JP2008175014A - 懸濁物質除去装置 - Google Patents

Abstract

【課題】常に吸入口を懸濁物質が高濃度で滞留する表層に配置することができる懸濁物質除去装置を提供する。
【解決手段】懸濁物質除去装置は、所定水域に浮かべられる第１浮体と、第１浮体に対して別個独立に移動可能に所定水域に浮かべられる第２浮体とを有し、第１浮体２にはポンプが設けられ、第２浮体３には所定水域の表層に開口する位置に吸入口３５が形成された吸入部材３４が設けられている。吸入部材３４とポンプ１７の間は、第１浮体２に対する第２浮体３の移動を許容する可撓性を有する吸入ホースＳ１によって接続されており、ポンプ１７には、所定水域の外に連通する排出ホースＳ２が接続されている。そして、吸入口３５から吸入部材３４内に水と共に流れ込んだ懸濁物質を、水と共に吸入ホースＳ１を通してポンプ１７に導き、ポンプ１７によって排出ホースＳ２を通して所定水域の外に排出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、所定水域の表層に滞留する懸濁物質を除去する懸濁物質除去装置に関し、特に、上記水域から懸濁物質を水と共に吸入して除去する懸濁物質除去装置に関する。

従来より、池、湖沼、貯水池、ダムの入り江、掘、あるいは海域等で植物プランクトン等を含む懸濁物質が表層に滞留している閉鎖性水域あるいは微流動水域、例えばアオコ発生水域や赤潮発生水域から上記懸濁物質を水と共に吸入して除去する懸濁物質除去装置が種々提案されている。

例えば、特許文献１には、浮体である船体に吸入口を固定的に設けて、水面に対する吸入口の位置を液体の表層に位置するように設定した浄化装置が示されている。

また、特許文献２には、メインフロートに支持されて液体に浮揚するように設けられた流入口を有する回収パイプと、サブフロートに支持されて液体に浮揚するように設けられ、回収パイプの外周に遊嵌されて開口部から流入口を介して回収パイプ内に液体と共に浮遊物を流入させる流入堰と、回収パイプの下部に設けられ回収パイプ内の液体を排出する排出パイプとを有する液体回収装置が示されている。特許文献２の記載によれば、液体の液面が風などによって揺れて上下に変化した場合に、サブフロートによって流入堰の開口部の位置を追従させ、液体の表層に位置するように設定されている。

特開２００２−１３７１号公報 特開平１１−９０４２６号公報

しかしながら、浮体は、風波によって揺れ動き、その揺れ動き方向は、垂直方向に限られず、水平方向や倒れ方向にも揺れ動く。したがって、浮体の揺れ動きによって、吸入口の位置や深さが変動し、例えば懸濁物質が高濃度で滞留する表層よりも深い位置まで吸入口が移動したときには、懸濁物質を効率よく吸入することができず、また、例えば吸入口が水面から突出したときには、懸濁物質を吸入することができない。

特に、浮体の重量が重い場合、例えば浮体が船体によって構成されているときや、浮体に吸引ポンプが設けられているときには、浮体の揺れ動きは液面の動きと同調せず、ワンテンポ遅れたものとなる。

特許文献１に記載された装置の場合、吸入口が浮体に固定的に設けられているので、浮体の揺れ動きによって浮体に取り付けられている吸入口が表層よりも深い位置まで移動し、懸濁物質を効率よく吸入することができない、或いは、吸入口が水面から上方に突出して表層の浮遊物を吸入口から吸入することができないおそれがある。

また、特許文献２に記載された装置の場合、サブフロートに支持された流入堰は、メインフロートに対して予め設定された上下方向にのみ移動することができる。したがって、メインフロートが波風等によって揺れて液面に対して傾いた場合には、流入堰もメインフロートと一体に傾くこととなる。したがって、吸入口が表層よりも深い位置まで移動し、懸濁物質を効率よく吸入することができない、或いは、吸入口が液面から突出して表層の懸濁物質を吸入することができないおそれがある。

本発明は、これらの問題に鑑み、従来技術の課題を解決すべくなされたものであり、その目的は、液面の揺れ動きに同調して常に吸入口を懸濁物質が高濃度で滞留する表層に配置することができる懸濁物質除去装置を提供することにある。

上記課題を解決する請求項１に記載の発明による懸濁物質除去装置は、植物プランクトンを含む懸濁物質が表層に滞留する所定水域に浮揚され、懸濁物質を水と共に吸入して所定水域から除去する懸濁物質除去装置において、所定水域に浮揚される第１浮体と、第１浮体に設けられるポンプと、第１浮体に対して別個独立に移動可能に所定水域に浮揚される第２浮体と、第２浮体に設けられ、所定水域の表層に開口する位置に吸入口が形成された吸入部材と、吸入部材とポンプとの間を接続し、第１浮体に対する第２浮体の移動を許容する可撓性を有する吸入ホースと、ポンプに上流端が接続され、下流端が所定水域の外に連通する排出ホースとを有し、吸入口から吸入部材内に水と共に流れ込んだ懸濁物質を、水と共に吸入ホースを通してポンプに導き、ポンプによって懸濁物質を水と共に圧送し、ポンプから排出ホースを通して所定水域の外に排出することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の懸濁物質除去装置において、第１浮体と前記第２浮体とを連結して、第２浮体を前記第１浮体に対して予め設定された範囲内で別個独立に移動可能とする連結手段を有することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、懸濁物質除去装置は、所定水域に浮揚される第１浮体と、第１浮体に対して別個独立に移動可能に所定水域に浮揚される第２浮体とを有しており、第１浮体にはポンプが設けられ、第２浮体には所定水域の表層に開口する位置に吸入口が形成された吸入部材が設けられている。

吸入部材とポンプの間は、第１浮体に対する第２浮体の移動を許容する可撓性を有する吸入ホースによって接続されており、ポンプには、所定水域の外に連通する排出ホースが接続されている。

そして、吸入口から吸入部材内に水と共に流れ込んだ懸濁物質を、水と共に吸入ホースを通してポンプに導き、ポンプによって懸濁物質を水と共に圧送し、ポンプから排出ホースを通して所定水域の外に排出するように構成されている。

したがって、ポンプが設けられた第１浮体に対して、吸入部材が設けられた第２浮体を別個独立に移動させることができる。

したがって、例えば波風等によって、第１浮体が水面と異なる揺れ動きをした場合であっても、第２浮体を第１浮体とは別個独立に移動させることができ、第２浮体を水面の揺れ動きに同調させることができる。

特に、吸入部材を備えた第２浮体よりも、ポンプを備えた第１浮体の方が重い場合には、水面とは異なる揺れ動きをする第１浮体に対して、第２浮体を水面の揺れ動きに同調させて移動させることができる。

したがって、吸入部材の吸入口を、懸濁物質を懸濁物質が高濃度で滞留する表層に常に配置することができ、懸濁物質を高効率で吸入することができる。

請求項２に記載の発明によれば、第１浮体と第２浮体は、連結手段によって互いに連結され、第１浮体に対して第２浮体を予め設定された範囲内で別個独立に移動させることができるので、第２浮体が第１浮体に対して回転したり、第１浮体に接触するのを防ぐことができる。

次に、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。

図１は、本実施の形態における懸濁物質除去装置１の側面図、図２は、図１に示す懸濁物質除去装置１の平面図、図３は、第２浮体３の側面図、図４は、第２浮体３の平面図である。

懸濁物質除去装置１は、第１浮体２と第２浮体３とからなり、第１浮体２は、平面視で略正方形状の上部枠部材１２及び下部枠部材１３を有する枠体１１と、枠体１１の各コーナ部に設けられた第１フロート２１とを備えている。枠体１１の寸法は、例えば、縦横がそれぞれ１８０ｃｍ、高さが１００ｃｍであるが、この寸法は様々に変更可能である。

枠体１１の上部枠部材１２と下部枠部材１３は、図１に示すように、上部枠部材１２と下部枠部材１３との間に上下に亘って延在する柱体１４によって互いに一体に固定されている。柱体１４は、第１フロート２１に沿うように、上下の枠部材１２、１３の各辺に対してそれぞれ１対づつ設けられており、合計で８本が設けられている。

また、上部枠部材１２には、図２に示すように、対向する一対の辺部間に亘って一対の梁体１５が架け渡されており、これら一対の梁体１５の長手方向中央位置に、台座部１６を介してポンプ１７が取り付けられている。

ポンプ１７は、電源の供給により回転する駆動モータ１７ａと、駆動モータ１７ａによって回転されて懸濁物質であるアオコを含む水を圧送するポンプ部１７ｂとを有している。ポンプ１７は、吸入口３５に流れ込んだ水と懸濁物質を、吸入ホースＳ１を通してポンプ部１７ｂの吸入部に導入し、ポンプ部１７ｂの排出部に接続された排出ホースＳ２を通して圧送することができるようになっている。このようにポンプ１７によって懸濁物質を圧送することによって、アオコ等の懸濁物質の組織を破壊することなく送ることができ、後工程における懸濁物質に対する処理を容易なものにすることができる。

第１フロート２１は、第１浮体２を浮揚させるためのものであり、プラスチック製の円筒形中空体、或いは発泡プラスチック成形体であり、その軸線に沿って貫通孔を有している。

第１フロート２１は、枠体１１の４つのコーナ部において、上部枠部材１２と下部枠部材１３との間に挟み込んだ状態で配置され、このように配置した第１フロート２１を上下の枠部材１２、１３に固定して一体化するために、ネジ棒２３が用いられている。

すなわち、上下の枠部材１１への第１フロート２１の固定は、第１フロート２１の中心部に貫通孔を形成したパッド材２２を介して上下の枠部材１２、１３間に挟み込み、上部枠部材１２のコーナ部に設けた貫通孔と第１フロート２１及びパッド材２２の貫通孔とを一直線上に整列させ、整列させた貫通孔に上部枠部材１２側からネジ棒２３を挿通し、このネジ棒２３の下端は下部枠部材１３にネジにより固定し、上端は上部枠部材１２から突出させ、その突出部にナットを螺合し、締め込むことによって行われる。

図１で符号２５は、流木などの大きな浮遊物が枠体１１内に侵入するのを防止するための網体である。この網体２５は、枠体１１の各辺部の上部枠部材１２と下部枠部材１３の間に張り渡され、上下の枠部材１２、１３に固定されている。網体２５の目の大きさは、流木などの大きな浮遊物の通過を阻止し、アオコ等の懸濁物質の通過を許容する大きさに設定されている。

第２浮体３は、２本のフレーム部材３２を平面視で略十字形状に結合して形成された基体３１と、基体３１の各端部に取り付けられた第２フロート４１とを備えている。

基体３１の寸法は、例えばフレーム部材３２の両端部間の長さが１７８ｃｍであるが、枠体１１内で、第１浮体２とは別個独立に移動することができる大きさであればよく、この寸法は様々に変更可能である。

そして、図３及び図４に示すように、フレーム部材３２の交差部分には、２本のフレーム部材３２によって形成される仮想平面に沿って延在するように台座部３３が設けられており、その台座部３３の上部に吸入部材３４が取り付けられている。

吸入部材３４は、円筒形状を有しており、上記仮想平面に対して吸入部材３４の軸線が直交して、基体３１から上方に向かって延出するように吸入部材３４の下端部が台座部３３に固定されている。

吸入部材３４は、下端部が閉塞されており、上端部は、上方に向かって開口し、その開口によって吸入口３５が形成されている。吸入口３５は、表層に滞留するアオコ等の懸濁物質が水と共に流入可能な大きさを有している。吸入口３５の周縁にはフランジ部が基体３１と平行に広がるように設けられている。

吸入部材３４の軸方向中央位置には、吸入ホースＳ１との連結部３６が形成されている。吸入ホースＳ１は、例えばビニールホースなどのホース部材によって構成されている。そして、吸入口３５から吸入部材３４内に流れ込んだ水及び懸濁物質をポンプ部１７ｂまで導くことができるようにするために、吸入部材３４の連結部３６に一端が接続され、他端がポンプ１７のポンプ部１７ｂの吸入部に接続されている。吸入ホースＳ１は、第１浮体２に対する第２浮体３の移動を阻害しない長さ及び可撓性を有している。

第２浮体３を浮揚させるための第２フロート４１は、プラスチック製の球形中空体、或いは発泡プラスチック成形体であり、その中心を貫通する貫通孔を有している。

第２フロート４１の外径は、第１フロート２１の外径よりも小さく設定されており、浮揚状態で表層における第２フロート４１の断面積が、表層における第１フロート２１の断面積よりも小さく、アオコ等の懸濁物質が、表層を第１浮体２の側方を通過して第２浮体３の吸入口３５に向かって流れる際に、その懸濁物質の流れが第２フロート４１によって阻害されず、吸入口３５に向かってスムーズに流れることができる大きさに設定されている。

第２フロート４１は、合計で４個が設けられており、基体３１の４つの端部、すなわち、各フレーム部材３２の両端部にそれぞれ立設された各支持棒４３によって個々に基体３１に支持されている。

各支持棒４３は、下端部が各フレーム部材３２の端部にネジにより固定されて、吸入部材３４の軸線と平行に基体３１から上方に向かって延出しており、予め設定された高さ位置にはパッド材４４が設けられている。

基体３１への第２フロート４１の固定は、支持棒４３の上方から第２フロート４１を接近させ、第２フロート４１の貫通孔に支持棒４３の先端を挿通させ、第２フロート４１の下部をパッド材４４により受け止めて所定高さ位置に支持し、第２フロート４１から突出する支持棒４３の先端ネジ部にナットを螺合して、第２フロート４１を上下から挟み込むことによって行われる。

第２フロート４１の浮力は、所定水域の表層に浮遊することによって第２浮体３を浮揚させ、その浮揚状態で、吸入口３５が表層に滞留するアオコ等の懸濁物質を高効率で吸入可能な深さ位置、例えば水面よりも約２ｃｍ低い深さ位置に配置されるように設定されている。

第２浮体３は、図２に示すように、第１浮体２内に収容され、平面視で枠体１１の外側から中心に向かって第１フロート２１、第２フロート４１、吸入口３５の順番に並び、第１フロート２１と吸入口３５との間に第２フロート４１が介在されるように配置され、連結手段である紐状体５１によって、第１浮体２に連結されている。

紐状体５１は、水面に浮揚する浮力を有した、例えば樹脂製ロープ等によって構成されており、第１フロート２１と第２フロート４１との間に亘るように架け渡されて設けられている。

具体的には、互いに接近する第１フロート２１と第２フロート４１を共に包囲する輪状に形成されており、第１フロート２１の予め設定された高さ位置に取り付けられた環状体２４と第２フロート４１の予め設定された高さ位置に取り付けられた環状体４５に挿通されている。

紐状体５１の長さは、第２浮体３が第１浮体２に対して予め設定された範囲内で別個独立に移動できる長さであって、第２浮体３が第１浮体２に対して過度に回動したり、第１浮体２に接触するのを防ぐ長さに設定されている。

そして、第１浮体２と第２浮体３とを浮揚させた状態で、第１フロート２１と第２フロート４１との間の表層領域を外側の表層領域から区画して閉塞された領域とする閉鎖領域形成手段としての機能も有し、アオコ等の懸濁物質が第１フロート２１と第２フロート４１との間の表層領域に入り込んで滞留するのを防ぐようになっている。

第２浮体３は、第１浮体２のようにポンプ１７等の重量物を備えていないので、第１浮体２と比較して軽量に構成されている。そして、第１浮体２に対して別個独立に移動でき、その移動方向も垂直方向や、水平方向、傾倒方向等に自由に移動することができる。したがって、例えば波風等によって第１浮体２が水面の揺れ動きと異なる揺れ動きをした場合であっても、第２浮体３は水面の揺れ動きと同調して移動することができ、吸引口３５を懸濁物質が高濃度で滞留する表層に常に配置することができる。

懸濁物質除去装置１は、城の堀Ａに予め設定された所定水域からアオコを除去する例を示している図５に示すように、植物プランクトンを含む懸濁物質、例えばアオコを除去すべき所定水域に浮かべられ、ウインチ等を利用して所定水域内を移動せしめられ、ポンプ１７の駆動により、表層に滞留するアオコを水と共に吸入口３５から吸入する。

吸入口３５から吸入されたアオコは、吸入ホースＳ１（図１を参照）を通してポンプ１７のポンプ部１７ｂまで導かれ、ポンプ部１７ｂから水と共に排出ホースＳ２を通して岸辺の回収装置Ｇまで圧送され、回収装置Ｇで水と分離される。回収装置Ｇで分離されたアオコは処分され、回収装置Ｇで分離された水は、所定の処理がなされた後に、返還パイプＨを通して堀Ａに戻される。

尚、図５に示される符号Ｂ，Ｃは岸辺、符号Ｄは作業ヤード、符号Ｄ₁〜Ｄ₃は作業ヤードＤ内に配置されたウインチ、符号Ｅ₁〜Ｅ₃はウインチと懸濁物質除去装置１とを連結するロープ、符号Ｆ₁〜Ｆ₃は滑車、符号Ｉ₁，Ｉ₂は汚濁防止幕である。

上記構成を有する懸濁物質除去装置１によれば、アオコ等の懸濁物質を除去すべき所定水域に浮揚された状態で、第２浮体３の吸入口３５を、懸濁物質が高濃度で滞留する表層、例えば水面よりも約２ｃｍ低い深さ位置に配置して、上方に向かって開口させることができる。したがって、所定水域の表層に滞留する懸濁物質を高効率で吸入することができ、除去することができる。

特に、吸入口３５が設けられている第２浮体３は、ポンプ１７を有する第１浮体２よりも軽量に構成され、かつ、第１浮体２に対して予め設定された範囲内で別個独立に移動できるように紐状体５１によって第１浮体２と連結されているので、例えば波風等によって第１浮体２が水面の揺れ動きと異なる揺れ動きをした場合であっても、第２浮体３は水面の揺れ動きに対して同調して移動することができ、第２浮体３の吸入口３５を、アオコ等の懸濁物質が高濃度で滞留する表層に常に配置することができる。したがって、波風に影響を受けることなく、懸濁物質を効率よく吸入して除去することができる。

また、上記懸濁物質除去装置１によれば、第１浮体２と第２浮体３は、第２浮体３が第１浮体２内に収容され、紐状体５１によって互いに連結されて、浮揚状態で枠体１１の外側から中心に向かって第１フロート２１、第２フロート４１、吸入口３５の順番で水平に整列し、第１フロート２１と吸入口３５との間に第２フロート４１が介在されるように配置されている。

そして、吸入口３５から離間した位置に配置される第１フロート２１よりも、吸入口３５に接近した位置に配置される第２フロート４１の方が、外径が小さく形成されており、表層における断面積も第１フロート２１よりも第２フロート４１の方が小さくなるように設定されている。

したがって、表層に滞留するアオコ等の懸濁物質が、第１浮体２の側方を通過して第２浮体３の吸入口３５に向かって流れる際に、その懸濁物質の流れが第２フロート４１によって阻害されず、懸濁物質を吸入口３５に向かってスムーズに流すことができ、懸濁物質の吸入効率を向上させることができる。

また、互いに近傍に位置する第１フロート２１と第２フロート４１には、紐状体５１が架け渡されており、この紐状体５１が水面に浮揚した状態で、第１フロート２１と第２フロート４１との間の表層領域を外側の表層領域から区画して閉塞された領域とし、アオコ等の懸濁物質が第１フロート２１と第２フロート４１との間の表層領域に入り込んで滞留するのを防ぐように構成されている。

したがって、懸濁物質が第１浮体２の側方を通過して第２浮体３の吸入口３５に向かって流れる際に、その懸濁物質の流れを阻害することなく、懸濁物質を吸入口３５に向かってスムーズに流すことができ、懸濁物質の吸入効率を向上させることができる。

尚、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変更が可能である。

例えば、上述の実施の形態では、閉鎖領域形成手段として、互いに接近する第１フロート２１と第２フロート４１との間に紐状体５１を架け渡す構成を例に説明したが、紐状体５１の代わりに、互いに接近する第１フロート２１と第２フロート４１との間に整流板を架け渡して、第１フロート２１と第２フロート４１を表層位置で左右両側から挟み込み、第１フロート２１と第２フロート４１との間の表層領域を外側の表層領域から区画して閉塞された領域とし、懸濁物質が第１フロート２１と第２フロート４１との間の表層領域に入り込んで滞留するのを防ぐ構成としてもよい。そして、連結手段としての紐状体５１の代わりに、第１フロート２１と第２フロート４１とを連結するチェーンを設けて、第２浮体３を第１浮体２に対して予め設定された範囲内で別個独立に移動可能とする構成としてもよい。

また、上述の実施の形態では、第１浮体２を平面視略正方形とし、各コーナ部に合計で４個の第１フロート２１を設け、第２浮体３を平面視略十字形とし、各端部に合計で４個の第２フロート４１を設けた場合を例に説明したが、第１浮体２を平面視略正三角形とし、各コーナ部に合計で３個の第１フロート２１を設け、第２浮体３を平面視で略三つ又形とし、各端部に合計で３個の第２フロート４１を設けた構成としてもよい。

本発明の実施の形態における懸濁物質除去装置の側面図である。 図１に示す懸濁物質除去装置の平面図である。 第２浮体の側面図である。 第２浮体の平面図である。 本発明による懸濁物質除去装置の使用態様を示す概略図である。

符号の説明

１ 懸濁物質除去装置
２ 第１浮体
３ 第２浮体
１１ 枠体
１７ ポンプ
２１ 第１フロート
３１ 基体
３４ 吸入部材
３５ 吸入口
４１ 第２フロート
５１ 紐状体（連結手段）
Ｓ１ 吸入ホース
Ｓ２ 排出ホース

Claims (2)

1. 植物プランクトンを含む懸濁物質が表層に滞留する所定水域に浮揚され、前記懸濁物質を水と共に吸入して前記所定水域から除去する懸濁物質除去装置において、
   前記所定水域に浮揚される第１浮体と、
   該第１浮体に設けられるポンプと、
   前記第１浮体に対して別個独立に移動可能に前記所定水域に浮揚される第２浮体と、
   該第２浮体に設けられ、前記所定水域の表層に開口する位置に吸入口が形成された吸入部材と、
   該吸入部材と前記ポンプとの間を接続し、前記第１浮体に対する前記第２浮体の前記移動を許容する可撓性を有する吸入ホースと、
   前記ポンプに上流端が接続され、下流端が前記所定水域の外に連通する排出ホースとを有し、
   前記吸入口から前記吸入部材内に前記水と共に流れ込んだ前記懸濁物質を、前記水と共に前記吸入ホースを通して前記ポンプに導き、前記ポンプによって前記懸濁物質を前記水と共に圧送し、前記ポンプから前記排出ホースを通して前記所定水域の外に排出することを特徴とする懸濁物質除去装置。
2. 前記第１浮体と前記第２浮体とを連結して、前記第２浮体を前記第１浮体に対して予め設定された範囲内で別個独立に移動可能とする連結手段を有することを特徴とする請求項１に記載の懸濁物質除去装置。

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