NO792211L - Fartoey for fjerning av olje. - Google Patents

Abstract

Fartøy for fjerning av olje.

Description

Oppfinnelsen vedrører et fartøy for fjerning av oljeflak eller andre oljeholdige substanser fra vannflaten eller vandige oppløsninger og har særlig anvendelse for fjerning av store oljeflak som kan begegnes som oljesøl fra sjøflaten.

I den senere tid er stor oppmerksomhet viet til re-duksjonen av forurensning fra oljespill på sjøen. Forskjellige metoder er blitt foreslått for å ta seg av de alvorlige for-urensningsproblemer som fremkommer når store mengder olje slip-pes ut fra tankskip eller andre fartøyer. Oljen har en tendens til å flyte i store flak ved eller nær vannflaten.

En måte å fjerne slikt oljesøl på er ved kjemisk dis-persjon under bruk av kj.emdkalier for å bryte ned oljen. Slike teknikker er velkjente. De er dyre å utføre og er ofte util^fredsstillende ved høye, viskose oljer som har en tendens til å bli enda mer viskose under værpåvirkningen til sjøs.

Andre kjente metoder er primært mekaniske, f. eks. samling av olje ved hjelp av lenser, ._no.e som ikke er hensikts-messig ved store oljeflak eller at det føres et endeløst tau av oleofilt materiale gjennom flaket, idet oljen som trekkes inn på denne måte blir fjernet og utskilt. Hvor oljeflaket befinner seg et stykke ut i sjøen må innretningen for dispergering eller fjerning av oljen bæres av og spesielt monteres på et fartøy.

Foreliggen oppfinnelse har til hensikt å tilveiebringe et fartøy for fjerning av olje (som i det følgende innbefatter andre oljeholdige substanser) fra et oljeflak ved eller hosliggende til overflaten på et vandig medium (som i det følgende innbefatter vandige oppløsninger og spesielle eksempler er sjø-vann eller fjordvann), hvilket fartøy omfatter flere i det vesentlige hule sylindriske konstruksjoner som hver er montert for dreining om sin akse og som hver bærer minst en kontinuerlig oleofil eller hydrofil flate som utstrekker seg i omkretsretning rundt aksen, idet hver konstruksjon er plassert for delvis neddykking i det vandige medium, slik at ved rotasjon vil hver del av de olefile eller hydrofile flater passere periodisk gjennom en overflatesone av det vandige medium for å feste olje til kon-struksjonen, og at hulrommene i de sylindriske konstruksjoner er avtettet for å gi oppdrift til fartøyet, en innretning for fjerning av innsamlet olje fra de oleofile eller hydrofile flater og innretninger for oppsamling av den olje som således er fjernet.

Fartøyet omfatter fortrinnsvis to slike sylindriske konstruksjoner som har sine akser forløpende i lengderetning av fartøyet og som avgrenser de respektive sider av fartøyet,^qg fartøyet innbefatter videre innretninger som er koblet til de to sylindriske konstruksjoner for å rotere disse i motsatte retninger.

De to hule sylindriske konstruksjoner er anordnet for

å tilveiebringe den nødvendige oppdrift for fartøyet som i denne henseende kan sammenlignes med en toskrogs katamaran.

Det sistnevnte fartøy kan være utstyrt med en baugformet skjerm som virker som en baug for fartøyet og er utformet for å føre oljen til de ytre sider av de sylindriske konstruksjoner for oppsamling av disse.

Ved en alternativ utforming er fartøyets front utstyrt med divergerende vinger eller lignende som hjelper til å rette strømmen av vandig medium til området mellom de to sylindriske konstruksjoner når fartøyet beveger seg fremover.

01jeoppsamlingsinnretningen til fartøyet omfatter fortrinnsvis en renne som utstrekker seg mellom de to sylindriske konstruksjoner, idet oljefjerningsinnretningen er anordnet til å tømme ut den fjernede olje i rennen. Rennen kan ha en hellende bunn med et kammer ved den lavere ende av rennen med et innløp fra den lavere ende av rennen for oppsamling av vann i kammeret og med en brønn ved den grunnere ende av karet anordnet for å oppta væsken, dvs. primært olje, som har gått over fra den grunnere ende.

Rennen kan i tillegg være en .kjøl som henger ned for å stabilisere fartøyet.

Med hensyn til den skråbunnede renne med kammer og brønn vil det av den følgende beskrivelse fremgå at disse trekk kan benyttes for å separere vann fra oljen i tilfelle hvor en vesentlig mengde vann kommer inn i rennen. Den lettere olje danner et øvre lag som renner over i brønnen fra hvilken den kan pumpes bort. Det tyngre vann går fra kammeret gjennom den nedre åpning og kan tømmes ut fra denne, f. eks. tømmes ut i vannmediet ved hjelp av tyngdekraften gjennom et nedhengende rør.

Oppfinnelsen skal i det følgende nærmere beskrives ved hjelp av et utførelseseksempel s:om er fremstilt på tegnin-j gen,jsomvvisEr: fig. 1 et planriss av et fartøy av katamarantypen, om-fattende oppfinnelsen med innover roterende sylindriske skrog,

fig. 2 et tverrsnitt gjennom fartøyet på fig. 1,

fig. 3 et aksialsnitt gjennom fartøyet som viser en foretrukket form for oppsamlingsrennen,

fig. 4 et tverrsnitt gjennom et tilsvarende fartøy, beregnet for utover roterende skrog, og

fig. 5 et forenklet planriss av et fartøy av katamarantypen svarende til fig. 1, men med en modifisert baugseksjon.

Figurene som viser et fartøy av katamarantypen med modifikasjoner av dette på fig. 1 - 5 er rent skjematiske for å vise de vesentlige elementer i apparatet og de forskjellige modifikasjoner av dette.

Fartøyet 10 på fig. 1 og 2 omfatter to i lengderetning forløpende parallelle skrog som hvert består av et avtettet, hult sylindrisk hylster 12 og 14 som er lukket ved endene og har fremstående aksielle aksler 16 om hvilke hvert hylster roteres. Akslene er montert for rotasjon i på tvers stivt forbundne ram-mer 18 og 20,U'Som sammen med hylstrene danner den vesentlige opp-driftskonstruksjon for fartøyet. Som det fremgår av fig. 2 flyter hylstrene delvis neddykket i sjøen 1.

Den bakre ramme 20 til fartøyet bærer en propell 22 som er drevet av en motor (ikke vist) og bærer også to ror 24. Fartøyet blir således drevet i den retning som er antydet med pilen 26. Frontrammen 18 kan bære et par fremoverrettede og divergerende vinger, blad eller lenser 28 med deres indresender festet på linje med de respektive sylindriske hylstre for å være behjelpelig med å rette den flytende olje inn i området mellom skrogene 12 og 14, som antydet med piler 30, etterhvert som fartøyet beveger seg fremover. En slik anordning er hensikts-messig i tilfeller hvor oljen skal tas opp fra området mellom skrogene. Vingene 28 ligger i overflatesonen til sjøen.

Den innoverrettede oljeavbøyning som tilveiebringes av vingene 28 er egnet i det tilfelle hvor de sylindriske hylstre roteres innover, som vist i planriss, dvs. de stiger ut av sjøen ved deres ytre flater, som vist på fig. 2. Hylstrene dreies i motsatte retninger ved hjelp av innretninger 32 som er koblet til akslene 16 og som drives av en hovedmotor eller en hjelpemotor. Hylstrene har en oleofil overflate. Til dette formål kan hylstrene være fremstilt av metall og bære et oleofil t plastbelegg, såsom polyetylen eller polypropylen. Prøver har imidlertid vist at en plan lett rustet stålflate er tilstrekkelig oleofil. Hylstrene som er vist har plane sylindriske flater, og en tilstrekkelig opptaksgrad for disse flater er blitt oppnådd med lette oljer, noe som er nærmere omtalt nedenfor.

På bekostning av ekstra komplikasjoner kan overflaten utstyres med fremspring, såsom ribber eller tenner. Oljen fra flaket 2 mellom hylstrene opptas på de sylindriske flater når de går inn i overflatesonen og bæres under hylstrene, idet den holdes fast der av det hydrostatiske trykk og føres så oppover og innover for fjerning fra flatene. I. det viste tilfelle med innover roterende hylstre med plane flater, vil den opptatte olje bli fjernet og ført ut i en sentralt montert renne 34. Rennen bæres av langsgående understøttelser (ikke vist) som er montert på tverrammene 18 og 20. Som vist på fig. 2, er rennen 34 i det vesentlig V-formet, og dens kanter er dannet som eller er festet til skrapekniver 36 og 38 som utstrekker seg langs de øvre og indre flater av hylstrene 18 og 2 0 for å skrape den opptatte olje av hylstrene og føre den inn i rennen.

Fig. 1 og 2 viser en renne med jevnt tverrsnitt hvor det ved den bakre ende er anordnet pumper 4 0 for å pumpe den oppsamlede olje til et større fartøy gjennom en rørledning 42.

Rennen 34 kan også tjene til understøttelse av en kjøl for å stabilisere fartøyet, slik som vist på fig. 4.

En modifikasjon av rennen er vist på fig. 3, som er et langsgående aksialt tverrsnitt gjennom fartøyet utstyrt med den modifiserte renne. I dette tilfelle er rennen 50 utstyrt med skrapekniver, som tidligere, og er utformet med en hellende bunn 52 som er dypere ved den fremre ende av fartøyet enn ved den bakre ende. Ved den bakre ende vil den grunne ende av rennen føre til en brønn 54 i hvilken det er plassert en pumpe 4 0 for uttømming av olje. Ved den dypere ende har rennen et kammer 56 med en åpning 58 som står i forbindelse med den nedre ende av rennen... Kammeret 56 har også en øvre lufting 59 og et nedhengende utløpsrør 60, hvis øvre ende rager inn i kammeret, og som fører nedover ned i vannet i en tilstrekkelig avstand til å være under nivået for oljeflaket som skal oppsamles.

Den modifiserte renne tjener til å separere lettere olje 3 fra vann 4. Mengder av vann kan komme inn i rennen ved å føres over sidene, dvs. over skrogene, eller komme inn som sprøyt i hardt vær. Det er ønskelig å separere ut og tømme ut slike vesentlige mengder av vann før pumpingen fra rennen. Vannet synker til»den dypere del av rennen, går inn i kammeret 56 og strømmer over i rør 16 for å føres tilbake til sjøen. Den øvre ende av røret bør derfor være tilstrekkelig høy til å gi en egnet arbeidshøyde for oljen som flyter på vannet i rennen. Den lettere olje renner over den grunne ende av rennen til brøn-nen 54 og pumpes ut. Rennen er utstyrt med perforerte sideveg-ger eller ledeplater 62 for å vanskeliggjøre bevegelser i stor målestokk for væsken i rennen i tilfelle av stor sjøgang for fartøyet.

På fig. 4 er det vist et tverrsnitt hvor de sylindriske hylstre 12 og 14 dreies utover, sett i planriss, dvs. de går ned i vannet ved sine ytre flater. Oljen kan oppsamles i en respektiv renne som er plassert ved den ytre side av hvert hylster 12 og 14, og ledes til en brønn ved den bakre ende av fartøyet, men fortrinnsvis er den oppsamlet som vist i en aksi-elt forløpende renne 70 mellom skrogene, hvilken renne er vist utført med en kjøl 72 for å stabilisere fartøyet. Oljen er her i det vesentlige oppsamlet fra overflatesonene på utsiden av skrogene, og for å fjerne den fra de roterende flater under-støtter rammeverket to ombøyde skrapekniver 74 som virker på

de øvre, indre flater til de respektive skrog. Konkavitetene til knivene vender i det vesentlige innover mot rennen 74,.og i de konkave steder og samvirkende med knivene 74 er det anordnet

respektive i lengderetning forløpende ruller 76 som roterer i de retninger som er antydet med piler 78, hosliggende til sy-linderflatene og med en omkretshastighet noe i overkant av den for flatene. De ombøyde skrapekniver og rullene fjerner olje fra de sylindriske flater og fører den for uttømming i rennen.

Rennen er utstyrt med et par skrapekniver 80 som samvirker med rullene 76 for å tømme ut olje som fester seg til disse ned i rennen. Det skal bemerkes at en takdel 8 2 utstrekker seg mellom de ombøyde skrapekniver 74 for sammen med disse å danne en fullstendig takkonstruksjon for rennen. Dette er fordelaktig for å redusere mengden av vann som er istand til å komme inn i rennen. Følgelig vil olje/vannseparasjonen som er foreslått i forbindelse med fig. 3 ikke være nødvendig.

Ved de utover roterende hylstre på fig. 4 kan vingene 28 på fig. 1 bli erstattet f. eks. av en løsbar tilformet baug-del,_-som vist på fig. 5.

Fartøyet 90 på fig. 5 svarer til fartøyet 10 på fig. 1 og har samme understøttelseskonstruksjon eller rammeverk (ikke vist av oversiktsgrunner på fig. 5), i hvilket det er roterbart anbrag.t_to sylindriske hylstre 9 2 og 94 hvis konstruksjon svarer til den for hylstrene 12 og 14 på fartøyet 10 og således ikke blir beskrevet nærmere. Fig. 5 viser en hovedforskjell som ligger i en baugkonstruksjon 96 som samvirker med hylstrene for å føre olje til de ytre sider av fartøyet når det beveges fremover i retning av pilen 98. De fremre og bakre endedeler av de sylindriske konstruksjoner er strømlinjet for å være behjelpelig i bevegelsen gjennom vannet.

Baugkonstruksjonen 96 for fartøyet har form av en baugformet skjerm 100 som er festet til det fremre rammeverk som understøtter hylstrene, dvs. tverrkonstruksjonen 18 på fig.

1 til skjermen 98 ender i de respektive bakre deler 102, som i lengderetning overlapper de fremre ender til de sylindriske konstruksjoner 92 og 94 og er tilformet for åjhj.elpeu.med å^réfete oljen mot de sylindriske sideflater når fartøyet beveger seg fremover, hvilken oljebevegelse er antydet med pilene 104. De sylindriske konstruksjoner er koblet til innretninger, som illu-strert på fig. 1, for å drive konstruksjonene i motsatte retninger med hver del av de kontinuerlig oleofile flater periodisk ført ned i overflatesonen til vannet på den ytre side av far- tøyet. Hvis hylstrene dreies utover,som vist på Æig. 4, vil oljen tas opp på flaten til hylstrene på en måte som er analog til det som er beskrevet ovenfor. For å fjerne og tømme ut oljen, kan fartøyet utstyres og betjenes som beskrevet i forbindelse med fig. 4.

Hvis fartøyet 90 drives slik at de sylindriske i: hylstre roteres innover, som vist på fig. 2, kan oppsamlings-renneanordningen tilsvarende forandres for dannelse av en ut-førelse som vist på fig. 2.

Et toskrogsfartøy av den type som er beskrevet ovenfor kan ha sylindriske hylstre med f. eks. en lengde på 20 m og en diameter på 3,5 m.

I den ovenstående beskrivelse er opptak av olje på den sylindriske hylsterflate oppnådd ved bruk av oleofile flater. Det er funnet at ved bruk av oleofile flater vil et slikt opptak av olje finne sted ved det punkt hvor de bevegede flater går inn i overflatesonen. Det er imidlertid mulig å reversere denne situasjon ved bruk av hydrofile flater, idet opptaket fremkommer når flaten forlater overflatesonen. Hydrofile flater som er fuktet med vann eller vandige oppløsninger isteden for olje eller andre oljeholdige substanser er ikke lett å oppnå, men en slik flate kan tilveiebringes ved hjelp av én tildekning av den sylindriske flate til hylstrene med naturlige fibre, såsom bomull, i form av en vevet duk, hvorved en slik flate først må fuktes med vann før den benyttes for oppsamling av olje. Denne teknikk kan være av verdi ved meget vandige emulsjoner.

Fartøyet av katamarantypen som er beskrevet, er et spesialfartøy for oppsamling av oljeflak. Fartøyet kombinerer i en konstruksjon oljeopptaksinnretningen og skroget til far-tøyet. Fartøyet er spesielt beregnet for anvendelse i store mengder vann, såsom i åpen sjø, fjerning av store oljeflak gjennom hvilke fartøyet kan drives i etter hverandrefølgende striper. Den glatte hylsterkonstruksjon som er beskrevet, hjelper til fremdriften og forenkler skrapeknivanordningen som kre-ves for å fjerne den opptatte.olje. Disse konstruksjoner fin-nes å være særlig egnet for lettere oljer, og selv om ingen ab-solutt øvre grense kan gis, kan det nevnes oljer opp til en vise kositet på 24 0 SAE.

Claims (15)

1. Fartøy for fjerning av olje på eller hosliggende til flaten til et vandig medium, karakterisert ved at det omfatter flere i det vesentlige hule sylindriske konstruksjoner, som hver er montert for rotasjon om sin akse, og som hver har minst en kontinuerlig oleofil eller hydrofil flate som utstrekker seg i omkretsretning rundt aksen, idet hver av konstruksjonene er plassert for delvis neddykking i vannmediet, slik at ved rotasjon hver del av hver oleofil eller hydrofil flate passerer periodisk gjennom en overflatesone av det vandige medium for opptak av olje og at hulrommene til de sylindriske konstruksjoner er avtettet for åitilvelebringe oppdrift for far-tøyet, en innretning for fjerning av opptatt olje fra de oleofile eller hydrofile flater og en innretning for oppsamling av den olje som således er fjernet.

2. Fartøy ifølge krav 1, karakterisert ved at aksene til de sylindriske konstruksjoner er parallelle.

3. Fartøy ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at aksene til de sylindriske konstruksjoner utstrekker seg i lengderetning av fartøyet.

4. Fartøy ifølge krav 3, karakterisert ved at det omfatter en baugkonstruksjon med bakre tilbake-krummede deler som i lengderetning overlapper de fremre endedeler på de sylindriske konstruksjoner.

5. Fartøy ifølge ett eller flere av kravene 1 - 4, karakterisert ved at de sylindriske konstruksjoner omfatter plane sylindriske oleofile eller hydrofile flater.

6. Fartøy ifølge krav 1, karakterisert ved at det omfatter to slike sylindriske konstruksjoner som har sine akser utstrakt i lengderetning av fartøyet og som avgrenser de respektive sider av fartøyet, og at det videre innbefatter innretninger som er koblet til de to sylinderkonstruksjo-ner for å rotere disse i motsatte retninger.

7. Fartøy ifølge krav 6, karakterisert ved at det omfatter en baugkonstruksjon med bakre tilbake-krummede deler som i lengderetning overlapper de fremre endedeler til de to sylindriske konstruksjoner.

8. Fartøy ifølge krav 6, karakterisert ved at det omfatter fremoverrettede og divergerende innretninger som bæres ved frontdelen av fartøyet for å hjelpe til å rette strømmen av vandig medium til området mellom de to sylindriske konstruksjoner.

9. Fartøy ifølge krav 6, 7 eller 8, karakterisert ved at oljeoppsamlingsinnretningen omfatter en renne som utstrekker seg mellom de sylindriske konstruksjoner, idet oljefjerningsinnretningen er anordnet for å tømme fjernet olje inn i rennen.

10. Fartøy ifølge krav 9, karakterisert ved at rennen har en hellende bunn med et kammer ved den dypere ende av rennen med en åpning som står i forbindelse med rennen ved den nedre del av denne for å tillate vann å strømme inn i kammeret^ og>'med enbrønn ved den grunnere ende av rennen anordnet for å oppta olje som er ført over fra den grunnere ende.

11. Fartøy ifølge krav 10, karakterisert ved at kammeret har et rør som henger ned fra det for ut-tømming av vann som er oppsamlet i kammeret tilbake til det vandige medium.

12. Fartøy ifølge krav 11, karakterisert ved at røret utstrekker seg oppover inn' i kammeret, slik at dets øvre ende ligger over nivået for den grunne ende av rennen.

13. Fartøy ifølge ett eller flere av kravene 9-12, karakterisert ved at det omfatter en kjøl som henger ned fra rennen for å stabilisere fartøyet.

14. Fartøy ifølge ett eller flere av kravene 9-13, karakterisert ved at for hver sylindrisk konstruksjon omfatter oljefjerningsinnretningen en ombøyet skrape-kniv som virker på den øvre indre flate av den sylindriske konstruksjon med konkaviteten til kniven vendt innover og en roterbart anordnet rull som utstrekker seg i lengderetning av kniven og plassert i knivens konkavitet, og videre at det omfatter en takkonstruksjon som utstrekker seg mellom skrapeknivene og ligger over reriaen.

15. Fartøy ifølge ett eller flere av kravene 6-14, karakterisert ved at de to sylindriske konstruksjoner omfatter glatte sylindriske oleofile eller hydrofile flater.