SE462925B - Barriaer foer styrning av paa vaetskeyta flytande aemnen - Google Patents

Description

462 925 sz ett stabiit driftïäge erhåiïes för varje hastighet. Barriärens effek- tivitet ökar härigenom och risken för över- e11er underströmning mins- kar.

Ytteriigare ett ändamåi med uppfinningen är att ti11handahå11a en bar- riär som trots en reïativt kompiicerad hydrodynamiskt utformad profii, kan ruiias ihop ti11 ett kompakt transportformat och som snabbt och enkeit kan tas i bruk.

Dessa och andra fördelar och ändamåi, som närmare framgår av den föïj- ande beskrivningen, uppnås med en uppfinning som definieras av patent- kraven.

Uppfinningen ska11 i det föïjande närmare beskrivas i ansiutning ti11 bifogade figurer.

Fig 1 är en perspektivvy av en utföringsform av en barriär enïigt upp- finnningen i operativt ïäge på en vattenyta. Under ytan befintïiga delar av barriären har deivis friïagts.

Fig 2 är en tvärsnittsvy som visar en utföringsform av barriärens pro- fi1.

Fig 3a-c är tvärsnittsvyer som visar en utföringsform av en barriär med expanderingsorgan eniigt uppfinningen.

Fig 1 och 2 visar såiedes en iångsträckt, fïytande barriär eniigt upp- finningen, viiken är visad i operativt iäge, dvs när en reiativhastig- het föreiigger me11an barriär och vätska. Barriären innefattar en frontskärm 1 mot viïkens framsida 2 i vätskan fiytande ämnen deponenas och undantransporteras sidiedes ïängs skärmen vid barriärens förfiytt- ning reïativt vätskeytan. Frontskärmen är 1utad bakåt så att dess övre kant 5 ïigger akter om dess undre kant 6. Ett dragorgan 4 är anbringat i den undre kanten 6 och anordnat att ge en i huvudsak horisonteiit riktad dragning i nämnda kant vid barriärens förfiyttning reïativt vätskeytan. Vidare har barriären ett fïyteiement 7, som sträcker sig iängs frontskärmens baksida 3 och som är anordnat att regïera front- skärmens djupgående och ïäge vid nämnda förfïyttning. Fïyteiementets 3 462 925 ,dre begränsningsyta 8 ansluter till frontskärmens undre kant 6 och är utdraget bakåt och snett uppåt så att den skär vätskeytan när bar- riären befinner sig i operativt läge.

Barriären kan användas i en rad olika sammanhang för styrning av fasta eller flytande ämnen på en vätskeyta, men är i första hand avsedd för styrning och koncentrering av på en vattenyta flytande olja. I det följande kommer uppfinningen för enkelhetens skull att beskrivas i anslutning till denna senare tillämpning, vilket dock inte skall tol- kas som begränsande för uppfinningen.

Dragorganet 4 är anordnat att ge en i huvudsak horisontellt riktad dragkraft som angriper i fronskärmens undre kant 6. Dragorganet 4 kan utgöras av en lina, som är fastsatt i fronskärmens undre kant 6 utef- ter barriärens hela utsträckning eller ha den i fig 1 och 2 visade utformningen och innefatta en huvudlina 10 som ligger ett stycke fram- för barriären och via sekundärlinor 11 är förbunden med frontskärmens undre kant 6. Vardera änden av huvudlinan kan i sin tur vara fäst i en bogserbåt eller annan draganordning eller vara fast förankrad när barriären är placerad i strömmande vatten. Det är även möjligt att förbinda endast den ena änden av huvudlinan med en bogserbåt och för- binda den andra änden med ett skärplan som drar ut barriären i en viss vinkel i förhållande till den bogserande båtens färdriktning.

Barriärens utformning gör att tvärsnittets tyngdpunkt alltid ligger bakom frontskärmen och högre än frontskärmens undre kant 6. När barri- ären dras genom vattnet med en kraft som angriper i frontskärmens und- re kant, kommmer frontskärmen att skära något nedåt i vattnet och ten- dera att tippa bakåt. Detta motverkas dock av det bakåt utdragna flyt- elementet 7, som lyfter barriärens akter och därmed reglerar front- l skärmens vinkel relativt vattenytan. Flytelementets längd bakåt är således anpassad till frontskärmens storlek och utseende. Generellt har flytelementet en längd i vattenlinjen som överskrider barriärens djupgående. Genom att frontskärmen således förhindras från att tippa bakåt, trycks barriären djupare ner i vattnet tills ett jämviktsläge uppnås på grund av det samtidigt ökande deplacementet från flytelemen- tet 7. Det föredrages att frontskärmen har en konkav framsida 2 så att dess undre kant 6 tillsammans med flytelementets undre begränsningsyta 462 925 4 8 bildar en relativt spetsig vinkei som underlättar frontskärmens skä- rande funktion genom vattnet. Genom att fïyteiementets undre begräns- ningsyta 8 ansiuter ti11 frontskärmens undre kant 6 och sïuttar snett uppåt bakåt tiiï den skär vattenytan, uppnås en successiv ökning i depïacementet tiïi varje ökning i djupgåendet. Ett stabiit driftiäge instä11er sig automatiskt för varje reïativhastighet me11an barriär och vattenyta.

Genom detta utförande undvikes dessutom att virveibiidning och sug biidas bakom frontskärmens undre kant 6. En sådan virveibiidning be- främjar en underströmning under barriären, viïket såiedes undvikes genom barriären en1igt uppfinningen.

Dessa faktorer gör att barriären kan användas vid betydiigt större reiativ hastighet me11an barriär och vattenyta än vad som är möjiigt med tidigare kända barriärer. Försök har t ex visat att en barriär med den i fig 2 visade profiïen kan bogseras med en hastighet av 5-6 knop med bibehåiiet stabiit operativt iäge i vattnet.

De i fig 1-3 visade utföringsformerna har ett triangeïïiknande tvär- snitt, som är den mest rationeiia och föredragna formen. Genom att aktern är utdragen ti11 en spetsig kant erhå11es ett gott siäpp och en Iiten virveïbiidning efter barriären, viiket ger den ett iågt siäpmot- stånd. Även vindens påverkan på barriären biir iiten när barriärens profi1 har denna form. Andra tvärsnittsformer är dock tänkbara. Speci- e11t fiyteïementets övre begränsningsyta 9 kan varieras. T ex kan frontskärmen sträcka sig högre än fiyteïementets övre ansïutning ti11 frontskärmen e11er ett extra överspoiningsskydd kan finnas som en upp- stickande dei vid frontskärmens övre kant.

Det är he11er inget absoiut krav att fiyteiementet måste utgöra en s1uten voïym såsom visas i figurerna, även om detta föredrages med hänsyn ti11 sva11 etc som ti11fä11igt kan spoïa över barriären.

Eftersom barriären i första hand är avsedd att användas vid omhänder- tagande av oijeutsiäpp ti11 havs och i sjöar är det väsentiigt att den kan ges ett ur transportsynpunkt fördeïaktigt format och snabbt och 5 462 925 enkelt kan tas i bruk från sitt transporttillstånd. Enligt en föredra- gen utföringsform av uppfinningen är därför barriären gjord kollaber- bar. Barriärens profil är därvid fylld med gas, företrädesvis luft, som kan släppas ut och barriären tryckas ihop till en i huvudsak plan och hoprullningsbar form.

Barriärens profil kan blåsas upp med hjälp av pumpar eller gasbehål- lare så att den hålles utspänd av att inre övertryck. En luftfylld profil kan dock även uppnås utan att övertryck utnyttjas, varvid ex- panderingsorgan är anordnade att med fjäderkraft mekaniskt expandera barriären från dess kollaberade tillstånd samtidigt som luft sugs in via speciella ventiler. Expanderingsorgan av denna typ är förut kända i litteraturen och beskrivs t ex i US 3,686,869; US 3,798,911; US 3,81l,285; US 4,068,478 och US 4,295,755.

I fig Sa-c visas snitt genom en utföringsform av en barriär med ett speciellt utformat expanderingsorgan enligt föreliggande uppfinning.

Olika faser i kollaberingen av barriären visas i figurerna a-c. Expan- deringsorganet 12 innefattar en i huvudsak parallellogramformad ram- konstruktion, vars sidor är vikbara i hörnpunkterna så att ramens form kan förändras, samt en fjäder 13, vilken är anordnad mellan två mot- stående hörn i ramen. Expanderingsorganet samverkar med bandformiga förstyvningselement 14 och 15 vid expanderingen respektive sammantryc- kningen av barriärens profil. Ett flertal samverkande expanderingsor- gan och förstyvningselement av detta slag är placerade med visst mel- lanrum utefter barriärens utsträckning. Förstyvningselementet består av en bottenförstyvning 14, som sträcker sig från barriärens framkant till bakkant längs flytelementets undre begränsningsyta 8, och en frontskärmsförstyvning 15, som sträcker sig längs frontskärmen från dess övre kant 5 till dess undre kant 6. Expanderingsorganets ramkons- truktion har ett hörn fäst i bottenförstyvningen 14 och motstående hörn fäst i frontskärmsförstyvningens 15 övre del och fjädern 13 är anordnad mellan de två återstående hörnen 16 och 17.

Barriären kan på konventionellt sätt framställas av tät gummiduk eller liknande och t ex utformas som sammankopplingsbara enheter och vara indelad i sektioner med mellanväggar. Expanderingsorganens ramar och 462 925 6 förstyvningselementen kan framställas av band av ett relativt styvt plastmaterial som medger en viss böjning.

Vid användning av barriären transporteras den lämpligen i hoprullad form till användningsplatsen där den rullas ut i vattnet samtidigt som den fylls med luft. När barriären har expanderingsorgan såsom visas i figur 3 expanderas barriären automatiskt när den sammantryckande be- lastningen upphör i och med att barriären rullas ut. Fjädern 13 drar därvid hörnpunkterna 16 och 17 mot varandra och ramkonstruktionen lyf- ter frontskärmsförstyvningen såsom visas i fig 3b. Samtidigt sugs luft in i barriären via ej visade ventiler. Barriären expanderas på detta sätt till den helt utspända form som visas i figur 3a. 9 betecknar flytelementets övre begränsningsyta som härvid sträcks och fungerar som ett stopp för expanderingsorganet. Det är emellertid även möjligt att här ha ett separat, flexibelt band som på motsvarande sätt sträcks och fungerar som ett stopp för expanderingsorganet.

På vattenytan flytande olja sammanföres därefter genom att barriären snedställd bogseras i dragorganet 4. Vanligen bogseras barriären sned- ställd i en vinkel på 20-30 grader i förhållande till framdrivnings- riktningen. Relativrörelsen mellan barriären och vattnet gör att frontskärmen skär nedåt i vattnet och den tidigare beskrivna regle- ringen av djupgåendet och frontskärmens vinkel relativt vattenytan inträder. Barriären intar därvid sitt operativa läge såsom visas i fig 2. Oljan deponeras mot frontskärmen och undantransporteras sidledes längs skärmen och avlämnas som en koncentrerad sträng i vattnet. Olje- strängen omhändertas av ett efterföljande oljeuppsamlingsfartyg eller motsvarande. Som tidigare nämnts kan barriären även vara fast förank- rad i strömmande vatten och på motsvarande sätt styra och koncentrera olja eller andra ämnen som flyter på vattnet.

Barriären kan även användas i andra samanhang där man på liknande sätt önskar styra och koncentrera fasta eller flytande ämnen som fly- ter på en vätskeyta. Exempelvis kan barriären vara installerad i en bassäng eller dylikt.

Claims (10)

462 925 Patentkrav:

1. En långsträckt, flytande barriär för styrning av på en vätskeyta flytande ämnen, företrädesvis på en vattenyta flytande olja, innefatt- ande en frontskärm (1) mot vilkens framsida (2) ämnena deponeras och undantransporteras sidledes längs skärmen vid barriärens förflyttning relativt vätskeytan, k ä n n e t e c k n a d a v att frontskärmen är lutad så att dess övre kant (5) ligger akter om dess undre kant (6) och att ett dragorgan (4) är anbringat i skärmens undre kant och an- ordnat att ge en i huvudsak horisontellt riktad dragning i barriären vid dess förflyttning relativt vätskeytan samt att ett längs front- skärmens baksida (3) anordnat flytelement (7) är anordnat att reglera frontskärmens djupgående och läge vid nämnda förflyttning varvid flyt- elementet är utdraget bakåt och dess undre begränsningsyta (8) anslu- ter till frontskärmens undre kant (6) och sträcker sig bakåt så att den skär vätskeytan när barriären befinner sig i operativt läge.

2. Barriär enligt krav 1 k ä n n e t e c k n a d a v att flytele- mentet (7) och frontskärmen (1) bildar ett slutet tvärsnitt för barri- ären.

3. Barriär enligt krav 2 k ä n n e t e c k n a d a v att tvärsnit- tet har en triangelliknande form.

4. Barriär enligt krav 2-3 k ä n n e t e c k n a d a v att den är kollaberbar och kan vikas ihop till en i huvudsak plan och hoprull- ningsbar form.

5. Barriär enligt krav 4 k ä n n e t e c k n a d a v att den är anordnad att expanderas från sitt kollaberade tillstånd genom att tvärsnittet fylls med gas, företrädesvis luft.

6. Barriär enligt krav 4 k ä n n e t e c k n a d a v att den är självexpanderande medelst av fjäderkraft verkande expanderingsorgan (12) anordnade i flytelementet (7). 462 925 8

7. Barriär eniigt krav 6 k ä n n e.t e c k n a d a v att expande- ringsorganet (12) innefattar en i huvudsak paraiieïïogramformad ram- konstruktion vars sidor är vikbara i hörnpunkterna så att ramens form kan förändras och som har en fjäder (13) anordnad meiian två motståen- de hörn.

8. Barriär enligt krav 6-7 k ä n n e t e c k n a d a v att bandfor- miga förstyvningseiement (14,l5) är pïacerade med visst meïianrum iängs barriärens utsträckning och anordnade att i samverkan med expan- deringsorganen (12) bära upp barriärens profii.

9. Barriär eniigt krav 8 k ä n n e t e c k n a d a v att förstyv- ningseïementet består av en bottenförstyvning (14), som sträcker sig från barriärens framkant ti11 dess bakkant längs fïyteïementets undre begränsningsyta (8), och en frontskärmsförstyvning (15), som sträcker sig iängs frontskärmen från dess övre tiïi undre kant, samt att expan- deringsorganets ramkonstruktion har ett hörn fäst i bottenförstyvning- en och motstående hörn fäst i frontskärmsförstyvningens (15) övre de) och en dragfjäder anordnad me11an de två återstående hörnen.

10. Barriär eniigt krav 1 k ä n n e t e c k n a d a v att dragorga- net (4) innefattar en huvudiina (10) som iöper ïängs med och ett styc- ke framför frontskärmen (1) och som är förbunden med frontskärmens undre kant (6) genom ett f1erta1 iängs huvudiinan fästa sekundärlinor (11). (9