SE428943B - Vagdempande och stotkraftsupptagande lensa mot oljeutslepp - Google Patents

Description

,-\. 40 - ~ :fi-sàïlfl 7713821-2 det är synnerligen svårt att hindra oljan från att strömma ut utanför länsan, och speciellt att hindra oljan att passera under länsan.

Genom prov med konventionella länsor har konstaterats, att olja kan börja läcka ut vid en tidvattenström av 0,36 m/sek. (omkring 0,7 knop). Detta beror på att den olja, som uppfångats och ansamlats på uppströmssidan av länsan, omvandlas till oljedroppar genom tangentiella krafter mellan vattnet och oljan till följd av rörelse av vattnet, som åstadkommes genom sjöhävning eller tidvattenström, och att dessa otaliga oljedroppar av tídvattenströmmen drives till nedströmssidan och där- ivid passerar under länsan.

För att uppfånga olja, som i droppform passerar under länsan, är det känt att öka den oljeuppfångande plattans utsträckning i djupled eller att utlägga länsor i ett flertal rader med givet inbördes mellan- rum, I första fallet ökas emellertid vattenströmmens tryck mot länsan i så hög grad, att det är svårt att utlägga länsan på ett i förväg bestämt läge. I andra fallet, dvs. att länsor är utlagda i ett flertal, t.ex. två parallella rader, kan det, beroende på oljedropparnas storlek och tidvattenströmmens hastighet, inträffa att en del av oljedropparna, som har passerat under den inre länsan, når fram till underkanten av den yttre länsan och sålunda strömmar ut förbi länsorna. Att till sjöss utlägga tre eller flera rader länsor för att eliminera den nämnda nackdelen, är synnerligen besvärligt, kräver lång tid för utläggning och hemtagníng, och är mycket svårt att utföra vid någorlunda kraftig vind och sjöhävning.

De kända ovan beskrivna länsorna kan dessutom förstöras vid på-' segling av ett fartyg och skadas genom utmattningsbrott till följd av sjöhävningen. Ändamålet med uppfinningen är att åstadkomma en länsa, som effek- tivt kan uppsamla utströmmad olja och säkert hindra den från att ut- breda sig över ett större vattenområde, och som kan dämpa en stötkraft utövad av ett fartyg eller drivande föremål och därigenom hindra för- störing av länsan.

Ett annat ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en länsa, som kan uppfånga vågorna och dämpa deras rörelseenergi, så att länsan icke skadas och uppsamlad olja hindras driva bort.

De med uppfinningen eftersträvade ändamàlen uppnås genom att länsan erhållit de i kraven angivna kännetecknen.

I det följande beskrives föredragna utföringsformer av uppfin- ningen med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka fig. 1 visar en perspektivvy, delvis med bortbrutna delar, av en föredragen ut- ..,i§á~,|y¿>1_;;, _\;;,-_.~g « a . w. 40 s 7713821-2 föringsform av länsan enligt uppfinningen; fig. 2 visar en vertikala” tvärsektion av länsan i fig. 1; fig. 3 visar en liknande tvärsektion illustrerande länsan i verksamt tillstånd; fig. 4-6 visar vyer och diagram illustrerande länsans stötdämpande verkan; fig. 7-9 visar vyer och diagram illustrerande länsans vågdämpande verkan; fig. 10 visar en vertikal tvärsektion av en annan föredragen utföringsform av uppfin- ningen; fig. 11 visar en vertikal tvärsektion av ytterligare en annan föredragen utföringsform av uppfinningen; fig. 12 visar en partiell framifrån sedd vy, delvis med bortbrutna delar; fig. 13 visar i verti- kal tvärsektion en partiell sidovy av länsan i fíg. 11 med en utvindad ridå; fig. 14 visar en perspektivvy, delvis med bortbrutna delar, illustrerande tillståndet med utvindad ridå; fig. 15 visar i vertikal. tvärsektion en sidovy av densamma i ett verksamt tillstånd; fig. 16 visar en planvy av samma länsa; fig. 17 visar en planvy illustrerande en modifikation av länsan i fig. 16; fig. 18 visar en perspektivvy illustrerande ytterligare en annan föredragen utföringsform av uppfin- ningen; fig. 19 visar en perspektivvy av en buffert; fig. 20 och 21 visar sidovyer illustrerande utföringsformen i fíg. 18 i olika verk- samma tillstånd.

Fig. 1 och 2 illustrerar en föredragen utföringsform av länsan enligt uppfinningen, där 1 betecknar en cylindrisk flottör, 2 betecknar en ovan vatten belägen ryggfläns anbragt upptill på flottören 1 utefter dess längdriktning, 3 betecknar en under vatten belägen bukfläns an- bragt nedtill på flottören 1 utefter dess längdriktning, 4 betecknar övre stagplàtar, som med inbördes mellanrum är anbragta mellan flottören 1 och ryggflänsen 2, 5 betecknar nedre stagplatar, som med inbördes mellanrum är anbragta mellan flottören 1 och bukflänsen 3, och 6 betecknar stödplåtar, som är anbragta mellan flottören 1 och respektive stagplåtar 4 och 5. Hänvisningsteckningen 7 markerar en övre sido- plåt, som är fästad vid överkanten av ryggflänsen 2 och sträcker sig i flottörens 1 längdriktning, och hänvisningsbeteckningen 8 markerar en nedre sidoplåt, som är fästad vid underkanten av bukflänsen 3 och sträcker sig utefter flottörens 1 längdríktning.

Hänvisningsbeteckningen 9 markerar en buffert, som är fästad vid respektive sidoplätar 7 och 8 samt stödplåten 6 och sträcker sig utefter flottörens längdriktning, varvid de yttre ytorna av sídoplàtarna 7 och 8 samt utsidan av bufferten 9 bildar en kontinuerlig, konvex yta, som förbinder överkanten av ryggflänsen 2 och underkanten av bukflänsen 3 i ändamål att bilda en barriärkropp 10, vars största bredd i tvärsektion är belägen i närheten av flottörens 1 vattenlinje. vs 40 7713321-2 4 Hänvisningsbeteckningen 11 markerar en med en märla försedd plåt, som är anbragt vid barriärkroppens 10 motstående ändar, hänvisnings- beteckningen 12 markerar en kätting, som via märlorna 11 förbinder närliggande barriärkrøppar 10 med varandra, hänvisningsbeteckningen 13 markerar en bälgliknande koppling, som är anbragt mellan närliggande barriärkroppar 10, hänvisningsbeteckningen 14 markerar bultar, som fast förbinder ett ändparti av kopplingen 13 med en ände av barriär- kroppen 10, och hänvisningsbeteckningen 15 markerar en ankarkätting.

I fig. 2 är den vertikala längden av bufferten 9, som är belägen på vänstra sidan av flottören 1, större än den vertikala längden av bufferten 9, som är belägen på högra sidan av flottören 1.

Emedan länsan enligt uppfinningen är utförd på sådant sätt, att ryggflänsen 2 är anbragt på ovansidan av flottören 1, bukflänsen 3 är anbragt på undersidan av flottören 1, sidoplåtarna 7 och 8 är anbragta åtminstone på en sida av flottören 1 utefter dess längd- riktning, utsidan av sidoplåtarna 7 och 8 och utsidan av bufferten 9 bildar en kontinuerlig konvex yta, som förbinder överkanten av ryggflänsen 2 och underkanten av bukflänsen 3, och barriärkroppens i tvärsektion största bredd är belägen nära flottörens 1 vatten- linje, såsom ovan beskrivits, kan länsan hindra utströmmad olja a att förflyttas och övergå i suspenderat tillstånd, såsom visas i fig. 3. Vidare kan länsan medelst ryggflänsen 2 och bukflänsen 3 hindra oljedroppar b från att sjunka under barriärkroppen 10, och hindra olje- och vattendroppar att slungas över barriärkroppen 10.

Denna länsas förmåga att uppfånga olja är sålunda avsevärt förbättrad i jämförelse med den kända tekniken. 0 Barriärkroppens 10 stötdämpande verkan beskrives i det följande med hänvisning till fig.4-6. Fig. 4 illustrerar det tillstånd, där ett fartyg 16 eller liknande har kolliderat med barriärkroppen 10, varvid en stötkraft utövas på ett ställe P och stötenergin upptages på det sätt, som visas i fig. 5A, SB och SC. Stötenergin upptages först till följd av en tröghetskraft, såsom visas i fig. 5A, och i detta ögonblick upptages stötenergin mera effektivt ju större den virtuella massan av barriärkroppen är, dvs. barriärkroppens massa ovan vatten plus dess massa under vatten. Emedan den ovan beskrivna barriärkroppen har större virtuell massa i förhållande till byggnads- vikten, kan stötenergin upptagas effektivt, vilket illustreras i fig. 6, där punkten A representerar den stötenergiupptagande verkan i det fall att barriärkroppen endast utgöres av flottören, under det att punkten B representerar den stötenergíupptagande verkan av barriär- 'f-dfl ZS 40 '7713821-2 kroppen 10, när den är utförd såsom visas i fig. 1 och 2 och har större virtuell massa.

Stötenergin upptages sålunda genom sträckning av ankarkättingen och en dämpkraft (ett fluidmotstånd beroende på barriärkroppens hastig- het), såsom visas i fig. SB och SC. Bmedan tröghetskraftens andel av energiupptagningen är stor, kan emellertid den áterförande kraftens och den dämpande kraftens andel i den efterföljande energíupptagníngen minskas.

Barriärkroppens 10 vågdämpande verkan beskrives i det följande med hänvisning till fig. 7-9. Fig. 7 visar riktningen av en mot barriär- kroppen 10 infallande våg, och fig. 8 visar sambandet mellan den vid prov erhållna vàgdämpande verkan {1-(HT/HIÜ och en parameter d/H, där H är vattendjupet, HT vághöjden, och d barriärkroppens djupgående.

Ju kortare våglängden är och ju större barríärkroppens djupgående är, desto större är i regel den vàguppfàngande verkan, och tack vare det ovan nämnda utförandet av barriärkroppen 10 erhålles en utmärkt våg- uppfångande verkan.

I en modifierad utföríngsform, som visas i fig. 10, är en barriär- kropp 10, som är anordnad med sidoplåtar 7 och 8 samt en på utsidan belägen buffert 9, samt en annan barriärkropp 10', som är anordnad med en på utsidan belägen buffert 9, anbragta parallellt med varandra, och innanför respektive barriärkroppar 10, 10' är anbragt plana buffer- tar 17, mellan vilka är anbragt en annan buffert 18, varvid barriär- kropparna 10, 10' är förbundna med varandra via med märla försedda plåtar 19 och en kätting 20.

Pig. 11-17 visar en annan föredragen utföringsform av uppfinningen, där hänvisningsbeteckningen 21 markerar en oljeuppfångande barriär, som i huvudsak är utförd på samma sätt som den ovan beskrivna barriär- kroppen 10, men där ett rörformat spíndelhus 22 är fast förbundet med underkanten av barriärkroppen 21 och sträcker sig i dess längdriktning samt vid sin undersida har en slits 23.

Utmed längdaxeln av spindelhuset 22 är dessutom anbragt en spindel 24, vars motstående ändar roterbart uppbäres av lagringar 25 anbragta vid spindelhusets 22 ändar.

En ridå 26 sträcker sig genom slítsen 23 och är i en ände fast förbunden med spindeln 24, varjämte ridåns 26 andra ände är fast för- bunden med en vikt 27, som har kilformad tvärsektion, så att, när vikten 27 underifrån är införd í slítsen 23, spindelhusets 22 inre utrymme är vattentätt tillslutet.

Den nedre änden av ett tryckluftrör 28 mynnar i spindelhuset 22, Z5 40 7713821-'2 så att tryckluft kan tillföras till spindelhuset 22 genom ett rör från en icke visad tryckluftkälla, genom en anslutning 29 och genom tryckluftröret 28.

Det nedre ändpartiet av den bälgliknande kopplingen 13, som medelst skruvar 14 är fästat vid ändarna av barriärkropparna 21, sträcker sig i huvudsak lika långt som den nedhängande ridån 26, såsom visas i fig. 14.

När ett oljeutsläpp har inträffar under lugnt väder, kan man om- kring den utströmmande oljan utlägga en länsa utförd enligt fig. 11- 14 med barriärkropparna 21 i sådant tillstånd att rídån 26 är upp- lindad omkring spindeln 24 och vikten 27 är inpressad i slitsen 23, varvid ankarkättingarna 30 kan kopplas till barriärkropparna 21.

Vikten 27 är därvid inpressad i slitsen 23 och tillsluter vatten- tätt spindelhuset 22, och den på vattnet utströmmade oljan kan upp- samlas av barriärkropparna 21 och kopplingarna 13 samt därigenom hindras att driva bort.

När sjöhävningen är så kraftig och tidvattenströmmen så hård, att den av länsan omringade oljan gradvis omvandlas till oljedroppar och slipper ut under barriärkropparna 21, kan emellertid högtrycksluft från en icke visad tryckluftkälla via röret 28 inblåsas i spindelhuset 22 och utdriva vikten 27 ur slitsen 23, varvid vikten faller nedåt.

Såsom visas i fig. 15, avlindas därvid rídån 26 från spindeln 24 och sträcker sig nedåt, så att även om oljedropparna b på grund av vågorna c skulle sjunka djupare än undersidan av barriärkroppen 21, hindras de av ridån 26 att driva ut i det omgivande vattenområdet. Även om det mellan kopplingen 13 och ridån 26 skulle uppstå en liten spalt, kan endast en ringa mängd oljedroppar b utströmma genom denna spalt, och därigenom förhindras i tillräcklig grad dispersion av oljedropparna b jämfört med det fall, då ridån 26 saknas.

Emedan man, såsom ovan beskrivits, under normala förhållanden endast behöver utlägga barriärkroppar 21 med ringa djupgående, är klargöríngen av länsan mycket enkel och lätt utförd, och emedan ridân 26 är skyddad av spindelhuset 22, kan den icke skadas genom åverkan, och dess livslängd ökas väsentligt. Även i det fall att det föreligger risk för dispersion av olje- droppar b, kan ridån t.o.m. under mycket hårt väder med lätthet ut- firas, emedan man för detta ändamål endast behöver tillföra tryckluft till spindelhuset 22 genom tryckluftröret 28.

I det ovan beskrivna utföringsexemplet är ridån utförd såsom en duk eller matta men kan även utgöras av ett finmaskigt nät. å .5 40 7713821-2 Anordningen enligt uppfinningen kan dessutom givetvis användas vid förekommande länsor utförda av stål.

I utföringsformen enligt fig. 16 är kopplingar 13 anbragta bade på insidan och utsidan av barriärkropparna 21, men såsom visas i fig. 17 kan kopplingen 13 vara anbragt endast på en sida. Komponenterna i dessa figurer har samma hänvisningsbeteckningar som i föregående utföringsformer.

Ytterligare en föredragen utföringsform av uppfinningen visas i fig. 18-21, där 31 betecknar ett par flottörer anbragta mitt för varandra med givet mellanrum, vilka vardera utgöres av en ihålig rektangulär box, och som är förbundna med varandra medelst kättíngar 32 och förankrade vid sjöbottnen medelst kättingar 33.

Hänvisningsbeteckningen 34 markerar en buffert, som även tjänst- gör såsom ett distanselement, som är anbragt mellan paret flottörer 31 och själv har flytkraft, och i vilken på en ram 34b, som omger en rektangulär flottör 34a, är anbragt begagnade bildäck 34c på de sidor av flottören 34a, vilka är belägna mitt emot flottörerna 31.

Bufferten 34 kan givetvis även vara utförd av olika andra elastiskt eftergivliga material med flytkraft.

På detta sätt kan en barriärenhet utföras av ett par flottörer 31, 31, vilka är förbundna med varandra medelst kättingarna 32, och mellan vilka bufferten 34 är anbragt.

De motstående ändarna av flottörerna 31 i närliggande barriär- enheter är förbundna medelst en böjlig skärm 35, och närliggande flottörer 31 är även förbundna medelst en kätting 36, så att de icke kan säras från varandra mer än ett på förhand bestämt avstånd, vari- genom skada på skärmen 35 förhindras.

Ett flertal av de på ovan beskrivet sätt utförda barriärenheterna förbindes med varandra och utlägges på vattnet för att användas som en vågbrytande, mot päsegling hållfast länsa mot oljeutsläpp, och om en stor mängd olja har utströmmat till följd av olyckshändelse eller liknande, kan den utströmmade oljan a, även om den är fullständigt omringad av flottörerna 31, drivas och uppsamlas i ett tjockt skikt vid ett visst parti av flottörerna 31, och en del av den uppsamlade oljan kan på grund av flottörernas 31 vertikala rörelse omvandlas till oljedroppar b, som kan passera under flottörerna 31 och flyta upp och kvarstanna på vattenytan mellan de första och de motstående flottörerna (Se fíg- 20)- Det är följaktligen icke lätt för de oljedroppar b, som har passerat förbi de första flottörerna 31, att även passera de andra _ ., _L__.i_,. 'âr- 7?1as21-2 8 flottörerna 31, och därför kan den illustrerade barriären på ett full- gott sätt uppfånga oljan.

Om, såsom visas i fig. 21, ett fartyg 16 skulle stöta emot flot- tören 31, förflyttas denna av fartyget, och kättingen 33 sträcks upp.

Samtidigt hoptryckes bufferten 34 mellan paret flottörer 31, och emedan ett stort antal elastiskt eftergivliga, begagnade bildäck 34c är anbragta i bufferten 34, upptages det päseglande fartygets 16 rörelseenergi av bufferten 34.

Genom att effektivt utnyttja den dämpande friktion, som alstras _ av vattnets relativa rörelse i mellanrummet mellan paret flottörer 31 och bufferten 34, kan vågornas rörelseenergi minskas.

Emedan de ovan beskrivna flottörerna 31 är förbundna medelst kättingar 32 och en buffert 34 är anbragt mellan de motstàende flottörer- na, dvs. att flottörerna 31 är inbördes förbundna medelst böjliga och elastiskt eftergivliga förband, utövas ingen otillàtet stor kraft på varje komponent, och därför kan barriärens livslängd ökas väsentligt.

Uppfinningen är givetvis icke begränsad till de beskrivna, före- dragna utföringsformerna, utan allehanda modifikationer är möjliga inom uppfinningens ram.

Claims (3)

7713821-2 Patentkrav

1. Vågdämpande och stötkraftsupptagande länsa mot oljeutsläpp, innefattande i rad sammankopplade barriärkroppar, k ä n n e t e c k n a d av att barriärkropparna (10) är anord- nade i två rader med bestämt inbördes avstånd och sammankopp- lade i sidled medelst kättingar (20; 32) eller linor samt åtskilda av bufferorgan (17,18; 34), varjämte mellan kropparna i varje rad är anordnade böjliga skärmorgan (13, 35).

2. Länsa enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att barriärkropparna (10) vardera innefattar en cylindrisk flottör (1) med en på dess ovansída anbragt longitudinell, vertikal fläns (2) och en på undersidan anbragt longitudinell, vertikal fläns (3), samt på båda sidor övre (7) och nedre (8) konvexa sidoplåtar fästa vid den övre (2) respektive nedre (3) flänsen och stagade av stagplåtar (4,5), att på en eller båda sidor en första buffert (9) är fäst vid sidoplátarna (7,8) och sträcker sig i flottörens (1) längdriktning, varvid ytter- _ ytorna av sidoplâtarna (7,8) och utsidan av den första bufferten (9) bildar en kontinuerlig, konvex yta från övre flänsen (2) till nedre flänsen (3), och varvid barriärkroppens största I bredd i tvärsektion är belägen i närheten? av flottörens (1) vattenlinje.

3. Länsa enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att ett företrädesvis cylindriskt hus (22) är anbragt vid bottnen av barriärkroppen (21) utefter dess längdriktning och har en nedåt öppen, i längdríktningen sig sträckande slits (23), att en ände av en ridå (26), som sträcker sig genom slitsen, är fast förbunden med en axel (24), vilken vid sina motstående ändar roterbart uppbäres i huset (22), att vid ridàns andra ände är fäst en vikt (27), som utifrån, såsom en kíl, lösbart kan införas i slitsen (23) och vattentätt tillsluta denna, samt att huset (22) är förbundet med ett tryckluftrör (28) och där- igenom kan tillföras tryckluft för utdrivning av vikten (27), varigenom ridån (26) nedsänkes. nm.nw «. A f«»»f-«~«