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Schwimmfähiger Behälter für den Schlepp-Transport von Flüssigkeiten auf dem Wasserwege
Der Transport von Flüssigkeiten, insbesondere von Erdöl, auf dem Wasserwege erfolgt vornehmlich mit Hilfe von Tankschiffen. Diese werden in den verschiedensten Grössen gebaut und teils im Schlepp, teils durch Eigenantrieb, fortbewegt. Die Kosten für den Transport einer Tonnage-Einheit pro Wegeinheit hängen allgemein von der Wirtschaftlichkeit der Transporteinrichtung an sich sowie von den durch Laden, Entladen, Liegezeiten usw. entstehenden Unkosten ab.
Durch den Bau von besonders grossen Tankern versucht man die Wirtschaftlichkeit des Transportes von Flüssigkeiten erfolgreich zu verbessern, wobei aber die zulässige Grösse von Tankern nach oben begrenzt ist, weil diese bereits bestehende Kanäle, Fahrrinnen od. dgl. durchfahren können müssen sowie seetüchtig und manövrierfähig sein müssen.
Die Verwendung von Tankschiffen hat aber verschiedene wirtschaftliche Mängel ; so ist einerseits während der Liegezeit eines Tankers zum Beladen und Entladen fast die gesamte maschinelle Einrichtung ungenUtzt, anderseits liegen während des Transportes die selbständigen Pumpanlagen still. Ferner ist die aufzuwendende Maschinenleistung für Fahrten mit oder ohne Nutzlast annähernd gleich, weil bei Fahrten ohne Nutzlast die Tanks aus Gründen der Seetüchtigkeit mit Wasserballast gefüllt sein müssen. Der Wasserballast verursacht aber wieder zusätzliche Pumparbeit und Reinigungsvorkehrul1gen vor dem Laden der Nutzlast.
Zur Vermeidung der geschilderten wirtschaftlichen Nachteile von Tankschiffen sind schon schwimmfähige Behälter für den Schlepptransport von Flüssigkeiten entwickelt worden. Ein bekannter Behälter dieser Art besteht aus einem mittleren, versteiften Schlauchteil mit starren, scheibenförmigen Verschlussdeckeln ; dieser Behälter kann wegen der starren Deckel und der Versteifungen nicht zusammengelegtwerden und behält daher auch in leerem Zustand eine mehr oder minder zylindrische Form bei. Ausserdem ist der Behälter einzellig und daher jeweils nur für eine einzige Kategorie von Waren verwendbar. Zudem ist dieser Behälter infolge der festen Deckel strömungstechnisch ungünstig und zur Aufnahme von Schlägen und Stössen wenig geeignet.
Ein anderer bekannter Behälter dieser Art, der sich ebenso wie der bereits geschilderte in der Praxis nicht durchgesetzt hat, besteht aus mehreren Zellen. Die Zellen sind dabei entweder durch Unterteilung des Behälters mittels Schotten gebildet oder stellen selbständige Gebilde dar. Eine dieser Zellen dient der Aufnahme flüssigen Gutes und eine ist als Luftkammer ausgebildet. Die Zellen sind im Falle selbständige : untereinander verbundener Gebilde mit einem Netzwerk überzogen und mittels Stricken verbunden. Die Zellen sind übereinander gelagert, wobei z. B. bei drei Zellen die spezifischen Gewichte der Ladung in den Zellen von unten nach oben abnehmen, wodurch eine gewisse Stabilität des Gebildes erreicht wird. Bei Schleppfahrten ergeben sich aber trotzdem erhebliche Verschiebungen der Zellen.
Die Erfindung zielt darauf ab, schwimmfähige Behälter für den Schlepptransport von Flüssigkeiten auf dem Wasserwege mit mehreren Zellen, von welchen mindestens eine als Luftkammer ausgebildet ist, wobei die Zellenwände aus flexiblem Kunststoff bestehen und die einzelnen Zellen fest oder lösbar und auswechselbar miteinander verbunden sind, so zu verbessern. dass die geschilderten Nachteile vermieden werden. Der Behälter nach der Erfindung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass die Zellen von einer aus flexiblem Kunststoff bestehenden Hülle umgeben sind und dass die Luftkammer sich iut Bshäl-
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geleitet wird und Luft aus der Luftkammer durch ein Überdruckventil verdrängt.
Ein derartiger Behälter wird trotz der gewünschten Vielzelligkeit durch die Hülle nach aussen hin gut zusammengehalten und ist infolge der besonderen Ausbildung der Luftkammer gegen Stösse sehr unempfindlich. Vorzugsweise sind die Zellen durch in Richtung der Längsachse des Behälters angeordnete Schläuche gebildet.
In den beiliegenden Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt ; es zeigt : Fig. l eine schematische Seitenansicht eines aus mehreren Teilen zusammengesetzten Behälters in Verbindung mit einem Schlepper ; Fig. 2 eine schematische Darstellung zweier Behälter, welche aus einem bzw. zwei Teilen bestehen ; Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Teil eines Behälters ; Fig. 4 einen Querschnitt durch einen Teil eines Behälters mit Längszellen ; Fig. 5 einen Längsschnitt durch einen Teil eines andern
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; Fig. 6Fig. 8 den Behälter gemäss Fig. 7 in aufgetauchtem Zustand ; Fig. 9 einen Behälter mit Schutzrippen.
Fig. 1 stellt in schematischer Weise einen Behälter dar, welcher aus vier hintereinander angeordneten Teilen 1, 2, 3 und4 besteht, welche durch Querschotten l'getrennt sind und gemeinsam von einem Schleppfahrzeug 12 gezogen werden. Die einzelnen Teile 1-4 bestehen aus flexiblen Kunststoffen, welche gegen chemische Beanspruchungen durch das Ladegut unempfindlich sind und auch dell Beanspruchungen durch Wasser, Licht und Luft widerstehen. Solche Kunststoffe sind z. B. Polyäthylene, Polyisobutylene, Polyvinylchloride, Polyamide, Polyterephthalate, Polytetrafluoräthylene, Silicone, Kunstkautschuke usw.
Die Hüllen der aus mehreren Zellen bestehenden Teile weisen ebenfalls eine oder mehrere Schichten dieser Kunststoffe sowie im Bedarfsfalle Gewebeeinlage auf, welche aus Kunststoffen oder organischen Stoffen hergestellt sein können. Dabei können einzelne Schichten aus verschiedenen Stoffen bestehen, indem z. B. die inneren Schichten den Schutz gegen die Einflüsse des Ladungsgutes und die äusseren Schichten den Schutz nach aussen übernehmen. Die Dicke der Hüllen wird nach dem Verwendungszweck der Behälter und deren Grösse festgelegt und kann einige Millimeter betragen. Die Hüllen können nach einem Press-, Blas-oder Spritzverfahren hergestellt sein oder aus einzelnen Stücken bestehen, welche in bekannter Weise durch Schweissen oder Verkleben zusammengefügt sind.
Die einzelnen Teile 1- 4 des Behälters weisen je eine Füllöffnung 6 auf, durch welche das zu transportierende Gut eingefüllt wird. Ferner besitzen die Zellen ein Überdruckventil 7. Der vorderste Behäl- verteil l weist eine besondere Form auf und ist zu einer Art Steven 5 geformt, um einen günstigen Bugwiderstand zu erzeugen. Der ganze Behälter mit den Teilen 1 - 4 ist von einem Netzwerk umgeben, welches die Zugkräfte aufnehmende Längskabel 16 und Querkabel 17 aufweist.
Letztere halten die Längskabel 16 zusammen und nehmen Querzugkräfte auf, welche bei Expansionsbewegungen im Inneren der Zellen
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Das Netzwerk 16,17 kann sich über den ganzen Behälter, d. h. über alle vier Teile, hinziehen, in welchem Falle die einzelnen Teile an ihren Berührungsstellen 17a lediglich aneinanderstossen. Man kann aber auch die einzelnen Teile 1-4 je mit einem solchen Netzwerk umgeben, in welchem Falle an den Stellen 17a besondere Befestigungsvorrichtungen, wie z. B. Schäkel, vorgesehen sein müssen. Man kann aber auch an jedem Ende jedes Teilbehälters eine Kupplungsplatte 8 anordnen und auf diese Weise die nun gesonderten Teilbehälter durch eine Schlepptrosse 11 miteinander zu einem Schleppring verbinden, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist.
Die Kabeln des Netzwerks können aus Stahl, Kunststoff oder aus beiden Stoffen, z. B. aus mit Kunststoff umspritzten Drahtseilen, bestehen. Der vorderste Teilbehälter 1 ist über die Kupplungsplatte 8 durch ein Kabel mit einer schwimmenden Kupplung 9 verbunden, welche durch eine Schlepptrosse 11 mit einer Haltevorrichtung 13 auf dem Schlepper verbunden ist. Dabei sind die Kabel und die Schlepptrosse 11 an der Kupplung an drehbaren Zugösen befestigt, damit Drehbewegungen des Behälters ohne Einfluss auf die Schlepptrosse bleiben.
Fig. 2 zeigt zwei Behälter, von welchen der vordere aus zwei Teilen 1 und 2 und der hintere aus einem Teil 4 besteht. Dieser hintere Behälter kann, wie bereits erwähnt, durch eine Schlepptrosse 11 am vorderen Behälter befestigt sein oder er kann durch eine direkte Schlepptrosse 11 mit der Kupplung 9 verbunden sein. Beim Laden und Entladen der Behälter können diese einzeln an Bojen oder andern Festhaltevorrichtungen befestigt werden.
Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf einen Teil eines Behälters. Die Längskabet 16 sind mit den Querkabeln 17 z. B. durch Knotung 18 verbunden. Die Längskabel 16 sind an den Stellen 19 mit der Kupplungsplatte 8 verbunden. Die gemeinsame Aussenhülle für die Zellen des Behälters ist mit 15 bezeichnet.
Fig. 4 stellt einen Behälter im Querschnitt dar. Dieser Behälter weist eine Mehrzahl von in Längsrichtung verlaufenden Zellen b, c, d, e, f, g auf, welche zur Lastaufnahme dienen und deren Hüllen mit 20 be-
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zeichnet sind. Dabei können die Zellen mit gleichem oder mit unterschiedlichem Gut beladen sein, da die Zellen untereinander nicht in Verbindung stehen. Der Behälter weist ferner eine oberste Längszelle a auf, welche als Luftkammer ausgebildet ist und zur Tiefgangsverminderung sowie als Pufferelement dient. Die Gesamtheit der Zellen a - g ist von einer besonderen Hülle 15 aus flexiblem Kunststoffumgeben, die ihrerseits vom Netzwerk 16, 17 umschlossen ist.
Wenn in den Zellen b-g, z. B. durch Gasentwicklung oder durch Stossbeanspruchung ein Überdruck entsteht, wirkt dieser auf die Luftkammer a, aus welcher dann Luft durch das Überdruckventil 7 austreten kann, wodurch Druckausgleich eintritt und eine Überbeanspruchung der Zellen oder der Hülle 15 vermieden wird.
Fig. 5 stellt einen Behälter dar, bei welchem die Hülle 15 die den Laderaum bildende Zelle und eine als Luftkammer ausgebildete Zelle 21 umgibt, welche durch das Überdruckventil 7 mit der Aussenluft in Verbindung steht. Ein in der Zelle des Laderaums infolge einer Stossbeanspruchung oder einer Gasentwicklung entstehender Überdruck überträgt sich auf die Luftkammer 21 und wird dort durch Luftabgabe ausgeglichen.
Fig. 6 stellt einen Querschnitt durch einen dem Behälter gemäss Fig. 4 ähnlichen Behälter dar. Die Hüllen 20 umschliessen die Längszellen a-g, welche von der Behälterhülle 15 umschlossen sind. Zwischen den Hüllen 20 und 15 ist eine mit 22 bezeichnete Schicht angeordnet, welche z. B. aus Schaumkunststoff bestehen kann und welche bei einer auftretenden Undichtheit selbsttätig in das Leck eintritt und es ähnlich wie bei Autoreifen abdichtet.
Fig. 7 zeigt einen erfindungsgemässen Behälter 66, der mit einer Boje 73 durch ein Kabel 71 in Verbindung steht, im Tauchzustand. Am Behälter 66 ist an dessen Querkabeln 17 Ballast 67 befestigt, welcher den Behälter nicht nur im Tauchzustand, sondern auch in aufrechter Lage hält. Ferner ist aussen oder innen am Behälter 66 ein Pressluftbehälter 68 befestigt, welcher mit einem fernbetätigbaren Ventil 69 in Wirkungsverbindung steht. Vom Ventil 69 führt eine Luftleitung 70 in die Luftkammer, welche am oberen Teil des Behälters 66 angeordnet ist. Durch elektrische Impulse, welche direkt vom Schlepper aus oder auch drahtlos an eine Empfangseinrichtung 74,72 der Boje 73 vermittelt werden, wird das Ventil 69 ge- öffnet, und es strömt aus dem Pressluftbehälter 68 in die Luftkammer, welche den erforderlichen Auftrieb erzeugt und den Behälter zum Auftauchen bringt.
Der Ballast 67 kann auch in einer besonderen Kielzelle untergebracht sein und aus Sand bestehen. Es können auch Organe vorgesehen sein, mittels welchen eine Ballastabgabe bewirkt werden kann.
Fig. 8 zeigt einen Querschnitt durch den Behälter 66 gemäss Fig. 7 in aufgetauchtem Zustand zum Füllen oder Entleeren.
Fig. 9 zeigt einen Behälter 78 nach der Erfindung im Schnitt. Dieser Behälter weist an seiner Aussenseite zum Schutz der die Zellen umfassenden Hülle 15 gegen Beschädigungen beim Anlegen an Kaianlagen sich über die ganze Länge in der Wasserlinie des Behälters erstreckende Wülste 76 auf, welche z. B. aus Kunststoffschaum bestehen können. Solche Wülste 75 sind auch am Boden angeordnet und verhindern eine Beschädigung bei Bodenberührung. Diese Wülste können gleichzeitig als Ballast dienen, wenn sie aus entsprechendem Material bestehen.
Die beschriebenen Behälter können in erster Linie zum Transport von Ölen und Treibstoffen dienen, welche alle ungefähr ein spezifisches Gewicht von 0,8 aufweisen. Die mit solchem Gut beladenen Behälter schwimmen daher mit ungefähr 80% ihres Volumens unter Wasser. Der statische Druck im Behälter hängt aber lediglich von der Flüssigkeitshöhe der über die Wasserlinie 14 ragenden Behälterkuppe ab, so dass relativ dünne Hüllen verwendet werden können.
Die Form der Behälter kann den hydrodynamischen Erfordernissen entsprechend gewählt werden. Im allgemeinen wird sich die Schlauch-oder Torpedoform am besten eignen.
Die Form und der Tiefgang der Behälter muss den zu befahrenden Wasserstrassen angepasst sein, so dass z. B. für Hochseetransporte und Binnenwassertransporte verschiedene Behälterformen gewählt werden müssen. Das erwähnte Netzwerk kann, wie in Fig. 2 dargestellt, den ganzen Behälter umgeben, es kann aber auch in die äussere Hülle oder in eine besondere Hülle eingebettet sein.
Die beschriebenen Behälter verhalten sich wegen der Flexibilität ihrer Hülle bedeutend anders als starre Schiffe. Der flexible Behälter vermag sich nämlich dem Wellengang weitgehend anzupassen ; örtliehe Druckanstiege können sich wegen der vorhandenen Luftkammern, welche als Puffer wirken, ausgleichen, ohne dass die Hülle beschädigt wird. Die aus flexiblem Kunststoff bestehende Behälterhülle ist auch an sich so flexibel, dass sie ebenfalls als Puffer wirkt. Ein wesentlicher Vorteil dieser Behälter liegt darin, dass sie zum Entleeren und Füllen vom Schleppschiff getrennt werden können und dass der Schlepper während der Belade- und Entladezeit für weitere Fahrten zur Verfügung steht.
Zudem können wirtschaftlich und langsam arbeitende Pumpen zum Beladen und Entleeren verwendet werden ; die leeren Behälter kön-
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neu entweder mit leichtem Luftballast in Bündeln oder in zusammengelegtem Zustand an Bord transportiert werden.
Der Gewichtsanteil des Laderaumes an der gesamten Ladung beträgt weniger als 1%, wobei selbständige Pumpenanlagen nicht erforderlich sind. DieHüllen aus Kunststoff sind nicht nur flexibel, sondern auch elastisch. Dies hat zur Folge, dass plötzliche Druckanstiege, welche z. B. beim Anfahren oder bei plötzlichen Stössen auftreten können, von der Elastizität der Hülle selbst aufgenommen werden können, wobei das die Hülle umgebende Netzwerk eine örtliche Überbeanspruchung der Hülle verhindert.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schwimmfähiger Behälter für den Schlepptransport von Flüssigkeiten auf dem Wasserwege mit meh- reren Zellen, von welchen mindestens eine als Luftkammer ausgebildet ist, wobei die Zellenwände aus flexiblem Kunststoff bestehen und die einzelnen Zellen fest oder lösbar und auswechselbar miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellen von einer aus flexiblem Kunststoff bestehenden Hülle (15) umgeben sind und dass die Luftkammer (a, 21) sich im Behälter der Länge nach erstreckt, derart, dass eine auf die Zellen (1 - 4, a - g,66, 78) ausgeübte äussere Kraft zur Luftkammer (a, 21) abgelei.. tet wird und Luft aus der Luftkammer (a, 21) durch ein Überdruckventil (7) verdrängt.