JP2002513875A - 堰スキマおよび浮揚システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 浮揚油（「第１液体」）を、より密度の高い別の液体（「第２液体」）から除去するための堰スキマ（１）であって、i. 浮揚している第１液体と第２液体の支持層とを第２液体の水塊の表面から分離して容器内に入れるための第１堰として機能するへり（３）が設けられた外部容器（２）と、ii. 前記外部容器（２）内に配置されており、そのへり（５）が前記第１堰へり（３）から離間した位置にあり、その下にある前記外部容器（２）内の多量の前記第２液体から、前記浮揚第１液体を前記第２液体の支持層と共に分離して内部皿へ入れるために第２堰として機能するべく設けられている内部皿（４）と、iii. 前記内部皿（４）の下部に配置され、前記外部容器（２）の内部と連絡している開口手段（６）と、iv. 前記外部容器（２）の内部とその外側部分の間を連絡する開口手段（１０）とによって特徴付けられる堰スキマ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は、より密度の高い液体の表面に浮揚している液体を除去するための、
改良された堰スキマに関するものである。本発明の主要な用途は、例えば油また
は藻層のような浮揚汚染物を水の表面から分離させることである。本発明のその
他の用途を以下に示す。本発明の有益な用途では、本発明の堰スキマと共に使用
するための、新規の浮揚性支持システムが提供される。このような支持システム
によって、堰スキマ装置に入ってくる、より密度の高い液体の支持層上に浮いた
液体にかけて、第１の効果的な堰手段の正確な水平設定を容易に得ることができ
る。さらに、該浮揚性支持システムを用いることにより、動作中に起こり得る、
堰スキマ上の波およびうねり動作による不都合な効果を軽減することができる。
該新規の浮揚性支持システムはさらに、堰スキマ全般に関連した同様の利点と共
に使用することもできる。その有益な特性は、本発明の堰スキマと共に使用する
場合に限定されるものではない。

【０００２】 さらに本発明の浮揚堰スキマは、例えばタンク内、容器内、用水路といった比
較的高い場所に存在する浮揚汚染物質を実質的に乱流に左右されることなく除去
するための単純な方法を提供する。

【０００３】 明確性と簡素化の目的において、ここでは本発明を、全体的に、水の表面から
の浮揚油の除去に関連させて詳細に説明していく。しかし、一般にはこのような
説明は、状況が許すのであれば、あらゆる浮揚第１液体をより高密度なあらゆる
第２液体から除去する際に、必要に応じて変更を加えながら適用できるものとし
て解釈されるべきである。読者には、この条件を心に留めておいて戴きたい。こ
のような液体の一方または両方は油であってもよい。浮揚液体層の比較的低密度
性は、離散、発泡、集合した微粒子または液滴に拠るところがある場合もある。
例えば、水上に浮かぶ藻か何かを含有した層であってよい。同様に、チーズ製造
工程において形成された凝乳の層や、あるいは、排水またはその他の水の処理中
に生じる懸濁液中の比較的低密度の構成物質を含有した層などであってもよい。
本発明の堰スキマのこれ以外の用途は、油、製造、海、農業、食品、化学、採鉱
、抽出産業の分野に見つけることができる。そこで、例えば乳製品産業では、表
面に浮揚するクリームを除去して、クリームを取り去った牛乳を残すために、ま
たは、既に述べたチーズ製造において凝乳を除去するために本発明の堰スキマを
用いることができる。あるいは、人間の食品および動物飼料製造業において、水
性の構成物質から油やぎらぎらした脂肪を除去するためにこのスキマを使用する
こともできる。

【０００４】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】

表面液体汚染物、特に油を分離および除去するためのスキマ装置に関連した相
当な数の特許文献が発行されている。次に挙げる明細書を参照した。Ｈｅｄｄｏ
ｎの米国特許第３８８４８０７号、Ｐｅｎｔｏｎの米国特許第３７６２５５６号
、Ｒｙｍａｌの米国特許第４８５１１３３号、Ｓｚｅｒｅｄａｙの米国特許第４
３７２８５４号、チェコスロバキア特許第２４１２００８号、Ｗｅｉｎｅｍの欧
州特許ＥＰ第０５３３８７１号、Ｌｅｏｎｅの欧州特許ＥＰ第０５４７１８４、
Ｂｒｏｗｎの欧州特許ＥＰ第０５８１８３７号、Ｋｏｂｌａｎｓｋｉの欧州特許
ＥＰ第０５５９６３９号、Ｍｅｙｅｒの欧州特許ＥＰ第０６７９７６７号、Ｌｅ
ｃｈｅｌｏｎの欧州特許ＥＰ第０６８７３３０号、Ｂｒｏｎｎｅｃの欧州特許Ｅ
Ｐ第０７１２４５７号、Ｂｌｏｍｂｅｒｇの欧州特許ＥＰ第０７３１８６２号、
Ｇｙｆｔｏｎｉｋｏｌｏｓの欧州特許ＥＰ第０８０７１９６号、Ｇｕｓｔａｆｓ
ｓｏｎの欧州特許ＥＰ第０８８３７１６号、Ｐｅａｒｓｏｎの英国特許第２２３
９８１９Ａ号、Ａｌｌｅｎ−Ｊｏｎｅｓの英国特許第９８００６７９号、Ｍａｄ
ｄｏｃｋのＰＣＴ英国特許第９１/０１８８１号、ＤｏｒｅｙのＰＣＴ英国特許
第９１/０１２０３号。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本発明によれば、浮揚油（「第１液体」）を、より密度の高い別の液体（「第
２液体」）から除去するための堰スキマであって、 ｉ. 浮揚している第１液体と第２液体の支持層とを第２液体の水塊の表面か
ら分離して容器内に入れるための第１堰として機能するへりが設けられた外部容
器と、 ｉｉ. 前記外部容器内に配置されており、そのへりが前記第１堰へりから離
間した位置にあり、その下にある前記外部容器内の多量の前記第２液体から、前
記浮揚第１液体を前記第２液体の支持層と共に分離して内部皿へ入れるために第
２堰として機能するべく設けられている内部皿と、 ｉｉｉ. 前記内部皿の下部に配置され、前記外部容器の内部と連絡している
開口手段と、 ｉｖ. 前記外部容器の内部とその外側部分の間を連絡する開口手段と、 によって特徴付けられる堰スキマが得られる。

【０００６】 本発明の好ましい実施例において、 ｖ. 前記内部皿内で、その下にある前記第２液体の層から第１液体と第２液
体の濃縮した混合物を分離するために、前記内部皿内に配置された第３堰手段と
、 ｖｉ. 前記濃縮混合物を堰スキマから取り出す手段と、 によって特長付けられる堰スキマが得られる。

【０００７】

【発明の実施の形態】

以下の説明は、油の水からの除去の参照に続くものである。外部容器の内部と
その外部とを連絡する開口手段は、導管形状であり、外部容器の側部から、また
はこれを通って内方向へのびていることが好ましく、このような導管は、内端部
において断面範囲が減少していることが好ましい。本発明の好ましい形態では、
先細りした導管が、外部容器の側部に設けられた開口から内方向に向かってのび
ている。本発明の別の実施例では、１つまたはそれ以上の導管が、例えば円筒形
チューブといったチューブの形状である。この円筒形のチューブは、容器の側部
を通ってのびており、その外端部において、拡張した開口または、２つまたはそ
れ以上の環状要素との接合点（例えば、Ｔ接合点の場合など）を備えており、こ
の接合点の間に、断面範囲が容器内の導管の内端部の断面範囲よりも大きな外部
開口が提供されている。

【０００８】 動作中に、本発明のスキマ装置から取り出した最終生産物は、油と水の濃縮混
合物である場合が非常に多い。この明細書の目的として、このような製品を「濃
縮された油/水混合物」と呼ぶ。例外として、本発明を、最終生産物として「油
」のみを抽出する作業に用いる場合もある。浮揚するクリームの一部分を除去し
て半脱脂乳を残す作業に本発明を使用する場合の例を以下に示す。このような場
合、以下で用いる「濃縮された油/水混合物」は、脂肪だけを指すものとして読
まれるべきである。前述の本発明の好ましい実施例では、濃縮された油/水混合
物のスキマ装置からの抽出は、下方向と上方向のどちらにおいても行うことがで
きる。

【０００９】 下方向において取り出しを行う場合、下方向にのびる採収パイプの入口のへり
によって第３堰が提供される。この採収パイプは取り出し手段を構成している。
このパイプは皿の底部を通り、外部容器の底部を通って外側に向かってのびてい
る。内部皿の中で、濃縮された油/水混合物をその下にある水から分離するため
に、第３堰が設けられる。採収パイプの入口のへりは、水平バッフル板によって
効果的に包囲されている。この水平バッフル板の上面の高さは、堰のへりの高さ
と同じか、この直下の高さにある。水平バッフル板の存在によって、内部皿の中
で、乱流が生じない、濃縮混合物の水からの分離が促進される。

【００１０】 上方向において取り出しを行う場合、取り出しの手段を構成する採収パイプが
、内部皿内に配置された排水受けから上方向に向かって伸びている。この排水受
けのへりは、内部皿の中で、濃縮された油/水混合物を水から分離するために採
用した第３堰を形成する。排水受けのへりは、上述したものと同じ方法さらに同
じ目的で、採収パイプ入口のふちに関連して必要に応じて変更を加えた方法にお
いて、水平バッフル板によって効果的に包囲されている。

【００１１】 スキマ装置の構造は、外側を向いた第１堰（「外部堰」）と内部皿のへりによ
って提供された第２堰の間に中間堰手段を配置することによって変化する。これ
は、１枚の中間皿、または一連の中間皿を用いて実行することができ、各々の中
間皿のへりが中間堰として機能する。この場合、中間皿は、油と水の支持層とが
、第１堰と最も内側にある堰の間に存在する一連の中間皿のへりの上を流れるよ
うに配置されている。各中間さらの下部には開口手段が設けられている。第１堰
に最も近い第１皿の場合は、このような開口手段により、水が容器内部へ流入す
ることができる。最も内側の皿を含むその他の各々の皿の場合は、１列中の上流
にある次の皿へ、そして、最終的には１列中の最後の皿から容器内部へと水が流
れるようにするために開口手段が設けられている。 浮揚支持システム 浮揚性堰スキマ装置の動作は、波やうねりの動作に悪影響を受け易い。スキマ
装置と一体に設けられた、またはこれに堅固に接続された浮揚手段を用いる場合
には特にである。

【００１２】 以下で説明している新規の浮揚支持システムは、浮揚堰スキマへの波やうねり
動作の影響を軽減するべく機能する。これによって、小さな波が衝突した結果生
じる振えや振動が減少する。さらに、スキマがうねりに遭遇した際に、スキマ外
部堰のへりと水塊表面の変化する等高の間の関係を近づける。

【００１３】 本発明のこの面によれば、 ｉ. 水またはその他の液体内で、前記装置の外部に配置され、対応する接続
支持手段の方法によって前記装置と連絡している複数の浮揚ユニットによって浮
揚的に支持されるべく採用され、 ｉｉ． 各々の接続支持手段が、 ａ． 前記浮揚ユニットと関連する接続支持手段とが、前記スキマ装置に対し
て、上方向への浮揚支持を提供するようにするために、前記浮揚ユニットのさら
なる上方相対動作が拘束または制限されている上部位置と、 ｂ． 前記浮揚ユニットがこのような支持を提供しない下位置と、 の間にある、対応する浮揚ユニット間の前記装置に関連した自由な上方向および
下方向への動作を許容するように配置されている堰スキマ装置を有する装置が得
られる。

【００１４】 本発明のこの面の好ましい形態では、装置は、既に参照し、上で説明した本発
明による堰スキマ装置を備えている。

【００１５】 自由なスペース内や、スペースが十分にある別の場所における水上で動作する
場合は、３つまたはそれ以上の浮揚ユニットの方法によって、スキマ装置の浮揚
支持を備えることが好ましい。このような浮揚ユニットは、スキマ装置の周囲で
対称的に配置することが有益である。このようなユニットによって提供された浮
揚支持は、外部堰が水平に設定されていなければならない。すなわち、平静な状
態にある水の表面と平行し、水の表面の高さに関連した所定の高さになくてはな
らない。これは、スキマ装置に関連した、浮揚ユニットの相対動作の上限を画定
するための停止部の簡単な調整によって達成することができる。さらに別の場合
においては、適切な安定おもりを使用することで、外部堰の相当する関連高さを
設定することができる。実際は、両方の手段を同時に使用することが可能である
。

【００１６】 狭い空間内での動作については、スキマ装置の両側に配置された２つの浮揚ユ
ニットによって浮揚的に支持されるようにスキマ装置を配置してもよい。この方
法では、スキマ装置は、例えばタンクやコンテナ内で使用することができるが、
この場合、タンクやコンテナ内には、その深さの部分的または全体にかけて下方
向にのびるバッフル板が垂直に設置されている。このようなバッフル板は、一般
には互いに平行に配置される。特別な場合において（例えば、オイルタンカーや
その他の液体コンテナ船）、その離間距離が、予め定められた標準や規制に従っ
て、あるいは、約１ｍまたはそれ未満で設定される。本発明のこの面の好ましい
実施例では、装置が動作モードにある際に、外方向にのびるアームが、スキマ装
置と浮揚ユニットの間に接続支持手段を構成する。このようなアームに、水平面
において旋回動作するために採用された「ひじ部」を設けてもよい。このような
１つまたはそれ以上の外方向にのびるアームの適切な水平旋廻動作により、スキ
マ装置が動作できる全体範囲が減少する。実際に、こういった水平旋廻動作は、
所望の水平配置と、外部堰へりの関連する高さとを維持するために、調整および
/または上述したようなおもりの使用を必要とする。本発明の実用的な実施例で
は、浮揚ユニットの各々またはいずれかが、旋廻トラニオンタイプの取り付け方
法によって、スキマ装置のその他の端部において接続している、対応する支持ア
ームの二股に分かれた外端部上に取り付けられている。トラニオン軸は水平にな
るように配置されている。トラニオン軸は、浮揚ユニットの浮揚の中心ゾーン内
に配置されていることが好ましい。これにより、トラニオン軸は、対応する支持
アームの角度配置に不適当な影響を及ぼすことなく、より短い波長の波動に反応
して自由に振動することができる。

【００１７】 所望であれば、支持アームがその上部相対位置に達すると、さらなる上方向へ
の動作を段階的に規制するため、また、適切な停止手段への衝撃を緩和するため
に、バイアス手段（例えばばね留めされた手段）が用いられる。

【００１８】 包囲する水塊の表面の高さに関連した、第１または外部堰へりの高さが、油を
含んだ水が外部堰へ、そして外部容器内へと引き込まれるように設定される。こ
の水は油の包囲層を形成し、外部堰への通過を容易または潤滑にする。段階的に
減少する水量により、連続する堰にかけて油が流れるのと同一の機能が得られる
。

【００１９】 除去されるべき油汚染物が粘性の低い薄い層として水上に浮いている場合には
、外部壁へりは水の表面に非常に接近して配置される。一方、特に、粘性の高い
油の厚い層を扱う場合には、外部堰へりを低い位置に置くことが必要となる。上
述した外部堰へりの高さの正確な設定は、注意と精密性を要する。あらゆる特定
の状況における最適な高さを得るための最高の案内は、試行錯誤である。

【００２０】 本装置の有益な実施例では、スキマ支持アームがスキマ装置と旋廻的に接続し
ているため、アームは、スキマが水から引き上げられる際に、垂直下方向に向か
って下垂するまで自由に動作することができる。旋廻取り付け枠を適切に配置す
ることにより、支持アームを、対応した関連する浮揚ユニットと共に、スキマの
非使用時に、これらが、平面図で見て実質的にまたは完全に第１あるいは外部堰
へりの外部周囲内に位置するように配置することができる。これにより、スキマ
装置と浮揚ユニットの、比較的小さなサイズのマンホールや検査穴などからの導
入が容易になる。動作ゾーンにおいて水塊の表面と遭遇すると、支持アームと、
対応した関連する浮揚ユニットが、スキマ装置に適切な浮揚支持を提供するため
に、各々の動作位置へと下方向に向かって自由にのびる。

【００２１】 動作中身、油と水の支持層とが水塊の表面から第１または外部堰へりへと流れ
る。ある水は、内部皿のへりの下へ下方向に流れ、外部容器の本体内に流入する
。浮揚油は、残りの水と共にへりの上を通過する。このような水が支持および潤
滑層を再び提供し、油が内部皿のへりによって形成されている第２堰を超えて、
内部皿内へとなだれ落ちる。

【００２２】 この水の一部分は、内部皿の下部へと引き込まれる。そこで、水は、外部容器
の本体へと続く複数の開口と遭遇する。水はこれらの開口を通り、内部皿のへり
の下に流入した水と合流する。

【００２３】 量が減少した水流によって支持されている浮揚油が、水平バッフル板上を通っ
て、採収パイプ入口のへり、あるいは上方向への採収の場合には、排水受けのへ
りへと流れる。水平バッフル板は、内部皿の中野液体を安定するべく機能する。
入口へりまたは（場合によっては）排水受けのへりによって形成された第３堰に
より、油が採収パイプまたは排水受け内になだれ落ちる。これに伴って落ちる水
の量は非常に少ない。この水は、またここでも支持および潤滑層を提供する。こ
れが、採収パイプまで油に随行する。これは油と共に、最終生産物である「濃縮
された油/水」混合物を形成する。

【００２４】 第３堰へりによって最終パイプへ入ることを拒絶されてきた水は、内部皿の下
部へと引き込まれていった水と合流する。

【００２５】 次に、この水は、開口を通って外部容器の本体内へ流出する。

【００２６】 外部容器の本体の内部は、側部壁に設けられた開口を介して、水塊の外側と直
接接触している。このような装置は、外部容器の側部から、またはこれを通って
内方向へのびる、内端部の断面範囲が外端部の断面範囲よりも小さくなっている
導管のような形態であることが好ましい。このような開口により、容器内部の液
体圧力が、その外の水塊内の液体圧力と平衡に保たれる。導管の存在と形状によ
て、油を含有した水の流れの突然のうねりがスキマ装置内に流入した際、また、
このうねりがスキマ装置から流出する際に生じる可能性のある崩壊を軽減するこ
とができる。

【００２７】 真空ポンプまたは吸引パイプを最終パイプと接続することにより、濃縮された
油/水混合物の、乱流のないスムーズな取り出しが促進される。濃縮された油/水
混合物の乱流混合は、大した問題または結果ではないので、一般的なのポンプを
使用することができる。

【００２８】 状況が許す場合には、重力の流れの方法によって、スキマ装置の内部皿から濃
縮された油/水混合物を取り出すことが有益である。この方法を用いれば、採収
パイプを介して、水の表面の高さよりも下の位置にある出口へと流動する、濃縮
された油/水混合物のスムーズで、実質的に乱流を生じない流れを確実に得るこ
とができる。

【００２９】 濃縮された油/水混合物をスキマ装置の内部皿から取り出すために重力の流れ
を利用した場合、「ガルピング」の発生を最小限にすることが望ましい。「ガル
ピング」とは、液体がスキマの表面から採収パイプを通って取り出される際に発
生する一般的な現象である。この表現は、引き込まれる液体と一緒に空気が採収
パイプ内に取り込まれ、通過する際に生じる現象に関連している。このようなガ
ルピング動作が乱流を生じてしまう。そして、液体内で内部振動を生じる。液体
が２つ以上の成分を含んでいる場合、ミキシングが生じる。本発明のスキマ装置
の場合、このガルピングも、１つまたはそれ以上のスキマの堰のスムーズな動作
を破壊してしまう。

【００３０】 採収パイプを提供することにより、または、内部皿を離れた濃縮された油/水
混合物が通る入口の断面範囲よりも断面範囲が小さな部分を全長にかけて延長す
ることにより、ガルピングの発生とその頻度を軽減することができる。断面範囲
の相対減少の最良限度は、試行錯誤によって確認することが最適である。これは
、あらゆる特定の場合における状況に依存する。スキマが動作する高さと採収パ
イプの出口の高さ（こちらの方が低い）の間の差が大きくなるほど、流体が入口
を通って流れる速度も速くなり、これによってガルピングの発生率も高くなる。
そのため、差が大きくなるほど、断面範囲の減少の程度も大きくなる。その他の
関連した考慮点には、取り出される液体の粘性と密度と、採収パイプへのその供
給率が挙げられる。一般に、採収パイプまたはその延長部分の断面範囲は、入口
の断面範囲の８０％未満にまで、また、好ましくは１％未満〜５０％にまで、あ
るいは有益には１％未満〜２５％にまで、状態によって減少しなければならない
。

【００３１】 重力の流れの利点と、採収パイプの内部断面範囲の減少の利点に関連してここ
まで述べた事項は、採収パイプを介した、適当な液体または液体混合物の装置か の取り出しを許容する、またはこれを必要とする一般的な堰スキマ装置の場合
にも、必要に応じて変更を加えることで同様に適用することができる。

【００３２】 本発明の新規の浮揚支持システムと堰スキマとを備えた本装置は、大きく異な
る状態および状況下において、幅広く異なる浮揚汚染物を扱う際に、柔軟な操作
方法を提供する。本装置の特に有用な用途は、藻の浮揚層を水性基質から除去す
るものである。連続的に除去することができるその他の浮揚汚染物は、例えば、
特定の重力および/または粘性といった異なる理由によって性質が様々に異なる
。浮揚する原油の性質は日々変わっている。あらゆる場合において納得のいく動
作を提供するための新規の浮揚支持システムを備えた装置を採用するには、以下
に示す任意の１つまたはそれ以上の作業を行う必要がある。 １． １つまたはそれ以上の浮揚ユニットの「停止」または上方向への支持位置
を、スキマ装置の本体に関連して変更し、このスキマ本体が、状況に応じて、水
塊の表面に関連して昇降されるようにする。ねじ留めされた手段が、正確な設定
を行うための容易な手段を提供する。 ２． 内部皿へりの堰を、外部堰へりに関連して変更する。これも、ねじ留めさ
れた手段を用いることにより行える。 ３． 入口を包囲する水平バッフル板の排水パイプまでの高さを、入口の高さに
関連して変更する。ここででも、関連する高さの正確な差を得るために、ねじ留
めされた手段を用いることができる。ある実施例では、排水パイプ自体の外側に
ねじ切りを施し、そこに水平バッフル板をねじ留めしている。 ４． 排水パイプの入口の高さを、内部皿の堰へりの高さに関連して変更する。
ある垂直調整を、別の垂直調整に関連して容易かつ正確に行えるようにするため
に、内部皿自体を、ねじ切りを施した排水パイプ上にねじ留めしてもよい。 ５． バラスト重りを変更する。所定のバラスト重りの標準設定によって、外部
堰へりの高さと、スキマ装置が浮揚敵に支持している水または他の液体の高さの
間の差のための一連の標準設定が有益に得られる。上述の１で述べた手段を使用
することで、および/または、デノミネーションの低いバラスト重りを用いるこ
とで、適切な調整が得られる。

【００３３】 この方法では、本発明の浮揚支持スキマ装置を、幅広い動作状態において、効
率的な用途に容易に採用することができる。試行錯誤により、上述した１〜４の
変更のための最適な設定へ導く案内を得ることができるであろう。次に、本発明
とそのさらなる面について、添付の略図面を参照しながら説明する。

【００３４】 図１、図２は、概して外部容器２から成るスキマ装置を示している。この装置
の上部へり３は、動作中に外部第1堰を形成し、また、水塊表面から外部容器２
内へ向かってこの上を流れる水の支持層と共に、油を浮かせる。

【００３５】 外部容器２の内部には皿４が配置されている。動作中に、皿４の外部へり５が
第２堰を形成する。外部容器から皿４内へ向かって第２堰上を流れる水の支持層
と共に油を浮かせる。各々の堰の高さは、液体内で第２堰上に浮揚している油の
比率が液体内で外部または第１堰上に浮揚している油の比率よりも高くなるよう
に設定される。皿４内部で、油と減少した水の支持層が、水平バッフル板９上を
、中央に配置された入口へ、そして採収パイプ７内へと向かって一定の連続した
流れで流動する。入口へのへり８が第３堰を形成する。油とさらに減少した水の
支持層とが入口８を介して採収パイプ７内へなだれ落ちる。残りの水は、浮揚油
の下の、皿４の下部へと引き込まれ、皿４の底部に設けられた開口６を介して外
部容器２の内部へと逃げる。採収パイプ７は、入口へり８から皿４の底部へ、そ
して容器２の底部へと降下している。入口へり８は、第２堰を提供する内部皿の
へり５に関連して所定の高さに設定される。水平バッフル板９は入口８の周囲を
包囲しており、また、水平バッフル板９の上面がへり８の部分に、またはへり８
の直下部分にくるように調整可能に配置されている。濃縮された油/水の最終的
な混合物が採収パイプ７を通って取り出される。

【００３６】 容器２の内部は、表面から油が分離された水塊が流れる導管１０と連絡してい
る。導管１０は、皿４の下側部の下に配置されている。このような導管は、外部
容器２の側部から、外部容器２の中央部分へ向かう距離の一部へと内側に向かっ
てのびており、また、その断面範囲が内端部に向かって減少している。

【００３７】 例外の場合において、本発明の堰スキマは、油のみを採収パイプ７内に流す方
法で使用することもできる。例えば、半脱脂乳を残すべく浮揚クリームの層の部
分を分離させる場合のように、浮揚液体の部分的な分離ができれば十分であると
いった場合には、上述した手段の方法による動作を採用し、クリームだけを採収
パイプ７から取り出すことができる。これに関連して、本明細書中で示している
本発明の説明は、「油」という表現（この明細書の導入部分に記載されている条
件に従って解釈する）が「濃縮した油/水混合物」という表現に取って代わる場
合も含むものとして読解されるべきである。

【００３８】 皿４の底部に設けられた開口６によって、第２堰上を流れる水の一部が外側容
器２内に直接流入することができる。開口６は、内部を通過する水の流れの比率
を制御するために、例えば適切なスロットル手段によって様々な大きさにするこ
とができる。導管１０は容器２の内部および包囲する水塊と連絡しているため、
容器２内の水圧と水塊の外側で得られる水圧との間がかなり平衡する。導管１０
の形状と大きさは、このような平衡を乱しやすい要素、例えば波動等が発生した
際に、容器２と主要な水塊の間に生じる突然の水のうねりの発生とその影響を最
小限にするように設計されている。

【００３９】 採収パイプ７を介して油、または濃縮した油/水の混合物が収集され、次の処
理のために保管される。

【００４０】 既に上記で説明したように、スキマ装置の第１堰または外部堰と第２堰の間に
、１つまたはそれ以上の追加の堰を配置することができる。第１または外部堰と
第２堰の間に１つまたは１連の中間同心皿を配置することにより、堰が形成され
る。各々の皿のへりが、第１または外部堰の高さと第２堰の高さの間において、
適切に段を成した形状で配置される。このような中間皿の各々の底部には、１番
先頭の皿内部へと水を流すための開口手段が設けられている。

【００４１】 動作中に、油と、量が段々減少していく水流とが、各堰上、次に、そして最終
的にバッフル板９上を通り入口８内へと流入する。

【００４２】 図４に略図的に示すスキマ装置において、動作中に油と水の支持層とが流入す
る容器２２の上部へり２３の上に、第１堰または外部堰が形成される。容器２２
内の皿２４の外部へり２５は、浮揚油が水の支持層と共に、容器２２から皿へと
流れる際に通過する第２堰を形成する。皿２４内において、油と量が減少した水
との混合物が、中央に配置された排水受け３０のへりの方向に向かって流動する
。へり２８は第３壁を提供する。水は、浮揚油の下にある皿の下部へと引き込ま
れ、皿２４の底部に設けられた開口２６を介して外部容器２２の内部へと逃げる
。採収パイプ２７は、排水受け３０から上方向へとのびている。入口へり２８は
、第２堰のへり２５に関連して所定の高さに設定されている。このようなへり２
８は、水平バッフル板２９によって周囲を包囲されており、水平バッフル板２９
の上面は、へり２８と同じ高さ、またはその直下高さにくるように調整可能に配
置されている。

【００４３】 図１、図２を参照しながら説明した同様の方法で、容器２２の内部は、内方向
にのびる導管２０を介して外部水塊と連絡している。導管の断面範囲は、内側に
向かうに従って減少する。動作中に、濃縮された油/水混合物は、堰へり２８か
らなだれ落ちた後、採収パイプ２７を介して排水受け３０から上方向へ汲み上げ
られる。その他の動作的特長は、図１、図２に関連して既に説明したものに必要
に応じて変更を加えたものと同様である。

【００４４】 浮揚支持システム 堰表面スキマ装置のための浮揚支持の提供に関連する本発明のさらなる面は、
以下に参照する図面に略図的に示されている。

【００４５】 図１では、スキマ装置１に浮揚支持を提供するために３つの浮揚ユニット１１
が設けられている。これらの浮揚ユニットの各々は、参照符号１３の部分におい
てスキマ装置と旋回的に接続した支持アーム１２を備えている。旋回接続１３は
、支持アーム１２と、対応する浮揚ユニット１１との、スキマ装置１に関連した
、停止部材１４によって確定された上部停止位置までの、またこの位置を越えな
い垂直方向の弓状動作を許容するように設計されたスロットまたはくぼみ部分１
５内に配置されている。図２を参照のこと。この停止位置の下において、対応す
る浮揚ユニット１１を備えた支持アーム１２が、下方向に向かって自由に揺動す
るが、スキマに対しては何らの浮揚支持も提供しない。

【００４６】 実際には、これにより、旋回した支持アーム１２の各々が、対応する浮揚ユニ
ット１１と共に、平面で見た場合、外部へり３によって限定された範囲内のスキ
マ装置１の下で、自由に垂下するまで旋回することができる手段を提供すること
が実質的に有益である。図３Ｂを参照のこと。これにより、スキマ装置と浮揚シ
ステムの装置の移動と収納が容易になる。特に、この手段を用いれば、この装置
を、大きさの制限された開口または接近手段からタンクや地下貯水槽等の内部に
沈下させることが可能になる。液体の表面に到達すると、アーム１２と対応する
浮揚ユニット１１の関連した外方向または上方向への動きが生じ、この動きが、
浮揚ユニット１１がスキマ装置１に浮揚支持を提供する際にアームが停止手段１
４に遭遇するまで続く。

【００４７】 本装置のさらなる利点は、スキマ装置を、付随する浮揚ユニットと共に、管理
のし易い大きさの容器内に挿入することができ、また、この容器内で洗浄および
保管ができる点である。この容器は、洗浄液を内容していてもよく、また所望で
あれば過熱要素を内用していてもよい。スキマ装置の大きさによっては、容器を
、車輪の付いた移送手段の上に取り付けることもできる。この移送手段の大きさ
や大体の重量は、「ゴルフクラブ手押し車」タイプの装置からこれより小さなも
のまでの範囲で様々である。

【００４８】 次に図２を参照すると、剛性アーム１２の旋回動作の上限を所望の通り調整す
るために、停止手段１４のネジ取り付けを採用することができる。この方法では
、へり３上の第１または外部堰の高さは、浮揚ユニット１１に関連して変化する
。さらにこの方法では、適切な調整によって、装置を操作するために、外部堰へ
り３を実質的に平面に設定することができる（すなわち、平行な状態にある外部
水塊の表面と平衡する位置に設定することができる）。

【００４９】 本発明の好ましい実施例では、浮揚ユニット１１の各々は、旋回取り付け枠ま
たはトラニオン１６に、対応する指示アーム１２の二股に分岐した端部１７にお
いて旋回的に取り付けることができる。図１および図３Ａを参照のこと。このよ
うな旋回支持部１６は、浮揚ユニットの浮揚の中心、またはその付近に配置され
ることが好ましい。これにより、浮揚ユニットが、表面波やさざ波に対してより
反応し易くなる。浮揚ユニットの、旋回取り付け枠周囲における揺動動作は、剛
性アーム１２に付加される振動力を減衰するべく作用する。

【００５０】 所望であれば、複数の剛性アーム１２またはこの内のいずれか１つを「ひじ部
」１８、つまり旋廻手段と共に旋回することができ、これにより、これらを旋回
的に水平移動して、（所望であれば）装置の全体幅を縮小することができる。図
１を参照のこと。この方法では、例えば、タンクまたは容器のバッフル板の間と
いった比較的狭い空間内部で使用するために、スキマ装置と浮揚ユニットを組み
合わせて採用することができる。

【００５１】 本発明の範囲内に包含されるものであれば、スキマ装置用に浮揚支持を提供す
るための別の手段を採用してもよい。

【００５２】 図４では、スキマ装置２２は、調整可能停止部材６２までのびる垂直ロッドま
たはシャフト６１を備えた剛性アーム６０を設けた形態で示されている。浮揚ユ
ニット６３は、ロッドまたはシャフト６１上に滑動可能に取り付けられているこ
とにより、調整可能停止部６２に対してもたれ掛かった際に、（取り付けられて
いる（図示せず）２つまたはそれ以上の同様の浮揚ユニットと連係して）堰スキ
マ装置のための調整可能な浮揚支持を提供する。このような浮揚ユニットは、停
止位置から、または動作の最適高さへ向かって下方向へバイアスされるようする
ためにばね留めされていてもよい。

【００５３】 図５では、浮揚ユニットは、スキマ装置６７に取り付けられているケージ６６
内で垂直方向への自由運動が可能なボール６５として示されている。スキマが水
中で動作位置にある場合、ボールは、ケージの頂部６９における調整可能な停止
部６８を押圧し、これにより（２つの同様のボールと、スキマ装置周囲に設けら
れたケージ設備と連係して）隙間に調整可能な浮揚支持を提供する。

【００５４】 この場合も、ボールは、下方向へバイアスされるようにするためにばね留めさ
れていてもよい。

【００５５】 図６は、スキマ装置の対向する両側に配置され、剛性二股支持アーム３４、３
５によってスキマ装置と接続した浮揚ユニット３２、３３によって、浮揚的に支
持されるように設けられたスキマ装置３１を示している。剛性二股支持アーム３
４、３５は、スキマ装置３１の外壁から内方向にのびるスロット３８、３９内で
、離間した取り付け枠３６と３６、３７と３７に取り付けられている。スロット
と支持アームの大きさと取り付け枠は、平面図で見た際に、浮揚ユニットと各々
対応する支持アームとをスキマ装置の外部へりを超えて折り畳めるようにするた
めに、必要に応じて変更を加えた上述の方法で配置されている。これにより、大
きさが制限されている開口から、容易に装置をタンク内に挿入できるようになる
。浮揚ユニット３２、３３がスキマ装置３１に浮揚支持を提供できる際に、下に
ある液体の表面が燃えると、アームが適切に配置された停止部材と遭遇するまで
外方向にのびる。次に、装置は、壁またはバッフル板４０、４１によって両側を
制限された狭い範囲内で動作する。

【００５６】 図７では、参照符号５０でタンクまたは容器内部において、堰スキマ措置５１
が、表面が油の表面層（図示せず）によって汚染された水塊５２上に浮揚してい
る。柔軟な採収パイプ５３が、スキマ装置５１内の入口５７から下方向へ装置の
下側を通り、タンクまたは容器５０の外壁上の点５４へとのび、その先の出口５
６および中間バルブ５５とつながっている。採収パイプ５３の少なくとも一部分
の断面範囲は、入口５７の少なくとも１部分の断面範囲よりも小さい。あらゆる
特定の場合における範囲減少の量は、経験と試行錯誤によって求めることが最良
である。これは少なくとも８０％未満まで減少されるべきであり、１％未満〜５
０％までが好ましく、状況によって１％未満〜２５％までに減少されることが有
益である。

【００５７】 入口かが採収パイプへと通過する流量を制御するためにバルブ５５を用いるこ
とにより、ガルピングの発生を減少することができる。しかし、連続操作をして
いる場合や、ガルピングに対する追加の注意として、上述したように採収パイプ
の内部断面範囲の少なくとも１部分をさらに制限することが好ましい。

【００５８】 これが不可能な場合や、採収パイプの入口と出口の間を連続的に下方向に傾斜
させることが合理的かつ実用的である場合には、中間障害（例えばタンクの壁や
容器の制限壁）にかけて採収パイプを設け、吸い上げ管を提供することができる
。スキミング動作を開始するには、単純な低電力真空ポンプを用いて、タンク内
の水の表面の高さよりも低い高さにおいて付加した真空によって採収パイプを水
で充填する。

【００５９】 動作中に、油を含んだ水が堰スキマ装置５１から流入し、また、濃縮された油
/水混合物が、採収パイプ入口５７の方法によって流出し、次に採収パイプ５３
を通過する。この採収パイプ５３の少なくとも１部分の断面範囲は小さくなって
いる。出口５６から濃縮された油/水混合物がある。流量は、可変バルブ５５に
よって制御される。表面スキミング動作は振動、前後左右への揺動、または非常
に広い範囲においてガルピングに影響されることなく、スムーズに進行する。重
力のみを使用して濃縮された油/水混合物を抽出すれば、非常に経済的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 濃縮された油/水混合物を採収パイプを介して下方向へ向かって取
り出すために配置された、本発明によるスキマ装置の１実施例を示す平面図であ
る。

【図２】 図１に示したスキマ装置の断面図であり、この装置が浮揚ユニット
の１つと接続している図を示すものである。

【図３】 図３Ｂはスキマ装置との1端における旋廻接続周囲での下方向への
揺動を許容されている剛性アームの他端上に旋回的に取り付けられた図２の浮揚
ユニットを示す図である。図３Ａは、スキマ装置の中央の方向から見た場合の、
図３Ｂの特徴を示す図である。

【図４】 濃縮された油/水混合物の上方向へ向かう取り出しのために配置さ
れた、本発明のスキマ装置の別の実施例を示す断面図である。さらに、設計を変
えて、上述したタイプの浮揚支持を提供するようにしたスキマ装置の浮揚ユニッ
トの１つを略図的に示している。この浮揚ユニットは、スキマ装置に接続した調
整可能な停止部において終端している案内ロッド周囲で、上方向と下方向への動
作するべく滑動可能に取り付けられている。

【図５】 スキマ装置に取り付けられたケージ内で浮揚ユニットが上方向また
は下方向に自由に動くことができ、ケージの頂部には調整可能な停止部が設けら
れた、別の浮揚ユニット装置の断面図である。

【図６】 スキマ装置が、各々が装置の各側を支持する２つの浮揚ユニットに
よって浮揚的に支持されるように配置された本発明の１実施例を示す平面図であ
る。

【図７】 水塊の表面高さよりも低い高さに設置された採収パイプへの出口を
備えた、動作モードでは水塊の表面上に浮いた状態にあるスキマ装置を示す図で
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＧ，ＢＲ，ＣＡ ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ， ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ ，ＭＧ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ， ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，Ｕ Ａ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＺＷ

Claims (25)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 浮揚油（「第１液体」）を、より密度の高い別の液体（「第２
   液体」）から除去するための堰スキマであって、 ｉ. 浮揚している第１液体と第２液体の支持層とを第２液体の水塊の表面か
   ら分離して容器内に入れるための第１堰として機能するへりが設けられた外部容
   器と、 ｉｉ. 前記外部容器内に配置されており、そのへりが前記第１堰へりから離
   間した位置にあり、その下にある前記外部容器内の多量の前記第２液体から、前
   記浮揚第１液体を前記第２液体の支持層と共に分離して内部皿へ入れるために第
   ２堰として機能するべく設けられている内部皿と、 ｉｉｉ. 前記内部皿の下部に配置され、前記外部容器の内部と連絡している
   開口手段と、 ｉｖ. 前記外部容器の内部とその外側部分の間を連絡する開口手段と、 によって特徴付けられる堰スキマ。
2. 【請求項２】 ｖ. 前記内部皿内で、その下にある前記第２液体の層から
   第１液体と第２液体の濃縮した混合物を分離するために、前記内部皿内に配置さ
   れた第３堰手段と、 ｖｉ. 前記濃縮混合物を堰スキマから除去する手段と、 によって特長付けられる請求項１に記載の堰スキマ。
3. 【請求項３】 前記外部容器の側部から、またはこれを通過して内方向へと
   のびる導管の形状の開口手段によって特長付けられる前出の請求項のいずれか１
   項に記載の堰スキマ。
4. 【請求項４】 前記導管の断面がその内端部分で減少していることを特徴と
   する請求項３に記載の堰スキマ。
5. 【請求項５】 下方向にのびる採収パイプの入口のへりが、前記第１液体と
   第２液体の濃縮混合物をその下にある第２液体の層から分離するための第３堰と
   して機能するべく採用されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項
   に記載の堰スキマ。
6. 【請求項６】 排水受けのへりが、前記第１液体と第２液体の濃縮混合物を
   その下の第２液体の層から分離するための第３堰として機能するべく採用されて
   いることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の堰スキマ。
7. 【請求項７】 前記第３スキマへりが水平バッフル板によって包囲されてお
   り、前記水平バッフル板の上面が前記第３堰へりと同じ高さ、またはこれよりも
   下の高さに配置されていることを特徴とする請求項５または６のいずれか１項に
   記載の堰スキマ。
8. 【請求項８】 ｉ. 水から浮揚油を分離するため、 ｉｉ. 水性基質から藻類を分離するため、 に採用されている前出の請求項のいずれか１項に記載の堰スキマ。
9. 【請求項９】 前記採収パイプまたはその延長部分が、前記パイプの入口よ
   りも断面範囲が小さな部分を備えたその長さにかけて設けられていることを特徴
   とする請求項５および従属請求項のいずれか１項に記載の堰スキマ。
10. 【請求項１０】 前記第１堰へりと前記内部皿のへりの間に１つまたはそれ
    以上の中間皿が配置されており、各中間皿のへりが、油と水の支持層を、その下
    にある隣接する皿の上流内の、あるいは、一連の皿の第１番目の皿の場合は前記
    容器内部の水の層から分離するための中間堰を提供し、また、各皿の下部には、
    列の上流にある次の皿の内部と、あるいは、一連の第１番目の皿の場合は前記容
    器内部と連絡する開口手段が設けられている前出の請求項のいずれかに記載の本
    発明の改良形。
11. 【請求項１１】 装置であって、 ｉ. 水またはその他の液体内で、前記装置の外部に配置され、対応する接続
    支持手段の方法によって前記装置と連絡している複数の浮揚ユニットによって浮
    揚的に支持されるべく採用され、 ｉｉ． 各々の接続支持手段が、 ａ． 前記浮揚ユニットと関連する接続支持手段とが、前記スキマ装置に対し
    て、上方向への浮揚支持を提供するようにするために、前記浮揚ユニットのさら
    なる上方相対動作が拘束または制限されている上部位置と、 ｂ． 前記浮揚ユニットがこのような支持を提供しない下位置と、 の間にある、対応する浮揚ユニット間の前記装置に関連した自由な上方向および
    下方向への動作を許容するように配置されている堰スキマ装置を有する装置。
12. 【請求項１２】 前記堰スキマ装置が、前出の請求項１〜１０のいずれか１
    項に記載されている、請求項１１に記載の装置。
13. 【請求項１３】 前記各々の浮揚ユニットの上方向への相対動作の限度を確
    定および制御するべく採用された停止手段を有する請求項１１、１２のいずれか
    １項に記載の装置。
14. 【請求項１４】 前記接続支持手段が、前記堰スキマ装置から前記浮揚ユニ
    ットへと外方向にのびるべく採用された支持アームを有する請求項１１〜１３の
    いずれか１項に記載の装置。
15. 【請求項１５】 前記支持アームと浮揚ユニットの間の前記接続が、波動に
    反応した前記浮揚ユニットの振動動作を許容する請求項１４に記載の装置。
16. 【請求項１６】 前記浮揚ユニットとその対応する支持アームが、平面で見
    た場合にこれらが、前記堰スキマ装置の外部へりによって制限された範囲におい
    て前記堰スキマ装置から下方向に自由に下垂できる方法で、前記堰スキマ装置と
    接続している請求項１４または１５のいずれか１項に記載の装置。
17. 【請求項１７】 前記支持アームが、その対応する浮揚ユニットと共に、前
    記装置が水上に配置された際に配備を提供する浮揚性を自動的に推定するべく採
    用されている請求項１４から1６に記載の装置。
18. 【請求項１８】 前記支持アームの１つまたはそれ以上が、水平および旋回
    的に固定されることができる手段を有するため、前記装置の全体幅を変更するこ
    とができる請求項１５〜１７のいずれか１項に記載の装置。
19. 【請求項１９】 前記装置が、前記堰スキマがクリームを取り去った牛乳の
    副次状態からクリームを分離する際に、牛乳を含まずにクリームのみを引き上げ
    るべく採用されている請求項１３および従属請求項に記載の本発明の改良形。
20. 【請求項２０】 より密度の高い別の液体の表面上に浮揚している第１液体
    を、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の堰スキマによって除去するための方
    法。
21. 【請求項２１】 請求項１１〜１９のいずれか１項に記載の装置内に設けら
    れた浮揚的に支持された堰スキマを使用する請求項２０に記載の方法。
22. 【請求項２２】 ｉ． 水から浮揚油を分離するため、 ｉｉ. 水性物質から浮揚している藻類を分離するため、 ｉｉｉ． クリームを取り去った牛乳の基質から浮クリームを分離するため、
    に採用された際の、請求項２０または２１のいずれか１項に記載の方法。
23. 【請求項２３】 実質的に添付の図面を参照して本明細書中で説明した通り
    の本発明による堰スキマ。
24. 【請求項２４】 実質的に添付の図面を参照して本明細書中で説明した通り
    の堰スキマと浮揚支持システムを備える装置。
25. 【請求項２５】 実質的に本明細書中で説明した通りの、密度のより高い液
    体の表面からから浮液体を除去するための方法。