NO782003L - Oljeskummer. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte

og anordning for å fjerne olje fra en vannflate. Oppfinnelsen vedrører spesielt en bedret anordning og fremgangsmåte for kontinuerlig fjernelse og gjenvinning av store oljemengder fra utstrakte vannområder.

Forurensning av naturlige vassdrag og områder, som havnebassenger, elver, innsjøer, likesom strandlinjer og åpen sjø, med olje som flyter på vannflaten, er meget^.skadelig for miljøet. I de senere år har det forekommet økte oljelekkasjer ved skader på tankbåter og lektere, ved borehull, tankrensing eller fra andre kilder med ledsagende skader på miljøet både på lang og i vannet. Slik oljeforurensning har vakt økende bekymring, blant annet på grunn av den klart mangelfulle evne til å dempe, for ikke å si løse'problemene med store olje-lekkas j er.

Skjønt det er foreslått mange hjelpemidler for fjernelse og oppsamling av olje som flyter på vannflaten, før nær-liggende strandområder utsettes for forurensning i stor måle-stokk, f.eks. dispergering, lensing, absorbering, brenning og liknende, har slike forsøk som regel vært ineffektive, i det minste når det gjelder lekkasjer i større mengder og følgelig w.^j over større arealer eller der det forekommer mer enn minimale overflateturbulenser i det -forurensede område.

Tidligere forsøk på å konstruere lenser i form av fartøyer som beveges gjennom et oljeflak og samler olje fra dette, har vist seg å ha svært begrenset effekt. Et iboende problem i forbindelse med slike anordninger er at de alle danner en stiv struktur, vanligvis i form av en belteenhet med en stiv støtte, overfor den innkommende olje. Når en slik bevegelig,

stiv konstruksjon vender mot et oljeflak, dannes det en "topp-

bølge" i oljen nær konstruksjonen. Ved svært lave relative hastigheter av toppbølgen, blir denne hydrodynamisk ustabil.Det har vist seg at relative hastigheter over ca. 1,25 knop fører til at toppbølgen brytes opp og at medførte oljedråper føres forbi konstruks j onei som nærmer seg.

Det har også vist seg at dette fenomen opptrer, selv

om konstruksjonen er forsynt med et kontinuerlig bånd av oljesamlende materiale. En alvorlig begrensning av tidligere kjente anordninger har således vært at de bare kan drives med hastigheter på ca. 1 knop, hvis de i det hele tatt skal ha nevneverdig effekt.

Foreliggende oppfinnelse kan kort beskrives som en

bedret fremgangsmåte og anordning for å fjerne olje fra en vannflate og omfatter i et foretrukket utførelseseksempel et fartøy av karamarantypen som har egen fremdrift og begrenser en langr: .. strakt oljesamlekanal med omvendt U-form, hvorved anordningen har modul-konstruksjon. Store flater av- oljesamlende materiale, f.eks. polypropylen, i form av langstrakte, endeløse bånd eller tau, er fritt og løst avstøttet på vannflaten for å beveges mot denne og føres gjennom den omvendt U-formede kanal i motstrøm mot fartøyets fremdriftsretning og fortrinnsvis ved null hastig-hetsforskjell overfor vannflaten for maksimalt oljeopptak. Det foretrukne oljeopptagende materiale er polypropylen, utformet i tynne strimler og radialt anordnet, rundt et kjernebånd eller tau. Skjønt oljeopptagende materiale i kontinuerlig flat, bred bånd-eller dukform kan brukes i forbindelse med foreliggende oppfinnelse, foretrekkes en rekke uavhengige tau, fordi det derved oppnås ytterligere bevegelsesfrihet i sideretning mellom de enkelte bånd, når det foreligger hindringer i form av gjenstander som flyter på vannet eller liknende.

I tilknytning til de oljeopptagende organer er det

på en dekkonstruksjon som spenner over katamaranskrogene an-

ordnet organer for å mate frem det oljeopptagende materiale i overensstemmelse med katamaranens bevegelse gjennom vannet og for å fjerne den samlede olje før materialet igjen føres ned i olj esamlekanalen.

Blant fordelene ved foreliggende oppfinnelse nevnes anordningen av et oljeopptagende fartøy med egen fremdrift, som tjener til å maksimere oljeopptagnings- og separasjonseffekten av det oljesamlende materiale som benyttes, med henblikk på den oljemengde som utsettes for påvirkning og kontakttiden mellom materialet og oljen. Ytterligere fordeler ligger i oljeopptagnings- og separasjonseffekten når det benyttes polypropylen-tau med flere strimler.

Ytterligere fordeler omfatter anordning av en olje-opptagningsmetode og anordning som er effektivt drivbar uavhengig av forholdene, når det gjelder overflateturbulens og nærvær av flytende gjenstander på vannet. Andre fordeler er økte oljelagringsmuligheter uten skadelig begrensning av olje-opptagningseffekten og en lett monterbar modulkonstruksjon, som lett kan transporteres for hurtig montering i det område hvor anordningen skal benyttes.

En hensikt med oppfinnelsen er anordning av en bedret fremgangsmåte og anordning for oljeopptagning fra vannoverflaten i rolig, likesom i forholdsvis opprørt sjø, når dette er nødvendig, og med forholdsvis stor hastighet.

Andre formål og fordeler ved foreliggende oppfinnelse vil fremgå av nedenstående beskrivelse.

For ytterligere å illustrere oppfinnelsen skal denne i det følgende beskrives under henvisning til tegningen, der like deler er betegnet med samme henvisningstall og der: Fig. 1 er et skjematisk oppriss av en bedret olje-opptagningsanordning som er utformet ifølge oppfinnelsen,

fig. 2 er et skjematisk sideriss av anordningen som vist på fig. 1 og

fig. 3 en et vertikalt snitt etter linjen 3-3 på

fig. 1.

På tegningen ses et katamaranfartøy utformet av et par langstrakte skrog 10, 12 som er anordnet i innbyrdes avstand og over hvilke et dekk 14 er anordnet, som med fordel, i det minste delvis er konstruert av metallrist eller liknende, og avstøttet av et antall tverrliggere som avtagbart er festet til skrogene 10, 12. Skrogene 10, 12 og den overliggende dekk-enhet begrenser generelt en omvendt,generelt U-formet oljesamlekanal 16, som forløper over hele fartøyets lengde med vannflaten beliggende mellom skrogene. Skrogene 10, 12 og det overliggende dekk kan prefabrikeres i lett monterbare modul-seksjoner, f.eks. i lett transporterbare lengder på ca. 6 m og monteres demonterbart, f.eks. som ved 18, for dannelse av den monterte konstruksjon. Skrogene 10, 12 er videre oppdelt i flere rom. Enkelte rom kan være fylt med et flytende skum-stoff, mens andre kan benyttes for lagring av oppsamlet olje.

Som det vil fremgå av det følgende og ses på fig. 2, er det oljeopptagende materiale slakt og løst når fartøyet hviler og flyter således løst på vannflaten og tillater be-tydelig bevegelse under vannets påvirkning. Derfor er et spesielt dypgående av katamaranens skrog ikke en avgjørende eller kritisk driftsparameter. Samtidig muliggj.ør de løse, opptagende materialer drift av fartøyet ved større hastigheter, som nær-mere omtalt nedenfor.

I akterpartiet av hvert skrog 10, 12 er det montert en innenbords motor 20 som både hva angår hastighet og ror-respons styres fra en styrepult 22, som er montert på dekket 14. Skjønt det foretrekkes at fartøyet har egen fremdrift, er det selvsagt også mulig å utnytte de grunnleggende prinsipper ifølge oppfinnelsen ved et fartøy som slepes eller beveges på annen måte. Rundt dekket 14 er er det anordnet et beskyttende rekkverk 24.

Det oljeopptagende materiale som benyttes ifølge oppfinnelsen kan velges blant flere materialer. Det kan f.eks. benyttes svamp i dukform eller en annen kontinuerlig båndform for opptagelse ved oppsuging. Det materiale som foretrekkes til bruk i forbindelse med oppfinnelsen er imidlertid polypropylen, utformet i en struktur som angitt i U.S. patentskrift 3.668.118. Slike strukturer består i det vesentlige av en langstrakt kjernelisse med flere tynne, smale polypropylenstrimler for-løpende i det vesentlige radialt fra kjernen, slik at de ut-gjør en forholdsvis løs masse av individuelle strimler som tilr . sammen danner et utpreget utvidet flateområde hvor olje til-trekkes og vedhefter. Som det vil fremgå av det nevnte patentskrift er den sammensatte struktur både lett å håndtere og effektiv når det gjelder å fjerne vedheftende oljemateriale fra det oleofile materiale før det igjen utsettes for olje. Slikt materiale kalles heretter "langstrakt oleofilt tauorgan" eller "langstrakt oleofilt taumateriale".

På dekkets 14 baugpartier er det montert e.t par drivenheter for oleofile tauorganer og for oljeseparasjon 30 hhv. 32. Som tydeligst vist på fig. 2 omfatter hver enhet et par valser 34, 36 i trykkinngrep og tilpasset for å mate frem en enhet av et antall langstrakte oleofile tauorganer, f.eks. tre organer i form av endeløse bånd 38a, 38b'. og 38c,

som mates i den retning som er angitt ved pilen 40. I forbindelse med enhetene er det anordnet et antall styreruller 44

og 46 som styrer de.langstrakte, oleofile tauorganers beveg-elsesbane fra drivvalsene 34, 36, ned til løst flytende anbring-else på vannflaten mellom katamaranskrogene 10 og 12 nær far-tøyets baug. Som vist på fig. 2 er nederste baug-styrerulle 46 anordnet i det vesentlige ovenfor vannlinjen "W.L." (f.eks.

ca. 0,9 m over vannlinjen ved et utførelseseksempel hvor far-tøyet er ca. 12 m langt), hvor tauene har flere fots ekstra slakk, slik at det slakke oljeopptagende materiale 38 kan få kontakt med og flyte fritt eller løst på vannflaten med betyde-lig bevegelsesfrihet, slik at det (se 38') lett kan beveges i lengderetningen eller vertikalt som respons på bølge- eller annen vannpåvirkning, samtidig som det kan beveges til sidene. Fortrinnsvis er det ikke anordnet ytterligere føringsruller eller andre organer som begrenser langsgående eller vertikal bevegelse langs materialets 38 lengde, når dette befinner seg i eller like ved vannet. Tauorganene 38 flyter således fritt på vannflaten uten stramning eller stivhet og uten noen som helst avstivende påvirkning som hindrer kontakt med vannflaten og dennes bevegelser.

Passende avstandsorganer, som vertikalt anordnede stenger 42, som i hver ende er montert på et hus 54, er fortrinnsvis anordnet for å holde de langstrakte, ole"ofile tauelementer, f.eks. 38a, 38b og 38c i en ønsket avstand under deres bevegelse gjennom drivenhetene 30 og 32.

Akterut på dekket 14 og fortrinnsvis et godt stykke over vannlinjen er det montert en styrerulleenhet 50, tilpasset for å heve de oljemettede oleofile tauorganer fra kontakten med vannflaten og styre dem mot et langstrakt oppsamlingstrau 52, hvor de avstøttes under fremmatningen ved hjelp av drivvalsene 34, 36. Egnede organer, som radialt ' jforløpende plater eller flenser, inngår i styrerulleenheten 50 for å holde olje-tauene på innbyrdes avstand i sideretning. Oppsamlingstrauet 52 dreneres mot driv- og separasjonsenhetene 30, 32. Hver driv-og oljeseparasjonsenhet 30, 32 omfatter et hus 54 og en olje- sump, fra hvilken ansamlet olje ledes gjennom den skjematisk antydede ledning 58 og pumpen 60, som også benyttes for over-føring av samlet olje fra rommene 62 til andre lagringsfar-tøyer.

De demonterte modulkomponentene er tilpasset for luft-transport eller annen hurtig transport til det sted hvor de skal benyttes og hvor de monteres. Hovedmodulene kan f.eks. omfatte de illustrerte to katamaranskrog, dekkristene, enhetene for drift av de oleofile tauorganer og for oljeseparasjon, styrepultenhetene og liknende, eller de kan omfatte ytterligere underenheter. Ved eller nær det sted hvor anordningen skal brukes kan de lett transportable moduler lett .monteres for dannelse av en konstruksjon som vist i tegningen. Den monterte konstruksjon taues eller drives deretter for egen maskin til lekkasj eområdet.

Det illustrerte fartøy er tilpasset for å kjøres gjennom oljeflaket med en bestemt hastighet. Som en forklaring kan denne fremdriftshastighet angis som vannets bevegelse fra baug til akter med en hastighet på V Wknop. Samtidig reguleres enhetene 30, 32 for drift av de oleofile tauorganer og for oljeseparasjon slik at de fremkaller en. forskyvning av de partier av de endeløse oleofile tauelementer som flyter på vannet innenfor oljesamlekanalen mellom katamaranens skrog 10, 12 i retning fra baug til akter med en bestemt hastighet, f.eks. en hastighet på V^knop. Som tydeligst vist i fig. 1 driver hver enhet 30, 32 flere separate endeløse, langstrakte oleofile tauelementer, slik at tauelementenes sammenlagte tverrutstrekning i det vesentlige fyller avstanden mellom skrogene 10, 12. Hvis forskyvningshastigheten V^ av de langstrakte oleofile tauorganer i det vesentlige er lik eller noe større enn hastig-heten V w, vil det oppnås optimale forhold med hensyn til opp-holdstid for oleofil opptagning av olje på taumaterialets strimler. Hvis tverrstrekningen av kanalen som dannes mellom skrogene i det vesentlige er fylt avi.det flytende oleofile opp-tagningsmateriale og hastighetsforholdet mellom materialet og vannflaten holdes på et minimum eller null som omtalt ovenfor, kan det opprettes og opprettholdes optimale forhold, som er effektivt uavhengige av vannoverflatens tilstand eller nærvær av flytende gjenstander, slik at det oppnås bedret kvantitativt

olj eopptak.

Som det vil fremgå vil hvert sett av langstrakte oleofile tauelementer, f.eks. 38a, 38b, 38c selektivt og først og fremst rive med seg olje fra vannflaten og vil, når det passerer opp og over styrerulleenheten 50 effektivt fra-skille betydelige oljemengder fra vannflaten. Styrerulleenheten 50 styrer de langstrakte, oleofile tauorganer 38 over overflaten av trauet 52, som avstøttet dem mens de mates frem til nipet for de sammenpressede drivvalser 34 og 36. Drivvalsene 34 og 36, som fortrinnsvis har en overflate av elastisk deformerbart materiale, tjener begge til fremmatning av de ende-løse bånd av langstrakt;, oleofilt taumateriale på omtalt måte og til å presse ut eller på annen måte fortrenge det meste av den medfølgende olje fra overflaten av de langstrakte, oleofile tauorganer etterhvert som disse mates frem. Den fraskilte olje samles i sumpene fra hvilke den fjernes og lagres i tanksek-sjonene 62 i katamaranskroget 10 hhv. 12. Det vil således være innlysende at katamaranskrogenes 10, 12 dypgående ikke er kritisk, idet all oppsamlingsaktivitet skjer på vannflaten i kanalen som begrenses av skrogene. Det at det opptagende materiale som de langstrakte, oleofile tauorganer 38 flyter løst på vannflaten, vil ikke bare medføre samme kontakt med.den flytende olje, men gjør også anordningen effektivt uavhengig av flytende gjenstander, f.eks. is, i vannet og innenfor visse grenser av turbulens i vannoverflaten, idet det fritt flytende oleofile materiale vil vandre over og rundt flytende gjenstander og generelt vil føye seg etter vannoverflatens kontur.

Den muliggjorte styring av hastighetsforskjellen mellom de flytende, langstrakte, oleofile tauorganer og far-tøyet muliggjør en meget effektiv utnyttelse av tauorganenes oleofile egenskaper og dermed et stort volum og en meget effektiv oljefraskilling fra vannflaten i et fartøy med stor mobili-tet og under sterkt varierende driftsforhold.

Et fartøy som i det minste var generelt identisk med ovenfor omtalte fartøy ble med hell utprøvet for effektiv oljegjenvinning med hastigheter på opp til fem knop.

De ovenstående enkeltheter og eksempler skal ute-lukkende illustrere oppfinnelsen og gir rom for omfattende variasjoner innenfor oppfinnelsens ramme. Fartøyet og dets olje opptagende materiale kan således ha en størrelse og form som skiller seg fra de viste. Det kan f.eks. omfatte ett enkelt skrog, hvor det oljeopptagende materiale henger ned fra siden, likesom former med flere skrog med sentralt begrensede kanaler.

Skjønt de grunnleggende nye trekk av oppfinnelsen er vist og beskrevet, kan- det således forekomme forskjellige ut-skiftninger, modifikasjoner og variasjoner uten at oppfinnelsens ramme forlates.

Claims (14)

1. Fartøy som er egnet for fjernelse og opptagning av olje som flyter på en vannflate,karakterisertv e d at det omfatter

a) et langstrakt skrog,, som i det minste delvis begrenser et oljesamleområde og er utstyrt med organer for fremdrift av skroget gjennom vannet og b) støtteorganer i forbindelse med nevnte skrog, for avstøtting av minst ett bevegelig bånd av ettergivende oljeopptagende materiale som kan flyte løst på vannflaten i oljesamleområdet for å ta opp olje som flyter på vannflaten, hvorved materialets opprinnelige vannflatekontaktområde er fritt bevegelig vertikalt og i lengderetning under påvirkning av vannbevegelsene.

2. Anordning som angitt i krav 1,karakterisert vedat anordningen videre omfatter drivorganer i forbindelse med skroget for å bevege det oljeopptagende materiale i lengderetning gjennom oljesamleområdet og at drivorganene omfatter styreorganer for styring av fremmatningshastigheten for nevnte materiale gjennom oljesamlekanalee.

3- Anordning som angitt i krav 2,karakterisert vedat drivorganene også virker som separasjons-organer for separasjon av oljen fra det oljesamlende materiale etterat sistnevnte materiale er beveget fra vannflaten og at driv- og separasjonsorganene omfatter minst ett par valser i kompresj onsinngrep.

4. Anordning som angitt i krav 1,karakterisert vedat den omfatter lagringsorganer i forbindelse med skroget for lagring av den fraskilte olje på fartøyet.

5- Anordning som angitt i krav 1,karakterisert vedat det oljeopptagende materiale omfatter flere tynne strimler av oleofilt materiale som er hensiktsmessig anordnet på båndet, slik at den oljebelagte vannflate får kontakt med en fibrøs masse.

6. Anordning som angitt i krav 1,karakterisert vedat båndet er endeløst og omfatter en kontinuerlig tauliknende konstruksjon av nevnte oljeopptagende materiale.

7- Anordning som angitt i krav 6,karakterisert vedat den tauliknende konstruksjon av oljeopptagende materiale omfatter flere tynne strimler av oleofilt materiale som er anordnet i det vesentlige radialt rundt et sentralt, tauliknende bånd.

8. Anordning som angitt i krav 5 eller 7,karakterisert vedat det oleofile materiale omfatter polypropylen.

9. Anordning som angitt i krav 6,karakterisert vedat støtteorganet omfatter organer for avstøt-ting av en rekke slike bånd som er anbrakt parallelt i oljesamleområdet.

10. Fartøy for å fjerne og samle olje som flyter på vannflaten,karakterisert vedat det omfatter a) et par langstrakte skrog i innbyrdes sideavstand, som begrenser en langstrakt oljekanal mellom seg, b) et dekk som spenner over de to skrogene og strekker seg over nevnte oljesamlekanal mellom skrogene, c) organer for fremdrift av fartøyet med fastsatt hastighet gjennom vann hvor det flyter olje på overflaten, d) et antall parallelt ved siden av hverandre anordnede endeløse bånd av et ettergivende, flytende, oleofilt materiale, hvert med et parti anordnet i nevnte oljesamlekanal i det vesentlige parallelt med dennes lengdeakse, hvorved det oleofile materiale i hvert bånd er tilpasset for å flyte løst og fritt på vannoverflaten i oljesamlekanalen for å ta opp olje som flyter på vannflaten og fastholde oljen i et adherende grenseflateforhold, e) en styrerulleenhet anordnet i fartøyets akter, f) drivorganer i forbindelse med skrogene for fremmatning av de endeløse bånd av oleofilt materiale gjennom olje samlekanalen i en slik retning at det parti av det endeløse bånd som er anordnet i kanalen mates frem motstrøms mot far-tøyets retning gjennom vannet og for ytterligere fremmatning av de endeløse bånd av oleofilt materiale over styrerulleenheten, hvorved det oleofile materiale heves fra kontakt med vannflaten og g) organer for å separere oljen fra det oleofile materiale før det oleofile materiale igjen føres ned i oljesamlekanalen.

11. Anordning som angitt i krav 9 ■ >karakterisert vedat drivorganene omfatter organer for styring av det oelofile materiales hastighet gjennom oljesamlekanalen.

12. Anordning som angitt i krav 9>karakteri- -sert ved at driv- og separasjonsorganene omfatter minst ett par trykkontaktvalser.

13- Anordning som angitt i krav 9,karakterisert vedet oppsamlingstrau anordnet mellom det oleofile materiale og dekket for å avstøtte det oleofile materiale når dette mates frem fra styrerulleenheten til drivorganene.

14. Fremgangsmåte for fjernelse av olje fra en vannflate,karakterisert vedfølgende trinn: a) fremdrift av et par katamaranskrog som har innbyrdes sideavstand og begrenser en langstrakt oljesamlekanal mellom seg, gjennom oljebelagt vann med en første, fastsatt hastighet, b) samtidig fremmating av et langstrakt, ettergivende bånd av oljeopptagende materiale som er slakt anbrakt på kanal-flaten i motstrøm mot skrogenes fremdrift gjennom vannet med en andre fastsatt hastighet og c) styring av skrogenes fremdriftshastighet og materialets fremmatning slik at hastighetsforskjellen blir i det vesentlige null. 15- Fremgangsmåte som angitt i krav 14,karakterisert veda) innføring av det oljeopptagende materiale på vannflaten et sted forut i nevnte samlekanal, b) fjernelse av materialet fra vannflaten på. et sted akterut i samlekanalen og c) fjernelse av den samlede olje fra materialet. l6. Fremgangsmåte som angitt i krav 15,karakterisert vedat båndet er endeløst og at den ytterligere omfatter i) fremmating av båndet når det flyter slakt på vannflaten i samlekanalområdet når fartøyet beveges gjennom vannet x_motsatt retning av fartøyets bevegelsesretning og ii) styring av de relative hastigheter av fartøyet og det flytende båndparti slik at hastighetsforskjellen blir i det vesentlige null. 17- Oppfinnelsen som angitt i krav 1, 5S 9 eller 15,karakterisert vedat båndpartiet i oljesamlekanalen forløper i lengderetning langs vannets overflate i kontakt med denne, over en strekning på flere fot.