(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水域において広範囲に漂っている懸濁物質を採取用吸入口へ向けて誘導し、前記吸入口から吸引採取する懸濁物質採取方法において、
前記懸濁物質を採取するべく設定された調整水域の周辺にその周方向に間隔を置いて複数個のロープ案内部材を配置し、
これらロープ案内部材にロープを順次架け渡し、環状に張設されたエンドレスロープとなし、
前記設定水域の中央部に前記吸入口を保持する浮体を配置し、
前記浮体と前記エンドレスロープとの間にシルトフェンスを張り渡し、
前記エンドレスロープを前記ロープ案内部材による案内のもとに循環駆動させ、これによって前記シルトフェンスを前記浮体を中心に水域面に沿って旋回動させ、旋回動する前記シルトフェンスにより前記水域に前記吸入口へ向う水流を発生させ、前記水域に浮遊する懸濁物質を前記水流に乗せて前記吸入口へ誘導することを特徴とする懸濁物質採取方法。
【請求項２】
前記吸入口からの懸濁物質の吸引を、水面に沿った方向での浮体周辺の全方向から前記吸入口へ向う水流を発生させるように行うことを特徴とする請求項１に記載の懸濁物質採取方法。
【請求項３】
前記吸入口から吸引された懸濁物質含有水の濁度を測定し、
濁度が浄化達成の目安として設定された許容値に達するまで前記シルトフェンスの旋回動を継続する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の懸濁物質採取方法。
【請求項４】
水域において広範囲に漂っている懸濁物質を採取用吸入口へ向けて誘導し、前記吸入口から吸引して採取する懸濁物質採取装置において、
懸濁物質を採取するべく設定された調整水域の周辺にその周方向に間隔を置いて配置される複数個のロープ案内部材と、
前記複数個のロープ案内部材に順次架け渡され、環状に張設されるエンドレスロープと、
前記吸入口を形成している吸入口形成部材を保持し、前記調整水域の中央部に配置される浮体と、
前記エンドレスロープと前記浮体との間に張り渡される少なくとも１つのシルトフェンスと、
前記エンドレスロープを循環駆動する駆動装置と、
を有していることを特徴とする懸濁物質採取装置。
【請求項５】
前記ロープ案内部材が略垂直の回転軸を有する滑車であることを特徴とする請求項４に記載の懸濁物質採取装置。
【請求項６】
前記駆動装置が、２つの前記ロープ案内部材の中間位置で前記エンドレスロープに摩擦接触している回転ドラムと、この回転ドラムを回転駆動する電動モータを有しており、
前記吸入口形成部材に接続され吸入口から吸入された懸濁物質含有水を懸濁物質処理装置へポンプ搬送するサクションホースが懸濁物質含有水の濁度を測定する濁度計と接続されており、
前記濁度計と前記電動モータは、該濁度計からの濁度信号に応じて該電動モータの回転を制御する制御装置を介して接続されている、
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の懸濁物質採取装置。
【請求項７】
前記吸入口形成部材が水面に対して垂直の姿勢をとる筒状部材を有し、前記吸入口はこの筒状部材の周方向のほぼ全体に亘って形成されており、前記筒状部材を有する前記吸入口形成部材が上下動可能に前記浮体に支持されていることを特徴とする請求項４〜６の何れか１つに記載の懸濁物採取装置。
【請求項８】
前記シルトフェンスが、前記浮体と前記エンドレスロープとの間に延伸せしめられているフロート部と、このフロート部から垂下するスカート部とを有しており、
前記スカート部の垂下長さが水深方向での懸濁物質の浮遊範囲より長く選定されていること、
を特徴とする請求項４〜７項の何れか１つに記載の懸濁物採取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、池、湖沼、貯水池、ダムの入り江、堀、あるいは海域等で植物プランクトン等を含む懸濁物質が滞留している閉鎖性水域あるいは微流動水域、例えばアオコ、赤潮発生水域から上記懸濁物質を採取除去し、これら水域を浄化する技術に関するものであり、特に上記水域において広範囲に漂っている懸濁物質を寄せ集め、懸濁物質採取を効率よく行うための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水域を浮遊する懸濁物質の採取方法として、サクションホースを介して吸引ポンプに接続された懸濁物質吸入口を上記水域の水面下に配置し、上記吸引ポンプにより上記吸入口から懸濁物質を水と共に吸引して行う方法が一般的に用いられている（特許文献１参照）。
【０００３】
上記の方法において、採取効率を高めるために、浮遊する懸濁物質を上記吸入口へ向けて寄せ集める方法が提案されている（特許文献２および特許文献３参照）。
【０００４】
特許文献３に記載の方法は、懸濁物質、例えばアオコの水面下での分布範囲の下部付近でマイクロバブルを発生させ、このマイクロバブルにアオコを付着させ、水面へ向けてマイクロバブルに帯同させてアオコを浮上させ、更に上昇中のアオコ帯同マイクロバブルや水面付近に漂うアオコを上記吸入口へ向かわせるための水流を発生さるというものであり、特許文献２に記載の方法は、上記吸入口を取り巻いて設けた回転翼で吸入口周囲に環状流を発生させ、この環状流に乗せてアオコを上記吸入口へ導くというものである。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１３７１号公報
【特許文献２】特開２０００−３０３４３８号公報
【特許文献３】特開２００４−８９４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献２および３に記載の何れの従来方法も、懸濁物質を寄せ集めることができる水域範囲が比較的狭く、従って広範囲の水域に亘って散在する懸濁物質に対応するためには、幾組もの設備や装置を何箇所にも設置する必要があり、またその設置作業も手間の掛かるものであるため、設備費、作業費がかさむという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、必要な装置の設置を簡単に行うことができ、少ない作業と経費で広範囲な水域での懸濁物質の寄せ集めと採取を行うことができる懸濁物質採取方法および装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する請求項１に記載の方法の発明は、水域において広範囲に漂っている懸濁物質を採取用吸入口へ向けて誘導し、上記吸入口から吸引採取する懸濁物質採取方法において、上記懸濁物質を採取するべく設定された調整水域の周辺にその周方向に間隔を置いて複数個のロープ案内部材を配置し、これらロープ案内部材にロープを順次架け渡し、環状に張設されたエンドレスロープとなし、上記設定水域の中央部に上記吸入口を保持する浮体を配置し、上記浮体と上記エンドレスロープとの間にシルトフェンスを張り渡し、上記エンドレスロープを上記ロープ案内部材による案内のもとに循環駆動させ、これによって上記シルトフェンスを上記浮体を中心に水域面に沿って旋回動させ、旋回動する上記シルトフェンスにより上記水域に上記吸入口へ向う水流を発生させ、上記水域に浮遊する懸濁物質を上記水流に乗せて上記吸入口へ誘導することを特徴とする。
【０００９】
このように構成すると、調整すべき水域に対するロープ案内装置の設置、これらロープ案内装置を巡るロープの架け渡し、浮体の配置、この浮体および上記エンドレスロープ間のシルトフェンスの設置、およびエンドレスロ−プ循環駆動装置の設置、という比較的簡単な作業により、広範囲の調整水域の懸濁物採取に対応可能であり、このような設置作業に次いで、上記エンドレスロープを循環させる操作を行うことにより、シルトフェンスは浮体を中心として水域内を旋回せしめられ、このとき、シルトフェンスの回転は、外側のエンドレスロープに近い側で早く、内側の浮体に近い側では遅くなり、この回転速度の差により水の流れは、速い方から遅い方へ、即ちこの旋回により水域にはシルトフェンスに沿ってエンドレスロープ側から浮体方向へ向う水流が発生し、水域に浮遊する懸濁物質はこの水流に乗せられて上記吸入口へ向けて誘導され、吸入口周辺に集中せしめられる。
【００１０】
請求項２に記載のように、請求項１に記載の方法において、上記吸入口からの懸濁物質の吸引を、水面に沿った方向での浮体周辺の全方向から上記吸入口へ向う水流を発生させるようにすれば、該吸入口からの懸濁物質含有流体の吸引作用がこの吸引口周囲にこの吸引口へ向う流体の流れを発生させ、この流れが上記シルトフェンスによる水流と作用し合って、吸引口周辺への懸濁物のより大きな誘導、集中効果がもたらされる。
【００１１】
請求項３に記載のように、請求項１又は２に記載の方法において、上記吸入口から吸引された懸濁物質含有水の濁度を測定し、濁度が浄化達成の目安として設定された許容値に達するまで上記シルトフェンスの旋回動を継続するようにすれば、調整水域浄化目標達成のためのシルトフェンスの旋回を、過不足なく自動的且つ効果的に行うことができる。上記許容値は、上記のとおり浄化が達成されたことを示す目安として設定した値であり、この値は現場で作業者によって決定されることが好ましい。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、上記方法を実施するために使用される装置の発明であって、水域において広範囲に漂っている懸濁物質を採取用吸入口へ向けて誘導し、上記吸入口から吸引して採取する懸濁物質採取装置において、懸濁物質を採取するべく設定された調整水域の周辺にその周方向に間隔を置いて配置される複数個のロープ案内部材と、上記複数個のロープ案内部材に順次架け渡され、環状に張設されるエンドレスロープと、上記吸入口を形成している吸入口形成部材を保持し、上記調整水域の中央部に配置される浮体と、上記エンドレスロープと上記浮体との間に張り渡される少なくとも１つのシルトフェンスと、上記エンドレスロープを循環駆動する駆動装置とを有していることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、上記ロープ案内部材の設置箇所および設置数、並びに上記シルトフェンスの長さを、設定された調整水域の広さに合わせて容易に調節することができ、従って本発明による懸濁物質採取装置は、様々な広さの水域の懸濁物質除去に対応可能であり、調整水域の広さの大小に拘わらず、比較的簡単な作業によって容易に設置することができる。
【００１４】
請求項５に記載のように、請求項４に記載の装置において、上記ロープ案内部材が略垂直の回転軸を有する滑車であれば、エンドレスロープの循環作動を簡単な設置操作によって確実にもたらすことができる。
【００１５】
請求項６に記載のように、請求項４又は５に記載の装置において、上記駆動装置が、２つの上記ロープ案内部材の中間位置で上記エンドレスロープに摩擦接触している回転ドラムと、この回転ドラムを回転駆動する電動モータを有しており、上記吸入口形成部材に接続され吸入口から吸入された懸濁物質含有水を懸濁物質処理装置へポンプ搬送するサクションホースが懸濁物質含有水の濁度を測定する濁度計と接続されており、上記濁度計と上記電動モータは、該濁度計からの濁度信号に応じて該電動モータの回転を制御する制御装置を介して接続されているようにすれば、エンドレスロープの循環駆動を電動的に確実に行うことができ、また、上記濁度計と制御装置の作用により、調整水域からの懸濁物質除去が自動的に達成される。
【００１６】
請求項７に記載のように、請求項４〜６の何れかに記載の装置において、上記吸入口形成部材が水面に対して垂直の姿勢をとる筒状部材を有し、上記吸入口はこの筒状部材の周方向のほぼ全体に亘って形成されており、上記筒状部材を有する上記吸入口形成部材が上下動可能に上記浮体に支持されているようにすれば、上記吸入口からの懸濁物質の吸引により、該吸入口へ向う水流が該吸入口の全周において発生し、上記吸入口へ向けての懸濁物質の誘導、収集効果が増大し、また、上記吸入口の水深方向位置を調節することにより懸濁物質濃度が最も高い分布層に上記吸入口を配置して採取効果を高めることができる。
【００１７】
請求項８に記載のように、請求項４〜７項の何れかに記載の装置において、上記シルトフェンスが、上記浮体と上記エンドレスロープとの間に延伸せしめられているフロート部と、このフロート部から垂下するスカート部とを有しており、上記スカート部の垂下長さが水深方向での懸濁物質の浮遊範囲より長く選定されているようにすれば、水深方向における分布範囲全体の懸濁物質に対し上記スカート部の作用が満遍なく及ぼされ、水深方向を含め、全体に亘る懸濁物質誘導が効果的に達成される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、広範な調整水域を設定した場合においても、吸入口へ向けての懸濁物質の誘導および集中の作用が、比較的簡単な設備と作業で容易にもたらされるものであり、経済的に極めて有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、城の堀に設定した調整水域から懸濁物質としてのアオコを採取する場合を例に、本発明による懸濁物質採取方法および装置の実施形態を説明する。図面中、図１は本発明による懸濁物質採取方法を実施するように配置された本発明装置を平面的に示す概略図、図２は図１中の円Ｕ内の部分を拡大して示す斜視図であって、本発明装置を構成するエンドレスロープとロープ案内部材（滑車）とシルトフェンスとの関係を示す図、図３は上記シルトフェンスの一端を支持している本発明装置による浮体の概略側面図である。
【００２０】
図示の装置は、２つの岸辺Ｂ，Ｃを伴う堀Ａの一方の岸辺Ｂに設置した移設可能の作業ヤードＤ、この作業ヤードＤに隣接して岸辺Ｂに設置した移設可能のアオコ回収装置Ｅ、および、一方の端部が下記の吸入口に接続され、他方の端部が上記アオコ回収装置Ｅに接続され、中途に吸引ポンプＰが設けてあるサクションホースＦとそれぞれ協働するように配置される。上記アオコ回収装置Ｅは、内蔵した高分子フィルターによりアオコと水を分離し、分離したアオコを貯蔵容器あるいは次の処理工程へ向けて排出し、また分離した水を溶存酸素量増大処理に付した後、放水管Ｇを介して堀Ａに戻すように作用する。
【００２１】
上記のように設備Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｐと協働する本発明による懸濁物質採取装置１は、ロープ案内部材としての４つの滑車（円盤状の定滑車）２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ、これら滑車間に順次架け渡されたエンドレスロープ３、吸入口４を有する吸入口形成部材４０（図３）を保持する浮体５、この浮体５と上記エンドレスロープ３との間に架け渡された２連のシルトフェンス６ａ，６ｂを有している。
【００２２】
上記の滑車２ａ〜２ｄは、堀Ａにアオコを採取すべく設定された調整水域Ｓの周囲に、この調整水域Ｓを取り囲むように間隔をおいて岸辺Ｂ，Ｃに設置されている。これら滑車は、滑車２ｂを例に図２に具体的に示すように、地面にアンカーピン２ｂ2により固定された支持片２ｂ1の上部に略垂直の回転軸２ｂ3を有するように、従って略水平の姿勢で自由回転するように装着されており、従って滑車２ｂの案内溝に係合するロープ３は滑車２ｂで水平方向に方向変換される。他の滑車２ａ，２ｃ，２ｄについても同様である。
【００２３】
上記滑車２ａ〜２ｄに環状に架け渡されたエンドレスロープ３は、作業ヤードＤ内に配置された２つの回転ドラム７ａ，７ｂに挟まれ摩擦接触しており、これら回転ドラムを回転させることによりエンドレスロープ３はその長手方向へ循環駆動せしめられる。回転ドラム７ａ，７ｂの回転は電動モータ８によって行われ、このモータ８の回転は制御装置９によって制御され、この制御装置は吸引ポンプＰの下流側においてサクションホースＦに接続された濁度計１０から信号を受けるようになされている。
【００２４】
上記シルトフェンスは、シルトフェンス６ａを例に図２および図３に具体的に示すように、長尺のフロート部６ａ1とこのフロート部から垂下するスカート部６ａ2とを有している。フロート部６ａ1は横断面円形の中実体であることが好ましいが、他の横断面形状であってもよく、また中空であってもよい。また、フロート部の材料は発泡スチロールが好ましいが、他の樹脂製材料であってもよい。スカート部６ａ2は例えば帆布にて製作され、下端に錘が取り付けられている。スカート部の垂下長さは、水深方向でのアオコの分布範囲或いは浮遊範囲を考慮して、この範囲を覆うのに十分な長さに決められている。
【００２５】
上記フロート部６ａ1の一方の端部は、図２に示すように、連結ロープ６ａ3および取付け具６ａ4を介してエンドレスロープ３に結合されている。取付け具６ａ4は滑車２ｂを通過する際に連結ロープ６ａ3が該滑車２ｂを逃げて、更には上記の回転ドラム７を逃げて通過することができるように屈曲した構成となされている。
【００２６】
図３に、図２よりも縮尺して示されている上記フロート部６ａ1の他方の端部は、連結ロープ６ａ5によって、浮体５の中央上部に回転可能に設けられた支持部材５ａに結合されている。このようにして、シルトフェンス６ａはエンドレスロープ３と浮体５との間に張り渡される。
【００２７】
シルトフェンス６ａの上記の構成並びに結合の状況はシルトフェンス６ｂについても同様である。
【００２８】
上記浮体５は、図３に示すように、枠体５ｂと、この枠体５ｂに取り付けられた浮き部材５ｃとを有しており、枠体５ｂの上部には支持台５ｄが設けられ、この支持台の上部に上記支持部材５ａが回転可能に軸受けされている。
【００２９】
図３に示すように、上記浮体５は、その水平の枠部分５ｂ1に、上記吸入口４を有する吸入口形成部材４０を上下動可能に保持しており、その上下動は作動装置５０によってもたらされるようになされている。この吸入口形成部材４０は水面に対して垂直の軸線を有する筒状部材４０ａと、この筒状部材の上部に水平に取り付けられ、更にこの筒状部材から半径方向へ突出している円板状蓋体４０ｂとを有しており、上記吸入口４は、円板状蓋体４０ｂに隣接する筒状部材４０ａの上部範囲の周囲に複数個の開口として形成されている。筒状部材４０ａの下部は連結部材４０ｃを介して上記サクションホースＦに連結されており、従って上記吸入口４から筒状部材４０ａ内へ水と共に吸い込まれるアオコは、連結部材４０ｃと経てサクションホースＦへ搬送される。
【００３０】
次に、上記のように構成され配置された懸濁物質採取装置１により水域に広く漂うアオコを採取する方法について、主として図１を参照しつつ説明する。
【００３１】
設定された調整水域Ｓを掘りＡの他の水域から仕切るために、図１に示すように汚濁防止幕Ｈａ，Ｈｂが岸辺Ｂ，Ｃ間に事前に張り渡される。次いで、作業ヤードＤ内のモータ８を起動すると、回転ドラム７ａ，７ｂが回転せしめられ、この２つの回転ドラムに挟まれ摩擦接触しているエンドレスロープ３は、回転ドラム７ａ，７ｂの回転に従って、例えば矢印Ｔの方向へ循環駆動される。
【００３２】
エンドレスロープ３に一端が連結されているシルトフェンス６ａ，６ｂは、エンドレスロープ３の循環動に従って浮体５を中心に旋回せしめられる。このとき、シルトフェンス６ａ，６ｂの回転は、外側のエンドレスロープ３に近い側で早く、内側の浮体５に近い側では遅くなり、この回転速度の差により水の流れは、速い方から遅い方へ、即ちシルトフェンス６ａ，６ｂに沿ってエンドレスロープ３側から浮体５方向へ向う水流れが発生し、その結果水域Ｓに浮遊するアオコは上記水流に乗せられて浮体５方向へ誘導され、従って吸入口４付近のアオコ濃度が次第に高まる。
【００３３】
また、ポンプＰの作動により、吸入口４への流体の流入に伴って吸入口４の周辺に流体の流れが発生し、この流れは上記シルトフェンスにより発生せしめられる水流と共同し、アオコ誘導効果を高める。その際、上記作動部材５０（図３）を操作し、吸入口形成部材４０の水深位置を上下方向において調節し、アオコ濃度が最も高い分布層に吸入口４を位置せしめるようにすれば、アオコ採取効率が更に高まる。また、上記板状蓋体４０ｂは、上記のように吸入口４の位置をアオコ高濃度層に対応させた際に、当該板状蓋体上方のアオコ含有が比較的希薄な層の流体が吸入口４へ流入するのを阻止する。
【００３４】
上記シルトフェンスのスカート部６ａ2（図２及び図３）は水深方向でのその垂下長さがアオコの分布範囲或いは浮遊範囲全体を十分にカバーするように決められているので、水域Ｓの平面的広がり方向及び深さ方向に浮遊するほぼ全てのアオコを上記シルトフェンスによる水流に乗せることができ、またスカート部の下部に錘が取り付けられていれば、スカート部６ａ2によるアオコ誘導効果が更に高められる。
【００３５】
このようにして吸入口４からは高濃度のアオコを含有する流体が吸入されることになり、水域Ｓから効率よくアオコが採取される。吸引された流体は、上述のようにサクションホースＦを経てアオコ回収装置Ｅへ搬送される。
【００３６】
水域Ｓでのアオコ採取が進み、濁度計１０で計測されている流体の濁度が浄化達成の目安として設定された上記の許容値に達すると、濁度計１０は制御装置９へ信号を送り、制御装置９はモータ８を停止する。制御装置９がポンプＰを駆動するためのモータ（図示せず）にも接続されていれば、ポンプＰの作動も同時に停止せしめられ、斯くして水域Ｓの浄化が達成される。
【００３７】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、シルトフェンスは２連のものが示されているが、１連でもよく、３連以上であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明による懸濁物質採取装置の設置状況を平面的に示す図である。
【図２】図１中の円Ｕ内の部分を拡大して示す斜視図である。
【図３】浮体の概略の構成および浮体とシルトフェンスとの連結状態を示す側面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  懸濁物質採取装置
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ  ロープ案内部材（滑車）
３  エンドレスロープ
４  吸入口
５  浮体
５ａ  支持部材
６ａ，６ｂ  シルトフェンス
７ａ，７ｂ  回転ドラム
８  モータ
９  制御装置
１０  濁度計
４０  吸入口形成部材
５０  作動部材
Ａ  堀
Ｂ，Ｃ  岸辺
Ｄ  作業ヤード
Ｅ  懸濁物質処理装置（アオコ回収装置）
Ｆ  サクションホース
Ｇ  放水管
Ｓ  調整水域
Ｐ  吸引ポンプ
【図１】
0004755907.tif 000002
【図２】
0004755907.tif 000003
【図３】
0004755907.tif 000004