ausdruck "ausläuft" bedeutet, daß keine zur Strömung senkrechte Fläche vorgesehen ist, sondern eine allmähliche Abflachung des Kanals einbezogen wird.
Eine vorteilhafte Ausführungsform hat einen Strömungsmesser für die Wassergeschwindigkeit im Bereich des eintauchenden Endes der als Förderband ausgebildeten Fördereinrichtung am Anfang des Strömungskanals und einen regelbaren Antriebs­ motor für das umlaufende Förderband der Fördereinrichtung sowie eine Regelverbindung zwischen dem Strömungsmesser und dem Antriebsmotor zur Einstellung einer Umlaufgeschwindig­ keit im wesentlichen entsprechend der Abströmgeschwindigkeit des Wassers. Hierdurch sind ganz spezielle Anpassungen an die jeweiligen Zustände der abzuführenden Verunreini­ gungen möglich.
Es ist ferner zweckmäßig, wenn die als Förderband ausge­ bildete Fördereinrichtung verschwenkbar gelagert und in ihrer Tauchtiefe einstellbar ist. Auch dieses kann unter Steuerung erfolgen.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Schiffes ist gekennzeichnet durch die Ausführung als Schubeinheit mit durchgehendem Strömungskanal, wobei das von dem Antriebs­ propeller des mit seinem Heck angekoppelten Bugsierschiffes gebildete Strömungsförderaggregat unmittelbar vor dem zuge­ kehrten Ende des Strömungskanals angeordnet ist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von vorteilhaften Ausführungsbeispielen erläutert, die schematisch in den Zeichnungen dargestellt sind. In den Zeichnungen zeigt
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Schwimm­ körperteils mit Ölfangschilden und Förder­ einrichtung im Schnitt längs der Linie I-I in Fig. 2;
Fig. 2 eine Draufsicht auf Fig. 1;
Fig. 3 eine Stirnansicht auf Fig. 2 von rechts gese­ hen;
Fig. 4 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht zur Er­ läuterung der beweglichen Ölfangschildanordnung;
Fig. 5 eine schematische Draufsicht auf eine Schub­ einheit;
Fig. 6 eine schematische Seitenansicht eines Bugsier­ schiffes mit der Schubeinheit;
Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Regel­ strecke zur Regelung eines Antriebsmotors ei­ ner Fördereinrichtung.
In Fig. 1 und 2 ist zunächst die Teildarstellung eines Schiffes oder Schwimmkörpers 1 gezeigt. Dieser hat zu seinem Ende 2 zwi­ schen seitlichen Schwimmkörperteilen 3, 4 eine Ausnehmung 5, die zum Ende 2 hin offen ist, aber sich in Mittschiffs­ linie und zum Beispiel im Querschnitt rechteckig unter dem Schwimmkörper in Form eines Strömungskanals 6 zum anderen Ende hin über eine für eine beruhigte Strömung ausreichende Länge fortsetzt. Dieser Strömungskanal 6 läuft gemäß Fig. 1 allmählich zur Kielhöhe in Form eines schrägen oberen Wandteils 7 aus. Eine solche Lösung ist für die Ausgestal­ tung des Schwimmkörpers als Schiff zur linken Seite hin zur Fortsetzung in Fig. 1 vorgesehen. Dabei kann diese Ausge­ staltung am Bug oder Heck des Schiffes vorgesehen sein. Bevorzugt wird dabei ein Antriebspropeller 8 auf einer Welle 9, die sich in den Strömungskanal 6 erstreckt, so daß der Antriebspropeller 8 auch das durch den Strömungskanal fließende Wasser fördert. Die Antriebsmaschine ist im nicht gezeigten Schiffskörper untergebracht.
In der bevorzugten Ausführungsform ist der Strömungskanal 6 teilweise nach unten geschlossen, und zwar an dem Ende, durch welches Wasser aufgenommen wird. Diese Bodenwand, die den Kanal nach unten abschließt, ist mit 75 bezeichnet.
In die Ausnehmung 5 am Ende 2 ragt zwischen den Schwimm­ körperteilen eine vorspringende Stufe 10 mit einer schräg verlaufenden Oberseite 11 und einer Unterseite, die die nach oben geschlossene Decke oder Wand 12 des Strömungska­ nals 6 bildet. Die Oberseite 11 ist deshalb schräg ausge­ führt, weil die Fördereinrichtung 13 auf dem Schwimmkörper 1 in der gezeigten Ausführungsform als Förderband 14 ausgebildet ist.
Die obere Wand 12 des Kanals kann auch zur Fördereinrichtung 13 hin ansteigen, wie mit 12′ eingezeichnet ist.
Das Förderband 14 ist über obere und untere Umlenkrollen 15, 16 geführt. Diese sind durch einen Träger 17 miteinan­ der verbunden. Der Träger ist beispielsweise um die Achs­ lagerung 18 der oberen Umlenkrollen verschwenkbar geführt, wobei besonders einstellbare Stützen 19 vorgesehen sind, die durch hydraulische oder pneumatische Betätigung die Schwenkstellung bestimmen. Unterhalb des aufsteigenden Trums 20 befindet sich in der Fördereinrichtung 13 eine Magnetanordnung 21 mit in Quer- oder Längsrichtung verbundenen Po­ len, die durch elektrische Wicklungen erregbar sind. Für solche Wicklungen ist eine Energiequelle 22, insbesondere eine einstellbare Energiequelle, angeordnet.
Die Fördereinrichtung 13 mit dem Förderband 14 hat eine bestimmte Breite 23. Am Ende 2 des Schwimmkörpers 1 neben der entsprechend breiten Aus­ nehmung 5 sind Ölfangschilde 24, 25 gelagert, die für den Betrieb schräg gestellt sind und durch noch im folgenden erläuterte Mittel während des betriebsfreien Zustandes der Fördereinrichtung 13 in Füh­ rungsbahnen 26, 27 des Schwimmkörpers eingezogen werden können.
Im eingezogenen Zustand sind die Ölfangschilde 24, 25 in Fig. 3 gezeigt. Aus Fig. 1 ist erkennbar, daß die Ölfang­ schilde 24, 25 mit ihrem oberen Rand 28 parallel zur Was­ seroberfläche bzw. zur Mittschiffslinie des Schwimmkörpers 1 verlaufen. Der untere Rand 29 verläuft schräg vom frei verschwenkbaren Ende 30 zu einer Stelle neben dem Ende 2 des Schwimmkörpers 1. An dieser Stelle reicht die Höhe der ausgefahrenen Ölfangschilde 24, 25 von dem oberen Rand 28 über der Wasseroberfläche 31 bis zu den unteren Abschnitten der Schwimmkörperteile 3, 4 neben dem Kanal 6.
Es ist erkennbar, daß auf der Wasseroberfläche 31 einschwim­ mende Verunreinigung bzw. eine Ölschicht 32 zwischen den Ölfangschilden 24, 25 in ihrer Geschwindigkeit durch Zu­ sammenführung im Einfang zwischen den Ölfangschilden 24, 25 erhöht wird. Die Ölschicht 32 trifft auf das obere Trum 20 der Fördereinrichtung 13 und wird mitgenommen, während das Wasser an der Fördereinrichtung 13 vorbei und unter ihr entsprechend dem Pfeil 33 in den Strömungskanal 6 gelangt bzw. sogar in diesen gezogen wird. Vorteilhaft ist dabei unterhalb der vorspringenden Stufe 10 im Strömungskanal 6 ein Strömungsmesser 34 für die Wassergeschwindigkeit ange­ ordnet. Entsprechend einer in Fig. 7 gezeigten Regelstrecke wird ein Antriebsmotor 35 der Fördereinrichtung 13 in sei­ ner Drehgeschwindigkeit so eingestellt, daß die Umlaufge­ schwindigkeit des Förderbandes der Strömungsgeschwindigkeit des Wassers am Förderband entspricht. Dem Antriebsmotor ist ein Regler 36 vorgeschaltet, der über eine Regelstrecke 37 mit einem einstellbaren Zwischenglied 38 mit dem Strömungs­ messer 34 verbunden ist. Das Signal aus dem Strömungsmesser 34 wird in dem Zwischenglied in eine elektrische Stellgröße umgewandelt, die dem Regler 36 zugeführt ist.
Die vorspringende Stufe 10 nach Fig. 1 und den folgenden Darstellungen ist auf die Ausführung der Fördereinrichtung als Förderband bezogen. Wenn als Fördereinrichtung bei­ spielsweise eine umlaufende Trommel vorgesehen ist, ver­ steht sich, daß diese beispielsweise am äußersten Ende des Vorsprunges gelagert sein könnte, daß dann aber die Ober­ seite 11 konform zur Trommel, d. h. zylinderabschnittförmig ausgeführt ist.
Die Lagerung und Führung der Ölfangschilde 24, 25 ergibt sich schematisch aus den Fig. 2 bis 4. Auch in diesen ist ein Teil des Schwimmkörpers 1 gemäß obiger Beschreibung gezeigt. Die zur Führung zusätzlichen Teile sind nur schematisch angedeutet.
Erkennbar ist, daß in den beiden Führungsbahnen 26, 27 je­ weils ein Wagen 39 geführt ist, der immer in den Führungs­ bahnen 26, 27 verbleibt. An seinem bis an die Mündung der Führungsbahnen auszufahrenden Ende hat jeder Wagen 39 ein Gelenk, an welchem verschwenkbar ein Ölfgangschild 24, 25 gelagert ist. Dieses Gelenk ist senkrecht zur Mittschiffs­ linie, d. h. vertikal bei ruhendem Schiff angeordnet.
Die Antriebsmittel sind nur in einer einfachen Weise ausge­ staltet. Beispielsweise ist im Schwimmkörper oberhalb der Führungsbahn 26, 27, jeweils aber in ihrem offenen Ende, eine Seilrolle 53 ( Fig. 4) frei verdrehbar gelagert. Diese Anordnung ist nur im Zusammenhang mit der Führungsbahn 26 gezeigt. Für die andere Führungsbahn 27 gilt eine entspre­ chende Anordnung.
Über diese Seilrolle 53 ist ein Antriebsseil 54 geführt, dessen Enden auf zwei verschiedene Seiltrommeln 55, 56 auf­ wickelbar sind. Beiden Seiltrommeln ist ein Antriebsmotor 57 zugeordnet, und die Seiltrommeln 55, 56 sind wechselweise durch eine an sich bekannte Kupplungseinrichtung an den An­ triebsmotor kuppelbar.
Das Antriebsseil 54 ist an einem Ansatz 58 des Wagens 39 festgelegt. Wenn also die eine Seiltrommel 56 zum Antrieb, gesehen in Fig. 4, entgegen dem Uhrzeigersinn angetrieben wird, wird der Wagen eingezogen. Wenn die andere Seiltrommel 55 angetrieben wird, wird der Wagen 39 ausgefahren. Es versteht sich, daß die jeweils nicht angetriebene Seiltrommel unter einer be­ messenen oder auch gesteuerten Bremse arbeitet, die einen Ablauf des Seils unter Spannung zuläßt.
Die Endstellung des Wagens 39 wie auch eines Wagens für den anderen Ölfangschild 25 ist jeweils durch einen Anschlag so bestimmt, daß die Gelenke gerade in einer Stellung am Ende der Führungsbahnen 26, 27 gehalten werden.
Wenn bisher der Schwimmkörper 1 gegebenenfalls auch als Bug oder Heck eines Schiffes gezeigt ist, das mit eingeholten Ölfangschilden 24, 25 an den Einsatzort fahren kann, an welchem dann die Ölfangschilden in Betriebsstellung gebracht werden, dann versteht sich, daß der Schwimmkörper in einer zweckmäßigen Ausführung auch eine Schubeinheit 67 sein kann, wie in Fig. 5 gezeigt. Diese Schubeinheit hat bei­ spielsweise bekannte Kopplungsmittel 68, 69 zur Ankopplung an ein Bugsierschiff 72, wie es in Fig. 6 näher dargestellt ist.
Die Fig. 6 zeigt die Anordnung der Schubeinheit 67 an einem Bugsierschiff 72, und zwar am Heck. Dabei liegt der das Strömungsförderaggregat bildende Antriebspropeller 73 des Bugsierschiffes unmittelbar vor dem zugekehrten Ende des in der Schubeinheit durchgehend angeordneten Strömungskanals 6. In einer solchen Ausführung fährt das Schiff mit einge­ fahrenen Ölfangschilden zum Einsatzort und nach Ausbringung und Einstellung der Ölfangschilde, beispielsweise entspre­ chend Fig. 2, fährt dann das Bugsierschiff 72 im Einsatz zur Ölaufnahme rückwärts, d. h. heckseitig nach vorn, wobei der Antriebspropeller 73 zugleich die Wasserabführung entspre­ chend dem Pfeil 33 in Fig. 1 durch den Strömungskanal 6 be­ wirkt.
Es versteht sich dabei anhand der Fig. 1, der Förderein­ richtung 13 eine Transportbahn 74, beispielsweise in Form eines Förderbandes, zuzuordnen, die das aufgenommene Öl, das beispielsweise durch nicht dargestellte Abstreifer von der Fördereinrichtung 13 abgeworfen wird, transportiert und sich von der Schubeinheit 67 bis auf das Bugsierschiff 72 er­ streckt. Dort kann das Öl gespeichert oder an Leichter ab­ gegeben werden. Es kann auch eine Rückgewinnungs-Anlage an­ geordnet sein, in der die Ölaufnahme erleichternde Mittel, wie beispielsweise Torf und Eisenspäne, entfernt und zurück­ gewonnen werden, damit sie erneut eingesetzt werden können.

Claims (4)

1. Schiff zur Ölaufnahme mit einem durchgehenden, nach unten abgeschlossenen Kanal, dessen Boden unterhalb der Was­ seroberfläche liegt, mit einem Strömungsförderaggregat in dem Kanal sowie einer unter die Wasseroberfläche tau­ chenden, umlaufenden Fördereinrichtung, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Fördereinrichtung (13) vor dem als Ab­ zugskanal ausgeführten Kanal (6) eintaucht, der eine nach oben geschlossene Decke (12) aufweist und an seinem von der Fördereinrichtung abgekehrten, nach unten offenen Ende zur Kielhöhe ausläuft und daß das Strömungsförder­ aggregat in diesem Bereich angeordnet und ein Abzug des angesaugten Wassers nach unten vorgesehen ist.
2. Schiff nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Strö­ mungsmesser (34) für die Wassergeschwindigkeit im Be­ reich des eintauchenden Endes der als Förderband (14) ausgebildeten Fördereinrichtung (13) am Anfang des Strömungskanals (6) und einen regelbaren Antriebs­ motor (35) für das umlaufende Förderband (14) der Fördereinrichtung (13) sowie durch eine Regelver­ bindung (37, 38) zwischen dem Strömungsmesser (34) und dem Antriebsmotor (35) zur Einstellung einer Umlaufge­ schwindigkeit im wesentlichen entsprechend der Abström­ geschwindigkeit des Wassers.
3. Schiff nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die als Förderband (14) ausgebildete Fördereinrichtung (13) verschwenkbar gelagert und in ihrer Tauchtiefe einstell­ bar ist.
4. Schiff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Ausführung als Schubeinheit (67) mit durch­ gehendem Strömungskanal (6), wobei das von dem Antriebs­ propeller (73) des mit seinem Heck angekoppelten Bugsier­ schiffes (72) gebildete Strömungsförderaggregat unmittel­ bar vor dem zugekehrten Ende des Strömungskanals (6) an­ geordnet ist.
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