JP2024003657A - 浮遊物捕集装置 - Google Patents

Abstract

【課題】海及び湖の岸から離れた領域において使用可能であり、浮遊物を効果的に捕集できるようにする。【解決手段】海８０又は湖の所定領域８１に浮かべられ、所定領域の平均水面８２Ａと一緒に上下動する枠体４０を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、例えば海及び湖の浮遊物を除去するための浮遊物捕集装置に関する。

特許文献１には、護岸に取り付けられた網によって、海面上を浮遊する浮遊物（ゴミ）を捕集する発明が開示されている。

特開２００６－１６９８５２号公報

上記特許文献１の網は、護岸等に取り付ける必要がある。即ち、この網は、護岸から遠くはなれた海上で利用できない。さらに、この網は浮遊物の捕集機能に関して改善の余地がある。

本発明は、海及び湖の岸から離れた領域において使用可能であり、浮遊物を効果的に捕集できる浮遊物捕集装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の浮遊物捕集装置は、海又は湖の所定領域に浮かべられ、前記所定領域の平均水面と一緒に上下動する枠体を備える。

請求項１に記載の発明では、海又は湖の所定領域に浮かんだ枠体は、波の力により上下方向に移動する。より詳細には、枠体は所定領域の平均水面と一緒に上下動する。

なお、「枠体が平均水面と一緒に上下動する」とは、枠体が平均水面と完全に一緒に上下動すること、及び、枠体が平均水面と実質的に一緒に上下動すること、の両方の意味を含む。

波の力を受けた浮遊物が枠体の上端を乗り越えて枠体の内周側に移動することがある。即ち、浮遊物が浮遊物捕集装置によって捕集される。さらに枠体の上端の平均水面からの上方への突出量を適切な大きさに設定すれば、所定領域における波が極めて高くならない限り、枠体の上端の所定領域の水面から上方への突出量は、ゼロより大きい値になる。そのため、捕集された浮遊物が、枠体の上端を乗り越えて枠体の外周側に移動するおそれが小さくなる。従って、請求項１に記載の浮遊物捕集装置は、浮遊物を効果的に捕集できる。

さらに請求項１に記載の浮遊物捕集装置は、護岸等に接続される必要がない。そのため、請求項１に記載の浮遊物捕集装置は、海及び湖の岸から離れた領域において使用可能である。

請求項２に記載の浮遊物捕集装置は、請求項１において、前記枠体が、前記所定領域の底から離れた位置に位置する錘を備える。

請求項３に記載の浮遊物捕集装置は、請求項１又は請求項２において、前記枠体の内周側に位置し、前記枠体に支持された網を備える。

本発明の浮遊物捕集装置は、海及び湖の岸から離れた領域において使用可能であり、浮遊物を効果的に捕集できる。

実施形態に係る浮遊物捕集装置の組み立て完了状態の斜視図である。 浮遊物捕集装置の連結部材及び錘を省略して示す分解斜視図である。 図１の３－３矢線に沿う断面図である。 海の所定領域に設置された浮遊物捕集装置の模式的な側面図である。 第１変形例の図４と同様の側面図である。 第２変形例の浮遊物捕集装置の平面図である。 図６の７－７矢線に沿う断面図である。

以下、実施形態に係る浮遊物捕集装置３０について図１～図４を参照しながら説明する。

図１及び図２に示されるように浮遊物捕集装置３０は、枠体４０及び網部材７０を備える。

枠体４０は、円筒状部材４１、複数の横補強部材４２、４３、４４、４５、複数の縦補強部材４６、複数のブラケット５４、複数の容器６０、連結部材６４及び錘６５を備える。

本実施形態の枠体４０は、軸線が上下方向に延びる円筒状部材４１を備える。円筒状部材４１の上下両端は共に開口している。円筒状部材４１の上下寸法Ｈ（図４参照）は、例えば１０ｃｍ以上且つ２ｍ以下である。円筒状部材４１の内周面には４つの環状の横補強部材４２、４３、４４、４５が固定されている。但し、横補強部材４２、４３、４４、４５の数はこれに限定されない。横補強部材４２、４３、４４、４５は上下方向に並んでいる。円筒状部材４１の外周面には複数の縦補強部材４６が固定されている。本実施形態の枠体４０は６本の縦補強部材４６を備えるが、縦補強部材４６の数はこれに限定されない。各縦補強部材４６は上下方向と平行である。

円筒状部材４１の内周面には複数のブラケット５４が設けられている。枠体４０には上下２段に渡って、合計２０個のブラケット５４が設けられている。但し、ブラケット５４の数はこれには限定されない。なお、便宜上、図１及び図２では一部のブラケット５４のみ図示されている。図３に示されるように各ブラケット５４の側面形状（断面形状）は略Ｕ字形である。即ち、各ブラケット５４は、上下方向に延びる平板状の基板部５５と、基板部５５の上縁部に接続された上板５６と、基板部５５の下縁部に接続された下板５７と、を備える。図４に示されるように、各ブラケット５４の基板部５５が円筒状部材４１の内周面に固定されている。

図３に示されるように、各ブラケット５４には容器６０が着脱可能に取り付けられている。即ち、上板５６と下板５７とによって容器６０が挟まれている。各容器６０は、端部が開口した容器本体６１と、容器本体６１の開口部を着脱可能に塞ぐキャップ６２と、を備える。容器本体６１は、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製の容器である。容器本体６１の内部空間は空気によって満たされている。

さらに図１及び図４に示されるように、枠体４０の下端部には複数本（例えば２本）の連結部材６４の上端部がそれぞれ固定され、各連結部材６４の下端部に錘６５が固定されている。連結部材６４は紐やワイヤーのような可撓性を有するものであってもよいし、金属棒のような可撓性を有さないものであってもよい。各連結部材６４が直線状態をなすときの円筒状部材４１の下端と錘６５との間の上下方向は距離ＤＬ（図４参照）である。浮遊物捕集装置３０が海８０で使用される場合、距離ＤＬは例えば４０ｃｍ～５ｍに設定される。また、浮遊物捕集装置３０が湖で使用される場合、距離ＤＬは例えば４０ｃｍ～１ｍに設定される。また錘６５の質量は、例えば１ｋｇ～５０ｋｇである。枠体４０全体の重心は錘６５の一部に位置する。

円筒状部材４１、横補強部材４２、４３、４４、４５、縦補強部材４６、ブラケット５４及び錘６５の構成材料としては、様々な材料を利用可能である。例えば、円筒状部材４１、横補強部材４２、４３、４４、４５、縦補強部材４６、ブラケット５４及び錘６５の構成材料として金属を利用可能である。また、円筒状部材４１、横補強部材４２、４３、４４、４５、縦補強部材４６及びブラケット５４の構成材料として樹脂を利用可能である。さらに円筒状部材４１、横補強部材４２、４３、４４、４５、縦補強部材４６、ブラケット５４、容器６０、連結部材６４、及び錘６５を含む枠体４０の比重は、海水の比重より小さい第１比重である。

図２に示されるように網部材７０は、リング部材７１、網７２、連結部材７３及び引掛け部７４を備える。

リング部材７１は横補強部材４２より小径である。可撓性材料によって構成された網７２は上端のみが開口した袋状に形成されている。網７２の上縁部がリング部材７１に固定されている。リング部材７１は横補強部材４２に対して着脱可能である。リング部材７１が横補強部材４２に取り付けられると、図１及び図４に示されるように、網７２が枠体４０の内周側空間に位置する。さらに図２に示されたように、リング部材７１に複数の連結部材７３の一端が固定され、各連結部材７３の他端が引掛け部７４に固定されている。引掛け部７４は環状部７５を備える。

次に、実施形態の作用及び効果を説明する。

例えば浮遊物捕集装置３０は、図４に示されるように海８０の岸（図示省略）から遠く離れた所定領域８１に設置される。枠体４０の比重は海水の比重より小さい第１比重である。そのため浮遊物捕集装置３０を所定領域８１に設置すると、各容器６０が発生する浮力によって、枠体４０は所定領域８１に対して浮かぶ。より詳細には、枠体４０は、実質的に所定領域８１の平均水面８２Ａ（図４の仮想線参照）と一緒に上下動する。重心を含み且つ重量が大きい錘６５が水面８２より下方の流体（海水）の影響を受ける。錘６５の周囲の流体（海水）の動きは、波８３（水面８２）の動きより小さい。そして海８０の底８０Ｂから上方に離れ且つ動きが小さい流体の影響を受ける錘６５が、緊張状態にある連結部材６４を介して枠体４０に力を及ぼすため、枠体４０は実質的に平均水面８２Ａと一緒に上下動する。この錘６５の働きにより、平均水面８２Ａと錘６５の下面との間の上下方向の距離Ｄｐが、波８３の高さに拘わらず略一定に維持される。即ち、枠体４０の上端の平均水面８２Ａからの上方への突出量Ｐｈ１が、波８３の高さに拘わらずほぼ一定に維持される。本明細書において「平均水面」とは、その領域に含まれる全ての波８３の高さの平均値を通る仮想面のことである。

例えば、枠体４０の上端と、所定領域８１における平均的な高さの波８３の水面８２と、の間の上下方向の距離であるＰｈ２（図４参照）が２０～３０ｃｍとなるように、突出量Ｐｈ１の大きさが設定されてもよい。突出量Ｐｈ１の大きさは、錘６５の質量及び容器６０の数を変更することにより調整可能である。波８３の高さが大きいときは、突出量Ｐｈ１を、波８３の高さが小さいときより大きくするのが好ましい。

ここで図４に示されるように、所定の大きさの波８３が発生している所定領域８１に浮遊物捕集装置３０が浮かび、且つ、水面８２に２つの浮遊物８５、８６が浮かんでいる場合を想定する。このとき波８３（水面８２）が図４の状態にあり、枠体４０の上端は図４に示された位置にある。例えば、このタイミングで所定領域８１において大きな波（図示省略）が発生すると、この波によって浮遊物８５、８６が枠体４０の上端を乗り越えて（矢印Ｍ参照）、枠体４０及びリング部材７１の内周側へ移動し易い。即ち、浮遊物８５、８６が網７２によって捕集され易い。

さらに突出量Ｐｈ１を適切な大きさに設定することにより、波８３が極めて高くならない限り、突出量Ｐｈ２はゼロよりある程度大きい値になる。そのため、網７２によって捕集された浮遊物８５、８６（図４の仮想線参照）が、波８３の影響により枠体４０の上端を乗り越えて、枠体４０の外周側に移動するおそれは小さい。

このように本実施形態の浮遊物捕集装置３０は、海８０にある浮遊物を効果的に捕集できる。さらに浮遊物捕集装置３０は、護岸等に接続される必要がないので、海８０の岸から離れた領域（所定領域８１）において使用可能である。さらに海８０の潮の干満によって底８０Ｂから水面８２（平均水面８２Ａ）までの距離が変化しても、浮遊物捕集装置３０は上記効果を発揮可能である。

さらに網部材７０が引掛け部７４を備える。そのため、例えば空中を飛行可能なドローン（図示省略）を水面８２へ接近させることにより、ドローンに設けられたフックを環状部７５に引っ掛けることが可能である。さらに、その後にドローンを上方へ移動させると、網部材７０が枠体４０から分離する。この状態でドローンを所定の浮遊物回収場まで飛行させることにより、網７２によって捕集された浮遊物を浮遊物回収場まで移送できる。

以上、本発明を実施形態に基づいて説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲内において、適宜設計変更可能である。

例えば、図５に示された第１変形例の態様で浮遊物捕集装置３０Ａを構成してもよい。この浮遊物捕集装置３０Ａの枠体４０は、円筒状部材４１Ａ、複数の横補強部材４２、４３、４４、４５、複数の縦補強部材４６、複数のブラケット５４、複数の容器６０及び錘６５を備える。この枠体４０の比重も第１比重である。この枠体４０全体の重心は錘６５の一部に位置する。なお、便宜上、図５では横補強部材４２、４３、４４、４５、縦補強部材４６、ブラケット５４及び容器６０の図示が省略されている。

第１変形例の円筒状部材４１Ａの上下寸法Ｈ１は、上記実施形態の円筒状部材４１の上下寸法Ｈより大きい。さらに円筒状部材４１Ａの底部に錘６５が固定されている。そのため第１変形例においても、錘６５の働きにより、平均水面８２Ａと錘６５の下面との間の上下方向の距離Ｄｐが、波８３の高さに拘わらず略一定に維持される。即ち、枠体４０の上端の平均水面８２Ａからの上方への突出量Ｐｈ１が、波８３の高さに拘わらずほぼ一定に維持される。そのため第１変形例の浮遊物捕集装置３０Ａも、上記実施形態の浮遊物捕集装置３０と同様の作用効果を発揮可能である。

また図６及び図７に示された第２変形例の態様で浮遊物捕集装置３０Ｂを構成してもよい。この浮遊物捕集装置３０Ｂは、枠体９２、連結部材６４及び錘６５を備える。

枠体９２は、内部に気体（例えば空気）が充填された袋状の環状部材である浮遊体９３、連結部材６４及び錘６５を備える。浮遊体９３は、例えば樹脂材料により構成される。浮遊体９３の下端部には複数本（例えば４本）の連結部材６４の上端部がそれぞれ固定され、各連結部材６４の下端部に錘６５が固定されている。枠体９２の比重も第１比重である。この枠体９２全体の重心は錘６５の一部に位置する。

図７に示されたように浮遊体９３は、海８０の所定領域８１に浮かべられる。

図７に示されたように、浮遊体９３（枠体９２）は、錘６５の働きにより、実質的に所定領域８１の平均水面８２Ａと一緒に上下動する。平均水面８２Ａと錘６５の下面との間の上下方向の距離Ｄｐは、波８３の高さに拘わらず略一定に維持される。そのため、浮遊体９３の上端の平均水面８２Ａからの上方への突出量Ｐｈ１は、波８３の高さに拘わらずほぼ一定に維持される。さらに突出量Ｐｈ１を適切な大きさに設定することにより、波８３が極めて高くならない限り、浮遊体９３の上端の水面８２からの上方への突出量Ｐｈ２はゼロよりある程度大きい値になる。

水面８２に浮かんでいた浮遊物８５、８６が波の影響により、浮遊体９３の上端部を乗り越えて浮遊体９３の内周側に移動すると、浮遊物８５、８６は浮遊体９３の内周側において水面８２に浮かぶ。このようにして浮遊体９３の内周側に集められた浮遊物８５、８６は、例えば所定領域８１に浮かぶ船舶（図示省略）に設置された吸引装置（図示省略）により、当該船舶のデッキ上に集めることが可能である。

このように第２変形例の浮遊物捕集装置３０Ｂも、上記実施形態の浮遊物捕集装置３０と同様の作用効果を発揮可能である。さらに第２変形例の浮遊物捕集装置３０Ｂは網部材７０に相当する部材を具備しないので、構成が簡単である。

浮遊物捕集装置３０、３０Ａ、３０Ｂが使用される場所は、波が発生する湖であってもよい。この場合の第１比重は湖の比重より小さい。

一部のブラケット５４にのみ容器６０を取り付けてもよい。

枠体４０が海又は湖に浮かぶのであれば、枠体４０はブラケット５４及び容器６０を備えなくてもよい。

突出量Ｐｈ１が波８３の高さに拘わらずほぼ一定に維持されるのであれば、枠体４０、９２は錘６５を備えなくてもよい。

枠体４０の機械的強度を確保できるのであれば、枠体４０は横補強部材４２、４３、４４、４５を備えなくてもよい。

枠体４０が、円筒状部材４１の代わりに、断面形状が多角形又は略多角形をなす筒状部材を備えてもよい。

枠体４０の円筒状部材４１又は上記筒状部材に、多数の貫通孔が形成されてもよい。

浮遊物捕集装置３０、３０Ａから網部材７０を省略してもよい。この場合は、枠体４０の内周側において捕集された浮遊物を、吸引装置（図示省略）又は容器（図示省略）を利用して回収してもよい。なお、この容器は、多数の小径の貫通孔が形成されたものであってもよい。

３０ ３０Ａ ３０Ｂ 浮遊物捕集装置
４０ 枠体
６５ 錘
７２ 網
８１ 所定領域
８０Ｂ 底
８２Ａ 平均水面
９２ 枠体

請求項１に記載の浮遊物捕集装置は、海又は湖の所定領域に浮かべられ、前記所定領域の平均水面と一緒に上下動する枠体を備え、前記枠体が、前記所定領域の底から離れ且つ前記所定領域の水面よりも動きが小さい流体中に位置する錘を備え、前記枠体全体の重心が前記錘の一部に位置する。

請求項２に記載の浮遊物捕集装置は、請求項１において、前記枠体が前記海の前記所定領域に浮かべられ、前記枠体が、円筒状部材、前記円筒状部材に接続された連結部材、及び前記連結部材に接続され且つ前記円筒状部材の下方に位置する前記錘を備え、前記円筒状部材の下端と前記錘との間の前記海の深さ方向の距離が４０ｃｍ～５ｍに設定される。

請求項３に記載の浮遊物捕集装置は、請求項１において、前記枠体が前記湖の前記所定領域に浮かべられ、前記枠体が、円筒状部材、前記円筒状部材に接続された連結部材、及び前記連結部材に接続され且つ前記円筒状部材の下方に位置する前記錘を備え、前記円筒状部材の下端と前記錘との間の前記湖の深さ方向の距離が４０ｃｍ～１ｍに設定される。

さらに図１及び図４に示されるように、円筒状部材４１の下端部には複数本（例えば２本）の連結部材６４の上端部がそれぞれ固定され、各連結部材６４の下端部に錘６５が固定されている。連結部材６４は紐やワイヤーのような可撓性を有するものであってもよいし、金属棒のような可撓性を有さないものであってもよい。各連結部材６４が直線状態をなすときの円筒状部材４１の下端と錘６５との間の上下方向は距離ＤＬ（図４参照）である。浮遊物捕集装置３０が海８０で使用される場合、距離ＤＬは例えば４０ｃｍ～５ｍに設定される。また、浮遊物捕集装置３０が湖で使用される場合、距離ＤＬは例えば４０ｃｍ～１ｍに設定される。また錘６５の質量は、例えば１ｋｇ～５０ｋｇである。枠体４０全体の重心は錘６５の一部に位置する。

Claims (3)

1. 海又は湖の所定領域に浮かべられ、前記所定領域の平均水面と一緒に上下動する枠体を備える浮遊物捕集装置。
2. 前記枠体が、前記所定領域の底から離れた位置に位置する錘を備える請求項１記載の浮遊物捕集装置。
3. 前記枠体の内周側に位置し、前記枠体に支持された網を備える請求項１又は請求項２に記載の浮遊物捕集装置。