DE69602092T2 - Dehnbare behälter zum transport von flüssigen ladungen - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft flexible Gefäße zum Transportieren von flüssiger Ladung in einer Flüssigkeit.
• Gefäße bzw. Vorrichtungen dieser Art sind bekannt und können die Form von geschlossenen flexiblen rohrförmigen oder umhüllenden Strukturen annehmen, die allgemein aus einem synthetischen gummiartigen Gewebe sind. Solche Gefäße werden zum Transportieren von flüssiger Ladung mit einem spezifischen Gewicht verwendet, das kleiner als dasjenige der Flüssigkeit ist, in welcher sie transportiert wird. Normalerweise hat die flüssige Ladung ein spezifisches Gewicht, das kleiner als jenes von Meerwasser ist. Wenn es beschickt ist, wird das Gefäß virtuell vollständig untergetaucht, und durch die Ladung wird ein Auftrieb zugeführt. Zum Bewegen solcher beschickter Gefäße werden sie von einem Ende aus durch beispielsweise einen Schlepper ins Schlepptau genommen bzw. geschleppt.
• Ein solches Gefäß ist aus der GB-A-0 883 813 bekannt, wobei das Gefäß in rohrförmiger Form mit einem stromlinienförmigen Bug ausgebildet ist. Das Gefäß wird mittels eines Seils geschleppt, das am Bug des Gefäßes angebracht ist.
• Solche beschickten Gefäße haben in sich Stabilitätsprobleme, und zwar insbesondere dort, wo das Gefäß in irgendeinem anderen Zustand als ruhigem Meerwasser verwendet wird. Beispielsweise können Wellen unerwünschte Oszillationen in der flüssigen Ladung hervorrufen. Die Ladung wird diesbezüglich eine natürliche Frequenz haben, die dann, wenn sie mit einer angelegten Wellenfrequenz übereinstimmt, zur Resonanz führen kann. Es ist klar, daß die resultierende Vergrößerung der Oszillation der flüssigen Ladung vermieden werden muß, da sonst eine Beschädigung und ein Zerbrechen des Gefäßes auftreten kann. Zusätzlich kann das Außenprofil des Gefäßes aus seiner stromlinienförmigsten und schleppfreien Konfiguration verzerrt werden, so daß das Gefäß eine erhöhte Schleppkraft benötigt, um die Geschwindigkeit beizubehalten.
• In diesem Zusammenhang sind Maßnahmen zum Reduzieren der Auswirkungen einer Resonanz innerhalb des Gefäßes selbst vorgeschlagen worden, wie beispielsweise durch Vorsehen interner Stabilisierer in der Form von Gewebemembranen innerhalb des Gefäßinneren, wobei solche Membrane Löcher oder Perforationen aufweisen, um den Fluß von Ladung zu steuern. Ebenso ist ein Vibrationsabsorbierer innerhalb des Gefäßes vorgeschlagen worden, der ein Innenrohr aus einem Gewebe aufweist, das so gefüllt ist, daß es bei der Zwangsfrequenz der Wellen eine Resonanz hat. Jedoch haben solche Maßnahmen nur einen beschränkten Effekt und haben andere Probleme zur Folge.
• Ein weiteres Problem entsteht dadurch, daß solche beschickten Gefäße ein Gieren bzw. ein Abweichen vom Kurs zeigen. Dies erfolgt dort, wo sich das Gefäß auf eine unkontrollierte Weise aus der bevorzugten Schlepprichtung herausbewegt, so daß es äußerst schwierig werden kann, das Gefäß zu steuern.
• In diesem Zusammenhang ist es allgemeine Praxis gewesen, einen Stabilisierer in der Form eines speziell konfigurierten Endes, eines Randes bzw. einer Einfassung oder eines Luftsacks bzw. eines Bremsfallschirms bzw. eines Fangtrichters bzw. eines Wasserankers am hinteren Ende des Gefäßes anzubringen, um die Neigung des Gefäßes zu reduzieren, unerwünscht zu gieren. Gemäß der GB-A-0 846 359 sind die Behältnisse dieses Dokuments zum Verbessern der Stabilität beispielsweise mit großen Flossen versehen, um zu versuchen, ein Gieren und ein Rollen zu verhindern. Jedoch lösen diese in der Praxis das Problem des Gierens nicht vollständig, und in jedem Fall erhöht das dadurch verursachte zusätzliche Zerren bzw. Schleppen die zum Bewegen des Gefäßes erforderlichen Schleppkräfte signifikant. In der Tat können solche Kräfte verdoppelt werden. Es ist klar, daß dies einen nachteiligen Effekt auf die Brennstoffeffizienz der Schleppeinrichtung und somit die gesamten Betriebskosten hat. Zusätzlich hat dies nachweislich die maximale praktische Ladungsbelastung eingeschränkt, die transportiert werden kann, und zwar typischerweise in dem Bereich von 1.000 bis 3.000 m². Versuche zum Transportieren höherer Belastungen sind fehlgeschlagen.
• Ein weiteres Problem entsteht dadurch, daß solche beschickten Gefäße eine Instabilität bei einer Drehung zeigen, und zwar aufgrund von Scherkräften, die durch brechende Wellen erzeugt werden, was insbesondere zu einem Kentern bei einem Bug- und Backstags-Meer bzw. -Seegang führt.
• Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Transportieren von flüssiger Ladung zu schaffen, die eine verbesserte Stabilität hat, ohne der stromlinienförmigen Effizienz oder der Gefäßgröße signifikante Opfer zu bringen.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung ist folgendes bereitgestellt: eine Verwendung einer Vorrichtung zum Transportieren von flüssiger Ladung in einer Flüssigkeit, wobei die Vorrichtung eine oder mehrere Einheiten aufweist, welche im wesentlichen linear ausgerichtet angeordnet sind, wenigstens eine der Einheiten zwei oder mehr flexible Behältnisse aufweist, welche eng nebeneinanderliegend verbunden sind; wobei die mit Ladung beschickten Behältnisse im wesentlichen in der Flüssigkeit derart untergetaucht sind, daß eine obere Fläche des jeweiligen Behältnisses etwa in Höhe des Flüssigkeitsspiegels liegt.
• Das Vorsehen zweier solcher Behältnisse nebeneinanderliegend erzeugt eine äußerst stabile Anordnung, die insbesondere eine erhöhte bilaterale Stabilität und direktionale Stabilität bereitstellt, eine beschädigende Oszillation reduziert und eine Torsionsstabilität erhöht. Somit sind keine internen oder externen Stabilisierer erforderlich. Dies reduziert eine Schleppkraft, und daher die erforderlichen Schleppkräfte, was ermöglicht, daß größere Ladungen transportiert werden, als es bisher bekannt ist, oder alternativ eine Reduzierung in bezug auf die Dicke des Materials ermöglicht, das das flexible Behältnis aufweist, was in reduzierten Gefäßkonstruktionskosten resultiert. Zusätzlich hilft die Anordnung beim Verteilen struktureller Kräfte, die auf die Vorrichtung ausgeübt werden, nämlich diejenigen, die durch Schlepp-, Steuer-, Vertäuungs- bzw. Festmach- und Umgebungskräfte ausgeübt werden.
• Insbesondere ist bei Tests herausgefunden worden, daß dann, wenn die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung in der Richtung der linearen Ausrichtung gezogen wird, die Vorrichtung der Zugrichtung mit im wesentlichen keinem Gieren folgt und eine sehr stabile Struktur zeigt. Tatsächlich ist bei Tanktests mit fließendem Wasser herausgefunden worden, daß dann, wenn die Vorrichtung im fließenden Wasser mit einer Leine verbunden ist und derart freigegeben bzw. losgelassen wird, daß die Leine anfangs einen Winkel zur Richtung des Flusses bildet, die Vorrichtung sich derart bewegt, daß sie die Leine ohne ein Überschießen parallel zum Fluß werden läßt. Demgemäß folgt die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung trotz der Effekte externer Umgebungseinflüsse der Schlepprichtung.
• Die Interaktion zwischen den verschiedenen Kräften, die aus dem Schleppen, den externen Flüssigkeitsbewegungen und den Ladungsbewegungen resultieren, ist äußerst komplex, und eine theoretische Grundlage für das Verhalten der vorliegenden Erfindung ist gegenwärtig nicht ausgebildet worden.
• Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen sind bei der Verwendung der Vorrichtung nebeneinanderliegende Seiten jeweiliger Behältnisse der wenigstens einen Einheit im wesentlichen entlang wenigstens einem Teil ihrer Länge parallel. Auf diese Weise kann die Stabilität der Vorrichtung erhöht werden.
• Vorzugsweise weisen keine zwei aufeinanderfolgende linear ausgerichtete Einheiten ein einzelnes flexibles Behältnis auf. Auf diese Weise wird der Stabilisierungseffekt der Anordnung des flexiblen Behältnisses nicht durch Destabilisierungseffekte beeinträchtigt, die dadurch verursacht werden können, daß einzelne flexible Behältniseinheiten nebeneinanderliegend linear ausgebildet sind.
• Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen hat jedes Behältnis einen abgewinkelten, vorzugsweise einen spitzen, vorderen und hinteren Endabschnitt. Die Behältnisse können parallele Seiten haben und können rautenförmig oder hexagonal sein. Auf diese Weise können die vorderen und hinteren Endabschnitte aufeinanderfolgender Einheiten kompakt und sicher miteinander verbunden werden.
• Die Behältnisse werden bei Verwendung im wesentlichen untergetaucht. Die Behältnisse werden besonders bevorzugt an ihren breitesten Erstreckungen verbunden. Dies hilft zum Schaffen einer verstärkten stabilen Anordnung.
• Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen weist die Vorrichtung abwechselnd aufeinanderfolgende Einheiten aus einem und zwei Behältnissen auf. Besonders bevorzugt weist die Vorrichtung drei Einheiten aus einem Behältnis und zwei Einheiten aus zwei Behältnissen auf.
• Bestimmte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nun anhand eines Beispiels und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei:
• Fig. 1 eine Draufsicht von oben auf eine flexible Gefäßvorrichtung eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung ist;
• Fig. 2 eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A der Fig. 1 ist; und
• Fig. 3 bis 6 Draufsichten von oben auf alternative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zeigen.
• Fig. 1 zeigt in einer Draufsicht von oben eine flexible Gefäßvorrichtung 1, die zum Transportieren von flüssiger Ladung, wie beispielsweise von Speiseöl, Fruchtsaft oder Trink- bzw. Süßwasser, in einer Flüssigkeit verwendet wird. Die Vorrichtung enthält eine Anzahl von Einheiten a, b, c, etc., die in aufeinanderfolgender linearer Ausrichtung verbunden sind. Jede Einheit weist entweder ein einzelnes Behältnis oder einen Beutel 2 oder zwei solche Behältnisse oder Beutel auf. In den Einheiten mit zwei Behältnissen sind sie so verbunden, daß sie nebeneinanderliegend oder benachbart mit ihren Längsachsen parallel zueinander positioniert sind.
• Wie es in Fig. 2 gezeigt ist, sind die Behältnisse eng verbunden. Sie können an ihren breitesten Erstreckungen durch Schwerspanntaue 3 verbunden werden. Auf diese Weise können die oberen Flächen der Behältnisse steif oder elastisch fixiert werden, so daß sie durch Tangentialfedern eng zueinander gebrauchsfertig gemacht werden. Ein enges Gebrauchsfertigmachen erfordert, daß alle benachbarten gegenüberliegenden Kanten der Behältnisse verbunden werden.
• Wie es insbesondere in Fig. 4 gezeigt ist, können die Behältnisse in verschachtelten Formationen verbunden sein, wobei dies dadurch unterstützt wird, daß jedes Behältnis in der Draufsicht eine symmetrische Konfiguration hat. Durch Verschachteln der Behältnisse kann eine erhöhte Stabilität zusammen mit einem erhöhten Ladungstransport erreicht werden.
• Diesbezüglich ist, während irgendeine geeignete Form eines Behältnisses verwendet werden kann, jedes Behältnis vorzugsweise seitenparallel mit spitzen Bug- und Heckabschnitten 4, 5. Die Behältnisse können rautenförmig oder hexagonalförmig sein, wie es in Fig. 5 gezeigt ist.
• Seitenparallele Behältnisse können in einer Rautenformierung gebrauchsfertig gemacht werden, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, oder in zwei oder mehr parallelen Linien, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Rautenförmige und hexagonale Behältnisse sind in einer Rautenformierung gebrauchsfertig gemacht, um die Vorteile einer engen Gebrauchsfertigmachung zu erreichen.
• Die äußeren entgegengesetzten oder gegenüberliegenden Seiten benachbarter jeweiliger Behältnisse verlaufen entlang ihrer Länge allgemein parallel. Auf diese Weise werden seitenparallele Kanäle zwischen benachbarten Behältnissen eingestellt, durch welche im Gebrauchszustand Flüssigkeit, nämlich Meerwasser, fließen kann.
• Jedes Behältnis ist als eine geschlossene flexible Hülle aus Paneelen aus miteinander verschweißtem Gewebe hergestellt, um unter hydrostatischen Bedingungen formstabil zu sein. Das Gewebe hat eine Dicke im Bereich von 1,5 bis 3,5 mm, und der Umfang des Behältnisses ist vorzugsweise im Bereich von 60 bis 180 mm. Im Gebrauchszustand wird das Behältnis mit einer Kapazität von etwa 50% bis 70% gefüllt, obwohl andere Kapazitäten verwendet werden können.
• Das Bug und das Heck sind mit Rohröffnungen (nicht gezeigt) zu Lade- und Entladezwecken versehen, und Leinen (nicht gezeigt) können zum Schleppen und Fest machen der Gefäßvorrichtung vorgesehen sein und können mit dem strukturellen Aufbau des Gefäßes integriert sein.
• Flexible Rohre aus Gewebe (Luft-Stützschwimmer) können vorgesehen sein, die aufblasbar sind, um die Torsionsstabilität der Gefäßvorrichtung zu erhöhen, wenn dies erforderlich sein sollte. Das Gefäß kann mit weiteren flexiblen Rohren aus Gewebe (Wasser-Stützschwimmern) versehen sein, die dann, wenn sie mit flüssiger Ladung oder Meerwasser gefüllt sind, versteifte Strukturen erzeugen, die eine Verstärkung der Vorrichtung gegenüber hydrodynamischen Drücken unterstützen. Die flexiblen Behältnisse haben versteifte flexible Verankerungsstellen am Bug und am Heck und an mittleren Teilen zum Zwecke einer Verbindung miteinander.
• Für Schleppzwecke werden die Behältnisse direkt mit einem Begleitschlepper oder einer integralen Auftriebsvorrichtung zusammenmontiert, die durch einen Schlepper gemäß normaler Praktiken geschleppt wird. Wie es in Fig. 3 gezeigt ist, wo die Vorrichtung eine erste vordere Einheit mit zwei oder mehr Behältnissen aufweist, sind solche Behältnisse direkt mit einer gemeinsamen Schleppstelle verbunden. Diese Anordnung ist aufgrund der selbststabilisierenden Natur der Vorrichtung möglich.
• Die Behältnisse können mit Auftriebsmitteln versehen sein, um dann eine Hilfe zu bieten, wenn das Behältnis leer oder teilweise leer ist.
• Es wird verstanden werden, daß die dargestellten Ausführungsbeispiele eine Anwendung der Erfindung in nur einer Form zum Zwecke der Darstellung zeigen. In der Praxis kann die Erfindung auf viele unterschiedliche Konfigurationen angewendet werden, wobei die detaillierten Ausführungsbeispiele für Fachleute auf dem Gebiet ohne weiteres zu implementieren sind.
• Während die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf ein Transportieren von Ladungen durch Meerwasser beschrieben worden ist, wird es klar sein, daß die Erfindung dazu geeignet sein kann, Ladungen durch Süßwasser zu transportieren. Das flexible Behältnis der vorliegenden Enfndung hat vorzugsweise eine allgemein komprimierte kreisförmige Querschnittsform, die durch die hydrostatischen Druckbeaufschlagungen bestimmt ist.
• Es wird klar sein, daß, während viele Anordnungen von Einheiten in den Zeichnungen gezeigt sind, die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung die Form von genau zwei flexiblen Behältnissen annehmen kann, die so verbunden sind, daß sie nebeneinanderliegend oder benachbart mit ihren Längsachsen parallel in Kombinationen, wie beispielsweise 1 : 2, 1 : 2 : 3, etc. positioniert sind, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, oder in progressiven Kombinationen von 1 : 2 : 1 : 2 etc. oder 1 : 2 : 3 : 2 : 1 Einheiten.

Claims (18)

1. Verwendung einer Vorrichtung zum Transportieren von flüssiger Ladung in einer Flüssigkeit, bei der die Vorrichtung (1) eine oder mehrere Einheiten aufweist, welche im wesentlichen linear ausgerichtet angeordnet sind, wenigstens eine der Einheiten (a, b, c) zwei oder mehr flexible Behältnisse (2) aufweist, welche eng nebeneinanderliegend verbunden sind, wobei die mit Ladung beschickten Behältnisse im wesentlichen in der Flüssigkeit derart untergetaucht sind, daß eine obere Fläche des jeweiligen Behältnisses etwa in Höhe des Flüssigkeitsspiegels liegt.

2. Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die einander zugewandten Seiten der jeweiligen Behältnisse (2) wenigstens einer Einheit (a, b, c) im wesentlichen parallel über wenigstens einen Teil ihrer Länge angeordnet sind.

3. Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der keine zwei aufeinanderfolgenden, linear ausgerichteten Einheiten (a, b, c) ein einziges flexibles Behältnis bilden.

4. Verwendung der Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der jedes Behältnis (2) einen abgewinkelten, vorderen und hinteren Endabschnitt (4, 5) hat.

5. Verwendung der Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der jedes Behältnis (2) parallele Seiten hat.

6. Verwendung der Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der das Behältnis (2) rautenförmig oder hexagonal ausgebildet ist.

7. Verwendung der Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Behältnisse (2) an ihren breitesten Steilen verbunden sind.

8. Verwendung der Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Vorrichtung (1) abwechselnd in Abfolge Einheiten (a, b, c) umfassend ein und zwei Behältnisse (2) aufweist.

9. Verwendung der Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Vorrichtung (1) drei Einheiten (a, c...) aus einem Behältnis (2) und zwei Einheiten (b, ...) aus zwei Behältnissen (2) aufweist.

10. Verfahren zum Transportieren von flüssiger Ladung mittels Flüssigkeit in flexiblen Behältnissen (2), wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

a) Anordnen von ein oder mehreren Einheiten (a, b, c), welche zwei oder mehr flexible Behältnisse (2) aufweisen, in einer im wesentlichen linearen Ausrichtung;

b) enges Verbinden der flexiblen Behältnisse (2) der jeweiligen Einheiten (a, b, c) in nebeneinanderliegender Anordnung;

c) Transportieren der mit Frachtgut beladenen Behältnisse in der Flüssigkeit, wobei die Behältnisse (2) im wesentlichen in der Flüssigkeit im Gebrauchszustand derart eingetaucht sind, daß eine obere Fläche des jeweiligen Behältnisses (2) etwa in Höhe des Flüssigkeitsspiegels liegt.

11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem einander benachbart zugewandte Behältnisse (2) wenigstens einer Einheit (a, b, c) im wesentlichen parallel längs wenigstens eines Teils ihrer Längserstreckung ausgebildet sind.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, bei dem keine zwei aufeinanderfolgenden, linear ausgerichteten Einheiten (a, b, c) ein einziges flexibles Behältnis (2) aufweisen.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei dem jedes Behältnis (2) abgewinkelte, vordere und hintere Abschnitte (4, 5) hat.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, bei dem jedes Behältnis (2) parallele Seiten besitzt.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, bei dem das Behältnis (2) rautenförmig oder hexagonal ausgebildet ist.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, bei dem die Behältnisse (2) an ihren breitesten Erstreckungen verbunden sind.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16, bei dem die Vorrichtung abwechselnd aufeinanderfolgende Einheiten (a, b, c) aus ein oder zwei Behältnissen (2) aufweist.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 17, bei dem die Vorrichtung drei Einheiten (a, c, ...) aus einem Behältnis (2) und zwei Einheiten (b...) aus zwei Behältnissen (2) aufweist.