(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
架台と、
前記架台が取り付けられた、前記架台を浮かす浮体と、
前記架台および／または前記浮体に取り付けられた中間層揚水管であって、水底部と水面との間の中間層に下端開口が配置される中間層揚水管と、
前記架台および／または前記浮体に取り付けられた深層揚水管であって、水底部に下端開口が配置される深層揚水管と、
前記中間層揚水管に空気を供給する第１空気管と、
前記深層揚水管に空気を供給する第２空気管と、
前記架台および／または前記浮体に取り付けられた送風機であって、前記第１空気管および前記第２空気管に空気を供給する送風機と、
前記架台および／または前記浮体に取り付けられた計量槽であって、前記中間層揚水管および前記深層揚水管で揚水された水が流入すると共に当該水の水量を測定可能な越流堰を有する計量槽と、
前記計量槽に上端が接続されると共に水底部に下端開口が配置される水返送管と、
前記第１空気管および前記第２空気管への空気の供給を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置による制御により、前記第１空気管および前記第２空気管への空気の供給が交互になされることで、前記中間層揚水管の下端開口から揚水された水が前記計量槽を経て前記水返送管の下端開口から水中に戻される第１循環運転と、前記深層揚水管の下端開口から揚水された水が前記計量槽を経て前記水返送管の下端開口から水中に戻される第２循環運転とが交互になされ、
前記計量槽は前記架台および／または前記浮体の上に横置き配置されており、
前記計量槽の長手方向の一方の端部に前記中間層揚水管の吐出側が接続されると共に、前記計量槽の長手方向の他方の端部に前記深層揚水管の吐出側が接続され、且つ前記計量槽の長手方向の中央底部に前記水返送管の上端が接続されている、水底貧酸素防止水循環装置。
【請求項２】
架台と、
前記架台が取り付けられた、前記架台を浮かす浮体と、
前記架台および／または前記浮体に取り付けられた中間層揚水管であって、水底部と水面との間の中間層に下端開口が配置される中間層揚水管と、
前記架台および／または前記浮体に取り付けられた深層揚水管であって、水底部に下端開口が配置される深層揚水管と、
前記中間層揚水管に空気を供給する第１空気管と、
前記深層揚水管に空気を供給する第２空気管と、
前記架台および／または前記浮体に取り付けられた送風機であって、前記第１空気管および前記第２空気管に空気を供給する送風機と、
前記架台および／または前記浮体に取り付けられた計量槽であって、前記中間層揚水管および前記深層揚水管で揚水された水が流入すると共に当該水の水量を測定可能な越流堰を有する計量槽と、
前記計量槽に上端が接続されると共に水底部に下端開口が配置される水返送管と、
前記第１空気管および前記第２空気管への空気の供給を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置による制御により、前記第１空気管および前記第２空気管への空気の供給が交互になされることで、前記中間層揚水管の下端開口から揚水された水が前記計量槽を経て前記水返送管の下端開口から水中に戻される第１循環運転と、前記深層揚水管の下端開口から揚水された水が前記計量槽を経て前記水返送管の下端開口から水中に戻される第２循環運転とが交互になされ、
前記水返送管の下端部の側面に溶存酸素計が取り付けられており、
前記溶存酸素計で検出された酸素濃度が所定の閾値以下になったら、前記第１循環運転と前記第２循環運転とが交互になされる、水底貧酸素防止水循環装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の水底貧酸素防止水循環装置において、
前記送風機に電力を供給する蓄電池と、
前記中間層揚水管の上端開口と前記計量槽との間を接続する配管、および／または、前記深層揚水管の上端開口と前記計量槽との間を接続する配管、に設置された水車発電機と、
を備え、
前記水車発電機によって前記蓄電池が充電される、水底貧酸素防止水循環装置。
【請求項４】
請求項３に記載の水底貧酸素防止水循環装置において、
太陽電池パネルをさらに備え、
前記水車発電機および前記太陽電池パネルによって前記蓄電池が充電される、水底貧酸素防止水循環装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の水底貧酸素防止水循環装置において、
前記深層揚水管の下端開口と水底との間の距離が、前記水返送管の下端開口と水底との間の距離よりも長い、水底貧酸素防止水循環装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の水底貧酸素防止水循環装置において、
前記架台および／または前記浮体から水中へキレート鉄を含む物質が吊り下げられている、水底貧酸素防止水循環装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海、湖沼、池等の深層の貧酸素化を抑制する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
海、湖沼、池等の深層は、溶存酸素が少ない状態（以下において、「貧酸素化」と称する）になりやすい。深層の貧酸素化は魚貝類等の生育に影響を及ぼすため、貧酸素化を改善する装置が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、浅い水層から水を吸い上げる吸水管と、吸水管から吸い上げた水を深層に送る送水管と、送水管の途中に配設されたマイクロバブル発生装置とを備えた水質浄化装置が開示されている。特許文献１の水質浄化装置は、吸水管から吸い上げた水にマイクロバブル発生装置で発生させたバブルを混合させることにより、溶存酸素を含む水を生成し、この水を深層に供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１１０９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記装置は海、湖沼、池等といった電源から離れた場所で使用されるため、少ない電力で運転できることが望ましい。また、深層の貧酸素化を広範囲で抑制できることが望ましい。
【０００６】
本発明は、既存の装置より少ない電力で深層の貧酸素化を抑制可能な装置を提供することを目的とする。本発明は、深層の貧酸素化を広範囲で抑制可能な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】
【０００７】
本発明の水底貧酸素防止水循環装置は、架台と、前記架台が取り付けられた、前記架台を浮かす浮体と、前記架台および／または前記浮体に取り付けられた中間層揚水管であって、水底部と水面との間の中間層に下端開口が配置される中間層揚水管と、前記架台および／または前記浮体に取り付けられた深層揚水管であって、水底部に下端開口が配置される深層揚水管と、前記中間層揚水管に空気を供給する第１空気管と、前記深層揚水管に空気を供給する第２空気管と、前記架台および／または前記浮体に取り付けられた送風機であって、前記第１空気管および前記第２空気管に空気を供給する送風機と、前記架台および／または前記浮体に取り付けられた計量槽であって、前記中間層揚水管および前記深層揚水管で揚水された水が流入すると共に当該水の水量を測定可能な越流堰を有する計量槽と、前記計量槽に上端が接続されると共に水底部に下端開口が配置される水返送管と、前記第１空気管および前記第２空気管への空気の供給を制御する制御装置と、を備える。
前記制御装置による制御により、前記第１空気管および前記第２空気管への空気の供給が交互になされることで、前記中間層揚水管の下端開口から揚水された水が前記計量槽を経て前記水返送管の下端開口から水中に戻される第１循環運転と、前記深層揚水管の下端開口から揚水された水が前記計量槽を経て前記水返送管の下端開口から水中に戻される第２循環運転とが交互になされる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、既存の装置より少ない電力で深層の貧酸素化を抑制することができる。本発明によると、深層の貧酸素化を広範囲で抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る水底貧酸素防止水循環装置の側面図である。
【図２】図１に示す水底貧酸素防止水循環装置をIIの方向から視た図である。
【図３】図１に示す水底貧酸素防止水循環装置をIII−III線に沿って視た図である。
【図４】図１に示す水底貧酸素防止水循環装置をIV−IV線に沿って視た図である。
【図５】制御装置を説明する模式図である。
【図６】水底貧酸素防止水循環装置のブロック図である。
【図７】（ａ）および（ｂ）水底貧酸素防止水循環装置を用いた水の循環を説明する図であり、図７（ａ）は図３のVII(a)−VII(a)線に沿って視た図を示し、図７（ｂ）は図３のVII(b)−VII(b)線に沿って視た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の好適な実施形態について説明する。
図１および図２に、本実施形態に係る水底貧酸素防止水循環装置１を示している。図２には、図１に示す水底貧酸素防止水循環装置１をIIの方向から視た図を示している。図１には、図２に示す水底貧酸素防止水循環装置１をIの方向から視た図を示している。図１および図２には、水底貧酸素防止水循環装置１が海、湖沼、池等に浮かんだ状態を示している。
【００１１】
水底貧酸素防止水循環装置１は、図１および図２に示すように、浮体２と、架台３と、中間層揚水管４と、深層揚水管５と、中間空気管（第１空気管）６と（図２参照）、深層空気管（第２空気管）７（図２参照）と、計量槽８と、水返送管９と、制御装置１０と、送風機１１とを有する。
【００１２】
図１に示すように、浮体２は、水に浮いている。架台３は、浮体２に取り付けられている。浮体２の材質は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）、鋼板、合成樹脂等である。
【００１３】
中間層揚水管４は、図２に示すように、浮体２に取り付けられている。中間層揚水管４の下端開口４ａは、水底部と水面との間に配置されている。水底部とは、水底およびその周辺の領域である。水底部を深層と称することがある。以下において、水面と水底部との間の領域を「中間層」と称することがある。
【００１４】
中間層揚水管４内に、中間空気管６が配置されている。中間空気管６から中間層揚水管４に空気が供給されることで、エアーリフト効果により中間層揚水管４内で揚水されるとともに、中間層揚水管４の下端開口４ａから中間層の水が吸い上げられる。中間層の溶存酸素濃度は、水底部の溶存酸素濃度よりも高い。
【００１５】
中間空気管６には、送風機１１から空気が送られる。中間空気管６の途中には、図示しない手動弁および電磁弁が配置されている（図６に示す「中間手動弁１０１」および「中間電磁弁１０２」参照）。中間手動弁１０１は、通常、開いている。中間電磁弁１０２の開閉は、後述するように制御装置１０（図１参照）により制御される。なお、ここでは電磁弁（中間電磁弁１０２）を使用しているが、制御装置１０により制御可能な弁であれば、電磁弁以外の弁でもよい。例えは、電動弁又は空気作動弁を使用してもよい。
【００１６】
深層揚水管５は、図２に示すように、浮体２に取り付けられている。深層揚水管５の下端開口５ａは、水底部に配置されている。
【００１７】
深層揚水管５内に、深層空気管７が配置されている。深層空気管７から深層揚水管５内に空気が供給されることで、エアーリフト効果により、深層揚水管５内で揚水されるとともに、深層揚水管５の下端開口５ａから水底部の水が吸い上げられる。
【００１８】
深層空気管７には、送風機１１から空気が送られる。深層空気管７の途中に、図示しない手動弁および電磁弁が配置されている（図６に示す「深層手動弁１１１」および「深層電磁弁１１２」参照）。深層手動弁１１１は、通常、開いている。深層電磁弁１１２の開閉は、後述するように制御装置１０（図１参照）により制御される。なお、ここでは電磁弁（中間電磁弁１０２）を使用しているが、制御装置１０により制御可能な弁であれば、電磁弁以外の弁でもよい。例えは、電動弁又は空気作動弁を使用してもよい。
【００１９】
図１に示すように、浮体２に、計量槽８が取り付けられている。計量槽８に、中間層揚水管４で汲み上げられた中間層の水（図２参照）、および、深層揚水管５で汲み上げられた水底部の水（図２参照）が流入する。中間層の水、および、水底部の水は、交互に計量層８に流入する（後述参照）。中間層の水は、水底部の水より、溶存酸素濃度が高い。
【００２０】
図３に、図１の水底貧酸素防止水循環装置１をIII−III線に沿って視た図を示している。図３に示すように、浮体２の下段に、計量槽８が横置きに配置されている。
【００２１】
計量槽８の長手方向の一方の端部は、第１中間層接続配管２１および第２中間層接続配管２２によって、中間層揚水管４の上端開口（吐出口）４ｂと接続されている。第１中間層接続配管２１は、計量槽８の長手方向の一方の端部と第２中間層接続配管２２とを接続している。第２中間層接続配管２２は、第１中間層接続配管２１と中間層揚水管４の上端開口（吐出口）４ｂとを接続している。第２中間層接続配管２２に、第１水車発電機２３が設置されている。第１水車発電機２３は、水車２４を有する（図１参照）。第１水車発電機２３は、制御装置１０の蓄電池７１（図１参照）に、電気的に接続されている。
【００２２】
図３に示すように、計量槽８の長手方向の他方の端部は、第１深層接続配管３１および第２深層接続配管３２によって、深層揚水管５の上端開口（吐出口）５ｂと接続されている。第１深層接続配管３１は、計量槽８の長手方向の他方の端部と第２深層接続配管３２とを接続している。第２深層接続配管３２は、第１深層接続配管３１と深層揚水管５の上端開口（吐出口）５ｂを接続している。第２深層接続配管３２に、第２水車発電機３３が設置されている。第２水車発電機３３は、水車３４を有する。第２水車発電機３３は、後述する制御装置１０の蓄電池（図１参照）に、電気的に接続されている。
【００２３】
計量槽８には、計量槽８の長手方向の中央部を挟んで、第１流量堰４１および第２流量堰４２が配置されている。第１流量堰４１は、第２流量堰４２より、中間層揚水管４に近い。第２流量堰４２は、第１流量堰４１より、深層揚水管５に近い。
【００２４】
第１流量堰４１および第２流量堰４２は、例えば、三角堰又は四角堰であるが（図１参照）、これら以外の形状の堰でもよい。第１流量堰４１および第２流量堰４２を超える水の量を測定可能である。
【００２５】
計量槽８の長手方向の中央底部には、図３に示すように、水返送管９の上端が接続されている。中間層揚水管４から計量槽８に中間層の水が流れる。中間層の水は、第１流量堰４１を超えて、水返送管９に流れる。深層揚水管５から計量槽８に水底部の水が流れる。水底部の水が第２流量堰４２を超えて、水返送管９に流れる。
【００２６】
水返送管９の下端開口９ａは、図１に示すように、水底部に配置されている。水返送管９に流れた水は、下端開口９ａから水底部に流れる。水返送管９の下端部の側面に、溶存酸素計５０が取り付けられている。溶存酸素計５０により、水底部の溶存酸素濃度（酸素濃度）を測定することができる。
【００２７】
水返送管９の下端開口９ａと深層揚水管５の下端開口５ａは離れている。深層揚水管５の下端開口５ａは、水返送管９の下端開口９ａから水底部に流れた水を直接吸い上げない位置に配置されている。深層揚水管５の下端開口５ａは、水返送管９の下端開口９ａから水底部に流れた水が、下端開口５ａの近くまで流れる位置に配置されている。
【００２８】
図１に示すように、深層揚水管５の下端開口５ａ、および、水返送管９の下端開口９ａは、水底より上方に配置される。深層揚水管５の下端開口５ａと水底の間の距離ｌ1は、水返送管９の下端開口と水底の間の距離ｌ2よりも長い。言い換えると、深層揚水管５の下端開口５ａは、水返送管９の下端開口９ａより、水底から遠い。
【００２９】
図１に示すように、浮体２から水中へ、かご６１が吊り下げられている。かご６１に、キレート鉄を含む物質６２が入っている。キレート鉄を含む物質６２は、水中に、二価の鉄イオンを溶出させる物質である。
【００３０】
浮体２の上段に、制御装置１０および送風機１１が配置されている。図４に、図１に示す水底貧酸素防止水循環装置１をIV−IV線に沿って視た図を示している。制御装置１０および送風機１１は、浮体２に取り付けられている。送風機１１は、図１に示すように、防音用のカバー１２で覆われている。送風機１１から、中間空気管６および深層空気管７（図２参照）に空気が送られる。
【００３１】
架台３に、太陽電池パネル６０が取り付けられている。太陽電池パネル６０は、制御装置１０の蓄電池７１に電気的に接続されている。
【００３２】
図５に、制御装置１０の構成を示す模式図を示している。制御装置１０は、図５に示すように、蓄電池７１と、パネルチャージコントローラ７２と、第１水車チャージコントローラ７３と、第２水車チャージコントローラ７４と、コンバータ７５と、コントローラ７６とを有する。制御装置１０は、太陽電池パネル６０、第１水車発電機２３および第２水車発電機３３による蓄電池７１の充電、送風機１１の運転、中間電磁弁１０２の開閉（図６参照）、並びに、深層電磁弁１１２の開閉（図６参照）等を制御する。蓄電池７１は、例えば、二次電池でもよい。
【００３３】
パネルチャージコントローラ７２は、太陽電池パネル６０および蓄電池７１を制御することにより、太陽電池パネル６０で発電された電力を蓄電池７１に充電させる。第１水車チャージコントローラ７３は、第１水車発電機２３および蓄電池７１を制御することにより、第１水車発電機２３で発電された電力を蓄電池７１に充電させる。第２水車チャージコントローラ７４は、第２水車発電機３３および蓄電池７１を制御することにより、第２水車発電機３３で発電された電力を蓄電池７１に充電させる。
【００３４】
蓄電池７１は、コンバータ７５に接続されている。コンバータ７５は、送風機１１に接続されている。蓄電池７１に充電された電力は、コンバータ７５で直流から交流に変換されてから、送風機１１に供給される。コンバータ７５から、中間電磁弁１０２、深層電磁弁１１２および溶存酸素計５０にも電力が供給されてよい。
【００３５】
コントローラ７６は、送風機スイッチ８１と、中間電磁弁スイッチ８２と、深層電磁弁スイッチ８３と、酸素濃度表示板８４と、タイマー８５とを有する。コントローラ７６は、送風機１１、中間電磁弁１０２、深層電磁弁１１２、および、溶存酸素計５０に電気的に接続されている。コントローラ７６は、送風機１１の運転、中間電磁弁１０２の開閉（図６参照）、および、深層電磁弁１１２の開閉（図６参照）等を制御する。
【００３６】
送風機スイッチ８１により、送風機１１の運転を開始または停止させることができる。例えば、送風機１１スイッチをＯＦＦからＯＮに切り替えることにより、送風機１１の運転が開始する。送風機１１スイッチをＯＮからＯＦＦに切り替えることにより、送風機１１の運転が停止する。
【００３７】
中間電磁弁スイッチ８２により、中間電磁弁１０２を開状態または閉状態へ変えることができる。例えば、中間電磁弁スイッチ８２をＯＦＦからＯＮに切り替えることにより、中間電磁弁１０２が開く。中間電磁弁スイッチをＯＮからＯＦＦに切り替えることにより、中間電磁弁１０２が閉まる。
【００３８】
深層電磁弁スイッチ８３により、深層電磁弁１１２を開状態または閉状態へ変えることができる。例えば、深層電磁弁スイッチ８３をＯＦＦからＯＮに替えることにより、深層電磁弁１１２が開く。深層電磁弁スイッチ８３をＯＮからＯＦＦに替えることにより、深層電磁弁１１２が閉まる。
【００３９】
酸素濃度表示板８４には、溶存酸素計５０から信号が送られる。酸素濃度表示板８４には、溶存酸素計５０（図１参照）で検出された水底部の溶存酸素濃度が表示される。
【００４０】
タイマー８５に所定の時間または所定の時刻を記憶させる。タイマー８５は、例えば、所定の時間が経過したことまたは所定の時刻になったことを、作業者等に知らせるものでもよい。タイマー８５は、例えば、所定の時間が経過したことまたは所定の時刻になったとき、送風機スイッチ８１、中間電磁弁スイッチ８２および／又は深層電磁弁スイッチ８３に信号を送るものでもよい。
【００４１】
送風機スイッチ８１の操作、中間電磁弁スイッチ８２の操作、および、深層電磁弁スイッチ８３の操作は、手動で行われるものでもよく、自動で行われるものでもよい。また、これらの操作は、酸素濃度表示板８４および／またはタイマー８５に連動して行われてもよく、酸素濃度表示板８４および／またはタイマー８５に関係なく行われてもよい。
【００４２】
次に、図６および図７を参照しつつ、水底貧酸素防止水循環装置１による水の循環について説明する。図６に、水底貧酸素防止水循環装置１の模式図および水の流れを示している。なお、図６には、水底貧酸素防止水循環装置１の一部の構成を省略している。図７（ａ）に図３のVII(a)−VII(a)線に沿って視た図を示し、図７（ｂ）に図３のVII(b)−VII(b)線に沿って視た図を示している。
【００４３】
太陽電池パネル６０、第１水車発電機２３および第２水車発電機３３で発電された電力が蓄電池７１に充電される。蓄電池７１から送風機１１に電力が供給される。
【００４４】
例えば、タイマー８５により、所定の時間が経過したこと、または、所定の時刻になったことが知らされると、送風機１１の運転が開始し、中間電磁弁１０２が開く。送風機１１から中間空気管６に空気が送られ、中間空気管６から中間層揚水管４内に空気が供給される。エアーリフト効果により、中間層揚水管４内で揚水されるとともに、中間層揚水管４の下端開口４ａから中間層の水が吸い上げられる（図７(ａ)参照）。
【００４５】
図６に示すように、中間層の水は、中間層揚水管４から第１水車発電機２３を通って計量槽８へ流入する。このとき水車２４が回転することにより、発電する。発電された電力は、蓄電池７１に充電される。計量槽８に流れた中間層の水は、第１流量堰４１を超えて水返送管９へ流れ、水底部へ流出する（図７(ａ)参照）。水底部に、溶存酸素濃度が高い中間層の水が供給される。
【００４６】
上記のように、中間層の水は、中間層揚水管４から吸い上げられ、計量槽８を経て、水返送管９から水底部へ流出することにより水中に戻る第１循環運転が行われる。
【００４７】
その後、タイマー８５により、所定時間が経過したこと、または、所定の時刻になったことが知らされると、図６に示す中間電磁弁１０２が閉じ、深層電磁弁１１２が開く。送風機１１から深層空気管７に空気が送られ、深層空気管７から深層揚水管５内に空気が供給される。エアーリフト効果により、深層揚水管５内で揚水されるとともに、深層揚水管５の下端開口５ａから水底部の水が吸い上げられる（図７(ｂ)参照）。これにより、水底部の水が流動する。第１循環運転で水底部に供給された中間層の水は、水底部にさらに広がる。
【００４８】
深層揚水管５から吸い上げられた水底部の水は、図６に示すように、深層揚水管５から第２水車発電機３３を通って計量槽８へ流入する。このとき水車３４が回転することにより、発電する。発電された電力は、蓄電池７１に充電される。計量槽８に流れた中間層の水は、第２流量堰４２を超えて水返送管９へ流れ、水底部へ流出する（図７(ａ)参照）。第１循環運転で水底部に供給された溶存酸素濃度が高い中間層の水は、水底部にさらに広がる。
【００４９】
上記のように、水底部の水は、深層揚水管５から吸い上げられ、計量槽８を経て、水返送管９から水底部へ流出することにより水中に戻る第２循環運転が行われる。
【００５０】
その後、タイマー８５により、所定時間が経過したこと、または、所定の時刻になったことが知らされると、図６に示す深層電磁弁１１２が閉じ、中間電磁弁１０２が開くことにより、第１循環運転が実施される。
上述した方法により、第１循環運転と第２循環運転が交互に繰り返される。
送風機１１の運転が停止すると、第１循環運転および第２循環運転が行われない。
【００５１】
上記では、タイマー運転について説明したが、タイマー運転以外の方法によって第１循環運転および第２循環運転を実施してもよい。例えば、溶存酸素計５０によって測定された水底部の溶存酸素濃度を基に、第１循環運転および第２循環運転を実施してもよい。溶存酸素計５０によって測定された水底部の溶存酸素濃度とタイマー運転の両方を利用することにより、第１循環運転および第２循環運転を実施してもよい。以下に、溶存酸素計５０によって測定された水底部の溶存酸素濃度とタイマー運転の両方を利用する場合について説明する。
【００５２】
コントローラ７６の酸素濃度表示板８４（図６参照）に、水底部の溶存酸素濃度が表示される。表示された溶存酸素濃度が所定の閾値より低いとき、送風機１１の運転を開始し、中間電磁弁１０２を開く。これにより第１循環運転が実施される。
【００５３】
タイマー８５により、所定時間が経過したこと、または、所定の時刻になったことが知らされると、図６に示す中間電磁弁１０２が閉じ、深層電磁弁１１２が開く。これにより第２循環運転が実施される。
【００５４】
その後、タイマー８５により、所定時間が経過したこと、または、所定の時刻になったことが知らされると、図６に示す深層電磁弁１１２が閉じ、中間電磁弁１０２が開くことにより、第１循環運転が実施される。
上述した方法により、第１循環運転と第２循環運転が交互に繰り返される。
【００５５】
上記では、最初の第１循環運転が、溶存酸素計５０によって測定された水底部の溶存酸素濃度を基に実施され、その後の第２循環運転および第１循環運転がタイマー運転により実施されるが、全ての第１循環運転および第２循環運転が、溶存酸素計５０によって測定された水底部の溶存酸素濃度を基に実施されてもよい。
【００５６】
以上のように、本実施形態によると以下の効果を奏する。
従来のようなマイクロバブル発生装置等によりバブルを発生させ、水に溶かして、水底部から噴出させる方法ではなく、図７に示すように、水底部（深層）の水よりも溶存酸素を多く含む中間層の水をエアーリフト効果によって上昇させ、水底部に供給する第１循環運転により、水底部の貧酸素化を抑制することができる。これにより、従来よりも少ない電力で、水底部の貧酸素化を抑制することができる。
【００５７】
また、図７に示すように、水底部の水をエアーリフト効果により上昇させ、水底部に戻す第２循環運転により、水底部の水の流動化を促進させることができる。
第１循環運転により溶存酸素を多く含む中間層の水を水底部に供給することに加えて、第２循環運転により水底部の水の流動化が促進されることによって、溶存酸素を多く含む中間層の水が水底部に広がる。また、第１循環運転と第２循環運転とが交互になされることにより、溶存酸素を多く含む中間層の水が水底部の広範囲に流れる。これにより、水底部の貧酸素化を広範囲で抑制することができる。
【００５８】
また、図６に示すように、中間層揚水管４から計量槽８に流入した中間層の水は、計量槽８内で第１流量堰４１を超えて水返送管９に流れる。深層揚水管５から計量槽８に流入した水底部の水は、第２流量堰４２を超えて水返送管９に流れる。水が第１流量堰４１又は第２流量堰４２を超えていることを確認することにより、第１循環運転および第２循環運転が確実に実施されていることを容易に確認することができる。
【００５９】
また、第１循環運転において、中間層の水は、図６に示すように、中間層揚水管４から第１水車発電機２３を通って計量槽８へ流入する。このとき水車２４が回転することにより、発電する。また、第２循環運転において、深層の水は、図６に示すように、深層揚水管５から第２水車発電機３３を通って計量槽８へ流入する。このとき水車３４が回転することにより、発電する。このように揚水の流れを利用することで、簡易に発電することができる。発生した電力を蓄電池７１に充電し、送風機１１、溶存酸素計５０、コントローラ７６、中間電磁弁１０２および深層電磁弁１１２等に供給することができる。
【００６０】
また、図１に示すように、架台３に配置された太陽電池パネル６０により、発電させることができる。この電力を蓄電池７１に充電し、送風機１１、溶存酸素計５０、コントローラ７６、中間電磁弁１０２および深層電磁弁１１２等に供給することができる。
【００６１】
また、図１に示すように、水返送管９の下端部の側面に溶存酸素計５０が取り付けられている。溶存酸素計５０によって測定された水底部の溶存酸素濃度により、水底部の水質を確認することができる。また、溶存酸素計５０によって測定された水底部の溶存酸素濃度を基に第１循環運転および第２循環運転を実施することにより、水底部が貧酸素化することを事前に防止したり、水底部の貧酸素化を改善したりすることができる。
【００６２】
また、図３に示すように、浮体２に計量槽８が横置きに配置され、計量槽８の長手方向の一方の端部に中間層揚水管４の上端開口４ｂが接続され、計量槽８の長手方向の他方の端部に深層揚水管５の上端開口５ｂが接続され、且つ、計量槽８の長手方向の中央底部に水返送管９の上端が接続されている。これにより、水底貧酸素防止水循環装置１を水にバランスよく浮かすことができる。
【００６３】
また、図１に示すように、深層揚水管５の下端開口５ａが、水返送管９の下端開口９ａより、水底から遠い。深層揚水管５の下端開口５ａを水底からやや離すことにより、深層揚水管５の下端開口５ａから水底部の水を吸い上げやすい（図７（ｂ）参照）。また、水底部の広範囲の水を吸い上げることができる。これにより、水底部の流動化をさらに促進させることができる。
また、水返送管９の下端開口９ａが水底に近いことにより、水返送管９の下端開口９ａから流出した水は、水底に沿って流れるため、広がりやすい。これにより、第１循環運転によって水底部に供給された中間層の水は広範囲に広がるとともに、次の第２循環運転によって水底部に供給された深層の水により中間層の水はさらに押されて広範囲に広がる。これに加えて、水底部の流動化を促進されているため、水底部に供給された溶存酸素を多く含む中間層の水はより広範囲に広がる。
上記より、深層の貧酸素化をより広範囲で抑制することができる。
【００６４】
また、図１に示すように、キレート鉄を含む物質６２を水中に吊り下げることにより、キレート鉄を含む物質６２から水中にキレート鉄を溶出させる。これにより植物プランクトンの成長および増殖が促進され、それらを捕食する魚介類等の成長および増殖が促進する。
【００６５】
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００６６】
例えば、上述した実施形態では、図３に示すように、第２中間層接続配管２２に第１水車発電機２３が設置されている。しかし、第２中間層接続配管２２に第１水車発電機２３が設置されていなくてもよい。第１中間層接続配管２１または中間層揚水管４に、第１水車発電機２３が設置されていてもよい。また、全ての配管に第１水車発電機２３が設置されていなくてもよい。
【００６７】
また、第２深層接続配管３２に第２水車発電機３３が設置されている。しかし、第２深層接続配管３２に第２水車発電機３３が設置されていなくてもよい。第１深層接続配管３１または深層揚水管５に、第２水車発電機３３が設置されていてもよい。また、全ての配管に第２水車発電機３３が設置されていなくてもよい。
【００６８】
また、上述した実施形態では、深層揚水管５の下端開口５ａと水底との間の距離ｌ1が、水返送管９の下端開口９ａと水底との間の距離ｌ2よりも長い。しかし、深層揚水管５の下端開口５ａと水底との間の距離ｌ1が、水返送管９の下端開口９ａと水底との間の距離ｌ2と同じでもよい。深層揚水管５の下端開口５ａと水底との間の距離ｌ1が、水返送管９の下端開口９ａと水底との間の距離ｌ2より短くてもよい。
【００６９】
また、上述した実施形態では、図３に示すように、計量槽８が横置きに配置されている。しかし、計量槽８が、縦置きに配置されていてもよい。
【００７０】
また、上述した実施形態では、図１に示すように、浮体２から、水中へ、キレート鉄を含む物質６２が入ったかご６１が吊り下げられている。しかし、キレート鉄を含む物質が水中へ吊り下げられていなくてもよい。また、架台３、または、浮体２および架台３から、水中へ、キレート鉄を含む物質が吊り下げられていてもよい。
【００７１】
また、上述した実施形態では、図１に示すように、太陽電池パネルが架台３に取り付けられている。しかし、太陽電池パネルが、浮体２に取り付けられていてもよい。水底貧酸素防止水循環装置が太陽電池パネルを備えなくてもよい。
【００７２】
また、上述した実施形態では、図１および図２に示すように、中間層揚水管４、深層揚水管５および計量槽８が浮体２に取り付けられている。しかし、中間層揚水管４、深層揚水管５および計量槽８は、架台３に取り付けられていてもよい。また、計量槽８が横置きに配置されている。しかし、計量槽８が、浮体２および／または架台３に、縦置きに配置されていてもよい。
【００７３】
また、上述した実施形態では、図１に示すように、送風機１１および制御装置１０が架台３に取り付けられている。しかし、送風機１１および制御装置１０は、浮体２に取り付けられていてもよい。
【００７４】
また、上述した実施形態では、図３に示すように、計量槽８の長手方向の一方の端部と中間層揚水管４の上端開口４ｂとが、第１中間層接続配管２１および第２中間層接続配管２２によって接続されている。しかし、計量槽８の一方の端部と中間層揚水管４の上端開口４ｂとが、１本の配管によって接続されていてもよい。この場合、１本の配管に、第１水車発電機２３が設置されていてもよい。また、計量槽８の一方の端部と中間層揚水管４の吐出口とが、配管を用いずに接続されていてもよい。この場合、中間層揚水管４に、第１水車発電機２３が設置されていてもよい。
【００７５】
また、上述した実施形態では、図３に示すように、計量槽８の長手方向の他方の端部と深層揚水管５の上端開口５ｂとが、第１深層接続配管３１および第２深層接続配管３２によって接続されている。しかし、計量槽８の他方の端部と深層揚水管５の上端開口５ｂとが、１本の配管によって接続されていてもよい。この場合、１本の配管に、第２水車発電機３３が設置されていてもよい。また、計量槽８の他方の端部と深層揚水管５の上端開口５ｂとが、配管を用いずに接続されていてもよい。この場合、深層揚水管５に、第２水車発電機３３が設置されていてもよい。
【００７６】
また、上述した実施形態では、図１および図５に示すように、制御装置１０が蓄電池７１を有するが、制御装置１０の外部に蓄電池７１が配置されていてもよい。
【符号の説明】
【００７７】
１          水底貧酸素防止水循環装置
２          浮体
３          架台
４          中間層揚水管
４ａ        中間層揚水管の下端開口
４ｂ        中間層揚水管の上端開口（吐出口）
５          深層揚水管
５ａ        深層揚水管の下端開口
５ｂ        深層揚水管の上端開口（吐出口）
６          中間空気管（第１空気管）
７          深層空気管（第２空気管）
８          計量槽
９          水返送管
９ａ        水返送管の下端開口
１０        制御装置
１１        送風機
１２        カバー
２１        第１中間層接続配管
２２        第２中間層接続配管
２３        第１水車発電機
２４、３４  水車
３１        第１深層接続配管
３２        第２深層接続配管
３３        第２水車発電機
４１        第１流量堰
４２        第２流量堰
５０        溶存酸素計
６０        太陽電池パネル
６２        キレート鉄を含む物質
７１        蓄電池
７２        パネルチャージコントローラ
７３        第１水車チャージコントローラ
７４        第２水車チャージコントローラ
７５        コンバータ
７６        コントローラ
８１        送風機スイッチ
８２        中間電磁弁スイッチ
８３        深層電磁弁スイッチ
８４        酸素濃度表示板
８５        タイマー
１０１      中間手動弁
１０２      中間電磁弁
１１１      深層手動弁
１１２      深層電磁弁
【要約】
【課題】少ない電力で深層の貧酸素化を抑制する。深層の広範囲で貧酸素化を抑制する。
【解決手段】水底貧酸素防止水循環装置１は、中間層揚水管４と、深層揚水管５と、計量槽８と、水返送管９とを有する。中間空気管（第１空気管）６から中間層揚水管４に空気が供給されることにより、中間層揚水管４内で水が上昇し、中間層の水が計量槽８を経て、水返送管９から水底部に流れる（第１循環運転）。深層空気管（第２空気管）７から深層揚水管５に空気が供給されることにより、深層揚水管５内で水が上昇し、水底部の水が計量槽８を経て、水返送管９から水底部に流れる（第２循環運転）。制御装置１０による制御により、第１循環運転と第２循環運転とが交互になされる。
【選択図】図７【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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【図７】
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