DE3017293C2 - Vorrichtung zur Entfernung von auf Wasserflächen schwimmenden Ölschichten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entfernung von auf Wasserflächen schwimmenden olschichten vermittels einer Anzahl rotierender, teilweise in das Wasser zur Aufnahme von öl eintauchender Scheiben, die in einem rahnicnartigcn Gestell angeordnet sind, das an einem Schiff abnehmbar befestigt und mit diesem durch das Wasser bewegbar ist.

Mit der umfangreichen, immer noch zunehmenden Verfrachtung von Erdöl vermittels Tankschiffen, deren Verdrängung auch mehr und mehr zunimmt und die lOOOOOBRT-Grenze oft um ein beträchtliches Maß überschreitet, kommt es häufig zu Unfällen durch Schiffbruch oder Strandung solcher Tankschiffe, bei denen sich erhebliche ölmengen über große Meeresflächen verteilen und schwere Schaden sowohl dem Leben im Meer als auch den Küstenbewohnern. beispielsweise den Fischern und Austernzüchtern, zufügen.
Auch bei Unfällen auf Bohrtürmen, die mehr und mehr auf den Festlandssockeln oder im Schelfgebiet errichtet werden, um Erdölvorrate zu erschließen, kommt es zum Umweltschäden, wobei große Mengen Erdöl an die Oberfläche strömen, sich ausbreiten und zu

ίο beträchtlichen Verschmutzungen der Meere und Küsten führen.

Zur Bekämpfung solcher schwimmender Verunreinigungen ist aus der CH-PS 5 41 039 bekannt, mehrere parallel zueinander angeordnete, auf einer gemeinsamen motorisch angetriebenen Welle befestigte Scheiben zu verwenden, die im Betrieb höchstens bis zur Mitte in das Wasser eintauchen und an deren oberen aus dem Wasser herausragenden Teilen Abstreifer angeordnet sind, die die an den Scheiben haftenden Verunreinigungen abstreifen und einem Sammelbehälter zu-

r.-;i

IUIII CIl.

Eine solche Vorrichtung mag zur Behandlung begrenzter Wasserflächen im Binnenland geeignet sein, jedoch auf großen Wasserflächen wie dem Meer, bei großen Mengen ausgelaufenen Öls, die sich schnell verbreiten, dürfte der erfolgreiche Einsau einer solchen Vorrichtung fraglich sein.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung ölaufnehmende Einrichtungen am Schiff so anzuordnen, daß das Ölbeseitigungsvermögen gesteigert wird.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

Die sich unter einem Winkel zu der Kiellinie des Schiffes nach beiden Seiten weg erstreckenden Ausleger erfassen einen beträchtlichen Bereich und schieben die auf dem Wasser schwimmende ölschicht den rotierenden Scheiben zu.

Wenn man bedenkt, daß das Schiff beispielsweise eine Breite von 15 m hat und Ausleger winkelförmig nach beiden Seiten sich über eine Entfernung von 50 m erstrecken würden, dann könnte mit einer solchen Vorrichtung ein Wasserstreifen von etwa 180 m abgedeckt werden, wenn die Ausleger nicht unmittelbar am Schiffskörper, sondern an den kurzen Streben angeordnet sind.

Die seitlich außerhalb der Bordwände des Schiffes angeordneten Gestelle sind im einfachsten Fall rechtckkige Rahmenkonstruktion, auf deren Längsmittellinie die Achse für alle Scheiben angeordnet ist oder Träger für jeweils eine einzige individuell angetriebene Scheibe.

Die Gestelle für beispielsweise 10 Scheiben sind außen an den Bordwänden in einer solchen Höhe befestigt, daß die Scheiben bei normalem Betrieb des Schiffes, bzw. wenn das Schiff auf seiner Wasserlinie schwimmt. zu einem Viertel oder zu einem Drittel in die See eintaucht.

bo Die an den Außenseiten der Bordwand angeordneten Halterungen für die horizontal sich erstreckenden Gestelle gestatten ein Verschwenken derselben, so daß im Außerbetriebszustand die Gestelle nach oben geschwenkt werden und vertikal stehen.

Es ist daher auch in Verfolg des Erfindungsgedankens möglich, die Anlenkpunkte der Gestelle außen am Schiff höhenverstellbar anzuordmen.

Diese Ausgestaltung hütte darüber hinaus den Vor-

teil, daß auch Schiffe mit verhältnismäßig großem Freibord einsetzbar sind. Die Gestelle können dann in an sich üblicher Art durch zusätzliche Stangen und Streben ausgesteift werden, so daß ihre Verankerungen entlastet sind.

Das Verschwenken der Gestelle erfolgt im einfachsten Fall durch einen Seilzug der am äußeren Ende der Gestelle angreift und zu einem Mast oder einem portalartigen Gcbiluir an Deck des Schiffes führt und von dort zu einer an Deck stehenden Winde.

In Verfolg des Erfindungsgedankens können diese Gestelle so lang sein, d. h. sich so weit quer ab vom Schiffsrumpf erstrecken, wie das praktisch und unter Berücksichtigung des Einsatzortes möglich ist

Es wirkt sich dabei vorteilhaft aus, wenn bei größeren Einsatzgebieten mehrere Gestelle auf jeder Schiffseite angeordnet sind, die in Fahrtrichtung von hinten nach vorn immer sich weiter quer ab erstrecken.

Am Heck des Schiffes sind Trageinrichtungen angeordnet, an denen ausfahrbare Ausleger schwenkbar befestigt sind, die auf der Wasseroberfläche schwimmen und um einen bestimmten Betrag in das Wasser eintauchen. Auf diese Weise ergibt sich eine pfeilartige Vorrichtung, bei der die Pfeilspitze vom Heck des Schiffes gebildet wird und die Fahrtrichtung mit der Pfeilspitze nach hinten verläuft, während die Kiellinie des Schiffes mit dem Schaft des Pfeiles zusammenfällt

Solche Ausleger wurden in weiterer Ausgestaltung der Erfindung aus einem flexiblen schlauchförmigen Material bestehen, das beispielsweise aus einem kunststoffbeschichteten Gewebe besteht und je nach Länge der Ausleger einen entsprechenden Durchmesser aufweist, der durch Einblasen von Luft unter Druck ausgesteift und steifgehalten werden kann.

Vorzugsweise ist der Innenraum dieses schlauchförmigen Gebildes durch eine sehnenartig verlaufende Wand in zwei Räume geteilt und zwar in einen kleinen und in einen großen, welch ersterer mit Wasser gefüllt wird, so daß der schlauchförmige, im Querschnitt vorzugsweise kreisförmige Ausleger in das Wasser ein entsprechendes Maß eintaucht und so verhindert, daß das öl unter dem Ausleger hindurch ins freie Meer entweicht.

Es ist aber auch möglich, in dem Schlauch einen weiteren, im Querschnitt kleineren Schlauch anzuordnen, der mit der Innenwand des großen Scnlauches fest verbunden ist und diesen mit einem Baliastmittel, beispielsweise Wasser, zu füllen. Dann würde dieser Schwerpunkt tiefer liegen und ein Eintauchen des Auslegers in das Wasser um einen bestimmten Betrag bewirken.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

In der Zeichnung stellt dar

F i g. 1 eine Vorrichtung der erfindungsgemäßen Art in schematischer Draufsicht unter Weglassung einiger sich wiederholender Teile.

Fig. 2 ist ein Querschnitt auf der Linie H-II der Fig. !.

F i g. 3 ist eine Draufsicht auf eine schematische Darstellung der gesamten erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei die Einrichtungen an der Steuerbordseite des Schiffes der Übersichtlichkeit wegen weggelassen sind und

Fig. 4 und 5 sind Querschnitte von Ausgestaltungen von Teilen der F i g. 3

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird auf Wasserflachen eingesetzt, insbesondere auf der See, und zwar überall dort, wo durch irgendwelche unvorhergesehenen Ereignisse öl auf Wasserflächen ausströmt und diese bedeckt und schädigt

Zu diesem Zweck besteht der Hauptteil der Vorrichtung aus einem Schiff, das in F i g. 1 mit dem Bezugszeichen 1 versehen ist

Das Schiff hat in F i g. 1 einen spitzen Bug und ein plattes Heck, ist mit Aufbauten 2 und portalartigen Masten 3 versehen und es kann einen eigenen Antrieb haben, es kann aber auch von einem anderen Fahrzeug

ίο geschleppt werden.

An einem solchen Schiff 1 sind außen an den Bordwänden, wie bei 4 und 5 gezeigt, rahmenartige Gestelle befestigt, die aus parallelen, im Abstand zueinander angeordneten, vom Schiff 1 seitlich wegstehenden Streben 6 bestehen, die an ihren Enden durch eine weitere Strebe 7 verbunden sind und zwischen denen eine Achse 8 angeordnet ist, auf der eine Vielzahl von Scheiben 9 gelagert sind, die durch Antriebseinrichtungen 10 in Umdrehung versetzt werden.

Bei diesen Antriebseinrichtunget-wandelt es sich vorzugsweise um Hydraulikmotoren, derjn Versorgung vom Schiff 1 über Schlauchleitungen in an sich bekannter Weise erfolgt.

Die Scheiben laufen alle gleichsinnig mit einer einstellbaren Geschwindigkeit um.

Die rahmenartigen Gestelle 4 und 5 sind vorzugsweise an den äußeren Bordwänden des Schiffes schwenkbar befestigt. Zu diesem Zweck sind bei 11 Gelenke angeordnet, so daß die auslegerartig vom Schiff wegstehenden Gestelle im Außergebrauchszustand senkrecht hochgeklappt werden können, wie das in F i g. 2 gestrichelt bei 12 dargestellt ist.

Das Bezugszeichen 13 bezeichnet die Ölschicht auf dem Wasser eines Meeres oder der See, und aus F i g. 2 ist zu erkennen, daß die Scheiben 9 um einen bestimmten Betrag durch die ölschicht hindurch in das Wasser 14 eintauchen.

Die rahmenartigen Gestelle können gegenüber dem Schiff 1 durch zusätzliche Streben 15 stabilisiert oder versteift sein, was in F i g. 1 lediglich schematisch dargestelrt ist aber an sich üblichen Konstruktionsbedingungen folgt.

Die seitlich vom Schiff 1 wegstehenden rahmenartigen Gestelle 4, 5 können darüber hinaus, wie schematisch bei 16 angedeutet, auch so außen an der Bordwand eines Schiffes 1 befestigt sein, daß sie in vertikaler Richtung, also höhenverstellbar sind, was insbesondere bei Fahrzeugen mit großem Freibord zweckmäßig ist, um die Verwendung übermäßig großer Scheiben zu vermeiden oder im AuDerbetriebszustand die rahmenartigen Ausleger bzw. Gestelle 4 und 5 hochfahren zu kön nen und sie Binnenbordes zu holen.

Die^e Möglichkeit des Hochschwenkens ist in F i g. 2 vermittels des Seilzuges 17 verdeutlicht, der bei 18 an dem rahmenartigen Gestell angreift, entwede.· über einen Hahnepot oder in doppelter Ausgestaltung, wie in F i g. 1 gezeigt oder in sonstiger üblicher Manier. Der Seilzug läuft dabei über eine Rolle 19 am Mast 3 und dann zurück an Deck zu einer Winde oder dergleichen, so daß beim Einholen des Seilzuges ί 7 das rahmenartige Gestell 4 oder 5 mit den Scheiben 9, die mit derii Bezugszeichen 12 in F i g. 2 angedeutete Position einnimmt und die Breite des Fahrzeuges erheblich verringert, so daß es bei Manövern, bei?pielsweise im Hafen, weniger oder gar nicht stört.

In Fig.2 ist nur auf einer Seite des Schiffes 1 ein solches rahmenartiges Gestell mit Scheiben 9 dargestellt. Zweckmäßigerweise und vorzugsweise ist iedoch

auf beiden Seiten in entsprechender Anordnung ein solches rahmenartiges Gestell mit den Scheiben 9 vorgesehen, jedoch stellt die Ausgestaltung auf der anderen Schiffsseite lediglich eine Wiederholung der in F i g. 2 dargestellten Ausgestaltungsform dar.

Ein weiteres wesentliches Merkmal ist nun in Fig. 1 noch dargestellt, und zwar gehen vorzugsweise über seitlich vom Schiff wegstehenden Streben 20 Ausleger 21 aus, die an diesen Streben vorzugsweise schwenkbar befestigt sind. Die Schwenkbarkeit dieser Ausleger 21 ist bei 22 angedeutet. Die Ausleger 21 sind in einer solchen Höhe am Schiffskörper bzw. an den Streben 20 angeordnet, daß sie auf der Oberfläche des Wassers schwimmen und dabei ein entsprechendes Maß eintauchen, was weiter unten noch mit Bezug auf F i g. 3 bis 5 erläutert werden wird.

Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß seitlich des Schiffes Durchtrittsöffnungen freibleiben, die etwa der Länge der seillichen Gestelle entspricht, an welchen die Scheiben 9 drehbar aufgehängt sind.

Die Ausleger 21 sind flexibel und haben schlauchförmige Gestalt und erstrecken sich in einem Winkel zur Kielrinne des Schiffes seitlich von dieser weg, mit einer Länge je nach Verwendungszweck und Einsatzgebiet, wobei die erforderliche Steifigkeit dieser Ausleger durch Einblasen von Druckluft erzielt wird. Die Druckluftleitungen können über die Streben geführt sein.

Außerdem kann auf den Streben 20 eine Einrichtung angeordnet sein, in Form einer Winde 23 (F i g. 1), zu der ein Zugmittel, beispielsweise ein Seil führt, das zum Einholen der Ausleger 21 dient, sobald diese druckentlastet sind. Eine solche Winde kann natürlich auch innerhalb des Schiffes angeordnet sein, wobei die Führung des Zugmittels entsprechend anzuordnen ist.

Aufgrund dieser Ausgestaltung ergibt sich ein pfeilförmiges oder V-förmiges Gebilde, dessen Spitze vom Heck 24 des Schiffes gebildet wird und die Öffnung des V nach vorn in Fahrtrichtung weist, wie der Bug 25 des Schiffes, so daß beim Befahren eines mit einer ölschicht bedeckten Gewässers die Ausleger 21 die ölschicht nach innen auf das Schiff 1 und damit auf die rahmenartigen Gestelle 4, 5 mit den Scheiben 9 zu bewegen. Es erfolgt so eine Konzentrierung des zu beseitigenden Öles, beispielsweise im Bereiche des Schiffes 1 und damit im Bereiche der rotierenden Scheiben 9.

Um deren Kapazität nun zu erweitern, kann man wie bei 26 angedeutet, weitere von den Bordwänden des Schiffes 1 nach außen ragende Gestelle anordnen, die nun wegen des größeren zur Verfugung stehenden Raumes unter Berücksichtigung der schräg vom Schiff wegführenden Ausleger 21 länger sein können und mithin auch mehr rotierende Scheiben aufnehmen können, statt 6 rotierende Scheiben in den rahmenartigen Gestellen 4 und 5 sind jetzt in dem Gestell 26 10 solcher Scheiben angeordnet, die beispielsweise einen Durchmesser von 4 m haben können.

Je nach Größe des Fahrzeuges und des Einsatzgebietes kann also die Kapazität der Vorrichtung erweitert werden, indem man die Zahl der Scheiben erweitert

Die Scheiben sind an sich bekannt und bedürfen keiner weiteren Erläuterung.

In F i g. 3 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung in ihrer Gesamtheit schematisch dargestellt, wobei allerdings die rahmenartigen Gestelle 4 und 5, bzw. 26 mit den Scheiben nur an der Backbordseite des Fahrzeuges eingezeichnet sind, der Übersichtlichkeit wegen aber an der Steuerbordseite weggelassen wurden.

In F i g. 3 sind auch die beiden Ausleger 21, die auf dem Wasser schwimmen, in ihrer Gesamtheit dargestellt, dabei ist der Ausleger an der Steuerbordseite des Schiffes länger und stärker als auf der Bsckbordscitc. Damit soll angedeutet werden, daß die Stärke bzw. der Durchmesser des Auslegers 21 von seiner Wirklänge abhängig ist.

An ihren äußeren Enden 35 sind die Ausleger 21 beispielsweise über ein Seil oder ein Tau 38 mit dem Schiff 1 oder mit einem von diesem nach vorn ragenden Bugsprit 39 bei 40 verbunden, die Kreisbögen 41 sollen die Verschwenkbarkeit der Ausleger 21 andeuten. Die parallelen gestrichelten Linien 42 begrenzen den Streifen, auf dem die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeiten kann.

Bei einer Auslegerlänge von etwa 50 m und einer Schiffsbreite von 15 m würde das etwa einer Streifenbreite von 180 m entsprechen. Zehn Fahrzeuge dieser Art könnten also einen Streifen von einer Seemeile Breite durch heui!^CTes Abfahren vö!li^a vom öl befreien.

Versuche haben gezeigt, daß bei Verwendung einer Scheibe von 120 cm Durchmesser und einer Rotationsgeschwindigkeit von 3 U/min stündlich 120 Liter öl abgeschöpft werden können.

Bei einer Steigerung des Durchmessers der Scheibe und gegebenenfalls der Rotationsgeschwindigkeit unter Berücksichtigung der Viskosität des Öles kann eine stündliche Leistung von weit über 1000 Liter öl pro Scheibe ;rzielt werden, das würde übertragen auf die vorliegende Vorrichtung gemäß Fig. 1 mit zweimal 6 Scheiben und zweimal 10 Scheiben bedeuten, daß pro Stunde mehr als 32 000 Liter öl von der Wasseroberfläche abgenommen werden können-. Ein Schiff dieser Art kann praktisch kontinuierlich über Tage hinweg arbeiten, so daß im Laufe eines Tages mehr als 750 000 Liter bewältigt werden könnten.

Ein weiterer beachtlicher Vorteil ergibt sich beispielsweise dadurch, daß aus einem leckgeschlagenen Tanker ausströmende öl immer in Windrichtung getrieben wird bzw. in Strömungsrichtung. Da die das öl abschöpfenden Scheiben in Schiffslängsrichtung stehen, bieten sie weder dem Wind noch dem Strom einen großen Widerstand, so daß sie auch nicht sonderlich durch Wind oder Seegang gefährdet sind. Der Schwimmkörper der erfindungsgemäßen Art braucht praktisch gar keine Fahrt über Grund zu machen oder nur eine geringe Fahrt. Es ist nur wichtig, daß er im Strome des austretenden und sich ausbreitenden ölteppichs liegt.

Bei mehreren Fahrzeugen kann dann praktisch der ganze ölteppich erfaßt werden, bei nur einem oder nur

so wenigen hingegen ist dann eine Positionsveränderung oder ein langsames Heranfahren mit einer Vorrichtung mit seitlichen Auslegern 21 erforderlich.

Diese Ausleger, die in Fig.4 und 5 dargestellt sind, sind schlauchförmige Gebilde entsprechender Länge und entsprechenden Durchmessers, die aus einer Kunststoffolie hergestellt sind oder aus einem Gewebe, das mit einem Kunststoff beschichtet ist und die im Inneren unterteilt sind.
Bei dem Ausleger 21 in F i g. 4 ist eine Unterteilung in zwei Abteilungen durch eine sehnenartig darin angeordnete Wand 43 erfolgt. Dadurch ergibt sich ein großer Hohlraum 44 und ein kleiner Hohlraum 45. Der kleine Hohlraum wird im Gebrauch des Auslegers mit Wasser geflutet, so daß der Ausleger, wie in F i g. 4 etwa gezeigt.

in das Wasser, in die See, eintaucht

Bei dem Ausleger 21 gemäß F i g. 5 ist dasselbe Konstruktionsprinzip befolgt jedoch ist im Inneren keine sehenartige Unterteilung wie in F i g. 4 vorgenommen.

sondern ein weiterer, im Durchmesser kleinerer Schlauch eingezogen, der das Bezugszeichen 46 trägt. Dieser Schlauch ist bei 47 mit dem größeren Schlauch 48 verbunden, so daß wieder ein großer Raum 44 und ein kleinerer Raum 45 entsteht, welch letzterer mit Wasser gefüllt die erforderliche Eintauchtiefe und Gewichts-Stabilität gewährleistet.

D',' Vorteil dieser Art Ausleger ist der, daß sie trotz ihrer relativ großen Formstabilität aufgrund des in ihrem Hohlraum herrschenden Drucks sie einer Wellenbewegung leicht zu folgen vermögen u:id dabei doch das öl auf die durch sie begrenzte Fläche begrenzen.

Wegen der relativ dicken ölschicht wird es in diesem Bereich auch bei verhältnismäßig starken Winden nicht zu einer ausgesprochenen Windseebildung mit brechenden Kämmen kommen, sondern zu einer Dünung, die weniger steile Wellenbildung aufweist.

Der Ballast in den Auslegern 21 kann natürlich auch sia·.'. Wasser durch abgeschöpftes öl gebildet sein, so daß man zusätzlichen Stauraum gewinnt. Anstatt die rahmenartigen Gestelle mit Seilzügen zu verschwenken, können stattdessen auch hydraulische Einrichtungen benutzt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

40

45

55

60

65

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Entfernung von auf Wasser schwimmenden Ölschichten mitteis einer Anzahl rotierender, teilweise in das Wasser zur Aufnahme von öl eintauchender Scheiben, die in einem rahmenartigen Gestell angeordnet sind, das an einem Schiff abnehmbar befestigt und mit diesem durch das Wasser bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere rahmenartige Gestelle (4,5,26) seitlich am Schiffsrumpf (1) verschwenkbar angeordnet sind und daß zu beiden Seiten am Heck des Schiffes kurze Streben (20) angeordnet sind, von denen Ausleger (21) in Fahrtrichtung schräg nach vorn gerichtet sind, die zu einem geringen Betrag in das Wasser eintauchen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rahmenartigen Gestelle (4, 5, 26) über Streben (15) gegenüber dem Schiff (1) abgestützt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schiff (1) mit Masten oder Portalen (3) versehen ist, die an ihrem oberen Enden Rollen tragen, über die Seüzüge (17) laufen, mit denen die rahmenartigen Gestelle (4, 5, 26) in eine Außergebrauchsstellung hochklappbar sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die rahmenartigen Gestelle (4,5,26) seitlich am Schiffsrumpf (1) höhenverstellbar ange^rckt sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daü die Ausleger (21) durch Zuführung von Luit aufblähbar sind und kreisförmigen Querschnitt aufweisen.

b. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisförmigen Ausleger (21) in zwei Hohlräume (44, 45) unterteilt sind, von denen der kleinere Hohlraum (45) zur Aufnahme eines Ballastes, z. B. Wasser, dient.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einteilung in die beiden Hohlräume (44, 45) des Auslegers (21) durch eine sehnenartige Trennwand (43) oder durch einen zweiten, im Durchmesser kleineren Schlauch (46) erfolgt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß vom Heck des Schiffes (1) in Richtung Bug unterschiedlich lange rahmenartige Gestelle (4,5,26) angeordnet sind, entsprechend dem sich vergrößernden Abstand zwischen Kiellinie des Schiffes (1) und der Achse der Ausleger (21).