(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サイクロン室と、サイクロン室に水を導く導水室とを備え、サイクロン室内に浮上した油を吸引してサイクロン室外に排出するフロート搭載型渦流式油回収機であって、前記サイクロン室の外側に固定された外フロートと、前記導水室内側に設けられた内フロートと、前記サイクロン室を取り囲む環状の堰と、サイクロン室を取り囲む伸縮可能な環状の容積可変室と、前記導水室の底部に位置し前記サイクロン室の周壁に設けられた流入口と、前記サイクロン室の頂部に設けられた油回収室と、油回収室内の空気及び油を室外に排出する油移送管と、前記サイクロン室の底部に設けられた強制排水装置とを備え、前記容積可変室の上端部が堰の下端部に接続され、下端部がサイクロン室外周面に固定された環状の底板に取り付けられており、前記内フロートが堰に固定されていることを特徴とするフロート搭載型渦流式油回収機。
【請求項２】
前記サイクロン室に対する前記外フロートの高さ位置により、サイクロン室の沈降深さを調整する請求項１記載のフロート搭載型渦流式油回収機。
【請求項３】
前記堰の周壁に沿って移動可能な堰幅調整板を設けた請求項１又は請求項２記載のフロート搭載型渦流式油回収機。
【請求項４】
前記強制排水装置が回転駆動される排水翼である請求項１、２、又は３記載のフロート搭載型渦流式油回収機。
【請求項５】
前記油移送管は、上端部が前記サイクロン室の頂部寄りに開口し、サイクロン室の中心軸に沿いサイクロン室の円錐状下部室まで垂直に延び、更に下部室からサイクロン室外まで延びる請求項１〜４のいずれか１項に記載のフロート搭載型渦流式油回収機。
【請求項６】
前記油回収室内の水面に浮く昇降可能な内部フロートと、前記油移送管の垂直部分に昇降可能にはめ合う油吸入管とを備え、油吸入管が前記内部フロートに固定された請求項１〜５のいずれか１項に記載のフロート搭載型渦流式油回収機。
【請求項７】
前記導水室の水平方向の断面積と前記サイクロン室の円筒状上部室の水平方向の断面積とが等しい請求項１〜６のいずれか１項に記載のフロート搭載型渦流式油回収機。
【請求項８】
前記サイクロン室の内壁面に渦流の逆流を防ぐ渦逆流防止板を設けた請求項１〜７のいずれか１項に記載のフロート搭載型渦流式油回収機。
【請求項９】
前記導水室の油水を前記流入口に導く導水板を前記サイクロン室の流入口に設けた請求項１〜８のいずれか１項に記載のフロート搭載型渦流式油回収機。
【請求項１０】
前記サイクロン室の円錐状下部室内に渦流出防止板を設けた請求項１〜９のいずれか１項に記載のフロート搭載型渦流式油回収機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、フロート搭載型渦流式油回収機、特に海、湖沼、河川などで回収場所に浮かべ、油を回収するフロート搭載型渦流式油回収機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
油回収機として、例えば特開昭４９―７８２９５号公報により水面に浮かぶ汚染物層を除去する装置が知られている。この除去装置は、水と除去装置との相対速度を利用して、先細部で水とこれに浮かぶ汚染物との接線方向の入口からサイクロン室に導入する。水から完全に分離した汚染物をサイクロン室の上部のオリフィスから排出し、汚染物を除いた水はサイクロン室下部の接線方向の出口から水中に排出する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の汚染物除去装置（油回収機）は船舶に固定され、船舶の移動による水と油回収機との相対速度を利用して油を含む水を油回収機のサイクロン室に導入する。したがって、所定の場所にとどまって油を回収したり、油回収船が入れない狭い区域や、例えばオイルフェンスで囲まれた区域内などで油を回収することはできなかった。
【０００４】
この発明の課題は、、油回収船が入れない狭い区域であっても油を回収することができるフロート搭載型渦流式油回収機を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明のフロート搭載型渦流式油回収機は、サイクロン室と、サイクロン室に水を導く導水室とを備え、サイクロン室内に浮上した油を吸引してサイクロン室外に排出するフロート搭載型渦流式油回収機であって、前記サイクロン室の外側に固定された外フロートと、前記導水室内側に設けられた内フロートと、前記サイクロン室を取り囲む環状の堰と、サイクロン室を取り囲む伸縮可能な環状の容積可変室と、前記導水室の底部に位置し前記サイクロン室の周壁に設けられた流入口と、前記サイクロン室の頂部に設けられた油回収室と、前記油回収室内の空気及び油を室外に排出する油移送管と、前記サイクロン室の底部に設けられた強制排水装置とを備え、前記容積可変室の上端部が堰の下端部に接続され、下端部がサイクロン室外周面に固定された環状の底板に取り付けられており、前記内フロートが堰に固定されている。
【０００６】
この発明のフロート搭載型渦流式油回収機では、フロート搭載式としたことにより、船舶からクレーン等により水面に吊り下ろし、排水翼により吸引水流を発生させて油を回収するので、船舶は自走しなくても油回収ができる。フロート搭載型渦流式油回収機をどこにでも吊り下ろすことができ、かつ、吊り下ろした場所で油回収ができるので、船舶が入れない狭い区域やオイルフェンスで囲まれた区域の流出油も回収することができる。したがって、広い分野で油回収作業が可能である。
【０００７】
上記フロート搭載型渦流式油回収機において、サイクロン室に対する前記外フロートの高さ位置によりサイクロン室の沈降深さを調整可能とすることが好ましい。サイクロン室の沈降深さの調整により、サイクロン室の流入口上端が水面に露出しないようにすることができる。この結果、空気がサイクロン室内に吸引されないので、油の回収効率が高くなる。
【０００８】
前記導水室が、前記サイクロン室を取り囲む環状の堰と、サイクロン室を取り囲む伸縮可能な環状の容積可変室とを備え、前記容積可変室の上端部が堰の下端部に接続され、下端部がサイクロン室外周面に固定された環状の底板に取り付けられており、前記内フロートが堰に固定された構成とすることができる。導水室をサイクロン室の周囲に設けることにより、導水室の全周方向から水を導水室に流入させることができる。油などの油を含む水の吸引、排出量の変動に応じて堰が内フロートの浮力により自動的に昇降するので、水面付近の高濃度の油などの油が吸引でき、回収された油などの濃度が高くなる。
【０００９】
前記堰の周壁に沿って移動し、堰の高さ（流入口幅）を変える堰幅調整板を設けてもよい。吸引水量に対し堰の流入口面積を変えることができるので、例えば高粘度油、固結した油、厚膜油などの回収に適している。
【００１０】
強制排水装置を回転駆動される排水翼としてもよい。排水翼により水流を生じ、渦流による油水分離性能が高まり、集油効果が高まる。
【００１１】
油移送管は、上端部が前記サイクロン室の頂部寄りに開口し、サイクロン室の中心軸に沿いサイクロン室の円錐状下部室に至り、下部室からサイクロン室外まで延びる構成としてもよい。油移送管のサイクロン室中心軸に沿う部分はセンターポールとして機能し、渦の発生と持続を助ける。
【００１２】
前記油移送管の垂直部分に昇降可能にはめ合う油吸入管と、油吸入管に固定された内部フロートとを設けることも可能である。油は油回収室内の油面位置に応じて昇降した油吸入管の入口を経て、油移送管から排出される。
【００１３】
導水室の水平断面積とサイクロン室の円筒状上部室の水平断面積とを等しくすることが好ましい。これにより、油を含む水の吸引、排出量の変動によって、サイクロン室の沈降深さが変動することはない。
【００１４】
サイクロン室の内壁面に渦流の逆流を防ぐ渦逆流防止板を設けることも可能である。サイクロン室の流入口に導水室の油水を流入口に導く導水板を設けてもよい。前記サイクロン室の下部室内に渦流出防止板を設けてもよい。これらにより、渦流の発生と持続を助け、水と油との分離が高まる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の実施の１形態を示すのもで、油回収機の一部断面立面図であり、図２は上記装置の一部断面平面図である。油回収機は主としてサイクロン室１０、外フロート３０、導水室４０、強制排水装置５０、および油排出装置６０から構成されている。
【００１６】
サイクロン室１０は、円筒状上部室１１と円錐状下部室１２とからなっている。上部室１１の下端寄りの内壁に流入口１５が３箇所設けられている。サイクロン室１０の内部は凹凸を少なくし、局部渦流の発生を極力少なくしている。隣り合う流入口１５の間の内壁面に渦逆流防止板１７が、また流入口に導水板１８がそれぞれ配置されている。渦逆流防止板１７は渦流の逆流を防ぎ、導水板１８は導水室４０の油水を流入口１５の方向に導く。サイクロン室１０の頂部は油回収室１３となっている。下部室１２の底部に排水口２０が開口しており、ここに強制排水装置５０が取り付けられている。下部室１２の中ほどに、渦流出防止板２２が設けられている。渦流出防止板２２は、サイクロン室１０の上下の渦中心が連続し、渦流が流出しないように遮蔽する。
【００１７】
サイクロン室１０の外側に３本のアーム３２が周方向に等間隔をおいて径方向に延びており、それぞれのアーム３２に沈降深さ調整板３４を介して外フロート３０が取り付けられている。沈降深さ調整板３４は外フロート３０の底部から下方に延びており、縦方向に間隔をおいて複数の調整孔３５が設けられている。アーム３２の先端部に設けられた取付け孔（図示しない）と上記調整孔３５とを貫通するボルト３６で、外フロート３０をアーム３２に接続する。外フロート３０の容積は、油回収機全体の重量と水面に対する導水室４０の高さ位置とを考慮して決める。沈降深さ調整板３４によりサイクロン室１０の沈降深さを調整する。
【００１８】
導水室４０は環状の油水流入堰４２、蛇腹（容積可変室）４４および内フロート４７とからなっている。油水流入堰４２はサイクロン室１０を取り囲んでおり、下端部に蛇腹４４が設けられている。上部室１１の下端部に環状の底板４５が固定されている。蛇腹４４の下端部は底板４５に取り付けられており、蛇腹４４の底部は底板４５で閉じられている。前記サイクロン室１０の流入口１５が、蛇腹４４の底部近くで開口している。油水流入堰４２の内面に３個の内フロート４７が円周方向に等間隔をおいて取り付けられている。隣り合う内フロート４７間が、導水室４０内への流入口となっている。油水流入堰４２は、内フロート４７により浮上する。渦逆流防止板および導水板を導水室４０内に設けてもよい。
【００１９】
強制排水装置５０は、３枚翼の排水翼５２とこれを回転するモーター５４とからなっている。排水翼５２は、サイクロン室１０の底部に設けられた排水口２０に位置している。排水翼５２の回転により渦流を発生・加速し、油が分離された水はサイクロン室１０外に排出される。
【００２０】
油排出装置６０は、油移送管６１がサイクロン室１０の中心軸に沿い下部室１２の中ほどまで垂直に延び、更に水平方向に向かってサイクロン室１０外に延びている。サイクロン室１０の中心軸に沿う油移送管６１の垂直部分は、サイクロン室１０内の渦中心を安定して保持するセンターポールとして作用する。油移送管６１の上端部はサイクロン室１０の油回収室１３に開口しており、油移送管６１の先端部に設けられた吸油ポンプにより油は船上の回収タンク（いずれも図示しない）に送られる。油移送管６１には、油吸入管６３が昇降可能にはめ合っている。油吸入管６３にはアーム６６を介して内部フロート６５が３個取り付けられており、油水面の上下に応じて内部フロート６５の浮力により油吸入管６３は昇降する。油吸入管６３が油回収室１３まで浮上したとき、油吸入管６３の上端（油吸入口）は油移送管６３の上端より上に位置している。上段油水界面センサー６７および下段油水界面センサー６８が、油回収室１３に設置されている。
【００２１】
上記のように構成された油回収機の運転および作動について、図３〜図６を参照して説明する。図３〜図６は、油回収機の運転段階を順を追って示している。油回収機は、船舶により油が浮遊する油回収場所、例えばオイルフェンス内にに運ばれ、水面に下ろされる。油回収機は主として外フロート３０の浮力により浮かび、サイクロン室１０はあらかじめ設定された深さまで沈む。サイクロン室１０の沈降深さが適切でない場合、前記沈降深さ調整板３４で沈降深さを調整する。
【００２２】
図３は油回収機を水面に下ろした状態を示している。この状態では、サイクロン室１０の上部室１１は空気が充満しており、内部フロート６５は最下端にある。内フロート４７は浮上し、蛇腹４４は収縮している。
【００２３】
図４は、空気を排出した状態を示している。すなわち、吸油ポンプ（図示しない）を始動し、サイクロン室１０内の空気を排出する。この結果、サイクロン室１０内の水位が上昇し、内部フロート６５が浮上する。上段油水界面センサー６７が水を検出し、この検出信号により吸油ポンプが停止する。サイクロン室１０は沈み、内フロート４７は浮上して蛇腹４４が伸びる。空気排出前に排水翼５２を駆動すると、導水室４０の水位が流入口１５上端まで達し、空気を吸引する。したがって、吸油ポンプが空気を排除したのち、排水翼５２が駆動されるようにインターロックされている。
【００２４】
図５は排水翼５２を駆動した状態を示している。排水により導水室４０の水位が低下し、導水室４０に油水が流入し、蛇腹４４が収縮する。油水は導水室４０からサイクロン室１０に流入し、排水翼５２は油移送管（センターポール）６１回りに渦流を発生・加速させる。水と油との比重差により油はサイクロン室１０中心軸線に向かって集まり、水から分離して上昇し、油回収室１３に油が次第に集積する。水分は、下方の排水翼５２により排水口２０から強制的に排水される。
【００２５】
図６は吸油ポンプと排水翼５２とを同時に駆動した状態を示している。下段油水界面センサー６８が油を検出すると、吸油ポンプが始動する。油回収室１３内の油は油移送管６１を通じてサイクロン室１０から排出される。上段油水界面センサー６７が水を検出すると、吸油ポンプは停止する。サイクロン室１０の油水が排出されると、導水室４０の油水は流入口１５を経てサイクロン室１０に流入する。油水流入堰４２はほぼ水面にあるが、サイクロン室１０内の油水が吸引されると、導水室４０の油水がサイクロン室１０に流入して水位が下がる。導水室４０の水位が下がると内フロート４７の浮力が小さくなり、これと一体で油水流入堰４２が下がり自動的に油水が流入する。サイクロン室上方の油回収室１３に集積した油分は、吸油ポンプにより吸引されて油吸入管６３から油移送管６１に入り、サイクロン室１０から排出される。なお、油が高濃度の場合、吸油ポンプは連続運転する。油膜厚さをセンサーにより検知して自動移送することもできる。
【００２６】
図７は、堰幅調整板を模式的に示している。堰幅調整板４９は、油水流入堰４２より上方に突出し、油水流入堰４２の周壁に沿って移動可能である。油水は油水流入堰４２を越えて内フロート４７の間から導水室４０内に流入し、流入口１５からサイクロン室１０内に入る。堰幅調整板４９を移動することにより、流入水量を調整することができる。堰幅調整板４９を移動して、油水流入堰４２上の流入口を狭めることにより高濃度油および高粘度油が回収できる。
【００２７】
この発明は上記実施の態様に限られるものではなく、油回収室から上方に延びる油移送管を設け、油を油回収室から上方に向かって排出するようにしてもよい。容積可変室として、蛇腹の代わりに可撓性シート（例えば、厚地の布）で作られた円筒であってもよい。排水翼に代えて排水ポンプにより排出することも可能である。吸油ポンプの代わりに、エジェクターを用いることもできる。
【００２８】
【発明の効果】
この発明のフロート搭載型渦流式油回収機では、フロート搭載式としたことにより、搭載船からクレーン等により水面に吊り下ろし、排水翼により吸引水流を発生させて集油できるので、搭載船は自走しなくても油回収ができる。フロート搭載型渦流式油回収機をどこにでも吊り下ろすことができ、かつ、集油ができるので、搭載船が入れない狭い区域やオイルフェンスなどで囲まれた区域の油などの油も回収することができるので、広い分野で油回収作業が可能である。また、強制排水装置によりサイクロン室への吸引水流を発生させることにより、渦流による水と油との分離性能が高まる。
【図面の簡単な説明】
【図１】フロート搭載型渦流式油回収機の一部断面立面図である。
【図２】図１に示す油回収機の一部断面平面図である。
【図３】フロート搭載型渦流式油回収機を水面に下ろした状態を示す模式図である。
【図４】フロート搭載型渦流式油回収機のサイクロン室内の空気を排出した状態を示す模式図である。
【図５】フロート搭載型渦流式油回収機の排水翼を稼動させた状態を示す模式図である。
【図６】フロート搭載型渦流式油回収機の吸油ポンプと排水翼を同時稼動させた状態を示す模式図である。
【図７】堰幅調整板を模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
１０  サイクロン室
１１  上部室
１２  下部室
１３  油回収室
１５  流入口
１７  渦逆流防止板
１８  導水板
２０  排水口
３０  外フロート
３５  沈降深さ調整板
４０  導水室
４２  油水流入堰
４４  蛇腹
４７  内フロート
４９  堰幅調整板
５０  強制排水装置
５２  排水翼
６０  油移送装置
６１  油移送管
６３  油吸入管
６５  内部フロート
【図１】
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【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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