BEFÜLLSYSTEM ZUM BEFÜLLEN EINES IN EINEM U-BOOT ANGEORDNETEN RESERVOIRS, U-BOOT UND VERFAHREN ZUM BEFÜLLEN EINES IN EINEM U-BOOT ANGEORDNETEN RESERVOIRS

Beschreibung

Stand der Technik

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Befüllsystem zum Befüllen eines in einem U-Boot angeordneten Reservoirs, ein U-Boot und ein Verfahren zum Befüllen eines Reservoirs in einem U-Boot.
Der Stand der Technik, beispielsweise die Druckschrift EP 2 103 515 A2, kennt Atemkalk, der in U-Booten dazu dient, CO₂ zu binden, welches der Raumluft im U-Boot-Inneren vorwiegend durch das Ausatmen der Besatzung zugeführt wird. Üblicherweise liegt der Atemkalk in Form von zwei bis vier Millimetern großen Pellets, also als körniges Granulat, vor. Das Binden des Kohlenstoffdioxids an den Atemkalk verhindert ein Anwachsen des CO₂-Gehalts auf ein gesundheitsgefährdendes Maß und ist somit überlebenswichtig. Typischerweise ist die Bindefähigkeit des Atemkalks begrenzt, wodurch man gezwungen wird, beispielsweise zwischen zwei Tauchgängen, den benutzten Atemkalk durch neuen zu ersetzen. Dabei bestimmt die Bindefähigkeit des Atemkalks üblicherweise sogar die Tauchzeit mit.

[0002] Druckschrift US 2011/000 827 A1 offenbart ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zur Luftsiebung zur Trennung eines Gemisches aus Partikeln unterschiedlichen Gewichts und unterschiedlicher Größe. Die Vorrichtung weist gemäß der Offenbarung der Druckschrift US 2011/000 827 A1 ein zylinderförmiges Siebgehäuse auf, welches durch einen Filter in einen oberen und einen unteren Raum geteilt wird. Dabei ist die Durchlässigkeit des Filters so zu wählen, dass die feineren Partikel den Filter passieren können und die gröberen Partikel durch den Filter aufgefangen werden.

[0003] Es hat sich herausgestellt, dass die Funktionsfähigkeit der Absorptionsanlage durch einen Staubanteil im körnigen Granulat herabgesetzt wird, da durch den Staub der Luftdurchfluss durch die Anlage herabgesetzt wird. Eine Staubbildung lässt sich jedoch beim Befüllen der im Inneren des U-Boots angeordneten Reservoirs bzw. Behälter für den Atemkalk kaum vermeiden, wenn der Atemkalk über lange Förderleitungen in das Innere des U-Boots befördert wird. Schließlich können die typischerweise verwendeten Vakuumförderanlagen auf Grund der langen und flexiblen Förderstrecke keine konstanten Förderbedingungen einhalten. So schwanken die Förderzustände ständig zwischen Flugförderung und Pfropfenförderung. Dadurch entsteht bereits beim Befördern durch die Sauglanzen durch Reibung unerwünschter Atemkalkstaub.

Offenbarung der Erfindung

[0004] Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System zur Verfügung zu stellen, mit dem ein im U-Boot angeordnetes Reservoir möglichst staubfrei mit einem körnigen Granulat befüllt werden kann. Es wäre dabei wünschenswert, möglichst auf zeitaufwendige Verfahren zu verzichten, die das körnige Granulat nach dem Befüllen aufwendig reinigen. Auch auf Vorrichtungen oder Anschlüsse, die nachträglich in ein U-Boot integriert werden müssten, wie beispielsweise Sichter, sollte dabei bestenfalls verzichtet werden. Außerdem sollte das System dafür sorgen, dass der Staub von Bord gebracht wird.

[0005] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird gelöst durch ein Befüllsystem zum Befüllen eines Reservoirs mit einem körnigen Granulat, wobei das Befüllsystem ein Pumpelement zur Erzeugung eines Granulatstroms in Richtung des Reservoirs aufweist, wobei das Befüllsystem ein Trennelement zum Herauslösen eines Staubanteils aus dem Granulatstrom umfasst, wobei das Trennelement ein Lochblech mit Löchern aufweist, durch die der Staubanteil aus dem Granulatstrom absaugbar ist.

[0006] Im Gegensatz zum Stand der Technik umfasst das Befüllsystem ein Lochblech mit Löchern, durch die der Staubanteil entlang seines Transportweges aus dem Granulatstrom siebartig herausgesaugt wird. Übrig bleibt ein gereinigtes körniges Granulat, das dem Reservoir bzw. einem Behälter zugeführt werden kann. Denkbar ist, dass das Reservoir in einem Transportmittel, beispielswiese in einem LKW, angeordnet ist und das Granulat in diesem Reservoir zwischengelagert werden soll. Dabei bestimmt die Lochgröße darüber, welche Bestandteile aus dem körnigen Granulat herausgesiebt werden. Mit Hilfe dieses Befüllsystems lässt sich insbesondere bewirken, dass dem körnigen Granulat der unerwünschte Staubanteil entzogen wird. Dabei wird auf aufwendige Trennverfahren verzichtet und stattdessen der unerwünschte Staubanteil während des Transports zu dessen Reservoir, d. h. "on the fly", herausgezogen.

[0007] Vorzugsweise ist das Reservoir innerhalb eines U-Boots angeordnet, wobei das Trennelement unmittelbar oberhalb des Reservoirs angeordnet ist. Insbesondere ist das Befüllsystem als Staubabsaugvorrichtung zu verstehen. Es ist dabei vorstellbar, dass das gereinigte Granulat nach dem Verlassen des Trennelements direkt in das Reservoir fällt, das für die Aufbewahrung des körnigen Granulats, beispielsweise während eines Tauchgangs, vorgesehen ist. Es ist dabei vorstellbar, dass die Löcher im Lochblech unterschiedlich groß ausgestaltet sind. Beispielsweise ändert sich die Lochgröße entlang des Transportweges oder es wird ein für ein effektives Absaugen optimales Lochmuster gewählt. Als Loch im Lochblech kann jede Art und Form von Aussparung im Lochblech verstanden werden. Beispielsweise haben die Löcher die Form eines Kreises, eines Langlochs, eines Dreiecks oder eines Vielecks. Vorzugsweise hat das körnige Granulat eine Durchschnittskörnung, beispielsweise von 2 bis 4 Millimetern, und die Lochgröße der Löcher im Lochblech ist kleiner als die Durchschnittskörnung. Vorzugsweise ist das Befüllsystem, insbesondere das Trennelement, am Ende eines langen Transportweges des körnigen Granulats angeordnet. Insbesondere wird ein das Trennelement aufweisendes Bauteil an das Ende eines Transportweges aufgesetzt bzw. angedockt. Denkbar ist beispielsweise auch, dass dem Trennelement weitere Bauteile vorgeschaltet sind, die versuchen, die Förderung zu steuern bzw. zu kontrollieren. In vorteilhafter Weise wird dann erst über das Trennelement am Ende des Transportweges der Staubanteil des körnigen Granulats abgesaugt. Durch den langen Transportweg und Ungleichmäßigkeiten bei der Beförderung, beispielsweise verursacht durch Schwankungen beim Ansaugen durch das Pumpelement, kommt es zu einer unregelmäßigen Förderung bis hin zu einer Pfropfenförderung, die schließlich zu Ablagerungen des körnigen Granulats oberhalb des Trennelements führen kann. Es ist daher von Vorteil, dass durch das Trennelement erst nach einer solchen Ablagerung der Staubanteil aus dem körnigen Granulat herausgesaugt wird.

[0008] Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.

[0009] In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das Trennelement ein Leitblech umfasst, wobei das Lochblech und das Leitblech einen Transportkanal für das körnige Granulat bilden. Das Leitblech kann dabei vorteilhafterweise im Wesentlichen parallel zum Lochblech verlaufen. Durch den Transportkanal wird das körnige Granulat in der Nähe des Lochblechs gehalten, wodurch die Wahrscheinlichkeit reduziert wird, dass beim Transport gebildeter Staub vom Lochblech wegdiffundiert. Insbesondere wird eine Breite des Transportkanals festgelegt, die mit der Lochgröße der Löcher im Lochblech bzw. mit der relativen freien Lochfläche für ein optimales Absaugen abgestimmt ist. Dadurch lässt sich die Effektivität beim Herausfiltern des Staubanteils aus dem körnigen Granulat weiter verbessern.

[0010] In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das Trennelement einen in seiner Größe verstellbaren Spalt aufweist, über den das körnige Granulat dem Transportkanal zuführbar ist. Vorzugsweise ist der Spalt ringförmig ausgestaltet. Der Spalt dient dazu, die Menge des Granulats vor dem Trennelement zu regulieren. Der Spalt ist in der Lage, bei einer Pfropfenförderung eine auftretende Akkumulation an körnigem Granulat aufzunehmen und anschließend kontrolliert und langsam weiterzugeben. Dadurch wird in vorteilhafter Weise einer möglichen Verstopfung vorgebeugt und das Granulat gleichmäßig am Lochblech vorbeigeführt. Weiterhin ist es vorstellbar, dass die Größe des Spalts an die Durchschnittskörnung des körnigen Granulats, an eine Fördergeschwindigkeit, mit der das körnige Granulat transportiert wird, und/ oder an die Lochgröße der Löcher im Lochblech und/oder die relative freie Lochfläche angepasst ist. Dadurch lässt sich die Effektivität beim Herausfiltern des Staubanteils weiter verbessern und eine möglichst kontinuierliche Ausgabe des Granulats aus dem Trennelement realisieren.

[0011] In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das Lochblech zumindest teilweise einen Kegel bildet, dessen Außenfläche die Ausrichtung des Granulatstroms für das körnige Granulat zumindest teilweise festlegt. Dabei bildet das Lochblech vorzugsweise einen Teil eines Kegels, der in Richtung des generellen Verlaufs des Granulatstroms aufweitet, bzw. einen Kegelstumpf, dessen gedachte Deckfläche nach oben zeigt. Die Ausformung im Sinne einer Kegelmantelfläche führt zu einem möglichst dichten Heranführen des körnigen Granulats an die Löcher, wodurch die Effektivität beim Herausfiltern des Staubanteils weiter verbessert werden kann. Weiterhin ist vorstellbar, dass für eine optimale Entnahme des Staubs aus dem körnigen Granulat ein Kegelwinkel, d. h. eine Neigung des Lochblechs gegenüber dem generellen Verlauf des Granulatstroms, in Abstimmung mit der Spaltgröße und der Lochgröße gewählt wird.

[0012] In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass zwischen Trennelement und Reservoir ein Trichter angeordnet ist. Mit Hilfe des Trichters kann das gereinigte, d. h. vom Staub befreite, körnige Granulat gesammelt und kontrolliert dem Reservoir zugeführt werden. Ein solches behutsames Zuführen reduziert die erneute Staubbildung beim finalen Transportweg des körnigen Granulats in dessen Reservoir. Dabei ist es auch vorstellbar, dass das Granulat auf eine Fördervorrichtung geleitet wird, die das gereinigte Granulat unter einem möglichst flachen Winkel in das Reservoir befördert, um die Staubbildung noch weiter zu unterdrücken. Dabei ist der Winkel aber vorteilhaft so groß zu wählen, dass sich das Granulat selbstständig entlang des Transportweges weiterbewegt. Der Winkel kann dabei insbesondere im Bereich 45°-75°, vorteilhaft bei in etwa 55° liegen. Dabei ist es vorstellbar, dass die Fördervorrichtung schwenkbar ist und mittels Schwenken der Fördervorrichtung eine Vielzahl verschiedener Reservoirs befüllt werden kann, ohne die Reservoirs oder das Trennelement zu bewegen.

[0013] In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass entlang des Transportweges des körnigen Granulats vor dem Trennelement ein Fliehkraftabscheider angeordnet ist. Vorzugsweise ist das Trennelement an das Ende des Fliehkraftabscheiders einsetzbar bzw. zusammensteckbar angeschlossen. Der Fliehkraftabscheider dient hierbei in vorteilhafter Weise einem vorgelagerten Abbremsen des körnigen Granulats, bevor es den verstellbaren Spalt erreicht. Dadurch kann vermieden werden, dass das körnige Granulat zu schnell für eine effektive Entnahme des Staubanteils über das Lochblech hinweg transportiert wird. Für den Fliehkraftabscheider ist es vorgesehen, dass das körnige Granulat mit Hilfe eines Luftleitsystems zu einem spiralförmigen Sinkflug angetrieben wird. Durch die Verjüngung des Fliehkraftabscheiders in Richtung des generellen Verlaufs des Transportweges werden Fliehkräfte hervorgerufen, die das körnige Granulat an die Innenseite des Fliehkraftabscheiders drücken und dadurch die Transportbewegung des körnigen Granulats in gewünschter Weise reduzieren. Durch den Fliehkraftabscheider lässt sich das körnige Granulat in vorteilhafter Weise abbremsen, damit der Staubanteil des körnigen Granulats durch das sich anschließende Trennelement abgesaugt werden kann.

[0014] In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das Befüllsystem eine zuführende Förderleitung aufweist, die das Trennelement und ein außerhalb des U-Boots angeordnetes Lager mittelbar oder unmittelbar miteinander verbindet. Durch die zuführende Förderleitung kann in vorteilhafter Weise das körnige Granulat von einem außerhalb des U-Boots angeordneten Lager angesaugt werden. Die zuführende Förderleitung ist hierbei wie eine Art Tankschlauch zu verstehen, mit dem das körnige Granulat über große Distanzen, beispielsweise im Bereich von 10 bis 100 Metern, beförderbar ist. Vorzugsweise ist die zuführende Förderleitung an seine Einsatzumgebung angepasst, d. h. flexibel, elastisch und/oder rostfrei, um auch bei Seegang mit den sich daraus ergebenden Anforderungen verwendet werden zu können. Dabei kann die zuführende Förderleitung das körnige Granulat beispielsweise in den Fliehkraftabscheider befördern, der das körnige Granulat wiederum in das Trennelement einleitet.

[0015] In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das Befüllsystem ein Tauchrohr umfasst, das zumindest teilweise innerhalb des Trennelements angeordnet ist und vorzugsweise vom Lochblech teilweise ummantelt wird. Insbesondere wird das Tauchrohr durch den Fliehkraftabscheider, insbesondere dessen Zentrum, geführt. Dadurch wird ein die Kombination aus Fliehkraftabscheider und Trennelement aufweisendes Befüllsystem zur Verfügung gestellt, das möglichst platzsparend ausgestaltet ist.

[0016] In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das Tauchrohr mittelbar, vorzugsweise über eine abführende Förderleitung, oder unmittelbar mit dem Pumpelement, vorzugsweise mit einer Vakuumpumpe, verbunden ist. Denkbar ist dabei, dass das Tauchrohr in die abzuführende Förderleitung übergeht oder an diese ankoppelbar ist. Mittels des Pumpelements lässt sich in vorteilhafter Weise ein Unterdruck an einem (dem Reservoir zugewandten) offenen Ende des Tauchrohrs erzeugen, der erforderlich ist für das Absaugen des ungewünschten Staubanteils durch das Lochblech. Vorzugsweise ist das offene Ende des Tauchrohrs auf der dem Transportweg des körnigen Granulats gegenüberliegenden Seite des Lochblechs angeordnet. Insbesondere lässt sich durch eine Pumpleistung des Pumpelements eine Fördergeschwindigkeit festlegen, mit der das Reservoir befüllt wird. Vorzugsweise herrscht am offenen Ende des Tauchrohrs ein Unterdruck von bis zu 500 mbar.

[0017] In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das körnige Granulat Atemkalk, vorzugsweise Atemkalk mit einer Durchschnittskörnung zwischen 2 bis 4 mm, umfasst. Mit Atemkalk lassen sich in vorteilhafter Weise kohlendioxidhaltige Anteile aus der Luft absorbieren und speichern. Durch das möglichst staubfreie Befüllen eines Behälters mit dem Atemkalk wird der Strömungswiderstand in der Absorptionseinrichtung verringert und der Atemkalk wird insgesamt besser ausgenutzt. Dadurch sind schließlich längere Tauchzeiten möglich.

[0018] In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das Befüllsystem in zusammensetzbare modulare Bauteile zerlegbar ist. Insbesondere lassen sich die einzelnen modularen Bauteile zusammenstecken, um dem U-Boot ein funktionstüchtiges Befüllsystem zur Verfügung zu stellen. Beispielsweise umfasst ein modulares Bauteil das Trennelement, während ein weiteres modulares Bauteil den Fliehkraftabscheider umfasst. Vorzugsweise werden die einzelnen modularen Bauteile bei einer Montage des Befüllsystems zusammengesteckt und beispielsweise nach dem Befüllen mit dem Granulat wieder demontiert, insbesondere voneinander gelöst. Insbesondere ist es vorgesehen, dass nach der Benutzung des Befüllsystems sich dieses derart zerlegen lässt, dass die einzelnen modularen Bauteile in ihren Durchmessern so klein sind, dass sie einzeln durch eine Luke ins Bootinnere transportiert werden können. Vorzugsweise überschreiten die einzelnen modularen Bauteile dabei nicht einen Durchmesser von 650 mm. Weiterhin ist es denkbar, dass die einzelnen modularen Bauteile derart bemessen sind, dass ihr Gewicht von einer Person getragen werden kann. Vorzugsweise beträgt das Gewicht der einzelnen modularen Bauteile weniger als 20 kg. Dadurch lässt sich das Befüllsystem einfach und unkompliziert vor Ort am bzw. im U-Boot auf- und abbauen.

[0019] In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die modularen Bauteile zum Verstauen ineinander verschachtelbar sind. Vorzugsweise lässt sich das Befüllsystem in das Trennelement, das Saugrohr, in den Trichter und/oder in den Fliehkraftabscheider zerlegen und anschließend lassen sich das Trennelement, das Saugrohr und/oder der Trichter in einem vom Fliehkraftabscheider bereitgestellten Bauraum verstauen. Damit ist eine platzsparende Verstauung, beispielsweise im U-Boot, möglich.

[0020] In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass eine Lochgröße der Löcher des Lochblechs veränderbar ist. Dadurch lässt sich die Lochgröße in einfacher und flexibler Weise an die Durchschnittskörnung des beförderten Granulats anpassen. Beispielsweise ist es denkbar, dass das Trennelement neben der Lochblende noch über eine weitere Lochblende verfügt, wobei die beiden Lochblenden bündig aneinander liegen und relativ zueinander verschiebbar sind. Durch eine entsprechende Lochung der jeweiligen Lochbleche lässt sich dann durch ein relatives Verschieben zueinander die Lochgröße ändern und damit in vorteilhafter Weise an die Durchschnittskörnung und/oder die Fördergeschwindigkeit anpassen.

[0021] In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die zuführende Förderleitung und/oder abführende Förderleitung derart ausgestaltet ist, dass sie durch eine verschließbare Öffnung, beispielsweise eine Luke, des U-Boots führbar ist. Vorzugsweise umfassen die zuführende und/oder die abführende Förderleitung Halterungsmittel, mit denen sie am U-Boot befestigt werden können. Solche Halterungsmittel können dann ein unkontrolliertes Herumschleudern der jeweiligen Förderleitung, insbesondere bei starkem Seegang bzw. Seeschlag, unterdrücken. Dadurch wird in vorteilhafter Weise nicht nur die Förderleitung vor Schäden bewahrt, sondern auch das Equipment sowie die Besatzung des U-Boots.

[0022] In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das Befüllsystem zumindest teilweise Bestandteil des U-Boots ist oder vollständig vom U-Boot abkoppelbar ist. Denkbar ist beispielsweise, dass eine Einheit aus Fliehkraftabscheider und Trennelement fest im U-Boot integriert ist und lediglich abführende und zuführende Förderleitungen für das Befüllen, ähnlich wie Tankschläuche, an die Einheit angekoppelt werden. Es ist aber auch denkbar, dass aus Platzmangel die Einheit aus Fliehkraftabscheider und Trennelement jedes Mal an Bord gebracht wird, wenn die Reservoirs mit dem körnigen Granulat befüllt werden sollen.

[0023] Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein U-Boot aufweisend ein erfindungsgemäßes Befüllsystem Ein solches U-Boot hat beispielsweise in seiner Außenhaut wasserdicht verschließbare Ein- und Ausgänge, die von den Förderleitungen genutzt werden können. Gegenüber dem Stand der Technik hat ein solches U-Boot den Vorteil, möglichst einfach an ein Befüllsystem ankoppelbar zu sein, das obendrein ein möglichst staubfreies Befüllen der Reservoirs, vorzugsweise mit Atemkalk, erlaubt. Das möglichst staubfreie Befüllen gestattet es schließlich dem U-Boot, entsprechend lange Tauchzeiten zu realisieren.

[0024] Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Befüllen eines in einem U-Boot angeordneten Reservoirs mit einem körnigen Granulat unter Verwendung eines der Befüllsysteme, wie sie weiter oben beschrieben wurden. Gegenüber dem Stand der Technik lässt sich mit diesem Verfahren körniges Granulat, vorzugsweise Atemkalk, möglichst staubfrei in dessen Reservoir befördern, wodurch beispielsweise die Tauchzeit des U-Boots verlängert werden kann.

Kurze Beschreibung der Figuren

[0025] 

Die Figur 1 zeigt ein Befüllsystem gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Die Figur 2 zeigt ein Teil eines Befüllsystems gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Ausführungsformen der Erfindung

[0026] In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.

[0027] In Figur 1 ist ein Befüllsystem 10 gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Zusammen mit dem Befüllsystem 10 ist in der Abbildung 1 ein U-Boot 1 dargestellt, in dem sich ein Reservoir 6 für ein körniges Granulat 5 befindet. Das Befüllsystem 10 dient hierbei dem Befüllen des Reservoirs 6 mit dem körnigen Granulat 5. Um das körnige Granulat 5 an Bord zu schaffen, ist es vorgesehen, mit Hilfe einer abführenden Förderleitung 12 einen lokalen Unterdruck im U-Boot-Inneren, vorzugsweise unmittelbar oberhalb des Reservoirs 6, zu erzeugen. Dazu ist die abführende Förderleitung 12 einseitig mit einem Pumpelement 22, insbesondere einer Vakuumpumpe, verbunden, die vorzugsweise außerhalb des U-Boots 1 angeordnet ist. Mit dem Pumpelement 22 wird über die abführende Förderleitung 12 Luft angesaugt und dadurch gezielt an einer bestimmtem Stelle im U-Boot 1 ein Unterdruck erzeugt. Der erzeugte Unterdruck bewirkt wiederum, dass über eine zuführende Förderleitung 11, die einseitig mit einem Lager 21 für das körnige Granulat 5 verbunden ist, körniges Granulat 5 angesaugt wird und an Bord befördert wird. Vorzugsweise wird das körnige Granulat 5 derart vom gezielt erzeugten Unterdruck angesaugt, dass es am Ende seines Transportweges in das Reservoir 6 fällt.

[0028] Denkbar ist dabei, dass die zuführende und/oder die abführende Förderleitung 11 und 12 zum Befüllen über einen verschließbaren Eingang 3 und/oder Ausgang 4 in das U-Boot geführt werden, wenn das Lager 21 und/oder das Pumpelement 22 außerhalb des U-Boots, beispielsweise auf einem Pier 2, angeordnet sind. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die abführende bzw. die zuführende Förderleitung 11 bzw. 12 in Sinne eines Tankschlauchs vorübergehend an das U-Boot 1 ankoppelbar ist. Dazu sind das U-Boot 1, insbesondere dessen Außenhaut, und die zuführende bzw. abführende Förderleitung 11 bzw. 12 vorzugsweise aneinander angepasst, damit ein Ankoppeln der zuführenden bzw. abführenden Förderleitung 11 bzw. 12 möglichst problemlos erfolgen kann. Beispielsweise verfügt die Außenhaut des U-Boots 1 über eine Art Tankdeckel, der für die Aufnahme der zuführenden Förderleitung 11 geöffnet wird. Es ist auch denkbar, dass die Außenhaut und/oder die abführende bzw. zuführende Förderleitung 11 bzw. 12 über ein Dichtungsmittel verfügt, mit dem das U-Boot 1 während des Befüllens abgedichtet wird. Weiterhin ist es vorgesehen, dass die abführende bzw. zuführende Förderleitung 11 bzw. 12 als flexible Schläuche ausgestaltet sind, um bei Seegang entsprechend nachgeben zu können, ohne auseinanderzubrechen.

[0029] Vorzugsweise umfasst das körnige Granulat 5 Atemkalk, der in der Lage ist, CO₂ und/oder CO aus der Luft zu absorbieren und zu speichern. Solch eine Absorption ist dringend erforderlich, wenn verhindert werden soll, dass das CO₂ oder das CO das geschlossen System des U-Boots 1 verlässt. Typischerweise sieht man davon ab, die CO₂- oder COhaltige Luft einfach aus dem U-Boot 1 abzulassen, um eine daraus resultierende Blasenbildung an der Wasseroberfläche zu vermeiden, die dann auf das U-Boot 1 aufmerksam machen könnte. Typischerweise weist der Atemkalk eine Durchschnittskörnung zwischen zwei und vier Millimetern auf.

[0030] Der als körniges Granulat 5 vorliegende Atemkalk entwickelt aufgrund des langen und flexiblen Förderweges zum vorgesehenen Reservoir, beispielsweise über die zuführende Sauglanze 11, eine beträchtliche Menge Staub, der im Anschluss an das Befüllen wieder beseitigt werden müsste. Schließlich setzt dieser Staub die Bindefähigkeit des gesamten Atemkalks herab, was sich unmittelbar auf die Tauchzeiten auswirkt. Dazu ist ein Trennelement 14 vorgesehen, das vorzugsweise mit einem Fliehkraftabscheider 13 kombiniert ist.

[0031] In Figur 2 ist ein Teil des Befüllsystems 10 gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Hierbei verläuft der generelle Verlauf des Granulatstroms A vertikal von oben nach unten. Insbesondere ist hier die zur Reduktion der Staubbildung vorgesehene Kombination aus Fliehkraftabscheider 13 und Trennelement 14 dargestellt, die das körnige Granulat 5 passiert, bevor es am Ende seines Transportweges in das Reservoir 6 gelangt. Insbesondere ist es vorgesehen, dass das körnige Granulat 5 den Fliehkraftabscheider 13, der entlang des Transportweges dem Trennelement 14 vorgeschaltet ist, zeitlich vor dem Trennelement 14 passiert. Vorzugsweise ist das Trennelement 14 direkt unmittelbar unter dem Fliehkraftabscheider 13 angeordnet. Das körnige Granulat 5 wird dem Fliehkraftabscheider 13 beispielsweise über ein Einlassrohr 18 aus der zuführenden Förderleitung 11 zugeführt. Dabei ist das Einlassrohr 18 derart an einer Seitenwand des Fliehkraftabscheiders 13 angeordnet, dass das körnige Granulat 5 im Wesentlichen horizontal in einen Einlaufzylinder 15 des Fliehkraftabscheiders 13 eintritt und sich zu Beginn im Wesentlichen auf einer durch die Wandung des Einlaufzylinders 15 vorgegebenen Kreisbahn bewegt. Gravitationsbedingt setzt in der Folge ein spiralförmiger Sinkflug des körnigen Granulats 5 ein, der sich auch im Fliehkraftabscheiderkegel 16 fortsetzt, wobei der Fliehkraftabscheiderkegel 16 unterhalb des Einlaufzylinders 15 angeordnet ist und vom körnigen Granulat 5 im Anschluss an den Einlaufzylinder 15 passiert wird. Dabei bewegt sich das körnige Granulat 5 vorzugsweise entlang der Innenseite einer Mantelfläche des Fliehkraftabscheiderkegels, die den Kegel des Fliehkraftabscheiders aufspannt. Der in Figur 2 dargestellte Fliehkraftabscheiderkegel ist zweistufig ausgestaltet, d. h. er weist zwei verschiedene Neigungswinkel der Kegelmantelflächen gegenüber der Richtung, entlang der die Gravitation wirkt, bzw. dem generellen Verlauf des Granulatstroms, auf. Durch die Verjüngung wird im Sinkflug die Drehgeschwindigkeit erhöht, wodurch die damit einhergehende (auf das körnige Granulat wirkende) vergrößerte Fliehkraft dafür sorgt, dass das körnige Granulat 5 zumindest teilweise an die Innenseite 16 der Mantelfläche des Fliehkraftabscheiderkegels gedrückt wird, was schließlich zum Abbremsen des körnigen Granulats führt.

[0032] Das mittels des Fliehkraftabscheiders 13 abgebremste körnige Granulat 5 tritt über einen in seiner Größe verstellbaren Spalt 32 in das Trennelement 14 ein. Das Trennelement 14 umfasst dabei ein Lochblech 31, d. h. ein Blech mit einer Vielzahl an Löchern. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das Lochblech 31 eine Kegelmantelfläche bildet, entlang dessen Außenseite das körnige Granulat transportiert wird. Ein mit der abführenden Förderleitung 12 verbundenes Tauchrohr 19 erzeugt einen Unterdruck auf der der Außenseite des Lochblechs 31 abgewandten Seite. Dadurch entsteht eine Saugwirkung, die bewirkt, dass ein Bestandteil des körnigen Granulats, dessen Körnung eine Mindestgröße unterschreitet, von der Außenseite durch die Löcher auf die der Außenseite gegenüberliegende Seite in einem Luftstrom abgesaugt wird. Insbesondere wird aus dem bereits abgebremsten körnigen Granulat 5 mittels des Lochblechs 31 der Staubanteil entfernt, dessen Körnung die Mindestgröße unterschreitet. Weiterhin ist es vorstellbar, dass das Trennelement 14 ein Leitblech 34 aufweist, das sich zumindest teilweise parallel zum Lochblech 31 erstreckt und mit diesem einen Transportkanal 37 bildet, durch den das körnige Granulat 5 geführt wird. Dadurch wird das körnige Granulat 5 in unmittelbarer Nähe zum Lochblech 31 gehalten, wodurch die Effektivität des Absaugens weiter verbessert werden kann. Der Abstand zwischen Lochblech 31 und Leitblech 34 kann dabei einstellbar sein, indem z. B. das Tauchrohr 19 mit dem Lochblech 31 in der Höhe verstellbar ist. Dadurch kann das Trennelement 14 an verschiedene Granulate angepasst werden. Es hat sich gezeigt, dass das Verhältnis der effektiven Lochfläche des Lochblechs 31 zum Querschnitt des Tauchrohrs 19 wesentlich für die Funktionsfähigkeit des Trennelements ist.

[0033] Insbesondere liegt das Verhältnis der Lochfläche des Lochblechs 31 zu dem Querschnitt des Tauchrohrs 19 zwischen 1 und 5, bevorzugt zwischen 1 und 2 bzw. und ist besonders bevorzugt 1,5.

[0034] Zusätzlich umfasst das Trennelement 14 ein Gehäuse 39, das verhindert, dass im Zuge des Filterprozesses erzeugter Staub in das U-Boot-Innere gelangen kann.

[0035] Ein gereinigtes, d. h. vom angesaugten Bestandteil befreites, Granulat 44, wird in dem in Figur 2 dargestellten Befüllsystem über einen Trichter 35 dem (hier nicht dargestellten) Reservoir 6 zugeführt. Der Trichter 35 erfüllt hierbei gleichermaßen die Funktion des Sammelns des gereinigten Granulats 44 als auch die des behutsamen Zuführens zum Reservoir 6, um eine erneute Staubbildung zu vermeiden.

[0036] Weiterhin ist es vorgesehen, dass der abgesaugte Bestandteil des körnigen Granulats 43 über das Tauchrohr 19 und/oder über die abführende Förderleitung 12 aus dem U-Boot 1 befördert wird. Es ist dabei denkbar, dass der abgesaugte Bestandteil 43 außerhalb des U-Boots 1 gesammelt, recycelt und anschließend dem Lager 21 wieder zugeführt wird.

[0037] Denkbar ist es auch, dass das Leitblech 34 durch ein zweites Lochblech ersetzt wird, durch das ebenfalls der ungewünschte Bestanteil des körnigen Granulats abgesaugt wird, dessen Körnung die Mindestgröße unterschreitet.

[0038] Es ist außerdem vorstellbar, dass das Trennelement 14 neben dem Lochblech 31 ein weiteres Lochblech aufweist, wobei das weitere Lochblech und das Lochblech 31 relativ zueinander verschiebbar und aneinander anliegend angeordnet sind. Insbesondere sind die Lochungen des Lochblechs 31 und des weiteren Lochblechs derart ausgestaltet, dass durch ein relatives Verschieben der beiden aneinander angeordneten Lochbleche eine effektive Lochgröße kontinuierlich verstellbar ist. Dadurch lässt sich in vorteilhafter Weise das Trennelement 14 in vorteilhafter Weise an die Durchschnittskörnung des körnigen Granulats 5 anpassen.

Bezugszeichenliste

[0039] 

1

U-Boot

2

Pier

3

Eingang

4

Ausgang

5

körniges Granulat

6

Atemkalkreservoir

10

Befüllsystem

11

zuführende Förderleitung

12

abführende Förderleitung

13

Fliehkraftabscheider

14

Trennelement

15

Einlaufzylinder

16

Fliehkraftabscheiderkegel

18

Einlassrohr des Fliehkraftabscheiders

19

Tauchrohr

21

Lager

22

Pumpelement

31

Lochblech

32

verstellbarer Spalt

33

Ansauglöcher im Tauchrohr

34

Leitblech

35

Trichter

37

Transportkanal

39

Gehäuse des Trennelements

41

zugeführtes körniges Granulat

42

zirkulierendes körniges Granulat

43

abgesaugter Bestandteil des Granulats

44

gereinigtes Granulat

A

genereller Verlauf des Granulatstroms

Ansprüche

1. Befüllsystem (10) zum Befüllen eines Reservoirs (6) mit einem körnigen Granulat (5), wobei das Befüllsystem (10) ein Pumpelement (22) zur Erzeugung eines Granulatstroms in Richtung des Reservoirs (6) aufweist, wobei das Befüllsystem (10) ein Trennelement (14) zum Herauslösen eines Staubanteils aus dem Granulatstrom umfasst, wobei das Trennelement (14) ein Lochblech (31) mit Löchern aufweist, durch die der Staubanteil aus dem Granulatstrom absaugbar ist.

2. Befüllsystem (10) gemäß Anspruch 1, wobei das Reservoir in einem U-Boot (1) angeordnet ist.

3. Befüllsystem (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Trennelement (14) ein Leitblech (34) umfasst, wobei das Lochblech (31) und das Leitblech (34) einen Transportkanal (37) für das körnige Granulat (5) bilden und das Leitblech im Wesentlichen parallel zum Lochblech (31) verläuft.

4. Befüllsystem (10) gemäß Anspruch 3, wobei das Trennelement (14) einen in seiner Größe verstellbaren Spalt (32) aufweist, über den das körnige Granulat (5) dem Transportkanal (37) zuführbar ist.

5. Befüllsystem (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Lochblech (31) zumindest teilweise einen Kegel bildet, dessen Außenfläche die Ausrichtung des Granulatstroms für das körnige Granulat (5) zumindest teilweise festlegt.

6. Befüllsystem (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen Trennelement (14) und Reservoir (6) ein Trichter (35) angeordnet ist.

7. Befüllsystem (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei entlang eines Transportweges des körnigen Granulats vor dem Trennelement (14) ein Fliehkraftabscheider (13) angeordnet ist.

8. Befüllsystem (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 2 - 7, wobei das Befüllsystem (10) eine zuführende Förderleitung (11) aufweist, die das Trennelement (14) und ein außerhalb des U-Boots (1) angeordnetes Lager (21) mittelbar oder unmittelbar miteinander verbindet.

9. Befüllsystem (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Befüllsystem (10) ein Tauchrohr (19) umfasst, das zumindest teilweise innerhalb des Trennelements (14) angeordnet ist.

10. Befüllsystem (10) gemäß Anspruch 9, wobei das Tauchrohr (19) mittelbar, vorzugsweise über eine abführende Förderleitung (12), oder unmittelbar mit dem Pumpelement (22), vorzugsweise einer Vakuumpumpe, verbunden ist.

11. Befüllsystem (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das körnige Granulat (5) Atemkalk, vorzugsweise Atemkalk mit einer Durchschnittskörnung zwischen 2 bis 4 mm, umfasst.

12. Befüllsystem (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Befüllsystem (10) in zusammensetzbare modulare Bauteile zerlegbar ist.

13. Befüllsystem (10) gemäß Anspruch 12, wobei die modularen Bauteile zum Verstauen ineinander verschachtelbar sind.

14. U-Boot (1) aufweisend ein Befüllsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13.

15. Verfahren zum Befüllen eines in einem U-Boot (1) angeordneten Reservoirs (6) mit einem körnigen Granulat (5) unter Verwendung eines Befüllsystems (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13.

Claims

1. Filling system (10) for filling a reservoir (6) with granular material (5), wherein the filling system (10) comprises a pumping element (22) for producing a granule flow in the direction of the reservoir (6), wherein the filling system (10) comprises a separating element (14) for removing dust from the granule flow, wherein the separating element (14) has a perforated plate (31) having holes, through which the dust can be sucked out of the granule flow.

2. Filling system (10) according to Claim 1, wherein the reservoir is arranged in a submarine (1).

3. Filling system (10) according to one of the preceding claims, wherein the separating element (14) comprises a baffle (34), wherein the perforated plate (31) and the baffle (34) form a transfer channel (37) for the granular material (5) and the baffle extends substantially parallel to the perforated plate (31).

4. Filling system (10) according to Claim 3, wherein the separating element (14) comprises a gap (32) of adjustable size, via which the granular material (5) can be fed to the transfer channel (37).

5. Filling system (10) according to one of the preceding claims, wherein the perforated plate (31) at least partially forms a cone, the outer surface of which at least partially determines the direction of granule flow for the granular material (5) .

6. Filling system (10) according to one of the preceding claims, wherein a hopper (35) is arranged between the separating element (14) and the reservoir (6).

7. Filling system (10) according to one of the preceding claims, wherein a centrifugal separator (13) is arranged ahead of the separating element (14) along a transfer path of the granular material.

8. Filling system (10) according to one of the preceding Claims 2-7, wherein the filling system (10) comprises a feed conveying line (11), which connects the separating element (14) and a store (21) arranged outside the submarine (1) indirectly or directly to one another.

9. Filling system (10) according to one of the preceding claims, wherein the filling system (10) comprises a dip pipe (19), which is arranged at least partially within the separating element (14) .

10. Filling system (10) according to Claim 9, wherein the dip pipe (19) is connected indirectly, preferably via a discharge conveying line (12), or directly to the pumping element (22), preferably a vacuum pump.

11. Filling system (10) according to one of the preceding claims, wherein the granular material (5) comprises carbon dioxide absorbent lime, preferably carbon dioxide absorbent lime with an average grain size of from 2 to 4 mm.

12. Filling system (10) according to one of the preceding claims, wherein the filling system (10) can be disassembled into modular components capable of assembly.

13. Filling system (10) according to Claim 12, wherein the modular components can be nested in one another for storage.

14. Submarine (1) having a filling system according to one of Claims 1 to 13.

15. Method for filling a reservoir (6) arranged in a submarine (1) with granular material (5) using a filling system (10) according to one of Claims 1 to 13.

Revendications

1. Système de remplissage (10) pour le remplissage d'un réservoir (6) avec un granulat granulaire (5), dans lequel le système de remplissage (10) présente un élément de pompe (22) pour la production d'un courant de granulat en direction du réservoir (6), dans lequel le système de remplissage (10) comprend un élément de séparation (14) pour éliminer une part de poussière hors du courant de granulat, dans lequel l'élément de séparation (14) présente une tôle perforée (31) avec des trous à travers lesquels la part de poussière peut être aspirée hors du courant de granulat.

2. Système de remplissage (10) selon la revendication 1, dans lequel le réservoir est disposé dans un sous-marin (1).

3. Système de remplissage (10) selon l'une quelconque de revendications précédentes, dans lequel l'élément de séparation (14) comprend un déflecteur (34), dans lequel la tôle perforée (31) et le déflecteur (34) forment un canal de transport (37) pour le granulat granulaire (5) et le déflecteur est essentiellement parallèle à la tôle perforée (31).

4. Système de remplissage (10) selon la revendication 3, dans lequel l'élément de séparation (14) présente une fente (32) de grandeur réglable, par laquelle le granulat granulaire (5) peut être envoyé au canal de transport (37).

5. Système de remplissage (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la tôle perforée (31) forme au moins en partie un cône, dont la face extérieure fixe au moins partiellement l'orientation du courant de granulat pour le granulat granulaire (5).

6. Système de remplissage (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel un entonnoir (35) est disposé entre l'élément de séparation (14) et le réservoir (6).

7. Système de remplissage (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel un séparateur centrifuge (13) est disposé avant l'élément de séparation (14) le long d'un chemin de transport du granulat granulaire.

8. Système de remplissage (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes 2 à 7, dans lequel le système de remplissage (10) présente une conduite de transport d'arrivée (11), qui relie indirectement ou directement l'un à l'autre l'élément de séparation (14) et un magasin (21) disposé à l'extérieur du sous-marin (1) .

9. Système de remplissage (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le système de remplissage (10) comprend un tube plongeur (19), qui est disposé au moins en partie à l'intérieur de l'élément de séparation (14).

10. Système de remplissage (10) selon la revendication 9, dans lequel le tube plongeur (19) est raccordé indirectement, de préférence par une conduite de transport d'évacuation (12), ou directement à un élément de pompe (22), de préférence à une pompe à vide.

11. Système de remplissage (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le granulat granulaire (5) comprend de la chaux sodée, de préférence de la chaux sodée ayant une granulométrie moyenne de 2 à 4 mm.

12. Système de remplissage (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le système de remplissage (10) peut être décomposé en éléments modulaires à assembler.

13. Système de remplissage (10) selon la revendication 12, dans lequel les éléments modulaires peuvent être imbriqués l'un dans l'autre pour le rangement.

14. Sous-marin (1) présentant un système de remplissage selon l'une quelconque des revendications 1 à 13.

15. Procédé de remplissage d'un réservoir (6) disposé dans un sous-marin (1) avec un granulat granulaire (5) en utilisant un système de remplissage (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 13.

Zeichnung