DK149211B - Apparat til selektiv udtagning af et lag af let vaeske paa overfladen af en vandflade - Google Patents

Description

i 149211 o

Den foreliggende opfindelse angår et apparat af den i indledningen til krav 1 angivne art til selektiv udtagning af et lag af en let væske, især hydrogencarboner, der flyder på overfladen af en vandflade, idet apparatet 5 navnlig er beregnet til rensning af en havoverflade, der er forurenet af et lag af hydrogencarbon, for eksempel som følge af en ulykke.

Der er allerede foreslået talrige tekniske foranstaltninger til en sådan rensning, men ingen har vist sig 10 virkelig egnet til de faktiske arbejdsforhold på havet.

Specielt er der foreslået enhedsseparatorer, der anvender en hvirvel med lodret akse. Men disse separatorer er ude af stand til at fungere på korrekt måde i åbent vand, der frembyder en dønning eller væsentlig bølgegang. Der er li-15 geledes foreslået et fartøj, hvis skrog over en væsentlig del af dets længde er opdelt i to partier, der er adskilt fra hinanden til dannelse af et bassin, hvis bund er forsynet med et trug til udtagning af den øverste del af vandfladen. Da det er givet, at der sjældent findes en klar 20 skilleflade mellem hydrogencarbon og vand, især på grund af søens bevægelser, som forbliver kendelige på bunden af bassinet, ledes man til enten ved dekantering at udtage et enormt væskevolumen i forhold til det hydrogencarbonvolumen, det indeholder, eller til kun at udtage en lille del af den 25 samlede mængde hydrogencarbonforureninger.

Fra USA patentskrift nr. 3.656.619 kendes et apparat af den i indledningen til krav 1 angivne art, hvor det fremadragende midterparti af skroget består af en tragt, tværs over hvilken en del af vandoverfladen indføres i en 30 zone, som i sideretningen er begrænset af to rækker centrifugalseparatorer, der er fastgjort til skrogets sidepartier.

Denne foranstaltning støder ligesom de andre foranstaltninger, der er blevet foreslået for at "afskumme" vandoverfladen, på divergensen af strømlinierne ved overfladen om-35 kring skroget, som gør, at det område, der effektivt afstryges af apparatet, bliver langt mindre end tragtens mundingsåbning .

O

U92-11 2

Formålet for den foreliggende opfindelse er at tilvejebringe et apparat, som tillader en væsentlig forøgelse af det overfladeområde, der afstryges under en gennems e jling.

5 Dette opnås ifølge opfindelsen ved det i den kendetegnende del af krav 1 angivne.

Herved opnås en kraftig afstrømning nedad af de nedre, ikke forurenede vandmængder i de to langsgående kanaler, således at der ikke sker nogen væsentlig opstem-10 ning af vand foran indmundingen til kanalerne med deraf følgende stor divergens af strømlinierne omkring apparatet, hvilket igen bevirker, at apparatet effektivt afstryger et område med en bredde, der er praktisk taget lig med apparatets bredde.

15 Yderligere udførelsesformer for og foretrukne træk hos apparatet ifølge opfindelsen er angivet i de uselvstændige krav, idet det for at forøge virkningen af udvidelsen, dvs. for yderligere at formindske divergensen af strømlinierne ved overfladen og fremkalde en kraftigere afbøjning 20 nedad, foretrækkes det, at, udvidelsen rager udad i sideretningen og fremad i forhold til resten af midterpartiet. For at forbedre strømningen i kanalerne, som udmunder i separatororganerne kan tværafstanden mellem fladerne af sidepartierne forøges regnet fra indgangen til sidepartierne. For 25 at forøge apparatets stivhed og dets opførsel i søen kan det yderligere omfatte i det væsentlige vandrette skillevægge, der er neddykket til en dybde større end dønningens maksimale bølgedal, og som er forbundet med sidepartierne og midterpartiet .

30 Opfindelsen skal i det følgende beskrives nærmere ud fra udførelsesformer, idet der henvises til tegningen, på hvilken fig. 1 og 2 viser principdiagrammer i lodret snit og set ovenfra af hovedudformningen af de midler, der er 35 indrettet til at udgøre et bassin, i hvilket søens bevægelser afsvækkes forud for udtagning, 3

O

149211 fig. 3 og 4 diagrammer i større målestok i lodret snit af to udførelsesformer for en opfangemekanisme, fig. 5 og 6 principdiagrammer i lodret snit og set ovenfra af en afsvækkelsesindretning, 5 fig. 7 skematisk en mulig fordeling af separa torcyklonerne , fig. 8 i perspektiv en mulig udformning af en separator, fig. 9 skematisk set ovenfra en mulig vandret 10 fordeling af de forskellige komponenter i et af sidepartierne af et katamaranapparat, fig. 10 og 11 henholdsvis set ovenfra og i snit langs linien XI-XI i fig. 10 en variant af udformningen af apparatets forreste del (afstrømningen sker i retning 15 af en pil F), fig. 12 i lighed med fig. 10 endnu en anden variant, fig. 13, 14 og 15 principdiagrammer af endnu en anden variant af udformningen af apparatets forreste del 20 henholdsvis set ovenfra, i snit langs linien XIV-XIV og i snit langs linien XV-XV, fig. 16, 17 og 18 skematiske gengivelser af endnu en anden variant af udformningen henholdsvis set ud fra linien XVI-XVI i fig. 17, fra siden og i snit langs 25 linien XVIII-XVIII (afstrømningen sker altid i retning af pilen F), og fig. 19 og 20 skematisk endnu en anden variant henholdsvis i snit langs linierne XIX-XIX og XX-XX.

30 Før der gives en fuldstændig beskrivelse af en udførelsesform for apparatet, skal der fremlægges en almindelig behandling af visse af de midler, der samvirker for at sikre udtagningen under de bedste betingelser.

35 4 149211

O

Fig. 1 og 2 viser princippet for udformningen af et bassin, i hvilket dønningerne afsvækkes på en sådan måde, at den frie overflade i forhold til indgangen til udtagningsledningen ændrer sig lidt.

5

Den flydende opsterming, om hvilken den gengivne principkonstruktion handler, afgrænser et bassin, i hvilket dønningen, der forplanter sig med hastigheden V med en bølgelængde L, afsvækkes. Denne opsterming består af skroget 10 ^ af et apparat, som fremdrivningsmidlerne tillader at bevæ ge med en hastighed v, der højst er lig med V, i dønningens forplantningsretning. Skroget omfatter under dønningen to sidepartier 11 og 12, der er forbundet med en bageste væg, som danner bunden af et bassin, hvis længde 1 er tydeligt ^ større end en fjerdedel af dønningens bølgelængde L. På betingelse af, at dybden h af bassinet er meget større end højden 2H af dønningen i åbent vand, er dønningen kraftigt afsvækket mod væggen 13.

20

Gennemstr^nningen af en forurenet zone af vandfladen fremtvinger fornyelse af den vandmasse, der befinder sig i bassinet. Denne fornyelse er sikret ved tilvejebringelse mellem bassinet og den ende af apparatet, der vender mod dønningen, af en udtømningsledning 14, der sammen med bas-25 sinet udgør en kanal.

I ledningen 14 er anbragt et cirkulationsorgan såsom en skrue 15, der sikrer en cirkulation i den ved pile f angivne retning. Ledningen 14 kan have et lodret tværsnit, ^ der varierer på en sådan måde, at afstrømningen er prak tisk talt endimensional. På betingelse af, at cirkulationshastigheden, der påtvinges halsen af ledningen 14 af organet 15, er tilstrækkelig, finder man, at vandstrømmen i ledningen 14 udgør en vigende dynamisk opsterming, da

O C

dønningen, der forplanter sig i retningen V, ikke føleligt forstyrrer tilstanden af vandmassen i bassinet. I praksis

O

149211 5 er det i almindelighed tilstrækkeligt at tilvejebringe et lodret tværsnit af halsen, som svarer til halvdelen af dybdegangen h.

^ Organet 15, som kan være en del af et skruefremdrivnings- organ af strømlinieformet type, kan samvirke med sædvanlige skruer om fremdrivningen af apparatet med hastigheden v. Indgangen til ledningen 14 bør være placeret i nærheden af den frie overflade, men tilstrækkelig dybt til, at led-10 ningen altid vil være fyldt. Under forudsætning af, at skil levæggen 13 befinder sig i nærheden af fartøjets metacen-ter, er fartøjets duvningsbevægelser praktisk talt uden virkning på den indbyrdes beliggenhed af indgangen og den frie overflade.

15

Stampebevægelserne er altid begrænsede, især når apparatet har en længde, der er større end en bølgelængde for dønningen. Rulningen vil være svag, da det er forudsat, at apparatet er: i undvigelsesfart under arbejdsperioderne.

20 I praksis vil ledningen 14 i almindelighed have et tilnærmelsesvis rektangulært tværsnit, i det mindste i dens mod strømmen vendende del, og tværvæggen 13 kan udgøres af en loftkonstruktion 17 og en bundkonstruktion 16, der for-25 binder forlængelserne af sidepartierne 11 og 12. Loft partiet, der rager frit op fra den frie overflade, i fravær af enhver svingningsbevægelse hos søen, udgør en særlig strømoverflade, der er begrænset af en vandret stoplinie (fig. 3), hvor afstrømningen brat drejer nedad.

30 Formen af skroget ved loftkonstruktionen er fordelagtigt indrettet til at meddele væskelaget i den øvre del af afstrømningen en krumning, der er rettet opad over en betydelig længde, f.eks. på flere meter, skematisk angivet i fig. 3 ved længden λ. I denne zone slutter de relative 33 centripetalkræfter, som udøves på de lette forureningsele menter, sig til de relative tyngdekræfter for igen at sam- 1492 11

O

6 le forureningerne opad, dvs. mod den nedre flade af loftkonstruktionen 17. Indgangen til en spalte 18 til udtagning af de øvre lag af afstrømningen, som vil kunne tænkes at indeholde den lette væske, er anbragt bagest i zonen med ^ længden Λ. Ved den i fig. 3 viste udførelsesform er den i den umiddelbart bageste del. Det kan ligeledes være fordelagtigt at krumme indgangen til spalten 18 tilbage på væsentlig måde, som angivet skematisk i fig. 4 (f.eks. flere dekameter i forhold til stoppunktet 19) for at drage ^ fordel af en dekanteringseffekt, som tillader smådråber af let væske, der befinder sig i en supplerende zone, at samle sig igen i afstrømningen, som senere udtages af spalten 18 (som angivet ved det krydsskraverede område i fig.

4).

15

Udtagningen gennem spalten 18 er sikret ved pumper, der er tilvejebragt på en sådan måde, at de ved halsen af spalten (ved 20 i fig. 3) vedligeholder et undertryk i forhold til området for hovedafstrømningen beliggende i nærhe- 20 den af indgangen til spalten.

Man opnår således en primær, grov separation, men reducerer imidlertid føleligt den gennemstrømningsmængde, der skal behandles af separatorerne.

25

Et arrangement ifølge et andet aspekt hos opfindelsen tillader samtidigt at forøge gennemstrømningsmængden af forurening, der indlades i kanalen, og at fortykke laget af let væske, der trænger ind mod bunden af bassinet, uden at lade den lette væske undslippe.

Gennemstrømningsmængden af let væske, som trænger ind i kanalen mellem skrogene 11 og 12 er lig med produktet af tykkelsen af forureningslaget, som kan variere meget, og den

O C

overflade af havet, der stryges effektivt pr. tidsenhed.

O

7 149211

Den første faktor er betinget af omstændighederne, og man kan kun gribe ind overfor den anden faktor, der selv er et produkt af fremføringshastigheden v af apparatet og bredden 1 af det optagne forureningslag målt foran apparatet i 5 en tilstrækkelig afstand fra dette til, at afstrømningen ikke bliver forstyrret af apparatets nærværelse. For en given hastighed v, har man derfor al interesse i at forøge 1. Men konvergensen af strømningslinierne ved overfladen vil tydeligvis blive ledsaget af en divergens følgende 10 en anden dimension, en divergens, der ikke vil resultere i en medriven af forurening ud over den behandlede gennemstrømningsmængde .

Foruden forekomsten af krydsende dønninger eller søer va-15 rierer vinden niveauet af det forurenede lag på en vig tig og tilfældig måde, som kan gøre det nødvendigt til at begynde med at indfange en vandtykkelse, som har en gennemsnitsdybde større end den halve højde af dønningen.

Det er ønskeligt at udlede den dybe del af den således ind-20 fangede strømning ved indgangen til bassinet, men denne overskydende del kan kun elimineres gradvis, samtidig med at niveausvingningerne i bassinet afsvækkes og afstrømningen mindskes.

25 Forøgelsen af bredden af det effektivt optagne i forhold til bassinets bredde kan opnås ved at gøre indgangen til dette konvergent. Man kan til dette formål udnytte det i fig.

5 og 6 skematisk viste arrangement, hvor man ser, at forstavnen af de to skrog 11 og 12 er forsat udad, i hvert fald 30 i underskroget. Man gør ligeledes skillelinierne mellem ov erfladerne 21 (fig. 6) konvergente. Som anført ovenfor bør konvergensen ved overfladen kompenseres ved en afbøjning nedad af de dybe lag, for at mindske og ikke accelerere afstrømningen. Man tilvejebringer til dette formål \ 35 afbøjningsarrangementer, som bør virke på en meget progres siv måde.

δ 1A9211 ο

Ved den i fig. 5 og 6 viste udførelsesfonti omfatter disse arrangementer en første pileformet vinge 22, som springer frem fe ran skrogene og er neddykket til en dybde, der er tilstrækkelig til ikke at forstyrre fænomenerne ved 5 overfladen.

Man bør især undgå forekomsten af et overgangsspring mellem et turbulent system og et laminært system. Til dette bør dybden af vingen 22 under det ved 23 angivne mid-10 delniveau være en sådan, at Froudes tal svarende til dyb den under bølgedalen er mindre end 1.

Det i fig. 5 og 6 viste afbøjningsarrangement omfatter en anden vinge 24, der ligeledes er pileformet i retning frem-15 ad, og som vedligeholder afbøjningen progressivt. Endnu andre vinger kan være anbragt bagved vingen 24, idet profilerne skal være hydrodynamisk mindre belastede efterhånden og i det omfang, som man skrider frem fra for mod agter.

20 Dæmpningen af overfladesvingninger med høj frekvens eller af tilfældig karakter eller tredimensionale (især brænding) bør være virkeliggjort før ankomsten til væggen 13, som danner bund i bassinet. Denne dæmpning bør iværksættes 25 uden at indgribe direkte på den frie overflade og på en sådan måde, at man undgår genblandinger.

Fig. 5 og 6 viser et arrangement til spredning af energi, som udnytter den omstændighed, at svingningerne ved over-30 fladen i dybden ledsages af en bevægelse, som har en vek slende lodret komposant. Dæmpningsmekanismen 25 består af en i det væsentlige vandret væg, som er forsynet med åbninger, hvis lodrette tværsnit repræsenterer en brøkdel af det samlede tværsnit af væggen, som aftager fra for mod 35 agter. Den viste mekanisme 25 består af et gitter af lodret te plader 26 og 27, der er anbragt parallelt med apparatets

O

9 149211 symmetriplan. For at forøge det ladningstab/ der bevir-kes af disse plader, kan man på den ene side give dem en højde, der tiltager fra for mod agter, og på den anden side mellem pladerne 26, der optager hele mekanismen 25's 5 længde, indskyde kortere plader 27. Det fremgår af fig. 5 og 6, at den forreste ende af gitteret er anbragt der, hvor bassinets bredde bliver konstant. Bagtil er gitteret fast forbundet med en tværudfyldning 28, der sammen med en bund 29 afgrænser en korridor, i hvilken der er anbragt ^ en række fremdrivningsmidler 30, der vedligeholder et un dertryk nedenunder gitteret.

Turbulensen i afstrømningen dæmpes ligeledes, uden at der derfor fremkommer en kendelig formindskelse af det samlede 15 tryk. Dette resulterer i, at det statiske tryk forøges mod den bageste ende af bassinet ved progressiv omdannelse af den kinetiske energi svarende til den vandrette komposant af begyndelsesbevægelsen. Gennemsnitsniveauet 23 for den frie overflade hæver sig og søger mod et stopniveau mod 20 væggen 13, som er højere end havets middelniveau foran apparatet.

Ved virkningen af fremdrivningsmidlerne 30 (fig. 5) og 15 (fig.. 1) kan man undgå enhver kendelig afvisning af for-25 urening nedad, mens gennemstrømningsmængden gennem lednin gen 14 formindskes væsentligt.

Separationsoperationen for den af spalten 18 udtagne strøm til en forureningsmasse med et volumen, der er så lille 30 som muligt, og som skal oplagres, og en renset vandmængde, som skal returneres til havet, udføres med separatorer af cyklontypen med lodret akse. Man kender allerede sådanne cyklonseparatorer, men det har hidtil været foreslået at anvende dem enkeltvis under betingelser, der er uforene-35 lige med arbejdet på søen og forureningens natur.

149211 ίο o

For at hurtigheden ved afstrygningen af den forurenede overflade skal være acceptabel, er det uomgængeligt at behandle en samlet mængde på adskillige dekakubikmeter pr. sekund.

Lige som man lægger vægt på den del, der afvises foran 5 spaltens indgang, vil den resterende mængde ikke kunne behandles af en cyklonseparator eller et par separatorer, uden at de gives en enorm diameter, hvilket igen medfører en aksial længde, der er uforenelig med de acceptable dybdegåender. Dette problem er løst ved tilvejebringelse 10 af flere rækker separatorer, fordelagtigt i to grupper an bragt i hver sit af skrogene. Separatorerne optager en væsentlig del af den disponible vandrette overflade, for eksempel en trediedel af bredden efter indgangen til udtagnings spalten.

15

Fig. 7 viser eksempelvis en mulig opdeling af separatorer såsom 31 i to rækker med fire separatorer i hvert skrog.

Den af spalten 18 udtagne mængde adskilles i to grene 32 (fig. 7), som hver føder fire afledninger. Hver af afled- 20 ningerne føder igen i parallel to separatorer 31 via et fordelingsspjæld 33, hvis regulering tillader at udligne gennemstrømningsmængderne.

Angående de kinetiske energier, der kommer på tale som føl-25 ge af de forhøjede tangentielle hastigheder, er det ønskeligt at genvinde den størst mulige del for eksempel til deltagelse i fremdrivningen. Man kan til dette formål til hver separator anvende det arrangement, der skematisk er gengivet i fig. 8. Den i fig. 8 viste separator 31 omfat-30 ter et lodret rør 34, der ved dets øvre del er forsynet med en spiral 35 til at sætte den af spjældet 33 indfødede væske i rotation, og ved dets nedre del en diffusor 36 forsynet med en ledning 37 til udkastning af det rensede vand. Den øvre spiral 35 er forsynet med et dæksel 38 omfattende en 35 central skakt 39, gennem hvilken forureningen udsuges.

149211 11 o

Spjældet 33 kan være forsynet med en aksel 40, der er ført gennem dækslet 38 og styres af et stangsystem med ikke vist orientering.

5

Det samlede fordelingssystem (grenen 32, og afledningerne, fordelerne 35) kan befinde sig på dækket af skroget, mens diffusorerne 36 og afgangskollektoren, med hvilke de er forbundet, er på bunden af skroget. Kollektoren for hver gruppe munder ud i ledningen 14 foran fremdrivningsorganerne 10 41 (svarende til skruen 15 i fig. 1 og 2) via fremdriv-ningsmidler såsom skruepumper.

Den flydende masse, som udsuges fra skakterne 39, medfører en væsentlig del forurening, der sommetider er kraftigt 15 emulgeret. Når forureningen udgøres af visse råstofkvaliteter, vil denne masse kunne have en meget stor viskositet, især ved havvandets temperatur. Dens pumpning ved klassiske mekaniske midler vil kunne være ekstremt vanskelig. Dette problem løses under sikring af cirkulationen, imod lager- 20 ' reservoirerne, som kan være anbragt i den forreste del af skrogene, ved dampejektorer, som samtidig opvarmer forureningen (fordelagtigt en halv snes grader) for at formindske dens viskositet og tilvejebringe den nødyen- dige bevægelsesmængde. En simpel beregning viser, at 25 det er tilstrækkeligt, at forholdet mellem dampmassen og den væskemasse, der skal flyttes, er af størrelsesordenen en hundrededel.

De endelige lagerreservoirer kan være indrettet til at 30 sikre en sluttelig separation ved dekantering. Denne dekantering begunstiges ved at holde den flydende masse i langsom rotation. Følgelig anvender man i almindelighed omdrejningsreservoirer med omkredsindsprøjtning af den fra skakterne 39 udtagne masse. Den almindelige opdeling

Ou af de forskellige komponenter i rensningsinstallationen kan være som skematisk vist i fig. 9. Størrelsesordenen

O

12 149211 af de forskellige parametre, som indgår, kan være som anført foran i tilfælde af et apparat, der er bestemt til at arbejde i en bølgehøjde 2H -på indtil fire meter. En sådan dønning møder man ofte ved de atlantiske kyster med en pe-5 riode af størrelsesordenen 8 sekunder og en bølgelængde på dybt vand på 80 m.

Formen af agterskibet af hvert af skrogene 11 og 12 skal være en sådan, at vandet, der kastes bagud af skruerne 43 ^ for at bremse apparatet eller rense med lille hastighed, ikke forstyrrer det omgivende miljø. For eksempel skal det således udkastede vand afbøjes mod de dybere lag af agterskibenes skrog.

15 Apparatet omfatter altså to skrog 11 og 12 (hvoraf alene det sidste er vist i fig. 9) på 80 m længde og 12 m bredde. Formen af stævnen er en sådan, at man opnår en udtagningsbredde af størrelsesordenen 40 m. Dybdegangen er omtrent 8 m.

20 Mængden, der udtages foran over vingen 22 vil være af stør- 3 relsesordenen 1000 m pr. sekund og bliver formindsket til 3 500 m pr. sekund i omegnen af indgangen til gitteret. Fremdrivningsorganerne 30 (fig. 5) og 41 (fig. 9), hvilke sidste er beregnet til at udkaste det af ledningen 14 udtagne vand, som ikke passerer gennem spalten 18, er fast-lagt på en sådan måde, at omtrent 160 m udtømmes tværs gennem gitteret. Den af spalten, som er anbragt i nærheden af metacenteret, udtagne mængde, og som sendes til separa- ΟΛ 3 torerne, vil være af størrelsesordenen 10 m pr. sekund. Eremdrivningsorganer 41 kan være drevet af motorer 42 anbragt i bunden af skroget. De deltager i fremdrivningen af fartøjet, ligesom hovedmotorerne, der driver skruerne 43 (der kun anvendes til sejlads til indgrebsområder og kan anvendes til at orientere apparatet), og ligesom skruerne

O

13 149211 44 til udkastning af vandet, der kommer fra kollektorerne 37, og skruerne 30. Den forurenede masse, der udtages fra skakterne 39, fremføres af ledninger 45 mod reservoirerne, der er anbragt i skrogene foran separatorerne 31.

5

Utallige udførelsesvarianter kan tydeligvis udledes af de foran beskrevne arrangementer. Yderligere kan fartøjet for at forbedre dets nautiske egenskaber udenfor arbejdsperioderne være forsynet med en sammenfoldelig falsk stævn for- 10 an, som dog altid lader en vandstrøm passere til at føde fremdrivningsorganerne 30. Endelig kan apparatet udgøres af en simpel afskåret del, der er egnet til at kunne kobles til en sædvanlig båd.

15 Apparatet kan have en yderst variabel længde. Fremføringshastigheden under arbejdet vælges i almindelighed forskellig afhængigt af, om det har en forholdsvis lille størrelse (mindre end 30 m for eksempel) eller modsat stor tonnage.

20 I det første tilfælde vil man ofte være interesseret i at arbejde med en hastighed, der nærmer sig dønningens hastighed eller endog om muligt er lig med denne, i det sidste tilfælde foregår afsvækkelsen på en halvautomatisk måde, forudsat at der foran apparatet forefindes en quasipermanent 25 driftstilstand. Hvis afstrygningshastigheden af havoverfladen er stor, bliver interessen i en konvergens af overfladelaget mindre, og man kan anvende en praktisk talt symmetrisk form af skrogene. Desuden kan afbøjningsprofilerne være omstillelige og ikke neddykkede i dybden, som når man praktisk talt opnår driftshastigheden.

For at forøge apparatets mekaniske modstand er de to side- partier med fordel forbundet med en opragende platform, der er anbragt tilstrækkeligt højt til at undgå stampning, 35 og ved deres nedre del af en permanent neddykket konstruktion. Vingerne 22 og 24 i fig. 5 og 6 udgør en sådan kon- . struktion.

0' 14 149211

For yderligere at forøge den mekaniske modstand af en sådan enhed, der allerede udgør en kassebjælke, og specielt forbedre holdekraften overfor bøjning af eventuelle vinger, er der med fordel anbragt et lodret midterparti mellem 5 platformen og den nedsænkede konstruktion. Dette midterparti kan strække sig over alene en del af længden af sidepartierne. Det er med fordel indrettet til i samvirke med sidepartierne og afbøjningsvingerne at afbøje de dybe lag nedad, at formindske den afstrømningsdivergens 10 ved overfladen, som søger at fremkalde drejningsbevægelser i apparatet fra vandet i dette område, og at forøge størrelsen af indfangningen af forurening, som fremtræder i form af et tykkere lag ved indgangen til udtagningsorganerne .

15

Ved den skematisk i fig. 10 og 11 viste udførelsesform udgår skrogene af sidepartierne såsom 11 fra det punkt, hvor disse partier skærer vandlinien. Midterpartiet springer selv frem mod forstavnen ud fra disse skrog og tillader så- 20 ledes at anvende en forreste pilformet vinge 22. Den således opnåede cirkulation omkring skrogene og vingerne, der skematisk er vist ved pile i fig. 10, forøger størrelsen af indfangningen.

Den samme virkning kunne også være opnået ved udnyttelse af egenskaben hos vinger med frie ender til at frembringe et hvirvelrør, som i vingens kølvand over en stor afstand kan vise sig som en afledt hastighed, der sammensætter sig med den relative hastighedsvektor for den uforstyrrede af- ΟΛ υ strømning. Ved den i fig. 12 skematisk viste udførelses form giver den forreste vinge 43 anledning til en fri hvirvel 44 i væskemassen, der samler sig til en potentiel hvirvel 45 knyttet til vingen med samme cirkulation ud fra midterpartiet 42.

35

Det skal bemærkes, at hvis man anvender lodrette vinger, er de tilknyttede hvirvler næsten vinkelrette på symmetriplanet og inducerer kun tværgående komposanter med ube-

O

15 149211 tydelig hastighed. Det har dog interesse at anvende vinger med kraftig pilform, som skaber tiknyttede hvirvler 45 med en nabopil, som den ved vingens angrebskant, hvoraf de væsentlige langsgående komposanter har den nyttevirkning, 5 at slutte sig til virkningen af de frie hvirvler 44.

Det er vigtigt at bemærke, at den undersøgte nyttevirkning ikke .er en opdriftsvirkning, men frembringelse af hvirvler, hvis akse har en langsgående komposant. Det er derfor 10 ikke nødvendigt, at opdriftskræfterne er rettet lodret.

Vingernes plan vil derfor kunne være skråt eller endog lodret, hvis man anbringer en passende understøtning til at fastholde vingens vingebasis.

15

Fig. 13 til 15 viser et midterparti 42 som til dette formål omfatter en nedre udvidelse 46, hvorfra der opad rager en række praktisk talt lodrette vinger 47, 48 ... 49 frem. Udvidelsen 46 udgør en bund foran sidepartierne såsom 12.

Den kan være udformet til at udgøre en afbøjning.

20 I dette tilfælde passerer afstrømningen over kanten af bunden 46 med en sidehastighedskomposant rettet mod det ydre. Hvis sidehastighedskomposanten af afstrømningen på bunden 46 er meget lille, fremkommer en modsat hvirvel ved 25 foreningen af de to afstrømninger, dels i form af en potentiel hvirvel ved det indre af kanten af bunden, dels i form af et virkeligt hvirvlende lag, der undslipper fra denne kant. Denne virkning kan undgås ved at lade bundenheden 46 hælde opad og fremad. Den opfører sig så som en ^ vinge med positiv hældning, og afstrømningen fjerner sig ved dens nedre flade. Man kan ligeledes fremkalde en divergens i sideretningen af afstrømningen ved bunden 46 ved hjælp af lodrette vinger anbragt derpå. Sådanne vinger har den virkning helt eller delvis at erstatte modsat rettede hvirvler ved kanten med modsat rettede hvirvler, 16

O

149211 der udgår fra spidsen af vingerne, idet forsætningen nedad af alle eller en del af de modsat rettede hvirvler har en gunstig virkning på niveauet for den frie overflade.

En del af kraften af den sammensatte hvirvel svarende til 5 hver vinge 47,48,49 bevæger sig fremad på det indre af bun den 46 og kompenserer kraften af eventuelle modsat rettede hvirvler. Den resterende kraft bevæger sig fremad indtil kroppen af midterpartiet 42 og bevirker der en almindelig acceleration af afstrømningen over bunden, som til-10 lader at formindske bølgen ved stævnen af midterpartiet.

For at undgå overdrevne vandbevægelser i forhold til de neddykkede afbøjningsvinger er det i almindelighed nødvendigt at give i det mindste delen foran midterpartiet 42 15 en tilstrækkelig bredde ved vandliniens niveau.

Man kan ligeledes frembringe nyttige kanthvirvler ved hjælp af vinger, der er fastgjort på en smal midterkøl anbragt under udvidelsen 46 eller anbragt lodret under 20 bunden. Indflydelsen ved overfladen af disse hvirvler er bestandig begrænset af deres store nedsænkningsdybde og af de tilknyttede modsat rettede hvirvler, som udvikler sig i det indre af udvidelsen 46. Et sådant arrangement er vist skematisk i fig. 16 til 18. Den nedre udvidelse af 25 midterskroget 42 er forlænget med en køl 50, som bærer de pileformede afbøjningsvinger 51,52 og 53.

Man kan ligeledes formindske afvigelsen af afstrømningen ved overfladen som følge af apparatets drejning af vandet 30 ved at begunstige drejningen nedad tæt ved symmetriplanet på bekostning af drejningen til siden.

Til dette er det tilstrækkeligt at udhule den nedre flade af udvidelsen 46. Dette arrangement kan kombineres med 35 anvendelse af afbøjningsvinger af den art, der allerede er vist i fig. 16 til 18. Man kommer således til den form, der skematisk er vist i fig. 19 og 20, hvor organer, der svarer til*, de i fig. 16 til 18 viste, er angivet med sam- 1492 11

O

17 me henvisningsbetegnelse. Det vil ses, at udvidelsen 54 søger at begunstige drejningen af midterpartiet nedad på bekostning af drejningen i sideretningen.

5 Endelig kan i det tilfælde, hvor udvidelsen 46, som dan ner bund, bærer en række praktisk talt lodrette vinger, der rager opad, enderne af visse af disse vinger være indbyrdes mekanisk forbundet af en nedsænket vandret eller let hældende plade, som dækker hele eller en del af enderne 10 af disse vinger, og som kan rage ud over siden af angrebs kanterne. Helhedens bund, vinger og afdækningsplade danner således en underkonstruktion, og hældningen af vingernes afstrømningskanter i forhold til apparatets symmetriplan frembringer en afstrømning med stærke tværgående komposan- .

15 ter mellem vingerne. Denne afstrømning fortsætter, hvis underkonstruktionen forlænges bagud til partiet foran et sideskrog. Ligeledes er afstrømningen, som udtages mellem midterskroget og dette sideskrog, genstand for en progressiv aftapning ved niveauet for de nedre lag, hvilket fuld-20 fører berigelsen med forurening af den til slut udtagne mængde.