水質改善用構造体
【課題】水中でのねじれや引っ張りに強く、流水や波などによる破損や切断を抑制できる水質改善用構造体を提供する。
【解決手段】水質改善用構造体１０は、管状体２０の下端部に重り部材２２が取り付けられ、管状体２０の上端部に浮き部材２４が取り付けられている。管状体２０は、樹脂製の内管１２の外周に、炭素繊維１４Ａを格子状に編んだ繊維製外管１４が形成されており、繊維製外管１４の外側に放射状に炭素繊維からなる複数の線状繊維１６が設けられている。重り部材２２は、水中の底部３０に設置され、浮き部材２４が水面３２に浮かぶことで、管状体２０が水中を海藻のように揺動する。管状体２０は、ねじれや引っ張りに強く、切断や破断が抑制される。繊維製外管１４や線状繊維１６に微生物や藻などの水生植物が繁殖し、これを目当てに魚類や貝類が生息する。
【解決手段】水質改善用構造体１０は、管状体２０の下端部に重り部材２２が取り付けられ、管状体２０の上端部に浮き部材２４が取り付けられている。管状体２０は、樹脂製の内管１２の外周に、炭素繊維１４Ａを格子状に編んだ繊維製外管１４が形成されており、繊維製外管１４の外側に放射状に炭素繊維からなる複数の線状繊維１６が設けられている。重り部材２２は、水中の底部３０に設置され、浮き部材２４が水面３２に浮かぶことで、管状体２０が水中を海藻のように揺動する。管状体２０は、ねじれや引っ張りに強く、切断や破断が抑制される。繊維製外管１４や線状繊維１６に微生物や藻などの水生植物が繁殖し、これを目当てに魚類や貝類が生息する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海水中、又は湖沼、河川などの水中に設置され、藻類、微生物、及び魚貝類などの水中生物を生育させて水質を改善する水質改善用構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、湖沼、池、河川などでは、水質汚濁を改善するために藻などの水生植物を生育させる人口生育場を設置する場合ある。また湾内や近海では、海水中に海藻や魚貝類を生育させるための人口生育場や漁礁を設置する場合がある。
【０００３】
このような人口生育場として、例えば、図１３に示すように、紐やワイヤーからなる幹状部材２００に多数の炭素繊維２０２を放射状に複数箇所に結んだものがある。また、図１４に示すように、紐やワイヤーからなる幹状部材２１０の複数箇所に織物２１２を串状に突き刺したものがある。これらの人口生育場を水中に設置すると、図１３中の炭素繊維２０２又は図１４中の織物２１２に微生物や、藻などの水中植物が生育する。これにより、水中の富栄養化が抑制され、水質を改善することができる。
【０００４】
また、他の例として、例えば特許文献１では、多孔質コンクリートブロックの表面に植栽土壌を収容する収容部が形成されたブロック製品を水面に浮設し、植栽土壌に植物を植栽させるようにした人口浮設体が提案されている。ブロック製品の下部には、水中に炭素繊維フィラメントからなる成形体が吊設されている。ブロック製品は、水位が変動しても水面に浮いており、多孔質コンクリートブロックに植物の根が入り込むため、安定して植栽がなされる。また、水中の炭素繊維フィラメントには微生物が付着し、柔軟性及び可撓性に優れるために水中で前後左右に揺動して小生物や魚類などの生息場所となる。
【特許文献１】特開２００３−２２１８２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の人口生育場などでは、以下のような問題点がある。
【０００６】
図１３に示す人口生育場では、紐やワイヤーからなる幹状部材２００と多数の炭素繊維２０２を用いるため、ねじれに弱く、水中に重量体などで沈めた際に流水や波で切れ易い。また、図１４に示す人口生育場では、これらの問題に加えて、織物２１２を裁断し、幹状部材２１０に通し、織物２１２を幹状部材２１０に固定するための加工が煩雑であり、効率が悪い。また、図１３及び図１４に示す人口生育場は、長さ方向にねじれが発生しやすく、水中の浅い部分から深い部分まで設置することが難しい。
【０００７】
特許文献１に記載の浮設体では、ブロック製品の下部に炭素繊維フィラメントからなる成形体を吊設するため、炭素繊維フィラメントがねじれに弱く、水中に吊設した際に流水や波で切れ易い。炭素繊維フィラメントが切れると、ブロック製品が浮遊し、遠方に流されるという問題がある。また、植栽を施すブロック製品に炭素繊維フィラメントからなる成形体を吊設するため、設備が大掛かりでコストがかかると共に、設置の際の作業効率が悪い。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、流水や波などによる損傷や切断を抑制し、耐久性を向上すると共に、低コストで水中の浅い部分から深い部分まで設置可能な水質改善用構造体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】
【０００９】
請求項１に記載の発明に係る水質改善用構造体は、水中に設置され、藻や微生物が生育することによって水質を改善する水質改善用構造体であって、ゴム製、樹脂製又は繊維製の内管と、前記内管の外周上に形成され繊維を編み又は繊維を複数層のスパイラル構造とした繊維製外管と、を備える管状体と、前記繊維製外管の外側に放射状に編み込み又は毛羽立たせた複数の線状繊維と、前記管状体の下端部に設けられ、水中の底部に設置される重り部材と、前記管状体の上端部に設けられた浮き部材と、を有することを特徴としている。
【００１０】
請求項１に記載の発明では、管状体の下端部に設けられた重り部材が水中の底部に設置され、管状体の上端部に設けられた浮き部材が水面又は水中で浮くことによって、管状体が水中で海藻のように揺動する。内管の外周上に繊維を編み又は繊維を複数層のスパイラル構造とした繊維製外管が形成され、繊維製外管の外側に放射状に複数の線状繊維が設けられているので、繊維製外管の繊維の隙間や複数の線状繊維などに微生物や藻などが繁殖する。複数の線状繊維を設けることで表面積が大きくなり、また藻などが生える足掛かりとなるため、藻などが繁殖しやすい。これらの微生物や藻などを目当てに魚貝類などが集まり、水中の栄養分が消費されることによって、水質が改善される。
【００１１】
また、管状体が下端部の重り部材と上端部の浮き部材によって水中の深い部分から浅い部分まで設置されるので、水中の底部付近（湖底や海底など）や水面付近の水質を浄化することが可能となる。また、管状体が揺動することで、汚泥を攪拌し、浄化を促進することが可能となる。また、繊維製外管が樹脂製等の内管で補強されているので、管状体を水中の深い部分から浅い部分に立設しても、ねじれや引っ張りに強く、流水や波などによる破損や切断を抑制でき、耐久性に優れた水質改善用構造体が得られる。また、加工が容易で長尺の管状体を製造することができ、低コスト化が可能である。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の水質改善用構造体において、前記浮き部材が、前記管状体の上端部に連結されたワイヤーを介して水面に浮かぶように構成したことを特徴としている。
【００１３】
請求項２に記載の発明では、管状体の上端部にワイヤーが連結されており、底部の深さに応じてワイヤーの長さを調整することで、浮き部材を水面に浮かべる。これによって、水底（底部）の深さが異なる場合にも浮き部材を水面に浮かべて管状体の水中での立設状態を維持することができる。また、浮き部材を水面に浮かべることで、定期的な水質観測や管状体の回収が容易となる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の水質改善用構造体において、前記浮き部材に代えて、前記内管の下端部と上端部とが閉じられ、前記内管の内部に気体が封入されたことを特徴としている。
【００１５】
請求項３に記載の発明では、内管の下端部と上端部とが閉じられ、内管の内部に気体が封入されているので、管状体自身に浮力が発生し、管状体が水中で海藻のように揺動する。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、水中に設置され、藻や微生物が生育することによって水質を改善する水質改善用構造体であって、水面に浮かぶ浮き部材と、前記浮き部材の下方部に連結され、ゴム製、樹脂製又は繊維製の内管と、前記内管の外周上に形成され繊維を編み又は繊維を複数層のスパイラル構造とした繊維製外管と、を備える複数の管状体と、前記繊維製外管の外側に放射状に編み込み又は毛羽立たせた複数の線状繊維と、前記管状体の下端部に設けられた重り部材と、を有することを特徴としている。
【００１７】
請求項４に記載の発明では、水面に浮かぶ浮き部材の下方部に複数の管状体が連結されており、管状体の下端部に設けられた重り部材によって管状体が水中に垂下される。これにより、浮き部材の下方部で複数の管状体が水中を海藻のように揺動する。管状体は、内管の外周上に繊維を編み又は繊維を複数層のスパイラル構造とした繊維製外管が形成され、繊維製外管の外側に放射状に複数の線状繊維が設けられているので、繊維製外管の繊維の隙間や複数の線状繊維などに微生物や藻などが繁殖する。複数の線状繊維を設けることで表面積が大きくなり、また藻などが生える足掛かりとなるため、藻などが繁殖しやすい。これらの微生物や藻などを目当てに魚貝類などが集まり、水中の栄養分が消費されることによって、水質が改善される。また、浮き部材に複数の管状体を垂下するので、特に水面付近の水質が改善される。また、繊維製外管が樹脂製等の内管で補強されているので、管状体を水中の深い部分から浅い部分に設置しても、ねじれや引っ張りに強く、流水や波などによる破損や切断を抑制でき、耐久性に優れた水質改善用構造体が得られる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、水中に設置され、藻や微生物が生育することによって水質を改善する水質改善用構造体であって、ゴム製、樹脂製又は繊維製の内管と、前記内管の外周上に形成され繊維を編み又は繊維を複数層のスパイラル構造とした繊維製中間管と、前記繊維製中間管の外周上に形成された生分解性プラスチックからなる被覆管と、を備える管状体と、前記管状体の下端部に設けられ、水中の底面に設置される重り部材と、前記管状体の上端部に設けられた浮き部材と、を有することを特徴としている。
【００１９】
請求項５に記載の発明では、管状体の下端部に設けられた重り部材が水中の底部に設置され、上端部に設けられた浮き部材が水面又は水中で浮くことによって、管状体が水中で海藻のように揺動する。管状体は、内管の外周上に、繊維を編み又は繊維を複数層のスパイラル構造とした繊維製中間管と、その外周上に生分解性プラスチックからなる被覆管を備えており、被覆管や露出した繊維製中間管に微生物や藻などが繁殖する。これらの微生物や藻などを目当てに魚貝類などが集まり、水中の栄養分が消費されることによって、水質が改善される。また、被覆管に汚泥や土中の微生物などが繁殖しやすく、水中のみでなく土中での浄化も可能である。また、被覆管と繊維製外管が樹脂製等の内管で補強されているので、管状体が下端部の重り部材と上端部の浮き部材によって水中に設置されても、管状体はねじれや引っ張りに強く、流水や波などによる破損や切断を抑制でき、耐久性に優れた水質改善用構造体が得られる。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の水質改善用構造体において、前記内管の内部に流体が供給されることを特徴としている。
【００２１】
請求項６に記載の発明では、内管の内部に流体として、例えば酸素などの気体や栄養素などの液体が供給されることで、微生物や魚などの繁殖をよりいっそう促進できる。また、水中の底部付近まで酸素や栄養素などの流体を供給することができ、底部の堆積物を微生物により早く改質することが可能である。また、内管の内部に酸素などの気体を供給することによって、管状体の内部にエア圧力を加えることができ、管状体を運動させることが可能である。これによって、汚泥を攪拌し、浄化を促進できる。
【００２２】
請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の水質改善用構造体において、前記繊維が炭素繊維であることを特徴としている。
【００２３】
請求項７に記載の発明では、繊維製外管として炭素繊維を用いることで、生体親和性が良く、微生物や藻などの水生生物が繁殖し易い。また、腐敗なども生じないため、よりいっそう耐久性に優れた水質改善用構造体を実現できる。
【００２４】
請求項８に記載の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項、又は請求項７に記載の水質改善用構造体において、前記内管が生分解性プラスチックで形成されていることを特徴としている。
【００２５】
請求項８に記載の発明では、内管が生分解性プラスチックで形成されているので、汚泥や土中の微生物などが繁殖しやすく、水中のみでなく土中での浄化も可能である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る水質改善用構造体によれば、管状体が水中で海藻のように揺動するので、微生物、藻類や魚類などが生息し、水質を改善でき、漁礁としての役割を持たせることができる。また、管状体がねじれや引っ張りに強いため、流水や波などによる破損や切断を抑制でき、耐久性を向上できる。また、管状体の加工が容易で長尺の水質改善用構造体を製造でき、低コスト化が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２８】
図１には、本発明の第１実施形態である水質改善用構造体１０が示されている。この水質改善用構造体１０は、長筒状の管状体２０と、管状体２０の下端部に取り付けられた重り部材２２と、管状体２０の管状体の上端部に取り付けられた浮き部材２４とを備えている。管状体２０は、図２に示すように、樹脂製の内管１２と、この内管１２の外周に炭素繊維１４Ａを格子状に編んだ繊維製外管１４とを備えており、繊維製外管１４が内管１２で補強された構造となっている。繊維製外管１４の外側には、放射状に編み込み又は毛羽立たせた複数の炭素繊維からなる線状繊維１６が設けられている。
【００２９】
重り部材２２の上部には筒状部２２Ａが設けられており、筒状部２２Ａを管状体２０に加締めることによって、管状体２０の下端部に重り部材２２が取り付けられている。また、浮き部材２４の下部には筒状部２４Ａが設けられており、筒状部２４Ａを管状体２０に加締めることによって、管状体２０の上端部に浮き部材２４が取り付けられている。浮き部材２４は弾性変形可能なゴム又は樹脂製の球状体からなり、球状体の内部には気体が封入されている。気体としては、空気、窒素ガス、ヘリウムなどの比較的軽い気体が用いられている。
【００３０】
これらの水質改善用構造体１０は、河川や湖沼などの水中に、又は湾内や漁場などの海水中に複数設置されている。その際、重り部材２２が水中の底部３０に設置され、浮き部材２４を水面３２に浮かべることで、管状体２０が水中を海藻（例えば昆布）のように揺動するようになっている。
【００３１】
ここで、管状体２０は、例えば１ｍ〜５０ｍ程度の長さに形成されており、線状繊維１６の長さは、例えば１ｍｍ〜５００ｍｍに設定されている。
【００３２】
内管１２を形成する樹脂としては、例えば、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール系樹脂などが用いられる。内管１２の材料は、樹脂の他、ゴムや繊維などを用いても良い。ゴムとしては、例えば、ＮＢＲ、ＥＰＤＭ、シリコーンゴムなどが用いられる。繊維としては、例えば炭素繊維が用いられる。
【００３３】
繊維製外管１４は、複数本（本実施形態では４本）の炭素繊維１４Ａの束を格子状に編んだものであり、各炭素繊維１４Ａの繊維間には隙間が形成されている。
【００３４】
次に、水質改善用構造体１０の作用について説明する。
【００３５】
図１に示すように、このような水質改善用構造体１０は、管状体２０の下端部に設けられた重り部材２２が水中の底部３０に設置され、管状体２０の上端部に設けられた浮き部材２４が水面３２で浮くことによって、管状体２０が水中で海藻（例えば昆布）のように揺動する。管状体２０には、炭素繊維１４Ａを格子状に編んだ繊維製外管１４が設けられており、繊維製外管１４の隙間に微生物などが繁殖する。また、繊維製外管１４の外側に複数の線状繊維１６が設けられているので、微生物が付着しやすく、また藻類などの足がかりになるため、繊維製外管１４の表面や複数の線状繊維１６から藻類などの水生植物２７が生育する。微生物や水生植物２７などを目当てに小魚２８Ａや貝類２９が繁殖し、さらに小魚２８Ａや貝類２９を目当てに大きな魚類２８Ｂが繁殖する。これによって水中のリンなどの栄養分が消費され、水質が改善される。また、小魚２８Ａ、魚類２８Ｂが繁殖するため、漁礁として用いることができる。また、管状体２０が水中を揺動することで、汚泥を攪拌し、浄化を促進することが可能である。
【００３６】
また、重り部材２２を湖底や海底などの底部３０の所定位置に容易に設置することができ、暴風雨などによる強い流水や波を受けても、水質改善用構造体１０が移動しにくく底部３０の環境改善に役立つ。
【００３７】
このような水質改善用構造体１０は、繊維製外管１４が樹脂製の内管１２で補強された管状層構造となっているため、管状体２０が下端部の重り部材２２と上端部の浮き部材２４によって水中に立設されても、水中や海水中でのねじれや引っ張りに強く、流水や波などによる破損や切断を抑制でき、耐久性が良い。このため、水中での立設状態を維持することができ、耐久性に優れた水質改善用構造体１０が得られる。また、内管１２の外周に繊維製外管１４とその外側に複数の線状繊維１６を有する構造であるので、図１３等に示す従来の人口生育場のように、紐やワイヤーなどの幹状部材２００が不要であり、安価で容易に加工できる。また、長尺の水質改善用構造体１０を容易に製造でき、低コスト化が可能である。
【００３８】
また、繊維製外管１４、線状繊維１６として炭素繊維を用いることで、生体親和性が良く、微生物や藻などの水生植物２７が繁殖し易い。また、炭素繊維は腐敗などが生じないため、長期にわたり安定して設置され、水質を改善することが可能である。また、微生物は小さいので、炭素繊維４４Ａの隙間に入り込むことができ、奥側の微生物は小魚２８Ａなどの外敵から守られるため、繁殖が促進される。また、微生物を安定して確保し、小魚２８Ａや大型の魚類２８Ｂなどを呼び込むため、漁礁としての役割を果たす。
【００３９】
図３には、本発明の第２実施形態である水質改善用構造体４０に用いられる管状体４１が示されている。なお、第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００４０】
この水質改善用構造体４０は、図１に示す管状体２０に代えて、図３に示す管状体４１が用いられている。この管状体４１は、内管１２と、その外周に炭素繊維４４Ａを複数層のスパイラル構造とした繊維製外管４４とを備えている。繊維製外管４４は、各炭素繊維４４Ａの繊維間に隙間を有するように複数層のスパイラル構造として各繊維の接触部を接着剤などで固めている。本実施形態では、２層又は４層のスパイラル構造としている。また、繊維製外管４４の外側には、放射状に編み込み又は毛羽立たせた複数の炭素繊維からなる線状繊維１６が設けられている。
【００４１】
このような水質改善用構造体４０では、管状体４１が水中で海藻のように揺動する（図１参照）。その際、繊維製外管４４の隙間や複数の線状繊維１６に微生物が繁殖すると共に、繊維製外管４４の表面や複数の線状繊維１６から藻類などの水生植物２７が生育する。微生物や水生植物２７などを目当てに小魚２８Ａや貝類２９が繁殖し、さらに小魚２８Ａや貝類２９を目当てに大きな魚類２８Ｂが繁殖する。これによって水中のリンなどの栄養分が消費され、水質が改善される。また、小魚２８Ａ、魚類２８Ｂが繁殖するため、漁礁として用いることができる。
【００４２】
図４には、本発明の第３実施形態の水質改善用構造体５０が示されている。なお、第１又は第２実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００４３】
この水質改善用構造体５０は、図１に示す浮き部材２４に代えて、管状体２０の下方部が重り部材２２の閉止部材５２Ａによって密封されると共に、管状体２０の上端部が閉止部材５４によって密封され、管状体２０の内管（図２参照）の内部に気体が封入されている。この気体としては、例えば、空気、窒素、ヘリウムなど比較的軽い気体が用いられている。閉止部材５２Ａ、５４は、管状体２０に加締めることによって取り付けられている。
【００４４】
このような水質改善用構造体５０では、管状体２０の内部に気体が封入されているので、管状体２０自身に浮力が発生し、管状体２０が水中で海藻のように揺動する。これによって、水質を浄化することができる。なお、図４では、管状体２０に代えて、図３に示す管状体４１を用いても良い。
【００４５】
図５には、本発明の第４実施形態の水質改善用構造体６０が示されている。なお、第１〜第３実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００４６】
この水質改善用構造体６０は、図１に示す浮き部材２４に代えて、管状体２０の上端部に設けられた保持部材６２にワイヤー６４の一端が取り付けられ、ワイヤー６４の他端に浮き部材６６が取り付けられている。浮き部材６６の内部には気体が封入されており、この気体として、例えば、空気、窒素、ヘリウムなど比較的軽い気体が用いられている。
【００４７】
また、ワイヤー６４の長さは、ワイヤー６４に取り付けられた浮き部材６６が水面３２に浮かぶような長さに調整されている。
【００４８】
このような水質改善用構造体６０では、底部３０の深さに応じてワイヤー６４の長さを調整し、浮き部材６６を水面３２に浮かべるため、管状体２０の水中での立設状態を維持して、管状体２０を海藻のように揺動させることができる。このため、水質改善用構造体６０は底部３０の深さが異なる場合にも浮き部材６６を水面３２に浮かべて管状体２０の水中での立設状態を維持することができ、水中の底部３０付近の水質も改善できる。また、浮き部材６６を水面３２に浮かせることで、定期的な水質観測や管状体２０の回収が容易となる。なお、図５では、管状体２０に代えて、図３に示す管状体４１を用いても良い。
【００４９】
図６には、本発明の第５実施形態の水質改善用構造体７０が示されている。なお、第１〜第４実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００５０】
この水質改善用構造体７０は、管状体２０の上端部に保持部材７２が設けられ、保持部材７２の管状体２０と反対側に管状体７４の下端部が取り付けられている。管状体７４は、内管と繊維製外管とからなり（図２参照）、複数の線状繊維は設けられていない。また、管状体７４の上端部には、継手部材７６が取り付けられ、継手部材７６の側部にはパイプ７８が連結されている。パイプ７８は、継手部材７６を介して管状体７４と連通しており、管状体７４は、保持部材７２を介して管状体２０と連通している。継手部材７６に連結された管状体７４の他端部は、水面３２より上方に出ている。また、継手部材７６の上部には、浮き部材２４が設けられている。また、パイプ７８には、図示しない気体供給装置を接続することで、酸素などの気体を供給可能となっている。
【００５１】
このような水質改善用構造体７０は、管状体２０の下端部に取り付けられた重り部材２２が底部３０に設置され、管状体２０の上方の管状体７４の上端部に浮き部材２４が設けられているので、管状体２０及び管状体７４が水中を海藻のように揺動する。また、パイプ７８に酸素などの気体を供給することで、管状体７４の内部や管状体２０の内部に酸素などの気体が供給される。酸素が水中に漏れ出すことで、微生物や魚類などが生息しやすくなる。また、水中の底部３０付近まで酸素などの気体を供給することができ、底部３０の堆積物を微生物によって早く改質することが可能である。また、管状体２０及び管状体７４の内部に酸素などの気体を供給することによって、管状体２０及び管状体７４の内部にエア圧力を加えることができ、管状体２０及び管状体７４を運動させることができる。これによって、汚泥を攪拌し、浄化を促進できる。
【００５２】
図７には、本発明の第６実施形態の水質改善用構造体８０が示されている。なお、第１〜第５実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００５３】
この水質改善用構造体８０では、管状体２０と重り部材２２とを連結する連結部８２に複数の開口８２Ａが設けられている。また、管状体２０に複数の開口を設けても良い。また、パイプ７８から栄養素などの気体又は液体が導入される。複数の開口を設けることで、パイプ７８から供給される気体又は液体が開口８２Ａから水中に導出され、気体Ｇは水中を上昇し、又は液体が水中に混ざりこむ。これにより、微生物や魚、海藻などの繁殖をよりいっそう促進することができる。
【００５４】
図８には、本発明の第７実施形態の水質改善用構造体９０が示されている。なお、第１〜第６実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００５５】
この水質改善用構造体９０は、水面３２に浮かぶ筏状の浮き部材９２を備えている。浮き部材９２の下方部には、複数の連結部材９４が設けられ、連結部材９４に管状体２０の上端部が取り付けられている。また、管状体２０の下方部には、重り部材９６が取り付けられている。この重り部材９６は、図１に示す重り部材２２よりも軽量であり、水中の底部（図１参照）に接触しない長さに設定されている。また、管状体２０の外周には、複数の線状繊維１６が設けられている。
【００５６】
このような水質改善用構造体９０では、水面３２に浮かぶ浮き部材９２の下方部に複数の管状体２０が連結されており、管状体２０の下端部に設けられた重り部材９６によって、管状体２０が水中に垂下される。これによって、浮き部材９２の下方部で複数の管状体２０が水中を海藻のように揺動する。このため、管状体２０や複数の線状繊維１６などに微生物や藻などが繁殖し、水質が改善される。また、浮き部材９２に複数の管状体２０を垂下するので、特に水面３２付近の水質を改善することができる。また、管状体２０はねじれや引っ張りに強いため、水面３２付近の流水や波などによる破損や切断を抑制でき、耐久性に優れた水質改善用構造体９０が得られる。
【００５７】
図９には、本発明の第８実施形態の水質改善用構造体１００に用いられる管状体１０２が示されている。なお、第１〜第７実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００５８】
この管状体１０２は、生分解性プラスチックからなる内管１０４と、この内管１０４の外周に炭素繊維１０６Ａを格子状に編んだ繊維製外管１０６とを備えている。なお、図示を省略するが、繊維製外管１４の外側には、放射状に編み込み又は毛羽立たせた複数の炭素繊維からなる線状繊維１６（図２参照）が設けられている。
【００５９】
内管１０４を構成する生分解性プラスチックとしては、例えば、トウモロコシや馬鈴薯などのでんぷんを乳酸菌により発酵させて得た乳酸を脱水重合したポリ乳酸などが用いられる。その他、ポリカプロラクトン、セルロース又はその誘導体などを用いることができる。
【００６０】
水質改善用構造体１００の管状体１０２以外の構成は、図１と同じであり、下端部に重り部材２２が設けられ、管状体１１２の上端部に浮き部材２４が設けられている（図１参照）。
【００６１】
このような水質改善用構造体１００では、内管１０４が生分解性プラスチックで形成されているので、汚泥や土中の微生物などが繁殖しやすく、水中のみでなく土中での浄化も可能である。
【００６２】
図１０には、本発明の第９実施形態の水質改善用構造体１１０に用いられる管状体１１２が示されている。なお、第１〜８実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００６３】
この管状体１１２は、図１０及び図１１に示すように、樹脂製の内管１２と、この内管１２の外周に炭素繊維１１４Ａを格子状に編んだ繊維製中間管１１４と、この繊維製中間管１１４の外周に生分解性プラスチックからなる被覆管１１６とを備えている。
【００６４】
水質改善用構造体１１０の管状体１１２以外の構成は、図１と同じであり、下端部に重り部材２２が設けられ、管状体１１２の上端部に浮き部材２４が設けられている（図１参照）。
【００６５】
このような水質改善用構造体１１０では、管状体１１２の下端部に設けられた重り部材２２が水中の底部に設置され、上端部に設けられた浮き部材２４が水面で浮くことによって、管状体１１２が水中で海藻のように揺動する。管状体１１２には、繊維製中間管１１４の外周に生分解性プラスチックからなる被覆管１１６が設けられているので、被覆管１１６に微生物などが繁殖しやすく、被覆管１１６や露出した繊維製中間管１１４に微生物や藻類などが繁殖する。これらの微生物や藻などを目当てに魚貝類などが集まり、水中の栄養分が消費されることによって、水質が改善される。また、被覆管１１６に汚泥や土中の微生物などが繁殖しやすく、水中のみでなく土中での浄化も可能である。また、被覆管１１６と繊維製中間管１１４が樹脂製の内管１２で補強されているので、管状体１１２は水中でのねじれや引っ張りに強く、流水や波などによる破損や切断を抑制できる。このため、耐久性に優れた水質改善用構造体１１０が得られる。
【００６６】
図１２には、本発明の第１０実施形態の水質改善用構造体１２０に用いられる管状体１２２が示されている。なお、第１〜９実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００６７】
この水質改善用構造体１２０では、管状体１２２として、樹脂製の内管１２の外周に炭素繊維１２４Ａをスパイラル状に固めた繊維製中間管１２４が設けられ、この繊維製中間管１２４の外周に生分解性プラスチックからなる被覆管１１６が設けられている。これにより、被覆管１１６や露出した繊維製中間管１２４に微生物や藻などが繁殖するため、水質を改善することができる。
【００６８】
なお、上記実施形態では、繊維として炭素繊維が用いられているが、これに限定するものではない。微生物や水生植物などとの親和性が高い繊維であれば、他の材料も使用可能である。
【００６９】
なお、上記実施形態では、水質改善用構造体は、微生物や藻などを繁殖させて水質を改善するものであるが、本発明の水質改善用構造体を昆布などの海藻や、貝類などの養殖場として用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る水質改善用構造体を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る水質改善用構造体の使用状態を示す拡大斜視図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る水質改善用構造体の使用状態を示す拡大斜視図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る水質改善用構造体を示す斜視図である。
【図５】本発明の第４実施形態に係る水質改善用構造体を示す斜視図である。
【図６】本発明の第５実施形態に係る水質改善用構造体を示す斜視図である。
【図７】本発明の第６実施形態に係る水質改善用構造体を示す斜視図である。
【図８】本発明の第７実施形態に係る水質改善用構造体を示す斜視図である。
【図９】本発明の第８実施形態に係る水質改善用構造体の管状体を示す拡大断面図である。
【図１０】本発明の第９実施形態に係る水質改善用構造体の管状体を示す斜視図である。
【図１１】本発明の第９実施形態に係る水質改善用構造体の管状体を示す拡大断面図である。
【図１２】本発明の第１０実施形態に係る水質改善用構造体の管状体を示す斜視図である。
【図１３】従来の人口生育場の一例を示す側面図である。
【図１４】従来の人口生育場の他の例を示す側面図である。
【符号の説明】
【００７１】
１０ 水質改善用構造体
１２ 内管
１４ 繊維製外管
１４Ａ 炭素繊維
１６ 線状繊維
２０ 管状体
２２ 重り部材
２２Ａ 筒状部
２４ 浮き部材
２４Ａ 筒状部
２７ 水生植物
２８Ａ 小魚
２８Ｂ 魚類
２９ 貝類
３０ 底部
３２ 水面
４０ 水質改善用構造体
４１ 管状体
４４ 繊維製外管
４４Ａ 炭素繊維
５０ 水質改善用構造体
５２Ａ 閉止部材
５４ 閉止部材
６０ 水質改善用構造体
６２ 保持部材
６４ ワイヤー
６６ 浮き部材
７０ 水質改善用構造体
７２ 保持部材
７４ 管状体
７６ 継手部材
７８ パイプ
８０ 水質改善用構造体
８２ 連結部
８２Ａ 開口
９０ 水質改善用構造体
９２ 浮き部材
９４ 連結部材
９６ 重り部材
１００ 水質改善用構造体
１０２ 管状体
１０４ 内管
１０６ 繊維製外管
１０６Ａ 炭素繊維
１１０ 水質改善用構造体
１１２ 管状体
１１４ 繊維製中間管
１１４Ａ 炭素繊維
１１６ 被覆管
１２０ 水質改善用構造体
１２２ 管状体
１２４ 繊維製中間管
１２４Ａ 炭素繊維
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海水中、又は湖沼、河川などの水中に設置され、藻類、微生物、及び魚貝類などの水中生物を生育させて水質を改善する水質改善用構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、湖沼、池、河川などでは、水質汚濁を改善するために藻などの水生植物を生育させる人口生育場を設置する場合ある。また湾内や近海では、海水中に海藻や魚貝類を生育させるための人口生育場や漁礁を設置する場合がある。
【０００３】
このような人口生育場として、例えば、図１３に示すように、紐やワイヤーからなる幹状部材２００に多数の炭素繊維２０２を放射状に複数箇所に結んだものがある。また、図１４に示すように、紐やワイヤーからなる幹状部材２１０の複数箇所に織物２１２を串状に突き刺したものがある。これらの人口生育場を水中に設置すると、図１３中の炭素繊維２０２又は図１４中の織物２１２に微生物や、藻などの水中植物が生育する。これにより、水中の富栄養化が抑制され、水質を改善することができる。
【０００４】
また、他の例として、例えば特許文献１では、多孔質コンクリートブロックの表面に植栽土壌を収容する収容部が形成されたブロック製品を水面に浮設し、植栽土壌に植物を植栽させるようにした人口浮設体が提案されている。ブロック製品の下部には、水中に炭素繊維フィラメントからなる成形体が吊設されている。ブロック製品は、水位が変動しても水面に浮いており、多孔質コンクリートブロックに植物の根が入り込むため、安定して植栽がなされる。また、水中の炭素繊維フィラメントには微生物が付着し、柔軟性及び可撓性に優れるために水中で前後左右に揺動して小生物や魚類などの生息場所となる。
【特許文献１】特開２００３−２２１８２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の人口生育場などでは、以下のような問題点がある。
【０００６】
図１３に示す人口生育場では、紐やワイヤーからなる幹状部材２００と多数の炭素繊維２０２を用いるため、ねじれに弱く、水中に重量体などで沈めた際に流水や波で切れ易い。また、図１４に示す人口生育場では、これらの問題に加えて、織物２１２を裁断し、幹状部材２１０に通し、織物２１２を幹状部材２１０に固定するための加工が煩雑であり、効率が悪い。また、図１３及び図１４に示す人口生育場は、長さ方向にねじれが発生しやすく、水中の浅い部分から深い部分まで設置することが難しい。
【０００７】
特許文献１に記載の浮設体では、ブロック製品の下部に炭素繊維フィラメントからなる成形体を吊設するため、炭素繊維フィラメントがねじれに弱く、水中に吊設した際に流水や波で切れ易い。炭素繊維フィラメントが切れると、ブロック製品が浮遊し、遠方に流されるという問題がある。また、植栽を施すブロック製品に炭素繊維フィラメントからなる成形体を吊設するため、設備が大掛かりでコストがかかると共に、設置の際の作業効率が悪い。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、流水や波などによる損傷や切断を抑制し、耐久性を向上すると共に、低コストで水中の浅い部分から深い部分まで設置可能な水質改善用構造体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】
【０００９】
請求項１に記載の発明に係る水質改善用構造体は、水中に設置され、藻や微生物が生育することによって水質を改善する水質改善用構造体であって、ゴム製、樹脂製又は繊維製の内管と、前記内管の外周上に形成され繊維を編み又は繊維を複数層のスパイラル構造とした繊維製外管と、を備える管状体と、前記繊維製外管の外側に放射状に編み込み又は毛羽立たせた複数の線状繊維と、前記管状体の下端部に設けられ、水中の底部に設置される重り部材と、前記管状体の上端部に設けられた浮き部材と、を有することを特徴としている。
【００１０】
請求項１に記載の発明では、管状体の下端部に設けられた重り部材が水中の底部に設置され、管状体の上端部に設けられた浮き部材が水面又は水中で浮くことによって、管状体が水中で海藻のように揺動する。内管の外周上に繊維を編み又は繊維を複数層のスパイラル構造とした繊維製外管が形成され、繊維製外管の外側に放射状に複数の線状繊維が設けられているので、繊維製外管の繊維の隙間や複数の線状繊維などに微生物や藻などが繁殖する。複数の線状繊維を設けることで表面積が大きくなり、また藻などが生える足掛かりとなるため、藻などが繁殖しやすい。これらの微生物や藻などを目当てに魚貝類などが集まり、水中の栄養分が消費されることによって、水質が改善される。
【００１１】
また、管状体が下端部の重り部材と上端部の浮き部材によって水中の深い部分から浅い部分まで設置されるので、水中の底部付近（湖底や海底など）や水面付近の水質を浄化することが可能となる。また、管状体が揺動することで、汚泥を攪拌し、浄化を促進することが可能となる。また、繊維製外管が樹脂製等の内管で補強されているので、管状体を水中の深い部分から浅い部分に立設しても、ねじれや引っ張りに強く、流水や波などによる破損や切断を抑制でき、耐久性に優れた水質改善用構造体が得られる。また、加工が容易で長尺の管状体を製造することができ、低コスト化が可能である。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の水質改善用構造体において、前記浮き部材が、前記管状体の上端部に連結されたワイヤーを介して水面に浮かぶように構成したことを特徴としている。
【００１３】
請求項２に記載の発明では、管状体の上端部にワイヤーが連結されており、底部の深さに応じてワイヤーの長さを調整することで、浮き部材を水面に浮かべる。これによって、水底（底部）の深さが異なる場合にも浮き部材を水面に浮かべて管状体の水中での立設状態を維持することができる。また、浮き部材を水面に浮かべることで、定期的な水質観測や管状体の回収が容易となる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の水質改善用構造体において、前記浮き部材に代えて、前記内管の下端部と上端部とが閉じられ、前記内管の内部に気体が封入されたことを特徴としている。
【００１５】
請求項３に記載の発明では、内管の下端部と上端部とが閉じられ、内管の内部に気体が封入されているので、管状体自身に浮力が発生し、管状体が水中で海藻のように揺動する。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、水中に設置され、藻や微生物が生育することによって水質を改善する水質改善用構造体であって、水面に浮かぶ浮き部材と、前記浮き部材の下方部に連結され、ゴム製、樹脂製又は繊維製の内管と、前記内管の外周上に形成され繊維を編み又は繊維を複数層のスパイラル構造とした繊維製外管と、を備える複数の管状体と、前記繊維製外管の外側に放射状に編み込み又は毛羽立たせた複数の線状繊維と、前記管状体の下端部に設けられた重り部材と、を有することを特徴としている。
【００１７】
請求項４に記載の発明では、水面に浮かぶ浮き部材の下方部に複数の管状体が連結されており、管状体の下端部に設けられた重り部材によって管状体が水中に垂下される。これにより、浮き部材の下方部で複数の管状体が水中を海藻のように揺動する。管状体は、内管の外周上に繊維を編み又は繊維を複数層のスパイラル構造とした繊維製外管が形成され、繊維製外管の外側に放射状に複数の線状繊維が設けられているので、繊維製外管の繊維の隙間や複数の線状繊維などに微生物や藻などが繁殖する。複数の線状繊維を設けることで表面積が大きくなり、また藻などが生える足掛かりとなるため、藻などが繁殖しやすい。これらの微生物や藻などを目当てに魚貝類などが集まり、水中の栄養分が消費されることによって、水質が改善される。また、浮き部材に複数の管状体を垂下するので、特に水面付近の水質が改善される。また、繊維製外管が樹脂製等の内管で補強されているので、管状体を水中の深い部分から浅い部分に設置しても、ねじれや引っ張りに強く、流水や波などによる破損や切断を抑制でき、耐久性に優れた水質改善用構造体が得られる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、水中に設置され、藻や微生物が生育することによって水質を改善する水質改善用構造体であって、ゴム製、樹脂製又は繊維製の内管と、前記内管の外周上に形成され繊維を編み又は繊維を複数層のスパイラル構造とした繊維製中間管と、前記繊維製中間管の外周上に形成された生分解性プラスチックからなる被覆管と、を備える管状体と、前記管状体の下端部に設けられ、水中の底面に設置される重り部材と、前記管状体の上端部に設けられた浮き部材と、を有することを特徴としている。
【００１９】
請求項５に記載の発明では、管状体の下端部に設けられた重り部材が水中の底部に設置され、上端部に設けられた浮き部材が水面又は水中で浮くことによって、管状体が水中で海藻のように揺動する。管状体は、内管の外周上に、繊維を編み又は繊維を複数層のスパイラル構造とした繊維製中間管と、その外周上に生分解性プラスチックからなる被覆管を備えており、被覆管や露出した繊維製中間管に微生物や藻などが繁殖する。これらの微生物や藻などを目当てに魚貝類などが集まり、水中の栄養分が消費されることによって、水質が改善される。また、被覆管に汚泥や土中の微生物などが繁殖しやすく、水中のみでなく土中での浄化も可能である。また、被覆管と繊維製外管が樹脂製等の内管で補強されているので、管状体が下端部の重り部材と上端部の浮き部材によって水中に設置されても、管状体はねじれや引っ張りに強く、流水や波などによる破損や切断を抑制でき、耐久性に優れた水質改善用構造体が得られる。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の水質改善用構造体において、前記内管の内部に流体が供給されることを特徴としている。
【００２１】
請求項６に記載の発明では、内管の内部に流体として、例えば酸素などの気体や栄養素などの液体が供給されることで、微生物や魚などの繁殖をよりいっそう促進できる。また、水中の底部付近まで酸素や栄養素などの流体を供給することができ、底部の堆積物を微生物により早く改質することが可能である。また、内管の内部に酸素などの気体を供給することによって、管状体の内部にエア圧力を加えることができ、管状体を運動させることが可能である。これによって、汚泥を攪拌し、浄化を促進できる。
【００２２】
請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の水質改善用構造体において、前記繊維が炭素繊維であることを特徴としている。
【００２３】
請求項７に記載の発明では、繊維製外管として炭素繊維を用いることで、生体親和性が良く、微生物や藻などの水生生物が繁殖し易い。また、腐敗なども生じないため、よりいっそう耐久性に優れた水質改善用構造体を実現できる。
【００２４】
請求項８に記載の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項、又は請求項７に記載の水質改善用構造体において、前記内管が生分解性プラスチックで形成されていることを特徴としている。
【００２５】
請求項８に記載の発明では、内管が生分解性プラスチックで形成されているので、汚泥や土中の微生物などが繁殖しやすく、水中のみでなく土中での浄化も可能である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る水質改善用構造体によれば、管状体が水中で海藻のように揺動するので、微生物、藻類や魚類などが生息し、水質を改善でき、漁礁としての役割を持たせることができる。また、管状体がねじれや引っ張りに強いため、流水や波などによる破損や切断を抑制でき、耐久性を向上できる。また、管状体の加工が容易で長尺の水質改善用構造体を製造でき、低コスト化が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２８】
図１には、本発明の第１実施形態である水質改善用構造体１０が示されている。この水質改善用構造体１０は、長筒状の管状体２０と、管状体２０の下端部に取り付けられた重り部材２２と、管状体２０の管状体の上端部に取り付けられた浮き部材２４とを備えている。管状体２０は、図２に示すように、樹脂製の内管１２と、この内管１２の外周に炭素繊維１４Ａを格子状に編んだ繊維製外管１４とを備えており、繊維製外管１４が内管１２で補強された構造となっている。繊維製外管１４の外側には、放射状に編み込み又は毛羽立たせた複数の炭素繊維からなる線状繊維１６が設けられている。
【００２９】
重り部材２２の上部には筒状部２２Ａが設けられており、筒状部２２Ａを管状体２０に加締めることによって、管状体２０の下端部に重り部材２２が取り付けられている。また、浮き部材２４の下部には筒状部２４Ａが設けられており、筒状部２４Ａを管状体２０に加締めることによって、管状体２０の上端部に浮き部材２４が取り付けられている。浮き部材２４は弾性変形可能なゴム又は樹脂製の球状体からなり、球状体の内部には気体が封入されている。気体としては、空気、窒素ガス、ヘリウムなどの比較的軽い気体が用いられている。
【００３０】
これらの水質改善用構造体１０は、河川や湖沼などの水中に、又は湾内や漁場などの海水中に複数設置されている。その際、重り部材２２が水中の底部３０に設置され、浮き部材２４を水面３２に浮かべることで、管状体２０が水中を海藻（例えば昆布）のように揺動するようになっている。
【００３１】
ここで、管状体２０は、例えば１ｍ〜５０ｍ程度の長さに形成されており、線状繊維１６の長さは、例えば１ｍｍ〜５００ｍｍに設定されている。
【００３２】
内管１２を形成する樹脂としては、例えば、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール系樹脂などが用いられる。内管１２の材料は、樹脂の他、ゴムや繊維などを用いても良い。ゴムとしては、例えば、ＮＢＲ、ＥＰＤＭ、シリコーンゴムなどが用いられる。繊維としては、例えば炭素繊維が用いられる。
【００３３】
繊維製外管１４は、複数本（本実施形態では４本）の炭素繊維１４Ａの束を格子状に編んだものであり、各炭素繊維１４Ａの繊維間には隙間が形成されている。
【００３４】
次に、水質改善用構造体１０の作用について説明する。
【００３５】
図１に示すように、このような水質改善用構造体１０は、管状体２０の下端部に設けられた重り部材２２が水中の底部３０に設置され、管状体２０の上端部に設けられた浮き部材２４が水面３２で浮くことによって、管状体２０が水中で海藻（例えば昆布）のように揺動する。管状体２０には、炭素繊維１４Ａを格子状に編んだ繊維製外管１４が設けられており、繊維製外管１４の隙間に微生物などが繁殖する。また、繊維製外管１４の外側に複数の線状繊維１６が設けられているので、微生物が付着しやすく、また藻類などの足がかりになるため、繊維製外管１４の表面や複数の線状繊維１６から藻類などの水生植物２７が生育する。微生物や水生植物２７などを目当てに小魚２８Ａや貝類２９が繁殖し、さらに小魚２８Ａや貝類２９を目当てに大きな魚類２８Ｂが繁殖する。これによって水中のリンなどの栄養分が消費され、水質が改善される。また、小魚２８Ａ、魚類２８Ｂが繁殖するため、漁礁として用いることができる。また、管状体２０が水中を揺動することで、汚泥を攪拌し、浄化を促進することが可能である。
【００３６】
また、重り部材２２を湖底や海底などの底部３０の所定位置に容易に設置することができ、暴風雨などによる強い流水や波を受けても、水質改善用構造体１０が移動しにくく底部３０の環境改善に役立つ。
【００３７】
このような水質改善用構造体１０は、繊維製外管１４が樹脂製の内管１２で補強された管状層構造となっているため、管状体２０が下端部の重り部材２２と上端部の浮き部材２４によって水中に立設されても、水中や海水中でのねじれや引っ張りに強く、流水や波などによる破損や切断を抑制でき、耐久性が良い。このため、水中での立設状態を維持することができ、耐久性に優れた水質改善用構造体１０が得られる。また、内管１２の外周に繊維製外管１４とその外側に複数の線状繊維１６を有する構造であるので、図１３等に示す従来の人口生育場のように、紐やワイヤーなどの幹状部材２００が不要であり、安価で容易に加工できる。また、長尺の水質改善用構造体１０を容易に製造でき、低コスト化が可能である。
【００３８】
また、繊維製外管１４、線状繊維１６として炭素繊維を用いることで、生体親和性が良く、微生物や藻などの水生植物２７が繁殖し易い。また、炭素繊維は腐敗などが生じないため、長期にわたり安定して設置され、水質を改善することが可能である。また、微生物は小さいので、炭素繊維４４Ａの隙間に入り込むことができ、奥側の微生物は小魚２８Ａなどの外敵から守られるため、繁殖が促進される。また、微生物を安定して確保し、小魚２８Ａや大型の魚類２８Ｂなどを呼び込むため、漁礁としての役割を果たす。
【００３９】
図３には、本発明の第２実施形態である水質改善用構造体４０に用いられる管状体４１が示されている。なお、第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００４０】
この水質改善用構造体４０は、図１に示す管状体２０に代えて、図３に示す管状体４１が用いられている。この管状体４１は、内管１２と、その外周に炭素繊維４４Ａを複数層のスパイラル構造とした繊維製外管４４とを備えている。繊維製外管４４は、各炭素繊維４４Ａの繊維間に隙間を有するように複数層のスパイラル構造として各繊維の接触部を接着剤などで固めている。本実施形態では、２層又は４層のスパイラル構造としている。また、繊維製外管４４の外側には、放射状に編み込み又は毛羽立たせた複数の炭素繊維からなる線状繊維１６が設けられている。
【００４１】
このような水質改善用構造体４０では、管状体４１が水中で海藻のように揺動する（図１参照）。その際、繊維製外管４４の隙間や複数の線状繊維１６に微生物が繁殖すると共に、繊維製外管４４の表面や複数の線状繊維１６から藻類などの水生植物２７が生育する。微生物や水生植物２７などを目当てに小魚２８Ａや貝類２９が繁殖し、さらに小魚２８Ａや貝類２９を目当てに大きな魚類２８Ｂが繁殖する。これによって水中のリンなどの栄養分が消費され、水質が改善される。また、小魚２８Ａ、魚類２８Ｂが繁殖するため、漁礁として用いることができる。
【００４２】
図４には、本発明の第３実施形態の水質改善用構造体５０が示されている。なお、第１又は第２実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００４３】
この水質改善用構造体５０は、図１に示す浮き部材２４に代えて、管状体２０の下方部が重り部材２２の閉止部材５２Ａによって密封されると共に、管状体２０の上端部が閉止部材５４によって密封され、管状体２０の内管（図２参照）の内部に気体が封入されている。この気体としては、例えば、空気、窒素、ヘリウムなど比較的軽い気体が用いられている。閉止部材５２Ａ、５４は、管状体２０に加締めることによって取り付けられている。
【００４４】
このような水質改善用構造体５０では、管状体２０の内部に気体が封入されているので、管状体２０自身に浮力が発生し、管状体２０が水中で海藻のように揺動する。これによって、水質を浄化することができる。なお、図４では、管状体２０に代えて、図３に示す管状体４１を用いても良い。
【００４５】
図５には、本発明の第４実施形態の水質改善用構造体６０が示されている。なお、第１〜第３実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００４６】
この水質改善用構造体６０は、図１に示す浮き部材２４に代えて、管状体２０の上端部に設けられた保持部材６２にワイヤー６４の一端が取り付けられ、ワイヤー６４の他端に浮き部材６６が取り付けられている。浮き部材６６の内部には気体が封入されており、この気体として、例えば、空気、窒素、ヘリウムなど比較的軽い気体が用いられている。
【００４７】
また、ワイヤー６４の長さは、ワイヤー６４に取り付けられた浮き部材６６が水面３２に浮かぶような長さに調整されている。
【００４８】
このような水質改善用構造体６０では、底部３０の深さに応じてワイヤー６４の長さを調整し、浮き部材６６を水面３２に浮かべるため、管状体２０の水中での立設状態を維持して、管状体２０を海藻のように揺動させることができる。このため、水質改善用構造体６０は底部３０の深さが異なる場合にも浮き部材６６を水面３２に浮かべて管状体２０の水中での立設状態を維持することができ、水中の底部３０付近の水質も改善できる。また、浮き部材６６を水面３２に浮かせることで、定期的な水質観測や管状体２０の回収が容易となる。なお、図５では、管状体２０に代えて、図３に示す管状体４１を用いても良い。
【００４９】
図６には、本発明の第５実施形態の水質改善用構造体７０が示されている。なお、第１〜第４実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００５０】
この水質改善用構造体７０は、管状体２０の上端部に保持部材７２が設けられ、保持部材７２の管状体２０と反対側に管状体７４の下端部が取り付けられている。管状体７４は、内管と繊維製外管とからなり（図２参照）、複数の線状繊維は設けられていない。また、管状体７４の上端部には、継手部材７６が取り付けられ、継手部材７６の側部にはパイプ７８が連結されている。パイプ７８は、継手部材７６を介して管状体７４と連通しており、管状体７４は、保持部材７２を介して管状体２０と連通している。継手部材７６に連結された管状体７４の他端部は、水面３２より上方に出ている。また、継手部材７６の上部には、浮き部材２４が設けられている。また、パイプ７８には、図示しない気体供給装置を接続することで、酸素などの気体を供給可能となっている。
【００５１】
このような水質改善用構造体７０は、管状体２０の下端部に取り付けられた重り部材２２が底部３０に設置され、管状体２０の上方の管状体７４の上端部に浮き部材２４が設けられているので、管状体２０及び管状体７４が水中を海藻のように揺動する。また、パイプ７８に酸素などの気体を供給することで、管状体７４の内部や管状体２０の内部に酸素などの気体が供給される。酸素が水中に漏れ出すことで、微生物や魚類などが生息しやすくなる。また、水中の底部３０付近まで酸素などの気体を供給することができ、底部３０の堆積物を微生物によって早く改質することが可能である。また、管状体２０及び管状体７４の内部に酸素などの気体を供給することによって、管状体２０及び管状体７４の内部にエア圧力を加えることができ、管状体２０及び管状体７４を運動させることができる。これによって、汚泥を攪拌し、浄化を促進できる。
【００５２】
図７には、本発明の第６実施形態の水質改善用構造体８０が示されている。なお、第１〜第５実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００５３】
この水質改善用構造体８０では、管状体２０と重り部材２２とを連結する連結部８２に複数の開口８２Ａが設けられている。また、管状体２０に複数の開口を設けても良い。また、パイプ７８から栄養素などの気体又は液体が導入される。複数の開口を設けることで、パイプ７８から供給される気体又は液体が開口８２Ａから水中に導出され、気体Ｇは水中を上昇し、又は液体が水中に混ざりこむ。これにより、微生物や魚、海藻などの繁殖をよりいっそう促進することができる。
【００５４】
図８には、本発明の第７実施形態の水質改善用構造体９０が示されている。なお、第１〜第６実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００５５】
この水質改善用構造体９０は、水面３２に浮かぶ筏状の浮き部材９２を備えている。浮き部材９２の下方部には、複数の連結部材９４が設けられ、連結部材９４に管状体２０の上端部が取り付けられている。また、管状体２０の下方部には、重り部材９６が取り付けられている。この重り部材９６は、図１に示す重り部材２２よりも軽量であり、水中の底部（図１参照）に接触しない長さに設定されている。また、管状体２０の外周には、複数の線状繊維１６が設けられている。
【００５６】
このような水質改善用構造体９０では、水面３２に浮かぶ浮き部材９２の下方部に複数の管状体２０が連結されており、管状体２０の下端部に設けられた重り部材９６によって、管状体２０が水中に垂下される。これによって、浮き部材９２の下方部で複数の管状体２０が水中を海藻のように揺動する。このため、管状体２０や複数の線状繊維１６などに微生物や藻などが繁殖し、水質が改善される。また、浮き部材９２に複数の管状体２０を垂下するので、特に水面３２付近の水質を改善することができる。また、管状体２０はねじれや引っ張りに強いため、水面３２付近の流水や波などによる破損や切断を抑制でき、耐久性に優れた水質改善用構造体９０が得られる。
【００５７】
図９には、本発明の第８実施形態の水質改善用構造体１００に用いられる管状体１０２が示されている。なお、第１〜第７実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００５８】
この管状体１０２は、生分解性プラスチックからなる内管１０４と、この内管１０４の外周に炭素繊維１０６Ａを格子状に編んだ繊維製外管１０６とを備えている。なお、図示を省略するが、繊維製外管１４の外側には、放射状に編み込み又は毛羽立たせた複数の炭素繊維からなる線状繊維１６（図２参照）が設けられている。
【００５９】
内管１０４を構成する生分解性プラスチックとしては、例えば、トウモロコシや馬鈴薯などのでんぷんを乳酸菌により発酵させて得た乳酸を脱水重合したポリ乳酸などが用いられる。その他、ポリカプロラクトン、セルロース又はその誘導体などを用いることができる。
【００６０】
水質改善用構造体１００の管状体１０２以外の構成は、図１と同じであり、下端部に重り部材２２が設けられ、管状体１１２の上端部に浮き部材２４が設けられている（図１参照）。
【００６１】
このような水質改善用構造体１００では、内管１０４が生分解性プラスチックで形成されているので、汚泥や土中の微生物などが繁殖しやすく、水中のみでなく土中での浄化も可能である。
【００６２】
図１０には、本発明の第９実施形態の水質改善用構造体１１０に用いられる管状体１１２が示されている。なお、第１〜８実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００６３】
この管状体１１２は、図１０及び図１１に示すように、樹脂製の内管１２と、この内管１２の外周に炭素繊維１１４Ａを格子状に編んだ繊維製中間管１１４と、この繊維製中間管１１４の外周に生分解性プラスチックからなる被覆管１１６とを備えている。
【００６４】
水質改善用構造体１１０の管状体１１２以外の構成は、図１と同じであり、下端部に重り部材２２が設けられ、管状体１１２の上端部に浮き部材２４が設けられている（図１参照）。
【００６５】
このような水質改善用構造体１１０では、管状体１１２の下端部に設けられた重り部材２２が水中の底部に設置され、上端部に設けられた浮き部材２４が水面で浮くことによって、管状体１１２が水中で海藻のように揺動する。管状体１１２には、繊維製中間管１１４の外周に生分解性プラスチックからなる被覆管１１６が設けられているので、被覆管１１６に微生物などが繁殖しやすく、被覆管１１６や露出した繊維製中間管１１４に微生物や藻類などが繁殖する。これらの微生物や藻などを目当てに魚貝類などが集まり、水中の栄養分が消費されることによって、水質が改善される。また、被覆管１１６に汚泥や土中の微生物などが繁殖しやすく、水中のみでなく土中での浄化も可能である。また、被覆管１１６と繊維製中間管１１４が樹脂製の内管１２で補強されているので、管状体１１２は水中でのねじれや引っ張りに強く、流水や波などによる破損や切断を抑制できる。このため、耐久性に優れた水質改善用構造体１１０が得られる。
【００６６】
図１２には、本発明の第１０実施形態の水質改善用構造体１２０に用いられる管状体１２２が示されている。なお、第１〜９実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００６７】
この水質改善用構造体１２０では、管状体１２２として、樹脂製の内管１２の外周に炭素繊維１２４Ａをスパイラル状に固めた繊維製中間管１２４が設けられ、この繊維製中間管１２４の外周に生分解性プラスチックからなる被覆管１１６が設けられている。これにより、被覆管１１６や露出した繊維製中間管１２４に微生物や藻などが繁殖するため、水質を改善することができる。
【００６８】
なお、上記実施形態では、繊維として炭素繊維が用いられているが、これに限定するものではない。微生物や水生植物などとの親和性が高い繊維であれば、他の材料も使用可能である。
【００６９】
なお、上記実施形態では、水質改善用構造体は、微生物や藻などを繁殖させて水質を改善するものであるが、本発明の水質改善用構造体を昆布などの海藻や、貝類などの養殖場として用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る水質改善用構造体を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る水質改善用構造体の使用状態を示す拡大斜視図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る水質改善用構造体の使用状態を示す拡大斜視図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る水質改善用構造体を示す斜視図である。
【図５】本発明の第４実施形態に係る水質改善用構造体を示す斜視図である。
【図６】本発明の第５実施形態に係る水質改善用構造体を示す斜視図である。
【図７】本発明の第６実施形態に係る水質改善用構造体を示す斜視図である。
【図８】本発明の第７実施形態に係る水質改善用構造体を示す斜視図である。
【図９】本発明の第８実施形態に係る水質改善用構造体の管状体を示す拡大断面図である。
【図１０】本発明の第９実施形態に係る水質改善用構造体の管状体を示す斜視図である。
【図１１】本発明の第９実施形態に係る水質改善用構造体の管状体を示す拡大断面図である。
【図１２】本発明の第１０実施形態に係る水質改善用構造体の管状体を示す斜視図である。
【図１３】従来の人口生育場の一例を示す側面図である。
【図１４】従来の人口生育場の他の例を示す側面図である。
【符号の説明】
【００７１】
１０ 水質改善用構造体
１２ 内管
１４ 繊維製外管
１４Ａ 炭素繊維
１６ 線状繊維
２０ 管状体
２２ 重り部材
２２Ａ 筒状部
２４ 浮き部材
２４Ａ 筒状部
２７ 水生植物
２８Ａ 小魚
２８Ｂ 魚類
２９ 貝類
３０ 底部
３２ 水面
４０ 水質改善用構造体
４１ 管状体
４４ 繊維製外管
４４Ａ 炭素繊維
５０ 水質改善用構造体
５２Ａ 閉止部材
５４ 閉止部材
６０ 水質改善用構造体
６２ 保持部材
６４ ワイヤー
６６ 浮き部材
７０ 水質改善用構造体
７２ 保持部材
７４ 管状体
７６ 継手部材
７８ パイプ
８０ 水質改善用構造体
８２ 連結部
８２Ａ 開口
９０ 水質改善用構造体
９２ 浮き部材
９４ 連結部材
９６ 重り部材
１００ 水質改善用構造体
１０２ 管状体
１０４ 内管
１０６ 繊維製外管
１０６Ａ 炭素繊維
１１０ 水質改善用構造体
１１２ 管状体
１１４ 繊維製中間管
１１４Ａ 炭素繊維
１１６ 被覆管
１２０ 水質改善用構造体
１２２ 管状体
１２４ 繊維製中間管
１２４Ａ 炭素繊維
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中に設置され、藻や微生物が生育することによって水質を改善する水質改善用構造体であって、
ゴム製、樹脂製又は繊維製の内管と、前記内管の外周上に形成され繊維を編み又は繊維を複数層のスパイラル構造とした繊維製外管と、を備える管状体と、
前記繊維製外管の外側に放射状に編み込み又は毛羽立たせた複数の線状繊維と、
前記管状体の下端部に設けられ、水中の底部に設置される重り部材と、
前記管状体の上端部に設けられた浮き部材と、
を有することを特徴とする水質改善用構造体。
【請求項２】
前記浮き部材が、前記管状体の上端部に連結されたワイヤーを介して水面に浮かぶように構成したことを特徴とする水質改善用構造体。
【請求項３】
前記浮き部材に代えて、前記内管の下端部と上端部とが閉じられ、前記内管の内部に気体が封入されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の水質改善用構造体。
【請求項４】
水中に設置され、藻や微生物が生育することによって水質を改善する水質改善用構造体であって、
水面に浮かぶ浮き部材と、
前記浮き部材の下方部に連結され、ゴム製、樹脂製又は繊維製の内管と、前記内管の外周上に形成され繊維を編み又は繊維を複数層のスパイラル構造とした繊維製外管と、を備える複数の管状体と、
前記繊維製外管の外側に放射状に編み込み又は毛羽立たせた複数の線状繊維と、
前記管状体の下端部に設けられた重り部材と、
を有することを特徴とする水質改善用構造体。
【請求項５】
水中に設置され、藻や微生物が生育することによって水質を改善する水質改善用構造体であって、
ゴム製、樹脂製又は繊維製の内管と、前記内管の外周上に形成され繊維を編み又は繊維を複数層のスパイラル構造とした繊維製中間管と、前記繊維製中間管の外周上に形成された生分解性プラスチックからなる被覆管と、を備える管状体と、
前記管状体の下端部に設けられ、水中の底面に設置される重り部材と、
前記管状体の上端部に設けられた浮き部材と、
を有することを特徴とする水質改善用構造体。
【請求項６】
前記内管の内部に流体が供給されることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の水質改善用構造体。
【請求項７】
前記繊維が炭素繊維であることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の水質改善用構造体。
【請求項８】
前記内管が生分解性プラスチックで形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項、又は請求項７に記載の水質改善用構造体。
【請求項１】
水中に設置され、藻や微生物が生育することによって水質を改善する水質改善用構造体であって、
ゴム製、樹脂製又は繊維製の内管と、前記内管の外周上に形成され繊維を編み又は繊維を複数層のスパイラル構造とした繊維製外管と、を備える管状体と、
前記繊維製外管の外側に放射状に編み込み又は毛羽立たせた複数の線状繊維と、
前記管状体の下端部に設けられ、水中の底部に設置される重り部材と、
前記管状体の上端部に設けられた浮き部材と、
を有することを特徴とする水質改善用構造体。
【請求項２】
前記浮き部材が、前記管状体の上端部に連結されたワイヤーを介して水面に浮かぶように構成したことを特徴とする水質改善用構造体。
【請求項３】
前記浮き部材に代えて、前記内管の下端部と上端部とが閉じられ、前記内管の内部に気体が封入されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の水質改善用構造体。
【請求項４】
水中に設置され、藻や微生物が生育することによって水質を改善する水質改善用構造体であって、
水面に浮かぶ浮き部材と、
前記浮き部材の下方部に連結され、ゴム製、樹脂製又は繊維製の内管と、前記内管の外周上に形成され繊維を編み又は繊維を複数層のスパイラル構造とした繊維製外管と、を備える複数の管状体と、
前記繊維製外管の外側に放射状に編み込み又は毛羽立たせた複数の線状繊維と、
前記管状体の下端部に設けられた重り部材と、
を有することを特徴とする水質改善用構造体。
【請求項５】
水中に設置され、藻や微生物が生育することによって水質を改善する水質改善用構造体であって、
ゴム製、樹脂製又は繊維製の内管と、前記内管の外周上に形成され繊維を編み又は繊維を複数層のスパイラル構造とした繊維製中間管と、前記繊維製中間管の外周上に形成された生分解性プラスチックからなる被覆管と、を備える管状体と、
前記管状体の下端部に設けられ、水中の底面に設置される重り部材と、
前記管状体の上端部に設けられた浮き部材と、
を有することを特徴とする水質改善用構造体。
【請求項６】
前記内管の内部に流体が供給されることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の水質改善用構造体。
【請求項７】
前記繊維が炭素繊維であることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の水質改善用構造体。
【請求項８】
前記内管が生分解性プラスチックで形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項、又は請求項７に記載の水質改善用構造体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００７−３３０１９８（Ｐ２００７−３３０１９８Ａ）
【公開日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１６７５４４（Ｐ２００６−１６７５４４）
【出願日】平成１８年６月１６日（２００６．６．１６）
【出願人】（３９００３４４５２）ブリヂストンフローテック株式会社 (80)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月１６日（２００６．６．１６）
【出願人】（３９００３４４５２）ブリヂストンフローテック株式会社 (80)
【Ｆターム（参考）】
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