JP2016166491A - 浮遊物質捕捉装置 - Google Patents

Abstract

【課題】水路を流れる汚染物等の浮遊物質を効率よく捕捉する。【解決手段】水とともに浮遊物質が流れる水路１０に設置され、浮遊物質を捕捉する浮遊物質捕捉装置１００は、第１の孔が複数形成され、可撓性を有する本体部３７２と、本体部３７２に設けられた開口３７４とを有し、開口３７４を通じて水および浮遊物質が本体部３７２内に導かれ、本体部３７２によって浮遊物質を捕捉する濾布３７０と、濾布３７０の本体部３７２の少なくとも一部を、水の流れ方向の下流側から囲繞し、第１の孔より大きい第２の孔が複数形成された支持部３５０とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、河川等の水路を流れる浮遊物質を捕捉する浮遊物質捕捉装置に関する。

近年、放射性セシウムによって、山林等、河川や農業用水路の水源となる箇所の土砂や有機浮遊物質（葉、樹皮、枝等）が汚染される事態が問題となっている。水源が汚染されると、汚染された土砂や有機浮遊物質（これらを纏めて以下「汚染物」と称する。）が河川や農業用水路に流れ込み、流れ込んだ汚染物が農地や海へ流出するため、水源のみならず、河川、農地、海も放射性物質で汚染されてしまう。

そこで、汚染物を含む水を溜池やダム等の滞留部に一旦滞留させ、滞留部において汚染物を沈殿させた後、上澄みを農地や海へ送出することで、農地や海の汚染を防止する構成が考えられる。

しかし、近年、汚染物のうち有機浮遊物質は、土砂と比較して吸着した放射性物質が溶出されやすいことが分かってきた。したがって、滞留部を設けて汚染物を含む水を滞留させたとしても、滞留されている間に有機浮遊物質から放射性物質が溶出し、放射性物質が上澄みとともに農地や海へ流れ込んでしまい、汚染の防止効果が低減してしまう問題があった。

そこで、濾過装置やストレーナを用いて、汚染物を水から除去することが考えられる。このような濾過装置としては、例えば、籾殻やゼオライトによって浮遊物質を濾過する装置（例えば、非特許文献１）や、竹ソダによって浮遊物質を濾過する装置が開示されている。また、ストレーナとしては、フィルタで浮遊物質を濾過するとともにフィルタを高圧洗浄し、高圧洗浄によってフィルタから取り除かれた浮遊物質を水とともにスラッジ貯留室に移動させることで、フィルタの交換頻度を低減させたストレーナ（例えば、特許文献１、２）や、サイクロンとストレーナとを組み合わせることで、水中の浮遊物質の除去効率を向上させたストレーナ（例えば、特許文献３、４）が開示されている。

特公昭５５−３０８８７号公報 実公昭６１−４３５２９号公報 実用新案登録第２５７４４５２号公報 特開平１０−１５１３０７号公報

独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構、モミガラ等を用いた水田水口における農業用水の除染効果、［平成２６年１０月検索］、インターネット（URL:http://www.naro.affrc.go.jp/project/results/laboratory/nkk/2012/510a0_02_02.html）

しかし、従来の濾過装置は、目詰まりを起こしやすく、頻繁にメンテナンスを行う必要があるため、実用的ではないという問題がある。また、従来のストレーナは、水とともに浮遊物質を排出する構造となっているため、結果として処分する対象物（汚染物および水）の量が増大してしまうという問題がある。

そこで本発明は、このような課題に鑑み、水路を流れる汚染物等の浮遊物質を効率よく捕捉することができる浮遊物質捕捉装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の浮遊物質捕捉装置は、水とともに浮遊物質が流れる水路に設置され、浮遊物質を捕捉する浮遊物質捕捉装置であって、第１の孔が複数形成され、可撓性を有する本体部と、本体部に設けられた開口とを有し、開口を通じて水および浮遊物質が本体部内に導かれ、本体部によって浮遊物質を捕捉する濾布と、濾布の本体部の少なくとも一部を下流側から囲繞し、第１の孔より大きい第２の孔が複数形成された支持部と、を備えたことを特徴とする。

また、水路の底面から濾布の開口の下方まで立設し、浮遊物質を堰き止める堰き止め部を備えるとしてもよい。

また、濾布は、本体部の内部に形成される内部空間における、水の流れに垂直な面の断面積が、開口から遠ざかるにしたがって漸減する形状であるとしてもよい。

また、濾布は、水路に着脱自在に設けられるとしてもよい。

また、第１の孔の孔径は、０．５ｍｍ〜２ｍｍであるとしてもよい。

また、水路における濾布の上流側を封止する封止部を備えるとしてもよい。

また、水路は、複数の分割水路で構成され、濾布は、分割水路ごとに設けられ、封止部は、複数の分割水路のうち、少なくともいずれか１の分割水路を封止するとしてもよい。

また、濾布の上流と下流との水位差を導出する水位差導出部を備え、封止部は、水位差導出部が導出した水位差が予め定められた閾値以上である場合に、濾布が設けられた水路を封止するとしてもよい。

また、水路における濾布の下流に設けられ、水路の水底から立設し、予め定められた水位以上の水を越流させる越流部を備えるとしてもよい。

また、越流部は、鉛直方向の高さが可変となるように構成されるとしてもよい。

また、濾布の上流の水位を検知する水位検知部と、水位検知部によって検知される水位が、予め定められた許容範囲となるように、越流部の鉛直方向の高さを制御する制御部と、を備えるとしてもよい。

本発明によれば、水路を流れる汚染物等の浮遊物質を効率よく捕捉することが可能となる。

浮遊物質捕捉装置の使用形態を説明するための図である。 固定ユニットを説明するための図である。 濾過ユニットを説明するための図である。 保持部への濾布の取り付けを説明するための図である。 固定ユニットへの濾過ユニットの固定を説明するための図である。 第２の実施形態にかかる浮遊物質捕捉装置の使用形態を説明するための図である。 封止装置の具体的な構成を説明するための図である。 濾布の使用状況を説明するための図である。 越流装置を説明するための図である。 第１の変形例にかかる浮遊物質捕捉装置を説明するための図である。 第２の変形例にかかる浮遊物質捕捉装置を説明するための図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

（第１の実施形態：浮遊物質捕捉装置１００）
図１は、第１の実施形態にかかる浮遊物質捕捉装置１００の使用形態を説明するための図であり、図１（ａ）は上面図を、図１（ｂ）は図１（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線におけるＹＺ断面の概略図を示す。なお、図１を始め以下の図では、垂直に交わるＸ軸（水平方向）、Ｙ軸（水平方向）、Ｚ軸（鉛直上下方向）を図示の通り定義する。また、図１中、水の流れを白抜き矢印で、土砂を黒丸で、有機浮遊物質を白丸で示す。

河川等の水路１０の水源となる箇所の土砂や有機浮遊物質が放射性物質によって汚染されている場合、土砂や有機浮遊物質（汚染物）を水から取り除くために、図１に示すように、水路１０に浮遊物質捕捉装置１００を設置する。なお、ここでは、水路１０に角落とし堰（角落としゲート）２０が設けられている場合を例に挙げ、角落とし堰２０に浮遊物質捕捉装置１００が固定される構成について説明する。また、本実施形態において、浮遊物質（懸濁物質）は、粒径が２ｍｍ以上のものも含む。

角落とし堰２０は、水路１０の幅方向（図１中、±Ｘ軸方向）の両側に設けられた側壁２２と、側壁２２の下端同士を接続する底壁２４と、側壁２２に設けられ鉛直上下方向（図１中、±Ｚ軸方向）に延在するガイド溝２６とを含んで構成される。なお、図１（ｂ）に示すように、角落とし堰２０は、底壁２４が水路１０の底から立設するように水路１０に設けられる。

図１（ａ）に示すように、浮遊物質捕捉装置１００は、固定ユニット１１０と、１または複数（ここでは、３つ）の濾過ユニット１２０とを含んで構成される。固定ユニット１１０は、角落とし堰２０の側壁２２によって図１中Ｘ軸方向の移動が制限され、角棒３０および側壁２２によって図１中Ｙ軸方向の移動が制限され、重力および底壁２４によって図１中Ｚ軸方向の移動が制限され、その結果、角落とし堰２０に固定される。

また、濾過ユニット１２０は固定ユニット１１０に固定される。濾過ユニット１２０は、浮遊物質を捕捉する濾布３７０を含んで構成され、水路１０を流れる水および有機浮遊物質（汚染物）は、濾布３７０に導入されることとなる。そして、有機浮遊物質は、濾布３７０によって捕捉され、水は、濾布３７０を通過して下流に導かれることとなる。以下、固定ユニット１１０および濾過ユニット１２０の具体的な構成について説明する。

（固定ユニット１１０）
図２は、固定ユニット１１０を説明するための図であり、図２（ａ）は、角落とし堰２０、角棒３０、固定ユニット１１０の分解斜視図を示し、図２（ｂ）は、固定ユニット１１０が角落とし堰２０に固定された状態を示す。

図２に示すように、固定ユニット１１０は、例えば、金属製であり、外枠２１０と、側板２２０と、区画棒２３０とを含んで構成される。外枠２１０は、矩形形状の板部材であり、その中央には矩形形状の貫通孔２１２が形成されている。また、外枠２１０の厚み（図２中、Ｙ軸方向の幅）は、角落とし堰２０のガイド溝２６の、図２中Ｙ軸方向の幅より小さい寸法関係となっている。

側板２２０は、外枠２１０における貫通孔２１２の側端部から、上流側（図２中、−Ｙ軸方向）に向かって立設されるとともに、鉛直上下方向（図２中、±Ｚ軸方向）に延在した板部材である。

区画棒２３０は、２つの側板２２０間に設けられ、貫通孔２１２を跨いで鉛直上下方向に延在する部材である。本実施形態において、区画棒２３０は、２本設けられ、一方の側板２２０と区画棒２３０との距離、区画棒２３０間の距離、区画棒２３０と他方の側板２２０の距離は実質的に等しい。換言すれば、貫通孔２１２は、側板２２０、区画棒２３０によって複数（３つ）に等分されることとなる。

固定ユニット１１０を角落とし堰２０に固定する場合、まず、固定ユニット１１０の外枠２１０を角落とし堰２０のガイド溝２６にスライドさせ、外枠２１０の底面が角落とし堰２０の底壁２４に当接するように、ガイド溝２６に固定ユニット１１０を挿入する。その後、ガイド溝２６と外枠２１０の上流側との間に形成される空隙を埋めるとともに、外枠２１０の移動を規制するために、角棒３０をガイド溝２６に陥入する。こうして、固定ユニット１１０が角落とし堰２０に固定されることとなる。

（濾過ユニット１２０）
図３は、濾過ユニット１２０を説明するための図であり、図３（ａ）は斜視図を、図３（ｂ）は正面図を、図３（ｃ）は側面図を、図３（ｄ）は上面図を、図３（ｅ）は底面図を示す。なお、図３（ｂ）中、理解を容易にするために、支持部３５０および濾布３７０を省略する。

図３に示すように、濾過ユニット１２０は、保持部３１０と、支持部３５０と、濾布３７０とを含んで構成される。保持部３１０の側面部３１２は、鉛直上下方向（図３中、±Ｚ軸方向）に延在した板部材である。また、側面部３１２は、鉛直上下方向に延在した延在部３１４、３１６を備えている。上面止部３２０は、対向する２つの延在部３１４同士を接続する板部材である。堰き止め部３２２は、対向する２つの延在部３１６同士を接続する板部材である。また、堰き止め部３２２は、固定ユニット１１０に固定された場合に、下端が角落とし堰２０の底壁２４に当接する寸法関係となっている。

なお、側面部３１２、上面止部３２０、堰き止め部３２２によって開口部３３０が形成されることとなる。つまり、側面部３１２は、開口部３３０の側端から水平方向に延在し、上面止部３２０は開口部３３０の上端から鉛直上方向に延在して設けられており、堰き止め部３２２は、底壁２４の上面（水路１０の底面）から開口部３３０（濾布３７０の開口３７４の下方）まで立設して設けられていると言うことができる。

また、保持部３１０には、堰き止め部３２２の上端から下流側（図３中、＋Ｙ軸方向）に向かって延在した底面部３２４が設けられている。

支持部３５０は、複数の孔（第２の孔）が形成された板部材（例えば、金網）であり、側面部３１２から下流側に向かって延在するとともに、底面部３２４に接続される。換言すれば、支持部３５０は、底面部３２４から鉛直上方向（図３中、−Ｚ軸方向）に向かって立設するとともに、側面部３１２に接続されている。ここで、支持部３５０に形成された孔は、後述する濾布３７０に形成された孔の孔径より大きい。また、支持部３５０に形成された孔の総面積は、濾布３７０に形成された孔の総面積より大きい。

なお、２つの支持部３５０は、下流側端部同士が接続されている。したがって、側面部３１２、底面部３２４、支持部３５０によって囲繞された空間（以下、「囲繞空間Ａ」と称する。）が形成されることとなる。

また、支持部３５０は、水の流れに沿った面（ここでは、水平面）の断面形状が略Ｖ字形状であるため、水の流れと垂直になるように設けられた場合と比較して、単位面積あたりの水の流量を低減することができ、水の流れによる変形を抑制することが可能となる。

濾布３７０は、孔（第１の孔）が複数形成され、可撓性を有する本体部３７２と、本体部３７２に設けられた開口３７４とを有している。濾布３７０は、開口３７４が開口部３３０に沿うように固定されるとともに、本体部３７２が囲繞空間Ａに収容される。換言すれば、濾布３７０の本体部３７２は、少なくとも一部が、下流側から支持部３５０によって囲繞されている。

濾布３７０の本体部３７２に形成された孔の孔径は、有機浮遊物質の平均粒径より小さく、例えば、０．５ｍｍ〜２ｍｍである。これにより、濾布３７０によって効率よく有機浮遊物質を捕捉することができる。

また、濾布３７０の高さ（図３中、Ｚ軸方向の高さ）は、水路１０の水位の最大値より大きい寸法となっている。ここで、水路１０の水位の最大値は、例えば、降雨時等に想定される水位である。これにより、降雨時等であっても浮遊物質を確実に捕捉することが可能となる。

また、図３に示すように、濾布３７０は、水の流れ方向に垂直とせず、一定の角度をもって設置する。具体的には、本体部３７２の内部に形成される内部空間における、水の流れに垂直な面の断面積が、開口３７４から遠ざかるにしたがって漸減する形状である。すなわち、濾布３７０は、本体部３７２の内部に形成される内部空間が、水の流れの上流側から下流側に向かうに従って小さくなる形状である。これにより、濾過面積を大きくすることができ、目詰まりの頻度を低減することが可能となる。

図４は、保持部３１０への濾布３７０の取り付けを説明するための図であり、図４（ａ）は斜視図を、図４（ｂ）は正面図を示す。なお、理解を容易にするために、図４（ｂ）中、濾布３７０以外の構成を破線で示す。

図４（ａ）に示すように、まず、開口３７４が上流側（図４中、−Ｙ軸方向）となるように濾布３７０の本体部３７２を囲繞空間Ａに収容する。そして、図４（ｂ）に示すように、濾布３７０の開口３７４と保持部３１０の開口部３３０とを合わせ、鉛直上下方向に延在した側部と側部の下端同士を接続する底部とを有する押さえ板３８０を濾布３７０の開口３７４に嵌め込む。続いて、押さえ板３８０と側面部３１２とを不図示のボルトとナットで固定する。これにより、濾布３７０の本体部３７２が側面部３１２、底面部３２４、押さえ板３８０で挟持されることとなる。

なお、上述したように、濾布３７０の本体部３７２は、可撓性を有する材質で形成されている。また、上述したように、濾布３７０は、開口３７４近傍のみが保持部３１０に固定されている。したがって、水路１０に配された際に、濾布３７０の本体部３７２は水流によって揺動されることとなる。これにより、濾布３７０の本体部３７２に捕捉された有機浮遊物質を揺動させることが可能となり、本体部３７２への有機浮遊物質の固着を抑制することができる。したがって、濾布３７０（本体部３７２）の目詰まりを低減することができ、濾布３７０のメンテナンス頻度を低減することが可能となる。

（固定ユニット１１０への濾過ユニット１２０の固定）
続いて、固定ユニット１１０への濾過ユニット１２０の固定について説明する。図５は、固定ユニット１１０への濾過ユニット１２０の固定を説明するための図である。なお、図５中、濾過ユニット１２０を濾過ユニット１２０Ａ〜１２０Ｃで示す。

図５に示すように、固定ユニット１１０の貫通孔２１２に濾過ユニット１２０Ａ〜１２０Ｃを嵌め込む。そして、濾過ユニット１２０Ａの一方の側面部３１２に設けられたボルト穴３１２ａにボルト（不図示）を挿入して固定ユニット１１０の側板２２０に設けられたネジ穴（不図示）に螺合させる。また、濾過ユニット１２０Ａの他方の側面部３１２に設けられたボルト穴３１２ａと、濾過ユニット１２０Ｂの一方の側面部３１２に設けられたボルト穴３１２ａとにボルトを挿入してナット（不図示）で両者を挟持する。同様に、濾過ユニット１２０Ｂの他方の側面部３１２に設けられたボルト穴３１２ａと、濾過ユニット１２０Ｃの一方の側面部３１２に設けられたボルト穴３１２ａとにボルトを挿入してナットで両者を挟持する。また、濾過ユニット１２０Ｃの他方の側面部３１２に設けられたボルト穴３１２ａにボルトを挿入して固定ユニット１１０の側板２２０に設けられたネジ穴に螺合させる。こうして、濾過ユニット１２０が固定ユニット１１０へ固定されることとなる。

なお、上述したように、角落とし堰２０の底壁２４は、水路１０の底から立設しているため、水路１０は、浮遊物質捕捉装置１００によって封止されていると言える。したがって、水路１０を流れる水は、すべて貫通孔２１２を通過することとなる。ここで、保持部３１０における側面部３１２および底面部３２４は、貫通孔２１２に実質的に隙間無く嵌め込まれる寸法関係となっている。つまり、水路１０を流れる水は、すべて、濾過ユニット１２０（本体部３７２）を通過することとなる。

図１に戻って説明すると、図１（ｂ）に示すように、質量密度が水より小さい有機浮遊物質は、水とともに、開口３７４を通じて本体部３７２に導入され、本体部３７２において捕捉されることとなる。また、粒径が大きく沈降しやすい土砂は、水路１０の底近傍を移動することとなるため、底壁２４および堰き止め部３２２によって堰き止められることとなる。

このように、本実施形態にかかる浮遊物質捕捉装置１００によれば、濾布３７０によって有機浮遊物質が捕捉され、堰き止め部３２２によって土砂を堰き止めることができる。また、上述したように、本実施形態の濾布３７０は、押さえ板３８０とボルトによって保持部３１０に着脱自在に固定されているため、濾布３７０自体を水路１０から容易に取り外すことができる。また、濾過ユニット１２０についても、ボルトによって固定ユニット１１０に着脱自在に固定されているため、濾過ユニット１２０自体を水路１０から容易に取り外すことが可能である。さらに、固定ユニット１１０は、角棒３０によって角落とし堰２０に着脱自在に固定されているため、浮遊物質捕捉装置１００自体を水路１０から容易に取り外すことができる。つまり、濾布３７０が、水路１０に着脱自在に設けられていることから、水路１０から有機浮遊物質を濾布３７０ごと除去することができる。

また、濾布３７０の本体部３７２が可撓性を有するため、逆洗水をほとんど利用せずとも、濾布３７０（本体部３７２）から有機浮遊物質を取り除くことができる。これにより、従来のストレーナと比較して、汚染物（有機浮遊物質）の処理量を低減することが可能となる。

また、有機浮遊物質よりも放射性物質を溶出しにくい土砂は、堰き止め部３２２によって浮遊物質捕捉装置１００の上流側に堰き止められるため、浮遊物質捕捉装置１００に入らず、隔離処分しなければならない、放射性セシウムを溶出しやすい廃棄物の量を減らすことが可能となる。

なお、濾布３７０の本体部３７２の孔の孔径を土砂の平均粒径より小さくして、有機浮遊物質とともに水路１０から土砂を取り除くことも考えられる。しかし、濾布３７０の本体部３７２の孔の孔径が小さい程、目詰まりを生じやすく、濾布３７０の交換頻度が上がってしまう。そこで、本実施形態では、土砂の捕捉よりも有機浮遊物質の捕捉を優先し、濾布３７０の本体部３７２の孔の孔径を、有機浮遊物質の平均粒径より小さくすることで、目詰まりを低減して、濾布３７０の交換頻度を低減し、かつ、有機浮遊物質を効率よく捕捉することを可能としている。

また、支持部３５０を設けることにより、近接する濾布３７０（本体部３７２）同士を確実に離隔させることができる。これにより、隣り合う濾布３７０同士が密着することによる、濾過効率の低下を抑制することが可能となる。

また、支持部３５０に形成された孔の総面積を、濾布３７０の本体部３７２に形成された孔の総面積より大きくすることで、支持部３５０が水を堰き止めてしまう事態を回避することが可能となる。

（確認試験）
孔径１．２ｍｍの本体部３７２を有する濾布３７０を備えた浮遊物質捕捉装置１００を水路１０に設置し、粒径が１．２ｍｍ以上の浮遊物質の除去率を測定したところ、浮遊物質の除去率は８０％〜１００％であった。これにより、浮遊物質捕捉装置１００は、水とともに水路１０を流れる汚染物等の浮遊物質を効率よく捕捉できることが確認された。

（第２の実施形態：浮遊物質捕捉装置４００）
濾過ユニット１２０の濾布３７０は、使用するにつれて、捕捉した浮遊物質で目詰まりを起こし、水を通過させる機能が低下してしまう。したがって、目詰まりを起こしそうになると、濾布３７０を洗浄したり交換したりしなければならないが、濾布３７０の洗浄や交換を試みて、使用済みの濾過ユニット１２０を水路１０から単に取り外すと、取り外している間に浮遊物質が農地に流れ込んでしまうという問題がある。

そこで、第２の実施形態では、水路から使用済みの濾過ユニット１２０（濾布３７０）を取り外す際であっても浮遊物質の流出を防止することができる浮遊物質捕捉装置について説明する。

図６は、第２の実施形態にかかる浮遊物質捕捉装置４００を説明するための図である。本実施形態では、水路（用水路）１０から分岐され、農地４０に接続された支線水路１２に浮遊物質捕捉装置４００を設置する場合を例に挙げて説明する。なお、図６に示すように、支線水路１２は、複数（ここでは、２つ）の分割水路１４（図６中、１４ａ、１４ｂで示す）で構成され、浮遊物質捕捉装置４００は分割水路１４ごとに設けられている。また、浮遊物質捕捉装置４００は、封止装置５００と、固定ユニット１１０と、濾過ユニット１２０と、越流装置６００とを含んで構成されている。封止装置５００は、濾過ユニット１２０の上流側に、越流装置６００は、濾過ユニット１２０の下流側に配される。したがって、分割水路１４を流れる水は、封止装置５００、濾過ユニット１２０、越流装置６００をこの順で通過して、農地４０に導かれることになる。なお、上述した浮遊物質捕捉装置１００と実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略し、ここでは、封止装置５００および越流装置６００について詳述する。

（封止装置５００）
封止装置５００は、分割水路１４における濾過ユニット１２０（濾布３７０）の上流側に設けられ、分割水路１４を封止したり、封止を解除（開放）したりする。

図７は、封止装置５００の具体的な構成を説明するための図であり、図７（ａ）は、封止装置５００の封止状態を、図７（ｂ）は、封止装置５００の開放状態を示す。図２に示すように、封止装置５００は、スライド枠５１０と、封止部５２０と、駆動シャフト５３０と、ハンドル５４０とを含んで構成される。

スライド枠５１０は、金属製の枠であり、内側に形成された空間５１２に封止部５２０が鉛直方向（図７中、Ｚ軸方向）にスライド自在に配される。なお、スライド枠５１０の幅（図７中、Ｘ軸方向の幅）は、分割水路１４の幅（図６中、Ｘ軸方向の幅）と実質的に等しい寸法となっており、分割水路１４を流れる水および浮遊物質は、空間５１２を通って、封止装置５００の下流に配される濾過ユニット１２０に導かれることとなる。

封止部５２０は、金属製の平板であり、スライド枠５１０に対して鉛直方向にスライド自在に設けられ、封止状態において水および浮遊物質を堰き止める機能を有する。封止部５２０の幅（図７中、Ｘ軸方向の幅）は、スライド枠５１０の幅未満かつ空間５１２の幅（図７中、Ｘ軸方向の幅）より大きい寸法となっており、封止部５２０の高さは分割水路１４の水位の最大値より高くなる寸法となっている。ここで、分割水路１４の水位の最大値は、例えば、降雨時等に想定される水位である。

駆動シャフト５３０は、外周にネジ溝が形成された金属製の棒であり、封止部５２０の上端に接続される。また、駆動シャフト５３０のネジ溝は、ハンドル５４０に設けられたネジ山と螺合し、ハンドル５４０が回転されることによって、駆動シャフト５３０が鉛直方向に移動する。

ハンドル５４０は、作業者の操作入力、または、不図示の電動機によって回転し、駆動シャフト５３０を介して、封止部５２０を鉛直方向にスライドさせる。ここでは、作業者の操作入力に応じてハンドル５４０を回転させる構成を例に挙げて説明する。

図７（ａ）に示す封止状態である封止装置５００を開放状態に移行させる場合、作業者は、ハンドル５４０を回転させ、駆動シャフト５３０を鉛直上方向に移動させて封止部５２０を鉛直上方にスライドさせる。こうして、スライド枠５１０が区画する空間５１２が開放され、水が空間５１２を横切って流れることとなる。

また、図７（ｂ）に示す開放状態である封止装置５００を封止状態に移行させる場合、作業者は、ハンドル５４０を回転させ、駆動シャフト５３０を鉛直下方向に移動させて封止部５２０を鉛直下方にスライドさせる。こうして、スライド枠５１０が区画する空間５１２が封止部５２０によって封止され、水が封止部５２０によって堰き止められることとなる。

封止装置５００を備える構成により、封止装置５００の下流側、すなわち、濾過ユニット１２０に水を導いたり、水の流入を封止したりすることができる。したがって、濾過ユニット１２０を構成する濾布３７０を交換したり洗浄したりする場合に、封止装置５００を封止状態とすることができ、水とともに流れる浮遊物質が封止装置５００の下流側に流出してしまう事態を回避することが可能となる。これにより、浮遊物質が農地４０に流入することを防止することが可能となり、農地４０の汚染を抑制することができる。

また、図６に戻って説明すると、本実施形態では、分割水路１４ごとに封止装置５００を設けているため、例えば、一方の分割水路１４ａの濾過ユニット１２０の濾布３７０を交換する場合、分割水路１４ａの封止装置５００を封止状態とするとともに、他方の分割水路１４ｂの封止装置５００を開放状態とする。そして、分割水路１４ｂを介して農地４０に水を供給している間に、分割水路１４ａの濾布３７０を交換する。これにより、浮遊物質が除去された水を連続的に農地４０に供給することが可能となる。

そして、濾布３７０の交換が完了すると、分割水路１４ａの封止装置５００を開放状態にして、農地４０への水の供給を開始することとなる。

なお、農地４０へ大量の水の供給が必要である場合には、分割水路１４ａ、１４ｂに配された封止装置５００を両方とも開放状態としてもよいし、農地４０への水の供給が不要である場合には、分割水路１４ａ、１４ｂに配された封止装置５００を両方とも封止状態としてもよい。

（越流装置６００）
図８は、濾布３７０の使用状況を説明するための図である。上述したように、浮遊物質を確実に捕捉するために、濾布３７０の高さは、分割水路１４（水路１０）の水位の最大値より大きい。したがって、晴天時や曇天時等、最大値より水位が低い場合には、図８（ａ）に示すように、濾布３７０における下端３７０ｂから所定の水位Ｂまでしか使用されず（浮遊物質が捕捉されず）、所定の水位Ｂから濾布３７０の上端３７０ａまでは、浮遊物質の捕捉にほとんど寄与しない。

そこで、本実施形態の浮遊物質捕捉装置４００は、図８（ｂ）に示すように、濾過ユニット１２０（濾布３７０）の下流側に越流装置６００を設けて、濾布３７０の上流側の水位を上昇させる。

図９は、越流装置６００を説明するための図である。図９に示すように、越流装置６００は、角落とし堰（角落としゲート）６１０と、角材６２０とを含んで構成される。角落とし堰６１０は、分割水路１４の幅方向（図９中、Ｘ軸方向）の両側に設けられた側壁６１２と、側壁６１２の下端同士を接続する底壁６１４と、側壁６１２に設けられ鉛直上下方向（図９中、Ｚ軸方向）に延在するガイド溝６１６とを含んで構成される。なお、角落とし堰６１０は、底壁６１４が分割水路１４の底から立設するように分割水路１４に設けられる。

角材６２０は、幅（図９中、Ｘ軸方向の幅）が、側壁６１２の幅（図９中、Ｘ軸方向の幅）と実質的に等しい寸法であり、厚み（図９中、Ｙ軸方向の厚み）が、ガイド溝６１６の幅（図９中、Ｙ軸方向の幅）と実質的に等しい寸法である。図９中、矢印で示すように、複数の角材６２０が、角落とし堰６１０のガイド溝６１６に挿入されると、複数の角材６２０によって壁６２２が形成されることになる。

そうすると、複数の角材６２０によって形成された壁６２２が、濾布３７０を通過した水を堰き止めて濾布３７０の上流側の水位を予め定められた水位に維持させるとともに、予め定められた水位以上の水を下流側に越流させる越流部として機能することになる。

越流装置６００を備える構成により、晴天時や曇天時等、最大値より水位が低い場合であっても、濾布３７０の上流側の水位を上昇させることができ、濾布３７０を上端３７０ａ近傍まで使用することが可能となる。これにより、濾布３７０における浮遊物質の捕捉に寄与する面積を増加させることができ、濾布３７０を満遍なく利用することが可能となる。

また、本実施形態の越流装置６００は、ガイド溝６１６に挿入する角材６２０の数によって、壁６２２の鉛直方向の高さを可変とすることができる。これにより、濾布３７０の上流側の水位を所望する水位まで上昇させることが可能となる。

（第１の変形例）
上記第２の実施形態では、封止装置５００が、作業者の操作入力に応じてハンドル５４０を回転させ、封止部５２０をスライドさせて封止状態と開放状態とを切り換える構成を例に挙げて説明した。しかし、封止装置５００は、分割水路１４の水位に応じて封止状態と開放状態とを切り換えるとしてもよい。

図１０は、第１の変形例にかかる浮遊物質捕捉装置７００を説明するための図である。なお、図１０中、信号の流れを破線の矢印で示し、水の流れを白抜き矢印で示す。

図１０に示すように、浮遊物質捕捉装置７００は、上記封止装置５００、固定ユニット１１０、濾過ユニット１２０、越流装置６００に加えて、水位センサ７１０ａ、７１０ｂと、制御部７２０とを含んで構成される。なお、上述した浮遊物質捕捉装置４００と実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略し、ここでは、水位センサ７１０ａ、７１０ｂおよび制御部７２０について詳述する。

水位センサ７１０ａは、分割水路１４内に位置する濾布３７０の上流の水位を測定し、水位センサ７１０ｂは、分割水路１４内に位置する濾布３７０の下流の水位を測定する。

制御部７２０は、ＣＰＵ（中央処理装置）を含む半導体集積回路で構成され、ＲＯＭからＣＰＵ自体を動作させるためのプログラムやパラメータ等を読み出し、ワークエリアとしてのＲＡＭや他の電子回路と協働して、浮遊物質捕捉装置７００全体を管理および制御する。本変形例において、制御部７２０は、水位差導出部７２２、駆動制御部７２４としても機能する。

水位差導出部７２２は、水位センサ７１０ａが測定した濾布３７０の上流の水位と、水位センサ７１０ｂが測定した濾布３７０の下流の水位との差分を導出する。

駆動制御部７２４は、水位差導出部７２２が導出した差分が予め定められた閾値以上となったか否かを判定し、閾値以上になったと判定すると、ハンドル５４０を回転制御して、駆動シャフト５３０を介して封止部５２０を鉛直下方にスライドさせ、封止装置５００を封止状態とする。

濾布３７０が目詰まりを起こすと、濾布３７０の上流の水位が下流の水位よりも高くなる。そこで、水位差導出部７２２が測定した上流と下流の水位差が閾値以上になると、駆動制御部７２４が封止装置５００を封止状態とすることで、濾布３７０の交換時期の安定化を図ることが可能となる。

（第２の変形例）
上記第２の実施形態において、越流装置６００は、作業者によってガイド溝６１６に挿入する角材６２０の数が設定されている場合を例に挙げて説明した。しかし、濾布３７０の上流側の水位に応じて壁６２２の高さを制御してもよい。

図１１は、第２の変形例にかかる浮遊物質捕捉装置８００を説明するための図である。なお、図１１中、信号の流れを破線の矢印で示し、水の流れを白抜き矢印で示す。

図１１に示すように、浮遊物質捕捉装置８００は、上記封止装置５００、固定ユニット１１０、濾過ユニット１２０、越流装置６００に加えて、水位検知部８１０と、制御部８２０とを含んで構成される。なお、上述した浮遊物質捕捉装置４００と実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略し、ここでは、水位検知部８１０および制御部８２０について詳述する。

水位検知部８１０は、分割水路１４内に位置する濾布３７０の上流の水位を検知する。

制御部８２０は、ＣＰＵ（中央処理装置）を含む半導体集積回路で構成され、ＲＯＭからＣＰＵ自体を動作させるためのプログラムやパラメータ等を読み出し、ワークエリアとしてのＲＡＭや他の電子回路と協働して、浮遊物質捕捉装置８００全体を管理および制御する。本変形例において、制御部８２０は、水位検知部８１０が測定した濾布３７０の上流の水位が、予め定められた許容範囲となるような数の角材６２０をガイド溝６１６に挿入して、壁６２２の高さを制御する。

これにより、濾布３７０の上流の水位を閾値に維持することができ、濾布３７０を常に上端３７０ａ近傍まで使用することが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態において、浮遊物質捕捉装置１００が角落とし堰２０に固定される場合を例に挙げて説明した。しかし、浮遊物質捕捉装置１００は、水路１０に固定されればよく、角落とし堰２０は必須の構成ではない。

また、上記実施形態において、本体部３７２の内部に形成される内部空間における、水の流れに垂直な面の断面積が、開口３７４から遠ざかるにしたがって漸減する形状である濾布３７０を例に挙げて説明した。しかし、濾布３７０は、本体部３７２の内部に形成される内部空間における、水の流れに垂直な面の断面積が、一定であってもよいし、開口３７４から遠ざかるにしたがって漸増する形状であってもよい。

また、上記第２の実施形態において、分割水路１４ごとに封止装置５００が設けられる構成を例に挙げて説明した。しかし、支線水路１２が分割水路１４に分割されていない場合、１の支線水路１２に封止装置５００が設けられていてもよい。この場合、濾布３７０の交換を試みて、封止装置５００を封止状態としても、封止装置５００によって堰き止められた水は水路１０へ流れるため、浮遊物質が封止装置５００（封止部５２０）を乗り越えて農地４０に流入することはない。

また、上記第２の実施形態において、封止部として、封止装置５００といったスルーゲートの封止部５２０を例に挙げて説明した。しかし、封止部は、濾布３７０の上流側を封止できれば、形状に限定はない。例えば、支線水路１２が２つの分割水路１４で構成される場合、封止部が、２つの分割水路１４の間に設けられたヒンジと、ヒンジに回動可能に設けられた扉体とを備え、扉体によって一方の分割水路１４を封止できる構成であってもよい。

また、上記第２の実施形態において、封止部５２０が分割水路１４を封止する構成を例に挙げて説明した。しかし、封止部は、濾布３７０の上流側を封止できればよく、例えば、側板２２０間や、側板２２０と区画棒２３０との間、区画棒２３０間を封止できる平板で構成されてもよい。

また、上記第２の実施形態において、越流部として、越流装置６００の角材６２０で形成された壁６２２を例に挙げて説明した。しかし、越流部は、水路における濾布３７０の下流に設けられ、水路の水底から立設し、予め定められた水位以上の水を越流させることができれば、形状に限定はない。

また、上記実施形態において、越流部が、鉛直方向の高さが可変となるように構成される場合を例に挙げて説明した。しかし、越流部の高さは固定であってもよい。

本発明は、河川等の水路を流れる浮遊物質を捕捉する浮遊物質捕捉装置に利用することができる。

１０ 水路
１００ 浮遊物質捕捉装置
３２２ 堰き止め部
３５０ 支持部
３７０ 濾布
３７２ 本体部
３７４ 開口
４００ 浮遊物質捕捉装置
５２０ 封止部
６２０ 角材（越流部）
６２２ 壁（越流部）
７００ 浮遊物質捕捉装置
７２２ 水位差導出部
８１０ 水位検知部
８２０ 制御部

Claims (11)

1. 水とともに浮遊物質が流れる水路に設置され、該浮遊物質を捕捉する浮遊物質捕捉装置であって、
   第１の孔が複数形成され、可撓性を有する本体部と、該本体部に設けられた開口とを有し、該開口を通じて前記水および前記浮遊物質が該本体部内に導かれ、該本体部によって該浮遊物質を捕捉する濾布と、
   前記濾布の本体部の少なくとも一部を下流側から囲繞し、前記第１の孔より大きい第２の孔が複数形成された支持部と、
   を備えたことを特徴とする浮遊物質捕捉装置。
2. 前記水路の底面から前記濾布の開口の下方まで立設し、前記浮遊物質を堰き止める堰き止め部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の浮遊物質捕捉装置。
3. 前記濾布は、前記本体部の内部に形成される内部空間における、前記水の流れに垂直な面の断面積が、前記開口から遠ざかるにしたがって漸減する形状であることを特徴とする請求項１または２に記載の浮遊物質捕捉装置。
4. 前記濾布は、前記水路に着脱自在に設けられることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の浮遊物質捕捉装置。
5. 前記第１の孔の孔径は、０．５ｍｍ〜２ｍｍであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の浮遊物質捕捉装置。
6. 前記水路における前記濾布の上流側を封止する封止部を備えたことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の浮遊物質捕捉装置。
7. 前記水路は、複数の分割水路で構成され、
   前記濾布は、前記分割水路ごとに設けられ、
   前記封止部は、前記複数の分割水路のうち、少なくともいずれか１の分割水路を封止することを特徴とする請求項６に記載の浮遊物質捕捉装置。
8. 前記濾布の上流と下流との水位差を導出する水位差導出部を備え、
   前記封止部は、前記水位差導出部が導出した水位差が予め定められた閾値以上である場合に、前記濾布が設けられた水路を封止することを特徴とする請求項６または７に記載の浮遊物質捕捉装置。
9. 前記水路における前記濾布の下流に設けられ、該水路の水底から立設し、予め定められた水位以上の水を越流させる越流部を備えたことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の浮遊物質捕捉装置。
10. 前記越流部は、鉛直方向の高さが可変となるように構成されることを特徴とする請求項９に記載の浮遊物質捕捉装置。
11. 前記濾布の上流の水位を検知する水位検知部と、
    前記水位検知部によって検知される水位が、予め定められた許容範囲となるように、前記越流部の鉛直方向の高さを制御する制御部と、
    を備えたことを特徴とする請求項１０に記載の浮遊物質捕捉装置。

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