DE69819783T2

DE69819783T2 - Ein system zum abpumpen von öl auf einer wasseroberfläche

Info

Publication number: DE69819783T2
Application number: DE69819783T
Authority: DE
Inventors: S. Asbjoern BREMNES
Original assignee: Amoco Norway Oil Co
Current assignee: Amoco Norway Oil Co
Priority date: 1997-12-22
Filing date: 1998-12-11
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2018-12-12
Also published as: ES2210856T3; US6341920B1; PT1042562E; EP1042562A1; NO313704B1; DK1042562T3; JP2002500299A; NO976046L; EP1042562B1; WO1999035340A1; DE69819783D1; AU1892499A; NO976046D0; ATE254219T1

Description

Im Zusammenhang mit Schutzmaßnahmen gegen ausgelaufenes Öl, mit denen versucht wurde, traditionelle Ölsperren und Schaumlöffel zum Sammeln von Öl auf der Seeoberfläche zu verwenden, hat es sich schwierig erwiesen, das Öl so lange in der Ölsperre zu halten, dass es mittels des Schaumlöffels auf einen Tanker o. dgl. befördert werden kann. Der Grund dafür ist, dass, wenn die relative Geschwindigkeit zwischen der Sperre und dem Wasser 1 Knoten überschreitet, das Öl dazu tendiert, unter der Sperre auszufließen. Diese Situation wird durch Wellen erschwert, und selbst die besten der existierenden Ölsperren werden in Wirklichkeit Probleme haben, das innerhalb der Sperre befindliche Öl bei über 3 Meter hohen Wellen zurückzuhalten.
Um diese Probleme zu verringern, ist in DE-A-2936151 bereits ein System zum Sammeln von Öl vorgeschlagen, bei dem das Öl kontinuierlich von der Sperre in einen schwimmenden, gewöhnlich geschlossenen Trennbehälter befördert wird, der hinter der Sperre geschleppt wird und mittels eines röhrenförmigen Gliedes an einer an der Schlinge der Sperre befindlichen Öffnung befestigt ist. Der Boden des Trennbehälters ist mit einer oder mehreren Öffnungen versehen, so dass das Wasser auslaufen kann, und der Behälter ist groß genug, damit für jede Mischung von Öl und Wasser ausreichend Verweilzeit vorhanden ist, um durch die Schwerkraft getrennt zu werden. Wenn der Behälter mit Öl gefüllt ist, kann er in einen Schleppsammelbehälter entleert werden.
Ein Nachteil des Systems gemäß DE-A-2936151 ist, dass die Schleppkräfte der Trenn- und Sammelbehälter durch das röhrenförmige Glied direkt auf die Ölsperre übertragen werden. Diese Kräfte haben einen verhindernden Einfluss auf die Fähigkeit der Ölsperre, den Bewegungen der See zu folgen. Ausserdem sind sowohl in dem röhrenförmigen Glied als auch in der Verbindung zwischen den Trenn- und Sammelbehältern motorisch angetriebene Propeller zum Transport von Wasser und Öl angeordnet. Diese Propeller verursachen eine starke Umrührung und Mischung des Öls und Wassers, wodurch die gewünschte Trennung dieser Flüssigkeiten kompliziert wird.
Um diese Probleme zu vermeiden oder zu verringern, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, das bisher vorgeschlagene System derart abzuändern, dass das röhrenförmige Glied unter der Einwirkung der Wellenbewegung des Wassers als Pumpe funktioniert.
Dieses ist erfindungsgemäß dadurch erreichbar, dass das röhrenförmige Glied derart flexibel ausgebildet wird, dass dieses die Fähigkeit hat, der Wellenbewegung des Wassers zu folgen und dabei als Pumpe zu funktionieren, zum Beispiel dadurch, dass es mit eingebauten Mitteln versehen ist, die die Strömung darin von der Sperre in Richtung auf den Sammelbehälter verhindern. Derartige Mittel können verschiedenförmige Rückschlagventile sein, so dass eine Art peristaltischer Effekt erreicht wird.
Damit das röhrenförmige Glied, im folgenden auch ein pumpender Schlauch genannt, den Bewegungen der See möglichst effektiv folgen kann, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die erforderlichen Schleppkräfte für den Sammelbehälter mit Hilfe von gesonderten Spannelementen zu übertragen. Die Spannelemente können von dem Sammelbehälter z. B. bis zu einer in einem Abstand von der Öffnung der Sperre befindlichen Stelle der Sperre, oder direkt zu einem Schleppwasserfahrzeug verlaufen.
Die Länge der Spannelemente ist vorzugsweise einstellbar, u. a. um die überflüssige Länge bzw. die Lose des pumpenden Schlauchs zur Anpassung an die herrschenden Wellenverhältnisse, d. h. an die Länge und die Höhe der Wellen, veränderbar zu machen.
Die zu erwartende Länge der Wellen beeinflusst auch bis zu einem gewissen Grad die Länge des pumpenden Schlauchs, wobei diese Länge vorzugsweise mindestens die Hälfte der Wellenlänge der längsten der zu erwartenden Wellen beträgt.
Die Erfindung wird in den beiliegenden Patentansprüchen weiter definiert.
Um die Erfindung besser zu verstehen, wird sie unter Hinweis auf die beispielhaften Ausführungsformen, die in den beigelegten Zeichnungen schematisch dargelegt sind, näher erläutert. Diese zeigen
1 eine perspektivische Ansicht, in der Teile der in dem erfindungsgemäßen System enthaltenen Hauptelemente unter schwimmenden Bedindungen schematisch dargestellt sind,
2 eine schematische Draufsicht auf eine erste Ausführungsform der Erfindung bei der Anwendung,
3 eine Ansicht analog zu 2 der zweiten Ausführungsform der Erfindung,
4 eine Ansicht analog zu 2 der dritten Ausführungsform der Erfindung, und
5 einen schematischen Teilausschnitt eines Abschnitts eines pumpenden Schlauchs gemäß der Erfindung.
Das in 1 gezeigte erfindungsgemäße System umfasst eine Ölsperre 1, einen schwimmenden Sammelbehälter 2 und gewöhnlich ein röhrenförmiges Glied 3, das die Ölsperre 1 und den Sammelbehälter 2 miteinander verbindet. Bei der Ölsperre 1 ist eine Öffnung 4 (nicht ersichtlich) vorgesehen, an der das röhrenförmige Glied verbunden ist, so dass zwischen der Schlinge der Sperre und dem Sammelbehälter eine strömende Verbindung gebildet wird.
Sowohl der Sammelbehälter 2 als auch das röhrenförmige Glied 3 sind mit aussteifenden Rippen 5 bzw. 6 versehen sind, die z. B. die Form aufblasbarer Ringe haben können, die gleichzeitig als schwimmende Körper dienen. Das röhrenförmige Glied 3, das auch ein pumpender Schlauch genannt wird, ist mittels einer Schnellentkupplung, z. B. in der Form einer Muffenkupplung, mit dem Sammelbehälter 2 verbunden, wobei eins der beiden sich überlappenden Elemente gewöhnlich unelastisch ist, während das andere flexibel ist, wobei das flexible Element mit Hilfe einer Spannvorrichtung, z. B. in der Form eines aufblasbaren Rings, auf das unelastische Element festgeklemmt ist.
Spannelemente, z. B. in der Form von Seilen oder Drähten, verlaufen zwischen der Kopplung 7 und der Sperre 1 und/oder eines Schleppwasserfahrzeugs. Diese Elemente sind nicht in 1 dargelegt, sind aber in 2 bis 4 illustriert. Sowohl der Sammelbehälter 2 als auch der pumpende Schlauch 3 können aus einem flexiblen Material, z. B. einem kunststoffbeschichteten Textil hergestellt sein, wobei ihre Form mit Hilfe von Rippen 5, 6 aufrechterhalten wird. Der Boden des Sammelbehälters kann mit einer oder mehreren schließbaren Öffnungen versehen sein, um zu ermöglichen, dass das Wasser während des Sammelvorgangs auslaufen kann, und der Behälter kann weiter an seinem Ende mit einer Schlauchverbindung (nicht dargestellt) versehen sein, um zu ermöglichen, dass das Öl während der Verwendung des Behälters aus dem Behälter ausgesaugt werden kann.
Es wird auch auf 2 bis 4 verwiesen, in denen drei verschiedene Schleppausgestaltungen für das erfindungsgemäße System dargestellt sind. Entsprechende Elemente sind hier mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
2 zeigt die Ölsperre 1, den Sammelbehälter 2 und den pumpenden Schlauch 3, im allgemeinen gemäß 1. Ferner zeigt die Figur ein Spannelement 8, das von der Kopplung über zwei auf der Sperre befindliche Befestigungsstellen 9 und zurück bis zu der Kopplung 7 verläuft. Die Befestigungsstellen können die Form von Grenadierblöcken haben, durch welche das Spannelement verläuft, um die Geometrie der Sperre etwas zu steuern. Das Spannelement 8 kann jedoch mit Stoppern versehen sein, die gegen die Grenadierblöcke anstoßen können, falls die Sperre eine unerwünschte Gestalt annehmen sollte. Die Grenadierblöcke 9 können an dem Glied zur Entspannung der Sperre, das gewöhnlich eine Kette ist, befestigt sein.
2 zeigt ferner ein Schleppwasserfahrzeug 10, das das linke Teil der Sperre 1 schleppt. Das rechte Teil der Sperre ist in einer an sich bekannten Weise ebenfalls mit einem Wasserfahrzeug (nicht dargestellt) verbunden. Von einer auf dem Schleppwasserfahrzeug befindlichen Winde 11 verläuft ein Seil 12 quer zu dem rechten Teil der Sperre 1; wobei das Seil mittels eines Netzwerkkettenhahnpots 13 mit der Sperre verbunden ist, der die Spannung von dem Seil 12 auf einen größeren Bereich der Sperre verteilt. Mit Hilfe der Winde 11 kann die Schlinge der Sperre, z. B. in der Relation zu der Schleppgeschwindigkeit, verändert werden.
Es ist zu beachten, dass die Länge des Spannelements derart eingestellt wird, dass der pumpende Schlauch 3 eine überflüssige Länge aufweist, so dass dieses eine wellige Form bilden kann und damit den Wellenbewegungen des Wassers folgen kann, ohne dass darin eine spürbare Spannung auftritt.
3 zeigt eine Ausführungsform, bei der das Spannelement 8 an einem Ende mit dem rechten Teil der Sperre an dem Netzwerkkettenhahnpot 13 verbunden ist. Das Spannelement verläuft über einen Block, z. B. in der Form eines Grenadierblocks 14, und von dort zu einer auf dem Schleppwasserfahrzeug 10 befindlichen Winde 15. Mit Hilfe der Winde 15 ist die Länge das Spannelements 8 veränderbar, wobei die Lose bzw. die überflüssige Länge des pumpenden Schlauchs 3 verändert werden kann. Dadurch wird ermöglicht, die Länge des pumpenden Schlauchs an die herrschenden Wellenverhältnisse, d. h. an die Höhe und die Länge der Wellen anzupassen.
In der Ausführungsform der 3 können zwischen der Kopplung 7 und der Sperre nahe der Öffnung 4 Sicherheitsseile (nicht dargestellt) angeordnet sein. Derartige Sicherheitsseile müssen kürzer sein als der pumpende Schlauch 3 und werden eingesetzt, falls man die Schlinge der Sperre durch Verlängerung des Spannelements 8 spitzförmiger machen will, um zum Beispiel die Strömung von Öl in Richtung auf die Öffnung 4 zu beschleunigen.
4 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Schleppkraft des Sammelbehälters 2 direkt auf das Schleppwasserfahrzeug 10 übertragen wird. In diesem Fall wird ein Sicherheitsseil 16 verwendet, um zu verhindern, dass die Schlinge der Sperre so weit von dem Behälter 2 gezogen wird, dass die nötige Bewegungsfreiheit des pumpenden Schlauchs 3 nicht erhalten bleibt.
Wie früher erwähnt, kann der pumpende Schlauch 3 verschiedene Gestalten aufweisen und zum Beispiel mit eingebauten Rückschlagventilen versehen sein. Ein möglicher Aufbau eines derartigen Rückschlagventils ist in 5 schematisch vorgeschlagen. Hier hat das Ventil 17 die Form eines Trichters aus einem flexiblen Material, z. B. einem Gewebematerial, der die Strömung in der Richtung des Pfeils 18 erlaubt, der aber zusammenfällt und sich schließt, sollte die Strömung versuchen, sich in die entgegengesetzte Richtung zu bewegen. Um zu verhindern, dass der Trichter während einer in die falsche Richtung stattfindenden Strömung in sich hinein umkehrt, wird das spitzzulaufende Ende des Trichters zu einem Spannelement 19 verbunden, das an einer geeigneten Stelle auf der Innenseite des pumpenden Schlauches befestigt ist.
Bei dem erfindungsgemäßen pumpenden Schlauch 3 können vorteilhafterweise auch andere Ausführungsformen von Rückschlagventilen verwendet werden. Beispielsweise können Doppelklappventile, vorzugsweise Ventile, die in einem Stück gegossene halbkreisförmige Klappen ausweisen, die mit Hilfe von in einem Stück mit den Ventilklappen gegossenen Filmgelenken entlang eines gemeinsamen Durchmessers gelenkig angeordnet sind, verwendet werden. Derartige Ventile öffnen und schließen sich bei sehr geringen Druckunterschieden, und sind aufgrund ihres einfachen Aufbaus zuverlässig und im wesentlichen wartungsfrei. Es versteht sich, dass der pumpende Schlauch 3 nicht aus einer einzelnen kontinuierlichen Länge zu bestehen braucht, sondern er kann aus mehreren Abschnitten zusammengesetzt sein, von denen jedes z. B. ein Rückschlagventil umfasst, so dass der pumpende Schlauch leicht in der erwünschten Länge fertiggestellt und für Reparatur, Wartung oder Reinigung auseinandergebaut werden kann.
Obwohl die Erfindung oben unter Hinweis auf besondere illustrierende Ausführungsformen beschrieben ist, ist es für einen Fachmann klar, dass die Erfindung durch mehrere Art und Weisen im Rahmen der beiliegenden Patentansprüche variiert und abgeändert werden kann. Beispielsweise kann dem pumpenden Schlauch 3 eine gewisse axiale Steifigkeit verliehen werden, um zu verhindern, dass der Schlauch infolge der überflüssigen Länge eine Falte oder eine Biegung bildet, die eine Strömung durch den Schlauch verhindern würde. Eine derartige beschränkte axiale Steifigkeit, zusammen mit der nötigen Flexibilität, ist. zum Beispiel durch längliche, luftgefüllte Kanäle, die in Abschnitte verteilt sind und an einer erwünschten Wasserlinie angeordnet sind, erreichbar. Eine weitere Alternative besteht, darin, dass ein aus einem geeigneten Kunststoffmaterial hergestellter, gewellter Schlauch verwendet wird. Um die Reinigung des Schlauchs nach der Verwendung zu erleichtern, kann dieser mit einer Innenverkleidung, z. B. aus einem Filmmaterial, versehen sein, die nach der Endverwendung entfernt und vernichtet werden kann.

Claims

System zum Sammeln von Öl auf einer Wasseroberfläche, bestehend aus einer Ölsperre (1) und einem schwimmenden Sammelbehälter (2), der beim Einsatz des Systems hinter der Sperre angeordnet ist und mittels eines im allgemeinen röhrenförmigen Gliedes (3) mit einer in der Sperre befindlichen Öffnung (4) verbunden ist, wobei das im allgemeinen röhrenförmige Glied (3) mit Mitteln zum Abpumpen von Flüssigkeit aus der Sperre in den Behälter (2) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das im allgemeinen röhrenförmige Glied einen schwimmenden flexiblen Schlauch (3) umfasst, der mit Mitteln (17) versehen ist, die bewirken, dass die Strömung (18) darin im wesentlichen in einer Richtung fließt, und dass Spannelemente (8, 16) zum Halten des Sammelbehälters (2) in einem vorbestimmten Abstand von der in der Sperre befindlichen Öffnung (4) angeordnet sind, um zu erlauben, dass das röhrenförmige Glied (3) im wesentlichen frei den Wellenbewegungen des Wassers folgen kann.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die besagten Mittel (17) mindestens ein Rückschlagventil umfassen.
System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible röhrenförmige Glied im wesentlichen aus einem Schlauch (3) aus Gewebematerial besteht und mit Aussteifungsringen (6) versehen ist, die gleichzeitig als schwimmende Körper dienen.
System nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das röhrenförmige flexible Glied (3) eine Länge aufweist, die mindestens der Hälfte der Wellenlänge der längsten Wellen entspricht, in denen das System funktionieren soll.
System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Spannvorrichtungen (8) einstellbar ist.
System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtungen (8) mit der Sperre (1) in einem Abstand von deren Öffnung (4) verbunden ist.
System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Spannvorrichtungen (8) direkt mit einem Schleppwasserfahrzeug (10) verbunden ist.
System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte Spannvorrichtung (8) mit einer auf dem Schleppwasserfahrzeug (10) befindlichen Winde (15) verbunden ist und über einen auf oder nahe dem Sammelbehälter (2) angeordneten Flaschenzug (14) verläuft und weiter zu einer auf der in Bezug auf das Schleppwasserfahrzeug (10) gegenüberliegenden Seite der Schleife der Sperre befindlichen Spitze der Sperre (1).