(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
傾斜板の水面下端側の周縁から、上向きに中心部に向かって傾斜した傾斜板を有し、上記中心部で上記傾斜板に開放口を設け、且つ、その下方に筒状体が設けられた本体と、該本体の上記傾斜板上に上記中心部から、上記傾斜板上を上記下端側の周縁に向かって放射状に立設した、波を収斂するための収斂提と、上記筒状体の外周で上記傾斜板の下方に浮力室を設け、上記中心部が水面上に出るように上記本体を水面に浮かせ、波の動きに伴って、油水が上記中心部から進入する浮遊渚を利用した水の循環と油回収装置において、
上記収斂提に区切られた上記傾斜板の上面を波が遡上して、上記開口から上記筒状体内に進入した油水を、水と油の比重の違いを利用し、油分は上層に、水分は下層に分離され、筒状体内の油水の水位と本体外部の油水の水位差によって、上記水分は上記筒状体の下方より放水され、水の循環が行われると共に、上記上層部の油分は回収されることを特徴とする浮遊渚を利用した水の循環と油回収装置。
【請求項２】
傾斜板の水面下端側の周縁から、上向きに中心部に向かって傾斜した傾斜板を有し、上記中心部で上記傾斜板に開放口を設け、且つ、その下方に筒状体が設けられた本体と、該本体の上記傾斜板上に上記中心部から、上記傾斜板上を上記下端側の周縁に向かって放射状に立設した、波を収斂するための収斂提と、上記筒状体の外周で上記傾斜板の下方に浮力室を設け、上記中心部が水面上に出るように上記本体を水面に浮かせ、波の動きに伴って、油水が上記中心部から進入する浮遊渚を利用した水の循環と油回収装置において、
上記筒状体内に浮遊した浮遊体を設け、上記浮遊体中程に上端が開放された浮遊体の取り入れ管と、浮遊体下方に装置外部に連通するノズルとフレキシブルホースが設けられ、
上記収斂提に区切られた上記傾斜板の上面を波が遡上して、上記開口から上記筒状体内に進入した油水を、水と油の比重の違いを利用し、油分は上層に、水分は下層に分離され、筒状体内の油水の水位と本体外部の油水の水位差によって、上記水分は上記筒状体の下方より放水され、水の循環が行われると共に、上記筒状体内の上層部に蓄積された油分が、上記浮遊体中程に上端が開放された浮遊体の取り入れ管より流入し、上記浮遊体下方に装置外部に連通するノズルとフレキシブルホースを介し、装置外部へ送られ、回収されることを特徴とする浮遊渚を利用した水の循環と油回収装置。
【請求項３】
傾斜板の水面下端側の周縁から、上向きに中心部に向かって傾斜した傾斜板を有し、上記中心部で上記傾斜板に開放口を設け、且つ、その下方に筒状体が設けられた本体と、該本体の上記傾斜板上に上記中心部から、上記傾斜板上を上記下端側の周縁に向かって放射状に立設した、波を収斂するための収斂提と、上記筒状体の外周で上記傾斜板の下方に浮力室を設け、上記中心部が水面上に出るように上記本体を水面に浮かせ、波の動きに伴って、油水が上記中心部から進入する浮遊渚を利用した水の循環と油回収装置において、
上記筒状体内に浮遊した浮遊体を設け、上記浮遊体中程に上端が開放された浮遊体の取り入れ管と、浮遊体下方から波力ポンプに連通するノズルとフレキシブルホースが設けられ、上記収斂提の外側に波力ポンプが設けられると共に、上記波力ポンプに接続された配管系を介して装置外部に連通するフレキシブルホースが設けられ、
上記収斂提に区切られた上記傾斜板の上面を波が遡上して、上記開口から上記筒状体内に進入した油水を、水と油の比重の違いを利用し、油分は上層に、水分は下層に分離され、筒状体内の油水の水位と本体外部の油水の水位差によって、上記水分は上記筒状体の下方より放水され、水の循環が行われると共に、上記筒状体内の上層部に蓄積された油分は、上記浮遊体中程に上端が開放された浮遊体の取り入れ管より流入し、上記浮遊体下方から波力ポンプに連通するノズルとフレキシブルホースと、上記波力ポンプに接続された配管系と、装置外部に連通するフレキシブルホースを介し、波力ポンプの動力にて装置外部へ送られ、回収されることを特徴とする浮遊渚を利用した水の循環と油回収装置。
【請求項４】
上記本体下方の筒状体内に設けられた浮遊体において、浮遊体中程に上端が開放された浮遊体の取り入れ管の外部に、スライド出来るスライド管を設け、スライド管を作動させることにより、弁の働きをさせると共に、更に上記スライド管の外部に浮体を設け、水と油の比重の違いを利用して、上記浮体が油中ではスライド管は沈下し、上記弁の働きが開となり、海水中ではスライド管は上昇し、上記弁の働きが閉となることを特徴とした請求項２又は３記載の浮遊渚を利用した水の循環と油回収装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地球温暖化ならびに地球環境破壊、省エネルギー等エネルギー資源の枯渇化と地球環境問題等が、大きな課題となっている今日において、クリーンな自然エネルギーを利用して海洋やダム・湖沼等の水面上に浮遊する油を水と分離し、油を回収することや、水面上に浮遊するアオコ等を回収すること、または、底層部にある貧酸素水を取水して水面上に揚水し、放水することにより、上層水中での底層水の拡散、混合、或いは外部の新鮮な水と閉鎖性水域等に滞留する滞留水を循環、交換、拡散、ならびに混合し、貧酸素水の改善や、ひいては水質浄化効果を得ること等の分野に関するものである。
【０００２】
また、栄養塩のある海洋深層水を海面上に揚水し、上層水と底層水の循環、交換、拡散、或いは混合することにより、上層水に含まれる植物プランクトンを、深海より汲み上げた栄養塩で増殖し、光合成作用を起こさせて、大気中の二酸化炭素の吸収、二酸化炭素の海洋固定、ならびに魚貝類や海藻類等の生物生産の増等の分野にも関するものである。
【０００３】
【従来の技術】
急な事故での河川や下水道からの海への油分の流入や、船舶等からの油漏れ事故等が発生した場合には、その海域の近くに油回収船がいない等の理由で即対応できないのが現状である。したがって、平常時は水の循環ならびに、水の浄化装置として運転しながら、万一アオコの発生や油漏れ事故等が発生したときには、その現場近くにある装置を即現地に急行させて、これまでのものとは運転方法を切り換え、即対応できるアオコや油回収装置の開発が要求されていた。また、本発明人と同一発明人が既に出願した「浮遊渚を利用した水循環装置」特願平１１−１９３５２２においては、水の循環装置のみの発明であり、アオコや油を回収する機能が付与されておらず、片手落ちの部分があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、前記した前者（水の循環、水の浄化装置）と、後者（即対応できるアオコや油回収装置）を一基で兼用することができれば、前者を港湾等に常設し、海水等の浄化装置として作動させながら、万一アオコや油漏れ事故等の発生の際には急遽現場に移動させ、簡単な切り換え作業を行うことにより、アオコや油を回収すことのできるものを開発する必要性等で大きな課題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、傾斜板の水面下端側の周縁から、上向きに中心部に向かって傾斜した傾斜板を有し、上記中心部で上記傾斜板に開放口を設け、且つ、その下方に筒状体が設けられた本体と、該本体の上記傾斜板上に上記中心部から、上記傾斜板上を上記下端側の周縁に向かって放射状に立設した、波を収斂するための収斂提と、上記筒状体の外周で上記傾斜板の下方に浮力室を設け、上記中心部が水面上に出るように上記本体を水面に浮かせ、波の動きに伴って、油水が上記中心部から進入する浮遊渚を利用した水の循環と油回収装置において、
上記収斂提に区切られた上記傾斜板の上面を波が遡上して、上記開口から上記筒状体内に進入した油水を、水と油の比重の違いを利用し、油分は上層に、水分は下層に分離され、筒状体内の油水の水位と本体外部の油水の水位差によって、上記水分は上記筒状体の下方より放水され、水の循環が行われると共に、上記上層部の油分は回収されることを特徴とする浮遊渚を利用した水の循環と油回収するとよい。
【０００６】
また、傾斜板の水面下端側の周縁から、上向きに中心部に向かって傾斜した傾斜板を有し、上記中心部で上記傾斜板に開放口を設け、且つ、その下方に筒状体が設けられた本体と、該本体の上記傾斜板上に上記中心部から、上記傾斜板上を上記下端側の周縁に向かって放射状に立設した、波を収斂するための収斂提と、上記筒状体の外周で上記傾斜板の下方に浮力室を設け、上記中心部が水面上に出るように上記本体を水面に浮かせ、波の動きに伴って、油水が上記中心部から進入する浮遊渚を利用した水の循環と油回収装置において、
上記筒状体内に浮遊した浮遊体を設け、上記浮遊体中程に上端が開放された浮遊体の取り入れ管と、浮遊体下方に装置外部に連通するノズルとフレキシブルホースが設けられ、
上記収斂提に区切られた上記傾斜板の上面を波が遡上して、上記開口から上記筒状体内に進入した油水を、水と油の比重の違いを利用し、油分は上層に、水分は下層に分離され、筒状体内の油水の水位と本体外部の油水の水位差によって、上記水分は上記筒状体の下方より放水され、水の循環が行われると共に、上記筒状体内の上層部に蓄積された油分が、上記浮遊体中程に上端が開放された浮遊体の取り入れ管より流入し、上記浮遊体下方に装置外部に連通するノズルとフレキシブルホースを介し、装置外部へ送られ、回収されることを特徴とする浮遊渚を利用した水の循環と油回収するとよい。
【０００７】
そして、傾斜板の水面下端側の周縁から、上向きに中心部に向かって傾斜した傾斜板を有し、上記中心部で上記傾斜板に開放口を設け、且つ、その下方に筒状体が設けられた本体と、該本体の上記傾斜板上に上記中心部から、上記傾斜板上を上記下端側の周縁に向かって放射状に立設した、波を収斂するための収斂提と、上記筒状体の外周で上記傾斜板の下方に浮力室を設け、上記中心部が水面上に出るように上記本体を水面に浮かせ、波の動きに伴って、油水が上記中心部から進入する浮遊渚を利用した水の循環と油回収装置において、
上記筒状体内に浮遊した浮遊体を設け、上記浮遊体中程に上端が開放された浮遊体の取り入れ管と、浮遊体下方から波力ポンプに連通するノズルとフレキシブルホースが設けられ、上記収斂提の外側に波力ポンプが設けられると共に、上記波力ポンプに接続された配管系を介して装置外部に連通するフレキシブルホースが設けられ、
上記収斂提に区切られた上記傾斜板の上面を波が遡上して、上記開口から上記筒状体内に進入した油水を、水と油の比重の違いを利用し、油分は上層に、水分は下層に分離され、筒状体内の油水の水位と本体外部の油水の水位差によって、上記水分は上記筒状体の下方より放水され、水の循環が行われると共に、上記筒状体内の上層部に蓄積された油分は、上記浮遊体中程に上端が開放された浮遊体の取り入れ管より流入し、上記浮遊体下方から波力ポンプに連通するノズルとフレキシブルホースと、上記波力ポンプに接続された配管系と、装置外部に連通するフレキシブルホースを介し、波力ポンプの動力にて装置外部へ送られ、回収されることを特徴とする浮遊渚を利用した水の循環と油回収するとよい。
【０００８】
そして、上記本体下方の筒状体内に設けられた浮遊体において、浮遊体中程に上端が開放された浮遊体の取り入れ管の外部に、スライド出来るスライド管を設け、スライド管を作動させることにより、弁の働きをさせると共に、更に上記スライド管の外部に浮体を設け、水と油の比重の違いを利用して、上記浮体が油中ではスライド管は沈下し、上記弁の働きが開となり、海水中ではスライド管は上昇し、上記弁の働きが閉となることを特徴とした請求項２又は３記載の浮遊渚を利用した水の循環と油回収するとよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の好適実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
図１は本発明の装置１Ａの縦断面図である。この図の構成を以下に説明する。本発明の装置１Ａは、装置本体１Ｘを水底ＳＧより係留装置２により係留され水面Ｓ上に浮遊状態で設置されている。本装置のほぼ中心部は前記水面Ｓよりやや上方に突出し、ここを頂点とし、これより末下りに傾斜した傾斜板３が前記中心部より半径方向左右両側に延び、水中に没した後、その末端には側壁４が設けられている。
【００１１】
装置のほぼ中心部には、前記した傾斜板３の頂点付近に開放口３ａを設け、この下方に上下が解放された筒状体５が設けられている。筒状体５の下方の内側にはアーム６が設けられ、このほぼ中心部にスペーサー７が設けられている。このスペーサー７にフレキシブルホース８がフランジもしくは差し込み接続等をした後締め付けバンド等を用いて取り付けられている。
【００１２】
筒状体５の内部には、詳述は後記するが浮遊体９Ａが設けられている。台風や大波時等において浮遊体９Ａは筒状体５内で筒状体５の内壁１０等に緩衝しないための手段として、ほぼ均等な長さのチェーン１１等を用いて、筒状体５の内壁１０と浮遊体９Ａは結ばれている。浮遊体９Ａの下端と前記したスペーサー７の上端がフレキシブルホース１２等で結ばれ、このホースの両端は、フランジもしくは差し込み接続等をした後締め付けバンド等を用いて締め付けられている。
【００１３】
フレキシブルホース１２は長さにゆとりを持ち、浮遊体９Ａが筒状体５内である程度上下方向の運動や前後左右に移動しても、差し支えない程度にゆとりを持って設定されているものとする。また、筒状体５内にアオコや油が混入したときのアオコ混じりの水の水面や油面をＳａ、そのときのアオコや油のほぼ無くなった部分のそのすぐ下の水面の水位をＳｂとする。
【００１４】
筒状体５の外周で前記傾斜板３の下方には、浮力室１３が設けられ、その浮力室１３の壁１４が筒状体５の外面や傾斜板３の下面にしっかりと固着され、前記したその筒状体５の継ぎ目や、前記傾斜板３の継ぎ目等より、浮力室１３内には外部の水が入らないようになっているものとする。ただし、浮力室１３内には浮力の調整のためのバラスト水が出入りするノズルや、通気配管ならびにそのポンプ装置等は装置内に設けられているものとする。
【００１５】
前記した傾斜板３の末端に設けられた側壁４は、傾斜板３を折り曲げた状態で設けられている。側壁４部は装置全体の比較的下方に位置し、波浪等による動揺性等の面で装置全体のおもりとなることから、装置全体の合成重心の位置を低くする役目を果たすと同時に、装置全体の安定性を保つことができるものとする。設計条件等によっては上記側壁４と、上記傾斜板３の下部で浮力室１３のなき部分においては、パンチングメタル状の無数の小さな穴を開ける場合もあるものとする。
【００１６】
前記傾斜板３の頂点部でほぼ中心部に設けられた傾斜板３の開放口３ａの外部より、やや水面Ｓ上を装置の外方向両側に延びる収斂堤１５の内部にも、浮力室１６が設けられているものとする。
【００１７】
収斂堤１５の最外端にはバランス浮体１７が取付台１８等を介して、バンドやロープ、或いはボルト締めや溶接等でしっかりと収斂堤１５等に取り付けられているものとする。
バランス浮体１７は図のように浮体の約半分程度を水面Ｓ上に出し、残りの半分は水面下に没する程度に設定され、設置水域に大波等が発生しても装置全体が転倒しないようになっているものとする。
【００１８】
したがって、本発明の装置１Ａは水面Ｓ上に設けられたバランス浮体１７と、水中で装置の下方に設けた側壁４部のおもりと、装置の中心部近くに設けられ、比較的水面近くに位置する浮力室１３や、収斂堤１５内でほぼ水面上に位置する浮力室１６の関係等から、浮心と重心の位置を算出し、装置全体が転倒しないように十分な設計がなされているものとする。
つぎに、作用を述べる。
【００１９】
先ず、水面Ｓ上では装置の外部よりバランス浮体１７の隙間を通過した波が前記収斂堤１５にガイドされながら、絞り上げられるような収斂作用の現象で波高を大きくしながら、前記傾斜板３の上面をかけ上がる。この波がその水の上面に浮遊しているアオコや油と水を混合させながら、アオコや油を巻き上げるような格好で、傾斜板３の頂点部の開放口３ａより越波して筒状体５内に入る。筒状体５内に入ったアオコや油と水の混合水は、その物体や液体の比重の関係等から分離され、アオコや油分は上方に浮上して分かれる。
【００２０】
下方に沈下した水分は筒状体５の下端に設けたアーム６の隙間より抜け出て水中に戻る。上方に浮上しているアオコや油分は浮遊体９Ａの中程に設けた開放口より浮遊体９Ａ内を通り、フレキシブルホース１２、スリーブ７等を介してフレキシブルホース８より送り出される。このときアオコの発生や油漏れ事故発生等の急場には吐出口の圧力とポンプ揚程との関係や、管抵抗ならびにホース内の負荷抵抗等を考慮し、一挙に流速をあげるためにも、別途の電力や内燃機関等の駆動によるポンプ等を別途に設けてパワーアップすることが考えられる。
【００２１】
浮遊渚の傾斜板３の上面から、波が越波して開放口３ａより筒状体５内に入るときのアオコや油水量の変動、装置全体の動揺性や、波浪現象等によるアオコ混じりの水の水面や油面Ｓａの変化等に合わせて、浮遊体９Ａはフレキシブルホース１２等の作用で、これに随時追従することができるものとする。
つぎの説明は図２により行う。
【００２２】
図２は本発明の装置１Ａの図１におけるＡ−Ａ矢視平面図である。この図の構成を以下に説明する。ただし、図１の説明の部分で説明を行い、この図の説明と重複する部分の説明においては、その説明を省略するものとする。
【００２３】
この図において、本発明の装置１Ａにおける装置本体１Ｘの平面上の外形は、ほぼ均等な多角形をなすが、設計次第によっては、四角形や円形、楕円形等にしても差し支えないものとする。
この図の装置のほぼ中心部に筒状体５と、傾斜板３の開放口３ａと筒状体５の内部に設けた浮遊体９Ａ等を図のように配置し、開放口３ａの外部より半径方向にほぼ均等な角度で、均等な長さの収斂堤１５が延びる。また、そのそれぞれの収斂堤１５で仕切られたその中に前記した傾斜板３が挟まれる。
【００２４】
この収斂堤１５ならびに、傾斜板３の端部をつなぎ合わせるとリング状の多角形に構成され装置の外形をなす。そしてこの部分の下方には側壁４が設けられ、その側壁４の外部には、ある程度の一定の隙間を設けながら、バランス浮体１７が装置の全外周にほぼ均等に配置されるものとする。
つぎに、この図の作用を述べる。
【００２５】
本装置は、図１の説明の部分でも説明を行ったとおり、水面Ｓ上に浮んだ浮遊物体であると同時に、多少なりとも波のある水域に設置されていることが前提条件であることから、装置の外部より本装置内に波が進入して来れば本図で見る限り、装置の外形はほぼ均等なリング状の多角形をなしていることから、波の進入方向はどちらから来てもほぼ同様の作動ができ、ほぼ同様の効果が得られることが予測できる。
【００２６】
したがって、たとえば平面図上の左方向から本装置に波が進入してきたとすると、先ず、バランス浮体１７に波があたる。バランス浮体１７は前記したとおり、ある程度の一定の隙間を保ちながら配置されている関係上、この隙間より波が装置内に入る。この波が側壁４の上を通過し、更に両側が収斂堤１５で仕切られた傾斜板３の上面、すなわち浮遊渚に入り、装置の中心部に進むに従い浮遊渚は収斂堤１５によって収斂されているために、波が絞り上げられるような収斂作用の現象で収斂されて波高が大きくなる。
【００２７】
波高の大きくなったこの波は各々の収斂堤で区切られた各々の浮遊渚を、各々の角度から各々の時間差を持って渚内を上昇する。そして傾斜板３の頂点部を越波した状態で各々の渚より筒状体５内に入る。したがって、本発明の装置の作動を一定の時間で区切り、その間の水の流れをみれば、時計の針が廻るようにある程度均等な速度を持って、ある程度平滑化された流れとみなすこともできる。
【００２８】
大海にポッカリ浮んだ小島のように、大海全体としてはある程度一定の方向に波が進行している場合でも、小島の中に立って小島そのものの波打ち際を見ればある程度方向性はあるものの、全周囲からその小島に波が押し寄せてくる。たとえば、大海の波の進行方向の全く逆方向の下手側においても、波は多少、小波にはなってはいるものの、その側からもその小島に廻り波、返し波のような形でその海岸線に打ち寄せてくる。
【００２９】
この現象を本発明装置に取り入れ、どのような方向からどのような状況で入射してくる波であっても、効率良く収斂堤１５で区切られた傾斜板３の上面、すなわち浮遊渚に有効に取り入れ、次々と筒状体５内に越波されてくるアオコ混じりの水や油水を水と分離し、筒状体５内の上方に浮遊しているアオコ混じりの水や油分のみを装置外部へ送り出していく。
つぎに、他の実施の形態を添付図面に基づいて述べる。
【００３０】
図３は本発明の装置１Ｂの縦断面図である。この図は前記した図１、図２のものに波力ポンプによる原水取水用動力源、或いは、アオコの回収や油回収のための送出用動力源を本装置内に組み込んだ形式のものである。
図４は、図３における装置のほぼ中心部付近の拡大説明図である。この両図の構成を以下に説明するが、既に説明を行った図１、図２の説明と重複する部分の説明においては、その説明を省略するものとする。
【００３１】
先ず、装置のほぼ中心部に設けた筒状体５の中ほどに、仕切り板２０を設け、これより下部を下部室２１、上部を上部室２２とする。
【００３２】
前記した傾斜板３の末端に設けられた溝２３は、傾斜板３側の側壁２４と、装置の外周側の側壁２５と、底板２６とから構成される。溝２３部は装置のやや下方に位置し、波浪等による動揺性等の面から装置全体の重りとなることから、装置全体の合成重心の位置を低くする役目を果たすと同時に、装置の安定性を保つことができるものとする。
【００３３】
傾斜板３の端部に設けた溝２３の中には、波力ポンプ２７が設けられている。波力ポンプ２７の本体は、波の上下動を敏感に応答するフロート２８と、この応答を素早くキャッチするために、フロート２８に直結したシリンダ２９と、このシリンダ２９に相応し、これに相対的往復動を生じさせるためのシリンダの内部に設けたピストン３０と、ピストン３０を支持し、ピストンとシリンダの相対的往復動の際生じる、すなわちポンプ作用によりシリンダ内の水が出入りする管、中空ピストン管３１で構成される。
【００３４】
つぎに、波力ポンプ２７の配管系について説明をする。管の一方は前記した中空ピストン管３１に接続し、他の一方は前記筒状体５の下部室２１内に設けたフレキシブルホース８の取付短管３２ｂに接続した管３３に、筒状体５の下部室２１内に設けたフレキシブルホース８の取付短管３２ｂから波力ポンプ２７への片方向にのみ原水を流すようにした逆止弁３４が設けられている。
【００３５】
管３３から分岐し、且つ、波力ポンプ２７から押し出された原水が、前記筒状体５の上部室２２に送られるように逆止弁３４の手前に接続した管３５に、この原水が常にその一定方向にのみ流れるようにした逆止弁３６が図のように接続されている。また、この管３５が筒状体５内に入ってからは、エルボ管３７、吐出口３８等が図のように設けられている。
【００３６】
中空ピストン管３１は、溝２３の底板２６等にしっかりと固着されるか、或いは中空ピストン管３１の中間部にフレキシブルホース等を用いて柔軟性を持たせる等して、波力ポンプ２７のフロート２８ならびに、シリンダ２９の作動に波圧等による衝撃力的な支障がきたさないものとする。また、管３３、逆止弁３４、管３５、逆止弁３６、エルボ管３７、吐出口３８等の配管系は、装置本体にコンパクトに組み込まれ、大波時等の装置の動揺にも十分に耐えられるように、装置全体にサポート等で、しっかりと固着されているものとする。
【００３７】
したがって、波力ポンプ２７の作動、すなわち、シリンダ２９の往復動で、シリンダ２９内のポンプ室が圧縮、膨張（吸引）作用を引き起こすと、常にフレキシブルホース８内にある原水が、逆止弁３４、３６の作用により、筒状体５の上部室２２内に送られる仕組みになっているものとする。
【００３８】
つぎに、波力ポンプ２７の配管系の切り換えにおいては、管３３で、しかも波力ポンプ２７と、逆止弁３４との間に切り換え弁３９を設けると共に、その管３３より管４０を分岐し、切り換え弁４１を設ける。
【００３９】
この管４０は更に延長され、逆止弁４２を介して筒状体５の壁を貫通して筒状体５内に入り、フレキシブルホース４３等を介して浮遊体９Ｂの下端に接続される。管４０に設けた弁４１と逆止弁４２の中間から管４４が分岐し、途中に逆止弁４５を介して、その端部は管３３に設けた逆止弁３４の上流側に図のように接続されている。
【００４０】
したがって、弁３９を開き、切り換え弁４１が閉じているときには、波力ポンプ２７が作動すると、筒状体５の下部室２１内に設けた、取付短管３２ｂに接続したフレキシブルホース８内の水が、常に上部室２２に送ることができるもので、これはこれまでの説明のときとほとんど変わりはない。
つぎに、弁３９を閉じ、弁４１を開けているときには、波力ポンプ２７が作動すると、前回とは反対に筒状体５内の上方に浮上したアオコや油が、浮遊体９Ｂよりフレキシブルホース４３、逆止弁４２、管４０、管４４、逆止弁４５等を介して管３３の上流側に入り、下部室２１内に設けた取付短管３２ｂに接続した、フレキシブルホース８より装置の外部へ送ることができるものとする。
【００４１】
筒状体５内の仕切り板２０の上方で筒状体５の壁に開口穴４６を設け、その外側にロック可能な逆止弁４７を設ける。水の循環や浄化装置として運転する場合、すなわち弁４１を閉じ、弁３９を開いて運転するときには、逆止弁４７は閉じてロック状態にする。また、アオコや油回収装置として運転する場合、すなわち弁３９を閉じ、弁４１を開いて運転するときには、逆止弁４７は筒状体５内の水は外部に流れることができるが、その逆はできない状態にあるものとする。
【００４２】
浮遊体９Ｂは、原理的には浮力室を持つことによって浮遊状態となり、その中程に設けた開放口より穴が浮遊体の中央部を通り、その下部のノズルに連絡されており、この穴を採取目的のアオコや油、水等が流れることができるものとする。また、本装置そのものの用途は平常時は浄化装置として使用し、万一アオコの発生や油漏れ事故等の発生の際には、アオコや油回収装置として使用するために、アオコや油を回収しないときには、前記したアオコや油回収回路は取り外していても差し支えないものとする。
つぎに、作用を述べる。
【００４３】
水面Ｓ上に波が発生し、波力ポンプ２７が作動を始めたとすると、先ず弁４１を閉じ弁３９を開けると、筒状体５の下部室２１内に設けた取付短管３２ｂに接続したフレキシブルホース８内の原水が、管３３を通り、逆止弁３４、逆止弁３６の作用により、管３５を通り、上部室２２に送られる。更に、この原水が上方に進み開放口３ａより傾斜板３、すなわち浮遊渚上面に放水される。
【００４４】
このとき、水面Ｓ上では装置の外部よりバランス浮体１７の隙間を通過した波が前記収斂堤１５にガイドされながら、絞りあげられるような収斂作用の現象で波高を大きくしながら、前記傾斜板３の上面をかけ上がる。この波がその上方より来る処理目的の原水を打ち砕く。装置外部より波浪現象等により進入してきた上層水と、フレキシブルホース８等より送られてきた原水は、水の循環、拡散、或いは混合されながら傾斜板３の上面、すなわち浮遊渚をかけ上がり、そして引いてはまたかけ上がる。この繰り返しにより原水は波に打ち砕かれ、泡立ち、空気に触れ、酸素供給を受けながら後続する原水に送り出され、やがて装置外部へと離れていく。まるで人の手が洗濯板の上で洗濯をしている現象を、自然エネルギーである波が行ってくれるのである。
【００４５】
つぎに、弁３９を閉じ、弁４１を開けると筒状体５内に浮遊したアオコや油が、上記浮遊体９Ｂの中程に設けた開放口よりアオコや油を吸い込み、フレキシブルホース４３を通り、逆止弁４２、４５の作用により、管４４等を介してフレキシブルホース８より装置外部へ送られる。  つぎの説明は図５により行う。
【００４６】
図５は本発明の装置１Ｂにおける図３のＢ−Ｂ矢視平面図である。この図の構成を以下に説明する。ただし、これまでの図１、図２、図３、図４の説明の部分で説明を行ったものと重複する部分の説明においては省略するものとする。
【００４７】
この図と前記した図２の説明と相違する部分は、装置の外周に溝２３が設けられ、溝２３の中でしかも前記した収斂堤１５のほぼ延長線上に波力ポンプ２７が置かれているために、装置本体の１Ｘが１Ｙに型式変更されていることと、装置のほぼ中心部に浮遊体９Ａが９Ｂ変わっていることである。また、溝２３部が追加されたために、バランス浮体１７は装置の外周側の側壁２５の外側で、且つその上部に設けられたことである。
つぎに、この図の作用を述べる。
【００４８】
前記したとおりこれまでの図の説明と重複する部分の説明は省略し、相違する部分だけの説明を行う。
水面Ｓ上に発生した波が本発明の装置１Ｂに到来し、バランス浮体１７の隙間より波が入射し、波力ポンプ２７に当たる。このとき波力ポンプ２７は、平面的にほぼ内形をなしている関係上、波力ポンプ２７に当った入射波は、そのポンプに当った入射線の中心線より、波力ポンプ２７の両側に分離されながら、収斂堤１５で区切られた傾斜板３の上面、すなわち浮遊渚のそれぞれの部屋にそれぞれの状況で入射する。
【００４９】
しかるに、波力ポンプ２７はポンプ作用を行いながら浮遊渚に波が進入するときの案内役をすることになる。したがって、効率良く案内役をするためには、傾斜板３の上面、すなわち浮遊渚に入射する波の邪魔にならないように、収斂堤１５の延長線上に波力ポンプ２７を設けて、進入してくる入射波を波力ポンプの中心線の両側に分割しながらそのまま浮遊渚に受け入れることが効率のよい作動となる。
つぎに、他の実施の形態を添付図面に基づいて述べる。
【００５０】
図６は本発明の装置１Ｃの縦断面図である。この図は前記した１Ｂの形式のものに風車とソーラーパネルを設け、風力や太陽光エネルギーを補助動力源に追加した場合の形式のものである。
この図の構成を以下に説明する。ただしこれまでに説明を行ったものと重複する部分の説明においては省略するものとする。
【００５１】
水面Ｓ上よりやや上部に突き出した収斂堤１５の上部には、架台５１が設けられると同時に、装置のほぼ中心部である筒状体５の上方に風車５２が設けられている。風車の動力伝達機構である駆動軸５３は、装置のほぼ中心部を風車の取付け台５４の中まで下りてきて、その端部にプーリー５５が固着されているものとする。
【００５２】
一方、筒状体５の下部に設けた、仕切り板２０の上部で筒状体５の内壁１０の近くにポンプ５６が設置されている。ポンプ５６の上部ノズルには管５７、逆止弁５８、フレキシブルホース５９等を介して浮遊体９Ｃに接続されている。したがって、浮遊体９Ｃの中程に設けた開放口より吸い込んだアオコや油は、浮遊体９Ｃの中を通り、これらの配管系を通じてポンプ５６に吸い込むことができるものとする。
【００５３】
ポンプ５６の上部ノズルと逆止弁５８の間に設けた管５７より分岐した分岐管５７ａに逆止弁６１を設け、その先に放水口６２を設ける。したがって、ポンプ５６の上部ノズルより原水を吐出する場合には、逆止弁５８の作用により、管５７からフレキシブルホース５９の方向には流さず、管５７より分岐した管の方向に流し、逆止弁６１を開けて放水口６２より放水するものとする。
【００５４】
また、筒状体５の下部に設けた、仕切り板２０に穴があけられ、この穴にフレキシブルホース８の取付短管３２ｃが差し込まれる。ポンプ５６の下部に設けたノズルと上記取付短管３２ｃとはフレキシブルホース６３で結ばれる。上記取付短管３２ｃは仕切り板２０等にサポート等を介して、しっかりと固着されているものとする。また、上記取付短管３２ｃとフレキシブルホース８は、ボルト等を用いてしっかりと締め付けられると同時に、ポンプ５６が作動すれば、（ポンプ５６の回転方向の詳述は後記する）フレキシブルホース８内の水はフレキシブルホース６３を介してポンプ５６に入り、更に上記したポンプ５６の上部ノズルより管５７の分岐管５７ａを通り、逆止弁６１を開けて放水口６２より筒状体５内へ放水することができるものとする。
【００５５】
ポンプ５６の駆動軸６４は、筒状体５の上部室２２を上方に延び、傾斜板３を貫通して収斂堤１５の内部の浮力室１６を貫通し、更にその上の架台５１を通過して、風車の取付け台５４内に入り、ここで軸の端部にクラッチ６５とプーリー６６が取付けられる。
前記したプーリー５５とプーリー６６は互いに向き合い、同じ高さに設けられ、チェーンやＶベルト等６７の伝達機構を介して、風車５２より伝達される回転が、駆動軸５３より駆動軸６４に伝えられるものとする。したがってこのとき、チェーンやＶベルト、クラッチ等は用いるが発電装置等による中間媒体機構は一切用いないで直接動力伝達を行うものとする。
【００５６】
このとき、駆動軸６４の外側には保護管６８が設けられ、台風や大波時等の波圧や波による水の飛沫水が、駆動軸６４の回転に、支障をきたさないようになっているものとする。
また、駆動軸６４と保護管６８は、収斂堤１５の内部に設けた浮力室１６を通過するために、この部分の水漏れ対策等は十分に考慮し、浮力室１６内に水が入らないような対策がとられているものとする。
【００５７】
また、筒状体５の下部に設けた仕切り板２０の上部で、筒状体５の内壁近くに、前記したポンプ５６とは別にポンプ６９が設けられると共に、このポンプ６９の上部ノズルには管７０、逆止弁７１、フレキシブルホース７２、浮遊体９Ｃ等が順次接続され、ポンプ６９は筒状体５内の仕切り板２０や筒状体５の内壁１０等にサポート等を介してしっかりと固着されている。つぎに、管７０から分岐した分岐管７０ａ、逆止弁７３、放水口７４等も前回同様に設けられている。
【００５８】
また、ポンプ６９の下部ノズルと前記した取付短管３２ｃとはフレキシブルホース７５で結ばれている。したがって、ポンプ６９が作動すれば、フレキシブルホース８内の原水が上部室２２に送られ、更にその上部の傾斜板３の頂点部に設けた開放口３ｃより傾斜板３の上面、すなわち浮遊渚の上面に放水されるものとする。
【００５９】
ポンプ６９の駆動軸７６は筒状体５の上部室２２を上方に進み、傾斜板３を貫通して、収斂堤１５の内部の浮力室１６を貫通し、更にその上の架台５１の上方の風車の取付け台５４まで延ばし、ここでクラッチ７７を介して、ポンプ６９の駆動モーター７８に接続する。
【００６０】
このとき、駆動軸７６の外側には保護管７９が設けられ、台風や大波時等の波圧や波による水の飛沫水が、駆動軸７６の回転に、支障をきたさないようになっているものとする。以下保護管７９における説明は前記した保護管６８の説明とほぼ同様であり、その説明の繰り返しはしない。
【００６１】
一方、収斂堤１５の上部に設けた架台５１の上面には、ソーラーパネル８０が設けられ、このパネルにケーブル８１の片方が、他の片方はポンプ６５の駆動モーター７８に接続されて、ソーラーパネル８０に発生した電力で駆動モーター７８を廻して、ポンプ６９が駆動され作動するものとする。ケーブル８１の途中には漏電防止装置や、自動制御装置等種々の回路や、安全装置等が組み込まれているものとする。
つぎに、作用を述べる。
【００６２】
水面Ｓのやや上方に風が吹き、風車５２が回転を始めたとすると、前記した駆動軸５３、プーリー５５、チェーンやＶベルト等６７、プーリー６６、駆動軸６４等からこれに連結したポンプ５６が駆動され作動を始める。したがって、筒状体５の下部に接続されたフレキシブルホース８内の原水が、取付短管３２ｃ、フレキシブルホース６３を通り、ポンプ５６から管５７の分岐管５７ａを通り、逆止弁６１を開けて放水口６２より筒状体５の上部室２２内を上に昇り、更にその上部の開放口３ｃより傾斜板３の上面、すなわち浮遊渚の上面に放水される。
以下、放水された原水のその後の作用の説明は、前記したものとほぼ同様でありその説明の繰り返しはしない。
【００６３】
つぎに、ソーラーパネル８０よりポンプ６９を作動させて送水するシステムにおいても、前記した風車５２を利用したものや、波力ポンプ２７を利用したものと比べ、その動力源のとり方が異なるか、或いはそのポンプ型式が異なるだけであって、他はこれらの説明とほぼ同様であるために、その説明の繰り返しはしない。
つぎに、事故発生等により、水面上にアオコや油が浮遊したときのアオコや油を回収する場合の説明を行う。
【００６４】
クラッチ６５、或いはクラッチ７７を切り換えて駆動軸６４と駆動軸７６の回転をこれまでの説明したものとは反対方向に回転させるとする。当然のことながら、ポンプ５６とポンプ６９は反対方向に回転をはじめるために、これまではポンプの下部ノズルから上部ノズルの方向に送られたものが、クラッチ操作の切り換えにより、上部ノズルから下部ノズルの方向に送られる。
【００６５】
したがって、浮遊渚すなわち傾斜板３の上面を越波して来たアオコや油水が、開放口３ｃより筒状体５内に入ったとする。アオコ混じりの水や油分と水分は比重の違い等から、アオコ混じりの水や油分は上方に、水分は下方に分かれる。下方に沈下した水分は、筒状体５の下方に設けた穴４６より逆止弁４７を開けて、装置の外部に出る。装置の外部へ出たこの水は、多少アオコや油分が含まれているものの、水面Ｓ上にアオコや油が浮遊しているときほどの濃度がなくあまり大きな問題にはならない。
【００６６】
一方、上方に浮上したアオコや油分は、アオコ混じりの水の水面や油面Ｓａ近くに、その頂部のみを出して浮遊している浮遊体９Ｃの中程に設けた開放口より、その浮遊体９Ｃの内部を通り、その下端近くのノズルよりフレキシブルホース５９、７２、逆止弁５８、７１、管５７、７０等を介してポンプ５６、或いはポンプ６９に吸い込まれる。ポンプに吸い込まれたこのアオコや油分は、ポンプの下部ノズルよりフレキシブルホース６３、７５、取付短管３２ｃ等を介してフレキシブルホース８より装置外部へ送出される。
【００６７】
設計条件等にもよって異なるが、フレキシブルホース８の末端は、陸上もしくは船上等でアオコ回収装置や油分離装置等に接続され、尚一層正確にアオコと水の分離や、油と水を分離し、それぞれの回収装置や処理装置等に送られる。
【００６８】
実際には水の循環装置や浄化装置として稼働している場合には、風力、波力、太陽光等の自然エネルギー源等を利用して行うことが好ましいが、万一アオコや油漏れ事故等が発生した場合には、緊急事態であることから移動式自家発電装置や、内燃機関等の駆動によるポンプ装置や、或いは船舶等からの補助電力等を用いて一挙にアオコや油を回収することが好ましい。
つぎの説明は図７により行う。
【００６９】
図７は本発明の装置１Ｃにおける図６のＣ−Ｃ矢視平面図である。この図の構成を以下に説明する。ただし、これまでの説明の部分で説明を行ったものと重複する部分の説明においては省略するものとする。
【００７０】
この図と前記した図５の説明と相違する部分は、装置のほぼ中心部にポンプの駆動軸６４とその保護管６８が、また、これとほぼ勝手反対方向に、これと同様にポンプの駆動軸７６とその保護管７９が配置されていることと、開放口３ｂが３ｃに、浮遊体９Ｂが９Ｃに符号が変っているだけである。
つぎに、この図の作用を述べる。
【００７１】
前記したとおり、これまでの図の説明と重複する部分の説明は省略し、相違する部分だけの説明を行う。
水面Ｓ上に発生した波が本発明の装置１Ｃに到来し、収斂堤１５で区切られた傾斜板３の上面、すなわち浮遊渚のそれぞれの部屋に入射する。傾斜板３の上面、すなわち浮遊渚で収斂され、強力な衝撃力を持つ大波等がポンプの駆動軸６４とその保護管６８ならびに、ポンプの駆動軸７６とその保護管７９等に当るために、その設計製作においても安全対策等は十分に考慮しなくてはならない。
つぎの説明は図８により行う。
【００７２】
図８は本発明の装置の筒状体５内に、油が入った状態での油中で浮遊する浮遊体９（９Ａ、９Ｂ、９Ｃ等）の浮遊状態を示す縦断面詳細説明図である。この図の構成を以下に説明する。ただし、これまでに説明を行ったものと重複する部分の説明においては省略するものとする。
【００７３】
浮遊体９のヘッド９１部が、油面Ｓａよりわずかに頭上を突き出す程度で、筒状体５内のほぼ中心部にほぼ鉛直に油中に浮遊しているものとする。ヘッド９１は鉄兜のような形状をし、その中に浮力体が充填され、油中や水中に没すると大きな浮力が生じることにより、ヘッド９１全体が没することができにくい構造になっているものとする。
【００７４】
ヘッド９１の下方には、浮遊体９の本体９２がほぼ鉛直に設けられている。本体９２の上方でほぼ中心部には取り入れ管９３を設け、この取り入れ管９３の上部より油を吸い込み、取り入れ管９３の内部から本体９２の内部を通り、本体の下方に設けたノズル９４より、前記したフレキシブルホース４３等から、ポンプ装置へ流れることができるものとする。
【００７５】
ヘッド９１の下面９１ａと取り入れ管９３の上端は、ある程度の一定の隙間を設けるために、ステー９５を一定の間隔を設けてヘッド９１と本体９２の双方のそれぞれに固着させる。したがって、浮遊体９の外部にある油は、ステー９５の隙間とヘッド９１の下面９１ａと、取り入れ管９３の上端隙間より取り入れ管９３内に流れることができるものとする。
【００７６】
ステー９５は管等を用いてある程度しっかりとした構造にし、設計次第によっては、これと筒状体５の内壁１０等にロープやチェーン等１１を取り付けて、浮遊体９の大きな揺動や移動を制限することができるものとする。
【００７７】
取り入れ管９３の外部にはスライド管９６が設けられ、取り入れ管９３の外部を上下方向自由にスライドできるものとする。したがってスライド管９６の外部には浮体９７が設けられ、浮体９７の浮力でスライド管９６は、取り入れ管９３の外部を上下方向自由に移動できるものとする。
つぎに、この図の作用を説明する。
【００７８】
先ず、筒状体５内に油が蓄積され、その油面Ｓａと水面の水位Ｓｂが図のような関係にある場合には、本発明の装置等に設けたポンプ装置や外部からのポンプ等で、フレキシブルホース４３等を介して吸引すると、油の蓄積分は少なくなり、水面の水位Ｓｂは徐々に上昇する。
【００７９】
スライド管９６に設けた浮体９７は、油中（油の比重が約０．８）では沈下するが、水中（水の比重が約１．０であり、海水の比重は約１．０３）では浮上させることのできる程度の重さや浮力を持たせているものとすれば、水位Ｓｂが上昇し、浮体９７がその水中に没したときにはスライド管９６は上昇する。
【００８０】
したがって、油と水の比重の違いが約０．２程度あることを有効に利用して、スライド管９６を作動させることにより、弁の働きをさせて、スライド管９６がヘッド９１の下面９１ａに当ったときには、取り入れ管９３内への油や水の流入を防止することができる。すなわち、筒状体５内に油の蓄積が少なくなり、水位Ｓｂが上昇したときには、流れを停止させることにより、取り入れ管９３への水の流入を防止するものである。
【００８１】
【発明の効果】
以上、要するに本発明によれば、つぎのような優れた効果を奏する。
【００８２】
（１）請求項１記載の発明によれば、浮遊渚を利用して水の循環とアオコや油を回収することができるために産業界やその社会に与えるその効果は大きい。
【００８３】
（２）請求項２記載の発明によれば、装置のほぼ中心部で傾斜板の下方に浮力室を設けることにより、浮遊渚の頂点部を水面上に位置させることができるために収斂効果の上昇と、越波時等のポンプ揚程を高くすることができるためにその効果は大きい。
【００８４】
（３）請求項３記載の発明によれば、装置のほぼ中心部の筒状体内に浮遊体を設けることにより、この浮遊体が筒状体内で変動するアオコ混じりの水の水面や油面に追従して、効率良くアオコや油を回収する効果がある。
【００８５】
（４）請求項４記載の発明によれば、一つの装置で水の浄化や、深層水等の取水や、アオコの回収、油の回収等を併用することができるために、非常に便利で効率良く経済的な効果がある。
【００８６】
（５）請求項５記載の発明によれば、油と水の比重の違いを有効に利用してスライド管をスライドさせることにより、水分が取り入れ管に流れこもうとしたときには、流れが閉ざされるために、油のみを有効に回収できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適実施の形態を示す本発明の装置１Ａの縦断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ矢視平面図である。
【図３】本発明の好適実施の形態を示す本発明の装置１Ｂの縦断面図である。
【図４】図３における装置のほぼ中心部付近の拡大説明図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ矢視平面図である。
【図６】本発明の好適実施の形態を示す本発明の装置１Ｃの縦断面図である。
【図７】図６のＣ−Ｃ矢視平面図である。
【図８】油中で浮遊する浮遊体９の浮遊状態を示す縦断面詳細説明図である。
【符号の説明】
１Ａ  本発明の装置                １Ｂ  本発明の装置
１Ｃ  本発明の装置
１Ｘ  装置本体                    １Ｙ  装置本体
１Ｚ  装置本体
２  係留装置
３  傾斜板                        ３ａ、３ｂ、３ｃ  開放口
４  側壁                          ５  筒状体
６  アーム                        ７  スペーサー
８  フレキシブルホース
９  浮遊体                        ９Ａ、９Ｂ、９Ｃ  浮遊体
１０  内壁                        １１  チェーン
１２  フレキシブルホース          １３  浮力室
１４  壁                          １５  収斂堤
１６  浮力室                      １７  バランス浮体
１８  取付台
２０  仕切り板                    ２１  下部室
２２  上部室                      ２３  溝
２４  側壁                        ２５  側壁
２６  底板                        ２７  波力ポンプ
２８  フロート                    ２９  シリンダ
３０  ピストン                    ３１  中空ピストン管
３２ｂ、３２Ｃ  取付短管          ３３  管
３４  逆止弁                      ３５  管
３６  逆止弁                      ３７  エルボ管
３８  吐出口                      ３９  弁
４０  管                          ４１  弁
４２  逆止弁                      ４３  フレキシブルホース
４４  管                          ４５  逆止弁
４６  開口穴                      ４７  逆止弁
５１  架台                        ５２  風車
５３  駆動軸                      ５４  取付け台
５５  プーリー                    ５６  ポンプ
５７  管                          ５７ａ  分岐管
５８  逆止弁                      ５９  フレキシブルホース
６１  逆止弁                      ６２  放水口
６３  フレキシブルホース          ６４  駆動軸
６５  クラッチ                    ６６  プーリー
６７  チェーンやＶベルト等        ６８  保護管
６９  ポンプ
７０  管                          ７０ａ  分岐管
７１  逆止弁                      ７２  フレキシブルホース
７３  逆止弁                      ７４  放水口
７５  フレキシブルホース          ７６  駆動軸
７７  クラッチ                    ７８  駆動モーター
７９  保護管                      ８０  ソーラーパネル
８１  ケーブル
９１  ヘッド                      ９１ａ  ヘッド９１の下面
９２  浮遊体９の本体              ９３  取り入れ管
９４  ノズル                      ９５  ステー
９６  スライド管                  ９７  浮体
Ｓ  水面                          Ｓａ  アオコ混じりの水の水面や油面
Ｓｂ  水位                        ＳＧ  水底
【図１】
0004625999.tif 000002
【図２】
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【図３】
0004625999.tif 000004
【図４】
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【図５】
0004625999.tif 000006
【図６】
0004625999.tif 000007
【図７】
0004625999.tif 000008
【図８】
0004625999.tif 000009