(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流水と交差する方向に張設して、通過する水の汚濁を防除するために水中に立設する汚濁防止膜装置であって、フロートと、フロートの長手方向の下面に沿って取り付けられる膜体とによって構成されるものにおいて、前記膜体を、横に長い帯状の上部ならびに下部の各１本の抑えベルトと、前記上部抑えベルトと下部抑えベルトとの間に多数のカーテンベルトを隙間のない状態に密接して並べ、該カーテンベルトを水に対して透過性のある化学繊維製品等により構成して各カーテンベルトの上端を上部抑えベルトに、その下端を下部抑えベルトにそれぞれ取り付けることにより、平行に架け渡された多数のカーテンベルトよりなるスリット型膜体として構成し、該膜体をフロートの下面に取り付けて流水中に張設したとき、流水の過度の圧力に応じて隣接するカーテンベルトが上下端を上部抑えベルトと下部抑えベルトとにそれぞれ取り付けられた状態でその間の拘束されない部分が左右に開くことにより、その間に生じたスリットから流水を逃がして上記流水の過度の圧力が消化され、且つ、流速が変化して上流側の圧力が減少する事態になれば、前記各カーテンベルトが自己の復元力により、一時的に広げられた前記のスリットを縮小する方向に変形する構成とし、カーテンベルトの途中に該ベルトの重量を加重する中間ウエイトをそなえることを特徴とする汚濁防止膜装置。
【請求項２】
水中に立設される汚濁防止膜装置の張設態様として、フロートの一部または全部が水面上の空中に露出し、膜体の全部が水中にあってその下端の下部抑えベルトと水底との間に隙間のある宙吊りの態様とし得るように外部からのフロートの浮力の調整が可能な請求項１記載の汚濁防止膜装置。
【請求項３】
水中に立設する汚濁防止膜装置の張設態様として、膜体の下部抑えベルトが水中においてその全長が水底に接触し、フロートの上面が水面に届かなくて水面との間に隙間のある態様とし得るように外部からのフロートの浮力の調整が可能な請求項１記載の汚濁防止膜装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、水の汚濁防止膜装置に関するもので、流水と交差する方向に張設して、通過する水の汚濁を防除するために、フロートと、フロートの長手方向の下面に沿って垂下される膜体とによって構成される汚濁防止膜装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術について、その一例を示す図５にもとずいて説明する。図中のＡは従来の懸垂式汚濁防止膜、Ｂは従来の水没式汚濁防止膜である。懸垂式汚濁防止膜Ａは、水面上の空中に露出するフロート１と、フロート１の長手方向の下面に沿って水中に垂下される膜体２とによって構成される。フロート１はフロートカバー３に包み込まれ、緩衝ブイ４とアンカーブロック５により水中の位置が保持される。膜体２は、横に長い帯状の上部抑えベルト６と、下部抑えベルト７と、その間をつなぐカーテン８とによって構成され、上部抑えベルト６をフロート１の下面に係着することにより、膜体２は下部抑えベルト７と水底との間に隙間のある宙吊りの状態となっている。下部抑えベルト７には、膜体２が水中で垂下状態を保持し易いように下部ウエィト９が取り付けられるとともに、下部ウエィト９による水底の撹拌作用防止のため、カーテン８に対して途中の一定深さの位置に中間フロート１０が設けられ、これによって膜体２に対し適度の浮力を作用させている。
【０００３】
水没式汚濁防止膜Ｂは、懸垂式汚濁防止膜Ａが水面もしくは比較的水面に近い水域の水の汚濁を防除するために設置されるのに対し、それよりもっと深い水域の水の汚濁を防除するために設けられるもので、水底もしくは比較的水底に近い水域の水の汚濁を防除することを目的とするものである。そのため水の汚濁が深さの全域に亙って発生しているような場合には、しばしばＡ，Ｂ二組の汚濁防止膜が併用される。図５はこのような要求に応じるための設置要領を示すものである。水没式汚濁防止膜Ｂの構成は、図示のように、懸垂式汚濁防止膜Ａに準じる構成をそなえる。すなわち、フロート１と、上部抑えベルト６と、下部抑えベルト７と、その間をつなぐ中間フロートをもたないカーテン８ａとをそなえ、下部抑えベルト７が形鋼よりなる固定ウエィト１１に取り付けられていて、装置全体がフロート１の浮力により、水底から上方に向かって立ち上がった状態に設置されている。このように、Ａ，Ｂ二組の汚濁防止膜が張設されている水域を流れる水は、その上半部が汚濁防止膜Ａによって汚濁の防除が行われ、その下半部が汚濁防止膜Ｂによって汚濁の防除が行われることになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来装置によってこれらと交差する方向に流れてくる水の汚濁を防除する場合、つぎのような不具合点がある。
１）この発明課題のように、水中に立設する汚濁防止膜装置によって水の汚濁を防除する場合、対象とする水は、流速の大小は別として少なくともある方向に向かって流れている水であることを要する。このため水中に立設される膜体の材質は、ポリエステルキャンバスなどのような透過性のある生地が選ばれ、ある程度の水の貫通を可能とする方策が取られている。しかし作業の能率をさらに上げようとすると、水の相対流速を上昇させざるを得ないことになるが、流速を上昇させた場合、膜体を貫通して流過する水量のみではこの場合のような過度の流量を消化しきれない状態となって、その結果水流が膜体を水平状態に近づける方向に押し上げて、水が膜体の下を潜ってバイパスするに至る。その状態が図６に示される。図中のＰ矢はこのようにして水流が膜体２を押し上げ、膜体２のないところで下流側にバイパスする状態が示されている。これでは汚濁防止膜装置は全く機能していないことになる。そればかりでなく、この場合、図に明らかなように、中間フロート１０は膜体２を浮き上がらせる効果の側に加担し、本来の使命としての下部ウエィト９による水底の撹拌作用の発生を防止するという効果を上げることには役立っていない。
【０００５】
２）前記の従来装置の構成では、膜体の生地から生じる水の透過率特性、あるいは下部ウエィト９，中間フロート１０等の大きさあるいは重さ等から決まる流水に対する抵抗力が一定不変であり、そのため流水中にあって最高の成果を発揮し得る流水速度も、一定値あるいはごくその周辺に近い値に限られることになるが、流水速度は、たとえば河川の流れあるいは海水の潮の干満などのように常に変動するものであり、このような変動性の激しい流水速度に対して前記一定値の特性しか持たない膜体で立ち向かう場合、両者の適合の可能性はきわめて低いものとなって、極言すれば両者の合致を期待することはまず不可能ということになる。
【０００６】
３）流水の深度上における汚濁の濃淡等の分布は一定のものではなく、非常に流動的なものであり、したがって膜体の深度上の位置もそれに対応して随時移動が可能であることが要求されるが、前記の従来装置の構成では、流水の深度上における汚濁の分布に対応して、膜体の深度上の位置を随時に移動させることは全く不可能である。
【０００７】
この発明は、前記従来装置の不具合点にかんがみてなされたもので、流速の変動に対応して自動的に膜体を通過する流過水量を広範囲に亙って調節することができ、その結果常時最適の汚濁防除の効率を保持することができ、また水中に立設する汚濁防止膜装置の深度上の張設位置、すなわち設置高さを自由に変動できて単一の膜体を使用しながらあらゆる深度に対して汚濁防除の効果を最高度に発揮し得る汚濁防止膜装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するための手段として、この発明にかかる汚濁防止膜装置においては、流水と交差する方向に張設して、通過する水の汚濁を防除するために水中に立設する汚濁防止膜装置であって、フロートと、フロートの長手方向の下面に沿って取り付けられる膜体とによって構成されるものにおいて、前記膜体を横に長い帯状の上部ならびに下部の各１本の抑えベルトと、前記上部抑えベルトと下部抑えベルトとの間に多数のカーテンベルトを隙間のない状態に密接して並べ、各カーテンベルトの上端を上部抑えベルトに、その下端を下部抑えベルトにそれぞれ取り付けることにより、平行に架け渡された多数のカーテンベルトよりなるスリット型膜体として構成し、該膜体をフロートの下面に取り付けて流水中に張設したとき、流水の過度の圧力に応じて隣接するカーテンベルトが上下端を上部抑えベルトと下部抑えベルトとにそれぞれ取り付けられた状態で、その間の拘束されない部分が左右に開くことにより、その間に生じたスリットから流水を逃がして上記流水の過度の圧力が消化され、且つ、流速が変化して上流側の圧力が減少する事態になれば、前記各カーテンベルトが自己の復元力により、一時的に広げられた前記のスリットを縮小する方向に変形する構成とし、カーテンベルトの途中に該ベルトの重量を加重する中間ウエイトをそなえることを特徴としている。
【０００９】
汚濁防止膜装置を上記のように構成すると、流速の変動に対応して隣接するカーテンベルトが左右に開くことにより、その間に生じたスリットから流水を逃がして上記流水の過度の圧力が消化されるので、自動的にスリットからの流水の逃がし量を許容最小限度内に調節することができ、それによって膜体を通過する水量を最大限に保持することができて、最適の汚濁防除の効率を上げることができる。
また、流速が変化して上流側の圧力が減少する事態になれば、前記各カーテンベルトは自己の復元力により、一時的に広げられた前記スリットを縮小する方向に変形し、水の流過を可能最小限に抑える作用が自動的に行われる。
【００１０】
あるいは請求項２のように、水中に立設される汚濁防止膜装置の張設態様として、フロートの一部または全部が水面上の空中に露出し、膜体の全部が水中にあってその下端の下部抑えベルトと水底との間に隙間のある宙吊りの態様とし得るように外部からのフロートの浮力の調整が可能とされていてもよい。
【００１１】
汚濁防止膜装置がこのように構成されていると、水中に立設する汚濁防止膜装置の深度上の張設位置を自由に上下方向に移動することができるので、流水の深度上における汚濁の分布に対応して、膜体の深度上の位置を随時に移動することが可能であり、汚濁防除の効果を最高度に発揮することができる。
【００１２】
さらに、請求項３に示すように、水中に立設する汚濁防止膜装置の張設態様として、膜体の下部抑えベルトが水中においてその全長が水底に接触し、フロートの上面が水面に届かなくて水面との間に隙間のある態様とし得るように外部からのフロートの浮力の調整が可能な構成としてもよい。
【００１３】
前記汚濁防止膜装置をこのように構成すると、水中に立設する汚濁防止膜装置の深度上の張設位置を自由に上下方向に移動することができるので、前項の場合と同様に、流水の深度上における汚濁の分布に対応して、膜体の深度上の位置を随時に移動することが可能であり、汚濁防除の効果を最高度に発揮することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
この発明にかかる汚濁防止膜装置の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。図１において、懸垂式汚濁防止膜Ａ１は、フロート２１と、フロート２１の長手方向の下面に沿って取り付けられる膜体２２とによって構成される。膜体２２は、横に長い帯状の上部抑えベルト２６ならびに下部抑えベルト２７の各１本の抑えベルトと、その間に多数のカーテンベルト２８を隙間のない状態に密接して並べ、各カーテンベルト２８の上端を上部抑えベルト２６に、その下端を下部抑えベルト２７にそれぞれ取り付けることにより、平行に架け渡された多数のカーテンベルト２８よりなるスリット型膜体として構成されている。カーテンベルト２８は、たとえばベルト状のポリエステル材等が選ばれ、その布目による水の透過性と同時に、通常の布状素材のそなえるある程度の伸縮性ならびに復元性が有効に利用される。このような構成よりなる膜体２２をフロート２１の下面に取り付けて流水中に張設したとき、流水の圧力に応じて互いに隣接するカーテンベルト２８が、上下端を上部抑えベルト２６と下部抑えベルト２７とにそれぞれ取り付けられた状態で、その間の拘束されない部分が自己の復元力に抗しながら過度の水圧によって左右に開くことにより、その間に生じたスリット３０から流水を逃がして上記流水の圧力が消化される構成となっている。カーテンベルト２８には、その重量を加重するための中間ウエイト２９が長手方向の途中に設けられている。
【００１５】
つぎに図１の構成をそなえる汚濁防止膜装置の作用態様を、図面を参照しながら詳細に説明する。まず図１において、水流が非常に小さいときは、カーテンベルト２８の材質のそなえる透過性によって、膜体２２が垂設状態のままで、水を上流側から下流側に向かって通過させることができ、膜体２２を下流側に撓ませる力は殆ど発生せず、したがって、隣接するカーテンベルト２８は相互間にスリット３０を形成するに至らず、カーテンベルト２８の生地の目の大きさから決まる流水速度の範囲内で、高精度の汚濁防除作用を実施することができる。
【００１６】
つぎに、図２は、流速がやや上昇して膜体２２が下流側に向かってゆるやかに押されている状態を示す。この状態では、カーテンベルト２８はその復元力によって相互になるべく接触状態を保持してスリット３０を作らない状態を保持しようとするが、やむを得ない場合にだけ最小のスリット３０を開いてそこから流水のバイパスを許すことにより、膜体２２の上流側の水圧が過度に上昇して膜体２２を水平方向に持ち上げることのないように、自動的調節作用を行う。
【００１７】
図３は流速がさらに上昇して、水の流過がカーテンベルト２８の生地の目の大きさでは到底消化できない状態となり、すべてのカーテンベルト２８がスリット３０を開いて、水はそれらのスリット３０から自由に下流側に向かって流れ去る状態となる。なお、この状態にあっても、流速が変化して上流側の圧力が減少する事態になれば、各カーテンベルト２８は自己の復元力により、一時的に広げられた前記のスリット３０を縮小する方向に変形し、水の流過を可能最小限に抑える作用が自動的に行われる。図４はこの作用の態様を示し、前記のように流速が上昇した場合であっても、流速上昇に起因する上流側の圧力増加は、カーテンベルト２８の拘束されない部分が左右に開くことによって、その間に生じたスリット３０から流水を逃がして前記流水の圧力が消化される構成とされているので、上流側の圧力は早期に消滅し、従来のようにその圧力によって膜体２２が水平方向に押し流されたり、その結果水流が膜体２２を水平状態に近づける方向に押し上げて水が膜体２２の下を潜ってバイパスするなどのことが防止される。この作用の結果が図４に示されており、同図を前記図６と比較することによって、その効果がよく理解される。すなわち図４では、スリット３０の生成によってカーテンベルト２８が水平方向に押し流されることが防止されている状態が明らかである。
【００１８】
さらに図４によれば、多数の矢印によって示される水流は、いずれもカーテンベルト２８に向かって前進して、カーテンベルト２８に生じるスリット３０を通過し下流側に貫流するので、膜体２２の姿勢が図６のように水平方向に流れることがなく、垂直に近い方向を維持しており、その結果膜体２２の下端を潜って下流側に抜けるＰ矢の水流も図６の場合と比べて僅かである。なお、このような作用の生じる要因については、カーテンベルト２８の途中に中間ウエィト２９が設けられていることも、大いに効果を上げている。
【００１９】
以上のように、図１の構成によれば、流速の変動に対応して自動的に膜体を通過する流過水量を調節することができ、その結果常時最高の汚濁防除効率を保持することができ、また水中に立設する汚濁防止膜装置の深度上の張設位置、すなわち設置高さを自由に変動できて、単一の膜体を使用しながらあらゆる深度に対して汚濁防除の効果を最高度に発揮することが可能である。
【００２０】
なお請求項２もしくは請求項３のように、フロートの浮力の調整を外部から行うことができるようにするための構成例としては、たとえばフロートの容積が気体封入量に応じて変動が可能なように構成しておき、フロートに対する気体の供給量を遠隔式に制御するなどの方法によって容易に実施が可能である。
【００２１】
【発明の効果】
この発明にかかる汚濁防止膜装置は以上のように構成されるので、つぎのような効果がある。
【００２２】
１）請求項１では、流速の変動に対応して自動的に膜体を通過する流過水量を調節することが可能であり、その結果常時最高の汚濁防除効率を保持することができる。
【００２３】
２）請求項２では、水中に立設する汚濁防止膜装置の深度上の張設位置、すなわち設置高さを自由に変動できて単一の膜体を使用しながら広範囲の深度幅に対応でき、特に全深度領域のうち、上層部の範囲の水深に対して汚濁防除の効果を最高度に発揮することができる。
【００２４】
３）請求項３では、水中に立設する汚濁防止膜装置の深度上の張設位置、すなわち設置高さを自由に変動できて単一の膜体を使用しながら広範囲の深度幅に対応でき、特に全深度領域のうち、下層部の範囲の水深に対して汚濁防除の効果を最高度に発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の汚濁防止膜装置を水中に設置したときの正面図である。
【図２】図１の装置の作用態様を示す説明図である。
【図３】図１の装置の異なる作用態様を示す説明図である。
【図４】図１の装置の異なる作用状態を示す側面図である。
【図５】従来装置の懸垂式汚濁防止膜Ａならびに水没式汚濁防止膜Ｂのそれぞれの使用状態を示す斜視図である。
【図６】従来装置の作用状態を示す側面図である。
【符号の説明】
２１    フロート
２２    膜体
２６    上部抑えベルト
２７    下部抑えベルト
２８    カーテンベルト
２９    中間ウエィト
３０    スリット
Ａ    懸垂式汚濁防止膜
Ｂ    水没式汚濁防止膜
【図１】
0003811208.tif 000002
【図２】
0003811208.tif 000003
【図３】
0003811208.tif 000004
【図４】
0003811208.tif 000005
【図５】
0003811208.tif 000006
【図６】
0003811208.tif 000007