JP2006088040A - フロート搭載式油回収装置 - Google Patents

Abstract

【課題】粒径の小さい油であっても回収することができ、油回収率の向上を図ることができるフロート搭載式油回収装置を提供する。
【解決手段】喫水下に複数の油水流入口１２が設けられた円筒状本体１１を有する油水分離室１０と、油水分離室本体の外側に配置された蛇腹３１と、蛇腹３１の頂部に取り付けられた流入堰３２と、油水分離室本体および蛇腹３１ならびに流入堰３２の間に形成された油水流入室３０と、流入堰３２に取り付けられた複数の内フロート３４と、油水流入室３０の外側に取り付けられた複数の外フロート３５と、油溜め１８から油水分離室外まで延びる吸油管５１と、油水分離室１０の底部に設けられた強制排水装置６０とを備えたフロート搭載式油回収装置であって、油水分離室本体内が円筒状の仕切壁４１で仕切られて油水分離室内周面と仕切壁外周面との間に粗粒分離室４４が形成され、仕切壁内側に細粒分離室４５が形成されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、フロート搭載式油回収装置、特に海、湖沼、河川などの回収場所に浮かべ、油を回収するフロート搭載式油回収装置に関する。

フロート搭載式油回収装置として、フロート搭載型渦流式油回収装置が知られている。この油回収装置は、サイクロン室とサイクロン室に油水を導く導水室を備えている。導水室の外側に外フロートが、導水室の内側に内フロートがそれぞれ固定されており、サイクロン室の底部に強制排水装置が設けられている（例えば、特許文献１参照）。強制排水装置によりサイクロン室底部から水を排出することにより、油水が導水室からサイクロン室流入口を経てサイクロン室内に流入し、渦流が発生する。渦流中の水と油は比重差により水と油は分離し、油は上昇して回収され、水は下降してサイクロン室底部から排出される。

油水中の油分は、油水の流動により油滴に分割される。油滴が分割されて粒径が小さくなると、油水が分離しにくくなる。サイクロン室内では強制排水装置の吸引力により油水の流れが速く、分離されなかった油滴が水とともにサイクロン室外に流出することがある。特に、波浪等の動揺により水面に浮遊する油が分割される場合は、この傾向が強い。このために、油回収率が低下するという問題があった。
特開２００２−２７４４８６号公報、段落［０００３］

この発明は上記問題を解決するものであって、粒径の小さい油であっても回収することができ、油回収率の向上を図ることができるフロート搭載式油回収装置を提供することを課題としている。

この発明のフロート搭載式油回収装置は、喫水下に複数の油水流入口が周方向に間隔をおいて設けられた円筒状本体を有する油水分離室と、油水分離室本体と同心かつ油水分離室の外側に配置された蛇腹と、蛇腹の頂部に取り付けられた環状の流入堰と、油水分離室本体と蛇腹および流入堰との間に形成された油水流入室と、前記流入堰に周方向に間隔をおいて取り付けられた複数の内フロートと、前記油水流入室の外側に周方向に間隔をおいて油水分離室本体に取り付けられた複数の外フロートと、前記油水分離室頂部の油溜めに吸油口を有し、油水分離室外まで延びる吸油管と、前記油水分離室の底部に設けられた強制排水装置とを備えたフロート搭載式油回収装置であって、前記油水分離室本体内をこれと同心の円筒状の仕切壁で仕切って油水分離室内周面と仕切壁外周面との間に環状の粗粒分離室を形成するとともに、仕切壁内側に細粒分離室を形成したことを特徴としている。

上記油回収装置において、前記仕切壁の頂部に円筒状の仕切堰を高さ位置調整可能に取り付けてもよい。

上記油回収装置において、前記油水分離室中心に向かって傾斜し、多数の小孔を有する複数の環状油滴捕集板を、前記油水分離室本体と同心かつ上下に間隔をおいて前記細粒分離室内に設けてもよい。

また、前記強制排水装置を、回収翼モーターと、回収翼モーターで回転駆動され、油が分離された水を前記油水分離室の底部から下方に向かって排水する回収翼と、回収翼の下方に配置され前記排水を板面に沿って放射状にそらす排水流転向板とを備えた構造とすることができる。

さらに、上記油回収装置において、前記油溜めの頂部に空気溜りを設けてもよい。

さらにまた、上記油回収装置において、前記空気溜り内に配置された排気用フロートと、排気用フロートに保持された吸気管と、前記吸油管の吸油口の直下に設けられた空気除去エジェクターとからなり、前記排気用フロートが下降したときに前記吸気管の下端部が空気除去エジェクターの喉部に位置する構造としてもよい。

この発明の油回収装置では、油水分離室内に流入した油水は粗粒分離室および細粒分離室を通過するので通過流路が長く、仕切壁のない油水分離室を通過するよりも長い時間、油水分離室にとどまる。油水中の油滴は直径の大きいほど上昇速度が速いので、粗い油滴が粗粒分離室で油水から分離される。粗粒分離室で分離されなかった細かい油滴を含む油水は粗粒分離室から仕切壁を越えて細粒分離室に流入し、ここで油水から分離される。この結果、油が油回収装置の外に流出することは殆んどなく、油回収率が向上する。

高さの高いサイクロン室を持たないので、装置全体の高さを低くすることができる。したがって、水深が浅い回収作業場所であっても水面に浮遊する油を回収することができる。また、回収翼の給排水量（回転数）の変動により油回収装置の上下に移動しない、作業水域の水底を撹拌しないので濁りなどが発生しないという効果もある。

図１および２はこの発明の第１の形態を示すもので、図１は油回収装置を模式的に示す断面図であり、図２は図１に示す装置の平面図である。油回収装置は、主として油水分離室１０、油水流入室３０、内フロート３４、外フロート３５、油水分離部４０、吸油装置５０および強制排水装置６０とからなっている。

油水分離室１０は円筒状の分離室本体１１と分離室本体１１の頂部に取り付けられたドーム状の蓋１７を備えている。本体１１の底部寄りに複数の油水流入口１２が周方向に間隔をおいて設けられている。油水流入口１２は、水面下にあって潜り堰となっている。蓋１７の内側は、油溜り１８となっている。本体底部には環状の床板２８が取り付けられている。

油水流入室３０は、油水分離室本体１１と蛇腹３１および流入堰３２との間に形成されている。蛇腹３１は、下端部が前記床板２８の外周に沿い、油水分離室本体１１と同心に底板２８に固定されている。流入堰３２は環状をしており、蛇腹３１の上端部に取り付けられている。

内フロート３４は、３個が周方向に間隔をおいて流入堰３２に固定されている。前記床板２８から周方向に間隔をおいて３本の外フロート腕３６が突出している。外フロート３５は油水流入室３０の外側にあって、外フロート腕３６の先端部に沈降深さ調整板３７を介して取り付けられている。所要のフロート沈降深さに応じて調整孔３８の位置を選び、沈降深さ調整板３７をボルト３９で外フロート腕３６に固定する。

油水分離部４０は、油水分離室本体１１と同心に配置された円筒状の仕切壁４１が前記床板２８の内周縁から上方に延びている。仕切堰４２が、調整ボルト４３で上下に位置調整できるように仕切壁４１の上端寄りに取り付けられている。油水分離室本体１１の内周面と仕切壁４１および仕切堰４２との間に、環状の粗粒分離室４４が形成されている。仕切壁４１の内側は細粒分離室４５となっている。

吸油装置５０は、吸油管５１が油溜め１８から油水分離部４０を通り、油水分離室１０の外まで延びている。吸油管５１の入口は油溜め１８の中央上部に位置し、漏斗状の吸油口５２となっている。吸油管５１の出口は、油移送管を介して船上の吸油ポンプ（いずれも図示しない）に接続されている。

強制排水装置６０は、前記床板２８のフランジ部２９に底部フランジ６１がボルト６２で取り付けられている。底部フランジ６１の中央部に、下方に延びる排水管６４が設けられている。底部フランジ６１の上面にはモーター架台６７がボルト６８で固定されており、モーター架台６７の中央には回収翼モーター７０が取り付けられている。回収翼モーター７０の出力軸７１に回収翼軸７７が連結されている。回収翼軸７７は排水管６４の下端近くまで延びており、中間部は固定金具７４で排水管６４内に保持された軸受７３に支持されている。回収翼軸７７の下端寄りに、回収翼７６が取り付けられている。

前記底板２８の下面から複数本の設置脚８０が下方に延びている。設置脚８０の下端近くには、円板状の排水流転向板７８が支持腕７９を介して水平に支持されている。排水流転向板７８は、回収翼７６の下方に位置し、回収翼７６に向き合っている。

つぎに、上記のように構成された油回収装置の作用について説明する。油回収装置は、油回収作業船により油が浮遊する回収場所、例えばオイルフェンス内に運ばれ、水面に降ろされる。油回収装置は、外フロート３５の浮力により浮かび、油水分離室１０はあらかじめ設定された深さまで沈む。油水分離室１０の沈降深さが適切でない場合、前記沈降深さ調整板３７で沈降深さを調整する。

油回収装置を水面に降ろした状態では油水分離室１０内の上部は空気が充満しており、内フロート３４は浮上し、蛇腹３１は伸びている。ここで、吸油ポンプ（図示しない）を駆動し、油水分離室１０内の空気を吸油口５２から吸引し、油水分離室１０内の空気を除去する。この結果、油水分離室１０内の水位が上昇し、油水分離室１０は沈み、内フロート３４が浮上して蛇腹３１が更に伸びる。ついで、回収翼７６を駆動して油水分離室１０内の水を排出する。この排水により油水流入室３０の水位が低下し、内フロート３４が下がり、同時に流入堰３２が下がるので、流入堰３２を越えて油水が油水流入室３０に流入する。油水は油水流入室３０から油水流入口１２を経て油水分離室１０内に流入する。

油水分離室１０内に流入した油水は、まず粗粒分離室４４に入る。一般に、油水分離室１０に流入する油分は、波浪、流れ等により油滴に分割（エマルジョン化）されている。油水分離室１０内で油水の流速が早い、あるいは油滴が小さいなどの場合、油水が分離しにくくなり、回収翼７６の回転による油水の加速により油分が油水分離室１０外に流出することがある。特に、波浪等の動揺により水面に浮遊する油が分割される場合は、この傾向が強い。しかし、上記のように油水は粗粒分離室４４を通るので、流入した油水は上方に迂回して、下方に排出される。この結果、油水が通過する流路が長くなるとともに、油滴の一部が前記強制排水装置の排水管６４に向けて近道流出することが妨げられるなどにより油水分離が促進される。

粗粒分離室４４に流入した油のうち粒径が大きい油滴は浮上速度が速いので、粗粒分離室４４で分離される。分離された油滴は、上昇して油溜め１８に蓄積される。蓄積した油は吸油ポンプで吸引され、吸油管５１を経て船上の油タンクに回収される。なお、回収油水の油種、回収量、エマルジョン化等の状況に応じて、仕切壁４１の頂部に設けられた仕切堰４２の高さ位置を調整する。

粗粒分離室４４で分離されなかった細かい油滴を含む油水は、粗粒分離室４４から仕切壁４１を越えて細粒分離室４４に流入する。ここで、細かい油滴が油水から分離され、上昇して油溜め１８に蓄積される。

油が除去された水は、回収翼７６による吸引力で油水分離室１０から排水管６４を経て油回収装置の外に排出される。このとき、排水管６４を出た水は下方の排水流転向板７８に突き当たり、９０度方向を変えて水平流となる。この結果、水深が浅い油回収作業水域での水底撹拌がなくなる、排水管６４から流出した油滴が再浮上しやすくなる、排水量変更時に回収翼７６の反力による油回収装置の上下動がなくなるなどの効果がある。

図３はこの発明の第２の形態を示すもので、油回収装置を模式的断面図である。図３で図１に示す部材と同様の部材には同じ参照符号を付け、その詳細な説明は省略する。

図３に示す油回収装置と図１に示す装置とは、図３の装置が油滴捕集板４７および空気除去装置５５を備えている点で相違している。

油滴捕集板４７は、複数が前記細粒分離室４５の内側に上下に間隔をおいて油水分離室本体１１と同心に配置されている。油滴捕集板４７は漏斗状をしており、多数の小孔４８が設けられている。油滴捕集板４７の寸法、個数などは油回収能力によるが、例えば小孔４８の直径は８〜１０ｍｍ、油滴捕集板の上下間隔も８〜１０ｍｍである。

油溜め１８には、連通路１９を介して空気溜り２３が設けられている。空気溜り２３のフランジ２４にカバー２５が取り付けられており、空気溜り２３は気密となっている。カバー２５には、空気注入弁２６が取り付けられている。

空気除去装置５５は、空気溜り２３内に排気用フロート２３が設けられている。排気用フロート５６は、吸気管５７を保持している。吸気管５７の下端は、前記吸油口５２に入り込んでいる。吸油口５２の直下は、空気除去エジェクター５８となっている。

上記のように構成された油回収装置において、粗粒分離室４４で粗い油滴が分離された油水は小粒径の油滴を含んだまま仕切堰４２を越えて細粒分離室４５内に流入する。粒径がある程度大きな油滴は、浮力により油滴捕集板４７の小孔４８を通過、浮上して油水分離室１０の上部の油溜め１８に集まる。粒径が小さ過ぎて浮力が小さい油滴は、小孔４８を通過できず、小孔４８の縁の周辺に付着、集積する。これらの油滴は凝集して粒径が次第に大きくなり、浮力が小孔４８を通過することができる大きさの油滴または油滴の団塊となる。これら油滴または団塊は、小孔４８を通って上昇し、油溜め１８に集まる。油滴捕集板４７を設けることにより、第１の形態の装置に比べ更に微細な油滴を捕集することができる。

空気が油水分離室１０内に油水とともに侵入することがある。侵入した空気は、油水分離室１０内を上昇し、連通路１９から空気溜り２３に流入する。特に水面に波浪があると、空気が侵入しやすい。空気が侵入すると、油水分離室１０の上部に自由水面が発生し、波立って油水分離室１０内の油水が撹拌され、油水分離能力が低下する。吸油ポンプで空気も吸引可能であるが、油溜め１８の頂部と吸油口５２との間に隙間があり、空気を完全に排除することができない。侵入した空気を、上述のように油水分離室１０から隔離された空気溜り２３に集めることにより、油水分離能力の低下は防がれる。

空気溜り２３に空気が充満すると、排気用フロート５６が下がり、吸気管５１の下端が空気エジェクター５８の喉部５９に近づく。空気エジェクター５８は、排出される油の喉部５９を通る流れによって作動する。空気溜り２３中の空気は吸気管５７を経て吸油管５１内に吸引され、油とともに油回収装置から排出される。排気用フロート５６は、吸気に伴い次第に上昇し、吸気管５７の下端が空気除去エジェクター５８の喉部５９から離れると、空気の吸引は停止する。油が高粘度油である場合、吸気管５７の上端が高粘度油で覆われると吸気ができなくなる。しかし、吸気管５７は排気用フロート５６とともに上昇して吸気管５７の上端は常に油面より上にあるので、吸気管５７の上端が高粘度油で塞がれることはない。

油が除去された水は、回収翼７６による吸引力で油水分離室１０から排水管６４を経て油回収装置の外に排出される。このとき、排水管６４を出た水は陣笠状の排水流転向板７８に突き当たり、斜め下方に向かう板面に沿った放射状の流れとなる。

なお、油回収作業が終了し、油回収装置を船上に引き上げる際、油水分離室１０内に多量の油水が充満しているので、装置自重に油水の重量を加えた荷重に相当する大きな装置引上げ力を要する。このために、前記空気注入弁２６から空気を油水分離室１０内に注入し、油水を室外に排出する。これにより、装置自重だけに相当する力で油回収装置を引き上げることができる。

この発明は、上記形態に限られるものではない。例えば、内外フロートは３個に限らず装置の大きさにより２個あるいは４個以上であってもよい。油滴捕集板の形状も漏斗状に限らず、例えば浅い椀状であってもよい。また、第１の形態の装置に油滴捕集板を設けてもよく、あるいは第２の形態の装置の油滴捕集板を省略してもよい。さらに、第１の形態の装置に空気除去装置を設けてもよく、あるいは第２の形態の装置の空気除去装置を省略してもよい。

この発明の第１の形態を示すもので、油回収装置の模式的断面図である。 図１に示す油回収装置の平面図である。 この発明の第２の形態を示すもので、油回収装置の模式的断面図である。

符号の説明

１０ 油水分離室 １１ 油水分離室本体
１２ 油水流入口 １７ 蓋
１９ 連通路 ２３ 空気溜り
２８ 床板 ３０ 油水流入室
３１ 蛇腹 ３２ 流入堰
３４ 内フロート ３５ 外フロート
３７ 沈降深さ調整板 ４０ 油水分離部
４１ 仕切壁 ４２ 仕切堰
４４ 粗粒分離室 ４５ 細粒分離室
４７ 油滴捕集板 ４８ 小孔
５０ 吸油装置 ５１ 吸油管
５２ 吸油口 ５５ 空気除去装置
５６ 排気用フロート ５７ 吸気管
５８ 空気除去エジェクター ５９ 喉部
６０ 強制排水装置 ６１ 底部フランジ
６４ 排水管 ６７ モーター架台
７０ 回収翼モーター ７１ モーター出力軸
７３ 軸受 ７６ 回収翼
７７ 回収翼軸 ７８ 排水流転向板
８０ 設置脚

Claims (6)

1. 喫水下に複数の油水流入口が周方向に間隔をおいて設けられた円筒状本体を有する油水分離室と、油水分離室本体と同心に油水分離室の外側に配置された蛇腹と、蛇腹の頂部に取り付けられた環状の流入堰と、油水分離室本体と蛇腹および流入堰との間に形成された油水流入室と、前記流入堰に周方向に間隔をおいて取り付けられた複数の内フロートと、前記油水流入室の外側に周方向に間隔をおいて油水分離室本体に取り付けられた複数の外フロートと、前記油水分離室頂部の油溜めに吸油口を有し、油水分離室外まで延びる吸油管と、前記油水分離室の底部に設けられた強制排水装置とを備えたフロート搭載式油回収装置であって、前記油水分離室本体内をこれと同心の円筒状の仕切壁で仕切って油水分離室内周面と仕切壁外周面との間に環状の粗粒分離室を形成するとともに、仕切壁内側に細粒分離室を形成したことを特徴とするフロート搭載式油回収装置。
2. 前記仕切壁の頂部に円筒状の仕切堰を高さ位置調整可能に取り付けた請求項１記載のフロート搭載式油回収装置。
3. 前記油水分離室中心に向かって傾斜し、多数の小孔を有する複数の環状油滴捕集板を、前記油水分離室本体と同心かつ上下に間隔をおいて前記細粒分離室内に設けた請求項１または請求項２記載のフロート搭載式油回収装置。
4. 前記強制排水装置が、回収翼モーターと、回収翼モーターで回転駆動され、油が分離された水を前記油水分離室の底部から下方に向かって排水する回収翼と、回収翼の下方に配置され前記排水を板面に沿って放射状にそらす排水流転向板とを備えた請求項１、２または３記載のフロート搭載式油回収装置。
5. 前記油溜めの頂部に空気溜りを設けた請求項１〜４のいずれか１項に記載のフロート搭載式油回収装置。
6. 前記空気溜り内に配置された排気用フロートと、排気用フロートに保持された吸気管と、前記吸油管の吸油口の直下に設けられた空気除去エジェクターとからなり、前記排気用フロートが下降したときに前記吸気管の下端部が空気除去エジェクターの喉部に位置する請求項１〜５のいずれか１項に記載のフロート搭載式油回収装置。