-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Tankschiff, das
für den Transport von öl und anderen umweltfeindlichen
Flüssigkeiten, die leichter als Wasser sind, ausgelegt ist und
bei dem Vorkehrungen zur Vermeidung von ölverschmutzungen im
Falle eines Loches in der Bordwand getroffen wurden.
-
Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein Tankschiff wie in
Patent-Anspruch Nr. 1 beschrieben.
-
Weil öl und andere aus einem kollidierten Schiff auslaufende
Flüssigkeiten häufig Umweltschäden verursachen, ist der in
dieser Hinsicht mangelhafte Schutz von Tankern ein
allgegenwärtiges Problem. Bestimmte Behörden haben Vorschriften
herausgebracht, nach denen ein Tanker mit einer Doppelhülle
ausgerüstet sein muß, um die Gefahr um ölverschmutzungen bei
Kollision zu verminderen.
-
Sicherlich führt eine solche Lösung zu einem verbesserten
Schutz gegen das Auslaufen von öl bei leichten Kollisionen, hat
aber auch eine Anzahl entscheidender Nachteile. Die
Ladekapazität des Schiffes verringert sich, da der Raum zwischen
der Doppelhülle nur für Ballastwasser genutzt werden kann. Die
Doppelhüllenkonstruktion wird schwerer und komplizierter
und dadurch auch teurer. Die vor Korrosion zu schützende
Oberfläche erhöht sich beträchtlich.
-
Es ist noch zu anmerken, daß die Doppelhülle keine Gewähr dafür
bietet, daß es im Falle einer schweren Kollision nicht doch zu
einer Umweltverschmutzung kommt.
-
Eine Studie hat gezeigt, daß es bei einem 57,5 meter breiten
Tanker mit Doppelhüllen die 3.9 bsw. 6.0 meter auseinander sind,
mit eine r Wahrscheinlichkeit von 80% bzw . 60% zu einer
ölleckage kommt, d.h. die Wahrscheinlichkeit, daß die innere
Tankwand beschädigt wird, ist ziemlich hoch, wenn sie 6,8% bzw.
10,4% der Schiffsbreite von der äußeren Bordwand entfernt ist.
-
Internationale Regeln für den Transport von Gefährlichen
Chemikalien durch Tanker schreiben eine Entfernung von min. 20%
der Schiffsbreite zwischen den beiden Tankwänden vor, um einen
relative guten Sicherheitsstandard zu gewährleisten, auch wenn
das bedeutet, daß ca. 40% der Ladekapazität des Schiffes nicht
für Ladung genutzt werden kann.
-
Heutzutage ist ein Tanker durch mindestens zwei, zumleist
vertikale, Längsschotten und eine Anzahl von Querschotten in
eine relative kleine Anzahl von Zentertanks und Seitentanks
unterteilt.
-
So ein, den Internationalen Regeln zur Vermeidung von
Meeresverschmutzung gemäß gebauter Tanker, hat, in Form
von Ballasttanks, einen begrenzten eingebauten Schutz zur
Vermeidung von ölverschmutzungen bei Kollisionen und
Grundberührungen.
-
GB Patent 1 302 476 beschreibt ein verbesertes Tanker-Design
zum Zwecke der Vermeidung des Auslaufens von Flüssigkeit durch
ein Loch im Shiffsrumpf, bei dem die Ladungstanks mit mindestens
einem horizontalen Deck ausgerüstet sind, das so positioniert
ist, daß, wenn der Tanker flott und beladen ist, der statische
Druck der Flüssigkeit im unteren Tank geringer ist als der
statische Druck des Seewassers an der Außenseite des Schiffes.
Bei einer Grundberührung läuft das öl nicht durch das
entstandene Leck aus. Keine oder nur sehr wenige Tanker mit
einem eingebauten Zwischendeck, daß die öltanks in obere und
untere Tanks aufteilt umdas Auslaufen von öl bei einer
Grundberührung zu vermeiden, wurden, aufgrund von technischen
und betriebsbedingten Schwierigkeiten, jemals gebaut.
Zufriedenstellende Lösungen, wie z.B. hinsichtlich oder
Zugänglichkeit der unteren Tanks und die Anordnung des
Rohrleitungssystems, wurden nicht gefunden.
-
Ein bedeutender Nachteil dieses Tankertyps ist, daß kein
Auslaufschutz bei Kollisionen vorhanden ist. Ein Loch in der
Seite kann z.B. mehrere obere und untere Tanks beschädigen, so
daß Seewasser in das Schiff fließt und das öl, das nicht von
selbst ausläuft durch einen höheren statischen Druck, aus dem
Tank pressen.
-
In überstimmung mit der vorliegenden Erfindung folgt ein
Vorschlag für eine neue Lösung des Problem, wie das Risiko des
Auslaufens von öl aus Tankern des in Patent-Anspruch Nr. 1
dargestelltens Typs verhindert oder in hohem Grade verringert
werden kann, sollte solch ein Tanker mit einem anderen Schiff
oder Gegenstand kollidieren, oder aufgrund anderen Umstände ein
Loch in der Seitenwand erhalten.
-
Es wird angenommen, daß der Schaden in der Seite entsteht, wenn
die kinetische Energie des Tankers und/oder des anderen Schiffes
oder Gegenstandes - die Kollisionsenergie - absorbiert wird
durch die Außenhaut, Spanten und Balken des Tankers, welche dann
auseinander gerissen werden.
-
Es wird angenommen, daß der ölauslaufen entsteht, wenn das öl in
einem oberen Seitentank aufgrund eines höheren statischen Drucks
durch ein Loch in der Seite ausläuft.
-
Es wird außerdem angenommen, daß der ölauslaufen entsteht, wenn
die potentielle Energie des einfließenden Wassers absorbiert
wird durch das öl im unteren Seitentank, wobei das Auslaufen nur
durch das Loch in der Seite möglich ist.
-
Gemäß der Idee der Vorliegenden Erfindung gehen wir von einem
Tankschiff eines wie in der Einführung von Patent-Anspruch Nr. 1
bschriebenes Typs aus, bei dem die oberen Seitentanks
Ballastwasser-Tanks mit nach außen geneigten Seiten sind,während
die unteren Seitentanks Ladungstanks sind, die oben an nach oben
gerichtete ölsteigschächte angeschlossen sind, die über eine mit
Rückschlag-Ventil versehene Rohrverbindung an einen
ölevakuierungstank angeschlossen sind.
-
Desweiteren sind die unteren Seitentanks mit einem
Kofferdamm ausgerüstet, der wiederum mit einem Futter aus
verstärktem elastischem Kunststoffmaterial ausgestattet ist.
-
Dank dieser Lösung wird das Risiko des ölauslaufen bei einer
Kollision ausgeschlossen bzw. reduziert wie nachfolgend
beschrieben:
-
A) Die Kollisionsenergie wird hauptsächlich durch die
Außenhautplatten, Spanten und Balken in der nach außen
geneigten Seite des oberen Seitentanks absorbiert, der
zuerst in Kontakt mit dem anderen Schiff oder Gegenstand
kommt und auseinander gerissen werden kann. Seewasser
kann in den oberen Seitentank, der ein Ballasttank ist,
fließen und kein öl wird auslaufen. Es ist auch nicht sehr
wahrscheinlich, daß das vertikale Längsschott, welches sich
normalerweise mehr als 20% der Schiffsbreite von der
Außenhaut befindet, beschädigt wird.
-
B) Die Kollisionsenergie wird, bei einem Kontakt mit einem
anderen Schiff oder Gegenstand, auch durch die Platten und
den Kofferdamm der Bordwand des unteren Seitentanks
absorbiert, welche auch ausgerissen werden dürfen. Das
Wasser darf also auch in den unteren, mit öl beladenen,
Seitentank fließen.
-
C) Der Futter aus verstärktem, elastischem Kunststoffmaterial
soll das Einlaufen des Seewassers verhinderen oder aber
reduzieren.
-
D) Wenn Seewasser in den unteren Seitentank, der ein öltank
ist, fließt, sinkt das Wasser auf den Boden des
Seitentanks und drückt das öl oder die andere Flüssigkeit
gegen das horizontale Deck und nach oben in den
ölsteigschacht. Das öl kann dann durch die Rohrverbindung
mit Rückschlag-Ventil in einen ölevakuierungstank laufen,
d.h. der Druck und die kinetische Energi des einlaufenden
Wassers wird durch das öl absorbiert, teilweise als
Druckenergie im öl selbst, teils als kinetische Energie im
öl, das durch die Rohrverbindung entweicht.
-
Das öl entweicht aus dem beschädigten unteren Seitentank
durch mindesten Widerstand, d.h. es fließt durch Luft
in der leeren Rohrverbindung vom ölsteigschacht in einen
ölevakueierungstank. Es wird erwartet, daß nur eine geringe
Menge öl durch das Loch in der Seite auslauft, da das öl
hier gegen das eintretende Seewasser anfließen muß.
-
E) Die obige Einrichtung zur Vermeidung von ölauslaufen
bei einer Kollision erfordert während bzw. nach der
Kollision keine unmittelbare Maßnahmen seitens der
Mannschaft.
-
F) Durch die obige Einrichtungen zur Vermeidung von
ölauslaufen bei einer Kollision wird der wirtschaftliche
Aspekt der Ladekapazität eines Tankers berücksichtigt, da
nur die oberen Seitentanks für Ballast reserviert sind.
-
G) Obige Einrichtungen zur Vermeidung von ölauslaufen bei
einer Kollision funktioniert solange, wie die Energie des
einfließenden Wassers in dem öl oder der Flüssigkeit als
Druck-Energie und als kinetsiche Energie im öl, das in den
Evakuierungstank entweicht, absorbiert werden kann. Diese
Energie kann z.B. nach der Bernoulli-Theorie berchnet
werden. Wenn das Loch in der Seite sehr groß ist,
dann ist der Energiefluß sehr stark und dann kann es
passieren, daß sie nicht als Druck-Energie und kinetisch
Energie im öl absorbiert werden kann, ohne daß das öl
aufläuft. Aber der Erfindung hat auch daran gedacht. Es ist
notwendig, die Größe des Loches im unteren Seitentank zu
begrenzen. Bei einer 90º Kollision werden die Seitenplatte,
Spanten und Träger nach innen gedrückt und aufgerissen,
aber dann soll der Futter aus verstärktem , elastischem
Kunststoffmaterial wirken und die Größe des beim Schaden
entstandenen Loches verringern. Eine Kollision mit
z.B. 45º ist ungünstiger , da die Außenhaut und der Futter
abgeschält werden können und eine große öffnung
hinterlassen, wonach dann aber die nach außen geneigte
Bordwand des oberen Seitentanks wirksam wird, d.h. sie wird
zuerst abgeschält und absorbiert die meiste
Kollisionsenergie.
-
H) Der Evakuierungstank kann ein bestimmter Ladungstank oder
ein für Ballastwasser reservierter Tank sein und das
Rohrleitungssystem kann so aufgebaut sein, daß der
Evakuierungstank, bei Beschädigung der entsprechenden
unteren Seitentanks, nicht beschädigt wird.
-
I) Die Einrichtung macht sich das physikalische Phänomen
zunutze, daß öl leichter ist als Wasser und sich nicht
damit vermischt. Wenn das Wasser in den unteren Seitentank
fließt, macht das öl eine (große) "Blase", die durch
unbeschädigte Teile des Tankes und durch das einfließende
Wasser auf ihrem Platz gehalten wird.
-
Die Viskositet des öls und Kräfte in der Grenzschicht
zwischen öl und Wasser halten die Blase ebenfalls zusammen,
während sie in den Evakuierungstank abfließt. Es gibt keine
große statische Differenz des Drucks in der Grenzschicht
zwischen öl und Wasser im Bereicht des horizontalen Decks.
Es gibt aber eine Druckdifferenz im unteren Teil der Blase,
die diesen Druck aber als Druck-Energie absorbieren kann
ohne die Grenzschicht zu beschädigen.
-
Um die Erfindung besser zu verstehen und ihre Arbeitsweise zu
zeigen, möchte ich auf die anliegende Zeichnung hinweisen,
welche die Mittschiffs-Sektion eines Tankers entsprechend der
vorliegenden Erfindung zeigt.
-
Der Tanker besteht aus einer einzelnen Hülle mit Bodenplatte 10,
untere Seitenwand 12, obere Seitenwand 14 und oberen Deck 16.
-
Der Rumpf ist mit zwei vertikalen öldlichten Längsschotten
18 und einem horizontalem Zwischendeck 22 im Seitentank auf ca.
halber Höhe des Rumpfes ausgestattet.
-
Desweiteren hat die Hülle eine Anzahl von nicht abgebildeten
Querschotten, die zusammen mit den Längsschotten 18, Boden 10,
Seiten 12 und 14, Oberdeck 16 und Zwischendeck 22 eine
Anzahl von Tank-Sektionen, d.h. untere Seitentank-Sektionen 24,
obere Seitentank-Sektionen 26 und Zentertank-Sektionen 28,
bilden.
-
Die unteren Seitentank-Sektionen 24 sind oben an nach oben
gerichtete, einer oder mehrere, ölsteigschächte 30
angeschlossen, die vom Oberdeck 16 erreichbar sind und die z.B.,
eine horizontale Fläche von 5-10 m² und ein Gesamtvolumen, das
ca 1-3% des zugehörigen Tankes entspricht, haben. Der
ölsteigschacht dient auch als Zugangsraum zum Tank.
-
Die obere Bordwand 14 is nach außenbords geneigt, sodaß die
obere Außenkante ca. 2 meter über die untere Seitenwand 12
herausragt. Ein Kofferdamm 32 ist in der unteren Seitenwand 12
angebracht. Ein Futter 34 aus verstärktem, elastischem
Kunststoffmaterial ist an der Seite zum Ladungstank im
Kofferdamm 32 angebracht.
-
Eine Rohrverbindung 36 mit Rückschlag-Ventil 38 verbindet den
ölsteigschacht 30 mit dem ölevakuierungstank (nicht gezeigt)
oder einer oberen Seitentanksektion, die sich räumlich entfernt
vom Tank des ölsteigschachtes befindet.
-
Bei einer Kollision wird das andere Schiff oder Gegenstand
zuerst die obere nach außen weisende Bordwand 14 mit den
entsprechenden Platten, Spanten und Balken beschädigen. Die
obere Seitentanksektion 26, die ein Ballasttank ist, ist mit
Wasser gefüllt, so daß kein öl austritt.
-
Die untere Seitenwand 12, enschl. Kofferdam 32 und Futter 34,
kann auch beschädigt werden, wobei von lezterer erwaretet wird,
daß sie den Wassereinbruch in die untere Seitentanksektion 24
reduziert.
-
Die untere Seitentanksektion 24 wird durch das Loch in der
Bordwand mit Wasser gefüllt, wobei das Wasser auf den Boden von
Tank 24 fließt und das öl gegen das horizontale Deck 22 und nach
oben in den ölsteigschacht gedrückt wird. Vom ölsteigschacht
entweicht das öl durch die Rohrverbindung 36 und das
Rückschlag-Ventil 38 in den ölevakuierungstank.
-
Wenn nach einer Kollision Wasser in die untere Seitentanksektion
24 fließt, formt sich das öl zu einer Blase, die im Wasser
schwimmt und durch die unbeschädigten Teile des Tanks und dem
einströmenden Wasser selbst auf ihrem Platz gehalten wird. Die
ölblase wird durch die Oberflächenspannung in der Grenzschicht
zwischen öl und Wasser und durch die Viskositet des öl zusammen
gehalten. Solange nicht übermässig schnell Wasser in den Tank
eindringt, bleibt die ölblase intakt während sie sich durch die
Rohrverbindung 36 entleert, wobei das öl nicht durch das Loch
in der Seite gegen das einfließende Wasser entweichen wird.
-
Die Einrichtung dieser Erfindung kann komplett oder teilweise in
bestehende Tanker installiert werden, um ihre
Kollisions-Sicherheit zu erhöhen. Ein Zwischendeck wird in den
bestehenden Seitentank eingezogen und gleichzeitig wird
ein Kofferdamm in die Seite des unteren Seitentank eingebaut.
Einer oder mehrere Steigeschächte werden installiert um den
unteren Seitentank mit dem Oberdeck zu verbinden. Ein Futter
wird auf der Tankseite des Kofferdamms eingebaut.
-
Es kann schwer sein, die obere Bordwand so umzubauen, daß sie
eine nach außen geneigte Form erhält, aber selbst wenn dies
nicht möglich ist, so ist immer noch die Hälfte der Schiffsseite
gegen Kollision mit kleineren Schiffen, die einen begrenzten
Tiefgang haben und den unteren Seitentank nicht erreichen
können, geschützt.
-
Es ist auch eine Tatsache, daß der überhängende Steven vieler
Schiffe nur die Oberseite des anderen Schiffes beschädigt.