JPS6156038B2

JPS6156038B2 -

Info

Publication number: JPS6156038B2
Application number: JP57002570A
Authority: JP
Inventors: Masuo Shimura
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-01-11
Filing date: 1982-01-11
Publication date: 1986-12-01
Also published as: JPS58119387A; US4530760A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は水面に浮遊する油、ゴミ等を吸引、貯
留する浮遊物吸引装置に関するものである。

従来この種の装置としては、油水吸引器、デイ
スク・ローター式清掃船等があつたが、これらは
水面附辺の水とともに水面下の水も大量に吸引処
理することから、浮遊物の吸引効率が極めて低い
ものであつた。かかる問題を解消する装置として
吸引口下部に吸引流の流れ来る方向に対して水平
方向を含む下方向に水流を放出する水流放出口を
設け、該放出口より放出される放出水により水膜
を形成することによつて、浮遊物を含まない水面
下の水が吸引処理されることを阻止し、かつ吸引
力を浮遊物を含む水面層に集中し浮遊物吸引効率
を著しく向上せしめる装置がある。該装置におい
て、該水流放出口の水深が浅いほど浮遊物を含ま
ない水面下の水の吸引を阻止することとなり、そ
の効果は顕著となることから、該装置の設計段階
において該水流放出口の水深は可能な限り浅くな
るように設計されることとなる。したがつて該装
置の有効な適用範囲は、水面の上下動の少ない水
面、たとえば河川、湖沼等の陸地内の水面が主と
なる。一般に海上の流出油事故を対象とする「油
回収船」は波浪の高い場合においても作業するも
のであり、また海上作業をする「ゴミ清掃船」に
おいても同様であるが、波浪の高い場合の上記装
置の適用は波浪の上下動により該水流放出口の水
深が変動するとともに該水流放出口が水面上に露
出することとなり、該水流放出口より放出する放
出水膜により発揮される効果は半減もしくは逆に
水面浮遊物を水面上に露出した該放出口からの放
出水により押し返す結果となる。したがつて波浪
が高い場合においても水面浮遊物の吸引効率の高
い浮遊物吸引装置の出現が切望されていた。

本発明は、波浪が高い場合においても水面浮遊
物を効率よく吸引し、さらにその吸引力を増大す
る装置を提供することを目的とするものである。

かかる目的は、水面浮遊物を吸引かつ浮遊物貯
留区画に導く案内水路を有し、該案内水路の水を
分流し吸水する吸水ポンプを設けこの吸水ポンプ
の吸引力を利用して該案内水路に後方に向う流れ
を形成する浮遊物吸引装置において、該案内水路
入口附辺に、波浪に相応して所定の水深下で上下
に浮動する案内水路板を設け、該案内水路板の前
端に吸引流の流れ来る方向に向つて下方向に水流
を放出する水流放出手段を設けた浮遊物吸引装置
により達成される。

以下本発明の実施例を図面をもつて詳細に説明
する。

まず、第１図、第２図は本発明を船体に応用し
た場合の平面図及び断面図である。１は船体で、
該船体１には該船体の船首部側に開口した水面浮
遊物を吸引するための導水口２を設け、更に導水
口２から船体後部へ水面浮遊物を導く案内水路３
が設けられている。導水口２と案内水路３の両側
は側壁２Ａ，２Ａ，３Ａ，３Ａで仕切られ、案内
水路の底部は中間床３Ｃで仕切られ、船体の前後
方向に延びている。船体１の後部には案内水路３
から導かれる水面浮遊物を貯留するための槽４が
設けられている。該槽４には図示しない金〓のバ
スケツトが収納されており、該漕４の底部は水を
船外に排出できるように外部に開口している。中
間床３Ｃには該案内水路部３の水を後方かつ下方
に分流させる吸水路５の吸水口５Ａが開口してい
る。吸水路５は吸水口５Ａから後方かつ下方に延
びて中間床３Ｃの下側に至り、中間床３Ｃの下面
壁と案内水路３Ａの両側壁を下方に延長した壁及
び船底壁の上面並びに貯留漕との区劃壁で囲ま
れ、前方のみ開口した区劃室に至る。この区劃室
の開口部にはフイルター６が設けられ、区劃室内
に配置されたサクシヨン７′はポンプ７に接続さ
れ、ポンプ７の吐出口８は枝管９，９を介して各
放出口に連結される。配管は図示の都合上船体外
に画いてあるが、実際には船体内に設けられてい
ることは勿論のことである。案内水路部３の入口
附辺の水中には浮動式水流放出装置１０が所定水
深下に浮いており、そして抑止板１７，１７によ
り、波浪の動きに相応して上下の動きをする。

導水口２の下部の船体には水流放出口１２Ａが
設けてある。

浮動式水流放出装置１０を第３図、第４図、第
５図に基づいて説明する。該装置１０は、前縁に
横設し略三角柱状をした導水管１８と、一端が枝
管９に連結され、他端が導水管１８に連結された
ホース１６と、案内水路板１３と、該案内水路板
１３の両側に直立した整流板１４，１４と、整流
板１４に接する浮力材１５，１５と、該ホース１
６の浮力材１９，１９から成る。前記導水管１８
には複数の放出口１８Ａを有し、該管１８と案内
水路板１３下面より作られる空間部に浮力材１５
のみでは充分な浮力あるいはバランス調整が得ら
れない場合に適宜浮力調整浮力材１５′が配設さ
れる。導水管１８に連結されるホース１６は第５
図に示すように、浮力材１９に懸架されている。
浮力材下面に懸架されたホース１６は水面附近に
浮いており、その一端は導水管１８に連結され、
他の一端は枝管９を介して吸水ポンプ７の吐水口
８に連結されている。これら浮力材には発泡スチ
ロール等が適する。第６図に於いて、吸水ポンプ
７を作動させたときに貯溜槽４からポンプのサク
シヨンへ逆流が生ずるが、逆流阻止手段は後述す
るとして第６図においては、逆流が阻止されてい
る状態における水の流れを示す状態図である。該
ポンプ７により吸水された水は水流放出口１８
Ａ，１２Ａより放出され水膜を形成する。放出口
１２Ａは水平を含む下方に水を放出するように、
放出口１８Ａは放出口１２Ａからの水膜に対して
水を下方に放出するように設けられている。放出
水膜１８Ｂ，１２Ｂが導水口２の前方であつて、
側壁２Ａ，２Ａに囲まれた水面下で交差するよう
に各放出口１８Ａ，１２Ａは調整され、船首前方
の導水口２下部の水が吸引されることを阻止す
る。波浪の動きに相応して上下動する放出口１８
Ａは水深が略一定に維持されることから、吸引力
は浮遊物を含む水面層に集中されることとなり吸
引流Ａは水面層に生ずる。

浮動式水流放出装置１０による放出水膜１８Ｂ
が、吸引流Ａにより突破されないことを数学的
に、計算により説明する。

仮定として、吸引ポンプ７の吸水量を200m³/h 導水口２の巾を、１ｍ導水管１８の巾を、１ｍ水流放出口１８Ａの総数を、200ケ所水流放出口１８Ａの各放出口の直径を、0.003
ｍ浮動式水流放出装置１０による放出水量の総量
を、3.6m³/hとし、更に吸水ポンプ７の吸水量が、導水口からの吸
引流の総量と等しいものと仮定すれば、浮動式水流放出装置１０の案内水路板の水深を
0.05ｍ程度に調節したとすれば、案内水路板上の
水流の流速は、 200m³/h÷3600sec＝0.056m³/s 0.056m³/s÷（１ｍ×0.05ｍ）＝1.1m/sであ
る。これに対して、水流放出口１８A1個の面積は、（0.003÷２）^２×3.14＝0.000007m² 水流放出口の総面積は、 0.000007×200＝0.0014m² １秒間の放出水量は、 3.6m³/h÷3600sec＝0.01m³/s 放出水の流速は、 0.01÷0.0014＝7.1m/s この結果よりとの数値を比較すれば放出水
１８Ｂの流速は、案内水路板上の吸引流の流速
より、はるかに強力であり、かつ船首前面の水
面下の流速は、案内水路板上の吸引流の流速よ
り小さいことは明らかである。従つて吸引流は、
放出水膜１８Ｂを突破することは不可能であるこ
とが計算上からも明らかである。

また船首前方の導水口２下部の水が吸引される
ことを、放水口１２Ａの放出水膜１２Ｂにより阻
止されることも上記計算と同様に解明されるもの
である。

したがつて、放出口１２Ａ，１８Ａからの放出
水膜１２Ｂ，１８Ｂにより、吸引水流の発生が水
面層に集中することが、計算上からも明らかであ
る。

尚この実施例では波浪の高い場合にも適用しう
るように案内水路内３の水深は深くしてあり、導
水口２のうち浮動式水流放出装置１０より下方の
部分からの水の吸引を防ぐ必要性に応ずる手段と
して放出口１２Ａを設けたものであり、他の手段
として、第１２図に示すように、案内水路入口下
部の船体に、導水路両側壁２Ａと案内水路下部壁
とに接合した下傾板１１を設け、該板に放出水膜
１８Ｂを反射させるようにしても良い。また前進
中での作業において、水膜１８Ｂ，１２Ｂを強化
する必要があるときは、各放出口１８Ａ，１２Ａ
を複数列設けること等により水膜１８Ｂ，１２Ｂ
を強化しうるものである。

尚、本発明を平水面に適用する場合において
は、設計段階で導水口２を深くとる必要はない。
従つて導水口２のうち浮動式水流放出装置１０よ
り下方の部分は、極めて少なくすることが可能で
あり、かかる部分からの水の吸引を無視しうるも
のであるならば、放出口１２Ａあるいは下傾板１
１の存在は不用となる。

また、第７図及び第８図に示すように、浮遊物
貯留漕からの逆流の発生を防ぎかつ浮遊物吸引力
を増強しうる手段を附加することができる。すな
わち、複数の水流放出口２０Ａを有する水流放出
管２０を、案内水路部３の底部に、該案内水路部
３の巾一杯に設け、案内水路部側壁３Ａ，３Ａと
抑止板１７との間に浮動式扇状ノズル２１を設
け、該放出管２０と浮動式扇状ノズル２１は吸引
ポンプ７と連結される。水流放出管２０の放出口
２０Ａは船体後方かつ斜上方に向けて水流を放出
しうるように調節され、その放出水流により水膜
２０Ｂを形成する。

浮動式扇状ノズル２１の詳細図を第９図、第１
０図に示す。浮動式扇状ノズル２１は浮力材２
２、及び該ノズル２１に連結されるホース２３か
ら成り該ホース２３は枝管９を介して吸水ポンプ
吐出口８と連結される。該ノズル２１及びホース
２３は浮力材２２の下面に固定され、該浮力材２
２の該ノズル側の一部に切り込み部２２′を設
け、該切り込み部２２′にホース２３の前端部位
を上方に向けて臨ませ固定する。扇状ノズル２１
からの放出水２１Ｂは水面あるいは水面直下に吸
引水流Ｂに沿つて扇状に放出される。第８図は、
吸水ポンプ７を作動させ各水流放出口１２Ａ，１
８Ａ，２０Ａ，２１，より水を放出したときの吸
引流Ａの流れを示す。放出水膜２０Ｂ，２１Ｂに
より、浮遊物貯留漕４からの逆流は阻止され、案
内水路３内の水面全般に該貯留漕４への流れを作
り、停船惰性前進、微速前進状態での作業におい
ても、浮遊物吸引効率に著しい効果を発揮すると
ともに、放出水２１Ｂ，２０Ｂにより現われる浮
遊物誘引力により、浮遊物吸引効率向上に寄与す
る。尚放出水２１Ｂ，２０Ｂにより渦流ｅが発生
するが、水面下における問題であり、水面浮遊物
吸引効率に影響を及ぼすものではない。尚扇状ノ
ズル２１を浮動式水流放出装置１０と別体として
いるが、これに限定されるべきものではない。水
面あるいは水面直下に波浪に相応して浮動しかつ
扇状に水膜を形成しうるものであれば良い。たと
えば、第１１図に示す如く浮動式水流放出装置１
０と一体化し、かつ扇状の水膜を形成すべく複数
の水流放出管２１′を備えているものでも良い。
この場合抑止板１７の機能は浮動式水流放出装置
１０と一体的に取りつけた板１７′によつても果
たしうるものである。第１２図は、吸引力増大手
段を講じた場合の実施例である。船首導水口前端
部に波浪の状況に応じて上下調節可能な放出管２
４を更に設け、該放出管２４には単数または複数
の放出口２４Ａを設け、船首の前方方向から側方
方向等任意の方向へ、吸引流Ａの流れ来る方向に
向けて、ほぼ水平方向に放出水流２４Ｂを放出す
る。強水流２４Ｂの周囲には、この流れに巻き込
まれる吸い込み流Ｃが生ずる。吸い込み流Ｃを総
合すると流れＤとなる。流れＤは吸引流Ａに加算
され、かつ吸引ポンプ７による吸引力は、吸い込
み流Ｃの生ずる範囲において浮遊物を含む水面層
にのみ集中することになるので、吸引力はすこぶ
る強力なものとなり、水面浮遊物吸引効率は著し
く向上する。放出水流２４Ｂを強力にすることに
より、船首前方かつ遠方の位置に浮遊する油、ゴ
ミ等を快速に吸引回収する事が容易となるもので
ある。

仮りに放出管２４に約0.08ｍ間隔で水流放出口
２４Ａを14ケ所設け、放出口２４Ａの直径を0.01
ｍ、放出水量を36m²/hとすれば、１秒間の放出水量は、36m³/h÷3600sec＝0.01
m³/s 各放出口２４Ａの面積は、（0.01÷２）^２×3.14＝0.0000785m² 放出口２４Ａの総面積は、 0.0000785×14＝0.001099m² 放出水の水流の流速は、 0.01÷0.001099＝９m/sとなる。

この場合、吸水ポンプ７の吸水量を約200m³/h
とし、浮動式水流放出装置の案内水路板の巾を約
１ｍ、水深を５〜７cm程度に調節したとすれば、
船首の前方約10ｍの位置にある浮遊物を快速に吸
引回収しうるものであり、風速７〜８ｍ程度の波
浪については効果は減少しない。

上述の実施例において水面の吸引流は程度の差
はあるものの、あらゆる方向から流れ来る。そこ
で、特定の方向の水面浮遊物のみを対象として吸
引、回収する場合において下記に述べる吸引方向
限定装置を更に附加する。吸引方向限定装置は、
第１３図に示すように、複数の水流放出口２５Ａ
を設けた管２５から成り、該管２５の一端は閉鎖
され、水流放出口２５Ａから水を散水する。該管
２５を船首の両舷側に突出して設けられており、
該放出口２５Ａから水面への撒水は、連続的に軽
く撒くだけで、その目的は達成される。水面への
撒水により、水面に乱流が生じ、かかる水面の乱
れにより、船の側方からの吸引流の発生を阻止
し、前方及び斜前方からの吸引流だけに限定され
ることとなり、水面浮遊物吸引方向を限定するこ
とができる。

尚本発明を船に応用した場合の実施例をもつて
説明したが、これに限定されるものではなく、た
とえば池等の一隅に固定して設けうるものでも有
りその適用範囲は広い。

本発明は前記構成からなるものであるから、以
下の諸効果がある。要約すれば、 (1) 波良が高い場合においても浮遊物を含む水面
層に吸引力を集中することができ、浮遊物吸引
効率が著しく高いこと。

(2) 設計段階において案内水路部の水深を深浅自
在になしうることから、設計上の制約が少なく
なること。

(3) 浮遊物の種類に制約を受けることなく、あら
ゆる浮遊物に対して適用可能であること。

(4) 従来の水面清掃方式では清掃困難であつた岸
周辺、あるいは繋留船と岸壁周辺の水面浮遊物
等をも効果的に吸引回収しうることである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を船体に応用した場合の平面
図。第２図は、第１図の断面図。第３図は、浮動
式水流放出装置の平面図。第４図は、第３図のＡ
―Ａ断面図。第５図は、第３図のＢ―Ｂ断面図。
第６図は、吸水ポンプを作動させたときの状態を
示す第２図同様の図。第７図は、扇状ノズルと逆
流防止水流放出管を附加した場合の本発明装置の
平面図。第８図は、第７図に示す装置の作動状態
を示す第２図同様の図。第９図は、浮動式扇状ノ
ズルの平面図。第１０図は、扇状ノズルと浮力材
の側面図。第１１図は、他の変形例を示すもの
で、扇状の水膜を形成する複数の水流放出管を、
浮動式水流放出装置と一体的に設けた場合の平面
図。第１２図は、吸引力増大手段を設けた場合を
示す第２図同様の図。第１３図は、吸引方向限定
装置を設けた場合の正面図である。３〜案内水路、１０〜浮動式水流放出装置、１
８Ａ〜水流放出口。

Claims

【特許請求の範囲】１水面浮遊物を吸引かつ浮遊物貯留区画に導く
案内水路を有し、該案内水路内の水を分流し吸水
する吸水ポンプを設け、この吸水ポンプを利用し
て該案内水路に後方に向う流れを形成する浮遊物
吸引装置において、該案内水路入口附近に、所定水深下に上下浮動
自在に案内水路板を設け、該案内水路板の前端に
吸引流の流れ来る方向に向つて下方向に水流を放
出する水流放出手段を設けたことを特徴とする浮
遊物吸引装置。