DE4302253A1 - Kombiniertes Ölbergungs- und Feuerlöschsystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein kombiniertes System zum Räumen und Bergen von auf Wasseroberflächen treibenden Stoffen (z. B. Öl) und zum Löschen von Bränden auf Gewässern und in Gewässernähe, das sowohl auf Spezial-Bergungsschiffen verschiedener Größe als auch auf herkömmlichen Tankern einsetzbar ist, weil deren Nachrüstung mit den entsprechenden Auffang-, Förder- und Abscheidevorrichtungen problemlos und kostengünstig erfolgen kann.

Die bisher bekannten Methoden und Vorrichtungen zur Beseitigung von Verunreinigungen auf Wasseroberflächen, wie sie z. B. bei Tanker- und Bohrinselunfällen auftreten, sind unbefriedigend.

Chemische Verfahren (auch das bekannte japanische) sind aus Umwelt- und Kostengründen abzulehnen. Die meisten der vorgeschlagenen mechanischen Verfahren und Vorrichtungen, z. B. Absaugen, von Schiffen ausgelegte oder zwischen Schiffen gezogene Ölsperren, Katamarane, aufklappbare oder querstellbare Schiffe mit Wassereinlauföffnungen am Bug oder in den Seitenwänden, überhaupt alle Fahrzeuge, die leicht kentern oder bei klemmendem Verschluß sinken können, sind unter den für Tanker- und Bohrinselhavarien typischen extremen Bedingungen kaum oder nicht effektiv einzusetzen. Ob den projektierten Tankern mit doppelter Außenhaut mehr als eine Alibifunktion zukommt, bleibt abzuwarten, da sie weder das Problem von aus Behältern auslaufenden Chemikalien noch das von Bohrinselunfällen oder abgelassenes Öl lösen und auch bei Tankerhavarien das gefürchtete Auseinanderbrechen i.a. höchstens hinauszögern werden.

Ein mechanisches System, das auf festem Untergrund zum Abtragen unerwünschter Schichten hervorragend geeignet ist, ist das des Schneepflugs bzw. der Planierraupe.

Bei der Übertragung dieses Prinzips auf Seefahrzeuge ging die Entwicklung von der frontal angebrachten Plattform zu beiderseits des Rumpfes angeordneten Auffangvorrichtungen, von denen die einen zu störungsanfällig und schwer sind, weil sie das aufgefangene Gemisch bereits weitgehend separieren sollen, während andere ein unzureichend gereinigtes Gemisch über störungsanfällige Pumpen weiterleiten sollen, die weder die Zufluß- noch die Wasserablaufmenge bewältigen können, wobei es bei dem Vorschlag der Howaldtswerke-Deutsche Werft (DE 30 04 808) den eingesetzten Leichtern an Seetüchtigkeit und Schnelligkeit mangelt, beim Vorschlag der Erno Raumfahrttechnik (DE 29 41 187) kein Wasserabfluß möglich erscheint.

Andere schlagen vor, den während des ladevorgangs notwendigen Höhenausgleich zwischen Auffangvorrichtung und Schiff durch Ablassen von Ballastwasser zu bewerkstelligen, was schwer steuerbar erscheint und dazu führen würde, daß Bergungsschiffe stets mit vollem Tiefgang, d. h. langsam operieren müßten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Probleme mechanischer Vorrichtungen (die sich daraus ergeben, daß eine nicht erwünschte Schicht von einer flüssigen, oft heftig bewegten Unterlage entfernt werden muß) so zu lösen, daß große Wasserflächen auch unter ungünstigen Wetterbedingungen schnell von ausgelaufenem Öl oder Chemikalien befreit und die Wertstoffe möglichst vollständig zurückgewonnen werden können.

Dazu wird ein System vorgeschlagen, welches sowohl auf Spezialschiffen als auch auf Tankern herkömnlicher Art eingesetzt werden kann und das als Hauptbestandteile eine Auffangvorrichtung (1), ein Filterelement (2), eine Fördereinrichtung (3), Abscheidevorrichtung (4, 5) sowie Lagertanks vorsieht.

Die Auffangvorrichtung (1) ist beiderseits am Bug eines Schiffes - zumindest bei Spezialschiffen auch achtern - anzubringen, wobei letzteres eine kleinere und damit unempfindlichere Dimensionierung erlaubt bei zumindest gleicher Schürfbreite, aber gründlicherer Schürfleistung, dabei jedoch vor allem das besonders bei Schürfbeginn erforderliche Ausbalancieren der am Bug angreifenden, starken vertikal wirkenden Kräfte mit Hilfe von Ballastwasser unnötig macht und das Schiff zusätzlich stabilisiert.

Die Auffangvorrichtung ist am Rumpf hochklappbar, und sie kann synchron mit der Fördereinrichtung und dem Filterelement (3, 2) mittels an Deck montierter Hydraulikzylinder an Halteschienen (8), die in außen am Rumpf befestigten vertikalen Führungen (F) gleiten, so weit abgesenkt werden, daß die als Schürfkante (12) ausgebildete Vorderkante der in die Horizontale ausgeklappten Auffangvorrichtung bis knapp unter den Wasserspiegel reicht und so bei Vorwärtsfahrt des Schiffes oder auflaufendem Seegang die verschmutzte obere Wasserschicht abträgt.

Die Auffangvorrichtung (1) besteht aus einer grob perforierten Deckplatte (7), einer mit ihr gelenkig verbundenen glatten Bodenplatte (6) und aus dem seitlichen Ablaufschutz (26). Zur Verbreiterung der Schürffläche können aus der Seitenplatte (26) auch Zubringer (27) ausgefahren werden, die aus federndem Stahlblech bestehen können (Gewichtseinsparung).

Die Bodenplatte und die Deckplatte (6, 7) sind derart an der Halteschiene (8) befestigt, daß sie in Arbeitsstellung zwei nach rückwärts ansteigende schiefe Ebenen bilden. Die von der Bodenplatte gebildete schiefe Ebene steigt im Winkel von ca. 10° bis 20° an und führt zum unteren Rand eines Zulaufkanals (9), die von der Deckplatte gebildete schiefe Ebene steigt steiler an und endet am oberen Rand des Zulaufkanals (9), so daß die Deckplatte mit ihrer Perforation wie ein schräg vor die Bodenplatte gestelltes Maurersieb wirkt und das auflaufende Wasser filtert und nach unten, zur Bodenplatte, durchläßt, aber gleichzeitig den Zufluß begrenzt.

Damit kann auf alle Versuche verzichtet werden, mit Schälklappen, Schwimmern, Einlaßschlitzen u. ä., den Zufluß zu regulieren, ebenso auf den aussichtslosen Versuch, die Auffangvorrichtung über Schwimmersteuerung, in Kugelgelenken schwenkbare Aufhängungen etc. etc. an jede Wellenbewegung im voraus anzupassen. Die schiefen Ebenen zwingen nämlich auch hohe Wellen, ihnen zu folgen; sie lassen sie sanft auflaufen, um sie dann in der Perforation der Deckplattenebene, spätestens aber in der des dahinter angeordneten Filterelements (2) zu absorbieren und so zu entschärfen.

Außerdem werden Aufstauungen vermieden, und die exakte Tiefeneinstellung der vorderen Schürfkante (12) wird weniger wichtig. Sie wird elektronisch ermittelt aus dem (bekannten) Tiefgang des Schiffs im Leerzustand plus dem Tiefgang, der aus dem jeweiligen Füllungsgrad der Lagertanks und dem spezif. Gewicht der eingefüllten Flüssigkeit resultiert.

Die besondere Art der Aufhängung der Deckplatte (7), nämlich nch vorn und außen abfallend, bewirkt aufgrund ihrer Hebelwirkung eine Stabilisierung der Vorrichtung, und zwar gegen Druck von vorn und von der Seite. Schläge von unten werden dadurch abgefedert, daß die Arretierungsfeder über der Gleitrolle (11) nachgeben kann, so daß die Vorrichtung angehoben werden und nach dem Abfangen des Stoßes wieder von selbst in die Ausgangsposition zurückgleiten kann.

Die Form der Perforation der Deckplatte mit Öffnungen in länglichen, nach vorn zunehmenden Vertiefungen (14) bewirkt guten Wasserdurchlauf und läßt u. U. an der Deckplatte haftendes Öl kontinuierlich in das auf der Bodenplatte darunter auflaufende Wasser-Wertstoffgemisch abtropfen; außerdem macht die leicht wellige Form (Fig. 4a) die Deckplatte stabiler.

Die von der Bodenplatte (6) gebildete schiefe Ebene dient als Auflauffläche und erzeugt bei Vorwärtsbewegung das für eine kostengünstige Bearbeitung (ohne teure, störanfällige Pumpen) notwendige Gefälle. So kann bereits ein erheblicher Teil des aufgenommenen Wassers durch die perforierten Böden des Filterelements und der Fördereinrichtung (2, 16) abgeschieden werden und mit Gefälle ins Gewässer zurückgelangen.

Das im Filterelement gereinigte, nunmehr verdichtete Gemisch wird über eine leistungsfähige Fördereinrichtung (3), z. B. Stegkettenförderer oder eines der üblichen Förderbänder, an einem am Schiffsrumpf befestigten Gleitblech aufwärts zu der ans Ende des Gleitblechs anschließenden Einfüllöffnung (18) des an Deck montierten Abscheidetanks (4) befördert und dort entleert. Besondere Dichtigkeit der Fördereinrichtung ist nicht nötig, denn ein Abtropfen von Wasser während des Hebevorgangs bewirkt sogar eine stärkere Konzentration des Gemischs, so daß dieses evtl. sofort zur Abscheidebatterie (5) geleitet und dort der auf dem Restwasser schwimmende Wertstoff in genügender Reinheit gewonnen werden kann.

Angetrieben wird die Fördereinrichtung über ein Anriebsrad (A), das über eine an einem kräftigen Spannbügel drehbar angebrachte Spann- und Umlenkrolle (S) mit dem nötigen Andruck versorgt wird. Der Spannbügel ist hydraulisch höhenverstellbar.

Die zur Speisung der Feuerlöschanlage (nunmehr erstmals) benötigten Pumpen können, da kein Höhenunterschied mehr zu überwinden ist, kostengünstig betrieben werden.

Die Feuerlöschanlage sollte - zumindest bei Spezial-Bergungsschiffen - auch über chemische Löschmittel verfügen, damit der Bergungseinsatz nicht durch auf dem Wasser treibende brennende Substanzen u. ä. verzögert oder behindert wird.

Jeder Havarist ist von nachgerüsteten Tankern, die auf derselben Route fahren (bzw. von Spezialbergungsschiffen) schnell erreichbar, weil die in Transportstellung anklappbaren und zusätzlichen hydraulischen hochfarbaren Vorrichtungen die Fahrt nicht behindern. Diese doppelte Sicherungsmöglichkeit begünstigt auch die Manövrierfähigkeit, weil z. B. beim Durchfahren schmaler Passagen zwischen Felsen die Vorrichtungen kurz angehoben und danach die Schürfarbeiten unverzöglich wieder fortgesetzt werden können.

In solch widriger Umgebung kann der Einsatz kleinerer nachgerüsteter Tanker oder kleinerer Bergungsschiffe erforderlich werden, deren Lagerkapazitäten u. U. schnell erschöpft sind. Die problemlose Umstellmöglichkeit von der Arbeits- in die Transportstellung und umgekehrt erlaubt es, den gesammelten Wertstoff ohne großen Zeitverlust an außerhalb der Gefahrenzone wartende Tankschiffe abzugeben.

Die Rückfahrt zum Einsatzort kann genutzt werden zum Reinigen der Filteranlagen, indem die Doppelsiebe und die regelbaren Perforierungen in den Böden der Filterelemente (2), Fördereinrichtungen (3) und der Abscheidetanks (4) auf größten Durchfluß eingestellt und während der Fahrt mit sauberem Wasser durchgespült werden. Bei Verstopfungsgefahr kann das Durchspülen auch während des Schürfvorgangs nötig werden und erfolgen.

Die Reinigung der leicht nach außen abfallenden Deckplatten (7), in deren Perforation besonders im Winkelbereich zu den Seitenplatten (26) Tierkadaver u. ä. hängenbleiben könnten, geschieht praktisch selbsttätig durch die Bugwelle, und zwar bei nach außen abgeklappten Seitenplatten (26). Diese werden abgeklappt durch kurzes Lösen der Arretierung der Stahlseile (29), wobei die an den Ösen (28) außen angebrachten Stützfinger (ohne Abbildung) nach außen fallen und die Seitenplatten nach außen abkippen lassen.

Durch die Allwettertauglichkeit, Robustheit und die beim Einsatz erzielbare hohe Geschwindigkeit wird bei Schiffen mit nur einem Paar Auffangvorrichtungen eine evtl. etwas geringere Schürfgenauigkeit ausgeglichen (die eine Planierraupe schließlich auch nicht im 1. Arbeitsgang erreicht).

Außergewöhnlich sind die Funktionalität aller Teile, die vielseitige Einsatzmöglichkeiten (als Tanker, Bergungs- und Feuerlöschschiff), die einfache Bedienung und große Wirtschaftlichkeit. So kann z. B. das teure Vorhalten von Spezial-Bergungsschiffen mit besonders ausgebildeter Mannschaft weitgehend entfallen.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 ein Spezial-Ölbergungsschiff mit ausgeklappten Auffangvorrichtungen an Bug und Heck (in Draufsicht),

Fig. 2 ein mit Bergungsvorrichtungen nachgerüstetes Tankschiff (Querschnitt in der Mitte der Auffangvorrichtung),

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Auffangvorrichtung, der ihren rückwärtigen Teil mit der Halterung am Schiffsrumpf zeigt (Deckplattenperforation unvollständig),

Fig. 4 eine Seitenansicht der Halterung der Auffangvorrichtung samt Ausgleichsstück (25),

Fig. 4a eine Deckplattenperforation im Querschnitt,

Fig. 5 einen Schnitt durch eine Auffangvorrichtung, durch ein Filterelement und durch die Fördereinrichtung, mit einer Seitenansicht der dazugehörigen Hydraulik (nur angedeutet, ebenso wie die Stegkammern (17) von zwei Stegkettenförderern),

Fig. 6 einen Schnitt durch einen Abscheidetank in Flachtankform (4) (Bodenperforation mit verstellbarer Lochgröße).

Claims (12)

1. Vorrichtung zum Auffangen von auf der Oberfläche von Gewässern treibenden Stoffen (z. B. Öl), die anklappbar beiderseits am Bug eines Schiffes (bei Spezial-Bergungsschiffen auch am Heck) angebracht ist und die dadurch gekennzeichnet ist, daß ihre Schürftiefe je nach Zuladung elektronisch bestimmt und zusammen mit dem sich dabei ändernden Tiefgang hydraulisch reguliert wird, wobei die Auffangvorrichtung zwei schiefe Ebenen aufweist, von denen die obere als Stabilisator, Grobfilter, Zuflußbegrenzer und Wasserdurchlaß zur unteren fungiert, während die untere schiefe Ebene als Wasserauflauffläche zur Erzeugung von Gefälle dient, das für die weitere Bearbeitung des bei Vorwärtsbewegung auflaufenden Gemischs günstig ist, welches über ein Filterelement und einen höhenverstellbaren Einlaufstutzen oder über eine Fördereinrichtung den Abscheidevorrichtungen zuführbar ist, von wo der Wertstoff zu den Lagertanks, das Wasser der Feuerlöschanlage zugeführt oder mit Gefälle ins Gewässer abgeleitet werden kann.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Auffangvorrichtung (1) aus einer glatten Bodenplatte (6) mit hochgezogenem seitlichen Ablaufschutz, einer grob perforierten Deckplatte (7) und einer mit dieser beweglich verbundenen Seitenplatte besteht, die so an einer höhenverstellbaren Halteschiene (8) am Schiffsrumpf befestigt sind, daß die von den Bodenplatten gebildete schiefe Ebene im Winkel von 10° bis 20° nach hinten ansteigt und zum unteren Rand des sich anschließenden Zulaufkanals (9) führt, während die von den Deckplatten gebildete schiefe Ebene steiler ansteigt und am oberen Rand des Zulaufkanals endet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangvorrichtung nach hinten schmäler wird, aber der Abstand zwischen Bodenplatte (6) und Deckplatte (7) kontinuierlich ansteigt, wobei die als arretierbare Gleitrolle (11) ausgebildete Halterung der Deckplatte stets so weit über der als 90°-Scharnier ausgebildeten Halterung der Bodenplatte zu liegen kommt, daß die Deckplatte (7) leicht nach außen abfällt und dadurch die Bodenplatte (6) in der horizontalen Stellung stabilisiert wird, und zwar durch die Gleitrollen (11) und die Gelenke (11a).

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Vorderkante der Bodenplatte als scharfe Schürfkante (12) ausgebildet ist, die bis unterhalb des (projektierten) Wasserspiegels abgesenkt werden kann, wobei die Schürftiefe elektronisch durch Abgleichen des im Leerzustand bekannten Tiefgangs mit dem aus Füllungsgrad der Lagertanks und spezifischem Gewicht des eingefüllten Wertstoffs resultierenden stärkeren Tiefgang des Schiffes ermittelt und über einige an Deck montierte Hydraulikzylinder (13) reguliert wird. Die Schürftiefe ist für jede Schiffseite getrennt zu ermitteln und einzustellen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckplatte (7) hinter der Schürfkante (12) auf der Bodenplatte aufliegt und daß ihre Perforation (14) aus in einer leichten Vertiefung liegenden länglichen Öffnungen besteht, was auch für die Perforation der Abdeckung des Filterelements (2) gilt, welche hinter dem Zulaufkanal (9) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 5, gekennzeichnet dadurch, daß das Filterelement (2) in einer bevorzugten Ausführung mit der sich an sie anschließenden Fördereinrichtung (3) eine Baueinheit bildet und wie diese und synchron mit ihr und der Auffangvorrichtung (1) vertikal verstellbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Lichtung des Filterelements (2) und in Fließrichtung des Gemischs leicht ansteigend ein Doppelsieb (15) angebracht ist, dessen Lochgröße durch Gegeneinanderverschieben variierbar ist, während der Boden des Filterelements in Richtung Bodenwanne (16) der Fördereinrichtung abfällt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, 6 und 7, gekennzeichnet dadurch, daß in einer bevorzugten Ausführung die Fördereinrichtung (3) aus einem oder mehreren der bekannten endlosen Stegkettenförderer (z. B. nach P 33 08 485) besteht, deren von Stegklappen gebildete Kammern (17) das in der Bodenwanne (16) abgeschöpfte Gemisch an einem am Schiffsrumpf befestigten Gleitblech entlang nach oben befördern und ihren Inhalt am oberen Ende des Gleitblechs in die Einfüllöffnung (18) des an Deck montierten Abscheidetanks (4) entleeren. Ist nur eine Ölabschöpfvorrichtung vorgesehen, keine Feuerlöschanlage, kann statt des Stegförderers auch eines der üblichen Endlosbänder eingesetzt werden, das aus einem Material besteht, an welchem Öl gut haftet.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abscheidetank (4) als Flachtank konzipiert ist und durch von Wand zu Wand reichende, in Richtung Ölablauf (19) sich vorwölbende Querstege (20) in mehrere Beruhigungszonen aufgeteilt wird, wobei die Lochgröße der Perforation im Tankboden (21) durch Verschieben eines darunter angebrachten Siebes so reguliert werden muß, daß nur Wasser in den unter dem Boden angebrachten Sammeltrichter (22) gelangt und zur Feuerlöschanlage oder nach draußen geleitet wird (23, 24).

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß zum Überbrücken eines besonders beim Nachrüsten von Tankern evtl. entstehenden Zwischenraums Ausgleichstücke (25) vorzusehen sind, die in Führungen unten oder oben an der Boden- bzw. Deckplatte (6, 7) gelagert sind und durch Federandruck den Kontakt zur schräg ansteigenden Bordwand halten.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur weiteren Stabilisierung der Auffangvorrichtung gegen Wellenschlag von oben und zum Aus- und Anklappen derselben ein Stahlseil (29) vorgesehen ist, das an einer Öse (28) befestigt und über eine oben an der Bordkante angebrachte Rolle (30) geführt und fort arretierbar ist.

12. Eine nach Anspruch 7 einzuordnende, nur für Spezial-Bergungsschiffe verwendbare Variante 8A sieht vor, daß der Abscheidetank (4) auch im Schiffsinneren, und zwar in einer besonders abgeschirmten Kammer auf einer hydraulisch bewegbaren Hebebühne plaziert sein kann und mit dem in einem senkrechten Schlitz in der Schiffswand gleitenden Einlauf- und darunter anzuordnenden Auslaufstutzen sowie der Verschlußvorrichtung für den Schlitz eine Einheit bildet, so daß bei steigendem Tiefgang das Anheben für die ganze Einheit synchron über eine einzige Hydraulikvorrichtung erfolgt. Diese Anordnung birgt gewisse Risiken und erfordert wegen der zu überwindenden Höhendifferenz stärkere Pumpen zum Speisen der Löschanlage.