(57)【要約】【課題】  本発明は、大型の海上流出物吸引システムと液体遠心分離機と総合管理システムを導入することにより、安全性に配慮しながら単位時間当たりの海上流出石油類等の回収量を最大限に高め、海洋汚染及び環境破壊の被害を最小限にし、貴重な資源を回収しかつ回収コストを低減した海上流出物回収船を提供することを目的とするものである。【解決手段】  本発明の海上流出物回収船は、海上流出物回収船と２隻のタグボートそれぞれとをオイルフェンスを有するロープで結び、２隻のタグボートをＶ字型に展開して海上流出物をオイルフェンスにて挟みこみ、挟みこまれた海上流出物を船首の吸込口から吸引し、吸引された海上流出物を遠心分離器及び重力式気液分離器を用いて海水と空気から分離すると共に、分離された海上流出物を回収船倉に回収するようにしたことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
海上流出物回収船と２隻のタグボートそれぞれとをオイルフェンスを有するロープで結び、２隻のタグボートをＶ字型に展開して海上流出物をオイルフェンスにて挟みこみ、挟みこまれた海上流出物を船首の吸込口から吸引し、吸引された海上流出物を遠心分離器及び重力式気液分離器を用いて海水と空気から分離すると共に、分離された海上流出物を回収船倉に回収するようにしたことを特徴とする海上流出物回収船。
【請求項２】
船首に設けられた吸込口に障害物除去ネットを設け、吸込口と遠心分離器とを結ぶ円筒導管内に吸引ポンプ及び管内流体回転促進羽根板を設けたことを特徴とする請求項１記載の海上流出物回収船。
【請求項３】
海上流出物回収船には、流出範囲を含む海上気象、海流及び位置観測装置、自然、一般環境、沿岸状況、緊急性、安全性及び流木等の確認を行う周辺環境観測評価装置、原油等流出物の性状、集積流出物の層状厚さ、海水及び空気を含む吸引量を計測する装置、流出物の移流拡散予測、被害拡散防止計画及び回収作業シミュレーションを行う装置、関連データの蓄積、自動解析を行う装置並びに工程作業最適化、安全管理、緊急管理及び総合判断を行う装置が装着されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の海上流出物回収船。
【請求項４】
タグボートには、オイルフェンス巻き取り機、フェンス格納庫、流出物簡易分析器を装着したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の海上流出物回収船。
【請求項５】
海上流出物回収船を駆動する動力機関の排気ガスの一部又は全部を海上流出物の回収船倉へ移送できるようにしたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の海上流出物回収船。
【請求項６】
海上流出物回収船内の海水、揮発性ガス及び動力機関の排気ガスを自動排出するとともに、回収した海上流出物を船外に送搬できるようにしたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の海上流出物回収船。
【請求項７】
海上流出物を吸引する吸引機能を船の推進装置で行うようにしたことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の海上流出物回収船。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原油タンカー事故などにより海上に流出した海上流出物を大きな吸引能力のあるシステムで吸引し、効率的に分離し、短時間で回収し、安全に船倉に貯蔵する海上流出物回収船に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
タンカー事故等の後では、人海戦術による油類の回収、オイルフェンスの設置、石油類をスポンジ状の吸着ベルトに付着させ回収する吸着マット方式（例えば、特許文献１参照。）、回収後海水と油類を膜で分離する方法（例えば、特許文献２参照。）、化学物質を用いて油類を凝集沈殿させ、海底に堆積させる油類処理剤の散布、現場で石油類を燃焼焼却する方法（例えば、特許文献３参照。）、バイオレメディーション、海上流出物を海水と共に吸引し、船倉内で自然の重力により分離する方法（例えば、特許文献４参照。）などがある。
【０００３】
しかし、いずれも処理能力が低く、海洋汚染に係る負荷を低減できない、資源の無駄があり、船内タンク爆発防止が無い、集中管理システムが無い、などの欠点がある。処理能力が低いことは海上流出物の移流拡散の範囲を拡大させ、被害を拡大する結果をもたらす。薬剤等による油類の沈殿には長期的な二次汚染を伴う。事故後の対応に時間と労力を費やし、被害の拡大を防止できなかった。タンカー航路の確保、エネルギーの安定確保と環境保全のために、迅速かつ安全かつ経済的な事後対策が求められている。
【特許文献１】特開平１１−１２３３７８号公報
【特許文献２】特開平１１−１３９３８４号公報
【特許文献３】特開２００１−１７３９３０号公報
【特許文献４】特開平１１−２２２１８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
現在まで、タンカー構造の改善がなされてきてはいるが、タンカー航路の過密化及び沿岸部航路などにより、今後とも、衝突事故、座礁事故、厳しい沈没事故などが予想され、数千、数万、さらには数十万トンの流出事故が起こる可能性がある。また、原油等タンカーの海上事故は深刻な海洋汚染を引き起こし、生態系の破壊をもたらすし、また有害物質による回収作業に携わる人々に対する人的被害をもたらす。更に、このような被害はタンカー航路諸国との友好関係を悪化する原因となるという問題があった。
【０００５】
本発明は上記の問題点を解決するもので、大型の海上流出物吸引システムと液体遠心分離機と総合管理システムを導入することにより、安全性に配慮しながら単位時間当たりの海上流出石油類等の回収量を最大限に高め、海洋汚染及び環境破壊の被害を最小限にし、貴重な資源を回収しかつ回収コストを低減した海上流出物回収船を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため本発明の海上流出物回収船は、海上流出物回収船と２隻のタグボートそれぞれとをオイルフェンスを有するロープで結び、２隻のタグボートをＶ字型に展開して海上流出物をオイルフェンスにて挟みこみ、挟みこまれた海上流出物を船首の吸込口から吸引し、吸引された海上流出物を遠心分離器及び重力式気液分離器を用いて海水と空気から分離すると共に、分離された海上流出物を回収船倉に回収するようにしたことを特徴とする。
また、本発明の海上流出物回収船は、船首に設けられた吸込口に障害物除去ネットを設け、吸込口と遠心分離器とを結ぶ円筒導管内に吸引ポンプ及び管内流体回転促進羽根板を設けたことを特徴とする。
また、本発明の海上流出物回収船には、流出範囲を含む海上気象、海流及び位置観測装置、自然、一般環境、沿岸状況、緊急性、安全性及び流木等の確認を行う周辺環境観測評価装置、原油等流出物の性状、集積流出物の層状厚さ、海水及び空気を含む吸引量を計測する装置、流出物の移流拡散予測、被害拡散防止計画及び回収作業シミュレーションを行う装置、関連データの蓄積、自動解析を行う装置並びに工程作業最適化、安全管理、緊急管理及び総合判断を行う装置が装着されていることを特徴とする。
また、本発明の海上流出物回収船におけるタグボートには、オイルフェンス巻き取り機、フェンス格納庫、流出物簡易分析器を装着したことを特徴とする。
また、本発明の海上流出物回収船は、海上流出物回収船を駆動する動力機関の排気ガスの一部又は全部を海上流出物の回収船倉へ移送できるようにしたことを特徴とする。
また、本発明の海上流出物回収船は、海上流出物回収船内の海水、揮発性ガス及び動力機関の排気ガスを自動排出するとともに、回収した海上流出物を船外に送搬できるようにしたことを特徴とする。
また、本発明の海上流出物回収船は、海上流出物を吸引する吸引機能を船の推進装置で行うようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、以下のような優れた効果を奏する。
（１）タンカーの衝突事故、座礁事故、沈没事故などによる海洋汚染、環境破壊及び人体等への被害を最小限に止め、かつ資源の回収による利用を可能にする。すなわち、単位時間当たりの石油類等回収量が従来方法に比べて桁違いに大きく、海洋汚染物質の移流拡散を低減し、資源エネルギーの回収利用ができる。
（２）タンカー事故による深刻な沿岸海域汚染はその回復や地域への保障に大きな負担を残し、また航路閉鎖の地域問題をもたらすが、本発明によれば海洋汚染物質の迅速な回収によりこれらの事後に発生する諸問題を速やかに解決できる。
（３）タンカー航路の海洋汚染を防止することにより、国際問題を未然に防止し、我が国のエネルギーの安定確保と環境維持に寄与できる事は大きな意義がある。
（４）海上流出物回収船に、総合管理システム、大容量吸引システム、液体遠心分離機及びガス爆発防止システムを設置することにより、多量の海上流出物を迅速に安全に回収することができる。
（５）回収作業に係わる回収船内外からの情報を収集し、処理し、自動的に対応するシステムを有し、かつ人的判断に基づく稼動を可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明に係る海上流出物回収船を実施するための最良の形態を実施例に基づいて図面を参照して以下に説明する。
【実施例】
【０００９】
図１は、本発明を具現化する海上流出物と回収船とタグボートとの位置関係を示す平面図である。
海上流出石油類１を回収する海上流出物回収船４と２隻のタグボート２はオイルフェンスを有するロープ３で結ばれ、２隻のタグボート２はＶ字型を形成して海上流出石油類１を挟み、海上流出物回収船４の速度と整合し、海上流出物回収船４を牽引する。
それぞれのタグボート２、２には図示しないオイルフェンス巻き取り機、フェンス格納庫、流出物簡易分析器などが装着されている。オイルフェンス３の長さ、海上流出石油類１を挟むタグボート２、２の間隔及び海上流出物回収船４の牽引速度は回収船により回収及び安全に係る最適条件の下で自動制御又は手動制御される。海上流出物回収船４の舳先付近のオイルフェンスには大型フェンス、例えば、海面上１ｍ以上、海面下１ｍ以上が望ましい。
【００１０】
図２は、本発明を遂行するために、海上流出現地における観測結果、測定結果及び船外からの情報を基に的確な海上流出物回収作業を行う管理システムを示す図である。
高性能な回収機能を発揮するため、性能に関する事前のシミュレーション、現場における状況把握、回収工程における実時間データなどを総合的に把握、評価し対策を実施する自己管理機能がある。すなわち位置確認、海流観測、海上気象観測、沿岸状況把握、環境影響予測、緊急安全性評価・対策、原油等性状評価、流出物層計測、流木等の確認及びその対策、流出量評価、回収計画、回収工程管理、情報交換機能などを行うため、海上流出物回収船４には、流出範囲を含む海上気象、海流及び位置観測装置６、自然、一般環境、沿岸状況、緊急性、安全性及び流木等の周辺環境観測評価装置７、原油等流出物の性状、集積流出物の層状厚さ、海水及び空気を含む吸引量を計測する装置８、流出物の移流拡散予測、被害拡散防止計画及び回収作業シミュレーションを行う装置９、関連データの蓄積、自動解析を行う装置１０並びに工程作業最適化、安全管理、緊急管理及び総合判断を行う装置１１が装着されている。
【００１１】
図３は、海上流出物が海上流出物回収船４とタグボート２によるＶ字型のオイルフェンス３で集められ、海上流出物回収船４の舳先付近では海上流出物１が集積１２され、その結果、吸込口５から海上流出物の大量吸引を可能にする状況を示す図である。
２隻のタグボート２によって集められた海上流出物１は海上流出物回収船４の舳先に集積１２される。海上流出物の集積層の厚さは１ｍ以上が望ましく、海上流出物の回収効率を高める。最適な集積層を形成するため、２隻のタグボート２の能力に合わせて、航行速度、タグボート間隔が決定される。舳先付近のオイルフェンス３の能力と海上流出物集積層の厚さに合わせ、２隻のタグボート２の行動は最大流出物回収率を保ち自動的に制御される。また、タグボート２及び海上流出物回収船４は、海上流出物１の火災などの緊急時には必要に応じ、オイルフェンス３を切断し、避難できる機能を有し、さらに、消火機能を有する。炭化水素の揮発性成分に囲まれる可能性があるタグボート２は可能なら防爆型が望ましい。
【００１２】
図４は、海上流出物が海上流出物吸引口５に設置された障害物除去ネット１３によってメッシュサイズに分割され、この海上流出物１の分割が回収工程における海上流出物の流動性を高めることを示す図である。
回収装置の運転に支障をきたす流木等の障害物は舳先の障害物除去ネット１３で除去される。障害物除去ネット１３は原油等の変質による海上流出塊を流れ方向に切断する機能をも有し、海上流出塊から分割された分割流出物１４はその流動性を高め、船内回収工程を安定化させる。大きな流木等の障害物は海上流出物回収船４内外の海上流出物１監視装置により検知され、クレーンやスクレーパなどで流木等を除去する方法と舳先吸引口５に設置する後述の吸引調量シャッターを閉じることで回避できる。
吸引口５から吸引された海上流出物１は、円筒導管１５を通り後述する吸引ポンプ１６に吸引される。
【００１３】
図５は、吸引ポンプ１６の後に管内流体旋回促進羽板１７を設置し、流体の回転速度を促進し、遠心力により海水と海上流出物及び空気に分離する予備分離機構を示す図である。
吸引ポンプ１６は、海上流出物１を大量に吸引する。タンカー事故などによる海上流出物１の移流拡散に対応するために、吸引ポンプ１６は、最大級の吸引量、例えば毎秒数立方メートル（毎秒約数トン）以上の海水を含む海上流出物１を吸引し、遠心分離機２０により迅速かつ大量に分離し、船倉に安全に仮貯蔵する。
気象、海面状況、舳先における海上流出物１の集積状況により、海水と空気が海上流出物１と共に吸引される。吸引ポンプ１６により押し出された流体の旋回流が弱い場合に、あるいは、さらに強い旋回流１８を作るために、事前分離機構として管内流体回転促進羽根板１７が設けられる。
円筒導管１５内の流体の旋回は、海水（比較的重い）と流出物（比較的軽い）との比重（密度）の差に基づく遠心力により両者を分離させる。海水リッチ部分と海上流出物リッチ部分とを分離導管１９で分ける。両者は遠心分離機２０へ導入される。分離導管１９の同心円に位置する箇所に図示しない内円筒管を装置しておけば、分離導管１９と内円筒の間では主に海水が流れ、内円筒管の内部では主に海上流出物と空気が流れる。
【００１４】
図６は、遠心分離機２０を示す図である。海水リッチ流分は遠心分離導入口の外側に導入され、海上流出分リッチ流分は導入口の内側に導入される。海上流出物吸引において、海水に比べ海上流出物の割合が多い場合には海水排水弁が自動的に調節され絞られ、同時に海上流出物回収孔２７の位置が上方に移動し、海上流出物量が増大する。海水は船外に排水される。吸引ポンプ１６の能力に応じ、遠心分離機２０は海上流出物回収船４内に１機若しくは並列複式設置される。
遠心分離機２０は海水、海上流出物及び空気の物理的性質、特に比重（密度：単位体積当りの重さ）の差による遠心力の差を利用して分離する機能を有す。海水リッチ部分と海上流出物リッチ部分の遠心分離機導入口２３を１口若しくは複数設置できる。海水リッチ流分２４を外側の導入口に導入し、海上流出物リッチ流分２５を内側の導入口に導入する。遠心分離機２０の中では海水リッチ部分と海上流出物リッチ部分が旋回しながらさらに効率よく分離する。海水排水自動制御弁２６は流出物回収孔２７と連動し、海上流出物回収率を支配する機能を有する。海上流出物が設定値より高いとき弁は閉じる方向に働く。遠心分離機２０の中でより分離機能を高めるため、遠心分離機底部孔における海水排水自動制御弁２６が回収率計測結果等に基づき海水排出量を自動的に制御する。さらに分離機能を高めるため、遠心分離機２０の海上流出物回収孔２７の位置が海水排水自動制御弁２６と連動して上下する。
海水成分は海水排出口２１より船外に排出される。海上流出物及び空気は導管２８を経て重力式気液分離機２９へ導入される。
【００１５】
図７は、回収した海上流出物と空気とを分離する重力式気液分離機２９を示す図である。重力式気液分離機２９は、オイルレベルセンサー３０を有し、回収効率が評価される。気体排出自動調量弁３２は、適正なオイルレベルを維持する。
揮発成分、特に炭化水素系揮発成分と空気との混合気体３１は、着火・爆発の危険性が高い。オイル船倉に送る前に、空気と海上流出物との混合物を直ちに安全に処理する必要がある。重力式気液分離機２９ではオイルレベルセンサー３０と気体排出自動調量弁３２の働きで液面レベルが適切に管理される。海上流出物１から分離された気体は気体排出自動調量弁３２を経て排気塔３３から外部に放出され、また、気体を分離した海上流出物は回収物導管３４より回収船倉３５に送られる。
【００１６】
図８は、海上の気象・海面状況で回収船舳先における海上流出物集積状況が変化する場合に、海上流出物の回収効率を高めるため回収船舳先に吸引口調量シャッター３６を設けた場合を示す図である。同シャッター３６には海上流出物回収を阻害する流木などを障害物除去ネットから除去する機能がある。吸引口調量シャッター３６の障害物除去ネットから除去する構成としては、例えば、下向きワイパー、マニピュレータ、クレーンなどがある。
吸引ポンプ１６、管内流体回転促進羽根板１７、遠心分離機２０、重力式気液分離機２９などの稼動は総合判断の基で最適条件を検出し行われる。特に回収船機能と流出物集積状況との整合には舳先に装置される吸引調量シャッター３６の作動が重要である。海上流出石油類、海水及び空気の位置は舳先の吸引口に設置されたセンサーにより検出される。
吸引口調量シャッター３６の上下開閉により空気取込量、海上流出物取込量及び海水取込量が制御される。
【００１７】
図９は、揮発性成分を含む気体中の酸素濃度及び揮発性成分濃度を低減するシステムを示す図である。
海上流出物１等からの揮発性成分による船倉３５内爆発を防止するため、海上流出物回収船４の動力源４０の排気ガス４１を排気消火シャワー４２から船倉３５に継続的に送気して排気ガスで満すことができる。回収船動力源４０の排気ガス４１は空気３８と燃料３９との燃焼により生成された二酸化炭素および窒素ガスを含み、揮発性成分の着火爆発を防止する。揮発性成分は船倉３５から動力源排気ガス４１と共に回収船動力源排気塔３７から船外に排気される。回収船の安全性への配慮は不可欠であり、消火システムを完備している回収船である。
【００１８】
図１０は、本発明で得られる海上流出石油類等回収船の基本構造、特に、ウォータージェット推進システムの吐出導管に２つの遠心分離機を付加した構造を示す断面図である。
船倉３５内で重力によって自然に分離された海水は船倉３５から自動的に排出される。
回収した石油類等が船倉３５の容量を超える場合には他の船にパイプ輸送する事ができる。回収船内の船倉３５はタンカー構造基準に従い分割されている。
図１０の海上流出物回収船４は、ウォータージェット推進システムの推進機４３で海上流出物を吸引し、一機又は複数の遠心分離機２０及び重力式気液分離器２９に導き分離、回収及び貯蔵する。
なお、４４は、ウォータージェット吐出口、４５は、推進停止扉である。
また、ウォータージェット推進システムを利用し、海水及び海上流出物及び空気の分離をウォータージェット推進管内での慣性遠心力で行うことも可能である。
さらに、将来の超伝導電磁推進船における推進機能をウォータージェット推進システムと同様に海上流出物を吸引し、管内流体回転促進羽根板１７で回旋流による遠心力で分離若しくは粗分離し、遠心分離機でさらに分離することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明によれば、大量の海上流出石油類などを短時間に回収し、海洋汚染及び人的被害を最小限に止め、かつ貴重な資源を有効に活用できる。しかもタンカー事故による環境破壊に係る国際問題を未然に防止することができる。本発明はエネルギー特に石油関連安全保障に不可欠である。タンカー航路が日本の動脈であり、本発明は産業上の利用可能性を凌駕し、円滑な産業活動を保障するものであり、国家国民の安全確保となるものである。海上産油所における流出事故対策にも利用されうる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明を具現化する海上流出物と回収船とタグボートとの位置関係を示す平面図である。
【図２】本発明を遂行するために、海上流出現地における観測結果、測定結果及び船外からの情報を基に的確な海上流出物回収作業を行う管理システムを示す図である。
【図３】海上流出物が回収船とタグボートによるＶ字型のオイルフェンスで集められ、海上流出物回収船の舳先付近では海上流出物が集積し、海上流出物の大量吸引を可能にすることを説明する図である。
【図４】海上流出物が海上流出物吸引口に設置された障害物除去ネットによってメッシュサイズに分割される。海上流出物の分割が回収工程における海上流出物の流動性を高めることを示す図である。
【図５】吸引ポンプの後に導管内流体旋回促進羽根板を設置し、流体の回転速度を促進し、遠心力により海水と海上流出物及び空気に分離する予備分離機構を示す図である。
【図６】遠心分離機を示す図である。
【図７】回収した海上流出物と空気とを分離する重力式気液分離機を示す図である。
【図８】海上流出物の回収効率を高めるための回収船舳先に吸引調量シャッターを装着した状態を示す図である。
【図９】流出原油等の揮発性成分を含む気体中の酸素濃度及び揮発性成分濃度を低減するシステムを示す図である。
【図１０】海上流出石油類等回収船の基本構造、特に、ウォータージェット推進システムの吐出導管に２つの遠心分離機を付加した構造を示す平面断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１    海上流出物
２    タグボート
３    オイルヘンス付牽引ロープ
４    海上流出物回収船
５    吸込口
６    海上気象、海流及び位置観測装置
７    周辺環境観測評価
８    原油等流出物の性状、集積流出物の層状厚さ、吸引量を計測する装置  
９    流出物の移流拡散予測、被害拡散防止計画、回収作業シミュレーションを行う装置
１０  関連データの蓄積、自動解析を行う装置
１１  工程作業最適化、安全管理、緊急管理、総合判断を行う装置
１２  海上流出物の集積
１３  障害物除去ネット
１４  分割流出物
１５  円筒導管
１６  吸引ポンプ
１７  管内流体回転促進羽根板
１８  旋回流
１９  分離導管
２０  遠心分離機
２１  海水排出口
２３  遠心分離導入口
２４  海水リッチ流分
２５  海上流出物リッチ流分
２６  海水排水自動制御弁
２７  海上流出物回収孔
２８  導管
２９  重力式気液分離機
３０  オイルレベルセンサー
３１  揮発性成分及び空気
３２  気体排出自動調量弁
３３  排気塔
３４  回収物導管
３５  回収船倉
３６  吸引調量シャッター
３７  回収船動力源排気塔
３８  空気
３９  燃料
４０  回収船動力源
４１  回収船動力源排気
４２  排気消火シャワー
４３  ウォータージェット推進機
４４  ウォータージェット吐出口
４５  推進停止扉
【図１】
2006131126.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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