JPH11229363A - 油回収装置および油回収方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 人的労力を軽減でき、構造が単純であり、製
造コストも安く、更に自発的な動力を必要とせず、その
上、効率よく浮遊油を回収することができるようにす
る。 【解決手段】 鉛直壁１３ｂによって形成された導波路
の幅が、開口１３ａに進むにつれて次第に狭くなると共
に、導波部１３の表面が水面に対して傾斜するように構
成されている。このため、導波部１３において波が進行
するにつれて波の水深が浅くなり、開口１３ａ付近にお
ける波の波高が大きくなるので、開口１３ａから浮遊油
が収容部１２に流入し易くなる。このようにして、油回
収装置１０に到達した浮遊油を含む波が鉛直壁１３ｂに
よって開口１３ａに良好に導かれると共に、波が開口１
３ａに近づくにしたがって波高が高められ、波に含まれ
る浮遊油が効率よく開口１３ａの縁まで遡上して確実に
開口１３ａから収容部１２の内部に流入して収容され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、事故や災
害によって海や湖沼等に流出した油を回収する油回収装
置および油回収方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、重油等の油を積載したタンカー等
が衝突あるいは座礁し、油が多量に海に流出する事故が
多発しており、この流出した油が浮遊して自然環境が破
壊されている。特に、海流付近での事故や荒天時の事故
では、海に流出して海水面上に浮遊した油（以下、「浮
遊油」ともいう。）が海流や荒波によって拡散されるた
め、広い海域に亘って自然環境が破壊されることにな
る。自然環境が一旦破壊されると、元の状態に戻るのに
多大な時間を要するので、自然環境の破壊を最小限にく
い止めるために、事故発生後、出来るだけ早く浮遊油を
回収して、浮遊油が広い海域に拡散しないようにする必
要がある。

【０００３】上記のような事情により、従来から浮遊油
を回収するための方法および装置が幾つか考案されてい
る。例えば、従来の油回収方法としては、事故現場の周
囲にオイルフェンスを巡らせて、浮遊油の拡散を防止す
ると共に、このオイルフェンスで囲まれた海域に油回収
のための船を出して、柄杓等によって浮遊油をすくい上
げたり、吸着マットに浮遊油を吸着させたりするという
人手による回収方法がある。また、人手によらず、ポン
プを利用した特殊な油回収装置を持つ油回収船によって
浮遊油を吸い上げて回収するという方法もある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、まず、
柄杓等で浮遊油をすくい上げたり、吸着マットに浮遊油
を吸着させるといった回収方法では、回収を人手によっ
て行うため、回収効率が悪いといった問題があった。ま
た、このような方法では、作業員の体に油が付着した
り、作業員が油の臭いで気分を悪くするなど、作業員の
健康が損なわれるといった問題もあった。

【０００５】また、従来の特殊な油回収装置を利用した
方法では、上記の人手による回収方法により生ずる問題
は幾分解消されるものの、油回収装置の動力として大量
のエネルギを消費する上、荒天などで波が高い場合に
は、浮遊油の回収効率が悪いといった問題があった。更
に、従来の油回収装置は、構造が複雑であるため、設計
および製造が複雑な工程を要し、製造コストが高いとい
った問題もあった。

【０００６】以上のように、従来の浮遊油の回収方法に
おいては、多くの人的労力を費やしたり、構造が複雑で
製造コストの高い特殊な油回収装置を使用したりする割
には、浮遊油の回収効率が悪いといった問題があった。

【０００７】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、人的労力を軽減でき、構造が単純で
あり、製造コストも安く、更に自発的な動力を必要とせ
ず、その上、効率よく浮遊油を回収することができる油
回収装置およびこの油回収装置を利用した効率のよい浮
遊油の回収を行うことができる油回収方法を提供するこ
とにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の油回収装
置は、水面上の浮遊油を収容する収容部と、この収容部
の上部に一体的に設けられ、収容部の内部に浮遊油を流
入させるための開口と、この開口に浮遊油を波の運動を
利用して導く複数の鉛直壁とを有した導波部とを備えた
ものである。

【０００９】この油回収装置では、浮遊油は、導波部に
よって増幅される波の運動の利用により開口に導かれた
のち、更に開口の縁を越えて収容部の内部に流入して収
容される。

【００１０】請求項２記載の油回収装置は、請求項１記
載の油回収装置において、更に、収容部の底面に設けら
れ、収容部に収容された不必要な水を排出させるための
小孔と、収容部の底面に設けられ、外部から小孔を介し
て収容部内に不必要に水が逆流入してくることを防止す
るための逆流防止弁とを備えたものである。

【００１１】この油回収装置では、収容部の底面に設け
られた小孔から収容部に収容された不必要な水が排出さ
れる。また、逆流防止弁によって、外部から小孔を介し
て収容部内に不必要に水が逆流入してくることが防止さ
れる。

【００１２】請求項３記載の油回収装置は、請求項１ま
たは２記載の油回収装置において、収容部が円筒状また
は正多角柱状、導波部が円錐台状または正角錐台状にそ
れぞれ形成され、複数の鉛直壁の隣り合う２つの鉛直壁
の間隔が開口に向かって次第に狭くなるように、導波部
の表面上に放射状に形成されたものである。

【００１３】この油回収装置では、任意の方向から進ん
でくる浮遊油を含む波が鉛直壁によって開口に導かれる
と共に、波が開口に近づくにしたがって波高が高めら
れ、波に含まれる浮遊油が効率よく開口まで遡上して確
実に開口から収容部の内部に流入して収容される。

【００１４】請求項４記載の油回収装置は、請求項１な
いし３のいずれか１に記載の油回収装置において、収容
部内に、複数の小孔を有する多孔板を配置したものであ
る。

【００１５】この油回収装置では、収容部内に配置され
た複数の小孔を有する多孔板によって、収容部内に収容
された水と油との分離が促進されると共に、収容部内に
収容された流体の鉛直方向の運動が抑制される。

【００１６】請求項５記載の油回収装置は、請求項１な
いし４のいずれか１に記載の油回収装置において、更
に、導波部の開口が水中に沈められることを防止するた
めの浮力部材を備えるように構成したものである。

【００１７】この油回収装置では、浮力部材によって、
導波部の開口に向かうに従い浮力が増加され、開口が水
中に沈められることが防止される。

【００１８】請求項６記載の油回収装置は、請求項１な
いし５のいずれか１に記載の油回収装置において、導波
部の開口が円形または正多角形の開口で形成され、この
開口の外寸と導波部の外寸とが１対５の比率で形成され
たものである。

【００１９】この油回収装置では、開口の外寸を導波部
の外寸の５分の１に抑えているため、収容部および導波
部が浮遊油を含む波の運動によって所定の角度だけ傾け
られても、開口の縁の高さの場所的な偏差が抑えられ
る。また、開口の外寸と導波部の外寸とが１対５の比率
で形成されていること、および開口が平均水面よりも少
し高いことにより、波に含まれる浮遊油が効率よく回収
されると共に、回収した油が開口から流出することが抑
えられる。

【００２０】請求項７記載の油回収方法は、水面上の浮
遊油を排出可能な連結部により連結された２つのオイル
フェンスを、水面上の浮遊油を包囲するように配置し、
水面上の浮遊油を収容する収容部と、この収容部の上部
に一体的に設けられ、収容部の内部に浮遊油を流入させ
るための開口とこの開口に浮遊油を波の運動を利用して
導く複数の鉛直壁とを有した導波部とを備えた油回収装
置を、オイルフェンスの下流側の水面上に複数配置し、
２つのオイルフェンスにより、２つのオイルフェンスの
連結部にまで水面上の浮遊油を導くと共に、この導かれ
た浮遊油を連結部から排出させ、この連結部から排出さ
れた浮遊油をオイルフェンスの下流側に複数配置された
油回収装置により回収するようにしたものである。

【００２１】この油回収方法では、浮遊油が２つのオイ
ルフェンスにより包囲され、この包囲されたオイルフェ
ンス内の浮遊油が、２つのオイルフェンスの連結部にま
で導かれる。また、この導かれた浮遊油が連結部から排
出され、この連結部から排出された浮遊油がオイルフェ
ンスの下流側に複数配置された油回収装置により回収さ
れる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００２３】［第１の実施の形態］まず、本発明の第１
の実施の形態について説明する。図１は、本発明の第１
の実施の形態に係る油回収装置の概略を、収容部を円筒
状、導波部を円錐台状とした場合について示す外観図で
ある。また、図２は、本実施の形態に係る油回収装置の
構成を示す平面図である。更に、図３は、本実施の形態
に係る油回収装置による油回収時の様子を示す断面図で
ある。なお、図では、収容部１２の外寸と、導波部１３
の外寸とをほぼ等しくしているが、収容部１２の外寸を
導波部１３の外寸よりも小さくしてもよい。なお、以下
の説明において、「水」とは、油回収装置が浮かべられ
る水面を構成する基本的な流体のことであり、例えば、
油回収装置を海面に浮かべて使用する場合には、海水の
ことを意味する。

【００２４】油回収装置１０は、浮遊油の回収時には海
等の水面に浮かべられて使用されるものであり、図１に
示したように、浮遊油を収容するための収容部１２と、
この収容部１２の上部に一体的に設けられた導波部１３
とを備えている。収容部１２は、円筒形状に形成され、
円筒底面１２ａと円筒側面１２ｂとからなるものであ
る。導波部１３は、円錐台形状に形成され、表面が水面
に対して傾斜しており、また、その上部中央には、浮遊
油を収容部１２の内部に流入させるための開口１３ａが
例えば円形状に形成されている。また、導波部１３の傾
斜した表面上には、開口１３ａに浮遊油を導くための複
数の鉛直壁１３ｂが設けられている。この油回収装置１
０は、開口１３ａが水面の喫水線２１よりも高い位置で
鉛直上向きになるように水面に対して常にほぼ一定の高
さで浮かべられるようになっている。より具体的には、
浮遊油の回収前においては、収容部１２内に水が満たさ
れて浮かべられ、浮遊油の回収時においては、回収した
浮遊油の体積に応じた水を外部に排出させることで、浮
遊油の回収前後において、水面に対して常にほぼ一定の
高さで浮かべられるようになっている。

【００２５】油回収装置１０は、基本的な構造部分が、
例えば、厚さ１ｃｍ程度のファブリック・レインフォー
スト・プラスチック（ＦＲＰ）により構成されている。
また、油回収装置１０は、ＦＲＰ等の基本的な構造部分
に、図示しない浮力部材が固定されて構成されている。
この浮力部材は、水中に沈められた場合に、開口１３ａ
に向かうに従い油回収装置１０の水中における浮力を増
加させるためのものであり、例えば、発砲スチロールに
ウレタン樹脂を塗布した厚さ１０ｃｍ程度の部材で構成
されるようになっている。また、この浮力部材は、導波
部１３の内壁部分や、導波部１３の表面の鉛直壁１３ｂ
に固定されている。このように、導波部１３に浮力部材
を設けることで、開口１３ａに向かうに従い油回収装置
１０の浮力が急増するので、油回収装置１０が必要以上
に水中に沈むことを防止でき、開口１３ａが水中に沈む
ことを防止できる。なお、油回収装置１０が必要以上に
水中に沈むような事態は、例えば、水面上に大きな波が
発生すると共に、この波の運動が下降から上昇に転じる
ときに、油回収装置１０が下降するような慣性力が働い
た場合に起こり得る。

【００２６】収容部１２の内径は、内部に収容した浮遊
油の上下動を抑えると共に、装置の安定を保つようにあ
る程度大きく形成されていることが望ましく、例えば、
３〜４ｍ程度の内径で形成されている。

【００２７】収容部１２の円筒底面１２ａには、図３に
示したように、収容部１２に収容された不必要な水を排
出させるための複数の小孔３１と、この小孔３１に対応
して設けられ、外部から小孔３１を介して収容部１２内
に不必要に水が逆流入してくることを防止するための逆
流防止弁３２とが設けられている。

【００２８】小孔３１は、浮遊油の回収時において、収
容された浮遊油に対応する量の流入水３３を装置外部に
排出させるためのものである。なお、油は水よりも比重
が軽いので、収容部１２内において、回収油３４は上部
に溜まり、流入水３３のみが小孔３１から外部に効率よ
く排出される。これにより、浮遊油の回収前後におい
て、収容部１２内の液面の高さがほぼ一定に保たれ、例
えば、油回収装置１０が、油回収装置１０が浮かべられ
た位置を中心として、導波部１３の外径の５〜１０倍程
度の水域における平均水面高さに対して常にほぼ一定の
高さで浮かべられるようになっている。

【００２９】図４ないし図６は、逆流防止弁３２の構造
を説明するための図である。なお、図４および図５は、
逆流防止弁３２の全体構造を示す断面図であり、また、
図６は、逆流防止弁３２における弁体５２の構造を示す
平面図である。逆流防止弁３２は、図４および図５に示
したように、円筒底面１２ａの小孔３１の近辺から収容
部１２の内部方向に立設した枠体５１と、この枠体５１
に取り付けられた弁体５２とを備えて構成されている。
枠体５１は、例えば、円筒状に立設形成されており、そ
の材料としてはＦＲＰ等が適用されるものである。枠体
５１の上部中央部には、不必要な水を排出させるための
開口５１ａが、例えば円形に設けられている。弁体５２
は、枠体５１に設けられた開口５１ａを開閉可能とする
ように、枠体５１の上部の内壁面に取り付けられてい
る。

【００３０】弁体５２は、図６に示したように、ゴム板
等を加工して形成された本体５３と、この本体５３の上
面に取り付けられた浮力部材５４と、本体５３の剛性を
補うために本体５３の下面に取り付けられた補剛部材５
５とを有している。本体５３は、枠体５１の上部の開口
５１ａの形状に応じた形状となっており、少なくとも開
口５１ａを閉じることが可能な大きさを有しているもの
である。また、本体５３の一部分は、枠体５１の上部の
内壁面において接着剤等により固定される固定部５３ａ
となっている。補剛部材５５は、例えば、ＦＲＰにより
構成されている。

【００３１】浮力部材５４は、弁体５２の全体の比重
が、外部の水よりも小さい値となるようにするためのも
のである。なお、弁体５２の全体の比重が、外部の水よ
りも小さい値となるようにすることにより、油回収装置
１０が平衡状態にある場合においては、弁体５２が図４
に示したように開口５１ａを閉状態にするように作用す
る。また、浮遊油が回収されることにより、収容部１２
内の流体の重量が増加している状態にある場合において
は、弁体５２が図５に示したように開口５１ａを開状態
にするように作用する。この場合には、導波部１３の開
口１３ａから回収した浮遊油の体積に応じた水が、円筒
底面１２ａに設けられた小孔３１を介して外部に排出さ
れる。また、外部から収容部１２内に不必要に水が逆流
入し易い状態にある場合においては、弁体５２が図４に
示したように開口５１ａを閉状態にするように作用す
る。なお、水が逆流入し易い状態とは、例えば、水面上
に大きな波が発生すると共に、この波の運動が下降から
上昇に転じるときに、油回収装置１０が下降するような
慣性力が働いている状態にある場合である。このような
場合には、油回収装置１０の底面位置にある外部の水の
鉛直上向きの速度と、油回収装置１０の鉛直下向きの速
度とに相対的な速度差が生じ、これにより、外部の水が
逆流入し易くなる。逆流防止弁３２は、このような状態
において、開口５１ａを閉状態にするように作用するの
で、外部から収容部１２内に不必要に水が逆流入するこ
とを防止できる。これにより、例えば、円筒底面１２ａ
の小孔３１から収容部１２内に水が逆流入して収容部１
２内の液面が上昇し、導波部１３の開口１３ａから回収
済みの回収油３４が流出するという事態を防止すること
ができる。

【００３２】収容部１２の内部には、図３に示したよう
に、２つの多孔板３６ａ，３６ｂが水平に固定配置され
ている。この多孔板３６ａ，３６ｂは、例えば、収容部
１２を鉛直方向に３等分するような位置に配置されるよ
うになっている。なお、収容部１２内に配置される多孔
板３６ａ，３６ｂは、２つに限定されるものではなく、
１つまたは３つ以上であってもよい。

【００３３】図７は、多孔板３６ａ，３６ｂの構造を示
す平面図である。多孔板３６ａ，３６ｂは、例えば、Ｆ
ＲＰにより構成され、図７に示したように、例えば、直
径が３０ｃｍ程度の複数の小孔３７が設けられて構成さ
れている。複数の小孔３７は、十字状に小孔列３７ａ，
３７ｂを成すように配置されていると共に、この小孔列
３７ａ，３７ｂの間に４つの小孔３７がほぼ等間隔に配
置されて構成されている。２つの多孔板３６ａ，３６ｂ
は、収容部１２内において鉛直方向から見て２つの多孔
板３６ａ，３６ｂの小孔３７が重ならないように配置さ
れていることが望ましい。例えば、２つの多孔板３６
ａ，３６ｂの十字状の小孔列３７ａ，３７ｂが、鉛直方
向から見て約２２．５度の角度を成すように配置されて
いることが望ましい。これにより、鉛直方向から見た２
つの多孔板３６ａ，３６ｂにおける複数の小孔３７の配
置をほぼ一様とすることができる。なお、２つの多孔板
３６ａ，３６ｂにおいて、小孔３７を設ける位置は、図
７に示したような配置に限らず、他の配置であってもよ
い。但し、複数の小孔３７は、互いの間隔がほぼ等間隔
となるように設けられると共に、その配置位置に偏りが
生じないように、全体にほぼ一様に分布して設けられて
いることが望ましい。

【００３４】多孔板３６ａ，３６ｂは、収容部１２に収
容された水と油との分離を促進させるように作用する共
に、収容部１２に収容された水と油の鉛直方向の運動を
抑制し、油回収装置１０を安定して水面に浮かべること
ができるように作用するようになっている。また、多孔
板３６ａ，３６ｂは、収容部１２内に収容された回収油
３４が、小孔３１から外部に流出することを防止できる
ようにもなっている。なお、回収油３４が、小孔３１か
ら外部に流出する主な原因としては、例えば、次のこと
が考えられる。まず、油が回収される場合には、油が開
口１３ａからほぼ鉛直下向きに収容部１２内に落下する
ように流入するが、このとき、油と水の密度に差があま
りないため、油が落下時の慣性により収容部１２の円筒
底面１２ａに到達して小孔３１から外部に流出すること
が考えられる。また、油回収装置１０が波によって揺れ
ることにより、既に収容されている油が円筒底面１２ａ
に到達して小孔３１から外部に流出することが考えられ
る。多孔板３６ａ，３６ｂは、収容部１２に収容された
流体の鉛直方向の運動を抑制することができるので、以
上のような原因により回収油３４が、小孔３１から外部
に流出することを防止できる。

【００３５】導波部１３の開口１３ａの直径ａ（図２）
は、油回収装置１０が多少傾いても、開口１３ａの高さ
に場所的な偏差が生じ難いように、ある程度小さい円形
で形成されていることが望ましく、例えば、１ｍ程度の
直径の円形開口で形成される。また、開口１３ａの直径
ａと導波部１３の外寸ｂとは、１対５程度の比率で形成
されていることが望ましい。

【００３６】鉛直壁１３ｂは、例えば、導波部１３に８
個の壁が立設して形成されている。この鉛直壁１３ｂの
隣り合う２つのもの同士の間隔は、図２に示したよう
に、開口１３ａに向かって互いに狭くなるように、例え
ば４５度に等分した角度βで放射状に形成されている。
これにより、隣り合う鉛直壁１３ｂ同士で開口１３ａに
向かうに従い幅の狭くなる８個の導波路１３ｂ₁ 〜１３
ｂ₈ を放射状に形成している。この鉛直壁１３ｂは、浮
遊油を含む波の運動を利用して収容部１２に波に含まれ
る浮遊油を効率よく収容するためのものであり、後述の
原理により、図３に示したように、波が開口１３ａに近
づくにしたがって波高が高められ、波に含まれる浮遊油
が効率よく開口１３ａの縁まで遡上して確実に開口１３
ａから収容部１２の内部に流入して収容されるようにな
っている。

【００３７】次に、上記のように構成される油回収装置
１０の作用を、導波部１３による浮遊油の回収原理と共
に説明する。

【００３８】まず、図２および図３を参照しつつ、波に
含まれる浮遊油が鉛直壁１３ｂにより開口１３ａに導か
れる原理について説明する。一般に、水深に対して波長
が十分長い波のことを長波というが、油回収装置１０に
到達した波は、導波部１３において、この長波の性質を
持つといえる。これは、前述したように、油回収装置１
０の開口１３ａが水面の喫水線２１（図１）の平均高さ
よりも高い位置になるように浮かぶことから分かるよう
に、導波部１３における水深が、到達した波の波長に対
して浅いためである。

【００３９】このように、油回収装置１０に到達した波
が長波である場合には、導波部１３における波の運動
は、グリーンの公式に従う。このグリーンの公式は、波
の進行路の幅と水深に対する波高の変化の関係を示した
公式であり、以下の式（１）で表されるものである。な
お、この式（１）において、Ｈは、進行路中の幅ｘ，水
深ｙの位置における波高であり、Ｈ₀ は、進行路中の幅
ｘ₀ ，水深ｙ₀ の位置における波高である。この式
（１）から、例えば、ある波が広い幅ｘ₀ ，深い水深ｙ
₀の進行路から、狭い幅ｘ，浅い水深ｙの進行路に進む
と、波高Ｈが最初の波高Ｈ₀に対して増加することが分
かる。

【００４０】 Ｈ＝Ｈ₀ （ｘ₀ ／ｘ）^1/2 （ｙ₀ ／ｙ）^1/4 ……（１）

【００４１】なお、式（１）は、一般的に波が変形しな
い部分で成立するものであり、波の変形する部分につい
て適用されるものではない。しかしながら、波の現象と
して、波の進行路幅が次第に狭くなると共に、波の進行
路の底面が傾斜して、水深が減少している場合には、波
は変形後もその進行と共に波高が増大することが知られ
ている。このため、波の進行路幅を次第に狭くして底面
を傾斜させた場合には、波は水深が浅い部分に到達する
と変形した後、斜面を遡上することが容易になる。この
ような水面波の性質は、表面に油が浮かんだ状態でもほ
ぼ同様である。

【００４２】従って、本実施の形態による油回収装置１
０によれば、鉛直壁１３ｂによって形成された導波路１
３ｂ₁ 〜１３ｂ₈ の作用により、開口１３ａに進むにつ
れて波の進行路の幅が狭くなると共に、導波部１３の表
面が水面に対して傾斜しているので、水深も浅くなり、
波が開口１３ａに近づくにつれ波高が大きくなり、開口
１３ａから浮遊油が収容部１２に流入し易くなる。この
ようにして、油回収装置１０に到達した浮遊油を含む波
が鉛直壁１３ｂによって開口１３ａに良好に導かれると
共に、波が開口１３ａに近づくにしたがって波高が高め
られ、図３に示したように、波に含まれる浮遊油が効率
よく開口１３ａの縁まで遡上して確実に開口１３ａから
収容部１２の内部に流入して収容される。

【００４３】また、本実施の形態に係る油回収装置１０
によれば、収容部１２が円筒形状に形成され、導波部１
３が円錐台形状に形成されているので、任意の方向から
進んでくる浮遊油を含む波が鉛直壁１３ｂによって開口
１３ａに良好に導かれるようになっているが、次に、こ
の波の進行方向と導波路１３ｂ₁ 〜１３ｂ₈ の各々によ
り導かれる浮遊油を含む水の量の関係について説明す
る。

【００４４】まず、図２に示したように、波の進行方向
Ｘ₁ と中心線Ｏ１の向きとが一致した導波路１３ｂ₁ に
より導かれる浮遊油を含む水の流量について説明する。
この場合には、導波路１３ｂ₁ において、隣り合う２つ
の鉛直壁１３ｂ間に波が直線的に進入する。このとき、
波の１周期の間に導波路１３ｂ₁ に導かれて、開口１３
ａに流入する浮遊油を含む水の体積ΔＱは、導波部１３
の傾斜角α（図３）、隣り合う鉛直壁１３ｂ同士がなす
中心角β、開口１３ａの直径ａ、導波部１３の外寸ｂ、
平均水面から開口１３ａまでの高さｈ（図３）、導波路
１３ｂ₁ の入口の幅Ｌ，導波路１３ｂ₁ 内に進入する波
の波高Ｈ、導波路１３ｂ₁ 内に進入する波の波長λを用
いて、以下の式（２）で表される。

【００４５】 ΔQ=(Hλ・ L)×f(H/λ,h/H, α,b/a,a/(b-a)・ tan β/2,(b-a)/ λ・ cos β/2 ) ……(2)

【００４６】なお、このとき、波の運動に関する諸般の
研究から、導波部１３の傾斜角αが２０〜３０度、隣り
合う鉛直壁１３ｂ同士がなす中心角βが３０〜５０度、
平均水面から開口１３ａまでの高さｈが波高Ｈに対して
０．５倍程度以下、開口１３ａの直径ａと導波部１３の
外寸ｂとの比ａ対ｂが１対５程度であると、効率よく開
口１３ａに浮遊油が流入すると考えられる。従って、例
えば、波高Ｈが０．７５ｍ以上の波がある水面に油回収
装置１０を利用するとすれば、平均水面から開口１３ａ
までの高さｈを０．４ｍ程度とし、開口１３ａの直径ａ
を１ｍ程度、導波部１３の外寸ｂを５ｍ程度とすること
が望ましいと考えられる。

【００４７】一方、例えば、導波路１３ｂ₇ のように、
中心線Ｏ２の向きと、波の進行方向Ｘ₂ とが一致せず、
中心線Ｏ２と波の進行方向Ｘ₂ とが角θをなしている場
合には、上記導波路１３ｂ₁ の場合と異なり、導波路１
３ｂ₇ に進入した波が向きを変えて導波路１３ｂ₇ 内を
進行することに伴う効率Ｋ（θ）を考慮する必要があ
る。また、この場合には、導波路１３ｂ₇においては、
隣り合う２つの鉛直壁１３ｂ間の幅Ｌｃｏｓθの間に，
波が進入可能である。従って、波の１周期の間に導波路
１３ｂ₇ に導かれて開口１３ａに流入する浮遊油を含む
水の体積ΔＱは、以下の式（３）で表される。

【００４８】 ΔQ=(Hλ・ L)×f(H/λ,h/H, α,b/a,a/(b-a)・ tan β/2,(b-a)/ λ・ cos β/2 ) ・ K(θ)cosθ……(3)

【００４９】ここで、この第７番目の導波路１３ｂ₇ に
ついての式（３）を、第ｊ番目の導波路１３ｂ_j につい
て拡張して考えると、第ｊ番目の導波路１３ｂ_j におい
ては、中心線Ｏ２と波の進行方向Ｘ₂とが角θ_j をな
し、幅Ｌｃｏｓ（θ_j ）の間に，波が進入可能である。
従って、波の１周期の間に導波路１３ｂ_j に導かれて開
口１３ａに流入する浮遊油を含む水の体積ΔＱ_j は、以
下の式（４）で表される。

【００５０】 ΔQ= (H λ・ L)×f(H/λ,h/H, α,b/a,a/(b-a)・ tan β/2,(b-a)/ λ・ cos β /2) ・ K(θj)cos θj ……(4)

【００５１】但し、この式（４）において、効率Ｋ（θ
_j ）は、｜θ_j ｜＜π／２でのみ定義される正値の関数
であり、θ_j ＝０で１、θ_j ＝π／２でゼロとなる単調
変化の偶関数である。また、角度θ_j は、導波路１３ｂ
_j の中心線と波の進行方向Ｘ₂とのなす角であるが、｜
θ_j ｜＜９０°の導波路１３ｂ_j においてのみ、幅Ｌｃ
ｏｓ（θ_j ）の間に波が進入可能である。従って、波の
１周期の期間に全ての導波路１３ｂ_j に導かれて開口１
３ａに流入する浮遊油を含む水の全体積Ｑは、以下の式
（５）で表される。すなわち、本実施の形態に係る油回
収装置１０によれば、任意の方向から進んでくる波の１
周期の間に、式（５）で表される体積Ｑの浮遊油を含む
水が鉛直壁１３ｂによって、開口１３ａから収容部１２
に流入して収容される。

【００５２】 Q=Σ(Hλ・ L)×f(H/λ,h/H, α,b/a,a/(b-a)・ tan β/2,(b-a)/ λ・ cos β/2 ) ・ K(θj)cos θj ……(5)

【００５３】以上のような原理により、導波部１３によ
って浮遊油が効率よく回収される。次に、油回収装置１
０の全体の作用について説明する。

【００５４】油回収装置１０は、浮遊油の回収前におい
ては、収容部１２内に水が満たされて浮かべられる。油
回収装置１０が水面に浮かべられると、導波部１３の作
用により、浮遊油が開口１３ａまで導かれる。開口１３
ａまで導かれた浮遊油は、収容部１２内に収容される。
浮遊油が収容部１２に収容されたときには、その収容さ
れた浮遊油に対応する量の流入水３３が、底面の小孔３
１から装置外部に排出される。このとき、収容部１２の
底部において、逆流防止弁３２の弁体５２は、図５に示
したように開口５１ａを開状態にするように作用してい
る。なお、浮遊油が収容される場合には、油は水よりも
比重が軽いので、収容部１２内において、回収油３４は
上部に、流入水３３は下部に溜まることとなり、下部に
溜まった流入水３３のみが小孔３１から外部に効率よく
排出される。これにより、浮遊油を回収する場合におい
て、収容部１２内の液面の高さがほぼ一定に保たれ、油
回収装置１０がその外部の平均水面に対して常にほぼ一
定の高さで水面に浮かべられる。従って、浮遊油の回収
効率をほぼ一定に保つことができる。

【００５５】なお、浮遊油が収容部１２に収容されるに
つれて、流入水３３と回収油３４との境界面３５が下方
に下がり、回収油３４が小孔３１から外部に流出し易く
なるが、内部に設けられた多孔板３６ａ，３６ｂの作用
により、収容部１２内における流体の上下運動が抑制さ
れるので、この回収油３４の流出が防止される。また、
外部から収容部１２内に不必要に水が逆流入し易い状態
になった場合においては、逆流防止弁３２の弁体５２が
図４に示したように開口５１ａを閉状態にするように作
用し、収容部１２内に不必要に水が逆流入することを防
止する。

【００５６】以上説明したように、本実施の形態におけ
る油回収装置１０によれば、構造が単純であり、そのた
め製造が容易であり、製造コストを安くすることができ
る。また、油回収装置１０は、浮遊油を含む波の運動を
利用して浮遊油を効率よく収容するようになっているこ
とから分かるように、波の運動を動力源としているた
め、従来のポンプ等を利用した装置のように自発的な動
力を必要とせず、電力等の動力源の補給の必要がない。

【００５７】また、本実施の形態における油回収装置１
０によれば、波の運動を動力源とするため、波が高いほ
ど回収効率がよくなり、従来の装置のように荒天などで
波が高くなることに起因して回収効率が悪くなることが
ない。また、実際の油回収時には、海等の水面上に油回
収装置１０を浮かべるだけで油回収を行わせることがで
きるため、人的労力を軽減できる。

【００５８】更に、収容部１２の底面に、収容部１２に
収容された浮遊油に対応する量の流入水３３を装置外部
に排出させるための小孔３１を設けたので、浮遊油の回
収前後において、収容部１２内の液面の高さをほぼ一定
に保つことができ、油回収装置１０がその外部の平均水
面に対して常にほぼ一定の高さで浮かべられるので、浮
遊油の回収効率をほぼ一定に保つことができる。

【００５９】また、収容部１２の円筒底面１２ａに逆流
防止弁３２を設けるようにしたので、小孔３１を介して
外部から収容部１２内に不必要に水が逆流入することを
防止することができる。また、逆流防止弁３２を、収容
部１２の内部方向に設けるようにしたので、装置全体の
バランスが優れた構成となっている。

【００６０】以上のように、本実施の形態における油回
収装置１０によれば、人的労力を軽減でき、構造が単純
であり、製造コストも安く、更に自発的な動力を必要と
せず、その上、効率よく浮遊油を回収することができ
る。

【００６１】［第２の実施の形態］次に、本発明の第２
の実施の形態について説明する。上記第１の実施の形態
では、油回収装置１０の単独の構成、作用および効果に
ついて説明したが、本実施の形態では、上記第１の実施
の形態で説明した油回収装置１０を複数利用して浮遊油
を回収する油回収方法について説明する。

【００６２】図８および図９は、本実施の形態における
油回収方法の一例を説明するための図であり、油回収装
置１０の配置を示したものである。この図に示したよう
に、本実施の形態における油回収方法は、浮遊油の流出
源４４の下流側の領域に、一端がロープ４６で互いに連
結された２つのオイルフェンス４１ａ，４１ｂを配置す
ると共に、このオイルフェンス４１ａ，４１ｂの下流側
に複数の油回収装置１０を配置して浮遊油を回収するよ
うにしたものである。

【００６３】このとき、複数の油回収装置１０は、ロー
プ４２で連結して例えば全体が正方形状に配置されるよ
うにする。そして、この正方形状に配置された複数の油
回収装置１０のうち、例えば、対角線上の４つの油回収
装置１０ａ〜１０ｄを、更に、ロープ４２で船舶４０ａ
〜４０ｄに連結し、この連結した船舶４０ａ〜４０ｄに
よって、複数の油回収装置１０の位置制御を行う（図
８）。また、対角線上の４つの油回収装置１０ａ〜１０
ｄを船舶４０ａ〜４０ｄで連結する代わりに、錨４３ａ
〜４３ｄで連結して、その錨４３ａ〜４３ｄを水中に投
錨して固定するようにしてもよい（図９）。

【００６４】なお、ロープ４２で油回収装置１０を連結
する場合には、例えば油回収装置１０の水面下の円筒側
面１２ｂの部分にロープ４２を連結する。このように連
結することで、オイルフェンス４１とロープ４２とが互
いに重なって干渉し合うことがないので、良好に両者の
併用が可能となる。

【００６５】一方、オイルフェンス４１ａ，４１ｂも、
その他端をロープ４７で船舶４５ａ，４５ｂに連結し、
この連結した船舶４５ａ，４５ｂによって、オイルフェ
ンス４１ａ，４１ｂの位置制御を行う。このとき、オイ
ルフェンス４１ａ，４１ｂは、浮遊油を包囲し、且つ、
包囲した浮遊油が、互いの一端を連結したロープ４６に
まで導かれるようにして配置するが、その包囲位置は、
潮流や風向きに応じて調整を行うことが望ましい。例え
ば、潮流の向きがあまり変化しないようであれば、潮流
の下流で浮遊油を受け止めるような位置に、オイルフェ
ンス４１ａ，４１ｂを配置する。また、状況に応じてオ
イルフェンス４１ａ，４１ｂの外側に同様のオイルフェ
ンスを２重、３重に配置するようにしてもよい。

【００６６】オイルフェンス４１ａ，４１ｂの一端を互
いに連結したロープ４６は、オイルフェンス４１ａ，４
１ｂによって包囲され、オイルフェンス４１ａ，４１ｂ
の一端まで導かれた浮遊油を外部に排出させることがで
きるようにするためのものである。このオイルフェンス
４１ａ，４１ｂの連結部となるロープ４６は、浮遊油を
効率的に外部に排出させることができるように、必要に
応じてその長さを変えることができるようになってい
る。なお、ロープ４６の適正な長さは、例えば、船舶４
５ａ，４５ｂによってオイルフェンス４１ａ，４１ｂの
位置制御をしたその制御位置の間隔、オイルフェンス４
１ａ，４１ｂの長さ、水の流れの速さ、および波の高さ
等によって決定することができる。

【００６７】上記のような油回収方法は、例えば、海上
でタンカー等が油流出事故を起こした場合に利用するこ
とができる。この場合には、まず、事故現場の周囲の海
域において、事故に起因する浮遊油の流出源４４の外側
をオイルフェンス４１ａ，４１ｂで包囲すると共に、オ
イルフェンス４１ａ，４１ｂの下流側に油回収装置１０
を油の流出量に応じて必要と思われる数だけ複数投入す
る。このとき、事故が海流の生じている場所で発生した
場合には、オイルフェンス４１ａ，４１ｂおよび油回収
装置１０を事故現場の下流に重点的に設置する。また、
このとき、オイルフェンス４１ａ，４１ｂを、２重、３
重に包囲するとより効果的に浮遊油の拡散を防ぐことが
できる。また、このようにして複数の油回収装置１０に
より、オイルフェンス４１ａ，４１ｂによって導かれた
浮遊油をある程度回収し、海面上の浮遊油の層が薄くな
ってきた場合には、徐々にオイルフェンス４１ａ，４１
ｂの包囲面積を狭めたり、オイルフェンス４１ａ，４１
ｂを連結するロープ４６を短くしたりすることで、浮遊
油の層を厚くし、回収効率を良好に維持することができ
る。このように、本実施の形態における油回収方法を利
用して、油流出事故に対応した効率的な浮遊油の回収が
可能となる。

【００６８】なお、波が弱いときには、従来式の油回収
装置と併用すると共に、油回収装置１０ａ〜１０ｄを連
結した船舶４０ａ〜４０ｄにより、短時間の間、脈動的
にロープ４２に張力を与えることで、ロープ４２に連結
された複数の油回収装置１０を揺動させるとよい。これ
により、新たな水面波を連鎖的に生じさせ、回収効率を
向上することができる。

【００６９】以上説明したように、本実施の形態に係る
油回収方法によれば、浮遊油を２つのオイルフェンス４
１ａ，４１ｂにより包囲し、この包囲されたオイルフェ
ンス４１ａ，４１ｂ内の浮遊油を、２つのオイルフェン
ス４１ａ，４１ｂの連結部となるロープ４６にまで導い
て排出させ、この排出された浮遊油をオイルフェンス４
１ａ，４１ｂの下流側に複数配置された油回収装置１０
により回収するようにしたので、浮遊油の拡散を防止し
て、油回収装置１０を利用した効率のよい浮遊油の回収
を行うことができる。なお、本実施の形態における油回
収装置１０の構成、作用および効果は、上記第１の実施
の形態と同様である。

【００７０】なお、本発明は、上記各実施の形態に限定
されるものではなく、種々の変形実施が可能である。例
えば、上記各実施の形態では、導波部１３において、鉛
直壁１３ｂを８個設けて、８個の導波路１３ｂ₁ 〜１３
ｂ₈ を形成した例について説明したが、鉛直壁１３ｂを
８個よりも多いまたは少ない個数配置して、８個よりも
多いまたは少ない数の導波路を形成するようにしてもよ
い。

【００７１】また、上記各実施の形態では、収容部１２
を円筒形状に形成したが、この収容部１２の形状は、他
の形状であってもよい。例えば、収容部１２を円筒形状
に近い正多角形状にして形成してもよい。同様に、収容
部１２の上部に一体化された導波部１３の形状も円錐台
形状に限定されず、他の形状であってもよい。また、導
波部１３の開口１３ａも、円形に限らず、例えば正多角
形であってもよい。

【００７２】更に、上記第２の実施の形態では、オイル
フェンス４１ａ，４１ｂの下流側に油回収装置１０を複
数配置して浮遊油を回収するようにしたが、図１０およ
び図１１に示したように、油回収装置１０を浮遊油の流
出源４４の下流側の領域に複数配置すると共に、この複
数配置された油回収装置１０を浮遊油と共に単独のオイ
ルフェンス４１で包囲し、このオイルフェンス４１で包
囲した領域内において浮遊油を回収するようにしてもよ
い。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１ないし６
のいずれか１に記載の油回収装置によれば、導波部が波
の運動を利用して波に含まれる浮遊油を開口に導き、こ
の導かれた浮遊油を開口から収容部の内部に流入させて
収容するようにしたので、実際の油回収時には、海等の
水面上に装置を浮かべるだけで油回収を行うことが可能
であり、人的労力を軽減でき、構造が単純であり、製造
コストも安く、更に自発的な動力を必要とせず、その
上、効率よく浮遊油を回収することができるという効果
を奏する。

【００７４】特に、請求項２記載の油回収装置によれ
ば、収容部の底面に、収容部に収容された不必要な水を
排出させるための小孔と、外部から小孔を介して収容部
内に不必要に水が逆流入してくることを防止するための
逆流防止弁とを設けて構成するようにしたので、収容部
に収容された不必要な水を収容部の底面の小孔から排出
することができると共に、逆流防止弁によって、外部か
ら小孔を介して収容部内に不必要に水が逆流入してくる
ことを防止することができるという効果を奏する。

【００７５】特に、請求項３記載の油回収装置によれ
ば、複数の鉛直壁の隣り合う２つの鉛直壁を開口に向か
って次第に間隔が狭くなるように、導波部の表面上に放
射状に形成するようにしたので、任意の方向から進んで
くる波に含まれる浮遊油を鉛直壁によって開口に導き、
波が開口に近づくにしたがって波高を高めて効率よく開
口まで油を含む水を遡上させ、確実に開口から収容部に
収容することができるという効果を奏する。

【００７６】特に、請求項４記載の油回収装置によれ
ば、収容部内に複数の小孔を有する多孔板を配置するよ
うにしたので、収容部内に収容された水と油との分離が
促進することができると共に、収容部内に収容された流
体の鉛直方向の運動を抑制することができ、効率よく浮
遊油を回収することができるという効果を奏する。

【００７７】特に、請求項５記載の油回収装置によれ
ば、導波部の開口が水中に沈められることを防止するた
めの浮力部材を備えるように構成したので、導波部の開
口に向かうに従い浮力が増加し、開口が水中に沈められ
ることが防止され、効率よく浮遊油を回収することがで
きるという効果を奏する。

【００７８】特に、請求項６記載の油回収装置によれ
ば、導波部の開口を円形開口で形成するようにし、この
円形開口の外寸と導波部の外寸とを１対５の比率で形成
するようにしたので、収容部および導波部が浮遊油を含
む波の運動によって所定の角度だけ傾けられても、開口
の縁の高さの場所的な偏差を抑えることができると共
に、波に含まれる浮遊油をより効率よく回収することが
できると共に、回収した油が開口から流出することを抑
えることができるという効果を奏する。

【００７９】また、請求項７記載の油回収方法によれ
ば、浮遊油を２つのオイルフェンスにより包囲し、この
包囲されたオイルフェンス内の浮遊油を、２つのオイル
フェンスの連結部にまで導いて連結部から排出させ、こ
の連結部から排出された浮遊油をオイルフェンスの下流
側に複数配置された油回収装置により回収するようにし
たので、浮遊油の拡散を防止して、浮遊油を油回収装置
まで導くことができ、効率のよい浮遊油の回収を行うこ
とができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る油回収装置の
構成を示す斜視図である。

【図２】図１に示した油回収装置の構成を示す平面図で
ある。

【図３】図１に示した油回収装置による油回収時の様子
を示す断面図である。

【図４】図１に示した油回収装置の底面に設けられる逆
流防止弁の構造を示す断面図である。

【図５】図４に示した逆流防止弁が開状態になっている
場合の構造を示す断面図である。

【図６】図４に示した逆流防止弁における弁体の構造を
示す平面図である。

【図７】図１に示した油回収装置の収容部内に配置され
る多孔板の構造を示す平面図である。

【図８】本発明の第２の実施の形態に係る油回収方法の
一例を示す説明図である。

【図９】本発明の第２の実施の形態に係る油回収方法の
他の例を示す説明図である。

【図１０】図８に示した油回収方法の変形例を示す説明
図である。

【図１１】図９に示した油回収方法の変形例を示す説明
図である。

【符号の説明】 １０…油回収装置、１２…収容部、１２ａ…円筒底面、
１２ｂ…円筒側面、１３…導波部、１３ａ…開口、１３
ｂ…鉛直壁、１３ｂ₁ 〜１３ｂ₈ …導波路、３１…小
孔、３２…逆流防止弁、３６ａ，３６ｂ…多孔板、４
１，４１ａ，４１ｂ…オイルフェンス、５２…弁体

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水面上の浮遊油を収容する収容部と、 この収容部の上部に一体的に設けられ、前記収容部の内
   部に前記浮遊油を流入させるための開口と、この開口に
   前記浮遊油を波の運動を利用して導く複数の鉛直壁とを
   有した導波部とを備えたことを特徴とする油回収装置。
2. 【請求項２】 更に、前記収容部の底面に設けられ、前
   記収容部に収容された不必要な水を排出させるための小
   孔と、 前記収容部の底面に設けられ、外部から前記小孔を介し
   て前記収容部内に不必要に水が逆流入してくることを防
   止するための逆流防止弁とを備えたことを特徴とする請
   求項１記載の油回収装置。
3. 【請求項３】 前記収容部が円筒状または正多角柱状、
   前記導波部が円錐台状または正角錐台状にそれぞれ形成
   され、前記複数の鉛直壁の隣り合う２つの鉛直壁の間隔
   が前記開口に向かって次第に狭くなるように、前記導波
   部の表面上に放射状に形成されていることを特徴とする
   請求項１または２記載の油回収装置。
4. 【請求項４】 前記収容部内に、複数の小孔を有する多
   孔板を配置したことを特徴とする請求項１ないし３のい
   ずれか１に記載の油回収装置。
5. 【請求項５】 更に、前記導波部の開口が水中に沈めら
   れることを防止するための浮力部材を備えたことを特徴
   とする請求項１ないし４のいずれか１に記載の油回収装
   置。
6. 【請求項６】 前記導波部の開口が円形または正多角形
   の開口で形成され、この開口の外寸と前記導波部の外寸
   とが１対５の比率で形成されていることを特徴とする請
   求項１ないし５のいずれか１に記載の油回収装置。
7. 【請求項７】 水面上の浮遊油を排出可能な連結部によ
   り連結された２つのオイルフェンスを、水面上の浮遊油
   を包囲するように配置し、 水面上の浮遊油を収容する収容部と、この収容部の上部
   に一体的に設けられ、前記収容部の内部に前記浮遊油を
   流入させるための開口とこの開口に前記浮遊油を波の運
   動を利用して導く複数の鉛直壁とを有した導波部とを備
   えた油回収装置を、前記オイルフェンスの下流側の水面
   上に複数配置し、 前記２つのオイルフェンスにより、前記２つのオイルフ
   ェンスの連結部にまで水面上の浮遊油を導くと共に、こ
   の導かれた浮遊油を前記連結部から排出させ、この連結
   部から排出された浮遊油を前記オイルフェンスの下流側
   に複数配置された油回収装置により回収することを特徴
   とする油回収方法。