JP4795648B2 - 湖沼水面の遮光方法 - Google Patents

Description

本発明は、池，沼，湖，プールなど（以下、単に「湖沼」という）の水面（本発明においては水面に近い水中を含む）を部分的に遮光すると共に、その遮光体を制御して移動させることにより、湖沼全体に対して万能で効率のよい遮光効果を得る遮光方法に関する。

本発明の発明者は、湖沼の水質悪化の原因の一つであるアオコ等の藻類の成長，増殖を阻止する方法を、特許文献１や特許文献２などにおいて提案している。

上記の特許文献１，２により提案している方法は、遮光体を湖沼の水面に浮かせて設置し、当該遮光体の下に生息するアオコ等の藻類へ太陽光が到達するのを強制的に遮断する方法であるが、なお改善できる余地のあることが判った。

即ち、上記方法は湖沼の広い水面の一部を遮光体で覆う手法であるため、設置した遮光体は風や自然水流などで流されるが、遮光体がこのように湖沼の水面上漂流すると、水中に浮遊して生息しているアオコ等の浮遊性藻類に対しては、その藻類も上記遮光体と同様に風や水流によって移動するので、前記遮光体による遮光効果が得られるものの、風や自然水流によって移動することのないベントスなどの付着性又は沈着性の着性藻類に対しては遮光効果が得にくい、或は、得られないという点である。

そこで本発明の発明者は、湖沼の水面に浮かせて設置される遮光体を、風や自然水流などの自然要因ではなく、人為的乃至は強制的に移動できるように設置し、前記遮光体が風や自然水流などの自然要因により移動するのを戻したり、或は、所望位置の水面上に位置付ける遮光方法を特許文献３により提案している。

特許文献３により提案している遮光方法は、湖沼の水面に浮かせて配置された遮光体を、力学的手段により随意に水面上を移動させることを内容とするものである。

上記の遮光方法における力学的手段としては、水面上に浮かせた遮光体に、それを移動させたい方向に作用する機械力、又は、人為的に形成される流体力を利用するようにしている。そして機械力の利用形態の例としては、湖沼の対岸等に対向設置した巻上機の索を水面上の遮光体に連結し、この索を一方の岸又は対岸の巻上機に巻上げさせることにより前記遮光体に伝動するように形成し、前記索の巻上げによる走行方向に遮光体を移動させる構成を提案している。また、流体力の利用形態の例としては、湖沼の対岸に噴水管又は噴気管を対向設置し、噴水管から噴出される噴水流、又は、噴気管から噴出される噴気流によって前記遮光体を水面上で移動させる構成を提案している。

しかし、遮光体を移動させる手段が、巻上機や噴気流，噴水流を利用するものであれば、必然的に電力やガソリン，ガスなど、駆動力のエネルギ源を不可欠とするので、電力が配電されていない場所やガソリン等の燃料の配送ができない場所では、遮光体を人為的に移動させる遮光方法の実施は、事実上不可能に等しかった。
特開平１０−１６５９７３号公報 特開平１１−１２８９６３号公報 特開２００４−１６９１０号公報

そこで本発明では水面に浮かせた遮光体を移動させる動力源のエネルギ源として、当該遮光体の上面に配置した太陽電池を利用し、該太陽電池に得られる起電力によって前記遮光体をその設置水面上を任意に移動させることができるようにした遮光方法を提供することを、その課題とする。

上記課題を解決することを目的としてなされた本発明の湖沼水面の遮光方法は、湖沼の水面に浮かせて配置された遮光体に太陽電池を搭載し、該太陽電池により得られる起電力を利用して駆動されるモータおよび該モータによって駆動されるスクリュー、水流ポンプ、若しくはコンプレッサのいずれかからなる推進手段を、前記遮光体に旋回可能に設置された架台に設け、前記架台を旋回させて移動方向を設定し、前記推進手段によって前記遮光体を移動させることを特徴とするものである。

太陽電池に得られる起電力は、遮光体に塔載した二次電池を経由して又は経由しないでモータの電源電力として利用する。本発明では、駆動されるモータの出力によって、スクリューやコンプレッサなどを駆動し、スクリューの回転或はコンプレッサから圧縮空気の噴出などの推進力によって前記遮光体を移動させる。

また、遮光体にモータを駆動源とする索や紐などの巻取り機構や送り機構を塔載しておき、湖沼の対岸間に架設した索や対岸から前記機構に取込んだ索や紐に沿って遮光体を移動させる形態も採ることが出来る。

複数の遮光体は夫々の遮光体同士を索などで連結したり、複数の遮光体の周囲を環状に囲み、複数の遮光体が一まとまりの集団となって水面上を移動できるようにすることが望ましい。この場合において、遮光体の移動方向を制御するために、モータ等で駆動される舵や圧縮空気噴出ノズルなどのノズルの向きを変更する操向機構、或は、それらと同等の物を設けることもある。

本発明では、上記のような態様で太陽電池の起電力を利用した太陽光発電の電力によって駆動される動力源の動力により得られる推進力よって湖沼に配置した遮光体を移動させるのであるが、その移動態様（移動タイミング，移動方向，移動距離などの制御要素）を予めプログラム化し、このプログラムによってモータの駆動制御をする。

上記のような駆動制御を行うことにより、水面に配設された遮光体の移動を、プログラムに従って例えば定期的に行い、その遮光体を設置した湖沼全域の水面が所定期間の間に、一定期間中は遮光状態が保持されるようにすることが望ましい。その理由は、水面の一部を覆う遮光体に定期的な移動形態を採らせることによって、湖沼の水中に広範囲に生息しているアオコ等の浮遊性藻類は勿論のこと、湖沼の底や壁に付着又は沈着している着性藻類の成長，増殖の抑制乃至は阻止を、湖沼水面に部分的にしか設置しない狭い面積の遮光体によっても効果的に達成することができるからである。

湖沼の水面に浮かせて配置された遮光体に太陽電池を搭載し、該太陽電池に得られる起電力を利用した太陽光発電の電力により駆動される動力源を備えた推進手段によって前記遮光体を移動させ、湖沼水面の全域乃至は所望の範囲や場所を遮光するので、電力の配電がない場所やガソリン等の燃料が配送されない場所にある湖沼等においても、その湖沼水面の一部を遮光するだけで湖沼水面全域を遮光することができ、従って、その湖沼全体の水質悪化を防止できる。

次に、本発明方法の実施の形態例について、図に拠り説明する。図は本発明方法の実施状況を模式的に示したもので、図１は湖沼の水面に設置した遮光体に太陽電池を塔載すると共に、その太陽電池の起電力を塔載した二次電池に一旦蓄えるようにした太陽光発電によりスクリューが接続されたモータを駆動し、前記スクリューが回転されて得られる推進力によって遮光体を移動させる例を模式的に示した要部の断面図、図２は図１のモータとスクリューに代えて遮光体にコンプレッサを載せ、そのコンプレッサの噴気流によって遮光体を移動させる例を模式的に示した要部の断面図、図３は遮光体に塔載した水流ポンプが生起する噴水流によって遮光体を移動させる例を模式的に示した要部の断面図である。

図１において、１は模式的に表した湖沼、２はその湖沼１の水、３は前記湖沼１の水面下の底４などに沈着乃至は付着している藻類（なお、アオコ等の浮遊性藻類の図示は省略している）、５は前記水２の水面Wfに浮かせて設置した遮光体で、この遮光体５は、一枚タイプの遮光体、或は、小形遮光体の複数個（枚）を連繋又は囲って集合した形態にした遮光体のいずれであってもよい。

上記遮光体５を水面Wfの一部に浮かせて設置しているだけであると、風や自然水流などによって遮光体５が風下や下流側に流されて、遮光体５が水面Wf上の特定場所に偏在することとなり、移動しない着性藻類３に対しては所期の遮光効果が得られず、従って、着性藻類の成長抑制に効果的でないことは、先に述べた通りである。

そこで本発明では、遮光体５の上面に太陽電池６を塔載し、その起電力をこの遮光体５に積載したスクリュー８に接続されたモータ７の電源電力として利用することにより、遮光体５をスクリュー８の推進力によって移動させるようにしたので、以下、この点について述べる。

遮光体５に塔載される太陽電池６とモータ７の間には、二次電池を含むモータ駆動制御部９が挿入配置されている。このモータ駆動制御部９は、モータ７の駆動タイミング，駆動時間，駆動インターバル，駆動トルクなどのほか、遮光体５の移動方向，移動距離などに関して、このモータ７の動作状態を制御するためのプログラムと、このプログラムを実行して前記モータ７を制御する小型コンピュータやアンプなどの電子回路を含むモータ制御部を備えているものとする。

本発明において、モータ７とそれに接続されたスクリュー８は、ある程度の面積を有する遮光体５（一枚タイプ、或は、小形の遮光体を集合したタイプのいづれでも同様）について、一例として一基のモータ７を架台などに載せて遮光体５の略中心部に旋回，固定可能にして設置すると共に、その直下の水中に前記モータ７と一体に向きを変えることができ、かつ、そのモータ７に駆動されるスクリュー８を配置し、前記モータ７の架台をこの遮光体５を移動させたい適宜の方向に向けて旋回させ移動方向を設定、或は、変更できるようにしている。この構成を採るとモータ７の設置基数が少なくて済むと共に、舵も必要がないので、構成がシンプルになる。なお、本発明において、一の遮光体５についてスクリュー８を備えたモータ７を何基設けるか、或は、舵やその操舵機構を設けるか否かなどは、設計的事項であって任意である。

上記構成によって湖沼１の水面の一部を覆うように配置した遮光体５を、前記スクリュー８の動作によって水面Wfの上を任意の全方向に随意に移動させることができ、また、スクリュー８の向きと回転を制御することにより水流や風向きに抗して所望の地点において所要時間、遮光体５の移動を停めることも可能であるから、湖沼水面の全域を藻類の生育，増殖には不十分な光量に制御することが可能になる。本発明では、上記モータ７とスクリュー８に代え、以下に述べる態様での遮光体５の移動を実現できるので、次にこの点について説明する。

図２は、遮光体５を、図１の例のモータ７とスクリュー８に代えて、噴水流による推進力によって移動させるようにした本発明方法の別モデル例である。このため、図２の例では遮光体５のモータ７を設置した位置に、水流ポンプ10を前記モータ７の場合と同様に任意の方向に旋回，固定可能に配設すると共に、そのポンプ直下の水面下に水の噴出管11をほぼ水平姿勢で設け、その噴出管11から水中に水平な向きで水Swを噴出させることにより、その噴水流による推力によって遮光体５を移動させるようにした。

図２の例においても、水流ポンプ10を適宜角度で旋回させて水の噴出管11の向きを変更し、遮光体５の移動方向を任意に設定、或は、変更することができる。また、図１のモータ駆動制御部９は水流ポンプ10の駆動制御部9′として太陽電池６とポンプ10の間に挿入配置される。

図３は、図２の例における水の噴出流を利用した遮光体５の移動に代え、噴気流によって遮光体５を移動させるようにしたモデル例である。このため、図３の例では、水流ポンプ10に代えてコンプレッサ12を旋回可能にして遮光体５の上に設置すると共に、コンプレッサ12の直下の水中に水平な向きで噴気管13を配設し、この噴気管13から気泡Bjを噴射させることにより、その噴気流によって遮光体５を移動させるようにしている。なお、コンプレッサ12の駆動制御部9″が設けられる点は、図２の例と同旨である。

上記例における水流ポンプ10，コンプレッサ12は、いずれもモータを駆動源とするので、その駆動源モータの制御は、第一実施例のモータ７の制御に準じて行えばよい。

本発明遮光方法は以上の通りであって、湖沼の水面を局部的に覆うように設置される浮遊タイプの遮光体に太陽電池を塔載し、この太陽電池の起電力を当該遮光体を水面上で移動させるための推進力を得る手段の動力源の電源として利用することにより、前記遮光体を随意の移動タイミングや移動方向など、所望の制御要素において水面上を移動させることができるので、風や自然水流によって湖沼水面上の特定場所に偏在しやすかった遮光体を、遮光が必要な所望の場所に、外部電力や燃料を全く使用することなく任意に移動させて位置付けることが可能になる。

従って、本発明方法によれば、湖沼水面を遮光体によって局部的に遮光するだけで、その遮光帯に塔載した太陽電池の起電力を利用した駆動系によってその遮光体を任意の場所に移動，停止可能に制御できるので、この遮光体によって、アオコ等の浮遊性藻類からベントス等の着性藻類までの藻類に対し、それらの成長増殖の抑制乃至は阻止を、省資源でありながら効率よく実現することができる。

湖沼の水面に設置した遮光体に太陽電池を塔載すると共に、その太陽電池の起電力を塔載した二次電池に一旦蓄えるようにした太陽光発電によりスクリューが接続されたモータを駆動し、前記スクリューが回転されて得られる推進力によって遮光体を移動させる例を模式的に示した要部の断面図。 遮光体をそれに塔載した太陽電池とその電池出力により駆動される水流ポンプの噴水流によって移動させる例を模式的に示した要部の断面図。 遮光体をそれに塔載した太陽電池とその電池出力により駆動されるコンプレッサの噴気流によって移動させる例を模式的に示した要部の断面図。

符号の説明

１ 湖沼
２ 水
３ 藻類
４ 底
５ 遮光体
６ 太陽電池
７ モータ
８ スクリュー
９ モータ駆動制御部
10 水流ポンプ
11 噴出管
12 コンプレッサ
13 噴気管
Wf 水面
Sw 噴射水
Bj 噴射気泡

Claims (3)

1. 湖沼の水面に浮かせて配置された遮光体に太陽電池を搭載し、該太陽電池により得られる起電力を利用して駆動されるモータおよび該モータによって駆動されるスクリュー、水流ポンプ、若しくはコンプレッサのいずれかからなる推進手段を、前記遮光体に旋回可能に設置された架台に設け、前記架台を旋回させて移動方向を設定し、前記推進手段によって前記遮光体を移動させることを特徴とする湖沼水面の遮光方法。
2. 湖沼水面に配置される前記遮光体は、一枚タイプの遮光体又は複数の遮光体を集合した集合タイプのいずれか、若しくは、前記タイプを混成したものである請求項１に記載の湖沼水面の遮光方法。
3. 予め設定された制御プログラム内容によって前記モータの動作タイミング、動作時間を制御するとともに、前記遮光体の移動方向、移動距離を制御する請求項１又は２に記載の湖沼水面の遮光方法。

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