(57)【要約】【課題】  気体溶解装置を水上船舶に搭載し水中での位置を可変する潜水体に該気体溶解装置の吸入口と吐出口とを設けた構成の気体溶解装置を提供する。【解決手段】  曝気装置を搭載した母船と潜水体とから成る気体溶解装置において、前記潜水体に前記曝気装置の吸入手段及び前記曝気装置の吐出手段を設けたことを特徴とする気体溶解装置である。前記吐出手段は、水面と並行の方向に設けられ、水面と並行平面内で方向を可変する。【選択図】                    図１
2005324074.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
母船と、前記母船に追随する潜水体とからなる気体溶解装置において、前記母船に曝気装置を備え、前記潜水体に前記曝気装置の吸入手段及び前記曝気装置の吐出手段を設けたことを特徴とする気体溶解装置。
【請求項２】
前記潜水体は、水底起伏の形状変化に追従して昇降運動する動力装置を備えたことを特徴とする請求項１の気体溶解装置。
【請求項３】
前記吐出手段は、水面と並行の方向に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の気体溶解装置。
【請求項４】
前記吐出手段は、水面と並行の平面内の方向を可変することを特徴とする請求項１に記載の気体溶解装置。
【請求項５】
母船と、前記母船に追随する潜水体とからなる気体溶解装置において、前記母船に、曝気装置と、前記潜水体と結合するスイングアームとを備え、前記潜水体に、前記曝気装置の吸入手段及び前記曝気装置の吐出手段を設けたことを特徴とする気体溶解装置。
【請求項６】
前記スイングアームは、前記潜水体と結合する結合部と、アーム部と、前記アーム部を駆動するアーム制御部とを備えていることを特徴とする請求項５に記載の気体溶解装置。
【請求項７】
前記アーム制御部は、前記潜水体から与えられる水底からの距離情報に追従して駆動することを特徴とする請求項５に記載の気体溶解装置。
【請求項８】
前記吐出手段は、水面と並行の方向に設けられたことを特徴とする請求項５に記載の気体溶解装置。
【請求項９】
前記吐出手段は、水面と並行の平面内の方向を可変することを特徴とする請求項５に記載の気体溶解装置。
【請求項１０】
母船と、前記母船に追随する潜水体とからなる気体溶解装置において、前記母船に、曝気装置と、クレーンとを備え、前記潜水体に、前記曝気装置の吸入手段及び前記曝気装置の吐出手段を設けたことを特徴とする気体溶解装置。
【請求項１１】
前記クレーンは、前記潜水体を懸垂するワイヤと、前記ワイヤを駆動するウインチと、前記ウインチを固定するアーム部と、前記ウインチを駆動するクレーン制御部とからなることを特徴とする請求項１０に記載の気体溶解装置。
【請求項１２】
前記クレーン制御部は、前記潜水体から与えられる水底からの距離情報に追従して前記ウインチを駆動することを特徴とする請求項１０に記載の気体溶解装置。
【請求項１３】
前記吐出手段は、水面と並行の方向に設けられたことを特徴とする請求項１０に記載の気体溶解装置。
【請求項１４】
前記吐出手段は、水面と並行の平面内の方向を可変することを特徴とする請求項１０に記載の気体溶解装置。
【請求項１５】
母船と、前記母船に追随する潜水体とから成る気体溶解装置において、前記母船に、曝気装置と、前記母船に追随するフロートとを備え、前記潜水体に、前記曝気装置の吸入手段及び吐出手段を設けたことを特徴とする気体溶解装置。
【請求項１６】
前記フロートは、前記潜水体を懸垂するワイヤと、前記ワイヤを駆動するウインチと、前記ウインチを制御するフロート制御部とからなることを特徴とする請求項１５に記載の気体溶解装置。
【請求項１７】
前記フロート制御部は、前記潜水体から与えられる水底からの距離情報に追従して前記ウインチを駆動することを特徴とする請求項１５に記載の気体溶解装置。
【請求項１８】
前記潜水体の前記吐出手段は、水面と並行の方向に設けられたことを特徴とする請求項１５に記載の気体溶解装置。
【請求項１９】
前記潜水体の前記吐出手段は、水面と並行の平面内の方向を可変することを特徴とする請求項１５に記載の気体溶解装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海洋、湖沼、河川等における特定深度の貧酸素水域を対象に高濃度酸素水塊を形成して水質の改善を行う気体溶解装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
海洋、湖沼、河川等を対象として貧酸素状態を解消する気体溶解装置に関連する先行技術として、例えば次のような文献がある。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１１３９２０号公報
【非特許文献１】「横河技報Ｖｏｌ．４７  Ｎｏ．２  「貧酸素水域への酸素供給技術の開発」、横河電機株式会社、２００３年、ｐ．４５」
【０００４】
特許文献１は、曳航式の潜水気体溶解装置に関わり酸素発生装置を備えた母船と、その酸素を所定深度で溶解する作用をもつ気体溶解装置を備えた潜水体を開示している。図５は、特許文献１での気体溶解装置の構成を簡略化した構成図である。
【０００５】
以下に、図５に示す特許文献１の構成を説明する。母船３０と潜水体１１が、曳航索１５を介して接続されている。潜水体１１には、吸入口３３、吐出口３４、推進装置３５、超音波センサ３９などが外部に装備されている。
【０００６】
曳航索１５には、図示しない電源ケーブル、酸素チューブ、制御ケーブルを内部に導通させて母船３０と潜水体１１とを接続している。
【０００７】
母船３０では、潜水体１１に関連する装備として図示しない制御機器、発電機、コンプレッサ、酸素発生装置などを備えている。
【０００８】
一方、潜水体１１ではその内部に、ミキシングタンク１２と図示しない制御機器、水中ポンプ、バラストタンク、バルブ、補助動力装置などを装備している。
【０００９】
次に、図５に示す特許文献１の気体溶解装置の動作を説明する。気体溶解装置の本体であるミキシングタンク１２は潜水体１１に格納され母船３０により海洋、湖沼、河川等における貧酸素状態の水塊が水面下に滞留している水域を曳航される。
【００１０】
ミキシングタンク１２における気体溶解手順は、以下の（１）〜（３）で構成される。すなわち（１）吸入口３３から水中ポンプにより貧酸素水塊水Ｐを吸入する。
【００１１】
（２）母船３０から曳航索１５内を通る酸素チューブを介して供給される気体状の酸素Ｓと、（１）で吸入済みの貧酸素水塊の水ｐとを内部のミキシングタンク１２内で混和する。
【００１２】
（３）気体の酸素を混和された結果、水質を改善された高濃度酸素水ｑを吐出水Ｑとして吐出口３４から排出する。
【００１３】
上記（１）〜（３）の手順は、母船が備える発電機が生成し曳航索１５に沿って潜水体１１へ接続している電源ケーブルを介し供給される電力によって動作する。
【００１４】
また、上記手順（２）で用いる気体状の酸素Ｓは、母船３０が備える酸素発生装置によって生成された後、母船３０が備えるコンプレッサの作用により曳航索１５に沿って潜水体１１へ接続している酸素ケーブルを介しミキシングタンク１２に供給されている。
【００１５】
上記（１）〜（３）の手順を実行するミキシングタンク１２の水中での作業位置は、貧酸素水塊の中心箇所を狙って潜水体１１を移動できれば、効率良く最小コストで水質改善効果を得ることができる。
【００１６】
貧酸素水塊は一般に水温の高い表層部よりも下層に位置し、表層部を含む対流範囲外となる深層部で広く分布している。また水底地形の起伏や深層水流の状態により貧酸素水域層の厚み、分布範囲、貧酸素レベルなどが異なっている。
【００１７】
たとえば非特許文献１の図１では貯水池を例に採り、水温分布の違いによる深度範囲別の成層化の現象を図示している。水面近くの温度の高い層の下には、急激に温度の下がる水温躍進層があり更に下層の深層／底層部への循環／混合を妨げ酸素供給を遮断している。
【００１８】
この様な成層化に伴う水面近くの水温躍進層の形成に加えて、水底側の地形も酸素供給状態の良否に影響している。すなわち水底の陥没箇所においては貧酸素水塊の中心域は、更に深い位置に存在して滞留を続けることから、一定深度で高濃度酸素水を注入しても効果が期待できない。
【００１９】
このため貧酸素状態を効果的に解消すべく、潜水体１１を航行させる深度は、水底地形の起伏形状に追随させた最適深度を選定する必要がある。
【００２０】
特許文献１の気体溶解装置では、潜水体１１の内部に備えたバラストタンク、補助駆動装置、および制御装置は、潜水体１１に姿勢制御と深度調整機能とを付与している。また、潜水体１１の外部に備える超音波センサ３９では、発振する音波Ｒによって水底までの深度を検出している。
【００２１】
従って、潜水体１１は、通常は設定された所定の深度を維持して航行し、超音波センサ３９が、所定範囲を超える水底の起伏地形を検知した場合、装備されているバラストタンク、補助駆動装置、制御装置などを駆使して自ら潜行深度を可変する。
【００２２】
こうした潜行深度の上下に加え、推進装置３５の作用により曳航索１５の可動範囲内で必要に応じ前後左右にも位置を変移させることができる。潜水体１１の上下左右前後の各方向への駆動力は母船が備える発電機が生成し、曳航索１５内部を通る電源ケーブルを介して供給される電力を使用する。
【００２３】
このように、図５の特許文献１の気体溶解装置は、気体溶解作業を実施する最適深度を自動的に選択して潜行することで、母船の航跡に沿って貧酸素水塊の中心域を狙い効果的に過飽和酸素水を注入する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
ところが、図５に例示した従来の気体溶解装置では、気体溶解手順（２）が実施される位置が水面下に設定してあることから、以下の様な問題点があった。
【００２５】
第一の問題点として、水面下を曳航する気体溶解装置（潜水体）が大型化することである。気体溶解作用をもつミキシングタンク本体や水中ポンプ等の周辺動力装置一式を格納して曳航することから体積が増え構造が複雑になる。更に、気体溶解装置（潜水体）部の容積および表面積増大は、曳航する際に水の抵抗を増すことから、より強い母船側の推進力を必要として省エネルギーと地球環境保持の観点からも好ましくない。
【００２６】
第二の問題点として、気体溶解作用をもつ複雑なミキシングタンク本体や水中ポンプ等の周辺装置一式を水面化に置いたことから、点検調整、故障修理などメンテナンスの際はその都度水中から引き上げる必要があった。さらに、気体溶解装置の運転中の動作確認や微調整などを遠隔操作で行う必要がある他、万一、装置に不具合が発生したとき発見と処置が遅れることにも成りかねない。
【００２７】
第三の問題点として、母船で生成した酸素が曳航索内の酸素チューブを介して９５％の高純度で母船上と曳航索内をコンプレッサの作用により高圧状態で配送されることである。気体溶解装置（潜水体）の潜行深度が深ければ水圧に抗して更に高い圧力で高純度の酸素を圧送する必要がある。このためコンプレッサや酸素チューブ周辺の防火対策と、高圧に曝される酸素チューブやバルブ等の継ぎ目などで厳重な点検と保守管理が必要である。
【００２８】
第四の問題点として、気体溶解前の貧酸素水と気体溶解後の高濃度酸素水とのサンプル採取と効果検証が容易でないことである。すなわち気体溶解作業は一貫して水面下で行われることから、気体溶解装置（潜水体）外部の水中に設置した溶存酸素計（ＤＯセンサ）など、酸素濃度測定装置を水面下で用いて酸素濃度の向上をモニタし水質改善結果を確認する必要がある。このように、貧酸素水と気体溶解処置後の吐出水とを母船上で比較し、水質改善結果について手軽に確認することができない問題があった。
【００２９】
本発明は上述した従来技術の問題を解決するためになされ、その目的は、気体溶解装置本体である曝気装置を水上船舶に搭載し、水中での位置を可変する潜水体に該曝気装置の吸入口と吐出口とを設けた構成の気体溶解装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
このような目的を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
母船と、前記母船に追随する潜水体とからなる気体溶解装置において、前記母船に曝気装置を備え、前記潜水体に前記曝気装置の吸入手段及び前記曝気装置の吐出手段を設けたことを特徴とする気体溶解装置である。
【００３１】
請求項２記載の発明は、
前記潜水体が、水底起伏の形状変化に追従して昇降運動する動力装置を備えたことを特徴とする請求項１の気体溶解装置である。
【００３２】
請求項３記載の発明は、
前記吐出手段が、水面と並行の方向に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の気体溶解装置である。
【００３３】
請求項４記載の発明は、
前記吐出手段が、水面と並行の平面内の方向を可変することを特徴とする請求項１に記載の気体溶解装置である。
【００３４】
請求項５記載の発明は、
母船と、前記母船に追随する潜水体とからなる気体溶解装置において、前記母船に、曝気装置と、前記潜水体と結合するスイングアームとを備え、前記潜水体に、前記曝気装置の吸入手段及び前記曝気装置の吐出手段を設けたことを特徴とする気体溶解装置である。
【００３５】
請求項６記載の発明は、
前記スイングアームが、前記潜水体と結合する結合部と、アーム部と、前記アーム部を駆動するアーム制御部とを備えていることを特徴とする請求項５に記載の気体溶解装置である。
【００３６】
請求項７記載の発明は、
前記アーム制御部が、前記潜水体から与えられる水底からの距離情報に追従して駆動することを特徴とする請求項５に記載の気体溶解装置である。
【００３７】
請求項８記載の発明は、
前記吐出手段が、水面と並行の方向に設けられたことを特徴とする請求項５に記載の気体溶解装置である。
【００３８】
請求項９記載の発明は、
前記吐出手段が、水面と並行の平面内の方向を可変することを特徴とする請求項５に記載の気体溶解装置である。
【００３９】
請求項１０記載の発明は、
母船と、前記母船に追随する潜水体とからなる気体溶解装置において、前記母船に、曝気装置と、クレーンとを備え、前記潜水体に、前記曝気装置の吸入手段及び前記曝気装置の吐出手段を設けたことを特徴とする気体溶解装置である。
【００４０】
請求項１１記載の発明は、
前記クレーンが、前記潜水体を懸垂するワイヤと、前記ワイヤを駆動するウインチと、前記ウインチを固定するアーム部と、前記ウインチを駆動するクレーン制御部とからなることを特徴とする請求項１０に記載の気体溶解装置である。
【００４１】
請求項１２記載の発明は、
前記クレーン制御部が、前記潜水体から与えられる水底からの距離情報に追従して前記ウインチを駆動することを特徴とする請求項１０に記載の気体溶解装置である。
【００４２】
請求項１３記載の発明は、
前記吐出手段が、水面と並行の方向に設けられたことを特徴とする請求項１０に記載の気体溶解装置である。
【００４３】
請求項１４記載の発明は、
前記吐出手段が、水面と並行の平面内の方向を可変することを特徴とする請求項１０に記載の気体溶解装置である。
【００４４】
請求項１５記載の発明は、
母船と、前記母船に追随する潜水体とから成る気体溶解装置において、前記母船に、曝気装置と、前記母船に追随するフロートとを備え、前記潜水体に、前記曝気装置の吸入手段及び吐出手段を設けたことを特徴とする気体溶解装置である。
【００４５】
請求項１６記載の発明は、
前記フロートが、前記潜水体を懸垂するワイヤと、前記ワイヤを駆動するウインチと、前記ウインチを制御するフロート制御部とからなることを特徴とする請求項１５に記載の気体溶解装置である。
【００４６】
請求項１７記載の発明は、
前記フロート制御部が、前記潜水体から与えられる水底からの距離情報に追従して前記ウインチを駆動することを特徴とする請求項１５に記載の気体溶解装置である。
【００４７】
請求項１８記載の発明は、
前記潜水体の前記吐出手段が、水面と並行の方向に設けられたことを特徴とする請求項１５に記載の気体溶解装置である。
【００４８】
請求項１９記載の発明は、
前記潜水体の前記吐出手段が、水面と並行の平面内の方向を可変することを特徴とする請求項１５に記載の気体溶解装置である。
【発明の効果】
【００４９】
本発明によれば気体溶解作用を担う曝気装置本体を母船上に設置できる。このため以下のような効果がある。
第一の効果は、曳航しながら貧酸素水塊を吸入する吸入口と気体溶解処置済み水の吐出口を備える潜水体が、最小容積に設計できる。
【００５０】
第二の効果は、潜水体の構造が単純化するため製造コストが低減できるとともに維持メンテナンスが容易になることである。
【００５１】
第三の効果は、気体溶解処置対象の貧酸素水を一旦母船上に引き上げることから、モニタ用に酸素濃度測定装置を水面下の潜水体に設ける必要がないことである。すなわち吸入した貧酸素水と吐出する気体溶解処置水のサンプル採取が同時に行え、水質改善効果を母船上で直接かつ容易に検証できる効果がある。
【００５２】
さらに請求項１から請求項２の発明によれば、潜水体が超音波センサと連動した深度制御を行い水底地形変化に追従して昇降運動する結果、貧酸素水塊の中央付近を選んで潜行し気体溶解処置した水を注入できる。このため効率良く水質改善が実行できる。
【００５３】
さらに請求項５から請求項７の発明によれば、母船に備えたスイングアームが潜水体の超音波センサと連動して潜水体の深度制御を行い、水底地形変化に追従して昇降運動する結果、貧酸素水塊の中央付近を選んで潜行し気体溶解処置した水を注入できる。このため効率良く水質改善が実行できる。
【００５４】
さらに請求項１０から請求項１２の発明によれば、母船に備えたクレーンのウインチが潜水体の超音波センサと連動して潜水体の深度制御を行い、水底地形変化に追従して昇降運動する結果、貧酸素水塊の中央付近を選んで潜行し気体溶解処置した水を注入できる。このため効率良く水質改善が実行できる。
【００５５】
さらに請求項１５から請求項１７の発明によれば、フロートに備えたウインチが潜水体の超音波センサと連動して潜水体の深度制御を行い、水底地形変化に追従して昇降運動する結果、貧酸素水塊の中央付近を選んで潜行し気体溶解処置した水を注入できる。このため効率良く水質改善が実行できる。
【００５６】
請求項３、４、請求項８、９、請求項１３、１４、請求項１８、１９の発明によれば、潜水体の吐出口は底質への吐出水の吹きつけを無くし底泥の巻き上げを防止できる効果がある。さらに吐出口が水平線と平行範囲内を首振りして吐出方向を可変することで貧酸素水塊形状に応じて効率良く水質改善できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５７】
本発明について実施例１、実施例２、実施例３、および実施例４に基づき詳細に説明する。
【実施例１】
【００５８】
図１に示す実施例１は、母船３０，曝気装置３１、潜水体１１Ａ、吸入口３３、吐出口３４Ａ、推進装置３５、昇降陀（潜舵）３６、吸入チューブ３７、吐出チューブ３８、超音波センサ３９とで構成されている。
【００５９】
母船３０と潜水体３１とは、曳航ワイヤで接続して母船３０の推進力で潜水体３１を曳航しているが、図１では曳航ワイヤは省略している。母船３０に搭載された曝気装置３１には吸入チューブ３７と吐出チューブ３８とが接続され水面下の潜水体と接続している。
【００６０】
次に、図１に示す実施例１の作用を説明する。
貧酸素水塊の水域を航行する母船３０に曳航される潜水体１１Ａは、所定の深度で吸入口３３から貧酸素水塊水Ｐを吸入する。潜水体１１Ａに吸入された貧酸素水は、吸入チューブ３７を通って母船３０上に達し、吸込み水ｐとして搭載されている曝気装置３１へ注入される。
【００６１】
吸込み水ｐは曝気装置３１の密閉タンクに導入され、曝気装置３１の気体溶解作用によって酸素を豊富に含む気体、例えば高純度酸素あるいは大気が溶解される。この結果吸込み水ｐは酸素を豊富に含む高濃度酸素水ｑとして吐出チューブ３８へ排出される。
【００６２】
吐出チューブ３８を経由して潜水体１１Ａに供給された高濃度酸素水ｑは、潜水体１１Ａの後方に備えた吐出口３４Ａから吐出水Ｑとして水中に注入する。
【００６３】
吐出口３４Ａは、潜水体１１Ａの推進軸と平行に後方に向けて設置されているが、推進軸を中心に左右たとえば４５度の範囲で水平方向の向きを可変できる。このように吐出口３４Ａの可動範囲を水平方向のみ限定したことにより吐出水Ｑが水底表面に直接吹き付けることを防止している。同時に吐出口３４Ａは、可動範囲内である潜水体１１Ａの右後方から左後方の所望の方向へ高濃度酸素水を注入できる。
【００６４】
一方、潜水体１１Ａには超音波センサ３９が搭載され、音波Ｒにより水底との距離を計測している。潜水体１１Ａの水底までの距離変化量が所定の範囲を超えたことを超音波センサ３９が検知すると、推進装置３５および昇降陀３６とを使用して潜水体１１Ａの水底までの距離が所定範囲に収めるように制御する。
【００６５】
結果として潜水体１１Ａは水底地形の起伏変化に追随した航跡を描き、水底に接触し底泥を巻き上げること無く、最も効果的な深度を選択して高濃度の酸素領域を注入できる。
【００６６】
また、実施例１では潜水体１１Ａの上下方向の運動を、昇降陀（潜舵）３６と推進装置３５の作用に拠っていることから、潜水体１１Ａは予め中性浮力を獲得しておく必要がある。
【００６７】
このため潜水体１１Ａは、図示しないバラストタンクやウェイトなど浮力調整作用をもつ装備を付加すると運動性能の向上に効果的である。さらに姿勢制御の補助手段として、昇降舵（潜舵）３６に加え、方向舵、フィン・スタビライザー、トリムタンクなどの装備を必要に応じて付加すれば更に高い安定性を獲得できる。
【００６８】
以上の様に、実施例１によれば気体溶解作用をもつ曝気装置３１を水上船舶である母船３０上に設置した状態でも、曝気装置３１の入出力インタフェースを、潜水体１１Ａが提供する最適深度へ延長させる作用をもたらす。
【実施例２】
【００６９】
図２に示す実施例２は、母船３０，曝気装置３１、潜水体１１Ａ、吸入口３３、吐出口３４Ａ、昇降陀（潜舵）３６、吸入チューブ３７、吐出チューブ３８、超音波センサ３９、スイングアーム１００、アーム制御部１０１、アーム部１０２、および結合部１０３とで構成されている。
【００７０】
ここで、図１の実施例１で用いている記号と同一番号の構成要素は、同一機能の構成要素であるから説明を省略する。実施例２では、母船３０の後部甲板上にスイングアーム１００とアーム制御部１０１を設置している。
【００７１】
母船３０と潜水体３１とは、スイングアーム１００を構成するアーム部１０１先端に備えた結合部１０３を介して、潜水体３１と接続している。このように母船３０の推進力は潜水体３１に伝達されている。
【００７２】
吸入チューブ３７と吐出チューブ３８とは、スイングアーム１００に沿って配置しており、スイングアーム１００の内側または外側の何れに設置しても良い。図２ではスイングアーム１００の内側を通して潜水体１１Ａに接続した例を示している。
【００７３】
次に、図２に示す実施例２の作用を説明する。
実施例２の潜水体１１Ａと曝気装置３１の貧酸素水塊と水底表面に対する作用は、上述した実施例１の作用と同一である。
【００７４】
ただし、潜水体１１Ａの水底までの距離変化量が所定の範囲を超えたことを超音波センサ３９が検知すると、スイングアーム１００を用いて水底までの距離が所定範囲に収めるように制御する。
【００７５】
超音波センサ３９が検知した水底までの距離情報は、スイングアーム１００に沿って母船３０上のアーム制御部１０１へと接続されている（図示しない）信号ケーブルを経由して伝送している。
【００７６】
距離情報を伝送されたアーム制御部１０１では、水底までの距離が一定範囲に収まるようにアーム部の角度を変更することで先端の潜水体１１Ａの深度を調整する。
すなわちスイングアーム１００の水面に対する角度を浅くすれば、潜水体１１Ａの深度が浅くなり、反対にスイングアーム１００の水面に対する角度を深くすれば、潜水体１１Ａの深度が深くなる。
【００７７】
結果として潜水体１１Ａ実施例１の場合と同様に、水底地形の起伏変化に追随した航跡を描き、水底に接触し底泥を巻き上げること無く、最も効果的な深度を選択して高濃度の酸素領域を注入できる。
【００７８】
また、実施例２は実施例１と同様に、潜水体１１Ａは予め中性浮力を獲得しておくことが好ましい。すなわち、スイングアーム１００の角度変更に伴うアーム制御部１０１の駆動トルクを最小にする効果があるためである。
【実施例３】
【００７９】
図３に示す実施例３は、母船３０，曝気装置３１、潜水体１１Ａ、吸入口３３、吐出口３４Ａ、昇降陀（潜舵）３６、吸入チューブ３７、吐出チューブ３８、超音波センサ３９、クレーン２００、クレーン制御部２０１、およびアーム部２０２とで構成されている。
【００８０】
ここで、図１の実施例１で用いている記号と同一番号の構成要素は、同一機能の構成要素であるから説明を省略する。実施例３では、母船３０の後部甲板上にクレーン２００とクレーン制御部２０１を設置している。
【００８１】
母船３０と潜水体３１とは、実施例１と同様に曳航ワイヤで接続して母船３０の推進力で潜水体３１を曳航しているが、図１と同様に曳航ワイヤは省略している。
【００８２】
次に、図３に示す実施例３の作用を説明する。
実施例３の潜水体１１Ａと曝気装置３１の貧酸素水塊と水底表面に対する作用は、上述した実施例１の作用と同一である。
【００８３】
ただし、潜水体１１Ａの水底までの距離変化量が所定の範囲を超えたことを超音波センサ３９が検知すると、クレーン２００とウインチ４０および懸垂ワイヤ４１を駆使して潜水体１１Ａの水底までの距離が所定範囲に収めるように制御する。
【００８４】
このとき超音波センサ３９が検知した水底までの距離情報は、曳航ワイヤ（図示しない）に沿って母船３０上のクレーン制御部２０１へと接続している信号ケーブルを経由して伝送される。
【００８５】
距離情報を伝送されたクレーン制御部２０１では、水底までの距離が一定範囲に収まるようにウインチ４０を正逆方向に回転させ懸垂ワイヤの長さを変更することで先端の潜水体１１Ａの深度を調整する。
【００８６】
すなわちウインチ４０で懸垂ワイヤ４１を巻き取る方向に回転すれは、潜水体１１Ａの深度が浅くなり、反対にウインチ４０の吐き出す方向に回転すれば、潜水体１１Ａの深度が深くなる。
【００８７】
結果として潜水体１１Ａ実施例１の場合と同様に、水底地形の起伏変化に追随した航跡を描き、水底に接触し底泥を巻き上げること無く、最も効果的な深度を選択して高濃度の酸素領域を注入できる。
【００８８】
また、実施例３では潜水体１１Ａの比重を、周辺の水よりも高めて浮力を消去しておくことが好ましい。すなわちウインチ４０の駆動に伴う潜水体１１Ａの昇降レスポンスを良好にする効果があるためである。
【００８９】
このため潜水体１１Ａは、実施例１と同様にバラストタンクやウェイトなど浮力調整作用をもつ装備を付加すると運動性能の確保に効果的である。さらに姿勢制御の補助手段として、昇降舵（潜舵）３６に加え、方向舵、フィン・スタビライザー、トリムタンク、補助動力装置などの装備を必要に応じて付加すればより高い安定性を獲得できる
【実施例４】
【００９０】
図４に示す実施例４は、母船３０，曝気装置３１、潜水体１１Ａ、吸入口３３、吐出口３４Ａ、昇降陀（潜舵）３６、吸入チューブ３７、吐出チューブ３８、超音波センサ３９、フロート３００、およびフロート制御部３０１とで構成されている。
【００９１】
ここで、図１の実施例１で用いている記号と同一番号の構成要素は、同一機能の構成要素であるから説明を省略する。実施例４では、母船３０の後方にフロート３００とフロート制御部３０１を設置している。
【００９２】
フロート３００は、ウインチ４０を設置してあり懸垂ワイヤ４１によって水面下の潜水体１１Ａを懸垂している。またフロート３００には、ウインチ４０を駆動する深度制御部３０１を備えている。
【００９３】
母船３０と潜水体３１とは、実施例１と同様に曳航ワイヤで接続して母船３０の推進力で潜水体３１を曳航しているが、図１と同様に曳航ワイヤは省略している。また母船３０とフロート３００とは、潜水体３１と同様、曳航ワイヤで接続して母船３０の推進力で曳航しているが、潜水体３１用の曳航ワイヤと同様に図示を省略している。
【００９４】
次に、図４に示す実施例４の作用を説明する。
実施例４の潜水体１１Ａと曝気装置３１の貧酸素水塊と水底表面に対する作用は、上述した実施例１の作用と同一である。
【００９５】
ただし、潜水体１１Ａの水底までの距離変化量が所定の範囲を超えたことを超音波センサ３９が検知すると、フロート３００に備えたウインチ４０および懸垂ワイヤ４１を駆使して潜水体１１Ａの水底までの距離が所定範囲に収めるように制御する。
【００９６】
このとき超音波センサ３９が検知した水底までの距離情報は、懸垂ワイヤ（図示しない）に沿って水上のフロート３００上の深度制御部３０１へと接続している信号ケーブルを経由して伝送される。
【００９７】
距離情報を伝送された深度制御部３０１では、水底までの距離が一定範囲に収まるようにウインチ４０を正逆方向に回転させ懸垂ワイヤの長さを変更することで先端の潜水体１１Ａの深度を調整する。
【００９８】
結果として潜水体１１Ａ実施例１の場合と同様に、水底地形の起伏変化に追随した航跡を描き、水底に接触し底泥を巻き上げること無く、最も効果的な深度を選択して高濃度の酸素領域を注入できる。
【００９９】
また、実施例４は実施例３と同様に潜水体１１Ａの比重を周囲の水より高くさせて浮力を消去しておくことが好ましい。これは、ウインチ４０の駆動に伴う潜水体１１Ａの昇降レスポンスを良好にする効果があるためである。
【０１００】
以上に説明した様に、本発明の実施例１から実施例４によれば、気体溶解作用をもつ曝気装置を水上船舶で運転した状態でも、所定深度を保持して潜行する潜水体の位置まで、その曝気装置の入出力インタフェースを延長させる作用をもたらす。
【０１０１】
このため水底に接触して底泥を巻き上げる様なこと無く、最も効果的な深度を選択して高濃度酸素水を注入できる。さらに潜水体は、気体溶解作用を持つ曝気装置を内蔵しないため単純かつコンパクトに構成できる。
【０１０２】
さらに、曝気装置を水上で運転するから水面下の作業位置における気体溶解前後の水質確認が極めて容易である。また、曝気装置の保守作業も運転中に手軽に行えることから、潜水体を含めた装置全体の稼動効率を向上させランニングコスト低減にも貢献する。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の実施例１を示す構成図である。
【図２】本発明の実施例２を示す構成図である。
【図３】本発明の実施例３を示す構成図である。
【図４】本発明の実施例４を示す構成図である。
【図５】特許文献１での気体溶解装置の構成を簡略化した構成図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１１、１１Ａ  潜水体
１２  ミキシングタンク
１５  曳航索
３０  母船
３１  曝気装置
３３  吸入口
３４、３４Ａ  吐出口
３５  推進装置
３６  昇降舵
３７  吸入チューブ
３８  吐出チューブ
３９  超音波センサ
４０  ウインチ
４１  懸垂ワイヤ
１００  スイングアーム
１０１  アーム制御部
１０２、２０２  アーム部
１０３  結合部
２００  クレーン
２０１  クレーン制御部
３００  フロート
３０１  深度制御部
【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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