(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶で用いられる油水自動分離及び回収システムであって、
三つの円柱形ドラムＡ、Ｂ、Ｃ（１、２、３）を備え、前記ドラムＡ（１）の上部に前記ドラムＡ（１）と繋がる油収集器（４）があり、前記油収集器（４）の上部に油の回収配管（７）があり、前記ドラムＡ（１）の上部に原水入口配管（２０）があり、前記原水入口配管（２０）は前記ドラムＡの上部にあるプレセパレーション・ステディーフロー・ウォーターディストリビューター（１０）と繋がり、前記ドラムＡ（１）の下部に出口用水収集器（１６）があり、前記出口用水収集器（１６）の上に棒状油阻止除去ユニット（１３）を繋いであり、出口用水収集器（１６）は前記ドラムＢ（２）の水入口配管（２１）と繋がり、前記ドラムＢ（２）の上部には前記ドラムＢ（２）と繋がっている油収集器（５）があり、前記油収集器（５）の上部に油回収配管（８）があり、前記ドラムＢ（２）内の上部にプレセパレーション・ステディーフロー・ウォーターディストリビューター（１１）が前記水入口配管（２１）と繋がり、前記ドラムＢ（２）の下部に出口用水収集器（１７）があり、前記出口用水収集器（１７）の上に１４〜１８メッシュの活性炭粒子の充填層濾過体（１４）があり、前記ドラムＢ（２）の前記出口用水収集器（１７）の水出口（２５）が前記ドラムＣ（３）の水入口配管（２２）と繋がり、前記ドラムＢ（２）を経て処理した後の水が前記ドラムＣ（３）の上部にあるプレセパレーション・ステディーフロー・ウォーターディストリビューター（１２）に入り、前記プレセパレーション・ステディーフロー・ウォーターディストリビューターを経て処理されてから、再度前記ドラムＣ（３）の下部にある油阻止除去ユニット（１５）に入り、油が阻止除去されてから前記ドラムＣ（３）の底部にある水出口の水収集器（１８）の出口を経て循環冷却水の水タンクの中に流れ込み、前記油阻止除去ユニット（１３）、（１５）はステンレス或いはプラスチック製の多孔管（３３）で、外側に不織布（３５）を被覆し、前記不織布（３５）の外側に線材（３４）を巻き、前記線材（３４）の外側に更に不織布（３６）を被覆するものであり、
前記ドラムＡ（１）の前記原水入口配管（２０）に前記プレセパレーション・ステディーフロー・ウォーターディストリビューター（１０）が繋いであり、前記プレセパレーション・ステディーフロー・ウォーターディストリビューター（１０）が底のない逆円錐体のラッパ口で、前記原水入口配管（２０）がこの逆円錐体の頂部と繋がっており、
前記三つのドラムＡ、Ｂ、Ｃ（１、２、３）の上部にすべて油水分離機能のある前記プレセパレーション・ステディーフロー・ウォーターディストリビューター（１０、１１、１２）を設置し、
前記ドラムＡ（１）の前記プレセパレーション・ステディーフロー・ウォーターディストリビューター（１０）の逆円錐体の内側壁に側壁と同円心の環状凹凸波形溝があり、
前記プレセパレーション・ステディーフロー・ウォーターディストリビューターを有することにより、油除去効率及び船舶が揺れる時の船の中の油除去装置ドラム内の媒質混合体の分流安定性がより向上される、
ことを特徴とする、油水自動分離及び回収システム。
【請求項２】
前記ドラムＡ（１）の前記原水入口配管（２０）に前記プレセパレーション・ステディーフロー・ウォーターディストリビューター（１０）が繋いであることを特徴とする、請求項１に記載の油水自動分離及び回収システム。
【請求項３】
前記ドラムＡ（１）、Ｂ（２）、Ｃ（３）の水入口配管（２０、２１、２２）に前記プレセパレーション・ステディーフロー・ウォーターディストリビューターが繋いであることを特徴とする、請求項１に記載の油水自動分離及び回収システム。
【請求項４】
前記ドラムＡ（１）、Ｂ（２）、Ｃ（３）の前記プレセパレーション・ステディーフロー・ウォーターディストリビューター（１０）、（１１）、（１２）の逆円錐体の内側壁には側壁と同円心の環状凹凸波形溝があることを特徴とする、請求項３に記載の油水自動分離及び回収システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は油水分離技術に関わる、具体に言うと、油水自動分離及び回収する設備である。
【背景技術】
【０００２】
船の航行中に溢れた油の汚染予防と回収方法は、世界中の生態環境保護の大きな難題の一つだと公認され、長年に渡って人類を当惑させている。溢れた油の汚染は、主に下記の３種類、即ち、海運によって溢れた油の汚染、沿岸工場の生産で発生した油の汚染、及び大陸を源とする油の汚染に分けられる。その中に、大陸を源とする油の汚染（主に大陸の水系内、各種の川、湖内で航行する船舶が、エンジン室内に発生した油を含有する汚水を、有効な油除去処理をしないまま直接大陸の水系内に排出することによる汚染を指す。）は、我が国の内陸水系の生態環境保護に対するマイナス影響が特に大きい。このような汚染は我が国の雲南▲テン▼池で発生したことがある。目下、ディーゼル動力船が▲テン▼池に入ることを禁止されている。三峡水域にも同じ問題が現れている。南京市海事局は、２００７年７月から南京辺りの長江水域に入る工作船舶はすべて汚水排出口を「閉じること」と公示している。但し、このような方法だけでは根本的に大陸を源とする油の汚染問題を解決できない。我が国では数量が膨大なディーゼル動力船を有し、大量の油を含有する汚水が発生する可能性がある。こういう汚水を直ちに処理しないと、直接水系に排出しなくても、他の間接な形で水系に流れ込むので、油を含有する汚水を有効に処理することこそ、このような大陸を源とする油の汚染を防止するキーポイントである。但し、油を含有する汚水に対する回収方法は独特な特殊要求があり、例えば、１．船室内の油を含有する汚水には下層の油含有量が少なく、上層の油含有量が多い、下層の油含有量が数ｍｇ／Ｌから上層の数百ｍｇ／Ｌまでの差があり、回収する難度を増加させている。２．船室内のスペースが非常に寄り集まっているので、使用する油除去設備もコンパクトで効率の高いものが要求されている。３．すべての船舶は独立な運動体であり、使用する油除去設備が常に上下、左右に揺れている状態になっているため、設備の工作安定性と機能に対して独特な要求を有する。本発明はこのような船舶運航（海上及び内陸の大小水系に運航している船舶を含む）中に発生した油を含有する汚水を徹底的に回収するのに必要な各種機能特徴に対して発明したものである。４．国際海事機構ＭＥＰＣ．１０７（４９）の決議の中に改訂した「船舶のエンジン室内にある汚水の汚染防止設備の案内及び技術条件」の中の規定によると、すべての汚染防止用の設備は、必ず５分間以上、油含有量が１００％である特定の油媒質を通しても汚染防止設備が壊れないことが出来なければならない。この特殊な機能を持つことは非常に特殊な難題である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は航行中の船の船室内の汚水を随時に有効な処理を行い、油を含有する船室内の汚水の中の油と水を分離して、それぞれ回収して循環再利用する設備を提供することである。これは中国の特許である「油水自動分離及び回収装置」（特許番号はＣＮ２００５１００４０６０９．２である）の発展である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の技術方案は次の通りである。
【０００７】
船舶用油水自動分離及び回収システムであって、三つの円柱形ドラムＡ（１）、Ｂ（２）とＣ（３）があり、上部にそれぞれドラムと繋がる油収集器（４、５、６）が１つずつある。油収集器の上部に油を回収する配管（７、８、９）があり、油の回収を行う。ドラムＡ内の上部に原水（船室の油を含有する汚水）の入口配管（２０）がある。水が入口配管（２０）を通過してドラムＡ（１）の中に入り、この入口配管（２０）はドラムＡ（１）の上部にあるプレセパレーション・ステディーフロー・ウォーターディストリビューター（１０）と繋がる。流入した原水はプレセパレーション・ステディーフロー・ウォーターディストリビューター（１０）を通過してドラムの下部に入る。プレセパレーション・ステディーフロー・ウォーターディストリビューター（１０）は底のない下向き円錐体のラッパ状で、入口配管（２０）は円錐の頂部と繋がる。ドラムＡ（１）の下部に出口用水収集器（１６）があり、出口用水収集器（１６）の上に棒状油水分離ユニット（１３）を繋いである。また、棒状油水分離ユニット（１３）は剛性フレーム或いは多孔配管の外側にＨＫ油阻止特殊材料で製作した不織布（３５）を被覆し、更にＨＫ油阻止特殊材料（例えば特許製品）で製作した線材（３４）を巻いて、最後に再度ＨＫ油阻止特殊材料で製作した不織布（３６）を被覆する。（ＨＫ油阻止特殊材料はすべて江蘇省ハイテク企業である南京市碧盾環境保全装備有限責任公司が製作し購入可能なものである。）ドラムＡ（１）の出口用水収集器には水出口（２４）があり、水出口（２４）はドラムＢ（２）の入口配管（２１）及びドラムＢ（２）内の上部のプレセパレーション・ステディーフロー・ウォーターディストリビューター（１１）と繋ぎ、ドラムＡ（１）を経て処理した水をドラムＢ（２）の上部にあるプレセパレーション・ステディーフロー・ウォーターディストリビューター（１１）に送入し、プレセパレーション・ステディーフロー・ウォーターディストリビューター（１１）の下部にはメッシュ数が１４〜１８メッシュである活性炭の粒で構成した濾過体（１４）を充填しており、ドラムＡを経て処理した船室中の油を含有する汚水が再度活性炭を経ることで処理されてから、ドラムＢの下部にある出口用水収集器（１７）を経て、ドラムＣの上部にある入口配管（２２）を通過して、ドラムＣ（３）の上部にあるプレセパレーション・ステディーフロー・ウォーターディストリビューター（１２）に入る。ドラムＣの出口用水収集器（１８）と繋いでいる棒状油水分離ユニットのＨＫ棒状油水分離ユニット（方法はＡドラム内の油水分離ユニットと同じ）（１５）を経て再度油が除去されて浄化されてから、ドラムＣ底部の出口用水収集器（１８）の水出口（２６）を通過して、船上のエンジンユニットの循環冷却水システムの循環冷却水タンクの中に入る。棒状油水分離ユニット（１３）は剛性フレーム或いは多孔配管の外側に油阻止濾過材料で製作した不織布を被覆し、不織布の外側に超吸水油阻止濾過材料で製作した線材を巻いて、線材の外側に更に超吸水油阻止濾過材料で製作した不織布を被覆する。
【０００８】
上記の船舶用油水自動分離及び回収システムは、前記三つのドラムの上部にあるプレセパレーション・ステディーフロー・ウォーターディストリビューターの逆円錐体の側壁に側壁と同円心の環状凹凸波形溝がある。
【０００９】
本発明の船舶用油水自動分離及び回収システムは下記のように稼動する。
【００１０】
航行している船舶のエンジン船室の油を含有する汚水が一定程度の深さに溜まると、水ポンプを起動（自動にしてもよい）して、油を含有する汚水を吸い上げ、活性炭棒状濾過器を通過させて、油を含有する汚水の中の一部懸濁油と大量の固体懸濁不純物を除去してから、ドラムＡのプレセパレーション・ステディーフロー・ウォーターディストリビューター（１０）を経て、プレセパレーション・ステディーフロー・ウォーターディストリビューターを通過させて油水分離処理してから、分離した油が自動的にドラムの上部にある油収集器に入る。プレセパレーション・ステディーフロー・ウォーターディストリビューターを経て初期分離された油を含有する汚水は、水ポンプの駆動の下に外側から入り内側から出る流れで、ドラムＡの下部にある棒状油水分離ユニットを通過して油が阻止除去され、自動的に分離した油をドラムＡの上部にある油収集器に送り、分離してから二次回収を実施する。
【００１１】
ドラムＡを経て処理された原水がドラムＢの上部のプレセパレーション・ステディーフロー・ウォーターディストリビューターを通過し、活性炭が密に分布して構成され、油を除去するろ過体の中に流れ込み、ドラムＡの棒状油水分離ユニットにおいて油が除去されてから、原水の中に残った乳化油の油滴が除去される。それから水出口を経てドラムＣの上部にあるプレセパレーション・ステディーフロー・ウォーターディストリビューター（１２）の中に入り、更に外側から入り、内側から出る流れで、終端の棒状油水分離ユニット（１５）を通過して分離され油が除去される。各ドラムから分離された油は、すべて自動的に各ドラム上部にある油収集器の中に集められ、自動的に回収される。ドラムＣの棒状油水分離ユニット（１５）を経て油が除去されてから、水出口の油含有量は５．０ｍｇ／Ｌ以下になり、循環冷却水の水タンクに入り、油と汚水と両方が回収されることを実現する。
【発明の効果】
【００１２】
プレセパレーション・ステディーフロー・ウォーターディストリビューターの導入により、油を含有する汚水流れが瞬間に拡大するとき、油を含有する汚水の流速のハイグレードな低減を構造的に確かにし、油の粒子が小から大に変える収集過程に有利である、また、プレセパレーション・ステディーフロー・ウォーターディストリビューターの内側壁に同心凹凸環状波形溝があるため、更に油がプレセパレーション・ステディーフロー・ウォーターディストリビューターの中の上部の方でプレセパレーション・ステディーフロー・ウォーターディストリビューターの縁口へ流動し、水がプレセパレーション・ステディーフロー・ウォーターディストリビューターの中の下部の方で環状凹凸波形溝の法線方向に沿って流動することによって発生する流速差のゲインを構成し、運動中の油水間の比重差と両者が同時に複合し重ねると、油水分離の効果を有効に増加できる。また、プレセパレーション・ステディーフロー・ウォーターディストリビューターがあるため、船が揺れる時に、有効にドラム内の媒質混合体の交差乱流を抑えられる。
【００１３】
本発明の油水自動分離及び回収システムはコンパクトで、軽量化となっており、油の含有量が大幅に変わる油を含有する汚水の油水分離・回収に適用し、分離の効果が非常によい。水出口の全体平均油含有量が５．０ｍｇ／Ｌより低い或いは等しいレベルに達する。循環冷却水として再利用ができて、運転の安定性が優れており、航海の船舶に対して、貴重な淡水を節約でき、運転の安定性が優れている。本発明の油水自動分離及び回収システムは海洋輸送の中の油漏れ事故の処理に適用でき、油漏れが海洋、環境に対する汚染を除去できるばかりでなく、漏れた油を回収することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の油水自動分離及び回収システムの構造図である。
【図２】図２は、棒状油水分離ユニットの構造図である。
【図３】図３はプレセパレーション・ステディーフロー・ウォーターディストリビューターの構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［実施例１］
油水自動分離及び回収システムであって、構造は図１に示したように、原水の入口配管の上に圧力計（２８）、濾過器（３０）、水ポンプ（１９）と流量計（２３）を設置し、原水入口配管（２０）がドラムＡ（１）の上部に挿入され、ドラムＡのプレセパレーション・ステディーフロー・ウォーターディストリビューターと繋がる。プレセパレーション・ステディーフロー・ウォーターディストリビューターは、ラッパ口上部の口径が１６０ｍｍで、底口の口径が１６ｍｍであり、高さＨが４０ｍｍであり、側壁上に環状の凹凸波形溝がある。ステンレス製のドラムＡ（１）は、直径が２００ｍｍで、高さが８００ｍｍであり、ドラムＡ（１）の上部にはドラムＡ（１）と繋がっているドラムＡの油収集器（４）があり、ドラムＡの油収集器（４）の上部に油の回収配管（７）があり、ドラムＡ（１）の下部に水出口の水収集器（１６）がある。水出口の水収集器（１６）の上には、均等分配用の丸穴が三つ設けられており、各穴の上にベース（３８）がつけてあり、ベース（３８）の上に棒状のＨＫ油阻止除去ユニット（１３）が取り付けてある。ドラムＡの水出口の水収集器（１６）とドラムＢ（２）の水入口配管（２１）と繋がっている水入口配管（２１）は、ドラムＢ（２）の上部に挿入され、ドラムＢのプレセパレーション・ステディーフロー・ウォーターディストリビューター（１１）と繋がる。ドラムＢ（２）のプレセパレーション・ステディーフロー・ウォーターディストリビューター（１１）の構造は、ドラムＡのプレセパレーション・ステディーフロー・ウォーターディストリビューター（１０）の構造と同じであり、ステンレス製のドラムＢ（２）は、直径が２００ｍｍで、高さが８００ｍｍであり、ドラムＢ（２）の上部にはドラムＢ（２）と繋がっているドラムＢ油収集器（５）があり、ドラムＢの油収集器（５）の上部に油回収配管（８）がある。ドラムＢ（２）の下部の水出口の水収集器（１７）の上には、均等に１４メッシュ〜１８メッシュの活性炭の粒が充填されたろ過体（１４）が設置される。このろ過体を通して処理した後の水は、ドラムＢ（２）下部の水出口配管を通過する。水出口配管（２５）の水出口はドラムＣ（３）の水入口配管（２２）と繋がる。ドラムＢ（２）を経て処理した水は、ドラムＣ（３）の上部にあるプレセパレーション・ステディーフロー・ウォーターディストリビューターに入って処理されてから、再度ドラムＣ（３）の下部にあるＨＫ油阻止除去ユニット（１５）に入り、油阻止除去されてからドラムＣ（３）の底部にある水出口の水収集器（１８）の出口を経て循環冷却水の水タンクに流れ込む。前記の棒状ＨＫ油阻止除去ユニット（１５）は、ステンレス製或いはプラスチック製の多孔管であり、多孔管の外側にＨＫ油阻止不織布（３５）（南京市碧盾環境保全装備有限責任公司により製作される）を被覆し、不織布（３５）の外側に５層のＨＫ油阻止線材（３４）（南京市碧盾環境保全装備有限責任公司により製作される）を巻き、線材（３４）の外側に更に２層のＨＫ油阻止特殊材料で製作されたＨＫ不織布（３６）（南京市碧盾環境保全装備有限責任公司により製作される）を被覆する。水出口の水収集器の下部には水出口配管があり、排出水は水回収タンクへ流れていく。
【００１６】
上記の油水自動分離及び回収システムを採用すると、流入水量が２００Ｌ／ｈの場合に、流入水量と排出水量の油含有量は下記の通りである。
【００１７】
【表１】
0005491204.tif 000002
【００１８】
［実施例２］
油水自動分離及び回収システムであって、その構造はほとんど実施例１と同じであるが、プレセパレーション・ステディーフロー・ウォーターディストリビューター（１０、１１、１２）の底口の口径を２６ｍｍに、高さＨを３０ｍｍにしただけのもので、その他は変わらない。
【００１９】
この油水自動分離及び回収システムを採用すると、流入水量が５００Ｌ／ｈの場合に、流入水量と排出水量の油含有量は下記の通りである。
【００２０】
【表２】
0005491204.tif 000003
【００２１】
［実施例３］
油水自動分離及び回収システムであって、その構造はほとんど実施例１と同じであるが、プレセパレーション・ステディーフロー・ウォーターディストリビューターの底口の口径を２０ｍｍに、高さＨを３０ｍｍにしただけのもので、その他は変わらない。
【００２２】
この油水自動分離及び回収システムを採用すると、流入水量が４００Ｌ／ｈの場合に、流入水量と排出水量の油含有量は下記の通りである。
【００２３】
【表３】
0005491204.tif 000004
【００２４】
［実施例４］
油水自動分離及び回収システムであって、その構造はほとんど実施例１と同じであるが、プレセパレーション・ステディーフロー・ウォーターディストリビューター（１０、１１、１２）の底口の口径を２０ｍｍに、高さＨを３５ｍｍにしただけのもので、その他は変わらない。
【００２５】
この油水自動分離及び回収システムを採用すると、流入水量が２００Ｌ／ｈの場合に、流入水量と排出水量の油含有量は下記の通りである。
【００２６】
【表４】
0005491204.tif 000005
【００２７】
［実施例５］
油水自動分離及び回収システムであって、その構造はほとんど実施例１と同じであるが、流入水量が２００Ｌ／ｈの場合に、流入水量と排出水量の油含有量が権威のある監督測定機構である江蘇省環境監督測定センターによって測定されたデータは下記の通りである（流入水の油含有量が低い場合）。
【００２８】
【表５】
0005491204.tif 000006
【００２９】
［実施例６］
油水自動分離及び回収システムであって、その構造はほとんど実施例１、５と同じであるが、観測する予定の船室の油を含有する汚水の中に油の含有量が大きく（船室の油を含有する汚水の油濃度の差異が大きい特徴を模擬する）、流入水量が２００Ｌ／ｈの場合に、流入水量と排出水量の油含有量が権威のある監督測定機構である江蘇省環境監督測定センターによって測定されたデータは下記の通りである（流入水の油含有量が高い場合）。
【００３０】
【表６】
0005491204.tif 000007
【符号の説明】
【００３１】
１      ドラムＡ
２      ドラムＢ
３      ドラムＣ
４      ドラムＡの油収集器
５      ドラムＢの油収集器
６      ドラムＣの油収集器
７      ドラムＡの油回収配管
８      ドラムＢの油回収配管
９      ドラムＣの油回収配管
１０      ドラムＡのプレセパレーション・ステディーフロー・ウォーターディストリビューター
１１      ドラムＢのプレセパレーション・ステディーフロー・ウォーターディストリビューター
１２      ドラムＣのプレセパレーション・ステディーフロー・ウォーターディストリビューター
１３      ドラムＡ内のＨＫ油阻止除去ユニット
１４      ドラムＢ内の活性炭ろ過体
１５      ドラムＣ内のＨＫ油阻止除去ユニット
１６      ドラムＡの水出口の水収集器
１７      ドラムＢの水出口の水収集器
１８      ドラムＣの水出口の水収集器
１９      水ポンプ
２０      船室の汚水（原水）入口配管
２１      ドラムＢの水入口配管
２２      ドラムＣの水入口配管
２３      流量計
２４      ドラムＡの水出口
２５      ドラムＢの水出口
２６      ドラムＣの水出口
２７      汚染排出口
２８      水圧計
２９      制御箱
３０      活性炭焼結棒濾過器
３１      密封キャップ
３２      ゴムシールリング
３３      ステンレス或いはプラスチック製多孔管
３４      ＨＫ油阻止線材巻き層
３５      ＨＫ油阻止不織布裏被覆層
３６      ＨＫ油阻止不織布表被覆層
３７      ゴムシールリング
３８      ベース
【図２】
0005491204.tif 000008
【図３】
0005491204.tif 000009
【図１】
0005491204.tif 000010