JPH06280231A - クラゲの接近予知方法及び接近予知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 発電所等の冷却水取水口等に接近してくるク
ラゲの傘部に空気を保持させ、魚群探知機やソナーにそ
の映像が現れるようにし、沖合からのクラゲの取水口へ
の接近がわかるようにする。 【構成】 発電所等の冷却水取水口の沖合で、海底から
エアーレーションして接近してくるクラゲに空気を吹き
込むようにするとともに、魚群探知機又はソナーにより
接近してくるクラゲを確認するようにした。 【効果】 沖合にいるクラゲを探知することにより、早
期にクラゲに対する防御策等が講じられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は発電所等の冷却水取水
口等に接近してくるクラゲの傘部に空気を保持させるこ
とにより、クラゲの存在が間接的に魚群探知機やソナー
のブラウン管等に映るようにし、沖合からクラゲが取水
口へ接近することを確認することができるようにしたク
ラゲの接近予知方法及び接近予知装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】発電所や工場等において、冷却水を使用
することは極めて一般的なことであるところ、大量の冷
却水を必要とする場合にはこの冷却水に海水を利用して
いる。したがって、この冷却水としての海水を取入れる
ために、海岸に面して取水口が設けられているのであ
る。しかしこの取水口に、沖合いから接近したクラゲが
流入してきて取水口を塞いでしまうことがあり大きな問
題となっている。

【０００３】そこで従来は、取水口がクラゲで塞がれる
のを防止するために、取水口は可能な限り海底近くに設
けるようにして海面上を浮遊してくるクラゲに対処した
りしていた。そしてこのことによって冷たい海水を取入
れることが可能となっていたのであるが、クラゲは海面
上だけを浮遊してくるものではなく、海中を泳いでくる
ものもあり、取水口を海底に設けただけでは海中を泳い
でくるクラゲに対しては何ら防止策とはならないのであ
る。

【０００４】また、取水口付近にクラゲが近付くことを
防止するために、ポンプ等により人工的な潮流を起こし
て、岸から沖合にむけて海水が流れるようにしたものも
あるが、２４時間連続して運転していないと防止効果が
なく、コスト的にも不経済であるとともに、保守管理も
面倒である。

【０００５】そして、実際に取水口にクラゲが接近して
きた場合にはスクリーンやバケツを使用して機械力や人
力によって取り除いたり、取水口付近で海底からエアー
を吹き出すようにしてクラゲを海面に浮上させるように
したり、あるいは取水口を変更したりして対処してい
る。そして、最悪の場合には取水を中止しなければなら
なくなる。

【０００６】しかし、どんな防止策を採用するにして
も、クラゲが取水口近傍に接近してきたことをいち早く
確認することが必要であり、クラゲの接近を早く確認で
きればできるほど、効果的なクラゲの取水口接近の防止
策を採る時間的余裕があることになる。すなわち、クラ
ゲの具体的な除去技術とともに、クラゲの早期接近予知
技術の確立が必要不可欠なのである。

【０００７】そこで、クラゲの取水口付近への接近を早
期に発見するために、肉眼や監視カメラにより海面や海
中を監視する方法も考えられたが、肉眼による場合には
海面付近のクラゲしか発見することができず、また監視
カメラによる場合には、クラゲは一般的に汚濁されてい
る海を好むので海中の透明度が低く、監視カメラの近く
しかその存在を確認できない。また、肉眼，監視カメラ
のいずれの方法によっても、接近してきたクラゲの量的
（数）な把握はできず、夜間は視認できないとともに、
この監視作業のための人員配置も大変であり不可能に近
い。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、魚群探知機
等によりクラゲの存在を確認する方法が考えられたが、
クラゲは殆どが水分（例えばミズクラゲは約９６％が水
分である。）であるので、超音波を反射しにくく、魚群
探知機によってクラゲを探知できるのはせいぜい魚群探
知機から１０ｍ程度までが実情である。一方むやみに魚
群探知機の感度を上げたのでは、雑音が多くなり過ぎ
て、ブラウン管に表示されたものが何を探知したものな
のか識別できなくなってしまう。

【０００９】しかし、取水口付近に設置した魚群探知機
から僅か１０ｍのところでクラゲを発見できても、それ
では取水口に近付き過ぎていて、防止策を採る時間的余
裕がなく、結局クラゲが取水口から接近してしまうこと
になる。

【００１０】したがって、従来は魚群探知機やソナーに
よってはクラゲの有効な探知はできないものとされてお
り、魚群探知機やソナーを使用してクラゲの存在を探知
するような考えはなかったのである。

【００１１】なお、クラゲの取水口への接近が予知で
き、併せてクラゲの量と遊泳速度もわかれば、防止策を
講じるのになお好都合である。

【００１２】

【課題を解決するための手段】ところで、上記したよう
にクラゲは殆どが水分であるため魚群探知機から発信さ
れた超音波に対する反射強度が弱いので、魚群探知機で
は探知できにくいものであるが、これとは対象的に水中
の空気（気泡）は水とその密度が大きく異なるため、魚
群探知機からの超音波に対する反射強度が大きく、魚群
探知機によく反射する物質である。

【００１３】すなわち、水中に存在する物質の反射強度
は、 ρ₂ ・ｃ₂ ／ρ₁ ・ｃ₁ （ρ・ｃ：音響インピーダ
ンス） ρ₂ ：物質の密度、 ｃ₂ ：物質中の音波の通過速度 ρ₁ ：水の密度、 ｃ₁ ：水中の音の通過速度 で示され、分母と分子の差が大きいほど、言い換えれば
水と物質との音響インピーダンスの比が大きいほど反射
強度は大きくなる。

【００１４】クラゲのからだの殆どが水分であるためρ
₂ ，ｃ₂ とも水に近い。このため分子と分母の差はほと
んどなく、音響インピーダンスの比も１に近くなって反
射強度は非常に弱くなる。魚類等の場合はクラゲに比べ
からだの水分の割合が低いため、ρ₂ ，ｃ₂ ともクラゲ
よりはかなり高くなり、クラゲに比べて総体的に反射強
度も高くなる。しかし、この物質が空気であったときは
ρ₂ は０に近く、ｃ₂は水の１／４以下（空気：約３４
０ｍ／ｓ，水：約１５００ｍ／ｓ）であるため、音響イ
ンピーダンスの比は極めて大きくなり、空気の反射強度
は極めて強くなる。

【００１５】したがって、例えばミズクラゲ１個体の反
射強度が１ｍｍの気泡の反射強度とほぼ等しいとする
と、直径１ｃｍの気泡は約１０００個体のミズクラゲの
反射強度に相当することになる。よって、直径５ｍｍ程
度の小さな気泡がミズクラゲの中に入ったとすると、そ
のミズクラゲは単純に１２５倍程度の反射強度を有する
ことになり、現在通常使用されている魚群探知機で容易
にその存在を確認することができることになる。

【００１６】一方、取水口に接近してくるクラゲの大半
は水クラゲであり、傘クラゲの一種であるので傘部を有
している。本発明者は、この傘部に着目し水中でこの傘
部が気泡を保持するように働いて、傘の内側に空気が滞
留することを発見した。

【００１７】そして、クラゲが存在している海中におい
て、海底からエアーレーションを行うと、クラゲの傘の
内側に気泡がうまく入り込んで保持されることを確認し
たのである。

【００１８】クラゲの傘の内側に気泡が滞留すれば、上
記したように水中においては気泡は魚群探知機に非常に
よく反響するため、気泡の存在を介してクラゲの存在を
魚群探知機で確認できることになる。

【００１９】そこで、この発明に係るクラゲの接近予知
方法（請求項１）は、発電所等の冷却水取水口の沖合海
底からクラゲに空気を吹き込み、傘部に空気を保持した
状態のクラゲを魚群探知機又はソナーにより確認するよ
うにしたものである。

【００２０】また、この発明に係るクラゲの接近予知装
置（請求項２）は、海底から空気を吹き出すようにした
エアーレーション装置及び、海中に超音波を発信するよ
うに設置した魚群探知機又はソナーにより構成したもの
である。

【００２１】

【作用】海底から適当な方法により空気を吹き出させて
エアーレーションを行うと、吹き出した空気の気泡がク
ラゲの傘の内側部分に保持されるようにして滞留する。
取水口に接近してくるクラゲは傘を有しているミズクラ
ゲが大部分であり、気泡はほぼ確実にクラゲの傘で保持
される状態となる。

【００２２】すると、魚群探知機に非常に映り易い特性
を有している気泡の存在により反射強度が高まり、魚群
探知機から１００ｍ〜２００ｍ離れた沖合であっても、
クラゲの映像が魚群探知機のブラウン管に捉えられるこ
とになる。すなわち、エアーレーションをしている位置
では、気泡の量も多いので魚群探知機の映像が気泡だけ
によるものか、あるいはクラゲもその場所にいるものか
は識別できないが、気泡により捉えられた像が時間の経
過とともにエアーレーションしている位置から移動する
ことにより、それがクラゲの傘に保持された気泡を映し
たものであることが認識できることになる。

【００２３】ここで、クラゲに空気を吹き込むことによ
り、クラゲの傘に空気（気泡）が保持され反射強度が高
まり、魚群探知機のブラウン管に映り易くなることを確
かめるために、下記の実験１を行った。

【００２４】［実験１］通常市販の魚群探知機（古野電
気株式会社製カラー魚群探知機及び２００ＫＨｚ理想ビ
ーム送受波器））を使用し、海中において水平方向に指
向させた魚群探知機の送受波器より２ｍ前方にミズクラ
ゲを位置させ、魚群探知機による反射を見た。魚群探知
機の映像は表示感度を０から徐々に上げて、ミズクラゲ
が映り始めるところ及び雑音と一緒になって判別できな
くなるところ等の映像を記録した。その時のカラーブラ
ウン管に映った状態を写真撮影したものを図４に示す。

【００２５】なお、カラーブラウン管の反射の信号は８
色（黒、青、空色、緑、黄、橙、赤、茶）に分けられて
おり、茶色が最も強く、黒（背景色）が最も弱い。図に
おいて、横方向に時間軸、縦方向に距離軸を持った平面
で示されており、したがって左側ほど時間が経過してお
り、また下側ほど送受波器から遠くなっていることを示
す。

【００２６】図４中、（Ａ）は感度１０、（Ｂ）は左半
分が感度８，右半分が感度６、（Ｃ）は感度０としたも
のである。感度１０とした場合には２ｍの位置にかろう
じてミズクラゲの映像が見られるが、周辺の雑音との区
別は難しい。感度８にした時の映像では、感度１０と同
じような映像が見られ、感度１０に比べて雑音が少なく
なり、ミズクラゲは比較的判別し易い。感度を６に下げ
ると、ミズクラゲの映像は映らなくなっており、相対的
に雑音も少なくなっている。なお、４ｍ付近が底として
検知されているが、これは試験の目標として投入したブ
イの映像である。感度を０にした時の映像ではブイは鮮
明に海底として映っているが、ミズクラゲは全く映って
いない。

【００２７】以上より、ミズクラゲは感度８程度で比較
的よく映るが、相対的に雑音も多くなり判別しにくい。
雑音が少なくなる程度迄感度を下げると、ミズクラゲは
全く映らなくなり、水クラゲを鮮明に映すことは不可能
である。

【００２８】以上は、ミズクラゲの傘に空気を入れずに
行ったものであるが、次にミズクラゲの傘に空気を入れ
たものを位置させ、同様に魚群探知機による反射を見
た。上記の試験結果から、ミズクラゲ単体では映らなく
なる感度以下で確認試験を行った。その時のカラーブラ
ウン管に映った状態を写真撮影したものを図３に示す。

【００２９】図３は感度０にした時の映像であり、気泡
が入っていなかった時には何も映らなかったものが、２
ｍのところに明瞭に映っている。このことから、単独で
は魚群探知機に映らないクラゲでも、空気があることに
より間接的にクラゲの存在が魚群探知機で探知できるこ
とが確認された。

【００３０】次に、海底からのエアレーションが送受波
器を横方向に設置した魚群探知機の映像として記録され
ることを確かめるために、下記の実験２を行った。

【００３１】［実験２］通常市販の魚群探知機（日本無
線株式会社製乾式記録式魚群探知機及び２００ＫＨｚ普
通ビーム送受波器）を使用し、送受波器より沖合約４０
ｍのところで船上からエアーレーションを行った。その
時の記録紙に示された結果を図５に示す。

【００３２】図中４０ｍ前後に、エアーレーションの気
泡が横向きに曲線として現れていることがわかる。な
お、海底を判別する操作を行ったため２本線として映っ
ているが、船の移動につれ送受波器側に近付いてくるこ
とがわかる。また、この実験により約２００ｍ先の反射
映像が記録されることが確認でき、送受波器を横方向に
向けた場合２００ｍ程度は十分に確認可能であることが
わかった。

【００３３】

【実施例】次に、この発明に係るクラゲの接近予知装置
の一実施例を図１及び図２に基づいて説明すると、１は
海底２に設置したエアーレーション用のパイプであり、
３は海岸４に設けた発電所の冷却水取水口であり、５は
冷却水取水口の近傍に設置した魚群探知機６の送受波器
である。

【００３４】エアーレーション用のパイプ１には適当な
間隔でエアー吹き出し用のノズル７が穿設してあるとと
もに、適当な場所に設置した圧縮空気源（図示せず）に
ホース８により接続してエアーレーション装置９を構成
している。パイプ１は一般的には、取水口３の沖合１０
０ｍ〜２００ｍの海底に設置するが、これはその海岸の
形状や海域に合わして適当な位置を選択する。また、パ
イプ１の長さやノズル７の数や形状等も適当に選択する
ことができ、いずれにしても接近してくるクラゲの傘部
に空気が入り込めばよく、例えばノズル７を設けずにパ
イプの一端からそのまま海中に空気が放出されるように
してもよい。

【００３５】魚群探知機６の送受波器５は、一般的には
上記したように取水口３近傍の水中に設置するが、海底
や海岸線の形状によってはこれと異なる位置に設置して
もよく、いずれにしても、海中のクラゲの移動が魚群探
知機６により識別できればよい。また、魚群探知機６に
代えソナーを使用してもよく、ソナーを使用した場合に
は、広範囲の映像を映し出すことができることになる。

【００３６】魚群探知機６は従来一般に使用されている
ものを使用できるが、海の深さや海底の状況にもよる
が、余分な干渉を防ぎノイズを少なくするためには、指
向角が１５度位の狭いものを使用し、２００ＫＨｚ程度
の超音波とするのが好ましいが、使用環境によりこれら
は適当なものを選択すればよい。

【００３７】次に、この発明に係るクラゲの接近予知方
法を上述した接近予知装置を用いて説明する。

【００３８】まず、エアーレーション装置９の圧縮空気
源よりエアーレーション用のパイプ１に圧縮空気を送り
込む。圧縮空気はパイプ１のノズル７から海中に放出さ
れ小さな気泡となる。

【００３９】そして、もしもこの位置にクラゲがいる
と、クラゲの傘部の内側にこの気泡が入り込み、傘の内
側に気泡が壊れずに保持されることになる。

【００４０】この状態で、魚群探知機６の送受波器５か
ら超音波を発信すると、クラゲ自体は魚群探知機６の送
受波器５からの超音波には反響しないが、クラゲの傘部
に保持されている気泡が反響して、間接的にクラゲの像
が魚群探知機６のブラウン管に映ることになる。

【００４１】エアーレーションを行っているパイプ１付
近では、魚群探知機６の送受波器５から発信される超音
波に対して気泡が直接反射してしまうため、その反射が
単なる気泡によるものなのかクラゲが存在している結果
なのかの判別はつかないが、クラゲがいる場合には、ク
ラゲの傘部に気泡が保持されることにより、時間の経過
とともにその魚群探知機６の送受波器５から発信される
超音波に反射する位置が変化してきて、ブラウン管に映
っているものがクラゲの存在によるものであることが識
別できることになる。また反射の強さや画面の色等を見
ることにより、どの程度のクラゲが存在しているのかも
識別できることになる。

【００４２】そして、魚群探知機６によりクラゲの取水
口３への接近が確認できたならば、その量や速度に応じ
て、適当なクラゲに対する防止策を講じればよいことに
なる。

【００４３】なお、気泡がクラゲの傘部に保持されるよ
うになると、この気泡の浮力によりクラゲは徐々に上方
に浮き上り、海面近くを浮遊するようになる。クラゲが
海面近くを浮遊するようになれば、海底に設けてある冷
却水の取水口３からは遠くなるので、これらのクラゲは
取水口３には流れ込まない。したがって、クラゲに浮力
を与えるような空気を吹き込むことにより、魚群探知機
６で探知できるようになるという効果に付随して、クラ
ゲを海面近くに浮遊させて取水口３に流れ込むのを防止
するという効果もある。

【００４４】なお、上記実施例は発電所の冷却水取水口
の場合に付いて述べたが、その他の設備の取水口等に関
しても使用できるのは言うまでもないことである。

【００４５】

【発明の効果】以上述べたように、この発明に係るクラ
ゲの接近予知方法によれば、発電所等の冷却水取水口の
沖合海底からクラゲに空気を吹き込み、傘部に空気を保
持した状態のクラゲを魚群探知機又はソナーにより確認
するようにしたので、空気（気泡）の存在によりクラゲ
を魚群探知機等に映し出すことができ、魚群探知機等の
反射の強さや映像を経時的に監視することにより、取水
口に接近してくるクラゲの量（数）や接近してくる速さ
を知ることができ、クラゲに対する防御策を効果的に行
うことができるという効果を有する。

【００４６】また、この発明に係るクラゲの接近予知装
置によれば、海底から空気を吹き出すようにしたエアー
レーション装置及び、海中に超音波を発信するように設
置した魚群探知機又はソナーにより構成したので、エア
ーレーション装置を設置するだけで、従来の一般的な魚
群探知機等を使用してクラゲの存在を探知でき、簡単な
装置によりクラゲの接近が予知できるという効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るクラゲの接近予知装置を設置し
た海岸の一実施例を示す断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】この発明に係るクラゲの接近予知装置により、
魚群探知機のブラウン管にクラゲを映した映像を撮影し
た写真をコピーした図である。

【図４】エアーレーションせずに、魚群探知機のブラウ
ン管にクラゲを映した映像を撮影した写真をコピーした
図である。

【図５】この発明に係るクラゲの接近予知装置により、
エアーレーションによる気泡が魚群探知機の記録紙に示
された結果である。

【符号の説明】

１ パイプ ２ 海底 ３ 取水口 ４ 海岸 ５ 送受波器 ６ 魚群探知機 ７ ノズル ８ ホース ９ エアーレーション装置

【手続補正書】

【提出日】平成５年１１月５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】 この発明に係るクラゲの接近予知装置によ
り、魚群探知機のブラウン管にクラゲを映した映像を撮
影した図面代用写真である。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】 エアーレーションせずに、魚群探知機のブラ
ウン管にクラゲを映した映像を撮影した図面代用写真で
ある。

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野上 大介 東京都杉並区和泉３−34−24 (72)発明者 福井 榮司 愛知県豊田市高美町６丁目21番地 (72)発明者 上柳田 正 三重県四日市市あかつき台１丁目１番地の 258

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発電所等の冷却水取水口の沖合海底から
   クラゲに空気を吹き込み、傘部に空気を保持した状態の
   クラゲを魚群探知機又はソナーにより確認するようにし
   たことを特徴とするクラゲの接近予知方法。
2. 【請求項２】 海底から空気を吹き出すようにしたエア
   ーレーション装置及び、海中に超音波を発信するように
   設置した魚群探知機又はソナーにより構成したことを特
   徴とするクラゲの接近予知装置。