JP6755605B1

JP6755605B1 - 自動追従スキマ―型水面清掃装置

Info

Publication number: JP6755605B1
Application number: JP2020027812A
Authority: JP
Inventors: 善雄肥田; 幸治小湊; 市郎齋藤; 梨弥子肥田
Original assignee: 若狭原子力技術シニアコンサルティング株式会社
Priority date: 2020-02-21
Filing date: 2020-02-21
Publication date: 2020-09-16
Anticipated expiration: 2040-02-21
Also published as: JP2021130993A

Abstract

【課題】プールや水槽等の水面や液面に浮遊するゴミや埃、塵、油膜等ともに水面の薄い層の水を安定的に継続して吸い込む自動追従スキマ—型水面清掃装置を提供する。【解決手段】水面上に浮遊するゴミや埃、塵、油膜等を効率よく除去するため、水中に垂直に浮かべられた円筒状の本体フロートの外側に、上方が開放した円筒状の吸い込み口カップを上端が水中に没した位置に取り付けたうえ、この吸い込み口カップに摺動できるわずかな隙間を介し、下方が開放したドーナツ状の吸い込み口フロートを上端が水上に突き出た位置で被せる構造で、ポンプによって吸い込み口カップ内の水が吸い出されると吸い込み口カップ内の水面が低下し、それにつれて吸い込み口フロートも下降してその上端が外側の水面下にわずかに没し、外側の水面近傍の薄い層の水と水面上に浮遊するゴミや埃、塵、油膜等とを、本体の浮き沈みにかかわらず常に一定量吸い込みできるようにさせる。【選択図】図１

Description

原子力発電所の使用済燃料の貯蔵プールなど開放水面を持った水槽においては、空気中の埃や塵が水面上に浮遊し、水面上から水中に対する視界を遮るとともに、やがては沈降して懸濁物になり、放射化されて浄化作業や回収物の取扱いに手間がかかるようになる。このため、水面上に浮遊する埃や塵を沈降する前に効率よく除去することが求められている。また、水族館や一般の水槽、工業用の水槽、液槽、温浴施設、水浴施設の浴槽、プール等においても、水面に浮遊する埃や塵を効率よく除去することは、懸濁をを防いだり、衛生上の観点からも重要なことと考えられている。更に、水面上に油等がこぼれた場合の油膜等を分離して効率よく吸い上げることは重要なことと考えられる。本装置はこれらの水面または液面に浮遊する埃や塵、さらには油膜等を効率よく除去するために水面に自動追従する吸い込み口持ったスキマー装置に関するものである。

従来、プール、水槽、液槽等の水面あるいは、池面、湖面、海面に浮遊する、ごみ、埃、塵、油膜等の除去は、網や吸着マットを使用して人力で行ってきたが、これを効率化するために様々な装置が考案されてきた。しかしながらこれらの装置には更なる効率化のための課題が残されており、これらの課題を解決するため先願の水面清掃装置では吸い込み口フロートを設け、水面の変動に応じで吸い込み口と水面の隙間を一定に保つ考案がなされている。更に、この吸い込み口を自走遊泳型の装置にしたり、陸上から差し込む掃除機型の装置にする考案もなされている。しかしながらこれらの装置の実施例では吸い込み口の外側にフロート等を設けることで装置が大型化したり、フロートを吸い込み口の片側に設けることから吸い込み口を水平を保つことが困難であるという課題がある。

特願2019-165692

先願の水面清掃装置における自走遊泳型の装置ではプールや水槽等の水面上のゴミ、埃、塵、油膜等を吸い込む際に外側のフロートが障害になり、また、装置全体も大型化し、狭隘部の通過に支障をきたす。陸上から差し込む掃除機型の装置においては外部フロートが外側にあったり、フロートがないケースでは差し込む力のかけ具合で吸い込ん口が傾いたりして安定しない問題がある。

本発明は、装置全体を支えるフロートを吸い込み口の内部に設けることで、自走遊泳型の装置においては装置の小型化と水面上のゴミ、埃、塵、油膜等の吸い込みに対する障害物をなくすものである。また、差し込む方式の掃除機型の装置においては装置全体を支えるフロートを吸い込み口の内部に設けることで上下の動きを抑制し、安定した水平の保持をもたらすものである。

本発明を使用することにより、自走浮遊型の装置においては、狭隘部も通過できる小型化が可能となり、水面上のゴミ、埃、塵油膜等の吸い込みの障害物が無くなる。差し込み方式の掃除機型の装置においては、差し込みの角度や力加減に影響を受けずに安定した吸い込みが行われる。

自動追従スキマ―型水面清掃装置の動作原理図である。自走遊泳型の自動追従スキマ―型水面清掃装置の一例を示す断面図である。掃除機型の自動追従スキマ―型水面清掃装置の説明図である。

図１に示す自動追従スキマ―型水面清掃装置の動作原理図において、ポンプ起動前は吸い込み口フロート２は内部の空気の浮力によってその上面は水面より上に突き出している。吸い込み口カップ３は本体フロート１の浮力によって浮遊している。ポンプが起動すると吸い込み口カップ内の水が吸い出され、吸い込み口カップ内の水面が低下する。その低下により本体フロート及び吸い込み口カップは浮き上がるが、吸い込み口フロートは下降して上面が外の水面より下に下がる。外の水面の表層の水が吸い込み口カップ内に流入して吸い込み口カップ内の水面を押し上げ、吸い込み口フロートも上昇して外の水面との間隙が狭くなり、水の流入が減少する。本体フロート及び吸い込み口カップの位置に関係なく、吸い込み口カップからの吸い出し量と外の水面からの流入量が一致する位置で吸い込み口フロートはバランスする。

図２は本発明を適用した自走遊泳型の自動追従スキマ―型水面清掃装置の断面図である。本体フロート１の外側に吸い込み口カップ３が取り付けられており、その吸い込み口カップに下部が開放されたドーナツ状の吸い込み口フロート２が被せられている。本体フロート内には水中ポンプ４を駆動するバッテリー６と前後進及び舵を制御する制御装置７が収納されている。水中ポンプが駆動されると吸い込み口カップ内の水は内部フィルター２１を通って水中ポンプに吸い込まれ、吐出管５から吐出される。

吸い込み口カップ内の水が吸い出されると、吸い込み口カップ内の水面が下がって吸い込み口フロートが下降してその上端が外の水面より下がり、外の水面付近の薄い層の水が吸い込み口カップ内に流入する。それに合わせて外の水面上に浮遊しているゴミ、埃、塵等も吸い込み口カップ内に吸い込まれ、内部フィルターによって浄化された後水中ポンプ、吐出管を通って吐出される。

吐出管からの水流は、前後進切換器９が中立位置では横穴１０から両サイドに噴出し前後進の力は発生せず、本体は静止している。制御装置の信号を前進にすると前後進サーボ８が動作し、前後進切換器９を下方に押し下げ吐出管からの水流は前後進切換器後端上部に設けられた開口部から後方に噴出し、本体は前進する。この時舵サーボ１１の動作により舵１２が右または左に動作すると本体は右または左に転回する。制御装置の信号を後進にすると前後進サーボ８が動作して前後進切換器９を引き上げ、吐出水流は前後進切換器後端下部に取り付けられた半円状のカップで反転し前方に噴出し、本体は後退する。

図３に示すのは陸上にポンプ１５とフィルター１６を設置する掃除機型の自動追従スキマ―型水面清掃装置の説明図である。ポンプ１５を起動すると吸い出し管１３および吸出しホース１４を通って吸い込み口カップ内の水が吸い出され、吸い込み口カップ内の水面が下がって吸い込み口フロートが下降し外の水面２０の薄い層の水を吸い込む。この時水面上に浮遊するゴミ、埃、塵、油膜等を一緒に吸い込む。装置本体は支持棒１８と吊り下げワイヤー１９によって水面まで吊り下げられるが、水面に達した後は本体フロート１の浮力により自ら浮遊する。この時吸出しホース１４の重量のかかり具合により本体フロート及び吸い込み口カップの位置が変動するが、「発明を実施するための形態」に示す通り、吸い込み口カップからの吸い出し量と外の水面からの流入量が一致する位置で吸い込み口フロートはバランスする。吸い出されたゴミ、埃、塵を含んだ水はフィルター１６で浄化された後、吐出ホース１７を通って元のプール内に放出される。吸い出し対象が油膜の場合は別容器に回収される。

原子力施設の使用済燃料貯蔵プールおよび他のプール並びに他産業の開放水槽、液槽、水族館の水槽、生簀、遊戯用プール、浴槽等、あるいは、池、湖、海の水面等に浮遊するゴミ、埃、塵、油膜の除去に適用できる。

１．本体フロート
２．吸い込み口フロート
３．吸い込み口カップ
４．水中ポンプ
５．吐出管
６．バッテリー
７．制御装置
８．前後進サーボ
９．前後進切換器
１０．横穴
１１．舵サーボ
１２．舵
１３．吸い出し管
１４．吸出しホース
１５．ポンプ
１６．フィルター
１７．吐出ホース
１８．支持棒
１９．吊り下げワイヤー
２０．水面
２１．内部フィルター

Claims

水中に垂直に浮かべられた円筒状の本体フロートの外側に、本体フロートを円の中心とした上面解放の円筒状吸い込み口カップを上端が水中に没する位置に取り付け、この吸い込み口カップに対し摺動できるわずかな隙間を介して、下方が解放されたドーナツ状の吸い込み口フロートを上端が水上に突き出る位置で被せた構造を持つ水面清掃装置であり、ポンプによって吸い込み口カップ内の水が吸い出されると吸い込み口カップ内の水面が低下するとともに吸い込み口フロートも下降し、その上端が外側の水面下にわずかに没することで、外側の水面近傍の薄い層の水と水面上に浮遊するゴミ、埃、塵、油膜を、本体フロート及び吸い込み口カップの位置の変動にかかわらず常に一定量吸い込み口カップ内に吸い込む構造を持つ自動追従スキマー型水面清掃装置。
自走遊泳型の自動追従スキマー型水面清掃装置であって、吐出管において、後端を閉じ管途中の左右両側に開けた横穴から均等に排水することで前後方向の推進力を持たない中立位置、横穴を閉じ後端を開放することで前方向の推進力を得られる前進位置、横穴を閉じ後端に半円状のカップを設置することで吐出水流が反転され後ろ方向の推進力が得られる後進位置のそれぞれを切換え、固定する構造の前後進切換器を持った請求項１の自動追従スキマー型水面清掃装置。
陸上から水槽内に差し込む形式の掃除機型の自動追従スキマ―型水面清掃装置であって、水面上の浮遊するゴミ、埃、塵、油膜を陸上に設置したポンプで吸い上げ、回収する構造を持ち、吸出しホースの重量による本体フロート及び吸い込み口カップの位置の変動にかかわらず、吸い込み口フロートが水面下の一定の位置にとどまり、安定的に水面上に浮遊するゴミ、埃、塵、油膜を回収できる構造を持った請求項１の自動追従スキマ―型水面清掃装置。