海底定置式の海流規制管
【課題】簡便な構造でありながら、従来の海流規制管と同等の水質改善性能を持ち、しかも、長期に亘る使用によっても性能の劣化が少ない海底設置式の海流規制管を提供すること。
【解決手段】海流規制管Ａの規制管本体１の外側面に鍔体１６を突設すると共に、該鍔体１６は、管路１０出口近傍に配設することにより、管路１０出口近傍に低圧部を生起し、規制管本体１の周辺における往復流場において管路１０内に一方向の流れを生成する。
【解決手段】海流規制管Ａの規制管本体１の外側面に鍔体１６を突設すると共に、該鍔体１６は、管路１０出口近傍に配設することにより、管路１０出口近傍に低圧部を生起し、規制管本体１の周辺における往復流場において管路１０内に一方向の流れを生成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、閉鎖性水域の海底に設置して使用する海流規制管に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、閉鎖性沿岸海域において富栄養化等による水質悪化が深刻な問題となっている。この対策として、従来より透過性構造物や渦制御型防波堤などの海水交換による水質改善手法が提案されており、主に小規模な漁港などにおいて顕著な水質改善効果をあげている。しかし、これら従来の手法は、構造上広大な水域に対しての適用が困難であることから、入江や内湾といった地域における有効な解決策は未だ提案されていないのが現状となっている。
【０００３】
このような問題点に対する解決策として、本願発明者らは、表裏両面をそれぞれ弧状膨出面及び平坦状面とすることにより一方向に偏った流動抵抗を有する非対称構造物（以下、「粗度」と称する。）を管内部の壁面に同一方向に向けて複数個配設した矩形状の管体（以下、「海流規制管」と称する。）を開発した（特許文献１参照）。この海流規制管によれば、管内に複数配設した粗度により当該管内に一方向に偏った流れを形成することができ、これによって、自然エネルギーである波動の往復流から一方向流れである残差流を生成して海水の交換が可能となっている。
【特許文献１】特開２００５−２４８５６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の海流規制管は、複数の粗度を管体の内部に形成する作業が比較的困難であり、製作上コストが掛かるという問題があった。しかも、特許文献１に記載の海流規制管は、長期に亘る使用により、管内部の粗度に海底のごみ等が付着したり、或いは、海流により粗度が侵食されて非対称構造が崩れたりすることで性能が劣化するおそれもあった。
【０００５】
そこで、本発明は、簡便な構造でありながら、従来の海流規制管と同等の水質改善性能を持ち、しかも、長期に亘る使用によっても性能の劣化が少ない海底定置式の海流規制管を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、規制管本体外側面に鍔体を突設すると共に、該鍔体は、管路出口近傍に配設することにより、管路出口近傍に低圧部を生起し、規制管本体の周辺における往復流場において管路内に一方向の流れを生成することを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、鍔体は、規制管本体の定置面を除く外側面に突設すべく下方開口略コ字状に形成したことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、鍔体の高さ（ｈ）と、鍔体から管路出口までの距離（ｄｌ）と、管路内の高さ（ｄ）との比率が１：０．２〜２．４：１．５〜２．５としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、規制管本体の出口近傍の外側面に突設した鍔体によって、管路出口近傍に低圧部を生起し、規制管本体の周辺における往復流場において、管内に一方向に偏った流れを形成することができ、これにより、自然エネルギーである波の往復運動を利用した海水の交換が可能となる。しかも、管体の外側面に鍔体を突設しただけの簡便な構造であり、粗度のような比較的複雑な構造を有しないため、従来の海流規制管と比較して安価に製造することができるとともに、水質改善性能を長期に亘り持続させることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、規制管本体の定置面側の鍔体を設けないこととしたため、構造がより簡便になり部材も減らすことができ、更に安価に製造することが可能となる。しかも、海流規制管を海底に対して水平に載置することができるため、管内に一方向に偏った流れを生じさせ易く、当該海流規制管による水質改善機能を最大限に発揮させることができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、海流規制管を水質改善に最も適した形状とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、規制管本体外側面に鍔体を突設すると共に、該鍔体は、管路出口近傍に配設することにより、管路出口近傍に低圧部を生起し、規制管本体の周辺における往復流場において管路内に一方向の流れを生成することを特徴とする海底定置式の海流規制管を提供せんとするものである。
【００１３】
また、規制管本体の定置面を除く外側面に突設したことにも特徴を有する。
【００１４】
また、鍔体の高さ（ｈ）と、鍔体から管路出口までの距離（ｄｌ）と、管路内の高さ（ｄ）との比率が１：０．２〜２．４：１．５〜２．５としたことにも特徴を有する。
【００１５】
特に、鍔体の高さ（ｈ）と、鍔体から管路出口までの距離（ｄｌ）と、管路内の高さ（ｄ）との比率が１：１．５：２としたとき残差流量が最大となり、その流量は、特許文献１に開示された海流規制管の残差流量よりも大きくなっている。
【００１６】
ここで、各種海流規制管の波動エネルギーによる往復流場における一方向残差流速の生起メカニズムについて説明する。
【００１７】
各種海流規制管に共通していえる管路内の海水の挙動は、管路内の海水が波動によって往復流動する際、波動エネルギーによって、海水は、それぞれの点で円運動または楕円運動をしているが、これは、上下往復運動と水平往復運動とに分解することができ、海底に近い部分においては、水平往復運動が有効に作用する。更に、各種海流規制管の管路内では、上下往復運動がほぼ抑制され、水平往復運動のみが有効に作用することとなる。
【００１８】
そこでまず、図１及び図２に示すような本発明に係る規制管本体外側面に鍔体を突設した海流規制管における管路内の海水の動きを説明する。
【００１９】
図３（ａ）に示すように、波の峰が流入口に到達した場合、管路内の海水は、右方向へ、すなわち流出口方向へ水平移動するとともに、流出口においては該鍔体の影響で剥離渦が生成され低圧部を形成し、その結果、管路内の海水が流出口方向に引き寄せられることとなり、管路内の海水は流出口方向に大きく移動することとなる。
【００２０】
一方で、波の谷が流入口に到達した場合、図３（ｂ）に示すように、管路内の海水は、左方向へ、すなわち流入口方向へ水平移動するが、流出口近傍に突設した鍔体による入口損失、すなわち流出口における入口損失の影響で、流出口から海水が浸入しにくくなり、結果として、海水は流入口方向に小さく移動することとなる。
【００２１】
このように、波の峰と谷の交互の到来により、海流の円運動または楕円運動が生起するものの、海底に近い部分においては、それが水平往復運動と化し、管路内に同様の往復海流運動が生じ、しかも鍔体の背後の低圧部により流入口方向への海水の移動よりも流出口方向への海水の移動の方が大きくなるため、全体として、海水が波動によって水平往復流動しても、管路内の海水は流入口から流出口方向への一方向残差流速により移動することとなる。
【００２２】
次に、原理的には略同様の、波動エネルギーを利用して一方向残差流速を生起する特許文献１と対比しながら本発明の最良の形態を説明する。
【００２３】
図４（ａ）に示すような、特許文献１に開示された海流規制管（以下、「One-Way Pipe」と称する。）における海水の動きは次のようになる。
【００２４】
波の峰が流入口に到達した場合、管路内の海水は、右方向へ、すなわち流出口方向へ水平移動するが、その際、図４（ｂ）に示すように、管路内に配設された粗度の形状により右方向への流動抵抗は小さいことから、海水は流出口方向に移動することとなる。
【００２５】
一方で、波の谷が流入口に到達した場合、管路内の海水は左方向へ、すなわち流入口方向へ水平移動するが、その際、図４（ｂ）に示すように、管路内に配設された粗度の形状により左方向への流動抵抗は大きいことから、海水は流入口方向には小さく移動することとなる。
【００２６】
全体として、海水の水平往復流動が流動抵抗の差により次第に右方向にわずかに偏った往復運動に変わり、管路内の海水は流入口から流出口への一方向残差流速により移動することとなる。
【００２７】
以上のように、特許文献１の海流規制管であるOne-Way Pipeは、本発明と同じように波動エネルギーを利用して一方向残差流速を生起するものであり、本発明と略同様の海水の一方向残差流速による移動が見られる。ここで、One-Way Pipeは、波動によって往復流動する管路内において、右方向への残差流速を生起することはできるものの、その構造が複雑であるために、製作費が高価となり、維持補修が困難なものとなる。また、実際に海底に定置した場合にも、その構造が複雑であるために、海底のごみやヘドロなどの堆積物などが詰まりやすく、そのごみなどによって一方向残差流速の生起能力を保持し難い。
【００２８】
一方で、本発明における規制管本体外側面に鍔体を突設し、鍔体の高さ（ｈ）と、鍔体から管路出口までの距離（ｄｌ）と、管路内の高さ（ｄ）との比率を１：１．５：２とすることによって、本発明の海流規制管は、残差流速が大きくなり、One-Way Pipeよりの大きな残差流量を得ることもできる。
【実施例】
【００２９】
本発明の実施例を図面に基づき詳説する。
【００３０】
図１に示すように、本発明の海流規制管Ａは、規制管本体１とその端部近傍外側に突設した鍔体１６とよりなる。すなわち、規制管本体１は、図１及び図２に示すように、両端を開口した断面正矩形状の管体よりなり、その内部の管路１０を一定の高さ（ｄ）とし、規制管本体１内部の管路１０の一端を流入口１１、他端を流出口１２としている。
【００３１】
管路１０の流出口１２の近傍、すなわち流出口１２より一定の距離（ｄｌ）を保持して規制管本体１の外側面には鍔体１６を突設している。すなわち、規制管本体１の外側面には、一定の高さ（ｈ）を有する鍔体１６を規制管本体１の表面に対して直角に突設している。
【００３２】
しかも、規制管本体１の外底面は定置面１３としており、規制管本体１を海底６に安定的に、かつ可及的水平に定置するために鍔体１６のない平坦面としており、従って、鍔体１６は、この定置面１３を除いて規制管本体１の天井面１４と左右側面１５に突設されるように下方開口の略コ字状に形成されている。
【００３３】
また、海流規制管Ａの管路１０の長さ（Ｌ）は、管路の流入口１１と流出口１２において、同じ方向の流速が生起される必要があることから、波動の波長の略４分の１であることが望ましい。つまり、例えば、流入口１１に波の峰が通過した際には、流出口１２も波の峰が通過するように海流規制管Ａの管路１０の長さ（Ｌ）を規定することによって、管路の流入口１１と流出口１２において同じ右方向の流速が生起されることから、流速が相殺されることなく、効果的に一方向残差流速が生起される。
【００３４】
海流規制管Ａの管路１０の長さ（Ｌ）は、海流規制管Ａが定置される水域の波動の波長に合わせて、最適な長さとなるように調整される。
【００３５】
このように構成された海流規制管Ａは、図５に示すように、例えば、閉鎖性水域たる湾内の水質悪化領域、すなわち海水が滞溜して水質が悪化した海底領域における海水を、波動エネルギーによる海水の往復流を一方向の残差流２ａに変換することによって得られる残差流エネルギーを利用して閉鎖性水域外に排出する。その結果として閉鎖性水域外の良質海水を引き込む補償流２ｂが形成される。
【００３６】
管路１０の長さには、前述のように、波動の波長に対して適切な長さの範囲があることから、長い距離の一方向残差流を生起させるには、図６に示すように、海流規制管Ａを管路１０の流入口１１が水質悪化領域側を向くように閉鎖性水域たる水質悪化領域から閉鎖性水域外まで順次一定間隔で直列に並べていく。
【００３７】
図５及び図６に示すように、海流規制管Ａを海底６に設置して閉鎖性水域たる水質悪化領域から順次一定間隔で直列に並べた場合、海面５上で生起する波の波動エネルギーによって、海水の往復流動が生起し、海流規制管Ａの周辺では波の峰と谷の交互の到来により、海水は円運動あるいは楕円運動を生起すると共に、円や楕円の海流運動は、海底６に可及的に近づくにつれて水平往復運動と化し、管路１０内においても同様の海流運動が生起する。
【００３８】
この状態において、鍔体１６によって海水に流動抵抗が与えられると、鍔体１６の背後に形成された低圧部によって、一方向の大きな流れが形成される。なお、一般的に内湾の水深は、数１０ｍ〜５０ｍの範囲に属するものであり、海流規制管Ａが設置される水質悪化領域の水深は、この水深範囲から適宜選択される。
【００３９】
なお、海流規制管Ａを海底６に設置して順次一定間隔で直列に並べる場合、海流規制管Ａは、定置される海流規制管Ａと海流規制管Ａとの間隔において、剥離渦４が生起し低圧部が形成されるように、また、各海流規制管Ａによって生起した一方向残差流が継続して大きな一方向残差流となるように、最適な間隔で海底６に定置される。
【００４０】
具体的には、図３（ａ）に示すように、波の峰が海流規制管Ａを通過した時には、海水の流れ２が左から右へとなるので、鍔体１６の背後には剥離渦４が発生して流出口１２付近は低圧となり、流入口１１と流出口１２との圧力差により、管路１０内における海水の動き３のように、海水は流入口１１から流出口１２へと大きく移動し、他方、図３（ｂ）に示すように、波の谷が通過した時には、海水の流れ２が右から左へとなるので、流出口１２近傍に突設した鍔体１６による入口損失、すなわち流出口１２における入口損失が大きいため、海流規制管Ａ内への海水の流入が妨げられることから、管路１０内における海水の動き３のように、海水は流出口１２から流入口１１へと小さく移動する。
【００４１】
すなわち、波動エネルギーにより海流規制管Ａ外方に生起した海流は、管路１０の流出口１２の近傍に突設した鍔体１６に干渉され鍔体１６の背後が低圧となるために、この低圧部分に管路１０内の流出口１２近傍に滞溜する海水が引き込まれて管路１０内に流入口１１から流出口１２に向かった一方向の残差流をつくる。
【００４２】
このように、閉鎖性領域たる水質悪化領域の海水は、図５や図６に示すように、一定間隔で順次直列に設置された各管路１０の流入口１１から次々に流入して流出口１２より次々に排出され、直列に設置した多数の海流規制管Ａの管路１０内を通過して湾内の水質の悪化した海水が湾外に排出されていく。
【００４３】
前述のように、直列に設置した多数の海流規制管Ａによって一方向の残差流２ａが生起されているが、図５に示すように、その際には、残差流２ａとは正反対方向の補償流２ｂが生起する。
【００４４】
このようにして、水質悪化領域の海水が該領域外に徐々に排出されていくと、そのかわりに新しい良質の海水が該領域内に浸入して水質の悪化した海水と良質の海水との互換が行われて、水質悪化領域の浄化がなされる。
【００４５】
なお、図示しないが、図６とは反対に、海流規制管Ａを管路１０の流入口１１が閉鎖性水域外側を向くように閉鎖性水域たる水質悪化領域から湾外まで順次一定間隔で直列に並べていく。このことから、海流規制管Ａは、生起される残差流２ａによって、良質な海水を閉鎖性水域たる水質悪化領域に供給する。その結果として、生起される補償流２ｂによって水質の悪化した海水が排出されて、水質悪化領域の浄化がなされる。
【００４６】
発明者らは、海流規制管Ａの流出口１２から鍔体１６までの距離（ｄｌ）を、模型による実験で０．０ｃｍ、１．０ｃｍ、２．５ｃｍ、５．０ｃｍ、７．５ｃｍ、１０．０ｃｍの六段階に分けて、海流規制管Ａ中の高さ（ｄ）との関係で、海水がどのように海流規制管Ａ中に流入するのかを、鍔体１６の設置位置（ｄｌ）と残差流量（ｑ）の関係及び海流規制管Ａ内残差流速の鉛直分布などについて詳細に調べた。
【００４７】
実験には海流規制管Ａのモデルとして、流入口１１及び流出口１２及び管路１０が、１０×１０ｃｍの正方形断面（ｄ×ｄ）であって、長さ５０ｃｍの中空のアクリル製矩形管を用いた。
【００４８】
このような海流規制管Ａについて、流入口１１から２５ｃｍの位置（以下、「ｃｅｎｔｅｒ」と称する。）においてレーザー流速計を用いて管内１０の流速の鉛直方向分布を測定した。なお、鍔体１６の高さ（ｈ）は、管路１０の高さ（ｄ）の２分の１、すなわち５ｃｍである。
【００４９】
前述の実験に使用した海流規制管Ａは、全長１９００ｃｍ、幅２５ｃｍの二次元造波水槽の造波装置から１１００ｃｍの地点に設置した。
【００５０】
実験条件としては、水深３０ｃｍ、波高５ｃｍ、周期１．２ｓｅｃ、波長１８０ｃｍと設定して実験を行った。前述したｃｅｎｔｅｒ断面について管路１０内上面から１ｃｍの地点より水深方向に１ｃｍ間隔で流速を測定し、サンプリング周波数１００Ｈｚで１００周期分の波を計測し、時間平均することにより流速を求めた。
【００５１】
実験結果として、図７は、海流規制管Ａのｃｅｎｔｅｒにおける、残差流速分布を示す。縦軸には水深、横軸には残差流速をとっており、海流規制管Ａの流出口１２から鍔体１６までの距離（ｄｌ）を０．０ｃｍ、１．０ｃｍ、２．５ｃｍ、５．０ｃｍ、７．５ｃｍ、１０．０ｃｍと変化させた際の、各水深における残差流速が示されている。なお、鍔体１６の効果を比較検討するために、鍔体１６が突設していない規制管本体１のみの各水深における残差流速（凡例「Ｐｌａｉｎ」）も合わせて示されている。
【００５２】
更に、本発明である海流規制管Ａと管路７０内に粗度７５が複数個配設された海流規制管であるOne-Way Pipe７とを残差流速の観点から比較検討するために、One-Way Pipe７についても同様の実験を行い、その結果として、各水深におけるOne-Way Pipe７のｃｅｎｔｅｒにおける残差流速分布も図７に合わせて示されている。
【００５３】
One-Way Pipe７は、両端を開口した断面正矩形状の管体よりなり、その内部の管路７０の一端を流入口７１、他端を流出口７２としている。また、管路７０内には、表裏両面をそれぞれ弧状膨出面及び平坦状面とする非対称構造物である粗度７５を複数個配設している。
【００５４】
前述のような粗度７５の形状により、粗度７５は、一方向に偏った流動抵抗を有することから、海水の水平往復流動が流動抵抗の差により次第に右方向にわずかに偏った往復運動に変わり、管路７０内の海水は、流入口７１から流出口７２への一方向残差流速により移動することとなる。
【００５５】
実験にはOne-Way Pipe７のモデルとして、図４（ａ）に示すように、流入口７１及び流出口７２及び管路７０が、１０×１０ｃｍの正方形断面であって、長さ５０ｃｍの中空のアクリル製矩形管において、管路７０内には、粗度高さ０．９ｃｍの４分の１円柱型の非対称構造物である粗度７５が複数個配設されている管を用いた。
【００５６】
なお、Ｄｅｐｔｈ＝１９．５〜２７．５ｃｍの区間は、管路内である。
【００５７】
図７より、海流規制管Ａの流出口１２から鍔体１６までの距離（ｄｌ）の変化に関して、ｄｌ＝１．０ｃｍ、２．５ｃｍ、５．０ｃｍ、７．５ｃｍ、１０．０ｃｍについては、正の残差流速が生起されることがわかる。なお、鍔体１６が突設していない規制管本体１のみの場合は、負の残差流速が生起されており、また、ｄｌ＝０．０ｃｍについても、負の残差流速が生起されている。
【００５８】
このことから、規制管本体１に鍔体１６を突設させて、海流規制管Ａの流出口１２から鍔体１６までの距離（ｄｌ）を適度な長さとすることにより、正の残差流が生起されることがわかる。
【００５９】
更に、発明者らは、図７に示した残差流速分布に関して、その残差流速を積分することによって、各海流規制管の残差流量を求めて、各海流規制管の残差流生起能力の比較検討を行った。
【００６０】
図８は、海流規制管Ａと鍔体１６が突設されていない規制管本体１とOne-Way Pipe７とにおける、各海流規制管の残差流量を示す。縦軸には残差流量、横軸には海流規制管Ａの流出口１２から鍔体１６までの距離（ｄｌ）をとっている。
【００６１】
このことから、海流規制管Ａについて、海流規制管Ａの流出口１２から鍔体１６までの距離（ｄｌ）の変化に対応した残差流量と鍔体１６が突設されていない規制管本体１の残差流量と別の形態の海流規制管であるOne-Way Pipe７の残差流量とを比較検討できる。なお、鍔体１６が突設されていない規制管本体１の残差流量は、負の残差流量であることがわかる。
【００６２】
そこで、図８に基づいて、本発明の海流規制管Ａの流出口１２から鍔体１６までの距離（ｄｌ）を変化させた際の残差流量を段階に分けて詳細に検討する。
【００６３】
（１）海流規制管Ａの流出口１２から鍔体１６までの距離（ｄｌ）が０．０ｃｍ〜２．０ｃｍ場合、ｄｌ＝０．０ｃｍにおいては残差流量がほとんどないものの、ｄｌ＝１．０ｃｍ、においてはOne-Way Pipe７よりは劣るが、残差流量は得られることがわかる。
【００６４】
すなわち、この範囲内では、構造が簡単で作製コストは安いものの、One-Way Pipe７よりも少ない残差流量しか得られないことがわかる。しかしながら、この海流規制管Ａを閉鎖性水域近傍に長時間設置しておくことによって、One-Way Pipe７と同様、水質の悪化した海水を閉鎖性水域外に排出できる。
【００６５】
（２）海流規制管Ａの流出口１２から鍔体１６までの距離（ｄｌ）が２．０ｃｍ〜６．０ｃｍ場合、ｄｌ＝２．５ｃｍ、５．０ｃｍにおいてはOne-Way Pipe７よりは僅かに劣るものの同程度の残差流量が得られることがわかる。
【００６６】
すなわち、この範囲内では、構造が簡単で作製コストは安い上に、One-Way Pipe７と同等の残差流量を得られるため、この海流規制管Ａを閉鎖性水域近傍に設置した場合には、One-Way Pipe７よりも簡便な構造でありながら、One-Way Pipe７とほぼ同様の期間で閉鎖性水域外に水質の悪化した海水を排出できる。
【００６７】
（３）海流規制管Ａの流出口１２から鍔体１６までの距離（ｄｌ）が６．０ｃｍ〜１０．０ｃｍ場合、ｄｌ＝７．５ｃｍにおいては、残差流量が最大となり、One-Way Pipe７よりも大きな残差流量が得られることがわかる。
【００６８】
したがって、この海流規制管Ａを閉鎖性水域近傍に設置した場合には、One-Way Pipe７よりも簡便な構造で、しかもOne-Way Pipe７よりも短時間で効率良く閉鎖性水域外に水質の悪化した海水を排出できる。
【００６９】
これらのことから、海流規制管Ａは、海流規制管Ａの流出口１２から鍔体１６までの距離（ｄｌ）がいずれの範囲内であっても、一定の時間をかけることによってOne-Way Pipe７と同様の残差流量が得られる。
【００７０】
また、海流規制管Ａを作製するにあたり、海流規制管Ａの流出口１２から鍔体１６までの距離（ｄｌ）を調整することにより、海流規制管Ａは、海流規制管Ａを設置する閉鎖性水域の環境に最適となるように調整することができる。
【００７１】
すなわち、海流規制管Ａは、緊急に閉鎖性水域の浄化を行う必要がある場合には、最も残差流量が大きくなるように海流規制管Ａの流出口１２から鍔体１６までの距離（ｄｌ）を調整し、海底６に定置される。一方で、急激な変化が自然環境などに悪影響を及ぼす場合には、時間をかけて海水を互換する必要があることから、海流規制管Ａは、残差流量があまり大きくならないように海流規制管Ａの流出口１２から鍔体１６までの距離（ｄｌ）を調整し、海底６に定置される。
【００７２】
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施形態に係る海流規制管を示す全体斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る海流規制管を示す上面図及びＢ−Ｂ′線における断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る海流規制管の設置領域における海水の移動を示す模式図である。
【図４】比較実験におけるOne-Way Pipeを示す図及びOne-Way Pipeにおける一方向残差流の生起されるメカニズムを示す模式図である。
【図５】本発明の実施形態に係る海流規制管を複数個直列に海底に設置した際の海水の流れを示す模式図である。
【図６】本発明の実施形態に係る海流規制管を複数個直列に海底に設置した際の閉鎖性水域における水質の悪化した海水の排出を示す模式図である。
【図７】本発明の実施形態に係る海流規制管内の位置ｃｅｎｔｅｒにおける残差流速の分布を主に示す実験データである。
【図８】本発明の実施形態に係る海流規制管のｄｌ変化による残差流量と規制管本体のみの残差流量とOne-Way Pipeにおける残差流量とを示す実験データである。
【符号の説明】
【００７４】
Ａ 海流規制管
１ 規制管本体
２ 海水の流れ
２ａ 残差流
２ｂ 補償流
３ 海水の動き
４ 剥離渦
５ 海面
６ 海底
７ One-Way Pipe
１０ 管路
１１ 流入口
１２ 流出口
１３ 定置面
１４ 天井面
１５ 側面
１６ 鍔体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、閉鎖性水域の海底に設置して使用する海流規制管に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、閉鎖性沿岸海域において富栄養化等による水質悪化が深刻な問題となっている。この対策として、従来より透過性構造物や渦制御型防波堤などの海水交換による水質改善手法が提案されており、主に小規模な漁港などにおいて顕著な水質改善効果をあげている。しかし、これら従来の手法は、構造上広大な水域に対しての適用が困難であることから、入江や内湾といった地域における有効な解決策は未だ提案されていないのが現状となっている。
【０００３】
このような問題点に対する解決策として、本願発明者らは、表裏両面をそれぞれ弧状膨出面及び平坦状面とすることにより一方向に偏った流動抵抗を有する非対称構造物（以下、「粗度」と称する。）を管内部の壁面に同一方向に向けて複数個配設した矩形状の管体（以下、「海流規制管」と称する。）を開発した（特許文献１参照）。この海流規制管によれば、管内に複数配設した粗度により当該管内に一方向に偏った流れを形成することができ、これによって、自然エネルギーである波動の往復流から一方向流れである残差流を生成して海水の交換が可能となっている。
【特許文献１】特開２００５−２４８５６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の海流規制管は、複数の粗度を管体の内部に形成する作業が比較的困難であり、製作上コストが掛かるという問題があった。しかも、特許文献１に記載の海流規制管は、長期に亘る使用により、管内部の粗度に海底のごみ等が付着したり、或いは、海流により粗度が侵食されて非対称構造が崩れたりすることで性能が劣化するおそれもあった。
【０００５】
そこで、本発明は、簡便な構造でありながら、従来の海流規制管と同等の水質改善性能を持ち、しかも、長期に亘る使用によっても性能の劣化が少ない海底定置式の海流規制管を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、規制管本体外側面に鍔体を突設すると共に、該鍔体は、管路出口近傍に配設することにより、管路出口近傍に低圧部を生起し、規制管本体の周辺における往復流場において管路内に一方向の流れを生成することを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、鍔体は、規制管本体の定置面を除く外側面に突設すべく下方開口略コ字状に形成したことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、鍔体の高さ（ｈ）と、鍔体から管路出口までの距離（ｄｌ）と、管路内の高さ（ｄ）との比率が１：０．２〜２．４：１．５〜２．５としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、規制管本体の出口近傍の外側面に突設した鍔体によって、管路出口近傍に低圧部を生起し、規制管本体の周辺における往復流場において、管内に一方向に偏った流れを形成することができ、これにより、自然エネルギーである波の往復運動を利用した海水の交換が可能となる。しかも、管体の外側面に鍔体を突設しただけの簡便な構造であり、粗度のような比較的複雑な構造を有しないため、従来の海流規制管と比較して安価に製造することができるとともに、水質改善性能を長期に亘り持続させることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、規制管本体の定置面側の鍔体を設けないこととしたため、構造がより簡便になり部材も減らすことができ、更に安価に製造することが可能となる。しかも、海流規制管を海底に対して水平に載置することができるため、管内に一方向に偏った流れを生じさせ易く、当該海流規制管による水質改善機能を最大限に発揮させることができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、海流規制管を水質改善に最も適した形状とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、規制管本体外側面に鍔体を突設すると共に、該鍔体は、管路出口近傍に配設することにより、管路出口近傍に低圧部を生起し、規制管本体の周辺における往復流場において管路内に一方向の流れを生成することを特徴とする海底定置式の海流規制管を提供せんとするものである。
【００１３】
また、規制管本体の定置面を除く外側面に突設したことにも特徴を有する。
【００１４】
また、鍔体の高さ（ｈ）と、鍔体から管路出口までの距離（ｄｌ）と、管路内の高さ（ｄ）との比率が１：０．２〜２．４：１．５〜２．５としたことにも特徴を有する。
【００１５】
特に、鍔体の高さ（ｈ）と、鍔体から管路出口までの距離（ｄｌ）と、管路内の高さ（ｄ）との比率が１：１．５：２としたとき残差流量が最大となり、その流量は、特許文献１に開示された海流規制管の残差流量よりも大きくなっている。
【００１６】
ここで、各種海流規制管の波動エネルギーによる往復流場における一方向残差流速の生起メカニズムについて説明する。
【００１７】
各種海流規制管に共通していえる管路内の海水の挙動は、管路内の海水が波動によって往復流動する際、波動エネルギーによって、海水は、それぞれの点で円運動または楕円運動をしているが、これは、上下往復運動と水平往復運動とに分解することができ、海底に近い部分においては、水平往復運動が有効に作用する。更に、各種海流規制管の管路内では、上下往復運動がほぼ抑制され、水平往復運動のみが有効に作用することとなる。
【００１８】
そこでまず、図１及び図２に示すような本発明に係る規制管本体外側面に鍔体を突設した海流規制管における管路内の海水の動きを説明する。
【００１９】
図３（ａ）に示すように、波の峰が流入口に到達した場合、管路内の海水は、右方向へ、すなわち流出口方向へ水平移動するとともに、流出口においては該鍔体の影響で剥離渦が生成され低圧部を形成し、その結果、管路内の海水が流出口方向に引き寄せられることとなり、管路内の海水は流出口方向に大きく移動することとなる。
【００２０】
一方で、波の谷が流入口に到達した場合、図３（ｂ）に示すように、管路内の海水は、左方向へ、すなわち流入口方向へ水平移動するが、流出口近傍に突設した鍔体による入口損失、すなわち流出口における入口損失の影響で、流出口から海水が浸入しにくくなり、結果として、海水は流入口方向に小さく移動することとなる。
【００２１】
このように、波の峰と谷の交互の到来により、海流の円運動または楕円運動が生起するものの、海底に近い部分においては、それが水平往復運動と化し、管路内に同様の往復海流運動が生じ、しかも鍔体の背後の低圧部により流入口方向への海水の移動よりも流出口方向への海水の移動の方が大きくなるため、全体として、海水が波動によって水平往復流動しても、管路内の海水は流入口から流出口方向への一方向残差流速により移動することとなる。
【００２２】
次に、原理的には略同様の、波動エネルギーを利用して一方向残差流速を生起する特許文献１と対比しながら本発明の最良の形態を説明する。
【００２３】
図４（ａ）に示すような、特許文献１に開示された海流規制管（以下、「One-Way Pipe」と称する。）における海水の動きは次のようになる。
【００２４】
波の峰が流入口に到達した場合、管路内の海水は、右方向へ、すなわち流出口方向へ水平移動するが、その際、図４（ｂ）に示すように、管路内に配設された粗度の形状により右方向への流動抵抗は小さいことから、海水は流出口方向に移動することとなる。
【００２５】
一方で、波の谷が流入口に到達した場合、管路内の海水は左方向へ、すなわち流入口方向へ水平移動するが、その際、図４（ｂ）に示すように、管路内に配設された粗度の形状により左方向への流動抵抗は大きいことから、海水は流入口方向には小さく移動することとなる。
【００２６】
全体として、海水の水平往復流動が流動抵抗の差により次第に右方向にわずかに偏った往復運動に変わり、管路内の海水は流入口から流出口への一方向残差流速により移動することとなる。
【００２７】
以上のように、特許文献１の海流規制管であるOne-Way Pipeは、本発明と同じように波動エネルギーを利用して一方向残差流速を生起するものであり、本発明と略同様の海水の一方向残差流速による移動が見られる。ここで、One-Way Pipeは、波動によって往復流動する管路内において、右方向への残差流速を生起することはできるものの、その構造が複雑であるために、製作費が高価となり、維持補修が困難なものとなる。また、実際に海底に定置した場合にも、その構造が複雑であるために、海底のごみやヘドロなどの堆積物などが詰まりやすく、そのごみなどによって一方向残差流速の生起能力を保持し難い。
【００２８】
一方で、本発明における規制管本体外側面に鍔体を突設し、鍔体の高さ（ｈ）と、鍔体から管路出口までの距離（ｄｌ）と、管路内の高さ（ｄ）との比率を１：１．５：２とすることによって、本発明の海流規制管は、残差流速が大きくなり、One-Way Pipeよりの大きな残差流量を得ることもできる。
【実施例】
【００２９】
本発明の実施例を図面に基づき詳説する。
【００３０】
図１に示すように、本発明の海流規制管Ａは、規制管本体１とその端部近傍外側に突設した鍔体１６とよりなる。すなわち、規制管本体１は、図１及び図２に示すように、両端を開口した断面正矩形状の管体よりなり、その内部の管路１０を一定の高さ（ｄ）とし、規制管本体１内部の管路１０の一端を流入口１１、他端を流出口１２としている。
【００３１】
管路１０の流出口１２の近傍、すなわち流出口１２より一定の距離（ｄｌ）を保持して規制管本体１の外側面には鍔体１６を突設している。すなわち、規制管本体１の外側面には、一定の高さ（ｈ）を有する鍔体１６を規制管本体１の表面に対して直角に突設している。
【００３２】
しかも、規制管本体１の外底面は定置面１３としており、規制管本体１を海底６に安定的に、かつ可及的水平に定置するために鍔体１６のない平坦面としており、従って、鍔体１６は、この定置面１３を除いて規制管本体１の天井面１４と左右側面１５に突設されるように下方開口の略コ字状に形成されている。
【００３３】
また、海流規制管Ａの管路１０の長さ（Ｌ）は、管路の流入口１１と流出口１２において、同じ方向の流速が生起される必要があることから、波動の波長の略４分の１であることが望ましい。つまり、例えば、流入口１１に波の峰が通過した際には、流出口１２も波の峰が通過するように海流規制管Ａの管路１０の長さ（Ｌ）を規定することによって、管路の流入口１１と流出口１２において同じ右方向の流速が生起されることから、流速が相殺されることなく、効果的に一方向残差流速が生起される。
【００３４】
海流規制管Ａの管路１０の長さ（Ｌ）は、海流規制管Ａが定置される水域の波動の波長に合わせて、最適な長さとなるように調整される。
【００３５】
このように構成された海流規制管Ａは、図５に示すように、例えば、閉鎖性水域たる湾内の水質悪化領域、すなわち海水が滞溜して水質が悪化した海底領域における海水を、波動エネルギーによる海水の往復流を一方向の残差流２ａに変換することによって得られる残差流エネルギーを利用して閉鎖性水域外に排出する。その結果として閉鎖性水域外の良質海水を引き込む補償流２ｂが形成される。
【００３６】
管路１０の長さには、前述のように、波動の波長に対して適切な長さの範囲があることから、長い距離の一方向残差流を生起させるには、図６に示すように、海流規制管Ａを管路１０の流入口１１が水質悪化領域側を向くように閉鎖性水域たる水質悪化領域から閉鎖性水域外まで順次一定間隔で直列に並べていく。
【００３７】
図５及び図６に示すように、海流規制管Ａを海底６に設置して閉鎖性水域たる水質悪化領域から順次一定間隔で直列に並べた場合、海面５上で生起する波の波動エネルギーによって、海水の往復流動が生起し、海流規制管Ａの周辺では波の峰と谷の交互の到来により、海水は円運動あるいは楕円運動を生起すると共に、円や楕円の海流運動は、海底６に可及的に近づくにつれて水平往復運動と化し、管路１０内においても同様の海流運動が生起する。
【００３８】
この状態において、鍔体１６によって海水に流動抵抗が与えられると、鍔体１６の背後に形成された低圧部によって、一方向の大きな流れが形成される。なお、一般的に内湾の水深は、数１０ｍ〜５０ｍの範囲に属するものであり、海流規制管Ａが設置される水質悪化領域の水深は、この水深範囲から適宜選択される。
【００３９】
なお、海流規制管Ａを海底６に設置して順次一定間隔で直列に並べる場合、海流規制管Ａは、定置される海流規制管Ａと海流規制管Ａとの間隔において、剥離渦４が生起し低圧部が形成されるように、また、各海流規制管Ａによって生起した一方向残差流が継続して大きな一方向残差流となるように、最適な間隔で海底６に定置される。
【００４０】
具体的には、図３（ａ）に示すように、波の峰が海流規制管Ａを通過した時には、海水の流れ２が左から右へとなるので、鍔体１６の背後には剥離渦４が発生して流出口１２付近は低圧となり、流入口１１と流出口１２との圧力差により、管路１０内における海水の動き３のように、海水は流入口１１から流出口１２へと大きく移動し、他方、図３（ｂ）に示すように、波の谷が通過した時には、海水の流れ２が右から左へとなるので、流出口１２近傍に突設した鍔体１６による入口損失、すなわち流出口１２における入口損失が大きいため、海流規制管Ａ内への海水の流入が妨げられることから、管路１０内における海水の動き３のように、海水は流出口１２から流入口１１へと小さく移動する。
【００４１】
すなわち、波動エネルギーにより海流規制管Ａ外方に生起した海流は、管路１０の流出口１２の近傍に突設した鍔体１６に干渉され鍔体１６の背後が低圧となるために、この低圧部分に管路１０内の流出口１２近傍に滞溜する海水が引き込まれて管路１０内に流入口１１から流出口１２に向かった一方向の残差流をつくる。
【００４２】
このように、閉鎖性領域たる水質悪化領域の海水は、図５や図６に示すように、一定間隔で順次直列に設置された各管路１０の流入口１１から次々に流入して流出口１２より次々に排出され、直列に設置した多数の海流規制管Ａの管路１０内を通過して湾内の水質の悪化した海水が湾外に排出されていく。
【００４３】
前述のように、直列に設置した多数の海流規制管Ａによって一方向の残差流２ａが生起されているが、図５に示すように、その際には、残差流２ａとは正反対方向の補償流２ｂが生起する。
【００４４】
このようにして、水質悪化領域の海水が該領域外に徐々に排出されていくと、そのかわりに新しい良質の海水が該領域内に浸入して水質の悪化した海水と良質の海水との互換が行われて、水質悪化領域の浄化がなされる。
【００４５】
なお、図示しないが、図６とは反対に、海流規制管Ａを管路１０の流入口１１が閉鎖性水域外側を向くように閉鎖性水域たる水質悪化領域から湾外まで順次一定間隔で直列に並べていく。このことから、海流規制管Ａは、生起される残差流２ａによって、良質な海水を閉鎖性水域たる水質悪化領域に供給する。その結果として、生起される補償流２ｂによって水質の悪化した海水が排出されて、水質悪化領域の浄化がなされる。
【００４６】
発明者らは、海流規制管Ａの流出口１２から鍔体１６までの距離（ｄｌ）を、模型による実験で０．０ｃｍ、１．０ｃｍ、２．５ｃｍ、５．０ｃｍ、７．５ｃｍ、１０．０ｃｍの六段階に分けて、海流規制管Ａ中の高さ（ｄ）との関係で、海水がどのように海流規制管Ａ中に流入するのかを、鍔体１６の設置位置（ｄｌ）と残差流量（ｑ）の関係及び海流規制管Ａ内残差流速の鉛直分布などについて詳細に調べた。
【００４７】
実験には海流規制管Ａのモデルとして、流入口１１及び流出口１２及び管路１０が、１０×１０ｃｍの正方形断面（ｄ×ｄ）であって、長さ５０ｃｍの中空のアクリル製矩形管を用いた。
【００４８】
このような海流規制管Ａについて、流入口１１から２５ｃｍの位置（以下、「ｃｅｎｔｅｒ」と称する。）においてレーザー流速計を用いて管内１０の流速の鉛直方向分布を測定した。なお、鍔体１６の高さ（ｈ）は、管路１０の高さ（ｄ）の２分の１、すなわち５ｃｍである。
【００４９】
前述の実験に使用した海流規制管Ａは、全長１９００ｃｍ、幅２５ｃｍの二次元造波水槽の造波装置から１１００ｃｍの地点に設置した。
【００５０】
実験条件としては、水深３０ｃｍ、波高５ｃｍ、周期１．２ｓｅｃ、波長１８０ｃｍと設定して実験を行った。前述したｃｅｎｔｅｒ断面について管路１０内上面から１ｃｍの地点より水深方向に１ｃｍ間隔で流速を測定し、サンプリング周波数１００Ｈｚで１００周期分の波を計測し、時間平均することにより流速を求めた。
【００５１】
実験結果として、図７は、海流規制管Ａのｃｅｎｔｅｒにおける、残差流速分布を示す。縦軸には水深、横軸には残差流速をとっており、海流規制管Ａの流出口１２から鍔体１６までの距離（ｄｌ）を０．０ｃｍ、１．０ｃｍ、２．５ｃｍ、５．０ｃｍ、７．５ｃｍ、１０．０ｃｍと変化させた際の、各水深における残差流速が示されている。なお、鍔体１６の効果を比較検討するために、鍔体１６が突設していない規制管本体１のみの各水深における残差流速（凡例「Ｐｌａｉｎ」）も合わせて示されている。
【００５２】
更に、本発明である海流規制管Ａと管路７０内に粗度７５が複数個配設された海流規制管であるOne-Way Pipe７とを残差流速の観点から比較検討するために、One-Way Pipe７についても同様の実験を行い、その結果として、各水深におけるOne-Way Pipe７のｃｅｎｔｅｒにおける残差流速分布も図７に合わせて示されている。
【００５３】
One-Way Pipe７は、両端を開口した断面正矩形状の管体よりなり、その内部の管路７０の一端を流入口７１、他端を流出口７２としている。また、管路７０内には、表裏両面をそれぞれ弧状膨出面及び平坦状面とする非対称構造物である粗度７５を複数個配設している。
【００５４】
前述のような粗度７５の形状により、粗度７５は、一方向に偏った流動抵抗を有することから、海水の水平往復流動が流動抵抗の差により次第に右方向にわずかに偏った往復運動に変わり、管路７０内の海水は、流入口７１から流出口７２への一方向残差流速により移動することとなる。
【００５５】
実験にはOne-Way Pipe７のモデルとして、図４（ａ）に示すように、流入口７１及び流出口７２及び管路７０が、１０×１０ｃｍの正方形断面であって、長さ５０ｃｍの中空のアクリル製矩形管において、管路７０内には、粗度高さ０．９ｃｍの４分の１円柱型の非対称構造物である粗度７５が複数個配設されている管を用いた。
【００５６】
なお、Ｄｅｐｔｈ＝１９．５〜２７．５ｃｍの区間は、管路内である。
【００５７】
図７より、海流規制管Ａの流出口１２から鍔体１６までの距離（ｄｌ）の変化に関して、ｄｌ＝１．０ｃｍ、２．５ｃｍ、５．０ｃｍ、７．５ｃｍ、１０．０ｃｍについては、正の残差流速が生起されることがわかる。なお、鍔体１６が突設していない規制管本体１のみの場合は、負の残差流速が生起されており、また、ｄｌ＝０．０ｃｍについても、負の残差流速が生起されている。
【００５８】
このことから、規制管本体１に鍔体１６を突設させて、海流規制管Ａの流出口１２から鍔体１６までの距離（ｄｌ）を適度な長さとすることにより、正の残差流が生起されることがわかる。
【００５９】
更に、発明者らは、図７に示した残差流速分布に関して、その残差流速を積分することによって、各海流規制管の残差流量を求めて、各海流規制管の残差流生起能力の比較検討を行った。
【００６０】
図８は、海流規制管Ａと鍔体１６が突設されていない規制管本体１とOne-Way Pipe７とにおける、各海流規制管の残差流量を示す。縦軸には残差流量、横軸には海流規制管Ａの流出口１２から鍔体１６までの距離（ｄｌ）をとっている。
【００６１】
このことから、海流規制管Ａについて、海流規制管Ａの流出口１２から鍔体１６までの距離（ｄｌ）の変化に対応した残差流量と鍔体１６が突設されていない規制管本体１の残差流量と別の形態の海流規制管であるOne-Way Pipe７の残差流量とを比較検討できる。なお、鍔体１６が突設されていない規制管本体１の残差流量は、負の残差流量であることがわかる。
【００６２】
そこで、図８に基づいて、本発明の海流規制管Ａの流出口１２から鍔体１６までの距離（ｄｌ）を変化させた際の残差流量を段階に分けて詳細に検討する。
【００６３】
（１）海流規制管Ａの流出口１２から鍔体１６までの距離（ｄｌ）が０．０ｃｍ〜２．０ｃｍ場合、ｄｌ＝０．０ｃｍにおいては残差流量がほとんどないものの、ｄｌ＝１．０ｃｍ、においてはOne-Way Pipe７よりは劣るが、残差流量は得られることがわかる。
【００６４】
すなわち、この範囲内では、構造が簡単で作製コストは安いものの、One-Way Pipe７よりも少ない残差流量しか得られないことがわかる。しかしながら、この海流規制管Ａを閉鎖性水域近傍に長時間設置しておくことによって、One-Way Pipe７と同様、水質の悪化した海水を閉鎖性水域外に排出できる。
【００６５】
（２）海流規制管Ａの流出口１２から鍔体１６までの距離（ｄｌ）が２．０ｃｍ〜６．０ｃｍ場合、ｄｌ＝２．５ｃｍ、５．０ｃｍにおいてはOne-Way Pipe７よりは僅かに劣るものの同程度の残差流量が得られることがわかる。
【００６６】
すなわち、この範囲内では、構造が簡単で作製コストは安い上に、One-Way Pipe７と同等の残差流量を得られるため、この海流規制管Ａを閉鎖性水域近傍に設置した場合には、One-Way Pipe７よりも簡便な構造でありながら、One-Way Pipe７とほぼ同様の期間で閉鎖性水域外に水質の悪化した海水を排出できる。
【００６７】
（３）海流規制管Ａの流出口１２から鍔体１６までの距離（ｄｌ）が６．０ｃｍ〜１０．０ｃｍ場合、ｄｌ＝７．５ｃｍにおいては、残差流量が最大となり、One-Way Pipe７よりも大きな残差流量が得られることがわかる。
【００６８】
したがって、この海流規制管Ａを閉鎖性水域近傍に設置した場合には、One-Way Pipe７よりも簡便な構造で、しかもOne-Way Pipe７よりも短時間で効率良く閉鎖性水域外に水質の悪化した海水を排出できる。
【００６９】
これらのことから、海流規制管Ａは、海流規制管Ａの流出口１２から鍔体１６までの距離（ｄｌ）がいずれの範囲内であっても、一定の時間をかけることによってOne-Way Pipe７と同様の残差流量が得られる。
【００７０】
また、海流規制管Ａを作製するにあたり、海流規制管Ａの流出口１２から鍔体１６までの距離（ｄｌ）を調整することにより、海流規制管Ａは、海流規制管Ａを設置する閉鎖性水域の環境に最適となるように調整することができる。
【００７１】
すなわち、海流規制管Ａは、緊急に閉鎖性水域の浄化を行う必要がある場合には、最も残差流量が大きくなるように海流規制管Ａの流出口１２から鍔体１６までの距離（ｄｌ）を調整し、海底６に定置される。一方で、急激な変化が自然環境などに悪影響を及ぼす場合には、時間をかけて海水を互換する必要があることから、海流規制管Ａは、残差流量があまり大きくならないように海流規制管Ａの流出口１２から鍔体１６までの距離（ｄｌ）を調整し、海底６に定置される。
【００７２】
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施形態に係る海流規制管を示す全体斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る海流規制管を示す上面図及びＢ−Ｂ′線における断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る海流規制管の設置領域における海水の移動を示す模式図である。
【図４】比較実験におけるOne-Way Pipeを示す図及びOne-Way Pipeにおける一方向残差流の生起されるメカニズムを示す模式図である。
【図５】本発明の実施形態に係る海流規制管を複数個直列に海底に設置した際の海水の流れを示す模式図である。
【図６】本発明の実施形態に係る海流規制管を複数個直列に海底に設置した際の閉鎖性水域における水質の悪化した海水の排出を示す模式図である。
【図７】本発明の実施形態に係る海流規制管内の位置ｃｅｎｔｅｒにおける残差流速の分布を主に示す実験データである。
【図８】本発明の実施形態に係る海流規制管のｄｌ変化による残差流量と規制管本体のみの残差流量とOne-Way Pipeにおける残差流量とを示す実験データである。
【符号の説明】
【００７４】
Ａ 海流規制管
１ 規制管本体
２ 海水の流れ
２ａ 残差流
２ｂ 補償流
３ 海水の動き
４ 剥離渦
５ 海面
６ 海底
７ One-Way Pipe
１０ 管路
１１ 流入口
１２ 流出口
１３ 定置面
１４ 天井面
１５ 側面
１６ 鍔体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
規制管本体外側面に鍔体を突設すると共に、該鍔体は、管路出口近傍に配設することにより、管路出口近傍に低圧部を生起し、規制管本体の周辺における往復流場において管路内に一方向の流れを生成することを特徴とする海底定置式の海流規制管。
【請求項２】
鍔体は、規制管本体の定置面を除く外側面に突設すべく下方開口略コ字状に形成したことを特徴とする請求項１に記載の海底定置式の海流規制管。
【請求項３】
鍔体の高さ（ｈ）と、鍔体から管路出口までの距離（ｄｌ）と、管路内の高さ（ｄ）との比率が１：０．２〜２．４：１．５〜２．５としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の海底定置式の海流規制管。
【請求項１】
規制管本体外側面に鍔体を突設すると共に、該鍔体は、管路出口近傍に配設することにより、管路出口近傍に低圧部を生起し、規制管本体の周辺における往復流場において管路内に一方向の流れを生成することを特徴とする海底定置式の海流規制管。
【請求項２】
鍔体は、規制管本体の定置面を除く外側面に突設すべく下方開口略コ字状に形成したことを特徴とする請求項１に記載の海底定置式の海流規制管。
【請求項３】
鍔体の高さ（ｈ）と、鍔体から管路出口までの距離（ｄｌ）と、管路内の高さ（ｄ）との比率が１：０．２〜２．４：１．５〜２．５としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の海底定置式の海流規制管。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−２１５７１７（Ｐ２００９−２１５７１７Ａ）
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５７５１０（Ｐ２００８−５７５１０）
【出願日】平成２０年３月７日（２００８．３．７）
【出願人】（５０４１４５３４２）国立大学法人九州大学 (960)
【出願人】（５９２０８６８８０）丸栄コンクリート工業株式会社 (22)
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月７日（２００８．３．７）
【出願人】（５０４１４５３４２）国立大学法人九州大学 (960)
【出願人】（５９２０８６８８０）丸栄コンクリート工業株式会社 (22)
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