JP2010046606A

JP2010046606A - 海水循環装置

Info

Publication number: JP2010046606A
Application number: JP2008213425A
Authority: JP
Inventors: Takahide Honda; 隆英本田
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2008-08-22
Filing date: 2008-08-22
Publication date: 2010-03-04
Anticipated expiration: 2028-08-22
Also published as: JP5022321B2

Abstract

【課題】効率よく海水を取り込むことが可能な海水循環装置を提供する。
【解決手段】海面Ｓ付近の海水Ｗを海底Ｂに導く海水循環装置１である。
そして、海面から突出した位置に海水の取込み口２１が形成されるとともに底面に排出口２３が形成される浮遊水槽部２と、排出口に上端が接続されて海底付近まで延設される導水管３と、その導水管の側方に張り出される抵抗体４と、導水管の下端から延設されて吐出口５１，５２が形成される放水管５とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、海面付近の海水を海底に導くことによって、海底の水質の改善などが期待できる海水循環装置に関するものである。

従来、波のエネルギーを利用して、海水を汲み上げたり、海水を深度方向に循環させたりする装置が知られている（特許文献１−３など参照）。

これらの特許文献１−３には、海面に貯水タンクを浮かべ、越流させた海水や揚水された海水によって貯水タンクの内水位を上昇させ、その水圧によって貯水タンクから海底に向けて海水を送り出す装置が開示されている。

すなわち、これらの装置は、内燃機関などによって作動する駆動力を使わなくても、自然の波のエネルギーによって、海水を深度方向に循環させることができるものである。
特開平８−２６９９３０号公報特開２００１−２９９８８号公報特開２００３−２７８６４８号公報

しかしながら、海面に貯水タンクを浮遊させただけでは、波によって海面が上昇した際に貯水タンクも浮かび上がり、越流が起きにくくなって海水を取り込む効率が低下するおそれがある。

そこで、本発明は、効率よく海水を取り込むことが可能な海水循環装置を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明の海水循環装置は、海面付近の海水を海底に導く海水循環装置であって、海面から突出した位置に海水の取込み口が形成されるとともに底面に排出口が形成される浮遊水槽部と、前記排出口に上端が接続されて海底付近まで延設される導水管と、前記導水管の側方に張り出される抵抗体と、前記導水管の下端から延設されて少なくとも一つの吐出口が形成される放水部とを備えたことを特徴とする。

ここで、前記放水部は、海底に敷設される管材であって、周面に複数の吐出口が形成されるものとすることができる。

また、前記放水部は、複数に分岐される分岐管と、その分岐管の端部がそれぞれ接続される環状に成形されたリング管とを備え、前記リング管は周面に複数の吐出口が形成されるものであってもよい。

このように構成された本発明の海水循環装置は、浮遊水槽部の排出口に接続された導水管に、その側方に張り出される抵抗体が設けられている。

このため、浮遊水槽部が波や風の力などによって海面とともに又は海面から浮き上がろうとしても、抵抗体の抵抗によって浮き上がりが防止又は低減されるので、取込み口に海水が入りやすくなって、効率的に海水を取り込むことができる。

また、このように効率的に海水を取り込むことができれば、海水の深度方向の循環が活発になって、海域の浄化を促すことができる。

さらに、放水部を構成する管材を海底に敷設し、その周面に複数の吐出口を設けることによって、海底の広い範囲に海水を送り出すことができる。

このため、海面付近の溶存酸素量の多い海水を、海底の広い範囲に供給することができ、ヘドロなどが堆積して貧酸素状態となった海底の水質及び底質環境を広い範囲にわたって改善することができる。

また、放水部を環状に成形されたリング管によって構成することで、海底に安定して放水部を設置することができる。さらに、リング管が配置された海底の水質及び底質環境を面的に改善することができる。

以下、本発明の最良の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は、本実施の形態の海水循環装置１の構成を説明する斜視図である。

この海水循環装置１は、海面Ｓに浮遊させる浮遊水槽部２と、その浮遊水槽部２に上端が接続されて海底Ｂ付近まで延設される導水管３と、その導水管３の側方に張り出される抵抗体４と、導水管３の下端３ａから延設される放水部としての放水管５とを備えている。

この浮遊水槽部２は、枡形に成形されて水の貯留が可能な水槽であって、海面Ｓから上方に突出した位置にある開放された上面は、海水Ｗの取込み口２１となっている。

また、浮遊水槽部２の底面の略中央には、内外を連通させる貫通孔が排出口２３として形成されている。この排出口２３は、浮遊水槽部２の最も低い位置（海底Ｂに近い位置）に設けるのが好ましい。すなわち、浮遊水槽部２の底面は平面であってもよいが、排出口２３が最も低い位置になるような漏斗状に成形してもよい。

さらに、浮遊水槽部２の外周には、複数のフロート２４，・・・を取り付け、海水Ｗを貯留した状態で浮遊が可能となるようにする。このフロート２４は、例えばプラスチックなどの合成樹脂によって内部が中空となるように成形される。

また、これらのフロート２４，・・・は、浮遊水槽部２に傾きが生じ難いように、対称の位置にそれぞれ取り付ける。さらに、フロート２４，・・・の大きさ及び数は、後述する水位差ｈが生じるように設定する。

また、浮遊水槽部２は、係留ロープ２５，・・・に連結して、海面Ｓの所定の位置から遠く流されることのないようにする。例えば、浮遊水槽部２の下部に係留ロープ２５の上端を連結し、係留ロープ２５の下端は、図２に示すように海底Ｂに設置した錘２５ａに連結しておく。

また、浮遊水槽部２の排出口２３には、導水管３の上端を接続する。この導水管３は、鋼管、塩化ビニル管又はフレキシブル管などの管材によって形成されている。そして、この導水管３は、排出口２３から海底Ｂに向けて垂下される。

さらに、この導水管３の途中には、円盤形状の抵抗体４が取り付けられる。この抵抗体４は、導水管３の周面に連結されており、導水管３が上方に移動する方向の力が作用すると、図２に示すように抵抗体４に作用する水圧Ｒが抵抗となって導水管３の上昇が妨げられることになる。

この抵抗体４の形状、大きさ及び取り付ける位置は、浮遊水槽部２の上昇を抑えるのに必要な抵抗の大きさ、導水管３の強度などに基づいて設定する。また、抵抗体４より上方の導水管３には、浮遊水槽部２を引き止める際に引張力が作用するため、その引張力に耐え得る強度の材質のものを使用する。なお、経済的に導水管３を延設するために、抵抗体４の上下で導水管３の材質を変更してもよい。

さらに、抵抗体４と浮遊水槽部２との間の導水管３は、引張力に対して伸び量の少ない材質にするのが好ましい。すなわち、伸びが大きな材質では、浮遊水槽部２の浮き上がりを防止する効果が低減するからである。

そして、導水管３の下端３ａには、放水管５を接続する。なお、この放水管５は、導水管３と一体に成形された管であってもよい。

この放水管５は、導水管３から折れ曲がり海底Ｂに沿って敷設される。また、この放水管５には、端部に吐出口５２が形成されるとともに、管の周面に複数の吐出口５１，・・・が設けられている。

ここで、この吐出口５１，５２は、管の内外を連通させる孔であり、排出口２３から導水管３に流入した海水Ｗは、導水管３に導かれ、放水管５を通って吐出口５１，５２から海底Ｂに向けて放出される。

次に、本実施の形態の海水循環装置１の作用について、図２を参照しながら説明する。

図２に示すように浮遊水槽部２を海面Ｓに浮かべると、取込み口２１が海面Ｓから上方に突出することになる。この突出量が大きいほど海面Ｓと浮遊水槽部２の内水位Ｓ１との水位差ｈを大きくすることができる。

一方、波や風によって海面Ｓから持ち上げられた海水Ｗが、浮遊水槽部２の側壁を越流することで、取込み口２１から浮遊水槽部２の内部に海水Ｗが取り込まれる（図２の白抜き矢印参照）。

また、本実施の形態の海水循環装置１は、波が起きて浮遊水槽部２の外側の海面Ｓが上昇しても、浮遊水槽部２には抵抗体４に作用する水圧Ｒが導水管３を介して伝達されるので、当初の位置（高さ）に留まり、海面Ｓとの高低差が小さくなって取込み口２１に海水Ｗが流れ込みやすくなる。

このようにして浮遊水槽部２の内部に海水Ｗが溜まると、内水位Ｓ１が上昇して外部の海面Ｓとの間に水位差ｈが発生することになる。この水位差ｈによって外部より水圧が高くなった浮遊水槽部２内の海水Ｗは、排出口２３から導水管３に向けて流れ出す（図２実線矢印参照）。

さらに、導水管３に流れ込んだ海水Ｗは、その導水管３に沿って流下し、海底Ｂに敷設された放水管５に流れ込むことになる。また、このようにして放水管５に到達した海水Ｗは、その周面に設けられた吐出口５１，・・・及び端部の吐出口５２から海底Ｂに向けて放出される。

このように構成された本実施の形態の海水循環装置１は、浮遊水槽部２の排出口２３に接続された導水管３に、その側方に張り出される抵抗体４が設けられている。

このため、浮遊水槽部２が波や風の力などによって海面Ｓとともに又は海面Ｓから浮き上がろうとしても、抵抗体４の抵抗によって引き止められ、浮き上がりが防止又は低減される。

そして、浮遊水槽部２の浮き上がりが抑えられることで、海面Ｓと取込み口２１との距離が近くなって海水Ｗが入りやすくなり、効率的に浮遊水槽部２に海水Ｗを取り込むことができる。

特に、海底Ｂにヘドロなどが堆積して貧酸素状態になっていると、水質が劣化したり、底質環境が劣化したりする原因になるが、酸素を多く含んだ新鮮な海面Ｓ付近の海水Ｗを海底Ｂに送ることで、海底Ｂ付近の酸素供給量が多くなり、水質及び底質環境を改善することができる。

また、海水Ｗを海底Ｂに送り出す吐出口５１，５２が、複数、広い範囲にわたって分散されていれば、海底Ｂの広い範囲に海水Ｗを送り出すことができ、海底Ｂの浄化を広範囲におこなうことができる。

さらに、本実施の形態の海水循環装置１は、波の力によって浮遊水槽部２に海水Ｗを貯留し、海底Ｂに向けて輸送するので、持続的に海水Ｗを循環させることができる。

また、この海水循環装置１は、構造が簡単であるため、低コストで製造及び設置をおこなうことができるうえに、故障しにくく、作動に化石燃料などを必要としないため維持管理も容易におこなうことができる。

以下、この実施例では、前記した実施の形態とは別の実施の形態について、図３を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。

この実施例では、前記実施の形態とは異なる放水部６を備えた海水循環装置１Ａについて説明する。

この海水循環装置１Ａは、海面Ｓに浮遊させる浮遊水槽部２と、その浮遊水槽部２に上端が接続されて海底Ｂ付近まで延設される導水管３と、その導水管３の側方に張り出される抵抗体４と、導水管３の下端３ａから延設される放水部６とを備えている。

この放水部６は、複数に分岐される分岐管６１と、その分岐管６１の端部６１ａ，６１ａがそれぞれ接続される環状に成形されたリング管６２とを備えている。

この分岐管６１は、１本の導水管３を複数の管に分岐させた管材で、分岐させる数は図３では２本の例を示したが、それよりも多くなってもよい。また、分岐は一度目の分岐で斜め下方に二股に分け、さらにそれらを二股に分けて４本に分岐するなど、段階的に分岐させる構造であってもよい。

また、リング管６２は、中空の環状に成形され、その周面に分岐管６１の端部６１ａ，６１ａが接続されて、導水管３と分岐管６１とリング管６２の内部が連通されることになる。

さらに、このリング管６２の周面には、複数の吐出口６３，・・・が設けられて、管の内外が連通される。すなわち、導水管３からリング管６２に流れ込んだ海水Ｗは、いずれかの吐出口６３，・・・から海底Ｂに向けて放出される。

このように構成された実施例の海水循環装置１Ａでは、海底Ｂに円形に配置されるリング管６２から海面Ｓ付近の新鮮な海水Ｗが放出される。このため、リング管６２に沿って海底Ｂの広い範囲を面的に浄化することができる。特に、リング管６２の内側面側に複数の吐出口６３，・・・を設けることによって、リング管６２に囲まれた範囲に溶存酸素量の多い海水Ｗが滞留することになって、局所的に高いレベルで底質環境を改善することが可能になる。

例えば、養殖場など、撒き餌や排泄物によって底質環境が劣化しやすい場所や水が循環しにくい湾などの閉鎖性水域であっても、実施例の海水循環装置１Ａを設置することによって、効率的に底質環境を改善して養殖場の水質を浄化することができる。

さらに、リング管６２を備えた放水部６であれば、設置した際の安定性に優れ、海流などによって流され難くなるので、所望する箇所の浄化をおこなうことができる。

なお、他の構成及び作用効果については、前記実施の形態と略同様であるので説明を省略する。

以上、図面を参照して、本発明の最良の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態又は実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

例えば、前記実施の形態及び前記実施例では、直方体状の箱の上面が開放された取込み口２１について説明したが、これに限定されるものではなく、浮遊水槽部の側壁上部の一部を開口して取込み口としたり、天井を設けてその一部を開口して取込み口にしたりすることもできる。また、取込み口の周囲に海面Ｓ側が下がる傾斜板を設け、波が遡上しやすい構造にしてもよい。さらに、浮遊水槽部の形状は、枡形に限定されるものではなく、円筒形や多角柱形などであってもよい。

また、前記実施の形態及び前記実施例では、吐出口５１，５２，６３が複数ある場合について説明したが、これに限定されるものではなく、吐出口は一つでもよい。また、管材の両側面に吐出口を設ける場合だけでなく、一側面のみに設ける場合や管材の上面に設ける場合など、適宜、調整することができる。

さらに、前記実施の形態及び前記実施例では、円板形状の抵抗体４について説明したが、これに限定されるものではなく、傘状、多角形板状など、導水管３の上方への移動に対する抵抗となる形状であればいずれの形状であってもよい。

本発明の最良の実施の形態の海水循環装置の構成を説明する斜視図である。海水循環装置の作用を説明する説明図である。実施例の海水循環装置の構成を説明する斜視図である。

符号の説明

１，１Ａ海水循環装置
２浮遊水槽部
２１取込み口
２３排出口
３導水管
３ａ下端
４抵抗体
５放水管（放水部）
５１吐出口
５２吐出口
６放水部
６１分岐管
６１ａ端部
６２リング管
６３吐出口
Ｂ海底
Ｓ海面
Ｗ海水

Claims

海面付近の海水を海底に導く海水循環装置であって、
海面から突出した位置に海水の取込み口が形成されるとともに底面に排出口が形成される浮遊水槽部と、前記排出口に上端が接続されて海底付近まで延設される導水管と、前記導水管の側方に張り出される抵抗体と、前記導水管の下端から延設されて少なくとも一つの吐出口が形成される放水部とを備えたことを特徴とする海水循環装置。
前記放水部は、海底に敷設される管材であって、周面に複数の吐出口が形成されることを特徴とする請求項１に記載の海水循環装置。
前記放水部は、複数に分岐される分岐管と、その分岐管の端部がそれぞれ接続される環状に成形されたリング管とを備え、前記リング管は周面に複数の吐出口が形成されることを特徴とする請求項１に記載の海水循環装置。