专利名称：用于容纳漏油的设备和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种如本专利权利要求1前序部分所公开的用于容纳漏油的设备和系统或类似物。
背景技术：
已知有多种不同的方法来容纳水体表面的浮油。其中最普遍的方法是配置U或J型浮栅。然后利用独立的撇油器除去在浮栅后方收集的浮油。这种系统简单且相对便宜。所述系统的缺点是浮栅不能以大于0.5到1节(船速单位，海里/时)的速度向前牵引，因为浮油会被压低而进入栅栏底部的水体中。
在恶劣的天气条件盛行的区域例如在公海上，利用一种通常称作V-清扫器的装置。所述装置由一个常规栅栏组成，该栅栏设置成V型并借助于底部的网而使系统稳定及保持形状。使用独立的撇油器把在系统后方收集到的浮油抽上来。在浮油被压低到浮栅底部之前，所述容器可以高达1到1.6节的速度前行。然而，由于海流在许多情况下具有较大的速度，因而容器的上述前行速度依然太慢。而且，浮油常聚集成所谓的扩散浮油，90％的浮油处在所述区域的10％的范围内，由于装置在这种类型的扩散浮油中前行时已超过临界速度，因而通常会将浮油遗失。
挪威专利176066号公开了一种利用波能作动力的浮油容器系统且为相对伸长的沟槽的形式，所述沟槽具有一个侧边的表面和一个确定的边缘，在所述的表面及边缘上方的包含有浮油的波浪在进入集油池时可被洗涤。所述专利公开了伸长的沟槽还可以具有一个底部且所述系统可由非刚性的材料制成。然而，使用所述系统进行实际测试，可以发现当在水中向前牵引该系统时，由于其相对伸长的沟槽，系统要么下降进入水体中要么上升，因而产生了重大的稳定性问题。这就需要在变化的高速下使所述系统以满意的方式行使其功能的实质的调节装置。
发明内容
本发明的目的是克服已知的设置及系统所存在的问题。
所述目的可以通过以下介绍中所提到类型的设备或系统来实现，其特征在独立权利要求1所描述的特征中阐述。
优选实施例在从属权利要求中公开。
如果浮油层与水层之间的速度差大于约1节，通常浮油会被水冲走。浮油或漏油因而在无意中遗失在例如浮栅的底部。本发明中的V-型管道结构使得当水体表面受向上压力时，在下面的水体能在开口处高速地穿过管道而运行。这时浮油的速度差在允许范围内，从而不会被牵引到管道以下。
由于带入的液体的数值相对于分离器的总容积来说是很小的，因而在分离器中的油/水混合物几乎是静止的。
使用本发明的设备或系统，表面上的浮油能以4节的速度被有效地除去，这比以前所知的常规浮栅的速度(1节)高400％，且比以前所知的能在约1.5节的速度下使用的高速栅栏的速度高260％。
根据本发明可以得到下述优点●它可在有强水流的水中运行；●它容许栅栏在高效下使用；●在有水流的江河中使用它有很大的优点；●它装备有具有很好的操纵性的能高速运行的拖船；●浮油集中到分离器中，这样可提高泵和撇油器的效率；●整个结构为非刚性的，这意味着它可卷绕成体积较小的存储滚筒。
下面将参照附图对本发明进行描述，其中图1为实现本发明原理的集油器的示意图；图2为根据本发明的楔形结构的详细示意图；图3为图2中楔形结构的补充的详细示意图；
图4为从前面所看到的集油器的示意图；图5为集油器的侧面示意图。
具体实施例方式
根据本发明的设备或系统基本上由合适的非刚性及柔性材料制成，因而它可成卷储存。使用的合适材料的一个例子是一张坚固的、防风雨的及耐油(及耐化学物)的合适的塑料。所述装置包括一个前部锥形沟槽部1、一个后部收集装置或分离器部2，及位于所述部分之间的楔形结构7。
锥形沟槽部1为由从楔形结构7延伸的两个侧边限定的表面3、4所制成的形式。如在图4中所看到的那样，表面3、4包括干舷12和侧缘13且最好还包括一个入口底部8。网状物形式的所述底部8除形成一“分界线”外，还用来保持锥形沟槽部1的形状及作为楔形结构7的管道14的入口。当设备或系统前行时，干舷12通常是通过水压来压舱，但是，如果非常需要，也可通过使用合适的装置(未示出)来压舱。
集油器上装备有牵引装置5、6，其形式为绳子、绳索或类似的装置，所述牵引装置以适当的方式与侧边限定的表面3、4，楔形结构7及收集装置或分离器2相连接。任意长度的牵引装置5、6从表面3、4中引出且最好都装备有合适尺寸的常规浮栅或与所述浮栅(未示出)相连接。牵引装置5、6或任选的浮栅的自由端均可固定到适当的牵引机构上，例如拖船。
牵引装置5、6与“集油器外壳”之间的连接可以这样来完成，例如通过焊接、缝合、压合、粘结、通过使用合适的联结装置或联合使用上述列出的两种或多种连接方法。重要的是当集油器受到牵引时，牵引力可以用这样的方法来传递，这样可获得设备所需的几何形状。所述方法特别适用于锥形沟槽部1和楔形结构7。本发明的一个基本特征是楔形结构7制成具有一个刨平的边缘9、10。所述边缘包括紧固在边缘区域的的牵引装置5、6的各个部分，当收集装置2受到牵引时，所述紧固部分由于从刨平的边缘传来的牵引力的作用而变硬。此外，最佳的刨平深度还取决于预期的浮油厚度，这是由于刨平作用应确保没有充分与水混合的所有浮油都能被“削掉”。随之这种液体传送到收集装置或分离器2内。可通过调整牵引速度来调节所述刨平深度，不过也可使用能作上述调节的特殊装置。所述装置可包括连接在锥形沟槽上的未在图中示出的辅助系统，因此能够对系统进行压舱。
图2、3为楔形结构7的详细示意图。所述楔形结构7制成具有一个在沟槽部1处具有一个入口的管道14、一个出口15及一个顶部20的形式。所述顶部20制成具有V形凹槽的形式，其中凹槽支腿形成刨平的边缘9、10，刨平边缘包括紧固在边缘部上的所述装置5、6的一部分。箭头A和B分别表示油/水混合物的流入及主要是水的液体的流出。一个基本点是管道14的出口15的横截面积应小于其入口14的横截面积。这意味着一部分水以这样的方式被压入，即所见到的大部分油的表面被提起且穿过顶部20并被带入到分离器2中。
在楔形顶部20的区域，或者最好是在V形凹槽尖端的紧接下游区域，或在装置5、6或9、10之间的交叉点的区域，可以设置楔形的边缘(未示出)，在将油转移到分离器部2的过程中所述边缘能提高油的流动性，并且可在断开对集油器的牵引时所述边缘还可以用作阻止浮油回流的辅助屏障。
收集装置或分离器2制成具有干舷12及底袋11的容器的形式。如果需要，同锥形沟槽部一样，干舷12可以使用合适的装置来压舱。连接部分16、16与干舷的边缘连接，如图1中所示出的那样，还设有牵引装置5、6。而且，底袋11上设置有一个底舱口18。底舱口18可以是设置在一个开口上的合适的封盖，所述开口可由所述袋底部自身的网状部来设置或加强。底舱口18在前边缘以合适的方式与所述袋11的底部相连接。优选设置一个或多个弹性装置，例如弹性绳索，从而适应底舱口18的闭合/开启，从而根据使用条件(如以不同速度牵引或静止时)来适应所述底部11的状态。
在袋的底部可具有一个或多个压舱装置 (例如引线绳索或类似物) (未示出)，所述压舱装置确保所述袋合适的浸没或压舱，尤其是当系统静止时能防止底部浮起。
收集装置2起中间贮罐的作用，借助于一个或多个装有适用这种操作的装置的泵或撇油器，从所述收集装置中除去油。
如在介绍中所描述的那样，根据本发明的设备或系统基本上由合适的非刚性材料制成。所示的干舷12由纤维材料制成。所述设备或系统基本上是圆柱体的形状，其为互相连接或相互成一整体的部件以这种方式所构成的如图1中用示意图所示出的“外壳形状”。圆柱体是可膨胀的并填充有合适的介质，例如空气或其他合适的气体、泡沫材料或其他或多或少呈固态及易处理的材料。
当使用所述装置来容纳飘浮在水体表面上的漏油及类似污染物时，要对装置进行牵引，最好通过固定到两艘船(未示出)上的牵引装置5、6使装置与常规的浮栅成整体或相连接。
两艘拖船向前运行，这样栅栏及侧边限定的表面3、4形成一清扫口，所述装置的推进力促使漏油向锥形沟槽部1的会聚的开口移动。入口8上的网容许略微被污染的水通过，而漏油则进入到具有管道14及刨平的边缘9、10的楔形结构7中。如前文所提到的，所述边缘确保“除掉”进入到收集槽2中的浮油和/或漏油，如图5中箭头C所示出的中间存储及清除。污染很小的水/液体经管道开口15流出。
由于推进速度或牵引速度，水可被压入/压上管道14内。这样，结合推进力，如图5中附图标记19所示出的那样，可使分离器2中的液面高于另外的水表面。由于油比水轻，因而混合在水体中的油滴能非常快地上浮到分离器2的液体表面上。超高19结合有以下事实，即分离器2的深度与油层非常有关，因而仅有未被污染的或轻微污染的液体能穿过在分离器2的底部11上的底舱口18而被挤出，如箭头D所示。
当系统以诸如4节的速度前进时，分离器2非刚性的底部11的前缘会向后和向前压，因而如果底舱口18的开口太大，则所述底部受压且在分离器2内的水容易被压出。然而，由于超高19以及因而升高的内部的液体压力，所以当舱口18上的开口给定一个合适的节流时，所述底部就会被向外强有力地拉伸并具有刚性结构的性质，例如就象钢一样。以下给出一个特定的例子，在超高19为30cm时，底部11可看作是半径为1.9m的香肠状的结构，这样可在纤维中产生约550kg/m的拉力。这种刚性结构具有象船的外壳一样的性质并破浪航行，这为分离器2中的油创造了平稳的条件。
超高19的大小取决于进入到分离器2中的油/水的量及从底舱口18的开口中流出的水的量。系统受到的牵引的速度增加时，分离器中的液体的量会增加，底部11的外侧所受到的压力也会增加。如果恰当地调整底舱口18的出口大小，则超高19会增加。因而，分离器2中的内压力会升高，从而确保底部11的外侧所受到的压力的增加值大于其偏移量且分离器2保持在延伸的状态。所述调节是凭经验完成的，通过调节出口开口也就是底舱口18自身的区域及底舱口的开口来完成。最佳的底舱口的开口备有合适数量的弹性装置(未示出)，例如备有弹性绳索与底舱口18及底部11相连，因此，当系统静止时底舱口18几乎完全闭合，当系统受到牵引时在超高19所产生的压力升高的影响下、逆着舱口的水流的压力所产生的反力的影响下及弹性装置产生的力的作用下，所述底舱口按希望/需要而开启。图5表示出在两个位置的底舱口18的开口。
牵引力的传递和收集装置或分离器2的设计都是为了确保在其中所获得的超高，从而能够充分保证设备在运行(牵引或静止)时能保持其所需的形状。然而，如果确实需要，也可装备有合适的支撑或加强肋机装置。所述装置应该/能够易于就位及在使用后除去。
权利要求
1.一种用于容纳飘浮在水体表面的油或类似物的设备或系统，包括一个相对伸长的沟槽，所述沟槽由两个侧边限定的表面(3、4)所确定，上述两个侧边限定的表面从一个狭窄的内部末端向一个较宽的开口彼此发散，所述沟槽是可移动的，例如借助于一艘或多艘拖船牵引，所述设备由非刚性材料制成，其特征在于所述设备或系统包括一个位于两个侧边限定的表面(3、4)之间的锥形沟槽部(1)、一个楔形结构(7)和一个收集装置或分离器(2)，其中锥形沟槽部(1)、楔形结构(7)和分离器(2)相继依次布置而相互连接或构成整体单元，因而形成一个具有干舷(12)的连续的“外壳”，且具有紧固在单元(1、7、2)上的纵向牵引装置(5、6)，所述牵引装置(5、6)及其产生的牵引力在沿牵引方面所示的楔形结构(7)的后端区域相交叉。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于牵引装置(5、6)与单元(1、7、2)之间的连接通过下述方法来实现焊接、缝合、压合、粘结、通过使用合适的联结装置或联合使用上述的两种或多种连接方法，当所述设备受到牵引时，传递牵引力，从而获得设备所需的几何形状。
3.如权利要求1或2所述的设备，其特征在于楔形结构(7)具有一个顶部(20)，所述顶部具有一个V形凹槽，其支腿形成刨平的边缘(9、10)，所述刨平的边缘由紧固在边缘区域且相交叉的牵引装置组成，当设备(2)受到牵引时牵引力传递到刨平的边缘，所述刨平的边缘(9、10)因受牵引力而成为刚性。
4.如权利要求3所述的设备，其特征在于楔形结构(7)形成一个管道(14)，所述管道具有一个由楔形结构(7)的底部所限定的入口，管道侧壁的高度与侧缘(13)相等，顶部(20)具有一个V形凹槽，且所述管道具有个位于刨平的边缘(9、10)下方且近似地在其交叉点上的出口(15)，其出口(15)的横截面积小于入口的横截面积。
5.如权利要求4所述的设备，其特征在于可通过调整牵引速度或者通过下述形式的装置来调节所述刨平深度，例如通过连接在楔形结构(7)上的辅助系统，因此能够对系统进行压舱。
6.如权利要求1～5所述的设备，其特征在于收集装置或分离器(2)为具有干舷(12)及底袋(11)的容器的形式，所述底袋上设置有一个底舱口(18)，其中，当系统受到牵引时底舱口的开口能从闭合位置变化到开启位置，这使被“削掉”的液体汇入或收集在分离器(2)中并在高于分离器外部水平面的水位上，从而在袋内形成超压，使其保持在伸长状态。
7.如权利要求6所述的设备，其特征在于底舱口(18)设计成布置在一个开口上的封盖，所述开口可由所述袋底部自身的网状部来设置或加强。
8.如权利要求6或7所述的设备，其特征在于底舱口(18)在前边缘以合适的方式紧固在所述袋(11)的底部，一个或多个弹性装置，例如弹性绳索，最好与底舱口(18)的闭合/开启相适应，从而根据使用条件来适应所述袋(11)底部的状态，如不同速度牵引或静止时的状态相适应。
9.如权利要求8所述的设备，其特征在于袋(11)的底部应具有压舱装置，例如一个或多个引线绳索或类似物，尤其是当系统静止时，所述压舱装置确保合适的浸没或所述袋的压舱，且干舷(12)也可随意地借助于合适的装置压舱。
全文摘要
一种用于容纳飘浮在水体表面的漏油或类似物的设备或系统，包括一个相对伸长的沟槽，所述沟槽由两个侧边限定的表面(3、4)所确定，上述两表面从一个狭窄的内部末端向一个较宽的开口彼此发散，所述沟槽是可移动的，例如借助于一艘或多艘拖船牵引，所述设备由非刚性材料制成。所述设备或系统包括一个位于两个侧边限定的表面(3、4)之间的锥形沟槽部(1)、一个楔形结构(7)和一个收集装置或分离器(2)，其中锥形沟槽部(1)、楔形结构(7)和分离器(2)相继依次布置而相互连接或构成整体单元，因而形成一个具有干舷(12)的连续的“外壳”，且具有紧固在单元(1、7、2)上的纵向牵引装置(5、6)，所述牵引装置(5、6)及其产生的牵引力在沿牵引方向所示的楔形结构(7)的后端区域相交叉。
文档编号E02B15/10GK1444681SQ01813615
公开日2003年9月24日 申请日期2001年7月26日 优先权日2000年8月4日
发明者D·尼尔森 申请人:诺菲特罗姆瑟公司