(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体の表面に漂っているごみを回収する装置であって、
内部にごみを溜める空間を有しており、上部に前記空間に通じている第１筒状部分と、下部に前記空間に入ってきた液を外に吐き出すポンプとを有している容器と、前記容器の第１筒状部分に、当該容器が上下動可能な状態で嵌合する第２筒状部分及び当該第２筒状部分に接続されているフロートを含んでいるフロート部と、で構成されており、
前記容器は、第１筒状部分の側面に第１開口が設けられており、
前記フロート部は、第２筒状部分に、液に浮かべた際に液面となる位置を含む第２開口が設けられており、
前記第１開口の位置及び幅は、第２開口と重なって形成される開口部分が前記液面となる位置を含み、前記容器の空間にごみ及び液が無いときに前記開口部分の面積が最も大きく、ごみ及び液が予め定めた量を越えると前記開口部分の面積が小さくなり、ごみ及び液が予め定めた量溜まった後は前記開口部分が閉じて無くなるようになっていることを特徴とする、液面の表面に漂っているごみを回収する装置。
【請求項２】
前記第１開口は、上方へ行くほど、幅が狭くなっている、請求項１に記載の液体の表面に漂っているごみを回収する装置。
【請求項３】
前記容器の第１開口と前記ポンプの間には、前記空間に入ってきた液に含まれている重油の、前記ポンプまでの距離が、予め定めた値になった時にポンプの動作を停止させるスイッチが設けられている、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体の表面に漂っているごみを回収する装置。
【請求項４】
前記スイッチは、予め想定している液の比重より軽く、重油の比重よりも重いフロートスイッチであり、当該フロートスイッチは、前記空間に入ってきた液に重油が含まれており、予め定めた位置にまで重油が溜まった時に、ポンプの動作を停止させる、ことを特徴とする請求項３に記載の液体の表面に漂っているごみを回収する装置。
【請求項５】
前記容器の第１開口とポンプとの間には、前記空間に入ってきたごみと液とを分けるフィルターが設けられており、
前記フロートスイッチは、前記フィルターとポンプとの間に設けられている、ことを特徴とする請求項４に記載の液体の表面に漂っているごみを回収する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海、川の表面、池、プール、風呂等に溜まっている液体の表面に漂っているごみを回収する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体の表面に漂っているごみを回収する装置として、例えば特許文献１には、上面の開口しているおわん型の容器で、液体と共にごみを回収する容器であって、容器内に流入した液をくみ出す機構を備えた容器が開示されている。この容器は、一度、液面に漂うごみを液と一緒に容器内部に流入させ、その後、ごみ収集用ネットを持ち上げることによって、ごみだけをすくい上げる。
【０００３】
特許文献１には、液をくみ出す機構として、容器の底にポンプを取り付けることが開示されている。しかし、当該構成では、ポンプが何らかの原因で停止した場合、容器内の液位が上昇し、液面との差が無くなり、一度集めたごみが再び放出されてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１８-１７０６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記従来例の問題を解決する、液体の表面に漂っているごみを回収する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】
【０００６】
本発明の液体の表面に漂っているゴミを回収する装置は、液体の表面に漂っているごみを回収する装置であって、内部にごみを溜める空間を有しており、上部に前記空間に通じている第１筒状部分と、下部に前記空間に入ってきた液を外に吐き出すポンプとを有している容器と、前記容器の第１筒状部分に、当該容器が上下動可能な状態で嵌合する第２筒状部分及び当該第２筒状部分に接続されているフロートを含んでいるフロート部と、で構成されており、前記容器は、第１筒状部分の側面に第１開口が設けられており、前記フロート部は、第２筒状部分に、液に浮かべた際に液面となる位置を含む第２開口が設けられており、前記第１開口の位置及び幅は、第２開口と重なって形成される開口部分が前記液面となる位置を含み、前記容器の空間にごみ及び液が無いときに前記開口部分の面積が最も大きく、ごみ及び液が予め定めた量を越えると前記開口部分の面積が小さくなり、ごみ及び液が予め定めた量溜まった後は前記開口部分が閉じて無くなるようになっている、ことを特徴とする。
【０００７】
前記第１開口は、上方へ行くほど、幅が狭くなっている、ことが好ましい。
【０００８】
前記容器の第１開口と前記ポンプの間には、前記空間に入ってきた液に含まれている重油の、前記ポンプまでの距離が、予め定めた値になった時にポンプの動作を停止させるスイッチが設けられている、ことが好ましい。
【０００９】
前記スイッチは、予め想定している液の比重より軽く、重油の比重よりも重いフロートスイッチであり、当該フロートスイッチは、前記空間に入ってきた液に重油が含まれており、予め定めた位置にまで重油が溜まった時に、ポンプの動作を停止させる、ことが好ましい。
【００１０】
前記容器の第１開口とポンプとの間には、前記空間に入ってきたごみと液とを分けるフィルターが設けられており、前記フロートスイッチは、前記フィルターとポンプとの間に設けられている、ことが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、故障、バッテリの低下等が原因でポンプが停止した場合、容器内に液が溜まり、結果、第１開口と第２開口との重なりによって形成される開口部分が閉じて無くなるので、一度容器の中に集めたごみが再び放出されてしまうことを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る装置を海面に浮かべて使用している状態を示す斜視図。
【図２】（ａ）は同装置を構成する容器の斜視図、（ｂ）は同装置を構成するフロート部の斜視図。
【図３】（ａ）（ｂ）は図２（ａ）に示した容器の内部構成を説明するための断面図。
【図４】（ａ）乃至（ｆ）は同装置を構成する容器の上下動で変化する開口部分の面積変化を説明するための斜視図。
【図５】（ａ）は装置を海に投入した初期状態を示し、（ｂ）は装置の容器に海水が充填された状態を示し、（ｃ）は装置の容器のポンプが動作しているときの状態を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の一実施の形態に係る液体の表面に漂っているごみを回収する装置は、内部にごみを溜める空間を有しており、上部に空間に通じている第１筒状部分と、下部に空間に入ってきた液を外に吐き出すポンプとを有している容器と、この容器の第１筒状部分に、当該容器が上下動可能な状態で嵌合する第２筒状部分及び当該第２筒状部分に接続されているフロートを含んでいるフロート部と、で構成されている。容器は、第１筒状部分の側面に第１開口が設けられている。フロート部は、第２筒状部分に、液に浮かべた際に液面となる位置を含む上端部及び下端部を有する第２開口が設けられている。第１開口の位置及び幅は、第２開口と重なって形成される開口部分が前記液面となる位置を含み、容器の空間にごみ及び液が無いときに開口部分の面積が最も大きく、ごみ及び液が予め定めた量を越えると開口部分は連続又は断続的に小さくなってくように、例えば、上部に行くほど幅が狭く設定されている。第１開口の位置及び幅は、ごみ及び液が予め定めた量溜まった後は開口部分が閉じて無くなるように設定されている。電源オフ、故障、バッテリの低下等が原因でポンプが停止した場合、容器内に液が溜まり、結果、開口部分が無くなるので、一度容器の中に集めたごみが再び放出されてしまうことを防ぐことができる。
【００１４】
以下、第１の実施例に係る、液面に漂っているごみを回収する装置１について説明する。本明細書において、「液面に漂っているごみ」とは、装置１を浮かべ得る程度の深さのある液が溜まっている場所、装置１のサイズにもよるが、例えば、海、川、池、プール、風呂の、海水又は水の液面に漂っている、ペットボトル、発泡スチロール等のプラスチックごみ、ビニール袋、空き缶、ガラスビン、垢等の汚物、浮遊している海藻類、重油、等のごみをいう。
【００１５】
図１は、装置１を用いて、海面１００の表面に漂っているごみを回収している様子を示す。装置１は、容器２と、当該容器２を上下動可能に支持しているフロート部３とで構成されている。容器２とフロート部３との重なり部分には、容器２の上下位置によって面積の変化する開口部分４が形成されている。開口部分４は、常にその下端部４ａが海面より下となるように設計されており、海面を漂うビニール袋、空き缶、ペットボトル等のごみ５が海水と共に容器２内に流れ込むようになっている。
【００１６】
図２（ａ）は容器２の斜視図で、図２（ｂ）は、（ａ）に示す容器２と同一縮尺で示すフロート部３の斜視図である。図３（ａ）は容器２を正面から見た断面図、（ｂ）は容器２を側方から見た断面図、（ｃ）は容器２の底面図を示す。図２、図３を参照しつつ、容器２、フロート部３の構成について説明する。
【００１７】
図２（ａ）、図３（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す容器２は、例えば、プラスチック樹脂製で、内径９９０ｍｍ、外径１０００ｍｍ、即ち、厚さ５ｍｍで、深さは１５００ｍｍの有底の円筒状容器である。容器２は、内部にごみを溜める空間６を有しており、上部に空間６に通じている第１筒状部分７と、下部に空間６に入ってきた液を外に吐き出すポンプ８（図３（ａ）を参照）とを有している。第１筒状部分７には、第１開口９が設けられている。第１開口９は、同一形状で、第１筒状部分７に２箇所、互いに向かい合う位置に設けられている。当該構成を採用することで、海水が容器２の空間６に流入する際に反対向きに生じる推進力を相殺し、装置１が意図しない方向に動かないようにする。第１開口９は、矩形の開口部９ａの上に、幅が不連続、即ち、図３（ａ）に示すように、ステップ状に幅の狭くなった矩形の開口部９ｂ、９ｃを積み重ねた形状をしている。
【００１８】
容器２の底面に設けられているポンプ８は、バッテリ駆動式で、上方の吸い込み口８ａから吸い込んだ液を、図３（ｃ）に示すように、底面中心部分に設けた吐出口１０から吐き出す。吐出口１０を底面中心部分に設ける構成を採用することで、液を吐出することで生じる推進力によって、装置１が意図しない方向に動かないようにする。
【００１９】
なお、開口部分４と吐出口１０とは、その向き及び個数を、装置１が意図しない方向に動かないように配置しているが、予め想定する向き、例えば、一方向、または、円を描く方向に動くように配置してもよい。更には、吐出口１０をノズル形状とし、遠隔操作でその向きを制御可とし、装置１を任意の方向に移動可能としてもよい。
【００２０】
容器２内部には、空間６とポンプ８との間に、ごみと液とを分けるフィルター１１が設けられている。このフィルター１１と、ポンプ８との間には、フロートスイッチ（又はレベルスイッチ）１２が設けられている。フロートスイッチ１２は、海水又は水といった、予め想定している液の比重より軽く、重油の比重よりも重いフロート１２ａと、先端にフロート１２ａが取り付けられ、他端が枢支されているレバー型スイッチ１２ｂとで構成されており、フロート１２ａの上下動に応じてポンプ８の電源オン及び電源オフを行う。空間６に重油が入ってきていない時は、フロート１２ａはフィルター１１に当たるように上方に浮かんでおり、フロートスイッチ１２はポンプ８を電源オンにしている。しかし、空間６に重油が入り、重油とポンプ８との距離が予め定めた値、例えば２００ｍｍになる位置にまでフロート１２ａが重油によって押し下げられると、フロートスイッチ１２はポンプ８を電源オフにする。重油がポンプ８の内部を通ると、液路にへばりつき、故障原因となるが、このフロートスイッチ１２を設けたことによって、故障しない距離だけ重油から離れている位置でポンプ８を停止させることができる。
【００２１】
容器２の上部及び底部には、例えば外径１０２０ｍｍ、上下幅１０ｍｍのフランジ１３、１４が設けられている。フランジ１３、１４は、フロート部３の上部縁３ａ及び下部縁３ｂに当たり、容器２の上下動を制限する。フランジ１３は、例えば装置１を海面に使用する際、容器２の空間６に回収したごみの浮力を生じていた空間に海水が入り込み、沈んだり、想定外の波を受けたときでも、容器２がフロート部３を突き抜けて沈んでしまわないように、抑止する。フランジ１４は、例えば装置１を海面に使用する際、想定外の波を受けて、開口部分４の下端部４ａ（図１を参照)が海面よりも上になってしまう程、フロート部３の中を上に移動しないように抑止する。なお、このような虞の無い状況下で使用する場合、フランジ１３、１４の一方又は両方は、省略することができる。
【００２２】
また、図示していないが、容器２の上下方向に沿って１以上のレールが設けられており、フロート部３には、このレールが嵌る溝が設けられている。当該構成を採用することによって、フロート部３内での、容器２の向きを一定に保つ。ベアリング等の技術を用いれば、より滑らかな上下動が実現される。なお、当該レール及び溝は、容器２及びフロート部３の形状を、断面円形の代わりに、容器２が回転しない断面形状、例えば、三角形及び矩形を含む多角形、かまぼこ型、楕円型、等にすることによって、不要になる。
【００２３】
図２（ｂ）に示すフロート部３は、例えば、プラスチック樹脂製で、内径１０１０ｍｍ、外径１０２０ｍｍ、即ち、厚さ５ｍｍで、５ｍｍの間隔を開けて容器２の第１筒状部分７が上下動可能な状態で嵌合する第２筒状部分１５と、この第２筒状部分１５に接続されているフロート１６とで構成されている。第２筒状部分１５には、第２開口１７が設けられている。フロート１６は、容器２の上下動によって生じる浮力の変化によらず、その第２開口１７の上端部１７ａが海面よりも常に高い位置となり、同時に、下端部１７ｂが海面よりも常に低い位置となるように設計された浮力を有する。
【００２４】
図４（ａ）乃至図４（ｆ）は、容器２とフロート部３との位置関係によって変化する開口部分４の形状を示す。開口部分４は、容器２の第１開口９と、フロート部３の第２開口１７との重なりによって形成される。前記第１開口９の下端部９ａ（図２（ａ）を参照）の位置は、開口部分４の下端部４ａが海面よりも常に低い位置となる位置に設けられる。図４（ａ）に示すように、容器２が浮いて、フランジ１４がフロート部３の下部縁３ｂに当たっている状態から、図４（ｆ）に示すように、容器２が沈んで、フランジ１３がフロート部３の上部縁３ａに当たっている状態になるまでの様子を示す。
【００２５】
開口部分４は、図４（ａ）に示すように、容器２の空間６にごみ及び液が無いときに面積が最も大きくなる。ごみ及び液が予め定めた量を越え、容器２が沈み始めると、第２開口１７は、第１開口９の幅の狭い矩形の開口部９ｂ、９ｃと重なるようになり、結果、図４（ｂ）〜図４（ｅ）に示すように、開口部分４の面積は小さくなっていく。なお、第１開口９の形状を上方に行くほど幅が少なくなる形状としたことで、開口部分４の形状が等脚台形となり、開口部分４の下側よりも上側の流れ込み速度を高め、液面に漂っているごみの回収率をよくすることができる。ごみ及び液が予め定めた量溜まった後は、図４（ｆ）に示すように、開口部分４は閉じて無くなる。本明細書において、「開口部分４が閉じて無くなる」とは、第１開口９と第２開口１７との重なりが完全に無くなる場合だけでなく、対象とするごみが一度容器２の空間６に回収された後、再び開口部分４を通り抜けて放出され得ない程の間隔以下に第１開口９と第２開口１７との重なりが実質的に無くなる、ことを含む。
【００２６】
なお、容器２の底に設けてあるポンプ８の吐出口１０は、底面中心部分に設けてあるので、この液を吐出することで生じる推進力は、容器２を上に持ち上げ、開口部分４の面積を広くする方向に作用する。ポンプが停止した場合には、この推進力が無くなり、容器２は沈み、図４（ｆ）の状態になるので、上記容器２とフロート部３との位置関係に何ら問題は生じない。
【００２７】
図５は、容器２の上下動によって変わる、フロート部３の海面１００に対する位置の変化を説明する図である。図５（ａ）は、ポンプ８を作動させていない状態で、装置１を海中に投入した時の様子を示す。容器２のポンプ８の内部又は周囲には、錘が設けられており（図示せず）、装置１を海中に浮かべたときに、容器２の第１開口９が、図５（ａ）の位置になるように、設計されている。この状態は、図４（ａ）と同じであり、容器２の浮力をフランジ１４が係合することによって受けるので、フロート１６は、僅かに上昇しているが、第２開口１７の下端部１７ｂは、海１００の海面よりも低い位置にある。
【００２８】
図５（ｂ）は、図５（ａ）の状態で放置された結果、容器２の空間６内に海水が充填され、容器２が最も沈んだ状態を示す。この場合、容器２の重さをフランジ１３が係合することによって受けるので、フロート１６が僅かに沈んでいる。第２開口１７の下端部１７ｂは、海１００の海面よりも低い位置にある。開口部分４は、閉じてしまっている状態なので、容器２の空間６に吸い込まれたごみは、外に放出されない。
【００２９】
図５（ｃ）は、図５（ｂ）の状態から、ポンプ８を始動させた後の状態を示す。容器２の空間６に流入した海水はポンプ８によって外に吐き出され、結果、開口部分４から流入する海水の量と、ポンプ８が外に吐き出す海水の量のバランスによって容器２は上下動する。即ち、この場合、フロート部３は、容器２から、その上下動による摩擦力を受ける程度で、実質何らの力を受けてはいない。故に、設計通り、第２開口１７の下端部１７ｂは、海１００の海面よりも低い位置となる。この場合において、ポンプ８が正常に動いている限り、開口部分４からポンプ８に向かう液流ができており、吸い込んだごみが逆流することは無い。なお、実際に装置１を試作し、図５（ａ）（ｂ）（ｃ）の場合の水位を確認したが、特に問題無く動作した。
【００３０】
容器２の空間６に集めたごみは、容器２の上方から手網等で回収することができる。なお、予め第１開口９の形状に合わせて切り欠き部分を設けた、網籠又は網状の袋を入れておき、当該網籠又は網状の袋を引き揚げることによって回収しても良い。ごみを回収する際、装置１は、図４（ｆ）、図５（ｂ）の状態であり、あつめたごみが外に出ていくことは無い。この網籠又は網状の袋で取りこぼしたごみは、容器２の空間６内に漂っているので、容易に手網等ですくえる。
【００３１】
なお、本発明は、その効果が得られる限りにおいて、種々の変形を行い得る。例えば、第１開口９は、下部から上部へと向かうにつれて連続的に、幅が狭くなる、三角形又は等脚台形状のものであっても良い。また、容器２とフロート部３の接面の一部又は全部の側面に傾斜をつけ、例えば、第１筒状部分７及び第２筒状部分１５を錘状にし、フランジ１３またはフランジ１４の抑止効果を代用させれば、フランジ１３またはフランジ１４を省略することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明の装置は、海、川、池、プール、風呂等での使用を想定しているが、これに限らず、ダム湖、貯水槽等、装置を投入し得る深さの液が溜まっているところであれば、使用可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１      装置
２      容器
３      フロート部
４      開口部分
５      ごみ
６      空間
７      第１筒状部分
８      ポンプ
９      第１開口
１０    吐出口
１１    フィルター
１２    フロートスイッチ
１３、１４    フランジ
１５    第２筒状部分
１６    フロート
１７    第２開口
【要約】
【課題】  液面を漂っているごみを回収する装置を提供する。
【解決手段】  本発明の装置は、内部にごみを溜める空間、上部に第１筒状部分、及び、下部に空間に入ってきた液を外に吐き出すポンプを有している容器と、第１筒状部分に容器が上下動可能な状態で嵌合する第２筒状部分及び第２筒状部分に接続されているフロートを含んでいるフロート部と、で構成され、容器は第１筒状部分の側面に第１開口が設けられ、フロート部は第２筒状部分の内、液面に浮かべた際に液面を含む位置に第２開口が設けられ、第１開口の位置及び幅は、容器の空間にごみ及び液が無いときに第２開口と重なって形成される開口部分の面積が最も大きく、ごみ及び液が予め定めた量を越えると開口部分の面積が小さくなっていき、ごみ及び液が予め定めた量溜まった後は開口部分が閉じて無くなる、ことを特徴とする。ポンプの故障時等に回収したごみを再び外に吐き出さない。
【選択図】図１【図１】
0006589162.tif 000002
【図２】
0006589162.tif 000003
【図３】
0006589162.tif 000004
【図４】
0006589162.tif 000005
【図５】
0006589162.tif 000006