JP4031230B2 - 液体の表面上に浮遊するスリックの回収のための方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オイルスリックなどの水面上に浮遊するスリックの回収のための方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水面上に浮遊するスリック、特に、海上に浮遊するオイルスリックから物質を回収するための、さまざまな方法や装置が知られている。
【０００３】
従来の方法や装置は、浮遊ブームから浮遊貯蔵装置や浮遊回収装置に至るまで、非常に多様である。これらの回収装置は、２つのタイプに分類される。すなわち、一方は、回収すべき液体の流体流動特性や密度を利用する機械的回収装置であり、他方は、特に油の回収を目的とし、水や汚染物質と接触する表面上での油の付着特性を利用する親油性回収装置である。
【０００４】
この分類は、ＣＥＤＲＥ (Centre de documentation de recherche et experimentations sur les pollutions accidentelles des eaux [=Center for Documentation, Research and Experimentation on Accidental Oil Pollution（油汚染事故に関する記録研究実験センター）]）による「La recuperation du petrole en mer [＝Recovery of oil on (at) sea（海上の油の回収）]」と題する研究において発表されている（１９９９年にＣＥＤＲＥにより編成されたＩＮＦＯＰＯＬコースからの抜粋）。
【０００５】
機械的回収装置は、直接的な吸引、余水路（spillway）を用いた吸引、単純な搬送ベルト、水中で作動させる搬送ベルトのいずれかを利用している。
【０００６】
親油性回収装置は、通常、ディスク、又はドラム、又はベルトやロープを備えた装置のアセンブリから構成され、これらは、スリック内貫通し、ディスク、ベルト又はロープの構造体に油が付着することを利用して、そこにある物質を捕集し、それを搬送し、それを排出する。この捕集された物質は、通常、こすり落とすか搾り取ることにより取り除かれる。
【０００７】
機械的回収装置の中には、ポンプ吸引されるスリックのレベルにおいて、スリック上に設置されるポンピングヘッド又はストレーナにより構成されるボルテックス回収装置として知られるものがある。ポンピングヘッドの下方では、アジテータが、静的ボルテックスを形成することにより沈降部（depression）を生じさせ、水よりも密度が低い物質を集めてそれをストレーナの下方に集中させる。
【０００８】
実際、この装置は、アジテータを用いることにより、ポンプ吸引すべき液体が集まるポケットを、吸引ヘッドの下方に生じさせている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記文献においてなされた各種テストをまとめた分析によれば、この装置は非常にデリケートで使用が難しく、波静かな水における流体物質にのみ適している。この方法及び装置では、部分的に固体状の物質をポンプ吸引することはできない。これは、ポンプ吸引が、上方から、静的ボルテックスがポケットを形成する沈降部を生じさせる方向とは反対方向に行われるからである。
【００１０】
言い換えれば、静的ボルテックスとポンピングによる吸引効果は、反対方向に作用する。
【００１１】
上記方法は、水面が波立っている時には用いることができない。これは、その場合、ポンピングヘッドに空気が入り込みポンプを停止させる恐れがあるからである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、既知の解決手段の欠点を改善するためになされたものであって、その目的は、物質の物理的性質（流体、半流動体、又は部分的に固化状態であっても）に関わらず、さらに、浮遊スリックの位置の特性すなわち、その位置が、うねり、風、表層流にさらされているかどうか、あるいは、スリックが存在している場所それ自体の如何に関わらず、水面に浮遊する物質のスリックを非常に効率的にポンプ吸引することを可能とした方法及び装置を提供することにある。
【００１３】
この目的のため、本発明は、
― 動的ボルテックスを浮遊スリックの表面の下方に生じさせ、
― 物質が浮遊している液体を事実上そのままに保持しながら、上記ボルテックスに上記スリックを供給し、
― 上記物質を上記ダイナミックボルテックスの底部を介して排出する
ことを特徴とする方法に関する。
【００１４】
本発明によるボルテックスは、スリックから取り出した物質の流れを循環させることにより物質を排出するものであり、この流れをボルテックスの取出口側に接続したポンプによって吸引することができる。
【００１５】
この吸引は、ボルテックスの領域において流体に伝えられる波動（impulsion）に加えられる。
【００１６】
上記物質の回収は、回収された物質の物理的性質とは全く無関係に、その物質が液体であるか、多少なりともペースト状であるか、更には固体粒子や固体部分を含むかどうかには関係なく、行うことができる。
【００１７】
この方法は、スリックの表面上に浮遊する固体粒子の回収さえも可能にする。これは、このような粒子がボルテックス内に取り込まれ、そこから排出されるからである。
【００１８】
本発明は、更に、
― 上部には、回収すべき物質の取入口を、下部には、回収された物質の取出口を有する囲いにより形成される回収ヘッドと、上記囲い内でその取出口に至るまで下降する動的ボルテックスを上記囲い内に発生させるボルテックス発生器と、
― 上記回収すべきスリックすなわち物質のレベルに上記取入口を維持するように上記囲いを支持する浮揚手段と、
― 上記囲いの上記取出口をタンクに接続するパイプと
を備えたことを特徴とする上述したタイプの回収装置に関する。
【００１９】
上記動的ボルテックス発生器は、上記囲い内に浸漬され、モータのシャフトにより支持されたアジテータであることが好ましい。
【００２０】
方法であるか装置であるかにかかわらず、いずれの場合にも、動的ボルテックス、すなわち頂部から底部へ、回収装置の取入口から取出口への流体循環を生じさせるボルテックスが存在し、物質のスリックが通常浮遊する液体、すなわち真水又は海水、よりも密度の低い物質で満たされるポケットを生じさせるだけの静的沈降部ではない。
【００２１】
ボルテックスを生じさせるアジテータは、浮遊スリックの囲い内で、調節可能な高さに浸漬されていることが好ましく、これによって、回収すべき物質の性質にボルテックス効果を適合させることが可能になる。
【００２２】
上記囲いは、ボルテックスの流線に沿ったファンネル形状であり、その囲いのフレア部は物質の取入口を構成し、ファンネル形状の囲いの先端部は排出用のパイプに接続した取出口を構成していることが好ましい。
【００２３】
囲いがファンネル形状であることは、物質や水が滞留することになるデッドゾーンを生じることなく、ボルテックス内での物質スリックの流れを促進する。
【００２４】
上記囲いの取出口を、吸引手段を備えた排出用のパイプに接続することが好ましい。この排出用のパイプには、特に、物質を集めるための回収ヘッド及びタンクなど、装置の各種手段の配置の関数として決められる長さを持たせることができる。
【００２５】
ポンプなどの吸引手段に接続された排出用のパイプを用いる場合には、ボルテックス発生器のモータ並びに上記吸引手段に制御器を接続し、上記２つの手段の動作を調和させて最適な出力を得られるようにすることが好ましい。
【００２６】
浮揚手段は、囲いとボルテックス発生器を支持するフロートにより形成されることが好ましい。この浮揚手段は、囲いの上方に設けられた又は囲いを取り囲んだ閉鎖バリアを構成するものではない。逆に、これ等の間に通路を残すように分離した支持ポイントが重要であり、それによってのみ、スリックがその表面まで一緒に囲い内に入り込んで、ボルテックスによって運ばれることを可能とする。
【００２７】
このような状態において、フロートと囲いの間の接続部が調節可能であることが特に好ましい。これにより、回収すべき物質のスリックの厚みの関数として囲いの取入口の浸漬深さの調節が可能となる。
【００２８】
装置のこのような浮遊配置は、特にうねりの関数としての、スリックの高さの変動に追従することを可能にする。
【００２９】
概して、本発明による方法及び装置は、極めて簡単に実現でき、回収すべきスリックの状態や物質の性質の両方に関して極限の条件下において作動可能な手段を構成する。
【００３０】
最後に、本装置はとりわけ保守や作動が簡単であり、扱いがそれほど煩雑ではない。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明について詳細に説明する。
【００３２】
図４を参照すると、水Ｅの表面上をスリックの状態で浮遊している物質Ｐの機械的な回収に用いられるボルテックス型の従来装置は、スリックＰの表面上に設置される吸引ヘッド１００から構成されている。この吸引ヘッド１００は、モータ（図示せず）によって駆動されるアジテータ１０１を有しており、このアジテータ１０１を取り囲むトランペット形状のケーソン１０２に収容されている。アジテータ１０１はケーソン１０２の内部に沈降部を生じさせ、吸引ヘッド１００の取入口１０４の下方にポケット１０３を形成する。これにより、物質Ｐの層がポケットに集まり、ポンプ吸引を可能にする。物質Ｐは矢印Ｆ１，Ｆ２で示されるようにポンプ吸引される。
【００３３】
この従来装置では、アジテータ１０１は物質Ｐが集まるポケットを形成する一種の静的ボルテックスを生じさせ、そこで、ポンプ吸引による上記物質の汲み上げが可能となる。しかしながら、既に述べたように、このポンプ吸引による汲み上げは、静的ボルテックスにより生じる吸引とは反対向きである。
【００３４】
図１及び図２に本発明による装置を示し、図３にこの装置の作動状態を示す。
【００３５】
図１を参照すると、本装置は、上部に取入口３を、下部に取出口４を有する囲いにより形成される回収ヘッド１から構成されている。この回収ヘッド１は、フレームあるいはシャーシ６と一体に設けたフロート５から成る浮揚手段により支持されている。シャーシ６は、更に、モータ７をも支持しており、そのシャフト８には、ボルテックス発生器を構成するアジテータ９が設けられている。このアジテータ９は、好ましくはボルテックスの流線に沿ったトランペット形状である囲い２内に、動的ボルテックスを生じさせる。
【００３６】
囲い２は、長さ調節可能な接続装置１０により、フレーム６に接続されている。これらの接続装置は、フロート５に接続した状態で図示されている。これらの接続装置は、等しく、フレーム６に直接接続されていてもよい。これらの長さ調節可能な接続装置１０は、取入口３を構成する囲い２の縁部の浸漬深さの変更を可能にする。この調節は、回収すべき物質Ｐのスリックの厚みＸの関数として行なわれる（図２参照）。
【００３７】
調節手段として、この実施例では、フロート５に接続されナット１２を備えたねじ切りロッド１１を設けて、囲い２の縁部１３を保持している。これによって、取入口３の開口部の高さ（ｅ）が定められる。
【００３８】
図３は、本発明の装置の使用状態を示す。
【００３９】
回収ヘッドは、物質Ｐのスリック内に配置され、スリック上、より一般的には液体の表面上、にフロート５によって支持されている。これらのフロート５は、囲い２の上部を囲繞するリング形状を構成するのではなく、図３に示すように、スリック又は液体の表面上に分散配置された支持部を形成している。すなわち、図３では、図１とは異なり、右側のフロート５は示されていない。
【００４０】
ここで非常に重要なのは、フロート５が囲い２の取入口の上部に延在する閉鎖バリアを構成しないことである。すなわち、物質Ｐのスリックがすべてのフロート５の下を通過せざるを得ないようにしているものではない。
【００４１】
すなわち、図３の右側部分に示されているように、多少なりとも固体状の物質Ｐ１が、スリックＰの表面上に浮遊していることがある。例えば、これらは、多少なりとも固化状態の物質の粒子Ｐ１である。このような粒子が、表面に浮遊していても、すべて囲い２の中に入り込むことができ、アジテータ９によって発生される動的ボルテックスにより吸引できる。
【００４２】
これは、アジテータ９が囲い２の中に沈降部を生じさせるのみならず、少なくとも囲い２の取出口４に達するボルテックスＶ（図３に概略的に示す）をも発生させることを意味する。
【００４３】
上記動的ボルテックスは、物質Ｐのスリックにより実質的に構成されている液体、そこに回収ヘッドが浮遊しているのであるが、の上層を吸引する。
【００４４】
囲い２の取出口４は、物質の排出用のパイプ２０に接続されている。このパイプ２０は、好ましくは、液体をタンク３１に排出するポンプ３０に接続している。
【００４５】
【発明の効果】
オイルスリックなどの水面上に存在するスリックを形成する物質の回収のための本発明方法によれば、浮遊スリックの表面の下方に動的ボルテックスを発生させ、回収すべき物質が浮遊している液体を事実上そのままに保持しながら、このボルテックスにスリックを供給し、物質が、場合によっては液体と共に、ボルテックスの底部から排出される。
【００４６】
上記排出は、ボルテックスの作用と同じ方向において行なわれる。
【００４７】
すなわち、上記物質は、場合によっては液体と共に、ボルテックスの底部においてポンプ吸引される。このポンプ吸引は、ボルテックスの吸引の効果あるいは圧力の効果に加えられる。この方法によれば、物質Ｐの状態、液体かどうか、粘性の高低、さらに、固形粒子を含んでいても、これらに実質的に無関係に、液体Ｅの表面を浮遊する物質Ｐの回収が可能になる。たとえ物質Ｐのスリックの表面が多少なりとも攪拌されていても、アクティブボルテックスを用いて効果的にこのスリックを回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の装置を示す図である。
【図２】図１に示した装置細部を示す図である。
【図３】本発明の装置の動作状態を示す図である。
【図４】従来装置を示す図である。
【符号の説明】
１ 回収ヘッド
２ 囲い
３ 取入口
４ 取出口
５ 浮揚手段（フロート）
６ シャーシ（フレーム）
７ モータ
８ シャフト
９ アジテータ
１０ 接続装置
１１ ねじ切りロッド
１２ ナット
１３ 囲いの縁部
２０ パイプ
３０ ポンプ
３１ タンク
１００ 吸引ヘッド
１０１ アジテータ
１０２ ケーソン
１０３ ポケット
１０４ 取入口

Claims (6)

1. オイルスリックなどの、水面上に浮遊するスリックを形成する物質の回収装置において、
   上部には、回収すべき物質の取入口（３）を、下部には、回収された物質の取出口（４）を有する囲い（２）により形成される回収ヘッド（１）と、
   上記囲い内に浸漬され、モータ（７）のシャフト（８）により支持されたアジテータ（９）により形成されたボルテックス（渦）発生器であって、上記囲い（２）内でその取出口（４）に至るまで下降する動的ボルテックス（Ｖ）を上記囲い内に発生させるボルテックス発生器と、
   上記回収すべきスリック（Ｐ）のレベルに上記取入口（３）を維持するように上記囲い（２）を接続部（１０）を介して支持する浮揚手段（５）と、
   上記囲いの上記取出口をタンク（３１）に接続するパイプ（２０）と
   を備え、
   上記モータ（７）は、水面上に浮遊するシャーシ（６）に配置され、
   上記囲い（２）は、上記取入口（３）と上記取出口（４）との間に、ボルテックスの流線に沿ったファンネル形状の部分を有し、
   上記接続部（１０）は、上記回収すべき物質（Ｐ）からなるスリックの厚み（Ｘ）の関数として上記囲いの上記取入口（３）の浸漬深さを調節できるように、調節可能である
   ことを特徴とする装置。
2. 上記アジテータ（９）が、上記囲い内で、浮遊スリック（Ｐ）のレベルよりも下方の、調整可能な高さに浸漬されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 上記囲いのフレア部は物質取入口（３）を構成し、ファンネル形状の囲いの先端部は排出用のパイプ（２０）に接続した取出口（４）を構成していることを特徴とする請求項１に記載の装置。
4. 上記排出用のパイプ（２０）は吸引手段（３０）に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
5. 上記ボルテックス発生器（７，８，９）のモータ（７）並びに上記吸引手段（３０）に接続された制御器であって、これら２つの手段を互いの関数として制御するための制御器を設けたことを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. 上記浮揚手段（５）は上記囲い（２）並びに上記ボルテックス発生器（７，８，９）を支持するフロートにより形成されることを特徴とする請求項１に記載の装置。

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