特開 2024-157482 水域環境改善装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024157482

(43)【公開日】2024-11-07

(54)【発明の名称】水域環境改善装置

(51)【国際特許分類】

   A01G 33/00 20060101AFI20241030BHJP

   A01K 63/04 20060101ALI20241030BHJP

【ＦＩ】

A01G33/00

A01K63/04 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023071896

(22)【出願日】2023-04-25

(71)【出願人】

【識別番号】390006264

【氏名又は名称】関西化学機械製作株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】502059825

【氏名又は名称】Ｂｉｏ－ｅｎｅｒｇｙ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100182084

【弁理士】

【氏名又は名称】中道 佳博

(72)【発明者】

【氏名】野田 秀夫

(72)【発明者】

【氏名】▲濱▼ 真司

(72)【発明者】

【氏名】大嶋 寛

【テーマコード（参考）】

2B026

2B104

【Ｆターム（参考）】

2B026AA05

2B026AB05

2B026AB09

2B026AC03

2B104AA01

2B104FA04

2B104FA13

(57)【要約】

【課題】 海洋、湖沼などの様々な水域の深水部に対して特定物質を効率良く供給することができる水域環境改善装置を提供すること。
【解決手段】 本発明の水域環境改善装置は、水域環境の水面に浮遊可能なフレーム部と、フレーム部内に配置された流液部材と、流液部材が装着されておりかつ鉛直方向に延びる回転軸と、流液部材の下方に配置された細長いドラフトチューブと、ドラフトチューブを長さ方向に沿って包囲するように、ドラフトチューブに対して間隙を空けて配置されておりかつ一端がフレーム部に接続されている外套チューブとを備える。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

水域環境改善装置であって、
該水域環境の水面に浮遊可能なフレーム部と、
該フレーム部内に配置された流液部材と、
該流液部材が装着されておりかつ鉛直方向に延びる回転軸と、
該流液部材の下方に配置された細長いドラフトチューブと、
該ドラフトチューブを長さ方向に沿って包囲するように、該ドラフトチューブに対して間隙を空けて配置されておりかつ一端が該フレーム部に接続されている外套チューブと、
を備え、
該流液部材が、該水面よりも下方に配置される吸液部と、該水面よりも上方に配置される吐出部と、該吸液部と該吐出部との間に設けられた流路とを有し、
該ドラフトチューブが、該水面よりも上方かつ該流液部材の該吸液部と該吐出部との間の高さに位置するように設けられた上端開口部と、該水面よりも下方に位置するように設けられた下端開口部とを備え、
該ドラフトチューブの該上端開口部が、内部に該流液部材の該吸液部を収容する、水域環境改善装置。

【請求項2】

前記流液部材における前記流路が、前記回転軸の軸方向に対して傾斜して配置されている、請求項１に記載の水域環境改善装置。

【請求項3】

前記ドラフトチューブが円筒状の形態を有する、請求項１に記載の水域環境改善装置。

【請求項4】

前記ドラフトチューブが、前記下端開口部が前記水域環境の深水部に到達し得る長さを有する、請求項１に記載の水域環境改善装置。

【請求項5】

前記回転軸が、前記フレーム部に配置されたソーラーパネルと電気的に接続されたモータによって回転することができる、請求項１に記載の水域環境改善装置。

【請求項6】

前記外套チューブの他端が前記ドラフトチューブの前記下端開口部よりも上方に配置されている、請求項１に記載の水域環境改善装置。

【請求項7】

前記外套チューブの側面に少なくとも１つの排出口が設けられている、請求項１に記載の水域環境改善装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水域環境改善装置に関し、より詳細には海域や淡水域における深水部の水質を改善するための装置に関する。

【背景技術】

【0002】

大気と海域との間の二酸化炭素の移動（吸収と放出）は、大気から海域への移動（吸収）が勝っている。例えば、アラメやカジメ、クロメのような大型有用藻類の藻場では、生物反応によって海域中の二酸化炭素濃度が低下することにより、藻類の成長が制限されることがある。したがって、海域のような非常に広い面積を擁する藻場での藻類培養には二酸化炭素を自然界よりも遙かに効率的に供給することが所望されている。

【0003】

ここで、ポンプを通じて二酸化炭素ガスを藻場に直接供給することが考えられる。一般に二酸化炭素水への溶解度は高いことが知られている。しかし、このような直接的な二酸化炭素ガスの形態での供給では、藻場で溶解可能な二酸化炭素は一部に過ぎず、多くは水面に向かって浮上するのみである。

【0004】

一方、所定の媒体（海水等）中で二酸化炭素のファインバブル（例えば、マイクロバブルまたはウルトラファインバブル）を作製し、これをそのまま海域の深水部に供給することが考えられる。しかし、この場合、使用する媒体中の成分濃度（例えば、塩分濃度やＰＯ_４ ^３－、ＮＯ^３－、ＳｉＯ_２などの栄養塩濃度）が藻場周辺の海水成分と必ずしも一致しないことがある。二酸化炭素のファインバブルとともにこのような媒体を藻場に大量に供給することは、藻場の水質環境全体を大きく変動させる要因にもなりかねない。

【0005】

さらに、上記供給のいずれの場合も、例えばポンプを用いた供給が考えられる。しかし、海域の深水部へのポンプによる供給には多くのエネルギーを必要とする点で藻類培養の効率性が優れているとは言い難い。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、上記問題の解決を課題とするものであり、その目的とするところは、海洋、湖沼などの様々な水域の深水部に対して特定物質を効率良く供給することができる水域環境改善装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、水域環境改善装置であって、
該水域環境の水面に浮遊可能なフレーム部と、
該フレーム部内に配置された流液部材と、
該流液部材が装着されておりかつ鉛直方向に延びる回転軸と、
該流液部材の下方に配置された細長いドラフトチューブと、
該ドラフトチューブを長さ方向に沿って包囲するように、該ドラフトチューブに対して間隙を空けて配置されておりかつ一端が該フレーム部に接続されている外套チューブと、
を備え、
該流液部材が、該水面よりも下方に配置される吸液部と、該水面よりも上方に配置される吐出部と、該吸液部と該吐出部との間に設けられた流路とを有し、
該ドラフトチューブが、該水面よりも上方かつ該流液部材の該吸液部と該吐出部との間の高さに位置するように設けられた上端開口部と、該水面よりも下方に位置するように設けられた下端開口部とを備え、
該ドラフトチューブの該上端開口部が、内部に該流液部材の該吸液部を収容する、水域環境改善装置である。

【0008】

１つの実施形態では、上記流液部材における上記流路は、上記回転軸の軸方向に対して傾斜して配置されている。

【0009】

１つの実施形態では、上記ドラフトチューブは円筒状の形態を有する。

【0010】

１つの実施形態では、上記ドラフトチューブは、上記下端開口部が上記水域環境の深水部に到達し得る長さを有する。

【0011】

１つの実施形態では、上記回転軸は、上記フレーム部に配置されたソーラーパネルと電気的に接続されたモータによって回転することができる。

【0012】

１つの実施形態では、上記外套チューブの他端は上記ドラフトチューブの上記下端開口部よりも上方に配置されている。

【0013】

１つの実施形態では、上記外套チューブの側面に少なくとも１つの排出口が設けられている。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、水域の深水部に対して、二酸化炭素などの所定物質をより少ないエネルギーで効率良く供給することができる。また、所定物質の供給にあたり、深水部に含まれるその他の成分の種類や濃度を大きく変動させることはなく、供給される所定物質の濃度を高めることができる。これにより、例えば、アラメ、カジメ、クロメなどの大型の有用藻類の藻場において、二酸化炭素等の所定物質を簡便に供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の水域環境改善装置の一例を示す概略図である。

【図2】図１に示す水域環境改善装置のうち外套チューブの一部を省略した当該装置の拡大図である。

【図3】図２に示す水域環境改善装置を構成する流液部材の一例を表す斜視図である。

【図4】図２に示す水域環境改善装置を構成するドラフトチューブの下端開口部の一例を示す概略図である。

【図5】図２に示す水域環境改善装置のＡ－Ａ方向断面図である。

【図6】（ａ）は本発明の水域環境改善装置を構成するドラフトチューブと外套チューブとの組み合わせの他の例を示す概略図であり、（ｂ）は本発明の水域環境改善装置を構成するドラフトチューブと外套チューブとの組み合わせの別の例を示す概略図である。

【図7】本発明の水域環境改善装置の他の例を示す概略図である。

【図8】図７に示す水域環境改善装置を構成する流液部材の一例を表す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明を、添付の図面を参照して説明する。なお、以下のすべての図面に共通して同様の参照番号を付した構成は、他の図面に示したものと同様である。

【0017】

図１は、本発明の水域環境改善装置の一例を示す概略図である。

【0018】

本発明の水域環境改善装置１００は、フレーム部１１０と、フレーム部１１０内に配置された流液部材１２０と、流液部材１２０が装着されておりかつ鉛直方向に延びる１本の回転軸１３０と、流液部材１２０の下方に配置された細長いドラフトチューブ１５０と、ドラフトチューブ１５０を長さ方向に沿って包囲する外套チューブ１６４とを備える。

【0019】

図２は、図１に示す水域環境改善装置のうち外套チューブの一部を省略した当該装置の拡大図である。

【0020】

（１）フレーム部
フレーム部１１０は、それ自体が水域環境（例えば、海洋などの海域、あるいは天然または人工の湖、池、沼などの淡水域）の水面１８０に浮遊可能であり、それにより流液部材１２０、回転軸１３０、ドラフトチューブ１５０の一部、および外套チューブ１６４のそれぞれを水域環境の水面１８０に対して下方または上方に配置することができる。

【0021】

図２において、フレーム部１１０は、例えば、通気孔１１２を有するカップ状の形態を有し、開口端部にはフロート１１３が設けられている。フロート１１３は、例えば、中央が開口した環状の形態を有する。フロート１１３の内部は中空かつ密閉されており、水より低密度の物質（例えば、空気や窒素ガスなどの気体）が収容されている。あるいは、フロート１１３の内部は、ポリスチレンフォームのような水または海水よりも密度の発泡樹脂が充填されているか、または当該発泡樹脂で構成されていてもよい。これによりフロート１１３上のフレーム部１１０は、水面１８０上に浮遊することができる。

【0022】

通気孔１１２は、例えば図示しない気体発生装置またはボンベと接続されており、フレーム部１１０内に所定物質（例えば、二酸化炭素、酸素、窒素または空気のような気体）を導入することができる。これに加えて、通気孔１１２には、例えば、フレーム部１１０のフロート１１３とドラフトチューブ１５０との間の水面近くに存在する海水または水；ドラフトチューブ１５０内の水面近くに存在する海水または水；あるいはそれらの組み合わせ；に対して、キャビテーションにより導入した所定物質のファインバブル（例えば、マイクロバブル、ウルトラファインバブルおよびこれらの組み合わせ）を形成するためのプローブ（図示せず）が挿入されていてもよい。

【0023】

ファインバブルの発生には、例えば、ベンチュリ管方式（エジェクター）、気液旋回流方式、加圧溶解・減圧方式、せん断方式、微細孔方式、または超音波方式のいずれの発生方法が採用されてもよい。特に海水等への腐食対策が必要であり、比較的単純な装置で製造することができる等の理由から、ベンチュリ管方式（エジェクター）を用いることが好ましい。

【0024】

このようにして発生したファインバブルは、後述する流液部材１２０の回転を通じて吐出される海水または水によって、フレーム部１１０のフロート部１１３とドラフトチューブ１５０との間からドラフトチューブ１５０の下端開口部１５４の方向に向かって下降するように移動させられる。

【0025】

なお、図１においてフレーム部１１０は閉塞された構造を有しているが、本発明はこれに限定されない。例えばフレーム部１１０を構成する壁面の一部に開放孔が設けられていてもよい。

【0026】

さらに、フレーム部１１０の外表面には、後述するモータ１４０と電気的に接続されたソーラーパネル１１４が配置されていてもよい。あるいは、ソーラーパネル１１４は、図示しない蓄電池を介してモータ１４０と電気的に接続されていてもよい。

【0027】

（２）流液部材
図２に示す流液部材１２０は、例えば同一の形状でなる２つの部材から構成されており、当該流液部材１２０は回転軸１３０の軸周りに対称的に配置されている。本発明の水域環境改善装置１００を構成する流液部材１２０の数は特に限定されない。流液部材１２０は少なくとも１つ、好ましくは少なくとも２つ、より好ましくは２つ、３つ、４つ、５つまたは６つから構成されている。水域環境改善装置１００が複数の流液部材１２０を備える場合、各流液部材は、回転軸１３０による滑らかな回転を保持するために、当該回転軸１３０の軸周りにて１つの流液部材と隣接する他の流液部材と間の角度が略均等となるように配置されていることが好ましい。

【0028】

図３は、図２に示す水域環境改善装置１００を構成する流液部材１２０の一例を表す斜視図である。図３に示す流液部材１２０は筒状の形態を有する。

【0029】

流液部材１２０は、下方から上方にかけて吸液部１２４、流路１２６および吐出部１２５をその順で備える。

【0030】

吸液部１２４は、図２に示す回転軸１３０の回転により、ドラフトチューブ１５０内に存在する水域環境の海水または水（以下、「水域環境の水」という）１１６を流液部材１２０の流路１２６に導入するために設けられている。

【0031】

吸液部１２４の形状は特に限定されない。吸液部１２４の形状の例としては、円形、楕円形、三角形、矩形、およびその他の多角形、ならびに後述の樋状の断面形状（例えば円弧状）が挙げられる。なお、吸液部１２４は、流液部材１２０の内部により多くの水域環境の水を導入できるように、流液部材１２０の軸に対して斜め方向から切断することにより開口面積を拡張したものであってもよい。

【0032】

吸液部１２４の大きさは特に限定されないが、例えば、吸液部１２４が円形の断面形状を有する場合、その外径は例えば１０ｃｍ～２００ｃｍである。

【0033】

吐出部１２５は、図２に示す回転軸１３０の回転を通じて流液部材１２０の流路１２６内に導入された水域環境の水１１６を外部（例えば、フレーム部１１０の内壁１１１および／またはドラフトチューブ１５０と外套チューブ１６４との間の間隙）に向けて吐出するために設けられている。

【0034】

吐出部１２５の形状もまた特に限定されない。吐出部１２５の形状の例としては、円形、楕円形、三角形、矩形、およびその他の多角形、ならびに後述の樋状の断面形状（例えば円弧状）が挙げられる。

【0035】

なお、流液部材１２０は、例えば吸液部１２４から吐出部１２５にかけて内径が一定であってもよく、あるいは緩やかにまたは段階的に縮径するものであってもよい。

【0036】

（３）回転軸
再び図２を参照すると、回転軸１３０は所定の剛性を有する１本のシャフトであり、例えば、円筒状または円柱状の形状を有する。回転軸１３０は、フレーム部１１０内で、通常、鉛直方向に配置されている。回転軸１３０の太さは、必ずしも限定されないが、例えば、８ｍｍ～２００ｍｍである。回転軸１３０の長さは、使用するフレーム部１１０の大きさ等によって変動し、当業者によって適切な長さが選択され得る。

【0037】

回転軸１３０の一端は、フレーム部１１０の上部でモータ１４０などの回転手段に接続されている。一方、回転軸１３０の他端には、水平方向に延びる取付具１３２が取り付けられており、取付具１３２を介して上記流液部材１２０が配置されている。回転時に無用な抵抗の発生を避けるために、通常、この取付具１３２は水面１８０よりも上方に配置されている。

【0038】

ここで、本発明の水域環境改善装置１００では、上記流液部材１２０における流路１２６は、回転軸１３０の軸方向Ｌに対して、所定の取付角度θ_１をなすように傾斜して配置されていることが好ましい。取付傾斜角θ_１は、当業者によって任意の角度に設定され得るが、例えば５°～６０°、好ましくは１０°～４５°である。取付傾斜角θ_１がこのような角度の範囲内にあることにより、回転軸１３０の回転を通じて、流液部材１２０の吸液部１２４から掬い上げられた水域環境の水１１６が遠心力によって流路１２６の下方から上方に向かって移動し、吐出口１２５から外部（例えば、フレーム部１１０の内壁１１１および／またはドラフトチューブ１５０と外套チューブ１６４との間の間隙）に向かって効率良く吐出することができる。

【0039】

（４）ドラフトチューブ
図２に示すドラフトチューブ１５０は、硬質または軟質の材料で構成された細長い管である。

【0040】

本発明において、ドラフトチューブ１５０の上端開口部１５２は、水域環境の水面１８０よりも上方かつ流液部材１２０の吸液部１２４と吐出部１２５との間の高さに位置するように設けられている。一方、ドラフトチューブ１５０の下端開口部１５４は、水域環境の水面１８０よりも下方に位置するように設けられている。

【0041】

また、ドラフトチューブ１５０の上端開口部１５２は、図２に示すように内部に流液部材１２０の吸液部１２４を収容する。すなわち、流液部材１２０は、その吸液部１２４が、水域環境の水面１８０よりも下方に位置するようにドラフトチューブ１５０の内部に挿入されている。

【0042】

他方、流液部材１２０の吐出部１２５は、ドラフトチューブ１５０の上端開口部１５２よりも上方に位置するように配置されている。また、流液部材１２０の吐出部１２５は、水平方向において、ドラフトチューブ１５０の上端開口部１５２の開口面の外に飛び出して配置されていることが好ましい。仮に、流液部材１２０の回転による吐出部１２５から吐出される水域環境の水の勢いが弱かったとしても、吐出された水域環境の水がドラフトチューブ１５０の外側（すなわち、ドラフトチューブ１５０と外套チューブ１６４との間の間隙）への落下を促すことにより、ドラフトチューブ１５０の内側への落下による水域環境の水の不十分な循環を避けるためである。

【0043】

ドラフトチューブ１５０の内径は、上端開口部１５２と流液部材１２０との間で上記のような配置が可能になる限り、特に限定されない。

【0044】

例えば、ドラフトチューブ１５０の上端開口部１５２の内径は、当該上端開口部１５２における流液部材１２０の回転直径よりも僅かに長くなるように（例えば４ｃｍ以上の長さに）設計されていることが好ましい。これにより、流液部材１２０が回転する際、ドラフトチューブ１５０の上端開口部１５２を接することが回避され、ドラフトチューブ１５０および／または流液部材１２０が破損または摩耗することを防止できる。

【0045】

ドラフトチューブ１５０の下端開口部１５４の内径は、特に限定されず、上端開口部１５２の内径と略同一であってもよく、大きくてもよく、または小さくてもよい。

【0046】

ドラフトチューブ１５０の長さは、本発明の水域環境改善装置１００を配置する水域環境の水深に応じて適切な長さが当業者によって採用され得る。具体的には、ドラフトチューブ１５０の長さは、下端開口部１５４が水域環境の深水部に到達し得る長さに一致するように設けられていることが好ましい。深水部に存在する海水または水を、ドラフトチューブ１５０の下端開口部１５４を通じて流液部材１２０に汲み上げることが一層容易となるからである。

【0047】

ドラフトチューブ１５０の具体的な長さは、例えば３ｍ以上、好ましくは３ｍ以上１５００ｍ以下、より好ましくは５ｍ以上４００ｍ以下である。また、本発明の水域環境改善装置１００を大型藻類の藻場に使用する場合、ドラフトチューブ１５０の長さは、好ましくは０．５ｍ以上１０ｍ以下、より好ましくは１ｍ以上５ｍ以下である。なお、ドラフトチューブ１５０が軟質の材料で構成されている場合、当該チューブ１５０の長さは、水域環境の最大水深を上回る長さを有していてもよい。その場合は、本発明の水域環境改善装置１００を水域環境の水面に配置すると、ドラフトチューブ１５０の下端開口部１５４は、水底に横たわった状態で位置することになる。

【0048】

さらに、下端開口部１５４が様々な凹凸形状を有する海底または水底と接触し、それにより下端開口部１５４からドラフトチューブ１５０内に入る水域環境の水の量が制限されることを避けるために、ドラフトチューブ１５０の下端開口部１５４には、その外周に沿って少なくとも１つの切欠１５６が設けられていてもよい（図４）。切欠１５６の形状および大きさは特に限定されない。あるいは、切欠１５６に代えてまたは切欠１５６とともに、下端開口部１５４近傍のドラフトチューブ１５０の側壁に所定の大きさを有する１つまたはそれ以上の吸水孔１５８が設けられていてもよい。

【0049】

このようなドラフトチューブ１５０は例えば円筒状、角筒状、またはそれらの組み合わせの形態を有する。

【0050】

例えば、ドラフトチューブ１５０が角筒状（例えば四角筒状）の形態を有する場合、内壁を構成する隣接する２つの平面が重なった部分に谷部が形成されている。本発明においては、当該谷部が流液部材１２０の回転時におけるボルテックスの発生を防止または低減することができる。

【0051】

あるいは、ドラフトチューブ１５０は、図２に示す流液部材１２０が回転する上部が角筒状（例えば四角筒状）の形態を有し、中間部および下部が円筒の形態を有するものであってもよい。

【0052】

さらに本発明においては、ドラフトチューブ１５０の内壁には、少なくとも下端がドラフトチューブ１５０内の水面付近（例えば水面より下方）に配置され、かつ鉛直方向に延びる薄片上の邪魔板１７０が設けられていてもよい。当該邪魔板１７０もまた、流液部材１２０の回転時におけるボルテックスの発生を防止または低減することができる。

【0053】

図５は、図２に示す水域環境改善装置のＡ－Ａ方向断面図である。

【0054】

ドラフトチューブ１５０は、例えば、フレーム部１１０に対して当該フレーム部１１０の内側から半径方向に延びる支持部材１６０を介して固定されている。これにより、フレーム部１１０とドラフトチューブ１５０との間には所定の間隙が形成されている。当該間隙の長さは特に限定されないが、本発明では、流液部材１２０の吐出口から吐出される水域環境の水がこの間隙に入ることができる程度の長さとなるように設計されている。

【0055】

なお、図４において、ドラフトチューブ１５０の周囲には略均等な間隔で配置された３つの支持部材１６０が設けられており、これら支持部材１６０によってドラフトチューブ１５０とフレーム部１１０とが固定された例が記載されているが、本発明はこのような配置のみに限定されるものではない。フレーム部１１０とドラフトチューブ１５０との間に所上記間隙が形成されている限りにおいて、フレーム部１１０とドラフトチューブ１５０との間の固定様式は当業者によって適宜選択され得る。

【0056】

（５）外套チューブ
再び図１を参照すると、本発明の水域環境改善装置１００において、外套チューブ１６４は、ドラフトチューブ１５０を長さ方向に沿って包囲するように当該ドラフトチューブ１５０に対して間隙を空けて配置されている。また、図２に示すように外套チューブ１６４の一端（上端）１６２はフレーム部１１０に接続されている。

【0057】

外套チューブ１６４の内径は、当該外套チューブ１６４とドラフトチューブとの間（当該外套チューブ１６４の内壁とドラフトチューブの外壁との間）で上記間隙が形成される限り特に限定されないが、例えば１０ｃｍ～１００ｃｍ、好ましくは５ｃｍ～５０ｃｍである。外套チューブ１６４の内径を有していることにより、外套チューブ１６４の内側にドラフトチューブ１５０および回転可能な流液部材１２０をそれぞれが互いに接触により干渉することなく配置することができる。

【0058】

外套チューブ１６４とドラフトチューブ１５０との間の間隙（Ｉ_１）は、流液部材１２０の吐出口１２５から吐出された水域環境の水が上記所定物質（例えば、二酸化炭素、酸素、窒素または空気のような気体）を含む状態で上方から重畳的に配置されることにより、徐々に外套チューブ１６４の他端（底部）１６６に向かって移動し、最終的に当該他端１６６から外套チューブ１６４の外側に排出されるための役割を果たす。

【0059】

このような間隙（Ｉ_１）は、例えば図示しないスペーサを介在させることにより、外套チューブ１６４およびドラフトチューブ１５０の長さ方向にわたって略均等となるように配置されたものであってもよい。あるいは、間隙（Ｉ_１）は、当該スペーサを介在させることなく、長さ方向にわたって外套チューブ１６４内にドラフトチューブ１５０を単に挿入することにより、自由に変動し得るものであってもよい。

【0060】

外套チューブ１６４とドラフトチューブ１５０との間の間隙（Ｉ_１）の平均値は、例えば５ｃｍ～５０ｃｍ、好ましくは１０ｃｍ～２５ｃｍである。間隙（Ｉ_１）の平均値が５ｃｍを下回ると、上記スペーサを各チューブの長さ方向に沿って適切な間隔で配置しない限り、外套チューブ１６４の内壁とドラフトチューブ１５０の外壁とが部分的に接触し易くなる。その結果、流液部材１２０の吐出口１２５から吐出された水域環境の水が外套チューブ１６４の途中で詰まり、他端１６６まで効率良く供給することが困難となる場合がある。間隙（Ｉ_１）の平均値が５０ｃｍを上回ると、保有液量が多くなり、目的の場所（例えば、他端１１６付近の水域環境の深部）にファインバブルの混入された液が到着するのにより多くの時間を要する場合がある。

【0061】

外套チューブ１６４の具体的な長さは、例えば３ｍ以上、好ましくは３ｍ以上１５００ｍ以下、より好ましくは５ｍ以上４００ｍ以下である。また、本発明の水域環境改善装置１００を大型藻類の藻場に使用する場合、外套チューブ１６４の長さは、好ましくは１ｍ以上１０ｍ以下、より好ましくは０．５ｍ以上５ｍ以下である。外套チューブ１６４が軟質の材料で構成されている場合、当該チューブ１６４の長さは、水域環境の最大水深を上回る長さを有していてもよい。その場合は、本発明の水域環境改善装置１００を水域環境の水面に配置すると、外套チューブ１６４の他端１６６は、水底に横たわった状態で位置することになる。

【0062】

なお、本発明においては、例えば、図６の（ａ）に示すように外套チューブ１６４の他端１６６はドラフトチューブ１５０の下端開口部１５４よりも上方に配置されていてもよい。この場合、外套チューブ１６４の上方から下降した上記所定物質を含む水域環境の水は他端１６６から容易に外部に押し出され、拡散し易い状態を構築することができる。

【0063】

あるいは、図６の（ｂ）に示すように、外套チューブ１６４の側面に少なくとも１つの排出口１６８が設けられていてもよい。この場合、外套チューブ１６４の上方から下降した上記所定物質を含む水域環境の水は他端１６６から押し出されるとともに、排出口１６８からも外部に排出可能である。これにより、当該所定物質を含む水域環境の水は外部に拡散し易い状態を構築することができる。

【0064】

図６の（ａ）および（ｂ）に示す構造はいずれも、外套チューブ１６４の他端１６６から押し出された水域環境の水が、押し出された後拡散する前にすぐにドラフトチューブ１５４の下端開口部１５４を通じて流液部材１２０に汲み上げることを回避できる。

【0065】

このような外套チューブ１６５は例えば円筒状の形態を有する。

【0066】

（６）材質
本発明において、上記フレーム部１１０、流液部材１２０、および回転軸１３０は、それぞれ独立して、例えば、鉄、ステンレススチール、ハステロイ、チタン、アルミニウムなどの金属およびこれらの組合せでなる材料から構成されている。ドラフトチューブ１５０および外套チューブ１６４は、それぞれ独立して、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリウレタン、フッ素樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、シリコーン樹脂などの樹脂；イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ポリイソブチレンゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、アクリルゴムなどの天然ゴムまたは合成ゴム；ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどのエラストマー；およびこれらの組合せでなる材料から構成されている。また、ドラフトチューブ１５０および外套チューブ１６４は、それぞれ独立してそれらの強度を高めるために、ステンレススチールワイヤなどのメッシュワイヤで補強されたメッシュチューブであってもよい。さらに、フレーム部１１０、流液部材１２０、回転軸１３０、ドラフトチューブ１５０および外套チューブ１６４は、耐薬品性を高めるために、それらのうちの１つまたはそれ以上がＰＴＦＥやグラスライニング、ゴムライニングのような当該分野において公知のコーティングが付与されていてもよい。

【0067】

（７）他の水域環境改善装置
図７は、本発明の水域環境改善装置の他の例を示す概略図である。

【0068】

図７に示す水域環境改善装置２００は、図２に示す筒状の流液部材１２０の代わりに樋状の流液部材２２０を用いて構成されている点を除き、その他は図１に示す流液部材１００の構成と同様である。

【0069】

水域環境改善装置２００における流液部材２２０は、例えば、図７に示すように半円筒状の流路２２６と、当該流路２２６の両端に設けられた吸液部２２４および吐出部２２５とを有する。流液部材２２０を構成し得る材質は、図１に示す流液部材１２０と同様である。

【0070】

（８）水域環境改善装置の使用方法
次に、図１または２に示す本発明の水域環境改善装置１００の使用方法について説明する。

【0071】

まず、水域環境の水面１８０から、水域環境改善装置１００のドラフトチューブ１５０の下端開口部１５４および外套チューブ１６４の他端１６６がゆっくりと沈められ、その後、フレーム部１１０が水面１８０上に浮遊させられる。また、モータ１４０の駆動に伴って水域環境改善装置１００自体が自転することを避けるため、必要に応じて、下端にアンカーまたはシンカーなどの係留具が設けられたワイヤ状部材（図示せず）が水域環境改善装置１００の任意の場所に取り付けられていてもよい。この状態において、ドラフトチューブ１５０の上端開口部１５２は水面１８０よりも上方に配置され、かつ流液部材１２０の吸液部は水面１８０の下方に位置し、吐出部１２５は当該水面１８０の上方に配置される。

【0072】

次いで、モータ１４０を駆動して回転軸を回転させると、回転軸１３０の回転に伴って流液部材１２０が回転軸１３０の軸周りに回転を開始する。流液部材１２０の吸液部付近に存在するドラフトチューブ１５０内の水域環境の水は、当該吸液部によって掬い上げられ、流液部材１２０にかかる遠心力によって流路を通り吐出部１２５まで上昇し、最終的に吐出部１２５から外部（好ましくはドラフトチューブ１５０の上端開口部１５２の外）に吐出される。一方、吸液部１２４からの水域環境の水の掬い上げによって、ドラフトチューブ１５０内では下端開口部１５４の近傍に存在する水域環境の水がドラフトチューブ１５０に流入し、ドラフトチューブ１５０内を徐々に上昇し、やがて上端開口部１５２の近傍まで移動すると、上記の通り流液部材１２０の吸液部１２４を通じて掬い上げられ、吐出部１２５を通じて外部（例えば、フレーム部１１０の内側）に吐出される。

【0073】

吐出部１２５から吐出されて水域環境の水は、通気孔１１２から導入される所定物質（例えば、二酸化炭素、酸素、窒素または空気のような気体）と合わせられ、例えばファインバブル（マイクロバブル、ウルトラファインバブルおよびこれらの組み合わせを包含する）を含む状態でドラフトチューブ１５０の外側かつ外套チューブ１６４の内側に配置される。その後も、回転軸１３０の回転を継続することにより、流液部材１２０の吐出部１２５から吐出されかつ上記所定物質が導入された水域環境の水は、ドラフトチューブ１５０の外側かつ外套チューブ１６４の内側に重畳的に配置され、上記所定物質が導入された水域環境の水が徐々に外套チューブ１６４内（すなわち、ドラフトチューブ１５０と外套チューブ１６４との間の間隙）を下降し、最終的に外套チューブ１６４の他端１６６等から外部に向けて拡散される。

【0074】

結果として、外套チューブ１６４の他端１６６の周辺やその近傍に大型藻類の藻場が存在する場合、上記所定物質が導入された水域環境の水がより確実に当該藻場に提供される。

【符号の説明】

【0075】

１００，２００ 水域環境改善装置
１１０ フレーム部
１１２ 通気孔
１１３ フロート
１１４ ソーラーパネル
１１６ 水域環境の水
１２０，２２０ 流液部材
１２４，２２４ 吸液部
１２５，２２５ 吐出部
１２６，２２６ 流路
１３０ 回転軸
１３２ 取付具
１４０ モータ
１５０ ドラフトチューブ
１５２ 上端開口部
１５４ 下端開口部
１５６ 切欠
１５８ 吸水孔
１６０ 支持部材
１６２ 一端
１６４ 外套チューブ
１６６ 他端
１６８ 排出口
１７０ 邪魔板
１８０ 水面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】