DE4302253C2

DE4302253C2 - Vorrichtung zum Auffangen von auf der Oberfläche von Gewässern treibenden Stoffen

Info

Publication number: DE4302253C2
Application number: DE19934302253
Authority: DE
Inventors: Alois Kujer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-01-28
Filing date: 1993-01-28
Publication date: 1996-08-29
Anticipated expiration: 2013-01-29
Also published as: DE4302253A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Auffangen von auf der Oberfläche von Gewässern treibenden Stoffen, insbesondere Öl, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der US-PS 37 01 430 bekannt. Dort ist jeweils eine Auffangvorrichtung auf beiden Längsseiten einer Barke über deren gesamte Länge angeordnet. Innerhalb des Strömungsweges der Auffangvorrichtung befindet sich ein Netz, wo sich feste Stoffe sammeln können, die durch Anheben des Netzes in einen Behälter innerhalb der Barke gekippt werden können. Am Ende der Auffangvorrichtung ist ein Sammelbecken angeordnet, von wo ein Gemisch aus Wasser und Öl in den Innenraum der Barke gepumpt wird.

Weiterhin ist aus dem DE-GM 86 00 939 eine Auffang vorrichtung bekannt, die zwischen zwei Schwimmkörpern oder auch am vorderen Teil eines Einrumpfschiffes angebracht werden kann. Dort ist ein geneigtes Wehr stromaufwärts von einem Aufnahmesumpf vorgesehen, von wo das Gemisch in Schiffsbehälter strömt, wo es separiert werden kann. Parallel zu dem geneigten Wehr ist ein getauchtes, rostartiges Zusatzelement mit vertikaler Durchlässigkeit über quer zur Anströmung gebildete Schlitze angeordnet, das die Wehrunterkante überdeckt.

Ein Bergungsschiff, für das eine derartige Auffangvorrichtung vorgesehen ist, muß den Einsatzort schnell erreichen können und dort sehr manövrierfähig sein. Deshalb sollte das Schiff möglichst klein und leistungsfähig sein. Alle Teile, die zur Aufnahme des verschmutzten Wassers dienen, sollten an den Schiffsrumpf hochklappbar sein.

Weiterhin sollten die Ausrüstungsteile des Schiffes möglichst allwettertauglich und wenig störungsanfällig sein. Deshalb wäre es wünschenswert, natürlichen Gegebenheiten, z. B. der Eigenbewegung des Bergungsschiffes, Gefälle, spezifisches Gewicht, den Vorzug vor komplizierter Technik zu geben.

Das Schiff soll auch am Einsatzort sofort mit der Arbeit beginnen können, selbst bei brennendem Öl auf dem Wasser. Deshalb ist es sinnvoll, ein Schiff, das mit einer Auffangvorrichtung der hier interessierenden Art ausgerüstet ist, mit einer eigenen starken Feuerlöschanlage zu versehen, die mit dem anfallenden Wasser gespeist werden kann.

Das Schiff sollte auch eine möglichst große Wasserfläche in möglichst kurzer Zeit reinigen und Öl oder Chemikalien möglichst vollständig zurückgewinnen können. Zu diesem Zweck sollten ausgenutzt werden:

a) die Breite des Schiffes selbst, um die "Absaugfläche" zu verbreitern und so die Auffangvorrichtung für das verseuchte Wasser ("Ölwasser") möglichst klein und störungsfrei zu halten,
b) die Vorwärtsbewegung des Bergungsschiffes und/oder entgegenkommenden Seegang zur problemlosen Aufnahme großer Mengen von "Ölwasser",
c) das Prinzip, daß Flüssigkeiten eine schiefe Ebene hinauffließen, wenn diese vorwärtsbewegt wird. So kann ein natürliches Gefälle erzeugt und der Einsatz von Pumpen stark reduziert werden;
d) die unterschiedlichen spezifischen Gewichte zur Trennung von Öl und Wasser.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Auffangen so zu verbessern, daß die Vorrichtung einen geregelten Zufluß der aufgefangenen Stoffe, insbesondere bei Wellengang, bei gleichzeitiger Selbstreinigung der Vorrichtung ermöglicht und der Einsatz von Pumpen reduziert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beansprucht.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die von der Deckplatte gebildete schiefe Ebene als Grobfilter, Zuflußbegrenzer, Stabilisator und Gemischdurchfluß zu der schiefen Ebene der Bodenplatte dient, die eine Gemischauflauffläche zur Erzeugung von Gefälle bildet, das für die weitere Bearbeitung des auflaufenden Gemisches günstig ist. Weiterhin wird durch die größere Steigung der Deckplatte gegenüber der Bodenplatte und der sich verringernden Breite der Auffangvorrichtung eine Anpassung an die auftretenden Gemischmengen ermöglicht.

Die Erfindung wird nun anhand der Beschreibung und Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen schematisch dargestellten Bug eines Öl-Bergungsschiffes mit den seitlich am Bug angebrachten Auffangvorrichtungen und einem Wasserabscheidetank im Schiffsinnenraum;

Fig. 2 eine Seitenansicht von dem Schiffsbug und einer Auffangvorrichtung; und

Fig. 3 einen Teilquerschnitt durch den Schiffsbug mit der seitlich heruntergeklappten Auffangvorrichtung.

Das hier als Beispiel dargestellte Bergungsschiff verfügt über zwei symmetrisch seitlich hinter der Bugspitze angeordnete Auffangvorrichtungen 1 für verschmutztes Wasser ("Ölwasser- Fänger"), über zwei oder mehr Wasserabscheidetanks im Vorderschiff und über Lagertanks für wiedergewonnenes Öl bzw. für Ballastwasser, das bei Arbeitsbeginn benötigt wird, um die im Bug auftretenden starken vertikal wirkenden Kräfte auszugleichen.

Die Auffangvorrichtung 1 gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel enthält drei oder mehr Segmente 2, 3, 4 die ausgeklappt eine ca. 6 m lange schiefe Ebene ergeben, die nach stromabwärts auf mindestens 1 m über der Wasseroberfläche ansteigt. Die "Hubhöhe" ist geschwindigkeitsabhängig. Aus Segment 2 können "Trenner" ausgefahren werden, um die Arbeitsbreite zu vergrößern bzw. die Auffangvorrichtung noch schmaler und unempfindlicher bauen zu können. Die einzelnen Segmente bilden eine Deckplatte 7, eine Seitenwand 10 und eine Bodenplatte 6, die beweglich miteinander verbunden und als Ganzes abklappbar sind. Die Deckplatte 7, die als Siebsegment dient, stabilisiert die Segmente und fixiert zusammen mit Schwimmern unter den Segmenten 3 und 4 die schiefe Ebene. Da sie mit strömungsgünstig gestalteten Öffnungen 14 versehen ist und in stromaufwärtiger Richtung steiler ansteigt als die Bodenplatte 6, d. h. zur Oberkante statt Unterkante eines Einlaufstutzens 9, wirkt sie wie ein der Bodenplatte 6 vorgeschaltetes Sieb: sie begrenzt den Ölwasserzufluß, was insbesondere bei Wellengang wichtig ist, und filtert grobe Verunreinigungen heraus. Die Bodenplatte 6 bildet die schiefe Ebene, auf der das Ölwasser bei genügend Fahrt stromwärts und nach oben zum Einlaufstutzen 9 strömt. Dabei verhindert die Seitenwand 10 seitliches Abfließen. Der Einlaufstutzen ist zur Sicherheit drehbar und mit der Öffnung nach hinten schwenkbar und innen und außen verschließbar. Da sehr viel Wasser anfällt, können eventuell Segment 4 und der Einlaufstutzen 9 bereits einen perforierten Boden (siehe Fig. 2) haben (1. Wasser abscheidung); ebenso der Zulauf im Schiffsinneren. Der Einlaufstutzen 9 könnte durch einen verlängerten, besonders geschützten Einlauf mit perforiertem Boden ersetzt werden, damit weniger Wasser ins Schiffsinnere gelangt. Während des Betriebs gleitet die Vorderkante 12 von Segment 2 ca. 5 bis 10 cm unter der Wasseroberfläche dahin; wegen variablen Tiefgangs kann die Vorderkante 12 unterschiedlich angeordnet werden. Bei Einstellung auf 5 cm, einer Arbeitsbreite von 10,5 m und einer Geschwindigkeit von 5,4 Knoten (10 km/h) errechnet sich die pro Sekunde aufgenommene Ölwassermenge wie folgt:

Aus den 1,46 Kubikinetern Ölwasser können - eine 2,5 mm dicke Ölschicht vorausgesetzt - pro Sekunde 73 l Öl zurückgewonnen werden.

Die Ölwassermenge wird im Schiffsinneren einem ersten Tank zur Wasserabscheidung zugeleitet. Dem Tank vorgeschaltet sind im Schiffsinneren zwei "Filterkugeln" 8, die nach demselben Prinzip arbeiten wie die Deckplatten 7 der Auffangvorrichtungen 1, aber mit feineren Filtern. Aus Sicherheitsgründen wird ein geschlossener großer Flachtank einem Wasser-Abscheidebecken vorgezogen. Die Flachtankform (ca. 40 cm hoch) ermöglicht es, die anfallenden großen Wassermengen kostengünstig mit Gefälle über Bord zurückzuleiten.

Das Wasser läuft aufgrund seines spezifischen Gewichts durch den im hinteren Teil perforierten Boden des Tanks. Die Lochgröße der Perforation ist größer als i.a. benötigt. Ihre richtige Einstellung erfolgt durch ein verschiebbares Sieb unter dem Tankboden. Sie kann an variable Zuflußmengen und unterschiedliche Eigenschaften der zu bergenden Flüssigkeiten (spezifisches Gewicht, Zähigkeit etc.) angepaßt werden, um Verluste durch Abgang zu vermeiden. Diese Anpassung kann durch eine elektronische Steuerung erfolgen.

Die volle, überdimensionierte Lochgröße dient der Sicherheit (schneller Wasserablauf; Möglichkeit, Verstopfungen durch kräftiges "Durchspülen" mit sauberem Wasser zu beseitigen).

Der Überlauf zum nächsten Flachtank ist, wie der gesamte Zufluß im Schiffsinneren, rundum geschlossen. Er liegt tiefer als der Zulauf und ist ellipsenförmig ausgebildet, um bei Seegang das Überschwappen unbehandelten Wassers zu reduzieren. Der zweite Flachtank arbeitet wie der erste, also i.a. noch mit Gefälle für den Wasserabtransport. Es folgen vertikal trennende Mehrkammertanks (siehe Skizze in Fig. 2). Das Öl wird in die Lagertanks, das Wasser über Bord oder zur Feuerlöschanlage gepumpt.

Beim Einsatz des Bergungsschiffes strömt das verseuchte Wasser an den Bugseiten entlang auf die beiden Auffangvorrichtungen 1. Die Vorwärtsbewegung des Bergungsschiffes und/oder gegenläufiger Seegang in Verbindung mit dem Trägheitsprinzip treiben es dort auf der von den Bodenplatten 6 gebildeten schiefen Ebene hinauf zum Einlaufstutzen 9. So entsteht das für die kostengünstige Weiterbearbeitung notwendige Gefälle:
Die Deckplatten (Siebsegmente) 7 dienen dabei als Wasserzufluß und selbstreinigender Filter. Tierkadaver etc. werden durch die Bugwelle von den nach außen abfallenden Deckplatten 7 gespült. Das Ölwasser fließt durch eine Schleuse und durch die "Filterkugeln" 8 (Zweite Reinigung) in den ersten Flachtank ("Wasser-Abscheidetank"). In dessen vorderem Teil wird das Ölwasser beruhigt, im hinteren Teil ist der Boden perforiert und läßt das spezifisch schwerere Wasser nach unten durch und mit Gefälle nach draußen abfließen. Das spezifisch leichtere, verdichtete Ölgemisch gelangt am Überlauf in den nächsten Flachtank, wo die Trennung fortgesetzt und anschließend in einem Mehrkammer- Tanksystem abgeschlossen wird. Das Öl wird in Lagertanks, das Restwasser über Bord oder zur Feuerlöschanlage gepumpt. Bei vollen Lagertanks wird das Öl an Tanker außerhalb der Gefahrenzone abgegeben. Auf dem Rückweg kann Ballastwasser aufgenommen werden.

Ein Bergungsschiff mit Auffangvorrichtungen gemäß den beschriebenen Ausführungsbeispielen hat viele Einsatzmöglichkeiten:

a) als Bergungsschiff für Öl etc., als Feuerlösch-Schiff, oder beides kombiniert;
b) je nach Größe: auf hoher See, in Häfen oder auf Flüssen;
c) auch zur kostengünstigen Beseitigung dünner Schadstoff- Filme, da es nach dem Prinzip der unterschiedlichen spezifischen Gewichte schnell und sicher Substanzen trennen und große Flächen "bearbeiten" kann.

Claims

1. Vorrichtung zum Auffangen von auf der Oberfläche von Gewässern treibenden Stoffen, insbesondere Öl, mit zwei seitlich eines Schiffes symmetrisch angeordneten Auffangvorrichtungen (1), die an das Schiff anklappbar sind und jeweils eine glatte, ebene Bodenplatte (6) und eine auf der der Bordwand gegenüber liegenden Seite der abgeklappten Bodenplatte (6) angeordnete Seitenwand (10) aufweisen und die wenigstens teilweise für ei ne Trennung von Wasser und aufgefangenen Stoffen sorgen, wobei die verbleibende Mischung von Wasser und aufgefangenen Stoffen in den Schiffsinnenraum leitbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte (6) jeder Auffangvorrichtung (1) in abge klappter Auffangstellung eine entgegen der Fahrtrichtung des Schiffes ansteigende, über der Wasseroberfläche endende schie fe Ebene bildet, wobei sich die Vorderkante (12) der Boden platte (6) unterhalb der Wasseroberfläche befindet, und die Bodenplatte (6) zur Unterkante eines sich stromabwärts an schließenden Einlaufstutzens (9) in den Schiffsinnenraum führt und daß eine am stromaufwärtigen Ende der Bodenplatte (6) an dieser anliegende, ebene perforierte Deckplatte (7) vorgesehen ist, die zum Einlaufstutzen (9) steiler ansteigt, als die Bo denplatte (6) und an der Oberkante des Einlaufstutzens (9) en det, wobei die Deckplatte (7) von der Bordwand nach außen leicht abfällt und Deckplatte (7), Seitenwand (10) und Boden platte (6) beweglich miteinander verbunden sind und als Bau einheit am Bug des Schiffes angeordnet und der Schiffsform an gepaßt sind, wobei sich die Breite von Bodenplatte (6) und Deckplatte (7) in Strömungsrichtung kontinuierlich verklei nert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Vorderkante (12) der Bodenplatte (6) 5 bis 10 cm unter der Wasseroberfläche befindet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die perforierte Deckplatte (7) längliche Öffnungen (14) aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Boden- und Deckplatte (6, 7) durch Gleitrollen an der Bordwand des Schiffes gehaltert ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckplatte (7) durch eine Stütze gegen die Bordwand des Schiffes entgegen den Auftriebskräften in ihrer ausgeklappten Betriebsstellung gehalten wird.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaufstutzen (9) verlängert und mit perforiertem Boden ausgeführt ist, um Wasser abzuführen.