本発明の目的は、海中の浮遊ゴミを回収するための手段を提供することである。
本発明によれば、この目的は、海洋ゴミを回収する船舶によって達成され、この船舶は、少なくとも2つの側方船体を備え、この船体がその間に槽を画成する。船舶の寸法に応じて、この船舶は3つ以上の側方船体を備えていてもよい。
本発明による船舶は、船体どうしの間の槽が、両端で開口し、船舶の船首から船尾まで連続している複数の区画を備え、各区画は少なくとも1つの収拾装置を具備していることを特徴とする。各区画は、特定寸法の物体または特定範囲の寸法の物体を収拾できる収拾装置を具備している。これらの区画は、より小さい物体を収拾できる装置がより大きい物体を収拾できる装置の後ろに配置されるように配置される。
本発明による船舶の槽の全体幅およびその高さは、海の垂直平面上に水層の処理面を画成でき、この処理面は、少なくとも1000m2に等しく、好ましくは少なくとも2000m2に等しく、好ましくは少なくとも3000m2に等しく、収拾装置の設計または構成とは関係なく、収拾装置によって全面的に処理される。
この船舶は、収拾装置によって収拾された物体を回収できる開口を有する船体に接続しているデッキを具備していてよい。この専門デッキは、収拾された物体を処理し、保管し、かつ/または積み換えるための上部構造を備えていてよい。専門デッキには、収拾装置と一体化した装着装置および/または引っ込め装置を設けてもよい。
これらの特徴を備えている船舶であれば、ゴミを効率的かつ経済的に収拾できる。船舶の推進抵抗は、抑制されて船体の合計幅まで小さくなる。そのため、この船舶は、比較的迅速に動くことができ、相当な面積を処理できる。
前進する際に浮遊ゴミは、船舶の槽に入ることができ、物体の寸法に対応しているそれぞれの区画に設けられた1つ以上の収拾装置によって別々の区画に収拾される。様々な収拾装置が、様々な寸法の物体を収拾するように設計される。つまり、各装置は、特定の寸法範囲に収まる寸法の物体を収拾できるということである。
様々な区画は、より小さい物体を収拾できる装置がより大きい物体を収拾できる装置の後ろに配置されるように配置される。この配置によって、船舶の前部に大きい物体を収拾できる。この区画の収拾装置は、特に大型の物体を収拾するために設けられてよい。収拾装置は特に安定しているが、逆にその寸法範囲を下回る寸法の物体を通過させる。次の区画は、それよりも小さい寸法の物体を収拾できるように設計される。第1の区画は、例えばコンテナのような最大のゴミを収拾できるように設計されてよい。そのため、次の区画の収拾装置は、その寸法の物体から保護され、耐性は弱まる可能性があるものの、小さい物体に対しては依然として十分である。
船体によって画成される槽は、床を備えていてよい。この床は、船体どうしを連結して構造を安定させることができる。
本発明による船舶は、様々な喫水で航行できるようにバラストを積んだタイプのものであることが好ましい。バラストは、船体および/または床の中にあってよい。バラストを積む利点は、例えばより浅いゴミの層、または逆により厚い層を処理するために、船舶が様々な水位で航海できる点である。
船体は、SWATH(Small Waterplane Area Twin Hull、小水線面積双胴船)の概念に基づくものであってよい。側方船体は、それぞれがバラストを積んだ竜骨を有して船舶を様々な水位で浮遊させるようにできる。SWATHは、双胴船であり、各船体が深く浸水している。中央プラットフォームは、水線の所で薄い接合部を介して船体に連結している。この構成の利点は、悪天候の状態で耐航性を向上させることである。この構成での竜骨は、その位置、形状および体積により、船舶の静水圧の安定性および流体力学の安定性を向上させ、船舶を特に安定させ、波により不安定になる作用を受けにくくする。船体は深く浸水していて浮遊面が小さいため、船舶は、波により不安定になる作用にあまり曝露されなくなる。船舶の動きは、同じ排水量の単胴船と比較して20〜50%小さくなる。このシステムを本発明による船舶に応用できる。
本発明による船舶の区画は、収拾装置を保持かつ/または案内するための支持部材を有していてよい。これらの支持部材は、特に1つ以上の長手壁または仕切りであってよい。区画の壁または仕切りは、互いに間隔をあけて該当する区画に対応する寸法の物体を通すようになっている。
船舶の船首の区画は、好ましくは少なくとも船舶が浸水している高さ全体に沿って、衝撃吸収装置を具備していることが好ましく、特に、ゴムコーティング材のような緩衝力のある材料でできたコーティング材および/またはバネを有する緩衝装置および/または油圧装置および/または油空圧装置を具備している。
有利には、少なくとも1つの収拾装置は、この収拾装置と一体化しているか収拾装置から独立していて、固定されているかヒンジで動く1つ以上の上向きに動くプラットフォームまたはスキップまたはショベルを備え、かつ/または特に布製のメッシュもしくはフィルターバリアを有するネットまたは格子を備えるかこれで構成される。
船舶の前方区画にある第1の領域にある収拾装置は、大型のメッシュまたは格子を有するネット、金属ワイヤまたは金属メッシュ、あるいは強度が十分な任意の材料で作製されてよい。ネットまたは格子の底には水平なプラットフォームを設けることができ、このプラットフォームは、ネットまたは格子の底に連結した突起を構成し、様々な深さで浮遊するゴミを引き上げることができる。このプラットフォームは、ネットまたは格子の延長部、フォークまたは金属プレートで形成されてよい。もう1つの様式では、ゴミを引き上げるプラットフォームは、ネットまたは格子から独立している。
収拾装置は、ワイヤーメッシュ製のスキップ、回転コンベアベルトで作製されてもよく、回転コンベアベルトは特に、このコンベアベルトと一体化しているか独立している引き上げ手段、とりわけ引き上げショベル、メッシュ製スキップ、または固定フックもしくはヒンジフックを備えている。
収拾装置は、引き上げられ、かつ/または引っ込められ、かつ/または取り除かれることが可能なことが好ましい。本発明の特に有利な実施形態によれば、少なくとも1つの区画に少なくとも2つの連続する収拾装置が設けられる。この構成では、例えばメンテナンスのため、または収拾した物体が詰まったという理由で1つの装置を引き上げることができ、その間に第2の装置は、収拾を確実に実行できるとともに、寸法の合っていないゴミが次の区画に到達するのを防止できる。
船舶は、浮遊しているか海面下に浸水していて船舶の進路上の水層中に位置している物体を検知して位置を特定するための装置を具備していてよく、このようにして、大型ゴミを収拾するために船舶が十分前もって減速できるようにする。
長手方向の仕切りまたは壁など、収拾装置を保持かつ/案内するための支持部材は、側面方向に移動可能で、かつ/または取り外し可能であることが好ましい。これによって支持部材の数を増減させて間隔を増減させることができ、あるいは異なる収拾装置を設置でき、例えば後に最新技術に更新する場合にさらに高性能の装置を設置できる。
収拾装置の少なくとも一部は、船舶の後部に向かって傾斜してよい。本発明の有利な実施形態によれば、装置は、水平面に対して45°よりも小さく、特に30°よりも小さく、好ましくは15°よりも小さい角度で後部に対して傾斜していてよい。これは特に、小さい物体を収拾できる区画の装置に当てはまることである。これらの装置は、そのメッシュまたは格子がより細かいためにより壊れやすい。装置が傾斜することで、装置に衝突する物体によってかかる力を軽減することが可能になる。
収拾装置は、回転システムに取り付けられたコンベアベルト、格子、ショベルまたはスキップなどの収拾手段を備えていることが好ましい。そのため、これらの収拾手段は、装置が動作している間に(好ましくはほぼ水平に後ろに向かって)傾斜面で動き、同時に船舶のデッキに向かって上向きに誘導しながら動く。
これらの装置の動作速度は、収拾手段の相対移動速度と船舶の移動速度との間で最良の釣り合いが取れるように制御でき、これは、多くの条件によっても変化することがある。収拾手段が後ろ向きに動く速度が大きいほど、船舶の前進に対するこれらの収拾手段の抵抗が減るが、同時にゴミ収拾の効率は低下する。したがって、船舶の速度および最適な効率に必要な他の要因に応じて収拾装置の動作速度を調節する必要がある、
スキップおよびショベルなどの収拾手段の傾斜は、当然ながら、効率を維持するために、その収拾手段が属する収拾装置の傾斜に適合していなければならない。
収拾装置の一部は、船舶の進行方向とは逆の方向に移動可能であってよい。小さい物体向けの収拾装置は、そのメッシュまたは格子がより細かいためより壊れやすいものの、水層中では船舶の前進に対する抵抗がより大きい。したがって、収拾装置は、その区画内で長手方向に、例えばレール上を移動可能であってよい。したがって、収拾位置にある装置は、船舶方向の逆方向に移動して、物体が収拾装置に加える衝撃の速度を低下させ、推進抵抗を下げることができる。衝撃の効果的な速度または効果的にかかる抵抗は、船舶の速度と、逆方向に向かう収拾装置の移動速度との差である。その区画の末端に到達すると、収拾装置は持ち上げられ、その区画の先頭まで移送され、その行程を再び開始できる。
船舶は、収拾した物体を保管し、処理し、かつ/または他の船舶に積み換えるためのデッキを具備していてよい。デッキは、船室および厨房設備ならびに最大100人以上の乗員に対するその他の建物を具備していてよい。
船舶は、フレットナー型ロータおよび/またはソーラーセイルを備えたディーゼル電気推進手段を具備していてよい。
主な推進力は、プロペラ、ジェットまたはポッド、あるいはその他の任意の適切な技術で供給されてよい。プロペラを流線型にすると、プロペラを大型ゴミから保護するのに有利になる。
船舶の側方船体の外面は、柔軟または剛性で、固定されているか取り外し可能な広告パネルを装着するために、固定されているか取り外し可能な支持部材または装置を具備していてよい。このような支持部材または装置により、スポンサーは広告パネルを個別に作製できる。このようなパネルの設置には極めてわずかな時間しかかからず、船舶を停止させることはない。この設置は、船舶の定期メンテナンス中、あるいは穏やかな天候で業務を遂行している間でも実施できる。
以下に本発明について、本発明の実施形態を概略的に示している添付の図面を参照してさらに詳細に説明する。
図面は、本発明の全体的な動作を説明するために本発明を純粋に概略的に示していることを明記しておく。図面は、原寸通りでも完全でもなく、本発明を評価するのに必要な項目のみを概略的に示している。
図1は、本発明による船舶1の前面斜視図を概略的に示している。船舶1は3つの側方船体2を有し、この側方船体は、それらの間に2つの槽3を画成している。槽3は両端が開口していて、図面では前面の開口が見えている。槽3は、床4を有し、各槽が長手壁30で仕切られている。槽3は、船舶の進行方向Dに3つの連続する区画を備え、各区画には、槽3に入ったゴミを船舶の処理デッキ5まで引き上げるための複数の収拾装置が設置されている。
本明細書に記載した船舶1の船体2の高さは、例えば約50mである。このような船舶であれば、深さが最大35mの水層に進入できる。船体には、船舶が様々な水平面で浮遊できるようにバラストが積まれる。
船舶は、長さが約320mで、以下に記載するように複数の区画に仕切られている。本明細書で用いる測定値はすべて、目安を示すことを目的としているだけである。意図している進入領域に応じて、本発明による船舶はこれよりも大きくても小さくてもよいし、船体がこれよりも多くても少なくてもよいし、区画がこれよりも多くても少なくてもよい。
本発明による船舶1の全体的な構成原理は、両端が開口している槽3が海水を通し、船舶の推進抵抗を船体2の幅と長手壁30の幅との合計幅に抑制するものであり、長手壁は、船体2どうしの間に位置し、図1には示していないゴミ収拾装置の支持体としての役割を果たす。
船体2の上には、ゴミを処理するための全設備を備えた処理デッキ5がある。この処理デッキは、本質的に船舶の幅である。
通常の構成では、処理デッキ5の床は、海が荒れていたり嵐に遭遇したりしても船舶が動作し続けられるように、海水面より10m〜12m上のところにある。
第1の区画11は、最大のゴミを収拾するようになっている。この第1の区画は、船舶の先端から50mまでのところに位置し、最大重量が20トン以上で全体寸法が大きいコンテナや丸太などの特大ゴミを収拾する装置を備えている。
処理デッキ5は、異なるステーションに同時に積み換えるために複数のゴミ移送ステーションを備えることができ、船舶の個々の船倉にあるゴミは、片側に配置されている。積み換え手段は、クレーン51、スライドまたはコンベアベルトなどである。
船舶には、ディーゼル電気推進手段が設置されている。このほか、船舶の燃費を約30%節約するために、ターボセイルとも呼ばれるフレットナー型ロータ9が追加される。
図2は、本発明による船舶1の長手断面図を示している。槽3は船舶の全長にわたって延在し、3つの区画11、12、13に仕切られているのがわかる。各区画には、複数のゴミ収拾装置21、22、23が設置されている。槽3は、海水が区画11、12、13を通過できるように船舶の船首および船尾7に開口6を有する。収拾装置21、22、23は、槽3に入ったゴミを引き上げて処理デッキ5まで持って行き、処理し、保管し、かつ/または他の船舶へ積み換える。
第1の区画11の収拾装置21は、最大ゴミを収拾するためのものである。第1の区画11は、長さが約50mである。第1の区画は、重量が20トン以上で、通常は寸法が大きいコンテナ輸送船舶から紛失したコンテナや丸太などの特大ゴミを収拾するための装置21を備えている。
第1の区画11は、2つの連続する収拾装置21を有する。この収拾装置は、大型のメッシュもしくは格子を備えたネット、金属ケーブルもしくは金属メッシュ、または強度が十分な任意の材料で構成される。このネットまたは格子の底に、水平なプラットフォーム211を設けることができ、このプラットフォームは、ネットまたは格子の底に連結している突起を構成し、様々な深さで浮遊しているゴミを引き上げることができる。プラットフォーム211は、ネットの延長部または格子の延長部、フォークの延長部、金属プレートまたはその他の適切な手段で形成される。
第1の区画11のゴミは、広大な処理面積を形成する船舶の前方デッキに引き上げられる。デッキは、収拾装置を用いてゴミを引き上げるのに必要な開口を備えている。ウインチまたはクレーン51で処理して保管する面積を設けてよく、レールに載ったワゴンを設けて動かせるようにし、その後にそのような大きなゴミを船舶の後部に保管することができる。
第1の区画11は、収拾装置21を2列備え、その結果、1列の装置がゴミを処理場デッキ5上に引き上げると、他の少なくとも1列は、ゴミが第2の区画12に達しないようにしてゴミを回収し続ける。
船舶1の船首6は、船舶の進路にある水層に浮遊している物体を検知して位置を特定するための装置を具備し、それによって大型ゴミを収拾するために船舶が十分前もって減速できるようにする。
船舶の第2の区画12は、長さが約50mである。第2の区画は、プラスチックボトルの寸法から約5cmの破片までの範囲にある中型寸法のゴミを回収するように設計さる。
図示した構成では、第2の区画は、収拾装置22を3列備えている。収拾装置22は、第1の区画の収拾装置と実質的に同じだが、設備の寸法および収拾するメッシュの寸法は異なる。なぜなら、この区画12に収集されるゴミ要素の方が遙かに小さいからである。始めの2列はプラットフォーム221を具備し、最後の列は、回転コンベアベルトにフォーク222を具備している。プラットフォームおよび回転コンベアベルト上のフォークは、技術的に同等であり、互いに自由に入れ替え可能である。
収拾装置は処理デッキ5上に直接開口し、このために設計された処理場デッキの床の開口52を通って開口し、ゴミはこの開口を通って回収されて処理され、保管される。
船舶の第3の区画13は、長さが約200mである。第3の区画では、最も細かいメッシュまたは格子を使用する。そのため、金属製の格子またはネットは、水層中の推進抵抗が大きくなるため最も損傷しやすい。
船舶が高速を維持できるようにするために、第3の区画13の収拾装置23は、船舶の進行方向Dの逆方向Iに移動可能である。そのため、船舶が40km/時の速度で前進する場合、収拾装置13の速度は逆方向Iに20または30km/時であってよく、これによって収拾装置の効率的な移動速度が20または10km/時に下がる。
第3の区画13は、第1の区画および第2の区画11、12よりも遙かに長い。なぜなら、収拾装置の効率的な速度を下げることで、この第3の区画13に到着するゴミをすべて処理できるようにする必要があるからであり、これは、十分な数の装置が、槽3の後方に向かって常に動く一連の装置を形成することによって可能になり、各装置23は、その行程の最後に引っ込められるか引き上げられ、ゴミを回収し、その装置23を一連の装置の先頭に戻して新たな収拾サイクルを実行できるようにする。
この図に示した装置23の数は、例示目的で示しているだけである。この構成では、一連の装置の槽3が動作する長さに沿って少なくとも4つの装置がひと続きで作動している必要がある。動作するひと続きの装置の先頭に戻っていく、作動していない装置の数を考慮すると、移動可能な各々のひと続きの装置は、合計で少なくとも8〜10個の等間隔に並んだ装置を備えている必要があり、12から20個の装置を備えていることが好ましい。
図3は、本発明による船舶1の水平断面図である。収拾装置21、22、23は、部分的に、純粋に概略的に示しているだけである。
船舶の3つの船体2が見え、この船体は、船舶の全長にわたって突き抜けている2つの槽3を画成している。槽3は、端部6、7で開口し、3つの収拾区画11、12、13に仕切られている。
第1の区画11は、コンテナの寸法までの大型ゴミ用の収拾装置21を有する。
各区画11、12、13は、長手壁31、32、33を具備している。船体2および壁31、32、33の端部は、船舶の各区画11、12、13の装置21、22、23の支持体の役割を果たす。これらの支持体は、ウインチとケーブル、油圧手段、油空圧手段またはその他の手段によって作動する移動式のスライダであってもよいし、スイングアーム、ヒンジアームまたは伸縮アームであってもよいし、あるいはゴミ収拾装置を必要に応じて水平かつ/または垂直に動かすためのその他の技術であってもよい。
長手壁31、32、33は支持部材に固定され、この支持部材は、長手壁を取り外し可能にするとともに側面方向に移動可能にして、長手壁の数を増減したり、壁どうしの間隔を増減したり、様々な収拾装置またはさらに進化した収拾装置を設置できるようにしたりする。大型の槽を形成するため、または壁を異なる形で配置するために、壁を一時的に取り外したり保管したりできることによって、船舶を他の用途に使用することも可能になる。例えばこの船舶を養殖船に変えてもよい。
第2の区画12では、長手壁32は、メッシュが薄くあまり丈夫ではないために広い収拾幅を支えにくくなっている収拾装置の支持体としての役割を果たすように、数が多く、薄く、間隔が狭くなっている。したがって、収拾装置22の推進抵抗が大きくなることに起因する最大の制約は、強度を十分にするために収拾装置22の幅が狭くなることである。
第3の区画13は、収拾装置23を支持する多数の仕切り33を備え、第2の区画12よりもさらに大きい。
第3の区画13の収拾装置23は、既に前述したように、船舶の移動方向Dの逆方向Iに移動可能である。