NO315619B1 - Anordning og system for oppsamling av oljesöl og liknende - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en anordning eller system for oppsamling av oljesøl o. 1, som angitt i innledningen til patentkrav 1.

Det er tidligere kjent en rekke forskjellige måter for oppsamling av olje fra en vannoverflate. Det mest vanlig er å sette ut en lense i en U- eller J- formasjon. En separat skimmer brukes da til å fjerne oljen som samles bakerst i lensen. Dette systemet er ukompli-sert og relativt rimelig. Ulempen er at lensen ikke kan taues forover med en fart som er høyere enn 0,5 til 1 knop siden oljen blir revet ned i vannmassene som går under lensen.

I mer værutsatte strøk som på åpent hav brukes ofte såkalte V-sveep som består av en vanlig lense satt opp i en V-formasjon ved hjelp av et nett i bunnen som stabiliserer og gir form til systemet. Oljen som samles bakerst i systemet pumpes opp med en separat skimmer. Oppsamlingen kan foregå opp til en fart på 1 til 1,6 knop før oljen rives ned under lensen. Dette er likevel også for lite da havstrømmene i mange tilfeller har større hastighet. I tillegg er oljen ofte samlet i såkalte strøflak der 90 % av oljen befinner seg på 10 % av arealet og ved forflytting mellom slike strøflak mistes ofte oljen på grunn av forflytning over den kritiske hastigheten.

Fra norsk patent nr. 176066 er det kjent et oljeoppsamlingssystem som utnytter energien i bølger i form av en forholdsvis langstrakt kanal med sidebegrensningsfiate med en definert kant som bølger med olje skal skylle over og inn i et oppsamlingsbasseng. Det er beskrevet at den langstrakte kanalen også kan ha bunn og at systemet kan utføres i myke materialer. Ved praktiske forsøk med dette systemet viser det seg imidlertid at ved tauing fremover i vannet skapes det store stabilitetsproblemer på grunn av den relativt langstrakte formen idet systemet enten søker å gå ned i vannmassene eller kommer opp. Det kreves omfattende reguleringsmuligheter for å kunne få systemet til å fungere tilfredsstillende ved varierende høye hastigheter.

Den foreliggende oppfinnelsen tar sikte på å avhjelpe problemene med de kjente anordningene og systemene.

Dette oppnås med en anordning eller et system av den innledningsvis nevnte art hvis kjennetegn fremgår av karakteristikken til det selvstendige patentkrav 1.

Fordelaktige utførelser fremgår av de uselvstendige patentkravene.

Dersom hastighetsforskjellen mellom et oljesjikt og et vannsjikt er større enn ca. 1 knop, gjelder generelt at oljen vil rives med vannet. Olje eller oljesøl vil da utilsiktet kunne gå tapt under f.eks. en lense. Ved utformingen av en kiletunnel som i den foreliggende oppfinnelsen vil de underliggende vannmassene ha en hastighet da de beveger seg gjennom tunnellen i åpningen samtidig som overflaten presses opp. Dette fører til at oljen opplever en akseptabel fartsforskjell og ikke blir dratt under tunnellen.

Inne i separatoren vil olje/vannblandingen stå tilnærmet i ro da mengden væske som blir ført inn er ubetydelig i forhold til totalvolumet i separatoren.

Ved anordningen eller systemet i henhold til oppfinnelsen kan det effektivt tas opp olje fra overflaten i en hastighet på 4 knop, noe som er 400 % høyere enn noen tidligere kjent konvensjonell oljelense (1 knop) og 260 % høyere enn tidligere kjente høy-hastighetslenser som kan anvendes med en hastighet på opp mot ca. 1,5 knop.

Det oppnås blant annet følgende fordeler ved oppfinnelsen:

• Den kan operere i strømutsatte farvann; • det oppnås større effektivitet med lensen; • den har store fordeler i elver med strøm; • det oppnås bedre manøvreringsevne på taubåtene som kan drives med høyere hastighet; • oljen konsentreres oppi separatoren slik at effektiviteten til pumper og skimmere blir bedre; • hele konstruksjonen er myk slik at den kan spoles på en trommel med lite volum.

Oppfinnelsen skal nå beskrives med henvisning til tegningene, der

Fig. 1 viser skjematisk en oljesamler som virkeliggjør prinsippene ved oppfinnelsen,

fig. 2 viser skjematisk detaljer ved en kileanordning i henhold til oppfinnelsen,

fig. 3 viser skjematisk ytterligere detaljer ved kileanordningen på fig. 2,

fig. 4 viser skjematisk oljesamleren sett forfra, og

fig. 5 viser skjematisk oljesamleren sett fra siden.

Anordningen eller systemet i henhold til oppfinnelsen er i hovedsaken tilformet av et egnet mykt og fleksibelt materiale slik at den kan lagres på en trommel. Eksempelvis kan et egnet materiale være duk av en passende plast som er robust og værbestandig samt bestandig overfor olje (og kjemikalier). Den omfatter et fremre kilerenneparti 1, en bakre oppsamlingsanordning eller separatorparti 2, og mellom disse partiene en kileanordning 7.

Kilerennepartiet 1 er utformet som to sidebegrensningsflater 3,4 som utgår fra kileanordningen 7. Flatene 3,4 omfatter fribord 12 og skjørt 13 samt fortrinnsvis en innløps-bunn 8 slik det for eksempel fremgår av fig. 4.1 tillegg til å danne et "vannskille" tjener denne bunnen 8, som kan være utformet som et nett, til å holde formen på kilerennepartiet 1 og innløpet til kileanordningens 7 tunnel 14. Fribordet 12 ballasteres normalt ved hjelp av vanntrykket når anordningen eller systemet beveger seg fremover, men kan dersom det er ønskelig, dessuten ballasteres ved hjelp av passende innretninger (ikke vist).

Oljesamleren er utstyrt med slepeanordninger 5, 6 i form av tau, bånd eller lignende foranstaltninger som på passene måte er festet til sidebegrensningsflatene 3,4, kileanordningen 7 og oppsamlingsanordningen eller separatoren 2. Slepeanordningene 5,6 forløper fra flatene 3,4 i en valgfri lengde og er begge fortrinnsvis utstyrt med en passende dimensjonert konvensjonell oljelense eller koplet til en slik lense (ikke vist). I sine frie ender kan anordningene 5, 6 eller eventuelt oljelensene festes til passende sle-peinnretninger, for eksempel taubåter.

Sammenfestingen mellom anordningene S, 6 og "oljesamlerskroget" kan eksempelvis være utført ved hjelp av sveising, inn- eller påsying, liming, ved hjelp av egnede koplingsinnretninger eller en kombinasjon av to eller flere av de angitte festemåtene. Det som er viktig er at tauekreftene ved slep av samleren overføres slik at det oppnås en ønsket geometrisk form på anordningen. Dette gjelder særlig i kilerennepartiet 1 og kileanordningen 7. Et vesentlig trekk ved oppfinnelsen består i at kileanordningen 7 er utført med høvlekanter 9, 10. Disse består av respektive, i kantområdet innfestede, partier av slepeanordningene 5,6 og kan gjøres stive ved hjelp av tauekreftene som overfø-res i høvlekanten under slep av oppsamlingsanordningen 2. Optimalt høvledyp vil bl.a. være avhengig av forventet oljetykkelse idet høvlingen bør besørge at all olje som ikke i vesentlig grad er nedblandet i vannet "frahøvles". Denne væsken føres deretter over i oppsamlingsanordningen eller separatoren 2. Høvledypet kan reguleres ved å regulere tauehastigheten, men det kan også være anordnet spesielle foranstaltninger for å foreta denne reguleringen. Slike foranstaltninger kan være et ikke vist hjelpesystem som koples opp mot kilerennen slik at det er mulig å ballastere systemet.

Figurene 2 og 3 viser skjematisk detaljer ved kileanordningen 7. Anordningen 7 er utformet med en tunnel 14 med innløp i rennepartiet 1, et utløp 15 og et takparti 20. Takpartiet 20 er utformet med et V-formet innsnitt hvor benene i innsnittet danner høvle-kantene 9,10 bestående av i kantpartiet innfestede partier av anordningene 5,6. Pilene A og B illustrerer hhv innløp av olje/vann blanding og utløp av hovedsakelig vann. Det er et vesentlig poeng at tverrsnittsarealet på tunnellens 14 utløp 15 er mindre enn tverrsnittsarealet ved dens 14 innløp. Dette medfører at noe vann presses opp slik at overflaten der mesteparten av oljen befinner seg blir løftet opp og ført over takpartiet 20 og inn i separatoren 2.

I området på kiletaket 20, ved eller fortrinnsvis umiddelbart nedstrøms for V-innsnittets spiss eller krysningspunktet mellom anordningene 5,6 hhv 9,10 kan det være anordnet en kilekant (ikke vist) som hever oljestrømmen under overføringen til separatordelen 2 og for øvrig kan virke som en hjelpesperre mot tilbakestrømming av olje under opphold i tauingen av oljesamleren.

Oppsamlingsanordningen eller separatorpartiet 2 er utformet som en beholder med fribord 12 og en bunnpose 11. Dersom det er ønskelig, kan fribordet 12 liksom i kilerennepartiet ballasteres ved hjelp av dertil egnede innretninger. I tilknytning til fribordkan-tene kan det være anordnet festepartier 16,17 for slepeanordningene 5,6 som antydet på fig. 1. Videre er bunnposen 11 utstyrt med en bunnluke 18. Bunnluken 18 kan være en passende klaff anordnet over en åpning som kan være utstyrt eller forsterket med et nettparti i selve posebunnen. Luken 18 er i sin forkant på passende måte festet til posebunnen 11. Det er fortrinnsvis anordnet en eller flere elastiske innretninger, eksempelvis strikk, for å avpasse stengning/åpning av luken 18 og dermed bunnen 11 etter bruksforholdene slik som slep/tauing med forskjellig hastighet eller stillstand.

I posebunnen kan det være anordnet en eller flere ballastinnretninger som eksempelvis blytau eller lignende (ikke vist) som besørger passende nedsenking eller ballastering av posen, spesielt når systemet ligger i ro for å hindre bunnen i å flyte opp. Oppsamlingsanordningen 2 fungerer som en mellomlagringstank hvorfra oljen kan fjer-nes ved hjelp av eksempelvis et eller flere pumpe- eller skimmerfartøy med dertil egnet utstyr.

Som angitt innledningsvis, er anordningen eller systemet i henhold til oppfinnelsen i hovedsaken tilformet av et egnet mykt materiale. Det angitte fribordet 12 er til formet av dukflak. Disse er formet som hovedsakelig sylinderformede legemer som er sammen-føyd eller integrert med hverandre slik at man oppnår en "skrogform" som vist skjematisk på fig. I. Sylindrene er oppblåsbare og fylles med et passende medium, for eksempel luft eller en annen egnet gass, skumstoff eller et annet egnet mer eller mindre fast og letthåndterlig materiale.

Når anordningen skal brukes til oppsamling av oljesøl og lignende forurensinger fra en vannflate, taues den, forstrinnsvis integrert eller sammenkoplet med vanlige oljelenser, ved hjelp av slepeanordningene 5, 6 fastgjort til eksempelvis to taubåter (ikke vist).

Taubåtene drives slik at lensene og sidebegrensningsflatene 3,4 danner en sveepåpning og fremdriften av anordningen tvinger oljesølet mot den konvergerende åpningen til kilerennepartiet 1. Nettet i innløpsbunnen 8 slipper gjennom vann som er ubetydelig forurenset og oljesølet ankommer kileanordningen 7 med kiletunnellen 14 og høvlekan-tene 9,10. Disse kantene besørger som nevnt avhøvlingen av olje og/eller oljesøl som føres over i oppsamlingsbeholderen 2, som antydet med pilen C på fig. 5 for mellomlag-ring og fjerning. Mindre forurenset vann/væske slipper ut gjennom tunnelåpningen 15.

På grunn av fremdrifts- eller tauehastigheten vil vannet bli presset inn/opp i tunnellen 14. Dette i kombinasjon med fremdriftstrykket medfører at væskenivået i separatoren 2 vil være høyere enn vannspeilet for øvrig, som antydet med 19 på fig. 5. Siden oljen er lettere enn vann, vil oljedråpene som er nedblandet i vannmassene stige relativt hurtig til væskeoverflaten i separatoren 2. Overhøyden 19 i kombinasjon med at dybden til separatoren 2 er stor i forhold til oljesjiktet medfører således at bare ikke- eller ubetydelig forurenset væske tvinges ut gjennom luken 18 i bunnen 11 av separatoren 2 som antydet med pilen D.

Når systemet beveger seg fremover med for eksempel fire knop, vil forkanten til separa-torens 2 myke bunn 11 bli presset bakover og oppover slik at bunnen 11 innpresses dersom åpningen i bunnluken 18 er for stor og vannet inne i separatoren 2 lett blir presset ut. Når imidlertid åpningen i luken 18 er gitt en passende struping, vil bunnen 11 på grunn av overhøyden 19 og derved det økte indre væsketrykket spiles kraftig ut og opp-føre seg som en stiv konstruksjon, for eksempel som stål. Som et konkret eksempel kan det nevnes at ved en overhøyde 19 på 30 cm, hvor bunnen 11 anses som en pølse med radius 1, 9 m, så vil dette gi et strekk i duken på ca 550 kg/m. Denne stive konstruksjonen vil oppføre seg som et båtskrog som pløyer seg veg gjennom vannet, og gir rolige forhold for oljen inne i separatoren 2.

Størrelsen på overhøyden 19 bestemmes av mengden olje/vann som kommer inn i separatoren 2 samt mengden vann som går ut gjennom bunnlukens 18 åpning. Ved økende tauehastighet på systemet vil mengden væske inn øke og presset mot yttersiden av bunnen 11 vil øke. Under forutsetning av at utløpsåpningen til bunnluken 18 er avpasset riktig vil overhøyden 19 øke. Derved øker det indre trykket i separatoren 2 slik at pres-søkningen på yttersiden av bunnen 11 mer enn oppveies og separatoren 2 holdes utspilt. Denne avpasningen er gjort empirisk ved å regulere utløpsåpningen, dvs arealet på selve utløpsluken 18 og lukens åpning. Den optimale lukeåpningen er besørget ved at det er anordnet et passende antall elastiske innretninger (ikke vist) som eksempelvis strikk i tilknytning til luken 18 og bunnen 11 slik at luken 18 stenger nærmest fullstendig når systemet ligger stille og åpner seg etter ønske/behov under tauingen under innvirknin-gen av trykkøkningen som følge av overhøyden 19 og motkraften som følge av strøm-ningspresset mot luken 18 samt kraften fra den/de elastiske innretningen(e). På fig 5 vises skjematisk åpningen til bunnluken 18 i to posisjoner.

Overføringen av tauekreftene samt utformingen av oppsamlingsanordningen eller separatoren 2 slik at det oppnås et overtrykk i denne, vil normalt være tilstrekkelig til at anordningen beholder sin ønskede form under drift (slep eller stillstand). Dersom det er ønskelig kan det imidlertid anordnes passende avstivnings- eller utspilingsinnretninger. Slike innretninger bør/kan være enkle å sette på plass samt fjerne etter bruk.

Claims (9)

1. Anordning eller system for oppsamling av olje og lignende fra en vannoverflate omfattende en forholdsvis langstrakt kanal dannet av to sidebegrensningsflater (3,4) som divergerer fra hverandre ut fra en smal indre ende mot en bredere munning, idet kanalen er bevegbar så som ved sleping ved hjelp av ett eller flere fartøy, hvilken anordning omfatter et parti utformet som en kilerenne (1) mellom de to sidebegrensningsflatene (3, 4), en kileanordning (7) og en oppsamlingsanordning eller separator (2) idet kilerennepartiet (1), kileanordningen (7) og separatoren (2) er anordnet etter hverandre som sammenkoplete eller integrerte enheter slik at det dannes et sammenhengende "skrog" med fribord (12), karakterisert ved at det er tilveiebrakt langsgående slepeanordninger (5, 6) som er sammenfestet med de etter hverandre anordnede enhetene (1, 7, 2), og kileanordningen (7) er utført med et takparti (20) tildannet med et V-formet innsnitt hvis ben danner høvlekanter (9,10) bestående av i kantområdet innfestede partier av slepeanordningene (5, 6) på en slik måte at slepeanordningene (5, 6) og dermed en vesentlig del av slepekreftene krysser hverandre i et område ved kileanordningens (7) bakre ende sett i sleperetningen idet høvlekantene (9,10) spennes eller gjøres stive ved hjelp av krefter som overføres av slepeanordningene (5, 6), slik at væske som oppsam-les skylles eller høvles over høvlekantene (9,10) og samles opp i oppsamlingsanordningen (2).

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den er utført i myke materialer.

3. Anordning som angitt i krav leller 2, karakterisert ved at sammenfestingen mellom slepeanordningene (5, 6) og enhetene (1, 7,2) er utført ved hjelp av sveising, inn- eller påsying, liming, ved hjelp av egnede koplingsinnretninger eller en kombinasjon av to eller flere av festemåtene på en slik måte at tauekrefter ved slep av anordningen overføres.

4. Anordning som angitt i et av kravene 1-3, karakterisert ved at kileanordningen (7) danner en tunnel (14) med et innløp avgrenset av kileanordningens (7) bunn-parti og sidevegger med høyde tilsvarende skjørt (13) samt takpartiet (20) med V-formet innsnitt idet tunnelen har et utløp (15) som ligger under høvlekantenes (9,10) og omtrent ved deres skjæringspunkt, og hvor tverrsnittsarealet til utløpet (15) er mindre enn tverrsnittsarealet til innløpet.

5. Anordning som angitt i krav 4, karakterisert ved at høvledypet kan reguleres ved å styre/regulere slepe eller tauehastigheten eller ved at det er anordnet foranstaltninger i form av eksempelvis ballasteringsinnretninger som koples opp mot kileanordningen (7) slik at det er mulig å ballastere systemet.

6. Anordning som angitt i et av kravene 1-5, karakterisert ved at oppsamlingsanordningen eller separatoren (2) er utformet som en beholder med fribord (12) og en bunnpose (11) som er utstyrt med en bunnluke (18) idet lukens åpning kan varieres fra lukket stilling til en åpning som under tauing av systemet medfører at avhøvlet væske oppstues eller samles i separatoren (2) med et nivå som ligger over nivået til vannspeilet utenfor separatoren (2), slik at det dannes et overtrykk inne i posen som holder denne utspilt.

7. Anordning som angitt i krav 6, karakterisert ved at bunnluken (18) er utformet som en klaff anordnet over en åpning som kan være utstyrt eller forsterket med nettparti i selve posebunnen (11).

8. Anordning som angitt i krav 6 eller 7, karakterisert ved at bunnluken (18) i sin forkant på passende måte er festet til posebunnen (11) og det fortrinnsvis er anordnet en eller flere elastiske innretninger, eksempelvis strikk, for å avpasse stengning/åpning av luken (18) og dermed posebunnen (11) etter bruksforholdene slik som slep/tauing med forskjellig hastighet eller stillstand.

9. Anordning som angitt i krav 8, karakterisert ved at det i posebunnen (11) kan være anordnet ballastinnretninger, f. eks. ett eller flere blytau eller lignende, som besørger passende nedsenking eller ballastering av posen, særlig ved stillstand på systemet, og at eventuelt også fribordet (12) kan ballasteres ved hjelp av dertil egnede innretninger.