(57)【要約】【課題】広い海域に亘って赤潮を効果的に防止することを可能にする石灰水散布装置を提供する。【解決手段】船体１には、ポンプ１１から送出される海水を一時的に貯蔵する海水供給量調節部１２が備えられている。船体１に飽和石灰水供給用ホールド１３、調合用ホールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄが設けられている。飽和石灰水供給用ホールド１３には予め石灰が積載され、この石灰に対して海水供給量調節部１２から海水が供給されて、飽和石灰水が生成される。調合用ホールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄには、飽和石灰水供給用ホールド１３から飽和石灰水が供給されるとともに、海水供給量調節部１２から海水が供給されて、所定の濃度、すなわち所定のｐＨの石灰水が生成され、蓄積される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
船体から海面に対して石灰水を散布して海面付近の海水のｐＨを調整する石灰水散布装置であって、
海水を一時的に貯蔵する海水供給量調節部と、飽和石灰水を蓄積する飽和石灰水供給用ホールドと、前記海水供給量調節部から海水供給管を介して供給される海水と前記飽和石灰水供給用ホールドから飽和石灰水供給管を介して供給される飽和石灰水とを混合して生成される石灰水を蓄積する複数の調合用ホールドとを有し、
船体が航行する海域の海水のｐＨを検知する海水ｐＨセンサが、海水のｐＨがｐＨ基準値より小さいことを検知すると、前記調合用ホールドから石灰水送出管を介して噴射ノズルへ石灰水が送出されて、船体が海上を航行しながら、前記噴射ノズルから海面に石灰水が散布され、前記石灰水送出管には石灰水送出量調節弁が設けられ、前記調合用ホールド内に設けられた水位センサによって検知される前記調合用ホールド内での石灰水の水位情報が水位制御部に送信され、前記水位制御部は、この水位情報により前記石灰水送出量調節弁を制御して、前記調合用ホールドから前記噴射ノズルに対して送出される石灰水量を調節して、船尾トリムの状態を実現するように、前記調合用ホールド内に残存する石灰水の水位が調節されることを特徴とする石灰水散布装置。
【請求項２】
前記海水供給管には海水供給量調節弁が設けられ、前記飽和石灰水供給管には飽和石灰水供給量調節弁が設けられ、
船体が航行する海域の海水のｐＨを検知する海水ｐＨセンサからｐＨ制御部に対して海水ｐＨ情報が送信され、前記ｐＨ制御部は、前記海水ｐＨ情報により前記海水供給量調節弁と前記飽和石灰水供給量調節弁とを制御して、海水のｐＨが小さいほど、前記飽和石灰水の配合割合を高めて、前記調合用ホールド内で生成される石灰水のｐＨを大きくするようにして、前記海水と前記飽和石灰水との配合割合が決定されて石灰水が生成されることを特徴とする請求項１記載の石灰水散布装置。
【請求項３】
前記船体に風力センサと波高センサの少なくとも一方が設けられ、前記風力センサから送信される風力情報と前記波高センサから送信される波高情報の少なくとも一方が前記水位制御部に送信され、前記水位制御部は、前記風力情報と前記波高情報の少なくとも一方に基づいて、前記石灰水送出量調節弁を制御して、前記調合用ホールドから前記噴射ノズルに対して送出される石灰水量を調節して、前記調合用ホールド内に残存する石灰水の水位が調節されることを特徴とする請求項１または２記載の石灰水散布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船体から海面に対して石灰水を散布して海面付近の海水のｐＨを調整し、赤潮の発生を防止または抑制する石灰水散布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、海域の富栄養化に伴う赤潮の発生が頻発しており、これによる漁業被害が深刻なものとなっている。赤潮が発生すると、富栄養化によるプランクトンの異常発生によって海域が酸欠状態となり、この海域に生育する魚類が死滅するが、赤潮は比較的広い範囲で発生するため、赤潮を防止するためには、広い海域に亘って効果的に防止することが可能な防止方法が必要である。
赤潮発生防止に関する技術の一例が、特許文献１、特許文献２に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２３９５１６号公報
【特許文献２】特開平９−１５４４６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これらの技術はいずれも、赤潮発生の防止剤を海中に散布するものであり、特定の狭い海域において効果を奏するものの、散布される海域が限定されるため、広い海域に亘って赤潮を効果的に防止することができない。
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、広い海域に亘って赤潮を効果的に防止することを可能にする石灰水散布装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題を解決するために、本発明の石灰水散布装置は、船体から海面に対して石灰水を散布して海面付近の海水のｐＨを調整する石灰水散布装置であって、海水を一時的に貯蔵する海水供給量調節部と、飽和石灰水を蓄積する飽和石灰水供給用ホールドと、前記海水供給量調節部から海水供給管を介して供給される海水と前記飽和石灰水供給用ホールドから飽和石灰水供給管を介して供給される飽和石灰水とを混合して生成される石灰水を蓄積する複数の調合用ホールドとを有し、船体が航行する海域の海水のｐＨを検知する海水ｐＨセンサが、海水のｐＨがｐＨ基準値より小さいことを検知すると、前記調合用ホールドから石灰水送出管を介して噴射ノズルへ石灰水が送出されて、船体が海上を航行しながら、前記噴射ノズルから海面に石灰水が散布され、前記石灰水送出管には石灰水送出量調節弁が設けられ、前記調合用ホールド内に設けられた水位センサによって検知される前記調合用ホールド内での石灰水の水位情報が水位制御部に送信され、前記水位制御部は、この水位情報により前記石灰水送出量調節弁を制御して、前記調合用ホールドから前記噴射ノズルに対して送出される石灰水量を調節して、船尾トリムの状態を実現するように、前記調合用ホールド内に残存する石灰水の水位が調節されることを特徴とする。
【０００６】
赤潮が発生しやすくなる海水のｐＨをｐＨ基準値とし、海水ｐＨセンサによって検知された海水のｐＨ情報がｐＨ基準値より小さくなると、石灰水の散布を開始することにより、赤潮の発生を未然に予防することができる。また、赤潮発生時には、石灰水が海面に散布されることにより、海面付近に異常繁殖した動物性プランクトンの細胞膜が破壊されて生息するプランクトンの数が減少する。そのため、海域の酸欠状態が改善され、魚類の生息環境が好適に維持される。
【０００７】
石灰水の散布は船体を停止させた状態でも可能であるが、そうすると、石灰水が海面上で拡散して広がるのを待つ必要があり、広い海域に亘って石灰水散布による効果を得るにはかなりの時間を要する。これに対し、船体を海上で航行させながら石灰水の散布を行うと、広い海域に亘って効率良く石灰水を散布することができる。
その際、船体のスムーズな航行を実現するためには、船体の荷重バランス、すなわちトリムを考慮する必要がある。この観点から、本発明においては、調合用ホールド内に設けられた水位センサによって検知される石灰水の水位に基づいて、調合用ホールドから噴射ノズルに対して送出される石灰水量を調節して、船体の航行に際して船体の荷重バランスが最適となるようにしている。
【０００８】
本発明においては、船体内で生成された石灰水を散布することが発明の一つの要件であるが、石灰水が散布されることにより、船体内に貯蔵される石灰水の量が常に時間的に変化することとなる。これにより船体の荷重バランスが崩れると、船体の適正な巡航が阻害される。このことは、船体が進行しながら石灰水を散布するにあたっての新たな課題であり、水位センサによって検知される石灰水の水位情報を取得して、残存する石灰水の水位を調節して、船体の進行中常に荷重バランスが維持できるようにして、上記の新たな課題を解決している点に、本発明の大きな特徴がある。
これにより、広い範囲の海域に亘って短時間で石灰水散布による効果を得ることができ、赤潮発生時の対処および赤潮発生の予防を効果的に行うことができる。
【０００９】
本発明においては、前記海水供給管には海水供給量調節弁が設けられ、前記飽和石灰水供給管には飽和石灰水供給量調節弁が設けられ、船体が航行する海域の海水のｐＨを検知する海水ｐＨセンサからｐＨ制御部に対して海水ｐＨ情報が送信され、前記ｐＨ制御部は、前記海水ｐＨ情報により前記海水供給量調節弁と前記飽和石灰水供給量調節弁とを制御して、海水のｐＨが小さいほど、前記飽和石灰水の配合割合を高めて、前記調合用ホールド内で生成される石灰水のｐＨを大きくするようにして、前記海水と前記飽和石灰水との配合割合が決定されて石灰水が生成されることが好ましい。
【００１０】
散布される石灰水のｐＨを、海水のｐＨに応じて調整することにより、石灰を無駄なく適正に使用することができる。
【００１１】
本発明においては、前記船体に風力センサと波高センサの少なくとも一方が設けられ、前記風力センサから送信される風力情報と前記波高センサから送信される波高情報の少なくとも一方が前記水位制御部に送信され、前記水位制御部は、前記風力情報と前記波高情報の少なくとも一方に基づいて、前記石灰水送出量調節弁を制御して、前記調合用ホールドから前記噴射ノズルに対して送出される石灰水量を調節して、前記調合用ホールド内に残存する石灰水の水位が調節されることが好ましい。
【００１２】
海上での船体の進行状況は、その海域での天候にも左右され、好天の場合には、船体の重量が小さいほうが燃料を節約して進行するには好都合であるが、悪天候の場合には、船体の安定性を維持する点から、好天時よりも船体の重量を重くすることが望ましい。このような観点から、風力センサから送信される風力情報と波高センサから送信される波高情報の少なくとも一方を水位制御部に送信し、水位制御部は風力情報と波高情報の少なくとも一方に基づいて、調合用ホールドから噴射ノズルに対して送出される石灰水量を調節することにより、調合用ホールド内の石灰水の水位を調節して、船体の全体の重量の調整を行っている。
これにより、悪天候時であっても、安全に赤潮発生海域に出動することができ、天候に左右されず、機敏な対応が可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、広い海域に亘って赤潮を効果的に防止することを可能にする石灰水散布装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】船体に設けられた本発明の実施形態に係る石灰水散布装置を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る石灰水散布装置における石灰水生成のための配管系統図である。
【図３】本発明の実施形態に係る石灰水散布装置における石灰水濃度の制御系統図である。
【図４】本発明の実施形態に係る石灰水散布装置における石灰水の水位の制御系統図である。
【図５】飽和石灰水供給用ホールドについての飽和石灰水の水位の制御系統図である。
【図６】船体の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の石灰水散布装置を、その実施形態に基づいて説明する。
図１は、船体に設けられた本発明の実施形態に係る石灰水散布装置を示しており、船体の平面図上での石灰水散布装置の構成を示している。
船体１には、海水を汲み上げるためのポンプ１１が設けられ、ポンプ１１から送出される海水を一時的に貯蔵する海水供給量調節部１２が備えられている。船体１の中央部に飽和石灰水供給用ホールド１３が設けられ、この飽和石灰水供給用ホールド１３を挟んで船首側に調合用ホールド１４ａ、１４ｂが設けられ、船尾側に調合用ホールド１４ｃ、１４ｄが設けられている。
【００１６】
飽和石灰水供給用ホールド１３には予め石灰が積載されており、この石灰に対して海水供給量調節部１２から海水が供給されて、飽和石灰水が生成される。調合用ホールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄには、飽和石灰水供給用ホールド１３から飽和石灰水が供給されるとともに、海水供給量調節部１２から海水が供給されて、所定の濃度、すなわち所定のｐＨの石灰水が生成され、蓄積される。この詳細については後に詳述する。
【００１７】
船体１の側方には、海水に浸るように、海水ｐＨセンサ１５が取り付けられている。この海水ｐＨセンサ１５は、海水供給量調節部１２内に取り付けることもできる。
船体１には、飽和石灰水供給用ホールド１３に蓄積される飽和石灰水と、調合用ホールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ内に蓄積される石灰水のｐＨを制御するｐＨ制御部１６と、飽和石灰水および石灰水の水位を制御する水位制御部１７とが設けられている。船体１の船尾側にはハウス１８が設けられ、このハウス１８上に煙突１９が備えられている。船尾側には風力センサ２０が設けられ、船首側には波高センサ２１が設けられている。
【００１８】
飽和石灰水供給用ホールド１３には、石灰水を撹拌して濃度を均等にするための攪拌機２２が取り付けられ、調合用ホールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄには同様に攪拌機２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄが取り付けられている。また、飽和石灰水供給用ホールド１３には、ｐＨセンサ２４が設けられ、調合用ホールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄには同様にｐＨセンサ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄが設けられている。さらに、飽和石灰水供給用ホールド１３には、水位センサ２６が設けられ、調合用ホールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄには同様に水位センサ２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄが設けられている。
【００１９】
図２に、本発明の実施形態に係る石灰水散布装置における石灰水生成のための配管系統図を示す。
ポンプ１１によって汲み上げられた海水は、海水供給量調節部１２に送出されて一時的に海水供給量調節部１２内に蓄積される。海水供給量調節部１２には海水供給管３１を介して飽和石灰水供給用ホールド１３が接続されている。海水供給管３１には海水供給量調節弁３３が設けられており、海水供給量調節弁３３によって、海水供給量調節部１２から飽和石灰水供給用ホールド１３へ供給される海水の流量が調節される。この海水と、飽和石灰水供給用ホールド１３内に貯蔵されている石灰とが、図１に示す攪拌機２２によって撹拌されて、飽和石灰水が生成される。
【００２０】
海水供給量調節部１２には海水供給管３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄを介して、調合用ホールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄが接続されている。海水供給管３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄにはそれぞれ海水供給量調節弁３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄが設けられており、海水供給量調節弁３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄによって、海水供給量調節部１２から調合用ホールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄへ供給される海水の流量が調節される。
【００２１】
飽和石灰水供給用ホールド１３には、飽和石灰水供給管３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄを介して、調合用ホールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄが接続されている。飽和石灰水供給管３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄにはそれぞれ飽和石灰水供給量調節弁３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄが設けられており、飽和石灰水供給量調節弁３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄによって、飽和石灰水供給用ホールド１３から調合用ホールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄへ供給される飽和石灰水の流量が調節される。
【００２２】
調合用ホールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄにおいては、海水供給量調節部１２から供給される海水と、飽和石灰水供給用ホールド１３から供給される飽和石灰水とが、図１に示す攪拌機２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄによって撹拌されて、所定の濃度の石灰水が生成される。この濃度調節については、後に詳述する。
【００２３】
調合用ホールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄには、石灰水送出管３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄを介して噴射ノズル３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、３９ｄが接続されている。石灰水送出管３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄにはそれぞれ、石灰水送出量調節弁３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄが設けられており、石灰水送出量調節弁３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄによって、調合用ホールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄから噴射ノズル３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、３９ｄへ送出される石灰水の流量が調節される。この石灰水の流量調節については、後に詳述する。
【００２４】
図３に、本発明の実施形態に係る石灰水散布装置における石灰水濃度の制御系統図を示す。
海水ｐＨセンサ１５は、船体１が航行する海域における海水のｐＨを検知し、海水のｐＨ情報をｐＨ制御部１６に送信する。
飽和石灰水供給用ホールド１３に対する海水の供給については、海水ｐＨセンサ１５によって検知された海水のｐＨ情報から、海水面への石灰水の散布が必要と判断されると、ｐＨ制御部１６は、海水供給量調節弁３３を制御して、飽和石灰水供給用ホールド１３へ海水を供給し、飽和石灰水を生成する。なお、飽和石灰水の生成については、海水のｐＨ情報の如何に関わらず予め生成しておいてもよい。これについての判断は、船体に必要な重量と後述するトリムとを考慮して決定することができる。
【００２５】
飽和石灰水供給用ホールド１３内に設置されたｐＨセンサ２４は、飽和石灰水供給用ホールド１３内の石灰水が飽和状態で維持されるように、石灰水の濃度を監視し、飽和状態となったところでその情報をｐＨ制御部１６へ通知し、ｐＨ制御部１６は、海水供給量調節弁３３を制御して、飽和石灰水供給用ホールド１３への海水の供給を停止する。飽和石灰水供給用ホールド１３内の石灰が不足したときは、図示しない石灰タンクから必要に応じて石灰が供給されて石灰水が生成される。
【００２６】
調合用ホールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄに対する海水と飽和石灰水の供給については、海水ｐＨセンサ１５によって検知された海水のｐＨ情報に基づいて、ｐＨ制御部１６は、海水供給量調節弁３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄを制御して、調合用ホールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄに海水を供給するとともに、飽和石灰水供給量調節弁３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄを制御して、調合用ホールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄに飽和石灰水を供給する。
【００２７】
海水と飽和石灰水との配合割合は、海水ｐＨセンサ１５によって検知された海水のｐＨ情報に基づいて決定され、海水のｐＨが小さいほど、すなわち海水が酸性または酸性に近いほど、飽和石灰水の配合割合を高めて、調合用ホールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ内で生成される石灰水のｐＨを大きくする。
【００２８】
海水のｐＨが８．５以下であると赤潮が発生しやすいため、ｐＨ８．５をｐＨ基準値とし、海水ｐＨセンサ１５によって検知された海水のｐＨ情報がｐＨ基準値より小さくなると、石灰水の散布を開始する。
例えば、海水のｐＨが８の場合に、ｐＨが１３の飽和石灰水と海水とを混合して、調合される石灰水のｐＨを１０．５とする。海水のｐＨが８より小さい場合には、飽和石灰水の配合割合を高め、逆に、海水のｐＨが８より大きい場合には、飽和石灰水の配合割合を低くする。
【００２９】
赤潮発生時に異常繁殖した動物性プランクトンは、主に海面付近に生息しており、ｐＨが１０を超える石灰水が海面に散布されると、高アルカリ性物質がタンパク質を溶解するメカニズムにより、動物性プランクトンの細胞膜が破壊されて生息するプランクトンの数が急速に減少する。そのため、海域の酸欠状態が改善され、魚類の生息環境が好適に維持される。石灰水が散布されて所定の時間が経過すると、石灰水は海中に拡散し、石灰水散布時よりも海域のｐＨは低下するため、石灰水散布による魚類への直接の影響は極めて少ない。この点において、海面に石灰水を散布することは、海面付近に異常繁殖したプランクトンを短時間に集中的に死滅させる手段として有効である。
【００３０】
また、赤潮発生時に異常繁殖した動物性プランクトンが呼吸することによって、海中に発生した二酸化炭素は、散布された石灰水と反応して炭酸カルシウムが生成されることにより減少し、海水の酸性化が抑制される。
さらに、海水のｐＨが８．５を超える状態を維持することにより、炭酸カルシウムを形成する植物性プランクトンである円石藻の生理機能を好適に維持することができ、円石藻が海中の二酸化炭素を吸収する機能を促進することができる。
以上の効果により、魚介類や水生植物の生態系が改善される。石灰水の散布は、海水のｐＨが８．５以下であると検知されたときに予防的に行うこともできるし、現実に赤潮が発生した時点に出動して、異常繁殖したプランクトンを集中的に死滅させる手段として利用することもできる。
【００３１】
散布される石灰水のｐＨの制御は、海水のｐＨ基準値と、生成する石灰水のｐＨの目標値をｐＨ制御部１６の記憶部に予め設定しておき、生成される石灰水のｐＨがこの目標値に達するのに必要な海水量と飽和石灰水量とを、ｐＨ制御部１６の演算部が算出し、この海水量と飽和石灰水量に応じて、海水供給量調節弁３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄを通過する海水の流量と、飽和石灰水供給量調節弁３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄを通過する飽和石灰水の流量とをｐＨ制御部１６が決定することによって実現することができる。
測定される海水のｐＨ値がｐＨ基準値を大きく下回るほど、海水の酸性化が懸念される状況であるため、測定される海水のｐＨ値とｐＨ基準値との差を算出し、この差に応じて生成する石灰水のｐＨの目標値を設定する。測定される海水のｐＨ値とｐＨ基準値との差が大きいほど、生成する石灰水のｐＨの目標値を大きくし、測定される海水のｐＨ値とｐＨ基準値との差が小さいほど、生成する石灰水のｐＨの目標値を小さくする。
【００３２】
調合用ホールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ内の石灰水のｐＨは、ｐＨセンサ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄによって監視されてその情報がｐＨ制御部１６へ通知され、ｐＨ制御部１６は、調合用ホールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ内の石灰水のｐＨが所定の値となるように制御する。
【００３３】
図４に、本発明の実施形態に係る石灰水散布装置における石灰水の水位の制御系統図を示す。
調合用ホールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ内に設けられた水位センサ２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄによって検知される各調合用ホールド内での石灰水の水位情報は、水位制御部１７に送信される。水位制御部１７は、この水位情報に基づいて、石灰水送出量調節弁３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄを制御して、調合用ホールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄから噴射ノズル３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、３９ｄに対して送出される石灰水量を調節する。その結果、調合用ホールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ内に残存する石灰水の水位が調節される。
【００３４】
本発明の実施形態に係る石灰水散布装置では、船体１に設けられた調合用ホールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ内に石灰水を蓄積する構造となっているが、広い海域に亘って効率的に石灰水を散布するためには、船体１が海上を航行しながら石灰水を散布することが望ましい。ところが、海水から受ける抵抗を小さくして、船体１がスムーズに海上を航行するためには、船尾よりも船首のほうが海面に対してより多く浮いている状態、すなわち船尾トリムの状態が維持されていることが好ましく、この状態を維持するためには、調合用ホールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ内に蓄積される石灰水の量のバランスを調整することが必要となる。
【００３５】
そのため、噴射ノズル３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、３９ｄから噴射される石灰水の量を制御することにより、調合用ホールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ内に残存する石灰水の量を調整している。具体的には、船首側に位置する調合用ホールド１４ａ、１４ｂに残存する石灰水の水位を低くして船首側の重量を軽くし、船尾側に位置する調合用ホールド１４ｃ、１４ｄに残存する石灰水の水位を高くして船尾側の重量を重くしている。これにより、船尾トリムの状態を実現することができ、船体の進行にあたって、省エネルギーを実現することができる。
【００３６】
このような制御は、調合用ホールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄにおける適正水位バランスを定める水位バランス目標値を水位制御部１７の記憶部に予め設定しておき、水位センサ２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄによって検知される調合用ホールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ内での石灰水の水位情報に基づいて、各調合用ホールド内の水位が水位バランス目標値に到達するように、調合用ホールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄから噴射ノズル３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、３９ｄに対して送出されるべき石灰水量を、水位制御部１７の演算部が算出し、石灰水送出量調節弁３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄを通過する石灰水の流量を水位制御部１７が決定することによって実現することができる。
船尾トリムの状態を実現するために、水位バランス目標値は、船首側から船尾側に向かって順次、調合用ホールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄにおける水位が上昇するように設定される。
【００３７】
このように、船体内に貯蔵された石灰水を単に散布するだけでは、散布という行為によって船体の重量バランスが失われる事態が発生するが、本発明においては、複数設置されている船体内のホールドを石灰水の生成貯蔵の場所として利用し、重量バランスを考慮した上で、複数のホールドから石灰水を散布できる点に大きな特徴がある。
【００３８】
また、海上での船体１の進行状況は、その海域での天候にも左右される。好天の場合には、船体１の重量が小さいほうが燃料を節約して進行するには好都合であるが、悪天候の場合には、船体１の安定性を維持する点から、好天時よりも船体１の重量を重くすることが望ましい。そのため、風力センサ２０と波高センサ２１から送信される風力情報と波高情報のいずれか一方または両方を水位制御部１７に送信し、水位制御部１７は、風力情報と波高情報に基づいて、石灰水送出量調節弁３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄを制御して、調合用ホールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄから噴射ノズル３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、３９ｄに対して送出される石灰水量を調節する。
【００３９】
この調節により、好天時には、前述したトリムを考慮しつつ、調合用ホールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ内の石灰水の水位を下げて船体１の全体の重量を小さくし、悪天候時には、調合用ホールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ内の石灰水の水位を上げて船体１の全体の重量を大きくしている。これにより、悪天候時であっても、安全に赤潮発生海域に出動することができ、天候に左右されず、機敏な対応が可能となる。
【００４０】
図５に、飽和石灰水供給用ホールド１３についての飽和石灰水の水位の制御系統図を示す。
飽和石灰水供給用ホールド１３内に設けられた水位センサ２６によって検知される飽和石灰水供給用ホールド１３内での石灰水の水位情報は、水位制御部１７に送信される。水位制御部１７は、この水位情報に基づいて、飽和石灰水供給量調節弁３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄを制御して、飽和石灰水供給用ホールド１３から調合用ホールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄに対して供給される飽和石灰水量を調節する。この調整により、前述した船尾トリムの状態が維持できるようにしている。
【００４１】
また、風力センサ２０と波高センサ２１から送信される風力情報と波高情報のいずれか一方または両方を水位制御部１７に送信し、水位制御部１７は、風力情報と波高情報に基づいて、飽和石灰水供給量調節弁３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄを制御して、飽和石灰水供給用ホールド１３から調合用ホールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄに対して送出される飽和石灰水量を調節する。これにより、好天時には飽和石灰水供給用ホールド１３内の飽和石灰水の水位を下げて重量を軽くし、悪天候時には飽和石灰水供給用ホールド１３内の飽和石灰水の水位を上げて重量を重くしている。
【００４２】
図６は、船体１の側面図であり、飽和石灰水供給用ホールド１３に蓄積された飽和石灰水の水位と、調合用ホールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄに蓄積された石灰水の水位とを示す。
飽和石灰水供給用ホールド１３内の飽和石灰水４５の水位に対して、船首側に位置する調合用ホールド１４ａ、１４ｂ内の石灰水４６ａ、４６ｂの水位を、船首寄りであるほど低くしている。また、飽和石灰水供給用ホールド１３内の飽和石灰水４５の水位に対して、船尾側に位置する調合用ホールド１４ｃ、１４ｄ内の石灰水４６ｃ、４６ｄの水位を、船尾寄りであるほど高くしている。その結果、船体１は、船尾側に比べて船首側の重量が軽くなり、船首側での海面４４からの浮き上がり高さＨ1は、船尾側での海面４４からの浮き上がり高さＨ2に比べて大きい、船尾トリムの状態となっている。
【００４３】
調合用ホールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄのそれぞれに対してクレーン４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄが設けられ、クレーン４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄに取り付けられた噴射ノズル支持部４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄの先端に噴射ノズル３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、３９ｄが設けられている。噴射ノズル支持部４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄは、船体１の側面方向に伸びて海上に突出するように形成されており、噴射ノズル３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、３９ｄは海面４４上から海面４４に対して石灰水を噴射する。赤潮発生時に異常繁殖したプランクトン数を減少させるためには、海面４４付近の海水のｐＨ値が重要であることから、石灰水は海面４４上に薄く散布されれば良く、そのためには、噴射ノズル３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、３９ｄを用いて石灰水が広く散布されるようにするのが好ましい。
【００４４】
悪天候時には波高が高くなるため、船尾に設けられたスクリュー４３が海面４４より上方に出てしまう可能性が高くなるが、前述したように、飽和石灰水供給用ホールド１３に蓄積された飽和石灰水４５の水位と、調合用ホールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄに蓄積された石灰水４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄの水位とを高くして、船体１の全体の重量を重くしておくことで、このような事態を防止することができる。
【００４５】
天候の指標となる風力と波高のうち、風力段階は１２階級あり、風力センサ２０で検知された風力階級が１から３の場合を天候レベル１、風力階級が４から５の場合を天候レベル２、風力階級が６から８の場合を天候レベル３、風力階級が９から１０の場合を天候レベル４、風力階級が１１から１２の場合を天候レベル５として、それぞれの風力階級に応じた天候レベルに従って、飽和石灰水供給用ホールド１３に蓄積された飽和石灰水４５の水位と、調合用ホールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄに蓄積された石灰水４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄの水位を設定する。
【００４６】
また、波高階級は９階級あり、波高センサ２１で検出された波高階級が１から２の場合を天候レベル１、波高階級が３の場合を天候レベル２、波高階級が４から５の場合を天候レベル３、波高階級が６から７の場合を天候レベル４、波高階級が８から９の場合を天候レベル５として、それぞれの波高階級に応じた天候レベルに従って、飽和石灰水供給用ホールド１３に蓄積された飽和石灰水４５の水位と、調合用ホールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄに蓄積された石灰水４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄの水位を設定する。
【００４７】
例えば、飽和石灰水４５の水位と石灰水４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄの水位の水位レベルを１から１０まで設定し、天候レベル１において、図６に示す水位について、石灰水４６ａの水位レベルをレベル２、石灰水４６ｂの水位レベルをレベル３、飽和石灰水４５の水位レベルをレベル４、石灰水４６ｃの水位レベルをレベル５、石灰水４６ｄの水位レベルをレベル６と設定し、天候レベルの数値が増加するに従って、この水位レベルから水位を上昇させる。
【００４８】
天候を加味した調合用ホールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄについての石灰水の水位の制御は、以下のようにして実現することができる。
風力センサ２０から送信される風力情報と波高センサ２１から送信される波高情報のいずれか一方または両方によって決定される天候レベルに基づいて、調合用ホールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄにおける水位レベルの目標値を水位制御部１７の記憶部に予め設定する。調合用ホールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄにおける石灰水の水位が、水位レベルの目標値と合致するように、水位センサ２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄによって検知される調合用ホールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ内での石灰水の水位情報に基づいて、調合用ホールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄから噴射ノズル３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、３９ｄへ送出されるべき石灰水量を、水位制御部１７の演算部が算出する。
【００４９】
この石灰水送出量に応じて、石灰水送出量調節弁３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄを通過する石灰水の流量を水位制御部１７が決定されて、調合用ホールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄにおける石灰水の水位は、水位レベルの目標値に維持される。石灰水を広い海域に散布するためには、噴射ノズル３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、３９ｄからの石灰水の噴射は、長時間に亘ってなされることが好ましいため、水位制御部１７は、散布すべき時間に基づいて、石灰水送出量調節弁３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄを通過する石灰水の単位時間当たりの流量を決定する。
【００５０】
また、飽和石灰水供給用ホールド１３についての石灰水の水位の制御は、以下のようにして実現することができる。
風力センサ２０から送信される風力情報と波高センサ２１から送信される波高情報のいずれか一方または両方によって決定される天候レベルに基づいて、飽和石灰水供給用ホールド１３における水位レベルの目標値を水位制御部１７の記憶部に予め設定する。飽和石灰水供給用ホールド１３における飽和石灰水の水位が、水位レベルの目標値と合致するように、水位センサ２６によって検知される飽和石灰水供給用ホールド１３内での飽和石灰水の水位情報に基づいて、飽和石灰水供給用ホールド１３から調合用ホールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄへ供給されるべき飽和石灰水量を、水位制御部１７の演算部が算出する。この飽和石灰水供給量に応じて、飽和石灰水供給量調節弁３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄを通過する飽和石灰水の流量を水位制御部１７が決定して、飽和石灰水供給用ホールド１３における飽和石灰水の水位は、水位レベルの目標値に維持される。
なお、飽和石灰水供給用ホールド１３から調合用ホールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄへの飽和石灰水の供給は、前述したｐＨ制御部１６によってもなされるため、ｐＨ制御部１６による制御と水位制御部１７による制御のいずれを優先させるかは、状況によって適宜判断することができる。
【００５１】
以上の説明においては、１つの飽和石灰水供給用ホールド１３に対して、４つの調合用ホールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄを配置した構造を前提としているが、飽和石灰水供給用ホールドと調合用ホールドの数と設置位置については、これに限定されず、適宜選択することができる。飽和石灰水供給用ホールドと調合用ホールドの数と設置位置に応じて、図２に示す石灰水生成のための配管系統図、図３に示す石灰水濃度の制御系統図、図４、図５に示す石灰水の水位の制御系統図を適宜変更することができる。
【００５２】
本発明の実施形態に係る石灰水散布装置によると、船体１に通常設けられている貨物収納用のホールドを、石灰水を蓄積するためのスペースとして利用することができ、石灰水の蓄積のための特殊な構造を船体１に対して付加することを必要としない。また、石灰水を溶解するための液体として海水を用いており、必要に応じて海水を汲み上げて使用することができるため、利便性が高い。
さらに、船体１を停止させて石灰水を散布する場合には、石灰水が海面上で拡散して広がるため、充分に拡散するまでにかなりの時間を要するのに対して、船体１を海上で航行させながら石灰水の散布が可能であるため、広い海域に亘って効率良く石灰水を散布することができる。
【００５３】
また、赤潮発生海域を航行して石灰水を散布した後、時間の経過によって石灰水が海中に拡散して、海水のｐＨがまだｐＨ基準値を下回っている場合には、再度航行して石灰水散布を繰り返すことによって、海水のｐＨを十分に調整することができる。再度の航行のときには、最初の航行の際よりも、海水のｐＨはｐＨ基準値に近くなっていることが想定されるため、生成される石灰水のｐＨを初回より低く設定する。本発明の石灰水散布装置は、散布する石灰水の濃度調整機能を有しているため、複数回に分けて巡航する場合においても、石灰を無駄に消費することなく、合理的に使用することが可能である。
なお、以上の説明においては、船体が海上を航行する場合を想定しているが、湖沼や河川での赤潮発生の予防あるいは抑制を目的として、同様の手法により、船体が湖沼や河川を航行して石灰水を散布することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、広い海域に亘って赤潮を効果的に防止することを可能にする石灰水散布装置として利用することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１  船体
１１  ポンプ
１２  海水供給量調節部
１３  飽和石灰水供給用ホールド
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ  調合用ホールド
１５  海水ｐＨセンサ
１６  ｐＨ制御部
１７  水位制御部
１８  ハウス
１９  煙突
２０  風力センサ
２１  波高センサ
２２、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ    攪拌機
２４、２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ  ｐＨセンサ
２６、２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ  水位センサ
３１、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ  海水供給管
３３、３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ  海水供給量調節弁
３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ  飽和石灰水供給管
３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ  飽和石灰水供給量調節弁
３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄ  石灰水送出管
３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄ  石灰水送出量調節弁
３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、３９ｄ  噴射ノズル
４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ  クレーン
４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ  噴射ノズル支持部
４３  スクリュー
４４  海面
４５  飽和石灰水
４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６  石灰水
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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