特許 6856847 海水中の異なる粒子径のマイクロプラスチックの勾配収集装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6856847

(24)【登録日】2021年3月23日

(45)【発行日】2021年4月14日

(54)【発明の名称】海水中の異なる粒子径のマイクロプラスチックの勾配収集装置

(51)【国際特許分類】

   B63B 35/32 20060101AFI20210405BHJP

   E02B 15/00 20060101ALI20210405BHJP

   B01D 29/11 20060101ALI20210405BHJP

   B01D 29/50 20060101ALI20210405BHJP

【ＦＩ】

   B63B35/32

   E02B15/00 Z

   B01D29/10 510Z

   B01D29/10 510C

   B01D29/10 530A

   B01D29/24 G

   B01D29/26 Z

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2020-142593(P2020-142593)

(22)【出願日】2020年8月26日

【審査請求日】2020年8月26日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】519080861

【氏名又は名称】広東石油化工学院

(73)【特許権者】

【識別番号】520304457

【氏名又は名称】広州市金佰達生物環保科技有限公司

(73)【特許権者】

【識別番号】517220748

【氏名又は名称】中国科学院広州能源研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100088063

【弁理士】

【氏名又は名称】坪内 康治

(72)【発明者】

【氏名】牛暁君

(72)【発明者】

【氏名】張冬青

(72)【発明者】

【氏名】張茘

(72)【発明者】

【氏名】郭華芳

(72)【発明者】

【氏名】劉敏茹

(72)【発明者】

【氏名】唐志華

(72)【発明者】

【氏名】程麗華

【審査官】 福田 信成

(56)【参考文献】

【文献】 中国特許出願公開第１０９１６２２６７（ＣＮ，Ａ）

【文献】 特開２０２０−１０１０２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第１０９３５６１３６（ＣＮ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第１０９１６２２６５（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６３Ｂ ３５／３２

Ｅ０２Ｂ １５／００

Ｂ０１Ｄ ２９／１０ − ２９／２６

Ｂ０１Ｄ ２９／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

収集ボックス（１）と、
勾配収集部品（２）と、
一次保管ボックス（３）と、
水中移動体（４）と、
電源と、を含み、
収集ボックス（１）は、その上端の中央部に取付チャンバー（１０）が貫通して設けられ
、前記取付チャンバー（１０）の上端に外部の持ち上げ機器に接続された閉鎖カバー（１
００）が回転可能に接続され、収集ボックス（１）の側壁に周方向に沿って複数の入水口
（１１）が設けられ、各前記入水口（１１）内に取付チャンバー（１０）の入水筒（１１
０）が貫通して設けられ、前記入水筒（１１０）の収集ボックス（１）の外部の一側にふ
るいフィルタースクリーン（１１００）が設けられ、入水筒（１１０）にウォーターポン
プ（１１１）が設けられ、
前記取付チャンバー（１０）内に設けられた勾配収集部品（２）は、
上端に前記閉鎖カバー（１００）のハンドル（２００）を貫通する垂直接続ロッド（２０
）と、
上から下へ前記垂直接続ロッド（２０）によって貫通され、各前記入水口（１１）に対応
する箇所に設けられた、摺動垂直溝（２１０）を有する複数の濾過収集ディスク（２１）
と、
周方向に沿って前記濾過収集ディスク（２１）下端に設けられた側面に複数の濾過穴（２
２０）が設けられた複数の濾過シート（２２）とを含み、
濾過収集ディスク（２１）の内壁下側であって各入水口（１１）に対応する箇所に添加口
（２１１）が設けられ、各前記添加口（２１１）に摺動バッフル（２１２）が設けられ、
各前記摺動垂直溝（２１０）内に入水筒（１１０）と連通する係合口（２１００）が設け
られ、複数の前記濾過シート（２２）の一側がそれぞれ濾過収集ディスク（２１）底端の
内壁にヒンジで接続され、他側が互いに垂直接続ロッド（２０）の外壁に当接され閉鎖構
造を形成し、上から下へ分布された濾過収集ディスク（２１）中の濾過シート（２２）の
メッシュが順次増加し、
濾過された異なる粒子径のマイクロプラスチックを収集する一次保管ボックス（３）は、
濾過収集ディスク（２１）に１つずつ対応し、濾過収集ディスク（２１）の底端に設けら
れ同一濾過収集ディスク（２１）上の各添加口（２１１）が連通し、一次保管ボックス（
３）上に排出口（３０）が設けられ、
水中移動体（４）は収集ボックス（１）の下端に設けられ収集ボックス（１）の海底での
動作を駆動するために使用され、
前記電源は、ウォーターポンプ（１１１）および水中移動体（４）に電気エネルギーを提
供する、
ことを特徴とする海水中の異なる粒子径のマイクロプラスチックの勾配収集装置。

【請求項2】

各前記濾過シート（２２）にそれぞれ受容溝（２２１）が設けられ、前記濾過穴（２２０
）が前記受容溝（２２１）の側壁に均一に設けられ、濾過シート（２２）の垂直接続ロッ
ド（２０）に近い側に円弧状のシールリング（２３）が設けられ、濾過シート（２２）上
に持ち上げリング（２２２）が設けられることを特徴とする請求項１に記載の勾配収集装
置。

【請求項3】

前記入水筒（１１０）の収集ボックス（１）の外側部分に位置する側壁はメッシュ構造で
あり、入水筒（１１０）の前側に回転軸を介して回転筒（１１２）が接続され、前記回転
筒（１１２）の側壁に周方向に沿って複数の破砕刃（１１２０）が設けられ、回転筒（１
１２）外部に環状ホルダー（１１２１）が設けられ、前記環状ホルダー（１１２１）上に
周方向に沿って複数の鋸歯状ストリップ（１１２２）が設けられることを特徴とする請求
項１に記載の勾配収集装置。

【請求項4】

収集ボックス（１）内に設けられた防水材料からなる知能制御ボックス（５）をさらに含
み、前記知能制御ボックス（５）内に、
コントローラー（５０）と、
ナビゲーションと測位のための衛星測位装置（５１）と、
水が知能制御ボックス（５）内に入ったか否かを検出するための水没センサー（５２）と
、
乾燥ファン（５３）と、
知能制御ボックス（５）内の温度を検出するための温度センサー（５４）と、
電源残量を検出するための電力検出モジュール（５５）と、が設けられることを特徴とす
る請求項１に記載の勾配収集装置。

【請求項5】

上下両端に位置する濾過収集ディスク（２１）間の高さが取付チャンバー（１０）の高さ
よりも小さく、濾過収集ディスク（２１）の外径が取付チャンバー（１０）の内径と同じ
であり、収集ボックス（１）内壁の下端に係合ディスク（１２）が設けられ、前記係合デ
ィスク（１２）の中央に内径が濾過収集ディスク（２１）の外径と同じである係合丸溝（
１２０）が貫通して設けられ、前記係合口（２１００）内にシールリング（２１０１）が
設けられることを特徴とする請求項１に記載の勾配収集装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、環境汚染の監視機器の技術分野に属し、具体的に海水中の異なる粒子径のマイ
クロプラスチックの勾配収集装置に関する。

【背景技術】

【0002】

マイクロプラスチックとは、直径が５ｍｍ以下のプラスチック粒子を指し、その体積が小
さく、密度が小さく、数が多いため、現在の下水設備による従来の処理プロセスではこの
ようなプラスチックマイクロビーズを効果的に除去するのは困難であり、ほとんどのプラ
スチックマイクロビーズが自然水域に入り、最後に海洋にはいり長期間存在し、その後食
物鎖を通じて淡水や海洋の生態系、ひいては人間の健康に潜在的な損傷を与える可能性が
あるため、マイクロプラスチック収集装置によて水域中のマイクロプラスチックサンプル
を収集して研究する必要がある。

【0003】

現在、海水中のマイクロプラスチックを収集するための装置は、海水中の異なる粒子径の
マイクロプラスチックを同時に分離・収集することができず、収集装置が異なる深さの海
底に入ると、海底の植物と絡み合い、収集装置の移動の邪魔になり、収集されたマイクロ
プラスチックを収集する場合、濾過装置を外す必要があり、操作過程が複雑である。

【発明の概要】

【0004】

本発明では、上記技術的問題を解決するための技術的解決策として、海水中の異なる粒子
径のマイクロプラスチックの勾配収集装置を提供し、前記装置は、主に以下を含む。

【0005】

収集ボックスは、その上端中央部に取付チャンバーが貫通して設けられ、前記取付チャン
バーの上端に外部持ち上げ機器に接続された閉鎖カバーが回転可能に接続され、収集ボッ
クスの側壁に周方向に沿って複数の入水口が設けられ、各前記入水口に取付チャンバーを
貫通する入水筒が設けられ、前記入水筒の収集ボックスの外部に位置する一側にふるいフ
ィルタースクリーンが設けられ、入水筒にウォーターポンプが設けられる。

【0006】

前記取付チャンバー内に設けられた勾配収集部品は、上端に前記閉鎖カバーのハンドルを
貫通して設けられた垂直接続ロッドと、上から下へ前記垂直接続ロッドの外部の外側壁の
各入水口に対応する箇所に設けられた摺動垂直溝の複数の濾過収集ディスクと、周方向に
沿って前記濾過収集ディスクの下端側面に設けられた複数の濾過穴の複数の濾過シートと
を含み、濾過収集ディスクの内壁下側の各入水口に対応する箇所に添加口が設けられ、各
前記添加口に摺動バッフルが設けられ、各前記摺動垂直溝内に入水筒と連通する係合口が
設けられ、複数の前記濾過シートの一側がそれぞれ濾過収集ディスクの底端内壁にヒンジ
で接続され、他側が互いに垂直接続ロッドの外壁に当接され閉鎖構造を形成し、上から下
へ分布された濾過収集ディスク中の濾過シートのメッシュは順次増加する。

【0007】

濾過された異なる粒子径のマイクロプラスチックを収集する一次保管ボックスは、濾過収
集ディスクに１つずつ対応して濾過収集ディスクの底端に設けられ、同一濾過収集ディス
ク上の各添加口と連通し、一次保管ボックス上に排出口が設けられる。

【0008】

収集ボックスの下端に設けられ収集ボックスの海底での動作を駆動するための水中移動体
と、
ウォーターポンプおよび水中移動体に電気エネルギーを提供する電源とを含む。

【0009】

さらに、各前記濾過シート上にそれぞれ受容溝が設けられ、濾過穴は均一に前記受容溝の
側壁に設けられ、濾過シートの垂直接続ロッドに近い一側に円弧状のシールリングが設け
られ、濾過シート上に持ち上げリングが設けられ、受容溝の設置によって濾過シート上側
に落下した海水を集合して濾過することができ、海水が各濾過シートの円弧に沿って濾過
収集ディスクの縁に流れるのを防止でき、持ち上げリングの設置によって、互いに当接さ
れた濾過シートを分離し、マイクロプラスチックが添加口を介して素早く一次保管ボック
ス内に落とす。

【0010】

さらに、前記入水筒の収集ボックスの外側部分に位置する側壁はメッシュ構造であり、入
水筒の前側に回転軸を介して回転筒が接続され、前記回転筒の側壁に周方向に沿って複数
の破砕刃が設けられ、回転筒の外部に環状ホルダーが設けられ、前記環状ホルダー上に周
方向に沿って複数の鋸歯状ストリップが設けられ、破砕刃の回転によって水域中の植物を
切断して、水生植物と収集装置の絡み合いを回避する。

【0011】

さらに、最上端の濾過収集ディスクであって入水口下側に設けられた液体レベリングプレ
ートは、その底面に内から外へ半径が順次増加する環状排水溝が設けられ、各環状排水溝
上に均一に複数の分散穴が設けられ、内から外へ分布された環状排水溝上の分散穴の数が
順次減少し、水流が外から内へ徐々に液体レベリングプレート全体を覆い、濾過されあた
マイクロプラスチックの堆積を回避する。

【0012】

さらに、収集ボックス内に設けられた知能制御ボックスをさらに含み、知能制御ボックス
内に、
コントローラーと、
ナビゲーションと測位のための衛星測位装置と、
水が知能制御ボックス内に入ったかを検出するための水没センサーと、
乾燥ファンと、
知能制御ボックス内の温度を検出するための温度センサーと、
電源残量を検出するための電力検出モジュールとが設けられる。

【0013】

さらに、上下両端に位置する濾過収集ディスク間の高さが取付チャンバーの高さよりも小
さく、濾過収集ディスクの外径が取付チャンバーの内径と同じであり、収集ボックス内壁
の下端に係合ディスクが設けられ、前記係合ディスクの中央に内径が濾過収集ディスクの
外径と同じである係合丸溝が貫通して設けられ、前記係合口内にシールリングが設けられ
、複数の濾過収集ディスク間の総距離が取付チャンバーよりも小さいとすべての濾過収集
ディスクを取付チャンバー内に配置することができる。

【0014】

さらに、前記係合丸溝の内壁に周方向に沿って複数の円弧状の開口が設けられ、各前記円
弧状の開口に濾過収集ディスクの外壁と密着する円弧状の固定板が設けられ、各円弧状の
固定板の濾過収集ディスクから離れた一側に係合ディスク内に延伸する電動伸縮ロッドが
設けられ、各円弧状の固定板内に圧力センサーが設けられ、最下端の濾過収集ディスクが
係合丸溝に配置されると、各電動伸縮ロッドによって対応の円弧状の固定板を駆動して濾
過収集ディスクに近接させ濾過収集ディスク外壁と密着させることで、勾配収集部品がよ
り安定的に取付チャンバーに取り付けられる。

【0015】

本発明のマイクロプラスチック勾配収集装置によって海水中のマイクロプラスチックを収
集する場合、具体的な動作過程は以下の通りである。

【0016】

まず、垂直接続ロッドを取付チャンバー内に配置し、各濾過収集ディスクとともに下へ移
動させ、入水筒が順次各濾過収集ディスクの側壁の対応の摺動垂直溝を通過し、最下端の
濾過収集ディスクが係合丸溝に配置されると、各電動伸縮ロッドによって対応の円弧状の
固定板を駆動して濾過収集ディスクに近接させ濾過収集ディスク外壁に密着させ、圧力セ
ンサーが圧力を検出すると、コントローラーに信号を送信し、コントローラーによって電
動伸縮ロッドをオフにし、勾配収集部品全体の固定を完了し、閉鎖カバーを取付チャンバ
ー上端に固定する。

【0017】

次に、外部持ち上げ機器で閉鎖カバーに接続され収集ボックスを収集必要がある海域に配
置し、コントローラーによって水中移動体を起動し、水中移動体を利用して収集ボックス
を異なる深さの海域に移動させマイクロプラスチックを収集する。

【0018】

その後、収集ボックスが固定深さの海底に移動すると、海水中のマイクロプラスチックを
収集し、収集するとき、海水の衝撃力によって回転筒が回転し、同時に回転筒上の破砕刃
も回転することで、破砕刃の回転によって水域中の植物を切断し、水生植物と関連部材の
絡み合いによる装置の通常動作に影響を与えることを回避し、切断するとき、水生植物が
破砕刃に絡み合ったり付着したりするが、このような現象を回避するために、鋸歯状スト
リップと破砕刃上の水生植物の擦りにより、絡み合った水生植物が破砕刃上から落下し、
同時に海水がふるいフィルタースクリーンで濾過され海水中の固体不純物が除去された後
、入水筒が取付チャンバー内に入り最上端の濾過収集ディスクまで移動し、該濾過収集デ
ィスク内の複数の重なった濾過シートにより、海水中のマイクロプラスチックを濾過し、
濾過された海水が第２の濾過収集ディスクを通過し、第２の濾過収集ディスク内の複数の
重なった濾過シートにより海水中のマイクロプラスチックを２回濾過し、対応する粒子径
のマイクロプラスチックを分離し、濾過された海水が順次下端の各濾過収集ディスクを通
過し対応する粒子径のマイクロプラスチックを分離し、海水の濾過が完了すると、取付チ
ャンバー底端から流出すればよい。

【0019】

最後に、水中移動体によって収集ボックスを最初の位置に移動させ、外部持ち上げ機器に
よって収集ボックスを持ち上げ、その後閉鎖カバーを外し、ハンドルを使用して垂直接続
ロッドを取付チャンバーから持ち上げ、各濾過収集ディスク上の対応する添加口の摺動バ
ッフルを開き、持ち上げリングによって互いに当接された濾過シートを分離し、異なる粒
子径のマイクロプラスチックを添加口を介して素早く対応の一次保管ボックス内に収集す
る。

【0020】

本発明の有益な効果は以下の通りである。本発明は海水中の異なる粒子径のマイクロプラ
スチックの勾配収集装置を提供し、以下の利点を有する。
（１）本発明では、異なる濾過シート内に異なる粒子径の濾過シートを設けることで、海
水中の異なる粒子径のマイクロプラスチックを統合的に勾配分離し収集でき、収集および
分離効率を大幅に向上させ、同時に水中移動体によって収集装置を異なる海洋深さに移動
させ、異なる深さの収集を完了する。
（２）本発明では、外部に破砕刃を有する回転筒の設置によって、収集ボックスの前進過
程中、破砕刃により海水中の植物を切断して、水生植物と収集ボックス外部の絡み合いに
よるその移動を妨げるのを回避し、切断する同時に、鋸歯状ストリップと破砕刃上の水生
植物の擦りにより、絡み合った水生植物が破砕刃から落下し、該勾配収集装置の通常動作
を確保し、水生植物の作用による関連部材の落としや損傷を回避する。
（３）本発明では、液体レベリングプレートの設置によって、濾過収集ディスク内に入っ
た海水が均一に各濾過シートに落下でき、濾過収集ディスク内の水流堆積による濾過収集
効率の低減を回避することができる。
（４）本発明は構造が簡単で、異なる粒子径のマイクロプラスチックを勾配収集し、収集
されたマイクロプラスチックをそれぞれ収集し、収集過程中、濾過装置を外す必要がなく
、操作が簡単である同時に非常に知能であり、広く普及するのに適している。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の内部構造概略図である。

【図2】本発明の図１中のＡの拡大図である。

【図3】本発明の液体レベリングプレートの構造概略図である。

【図4】本発明の液体レベリングプレートの上面図である。

【図5】本発明の係合ディスクの収集ボックスでの取付上面図である。

【図6】本発明の濾過収集ディスクの構造概略図である。

【図7】本発明の濾過シートの第１の動作状態図である。

【図8】本発明の濾過シートの第２の動作状態図である。

【図9】本発明の電気的接続図である。

【0022】

［符号の説明］
１ 収集ボックス
１０ 取付チャンバー
１００ 閉鎖カバー
１１ 入水口
１１０ 入水筒
１１００ ふるいフィルタースクリーン
１１１ ウォーターポンプ
１１２ 回転筒
１１２０ 破砕刃
１１２１ 環状ホルダー
１１２２ 鋸歯状ストリップ
１２ 係合ディスク
１２０ 係合丸溝
１２１ 円弧状の開口
１２１０ 円弧状の固定板
１２１１ 電動伸縮ロッド
１２１２ 圧力センサー
２ 勾配収集部品
２０ 垂直接続ロッド
２００ ハンドル
２１ 濾過収集ディスク
２１０ 摺動垂直溝
２１００ 係合口
２１０１ シールリング
２１１ 添加口
２１２ 摺動バッフル
２１３ 液体レベリングプレート
２１３０ 環状排水溝
２１３１ 分散穴
２２ 濾過シート
２２０ 濾過穴
２２１ 受容溝
２２２ 持ち上げリング
２３ 円弧状のシールリング
３ 一次保管ボックス
３０ 排出口
４ 水中移動体
５ 知能制御ボックス
５０ コントローラー
５１ 衛星測位装置
５２ 水没センサー
５３ 乾燥ファン
５４ 温度センサー
５５ 電力検出モジュール

【発明を実施するための形態】

【0023】

実施例１
図１に示すように、本実施例は海水中の異なる粒子径のマイクロプラスチックの勾配収集
装置を提供し、それは以下を含む。収集ボックス１は、その上端の中央部に取付チャンバ
ー１０が貫通して設けられ、取付チャンバー１０の上端に外部持ち上げ機器に接続された
閉鎖カバー１００が回転可能に接続され、収集ボックス１の側壁に周方向に沿って４つの
入水口１１が設けられ、各入水口１１内に取付チャンバー１０を貫通する入水筒１１０が
設けられ、図２に示すように、入水筒１１０の収集ボックス１外部に位置する一側にふる
いフィルタースクリーン１１００が設けられ、入水筒１１０にウォーターポンプ１１１が
設けられ、図５に示すように、収集ボックス１の内壁の下端に係合ディスク１２が設けら
れ、海水がふるいフィルタースクリーン１１００で濾過された後、比較的大きな固体不純
物が除去され、固体不純物が入水筒１１０に入り入水筒１１０が詰まるのを回避し、また
は固定不純物が最上端の濾過収集ディスク２１内に入ったまま、長期間使用すると、最上
端の濾過収集ディスク２１が詰まり、海水濾過効果が低下し、マイクロプラスチック勾配
収集の通常動作に悪影響を与える。

【0024】

図１に示すように、取付チャンバー１０内に設けられた勾配収集部品２は、上端に閉鎖カ
バー１００を貫通するハンドル２００が設けられた垂直接続ロッド２０と、上から下へ垂
直接続ロッド２０の外部の外側壁に対応する各入水口１１に摺動垂直溝２１０が貫通して
設けられた３つの濾過収集ディスク２１と、周方向に沿って濾過収集ディスク２１の下端
側面に設けられた３５個の濾過穴２２０が設けられた１５枚の濾過シート２２とを含み、
濾過収集ディスク２１内壁下側に対応する各入水口１１に添加口２１１が設けられ、図６
に示すように、各添加口２１１に摺動バッフル２１２が設けられ、各摺動垂直溝２１０内
に入水筒１１０と連通する係合口２１００が設けられ、図７、８に示すように、１５枚の
濾過シート２２の一側がそれぞれ濾過収集ディスク２１底端内壁にヒンジで接続され、他
側が互いに垂直接続ロッド２０外壁に当接されて閉鎖構造を形成し、上から下へ分布され
た濾過収集ディスク２１中の濾過シート２２のメッシュはそれぞれ４０、６０、８０であ
り、上下両端に位置する濾過収集ディスク２１間の高さが取付チャンバー１０の高さより
も小さく、濾過収集ディスク２１の外径が取付チャンバー１０の内径と同じであり、係合
ディスク１２の中央に内径が濾過収集ディスク２１の外径と同じである係合丸溝１２０が
貫通して設けられ、図５に示すように、係合丸溝１２０の内壁に周方向に沿って複数の円
弧状の開口１２１が設けられ、各円弧状の開口１２１に濾過収集ディスク２１の外壁に密
着された円弧状の固定板１２１０が設けられ、各円弧状の固定板１２１０の濾過収集ディ
スク２１から離れた一側に係合ディスク１２内に延伸する電動伸縮ロッド１２１１が設け
られ、各円弧状の固定板１２１０内に圧力センサー１２１２が設けられる。

【0025】

係合口２１００内にシールリング２１０１が設けられ、３つの濾過収集ディスク２１間の
総距離が取付チャンバー１０よりも小さいと、すべての濾過収集ディスク２１を取付チャ
ンバー１０内に配置でき、内径が濾過収集ディスク２１の外径と同じである係合丸溝１２
０によって、濾過収集ディスク２１を収容することで、各電動伸縮ロッド１２１１によっ
て対応する円弧状の固定板１２１０を駆動して濾過収集ディスク２１に近接させ濾過収集
ディスク２１の外壁に密着させ、圧力センサー１２１２が圧力を検出すると、コントロー
ラー５０に信号を送信し、コントローラー５０によって電動伸縮ロッド１２１１をオフに
することによって、勾配収集部品２がより安定的に取付チャンバー１０に取り付けられ、
揺れがなく、装置全体の通常収集動作を確保し、装置動作の信頼性を高める。

【0026】

図１に示すように、濾過された異なる粒子径のマイクロプラスチックを収集するための一
次保管ボックス３は、濾過収集ディスク２１に１つずつ対応して濾過収集ディスク２１底
端に設けられ、同一濾過収集ディスク２１上の各添加口２１１と連通し、一次保管ボック
ス３上に排出口３０が設けられる。
水中移動体４は収集ボックス１下端に設けられ収集ボックス１の海底での動作を駆動する
ために使用される。
電源はウォーターポンプ１１１、圧力センサー１２１２および水中移動体４に電気エネル
ギーを提供する。

【0027】

本実施例の動作方法は以下のステップを含む。
本発明のマイクロプラスチック勾配収集装置によって海水中のマイクロプラスチックを収
集する場合、具体的な動作過程は以下の通りである。
まず、垂直接続ロッド２０を取付チャンバー内１０に配置し、各濾過収集ディスク２１と
ともに下へ移動させ、入水筒１１０が順次各濾過収集ディスク２１の側壁の対応の摺動垂
直溝２１０を通過し、最下端の濾過収集ディスク２１が係合丸溝１２０に配置されると、
各電動伸縮ロッド１２１１によって対応の円弧状の固定板１２１０を駆動して濾過収集デ
ィスク２１に近接させ濾過収集ディスク２１外壁に密着させ、圧力センサー１２１２が圧
力を検出すると、コントローラー５０に信号を送信し、コントローラー５０によって電動
伸縮ロッド１２１１をオフにし、勾配収集部品２全体の固定を完了し、閉鎖カバー１００
を取付チャンバー１０上端に固定する。
次に、外部持ち上げ機器で閉鎖カバー１００に接続され収集ボックス１を収集必要がある
海域に配置し、コントローラー５０によって水中移動体４を起動し、水中移動体４を利用
して収集ボックス１を異なる深さの海域に移動させマイクロプラスチックを収集する。
然後、収集ボックス１を固定深さの海底に移動させると、海水中のマイクロプラスチック
を収集し、収集するとき、海水がふるいフィルタースクリーン１１００で濾過され海水中
の固体不純物が除去された後、入水筒１１０によって取付チャンバー１０内に入り最上端
の濾過収集ディスク２１内に落下し、該濾過収集ディスク２１内の複数の重なった濾過シ
ート２２によって海水中のマイクロプラスチックを濾過し、濾過された海水が第２の濾過
収集ディスク２１内を通過し、第２の濾過収集ディスク２１内の１５枚の重なった濾過シ
ート２２によって海水中のマイクロプラスチックを２回濾過し、対応する粒子径のマイク
ロプラスチックを分離し、濾過された海水が順次下端の各濾過収集ディスク２１を通過し
て４０、６０、８０メッシュのマイクロプラスチックを分離し、海水の濾過が完了すると
、取付チャンバー１０底端から流出すればよい。
最後に、水中移動体４によって収集ボックス１を最初の位置に移動させ、外部持ち上げ機
器によって収集ボックス１を持ち上げ、その後閉鎖カバー１００を外し、ハンドル２００
を使用して垂直接続ロッド２０を取付チャンバー１０から持ち上げ、各濾過収集ディスク
２１上の対応する添加口２１１の摺動バッフル２１２を開き、持ち上げリング２２２によ
って互いに当接された濾過シート２２を分離し、異なる粒子径のマイクロプラスチックを
添加口２１１を介して素早く対応の一次保管ボックス３内に収集する。

【0028】

実施例２
本実施例は、以下を除いて実施例１と大体同じである。
図７、８に示すように、各濾過シート２２上にそれぞれ受容溝２２１が設けられ、濾過穴
２２０が均一に受容溝２２１側壁に設けられ、濾過シート２２の垂直接続ロッド２０に近
い一側に円弧状のシールリング２３が設けられ、濾過シート２２上に持ち上げリング２２
２が設けられ、受容溝２２１の設置によって濾過シート２２上側に落下した海水を集合し
て濾過し、海水が各濾過シート２２の円弧に沿って濾過収集ディスク２１の縁に流れ、濾
過効果が低下するのを回避し、円弧状のシールリング２３の設置によって各濾過シート２
２と垂直接続ロッド２０間が密封され、濾過されていない海水が濾過シート２２と垂直接
続ロッド２０間の隙間を介して下端の濾過収集ディスク２１に流れるのを回避し、異なる
粒子径のマイクロプラスチックが混合して収集精度に悪影響を与えるのを回避でき、持ち
上げリング２２２の設置によって、濾過された後マイクロプラスチックを収集するとき互
いに当接された濾過シート２２を分離でき、マイクロプラスチックが添加口２１１を介し
てすばやく一次保管ボックス３内に落下する。

【0029】

実施例３
本実施例は、以下を除いて実施例２と大体同じである。
図２に示すように、入水筒１１０の収集ボックス１外側部分に位置する側壁はメッシュ構
造であり、入水筒１１０の前側に回転軸を介して回転筒１１２が接続され、回転筒１１２
側壁に周方向に沿って１５個の破砕刃１１２０が設けられ、回転筒１１２外部に環状ホル
ダー１１２１が設けられ、環状ホルダー１１２１上に周方向に沿って４つの鋸歯状ストリ
ップ１１２２が設けられ、収集ボックス１が水中移動体４の駆動によって海水中に移動す
るとき、海水の衝撃力により回転筒１１２が回転し、同時に回転筒１１２上の破砕刃１１
２０も回転するため、破砕刃１１２０の回転によって水域中の植物を切断し、切断すると
き、水生植物が破砕刃１１２０上に絡み合ったり付着したりするが、このような現象回避
するために、鋸歯状ストリップ１１２２と破砕刃１１２０上の水生植物の擦りにより、絡
み合った水生植物が破砕刃１１２０から落下し、該勾配収集装置の通常動作を確保し、水
生植物の作用による関連部材の落としまたは損傷を回避することができる。

【0030】

実施例４
本実施例は、以下を除いて実施例３と大体同じである。
図１に示すように、最上端の濾過収集ディスク２１であって入水口１１下側に設けられた
液体レベリングプレート２１３は、図３に示すように、その底面に内から外へ半径が順次
増加する４つの環状排水溝２１３０が均一に設けられ、各環状排水溝２１３０上に均一に
複数の分散穴２１３１が設けられ、図４に示すように、内から外へ分布された環状排水溝
２１３０上の分散穴２１３１の数は順次２１個、１２個、８個および４個であり、入水口
１１の水流が最初に最外部の環状排水溝２１３０内に流れ、最外側の環状排水溝２１３０
上の対応の各分散穴２１３１から落下し、水流が比較的大きい場合、外側の環状排水溝２
１３０上に設けられた分散穴２１３１の数が比較的少さいため、即時に排水できず、この
時水流が外から内へ徐々に液体レベリングプレート２１３全体を覆い、内側の環状排水溝
２１３０は外側の環状排水溝２１３０上に設けられた分散穴２１３１の数よりも多いため
、素早く排水でき、従って、液体レベリングプレート２１３の液面バランスを取るために
、水流が内側の環状排水溝２１３０に流れ、このようにして水流が各分散穴２１３１を介
して均一に濾過収集ディスク２１内流れ、内側の環状排水溝２１３０での水流落下速度が
速いが、各濾過シート２２は互いに集中して中央が凸の円弧状構造であるため、水流が各
濾過シート２２に落下すると、円弧状構造に沿って濾過シート２２の縁に流れ、流動過程
中に各濾過シート２２を介して海水中のマイクロプラスチックを濾過し、濾過収集ディス
ク２１での水流堆積による濾過収集効率の低下を回避することができる。

【0031】

実施例５
本実施例は、以下を除いて実施例４と大体同じである。
図１、９に示すように、収集ボックス１内に設けられた知能制御ボックス５をさらに含み
、知能制御ボックス５は防水材料からなり、知能制御ボックス５内に以下を設ける。
コントローラー５０と、
コントローラー５０に接続されナビゲーションと測位のための衛星測位装置５１と、衛星
測位装置５１によてバックグランドで本マイクロプラスチック勾配収集装置の位置をリア
ルタイムに監視することで、測位情報の正確性を確保でき、
コントローラー５０に接続され水が知能制御ボックス５内に入ったかを検出するための水
没センサー５２と、水没センサー５２によって水が知能制御ボックス５内に入ったかを検
出することで、水により知能制御ボックス５内の各電気部品が損傷し、マイクロプラスチ
ックの通常収集動作に悪影響を与えるのを回避でき、
コントローラー５０に接続された乾燥ファン５３と、水没センサー５２が水が知能制御ボ
ックス５内に入ったまたは大きな湿度を検出すると、コントローラー５０によって乾燥フ
ァン５３を起動し知能制御ボックス５内部を乾燥することで、その内部の乾燥を保持し、
装置の使用寿命を延ばし、安全で信頼でき、動作が安定になり、
コントローラー５０に接続され知能制御ボックス５内の温度を検出するための温度センサ
ー５４と、乾燥ファン５３によって知能制御ボックス５内部を乾燥するとき、温度センサ
ー５４を使用してその内部温度を検出し、乾燥温度が高すぎて、知能制御ボックス５内の
各電気部品が高温で動作し、装置の寿命が短くなるのを回避でき、
コントローラー５０に接続され電源残量を検出するための電力検出モジュール５５と、電
力検出モジュール５５によって電源の残量を検出し、残量が不足する場合、コントローラ
ー５０に信号を送信し、コントローラー５０によって対応の電気部品を省エネ動作状態に
させ、電力が非常に低い場合、コントローラー５０によって各電気部品をオフにして、装
置全体が無電力収集状態になる。

【要約】      （修正有）

【課題】構造が簡単で、操作がしやすい、海水中の異なる粒子径のマイクロプラスチックの勾配収集装置を提供する。
【解決手段】収集ボックス１、勾配収集部品２、一次保管ボックス３、水中移動体４、電源を含み、収集ボックス１の側壁に複数の入水口１１が設けられ、各入水口１１内に取付チャンバー１０の入水筒が貫通し、その外部にふるいフィルタースクリーンが設けられる。取付チャンバー１０内に設けられた勾配収集部品２は、垂直接続ロッド２０と、複数の濾過収集ディスク２１と、複数の濾過シート２２とを含み、濾過された異なる粒子径のマイクロプラスチックを収集する一次保管ボックス３は、濾過収集ディスク２１に１つずつ対応し、濾過収集ディスク２１の底端に設けられ、収集されたマイクロプラスチックを個別に収集する。水中移動体４は収集ボックス１の下端に設けられ収集ボックス１の海底での動作を駆動する。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】