DE60214839T2

DE60214839T2 - Spiralförmige flexible marine fluidaufnahmebehälter

Info

Publication number: DE60214839T2
Application number: DE60214839T
Authority: DE
Inventors: Dana Sherborn EAGLES; Bjorn Rydin; Jan Rexfelt; Gregory Crayton Wrentham TONEY; Srinath Chelmsford TUPIL; Tripp Donald Wayland LAWTON
Original assignee: Albany International Corp
Current assignee: Albany International Corp
Priority date: 2001-04-11
Filing date: 2002-04-05
Publication date: 2007-04-12
Anticipated expiration: 2022-04-06
Also published as: BR0208845A; CA2442081A1; MXPA03009264A; DE60214839D1; JP2004532165A; AU2002307133B2; EP1383678B1; CN1501876A; NO335017B1; EP1383678A1; NZ528653A; RU2003129640A; RU2293682C2; CN100445165C; RU2003130225A; BR0208845B1; NO20034566D0; US7308862B2; US20020148401A1; US20030019418A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen flexiblen Fluidaufnahmebehälter (der im folgenden manchmal als „FFCV" bezeichnet wird) zum Transportieren und Aufnehmen eines großen Fluidvolumens, insbesondere eines Fluids mit einer Dichte, die kleiner als die von Salzwasser ist, insbesondere Süßwasser und das Verfahren zu dessen Herstellung.
Hintergrund der Erfindung
Die Verwendung flexibler Behälter für die Aufnahme und Transport von Ladung, insbesondere eines Fluids oder einer flüssigen Ladung, ist wohlbekannt. Es ist wohlbekannt, Behälter zu verwenden, um Fluide in Wasser, insbesondere Salzwasser zu transportieren.
Wenn die Ladung ein Fluid ist oder ein verflüssigter Feststoff, der eine Dichte aufweist, die kleiner als die von Salzwasser ist, gibt es keine Notwendigkeit, steife Massengutfrachtkähne, Tanker oder Aufnahmebehälter zu verwenden. Vielmehr können flexible Aufnahmebehälter verwendet und von einem Ort zu einem anderen geschleppt oder geschoben werden. Solche flexiblen Behälter haben offensichtliche Vorteile gegenüber steifen Behältern. Überdies ermöglichen es flexible Behälter, falls sie geeignet aufgebaut sind, aufgerollt oder gefaltet zu werden, nachdem die Ladung entnommen worden ist, und für eine Rückreise aufbewahrt werden.
Auf der ganzen Welt gibt es viele Gebiete, die dringend Süßwasser brauchen. Süßwasser ist eine solche Handelsware, daß das Abernten der Eiskappe und von Eisbergen rapide als ein großes Geschäft aufkommt. Jedoch wo auch immer das Süßwasser erhalten wird, ist dessen wirtschaftlicher Transport zum beabsichtigten Ziel ein Problem.
Zum Beispiel beabsichtigt gegenwärtig ein Eiskappenernteunternehmen, Tanker mit einer Kapazität von 150000 Tonnen zu ver wenden, um Süßwasser zu transportieren. Offenkundig verursacht dies nicht nur die Kosten der Verwendung eines solchen Transportfahrzeugs, sondern auch die zusätzlichen Unkosten seiner unbeladenen Rückreise, um neue Ladung aufzunehmen. Flexible Aufnahmebehälter können, wenn sie entleert sind, zusammengeklappt und zum Beispiel auf dem Schlepper aufbewahrt werden, der sie zur Entladestelle geschleppt hat, was die Unkosten in diesem Zusammenhang reduziert.
Selbst mit einem solchen Vorteil diktiert die Wirtschaftlichkeit, daß das Volumen, das im flexiblen Aufnahmebehälter transportiert wird, ausreichend ist, um die Unkosten des Transports zu übersteigen. Folglich werden größere und größere flexible Behälter entwickelt. Jedoch bestehen weiterhin technische Probleme hinsichtlich solcher Behälter, obwohl über Jahre Entwicklungen stattgefunden haben. In diesem Zusammenhang werden in GB-A-824 984 und in den US-Patenten 2,997,973, 2,998,973, 3,001,501, 3,056,373 und 3,167,103 Verbesserungen flexibler Aufnahmebehälter oder Lastkähne gelehrt. Die beabsichtigte Anwendung für flexible Aufnahmebehälter besteht für gewöhnlich aus dem Transport oder der Lagerung von Flüssigkeiten oder verflüssigbaren Feststoffen, die ein spezifisches Gewicht aufweisen, das kleiner als das von Salzwasser ist.
Die Dichte von Salzwasser im Vergleich zur Dichte der Flüssigkeit oder der verflüssigbaren Feststoffe spiegelt die Tatsache wider, daß die Ladung einen Auftrieb für den flexiblen Transportsack bereitstellt, wenn ein teilweise oder vollständig gefüllter Sack in Salzwasser angeordnet und geschleppt wird. Dieser Auftrieb der Ladung stellt eine Schwimmfähigkeit für den Behälter bereit und erleichtert die Verfrachtung der Ladung von einem Seehafen zu einem anderen.
Im US-Patent 2,997,973 wird ein Behälter offenbart, der eine geschlossene Röhre aus einem flexiblen Material, wie mit Naturkautschuk oder Synthesegummi imprägniertes Gewebe, die eine stromlinienförmige Nase aufweist, die mit einem Schleppmittel verbunden werden soll, und eine oder mehrere Rohrleitungen aufweist, die mit dem Inneren des Behälters in Verbindung stehen, um das Füllen und Leeren des Behälters zu ermöglichen. Der Auftrieb wird durch den Flüssigkeitsinhalt des Behälters geliefert, und seine Form hängt von dem Maß ab, bis zu dem er gefüllt ist. Dieses Patent fährt damit fort, vorzuschlagen, daß der flexible Transportsack aus einem einzelnen Gewebe hergestellt sein kann, das als Röhre gewebt ist. Es lehrt jedoch nicht, wie dies mit einer Röhre einer solchen Größe erreicht würde. Offenbar würde sich eine solche Struktur mit dem Problem von Nähten auseinandersetzen. Nähte sind für gewöhnlich in kommerziellen flexiblen Transportsäcken zu finden, da die Säcke typischerweise in einer Weise eines Stückwerks durch Nähen oder andere Mittel hergestellt sind, um die Stücke des wasserdichten Materials miteinander zu verbinden. Siehe z.B. das US-Patent 3,779,196. Es ist jedoch bekannt, daß Nähte eine Quelle von Sackdefekten sind, wenn der Sack wiederholt hohen Belastungen ausgesetzt wird. Ein Nahtdefekt kann in einer nahtlosen Struktur offensichtlich vermieden werden. Da jedoch eine genähte Struktur eine Alternative zu einem einfachen Webstoff ist und dazu verschiedene Vorteile aufweisen würde, insbesondere in dessen Fertigung, wäre es wünschenswert, wenn man eine genähte Röhre schaffen könnte, die nicht für einen Defekt an den Nähten anfällig wäre.
In diesem Zusammenhang offenbart das US-Patent Nr. 5,360,656 mit dem Titel „Press Felt and Method of Manufacture", das am 1. November 1994 erteilt und gemeinsam übertragen wurde, ein Grundgewebe aus einem Preßfilz, das aus spiralförmig gewickelten Gewebestreifen hergestellt wird. Der Gewebestreifen des Garnmaterials, der vorzugsweise ein flachgewebter Gewebestreifen ist, weist longitudinale Fäden auf, die im endgültigen Grundgewebe einen Winkel mit dem bilden, was die Maschinenrichtung eines Preßfilzes wäre.
Während der Herstellung des Grundgewebes wird der Gewebestreifen des Garnmaterials vorzugsweise auf mindestens zwei Rollen spiralförmig gewickelt oder angeordnet, die parallele Achsen aufweisen. Folglich wird die Länge des Gewebes durch die Länge jeder Spiralwindung des Gewebestreifens des Garnmaterials bestimmt, und seine Breite wird durch die Anzahl der Spiralwindungen bestimmt.
Die Anzahl der Spiralwindungen kann über die Gesamtbreite des Grundgewebes variieren. Die aneinandergrenzenden Abschnitte der Längskanten des spiralförmig gewickelten Gewebestreifens sind so angeordnet, das die Verbindungen oder Übergänge zwischen den Spiralwindungen auf mehrere Arten verbunden werden können.
Eine Kantenverbindung kann z.B. durch Nähen, Verschmelzen und Schweißen (zum Beispiel Ultraschallschweißen, wie im US-Patent Nr. 5,713,399 mit dem Titel „Ultrasonic Seaming of Abutting Strips for Paper Machine Clothing" dargelegt, das am 3 Februar 1998 erteilt und gemeinsam übertragen wurde) von nicht gewebtem Material oder von nicht gewebtem Material mit Schmelzfasern erreicht werden. Die Kantenverbindung kann außerdem erhalten werden, indem der Gewebestreifen aus Garnmaterial längs seiner beiden Längskanten mit Nahtschlingen eines bekannten Typs versehen wird, die mittels eines oder mehrere Nahtfäden verbunden werden können. Solche Nahtschlingen können zum Beispiel direkt aus den Schußfäden gebildet werden, wenn der Gewebestreifen flachgewebt ist.
Während dieses Patent die Schaffung eines Grundgewebes für einen Preßfilz betrifft, kann eine solche Technologie bei der Schaffung einer ausreichend festen röhrenförmigen Struktur für einen Transportbehälter Anwendung finden. Wenn überdies die beabsichtigte Verwendung vielmehr ein Transportbehälter als ein Preßgewebe ist, wo ein glatter Übergang zwischen Gewebestreifen erwünscht ist, ist dies nicht von besonderem Belang, und es sind andere Verbindungsverfahren (Überlappen und Nähen, Verkle ben, Heften usw.) möglich. Andere Verbindungstypen können einem Fachmann deutlich werden.
Es sollte beachtet werden, daß das US-Patent Nr. 5,902,070 mit dem Titel „Geotextile Container and Method of Producing Same", das am 11. Mai 1999 erteilt und an Bradley Industrial Textilien, Inc. übertragen wurde, einen schneckenförmigen Behälter offenbart. Ein solcher Behälter ist jedoch dazu bestimmt, eine Füllung zu enthalten und vielmehr stationär als ein Transportbehälter zu sein.
Auf die besondere Anwendung zurückkommend, auf die die vorliegende Erfindung gerichtet ist, stehen der Verwendung von großen Transportbehältern andere Probleme entgegen. In diesem Zusammenhang ist es bekannt, daß wenn teilweise oder vollständig gefüllte flexible Lastkähne oder Transportbehälter durch Salzwasser geschleppt werden, Probleme hinsichtlich einer Instabilität auftreten. Diese Instabilität wird als Biegeschwingung des Behälters beschrieben und hängt direkt mit der Flexibilität des teilweise oder vollständig gefüllten Transportbehälters zusammen. Diese Biegeschwingung ist auch als Gierschwingung bekannt. Lange flexible Behälter mit verjüngten Enden und einem verhältnismäßig konstanten Umfang über den größten Teil ihrer Länge sind für Probleme mit einer Gierschwingung bekannt. Die Gierschwingung wird im US-Patent 3,056,373 beschrieben, das bemerkt, daß flexible Lastkähne mit verjüngten Enden schädigende Schwingungen aufbauen, die imstande sind, den Lastkahn ernsthaft zu zerreißen oder in extreme Fällen zu zerstören, wenn er mit einer Geschwindigkeit über einer bestimmten kritischen Geschwindigkeit geschleppt wird. Es wird angenommen, daß Schwingungen dieser Art durch Kräfte aufgebaut werden, die lateral auf den Lastkahn in Richtung seines Hecks wirken. Eine vorgeschlagene Lösung war es, eine Vorrichtung bereitzustellen, um ein Abreißen der Flußlinien des Wassers zu bewirken, daß längs der Oberfläche des Lastkahns strömt und eine Turbulenz im Wasser um das Heck verursacht. Es heißt, daß eine solche Turbu lenz die Kräfte beseitigen oder vermindern würden, die die Gierschwingung verursachen, da eine Gierschwingung von einer glatten Strömung des Wassers abhängt, um eine seitliche Bewegung des Lastkahns zu verursachen.
Es sind durch zum Beispiel die US-Patente 2,998,973, 3,001,501 und 3,056,373 andere Lösungen für die Gierschwingung vorgeschlagen worden. Diese Lösungen umfassen unter anderem Treibanker, Kiele und Ablenkringe.
Eine andere Lösung für die Gierschwingung ist es, den Behälter mit einer Form zu konstruieren, die beim Schleppen für eine Stabilität sorgt. Eine als Nordic Water Supply bekannte Firma, die in Norwegen angesiedelt ist, hat diese Lösung genutzt. Flexible Transportbehälter, die durch diese Firma genutzt werden, haben eine Form, die als ein längliches Hexagon beschrieben werden kann. Es hat sich gezeigt, daß diese längliche Hexagonform für ein zufriedenstellend stabiles Schleppen sorgt, wenn Süßwasser auf dem offenen Meer transportiert wird. Jedoch haben solche Behälter Größeneinschränkungen infolge der Größe der Kräfte, die darauf wirken. In diesem Zusammenhang kommt die Beziehung der Schleppkraft, Schleppgeschwindigkeit und des Kraftstoffverbrauchs für einen Behälter einer gegebenen Form und Größe ins Spiel. Der Betreiber eines Schleppers, der einen flexiblen Transportbehälter zieht, möchte den Behälter mit einer Geschwindigkeit ziehen, die die Kosten minimiert, die Ladung zu transportieren. Während hohe Schleppgeschwindigkeiten hinsichtlich der Minimierung der Schleppzeit attraktiv sind, führen hohe Schleppgeschwindigkeiten zu hohen Schleppkräften und einem hohen Kraftstoffverbrauch. Hohe Schleppkräfte erfordern es, daß die Festigkeit des Materials, das in der Konstruktion des Behälters verwendet wird, erhöht wird, um die hohen Belastungen zu bewältigen. Einer Erhöhung der Festigkeit wird typischerweise entsprochen, indem ein dickeres Behältermaterial verwendet wird. Dies führt jedoch zu einer Zunahme des Behältergewichts und einer Abnahme der Flexibilität des Materials.
Dies wiederum führt zu einer Erhöhung der Schwierigkeiten bei der Handhabung des flexiblen Transportbehälters, da der Behälter weniger flexibel zum Aufwickeln und schwerer zu befördern ist.
Überdies steigt der Kraftstoffverbrauch mit zunehmender Schleppgeschwindigkeit rapide. Für einen bestimmten Behälter gibt es eine Kombination der Schleppgeschwindigkeit und des Kraftstoffverbrauchs, die zu minimalen Kosten für den Transport der Ladung sorgt. Überdies können hohe Schleppgeschwindigkeiten auch die Probleme mit der Gierschwingung verschlimmern.
In der Situation der länglichen hexagonförmigen flexiblen Transportbehälter, die beim Transport von Süßwasser auf dem offenen Meer verwendet werden, ist festgestellt worden, daß ein Behälter mit einer Kapazität von 20000 Kubikmetern eine akzeptable Kombination der Schleppkraft (etwa 8 bis 9 Tonnen), der Schleppgeschwindigkeit (etwa 8,33 km/h (4,5 Knoten)) und des Kraftstoffverbrauchs aufweist. Längliche hexagonförmige Behälter mit einer Kapazität von 30000 Kubikmetern werden mit einer niedrigeren Schleppgeschwindigkeit, höheren Schleppkraft und höheren Kraftstoffverbrauch als ein zylindrischer Behälter mit 20000 Kubikmetern betrieben. Dies ist hauptsächlich auf die Tatsache zurückzuführen, daß die Breite und Tiefe des größeren länglichen Hexagons mehr Salzwasser verdrängen muß, wenn es durch das offene Meer gezogen wird. Eine weitere Erhöhung der Behälterkapazität ist wünschenswert, um eine Stückgrößendegression für den Transportbetrieb zu erzielen. Jedoch wird eine weitere Erhöhung der Kapazität der länglichen hexagonförmigen Behälter zu niedrigeren Schleppgeschwindigkeiten und einem erhöhten Kraftstoffverbrauch führen.
Das Obenerwähnte, das die Gierschwingung, die Behälterkapazität, die Schleppkraft und die Schleppgeschwindigkeit und den Kraftstoffverbrauch betrifft, definiert einen Bedarf nach einem verbesserten flexiblen Transportbehälterdesign. Es existiert ein Bedarf nach einer verbesserten Gestaltung, das im Verhält nis zu den existierenden Gestaltungen eine Kombination aus stabilem Schleppen (keine Gierschwingung), hohe FFCV-Kapazität, hohe Schleppgeschwindigkeit, niedrige Schleppkraft und niedrigem Kraftstoffverbrauch erzielt.
Um das Volumen der Ladung zu erhöhen, die geschleppt wird, ist zusätzlich vorgeschlagen worden, eine Anzahl flexibler Behälter zusammen zu schleppen. Solche Anordnungen können in den US-Patenten 5,657,714, 5,355,819 und 3,018,748 gefunden werden, wo mehrere Behälter in einer Reihe hintereinander geschleppt werden. Um die Stabilität der Behälter zu erhöhen, offenbart EPO 832 032 B1 das Schleppen mehrerer Behälter nebeneinander in einem Muster.
Wenn jedoch flexible Behältern nebeneinander geschleppt werden, erzeugen laterale Kräfte, die durch die Meereswellenbewegung verursacht werden, eine Instabilität, die dazu führt, daß ein Behälter sich in den anderen schiebt und sich überschlägt. Solche Bewegungen haben eine schädigende Auswirkung auf die Behälter und beeinflussen auch die Reisegeschwindigkeit.
Während wie obenerwähnt ein nahtloser flexibler Behälter wünschenswert ist und im Stand der Technik erwähnt worden ist, haben ferner die Mittel zur Herstellung einer solchen Struktur ihre Schwierigkeiten. Bisher wurden, wie erwähnt, große flexible Behälter typischerweise in kleineren Abschnitten hergestellt, die genäht oder miteinander verklebt wurden. Diese Abschnitte mußten wasserundurchlässig sein. Typischerweise konnten solche Abschnitte, wenn sie nicht aus einem undurchlässigen Material hergestellt wurden, leicht mit einem solchen Überzug versehen werden, bevor sie eingebaut wurden. Der Überzug konnte durch herkömmliche Mittel, wie Sprüh- oder Tauchbeschichtung aufgetragen werden.
Folglich existiert ein Bedarf nach einem FFCV zum Transport großer Fluidvolumina, der die obenerwähnten Probleme überwindet, die mit einer solchen Struktur und der Umgebung verbunden sind, in der sie betrieben werden soll. Dies wird gemäß des Gegenstands der Ansprüche 1 und 35 gelöst.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist daher eine Hauptaufgabe der Erfindung, einen verhältnismäßig großen spiralförmigen Gewebe-FFCV für den Transport von Ladung, einschließlich insbesondere Süßwasser bereitzustellen, die eine Dichte aufweist, die kleiner als die von Salzwasser ist,.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen solchen FFCV bereitzustellen, der Mittel aufweist, um dessen unterwünschte Gierschwingung während des Schleppens zu verhindern.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, Mittel bereitzustellen, um den Transport mehrerer solcher FFCVs zu ermöglichen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Mittel zur Verstärkung eines solchen FFCV bereitzustellen, um die Last darauf effektiv zu verteilen und ein Zerreißen zu verhindern.
Noch eine weitere Aufgabe ist es, ein Mittel bereitzustellen, um die im FFCV verwendete Röhre undurchlässig zu machen. Diese und andere Aufgaben und Vorteile werden durch die vorliegende Erfindung realisiert. In diesem Zusammenhang sieht die vorliegende Erfindung die Verwendung einer spiralförmigen Röhre vor, um den FFCV herzustellen, die eine Länge von 91,44 m (300') oder mehr und einen Durchmesser von 12,19 m (40') oder mehr aufweist. Eine so große Struktur kann in einer Weise hergestellt werden, die im US-Patent Nr. 5,360,656 angegeben wird, und auf Maschinen, die eine Papiermaschinenbespannung herstellen, wie jene, die durch den Rechtsnachfolger hiervon besessen und betrieben werden. Die Enden der Röhre, die manchmal als die Nase und das Rumpfende, oder der Bug und das Heck bezeichnet werden, werden durch beliebige Mittel abgedichtet, einschließlich, daß sie umgeschlagen und geklebt werden und/oder mit einer passenden Schleppstange zusammengeheftet werden, die an der Nase befestigt sind. Beispiele von Endabschnitten im Stand der Technik können in den US-Patenten 2,997,973, 3,018,748, 3,056,373, 3,067,712 und 3,150,627 gefunden werden. Es sind eine Öffnung oder Öffnungen zum Füllen und Leeren der Ladung vorgesehen, wie jene, die in den US-Patenten 3,067,712 und 3,224,403 offenbart werden.
Zusätzlich können durch die Verwendung des Spiralstreifenverfahrens der Bug oder das Heck oder beide zum Beispiel in einer Kegelform oder anderen Form verjüngt werden, die zweckmäßig ist.
Um die Gierschwingungswirkung auf eine so lange Struktur zu reduzieren, sind mehrere longitudinale Versteifungsbalken längs ihrer Länge vorgesehen. Diese Versteifungsbalken sind dazu bestimmt, mit Luft oder einem anderen Medium unter Druck gesetzt zu werden. Die Balken können als Teil der Röhre gebildet werden oder getrennt gewebt und in Schläuchen gehalten werden, die Teil des FFCV sind. Sie können auch in einer Weise geflochten werden, wie sie in den US-Patenten 5,421,128 und 5,735,083 oder in einem Artikel mit dem Titel „3-D Braided Composites-Design and Applications" von D. Brookstein, 6th European Conference on Verbund Materials, September 1995 dargelegt wird. Sie können auch gewirkt oder aufgeschichtet werden. Die Röhre wird vorzugsweise durch das vorher beschriebene Spiralverfahren hergestellt. Das Anbringen oder Befestigen solcher Balken durch Nähen oder andere Mittel an der Röhre ist möglich, jedoch wird eine modulare Konstruktion infolge der Einfachheit der Fertigung und ihrer größeren Festigkeit bevorzugt.
Es können auch Versteifungs- oder Verstärkungsbalken einer ähnlichen Konstruktion, wie oben angegeben in regelmäßigen Abständen um den Umfang der Röhre vorgesehen werden.
Die Balken liefern auch einen Auftrieb für den FFCV, wenn die Ladung entladen ist, um ihn schwimmend zu halten, da der leere FFCV normalerweise schwerer als Salzwasser wäre. Es können Ventile vorgesehen sein, die eine Druckbeaufschlagung und Druckentlastung ermöglichen, wenn der FFCV zur Aufbewahrung aufgewickelt wird.
In der Situation, wo mehr als ein FFCV geschleppt wird, wird vorgesehen, daß es eine Art ist, daß sie nebeneinander geschleppt werden. Um die Stabilität zu erhöhen und ein „Überschlagen" zu vermeiden, würden mehrere Balkenseparatoren verwendet, die vorzugsweise Druckluft oder ein anderes Medium enthalten, um benachbarte FFCVs längs ihrer Länge miteinander zu koppeln. Die Balkenseparatoren können an den Seitenwänden des FFCV durch Stiftnahtverbinder oder irgendein anderes Mittel befestigt werden, das zweckmäßig ist.
Eine andere Art wäre es, eine Reihe von FFCVs aufzubauen, die gegenseitig durch einen ebenen spiralförmigen Abschnitt verbunden sind.
Die vorliegende Erfindung offenbart außerdem Verfahren, die die Röhre undurchlässig machen. Der Gewebestreifen kann auf der Innenseite, der Außenseite oder beiden mit einem undurchlässigen Material überzogen werden. Wenn er zur Röhre geformt wird, können ferner die Nähte überzogen werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Demnach werden durch die vorliegende Erfindung ihre Aufgaben und Vorteile verwirklicht, wobei deren Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen vorgenommen werden sollte. Es zeigen:
1 eine etwas allgemeine perspektivische Ansicht eines FFCV des Stands der Technik, der zylindrisch ist und eine spitz zulaufenden Bug oder Nase aufweist;
2 eine etwas allgemeine perspektivische Ansicht eines FFCV, der zylindrisch ist und einen abgeflachten Bug oder Nase aufweist, der die Lehren der vorliegenden Erfindung in sich vereinigt;
2A eine etwas allgemeine perspektivische Ansicht eines FFCV, der stumpfe Endkappen an seinem Bug und Heck auf weist, der die Lehren der vorliegenden Erfindung in sich vereinigt;
2B und 2C eine zu der in 2A gezeigten alternative Endkappenanordnung, die die Lehren der vorliegenden Erfindung in sich vereinigt;
3 eine Schnittansicht eines FFCV mit longitudinalen Versteifungsbalken, der die Lehren der vorliegenden Erfindung in sich vereinigt;
3A eine etwas allgemeine perspektivische Ansicht eines FFCV mit longitudinalen Versteifungsbalken (die abgelöst gezeigt werden), die in Schläuche längs des FFCV eingefügt sind, der die Lehren der vorliegenden Erfindung in sich vereinigt;
4 eine teilweise Schnittansicht eines FFCV mit Umfangsversteifungsbalken, der die Lehren der vorliegenden Erfindung in sich vereinigt;
5 eine perspektivische Ansicht eines hülsenförmigen FFCV, der die Lehren der vorliegenden Erfindung in sich vereinigt;
5A und 5B etwas allgemeine Ansichten einer Reihe von hülsenförmigen FFCVs, die durch eine ebene Struktur verbunden sind, die die Lehren der vorliegenden Erfindung in sich vereinigen;
6 eine etwas allgemeine Ansicht von zwei FFCVs, die nebeneinander geschleppt werden, wobei mehrere Balkenseparatoren dazwischen geschaltet sind, die die Lehren der vorliegenden Erfindung in sich vereinigen;
7 eine etwas schematische Ansicht der Kraftverteilung auf nebeneinander angeordnete FFCVs, die durch Balkenseparatoren verbunden sind, die die Lehren der vorliegenden Erfindung in sich vereinigen;
8 eine perspektivische Ansicht eines spiralförmigen FFCV mit einem konisch geformten Bug und Heck, der die Lehren der vorliegenden Erfindung in sich vereinigt;
8A eine perspektivische Ansicht eines spiralförmigen Abschnitts des Bugs oder Hecks, der die Lehren der vorliegenden Erfindung in sich vereinigt;
8B eine perspektivische Ansicht eines fertigen spiralförmigen Bugs oder Hecks, der die Lehren der vorliegenden Erfindung in sich vereinigt; und
9 eine perspektivische Ansicht eines spiralförmigen FFCV mit daran ausgebildeten Verstärkungstaschen, der die Lehren der vorliegenden Erfindung in sich vereinigt.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen Es wird beabsichtigt, daß der vorgeschlagene FFCV 10 aus einer undurchlässigen Textilröhre aufgebaut ist. Die Gestaltung der Röhre kann variieren. Wie in 2 gezeigt, würde er zum Beispiel eine Röhre 12 mit einem im wesentlichen einheitlichen Durchmesser (äußere Begrenzung) aufweisen, die an jedem Ende 14 und 16 abgedichtet ist. Die jeweiligen Enden 14 und 16 können auf beliebige Arten verschlossen, zugeklemmt und abgedichtet werden, wie erläutert werden wird. Die resultierende undurchlässige Struktur wird außerdem ausreichend flexibel sein, um zum Transport und zur Aufbewahrung gefaltet oder aufgewickelt zu werden.
Bevor insbesondere die FFCV-Gestaltung der vorliegenden Erfindung erläutert wird, ist es wichtig, bestimmte Gestaltungsfaktoren zu betrachten. Die gleichmäßige Verteilung der Schlepplast ist für die Lebensdauer und die Leistung des FFCV ausschlaggebend. Während des Schleppvorgangs gibt es zwei Typen von Widerstandskräften, die auf den FFCV wirken, viskose Widerstands- und Formwiderstandskräfte. Die Gesamtkraft, die Schlepplast, ist die Summe der viskosen und Formwiderstandskräfte. Wenn ein stillstehender gefüllter FFCV anfänglich bewegt wird, gibt es eine Trägheitskraft, die während der Beschleunigung des FFCV auf eine konstante Geschwindigkeit auftritt. Die Trägheitskraft kann im Gegensatz zur gesamten Wider standskraft infolge der großen Massenmenge, die in Bewegung versetzt wird, ziemlich groß sein. Es hat sich gezeigt, daß die Widerstandskraft hauptsächlich durch den größten Querschnitt des FFCV-Profils oder die Stelle des größten Durchmessers bestimmt wird. Einmal auf einer konstanten Geschwindigkeit ist die Anfangsschleppkraft null und die Gesamtschlepplast ist die Gesamtwiderstandskraft.
Als Teil davon und zusätzlich dazu ist festgestellt worden, daß es effizienter ist, um das Volumen des FFCV zu erhöhen, seine Länge zu erhöhen, als sowohl seine Länge als auch Breite zu erhöhen. Zum Beispiel ist eine Schleppkraft als Funktion der Schleppgeschwindigkeit für einen zylindrisch geformten Transportsack mit einem sphärisch geformten Bug und Heck entwickelt worden. Sie setzt voraus, daß der FFCV vollständig in Wasser untergetaucht ist. Während diese Voraussetzung für eine Ladung nicht korrekt sein kann, die eine Dichte aufweist, die kleiner als Salzwasser ist, stellt sie ein Mittel bereit, die relativen Auswirkungen der FFCV-Gestaltung auf die Schleppanforderung zu schätzen. Dieses Modell schätzt die Gesamtschleppkraft durch Berechnung und Addition zweier Widerstandskomponenten für eine gegebene Geschwindigkeit. Die beiden Widerstandskomponenten sind der viskose Widerstand und der Formwiderstand. Die Formeln für die Widerstandskomponenten werden unten gezeigt. Viskoser Widerstand (Tonnen) = (0,25·(A4 + D4)·(B4 + (3,142·C4))·E4^1,63/8896 Formwiderstand (Tonnen) = (((B4 – (3,14·C4/2))·C4/2)^1,87)·E4^1,33·1,133/8896 Gesamtschleppkraft (Tonnen) = Viskoser Widerstand (Tonnen) + Formwiderstand (Tonnen)wobei A4 die Gesamtlänge in Metern ist, D4 die Gesamtlänge der Bug- und Heckabschnitte in Metern ist, B4 die Umfang des Sack in Metern ist, C4 der Tiefgang in Metern ist und E4 die Geschwindigkeit in Knoten ist.
Die Schleppkraft für eine Reihe von FFCV-Gestaltungen kann nun bestimmt werden. Setzen wir zum Beispiel voraus, daß der FFCV eine Gesamtlänge von 160 Metern, eine Gesamtlänge für die Bug- und Heckabschnitte von 10 Metern, einen Umfang von 35 Metern, eine Geschwindigkeit von 7,41 km/h (4 Knoten) aufweist und der Sack zu 50% gefüllt ist. Der Tiefgang in Metern wird unter der Voraussetzung berechnet, daß die Querschnittsform des teilweise gefüllten FFCV eine Rennbahnform aufweist. Diese Form setzt voraus, daß der Querschnitt wie zwei Halbkreise aussieht, die mit einem rechteckigen Mittelabschnitt verbunden sind. Der Tiefgang für diesen FFCV wird zu 3,26 Meter berechnet. Die Formel für den Tiefgang wird unten gezeigt. Tiefgang (Metern) = B4/3,14·(1 – ((1 – J4)^0,5))wobei J4 der Füllungsbruchteil für den FFCV ist (50% in diesem Fall).
Für diesen FFCV beträgt der Gesamtwiderstand 3,23 Tonnen. Der Formwiderstand beträgt 1,15 Tonnen, und der viskose Widerstand beträgt 2,07 Tonnen. Wenn die Ladung Süßwasser wäre, würde dieser FFCV bei 50% Füllung 7481 Tonnen befördern.
Wenn man sich einen FFCV wünscht, der etwa 60000 Tonnen Wasser bei 50% Füllung befördern kann, kann die FFCV-Kapazität auf mindestens zwei Arten erhöht werden. Eine Art ist es, die Gesamtlänge, die Gesamtlänge der Bug- und Heckabschnitte und den Umfang um einen gleichen Faktor zu vergrößern. Wenn diese FFCV-Abmessungen um einen Faktor von 2 erhöht werden, beträgt die FFCV Kapazität bei 50% Füllung 59846 Tonnen. Die Gesamtschleppkraft erhöht sich von 3,23 Tonnen für den vorhergehenden FFCV aus 23,72 Tonnen für diesen FFCV. Dies ist eine Zunahme von 634. Der Formwiderstand beträgt 15,43 Tonnen (eine Zunahme von 1241%) und der viskose Widerstand beträgt 8,29 Tonnen (eine Zunahme von 300%). Der größte Teil der Zunahme der Schleppkraft rührt von einer Zunahme des Formwiderstands her, was die Tatsache widerspiegelt, daß es diese Gestaltung erfordert, daß mehr Salzwasser verdrängt wird, damit sich der FFCV durch das Salzwasser bewegt.
Ein alternatives Mittel, die Kapazität auf 60000 Tonnen zu erhöhen, ist es, den FFCV zu verlängern, während der Umfang, die Bug- und Heckabmessungen gleich gelassen werden. Wenn die Gesamtlänge auf 1233,6 Meter erhöht wird, beträgt die Kapazität bei 50% Füllung 59836 Tonnen. Bei einer Geschwindigkeit von 7,41 km/h (4 Knoten) beträgt die Gesamtwiderstandskraft 16,31 Tonnen oder 69% des oben beschriebenen zweiten FFCV. Der Formwiderstand beträgt 1,15 Tonnen (derselbe wie der erste FFCV) und der viskose Widerstand beträgt 15,15 Tonnen (eine Zunahme von 631% gegenüber dem ersten FFCV).
Diese alternative Gestaltung (ein länglicher FFCV mit 1233,6 Metern) hat eindeutig einen Vorteil hinsichtlich der Erhöhung der Kapazität, während jede Zunahme der Schleppkraft minimiert wird. Die längliche Gestaltung wird außerdem eine sehr viel größere Kraftstoffwirtschaftlichkeit für den Schleppbehälter relativ zur ersten vergrößerten Gestaltung mit derselben Kapazität verwirklichen.
Da die bevorzugte Weise, das Volumen des FFCV zu erhöhen, festgestellt worden ist, wenden wir uns nun der allgemeinen Konstruktion der Röhre 12 zu, die den FFCV bildet. Die vorliegende Erfindung sieht vor, die Röhre 12 in einer Weise zu bilden, die im US-Patent Nr. 5,360,656 mit dem Titel „Press Felt and Method of Manufacturing It" offenbart wird, das am 1. November 1994 erteilt wurde.
Diese Verweisquelle offenbart ein Grundgewebe eines Preßfilzes, der aus spiralförmig gewickelten Gewebestreifen hergestellt wird.
Da die Röhre 12 im wesentlichen ein längliches zylindrisches Gewebe ist, kann das darin beschriebene Verfahren zur Herstellung genutzt werden, eine Röhre 12 für den FFCV 10 zu schaffen. In diesem Zusammenhang wird während der Herstellung der Röhre 12 der Gewebestreifen 13 aus Garnmaterial vorzugswei se über mindestens zwei Rollen spiralförmig gewickelt oder angeordnet, die parallele Achsen aufweisen. Die Länge des Gewebes wird durch die Länge jeder Spiralwindung des Gewebestreifens aus Garnmaterial und seine Breite durch die Anzahl der Spiralwindungen bestimmt.
Die Anzahl der Spiralwindungen über die gesamte Breite des Grundgewebes kann variieren. Die aneinandergrenzenden Abschnitte der Längskanten des spiralförmig gewickelten Gewebestreifens sind so angeordnet, daß die Verbindungsstellen oder Übergänge zwischen den Spiralwindungen auf mehrere Arten verbunden werden können. Eine Kantenverbindung 15 kann z.B. durch Nähen, Verschmelzen und Schweißen (zum Beispiel Ultraschallschweißen, wie im US-Patent Nr. 5,713,399 dargelegt, das oben erwähnt wird), von nicht gewebtem Material oder nicht gewebtem Material mit schmelzbaren Fasern erreicht werden. Die Kantenverbindung kann auch erhalten werden, indem der Gewebestreifen aus Garnmaterial längs seiner beiden Längskanten mit Nahtschlingen eines bekannten Typs versehen wird, die mittels eines oder mehrerer Nahtfäden verbunden werden können. Solche Nahtschlingen können zum Beispiel direkt aus den Schußfäden gebildet werden, wenn der Gewebestreifen flachgewebt ist. Das Gewebe, das den Gewebestreifen 13 bildet, kann aus irgendeinem zweckmäßigen Materials bestehen. Die Gewebestreifen 13 können auch in einer Weise, die dem Fachmann leicht klar wird, mit Verstärkungsgarnen verstärkt werden, falls erwünscht.
Da zusätzlich die beabsichtigte Verwendung der Röhre vielmehr die eines Behälter als eines Preßgewebes ist (wo ein glatter Übergang zwischen Gewebestreifen erwünscht ist), ist dies nicht von besonderem Belang, und es sind andere Verbindungsverfahren der Naht zwischen benachbarten Gewebestreifen möglich (insbesondere Überlappen und Nähen oder Kleben usw.), um die Nahtfestigkeiten zu erhöhen, da dies wie oben erwähnt eine übliche Defektstelle ist. In diesem Zusammenhang können stärkere Nähte hergestellt werden, indem die Gewebekanten überlappt wer den und die beiden Gewebe durch Ultraschall- oder Wärmeklebung miteinander verbunden werden. Die Überlappung sollte in der Größenordnung von 25 mm bis 50 mm oder mehr liegen. Die Aufgabe der Überlappung und Klebenaht ist es, eine Nahtfestigkeit zu erzielen, die mindestens gleich oder nahezu gleich der Festigkeit des Gewebestreifens 13 ist.
Ein anderes Mittel, die Nahtfestigkeit zu erhöhen, ist es, zusätzlich zum Kleben die Gewebe zusammenzuheften, wobei korrosionsbeständige Heftklammern wie rostfreie Stahlheftklammern verwendet werden. Diese Heftklammern sollten 25 mm breit sein und bis zu alle 25 mm in der Länge der spiralförmigen Verbindungsnaht angewendet werden. Das Ziel ist es, eine hohe Nahtfestigkeit relativ zur Gewebefestigkeit zu erzielen, während außerdem Materialien verwendet werden, die während der Lebensdauer des Wassertransportsacks nicht korrodieren oder versagen werden.
Man beachte, daß es dieses Verfahren ermöglicht, daß die Gewebestreifen 13 auf einer oder beiden Seiten vorbeschichtet werden, damit sie für Salzwasser und Salzwasserionen undurchlässig sind, bevor sie spiralförmig gewickelt und verbunden werden. Dies beseitigt die Notwendigkeit, eine große gewebte Struktur zu beschichten. Falls notwendig kann nur die Naht zwischen benachbarten Gewebestreifen 13 einen Überzug benötigen. In einem solchen Fall kann dies während des Spiralwicklungsprozesses durchgeführt werden.
Natürlich kann, falls dies so gewünscht wird, die röhrenförmige Struktur aus unbeschichteten Gewebe hergestellt werden und dann die gesamte Struktur in einer Weise beschichtet werden, wie sie in der obenerwähnten Patentanmeldung dargelegt wird.
Die Abdichtung am Ende der Röhre 12 kann in einer Weise geschehen, wie in der obenerwähnten Patentanmeldung beschrieben, von der einige Beispiele im folgenden beschrieben werden.
Man beachte jedoch, daß dieses Spiralverfahren einen zusätzlichen damit verbundenen Vorteil aufweist, insbesondere in der Bildung der Endabschnitts, des Bugs oder des Hecks. In diesem Zusammenhang wird auf die 8A und 8B bezug genommen.
In diesen Figuren wird ein Verfahren zur Spiralbildung der Endabschnitte zu einem Kegel 17 unter Verwendung von Gewebestreifen 13 aus Material gezeigt. In diesem Zusammenhang sieht das Verfahren den Gebrauch der Erzeugung eines Gewebestreifens 13 mit einem Unterschied der Länge über seine Breite W vor. Bei einem Gradienten über die Breite ist eine Kante zum Beispiel 1-10% breiter als die andere. Dies kann zum Beispiel geschehen, indem eine normale Bindung gewebt wird, und eine Gradiententhermofixierung über die Breite veranlaßt wird. Eine Kante wird bei der Thermofixierung länger/kürzer als die andere sein.
Alternativ könnte der Gewebestreifen mit einem Spulengatter oder Spulen mit getrennten Ablösepunkten gewebt werden, wobei eine Aufwickelrolle in einer Kegelform verwendet wird. Dies wird einer herauskommenden Bindung den gewünschten Gradienten geben.
Wenn eine Kante der Bindung 1-10% über einen Breitengradienten länger als die andere ist, ergibt dies die Möglichkeit, Kante an Kante zu verbinden oder durch Überlappung und den Kegel 17 zu erhalten, der sich daraus entwickelt. Die Abmessungen des Kegels 17 können durch das Maß des Längenunterschieds von Kante zu Kante in der Bindung geändert werden. Zum Beispiel wird bei einem Kegeldurchmesser von 2,5 Metern (m) im engen Teil und einem Durchmesser von 24 m in weitesten Teil die Länge der Kegels 17 mit einem 1 m breiten Gewebestreifen annährend das folgende sein.
Dieses Verfahren ermöglicht es, daß der Kegel 17 auf die erwünschte Geometrie maßgeschneidert wird. Die Röhre 12 kann getrennt oder integral mit dem Kegel 17 hergestellt werden, oder getrennt und dann in einer Weise befestigt werden, die in der obenerwähnten Patentanmeldung beschrieben wird. Falls sie integral gebildet wird, kann eine Gradiententhermofixierung für den vorderen Kegel verwendet werden, wobei mit einer Thermofixierung mit konstanter Temperatur für die Röhre 12 gewebt wird, und am anderen Ende mit einer Thermofixierung mit umgekehrten Gradienten für den anderen Kegel.
Das Spiralverfahren kann auch verwendet werden, um einen Kegel zu bilden, indem unterschiedliche Zugspannungen auf die beiden Gewebestücke ausgeübt werden, die verbunden werden. Indem eine höhere Zugspannung auf das Gewebe ausgeübt wird, das dem Röhrenherstellungsvorgang zugeführt wird, wird das verbundene Gewebe einen Kegel bilden. Ein weiteres Verfahren ist es, den Betrag der Überlappung und des Winkels des Gewebes zu ändern, das der Röhreherstellungsmaschine zugeführt wird. Dieses Verfahren erfordert es, daß die Gewebe während des Verbindens nicht parallel sind. Das Verfahren wird ebenfalls einen Kegel bilden.
Wenn wir uns nun kurz 9 zuwenden, wird ein FFCV 10' gezeigt, der spiralförmig mit konischen Enden 17 geformt ist, die in der obenerwähnten Weise gebildet werden. Der FFCV 10' weist longitudinale Taschen 19 auf, in dem Verstärkungselemen te, wie Seile, eine Flechte oder ein Draht angeordnet werden können und zum Beispiel mit einer geeigneten Endkappe oder Schleppstange gekoppelt werden können. Es könnten auch ähnliche Umfangstaschen bereitgestellt werden. Diese Taschen 19 sind um den Umfang des FFCV 10' an gewünschten Stellen angeordnet. Die Taschen 19 können gebildet werden, indem ein Abschnitt des Gewebes gefaltet wird und längs der Faltung genäht wird. Einem Fachmann werden leicht zusätzlich zum Nähen andere Mittel zur Herstellung der Tasche einfallen. Durch die vorhergehende Anordnung liegt die Last auf den FFCV vornehmlich auf den Verstärkungselementen, wobei die Last auf das Gewebe beträchtlich reduziert wird, was folglich unter anderem ein leichteres Gewebe ermöglicht. Außerdem werden die Verstärkungselemente als Rißstopp dienen, um Risse oder Schäden am Gewebe einzudämmen.
Sobald der FFCV 10' gebildet ist, können die Enden in einer Weise geformt werden, wie sie hierin beschrieben wird, einschließlich einer Schlepphaube oder anderen zweckmäßigen Mitteln.
Das Abdichten der Enden ist nicht nur erforderlich, um es zu ermöglichen, daß die Struktur Wasser oder andere Ladung aufnimmt, sondern auch um ein Mittel zum Schleppen des FFCV bereitzustellen.
In der Situation, wo nur die Röhre 12 spiralförmig ohne die Kegelabschnitte geformt ist, kann das Abdichten auf viele Arten durchgeführt werden. Das abgedichtete Ende kann gebildet werden, indem das Ende 14 der Röhre 12 zusammengeklappt wird und einmal oder mehrmals umgeschlagen wird, wie in 2 gezeigt. Ein Ende 14 der Röhre 12 kann so abgedichtet werden, daß die Ebene der Dichtungsfläche sich entweder in derselben Ebene wie die Dichtungsfläche am anderen Ende 16 der Röhre befindet, oder alternativ kann das Ende 14 orthogonal zu der Ebene sein, die durch die Dichtungsfläche am anderen Ende 16 der Röhre gebildet wird, wobei ein Bug geschaffen wird, der senkrecht zu Wasseroberfläche ist, ähnlich zu dem eines Schiffes. Zum Abdichten werden die Enden 14 und 16 der Röhre zusammengeklappt, so daß sich eine Abdichtlänge von einigen Fuß ergibt. Das Abdichten wird erleichtert, indem die Innenseiten des abgeflachten Röhrenendes mit einem reaktionsfähigen Material oder Klebemittel geklebt oder abgedichtet werden. Zusätzlich können die abgeflachten Enden 14 und 16 der Röhre mit Metall- oder Verbundstäben 18 eingespannt und verstärkt werden, die durch die Verbundstruktur verschraubt oder gesichert werden. Diese Metall- oder Verbundstäbe 18 können ein Mittel bereitstellen, um einen Schleppmechanismus 20 vom Schlepper anzubringen, der den FFCV schleppt.
Das (zusammengeklappte und gefaltete) Ende 14 wird mit einem reaktionsfähigen Polymerdichtungsmittel oder Klebemittel abgedichtet. Das abgedichtete Ende kann auch mit Metall- oder Verbundstäben verstärkt werden, um das abgedichtete Ende zu sichern, und kann mit einem Mittel zur Befestigung einer Schleppvorrichtung versehen werden.
Ein anderes Mittel zum Abdichten der Enden umfaßt ein Anbringen von Metall- oder Verbundendkappen 30, wie in 2A gezeigt. In dieser Ausführungsform wird die Größe der Kappen durch den Umfang der Röhre bestimmt. Der Umfang der Endkappe 30 wird so gestaltet sein, daß er zum Umfang des Inneren der Röhre 12 paßt, und wird damit durch Kleben, Verschrauben oder irgendein anderes zweckmäßiges Mittel abgedichtet. Die Endkappe 30 wird als das Mittel zum Abdichten, Füllen/Leeren über Anschlüsse 31 und zur Schleppbefestigung dienen. Der FFCV ist nicht verjüngt, vielmehr weist er ein eher „stumpfes" Ende mit dem im wesentlichen einheitlichen Umfang auf, der die Kraft über den größten Umfang verteilt, der über die gesamte Länge dieselbe ist, anstatt die Kräfte auf den Halsbereich mit kleinerem Durchmesser des FFCV des Stands der Technik zu konzentrieren (siehe 1). Durch Befestigung einer Schleppkappe, die zum Umfang paßt, stellt er eine gleichmäßigere Verteilung der Kräfte, insbesondere der Anfahrtschleppkräfte, über die gesamte FFCV-Struktur sicher.
Eine alternative Gestaltung einer Endkappe wird in den 2B und 2C gezeigt. Die gezeigte Endkappe 30' besteht ebenfalls aus einem Metall- oder Verbundmaterial und wird an die Röhre 12 geklebt, verschraubt oder auf andere Weise an ihr abgedichtet. Wie zu erkennen ist, weist der hintere Abschnitt der Kappe 30', während er verjüngt ist, einen Umfang auf, der zum Innenumfang der Röhre 12 paßt, was für eine gleichmäßige Verteilung der Kraft darauf sorgt.
Der zusammengeklappte Ansatz, die zusammengeklappte und gefaltete Konfiguration zum Abdichten, oder der Endkappenansatz können so gestaltet werden, daß sie die Schleppkräfte über den gesamten FFCV verteilen anstatt konzentrieren, und werden einen verbesserten Betrieb von ihm bereitstellen.
Da wir schon die Schleppkräfte, um die Form festzustellen, die effizienter ist, d.h. länger ist besser als breiter, und Mittel zum Abdichten der Enden der Röhre betrachtet haben, wenden wir uns nun bei der Materialauswahl und der Konstruktion einer Erläuterung der Kräfte auf den FFCV selbst zu.
Die Kräfte, die in einem FFCV auftreten können, können von zwei Perspektiven verstanden werden. In einer Perspektive können die Widerstandskräfte für einen FFCV, der sich durch Wasser bewegt, über einen Bereich von Geschwindigkeiten geschätzt werden. Diese Kräfte können gleichmäßig über den gesamten FFCV verteilt werden, und es ist wünschenswert, daß die Kräfte so gleichmäßig wie möglich verteilt werden. Eine andere Perspektive ist es, daß der FFCV aus einem spezifischen Material hergestellt wird, das eine gegebene Dicke aufweist. Für ein spezifisches Material sind die Grenzlast und Dehnungseigenschaften bekannt, und man kann voraussetzen, daß dieses Material einen spezifischen Prozentsatz der Grenzlast nicht überschreiten darf. Nehmen wir zum Beispiel an, daß das FFCV-Material eine Flächenmasse von 1000 Gramm pro Quadratmeter aufweist und daß eine Hälfte der Flächenmasse dem (unbeschichteten) Textilmaterial und die andere Hälfte dem Matrix- oder Überzugsmaterial zuzuschreiben ist, wobei 70% der Fasern in die Längenrichtung des FFCV orientiert sind. Wenn die Faser zum Beispiel aus Nylon 6 oder Nylon 6.6 mit einer Dichte von 1,14 Gramm pro Kubikzentimeter besteht, kann man berechnen, daß das in die Länge orientierte Nylon etwa 300 Quadratmillimeter des FFCV-Materials über eine Breite von 1 Meter aufweist. Dreihundert (300) Quadratmillimeter sind etwa gleich 300 mm² (0,47 Quadratinch). Wenn man annimmt, daß die Nylonverstärkung eine Grenzbruchfestigkeit von 80000 Pfund pro Quadratinch aufweist, würde ein ein Meter breites Stück dieses FFCV-Materials reißen, wenn die Last 17055 kg (37600 lbs) erreicht. Dies entspricht 17113 kg/m (11500 Pfund pro laufenden Fuß). Für einen FFCV mit einem Durchmesser von 12,8 m (42 ft) beträgt der Umfang 40,23 m (132 ft). Die theoretische Bruchlast für diesen FFCV würde 688553 kg (1518000 lbs) betragen. Setzt man voraus, daß die Last 33% der Grenzbruchfestigkeit der Nylonverstärkung nicht überschreiten wird, dann würde die maximal zulässige Last für den FFCV etwa 226796 kg (500000 lbs) oder etwa 5946 kg/m (4000 Pfund per laufender Fuß) (5946 kg/m (333 Pfund per laufenden Inch)) betragen. Folglich kann die Lastanforderung bestimmt werden und sollte bei der Materialauswahl und den Konstruktionstechniken berücksichtigt werden.
Außerdem wird der FFCV einen zyklischen Wechsel zwischen keiner Last und hoher Last durchmachen. Folglich sollten bei jeder Auswahl des Materials auch die Erholungseigenschaften des Materials in einer Umgebung mit zyklischer Last berücksichtigt werden. Die Materialien müssen auch einer Bestrahlung mit Sonnenlicht, dem Salzwasser, den Salzwassertemperaturen, dem Meeresleben und der Ladung standhalten, die verschifft wird. Die Baumaterialien müssen außerdem eine Verunreinigung der Ladung durch das Salzwasser verhindern. Eine Verunreinigung würde stattfinden, wenn Salzwasser in die Ladung gedrückt würde oder wenn die Salzionen in die Ladung diffundieren würden.
Mit Blick auf das vorhergehende sieht die vorliegende Erfindung wie obenerwähnt vor, daß FFCVs aus Gewebestreifen aus (beschichteten oder unbeschichteten) Textilien (d.h. beschichteten oder unbeschichteten Webstoff, beschichteter oder unbeschichteter Maschenware, beschichteten oder unbeschichteten Vliesstoff oder beschichteten oder unbeschichteten Netzstoff) aufgebaut werden. Was beschichtete Textilien angeht, weisen sie zwei Hauptkomponenten auf. Diese Komponenten sind die Faserverstärkung und die Polymerbeschichtung. Es sind eine Vielfalt von Faserverstärkungen und Polymerüberzugsmaterialien für FFCVs geeignet. Solche Materialien müssen imstande sein, die mechanischen Belastungen und verschiedenen Arten von Dehnungen zu bewältigen, die durch den FFCV durchgemacht werden.
Die vorliegende Erfindung sieht eine Bruchzugspannungslast, zur deren Bewältigung das FFCV-Material entworfen sein sollte, im Bereich von etwa 196437 kg/m (23100 Pfund pro Inch) Gewebebreite bis 410733 kg/m (2300 Pfund pro Inch) Gewebebreite vor. Zusätzlich muß der Überzug imstande sein, wiederholt gefaltet oder gebogen zu werden, wenn das FFCV-Material häufig auf eine Rolle gewickelt wird.
Geeignete Polymerüberzugsmaterialien umfassen Polyvinylchlorid, Polyurethane, Synthesegummi und Naturkautschuk, Polyharnstoffe, Polyolefine, Silikonpolymere und Acrylpolymere. Diese Polymere können in ihrer Beschaffenheit thermoplastisch oder wärmehärtend sein. Wärmehärtende Polymerbeschichtungen können durch Wärme gehärtet werden, bei Raumtemperatur härtend oder UV-härtend sein. Die Polymerbeschichtungen können Weichmacher und Stabilisatoren enthalten, die dem Überzug entweder Flexibilität oder Haltbarkeit geben. Die bevorzugten Überzugsmaterialien sind Weichpolyvinylchlorid, Polyurethane und Polyharnstoffe. Diese Materialien weisen gute Sperreigenschaften auf und sind sowohl flexibel als auch haltbar.
Beeignete Faserverstärkungsmaterialien sind Nylon (als allgemeine Klasse), Polyester (als allgemeine Klasse), Polyaramide (wie Kevlar^®, Twaron oder Technora), Polyolefine (wie Dyneema und Spectra) und Polybenzoxazol (PBO).
Innerhalb einer Materialklasse minimieren hochfeste Fasern das Gewicht des Gewebes, das benötigt wird, um die Gestaltungsanforderungen für den FFCV zu erfüllen. Die bevorzugten Faserverstärkungsmaterialien sind hochfestes Nylon, hochfeste Polyaramide und hochfeste Polyolefine. PBO ist aufgrund seiner hohen Festigkeit wünschenswert, jedoch infolge seiner relativ hohen Kosten nicht wünschenswert. Hochfeste Polyolefine sind aufgrund ihrer hohen Festigkeit wünschenswert, aber schwierig mit den Überzugsmaterialien zu verbinden.
Für gewebte Gewebestreifen kann die Faserverstärkung in einer Vielfalt von Bindungsaufbauten für die Gewebestreifen gebildet werden. Diese Bindungsaufbauten können von einer Leinwandbindung (1 × 1) zu Panamabindungen und Köperbindungen variieren. Es sind Panamabindungen wie eine 2 × 2, 3 × 3, 4 × 4, 5 × 5, 6 × 6, 2 × 1, 3 × 1, 4 × 1, 5 × 1 und 6 × 1 geeignet. Es sind Köperbindungen wie eine 2 × 2, 3 × 3, 4 × 4, 5 × 5, 6 × 6, 2 × 1, 3 × 1, 4 × 1, 5 × 1 und 6 × 1 geeignet. Zusätzlich können Satin-Bindungen wie 2 × 1, 3 × 1, 4 × 1, 5 × 1 und 6 × 1 eingesetzt werden. Während eine Einzelschichtbindung erläutert worden ist, können abhängig von den Umständen auch Mehrschichtbindungen wünschenswert sein, wie einem Fachmann klar sein wird.
Die Garngröße oder das Denier der Feinheit wird abhängig von der Festigkeit des ausgewählten Materials variieren. Je größer der Garndurchmesser ist, je weniger Fäden pro Inch werden erforderlich sein, um die Festigkeitsanforderungen zu erfüllen. Umgekehrt werden um so weniger Fäden pro Inch erforderlich sein, je kleiner der Garndurchmesser ist, um dieselbe Festigkeit zu erhalten. Es können abhängig von der erwünschten Oberfläche verschiedene Drehungspegel im Garn verwendet werden. Die Garndrehung kann von einer Drehung, die nicht größer als null ist, bis zu nicht weniger als 20 Drehungen pro Inch und höher variieren. Zusätzlich können die Garnformen variieren.
Abhängig von den betreffenden Umständen können runde, elliptische, abgeflachte oder andere Formen genutzt werden, die für den Zweck geeignet sind.
Folglich kann mit Blick auf alles Vorhergehende die geeignete Faser und Bindung für die Gewebestreifen zusammen mit der Beschichtung ausgewählt werden, die verwendet werden soll.
Wenn wir nun jedoch zur Struktur des FFCV 10 selbst zurückkommen, obwohl festgestellt worden ist, daß eine lange Struktur effizienter mit höheren Geschwindigkeiten geschleppt wird (mehr als die gegenwärtigen 8,33 km/h (4,5 Knoten), ist die Gierschwingung in solchen Strukturen jedoch ein Problem. Um das Auftreten der Gierschwingung zu reduzieren, stellt die vorliegende Erfindung einen FFCV 10 bereit, der mit einem oder mehreren längsgerichteten oder longitudinalen Balken 32 aufgebaut ist, die eine Versteifung längs der Länge der Röhre 12 bereitstellen, wie in 3 gezeigt. Auf diese Weise wird einem FFCV 10 eine Form einer strukturellen Längssteifigkeit hinzugefügt. Die Balken 32 können luftdichte röhrenförmige Strukturen sein, die aus beschichtetem Gewebe hergestellt sind. Wenn der Balken 32 mit Druckgas oder Luft aufgeblasen wird, wird der Balken 32 steif und ist imstande, eine ausgeübte Last zu tragen. Der Balken 32 kann auch mit einer Flüssigkeit wie Wasser oder einem anderen Medium aufgeblasen und unter Druck gesetzt werden, um die erwünschte Steifigkeit zu erzielen. Die Balken 32 können abhängig von der Form, die für die Anwendung und die Last erwünscht ist, die gehalten wird, gerade oder gekrümmt hergestellt werden.
Die Balken 32 können am FFCV 10 befestigt werden, oder sie können als ein integraler Teil des FFCV in einer Weise aufgebaut werden, wie vorher im Hinblick auf die Verstärkungstaschen 19 beschrieben. In 3 werden zwei Balken 32 gezeigt, die gegenüberliegend angeordnet sind. Die Balken 32 können sich über die gesamte Länge des FFCV 10 erstrecken, oder sie können sich nur über einen kurzen Abschnitt des FFCV 10 erstrecken.
Die Länge und der Ort der Balken 32 werden durch die Notwendigkeit diktiert, den FFCV 10 gegen eine Gierschwingung zu stabilisieren. Die Balken 32 können in einem Stück oder in mehreren Stücken 34 vorliegen, die sich längs des FFCV 10 erstrecken (siehe 4).
Vorzugsweise wird der Balken 32 als ein integraler Teil des FFCV 10 hergestellt. Auf diese Weise ist es weniger wahrscheinlich, daß der Balken 32 vom FFCV 10 getrennt wird.
Es könnte jedoch auch wünschenswert sein, die aufblasbaren Versteifungsbalken 33 als getrennte Einheiten herzustellen, wie in 3A gezeigt. Die röhrenförmige Struktur könnte integrale Schläuche 35 aufweisen, um die Versteifungsbalken 33 aufzunehmen. Dies ermöglicht es, daß die Versteifungsbalken so hergestellt werden, daß sie andere Lastanforderungen als die röhrenförmige Struktur erfüllen. Außerdem kann der Balken getrennt vom FFCV beschichtet werden, um in undurchlässig und aufblasbar zu machen, was es ermöglicht, daß für die röhrenförmige Struktur eine andere Beschichtung verwendet wird, falls erwünscht.
Man kann auch ähnliche Balken 36 in die Querrichtung zur Länge des FFCV 10 verlaufen lassen, wie in 4 gezeigt. Die Balken 36, die in die Querrichtung verlaufen, können verwendet werden, um Ablenker längs der Seite des FFCV 10 zu schaffen. Diese Ablenker können Strömungsmuster des Salzwassers längs der Seite des FFCV 10 aufbrechen, was gemäß des Stands der Technik zu einem stabilen Schleppen des FFCV 10 führt. Siehe das US-Patent 3,056,373.
Zusätzlich liefern die mit Druckluft gefüllten Balken 32 und 36 einen Auftrieb für das FFCV 10. Dieser zusätzliche Auftrieb ist von begrenztem Nutzen, wenn der FFCV 10 mit Ladung gefüllt ist. Dieser zusätzliche Auftrieb ist von größerem Nutzen, wenn die Ladung aus dem FFCV 10 entleert ist. Wenn die Ladung aus dem FFCV 10 entfernt ist, werden die Balken 32 und 36 Auftrieb liefern, um den FFCV 10 schwimmend zu halten. Dieses Merkmal ist besonders wichtig, wenn die Dichte des Materials des FFCV 10 größer als Salzwasser ist. Wenn der FFCV 10 auf eine Rolle aufgewickelt werden soll, wenn der FFCV 10 entleert ist, können die Balken 32 und 36 über Ablaßventile allmählich abgelassen werden, um gleichzeitig für eine Erleichterung des Wickelns und Schwimmens des leeren FFCV 10 zu sorgen. Die allmählich abgelassenen Balken 32 können auch dazu dienen, während des Wickel-, Füll- und Ablaßvorgangs den FFCV 10 in einer geraden Weise auf der Oberfläche des Wassers entfaltet zu halten.
Die Anordnung oder der Ort der Balken 32 am FFCV 10 ist für die Stabilität, Lebensdauer und den Auftrieb des FFCV 10 wichtig. Eine einfache Konfiguration zweier Balken 32 würde die Balken 32 äquidistant voneinander längs der Seite des FFCV 10 anordnen, wie in 3 gezeigt. Wenn die Querschnittsfläche der Balken 32 ein kleiner Bruchteil der gesamten Querschnittsfläche des FFCV 10 ist, dann werden die Balken 32 unter der Oberfläche des Salzwassers liegen, wenn der FFCV 10 zu etwa 50% der Gesamtkapazität gefüllt ist. Folglich werden die Versteifungsbalken 32 nicht der starken Wellenwirkung ausgesetzt sein, die an der Oberfläche des Meeres auftreten kann. Wenn eine starke Wellenwirkung auf die Balken 32 wirken würde, wäre es möglich, daß die Balken 32 beschädigt würden. Eine Beschädigung der Balken 32 wäre für die Lebensdauer des FFCV 10 nachteilig. Folglich wird es bevorzugt, daß die Balken 32 unter der Salzwasseroberfläche angeordnet sind, wenn das FFCV 10 bis zur erwünschten Tragfähigkeit gefüllt ist. Dieselben Balken 32 werden an die Oberfläche des Salzwassers aufsteigen, wenn der FFCV 10 entleert wird, so lange der kombinierte Auftrieb der Balken 32 und 36 größer als irgendeine negative Auftriebskraft ist, die bewirken würde, daß ein leerer FFCV 10 sinkt.
Der FFCV 10 kann auch gegen einen Überschlag stabil gemacht werden, indem die Balken in einer solchen Art angeordnet werden, daß der Auftrieb der Balken den Überschlagkräften entgegenwirkt. Eine solche Konfiguration besteht darin, drei Balken auszuführen. Zwei Balken 32 würden mit Druckgas oder Luft ge füllt und auf den gegenüberliegenden Seiten des FFCV 10 angeordnet. Der dritte Balken 38 würde mit unter Druck stehendem Salzwasser gefüllt und längs des Bodens des FFCV 10 wie ein Kiel verlaufen. Wenn dieser FFCV 10 Überschlagkräften ausgesetzt würde, würde der kombinierte Auftrieb der Seitenbalken 32 und die Ballastwirkung des Bodenbalkens 38 zu Kräften führen, die so wirken würden, daß sie den FFCV 10 vom Überschlagen abhalten.
Die Balken können als getrennte gewebte, aufeinandergelegte, gewirkte, nicht gewebte oder geflochtene Röhren hergestellt werden, die mit einem Polymer überzogen sind, um es ihnen zu ermöglichen, Druckluft oder Wasser zu enthalten. (Zum Flechten siehe die US-Patente 5,421,128 und 5,735,083 und einen Artikel mit dem Titel „3-D Braided Composite-Design and Applications" von D. Brookstein. 6th European Conference on Composite Materials (September 1993)) Wenn der Balken als eine getrennte Röhre hergestellt wird, muß der Balken an der Hauptröhre 12 befestigt werden. Ein solcher Balken kann durch eine Anzahl von Mitteln befestigt werden, einschließlich Wärmeschweißen, Nähen, Klettbefestigungen, Kleben oder Stiftnähen oder durch die Verwendung von Schläuchen, wie obenerwähnt.
Der FFCV 10 kann auch eine Hülsenform 50 annehmen, wie die in 5 gezeigte. Die Hülsenform 50 kann an einem Ende 52 oder beiden Enden der Röhre flach sein, während sie in der Mitte 54 röhrenförmig ist. Wie in 5 gezeigt, kann er längs seiner Länge Versteifungsbalken 56 enthalten, wie vorher erläutert, und zusätzlich einen Balken 58 quer zum Ende 52, der integral gewebt wird oder getrennt gewebt und befestigt wird.
Der FFCV kann auch in einer Reihe von Hülsen 50' ausgebildet sein, wie in den 5A und 5B gezeigt. In diesem Zusammenhang können die Hülsen 50' durch einen flachen Abschnitt 51, dann den röhrenförmigen Abschnitt 53, dann flach 51, dann röhrenförmig 53 und so weiter erzeugt werden, wie in 5A gezeigt. Die Enden können in einer geeigneten Weise abgedichtet werden, wie hierin erläutert. In 5B wird auch eine Reihe von so ausgebildeten Hülsen 50' gezeigt, jedoch gibt es eine Röhre 55, die es ermöglicht, daß die Hülsen 50' gefüllt und entleert werden, und die röhrenförmigen Abschnitte 53 miteinander verbindet und einen Teil der flachen Abschnitte 51 bildet.
Balken ähnlichen Typs finden ferner beim Transport von Fluiden durch FFCVs Anwendung. In diesem Zusammenhang wird beabsichtigt, mehrere FFCVs zusammen zu transportieren, um unter anderem das Volumen zu erhöhen und die Kosten zu reduzieren. Bisher war es bekannt, mehrere flexible Behälter hintereinander, nebeneinander oder in einem Muster zu schleppen. Wenn jedoch FFCVs nebeneinander geschleppt werden, gibt es eine Tendenz, daß die Meereskräfte eine laterale Bewegung von einem gegen den nächsten oder einen Überschlag verursachen. Dies kann unter anderem eine schädigende Wirkung auf den FFCV haben. Um die Wahrscheinlichkeit eines solchen Vorfalls zu reduzieren, werden Balkenseparatoren 60 einer Konstruktion, die ähnlich zu den Balkenversteifungen ist, die vorher erläutert wurden, zwischen die FFCVs 10 längs ihrer Länge gekoppelt, wie in 6 gezeigt.
Die Balkenseparatoren 60 könnten durch einen einfachen Mechanismus an den FFCVs 10 befestigt werden, wie durch eine Stiftnaht oder einen Schnellkupplungsmechanismus und würden durch die Verwendung von Ventilen aufgeblasen und abgelassen. Die abgelassenen Balken könnten nach dem Entladen der Ladung leicht aufgerollt werden.
Die Balkenseparatoren 60 werden zusätzlich zu den Versteifungsbalken 32, falls sie genutzt werden, auch das Schwimmen der leeren FFCVs 10 während der Aufwickelvorgänge unterstützen. Falls die letztgenannten nicht genutzt werden, werden sie als das Hauptschwimmmittel während des Aufwickelns dienen.
Die Balkenseparatoren 60 werden auch als eine Schwimmvorrichtung während des Schleppens der FFCVs 10 dienen, wobei sie den Widerstand reduzieren und potentiell für höhere Geschwin digkeiten während des Schleppens gefüllter FFCVs 10 sorgen. Diese Balkenseparatoren werden außerdem den FFCV 10 in einer verhältnismäßig geraden Richtung halten, wobei sie die Notwendigkeit anderer Steuermechanismen während des Schleppens vermeiden.
Die Balkenseparatoren 60 lassen die beiden FFCVs 10 als „Katamaran" erscheinen. Die Stabilität des Katamarans ist vorwiegend auf seine beiden Rümpfe zurückzuführen. Es gelten hier dieselben Prinzipien eines solchen Systems.
Die Stabilität ist auf die Tatsache zurückzuführen, daß während des Schleppens dieser gefüllten FFCVs auf dem Meer die Wellenbewegung dazu neigen wird, auf einen der FFCVs zu drücken, wobei bewirkt wird, daß er sich überschlägt, wie in 7 dargestellt. Jedoch wird eine Gegenkraft durch den Inhalt des anderen FFCV gebildet, und wird aktiviert, um die Überschlagkraft aufzuheben, die durch den ersten FFCV erzeugt wird. Diese Gegenkraft wird den FFCV am Überschlagen hindern, da sie in die entgegengesetzte Richtung drückt. Diese Kraft wird mit Hilfe der Balkenseparatoren 60 übertragen, die so die Anordnung stabilisieren oder selbst korrigieren.
Wenn wir uns nun dem Verfahren zuwenden, eine so große Struktur undurchlässig zu machen, ermöglicht es die spiralförmig gewickelte Gewebestreifengestaltung, daß die Gewebestreifen vorbeschichtet werden. Um außerdem eine leckfreie Abdichtung sicherzustellen, kann sie entweder hergestellt werden, indem der Oberfläche des beschichteten Materials während der Spiralverbindung ein Dichtungsmittel zugeführt wird, oder ein Klebeprozeß verwendet wird, der zu einer abgedichteten Klebung führt. Zum Beispiel könnte ein Ultraschallklebe- oder Wärmeklebeverfahren (siehe z.B. das US-Patent Nr. 5,713,399) mit einem thermoplastischen Überzug verwendet werden, um eine leckfreie Abdichtung zu ergeben. Wenn die Gewebestreifen nicht vorbeschichtet sind, oder wenn es nicht erwünscht ist, die Struktur nach der Herstellung zu beschichten, werden geeignete Verfah ren, um dasselbe zu erreichen, in der obenerwähnten Patentanmeldung angegeben.
Als Teil des Beschichtungsverfahrens wird die Verwendung eines Schaumüberzugs auf der inneren oder äußeren oder beiden Seiten des Gewebestreifens vorgesehen. Ein Schaumüberzug würde dem FFCV, insbesondere einem leeren FFCV Auftrieb liefern. Ein FFCV, der aus Materialien wie zum Beispiel, Nylon, Polyester und Gummi aufgebaut ist, würde eine Dichte haben, die größer als Salzwasser ist. Als Folge würde der leere FFCV oder leere Abschnitt des großen FFCV sinken. Diese Sinkwirkung würde zu hohen Belastungen auf den FFCV führen und könnte zu beträchtlichen Schwierigkeiten bei der Handhabung des FFCV während des Füllens und Leerens des FFCV führen. Die Verwendung eines Schaumüberzugs stellt zu den vorhergehend erläuterten ein alternatives oder zusätzliches Mittel bereit, um dem FFCV Auftrieb zu geben.
Außerdem kann es in Hinblick auf die geschlossene Beschaffenheit des FFCV, falls er dazu bestimmt ist, Süßwasser zu transportieren, als Teil des Beschichtungsverfahrens seiner Innenseite für einen Überzug sorgen, der ein Germizid oder ein Fungizid enthält, um das Auftreten von Bakterien oder Schimmel oder anderen Verunreinigungen zu verhindern.
Da Sonnenlicht ebenfalls eine verschlechternde Wirkung auf das Gewebe hat, kann der FFCV in diesem Zusammenhang zusätzlich als Teil seines Überzugs, oder der verwendeten Faser, um die Gewebestreifen zu bilden, einen UV-Schutzbestandteil enthalten.
Obwohl hierin bevorzugte Ausführungsformen im Detail offenbart und beschrieben worden sind, sollte ihr Rahmen hierdurch nicht eingeschränkt werden, sondern ihr Rahmen sollte vielmehr durch den der beigefügten Ansprüche festgelegt werden.

Claims

Flexibler Fluidaufnehmebehälter (10) für den Transport von Süßwasser, wobei der Behälter (10) aufweist: eine längliche flexible röhrenförmige Struktur (12), die aus einem spiralförmig gewickelten Gewebestreifen (13) besteht, der eine Breite aufweist, die kleiner als eine Breite der röhrenförmigen Struktur (12) ist; Mittel, um die röhrenförmige Struktur (12) undurchlässig zu machen; wobei die röhrenförmige Struktur (12) ein vorderes Ende (14) und ein hinteres Ende (16) aufweist; Mittel zum Abdichten des vorderen Endes (14) und des hinteren Endes (16); Mittel (31) zum Füllen und Leeren des Behälters (10) mit Ladung; und Mittel (20), die an dem Behälter (10) befestigt sind, um dessen Schleppen zu ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter mindestens einen flexiblen Umfangsversteifungsbalken (36) aufweist, der um einen Umfang der röhrenförmigen Struktur (12) angeordnet ist und einer Druckbeaufschlagung und einer Druckentlastung unterworfen ist.
Behälter (10) nach Anspruch 1, der mindestens einen flexiblen longitudinalen Versteifungsbalken (32) aufweist, der längs eines Stücks der röhrenförmigen Struktur (12) angeordnet ist, zum Dämpfen einer unerwünschten Schwingung der röhrenförmigen Struktur (12), wobei der Versteifungsbalken (32) an der röhrenförmigen Struktur (12) befestigt ist und einer Druckbeaufschlagung und Druckentlastung unterworfen ist.
Behälter nach Anspruch 2, der mehrere longitudinale Versteifungsbalken (32) aufweist.
Behälter (10) nach Anspruch 2 oder 3, der mindestens zwei longitudinale Versteifungsbalken (32) aufweist, die an der röhrenförmigen Struktur (12) äquidistant voneinander angeordnet sind.
Behälter (10) nach Anspruch 4, der einen dritten longitudinalen Versteifungsbalken (38) aufweist, der zwischen den beiden longitudinalen Versteifungsbalken (32) angeordnet ist, wobei der dritte Balken (38) so angeordnet ist, daß er einen Ballast bereitstellt, wenn er gefüllt ist.
Behälter (10) nach Anspruch 3, wobei die Versteifungsbalken (32) durchgehend sind.
Behälter nach Anspruch 3, wobei die Versteifungsbalken (32) in Abschnitten hergestellt sind.
Behälter (10) nach Anspruch 1, der mehrere Umfangsversteifungsbalken (36) aufweist.
Behälter (10) nach Anspruch 1, wobei der Umfangsversteifungsbalken (36) durchgehend ist.
Behälter (10) nach Anspruch 1, wobei der Umfangsversteifungsbalken (36) in Abschnitten vorliegt.
Behälter (10) nach Anspruch 1, wobei das Mittel, um die röhrenförmige Struktur (12) undurchlässig zu machen, ein Überzugsmaterial auf dem Gewebestreifen (13) auf einer oder beiden Seiten davon umfaßt.
Behälter (10) nach Anspruch 11, wobei das Überzugsmaterial aus der Gruppe entnommen ist, die im wesentlichen aus Polyvinylchlorid, Polyurethan, synthetischen oder natürlichen Gummis, Polyharnstoffen, Polyolefinen, Silikonpolymeren, Acrylpolymeren oder Schaumstoffderivaten davon besteht.
Behälter (10) nach Anspruch 1, der mindestens zwei Behälter (10), die in einer Nebeneinanderbeziehung angeordnet sind, und mehrere Balkenseparatoren (60) aufweist, die zwischen den beiden Behältern (10) angeordnet und mit ihnen verbunden sind, wobei der Balkenseparator (60) aus einem flexiblen Material hergestellt ist und einer Druckbeaufschlagung und einer Druckentlastung unterworfen ist.
Behälter (10) nach Anspruch 1, wobei die Gewebestreifen (13) aus einem beschichteten oder unbeschichteten Webstoff, einer beschichteten oder unbeschichteten Maschenware, einem beschichteten oder unbeschichteten Vliesstoff oder einem beschichteten oder unbeschichteten Netzstoff hergestellt sind.
Behälter (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Behälter ferner Mittel zur Verstärkung der röhrenförmigen Struktur (12) aufweist, indem Taschen (19), um Verstärkungselemente aufzunehmen, an vorgegebenen Abständen längs einer longitudinalen Länge der röhrenförmigen Struktur (12) ausgebildet sind.
Behälter (10) nach Anspruch 15, wobei das Verstärkungsmittel ferner Taschen (19) an vorgegebenen Abständen um einen Umfang der röhrenförmigen Struktur (12) aufweist.
Behälter (10) nach Anspruch 16, wobei das Verstärkungs element ein Tau, eine Flechte oder einen Draht umfaßt.
Behälter (10) nach Anspruch 1 oder 15, wobei das Mittel zum Abdichten eines Endes (16) der röhrenförmigen Struktur (12) das Zusammenklappen des Endes auf sich selbst zu einer abgeflachten, gefalteten Struktur, deren Abdichtung und mechanische Sicherung umfaßt.
Behälter (10) nach Anspruch 1 oder 15, wobei das Mittel zum Abdichten eines Endes (16) der röhrenförmigen Struktur (12) eine Endkappe (30) umfaßt, die aus einem steifen Material hergestellt ist, die an einer äußeren Begrenzung der röhrenförmigen Struktur (12) befestigt ist, die ihren Umfang definiert, um Kräfte darauf gleichmäßig zu verteilen.
Behälter (10) nach Anspruch 1 oder 15, wobei das Mittel zum Abdichten eines Endes (16) das Zusammenklappen, Falten und Abdichten eines Endes (16) der röhrenförmigen Struktur (12) umfaßt, so daß die Breite des zusammengeklappten und gefalteten Endes (16) annähernd jene des Durchmessers der röhrenförmigen Struktur (12) ist.
Behälter (10) nach Anspruch 1 oder 15, wobei die röhrenförmige Struktur (12) hülsenförmig (50) ist, wobei sie mindestens ein Ende (52) aufweist, das zusammengeklappt und abgedichtet ist, und einen vertikalen flexiblen Versteifungsbalken (56) an dem einen Ende (52) aufweist, der einer Druckbeaufschlagung und Druckentlastung unterworfen ist.
Behälter (10) nach Anspruch 1 oder 15, wobei die Gewebestreifen (13) mit Faserverstärkungen gewebt sind, wobei die verwendete Webart aus der Gruppe entnommen ist, die im wesentlichen aus einer Leinwandbindung (1 × 1); Panamabindungen, die 2 × 2, 3 × 3, 4 × 4, 5 × 5, 6 × 6, 2 × 1, 3 × 1, 4 × 1, 5 × 1, 6 × 1 umfassen; Köperbindungen, die 2 × 2, 3 × 3, 4 × 4, 5 × 5, 6 × 6, 2 × 1, 3 × 1, 4 × 1, 5 × 1, 6 × 1 umfassen; und Satinbindungen besteht, die 2 × 1, 3 × 1, 4 × 1, 5 × 1 und 6 × 1 umfassen.
Behälter (10) nach Anspruch 11 oder 22, wobei die Faserverstärkungen aus einem Material hergestellt sind, das aus der Gruppe entnommen ist, die im wesentlichen aus Nylon, Polyestern, Polyaramiden, Polyolefinen und Polybenzoxazol besteht.
Behälter (10) nach Anspruch 15, wobei die Gewebestreifen mit Faserverstärkungen gewebt sind, die aus einem Material hergestellt sind, das aus der Gruppe entnommen ist, die im wesentlichen aus Nylon, Polyestern, Polyaramiden, Polyolefinen und Polybenzoxazol besteht.
Behälter (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Mittel zur Bildung des vorderen Endes (14) die Herstellung eines konischen Endabschnitts (17) umfaßt, der aus Gewebestreifen (13) gebildet wird, die einen Gradienten über eine Breite von einer Kante zu einer gegenüberliegenden Kante des Gewebestreifens (13) aufweisen.
Behälter (10) nach Anspruch 25, wobei das Mittel zum Abdichten des vorderen Endes (14) die mechanische Sicherung des vorderen Endes (14) umfaßt.
Behälter (10) nach Anspruch 25, wobei das Mittel zur Bildung des hinteren Endes (16) die Herstellung eines konischen Endabschnitts (17) umfaßt, der aus Gewebe streifen (13) gebildet wird, die einen Gradienten über eine Breite von einer Kante zu einer gegenüberliegenden Kante des Gewebestreifens (13) aufweisen.
Behälter (10) nach Anspruch 25, wobei das Mittel zum Abdichten des hinteren Endes (16) die mechanische Sicherung des hinteren Endes (16) umfaßt.
Behälter (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Behälter ferner ein Mittel aufweist, um die röhrenförmigen Strukturen (12) in einer Reihe miteinander zu verbinden, das ein flaches Gewebe (51) umfaßt, das zwischen den röhrenförmigen Strukturen (53) angeordnet ist.
Behälter (10) nach Anspruch 29, wobei das Mittel (31) zum Füllen und Leeren eine Röhre umfaßt, die die röhrenförmigen Strukturen (12) verbindet, wobei sie eine Fluidverbindung dazwischen ermöglicht.
Behälter (10) nach Anspruch 29, wobei das Mittel (31) zum Füllen und Leeren ferner eine Röhre an einem jeweiligen vorderen Ende einer der röhrenförmigen Strukturen und einem jeweiligen hinteren Ende der anderen der röhrenförmigen Strukturen aufweist.
Behälter (10) nach Anspruch 29, wobei die röhrenförmigen Strukturen (12) hülsenförmig (50) sind.
Behälter (10) nach einem der Ansprüche 1, 2, 15, 25 oder 29, der ein Germizid oder Fungizid auf der Innenseite der röhrenförmigen Struktur (12) aufweist.
Behälter (10) nach einem der Ansprüche 1, 2, 15, 25 oder 29, der einen UV-Schutzbestandteil auf der Außenseite der röhrenförmigen Struktur (12) aufweist.
Verfahren zum Herstellen eines länglichen flexiblen Fluidaufnehmebehälters (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aus Gewebe (13) für den Transport von Süßwasser, das die Schritte aufweist: spiralförmiges Wickeln von Gewebestreifen (13), um eine längliche undurchlässige flexible röhrenförmige Struktur (12) mit offenen Enden (14, 16) zu schaffen; Abdichten der offenen Enden (14, 16); und Befestigen eines Mittels (20), um das Schleppen des Behälters zu ermöglichen, an mindestens einem der Enden (14, 16).
Verfahren nach Anspruch 35, das die Schritte aufweist: spiralförmiges Wickeln von Gewebestreifen (13), um einen konischen Abschnitt (17) an einem offenen Ende (14, 16) zu schaffen; und Abdichten des konischen Abschnitts (17).
Verfahren nach Anspruch 35, das die Schritte aufweist: spiralförmiges Wickeln von Gewebestreifen (13), um einen konischen Abschnitt (17) an einem anderen Ende (14, 16) zu schaffen; und Abdichten des konischen Abschnitts (17).