NL7920073A - Inrichting voor het selectief verwijderen van een laag van een lichte vloeistof welke zich bevindt op het oppervlak van een watervlakte. - Google Patents

Description

Η.0.29.123 1 7920073

Inrichting voor het selectief verwijderen van een laag van een lichte vloeistof welke zich bevindt op het oppervlak van een watervlakte.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het selectief verwijderen van een laag van een lichte vloeistof, en in het bijzonder van koolwaterstoffen, die drijft op het oppervlak van een watervlakte en verschaft een zeer belangrijke, hoewel niet uit-5 sluitende, toepassing bestaande uit het reinigen van een zeegebied dat is bevuild door een laag van koolwaterstoffen, bijvoorbeeld tengevolge van een ongeluk.

Er zijn reeds talrijke reinigingstechnieken voorgesteld, maar geen daarvan is gebleken werkelijk geschikt te zijn onder de 10 ter zee heersende werkomstandigheden. In het bijzonder zijn één geheel vormende scheidingsinrichtingen voorgesteld waarbij gebruik wordt gemaakt van een werveling met verticale as. Maar deze schei-dingsinrichti^pi kunnen niet juist werken in vrij water met een aanzienlijke deining of hoge golven. Er is ook een schip voorgesteld 1 5 waarvan de romp over een groot deel van zijn lengte is verdeeld in twee op afstand van elkaar liggende delen voor het vormen van een bassin waarvan de bodem is voorzien van een schuif voor het.verwijderen van het bovenste deel van de waterlaag. Omdat er zelden een scherp scheidingsvlak aanwezig is tussen de koolwaterstof en het 20 water, in het bijzonder door de beweging van de zee die aanzienlijk' blijft zelfs aan de bodem van het bassin, wordt men ertoe gebracht, om koolwaterstof af te schenken hetzij door afgieten van een zeer grote hoeveelheid vloeistof ten opzichte van de hoeveelheid koolwaterstoffen die deze vloeistof bevat, hetzij slechts een klein 25 deel van de totale hoeveelheid verontreinigende koolwaterstoffen te verwijderen.

De uitvinding heeft tot doel een inrichting te verschaffen voor het selectief verwijderen welke beter voldoet aan de eisen van de praktijk dan de tot nu toe bekende inrichtingen, in het bij-;50 ; zonder doordat deze in staat is het grootste deel van de lichte vloeistof achter te honden en tegelijkertijd slechts een accepteer-baar deel van het water achter te houden, kan werken in bewegende wateren en kan worden aangepast aan de dikten van de lichte vloeistof die kunnen variëren tussen ongeveer 1 mm en meer dan 10 cm.

I35 Yoor het bereiken van dit doel wordt volgens de uitvinding een inrichting voorgesteld voor het selectief verwijderen van een 7920073 2 laag lichte vloeistof, zoals een koolwaterstof die drijft op de oppervlakte van een watervlakte welke onderhevig kan zijn aan deining, welke inrichting een romp "bevat welke aan één uiteinde twee zijdelen "bevat welke, met een dwars verbindingsdeel, dat een 5 bodem vormt, een bassin vormt waarvan de lengte op voordelige wijze overeenkomt met ten minste een kwart van de golflengte van de deining in vrij water en waarvan de bodem via een aanstroomleiding, waarin een aandrijforgaan voor het water is geplaatst en waarvan de bovenwand is voorzien van een spleet voor het verwijderen van 10 het bovendeel van de aanvoerstroom in een leiding, in verbinding staat met het andere uiteinde van de romp, waarbij voortstuwingsmiddelen de inrichting voor de deining uit bewegend kan houden, waarbij het genoemde andere uiteinde naar de deining toe is gekeerd.

De inrichting bestaat in het algemeen uit een schip dat met 15 grote snelheid vanuit een haven naar een werkgebied kan worden gebracht. De inrichting kan echter ook bestaan uit een half ondergedompeld platboomd saarbuig, en zelfs uit een verplaatsbaar platform als de werkzaamheden moeten worden uitgevoerd in diepe wateren.

De leiding is op voordelige wijze begrensd door een plafond-20 constructie en een bodemconstructie, waarbij de plafondconstructie aan de stroomlijnen van de stroom in het stroomopwaartse deel van de leiding, voor de verwijderingsspleet, een buiging geeft waarvan de holheid naar boven is gericht over een afstand van verscheidene ; meters.

25 De kielen van de zijdelen van de romp lopen op voordelige wijze naar de voorzijde uiteen; daartegenover kunnen de zijdelen in hun onderste deel met elkaar zijn verbonden door afbuigvleugels welke de neiging hebben om de diepe lagen van de stroom terug te voeren tussen genoemde zijwanden onder de verbindingswand welke 50 de bodem vormt.

De uitvinding zal thans nader worden uiteengezet aan de hand van de tekeningen waarin bij wijze van voorbeeld enige uitvoeringsvormen van de inrichting volgens de uitvinding zijn weergegeven.

Fig. 1 en 2 geven principe-schema’s weer, in verticale 35 doorsnede en in bovenaanzicht, van de algemene samenstelling van middelen die zijn bestemd om een bassin te vormen waarin de bewegingen van de zee voor het reinigen worden verzwakt.

Fig. 5 en 4 geven op vergrote schaal in doorsnede volgens een verticaal vlak schematisch twee samenstellingen weer van een 40 ; vangmechanisme.

7920073 5 \

Fig.5 en 6 geven in verticale doorsnede en in bovenaanzicht principe-schema's weer van een verzwakkingsinrichting.

Fig. 7 geeft schematisch een mogelijke indeling weer van cycloonafschelders.

5 Fig. 8 geeft in perspectief een mogelijke samenstelling weer van een scheider.

Fig· 9 geeft schematisch in bovenaanzicht een mogelijke horizontale verdeling weer van verschillende samenstellende delen in een van de zijdelen van een catamaran-inrichting.

10 Fig. 10 en 11 zijn respectievelijk een bovenaanzicht en een doorsnede volgens de lijn XI-XI in fig. 10, waarbij een uitvoeringsvorm van het voorste deel van de inrichting wordt weergegeven (waarbij de stroming in de richting van de pijl F plaatsvindt).

Fig. 12 geeft eenzelfde aanzicht weer als fig.10 van nog een 15 andere mogelijke uitvoeringsvorm.

Fig. 13, 14 en 15 zijn principe-schema's waarin nog een andere uitvoeringsvorm van het voorste deel van de inrichting is weergegeven, respectievelijk in bovenaanzicht, in doorsnede volgens de lijn XIY-XIY en in doorsnede volgens de lijn XY-XY.

20 Fig. 16, 17 en 18 zijn schema's van nog een andere uitvoerings vorm respectievelijk in bovenaanzicht vanaf de lijn XYI-XYI in fig. 17» in zijaanzicht, en in doorsnede volgens de lijn XYHC-XYIII (waarbij de stroom nog steeds plaatsvindt in de richting van de pijl F).

25 Fig. 19 en 20 zijn schema's waarin nog een andere uitvoerings vorm wordt weergegeven, respectievelijk in doorsnede volgens de 1 lijnen XIX-XIX en XX-XX.

Alvorens een volledige beschrijving te geven van een uitvoeringsvorm van de inrichting, zal een algemene studie van bepaalde i30 middelen die samenwerken voor het tot stand brengen van de reiniging onder goede omstandigheden worden verschaft.

BESTE MANIER VOOR HET REALISEREN VAN BE UITVINDING

Fig. 1 en 2 geven het principe weer voor het uitvoeren van een bassin waarin de deining wordt afgezwakt op zodanige wijze dat i35 het vrije oppervlakteniveau ten opzichte van de inlaat van de ver-wijderingsleiding weinig verandert. ~ .

Be drijvende afdamming waarvan het principe is weergegeven, begrenst het bassin waarin de deining, die zich met een snelheid Y en met een golflengte L voortbeweegt, wordt gedemd. Beze afdamming 40 bestaat uit de romp 10 van een inrichting welke met voortstuwings- 7920073

V

4 middelen kan worden verplaatst met een snelheid v die hoogstens gelijk is aan V in de voortbewegingsrichting van de deining.

De romp bevat, onder de deining, twee zijdelen 11 en 12 die met elkaar zijn verbonden door een achterwand welke de bodem 13 van een 5 bassin vormt waarvan de lengte 1 aanzienlijk groter is dan het vierde gedeelte van de golflengte L van de deining. Onder voorwaarde dat de diepte h van het bassing ruim groter is dan de hoogte 2 H van de deining in vrije wateren, wordt de deining sterk verzwakt tegen de wand 13· 10 Het schoonvegen van een verontreinigde zone van de water vlakte leidt tot het vernieuwen van de watermassa die zich in het bassin bevindt. Deze vernieuwing wordt tot stand gebracht door tussen het bassin en het uiteinde van de inrichting dat is gekeerd naar de deining, een afvoerleiding 14 aan te brengen die met het 15 bassin een waterloop vormt. In de leiding 14 is een circulatie- ; orgaan geplaatst, zoals een waaier 15> welke zorgt voor een circula-; tie in de richting aangegeven door de pijlen f. De leiding 14 moet | een rechte, .-;l· doorsnede bezitten die zonder plotselinge over-i gangen varieert zodanig dat de stroming praktisch een dimensie bevat. 20 Onder de voorwaarde dat de circulatiesnelheid die door het orgaan 15 bij de hals van de leiding 14 tot stand wordt gebracht voldoende hoog is ziet men dat de waterader in de leiding 14 een dynamische afdamming vormt welke vermijdt dat de deining die zich in de rich-: ting V voortbeweegt de toestand van de watermassa in het bassin 25 ; aanzienlijk gaat verstoren. In de praktijk zal het in het algemeen voldoende zijn een rechte ; doorsnede van de hals aan te brengen ; die de helft is van die welke overeenkomt met de waterdiepte h.

Het orgaan 15, dat deel uit kan maken van een schroef-voortstuwer van de bolsoort, kan samenwerken met klassieke schroeven 30 voor het voortstuwen van de inrichting met een snelheid v.

De inlaat van de leiding 14 zal in de nabijheid'van het vrije oppervlak zijn geplaatst, maar diep genoeg om de leiding voortdurend te kunnen laten aanstromen. Op voorwaarde dat het schot 13 zich in ; de nabijheid van het metacenter van het schip bevindt, zijn de 35 stampbewegingen van het schip praktisch zonder invloed op de onderlinge plaatsing van de inlaat en het vrije oppervlak.

De stampbewegingen zijn voortdurend beperkt, vooral als de inrichting een lengte bezit die groter is dan een golflengte van de deining. Het slingeren van het schip zal zwak zijn omdat de inrich-40 : ting zich gedurende de werkperioden voor de deining uit beweegt.

7920073 5

In de praktijk zal de leiding 14 in het algemeen een ongeveer rechthoekige doorsnede bezitten, ten mirsfce in zijn stroomopwaartse deel en zal de dwarswand 13 zijn gevormd door een bovenconstructie 17 en een bodemconstructie 16 die verlengingen van de zijdelen 11 en 5 12 met elkaar verbinden. Het bovendeel steekt vrij uit boven het vrije oppervlak dat, bij afwezigheid van elke slingerbeweging van de zee, een bijzonder stromingsoppervlak vormt dat eindigt in een horizontale tegenhoudlijn (fig. 3) waar de stroming plotseling naar beneden wordt gedraaid. De vorm van de kiel van de boven-10 constructie is op voordelige wijze zodanig aangebracht dat aan de stroomdraad,van het bovenste deel van de stroming een naar boven gerichte kromming wordt gegeven over een aanzienlijke lengte, bijvoorbeeld van verscheidene meters, schematisch aangeduid door de lengte λ in fig. 3· In deze zone worden de relatieve centripetaal-15 krachten die op de lichte verontreinigingsdeeltjes worden uitgeoefend toegevoegd aan de relatieve zwaartekrachten voor het verzamelen van de verontreiniging in bovenwaartse richting, dat wil zeggen tegen het ondervlak van de bovenconstructie Ί7· De inlaat van een spleet 18 voor het verwijderen van bovenlagen van de stro-20 ming, welke lichte vloeistof bevatten, is stroomafwaarts geplaatst ten opzichte van de zone met de lengte X , In de uitvoeringsvorm volgens fig. 3> bevindt deze spleet zich direct stroomafwaarts ten opzichte van genoemde zone. Het kan ook voordelig zijn omjle inlaat i van de spleet 18 over een aanzienlijke afstand te verschuiven, zoals 25 schematisch aangeduid in fig. 4 (bijvoorbeeld verscheidene tientallen meters ten opzichte van de tegenhoudplaats 19) om te profi-: teren van een afschenkeffect waarmede druppeltjes lichte vloeistof, : die zich bevinden in een aanvullende zone opnieuw in de stroom I kunnen worden verzameld die uiteindelijk zal worden afgescheiden 30 door de spleet 18 (zoals aangeduid door de geruite zone in fig.4).

Het afscheiden door de spleet 18 zal tot stand worden gebracht door pompen die zodanig zijn aangebracht dat bij de hals van de spleet (in 20 in fig. 3) een onderdruk ten opzichte van de zone van de hoofdstroom, die ligt in de nabijheid van de inlaat van de 35 spleet, wordt onderhouden.

Men brengt op deze wijze een eerste, grove scheiding tot stand, die echter de hoeveelheid door de scheiders te behandelen materiaal aanzienlijk beperkt.

Een inrichting volgens een ander aspect van de uitvinding 40 maakt het mogelijk om tegelijkertijd de hoeveelheid verontreiniging 792007ï 6 die in de waterloop wordt toegelaten te verhogen en de dikte van de laag lichte vloeistof vanaf de inlaat naar de bodem van het bassin te vergroten zonder lichte vloeistof te laten ontsnappen.

De hoeveelheid lichte verontreinigingsvloeistof die in de 5 waterloop doordringt tussen de rompen 11 en 12 is gelijk aan het produkt van de dikte van de verontreinigingslaag,; die zeer kan variëren en de zee-oppervlakte die op effectieve wijze wordt schoongeveegd per tijdseenheid. De eerste factor wordt bepaald door de omstandigheden en men kan slechts invloed uitoefenen op de tweede 10 factor, die zelf gelijk is aan het produkt van de voortbewegings-snelheid v van de inrichting en de breedte 1 van de weggenomen verontreinigingslaag, gemeten voor de inrichting op een afstand daarvan die voldoende groot is om te voorkomen dat de stroming niet wordt verstoord door de aanwezigheid van de inrichting. Yoor een 15 gegeven snelheid v, heeft men er dus alle belang bij om 1 te vergroten. Doch de convergentie van de stromingslijnen aan de oppervlakte zal klaarblijkelijk vergezeld moeten gaan van een divergentie volgens een andere dimensie, welke divergentie niet gepaard mag gaan met een meesleping van verontreinigingen buiten de behandelde hoe-20 veelheid.

Bovendien doet het bestaan van kruiselingse deiningen of wind-zee het niveau van de verontreinigde laag aanzienlijk en wisselvallig variëren, waardoor het nodig is om in eerste instantie een waterdikte in te vangen die gemiddeld aanzienlijk groter is dan de 25 halve hoogte van de deining. Het is gewenst om het diepe deel van de aldus gevangen ader bij de inlaat van het bassin af te voeren, maar dit overtollige deel kan slechts worden verwijderd naarmate de schommelingen van het niveau in het bassin worden gedempt en de stroming wordt vertraagd.

30 De vergroting van de effectieve breedte van verwijdering ten opzichte van de breedte van het bassin kan worden verkregen door de inlaat daarvan te laten convergeren. Men kan voor dit doel de inrichting gebruiken die schematisch is weergegeven in fig. 5 en 6 waarin men ziet dat de voorsteven van de twee rompen 11 en 12 naar 35 de buitenzijde is afgebogen, ten minste in de kiel. Op deze wijze wordt aan de scheidingslijnen tussen oppervlakken 21 (fig.6) convergentie gegeven. Zoals men hierboven heeft gezien, moet de convergentie aan de oppervlakte worden gecompenseerd door een afbuiging naar beneden toe van de diepe lagen, om de stroming te vertragen 40 en deze niet te versnellen. Yoor dit doel worden afbuiginrichtingen 7920073 7 aangebracht die zeer progressief moeten werken. In de uitvoeringsvorm weergegeven in fig. 5 en 6 bestaan deze inrichtingen uit een eerste afbuigvleugel 22, die uitsteekt vanaf de voorzijde van de rompen, en die is ondergedompeld op een diepte die voldoende groot 5 is om de oppervlakteverschijnselen niet te verstoren.

In het bijzonder moet het optreden van een overgangssprong tussen een stortregiem en een stroomregiem worden vermeden. Hiertoe moet de diepte h^ van de vleugel 22 onder het gemiddelde niveau aangeduid met 23 zodanig zijn dat het Froude-getal, dat overeenkomt 10 met de diepte onder het golfdal kleiner is · dan één.

De afbuiginrichting weergegeven in fig. 5 en 6 bevat een tweede vleugel 24, waarvan de spits eveneens naar voren is gericht, die de toenemende afbuiging onderhoudt. Andere vleugels kunnen nog achter de vleugel 24 worden geplaatst : de profielen zullen hydro-15 dynamisch minder belast zijn naarmate men van voren naar achteren beweegt.

De demping van de oppervlakteschomme1ingeneAioge frequentie of wisselvallig of driedimensioneel karakter (met name stortzeeën) moet tot stand zijn gebracht voor aankomst bij de wand 13 die de 20 bodem van het bassin vormt. Deze demping moet tot stand zijn gebracht zonder direct invloed uit te oefenen op het vrije oppervlak, om opnieuw mengen te voorkomen.

Fig. 5 en 6 geven een inrichting voor het verstrooien van de energie weer, waarvan gebruik wordt gemaakt van het feit dat de 25 schommelingen aan de oppervlakte op diepte vergezeld gaan van een beweging welke een wisselende verticale component bezit. Het demp-mechanisme 25 bestaat uit een in hoofdzaak horizontale wand voor-i zien van openingen waarvan de rechte doorsnede een fractie is van de totale doorsnede van de wand die van voren naar achteren af-30 neemt. Het weergegeven mechanisme 25 bestaat uit een rooster van verticale platén 26 en 27 die evenwijdig zijn geplaatst met het symmetrievlak van de inrichting. Om het door deze platen teweeg gebrachte drukverlies te vergroten kan men daaraan enerzijds een hoogte geven die van voren naar achteren toeneemt en anderzijds 35 tussen de platen-26 waLke de gehele lengte van het mechanisme 25 beslaan kortere platen 27 te plaatsen. In fig. 5 en 6 ziet men dat het vooruiteinde van het rooster daar is geplaatst waar de breedte van het bassin constant wordt. Aan de achterzijde is het rooster vast verbonden met een massieve dwarsbalk 28 die met een bodem 29 40 een doorgang begrenst waarin een reeks voortstuwingsorganen 30 is /920073 8 geplaatst die een onderdruk onder het rooster in stand houden.

De turbulentie van de stroom wordt op deze wijze gedempt zonder dat er een aanzienlijke vermindering van de totale druk optreedt. Tengevolge daarvan neemt de statische druk naar de achter-5 zijde van het bassin toe door toenemende omzetting van de kinetische energie, die overeenkomt met de horizontale component van de oor-spronkelijke beweging in potentiële energie. Het gemiddelde niveau 23 van het vrije oppervlak stijgt en gaat naar een niveau van stilstand tegen de wand 13 boven het gemiddelde niveau van de zee voor 10 de inrichting.

Door in te werken op de voortstuwingsorganen 30 (fig.5) en 15 (fig. 1) kan men elke aanzienlijke terugstroming van verontreiniging naar beneden toe vermijden, en daarbij de aangezogen hoeveelheid in de leiding 14 aanzienlijk verminderen.

15 De scheiding van de ader die is afgescheiden door de spleet 18 in een verontreinigingsmassa, met een zo klein mogelijk volume, ! die zal worden opgeslagen, en een hoeveelheid gezuiverd water die naar de zee zal worden teruggevoerd, wordt tot:stand gebracht door schelders van de cycloonsoort met verticale as. Dergelijke cycloon-20 schelders zijn reeds bekend, maar tot nu toe heeft men voorgesteld om deze afzonderlijk te gebruiken, onder omstandigheden die niet vergelijkbaar zijn met de werkomstandigheden ter zee en met de aard van de verontreiniging.

Om te maken dat de snelheid van schoonvegen van de veront-25 reinigde oppervlakte accepteerbaar is, is het onvermijdelijk om een totale hoeveelheid te behandelen van verscheidene tientallen kubieke meters per seconde. Zelfs als men rekening houdt met het voor de inlaat van de spleet uitgeworpen deel, zou de overblijvende hoeveel-i heid slechts kunnen worden behandeld door een cycloonscheider of 30 ; een paar schelders als daaraan een enorme diameter zou worden gegeven, hetgeen op zijn beurt een axiale lengte zou vereisen die onverenigbaar is met de acceptabele diepgangen. Dit probleem wordt opgelost door verschillende rijen scheiders aan te brengen, met voordeel in twee groepen die éLk in één van de rompen is geplaatst.

35 Deze scheiders zullen een aanzienlijk deel van het beschikbare horizontale oppervlak bezetten, bijvoorbeeld een derde van de lengte, stroomafwaarts van de inlaat van de verwijderingsspleet.

Fig· 7 geeft bij wijze van voorbeeld een mogelijke verdeling van de scheiders zoals 31 > weer in twee rijen van vier scheiders 40 in elke romp. De door de spleet 18 verwijderde hoeveelheid vloeistof 7920073 9 wordt gescheiden in twee takken 32 (fig. 7) die elk vier aftakkingen voeden. Elk van de aftakkingen voedt op zijn beurt parallel twee scheiders 31 via een verdeelklep 35 waarvan de regeling de hoeveelheden met elkaar in evenwicht kan brengen.

5 Gegeven de kinetische energieën voortvloeiende uit de grote tangentiële snelheden, is het gewenst hiervan het grootst mogelijke deel terug te winnen, bijvoorbeeld door deze te laten deelnemen aan de voortstuwing. Men kan voor dit doel voor elke scheider de inrichting die schematisch in fig. 8 is weergegeven invoeren. De 10 scheider 31 > die weergegeven is in fig. 8, bevat een verticale buis 34 die aan zijn bovendeel is voorzien van een een draaiende beweging gevende spiraal 35 > die wordt gevoed via de klep 33 > en aan zijn ondergedeelte een diffusor 36 voorzien van een leiding 37 voor het uitwerpen van gereinigd water. De bovenste spiraal 35 is voorzien van 15 een deksel 38 welke een centrale schoorsteen 39 beval; waardoorheen : de verontreiniging wordt aangezogen. De klep 33 kan zijn voorzien van een door het deksel 38 heen lopende as 40 en worden bediend door een niet weergegeven stangenstelsel voor het instellen van de klep.

20 Het samenstel van het verdeelsysteem (tak 32 en aftakkingen, verdelers 35) kan zich bevinden in de bovenzijde van de romp, terwijl de diffusor 36 en de uitlaatcollector waaraan zij zijn aan-! gesloten zich bevinden in de bodem van de romp. De collector van elke groep mondt uit in de leiding 14 stroomopwaarts van de voort-25 stuwers 41 (overeenkomende met de schroef 15 in fig. 1 en 2) via voortstuwers zoals schroefpompen.

De vloeibare massa die wordt aangezogen door de schoorstenen ; 39 zal. een aanzienlijk deel aan verontreiniging bevatten, soms in ' sterk geëmulgeerde toestand. Als deze verontreiniging bestaat uit 30 bepaalde hoeveelheden ongeraffineerd materiaal, zal deze massa een zeer grote viscositeit bezitten, in het bijzonder bij de temperatuur van het zeewater. Het verpompen daarvan via klassieke mechanische middelen zou zeer moeilijk zijn. Dit probleem wordt volgens een aspect van deuitvinding opgelost door te zorgen voor de circu-35 latie naar opslagreservoirs, die kunnen worden geplaatst in het deel voor de rompen, via damp·-.ejectors die tegelijkertijd de verontreiniging opnieuw verwarmen (op voordelige wijze een tiental ! graden) om de viscositeit daarvan te verkleinen en de noodzakelijke i bewegingshoeveelheid te verschaffen. Een eenvoudige berekening laat 40 zien dat het voldoende is dat de verhouding tussen dampmassa en te 7920073 10 verplaatsen vloeistofmassa in de orde van grootte van een honderdste is.

De reservoirs voor de uiteindelijke opslag kunnen zodanig zijn uitgevoerd dat zij zorgen voor een laatste scheiding door afschen-5 ken. Deze afschenking wordt bevorderd door de vloeibare massa in langzame draaiing te houden. Dientengevolge zal men in het algemeen gebruik maken van omwentelingsreservoirs met omtreksinspuiting van de massa die is afgescheiden door de schoorstenen 39·

De algemene indeling van de diverse onderdelen van de reini-10 gingsinstallatie kan die zijn welke schematisch is weergegeven in fig. 9· De orden van grootte van de verschillende parameters die een rol spelen kunnen zijn zoals hierna is gegeven, in het geval van een inrichting die is bestemd om te werken tot golfdalen 2 H van vier meter. Een dergelijke deining komt men vaak tegen aan de 15 Atlantische kusten, met een periode in de orde van grootte van 8 seconden en een golflengte in diepe wateren van 80 m.

De vorm van de achterstevens van elk van de rompen 11 en 12 zal zodanig zijn dat het door de schroeven 43 uitgeworpen water, die naar achteren slaan om de inrichting af te remmen of met kleine 20 snelheid te reinigen, het omgevingsmilieu niet verstoortj het aldus weggeworpen water zal bijvoorbeeld naar de diepere lagen worden afgebogen door de kiel van de achterstevens.

De inrichting zal dus twee rompen 11 en 12 bevatten (waarvan de laatste alleen maar in fig. 9 is weergegeven) van 80 m lengte en 25 12 m breedte. De voorstevenvorm is zodanig dat men komt tot een ver- wijderingsbreedte in de orde van grootte van 40 m. De diepgang zal ongeveer 8 m zijn.

De stroomopwaarts verwijderde hoeveelheid materiaal, boven de 3 vleugel 22, zal in de orde van grootte zijn van 1000 nr per seconde 3 30 en zal worden verminderd tot 500 nr per seconde in de omgeving van de inlaat van het rooster. De voortstuwers 30 (fig. 5) en 41 (fig.9) - waarbij deze laatste zijn bestemd om het verwijderde water naar achteren te werpen door de leiding 14 welk water niet loopt door de spleet 18 - zijn zodanig bepaald dat ongeveer 160 m^/seconde door 35 het rooster heen wordt afgevoerd. De hoeveelheid die wordt verwijderd door de spleet die is geplaatst in de nabijheid van het meta-center en die naar de scheiders wordt gezonden zal zijn in de orde van grootte van 10 m^/seconde.

De voortstuwers 41 kunnen worden aangedreven door motoren 42 40 die zijn geplaatst in de bovenzijde van de romp. Zij zullen deelnemen 7920073 11 aan de voortstuwing van het schip op dezelfde wijze als de hoofd-aandrijfmotoren van de schroeven 43 (die alleen maar worden gebruikt gedurende de vaart naar het te bewerken gebied en ook worden toegepast voor het richten van de inrichting), alsmede de schroeven 5 44 voor het uitwerpen van het water afkomstig uit de collector 37 en als de schroeven 30· De verontreinigingsmassa die is afgescheiden door de schoorstenen 39 zal via de leidingen 45 worden gevoerd naar de reservoirs geplaatst in de rompen voor de schelders 31·

Het zal duidelijk zijn dat talrijke wijzigingen in de uitvoe-10 ringsvorm van de hierboven beschreven inrichtingen kunnen worden aangebracht. Bovendien kan, om de nautische eigenschappen van het schip buiten de werkperiode te verbeteren, een valse voorsteven worden aangebracht die aan de voorzijde neerklapbaar is, maar die toch een waterstroom laat passeren om de voortstuwers 30 te voeden.

15 Tenslotte kan de inrichting bestaan uit een eenvoudige stomp die kan worden gekoppeld aan een klassiek vaartuig.

De inrichting kan een zeer variabele lengte bezitten. De voort-bewegingssnelheid tijdens de werkzaamheden zal in het algemeen verschillend worden gekozen alnaargelang de inrichting betrekkelijk 20 klein van bouw is (bijvoorbeeld kleiner dan 30 m) of daarentegen een groot tonnage bezit.

In het eerste geval zal men er vaak belang bij hebben om te werken met eensnelheid die dicht ligt bij de snelheid van de deining, of zelfs indien mogelijk daaraan gelijk is : immers in dit 25 laatste geval vindt de demping nagenoeg automatisch plaats er van uitgaande dat aan de voorzijde van de inrichting nagenoeg permanente werkomstandigheden heersen. Als de snelheid van schoonvegen van het zee-oppervlak groot is is een convergentie van de laag aan de oppervlakte minder belangrijk en kan men gebruik maken van een praktisch 30 symmetrische vorm van de rompen. Bovendien kunnen de afbuigprofielen verplaatsbaar zijn en slechts op diepte worden gebracht als de snelheid onder de werkomstandigheden is bereikt.

Om de mechanische weerstand van de inrichting te verhogen zijn de twee zijdelen op voordelige wijze aan de bovenzijde met elkaar 35 verbonden door een boven het wateroppervlak uitstekdn platform 'dat hoog genoeg is geplaatst om het stampen te voorkomen en aan hun ondergedeelte door een permanent ondergedompelde constructie.

| De vleugels 22 en 24 van fig. 5 en. 6 vormen een dergelijke con-: structie.

4° Om de mechanische weerstand van een dergelijk samenstel nog 7920073 12 meer te -^groten, welk samenstel reeds een caisson vormt, en in het bijzonder de weerstand tegen buiging van de mogelijke vleugels te verbeteren, wordt op voordelige wijze een centraal verticaal deel aangebracht tussen het platform en de ondergedompelde con-5 structie. Dit centrale deel kan zich uitstrekken over slechts een deel van de lengte van de zijdelen. Dit deel is op voordelige wijze zodanig dat in samenwerking met de zijdelen en de afbuigvleugels, de dieper liggende lagen naar beneden worden afgebogen, de divergentie van de stroming aan de oppervlakte wordt verminderd hetgeen 10 de neiging heeft om de omtrekkende beweging van het water om de inrichting in dit gebied op te wekken en de vangbreedte van verontreinigingen, die zich in de vorm van een dikkere laag aan de inlaat van de verwijderingsmiddelen zal aanbieden te'vergroten.

| In de uitvoeringsvorm die schematisch is weergegeven in de zich 15 fig· 10 en 11 steken de kielen van de zijdelen, zoals 11, uit vanaf i de plaats waar de voorsteven van deze delen de waterlijn snijdt.

Het centrale deel 42 steekt zelf naar voren uit vanaf deze kielen : en maakt het op deze wijze mogelijk gebruik te maken van een voorste pijlvormige vleugel 22. De aldus verkregen circulatie om de kielen 20 en de vleugels, die in fig. 10 door pijlen schematisch is weergegeven, vergroot de vangbreedte.

Hetzelfde effect kan ook worden verkregen door gebruik te maken van de eigenschap van de vleugels aan het vrije uiteinde een vrije wervelbuis op te wekken die in het zog van de vleugel op een grote 25 afstand een geïnduceerde snelheid doet verschijnen die wordt samengesteld met de relatieve snelheidsvector van de niet verstoorde stroom. In de schematisch in fig. 12yweergegeven uitvoeringsvorm : doet de voorvleugel 45 in de vloeibare massa een vrije werveling 44 ontstaan welke zich samenvoegt met een virtuele met de vleugel ver-;30 bonden werveling 45 met dezelfde circulatie, uitgaande van het centrale deel 42.

Opgemerkt wordt dat, als men gebruik maakt van rechte vleugels, de verbonden wervelingen nagenoeg loodrecht staan op het symmetrie-vlak en slechts dwarscomponenten met een verwaarloosbare snelheid 35 induceren. Het is dus van belang om gebruik te maken van zeer spitse vleugels, die gebonden wervelingen 45 opwekken met een spits in de nabijheid van die van de rand van de vleugel die wordt aangestroomd, dus in lengterichting lopende grote componenten heeft waarvan het nuttige effect wordt toegevoegd aan dat van de vrije 40 wervelingen 44· 7920073 15

Het is van belang op te merken dat het nagestreefde nuttige effect geen draagvermogen bezittend effect is, maar bestaat uit het opwekken van wervelingen waarvan de as een in lengterichting lopende component bezit. Het is dus niet noodzakelijk dat de draag-5 krachten verticaal zijn gericht s de vleugelvlakken kunnen dus schuin lopen of zelfs verticaal als men beschikt over een ondersteuning die geschikt is om het spoorgat van de vleugel te fixeren.

Fig. 13 tot en met 15 geven een centraal deel 42 weer dat voor dit doel een onderste verdikking 46 bezit waarvan naar boven toe 10 een reeks praktisch verticale vleugels 47» 48» ···> 49 uitsteekt.

He verdikking 48 vormt een vloer voor de zijdelen zoals 12. Heze kan zodanig zijn uitgevoerd dat deze een keerschot vormt.

In dit geval loopt de stroming boven de rand van de vloer 46 met een zijdelingse snelheidscomponent die naar buiten is gericht.

15 Als de zijdelingse snelheidscomponent van de stroom onder de vloer 46 kleiner is, ontstaat een tegenwerkende werveling bij de verbin- ; ding van deze twee stromen, hetzij in de vorm van een virtuele werveling binnen de rand van de vloer, hetzij in de vorm van een reële wervelende laag vanaf deze rand. Hit effect kan worden ver-20 meden door het samenstel van de vloer 46 schuin naar boven en naar voren te richten : deze gedraagt zich dan als een vleugel met een | positieve invalshoek en de stroom divergeert onder het ondervlak.

Men kan ook de zijdelingse divergentie van de stroom onder de vloer 46 verschaffen door middel van daaronder verticaal geplaatste vleu-I25 gels. Hergelijke vleugels hebben als effect dat zij de gehele of een gedeelte van de tegenwerkende werveling van de rand vervangen door tegenwerkende wervelingen die uitgaan van de punt van de vleugels, | waarbij de verplaatsing naar onderen toe van alle of een gedeelte , van de tegenwerkende wervelingen een gunstig effect uitoefenen ;30 op het niveau van het vrije oppervlak. Een deel van de sterkte van de werveling die is verbonden met elke vleugel 47» 48,49 plant zich voort naar het inwendige van de vloer 46 en gaat de sterkte van de mogel.ijk tegenwerkende wervelingen compenseren. He overblijvende sterkte zet zich voort tot aan de ziel van het centrale deel 42, 35 vanwaaraf een algemene versnelling van de stroom boven de vloer plaatsvindt, waardoor de boeggolf van het centrale deel kan worden verkleind.

Om buitensporige bewegingen van het water ten opzichte van de ondergedompelde afbuigvleugels tengevolge van het stampen te voor-40 komen, zal het in het algemeen nodig zijn om, ten minste aan het 7920073 ' ' Η deel van de inrichting voor het centrale deel 42, een voldoende breedte te geven ter hoogte van de waterlijn.

Men kan ook marginale nuttige wervelingen opwekken door middel van vleugels die zijn bevestigd op een smalle centrale kiel die is 5 geplaatst onder de verdikking 46 of die verticaal is geplaatst onder de bodem. De invloed van deze wervélingen op de oppervlakte is echter beperkt door hun grote dompeldiepte en voor de gebonden tegenwerkende wervelingen die zij ontwikkelen binnen de verdikking 46.

Een dergelijke inrichting is schematisch in fig. 16 tot en met 18 10 weergegeven. De onderste verdikking.van de centrale romp 42 is verlengd met een kiel 50 welke pijlvormige afbuigvleugels 51» 52 en 53 draagt.

Men kan de divergentie van de stroom aan de oppervlakte tengevolge van de omstroming van de inrichting door het water vermin-15 deren door de omstroming naar beneden toe dicht bij het symmetrie-vlak te bevorderen, ten koste van de zijdelingse omstroming.

Hiertoe is het voldoende het binnenvlak van de verdikking 46 uit te hollen. Deze inrichting kan worden gecombineerd metAgebruik van afbuigvleugels van de soort die reeds in fig. 16 tot en met 18 20 zijn weergegeven. Men komt op deze wijze tot de schematisch weer-,; gegeven vorm in fig. 19 en 20 waarin de onderdelen die overeenkomen met die van fig. 16 tot en met 18 zijn aangegeven met hetzelfde verwijzingsgetal. Men ziet dat de verdikking 54 de neiging heeft om dé omstroming van het centrale deel via de onderzijde te begun-25 stigen ten koste van de zijdelingse omstroming.

Tenslotte kunnen, in het geval waarin de verdikking 46 die de vloer vormt een reeks praktisch verticale naar boven uitstekende vleugels draagt, de uiteinden van bepaalde van deze vleugels onderling mechanisch met elkaar worden verbonden door een horizontaal 50 ondergedompelde of iets schuin liggende plaat die alle of een gedeelte van de uiteinden van deze vleugels afdekt en die aan de zijde van de aanstroomranden kan uitsteken. Het samenstel van de vloer, vleugels en deksel vormt dan een caisson terwijl de helling van dé wijkende randen van de vleugels ten opzichte van het symmetrievlak 55 van de inrichting een stroming met een grote dwarscomponent tussen deze vleugels opwekt. Deze stroming blijft bestaan als deze caisson; naar achteren toe onder het voorgedeelte is verlengd met een zijromp. Op deze wijze wordt de stroom die is afgescheiden tussen de centrale romp en deze zijromp onderworpen aan een toenemende aftapping ter 40 hoogte van de onderste lagen, waardoor de uiteindelijk afgescheiden hoeveelheid vloeistof wordt verrijkt met verontreinigingen.

7920073

Claims (16)

1. Inrichting voor het selectief verwijderen van een laag lichte vloeistof, zoals een koolwaterstof, die drijft op de oppervlakte van een watervlak dat onderhevig is aan deining, welke in-5 richting een romp hevat welke aan één uiteinde twee zijdelen draagt die, tezamen met een verbindingsdwarsdeel, dat een achterbodem vormt, een bassin begrenzen waarvan de lengte overeenkomt met ten minste een vierde van de golflengte van de deining in vrije wateren, waarbij de inrichting voortstuwingsmiddelen bevat waarmee de in-10 richting voor de deining uit bewegend kan worden gehouden, terwijl het andere uiteinde is gekeerd naar de deining, met het kenmerk, dat de genoemde bodem van het bassin via een aan-stroomleiding waarin een aandrijforgaan voor het water is geplaatst en waarvan de bovenwand is voorzien van een spleet voor het ver-15 wijderen van het bovengedeelte van de in de leiding gestroomde stroom, is verbonden met het genoemde andere uiteinde van de romp, : waarbij de inlaat van de genoemde leiding op voordelige wijze is geplaatst in de nabijheid van het dwarsvlak dat loopt door het metacenter van de inrichting.

2. Inrichting volgens conclusie 1, m e t het ken merk, dat de leiding is begrensd door een bovenconstructie en een onderconstructie, waarbij de bovenconstructie aan de stroomlijnen van de stroom in het stroomopwaartse deel van de leiding, voor de verwijderingsspleet, een buiging geeft waarvan de holheid 25 naar boven is gericht over een afstand van verscheidene meters.

3· Inrichting volgens conclusie 2,met het kenmerk, dat de leiding een hals bevat waarvan de rechte doorsnede in de orde van grootte is van de helft van de rechte doorsnede aan de inlaat van de leiding. 30

4· Inrichting volgens conclusie 1,met het ken merk, dat de zijdelen in hun ondergedeelte met elkaar zijn verbonden door afbuigvleugels die de neiging hebben om de diepe lagen van de stroom tussen de genoemde zijdelen onder de verbindingswand terug te voeren. 35

5· Inrichting volgens conclusie 1,met het ken merk, dat de kielen van de zijdelen een tussenruimte bezitten die naar de voorzijde van de inrichting toeneemt tot bij de voorsteven terwijl de kielen van de achterstevens op voordelige wijze een zodanige vorm bezitten dat zij de waterstroom van de hoofd-40 aandrijfschroeven, als deze naar achteren slaan, afbuigen. 7820073

6. Inrichting volgens conclusie 2, 3> 4 of 5» m © "t het kenmerk, dat de zijdelen met elkaar zijn verbonden door een wand die is ondergedompeld tot een diepte die aanzienlijk groter is dan de hoogte van de deining, welke wand nagenoeg horizontaal ligt, 5 is doorboord door openingen en voor de bodem is geplaatst, en bijvoorbeeld bestaat uit een rooster waardoorheen voortstuwingsmiddelen een hoeveelheid water aan zuigen om dit onder de verbindingswand terug te werpen.

7. Inrichting volgens conclusie 1,met het k e n -10 merk, dat de stroom die wordt verwijderd door de spleet wordt verdeeld tussen verscheidene cycloonscheiders met verticale as, welke op voordelige wijze in de genoemde zijdelen zijn verdeeld in een of meer rijen.

8. Inrichting volgens conclusie 7>met het k e n -15 merk, dat de cycloonscheiders die zijn bevestigd in eenzelfde zijdeel elk zijn voorzien van een cilindrische verdeelinrichting, waarbij alle verdeelinrichtingen parallel worden gevoed door een tweedimensionaal veedeelsysteem door middel van een klep, en van een diffusor voor het terugwinnen van energie die is geplaatst aan 20 het onderste gedeelte van de cycloon, waarbij alle diffusors zijn verbonden met eenzelfde afvoernet voorzien van een uitwerporgaan.

9· Inrichting volgens conclusie 8,met het kenmerk, dat de schelders aan hun bovengedeelte zijn voorzien van een leiding voor het afvoeren van een hoeveelheid vloeistof die de 25 ; lichte vloeistof bevat naar opslagvaten die zijn aangebracht in de ! genoemde zijdelen.

10. Inrichting .volgens conclusie 9> m e t het kenmerk, dat de afvoerleidingen zijn voorzien van circulatiemiddelen bestaandeλSamp-ejectoren.

11. Inrichting volgens conclusie 1 of 7( m e t het ken merk, dat deze een centraal verticaal deel bevat, geplaatst tussen de zijdelen, dat naar voren uitsteekt ten opzichte daarvan en afbuigvleugels draagt voor het opwekken van wervelingen waarvan de richting de neiging heeft om de divergentie van de stroom aan de 35 oppervlakte tengevolge van omstroming te verkleinen.

12. Inrichting volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat ten minste de meest naar voren geplaatste vleugels een vrij uiteinde bezitten.

13· Inrichting volgens conclusie 11 of 12,met het ken-40 m e r k., dat het centrale deel een zijdelingse ondergedompelde ver- /820073 * dikking bezit welke afbuigvleuge1s draagt die naar boven en/of naar beneden uitsteken.

14. Inrichting volgens conclusie 13, m e t het kenmerk, dat het centrale deel naar onderen toe eindigt in een kiel 5 welke afbuigvleugels draagt onder de zijdelingse ondergedompelde verdikking.

15. Inrichting volgens een der conclusies 11 t/m 14» me t het kenmerk, dat het ondervlak van het centrale deel zodanig is uitgehold dat de omstroming naar beneden toe wordt bevor- 10 derd.

16. Inrichting volgens conclusie 13, m e t het kenmerk, dat zekere ten minste van de vleugels die naar boven uitsteken aan hun bovenuiteinde met elkaar zijn verbonden door een : deksel vormende plaat, waarbij de aldus gevormde caisson dringt 15 tot onder het voorste deel van een zijromp die de afgescheiden stroom scheidt van de binnenstroom ter hoogte van het vrije oppervlak. 7920073