NO141811B

NO141811B - DEVICE FOR REMOVAL OF OIL FLOWING ON A WATER SURFACE

Info

Publication number: NO141811B
Application number: NO1158/73A
Authority: NO
Inventors: Michael Guthrie Webb
Original assignee: British Petroleum Co
Priority date: 1972-03-22
Filing date: 1973-03-21
Publication date: 1980-02-04
Also published as: AU5350373A; FR2177381A5; GB1419114A; NL173547B; DE2313746A1; IT979955B; SE401004B; JPS5135257B2; DE2313746B2; CA993801A; NO141811C; NL7303951A; JPS4913758A; NL173547C

Description

Oppfinnelsen vedrører en innretning for fjerning av olje som flyter på en vannflate, omfattende flere ved hjelp av drivinnretninger roterbare skiver som er montert på lagre, hvilken innretning bæres av flytelegemer med skivene delvis neddykket i vann, og hvor det til hver skive er festet en skrape for fjerning av olje som har festet seg til skiven. The invention relates to a device for removing oil floating on a water surface, comprising several discs rotatable by means of drive devices which are mounted on bearings, which device is carried by floating bodies with the discs partially submerged in water, and where a scraper is attached to each disc for removing oil that has stuck to the disc.

Når råolje eller raffinerte oljeprodukter transpor-teres foreligger bestandig en risiko for at noen av produktene kan strømme ut. Hvis dette skjer, kan vannet bli forurenset av olje som flyter på overflaten. When crude oil or refined oil products are transported, there is always a risk that some of the products may flow out. If this happens, the water can be contaminated by oil floating on the surface.

For fjerning av slik olje er det utviklet forskjellige innretninger. Således er det f. eks. i U.S. patent nr. 3576257 beskrevet en innretning som bæres på flytelegemer og som omfatter roterende skiver som delvis dykker ned i det forurensede vann og samler opp olje som fjernes fra skivene ved hjelp av skrapere. En anordning som virker etter det tilsvarende prinsipp er vist i U.S. patent nr. 324 5539. Ved de kjente innretninger er imidlertid skivene for fjerning av olje anordnet på rett akse. I praksis er det funnet at dette betyr en alvorlig begrensning av effektiviteten til utstyret når det benyttes under bølgeforhold. Under bølgeforhold vil den vannflate som er i kontakt med de roterende skiver variere betydelig under drift med tilsvarende variasjon i graden av oppsam-lingsevne. Various devices have been developed for the removal of such oil. Thus, it is e.g. in the U.S. patent no. 3576257 described a device which is carried on floating bodies and which comprises rotating discs which partially submerge in the polluted water and collect oil which is removed from the discs by means of scrapers. A device operating on the same principle is shown in U.S. Pat. patent no. 324 5539. In the known devices, however, the disks for removing oil are arranged on a straight axis. In practice, it has been found that this means a serious limitation of the efficiency of the equipment when used in wave conditions. Under wave conditions, the water surface that is in contact with the rotating discs will vary significantly during operation with a corresponding variation in the degree of collection ability.

Foreliggende oppfinnelse har til hensikt å tilveie-bringe en forbedret innretning for fjerning av olje fra en vannflate, hvilken innretning skal være mer effektiv i bruk og således også kunne anvendes under bølgeforhold. The purpose of the present invention is to provide an improved device for removing oil from a water surface, which device shall be more efficient in use and thus also be able to be used under wave conditions.

Denne hensikt oppnås ved en anordning av den innled-ningsvis nevnte type, som er kjennetegnet ved det som fremgår This purpose is achieved by a device of the initially mentioned type, which is characterized by what appears

av kravene. of the requirements.

Innretningen ifølge oppfinnelsen er basert på den i og for seg kjente bruk av skiver for fjerning av olje fra overflaten til en væske. Man har imidlertid funnet at ved å anord-ne skivene slik at de samler opp olje over en sektor på 360°, The device according to the invention is based on the per se known use of discs for removing oil from the surface of a liquid. However, it has been found that by arranging the discs so that they collect oil over a sector of 360°,

er det blitt mulig å samle opp betydelig større mengder olje enn det som kunne oppnås med et tilsvarende antall skiver anordnet på en rett linje. Det er dessuten funnet at innretningen ifølge oppfinnelsen fortsetter å samle opp olje sammen med en minimal mengde vann også når den benyttes under forhold med relativt grov sjø. Oppsamlingsinnretningen vil også ved den spesielle utforming få en betydelig forbedret stabilitet. it has become possible to collect significantly larger quantities of oil than could be achieved with a corresponding number of discs arranged in a straight line. It has also been found that the device according to the invention continues to collect oil together with a minimal amount of water even when it is used in conditions of relatively rough seas. The collection device will also have significantly improved stability due to the special design.

Fortrinnsvis er skipenes lagre plassert i det vesentlige langs forskjellige radier i en sirkel, som i det følgende kalles mediansirkelen, og rotasjonsplanene for skivene møtes i en line som føres gjennom sentrum i mediansirkelen. Videre er det et fordelaktig trekk ved oppfinnelsen at alle lagre ligger på omkretsen til en sirkel som er koaksial med mediansirkelen. Preferably, the ship's bearings are placed essentially along different radii in a circle, which is called the median circle in the following, and the planes of rotation for the discs meet in a line that passes through the center of the median circle. Furthermore, it is an advantageous feature of the invention that all bearings lie on the circumference of a circle which is coaxial with the median circle.

Det kan i tillegg være montert andre skiver på lagre som ikke ligger på radien til mediansirkelen, hvilke andre skiver kan roteres av det samme eller andre rotasjonsinnretninger. In addition, other discs may be mounted on bearings that do not lie on the radius of the median circle, which other discs can be rotated by the same or other rotation devices.

Innretningene for å rotere skivene kan bestå av tenner som er skåret ut av omkretsen-til skivene med tennene i inn-grep med en snekkering som er anordnet med sitt senter koaksialt med senteret til mediansirkelen. Når snekkeringen roteres, vil snekkens tenner samvirke me• d • ten■' nene til hver skive og derved yj^ drive hver skive rundt siné lagre. Snekkeringen kan drives . ved hjelp av tenner som er innskåret på innsiden, hvilke tenner samvirker med en pinjong som kan være drevet. Driften av pinjongen kan være enhver konvensjonell drivmekanisme, f. eks. en bensinmotor, diselmotor eller en hydraulisk motor. Ved bruk i spillolje som inneholder flyktige materialer er fortrinnsvis drivmekanismen en diselmotor eller en nydraulisk motor for a redusere risikoen for brann. The means for rotating the sheaves may consist of teeth cut out of the circumference of the sheaves with the teeth in engagement with a gear which is arranged with its center coaxial with the center of the median circle. When the screw is rotated, the teeth of the screw will interact with the teeth of each disc and thereby drive each disc around its bearings. The carpentry can be operated. by means of teeth incised on the inside, which teeth engage a pinion which may be driven. The drive of the pinion can be any conventional drive mechanism, e.g. a petrol engine, diesel engine or a hydraulic engine. When used in waste oil containing volatile materials, the drive mechanism is preferably a diesel engine or a new hydraulic engine to reduce the risk of fire.

Anvendelsen av en hydraulisk motor muliggjør at kraft-kilden kan være fjernet fra oppsamlingsinnretningeri. The use of a hydraulic motor enables the power source to be removed from the collection devices.

Skivene bør ha en jevn flate og være flate. Skivene kan være fremstilt av et tilstrekkelig stivt materiale som er motstandsdyktig mot vann og sjøvann. Foretrukket materiale er plast, såsom stiv polyvinylklorid. The discs should have an even surface and be flat. The disks can be made of a sufficiently rigid material that is resistant to water and seawater. The preferred material is plastic, such as rigid polyvinyl chloride.

Skraperne omfatter fortrinnsvis oljemotstandsdyktige gummi- eller plaststrimler som er festet i kontakt med skivene. Skraperne er fortrinnsvis plassert slik at væske som fjernes fra skivene med skraperen mates inn i en kanal og ledes bort. The scrapers preferably comprise oil-resistant rubber or plastic strips which are fixed in contact with the discs. The scrapers are preferably positioned so that liquid removed from the discs with the scraper is fed into a channel and led away.

Innretningen er fortrinnsvis utformet slik at når den flyter på flaten til stille vann, vil rotasjonsplanene for skivene i det vesentlige være vinkelrett til vannflaten. The device is preferably designed so that when it floats on the surface of still water, the planes of rotation for the discs will essentially be perpendicular to the surface of the water.

Flytelegemene er hensiktsmessig plassert slik at det er et flytelegeme anordnet inne i snekkeringen og fire flytelegemer anordnet rundt omkretsen. The floating bodies are suitably positioned so that there is one floating body arranged inside the joinery and four floating bodies arranged around the circumference.

Fortrinnsvis er det flere skiver, f. eks. flere enn 16 og fortrinnsvis mer enn 4 0 skiver,i hver innretning. Innretningen bør flyte slik i vann som inneholder et lag av olje at ved drift vil skilleflaten mellom olje og vann ligge ca. en tredjedel opp på hver skive. Preferably there are several discs, e.g. more than 16 and preferably more than 40 disks, in each device. The device should float in water containing a layer of oil in such a way that during operation the separation surface between oil and water will lie approx. a third up on each slice.

Ved drift vil oppsamlingsinnretningen være plassert på vann som er dekket med et lag av olje, og snekkeringen blir drevet og skivene roterer i skilleflaten mellom olje og vann og samler opp olje fra flaten, hvoretter oljen skrapes av med skraperne og overføres til en egnet lagringsinnretning. During operation, the collection device will be placed on water that is covered with a layer of oil, and the carpentry is driven and the disks rotate in the interface between oil and water and collect oil from the surface, after which the oil is scraped off with the scrapers and transferred to a suitable storage device.

Når innretningen brukes, holdes fortrinnsvis den del av skivene som er under vannflaten konstant. 01je/vann-skillelinjen ligger fortrinnsvis ved en tredjedel av høyden av skiven. Imidlertid blir oljen som samles opp løftet klar av vannet ved driften. Oljen bevirker en økning i vekten til oppsamlingsinnretningen og kan bevirke at den synker lenger ned i vannet og delen under vannflaten blir så under det ønskede forhold. When the device is used, the part of the disks that is below the water surface is preferably kept constant. The 01je/vann dividing line is preferably at one third of the height of the disc. However, the oil collected is lifted clear of the water during operation. The oil causes an increase in the weight of the collection device and can cause it to sink further into the water and the part below the water surface will then be in the desired condition.

Oppsamlingsinnretningen er fordelaktig utformet med (eller det er f. eks. festet til den) en innretning for opprett-holdelse av i det vesentlige det samme forhold av den del av skiven som ligger under olje/vann-skilleflaten under oppsamlingen av olje. En slik innretning er i det følgende omtalt som en flyte-nivåkontroll. The collection device is advantageously designed with (or it is, for example, attached to it) a device for maintaining substantially the same ratio of the part of the disk that lies below the oil/water interface during the collection of oil. Such a device is referred to below as a float level control.

En egnet flyte-nivåkontroll omfatter en oppdriftstank som er beregnet på å forbindes med vannet under vannflaten når innretningen flyter på vannflaten, hvorved oppdriftstanken er i hvert fall delvis fylt med vann og hvor det er en hovedluft-ledning forbundet med oppdriftstanken gjennom en pneumatisk drevet ventil, og at man har en andre luftledning forbundet med den pneumatisk drevede ventil, slik at variasjoner i trykk i den andre luftledning kan åpne og lukke den pneumatiske drevne ventil. Med den andre luftledning er det forbundet en trykkregulering, hvorved når innretningen flyter på vannflaten ved det ønskede nivå den pneumatiske ventil er lukket, og når innretningen synker lavere i vannet at trykkreguleringen bevirker at luft strøm-mer i den andre luftledning og således åpner den pneumatiske ventil og bevirker at luft føres langs hovedluftledningen til oppdriftstanken for å trykke ut vannet i tanken og således øke oppdriften for innretningen for å bevirke at den flyter høyere i vannet. A suitable float level control comprises a buoyancy tank which is intended to be connected to the water below the surface of the water when the device floats on the surface of the water, whereby the buoyancy tank is at least partially filled with water and where there is a main air line connected to the buoyancy tank through a pneumatically operated valve , and that one has a second air line connected to the pneumatically driven valve, so that variations in pressure in the second air line can open and close the pneumatically driven valve. A pressure regulator is connected to the second air line, whereby when the device floats on the water surface at the desired level the pneumatic valve is closed, and when the device sinks lower in the water that pressure regulation causes air to flow in the second air line and thus opens the pneumatic valve and causes air to be fed along the main air line to the buoyancy tank to press out the water in the tank and thus increase the buoyancy of the device to cause it to float higher in the water.

Oppdriftstanken kan være en tank med sylindrisk tverrsnitt med minst ett hull i sin nedre flate. Hovedluftledningen er fortrinnsvis forbundet med toppen av tanken. The buoyancy tank can be a tank with a cylindrical cross-section with at least one hole in its lower surface. The main air line is preferably connected to the top of the tank.

Når oppsamlingsinnretningen er plassert i vannet, slipper vann inn i oppdriftstanken til innretningen flyter i det ønskede nivå over vannet, f. eks. ved å la den pneumatisk drevne reguleringsventil være åpen uten lufttilførsel i hovedluftledningen til den ønskede mengde vann befinner seg i tanken. Regu-leringsventilen lukkes og innretningen flyter i det ønskede nivå på vannet. When the collection device is placed in the water, water is released into the buoyancy tank until the device floats at the desired level above the water, e.g. by leaving the pneumatically operated control valve open without air supply in the main air line until the desired amount of water is in the tank. The control valve is closed and the device floats at the desired level of water.

Den pneumatisk regulerte ventil kan være en hvilken som helst egnet ventil hvor en økning i trykk over et visst for-utbestemt nivå åpner ventilen og et fall i trykket under det forutbestemte nivå lukker ventilen. The pneumatically regulated valve can be any suitable valve where an increase in pressure above a certain predetermined level opens the valve and a drop in pressure below the predetermined level closes the valve.

Trykkreguleringen som er forbundet med den andre luftledning kan omfatte et rør med en flottør som kan lukke enden av røret når oppsamlingsinnretningen flyter og røret dypper ned under vann. Røret er forbundet med en grenledning for luft bort fra den sekundære luftledning, hvilken grenledning også er forbundet med én styreventil. Styreventilen kan åpne og lukke for luftstrømmen i den sekundære luftledning og således åpne og lukke den pneumatiske reguleringsventil. Ved drift strømmer luft gjennom grenledningen og bobler ut gjennom bunnen av røret. Styreventilen er lukket, og ingen luft strømmer inn i den sekundære luftledning. Når oppsamlingsinnretningen flyter på vannet i ønsket nivå, vil dybden for den åpne ende av røret under vannflaten innstilles slik at flottøren nettopp ikke lukker enden på røret. Når oppsamlingsinnretningen synker, kan luft ikke for-svinne forbi flottøren, og trykket som dannes i grenledningen åpner styringsventilen og bevirker at luft strømmer i den sekundære luftledning og den pneumatiske ventil i hovedledningen åpnes. The pressure regulator connected to the second air line may comprise a tube with a float which can close the end of the tube when the collection device floats and the tube dips under water. The pipe is connected to a branch line for air away from the secondary air line, which branch line is also connected to one control valve. The control valve can open and close the air flow in the secondary air line and thus open and close the pneumatic control valve. During operation, air flows through the branch line and bubbles out through the bottom of the pipe. The control valve is closed and no air flows into the secondary air line. When the collection device floats on the water at the desired level, the depth of the open end of the pipe below the water surface will be set so that the float just does not close the end of the pipe. When the collecting device sinks, air cannot disappear past the float, and the pressure that builds up in the branch line opens the control valve and causes air to flow in the secondary air line and the pneumatic valve in the main line to open.

Lufttilførselen til luftledningene kan utføres ved hjelp av en luftkompressor. Hvis det skal benyttes en vanlig luftkilde i såvel hovedledningen som den sekundære ledning, er det fortrinnsvis en struper i den sekundære luftledning, slik at trykket fra luften i denne ledning er mindre enn det i hoved-luf tledningen . The air supply to the air lines can be carried out using an air compressor. If a normal air source is to be used in both the main line and the secondary line, there is preferably a throttle in the secondary air line, so that the pressure from the air in this line is less than that in the main air line.

Oppfinnelsen skal i det følgende nærmere beskrives under henvisning til et utførelseseksempel som er fremstilt på tegningen, som viser: fig. 1 et grunnriss av innretningen ifølge oppfinnelsen, In the following, the invention will be described in more detail with reference to an embodiment shown in the drawing, which shows: fig. 1 a floor plan of the device according to the invention,

fig. 2 et sideriss av en av skivene, fig. 2 a side view of one of the discs,

fig. 3 et skjematisk riss av en flyte-nivåregulering. fig. 3 a schematic view of a float level control.

Innretningen består av flere skiver 1 montert på lagre 2, idet lagrene 2 alle ligger på radier i den samme sirkel (mediansirkelen), slik som vist på tegningen, hvorved lagrene 2 alle ligger i samme avstand X fra sentrum i mediansirkelen. Snekkeringen 3 virker med tenner på hver skive (vist på fig. 2), slik at når snekkeringen roterer vil skivene rotere på lagrene 2. Snekkeringen 3 er drevet av en pinjong 4. Flytelegemet 5 er plassert i snekkeringen 3 (ikke vist). Flytelegemer 6, 7, 8 og 9 er festet til flytelegemet 5, slik at når innretningen er plassert på vann, flyter den med skiven 1 delvis over og delvis under vann, idet skiven 1 ligger i det vesentlige vinkelrett til vannflaten. På fig. 2 er det vist skrapeblader 10 som er fremstilt av plast og som ligger med kontakt til skiven 1, slik at når skiven 1 roterer i retning av pilen (fig. 2), vil væske som fester seg til skivens 1 flate skrapes av med skraperen 10 og strømme inn i kanalen 11 hvor den kan føres bort til en egnet lagringsinnretning. The device consists of several discs 1 mounted on bearings 2, with the bearings 2 all located on radii in the same circle (the median circle), as shown in the drawing, whereby the bearings 2 are all located at the same distance X from the center of the median circle. The joinery 3 works with teeth on each disc (shown in fig. 2), so that when the joinery rotates the discs will rotate on the bearings 2. The joinery 3 is driven by a pinion 4. The floating body 5 is placed in the joinery 3 (not shown). Floating bodies 6, 7, 8 and 9 are attached to the floating body 5, so that when the device is placed on water, it floats with the disk 1 partly above and partly under water, the disk 1 lying essentially perpendicular to the water surface. In fig. 2 shows scraper blades 10 which are made of plastic and which are in contact with the disk 1, so that when the disk 1 rotates in the direction of the arrow (fig. 2), liquid that adheres to the surface of the disk 1 will be scraped off with the scraper 10 and flow into the channel 11 where it can be led away to a suitable storage device.

Ved drift flyter innretningen på vannflaten som er dekket av olje, med vann/olje-skilleflaten langs linjen A-A på fig. 2, og pinjongen 4 roteres og bevirker at snekkeringen 3 går rundt og skiven således roteres rundt lageret 2. Når skiven 1 passerer gjennom olje/vann-skillelinjen, vil et lag av olje feste seg til skiven og skrapes av med skraperen 10 og overføres til kanalen 11. During operation, the device floats on the surface of the water which is covered with oil, with the water/oil interface along the line A-A in fig. 2, and the pinion 4 is rotated causing the joinery ring 3 to rotate and the disc thus rotated around the bearing 2. When the disc 1 passes through the oil/water interface, a layer of oil will stick to the disc and be scraped off with the scraper 10 and transferred to channel 11.

Således muliggjør innretningen at olje fjernes fra flaten til den væske på hvilken den er spilt. Thus, the device enables oil to be removed from the surface of the liquid on which it has been spilled.

En oppdriftstank 21 delvis fylt med vann har hull i sin nedre flate og er forbundet ved hjelp av en luftledning 22 til en ventil 23. Ventilen 23 har en luftledning 24 som står i kontakt med atmosfæren. Hovedluftledningen 25 forbinder ventilen 23 til hovedluftforrådet 22 gjennom en regulator 26. A buoyancy tank 21 partially filled with water has holes in its lower surface and is connected by means of an air line 22 to a valve 23. The valve 23 has an air line 24 which is in contact with the atmosphere. The main air line 25 connects the valve 23 to the main air supply 22 through a regulator 26.

Også forbundet med hovedluftforrådet 22 er den andre lufttilførselsledning 27. Den sekundære lufttilførselsledning 27 er ført via styreventilen 28 til ventilen 23. En grenledning 29 fra den sekundære luftledning 27 er ført via struperen eller strømningsregulatoren 29 til røret 30. Røret 30 er forbundet ved den ene ende med styreventilen 28 og har en flottør 31 ved den andre ende, hvilken flottør 31 kan avtette enden av røret 30. Ventilen 23 kan lukke eller åpne tanken 21 til en<1>luftstrøm fra hovedluftforrådet 22. Ventilen 23 er drevet ved strømning av luft gjennom luftledningen 32. Strømmen av luft i luftledningen 32 blir regulert av styreventilen 28, som er drevet av luftstrøm-men i røret 30. Also connected to the main air supply 22 is the second air supply line 27. The secondary air supply line 27 is led via the control valve 28 to the valve 23. A branch line 29 from the secondary air line 27 is led via the throttle or flow regulator 29 to the pipe 30. The pipe 30 is connected at one end with the control valve 28 and has a float 31 at the other end, which float 31 can seal the end of the pipe 30. The valve 23 can close or open the tank 21 to an air flow from the main air supply 22. The valve 23 is operated by the flow of air through the air line 32. The flow of air in the air line 32 is regulated by the control valve 28, which is driven by the air flow in the pipe 30.

Ved drift når f.lyte-nivåkontrollen er festet til oppsamlingsinnretningen og flyter påjvannet ved eller over det opti-'i male nivå, vil oppdriftstanken 21 være delvis full av!vann og forbundet med vannet gjennom hull i sin nedre flate. l.Røret 30 er åpent ved den ene ende,.,, og luft strømmer gjennom denne ende og ventilen 28 forblir lukket. Under oppsamlingen av olje vil oppsamlingsinnretningen øke i vekt og innretningen synker, og når oppsamlingsinnretningen synker under det optimale'nivå, vil flottøren 31 lukke røret 30. Luft som passerer gjennom grenledningen 29 er således tvunget til å virke på ventilen 28 som åpner luftledningen 3 2 som leder til ventilen 23. Ventilen 23. åpner hovedluftledningen 25 som fører luft inn i tanken 21 og During operation when the liquid level control is attached to the collection device and the water is floating at or above the optimum level, the buoyancy tank 21 will be partially full of water and connected to the water through holes in its lower surface. 1.The pipe 30 is open at one end, and air flows through this end and the valve 28 remains closed. During the collection of oil, the collection device will increase in weight and the device sinks, and when the collection device sinks below the optimum level, the float 31 will close the pipe 30. Air passing through the branch line 29 is thus forced to act on the valve 28 which opens the air line 3 2 which leads to the valve 23. The valve 23. opens the main air line 25 which leads air into the tank 21 and

øker dens oppdrift og hindrer at innretningen synker ytterligere. Hvis innretningen har sunket for meget, fortsetter lufttilførse-len-til tanken 21 til oppdriften er slik at flottøren 31 slutter å forsegle enden av røret 30, og ventilen 28 lukker og bevirker at ventilen 23 lukker og avskjærer lufttilførselstanken 21. increases its buoyancy and prevents the device from sinking further. If the device has sunk too much, the air supply to the tank 21 continues until the buoyancy is such that the float 31 stops sealing the end of the tube 30, and the valve 28 closes, causing the valve 23 to close and cut off the air supply tank 21.

Luften som fører inn i tanken 21 tvinger ut vannet gjennom hulle-ne i den nedre flate. The air leading into the tank 21 forces the water out through the holes in the lower surface.

Claims

1. Device for removing oil floating on a water surface, comprising several discs (1) rotatable by means of drive devices (3, 4) which are mounted on bearings (2), which device is carried by floating bodies (5; 6 - 9) with the disks (1) partially submerged in water, and where a scraper (10) is attached to each disk for removing oil that has stuck to the disk, characterized in that the bearings (2) of the disks (1) are positioned so that they collects oil over a sector of 360°.

2. Device according to claim 1, characterized in that the bearings (2) are placed essentially along different radii in a circle, which is called the median circle in the following, and that the planes of rotation for the discs (1) meet in a line leading through the center in the median circle.

3. Device according to claim 2, characterized in that all bearings (2) lie on the circumference of a circle which is coaxial with the median circle.