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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Ausschließen
suspendierter Teilchen und/oder Wasserlebewesen vor einer Mitführung in
eine Kühlsystem-Wassereinlassstelle
einer Anlage, die Industriewasser benutzt.
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Hintergrund der Erfindung
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Industrieanlagen
und Kraftwerke verwenden Wasser aus nahen Wasserquellen für Kühlzwecke. Wasserlebewesen
(z. B. Fische, Fischeier, Larven, Zebramuscheln, Vegetation etc.)
in dem umgebenden Wasserkörper
wird oft durch Mitführen
in den Kühlsystem-Wassereinlässen negativ
beeinflusst. Kühlsysteme
werden auch durch das Mitführen
von Sedimenten und Verunreinigungen von dem umgebenden Wasserkörper negativ
beeinflusst. Mitgeführte
Verunreinigungen innerhalb des Kühlsystems
können
Systemausfälle
aufgrund beschädigter
Komponenten und kostspielige Abschaltungen wegen häufiger Wartungen
und/oder Reparaturen ergeben.
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Systeme
mit schwimmender Sperre oder mit einer Aufnahme-/Ausschluss-Schranke
wie das in
WO 99/1957 offenbarte
sind an den Wassereinlässen
installiert worden, um diese Probleme zu bewältigen. Diese Schrankensysteme
sind in einigen Situationen optimal, aber die Größe des Systems kann ein Problem
sein, wenn das Schrankensystem auf schiffbare Gewässer übergreift.
Beispielsweise kann unter Umständer,
bei denen ein großes
Wasservolumen durch die Aufnahme-/Ausschluss-Schranke in ein Wassereinlasssystem
gesaugt wird, das traditionelle Aufnahme-/Ausschluss-Schranken-System
in die Wassereinlassstruktur eingreifen. Es ist daher oft nötig, das
Aufnahme-/Ausschluss-Schranken-System
von der Wassereinlassstruktur weiter weg zu bewegen, wodurch schiffbare
Gewässer
beeinträchtigt werden
und Gefahren für
die Schifffahrt hervorrufen. Somit wäre es wünschenswert, ein alternatives
Filtersystem bereitzustellen, das dieses Problem vermeidet.
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Die
vorliegende Erfindung ist auf die Überwindung dieser Mängel gerichtet.
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Abriss der Erfindung
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Ein
erster Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Filtersystem
zum Filtern von Einlasswasser eines Wassereinlasssystems. Das Filtersystem
umfasst: ein Wassereinlasssystem mit mehreren Einlässen in
Fluidverbindung mit einer Wassereinlasspumpe, sowie eine Aufnahme-/Ausschluss-Schranke
mit (i) einem Halterungssystem, das in einem Wasserkörper positioniert
ist, (ii) einem Vorhang mit einer Lage aus flexiblem Gewebematerial,
der eine Bewegung von Wasser durch diesen hindurch gestattet, wobei
der Vorhang obere und untere Enden aufweist, und das obere Ende
mit dem Halterungssystem verbunden ist, (iii) Mittel zum Halten
des unteren Endes des Vorhangs im wesentlichen gegen den Boden eines
Wasserkörpers,
dadurch gekennzeichnet, dass das Halterungssystem mehrere Pfähle aufweist,
die sich nach oben aus dem Wasserkörper erstrecken, sowie eine
schwimmende Struktur, die verschiebbar an den mehreren Pfählen angebracht
ist.
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Ein
zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine
bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, die ein kombiniertes Bootsdock- und
Wasserfiltersystem ist. Die kombinierte Struktur umfasst ein Wasserfiltersystem
der vorliegenden Erfindung, wobei die Halterungsstruktur die Form
eines Bootsdocks aufweist.
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Ein
dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren
zum Filtern von in ein Wassereinlasssystem eintretendem Wasser.
Das Verfahren umfasst:
Bereitstellen eines Wasserfördersystems
mit mehreren Einlässen
in einem Wasserkörper,
die in Fluidverbindung mit einer Wasseransaugpumpe stehen, Einbauen
einer Aufnahme-/Ausschluss-Schranke in den Wasserkörper auf
eine Weise, die im wesentlichen alle der mehreren Einlässe umgibt,
wobei die Aufnahme-/Ausschluss-Schranke umfasst: (i) ein Halterungssystem
angrenzend an die mehreren Einlässe, wobei
das Halterungssystem mehrere Pfähle
aufweist, die, sich nach oben aus dem Wasserkörper erstrecken, sowie eine
schwimmende Struktur, die verschiebbar an den mehreren Pfählen angebracht
ist, (ii) einen Vorhang mit einer Lage aus flexiblem Gewebematerial,
das eine Bewegung Wasser durch dieses hindurch ermöglicht,
wobei der Vorhang obere und untere Enden aufweist, und das obere
Ende mit dem Halterungssystem verbunden ist, und (iii) Mittel zum Halten
des unteren Endes des Vorhangs im wesentlichen gegen den Boden des
Wasserkörpers,
wobei die schwimmende Struktur so positioniert ist, dass sie den
von dem Vorhang definierten Bereich des Wasserkörpers abdeckt und Wasser durch
das Wassereinlasssystem ansaugt, wodurch in das Wassereinlasssystem
eintretendes Wasser durch den Vorhang gesaugt und das Wasser dabei
gefiltert wird, bevor es die mehreren Einlässe passiert, um in das Wassereinlasssystem
geleitet zu werden.
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Die
Filtersysteme der vorliegenden Erfindung bieten eine Anzahl von
Vorteilen gegenüber Aufnahme-/Ausschluss-Schranken-Systemen
mit voller Länge,
die in Zusammenhang mit herkömmlichen
Wassereinlasssystemen verwendet werden. Insbesondere kann aufgrund
der Installation mehrerer Primär-Wassereinlassleitungen
(die dadurch die an einer einzelnen Einlassstelle eintretende Wassermenge
verteilen), ein Schrankenvorhang (boom curtain) näher an den
Primär-Einlassleitungen
installiert werden. Infolgedessen kann der Schrankenvorhang näher an der
Küstenlinie
und weiter weg von schiffbaren Gewässern positioniert werden.
Dies ist von erheblicher Bedeutung bei verschiedener Industrien, die
Wasserkühlsysteme
anwenden und die in der Lage sind, das Filtersystem der vorliegenden
Erfindung zu nutzen, um staatliche Bestimmungen zu erfüllen (hinsichtlich
des Ausschlusses von Wasserlebewesen), statt teure Trockenkühltürme zu installieren.
Außerdem
kann das Halterungssystem, das zum Haltern des Schrankenvorhangs benutzt
wird, für zahlreiche
Anwendungen gebaut werden einschließlich der Installation von
Andockstellen zur Verwendung als öffentliche oder private Yachthafen.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Es
zeigen:
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1 eine
Draufsicht auf ein Sperrensystem zu einem Infusor-Adapter eines
Wassereinlasssystems gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
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2 eine
Schnittansicht entlang einer Linie 2-2 von 1,
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3 eine
Draufsicht auf ein Sperrensystem zu einem Infusor-Adapter eines
Wassereinlasssystems gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
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4 eine
Schnittansicht längs
einer Linie 4-4 von 3,
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5 eine
Schnittansicht eines Filtersystems zum Filtern von Einlasswasser
eines Wassereinlasssystems, das einen Teil der vorliegenden Erfindung,
wie sie beansprucht ist, bildet.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System, das zum Filtern
von durch im Wassereinlasssystem aufgenommenem Wasser gestaltet
ist.
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Das
System der vorliegenden Erfindung ist speziell dazu vorgesehen,
existierende Wassereinlasssysteme anzupassen oder anderweitig bei
neuen Wassereinlassstrukturen eingesetzt zu werden. Im einzelnen
wird ein existierendes Wassereinlasssystem durch Installieren eines
Wasserfördersystems angepasst,
welches mehrere Einlässe
aufweist, die in Fluidverbindung mit einer Wassereinlasspumpe eines
existierenden Wassereinlasssystems stehen. Genauer gesagt umfasst
das Wasserfördersystem ein
Hauptsammelrohr, das an der existierenden Wassereinlassstruktur
durch Schweißen
oder irgendeine andere geeignete Befestigungsmethode angebracht ist.
Das Hauptsammelrohr kann nach der Anbringung an dem existierenden
Wassereinlass irgendwo in der gesamten vollen Wassersäule plaziert
werden oder unter dem Boden vergraben werden. Existierende Strukturen
des Kühlsystem-Wassereinlasses diktieren
typischerweise deren Anordnung. Die Länge des Hauptsammelrohrs wird
durch individuelle Projektgestaltungen vorgeschrieben, das heißt Küstenlinienkonturen,
Bodenkonturen, etc..
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Außerdem sind
Primär-Wassereinlassrohr entlang
dem Hauptsammelrohr in Intervallen angeordnet, die durch die spezifische
Projektgestaltung angegeben sind. Die Primär-Wassereinlassrohre definieren den Einlass
in das modifizierte Wassereinlasssystem. Der Rohrdurchmesser, der
für das Hauptsammelrohr
und die Primär-Einlassrohre
benutzt wird, wird durch spezifische Projektgestaltungen vorgeschrieben
(das heißt,
das erforderliche Wasservolumen) und an Ort und Stelle angeschweißt oder
anderweitig gesichert. Das gesamte benutzte Rohrmaterial ist aus
Stahl oder irgendeinem anderen geeigneten Material wie Beton. Die
Primär-Einlassrohre
können
sich von dem Hauptsammelrohr unter einem beliebigen Winkel erstrecken,
horizontal, vertikal oder unter einem Winkel dazwischen.
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Das
Halterungssystem ist vorzugsweise ein permanentes oder semi-permanentes
Halterungssystem, noch bevorzugter ein schwimmendes System. Das
Halterungssystem umfasst typischerweise mehrere vertikale Pfähle in einer
oder mehreren Reihen sowie horizontale Halterungen, die mit den
vertikalen Pfählen
verbunden sind, um deren schwimmende Natur (das heißt, Anstieg
und Fall der horizontalen Halterungen) zu gewährleisten. Die horizontalen
Halterungssysteme können
gewichtstragende Oberflächen,
nicht-gewichtstragende Oberflächen und
Kombinationen hiervon aufweisen. Unter nicht-gewichtstragender Oberfläche ist
gemeint, dass die Oberfläche
ein Abdeckmaterial ist, das das Gewicht einer Durchschnittsperson
nicht tragen kann. Geeignete Abdeckmaterialien umfassen ohne Begrenzung
sowohl durchlässige
Materialien, wie z. B. die unten beschriebenen geotextilen Materialien, sowie
nicht-durchlässige Materialien,
wie z. B. Tankauskleidungen, die aus Polyvinyl oder anderen ähnlichen
Materialien gebildet sind.
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Gemäß besonders
bevorzugten schwimmenden Halterungssystemen spielt das Halterungssystem
auch die Rolle eines Docks mit mehreren Hellingen oder mit mehreren
sonstigen Stellen, wo Boote bzw. Schiffe gesichert werden können.
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Alternativ
kann auch ein Bojensystem verwendet werden, dass keine vertikalen
oder horizontalen Halterungselemente aufweist. Stattdessen kann
ein schwimmendes Halterungssystem eingesetzt werden, das mehrere
herkömmliche
Schwimmereinheiten, wie z. B. aufblasbare Vorrichtungen, Lufttaschen
oder Schwimmer, die aus Auftriebsmaterialien gefertigt sind, wie
Kork, Kunststoffschäume und
andere Kunststoffe. Herkömmliche
Vorrichtungen können
unter ungünstigen
Bedingungen jedoch keine angemessene Leistung bringen. Es hat sich herausgestellt,
dass unter ungünstigen
Bedingungen expandiertes Polystyrol ("EPS")
besonders geeignet zum Einsatz als schwimmende Einheit ist. Es ist
erwünscht,
die EPS zu beschichten oder abzudichten, um eine Beeinträchtigung
in Zusammenhang mit einem verlängerten
Ausgesetztsein gegenüber
den Elementen zu vermeiden. EPS ist im Handel von ARCO Chemical
Company als DYLITE® erhältlich und kann in Schwimmereinheiten
verschiedener Größen und
Formen geformt oder gegossen werden (z. B. zylindrisch, quadratisch),
wie es durch die Projektgestaltung erforderlich ist. Die EPS hat
einen positiven Auftrieb, welcher die schwimmende Einheit im wesentlichen
jederzeit über
der Wasseroberfläche hält, was
es der schwimmenden Einheit ermöglicht, auch
unter ungünstigen
Bedingungen auf den Wellen zu reiten. Eine EPS-Schwimmereinheit
wird nicht durch die Einwirkung der Welle verformt und verliert ihren
Auftrieb nicht, wenn sie durchlöchert
wird, wie es bei einer aufblasbaren Vorrichtung der Fall wäre. Ein
einziger Kubikfuß der
EPS kann bis zu 60 Pfund tragen. Eine allgemein benutzte Größe der Schwimmereinheit
der EPS ist eine zylindrische Konfiguration von 8 Zoll bis 12 Zoll
Durchmesser, die Größe kann
aber leicht angepasst werden, um spezifischen Wellen- und Umweltbedingungen
sowie Tiefenanforderungen zu genügen.
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Das
flexible Gewebematerial wird vorzugsweise geosynthetischem Gewebe,
wie z. B. geotextilem Material, gebildet. Geosynthetisches Gewebe
ist "hydrophob" und "wasserdurchlässig", was bedeutet, dass
Wasser durch das Gewerbe hindurchgeht. Die hydrophobe Eigenschaft
von geosynthetischem Gewebe gestattet den Durchgang von Wasserströmen durch
dieses, ohne dass die Fasern Wasser absorbieren und anschwellen,
was die Durchlässigkeit
verringern würde.
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Geosynthetische
Gewebe sind im Handel in einem breiten Bereich von Zugfestigkeiten,
Permeabilitäten
und Durchlässigkeiten
erhältlich,
und sind für die
Zwecke der Erfindung in all diesen Bereichen von Nutzen.
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Je
nach den Umwelt-, Gezeiten-, Wellen- und Strömungsbedingungen, voraussichtlichen Lastanforderungen
und anderen Parametern kann das geeignete geosynthetische Gewebe
ausgewählt werden,
um die spezifischen Gestaltungsanforderungen für ein gegebenes Aufnahme-/Ausschlussprojekt zu
erfüllen.
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Geosynthetisches
Gewebe kann mittels einer oder einer Kombination verschiedener Polymere zubereitet
werden, beispielsweise Polyester, Polypropylen, Polyamide und Polyethylen.
Die meisten im Handel erhältlichen
geosynthetischen Gewebe sind Polypropylen oder Polyester. Beispiele
von geeigneten nicht-gewebten geosynthetischen Geweben umfassen
Amopave® 4399,
Amopave® HD4597,4545,4553
und 4561, sind jedoch nicht darauf beschränkt (alle Polypropylen-Gewebe
sind im Handel von AMOCO Fabrics and Fibers Company erhältlich);
TYPAR®,
ein Polypropylen-Gewebe, das im Handel von DUPONT erhältlich ist;
TREVIRA®,
Spanband, ein Polyester-Gewebe, das im Handel von Hoechst Fibers
Industries erhältlich
ist. Beispiele von geeigneten gewebten geosynthetischen Geweben umfassen
1380 SiltStop®, 1198,1199,2090,2000,2006,
sind jedoch nicht darauf beschränkt
(alle Polypropylen-Gewebe sind im Handel von AMOCO Fabrics and Fibers
Company erhältlich.
Die geosynthetischen Gewebe sind biologisch nicht abbaubar, so dass
sie sich aufgrund vom Umwelteinflüssen nicht zersetzen. Während einer
langen Anwendung kann ein Ausgesetztsein gegenüber UV-Licht eine Schwächung oder
Zerstörung
einiger geosynthetischer Gewebe verursachen. Es sind aber UV-resistente
Gewebe im Handel erhältlich,
sowie UV-Resistenz-Behandlungsverfahren.
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Bevorzugterweise
ist das flexible Gewebematerial mehrschichtig, wobei die mehreren
Schichten aus dem gleichen geosynthetischen Material oder unterschiedlichen
geosynthetischen Materialien gebildet sind. So kann ein gewebtes
geosynthetisches Material in Kombination mit einem nicht-gewebten
geosynthetischen Material verwendet werden, es können zwei unterschiedlich gewebte
geosynthetische Materialien eingesetzt werden, oder es können zwei
unterschiedliche nicht-gewebte geosynthetische Materialien verwendet
werden. Das mehrschichtige flexible Gewebematerial kann auch in
einzelne Panels segmentiert werden (das heißt, mindestens zwei solche
Panels), und zwar durch Vernähen, Hitzeversiegeln
oder anderweitiges physikalisches Verbinden der beiden Lagen miteinander.
Die physikalische Struktur der Materialien kann auch modifiziert
werden, um Strömungsraten
durch diese zu beeinflussen, wie in der US-Patentanmeldung, Seriennummer
09/168491 im Namen von Gunderson et al., eingereicht am 8. Oktober
1998, gelehrt wird.
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Wenn
ein zweischichtiges (oder mehrschichtiges) flexibles Gewebematerial
verwendet wird, wird auch ein Gas-Einleitsystem verwendet, welches eine Quelle
von Druckgas in Fluidverbindung mit mindestens einem Auslass umfasst,
der zwischen den zwei Schichten flexiblen Gewebematerials positioniert
ist. Ein Gas-Einleitsystem dieses Typs ist in der US-Patentanmeldung,
Seriennummer 09/168491, im Namen von Gunderson et al., eingereicht
am 8. Oktober 1998, offenbart. Wenn die zweischichtige (oder mehrschichtige)
Lage flexiblen Materials in einzelne Panels segmentiert wird, kann
jedes Panel mit seinem eigenen Auslass des Gas-Einleitsystems ausgestattet
werden. Das Gas-Einleitsystem kann dazu benutzt werden, die Filterpanel
oder Sedimente zu reinigen und auftreffende Wasserorganismen zu
entfernen, um eine angemessene Wasserströmung aufrechtzuerhalten. Die
Blasenwirkung der expandierenden Luft, die durch die Vorhangplatten
hochsteigt, schüttelt
und reinigt das Filtergewebe von etwaigem Sediment und/oder Wasserlebewesen,
die darauf haften können
(während
des Reinigungsvorgangs erfolgt typischerweise keine Wasserfilterung,
so dass die eingeleitete Luft außerhalb des Gewebematerials statt
exklusiv in der Richtung der Pfeile, wie sie in den 2 und 4 gezeigt
ist, passiert).
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Das
flexible Gewebematerial ist vorzugsweise mit dem Rahmen durch Bolzen,
Klammern, Befestigungselemente, Verschnüren oder irgendein anderes
geeignetes Befestigungsverfahren verbunden, das nötigenfalls
deren Entfernung und Austausch ermöglicht. Mehrere solche Verbindungen
können
vorgenommen werden. Die Schranke der vorliegenden Erfindung kann
auch zusätzliche
Merkmale oder Komponenten aufweisen, die beispielsweise durch das
US-Patent Nr. 5102261 im
Namen von Gunderson, III bekannt und offenbart sind. Beispiele solcher zusätzlicher
Merkmale oder Komponente umfassen: Schleppseile, die zum Schleppen
schwimmender Pfähle
in ihre Position in einem Wasserkörper, oder einfach von einer
Stelle zu einer anderen benutzt werden, sowie Verbinderstreifen
(vorzugsweise mit industriellen Haken und Schleifen-Befestigungsstreifen),
die zur Verbindung zweier Pfahlstücke miteinander benutzt werden,
um eine einzige kontinuierliche Struktur mit überlappenden Vorhangstrukturen
zu bilden.
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Der
Schrankenvorhang kann auch mittels gefältelter Vorhänge hergestellt
werden, wie in der US-Patentanmeldung, Seriennummer 10/283384 im Namen
von Dreyer, eingereicht am 29. Oktober 2002, beschrieben ist.
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Der
Schrankenvorhang kann auch ein Y-Panel-Ankersystem aufweisen, wie
es in der US-Patentanmeldung, Seriennummer 10/134359 im Namen von
Dreyer, eingereicht am 26 April 2002, offenbart ist.
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Verschiedene
Abschnitte des Schrankenvorhangs können mittels Reißverschlussverbindungen miteinander
verbunden werden, wie in der US-Patentanmeldung, Seriennummer 10/270798
im Namen von Dreyer, eingereicht am 11. Oktober 2002, offenbart
ist.
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Die
Vertikalabmessungen des Vorhangs können vergrößert werden, indem zusätzliche
Lagen geosynthetischen Gewebes miteinander entlang ihrer gemeinsam
verlaufenden Ränder
befestigt werden, bis die gewünschte
Höhe erhalten
wird.
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Ein
Nähvorgang
oder ein Heißschmelzvorgang
des geosynthetischen Materials kann angewandt werden, um die Hülsen zu
bilden, um mehrere Lagen miteinander zu verbinden und zusätzliche Höhe zu gewinnen,
oder um die Schleppseile, Bügel zur
Befestigung von Ketten oder Ankerseilen etc. anzubringen. Das geosynthetische
Gewebe kann mit einer herkömmlichen
industriellen Nähmaschine
genäht
werden, und ein Heißschmelzvorgang
kann mit einem industriellen Bügeleisen
bewerkstelligt werden. Das Heißschmelzen
kann auch durch Durchlöchern
oder Stanzen des überlappten
geosynthetischen Gewebes mit einem Lötkolben bewerkstelligt werden.
Auf diese Weise können
gute, starke Verbindungen hergestellt werden.
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Ballast,
wie Stücke
einer Stahlkette (von weniger als 1/8 Inch bis über 3/4 Inch) und Stahlkabeln (von
weniger als 3/4 Inch bis über
1 1/2 Inch im Durchmesser) sind verwendet worden. Natürlich können Ketten
und Kabel von größerem oder
kleinerem Durchmesser benutzt werden, um die spezifischen Anforderungen
einer Projektgestaltung zu erfüllen. Alternativ
können
Anker und Kabel verwendet werden, um den Boden des Vorhangs am Boden
des Wasserkörpers
zu halten. Der Ballast kann in einem Abschnitt der Schrankenvorhang-Sektionen
aufgenommen werden, oder anderweitig mit dem unteren Rand desselben
verbunden werden (z. B. mit Draht oder anderen Mitteln festgezogen
werden).
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Es
wird nun auf die 1 und 2 eingegangen,
in denen ein Filtersystem 10 gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung offenbart ist. Das Filtersystem umfasst
ein Wassereinlasssystem 12 und eine Aufnahme-/Ausschluss-Schranke,
die ein Halterungssystem 14, einen Schrankenvorhang 16 und
einen Gas-Einleitsystem 18 aufweist.
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Der
Wassereinlasssystem 12 umfasst ein Hauptsammelrohr 22 mit
mehreren im wesentlichen gleich beabstandeten Primär-Einlassrohren 24 und optionalen
Sperrventilen für
jedes Primär-Einlassrohr,
von denen alle mit einem existierenden Wassereinlasssystem 26 gekoppelt
sind (das die Pumpen und Leitungen zum Fördern von Wasser in der gesamten
Industrieanlage enthält).
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Das
Halterungssystem 14 der Aufnahme-/Ausschluss-Schranke umfasst
mehrere vertikale Pfähle 28 und
eine mit diesen verbundene schwimmende Struktur, wobei die schwimmende
Struktur den Bereich des Wasserkörpers,
der von dem Vorhang umschlossen wird, abdeckt (siehe 2).
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Die
vertikalen Pfähle 28 sind
in dem Boden des Wasserkörpers
mittels herkömmlicher
Techniken befestigt. Wie gezeigt ist, sind die mehreren Pfähle in einer
einzelnen Reihe vorhanden. Jeder vertikale Pfahl umfasst einen Kragen 30,
der frei entlang der Länge
des vertikalen Pfahls in der Richtung der Pfeile gemäß 2 gleitet.
Der Kragen 30 wird benutzt, um die schwimmende Struktur
mit den vertikalen Pfählen 28 zu
verbinden.
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Die
schwimmende Struktur umfasst ein Paar schwimmender Rohre 32,
die voneinander beabstandet sind, mehrere Streben 34, die
sich zwischen dem Paar schwimmender Rohre erstrecken, sowie Abdeckmaterial 36,
welches den Bereich zwischen den schwimmenden Rohren umschließt. Die
schwimmende Struktur kann aus einer Anzahl diskreter Abschnitte
gebildet sein, die miteinander verbunden sind, oder es kann eine
einzige schwimmende Struktur verwendet werden.
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Die
schwimmenden Rohre 32 sind Stahl-, Aluminium- oder thermoplastische
Rohre, die versiegelt worden sind. Die schwimmenden Rohre sind von geeignetem
Durchmesser, um den gewünschten
Auftrieb zu bieten. Alternativ kann statt der Verwendung von Rohren
ein Auftriebmaterial des oben beschriebenen Typs, z. B. EPS, eingesetzt
werden.
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Die
Streben 34 sind vorzugsweise aus den gleichen Materialien
gebildet, die zur Bildung der schwimmenden Rohre verwendet werden
können. Die
Streben können
mit den schwimmenden Rohren durch mechanische Verbindung verbunden
sein (z. B. versiegelte Bolzen oder Bänder oder andere Verbindungsteile,
wie mit zusammenpassenden Haken- und Schleifenbefestigern, oder
durch Verschweißen der
Komponenten miteinander. Über
der gesamten schwimmenden Struktur ist eine nicht-wandernde Abdeckung 36 des
oben beschriebenen Typs befestigt. Die Abdeckung 36 kann
an den Streben und den schwimmenden Rohren durch Bänder oder
Zurrgurte befestigt sein.
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Mit
der schwimmenden Struktur ist der Vorhang einer Aufnahme-/Ausschluss-Schranke 16 verbunden.
Der Vorhang 26 ist aus zwei Lagen geosynthetischen Materials
gebildet, die durch Nähen,
Hitzeschmelzen etc. miteinander verbunden sind und mehrere Panels 38 aufweisen,
die entlang ihrer Länge
ausgebildet sind, indem die beiden miteinander verbundenen Lagen
im wesentlichen vom unteren Ende bis zum oberen Ende des Vorhangs
verbunden sind. Das obere Ende des Vorhangs ist an dem geosynthetischen
Material, das zur Bildung des Abdeckmaterials verwendet wird, durch
eine permanente Verbindung (z. B. Nähen, Hitzeschmelzen etc.) oder eine
vorübergehende
Verbindung, wie eine Reißverschlussverbindung
des oben beschriebenen Typs befestigt. Das untere Ende umfasst eine
Hülse 40, welche
in sich ein Stück
einer Ballastkette 42 hält. Das
untere Ende hat auch Anker 44, die entlang seiner Länge befestigt
sind, um dabei zu helfen, dass das untere Ende des Vorhangs im wesentlichen
am Boden des Wasserkörpers
gehalten wird.
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Um
ein Reinigen des Vorhangs 16 zu ermöglichen, umfasst das System
auch das Gas-Einleitsystem 18. Dieses System umfasst eine
Quelle von Druckgas 46, wie z. B. eine Pumpe oder einen
Kompressor, eine Reihe von Leitungen 48, 48', welche das
Druckgas zu dem Vorhang transportieren, sowie mehrere Auslässe 50,
die zwischen den Lagen des geosynthetischen Materials, welches den
Vorhang bildet, positioniert sind. Vorzugsweise umfasst jedes Panel 38 des
Vorhangs einen oder mehrere Auslass/Auslässe. Die Leitungen 48 können in
das Halterungssystem integriert sein. Alternativ können die schwimmenden
Rohre 32 benutzt werden, um die das Druckgas enthaltenden
Leitungen zu tragen.
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Es
wird nun auf die 3 und 4 eingegangen,
in denen ein Filtersystem 110 gemäß einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung offenbart ist. Das Filtersystem umfasst
ein Wassereinlasssystem 112 und eine Aufnahme-/Ausschluss-Schranke,
die ein Halterungssystem 114, einen Schrankenvorhang 116 und
ein Gas-Einleitsystem 118 umfasst.
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Das
Wassereinlasssystem 112 ist im wesentlichen das gleiche
wie das in Verbindung mit der vorhergehenden Ausführungsform
beschriebene Wassereinlasssystem mit einem Hauptsammelrohr 122, das
mehrere im wesentlichen gleich beabstandete Primär-Einlassrohre 124 in
Verbindung mit einem existierenden Wassereinlasssystem 126 aufweist.
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Das
Halterungssystem 114 der Aufnahme-/Ausschluss-Schranke weist mehrere
vertikale Pfähle 128 auf,
die in zwei im wesentlichen parallelen Reihen ausgebildet sind,
sowie eine schwimmende Struktur, die mit diesen verbunden ist, wobei
die schwimmende Struktur den Bereich des Wasserkörpers bedeckt, der von dem
Vorhang umschlossen ist (siehe 4). Die
schwimmende Struktur umfasst einen ersten Abschnitt 130', der mit einer
Reihe Pfählen
verbunden ist, und einen zweiten Abschnitt 130'' der schwimmenden Struktur, der
mit der anderen Reihe von Pfählen
verbunden ist.
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Die
ersten und zweiten Abschnitte 130', 130'' treiben
unabhängig
frei entlang der Länge
der Pfähle in
der Richtung der in 4 gezeigten Pfeile. Die ersten
und zweiten Abschnitte 130', 130'' sind schwimmende Beton-Übergangsbrücken, die
im Stand der Technik bekannt sind, einschließlich mit Schaumstoff gefüllten Beton-Übergangsbrücken. Zwischen
den ersten und zweiten Abschnitten 130', 130'' ist
ein nicht-gewichttragendes
Abdeckmaterial 136 von dem oben beschriebenen Typ installiert.
Um Personen davor zu schützen,
versehentlich auf das Abdeckmaterial 136 zu treten, sind
Schienen 134 entlang der Länge der Halterungssystem vorgesehen.
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Mit
der schwimmenden Struktur verbunden ist der Aufnahme-/Ausschluss-Schrankenvorhang 116.
Der Vorhang 116 ist aus zwei Lagen geosynthetischen Materials
gebildet, die durch Nähen,
Wärmeschmelzen
etc. miteinander verbunden sind und mehrere Panels 138 aufweisen,
die entlang ihrer Länge
ausgebildet sind, indem zwei Lagen im wesentlichen von dem unteren
Ende bis zum oberen Ende des Vorhangs miteinander verbunden sind. Das
obere Ende des Vorhangs ist an den ersten und zweiten Abschnitten 130', 130'' durch Abhängen des gesamten Vorhangs
von Haken mittels Spannschlössern
oder dergleichen gesichert. Das untere Ende umfasst eine Hülse 140,
in der ein Stück
Ballastkette 142 festgehalten ist. Das untere Ende ist
auch durch Querverbindungen 143 (z. B. Stahlkabel) an den Pfählen 128 oder
Ankern 144 gesichert, um besser dazu beizutragen, das untere
Ende des Vorhangs im wesentlichen am Boden des Wasserkörpers zu
halten.
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Um
eine Reinigung des Vorhangs 116 zu ermöglichen, umfasst das System
das Gas-Einleitsystem 118. Dieses System weist eine Quelle
von Druckgas 146 auf, wie z. B. eine Pumpe oder einen Kompressor,
eine Reihe von Leitungen 148, 148', welche das Druckgas zu dem Vorhang
transportieren, sowie mehrere Auslässe 150, die zwischen
den Lagen geosynthetischen Materials positioniert sind, welche den
Vorhang bilden. Vorzugsweise umfasst jedes Panel 138 des
Vorhangs einen oder mehrere Auslass/Auslässe. Die Leitungen 148, 148' können in das
Halterungssystem integriert sein. Wie in 4 gezeigt
ist, weist die Halterungssystem die Form eines Schiffsdocks auf,
wobei Boote bzw. Schiffe an den Seiten der schwimmenden ersten und
zweiten Abschnitte 130', 130'', die den Pfählen 128 am nähesten sind,
andocken können.
Obwohl dies nicht dargestellt ist, ist darauf hinzuweisen, dass
eine beliebige Anzahl von Klampen zum Zweck der Ermöglichung
ihrer Anwendung als Dock vorgesehen sein können, und Stoßdämpfer zum
Zweck der Verhinderung einer Beschädigung an den ersten und zweiten schwimmenden
Abschnitten 130', 130'' durch Kontaktnahme mit Booten
bzw. Schiffen vorgesehen sein können.
Diese Komponenten sind aus Klarheitsgründen bei der Betrachtung der
Zeichnungen absichtlich nicht aufgenommen worden. Dies ermöglicht,
dass das Filtersystem mehrere Funktionen erfüllt, die seine Verwendung als
Wasser-Filtersystem effektiv verbirgt.
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Es
wird nun auf 5 eingegangen, in der ein Filtersystem 210,
das nicht Teil der beanspruchten vorliegenden Erfindung ist, offenbart
ist. Das Filtersystem umfasst ein Wassereinlasssystem 212 und eine
Aufnahme-/Ausschluss-Schranke, die ein Halterungssystem 214,
einen Schrankenvorhang 216 und ein Gas-Einleitsystem 218 aufweist.
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Das
Wassereinlasssystem 212 ist im wesentlichen das gleiche
wie das Wassereinlasssystem 12, das in Verbindung mit den
vorhergehenden Ausführungsformen
beschrieben wurde, und weist ein Hauptsammelrohr 222 mit
mehreren im wesentlichen gleich beabstandeten Primär-Einlassrohren 224 in Kommunikation
mit einem existierenden Wassereinlasssystem auf.
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Das
Halterungssystem 214 der Aufnahme-/Ausschluss-Schranke umfasst
mehrere schwimmende Einheiten 228, von denen der Schrankenvorhang
herabhängt.
Die schwimmenden Einheiten 228 sind in einer oberen Hülse 230 des
Vorhangs 216 aufgenommen. Die obere Hülse enthält eine Anzahl darin ausgebildeter
Schlitze, um das Einführen
(oder das Entfernen) der schwimmenden Einheiten in die/aus der Hülse zu erleichtern.
Der Vorhang 216 ist tatsächlich ein Doppelvorhang mit
linken und rechten Seiten, die dazu vorgesehen sind, die Primär-Einlassrohre 224 zu
umgeben (die beiden Seiten gehen nahe dem Abschluss des Hauptsammelrohrs 222 ineinander über). Jede
Seite des Doppelvorhangs ist aus zwei Lagen geosynthetischen Materials
gebildet, die durch Nähen,
Hitzeschmelzen etc. aneinander gesichert sind und mehrere Panels
aufweisen, die entlang ihrer Länge
ausgebildet sind, indem die beiden Lagen im wesentlichen vom unteren
Ende bis zum oberen Ende des Vorhangs miteinander verbunden sind.
Das obere Ende für
jede Seite des Doppelvorhangs ist an der oberen Hülse durch
eine permanente Verbindung (z. B. eine Nahtverbindung, eine Wärmeschmelzverbindung
etc.) oder eine temporäre Verbindung,
wie z. B. eine Reißverschlussverbindung
des oben beschriebenen Typs, gesichert. Das untere Ende jeder Seite
des Vorhangs umfasst eine Hülse 240,
in der ein Stück
Ballastkette 242 festgehalten ist. Das untere Ende hat
auch Anker 244, die entlang dessen Erstreckung gesichert
sind, um so besser dazu beizutragen, das untere Ende des Vorhangs
im wesentlichen an dem Boden des Wasserkörpers zu halten. In der dargestellten
Ausführungsform überwinden
die Anker und der Ballast zusammen die Auftriebskraft der schwimmenden
Einheiten, wodurch die gesamte Schranke effektiv eingetaucht gehalten
wird.
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Um
eine Reinigung des Vorhangs 216 zu ermöglichen, weist das System auch
das Gas-Einleitsystem 218 auf. Dieses System ist im wesentlichen wie
oben beschrieben versehen mit einer Quelle von Druckgas, wie z.
B. einer Pumpe oder einem Kompressor, einer Reihe von Leitungen 248, 248', welche das
Druckgas zu dem Vorhang transportieren, sowie mehreren Auslässen 250,
die zwischen den Lagen geosynthetischen Materials, welche den Vorhang
bilden, positioniert sind. Vorzugsweise hat jedes Panel des Vorhangs
einen oder mehrere Auslässe.
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Da
der Vorhang 216 auf eine Weise verankert ist, die ausschließt, dass
sein oberes Ende über die
Oberfläche
des Wassers hinausragt, bleibt die Schranke selbst an der Oberfläche verborgen.
Dies ermöglicht
ein Passieren des Schiffsverkehrs ohne Behinderung. Um das Vorhandensein
der eingetauchten Schranke zu markieren, ist aber eine Boje 260 an
der oberen Grenze 230 angebunden.
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Für die Verwendung
aller Filtersysteme, das heißt
bei Verbindung mit einem existierenden Wassereinlasssystem, wird
Wasser durch den Vorhang in den von dem Vorhang umgebenen Bereich
gesaugt (in der Richtung der Pfeile nach der Darstellung der 2 und 4),
wobei das Wasser gefiltert wird, und anschließend das gefilterte Wasser
durch die mehreren Einlässe
für die
Förderung
in das Wassereinlasssystem gesaugt wird. Von Zeit zu Zeit kann das
Gas-Einleitsystem betätigt
werden, um auftreffende Materialien von der Oberfläche des
Vorhangs zu säubern.
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Somit
bezieht sich ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung auf
ein Verfahren zum Filtern von in ein Wassereinlasssystem eintretendem
Wasser. Ein Wasserfördersystem
ist an einem existierenden Wassereinlasssystem installiert, so dass
es mehrere Einlässe
in einen Wasserkörper
aufweist, die in Fluidverbindung mit einer Wasseransaugpumpe stehen.
Danach oder gleichzeitig hiermit ist eine Aufnahme-/Ausschluss-Schranke
der vorliegenden Erfindung auf eine Weise installiert, dass der
Schrankenvorhang im wesentlichen alle der mehreren Einlässe umgibt.
Nach der Installation kann Wasser in das Wassereinlasssystem gesaugt
werden, wodurch Wasser durch den Vorhang gesaugt wird und dadurch
das Wasser gefiltert wird, bevor es die mehreren Einlässe passiert,
um in das Wassereinlasssystem gefördert zu werden.
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Es
sind zwar hier bevorzugte Ausführungsformen
detailliert dargestellt und beschrieben worden, Fachleuten ist jedoch
offensichtlich, dass verschiedene Modifikationen, Zusätze, Ersetzungen
und dergleichen vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang
der Erfindung abzuweichen, wie er in den folgenden Ansprüchen definiert
ist.