JPS6319235B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 自然にまたは強制的に流れる液体不純物の浮
遊する水の表面層を堰４によりすくいとり、堰の
下流側にその表面レベルが堰の上流側の流水の表
面レベルより低い領域を維持し、不純物を分離
し、収集し、水を開口を介して排出する、表面か
ら浮遊する液体不純物を除去する方法において、
堰の下流領域における水を、自然にまたは強制的
に流れる水のレベルの下に配置した開口２６を通
過する自然にまたは強制的に流れる水の流れによ
り、上記下流領域に適用されるサクシヨン効果に
よつて、低いレベルに維持することおよび更に低
いレベルの水領域における水の速度を減じ、また
堰と出口開口との間で水の流れの方向を逆にし、
これにより、不純物が集まる殆んど流れない局部
領域とを確立し、この領域から不純物を除去する
ことにより不純物の分離を達成することを特徴と
する浮遊する液体不純物を流動水表面から除去す
る方法。

２ 自然にまたは強制的に流れる水から浮遊する
液体不純物を除去する装置において、該装置は水
中に部分的に沈めることができ、自然にまたは強
制的に流れる水のレベル以下のレベルを有する水
領域を維持するためのタンク状浸水体２と、この
浸水体の前端部２１に設けた、自然にまたは強制
的に流れる水の表面層および不純物を上記水領域
に入れるための堰４と、上記浸水体２から水を排
水するための出口開口２６と、不純物を集めるか
除去するための手段２４を備え、上記浸水体は先
ず前端部から後方に深さを増し、次いで後端部に
向かつて深さを減じ、浸水体のほぼ最も深い部分
に出口開口２６の断面を変えるための手段２６ａ
を有する出口開口２６を備え、更に浸水体２の外
側に開口２６を部分的に包囲する偏向スロート３
を備え、更に堰の前方に渦消散グリツド５を備え
たことを特徴とする浮遊する液体不純物を除去す
る装置。

３ 渦消散グリツド５が弾性材料から構成されて
いる請求の範囲第２項記載の装置。

４ 浸水体２の内側に浸水体２の前端部２１から
開口２６の上の位置まで延在する流れ案内じやま
板２７を設けた請求の範囲第２項または第３項記
載の装置。

５ 堰が調整可能な高さを有するものである請求
の範囲第２、３または４項記載の装置。

６ じやま板２７が浸水体を流通する水および不
純物の流れ横断面を変えるように浸水体内に枢着
されている請求の範囲第４項記載の装置。

技術の分野 本発明は自然にまたは強制的に流れる液体不純
物の浮遊する水の表面層を堰によりすくいとり、
堰の下流側にその表面レベルが堰の上流側の流水
の表面レベルより低い領域を維持し、不純物を分
離し、収集し、水を開口排出する、水表面から浮
遊する液体不純物を除去する方法に関するもので
ある。更に本発明は水中に部分的に沈めることが
でき、自然にまたは強制的に流れる水のレベル以
下のレベルを有する水領域を維持するためのタン
ク状浸水体と、この浸水体の前端部に設けた、自
然にまたは強制的に流れる水の表面層および不純
物を上記水領域に入れるための堰と、上記浸水体
から水を排出するための出口開口と、不純物を集
めるか除去するための手段を備えた水表面に浮遊
する液体不純物を除去するための装置に関するも
のである。

背景技術 絶えず進む工業化により自然水源の純度および
生存する物質に危険な不純物がしばしば多量に生
じかかる不純物を予防し除去するための努力が全
世界に亘り大いになされている。不純物の中には
石油製品が最も危険なものとして挙げられてい
る。これ等の不純物を除去するため種々の方法お
よび装置が開発されてきた。これ等方法および装
置は実際には、操作原理を考離して、２つの群に
分けることができる。

これ等の群の一つは油が汚染された水中に沈ん
だ一定の構造体−後述する−に被着するが、水は
これ等の構造体に被着しないというような方法で
所謂接着原理に基づき操作する（油）スクレーパ
を備える。このようにして油はかかる構造材料
（鋼、プラスチツク等）から成る一般に大きい表
面を有する手段（回転円板、エレベータ、繊維
束、ツセル）からのかき取り、こすり、抽出によ
り回収することができる。

他の群のものは水の汚染された表面層を分離す
るための油および不純物かき取り法を含む。これ
等の共通な特徴は水上に浮くタンクの余水路また
はオーバーフローリングの内側の空間が不純物と
水の混合物を吸込むのに適するポンプにより吸込
まれこれにより余水路の２つの部分間にレベルの
差が生ずることである。水と水の表面上に一緒に
浮いている不純物、例えば油、との表面層は余水
路即ちオーバーフローリングを介して緩徐に移
動、即ちオーバーフローする。ポンプが流入する
油と水の混合物を吸込みレベルの差を連続的に維
持する。吸込まれる混合物は分離されこの結果油
は例えば重力により分離される。また同時に分離
機として役立つスクレーピング ユニツトを備え
る既知装置がある。すべての既知装置の共通の欠
点は装置の有効な操作の基本的条件が装置と汚染
された水との間に少くとも僅かな速度差があると
いうことだけであるから静かな水に対して十分有
効に使用し得ることである。従つて、かかる装置
はスクレーパの近くの不純物がせき止め、空気ブ
ラスト等により局部的に止められるような方法で
操作される。然し、かかる場合にはかき取りは効
果に極めて低く、かなりのロスが生じ、即ち生ず
る渦を吸引する作用下での水の速度に左右される
が、表面上に浮かぶ不純物（例えば油）の一部分
は装置およびせき止め部材をほぼ下から通過する
ことによりスクレーパから離れる。

発明の開示 本発明の主題は水の不純表面層を分離するこ
と、不純物と水の混合物を分離すること及び流動
または強制流動する水における表面に浮かぶ液体
不純物、特に石油製品を、高効率のかき取りで、
除去するのに適する−不純物を排出する原理を実
現する−装置を開発することにある。

本発明によると不純な表面水層の分離、同じ工
程における分離および分離した不純物の収集、は
方向および速度の両方に影響を及ぼす流れの適宜
の速度を形成し且つ維持することにより浄化断面
で実現される。従つてこの目的は上記の方法を適
用しこの方法を行う間、本発明においては、流動
または強制流動する水において低下する局部的水
のレベルを速度の増した流れの範囲をつくり即ち
維持することにより生ぜしめ、一方流速を何ら減
ずることなく上記範囲に入つた表面水層の流入に
次いで流れる速度を一時的に減じかつ方向を変え
ることにより混合物を分離することにより実現さ
れる。かき取り効率は低下した水のレベルの範囲
で表面水層が撹乱なしに流入することによりかな
り増加し得る。

本発明の方法を好ましく且つ有利に行うに際し
ては、混合物から得られる不純物、特に油、を低
下した水のレベルの範囲内の実際には流れのない
領域で分離し、次いでここから不純物を既知方法
例えば圧送、重力による方法、機械的手段、接着
法等により連続的に或いは間欠的に廃棄する。

本発明の方法を実施するための装置は水流に面
する開放前面側部に堰を備え、一方他の部分に水
面より突出し浸水深さが最初堰を備える前面側部
から下流に向つて増加し次いで漸次減少する密閉
壁を備え、浸水体の断面で最大浸水深さの底に調
節し得る断面を有する少くとも１個の開口を備
え、堰を備える前面側部から、底の開口上方の範
囲を越して延び、浸水体の内側空間を相互に分離
した部分に分けるじやま板を内側空間に設けたタ
ンク状浸水体から成る。

位置が調節可能（高さが調節可能）な堰およ
び／または角度位置が調節可能なじやま板を備え
る例の本発明の装置は適当であることが証明さ
れ、更に、外側から開口を覆い、実際には水流の
方向の垂直で、断面が調節し得る出口を備える偏
向スロートを−浸水体の底に備えるのが有利であ
る。

分離された不純物が乱されず排出する−所定の
場合間欠的操作において行われる−ために底から
出発し堰の反対の前面側部における低下した水の
レベルで終る防壁により分離された不純物収集領
域を浸水体に形成するのが有利である。表面水層
が可能な限り撹乱なく流入し且つかき取りロスを
最小の水準に確保するために、本発明の好適例の
装置はまた、堰の前に、表面水層に配置する渦消
散グリツドを備える。

本発明の方法および装置は、流れのエネルギー
を使用することにより、１工程および１装置で、
水面に浮ぶ液体不純物、例えば石油製品の収集、
不純な表面水層の分離、不純物および水の混合物
の分離および分離し収集した不純物の排出が可能
である。不純な表面水層は速度を減ずることなく
（制動することなく）分離されまた不純物の層を
運び、かかる方法で排出中のロスを生ぜしめる渦
巻を装置の入口側にある渦グリツドと一緒になく
すことが可能になる。水レベルの局部的低下と不
純物および水の混合物の強制分離通路に沿う連続
流動が、ベルヌイの式に基づき、外部の動力源
（例えばポンプによる圧送）を利用することなく
流速の増大により生ずる吸込み効果により行なわ
れる。じやま板の適当な角度位置を選定すること
により増加する断面が調節可能であることによ
り、静かな流通を確保する分離強制通路は流入に
次いで第１の部分において不純物と水の混合物の
速度を漸次減じ、次いでじやま板端部の後で流れ
は水平の回転を行い、即ち逆方向に流れつつあ
り、その間、不純物の上層、特に油相が停止し下
方の水層は、吸引作用を有する吸込みを形成する
開口の方へ加速され、浸水体の内側空間を離れ
る。

以上詳細に述べた方法および装置は、本発明に
よりポータブル油スクレーパ、川の不純物分離機
−技術構造体（例えば発電所）の如き−、不純物
源（例えば油精製所、加熱装置等）の出口配管用
固定面上の油予防トラツプ並びに不純物−特に油
−汚物トラツプとして広く適用することができ、
予防の目的に役立つ、地層凝結および土木工事に
よりつくられる集水池をつくることができる。更
に、本発明の方法の特徴は流動する油スクレーパ
船を建造するのに用いることができ、即ち本発明
のポータブル予防装置は静かな水の上でウオータ
ークラフトにより動かせる（例えば押すか又はひ
つぱる）場合には移動する不純物−、特に油−ス
クレーパとしても用いることができる。

【図面の簡単な説明】

本発明の方法の必須工程および本発明の装置を
添付する図面を参照して例により更に詳細に説明
する： 第１図は本発明による油除去装置の平面図であ
り 第２図は第１図に示す装置の−線に沿つた
断面図である。

発明を実施する最良の方法 図面に例示する装置は実際には頂部が長方形の
タンク状浸水体２を備え、この浸水体は水の流れ
の方向に面する開放前端部２１で軸に沿つて動か
すことにより調節可能な高さを有する堰４を備
え、側壁２２，２３および後端壁２４により長方
形水表面領域を包囲する。その底２５は堰４を備
える前端部２１から下流方向へ浸水深さが最初増
加し、次いで漸次減少している。ほぼ真中で、最
も浸水深さの深い浸水体２の底２５に開口２６を
有しこの開口の確実な開度は閉鎖部材の角度位置
により調節される。浸水体２の他の本質的特徴は
その内側空間に、堰４を備える前端部２１から出
発し致２５にある孔の上方の範囲を越えて延び
る。じやま板２７があり浸水体２の内側を相互に
分離する部分に分けられていることである。また
浸水体２の底２５には、水の流れの方向に実際に
は直角の開口２６を外側から覆い、調節可能な断
面を有する出口孔を有する偏向ホツパー３を備え
る。浸水体の堰４の反対の、後端部領域には底２
５から出発し水の表面の下で終つている防壁２８
により分離された不純物収集領域があり、不純
物、例えば油をポンプによる圧送により除去する
場合には、吸込栓に連結する吸込導管の端部が領
域内に突き出している。他の機械的、接着等の不
純物排出装置をまた上記領域において本発明の上
記装置を連結することができる。浸水体２はその
２つの側部においたフロート１により浮遊状態に
保たれている。

本発明の装置は次のように操作する： 流動する水は、フロート１により浮遊状態に維
持され且つ固定されている浸水体２の下からバイ
パスしながら局部的には偏狭な流れの線に沿つて
加速する。この方法により、本発明の方法の一つ
の重要な特徴が達成され、即ち流動または強制流
動する水の横断面において、流速の増す横断面領
域が得られ維持される。結果として、ベルヌイの
式により速度の増加により浸水体２の内側空間に
おける底２５に形成される開口２６を介して局部
的吸込効果が生じこの結果余水路４を備え、側壁
２２，２３および後端壁２４により包囲される部
分の水の流れにおいては、水の深さが常に低下し
即ち水のレベルが低下（第２図に示す△ｈ）して
いる。吸込効果の割合は浸水体２の縦方向部分の
できばえにより設定することができ、即ち所定の
装置を種々の流速に対し応用する場合には、開口
２６の横断面を画成するスロツトルと調整可能な
偏向スロート３の出口孔のスロツトルを変更する
ことにより設定することができる。

表面上に浮遊している不純物、特に油は浸水体
２の低下した水レベルの領域において、速度が低
下することなく、水レベルの差の助けにより水の
表面層と一緒に堰４を介して流れる。制動を回避
することにより、並びに堰４の前面に配置するグ
リツド５により、不純な表面水の撹乱のない流入
が確保されかくして排生する際にロスをおこす渦
巻が存在しない。構造体の材料としてはその好ま
しい減衰および自己浄化性能によりゴムをグリツ
ド５をつくるのに好ましく使用することができ
る。

本発明の方法の他の特徴に関して、不純物と水
の分離は水のレベルの低下した領域における表面
水層の流速を減ずることおよび流れの方向を変え
ることにより行うことができる。この目的のた
め、浸水体２内に設置したじやま板２７が、堰を
介して流入し開口２６を介して浸水体から出る液
体を、横断面積が大きくなることにより流速が低
減する流路を通させ、また約180゜向きをかえさせ
ることにより液体の流れ方向を逆にする。この過
程で表面上を流れる不純物、特に油、および水の
重力分離が行なわれ、浸水体２の余水路４の反対
側の後端部において、底から出発し低下した水表
面の下で終る防壁２８を備えた実際に流れのない
領域に集められ、一方過剰の水は開口２６および
偏向スロートを介して浸水体２の内側空間を離
れ、このようにする間方向変換が繰り返される。
然る後油を既に知られている任意の方法で排出す
ることができる。

本発明の方法を実施する過程でおよびこの目的
に適する装置において装置と精製すべき水との間
の相対的速度の差がどのようにして生ずるかは問
題でないことは容易に理解することができる。従
つて本発明の方法を実施するための装置は流動す
る表面水中に適当に固定した装置としてまたは容
器または他のものにより尚水中に移動する装置と
してつくることができる。保護範囲は図面を参考
にして例により以上説明した一つの具体列に制限
されるものではなく、記載する請求の範囲により
規定される保護範囲内で異なる具体例の値の装置
も実現させることができる。