JP6680842B2

JP6680842B2 - 水面浮遊物の捕集装置

Info

Publication number: JP6680842B2
Application number: JP2018153810A
Authority: JP
Inventors: 了一吹上
Original assignee: 友愛電工株式会社
Priority date: 2018-08-20
Filing date: 2018-08-20
Publication date: 2020-04-15
Anticipated expiration: 2038-08-20
Also published as: JP2020029102A

Description

本発明は、海や湖等の水面に浮遊するプラスチックゴミ等の浮遊物を捕集するための水面浮遊物の捕集装置に関する。

近年、特に海洋における水面に浮遊する大量のペットボトルやレジ袋などのプラスチックゴミの浮遊およびその自然劣化分解による汚染が世界的な問題となっており、魚類をはじめとする海洋生物への悪影響、更には人間の身体への影響も懸念される状況になっている。
このような問題に対処するために、沿岸地域に所在する飲食店ではプラスチック製ストローの使用を止めて、その代用として、円筒状のパスタや紙製ストローを使用されるようになってきている。

しかしながら、前述した対策は、まだ一部で講じられているに過ぎず、また既に海洋に浮遊している大量のプラスチックゴミの回収については、実質的に有効な対策が講じられていないのが実情である。

これまで、海、湖、川等の水面上に浮遊するゴミ等の浮遊物を回収する浮遊物回収手段としては、例えば、船体の左右に設けられた格子状のフロート保持用枠部と、フロート保持用枠部に保持されたフロート部と、前記両フロート保持用枠部に架設されて、これらを連結する連結用枠部と、前記両フロート保持用枠部に支持されて、前記船体の進行方向に回収開口部を有する回収用バケットと、前記船体の後部に配設された船体推進用の船外機とを備えた浮遊物回収船が開発されている。

また、上部が開口した回収用容器本体の下部にバランス調整用のウェイトを取り付け、前記回収用容器本体の開口外縁の近傍に複数のフロートを連結し、且つ前記回収用容器本体内には分別用のネットと当該回収用容器本体内に流入した水を排出するホース等の汲み出し機構を備えた浮遊ゴミ捕集装置も知られている。

特開２００３−３３５２９３号公報特開２０１８−０１７０６４号公報

前項で述べた従来例のうち、前者の浮遊物回収船は、ゴミ回収のための機構が大がかりで、複雑である上、造船するには多額の費用が必要となることから、海洋等に浮遊する大量のプラスチックゴミ等を回収するには、多額の造船費用が必要となり、予算的に実現が困難であり、しかも多数隻の回収船を使って浮遊物を広範囲に回収するためには、前記船外機を作動させるための燃料等が必要になり、これが海洋等の汚染につながったり、環境負荷を与える容易になるおそれがあった。

一方、後者の場合にもホース等の汲み出し機構を作動させるのに、モータ等の駆動源とするポンプが必要であるという不都合があった。

本発明の目的は、製作に多額の費用を要することなく、また水面に浮かぶ大量のプラスチックゴミ等の浮遊物を回収するにあたっても、ポンプやモータ等を作動させるための電力や船外機の燃料等が一切不要である水面浮遊物捕集装置を提供することにある。

請求項１記載の本発明は、水面に浮くアンカーフロートと、アンカーフロートから垂下するアンカーロープと、アンカーロープの下端に取り付けられたアンカーと、アンカーロープの周囲に配設され、該アンカーロープを回転中心として一定方向に回動する回転浮体と、回転浮体に取り付けられたブラケットを介して回転浮体の下側に吊設された上部が開口する捕集ネットとを有しており、前記回転浮体は、隣り合う端部同士が角度変更可能に連結された複数の揺動フロートで構成され、揺動フロートの上面には回転浮体を前記一定方向に回動させる帆状体が立設されており、且つ回転浮体は、全体として平面から見て前記回動方向側に開口した一または複数の捕集部を備えており、回転浮体の回動に伴って前記捕集部から入った浮遊物が前記捕集ネットに収容されるようになされている水面浮遊物捕集装置である。

請求項２記載の本発明は、前記請求項１記載の水面浮遊物捕集装置について、回転浮体が、平面から見て略風車状であって、回動方向と反対側へ膨出した平面から見て湾曲状に連結された揺動フロートがアンカーロープを中心として放射状に一定間隔をあけて複数列設され、隣り合う揺動フロート列間には一または複数のブラケットが架設されており、隣り合う揺動フロート列によって捕集部が形成されていることを特徴とするものである。

請求項３記載の本発明は、前記請求項１記載の水面浮遊物捕集装置について、回転浮体が、平面から見て略渦巻状であって、その渦中心部分にアンカーロープが立設されており、アンカーロープを中心として、その周囲の揺動フロートに対して複数のブラケットが放射状に架設され、且つブラケットは回転浮体の先端部分における隣り合う揺動フロート間にも架設されており、隣り合う揺動フロート間が捕集部となされていることを特徴とするものである。

請求項４記載の本発明は、前記請求項１〜請求項３のうちのいずれか一項記載の水面浮遊物捕集装置について、揺動フロートが、棒状であって、その両端部が凸弧形となされ、上面には複数の帆状体が長さ方向に所定間隔をあけて立設されていることを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、前記請求項１〜請求項４記載の水面浮遊物捕集装置について、帆状体が横断面略円弧状であり、且つ回転浮体の回転方向側へ凹んだ形状であることを特徴とする。

本発明の水面浮遊物捕集装置は、前述した通り、水面に浮くアンカーフロートと、アンカーフロートから垂下するアンカーロープと、アンカーロープの下端に取り付けられたアンカーと、アンカーロープの周囲に配設され、該アンカーロープを回転中心として一定方向に回動する回転浮体と、回転浮体に取り付けられたブラケットを介して回転浮体の下側に吊設された上部が開口する捕集ネットとを有しており、前記回転浮体は、隣り合う端部同士が角度変更可能に連結された複数の揺動フロートで構成され、揺動フロートの上面には回転浮体を前記一定方向に回動させる帆状体が立設されており、且つ回転浮体は、全体として、平面から見て前記回動方向側に開口した一または複数の捕集部を備えた構造であるため、従来の大がかりな回収装置等に比べて、非常に容易且つ安価に製造することができる。

そのため、本発明に係る水面浮遊物捕集装置は、海や湖、或いは池等の水面に多数浮かべてプラスチックゴミ等の浮遊物を広範囲に捕集することができる。

しかも本発明の水面浮遊物捕集装置によれば、自然の風を受けて、アンカーロープを中心として回転浮体が自動的に回動するのに伴って、その回動方向側に開口した捕集部に、水面のプラスチックゴミ等の浮遊物が自然に入って捕集され、そして、捕集された浮遊物は最終的に前記回転浮体に吊設された捕集ネット内に自然に収容されるため、従来の回収装置等のように、電力や燃料並びにモータや船外機といった駆動源を一切必要とせずに、水面のプラスチックゴミ等の浮遊物を自然環境の中で回収することが可能となる。したがって、本発明に係る水面浮遊物捕集装置によれば、ランニングコストも不要であり、また海、湖、或いは池等の水質を悪化させるおそれも全くなく、長期間にわたって持続可能なプラスチックゴミ等が回収が行える等、種々の実用的利点を有する。

本発明の実施形態１に係る水面浮遊物捕集装置の平面図である。同実施形態に係る装置の中心部におけるアンカーフロートおよびその周辺部分の拡大斜視図である。同実施形態に係る装置の水面における使用状態を示す側面図である。同実施形態に係る装置における連結状態の揺動フロートの平面図である。図４の揺動フロートにおける連結構造を示す要部拡大斜視図である。本発明の実施形態２に係る水面浮遊物捕集装置の平面図である。同実施形態に係る水面浮遊物捕集装置における揺動フロートの拡大斜視図である。

次に、本発明の実施形態を図面にしたがって説明するが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。
（実施形態１）

図１〜図３に示すように、水面浮遊物捕集装置１は、水面に浮くアンカーフロート２と、アンカーフロート２から垂下するアンカーロープ３と、アンカーロープ３の下端に取り付けられたアンカー９と、アンカーロープ３の周囲に配設され、該アンカーロープ３を回転中心として矢印Ａ方向に回動する回転浮体４と、回転浮体４に取り付けられたワイヤ製のブラケット１０を介して回転浮体４の下側に吊設された上部が開口する捕集ネット５とを有している。そして、前記回転浮体４は、隣り合う端部同士が角度変更可能に連結された４本の揺動フロート６列で構成され、各揺動フロート６の上面には回転浮体４を前記矢印Ａ方向に回動させる帆状体７が立設されており、且つ回転浮体４は、全体として平面から見て前記回動方向（矢印Ａ方向）側に開口した捕集部８を備えており、回転浮体４の回動に伴って前記捕集部８から入ったプラスチックゴミ等の浮遊物ｆが前記捕集ネット５に収容されるようになされている。

本実施形態に係る水面浮遊物捕集装置１は、より詳細には、前記回転浮体４が、平面から見て略風車状であって、回動方向（矢印Ａ方向）と反対側へ膨出した平面から見て湾曲状に連結された揺動フロート６列が前記アンカーロープ３を中心として放射状に一定間隔をあけて４本列設され、隣り合う揺動フロート６列間には後述する複数のブラケット１０が架設されており、隣り合う揺動フロート６列によって前記捕集部８が形成されている。

前記ブラケット１０は、本実施形態では、金属製のワイヤで構成され、各揺動フロート６列における先端部６ｃから回動方向（矢印Ａ方向）側に隣り合う次の揺動フロート６列の膨出側の長さ中央部分に架設される外側ブラケット１０ａと、隣り合う揺動フロート６列の長さ中央部間に架設される内側ブラケット１０ｂの二本構成となっている。そして、合計４本の前記内側ブラケット１０ｂによって、前記捕集ネット５の上縁部分が取り付けられて、４本の前記内側ブラケット１０ｂの下方に捕集ネット５が吊設されている。そして、内側ブラケット１０ｂと前記外側ブラケット１０ａによって、当該水面浮遊物捕集装置１を構成する回転浮体４の略風車状が維持される。

図２、図４および図５に示すように、前記揺動フロート６は、略棒状であって、その本体６ａがスチールまたは合成樹脂等からなり、浮力の増強のために中空部（図示せず）が形成され得る。また前記本体６ａの両端部６ｂが凸弧形となされ、隣り合う端部６ａの一方に上下一対のフランジ１１Ａが形成され、同他方には前記フランジ１１Ａ間に挿入されたフランジ１１Ｂが設けられ、そして、これらフランジ１１Ａ・１１Ｂのうち、フランジ１１Ａには長さ方向に間隔をあけて複数の窪み部１２が形成され、フランジ１１Ｂの上下両面には、前記窪み部１２に嵌入する複数の突起１３が前記窪み部１２と対応して形成されている。そして、前述した嵌め合わせによる連結構造によって、隣り合う揺動フロート６同士は、海洋等の水面上で互いにその連結角度が適宜、自然に変更される。また、前述した連結構造において、嵌合するフランジ１１Ａ・１１Ｂの幅中央に形成された互いに連通するボルト穴１２・１３に、枢軸となるボルトＢＴを挿入してその先端部に留めピン１８を挿着することで隣り合う揺動フロート６同士を更に安定的に連結し得る。

また、前記揺動フロート６の上面には複数の前記帆状体７が長さ方向に所定間隔をあけて立設されており、該帆状体７は、横断面略円弧状であり、且つ回転浮体４の回動方向（矢印Ａ方向）側へ凹んだ形状となされている。そのため、帆状体７は、回転浮体４を矢印Ａ方向へ回動させる風だけを受け、矢印Ａ方向への回動に寄与しない風を帆状体７が受けない構成となされている。また、本実施形態では、必要に応じて、揺動フロート６の下面にも同形状の帆状体７が突設される場合もある。

すなわち、回転浮体４を構成する４本の揺動フロート６列における各フロート６の上面には、回転浮体４を矢印Ａ方向に回動させるために、前述した通り、回転浮体４の回動方向（矢印Ａ方向）側へ凹んだ形状の帆状体７が各揺動フロート６上面に立設されているが、全ての帆状体７が常に風を受けるわけではなく、前記回転浮体４の回動方向（矢印Ａ方向）に寄与する帆状体７だけが風を受け、その他の帆状体７については、その凸弧面側に風が当たって、風が抜けていく構成となされているのである。

以上のような風制御構成によって、全体が略風車状の回転浮体４において、常にいずれかの揺動フロート６上の帆状体７が前記矢印Ａ方向への回動に寄与する風を確実に受けるため、回転浮体４は海洋等の水面上で常に回動し続け、これによって上記捕集部８内に、水面に浮遊するプラスチックゴミ等が捕集されて、最終的に捕集ネット５に前記ゴミが自然に収容・蓄積され得る。
（実施形態２）

図６および図７に示すように、本実施形態に係る水面浮遊物捕集装置２１は、前記実施形態１と同様の基本構成を有するものであり、水面に浮くアンカーフロート２２と、アンカーフロート２２から垂下するアンカーロープ（図示せず）と、該アンカーロープの下端に取り付けられたアンカー（図示せず）と、アンカーロープの周囲に配設され、該アンカーロープを回転中心として矢印Ａ方向に回動する回転浮体２４と、回転浮体２４に取り付けられたワイヤ製のブラケット３０を介して回転浮体２４の下側に吊設された上部が開口する捕集ネット２５とを有している。

なお、前記アンカーフロート２２の下側に設けられるアンカーロープおよびアンカーは、前記実施形態１と同様の構成である。

前記回転浮体２４は、隣り合う端部同士が角度変更可能に連結された複数の揺動フロート２６で構成され、揺動フロート２６の上面には回転浮体２４を前記矢印Ａ方向に回動させる帆状体２７が立設されており、回転浮体２４は、全体として平面から見て前記回動方向（矢印Ａ方向）側に開口した捕集部２８を備えており、回転浮体２４の回動に伴って前記捕集部２８から入ったプラスチックゴミ等の浮遊物ｆが前記捕集ネット２５に収容されるようになされているものである。また、本実施形態では、前記捕集ネット２５の上縁部分がリング状のフランジ部材３１に取り付けられている。

本実施形態に係る水面浮遊物捕集装置２１は、より詳細には、回転浮体２４が、平面から見て略渦巻状となされ、且つその渦中心部分のアンカーフロート２２の下側にアンカーロープ（図示せず）が立設されており、該アンカーロープを中心として、その外側の揺動フロート２６に対して複数本のブラケット３０が放射状に架設され、且つブラケット３０は回転浮体２４の先端部分における隣り合う揺動フロート２６間にも架設されており、隣り合う揺動フロート２６間が捕集部２８となされている。

図７に示すように、揺動フロート２６およびその上面に立設される帆状体２７の構成は、前述した実施形態１と異なっており、帆状体２７は実施形態１における帆状体７とは形成角度が９０°異なる。すなわち、本実施形態では帆状体２７は、回転浮体２４の先端側方向へ膨出した形態であり、棒状の揺動フロート２６の長さ方向に所定間隔をあけて立設されている。

なお、本実施形態２および前記実施形態１において、ワイヤからなるブラケット１０・３０は、浮遊物ｆの進入を妨げないように、水面より下方に下がった位置に設定架設されている。

本発明に係る水面浮遊物捕集装置は、これを海洋等の水面に浮かべておくだけで、水面上を吹く自然の風を利用して風力で自動的に回動しながら水面に浮いているプラスチックゴミその他、種々のゴミ類を捕集して収容することができ、しかも本発明の水面浮遊物捕集装置は、容易且つ安価に製造することができるため、海洋等の水面において、広範囲に多数を浮かべて使用することが可能であり、定期的にボード等で水面に浮かんでいる本発明の水面浮遊物捕集装置を順次引き上げて、その捕集ネット内に収容されているプラスチックゴミ、その他のゴミ類をボード上のコンテナ等に移せば、本発明の水面浮遊物捕集装置を再び水面に戻して繰り返し使用することができる。そのため、海洋は勿論、湖や池等の内水面においても幅広い利用が期待できる。

１・２１水面浮遊物捕集装置
２・２２アンカーフロート
３・２３アンカーロープ
４・２４回転浮遊体
５・２５捕集ネット
６・２６揺動フロート
７・２７帆状体
８・２８捕集部
１０・２０ブラケット

Claims

水面に浮くアンカーフロートと、アンカーフロートから垂下するアンカーロープと、アンカーロープの下端に取り付けられたアンカーと、アンカーロープの周囲に配設され、該アンカーロープを回転中心として一定方向に回動する回転浮体と、回転浮体に取り付けられたブラケットを介して回転浮体の下側に吊設された上部が開口する捕集ネットとを有しており、前記回転浮体は、隣り合う端部同士が角度変更可能に連結された複数の揺動フロートで構成され、揺動フロートの上面には回転浮体を前記一定方向に回動させる帆状体が立設されており、且つ回転浮体は、全体として平面から見て前記回動方向側に開口した一または複数の捕集部を備えており、回転浮体の回動に伴って前記捕集部から入った浮遊物が前記捕集ネットに収容されるようになされている、水面浮遊物捕集装置。
回転浮体が、平面から見て略風車状であって、回動方向と反対側へ膨出した平面から見て湾曲状に連結された揺動フロートがアンカーロープを中心として放射状に一定間隔をあけて複数列設され、隣り合う揺動フロート列間には一または複数のブラケットが架設されており、隣り合う揺動フロート列によって捕集部が形成されている、請求項１記載の水面浮遊物捕集装置。
回転浮体が、平面から見て略渦巻状であって、その渦中心部分にアンカーロープが立設されており、アンカーロープを中心として、その周囲の揺動フロートに対して複数のブラケットが放射状に架設され、且つブラケットは回転浮体の先端部分における隣り合う揺動フロート間にも架設されており、隣り合う揺動フロート間が捕集部となされている、請求項１記載の水面浮遊物捕集装置。
揺動フロートが、棒状であって、その両端部が凸弧形となされ、上面には複数の帆状体が長さ方向に所定間隔をあけて立設されている、請求項１〜請求項３のうちのいずれか一項記載の水面浮遊物捕集装置。
帆状体が横断面略円弧状であり、且つ回転浮体の回転方向側へ凹んだ形状である、請求項１〜請求項４記載の水面浮遊物捕集装置。