(57)【要約】【課題】液体中に含まれる油分を適切に除去する小型且つ安価の油吸着カートリッジ、並びにそのような油吸着カートリッジを用いた油水分離装置及び油水分離方法を提供する。【解決手段】油吸着カートリッジ３では、カートリッジ本体５の内面に沿って流れる汚濁水の方が油吸着材７の中を流れる汚濁水よりも流れが速くなる。そこで、カートリッジ本体５の内面に沿って流れる汚濁水流れを抑制するオイルキャッチャー８を設けた。これにより、カートリッジ本体５の内部に充填された油吸着材７に汚濁水をほぼ均一に流すことができ、この汚濁水中に含まれる油分を油吸着材７に効率よく吸着させて除去することができる。【選択図】図３
2006198610.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側から内部に流入された液体が他端側から外部へと流出される間に当該液体中に含まれる油分を除去する手段を備えた油吸着カートリッジであって、当該手段が液流抑制手段と拡散手段のうちの１つ以上を有することを特徴とする油吸着カートリッジ。
【請求項２】
前記液流抑制手段は、前記カートリッジ本体の内面に配置されるリング状の部材であることを特徴とする請求項１に記載の油吸着カートリッジ。
【請求項３】
前記リング状の部材は、樹脂繊維を含むもの又は樹脂繊維からなることを特徴とする請求項２に記載の油吸着カートリッジ。
【請求項４】
前記リング状の部材は、ゴムからなることを特徴とする請求項２又は３に記載の油吸着カートリッジ。
【請求項５】
前記液流抑制手段は、前記カートリッジ本体の内面から突出されたリング状の突部であることを特徴とする請求項１に記載の油吸着カートリッジ。
【請求項６】
前記液流抑制手段は、複数並んで設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載の油吸着カートリッジ。
【請求項７】
前記液流抑制手段は、前記カートリッジ本体の内面を被覆する被覆材であって、この被覆材が前記カートリッジ本体の内面よりも粗く形成されていることを特徴とする請求項１に記載の油吸着カートリッジ。
【請求項８】
前記一端側から前記カートリッジ本体の内部に流入された液体を拡散させる拡散手段を有することを特徴とする請求項１ないし請求項７の何れか１項に記載の油吸着カートリッジ。
【請求項９】
総トン数２０ｔ未満の小型船舶に設置されることを特徴とする請求項１ないし請求項８の何れか１項に記載の油吸着カートリッジ。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項８の何れか１項に記載の油吸着カートリッジとポンプとを組み合わせた油水分離装置。
【請求項１１】
前記ポンプは、ビルジポンプであることを特徴とする請求項１０に記載の油水分離装置。
【請求項１２】
総トン数２０ｔ未満の小型船舶に設置されることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の油水分離装置。
【請求項１３】
請求項１０ないし請求項１２の何れか１項に記載の油水分離装置と、マット状の油吸着材とを併用した油水分離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体中に含まれる油分を除去する油吸着カートリッジ、並びにそのような油吸着カートリッジを使用する油水分離装置及び油水分離方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、海洋汚染は国際的に問題となっており、国際的な法規制も敷かれている。例えば、総トン数が２０ｔ以上の船舶には、船内に溜まった汚濁水（海水や油等が混じり合ってできた液体）を海洋に排出する際に、この汚濁水中に含まれる油分を除去する油水分離装置の設置が義務付けられている。また、海洋に油を流出させた場合には、中和剤の散布や油の回収等が義務付けられている。しかしながら、このような法規制があるにも関わらず、海洋における汚濁水の廃棄は、年々増加する傾向にある。例えば、総トン数が２０ｔ未満の小型船舶には、現在のところ上述した油水分離装置の取付義務がない。このため、船内に貯まった汚濁水が油分を除去しないまま海洋に排出されてしまうことがあるといった問題が生じている。したがって、このような小型船舶に対しても、廃棄物や油の不法排出を防ぐための防止設備の取付義務や、そのための法整備等が急務となっている。さらに、今後は国際間の監視も厳しくなっていくものと考えられる。
【特許文献１】特開２００３−３３６０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、従来の油水分離装置は、大き過ぎるため、上述した船内スペースの小さい小型船舶に設置するのには不向きである（例えば、特許文献１を参照。）。また、小型船舶は個人所有の場合が多いことから、このような小型船舶に油水分離装置を設置することを考えた場合には、小型且つ安価な油水分離装置が求められる。例えば、油水分離装置において使用される油吸着カートリッジは、使用限度を超えた場合に交換する必要がある。したがって、この油吸着カートリッジを定期的に交換する費用をできるたけ少なくするためには、油吸着カートリッジの構造を簡便にして製造コストを下げる必要がある。また、上述した小型船舶では、機関内の保守・整備等の際に発生した油が海水と混じり合い汚濁水となって船底のビルジ溜まりに溜まる。このビルジ溜まりに溜まった汚濁水は、船内に取り付けられたビルジポンプによって汲み上げられて船外へと排出される。したがって、油水分離装置は、このような吸引力の小さいビルジポンプを利用する場合であっても、汚濁水中に含まれる油分を油吸着カートリッジによって確実に除去できることが望ましい。
【０００４】
本発明はかかる問題に鑑みてなされたもので、その目的は、液体中に含まれる油分を適切に除去することが可能な小型且つ安価の油吸着カートリッジ、並びにそのような油吸着カートリッジを使用した油水分離装置及び油水分離方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、以下の手段を提供する。すなわち、
（１）一端側から内部に流入された液体が他端側から外部へと流出される間に当該液体中に含まれる油分を除去する手段を備えた油吸着カートリッジであって、当該手段が液流抑制手段と拡散手段のうちの１つ以上を有することを特徴とする油吸着カートリッジ。
（２）前記液流抑制手段は、前記カートリッジ本体の内面に密着した状態で配置されるリング状の部材であることを特徴とする前項（１）に記載の油吸着カートリッジ。
（３）前記リング状の部材は、樹脂繊維からなることを特徴とする前項（２）に記載の油吸着カートリッジ。
（４）前記リング状の部材は、ゴムからなることを特徴とする前項（１２）に記載の油吸着カートリッジ。
（５）前記液流抑制手段は、前記カートリッジ本体の内面から突出されたリング状の突部であることを特徴とする前項（１）に記載の油吸着カートリッジ。
（６）前記液流抑制手段は、前記カートリッジ本体の長さ方向に複数並んで設けられていることを特徴とする前項（１）ないし（５）の何れか１項に記載の油吸着カートリッジ。
（７）前記液流抑制手段は、前記カートリッジ本体の内面を被覆する被覆材であって、この被覆材が前記カートリッジ本体の内面よりも粗く形成されていることを特徴とする前項（１）に記載の油吸着カートリッジ。
（８）前記一端側から前記カートリッジ本体の内部に流入された液体を拡散させる拡散手段を有することを特徴とする前項（１）ないし（７）の何れか１項に記載の油吸着カートリッジ。
（９）総トン数２０ｔ未満の小型船舶に設置されることを特徴とする前項（１）ないし（８）の何れか１項に記載の油吸着カートリッジ。
（１０）前項（１）ないし（８）の何れか１項に記載の油吸着カートリッジとポンプとを組み合わせた油水分離装置。
（１１）前記ポンプは、ビルジポンプであることを特徴とする前項（１０）に記載の油水分離装置。
（１２）総トン数２０ｔ未満の小型船舶に設置されることを特徴とする前項（１０）又は（１１）に記載の油水分離装置。
（１３）前項（１０）ないし（１２）の何れか１項に記載の油水分離装置と、マット状の油吸着材とを併用した油水分離方法。
【発明の効果】
【０００６】
本発明では、カートリッジ本体の内部に充填された油吸着材に液体を均一に流すことができ、この液体中に含まれる油分を油吸着材に効率よく吸着させることができる。したがって、本発明によれば、ポンプに接続された油吸着カートリッジの一端側から内部に流入された液体が油吸着カートリッジの他端側から外部へと流出される間に、当該液体中に含まれる油分を適切に除去することができる。
【０００７】
また、本発明によれば、油吸着カートリッジを小型且つ簡便な構造とすることができ、そのような油吸着カートリッジを使用することによって、油水分離装置を小型且つ安価なものとすることができる。特に、本発明の油水分離装置は、総トン数２０ｔ未満の小型船舶に設置するのに最適であり、ビルジポンプのような吸引力の小さいポンプを利用する場合であっても、船内の汚濁水をポンプで吸引しながら、この汚濁水中に含まれる油分を油吸着カートリッジで確実に除去し、船外へと排出することができる。さらに、本発明の油水分離方法では、マット状の油吸着材を併用することによって、油水分離装置を構成するポンプや油吸着カートリッジ等に負荷をかけることなく、液体中に含まれる油分を確実に除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を適用した油吸着カートリッジ、油水分離装置及び油水分離方法について、図面を参照して詳細に説明する。
【０００９】
図１及び図２に示すように、本発明を適用した油水分離装置１は、例えば総トン数が２０ｔ未満の小型船舶１００に設置されて使用されるものである。この油水分離装置１は、船内に取り付けられたビルジポンプ２と、本発明を適用した油吸着カートリッジ３とを備え、船内の海水や油等が混じり合ってできた液体（以下、汚濁水という。）Ｗをビルジポンプ２で吸引しながら、この汚濁水Ｗ中に含まれる油分を油吸着カートリッジ３で除去した後に船外へと排出する。具体的に、この小型船舶１００では、機関内に設けられたエンジン１０１の保守・整備等の際に発生した油が、エンジン１０１の動力を船尾のプロペラ１０２に伝達するプロペラシャフト１０３と船体との間から侵入した海水と混じり合いながら、汚濁水Ｗとなって船底のビルジ溜まり１０４に溜まる。そして、このビルジ溜まり１０４に溜まった汚濁水Ｗは、ビルジポンプ２によって汲み上げられて、油吸着カートリッジ３によって油が除去された後に、船体に設けられた排水口１０５から船外へと排出されるようになっている。
【００１０】
ビルジポンプ２は、小型船舶１００に一般的に使用されている小型の排水用ポンプである。このビルジポンプ２には、汚濁水Ｗを吸引するホース４ａが接続された吸引口２ａと、この吸引口２ａから吸引された汚濁水Ｗを排出するホース４ｂが接続された排出口２ｂとが設けられている。このうち、吸引口２ａに一端が接続されたホース４ａは、その他端がビルジ溜まり１０４の底面部まで延長されている。一方、排出口２ｂに一端が接続されたホース４ｂは、その他端が油吸着カートリッジ３の一端と接続されている。
【００１１】
油吸着カートリッジ３は、図３に示すように、一端側から内部に流入された汚濁水Ｗが他端側から外部へと流出される間に、この汚濁水Ｗ中に含まれる油分を除去するものであり、船内に脱着（交換）可能に取り付けられている。具体的に、この油吸着カートリッジ３は、カートリッジ本体５を備え、このカートリッジ本体５は、略円筒状のパイプ５ａと、このパイプ５ａの両端開口部を閉塞する一対のキャップ５ｂ，５ｃとから構成されている。
【００１２】
パイプ５ａは、樹脂又は金属からなり、好ましくは、金属である。パイプ５ａの外径は、５０ｍｍ〜５００ｍｍであり、好ましくは８０ｍｍ〜１５０ｍｍである。パイプ５ａの長さは、２００ｍｍ〜８００ｍｍであり、好ましくは３００ｍｍ〜６００ｍｍである。本例では、例えば外径が約１００ｍｍの塩化ビニール製のパイプ５ａを約６００ｍｍの長さで切断したものを用いている。一対のキャップ５ｂ，５ｃは、同じく塩化ビニール製であり、その内径は約１００ｍｍである。また、一対のキャップ５ｂ，５ｃの中央部には、それぞれホース４ｂ，４ｃを接続するためのノズル６ａ，６ｂが外側に向かって突出して設けられている。なお、このノズル６ａ，６ｂの径は、約１５ｍｍである。
【００１３】
そして、このカートリッジ本体５は、パイプ５ａの両端部にパッキン（図示せず。）を介して一対のキャップ５ｂ，５ｃを外側から捻じ込みながら接着により固定する。これにより、カートリッジ本体４は、パイプ５ａの両端開口部を一対のキャップ５ｂ，５ｃが閉塞した構造となっている。そして、このカートリッジ本体５の一端側に位置するノズル６ａには、ビルジポンプ２の排出口２ｂに接続された上記ホース４ｂの他端が接続されている。一方、カートリッジ本体５の他端側に位置するノズル６ｂには、ホース４ｃの一端が接続されており、このホース４ｃの他端が船体の上記排水口１０５に接続されている。
【００１４】
なお、カートリッジ本体５を構成するパイプ５ａ及び一対のキャップ５ｂ，５ｃは、上述した塩化ビニル製のものに限定されるものではなく、汚濁水Ｗに対する耐食性があれば、別の材質のものを使用することができる。また、このカートリッジ本体５に内部の状態を見るための透明窓や、交換時期を知らせるためのゲージ等を設けることも可能である。
【００１５】
以上のような構造を有するカートリッジ本体５の内部には、汚濁水Ｗ中に含まれる油分を吸着するための油吸着材７が充填されている。この油吸着材７には、油吸着性を有する材料、例えば黒曜石パーライトや、繊維状ポリプロピレン、綿状ポリプロピレン、圧縮型のポリプロピレン、やしがら系活性炭、石炭系活性炭等を用いることができる。また、これらの油吸着材７を組み合わせて使用することもできる。なお、ここでは、約１０ｍｍ角の圧縮型のポリプロピレンを油吸着材７として用いている。
【００１６】
ところで、カートリッジ本体５の内部には、パイプ５ａの内面に沿って流れる汚濁水Ｗの流れを抑制する液流抑制手段であるオイルキャッチャー８が、パイプ５ａの内面と油吸着材７との間に位置して設けられている。このオイルキャッチャー８は、図４に示すように、パイプ５ａの内径に対応したリング状の部材であり、例えば油吸着性を有する天然繊維や合成繊維等の樹脂繊維からなり、その中でも、ポリプロピレン不織布を用いることが好ましい。なお、ここでは、厚さ約１０ｍｍ、幅約１０〜２０ｍｍの繊維状のポリプロピレンを紐状とし、これをリング状にしたものをオイルキャッチャー８として用いている。そして、このオイルキャッチャー８は、パイプ５ａの内面に沿ってカートリッジ本体５の長さ方向に流れる汚濁水Ｗの流れを抑制するために、カートリッジ本体５の内面に密着するように配置されている。また、このオイルキャッチャー８は、図３に示すように、カートリッジ本体５の長さ方向に所定の間隔で複数並んで設けられている。
【００１７】
したがって、このカートリッジ本体５の内部には、上述した油吸着材７とオイルキャッチャー８とがパイプ５ａの長さ方向に交互に積層された状態で配置されている。なお、ここでは、３つのオイルキャッチャー８によって４等分されたパイプ５ａの内部に油吸着材７が４層に亘って充填されている。なお、油吸着材７は、使用条件に応じて材料や充填方法等を任意に変更することも可能である。また、キャップ５ｂ，５ｃの内側には、それぞれノズル６ａ，６ｂから油吸着材７が飛び出すことがないように、例えばネット状のポリエチレンシート９が貼り付けられている。なお、このポリエチレンシート９のマス目は、例えば２ｍｍ角であり、そのサイズは、約５０×５０ｍｍである。
【００１８】
以上のように構成される油水分離装置１では、図１及び図２に示すように、ビルジポンプ２を作動させると、このビルジポンプ２の吸引力によって船底のビルジ溜まり１０４に溜まった汚濁水Ｗが汲み上げられる。すなわち、このビルジ溜まり１０４に溜まった汚濁水Ｗは、ホース４ａの他端から吸引されて、このホース４ａを通ってビルジポンプ２の吸引口２ａから排出口２ｂへと排出される。そして、このビルジポンプ２の排出口２ｂから排出された汚濁水Ｗは、ホース４ｂを通って油吸着カートリッジ３に投入される。油吸着カートリッジ３は、一方（下方）のノズル６ａからカートリッジ本体５の内部に流入された汚濁水Ｗが、カートリッジ本体５のもう一方（上方）のノズル６ｂから外部へと流出される間、すなわちカートリッジ本体５の内部を下方から上方に向かって汚濁水Ｗが流れる間に、この汚濁水Ｗ中に含まれる油分を除去する。
【００１９】
ところで、油吸着カートリッジ３では、カートリッジ本体５の内面に沿ってカートリッジ本体５の長さ方向に（ここでは、カートリッジ本体５の内部を下方から上方に向かって）流れる汚濁水Ｗの方が、油吸着材７の中を（同じく、下方から上方に向かって）流れる汚濁水Ｗよりも流れが速くなる。そこで、この油吸着カートリッジ３には、カートリッジ本体５の内面に沿ってカートリッジ本体５の長さ方向に流れる汚濁水Ｗの流れを抑制するオイルキャッチャー８が設けられている。これにより、カートリッジ本体５の内部に充填された油吸着材７に汚濁水Ｗをほぼ均一に流すことができ、この汚濁水Ｗ中に含まれる油分を油吸着材７に効率よく吸着させることができる。そして、この油吸着カートリッジ３によって油が除去された汚濁水Ｗは、ホース４ｃを通って船体の排水口１０５から船外へと排出される。
【００２０】
以上のように、この油水分離装置１では、油吸着カートリッジ３の内部を流れる汚濁水Ｗのうち、カートリッジ本体５の内面に沿って流れる汚濁水Ｗの流れをオイルキャッチャー８が抑制することによって、この汚濁水Ｗ中に含まれる油分を油吸着材７に効率よく吸着させることができる。したがって、この油水分離装置１では、一方のノズル６ａから油吸着カートリッジ３の内部に流入された汚濁水Ｗが、油吸着カートリッジ３のもう一方のノズル６ｂから外部へと流出される間に、この汚濁水Ｗ中に含まれる油分を適切に除去することができる。特に、この油水分離装置１は、総トン数２０ｔ未満の小型船舶１００に設置するのに最適な油水分離装置である。すなわち、この油水分離装置１は、ビルジポンプ２のような吸引力の小さい小型のポンプを利用した場合でも、船底のビルジ溜まり１０４に溜まった汚濁水Ｗをビルジポンプ２で吸引しながら、この汚濁水Ｗ中に含まれる油分を油吸着カートリッジ３で確実に除去し、排水口１０５から船外へと排出することができる。また、本発明では、油吸着カートリッジ３を小型且つ簡便な構造とすることができ、この油吸着カートリッジ３の製造コストを下げることができる。したがって、本発明では、この油吸着カートリッジ３を定期的に交換する費用を下げるとともに、油水分離装置１を小型且つ安価なものとすることができる。
【００２１】
なお、上記油水分離装置１では、油吸着カートリッジ３がビルジポンプ２の排出口２ｂ側に接続された構成となっているが、この油吸着カートリッジ３をビルジポンプ２の吸引口２ａ側に接続した構成としてもよい。この場合も、油吸着カートリッジ３は、ビルジポンプ２の吸引口２ａから吸引される前の汚濁水Ｗ中に含まれる油分を適切に除去することができる。また、上記油水分離装置１では、ビルジポンプ２の吸引口２ａに接続されたホース４ａを油吸着カートリッジ３の上方のノズル６ｂに接続し、ビルジポンプ２の排出口２ｂに接続されたホース４ｂを油吸着カートリッジ３の下方のノズル６ｂに接続する構成としてもよい。この場合も、油吸着カートリッジ３の上方のノズル６ｂから内部に流入された汚濁水Ｗを、油吸着カートリッジ３の下方のノズル６ｂから外部へと流出させる間に、この汚濁水Ｗ中に含まれる油分を適切に除去することができる。
【００２２】
なお、上記オイルキャッチャー８は、上述した樹脂繊維のものに限らず、例えば図５に示すような耐油性を有するリング状のゴム部材１０であってもよい。この場合、ゴム部材１０は、その外周部がカートリッジ本体５の内面に密着した状態で、カートリッジ本体５の長さ方向に所定の間隔で複数並んで配置される。これにより、パイプ５ａの内面に沿ってカートリッジ本体５の長さ方向に流れる汚濁水Ｗの流れを抑制することができる。したがって、この場合も、カートリッジ本体５の内部に充填された油吸着材７に汚濁水Ｗをほぼ均一に流すことができ、この汚濁水Ｗ中に含まれる油分を油吸着材７に効率よく吸着させることができる。
【００２３】
また、液流抑制手段は、例えば図６に示すようなカートリッジ本体５の内面を被覆する被覆材１１であってもよい。この被覆材１１は、パイプ５ａの内面のほぼ全周に亘って形成されており、その表面がパイプ５ａの内面よりも粗く（凹凸）となっている。なお、この被覆材１１としては、樹脂やセメント等のできるだけ表面積が大きくなるものを用いることが好ましい。この場合、カートリッジ本体５の内面に沿ってカートリッジ本体５の長さ方向に流れる汚濁水Ｗは、被覆材１１が抵抗となって、その流れが抑制されることになる。したがって、この場合も、カートリッジ本体５の内部に充填された油吸着材７に汚濁水Ｗをほぼ均一に流すことができ、この汚濁水Ｗ中に含まれる油分を油吸着材７に効率よく吸着させることができる。
【００２４】
また、液流抑制手段は、上述したオイルキャッチャー８に限らず、例えば図７に示すようなカートリッジ本体５の内面から突出されたリング状の突部１２であってよい。このリング状の突部１２は、カートリッジ本体５の長さ方向に所定の間隔で複数並んで設けられている。また、これらリング状の突部１２は、その先端部が汚濁水Ｗの流れる方向とは反対側に折れ曲がった形状を有している。この場合、パイプ５ａの内面に沿ってカートリッジ本体５の長さ方向に流れる汚濁水Ｗは、これらリング状の突部１２によって汚濁水Ｗの流れる方向（ここでは、下方から上方に向かって流れる方向）とは逆向きに戻されるため、その流れが抑制されることになる。したがって、この場合も、カートリッジ本体５の内部に充填された油吸着材７に汚濁水Ｗをほぼ均一に流すことができ、この汚濁水Ｗ中に含まれる油分を油吸着材７に効率よく吸着させることができる。
【００２５】
次に、図８に示す本発明を適用した別の油吸着カートリッジ３０について説明する。なお、以下の説明では、上記油吸着カートリッジ３と同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。
【００２６】
この油吸着カートリッジ３０は、図８及び図９に示すように、カートリッジ本体５の内部に流入する液体を拡散させる拡散手段となる羽根車３１を有している。この羽根車３１は、汚濁水Ｗが流入する側のキャップ５ｂの内側に、その中心部が支軸３２を介して回転可能に支持されている。また、ノズル６ａは、キャップ５ｂの外側面に斜め接線方向となる角度で取り付けられている。そして、このカートリッジ本体５の内部には、油吸着材７とオイルキャッチャー８とがパイプ５ａの長さ方向に交互に積層された状態で配置されている。なお、ここでは、３つのオイルキャッチャー８によって分割されたパイプ５ａの内部に油吸着材７が４層に亘って充填されている。また、各オイルキャッチャー８の間の油吸着材７は、パーライト７ａと活性炭７ｂとパーライト７ａとが順に積層された構造となっている。
【００２７】
以上のように構成される油吸着カートリッジ３０では、ポンプ（図示せず。）によって一方（上方）のノズル６ａからカートリッジ本体５の内部に流入された汚濁水Ｗが、カートリッジ本体５のもう一方（下方）のノズル６ｂから外部へと流出される間、すなわちカートリッジ本体５の内部を上方から下方に向かって汚濁水Ｗが流れる間に、この汚濁水Ｗ中に含まれる油分を除去する。具体的に、この油吸着カートリッジ３では、一方のノズル６ａからカートリッジ本体５の内部に汚濁水Ｗが流入されると、この汚濁水Ｗの水流によって羽根車が回転する。これにより、カートリッジ本体５の内部に流入された汚濁水Ｗを拡散させることができ、この汚濁水Ｗが局所的に流れ込むのを防ぐことができる。
【００２８】
また、カートリッジ本体５の内面に沿ってカートリッジ本体５の長さ方向に（ここでは、カートリッジ本体５の内部を上方から下方に向かって）流れる汚濁水Ｗは、オイルキャッチャー８によって、その流れが抑制される。したがって、この油吸着カートリッジ３０では、カートリッジ本体５の内部に充填された油吸着材７に汚濁水Ｗをほぼ均一に流すことができ、この汚濁水Ｗ中に含まれる油分を油吸着材７に効率よく吸着させることができる。そして、油が除去された汚濁水Ｗは、カートリッジ本体５のもう一方のノズル６ｂから外部へと流出される。
【００２９】
以上のように、この油吸着カートリッジ３では、カートリッジ本体５の内部を流れる汚濁水Ｗのうち、カートリッジ本体５の内面に沿ってカートリッジ本体５の長さ方向に流れる汚濁水Ｗの流れをオイルキャッチャー８が抑制することによって、この汚濁水Ｗ中に含まれる油分を油吸着材７に効率よく吸着させることができる。したがって、この油吸着カートリッジ３０では、一方のノズル６ａからカートリッジ本体５の内部に流入された汚濁水Ｗが、カートリッジ本体５のもう一方のノズル６ｂから外部へと流出される間に、この汚濁水Ｗ中に含まれる油分を適切に除去することができる。
【００３０】
なお、上記油吸着カートリッジ３０は、ポンプによって上方から下方に向かって汚濁水Ｗを流す構造となっているが、上下を逆にして配置し、ポンプによって下方から上方に向かって汚濁水Ｗを流すようにしてもよい。また、上記油吸着カートリッジ３０を水平又は斜めに配置することも可能である。
【００３１】
なお、拡散手段は、上述した羽根車３１に限定されるものではなく、例えば図１０に示すような汚濁水Ｗが流入する側のキャップ５ｂの内側に設けられた羽根車３３であってもよい。この羽根車３３は、キャップ５ｂの中央部に設けられたノズル６ａの口に、その外周部が回転可能に支持された状態で取り付けられている。したがって、この場合も、ノズル６ａから流入した汚濁水Ｗの水流によって羽根車３３が回転することになる。これにより、カートリッジ本体５の内部に流入された汚濁水Ｗを拡散させることができ、この汚濁水Ｗが局所的に流れ込むのを防ぐことができる。
【００３２】
また、拡散手段は、例えば図１１に示すような汚濁水Ｗが流入する側のキャップ５ｂの内側に設けられた複数の水流板３４であってもよい。これら複数の水流板３４は、キャップ５ｂの内側の底面部から立上り形成されると共に、汚濁水Ｗが渦巻き状に流れるような配置となっている。また、ノズル６ａは、キャップ５ｂの外側面に斜め接線方向となる角度で取り付けられている。この場合、ノズル６ａから流入した汚濁水は、これら複数の水流板３４によって渦巻き状に流れながら拡散することになる。したがって、この場合も、カートリッジ本体５の内部に汚濁水Ｗが局所的に流れ込むのを防ぐことができる。
【００３３】
また、拡散手段は、例えば図１２に示すような汚濁水Ｗが流入する側のキャップ５ｂの内側に単層又は多層に積層された状態で配置された複数のメッシュ板３５であってもよい。この場合も、ノズル６ａから流入した汚濁水は、メッシュ板３５によって拡散することになる。これにより、汚濁水Ｗがカートリッジ本体５の内部に局所的に流れ込むのを防ぐことができる。
【００３４】
また、拡散手段は、例えば図１３に示すような汚濁水Ｗが流入する側のキャップ５ｂの内側に設けられた複数の鞍状部材３６であってもよい。この場合も、ノズル６ａから流入した汚濁水は、複数の鞍状部材３６によって分散しながら拡散することになる。これにより、汚濁水Ｗがカートリッジ本体５の内部に局所的に流れ込むのを防ぐことができる。
【００３５】
また、拡散手段は、例えば図１４に示すような汚濁水Ｗが流入する側のキャップ５ｂの内側に設けられた複数の規制板３７であってもよい。この場合も、ノズル６ａから流入した汚濁水は、複数の規制板３７によって分散しながら拡散することになる。これにより、汚濁水Ｗがカートリッジ本体５の内部に局所的に流れ込むのを防ぐことができる。また、このような拡散手段は、上記液流抑制手段と併用してもよい。
【００３６】
なお、本発明の油水分離装置では、本発明の油吸着カートリッジを単体で使用する場合に限らず、複数の油吸着カートリッジを直列又は並列に繋ぎ合わせて使用することも可能である。また、本発明の油水分離装置は、上述した総トン数が２０ｔ未満の小型船舶に設置されるものに必ずしも限定されるものではなく、本発明を他の分野で使用される油水分離装置及び油吸着カートリッジに対しても広く適用することが可能である。
【００３７】
また、本発明の油水分離方法では、上記油水分離装置１と共に、図１５に示すマット状のオイルブロック５０を併用してもよい。具体的に、このオイルブロック５０は、複数に分割されたマット本体５１の内部に油吸着材５２が充填されたものであり、この油吸着材５２には、黒曜石パーライトの表面に、疎水性シリカ粉をバインダーを介して接着、被覆させてなる水を吸収しない油吸着材が用いられている。
【００３８】
このうち、黒曜石パーライトは、疎水性シリカ粉がバラバラになったり沈降することを防ぐ支持体の役割を果たすものである。具体的に、黒曜石パーライトは、例えば原料となる黒曜石を９５０〜１０００℃で加熱することにより、元原料の１０〜２０倍の体積に膨張させ、粉砕、粒度選別したものである。この黒曜石パーライトの内部に形成される微細空隙は、真珠岩系パーライトが連続気泡であるのに対し、独立気泡である。したがって、この黒曜石パーライトは、独立気泡の微細空隙の中へは外部から液状のものが一切浸入しない構造体となっている。また、黒曜石パーライトの表面には、月の火口に似たクレーター状の微細凹部が無数に形成され、バインダー（溶液）がヌレ易く、結果的に吸油機能を有する疎水性シリカ粉を十分に接着することができる。さらに、黒曜石パーライトは、真珠岩系パーライトと比べて球状に近いため、磨耗に強い特性を有し、黒曜石パーライトどうしの共ズレによる微粉末の飛散も殆どない。このような黒曜石パーライトは、堅牢で壊れにくく、独立気泡を有するという特性を有するものである。したがって、たとえ一部の気泡が破れても浸水はそこで止まり、全体が沈むことがない。なお、この黒曜石パーライトは、既に多種の市販品が市場に提供され、その比重、粒径について特に限定するものではないが、取扱い性を考慮して粒径５〜１０ｍｍ程度のものを用いることが好ましい。
【００３９】
疎水性シリカ粉は、その内部及び表面が親油性、疎水性であるから撥水効果を付与する役割を果たし、その内部に形成される微細空隙には油類を浸入させることができるので吸油機能を有するものである。具体的に、この疎水性シリカ粉は、水酸基（シラノール基）をメチル基及びアルキル基等で置換反応させて有機化したものであり、その内部には連続気泡である微細空隙が形成されている。なお、一般のシリカ（二酸化珪素）の内部にも連続気泡である微細空隙が形成されるが、表面が水酸基（シラノール基）で覆われた親水性である。なお、この疎水性シリカ粉は、既に多種の市販品が市場に提供され、その比重、粒径について特に限定するものではないが、粒径１０μｍ以下のものを用いることが好ましい。 
【００４０】
バインダーは、油中に入れても水中に入れても溶解、膨潤等を生ずることがない耐油性及び耐水性を有する天然樹脂又は合成樹脂或いは適宜に添加剤を配合した組成物であって、黒曜石パーライトの表面に疎水性シリカ粉を接着する接着剤である。このバインダーとしては、各種の樹脂類を用いることができ、代表的な樹脂としてはウレタン、アクリル、酢酸ビニル等をあげることができる。またこのバインダーを黒曜石パーライトの表面に付着する際の仕様形態としては、エマルジョンでも、各種有機溶媒に溶解した溶液でもよい。
【００４１】
以上のような構造を有するマット状のオイルブロック５０は、船底のビルジ溜まり１０４に溜まった汚濁水Ｗに投入されると、この汚濁水Ｗに浮いた状態のまま水分を吸収せずに汚濁水Ｗ中に含まれる油分のみを吸着し除去する。したがって、本発明の油水分離方法では、例えばビルジポンプ２によって船底のビルジ溜まり１０４に溜まった汚濁水Ｗが汲み上げられる前に、このオイルブロック５０をビルジ溜まり１０４に投入する。そして、このオイルブロック５０で汚濁水Ｗ中に含まれる油分（主に汚濁水Ｗの表面に浮いた油分）を予め除去した後に、上記油水分離装置１を用いてビルジ溜まり１０４に溜まった汚濁水Ｗをビルジポンプ２で吸引しながら、この汚濁水Ｗ中に含まれる残りの油分を上記油吸着カートリッジ３が除去する。これにより、例えば機関内の保守・整備等の際に大量の油を溢した場合でも、上述したマット状のオイルブロック５０を併用することによって、上記油水分離装置１のビルジポンプ２や油吸着カートリッジ３等に負荷をかけることなく、汚濁水Ｗ中に含まれる油分を確実に除去することができる。
【実施例】
【００４２】
以下、実施例によって本発明を具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例によって何ら制限されるものではない。
実施例１〜３：
実施例１ないし実施例３では、いずれも同じ構造の油吸着カートリッジを作製した。すなわち、これら実施例１ないし実施例３の油吸着カートリッジを作製する際は、先ず、外径が約１００ｍｍの透明アクリル製のパイプを約６００ｍｍの長さで切断したものを３つ用意する。そして、各パイプの両端部には、それぞれ直径約１５ｍｍのノズルが付いた塩化ビニール製のキャップと、同じく直径約１５ｍｍのノズルが付いた塩化ビニール製の蓋付きキャップとを接着を用いて取り付ける。また、これらキャップの内側には、油吸着材がノズルから飛び出すことがないように、マス目が約２ｍｍ角、サイズが約５０×５０ｍｍのネット状のポリエチレンシートを貼り付ける。次に、各パイプの蓋付きキャップを開けて、それぞれ３つのオイルキャッチャーによって４等分されたパイプの内部に油吸着材を４層に亘って充填する。油吸着材には、約１０ｍｍ角の圧縮型のポリプロピレンを用い、オイルキャッチャには、厚さ約１０ｍｍ、幅約１０〜２０ｍｍの紐状のポリプロピレンを用いる。そして、先ず、パイプ全体の１／４に相当する分（約１６０〜１６５ｇ）だけ油吸着材をパイプに充填する。次に、パイプの内面に密着するようオイルキャッチャをパイプの周回りにリング状に配置する。そして、これを交互に繰り返すことによって、油吸着材を４層に亘って充填する。最後に、各パイプの蓋付きキャップを閉め込むことによって、実施例１ないし実施例３の油吸着カートリッジを作製した。
【００４３】
そして、図１６に示す性能評価装置２００を用いて、これら実施例１ないし実施例３の油吸着カートリッジに異なる試料を吸引させた場合の性能を評価する性能評価試験を行った。この性能評価試験を行うための性能評価装置２００は、上述した小型船舶１００に設置される油水分離装置１を再現したものである。具体的に、この性能評価装置２００を構成するフレーム２０１には、試料を吸引するビルジポンプ２０２と、試料中の油分を除去する実施例１ないし実施例３の油吸着カートリッジ２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃと、試料中の塵埃等を除去するフィルタカートリッジ２０４とが取り付けられている。ビルジポンプ２０２の吸引口２０２ａと排出口２０２ｂには、それぞれホース２０５ａ，２０５ｂが接続されている。また、フィルタカートリッジ２０４の流入側のノズル２０４ａと流出側のノズル２０４ｂには、それぞれホース２０５ｃ，２０５ｄが接続されている。このうち、ビルジポンプ２０２の排出口２０２ｂに接続されたホース２０５ｂは、各油吸着カートリッジ２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃの流入（下方）側のノズルに切り替えて接続される。また、フィルタカートリッジ２０４の流入側のノズル２０４ａに接続されたホース２０５ｃは、各油吸着カートリッジ２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃの流出（上方）側のノズルに切り替えて接続される。
【００４４】
以上のような試験装置２００では、先ず、ビルジポンプ２０２を作動させることによって、桶２０６に入った試料がホース２０５ｂから吸引される。そして、このホース２０５ａを通ってビルジポンプ２の吸引口２ａから排出口２ｂへと排出された試料は、ホース２０５ｂを通って選択された油吸着カートリッジ２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃに投入される。選択された油吸着カートリッジ２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃは、下方のノズルから流入された試料が上方のノズルから流出される間に、この試料中に含まれる油分を除去する。そして、油が除去された試料は、ホース２０５ｃを通ってフィルタカートリッジ２０４に投入される。このフィルタカートリッジ２０４は、一方のノズルから流入された試料が他方のノズルから流出される間に、この試料中に含まれる塵埃等を除去する。そして、塵埃等が除去された試料は、ホース２０５ｄを通ってバケツ２０７へと排出される。
【００４５】
本性能評価試験では、以上のような性能評価装置２００を用いて、実施例１ないし実施例３の油吸着カートリッジ２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃにそれぞれ異なる試料を吸引させた。すなわち、
実施例１の油吸着カートリッジ２０３ａには、先ず油１リットルを吸引させ、その直後に水１リットルを吸引させた。
実施例２の油吸着カートリッジ２０３ｂには、油１リットルと水１リットルとを混合させた油水混合液を吸引させた。
実施例３の油吸着カートリッジ２０３ｃには、先ず水５リットルを吸引させ、次に直後に油１リットルを吸引させ、最後に水５リットルを吸引させた。
【００４６】
なお、各試料の油は、Ｂ重油を用いている。そして、これら実施例１ないし実施例３の油吸着カートリッジ２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃによって濾過されてバケツ２０７に溜まった水のノルマルヘキサン値を測定した。その測定結果を表１に示す。
【００４７】
【表１】
2006198610.tif 000003
【００４８】
表１から、実施例１ないし実施例３の油吸着カートリッジ２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃでは、いずれもノルマルヘキサン値が排水基準の５ｍｇ／Ｌよりも十分小さな値を示していることがわかる。したがって、通常の小型船舶１００におけるビルジ溜まり１０４に溜まった汚濁水Ｗの排水処理を考慮しても、上記油吸着カートリッジ３は、交換カートリッジとして十分使用に耐えうることが明らかとなった。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】図１は、油水分離装置が設置された小型船舶を示す模式図の一例である。
【図２】図２は、小型船舶を船尾側から見た模式図の一例である。
【図３】図３は、油吸着カートリッジの構成を示す縦断面図の一例である。
【図４】図４は、オイルキャッチャーを説明するための図であり、Ａは、油吸着カートリッジの要部を示す縦断面図の一例であり、Ｂは、油吸着カートリッジの要部を示す横断面図の一例である。
【図５】図５は、ゴム部材を説明するための図であり、Ａは、油吸着カートリッジの要部を示す縦断面図の一例であり、Ｂは、油吸着カートリッジの要部を示す横断面図の一例である。
【図６】図６は、被覆材を説明するための図であり、Ａは、油吸着カートリッジの要部を示す縦断面図の一例であり、Ｂは、油吸着カートリッジの要部を示す横断面図の一例である。
【図７】図７は、リング状の突部を説明するための図であり、Ａは、油吸着カートリッジの要部を示す縦断面図の一例であり、Ｂは、油吸着カートリッジの要部を示す横断面図の一例である。
【図８】図８は、別の油吸着カートリッジの構成を示す縦断面図の一例である。
【図９】図９は、羽根車の取付状態を示す縦断面図の一例である。
【図１０】図１０は、羽根車の取付状態を示す平面図の一例である。
【図１１】図１１は、水流板を説明するための図であり、Ａは、水流板の取付状態を示す縦断面図の一例であり、Ｂは、水流板の取付状態を示す平面図の一例である。
【図１２】図１２は、メッシュ板を説明するための図であり、Ａは、メッシュ板の配置を示す縦断面図の一例であり、Ｂは、メッシュ板を示す平面図の一例である。
【図１３】図１３は、鞍状部材を説明するための図であり、Ａは、鞍状部材の配置を示す縦断面図の一例であり、Ｂは、鞍状部材を示す平面図の一例である。
【図１４】図１４は、規制板を説明するための縦断面図の一例である。
【図１５】図１５は、マット状の油吸着材の構成を示す一例である。
【図１６】図１６は、性能評価装置の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  油水分離装置、２  ビルジポンプ、３  油吸着カートリッジ、５  カートリッジ本体、７  吸着材、８  オイルキャッチャー、１０  ゴム部材、１１  被覆材、１２  リング状の突部、３０  油吸着カートリッジ、３１  羽根車、５０  オイルブロック、５２  油吸着材、１００  小型船舶、  １０４  ビルジ溜まり
【図１】
2006198610.tif 000004
【図２】
2006198610.tif 000005
【図３】
2006198610.tif 000006
【図４】
2006198610.tif 000007
【図５】
2006198610.tif 000008
【図６】
2006198610.tif 000009
【図７】
2006198610.tif 000010
【図８】
2006198610.tif 000011
【図９】
2006198610.tif 000012
【図１０】
2006198610.tif 000013
【図１１】
2006198610.tif 000014
【図１２】
2006198610.tif 000015
【図１３】
2006198610.tif 000016
【図１４】
2006198610.tif 000017
【図１５】
2006198610.tif 000018
【図１６】
2006198610.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成18年5月15日(2006.5.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に粒状の油吸着材が充填されたカートリッジ本体を備え、総トン数２０ｔ未満の小型船舶に取り付けられたビルジポンプに前記カートリッジ本体の一端が接続されると共に、船内の汚濁水を前記ビルジポンプで吸引しながら、前記カートリッジ本体の一端側から内部に流入された汚濁水が前記カートリッジ本体の他端側から外部へと流出される間に当該汚濁水中に含まれる油分を除去する油吸着カートリッジであって、前記カートリッジ本体の内面に沿って前記カートリッジ本体の長さ方向に流れる液体の流れを抑制する液流抑制手段として、油吸着性を有する樹脂繊維からなるリング状の部材が前記カートリッジ本体の内面に密着した状態で前記カートリッジ本体の長さ方向に複数並んで設けられていることを特徴とする油吸着カートリッジ。
【請求項２】
前記リング状の部材は、前記樹脂繊維を紐状としたものからなることを特徴とする請求項１に記載の油吸着カートリッジ。
【請求項３】
前記リング状の部材は、繊維状のポリプロピレンからなることを特徴とする請求項２に記載の油吸着カートリッジ。
【請求項４】
前記油吸着材は、圧縮型のポリプロピレンからなることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の油吸着カートリッジ。
【請求項５】
前記油吸着材は、黒曜石パーライトからなることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の油吸着カートリッジ。
【請求項６】
前記カートリッジ本体は、パイプと、前記パイプの両端開口部を閉塞する一対のキャップとを有し、前記一対のキャップの中央部には、それぞれノズルが外側に向かって突出して設けられていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の油吸着カートリッジ。
【請求項７】
前記キャップの内側にネット状のポリエチレンシートが設けられていることを特徴とする請求項６に記載の油吸着カートリッジ。
【請求項８】
総トン数２０ｔ未満の小型船舶に設置される油水分離装置であって、船内に取り付けられたビルジポンプと、船内に交換可能に取り付けられた請求項１乃至７の何れか一項に記載の油吸着カートリッジとを備え、前記ビルジポンプに前記油吸着カートリッジの一端が接続されると共に、船内の汚濁水を前記ビルジポンプで吸引しながら、前記油吸着カートリッジの一端側から内部に流入された汚濁水が前記油吸着カートリッジの他端側から外部へと流出される間に当該汚濁水中に含まれる油分を除去し、船外へと排出することを特徴とする油水分離装置。
【請求項９】
前記ビルジポンプの吸引口にホースの一端が接続され、このホースの他端が船底のビルジ溜まりまで延長され、前記ビルジポンプの吸引口にホースの一端が接続され、このホースの他端が前記油吸着カートリッジの一端に接続され、前記油吸着カートリッジの他端にホースの一端が接続され、このホースの他端が船体の排出口に接続されることを特徴とする請求項８に記載の油水分離装置。
【請求項１０】
前記油吸着カートリッジは、直列又は並列に繋ぎ合わせて使用されることを特徴とする請求項８又は９に記載の油水分離装置。
【請求項１１】
請求項８乃至１０の何れか一項に記載の油水分離装置と、マット状の油吸着材とを併用した油水分離方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本発明は、以下の手段を提供する。
（１）内部に粒状の油吸着材が充填されたカートリッジ本体を備え、総トン数２０ｔ未満の小型船舶に取り付けられたビルジポンプに前記カートリッジ本体の一端が接続されると共に、船内の汚濁水を前記ビルジポンプで吸引しながら、前記カートリッジ本体の一端側から内部に流入された汚濁水が前記カートリッジ本体の他端側から外部へと流出される間に当該汚濁水中に含まれる油分を除去する油吸着カートリッジであって、前記カートリッジ本体の内面に沿って前記カートリッジ本体の長さ方向に流れる液体の流れを抑制する液流抑制手段として、油吸着性を有する樹脂繊維からなるリング状の部材が前記カートリッジ本体の内面に密着した状態で前記カートリッジ本体の長さ方向に複数並んで設けられていることを特徴とする油吸着カートリッジ。
（２）前記リング状の部材は、前記樹脂繊維を紐状としたものからなることを特徴とする前項（１）に記載の油吸着カートリッジ。
（３）前記リング状の部材は、繊維状のポリプロピレンからなることを特徴とする前項（２）に記載の油吸着カートリッジ。
（４）前記油吸着材は、圧縮型のポリプロピレンからなることを特徴とする前項（１）乃至（３）の何れか一項に記載の油吸着カートリッジ。
（５）前記油吸着材は、黒曜石パーライトからなることを特徴とする前項（１）乃至（３）の何れか一項に記載の油吸着カートリッジ。
（６）前記カートリッジ本体は、パイプと、前記パイプの両端開口部を閉塞する一対のキャップとを有し、前記一対のキャップの中央部には、それぞれノズルが外側に向かって突出して設けられていることを特徴とする前項（１）乃至（５）の何れか一項に記載の油吸着カートリッジ。
（７）前記キャップの内側にネット状のポリエチレンシートが設けられていることを特徴とする前項（６）に記載の油吸着カートリッジ。
（８）総トン数２０ｔ未満の小型船舶に設置される油水分離装置であって、船内に取り付けられたビルジポンプと、船内に交換可能に取り付けられた前項（１）乃至（７）の何れか一項に記載の油吸着カートリッジとを備え、前記ビルジポンプに前記油吸着カートリッジの一端が接続されると共に、船内の汚濁水を前記ビルジポンプで吸引しながら、前記油吸着カートリッジの一端側から内部に流入された汚濁水が前記油吸着カートリッジの他端側から外部へと流出される間に当該汚濁水中に含まれる油分を除去し、船外へと排出することを特徴とする油水分離装置。
（９）前記ビルジポンプの吸引口にホースの一端が接続され、このホースの他端が船底のビルジ溜まりまで延長され、前記ビルジポンプの吸引口にホースの一端が接続され、このホースの他端が前記油吸着カートリッジの一端に接続され、前記油吸着カートリッジの他端にホースの一端が接続され、このホースの他端が船体の排出口に接続されることを特徴とする前項（８）に記載の油水分離装置。
（１０）前記油吸着カートリッジは、直列又は並列に繋ぎ合わせて使用されることを特徴とする前項（８）又は（９）に記載の油水分離装置。
（１１）前項（８）乃至（１０）の何れか一項に記載の油水分離装置と、マット状の油吸着材とを併用した油水分離方法。