NO176066B - Anordning for oppsamling av oljesöl - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår en anordning for oppsamling av oljesøl og lignende fra en vannoverflate med bølger.

Det finnes tallrike forslag til hjelpemidler for oppsamling av oljesøl, men felles for disse er at dårlig vær med bølger gjør utstyret mer eller mindre ineffektivt eller endog fullstendig ubrukbart. Eksempler på slikt kjent utstyr er å finne i norsk patent 148.196, tysk patent 3.728.937, svensk patent 433.637 og US-patent 3.757.953. De to først-nevnte patentskrifter angår en fartøykonstruksjon med innbyrdes innstillbare skrogdeler for innsamling av oljesøl mellom disse. Selve oppsamlingen av oljelaget fra vannoverflaten er helt underordnet i de to patentskrifter. Svensk patent 433.637 og US-patent 3.757.953 er imidlertid rettet mot konstruksjoner for oljeoppsamling fra havoverflaten. Begge forslag omfatter en terskel innrettet til å forløpe på tvers av den relative bevegelsesretning mellom utstyret og et oljeflak, med terskelen senket noe under vannoverflaten. Det er åpenbart at disse løsninger vil være fullstendig ubruke-lige når det forekommer bølger av betydning der hvor oljeopp-samlingen ønskes utført.

Videre kan det henvises til britisk patentpublikasjon 2.182.260, som viser en oljeoppsamlingsanordning omfattende en forholdsvis langstrakt kanal dannet av to sidebegrensningsflater som i hovedsak divergerer fra hverandre ut fra en smal indre ende mot en bredere munning. Anordningen forut-setter bevegelse gjennom vannet for å få en relativ vann-strømning inn gjennom kanalen. Også her vil bølger represen-tere et problem.

I motsetning til tidligere kjente forslag, går foreliggende oppfinnelse ut på en løsning som positivt utnytter forekommende bølger på vannoverflaten for oppnåelse av en effektiv funksjon ved oljeoppsamling. I denne forbindelse skal det også henvises til norsk patent 149.898 som i prinsippet kan ansees å utnytte bølgebevegelser på en måte som langt på vei svarer til de tanker som ligger til grunn for denne oppfinnelse. Dette tidligere norske patent er imidlertid rettet mot utnyttelsen av bølgekraft for energi-produksjon og tar primært sikte på permanente, landbaserte anlegg for dette formål.

På denne bakgrunn består det nye og særegne ved oppsamlingsanordningen ifølge foreliggende oppfinnelse i første rekke i at i det minste én av de to sidebegrensningsflater langs en del av sin lengde har sin overkant innrettet til å innstilles med slik høyde (fribord) i forhold til vannoverflaten at bølger som fra munningen vandrer inn i kanalen vil skylle over sidebegrensningsflaten(e)s overkant med sine bølgetopper, og at en oppsamlingsbeholder er anordnet i tilknytning til vedkommende sidebegrensnings-f late (r) for oppsamling av vann og olje som er skyllet over den nevnte overkant.

Praktiske konstruksjoner av anordningen ifølge oppfinnelsen kan ha form av spesielt utformede fartøyer eller kombinasjoner av fartøyskrog som danner den spesielt utformede kanal som angitt ovenfor. Kanal og oppsamlingsbeholder kan også utføres som separate konstruksjoner spesielt tilpasset sine respektive funksjoner. Konstruksjonene kan være basert på konvensjonelle, stive materialer, såsom metall- eller plastplater etc. De kan imidlertid også bygges helt eller delvis av forholdsvis myke materialer, f.eks. gummi- eller plastduker. Formstivhet av slike konstruksjoner kan tilveiebringes ved å bygge enhetene med dobbelte vegger, avstive konstruksjonen med rør av plastduk etc. og å fylle slike rør, dobbeltvegger og lignende med luft eller en væske under et trykk som gjør at den ønskede stivhet blir oppnådd. Et passende forhold mellom f.eks. luft og vann i slike fyllinger kan samtidig benyttes til å gi konstruksjonen eller dennes enheter den ønskede oppdrift i vannet, idet varierende ballastering ytterligere kan utnyttes til å innstille høyden av den nevnte overkant eller terskel, det vil si fribord, i forhold til vannoverflaten.

Til nærmere forklaring av oppfinnelsen skal utførelses-former av denne beskrives i det følgende under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 i skjematisk planriss viser en første utførelses-form basert på to skipsskrog og sleping ved hjelp av slepebåt, fig. 2 viser et sideriss av ett av skrogene som inngår i

arrangementet på fig. 1,

fig. 3 viser på lignende måte som fig. 1 en annen utførelsesform basert på en mer spesiallaget og

kombinert fartøykonstruksjon,

fig. 4 viser arrangementet på fig. 3 sett fra siden, og fig. 5 viser i tverrsnitt et spesielt eksempel på en konstruksjon av en oppsamlingsbeholder som kan inngå i anordningen på fig. 3 og 4.

Fig. 1 viser to skipsskrog eller lektere 1 og 2, som langs nærliggende akterpartier 10 blir holdt sammen ved hjelp av koblingsinnretninger som antydet ved 100A og 100B. Under en oppsamlingsaksjon blir de to skrog 1 og 2 i sammenkoblet stilling slept f.eks. av to taubåter 21 og 22, og et slepearrangement som kan innbefatte lengder av mer eller mindre konvensjonelle oljelenser 11 og 12, som er forbundet med baugen 111, respektive 212 på skrogene 1 og 2. Lensene 11 og 12 virker på vanlig måte til å samle utbredte oljeflak til en mer konsentrert form før selve oppsamlingen fra vannoverflaten, slik det skal beskrives i det følgende.

Den spesielle oppsamlingsvirkning basert på bølgeb-evegelser i vannoverflaten fremkommer i den innad avsmalnende kanal som er begrenset av de to skrogsider IB og 2B fra baugpartiene 111, respektive 212, inn til en indre smal ende ved punktet 10B.

Som det fremgår mer spesielt av fig. 2 er skroget 1 (og tilsvarende skroget 2) utformet med et senket parti 1BC på den skrogside IB som er innrettet til å vende mot skroget 2 i operativ stilling. Dette senkede parti 1BC danner en terskel eller overløpskant som ved ballastering av skroget er innrettet til å bringes i en passe høyde (fribord) over vannoverflaten, slik at bølger som vandrer inn i kanalen mellom skrogene vil kunne skylle over denne terskel 1BC og bli oppsamlet i beholdere 3 og 5 som dannes av de respektive skrog 1 og 2. Bølgeinnfallsretningen er som indikert med pilen A på fig. 1 og 2. Ved hensiktsmessig manøvrering blir hele slepet og de to skrog 1 og 2 som danner oppsamlings-kanalen, orientert slik i forhold til den forekommende bølge-retning, at bølgene faller inn mot kanalen med den retning som angitt med pilen A.

Som en særskilt mulighet i tilfelle av at naturlige bølger ikke forekommer i det akutelle område under en ønsket oppsamlingsoperasjon, kan det anordnes en bølgefrembringende innretning 19 i slepearrangementet. Forskjellige kjente utførelser av slike innretninger eller bølgemaskiner vil kunne brukes for dette formål. En ytterligere mulighet på dette punkt består i at slepebåtene 21 og 22 i seg selv kan frembringe de ønskede bølgebevegelser, eventuelt ved å ha særskilte konstruksjoner i forbindelse med sine fremdrifts-propeller.

Som beskrevet i forannevnte norske patent 149.898 vil bølger som vandrer inn i en slik avsmalnende kanal bygge seg opp til en større bølgehøyde, inntil bølgetoppene skyller over terskelen eller overkanten på sidebegrensningsflåtene som danner kanalen. Denne virkning er søkt illustrert på fig. 2, hvor bølgetoppen AY overskrider terskelhøyden for overkanten 1BC, slik at olje og kanskje noe vann på overflaten vil føres over terskelen og inn i oppsamlingsbeholderen 3 (fig. 1) . Den etterfølgende bølge AX har i dette eksempel akkurat nådd opp til overkanten eller terskelen 1BC med sin bølgetopp. Avhengig av de innfallende bølgers høyde i forhold til den innstilte terskelhøyde eller fribord for overkanten 1BC, vil åpenbart overskyllingen av bølgetopper kunne inn-ledes allerede på et mer foranliggende punkt på lengden av overkanten 1BC mellom dennes endepunkter 1AB og 10B på tegningenes fig. 1 og 2. I dette eksempel forløper således dette senkede terskelparti eller overkanten 1BC langs størstedelen av lengden av skrogsidene som danner kanalens begrensningsflater. På skroget 2 utgjør det senkede terskelparti en tilsvarende lengde fra det fremre punkt 2AB til den nevnte indre, smale ende 10B. Det er imidlertid grunn til å nevne at overskylling av olje og eventuelt vann inn i oppsamlingsbeholderen vil kunne bevirkes også i vann uten bølger, dersom oppsamlingsanordningen er under slep som forklart ovenfor og terskelhøyden er innstilt under en viss grense som blant annet avhenger av slepehastigheten.

Som vist ved 110 på fig. 1 er det et visst lite mellom-rom mellom de to skrogsider, slik at det fremkommer:en fri,

gjennomgående vannpassasje bakover fra den nevnte indre ende 10B av kanalen. En slik gjennomgående passasje vil kunne være en fordel under visse forhold, slik at en del av vannmengden 1 bølgene vil kunne strømme gjennom og så og si etterlates akterut for de to skrog under sleping gjennom et havområde med oljesøl på overflaten.

Et spesielt senket terskelparti med overkanten 1BC som beskrevet ovenfor i tilknytning til fig. 2, er ikke uom-gjengelig nødvendig for den tilsiktede effekt. Når sidebegrensningsflåtene langs kanalen dannes av skipsskrog som i det omtalte eksempel, ville-en helt tilsvarende effekt kunne fremkomme med en slik terskel eller overkant helt tilsvarende den konvensjonelle reling på skipsskrog, som vist ved 1C på fig. 2. Denne kan være tilnærmet rettlinjet ved betraktning i vertikalplanet, og fortrinnsvis horisontal, slik som på fig. 2, men awik fra dette foretrukne og noe idealiserte arrangement i så måte kan tenkes. Ballasteringen av anordningen og dermed fribord, eventuelt med varierende terskel-høyde langs lengden av sidebegrensningsflåtene, kan være formålstjenlig under spesielle forhold.

En annen variasjonsmulighet består i at de to skrog 1 og 2 på fig. l ved hjelp av koblingsinnretningene 100A og 100B kan innstilles med sine lengdeakser i forskjellige vinkler i forhold til hverandre, hvilket medfører endring av kanalens form ettersom skipssidene eller sidebegrensningsflåtene IB og 2B samtidig vil få endret stilling i forhold til hverandre. Dermed kan divergensvinkelen i kanalen og bredden av munningen mellom baugpartiene 111 og 212 innstilles.

Som allerede nevnt kan de to skipsskrog 1 og 2 i seg selv utnyttes til å danne oppsamlingsbehoIdere 3, respektive 5, for olje som fjernes fra vannoverflaten. Skrogene kan være oppdelt i seksjoner med skott eller lignende med sikte på en dempning av vann- og oljebevegelser i beholderne, hvilket blant annet befordrer en ønsket separering av vann og olje som er skyllet inn i oppsamlingsbeholderne. På fig. 1 er det for skroget 2 eksempelvis markert tre beholderseksjoner 5A, 5B og 5C, fremkommet ved oppdeling som her forklart. Det vil innsees at en viss begrenset innbyrdes væskekommunikasjon bør være tilstede mellom slike oppdelte seksjoner eller enkeltrom. Det kan være en fordel at nivået i hver oppsamlingsbeholder er innrettet til å være tilnærmet det samme som det midlere nivå av vannoverflaten omkring.

Også innstillingen av sidebegrensningene, f.eks. ved ballastering, til ønsket fribord for terskel- eller over-kantpartiet under oljeoppsamling fra bølger, har betydning for å oppnå så vidt mulig rolige og dempede forhold i oppsamlingsbeholderne 3 og 5. Da oljen på denne måten vil bli liggende over vannmengden i beholderne, kan det være en stor fordel å anordne åpninger ved bunnen av oppsamlingsbeholderne, slik at vannet etterhvert vil kunne passere ut mens oljen blir tilbake øverst i oppsamlingsbeholderne. Utførel-seseksemplet på fig. 5 viser mer detaljert en løsning på dette punkt.

Fig. 3 og 4 viser et eksempel på en annen utforming av en oljesamler ifølge oppfinnelsen. Denne omfatter en egen kanalenhet 15 innrettet til å kobles sammen med eller bygges inn i en oppsamlingsbehoIder 30, som også utgjør en separat enhet innrettet til fortrinnsvis løsbart å kobles til kanalenheten 15. Denne kombinerte konstruksjon er således tenkt oppbygget av seksjoner eller vegger og slik at kanalen enten har en fiksert form, i motsetning til kanalen på fig. 1, eller er innrettet til å kunne innstilles i forskjellige konfigurasjoner. Konstruksjonen på fig. 3 og 4 ansees velegnet for utførelse i myke materialer, såsom plastduk eller lignende, som nevnt ovenfor.

Også utførelsen på fig. 3 og 4 er innrettet til å slepes, f.eks. ved hjelp av to taubåter 31 og 32 med et slepearrangement hvor det kan inngå lenselengder 13 og 14 i likhet med det som ble omtalt i forbindelse med fig. 1. Det er selvsagt mulig å utstyre oppsamlingsfartøyet med eget fremdriftsmaskineri og navigasjonsutstyr, slik at det blir selvgående og uavhengig av slepebåter.

Kanalenheten 15 med sine sidebegrensningsflater 15A og 15B kan festes til beholderen 30 ved hjelp av hensiktsmessige festeanordninger. Som det særlig fremgår av fig. 4 har kanalen i dette eksempel en tett bunn 15C som kan være beliggende så dypt at den ikke har nevneverdig innvirkning på de innfallende bølger. Som tidligere forklart er det imidlertid for virkningens skyld overhodet ikke nødvendig å ha noen bunn i kanalen. I utførelsen på fig. 3 og 4 har bunnen nærmest en styrkemessig funksjon. Som tegnet på fig. 1 kan kanalen 15 ansees å være lukket ved den indre ende 150, men likesom i eksemplet på fig. 1 kan det ved denne indre ende være anordnet en åpning for fri vanngjennomstrømning, enten i retning nedad og ut i sjøen eller inn i tilstøtende oppsamlingsbeholder.

Konstruksjonen av beholderen 30 kan omfatte fag-verkslignende avstivninger 33 og langs overkanten pontonger eller oppdriftslegemer 3OA som helt eller delvis kan fylles med vann eller luft, og som ved riktig ballastering vil sikre en passende overhøyde av beholderens vegger og terskelhøyde (fribord) for den tilkoblede kanal 15 i forhold til vann-flaten. Kanalenheten 15 selv kan også med fordel være utstyrt med slike oppdriftslegemer, slik at den kan manøvreres og ballasteres uten tilkoblet oppsamlingsbeholder 30. Noe av poenget med en slik oppdeling i separate enheter for henholdsvis kanal og beholder, er at oppsamlingsbeholderen, når den er fylt med olje, kan løsgjøres og slepes som en egen transport til f.eks. et landanlegg for mottak av oljesøl, samtidig som en annen tom og tilsvarende beholder kobles til kanalenheten. En lignende arbeidsmåte kan selvsagt gjennom-føres med arrangementet på fig. 1.

Fig. 4 viser skjematisk en bunndel 40 på oppsamlingsbeholderen 30, og som tidligere nevnt er det hensiktsmessig å anordne åpninger eller ventiler i eller ved denne bunnkonstruksjon for å slippe ut oppsamlet vann, slik at kapasiteten av oppsamlingsbeholderen kan utnyttes maksimalt for oppsamlet oljesøl. Den omtalte separerings-virkning gjør at det vann som slippes ut er tilstrekkelig fritt for olje til at utslipning er akseptabelt.

Et mer konkret eksempel på en konstruksjon av en oppsamlingsbeholder 60 er vist på fig. 5. Denne konstruksjon er vist i tverrsnitt, som f.eks. kunne svare til den bakre del av oppsamlingsbeholderen på fig. 3, det vil si bakenfor kanalen 15. Konstruksjonen på fig. 5 omfatter dobbelte sidevegger 41A-42A, henholdsvis 41B-42B, som danner lukkede hulrom eller flotører innrettet til å gi den nødvendige oppdrift for hele beholderkonstruksjonen, analogt med pontongene 3OA på fig. 3 og 4.

Videre har beholderen på fig. 5 en bunn 50 som langs kantene har oppadstikkende platedeler 5IA og 5IB innenfor de forannevnte dobbelte vegger. Ved hjelp av passende feste-innretninger vist ved 55 er bunnen 50, eventuelt platedelene 5IA og 5IB sammenføyet med beholderkonstruksjonen forøvrig. Som indikert med pilen B kan dermed vann som er kommet inn i beholderen 60 unnslippe til sjøen omkring, mens et oppsamlet oljelag 66 blir liggende øverst i beholderen. Vann-nivået innenfor og utenfor beholderen blir tilnærmet det samme som følge av åpningene ved bunnen. Hvor høyt oppsamlingsbeholderen 60 skal flyte i vannet kan reguleres ved hjelp av egnet utstyr som kan slippe luft ut av eller pumpe luft inn i hulrommene mellom de dobbelte sidevegger. Disse rom kan av ballasteringshensyn være inndelt i passende seksjoner ved hjelp av horisontale og/eller vertikale skott (ikke vist på figuren). Med sikte på en effektiv separering mellom olje og vann, særlig i betraktning av mulige overflatebevegelser som følge av vann og olje som skylles inn i beholderen over den nevnte terskel eller overkant (ikke vist på fig. 5), er det av betydning at oppsamlingsbeholderen har tilstrekkelig dybde i forhold til sine overflateareal. Konstruksjonen på fig. 5 kan primært ansees oppbygget av stive materialer, f.eks. stålplater og lignende, men vil også eventuelt med mindre modifikasjoner, kunne lages av myke materialer med fluidum-fylling slik som tidligere omtalt.

Både kanalen og oppsamlingsbeholderen kan være uten bunn over hele eller deler av sitt grunnareal. Dersom beholderen har hel bunn og særskilte åpninger eller ventiler for å slippe ut vann, kan disse være regulerbare og helt lukkbare for eksempelvis under transport å sikre at et innhold av olje eller andre forurensninger ikke lekker ut. Andre mulige modifikasjoner av de utførelsesformer som er vist på tegningene kan bestå i at fribord eller terskelhøyden for den viktige overskyllingskant er innstillbar på annen måte enn ved hjelp av ballastering av vedkommende skrog eller enhet i sin helhet, f.eks. ved at tilsvarende platedeler kan forskyves opp eller ned i forhold til den omgivende konstruksjon. Som eksempel på dimensjoner for denne terskel-høyde eller fribord, kan nevnes høyder på opptil 3-4 meter over midlere vann-nivå, avhengig av høyden av forekommende bølger.

Med en anordning som her beskrevet blir det oppnådd meget stor kapasitet i oppsamlingsvirkningen, det vil si at meget store vannvolumer kan behandles og renses for oljesøl og lignende som flyter på overflaten.

Claims (8)

1. Anordning for oppsamling av oljesøl o.l. fra en vannoverflate, fortrinnsvis med bølger (A), omfattende en forholdsvis langstrakt kanal dannet av to sidebegrensningsflater (IB, 2B, 15A, 15B) som i hovedsak divergerer fra hverandre ut fra en smal, åpen eller lukket indre ende (10B,150) mot en bredere munning (111-212) innrettet til å vende stort sett mot bølgeinnfallsretningen (A) , idet kanalen er bevegbar, såsom ved sleping ved hjelp av ett eller flere fartøyer (21, 22, 31, 32), særlig mot bølgeinnfallsretningen (A), karakterisert ved at i det minste én av de to sidebegrensningsflater (IB, 2B, 15A, 15B) langs en del av sin lengde (10B-1AB) har sin overkant (1BC) innrettet til å innstilles med slik høyde (fribord) i forhold til vannoverflaten at bølger (AX, AY) som fra-munningen (111-212) vandrer inn i kanalen vil skylle over sidebegrensningsflaten(e)s overkant (1BC) med sine bølge-topper, og at en oppsamlingsbeholder (3, 5, 30) er anordnet i tilknytning til vedkommende sidebegrensningsflate(r) (IB, 2B, 15A, 15B) for oppsamling av vann og olje som er skyllet over den nevnte overkant (1BC).

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den i et område foran munningen er forsynt med en bølgefrembringende innretning (19) beregnet til å generere bølger med den nevnte bølge-innf allsretning (A) .

3. Anordning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at kanalens form (1B,2B) sett i horisontal- og vertikalplanet, samt kanalens terskel-høyde (1BC) (fribord) er regulerbare såsom ved innstilling (100A,100B) av de enkelte enheter (1,2) som sidebegrensningsflater (1B,2B) og bunn er bygget opp av, eller ved ballas-ter ing av kanalen i lengde- og tverr-retningen.

4. Anordning ifølge et av kravene 1-3, karakterisert ved at oppsamlingsbeholderne (3, 5, 30, 60) er innrettet til å være åpne ved bunnen under oppsamling av oljesøl o.l.

5. Anordning ifølge et av kravene 1-4, karakterisert ved at oppsamlingsbeholderne (3, 5) er forsynt med stort sett vertikale skott eller dele-vegger for dannelse av enkeltrom (5A, B, C) som har en viss begrenset innbyrdes væskekommunikasjon, for demping av væske-bevegelsene i oppsamlingsbeholderne.

6. Anordning ifølge et av kravene 1-5, karakterisert ved at de nevnte to sidebe-grensningsf later dannes av to lekter- eller båtskrog (1, 2) som er sammenkoblet (100A, B) langs et parti (10) av innbyrdes tilstøtende skrogsider, idet den nevnte munning dannes mellom fremre baugpartier (111, 212) på de to skrog, og ett eller begge skrog (1, 2) utnyttes som oppsamlingsbeholder (3, 5) •

7. Anordning ifølge et av kravene 1-5, karakterisert ved at de to sidebegrensningsflater (15A, 15B) dannes av en separat kanal-enhet (15) oppbygget av seksjoner eller vegger, og at oppsamlingsbeholderen dannes av i det minste en separat beholder-enhet (30) innrettet til fortrinnsvis løsbart å kobles til kanalenheten (15) .

8. Anordning ifølge et av kravene 1-7, med åpen indre ende i kanalen, karakterisert ved at den har en fri, gjennomgående vannpassasje (110) bakover fra den nevnte smale indre ende (10B) av den langstrakte kanal.