JP3811208B2 - Pollution prevention membrane device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、水の汚濁防止膜装置に関するもので、流水と交差する方向に張設して、通過する水の汚濁を防除するために、フロートと、フロートの長手方向の下面に沿って垂下される膜体とによって構成される汚濁防止膜装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来技術について、その一例を示す図5にもとずいて説明する。図中のAは従来の懸垂式汚濁防止膜、Bは従来の水没式汚濁防止膜である。懸垂式汚濁防止膜Aは、水面上の空中に露出するフロート1と、フロート1の長手方向の下面に沿って水中に垂下される膜体2とによって構成される。フロート1はフロートカバー3に包み込まれ、緩衝ブイ4とアンカーブロック5により水中の位置が保持される。膜体2は、横に長い帯状の上部抑えベルト6と、下部抑えベルト7と、その間をつなぐカーテン8とによって構成され、上部抑えベルト6をフロート1の下面に係着することにより、膜体2は下部抑えベルト7と水底との間に隙間のある宙吊りの状態となっている。下部抑えベルト7には、膜体2が水中で垂下状態を保持し易いように下部ウエィト9が取り付けられるとともに、下部ウエィト9による水底の撹拌作用防止のため、カーテン8に対して途中の一定深さの位置に中間フロート10が設けられ、これによって膜体2に対し適度の浮力を作用させている。
【0003】
水没式汚濁防止膜Bは、懸垂式汚濁防止膜Aが水面もしくは比較的水面に近い水域の水の汚濁を防除するために設置されるのに対し、それよりもっと深い水域の水の汚濁を防除するために設けられるもので、水底もしくは比較的水底に近い水域の水の汚濁を防除することを目的とするものである。そのため水の汚濁が深さの全域に亙って発生しているような場合には、しばしばA,B二組の汚濁防止膜が併用される。図5はこのような要求に応じるための設置要領を示すものである。水没式汚濁防止膜Bの構成は、図示のように、懸垂式汚濁防止膜Aに準じる構成をそなえる。すなわち、フロート1と、上部抑えベルト6と、下部抑えベルト7と、その間をつなぐ中間フロートをもたないカーテン8aとをそなえ、下部抑えベルト7が形鋼よりなる固定ウエィト11に取り付けられていて、装置全体がフロート1の浮力により、水底から上方に向かって立ち上がった状態に設置されている。このように、A,B二組の汚濁防止膜が張設されている水域を流れる水は、その上半部が汚濁防止膜Aによって汚濁の防除が行われ、その下半部が汚濁防止膜Bによって汚濁の防除が行われることになる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来装置によってこれらと交差する方向に流れてくる水の汚濁を防除する場合、つぎのような不具合点がある。
1)この発明課題のように、水中に立設する汚濁防止膜装置によって水の汚濁を防除する場合、対象とする水は、流速の大小は別として少なくともある方向に向かって流れている水であることを要する。このため水中に立設される膜体の材質は、ポリエステルキャンバスなどのような透過性のある生地が選ばれ、ある程度の水の貫通を可能とする方策が取られている。しかし作業の能率をさらに上げようとすると、水の相対流速を上昇させざるを得ないことになるが、流速を上昇させた場合、膜体を貫通して流過する水量のみではこの場合のような過度の流量を消化しきれない状態となって、その結果水流が膜体を水平状態に近づける方向に押し上げて、水が膜体の下を潜ってバイパスするに至る。その状態が図6に示される。図中のP矢はこのようにして水流が膜体2を押し上げ、膜体2のないところで下流側にバイパスする状態が示されている。これでは汚濁防止膜装置は全く機能していないことになる。そればかりでなく、この場合、図に明らかなように、中間フロート10は膜体2を浮き上がらせる効果の側に加担し、本来の使命としての下部ウエィト9による水底の撹拌作用の発生を防止するという効果を上げることには役立っていない。
【0005】
2)前記の従来装置の構成では、膜体の生地から生じる水の透過率特性、あるいは下部ウエィト9,中間フロート10等の大きさあるいは重さ等から決まる流水に対する抵抗力が一定不変であり、そのため流水中にあって最高の成果を発揮し得る流水速度も、一定値あるいはごくその周辺に近い値に限られることになるが、流水速度は、たとえば河川の流れあるいは海水の潮の干満などのように常に変動するものであり、このような変動性の激しい流水速度に対して前記一定値の特性しか持たない膜体で立ち向かう場合、両者の適合の可能性はきわめて低いものとなって、極言すれば両者の合致を期待することはまず不可能ということになる。
【0006】
3)流水の深度上における汚濁の濃淡等の分布は一定のものではなく、非常に流動的なものであり、したがって膜体の深度上の位置もそれに対応して随時移動が可能であることが要求されるが、前記の従来装置の構成では、流水の深度上における汚濁の分布に対応して、膜体の深度上の位置を随時に移動させることは全く不可能である。
【0007】
この発明は、前記従来装置の不具合点にかんがみてなされたもので、流速の変動に対応して自動的に膜体を通過する流過水量を広範囲に亙って調節することができ、その結果常時最適の汚濁防除の効率を保持することができ、また水中に立設する汚濁防止膜装置の深度上の張設位置、すなわち設置高さを自由に変動できて単一の膜体を使用しながらあらゆる深度に対して汚濁防除の効果を最高度に発揮し得る汚濁防止膜装置を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するための手段として、この発明にかかる汚濁防止膜装置においては、流水と交差する方向に張設して、通過する水の汚濁を防除するために水中に立設する汚濁防止膜装置であって、フロートと、フロートの長手方向の下面に沿って取り付けられる膜体とによって構成されるものにおいて、前記膜体を横に長い帯状の上部ならびに下部の各1本の抑えベルトと、前記上部抑えベルトと下部抑えベルトとの間に多数のカーテンベルトを隙間のない状態に密接して並べ、各カーテンベルトの上端を上部抑えベルトに、その下端を下部抑えベルトにそれぞれ取り付けることにより、平行に架け渡された多数のカーテンベルトよりなるスリット型膜体として構成し、該膜体をフロートの下面に取り付けて流水中に張設したとき、流水の過度の圧力に応じて隣接するカーテンベルトが上下端を上部抑えベルトと下部抑えベルトとにそれぞれ取り付けられた状態で、その間の拘束されない部分が左右に開くことにより、その間に生じたスリットから流水を逃がして上記流水の過度の圧力が消化され、且つ、流速が変化して上流側の圧力が減少する事態になれば、前記各カーテンベルトが自己の復元力により、一時的に広げられた前記のスリットを縮小する方向に変形する構成とし、カーテンベルトの途中に該ベルトの重量を加重する中間ウエイトをそなえることを特徴としている。
【0009】
汚濁防止膜装置を上記のように構成すると、流速の変動に対応して隣接するカーテンベルトが左右に開くことにより、その間に生じたスリットから流水を逃がして上記流水の過度の圧力が消化されるので、自動的にスリットからの流水の逃がし量を許容最小限度内に調節することができ、それによって膜体を通過する水量を最大限に保持することができて、最適の汚濁防除の効率を上げることができる。
また、流速が変化して上流側の圧力が減少する事態になれば、前記各カーテンベルトは自己の復元力により、一時的に広げられた前記スリットを縮小する方向に変形し、水の流過を可能最小限に抑える作用が自動的に行われる。
【0010】
あるいは請求項2のように、水中に立設される汚濁防止膜装置の張設態様として、フロートの一部または全部が水面上の空中に露出し、膜体の全部が水中にあってその下端の下部抑えベルトと水底との間に隙間のある宙吊りの態様とし得るように外部からのフロートの浮力の調整が可能とされていてもよい。
【0011】
汚濁防止膜装置がこのように構成されていると、水中に立設する汚濁防止膜装置の深度上の張設位置を自由に上下方向に移動することができるので、流水の深度上における汚濁の分布に対応して、膜体の深度上の位置を随時に移動することが可能であり、汚濁防除の効果を最高度に発揮することができる。
【0012】
さらに、請求項3に示すように、水中に立設する汚濁防止膜装置の張設態様として、膜体の下部抑えベルトが水中においてその全長が水底に接触し、フロートの上面が水面に届かなくて水面との間に隙間のある態様とし得るように外部からのフロートの浮力の調整が可能な構成としてもよい。
【0013】
前記汚濁防止膜装置をこのように構成すると、水中に立設する汚濁防止膜装置の深度上の張設位置を自由に上下方向に移動することができるので、前項の場合と同様に、流水の深度上における汚濁の分布に対応して、膜体の深度上の位置を随時に移動することが可能であり、汚濁防除の効果を最高度に発揮することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
この発明にかかる汚濁防止膜装置の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。図1において、懸垂式汚濁防止膜A1は、フロート21と、フロート21の長手方向の下面に沿って取り付けられる膜体22とによって構成される。膜体22は、横に長い帯状の上部抑えベルト26ならびに下部抑えベルト27の各1本の抑えベルトと、その間に多数のカーテンベルト28を隙間のない状態に密接して並べ、各カーテンベルト28の上端を上部抑えベルト26に、その下端を下部抑えベルト27にそれぞれ取り付けることにより、平行に架け渡された多数のカーテンベルト28よりなるスリット型膜体として構成されている。カーテンベルト28は、たとえばベルト状のポリエステル材等が選ばれ、その布目による水の透過性と同時に、通常の布状素材のそなえるある程度の伸縮性ならびに復元性が有効に利用される。このような構成よりなる膜体22をフロート21の下面に取り付けて流水中に張設したとき、流水の圧力に応じて互いに隣接するカーテンベルト28が、上下端を上部抑えベルト26と下部抑えベルト27とにそれぞれ取り付けられた状態で、その間の拘束されない部分が自己の復元力に抗しながら過度の水圧によって左右に開くことにより、その間に生じたスリット30から流水を逃がして上記流水の圧力が消化される構成となっている。カーテンベルト28には、その重量を加重するための中間ウエイト29が長手方向の途中に設けられている。
【0015】
つぎに図1の構成をそなえる汚濁防止膜装置の作用態様を、図面を参照しながら詳細に説明する。まず図1において、水流が非常に小さいときは、カーテンベルト28の材質のそなえる透過性によって、膜体22が垂設状態のままで、水を上流側から下流側に向かって通過させることができ、膜体22を下流側に撓ませる力は殆ど発生せず、したがって、隣接するカーテンベルト28は相互間にスリット30を形成するに至らず、カーテンベルト28の生地の目の大きさから決まる流水速度の範囲内で、高精度の汚濁防除作用を実施することができる。
【0016】
つぎに、図2は、流速がやや上昇して膜体22が下流側に向かってゆるやかに押されている状態を示す。この状態では、カーテンベルト28はその復元力によって相互になるべく接触状態を保持してスリット30を作らない状態を保持しようとするが、やむを得ない場合にだけ最小のスリット30を開いてそこから流水のバイパスを許すことにより、膜体22の上流側の水圧が過度に上昇して膜体22を水平方向に持ち上げることのないように、自動的調節作用を行う。
【0017】
図3は流速がさらに上昇して、水の流過がカーテンベルト28の生地の目の大きさでは到底消化できない状態となり、すべてのカーテンベルト28がスリット30を開いて、水はそれらのスリット30から自由に下流側に向かって流れ去る状態となる。なお、この状態にあっても、流速が変化して上流側の圧力が減少する事態になれば、各カーテンベルト28は自己の復元力により、一時的に広げられた前記のスリット30を縮小する方向に変形し、水の流過を可能最小限に抑える作用が自動的に行われる。図4はこの作用の態様を示し、前記のように流速が上昇した場合であっても、流速上昇に起因する上流側の圧力増加は、カーテンベルト28の拘束されない部分が左右に開くことによって、その間に生じたスリット30から流水を逃がして前記流水の圧力が消化される構成とされているので、上流側の圧力は早期に消滅し、従来のようにその圧力によって膜体22が水平方向に押し流されたり、その結果水流が膜体22を水平状態に近づける方向に押し上げて水が膜体22の下を潜ってバイパスするなどのことが防止される。この作用の結果が図4に示されており、同図を前記図6と比較することによって、その効果がよく理解される。すなわち図4では、スリット30の生成によってカーテンベルト28が水平方向に押し流されることが防止されている状態が明らかである。
【0018】
さらに図4によれば、多数の矢印によって示される水流は、いずれもカーテンベルト28に向かって前進して、カーテンベルト28に生じるスリット30を通過し下流側に貫流するので、膜体22の姿勢が図6のように水平方向に流れることがなく、垂直に近い方向を維持しており、その結果膜体22の下端を潜って下流側に抜けるP矢の水流も図6の場合と比べて僅かである。なお、このような作用の生じる要因については、カーテンベルト28の途中に中間ウエィト29が設けられていることも、大いに効果を上げている。
【0019】
以上のように、図1の構成によれば、流速の変動に対応して自動的に膜体を通過する流過水量を調節することができ、その結果常時最高の汚濁防除効率を保持することができ、また水中に立設する汚濁防止膜装置の深度上の張設位置、すなわち設置高さを自由に変動できて、単一の膜体を使用しながらあらゆる深度に対して汚濁防除の効果を最高度に発揮することが可能である。
【0020】
なお請求項2もしくは請求項3のように、フロートの浮力の調整を外部から行うことができるようにするための構成例としては、たとえばフロートの容積が気体封入量に応じて変動が可能なように構成しておき、フロートに対する気体の供給量を遠隔式に制御するなどの方法によって容易に実施が可能である。
【0021】
【発明の効果】
この発明にかかる汚濁防止膜装置は以上のように構成されるので、つぎのような効果がある。
【0022】
1)請求項1では、流速の変動に対応して自動的に膜体を通過する流過水量を調節することが可能であり、その結果常時最高の汚濁防除効率を保持することができる。
【0023】
2)請求項2では、水中に立設する汚濁防止膜装置の深度上の張設位置、すなわち設置高さを自由に変動できて単一の膜体を使用しながら広範囲の深度幅に対応でき、特に全深度領域のうち、上層部の範囲の水深に対して汚濁防除の効果を最高度に発揮することができる。
【0024】
3)請求項3では、水中に立設する汚濁防止膜装置の深度上の張設位置、すなわち設置高さを自由に変動できて単一の膜体を使用しながら広範囲の深度幅に対応でき、特に全深度領域のうち、下層部の範囲の水深に対して汚濁防除の効果を最高度に発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の汚濁防止膜装置を水中に設置したときの正面図である。
【図2】図1の装置の作用態様を示す説明図である。
【図3】図1の装置の異なる作用態様を示す説明図である。
【図4】図1の装置の異なる作用状態を示す側面図である。
【図5】従来装置の懸垂式汚濁防止膜Aならびに水没式汚濁防止膜Bのそれぞれの使用状態を示す斜視図である。
【図6】従来装置の作用状態を示す側面図である。
【符号の説明】
21 フロート
22 膜体
26 上部抑えベルト
27 下部抑えベルト
28 カーテンベルト
29 中間ウエィト
30 スリット
A 懸垂式汚濁防止膜
B 水没式汚濁防止膜[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a water pollution prevention membrane device, and is suspended along a float and a longitudinal lower surface of the float in order to stretch in a direction intersecting with running water and prevent pollution of water passing therethrough. In particular, the present invention relates to a pollution control film device constituted by a film body.
[0002]
[Prior art]
The prior art will be described with reference to FIG. In the figure, A is a conventional suspended pollution control film, and B is a conventional submerged pollution prevention film. The suspension type pollution prevention film A is constituted by a
[0003]
The submerged pollution prevention film B is installed to prevent the water pollution in the water surface or the water area relatively close to the water surface, while the suspension type pollution prevention film A controls the water pollution in the deeper water area. It is provided for the purpose of controlling the contamination of water in the bottom of the water or in a water area relatively close to the bottom of the water. Therefore, when water pollution occurs over the entire depth, two sets of anti-pollution films A and B are often used in combination. FIG. 5 shows an installation procedure for responding to such a request. The configuration of the submerged pollution prevention film B has a construction according to the suspended pollution prevention film A as shown in the figure. That is, the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the case of controlling the contamination of water flowing in the direction intersecting these with the above-mentioned conventional apparatus, there are the following problems.
1) As in the case of the present invention, when water pollution is controlled by a pollution prevention film device standing in water, the target water is water flowing at least in a certain direction apart from the magnitude of the flow velocity. It needs to be. For this reason, as the material of the film body standing in the water, a permeable fabric such as polyester canvas is selected, and measures are taken to allow a certain amount of water to penetrate. However, if the work efficiency is to be further increased, the relative flow rate of water must be increased. However, if the flow rate is increased, only the amount of water flowing through the membrane body is in this case. As a result, the water flow pushes up the membrane body in a direction to bring it close to the horizontal state, and the water dives under the membrane body and bypasses. The state is shown in FIG. The arrow P in the figure shows a state in which the water flow pushes up the
[0005]
2) In the configuration of the above-mentioned conventional apparatus, the resistance to running water determined by the permeability characteristics of water generated from the fabric of the membrane body or the size or weight of the
[0006]
3) The distribution of the density and the like of the pollution on the depth of the running water is not constant and is very fluid, and therefore the position of the film body on the depth can be moved at any time correspondingly. Although required, in the configuration of the above-described conventional apparatus, it is impossible to move the position of the film body at any time corresponding to the distribution of contamination on the depth of running water.
[0007]
The present invention has been made in view of the disadvantages of the conventional device, and can automatically adjust the amount of flowing water passing through the membrane body over a wide range in response to fluctuations in the flow velocity. The optimal pollution control efficiency can be maintained at all times, and the installation position in the depth of the pollution prevention membrane device standing in water, that is, the installation height can be freely changed, and a single membrane body is used. However, it is an object of the present invention to provide a pollution control film device that can exhibit the highest pollution control effect at any depth.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
As a means for solving the above-mentioned problem, in the pollution control film device according to the present invention, the pollution prevention system is installed in the water so as to be stretched in a direction intersecting with running water and to control the pollution of the passing water. A membrane device, comprising a float and a membrane body attached along the lower surface in the longitudinal direction of the float; By arranging a large number of curtain belts in close contact with each other between the upper restraining belt and the lower restraining belt and attaching the upper end of each curtain belt to the upper restraining belt and the lower end to the lower restraining belt. A slit-type film body comprising a large number of curtain belts laid in parallel, and when the film body is attached to the lower surface of the float and stretched in running water, With the adjacent curtain belts attached to the upper and lower restraining belts in response to excessive pressure, the unconstrained part between them opens to the left and right, allowing water to flow from the slits created between them. When the excessive pressure of the flowing water is digested and the flow velocity changes and the upstream pressure decreases, the curtain belts are temporarily spread by their own restoring force. The slit is deformed in a shrinking direction, and an intermediate weight for weighting the belt is provided in the middle of the curtain belt.
[0009]
When the anti-pollution membrane device is configured as described above, the adjacent curtain belts open to the left and right in response to fluctuations in the flow velocity, so that the running water escapes from the slits generated between them and the excessive pressure of the running water is digested. Therefore, it is possible to automatically adjust the amount of flowing water from the slit within the allowable minimum, thereby maintaining the maximum amount of water that passes through the membrane body, and achieving optimum pollution control efficiency. Can be raised.
In addition, when the flow velocity changes and the upstream pressure decreases, the curtain belts are deformed in a direction to reduce the slits that are temporarily widened by their own restoring force, and the flow of water flows. The action of minimizing the possibility is automatically performed.
[0010]
Alternatively, as described in
[0011]
When the pollution prevention membrane device is configured in this way, the extension position on the depth of the pollution prevention membrane device standing in water can be freely moved in the vertical direction. Corresponding to the distribution, the position on the depth of the film body can be moved at any time, and the effect of pollution control can be exhibited to the highest degree.
[0012]
Furthermore, as shown in claim 3, as a tensioning aspect of the anti-pollution membrane device standing in water, the lower restraining belt of the membrane body is in contact with the bottom of the water in its entire length, and the upper surface of the float does not reach the water surface. In addition, the buoyancy of the float may be adjusted from the outside so that a gap may be formed between the surface and the water surface.
[0013]
If the pollution prevention film device is configured in this way, the extension position on the depth of the pollution prevention film device standing in water can be freely moved in the vertical direction. Corresponding to the distribution of pollution on the depth, the position of the film body on the depth can be moved at any time, and the effect of pollution control can be exhibited to the maximum extent.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of a pollution control film device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In FIG. 1, the suspension-type antifouling film A <b> 1 includes a
[0015]
Next, the mode of operation of the pollution control film apparatus having the configuration of FIG. 1 will be described in detail with reference to the drawings. First, in FIG. 1, when the water flow is very small, water can be passed from the upstream side to the downstream side with the
[0016]
Next, FIG. 2 shows a state where the flow velocity is slightly increased and the
[0017]
In FIG. 3, the flow velocity is further increased so that the flow of water cannot be completely digested by the size of the fabric of the
[0018]
Further, according to FIG. 4, the water flow indicated by a large number of arrows all advances toward the
[0019]
As described above, according to the configuration of FIG. 1, it is possible to automatically adjust the amount of flowing water that passes through the membrane body in response to fluctuations in the flow velocity, and as a result, always maintain the highest pollution control efficiency. In addition, the installation position of the anti-pollution membrane device standing in the water, that is, the installation height can be freely changed, and the pollution control effect can be achieved at any depth while using a single membrane body. Can be demonstrated to the highest degree.
[0020]
As a configuration example for enabling adjustment of float buoyancy from the outside as in
[0021]
【The invention's effect】
Since the pollution control film device according to the present invention is configured as described above, the following effects are obtained.
[0022]
1) In
[0023]
2) In
[0024]
3) In claim 3, the extension position of the anti-pollution membrane device standing in water, that is, the installation height can be freely changed, and a wide range of depth can be accommodated while using a single membrane body. Especially, the effect of the pollution control can be exhibited to the highest degree with respect to the water depth in the lower layer portion of the entire depth region.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a pollution control membrane device of the present invention installed in water.
FIG. 2 is an explanatory view showing an operation mode of the apparatus of FIG. 1;
FIG. 3 is an explanatory view showing a different operation mode of the apparatus of FIG. 1;
4 is a side view showing different operating states of the apparatus of FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a perspective view showing respective usage states of a suspension type pollution prevention film A and a submerged pollution prevention film B of a conventional apparatus.
FIG. 6 is a side view showing an operating state of a conventional device.
[Explanation of symbols]
21
Claims (3)
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