JPH057871A - 水上に流出した原油等の回収法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】水上に流出、又は漂っている、油類を、大船体
を利用して、機械的機構により短時間内に大量回収す
る。 【構成】原油輸送船の前部に、油水取入口を、後部下部
に、大容量で低圧の排水ポンプを付けた程度のタンカ
ー、又は船。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 主として、タンカーなどの破損や、中東戦争でペルシャ
湾に流出した原油等、海上に流出した油類を回収する方
法であるが、例えば湖上や河川に誤って流出した油等、
水上油等でも容易に回収できる方法である。例外的に
は、海上の赤潮等でも可で、応用問題である。 従来の技術 昨年の中東戦争で、沢山の原油が、ペルシャ湾に流出。
この回収に日本の石油業界のメンバーが奮闘している
と、本年５月２５日の朝日新聞にも出ていますが、この
方法たるや誠に拙劣、幼稚で、見てはおれないという状
態で、あれ程、先進国といわれる大日本の油回収技術か
と疑わしくさえ思われるほどの方法であります。日本の
石油業界のメンバーとありますから、一応は、トップク
ラスの技術かと考えられますが、私は他に多くを知りま
せんので、その中の一部を参考までに次に記します。
尚、本新聞の切抜きを参考までに添付致しますから、御
高覧下さい。「最も苦労したのは、原油の質の変化だ。
揮発油分が飛んだ油は、粘土のようになって海面に３０
〜４０センチの層をなしていた。一日の温度変化でも粘
度が変わる。用意した回収用ポンプでは歯が立たない。
フィリッピン人作業員らと、ともに黒い海につかり、油
の塊を手ですくっては、ポンプに突っ込む、原始的作業
が続いた。ひしゃくを持っていなかったため、土木作業
用のスクリューポンプに転換して、やっと一台当たり１
時間１０トンの油を吸い取れるようになった。以後続き
ますが、新聞を添付します。以上の記事から見ましても
他に特別の良法はないらしく、私も知りません。次記の
方法は、カナダ沖、タンカー事故の時、私が考えた従来
の技術であります。出来ることなら本発明を、ペルシャ
湾で使って頂きたいと念願いたします。 発明が解決しようとする課題 （１） 油水の、自然的分離性を利用する。分離性とい
うよりか、分離力とも言える特別の力があり、これを充
分に研究活用する。油の自然分離力について考えると イ．水と油は、比重差がある。 ロ．水も、油も、それぞれに、凝集力や表面張力があ
る。原油は特に粘着力や凝集力が大である。 ハ．他にも、電気力や分子の働きなど、研究すればいろ
いろと考えられるが、これらも研究、総合的に利用す
る。 （２） 先述の如き、幼稚、拙劣な方法でなく、もっと
大きく、簡単で機械的に行う。 （３） 特に比重差や分離力を充分に活用する。 （４） 粘着性がある物だから、器具、船体には、なる
べく直接触れさせないよう水壁（又は幕）を介する。 （５） 油水取入には、船体重量を考え落差利用の自然
流入（取入）法を使用、また船の前進力をも活用して、
ポンプ吸入等行わず、エネルギーの無駄使いをしない。 （６） 油回収中は多量の捨て水が必要となるから船の
プロペラは止め、この排水を推進用に活用する。 課題を解決するための手段 （１） タンカーを、一部改造して使用する。中古品で
もよい。 （２） 初めは１００トン級で実験するが、実験を重ね
て、次々と大にし、１万トン級の回収船を目標とする。 （３） 船の前部、油水取入口には、実施例で説明する
如き特殊開閉装置を、又、油面切開問題など問題は多い
が、今後、研究改良しながら一つ一つと解決していく問
題で、これらはほとんど設計製作の事項に属する。 作 用 （１） まず、原理を簡単に説明する。図１．に示す如
く、容器２を原油の浮かんだ海中に沈める。取入口３は
上部にあり他より少し低いから、油水面より低く沈めれ
ば、落差があるから、これにより、油水共に、自然的に
勢いよく容器に流入する。１は油水混合とする。この
時、ある一定の深さで容器は固定されたと仮定する。即
ち、海底に達したと考えてもよい。このままで、しばら
く置くと、油水は満杯となり、即ち海上油面と同等にな
る。このままで、又しばらく置くと、前述の油水分離力
により、自然に分離、油４は上部、水５は下部にたま
る。これを下部排水ポンプ６を駆動して水を排出すれ
ば、容器内の前液面は降下して海上液面との間に差を生
じ、海面の油水は再び容器内に流入する。この油水もま
た同様に分離、水は下方に溜まるから、排水ポンプは、
結局連続的に運転されてもよい事になり、連続運転する
と、油底面は徐々に降下、遂には排水ポンプ上部に達す
る。この時、一応満杯とする。この連続運転は、小さい
容器を考えず、大きなタンカー程の容器を考えれば、流
入と排出を同時に行っても、油水分離は、それに合致す
る程度に行われるであろう事が容易に想定される。この
ポンプ上方より底面までの液７は、油水混合度が高いと
考えられるが、これも一日も置けば充分に分離するか
ら、吸水口を下げて翌日排出してもよい （２） 水ポンプについて考えてみると、流入油水と容
器油面上は殆ど等高であるから、ポンプ中の内外差圧は
ほとんど零で、水排出にも殆どエネルギーを要せず、た
だ水の移動用エネルギーだけでよい。即ち極少エネルギ
ーでよいということで作用上の大いなる特徴である。以
上は原理であるが、船の場合は、油水が流入すると、喫
水線が下がる（喫水が大になる）から、少し、方法や考
え方が異なってくる。次項で述べる。 実 施 例 （１） 一般的にいえば、タンカーで、船の前部に油水
取入口を、後部底あたりに排水ポンプを取付けた、だけ
といってよい船である。 （２） 図３．に於いて説明すると、８は船で、空船
時、門扉９は閉じていて、油面船は、門扉９の中程度に
あるとする。油水混合を取り入れんとする時は、この門
扉９をずり降ろして取入口を開ける。（油圧操作などで
行う） この時、船内は空で、船底との落差１０は大きいから、
油水は勢いよく流入する。（下層は水層） 油水が流入すると、船体は、それだけ浮力を失い徐々に
沈降する。このままにしておくと取入口上部が油層に入
り、水層に入り遂には水だけ流入、益々沈降して遂には
沈没することになる。よってに、取入口門扉９は、船体
沈降と逆比例して徐々に、すり上げる必要がある。すり
上げの値は、喫水値の増加と、ほぼ等しい。又、流入口
の油水層の厚さは、なるべく一定がよいが、この層の厚
さを、ある厚さＨとする。Ｈとは、油水流入口（取入
口）において、油と水の重なったそうで、水層は、油が
流入口の船体や壁に直接接触しないための層であり、最
小限でよいが、海上等では、相当大きな波が考えられ、
船体は動揺前進するから、これと波の上下動を考え、か
なり大きく取る必要がある。即ち水幕を介した油層であ
る。（水は少々大きく取り入れても、それ程大した問題
にはならない。下部から小圧で排出するから） （３） 図３．は、この取入関係の説明図で、上記の如
く、油水取入を続けると、喫水値は徐々に増加、門扉９
は上昇し遂には、浮力分は残して、取入口は閉鎖され
る。この時、船は満杯で、上部空間は、残された船の、
浮力空間７である。こうして、しばらく時間をおくと、
油水は自然に分離して油は上方に、水は下方に溜まる。
この時、排水ポンプ６を駆動して底部水を排出すると、
船体内の油面は下降するが、船はその排出水分だけ軽く
なるから、それだけ浮上する。再度、門扉９を開けると
海上油水は流入、水は主として底に溜まるから、船内油
面は押し上げられ再び排水ポンプ駆動可の状態となる。
又排水する。この関係は原理で述べた如くで、繰り返す
と船内は段々と油底面が下降、遂にはこれが排水ポンプ
直上に達する。この排水ポンプは船底に凹部を設けてお
けば、この残水は極少にすることができる。又このポン
プは、逆流防止付とする。尚この説明は理論を分かり易
くするため、別々に述べたが、現実的には、１万トン級
の船を考えると、流入（取入）と排出を、同時連続的に
行っても、前記、繰り返しと同じで、現実には、取入、
排水を同時に行い、船内の油底面は徐々に下降され、や
がては、満杯となる。 （４） 排水ポンプ６は船底、後部左右に付け（設計効
率上の都合では多くでもよい）大量水を排出するから、
図４．に示す如く、これを船体推進用に利用できる。こ
の時は船自身の推進機は使用しないでよいから、それだ
け、エネルギーの節約となり、又例えば舵取にもなる。
排出水の右をしぼって（少なくする）左を大にすれば、
船は右に曲がり、反対にすれば左に曲がるなど、で、こ
れは船舵と共同動作で行う。尚この時、船体のプロペラ
は中央一個付けか、二個の場合は、ポンプ上方に付けれ
ばよい。 （５） 船体が大なる時は、喫水は比較的小さいが小船
の場合は容量が小さいから、喫水は大になると考えら
れ、この時は、図５．に示す如く門扉は、Ａ、Ｂ等、幾
段かに分けてもよく、これを採用する。この場合は、初
めＡをずり下げ開口、油水流入し、船の沈降と逆にＡを
徐々に上昇（これは前説明と同じ）上端がＢに重なれ
ば、次にはＢを降ろして徐々に上昇せしめ、船上弦１１
に重なれば満杯にする。こういう方法も一例である。 （６） 原油の厚さは、一般的に数ｃｍ程度かと考えて
いたが、前記の新聞によると、３０〜４０ｃｍとありま
すから、取入口幅も一定ではだめで、厚さ等に応じて狭
くしたり広くしたりできる機構とする。油層が、薄く粘
性も小なる時は取入口も船腹近くまで拡げ、船の前進力
も大いに利用して、取入には、両腕で油水をすくい込む
如くする。 （７） 新聞によると原油厚さが、案外厚い場合がある
事に驚きの他はないが、こんな時は当然、取入口は狭く
せねばならず、原油は粘性も強いようだから、その両
端、油層切開部では、だんだん、次々と、原油粘着が予
想され、次々と大になり、相当の圧力負担にもなると考
えられるから、次の如くして切開する。図６．に示すご
とく、１２なる器を取り取、噴出口１３より、強圧水帯
を噴出すれば、油層も容易に切開でき、一部の反射水は
器との間に水幕を造って油との直接接触を妨げる。又、
１４孔よりは、弱圧水を放出して流し、上記同様、器
具、船体等との間に水幕を造り粘着を防ぐ。これは強
弱、二系統より、送水してもよいが、図の如くすれば、
強圧、一系統より送水しても充分に目的は達する。即
ち、１３は、噴射口であるが、上下に長くし、その長さ
は油層厚さに合わせて調整できるようにする。又その先
端ｂは狭く、水入口ａは、広くすれば、噴出水は強力な
運動エネルギーを与えることができ、強噴射する（一般
的原理である）。しかし、１４孔の如く、これを逆にす
れば（即ち出を大に入口を小に）弱噴出となる。この関
係を適宜に利用すれば、目的の強弱噴水は自由に得られ
る。尚、油層の厚さに合わせて、その上下長さ（幅）を
調節するためには、１５．に示す如く、上下動のピスト
ンを使用する。尚、本器は、図３．等の如く単一門扉の
場合はその上部両端に直接取付使用できるが、図５．に
示す如く、多段式門扉の場合は、下部に浮をつけ油面と
の関係を適当にすると共に、単独の別機器として扱う。 （８） 前述の門扉を上下するための機構（一般的には
油圧が考えられる）や、水密の問題、船体補強の問題、
または油層切断の件など、新発明だから問題は多いが、
これらは、設計製作の問題であり、詳述はやめ、発明の
目的に添った機構とする。 発 明 の 効 果 （１） 従来の方法に比べて、はるかに簡単である。 （２） 大量、早急な油回収が、可能である。 （３） 油水の自然分離性を利用するから、人的、また
は機械的エネルギーを要しない。 （４） 油水取入の場合、船重量による落差を利用、こ
れに、船前進による前進力を加えて、油水の自然流入法
を使用するから、取入用に特別のエネルギーを要しな
い。 （５） 排出ポンプには、油は殆ど含まず、海水のみに
近いから、原油等、粘性大なる物質を直接ポンプで回収
するに比べて、小エネルギーでよい。 （６） 排水ポンプは底部より排出しても、海上油面と
船内油面は差が少ないから、内外圧差は少なく、同じエ
ネルギーなら大容量のポンプが可動できる。即ち、普通
の船底排水に比べ、小エネルギーで、大容量水の排出が
できる。大容量排水は大容量の油回収に関係する。 （７） ポンプの排出水は大量であり、船体の推進用や
操舵に利用でき、これを活用できる。 （８） 本発明は主として、海上原油回収用として説明
したが、湖水上や、河川上でも、油、原油類の回収は可
能であり、例外的には海上発生の赤潮等でも回収でき
る。応用の問題である。

【図面の簡単な説明】 図面全部、本発明を説明するための原理図である。 図１．は正面図、図２．は平面図で、１は油水混合層、
２は、容器、３油水取入口、４．油、５．水、６．排水
ポンプ 図３．は、船体正面図、図４は、同平面図で、それぞ
れ、船体中央部切断を表し、８は船体、９は門扉、１０
は落差、Ｈは、油と水の重なった層を表し、６は排水ポ
ンプ、７は船体の浮力空間である。 図４．の１２は油層切開機である。 図５．の１１は船上玄、Ａ、Ｂは門扉を二つに分けた時
を表す。 図６．は、油層切開機１２を表し、下は同中央部の横断
面図で、１３は強噴水孔、１４は弱噴水孔、１５は噴水
幅、調整用ピストンである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１） 水と油の自然分離性を、水上船体に利用した原
   油等の回収法。 （２） 船体前部に付けた油水取入口の門扉は、上下に
   可動、船体重量による落差を利用、前進するときは、こ
   の前進力も相加えて、吸入ポンプ等は使用せず、無エネ
   ルギーでの取入法、及びその機構。 （３） 排水ポンプは、２個以上とし、排水を船体の推
   進力と、舵取作用に利用する方法。 （４） 油面の切開には、強圧水を噴射、切開を容易に
   すると共に、器具や、船体には、弱圧水を噴射、水幕を
   作って、油類の粘着を防止する方法。