人工渔礁、人工渔礁的形成方法及人工渔礁形成系统

摘要

本发明涉及人工渔礁(10)，使用废弃汽车(20)的钢板制的车体(21)作为渔礁外廓部(11)，在渔礁外廓部(11)随附有以随附于车体(21)的树脂制的内外装材料(23、22)为原料生成的碳化物(12)。

说明书

技术领域

本发明涉及人工渔礁、人工渔礁的形成方法及人工渔礁形成系统。

背景技术

人工渔礁是为了鱼贝类和海藻类的生长发育、繁殖等而人为地设置在水中的渔礁，例如提出并实施了各种使用了混凝土块和渔船等的人工渔礁。专利文献1中公开了将成为废船的FRP制渔船的整体整个碳化来用作人工渔礁的技术。

将废船作为人工渔礁再利用，期待也解决在船体的解体、有价值部件和禁忌品的分离、拆卸、解体片的粉碎等方面需要工夫和费用的以往的废船处理的问题。

此外，基于FRP制渔船的主体和废船的内外装材料等中包含的树脂成分通过加热处理生成的碳化物有助于鱼贝类和海藻类的生长发育、繁殖，并且在水中也发挥水质净化的作用。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3758908号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

虽然，若在无氧状态下对作为FRP制渔船的主体的GFRP(玻璃纤维增强塑料)进行加热处理，则主体中包含的树脂成分因热分解而碳化，成为碳化物固定在玻璃纤维的周围的FRP碳化材料。该FRP碳化材料形成人工渔礁的渔礁外廓部。

然而，事实上，通过加热处理得到的FRP碳化材料由于以玻璃为主成分而强度较低，并且由于常年被用作渔船的期间暴露在紫外线的照射和海水中而导致主体劣化，因此在海水中无法保持形状，无法用作人工渔礁。

本发明是考虑到这样的情况而提出的，其目的在于，提供能够在水中长期保持原形且能够对海中生物高效地供给营养的人工渔礁，并且提供能够容易地形成这样的人工渔礁的人工渔礁的形成方法及人工渔礁形成系统。

用于解决上述技术问题的方案

为了达成上述目的，本发明的人工渔礁是将废弃汽车的钢板制的车体用作渔礁外廓部的人工渔礁，其特征在于，具备：所述渔礁外廓部；碳化物，以随附于所述车体设置的内外装材料为原料而生成。

本发明的人工渔礁的形成方法的特征在于，通过利用碳化炉对废弃汽车进行加热处理来形成人工渔礁，所述人工渔礁具有：渔礁外廓部，由所述废弃汽车的钢板制的车体构成；碳化物，因随附于所述车体设置的内外装材料发生热分解而以随附在所述渔礁外廓部的内外的方式生成。

本发明的人工渔礁形成系统是通过利用碳化炉对废弃汽车进行加热处理来形成人工渔礁的人工渔礁形成系统，所述人工渔礁具有：渔礁外廓部，由所述废弃汽车的钢板制的车体构成；碳化物，因随附于所述车体设置的内外装材料发生热分解而以随附在所述渔礁外廓部的内外的方式生成，该人工渔礁形成系统的特征在于，所述碳化炉被配置于碳化设备，在所述碳化设备中，以时间差对多个所述废弃汽车实施加热处理，对通过加热处理形成的所述人工渔礁实施冷却处理。

发明效果

由于本发明的人工渔礁设为上述构成，因此能够在水中长期保持原形，并且能够对海中生物高效地供给营养。此外，由于本发明的人工渔礁的形成方法设为上述步骤，因此能够简单高效地形成人工渔礁。此外，由于本发明的人工渔礁形成系统设为上述构成，因此能够高效地形成大量人工渔礁。

附图说明

图1是示出本发明的一实施方式的人工渔礁的形成方法的图。

图2是人工渔礁的形成方法中使用的碳化炉及其周边装置的外观示意图。

图3是示意性示出该碳化炉的内部结构的纵向剖视图。

图4是人工渔礁的形成方法中使用的另一碳化炉及其周边装置的外观示意图。

图5是示出本发明的人工渔礁形成系统的一例的示意性俯视图。

图6是示出本发明的人工渔礁形成系统的另一例的示意性纵向剖视图。

图7是示出本发明的人工渔礁形成系统的又一例的示意性纵向剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。首先，对实施方式的人工渔礁的形成方法的概略流程进行描述。

以下说明的实施方式的人工渔礁的形成方法的步骤为，通过利用碳化炉30对废弃汽车20进行加热处理来形成人工渔礁10，所述人工渔礁10具有：渔礁外廓部11，由废弃汽车20的钢板制的车体21构成；碳化物12，因随附于车体21设置的内外装材料23、22发生热分解而以随附在渔礁外廓部11的内外的方式生成。

另外，以下说明的实施方式中使用的碳化炉30的加热机构为基于过热水蒸气的机构，但不限定于此，也可以是电炉或煤气炉，还可以是使用微波的方式。

首先，期望在对废弃汽车20实施加热处理前，预先将有价值部件和作为渔礁所不需要的部件卸下。这些部件包含例如玻璃、电装部件、发动机、轴、变速器部件、其他驱动类部件、电池等。此外，期望预先尽可能将作为渔礁所不需要的金属部件等卸下。当然，对于这些部件中难以卸下的部件，也可以保持原样。此外，期望预先将会在加热处理中产生有毒气体那样的部件卸下。

另外，轮胎24可以保持安装，也可以作为有价值部件与车轮一起卸下。此外，如后所述，也可以利用碳化炉30将事先卸下的轮胎24与车体21一起进行加热处理。

由于轮胎24是橡胶制品因此会被碳化，并且收获率高达48％，通过热分解可得到大量的炭黑，因此也能够设想将轮胎24卸下，与人工渔礁10的形成分开进行碳化处理，从而作为活性炭再利用。

轮胎24包含硫作为成分，通过热分解产生硫类气体。因此，通过在加热前预先将粉末状的石膏配置于轮胎24的表面，使硫成分吸附于石膏并固体化即可。这样一来，能够容易地将硫成分与橡胶成分分离。

卸下了有价值部件等的废弃汽车20形成为具有钢板制的车体21、外装材料22及内装材料23。作为外装材料22，包含附着于车体21的表面的树脂制的涂装22a和灯罩22b、轮胎24等。作为内装材料23，包含座椅、仪表盘、方向盘、气囊、中控台、顶棚、窗框、地垫、内部涂装等。

碳化炉30是在隔绝了氧的状态下加热有机化合物等碳化合物来使其热分解的装置。碳化合物通过热分解，一部分气化，一部分碳化而得以减容。因此，通过利用碳化炉30对废弃汽车20进行加热，随附于车体21的涂装22a、轮胎24、内装材料23中的合成树脂等碳化合物因碳化炉30中的规定的温度下的热分解而有一部分作为碳化物12(碳)残留。

像这样，若在无氧或与之接近的状态下进行废弃汽车20的热分解处理，则能够抑制以往进行废车处理即焚烧处理的情况下大量产生的二氧化碳的产生。

另一方面，钢板制的车体21和金属制的内外装材料23、22即使经过碳化炉30的600℃左右的加热，形状也几乎不发生变化，从而车体21的外形大致得以保持。

通过像这样对卸下了有价值部件的废弃汽车20进行加热处理，如图1所示，形成以车体21为渔礁外廓部11的人工渔礁10。因涂装22a的热分解而生成的碳化物12在一部分产生开裂13的状态下附着于渔礁外廓部11的外表面。另外，在图1中，以交叉影线图示由涂装22a产生的碳化物12。

此外，树脂制的内装材料23(例如方向盘)因热分解成为碳化物12而残留于车体21的内部空间。像这样，成为以随附在废弃汽车20的车体21的树脂制等的内外装材料23、22为原料而生成的碳化物12随附在渔礁外廓部11的内外的状态。

此外，将作为渔礁所不需要的部件中无法事先卸下的部件、例如电装部件等在加热处理后卸下即可。例如若为线束，则由于树脂部分因加热处理而热分解、碳化、气化，因此金属制的金属线残留，能够容易地将该金属线卸下。

此外，对于轮胎24，无论是在与废弃汽车20的车体21一起碳化的情况下，还是在独立碳化的情况下，都容易通过碳化去除轮胎24中包含的大量金属制的金属线。

在将轮胎24的碳化物12用作人工渔礁10的一部分的情况下，在使其与车体21分离的状态下，与车体21一起在将粉末状的石膏配置于表面的状态下进行碳化即可。该情况下，轮胎24无需事先粉碎或者去除金属线，使碳化后也可大致维持原本的形状。此外，可以将车轮作为有价值部件事先卸下，也可以在与轮胎24为一体的状态下进行碳化处理来用作人工渔礁10的一部分。

像这样通过将基于废弃汽车20形成的人工渔礁10沉入海中而作为渔礁发挥功能。即，残留于渔礁外廓部11的内外的多孔质的碳化物12成为海中微生物的住处，海带等海藻和鱼贝类以该微生物为营养源而生长发育。特别地，由于在渔礁外廓部11的外表面附着有涂装22a碳化形成的碳化物12，因此海藻以覆盖人工渔礁10的方式生长发育。若存在轮胎24的碳化物12，则也可以使其保持轮胎24的形状(也可以是带有车轮的状态)，在由车体21得到的产物的附近作为人工渔礁10的一部分而沉入海中即可。

此外，由于成为其原材料的车体21是钢板制的，因此渔礁外廓部11向水中放出铁成分(二价铁、三价铁)。二价铁是生物的生长发育不可或缺的因素，有助于各种各样的海中生物的生长发育。此外，三价铁在海中与富里酸(fulvic acid)结合形成富里酸铁，该富里酸铁在水中被还原成为二价铁。

若海藻利用二价铁生长发育，则光合作用活跃化，二氧化碳的吸收量增加。这样一来，通过将人工渔礁10设置在海中，二氧化碳得以减少。

另外，近年来，由于日本国内的森林中的阔叶树的减少所伴随的腐叶土的减少，河川中流动的铁成分逐渐减少，其结果为，海中的铁成分也减少。因此浮游生物等微生物减少，海洋的生态系统存在崩溃的倾向。

根据以往实施的废弃汽车20的焚烧处理，例如能够如下所述地估算二氧化碳的排放量。该估算基于平成23年度(2011年度)的瑞浪市的二氧化碳排放量调查报告书。

具体而言，以如下计算式计算二氧化碳排放量。

二氧化碳排放量＝一般废弃物焚烧量(汽车的重量(吨))×可燃物比例(塑料的情况下为1)×塑料比例×二氧化碳排放系数

若将平均的废弃汽车20的重量设为1.35吨，其中的塑料制的部件的比例设为废弃汽车20的重量的1成，二氧化碳排放系数设为2.69(瑞浪市的例子)，则每1辆汽车的二氧化碳排放量成为1.35×1×0.1×2.69＝0.363吨。

若将日本国内的一年间的废车辆数设为约330万辆，则一年间的二氧化碳排放量成为0.363×3300000＝1197900吨。

像这样，通过废弃汽车20的焚烧处理，一年间排放约120万吨的二氧化碳。

此外，还报告了以下所示的其他调查结果。这是关于汽车中使用的合成树脂中的涂料的调查结果，基于2016年度的废车辆数。

计算出一年间的废车辆数465万辆的涂料(新车及维修中使用的涂料)的重量合算值为247000吨，一年间的二氧化碳排放量为776000吨。

即，通过焚烧处理，仅针对涂料就在一年间排放约80万吨的二氧化碳。

因此，若促进上述的废弃汽车20的加热处理引起的碳化，根据平成23年度的调查的数字，能够在一年间将二氧化碳排放量减少最多120万吨。该数值与日本国内的整体的二氧化碳排放量相比很小，但如上所述地，由于通过废弃汽车20的加热处理所形成的人工渔礁10，还能得到二氧化碳的吸收这样的效果，因此由废弃汽车20形成人工渔礁10大大有助于二氧化碳排放量的减少，即温室效应气体的减少。

此外，由于渔礁外廓部11是钢板制的，因此其外形可在海中长期维持而几乎不变形。因此，通过上述方法进行加热处理得到的人工渔礁10可长期使用。

接着，参照图1～图4对碳化炉30进行的废弃汽车20的加热处理的详细情况进行说明。图2是碳化炉30及其周边装置的外观示意图，图3是示出碳化炉30的内部结构的示意性纵向剖视图。图4是另一碳化炉30及其周边装置的外观示意图。

碳化炉30是使用过热水蒸气进行加热的分批式炉，构成为包含辊式的载置部30b与密闭门30a。将载置部30b及密闭门30a设为一体，在将废弃汽车20装载于载置部30b的状态下，利用台车31而将废弃汽车20相对于碳化炉30的内部加热室32搬进搬出。

此外，图4所示的碳化炉30构成为能够将多辆废弃汽车20碳化，因此碳化炉30也被设为大型的。将废弃汽车20配置为使其长度方向与上下方向一致的纵向放置，将多辆废弃汽车20以在搬进搬出方向上排列的方式配置在碳化炉30内。此外，为了将废弃汽车20稳定地纵向放置而将框部30c固定于密闭门30a。

为了密闭碳化炉30的内部加热室32而使用密闭门30a，作为用于其的密封垫，期望使用不易因加热而变形的膨胀石墨而并非橡胶。

另外，图4的碳化炉30与图2的碳化炉30尺寸不同，但由于包含二次燃烧室33的内部结构和构造是相同的，因此省略添加图4的碳化炉30的内部结构的示意图。

碳化炉30构成为与连接至锅炉42的过热水蒸气产生装置(未图示)连结，对碳化炉30的内部加热室32内供给过热水蒸气。利用过热水蒸气的对流而将内部加热室32内的温度保持为大致恒定。

内部加热室32经由气流通路34而与二次燃烧室33连通连接。在内部加热室32产生的干馏气体被引导至二次燃烧室33，在那里被加热燃烧而使水蒸气从排气筒35排出，另一方面，废气在被用于碳化炉30的加热后被碳化炉30排出，通过具有气体冷却器41的气体处理装置40被冷却及除尘，进行无害化后向大气放出。

碳化炉30可进行最适合碳化的多种温度设定，并且可对设定的温度进行阶段性的升温加热。根据该碳化炉30，例如能够预先将内部加热室32升温加热至200℃并维持一定时间，将废弃汽车20搬进其中后，在无氧状态下升温加热至350～400℃并维持一定时间，进一步地在此之后，升温加热至600℃左右并维持一定时间。如此，通过对内部加热室32进行温度控制，可得到由各种内外装材料23、22产生的碳化物12。

由于在该碳化炉30中从约200℃开始进行多次、阶段性加热，因此能够无关热塑性、热固性等而将各种内外装材料23、22碳化。例如，后述的EPDM(Ethylene PropyleneDiene Monomer，三元乙丙橡胶)的碳化条件被设为，碳化温度为约500℃，维持时间为约1小时。

通过在这样的阶段性的温度下的加热，能够将多种树脂材料以各自的碳化温度进行碳化。此外，即使是热分解，根据加热温度不同，有时树脂材料中的一部分产生气体却不碳化而是熔融，因此需要进行不突然在高温下进行加热等温度控制。特别地，对于涂装22a，期望以不会熔化而从车体21的表面流下的方式使其碳化，从而维持为使碳化物12被固定在渔礁外廓部11的表面的状态。

车体21的涂装22a中例如使用了丙烯酸树脂、聚氨酯树脂，有时也进一步涂装了多层种类不同的物质，但均能够通过阶段性加热而碳化。

若作为内装材料23的窗框和方向盘中使用了EPDM，则将这些树脂材料阶段性地加热至每种树脂的碳化温度来进行碳化即可。另外，根据试验，EPDM的收获率约为48％。

作为内外装材料23、22中使用的树脂，包含丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、PET、EPDM、PA、PP、PE、醇酸树脂、氯化聚烯烃树脂、有机硅树脂、环氧树脂、AS树脂、ABS树脂、聚氯乙烯等。

只要在碳化炉30中进行阶段性的升温控制，从而可以基于以上那样的各种合成树脂得到大量碳化物12即可，例如在200～600℃的范围内进行升温控制即可。

另外，可以将废弃汽车20搬进内部加热室32，从常温开始进行加热处理，但由于若存在废弃汽车20则高温化需要时间，因此期望在中空的状态下进行事先加热。例如，预先通过燃烧器等将碳化炉30内加热至100～200℃左右，之后再将废弃汽车20搬进碳化炉30内，则能够进行更高效的加热处理。

此外，也可以构成为能够将通过热分解而与碳化物12一起生成的干馏气体用作热能。具体而言，只要将干馏气体再利用于能够将干馏气体转换为电的斯特林发动机或微型燃气轮机即可。通过对干馏气体的这样的利用，还能够降低热分解处理的运行成本。

当然，也能够将产生的干馏气体油化而生成成品油。即，能够实现化学回收(将合成树脂还原成石油)。这些成品油能够用于柴油发动机、往复式发动机、旋转式发动机等内燃机的燃料或其他机械燃料、锅炉燃料、发电等。

通过像这样对废弃汽车20进行加热处理，可如上所述地形成人工渔礁10。此外，由于加热处理是热分解处理，因此能够抑制二氧化碳的产生。也可以使通过热分解处理产生的二氧化碳与氢反应来生成甲烷气体或甲醇。通过这样做，能够对甲烷气体等有用的物质进行分离回收，并且能够减少二氧化碳的排放。

此外，在由前述的分批式的碳化炉30进行的人工渔礁10的形成完成之前，包括碳化炉30为中空的状态下的事先的准备加热在内，到碳化为止的加热处理需要3～5小时，用于人工渔礁10的取出的冷却处理需要1～2小时。即，碳化炉30运转的1个循环需要较长时间。

由于像这样到人工渔礁10的形成为止的1个循环为较长时间，因此也可以通过图5～图7中例示的那样的系统和方法而高效地利用碳化炉30来形成人工渔礁10。这些系统均具备以时间差对多个废弃汽车20进行加热处理的碳化设备55，并对各个以时间差实施的加热处理连续地实施冷却处理。

在图5所示的人工渔礁形成系统50中，碳化设备55中设置有多个碳化炉30，包含锅炉42(参照图2等)及过热水蒸气产生装置(未图示)的热源45被设为多个碳化炉30的共通设备51。作为共通设备51，如图5所示，也可以包含热源45以外的气体处理装置40等周边装置。

图5的例子为，多个碳化炉30以在设置于平面上的导轨52上循环移动的方式设置在热源45的周围。在图中的位置A、A1、A2，碳化炉30连接至热源45，在位置B，碳化炉30进行(基于放置的)冷却处理，在位置C，进行人工渔礁10的取出与取出后的碳化炉30的事先加热，在位置D，进行新的废弃汽车20的搬进。

例如，若设为使碳化炉30在各位置停留约1小时，则对每1辆废弃汽车20，在位置A、A1、A2进行合计3小时的加热处理，在位置B进行约1小时的冷却处理，在位置C进行约1小时的准备加热。

根据这样的人工渔礁形成系统50，即使在人工渔礁10的形成的1个循环需要较长时间的情况下，也能够高效地使碳化设备55运转，能够进行人工渔礁10的连续形成，从而实现高效化。此外，通过错开时间运转碳化炉30，能够使气体始终产生，能够持续实施将气体作为热能运用。

此外，作为人工渔礁形成系统50，也可以是具有图6所示的碳化设备55的系统。该碳化设备55被设为塔式的循环式碳化炉，能够将多个废弃汽车20以可循环移动的方式收纳于其内部。另外，热源45等共通设备51设置在可与内部加热室32连接的适当的位置即可。

在碳化设备55的内部，将沿上下方向排列有多个废弃汽车载置部57的空间在横向上排列2列，并进一步在上下端部各设置1个废弃汽车载置部57，它们进行旋转循环。上下方向的2个空间的一方具有加热区域E，另一方具有冷却区域F。加热区域D中能够收纳6辆废弃汽车20，并与二次燃烧室33连通。冷却区域F中处于收纳有通过加热处理形成的6辆废弃汽车20(人工渔礁10)的状态。

加热区域E与冷却区域F通过隔热壁56隔开，冷却区域F通过设置于外壁的通气通路取入来自外部的空气而高效地进行空气冷却。

废弃汽车载置部57可以是与废弃汽车20独立对应的碳化炉30，也可以是将废弃汽车20在露出状态下装载的吊板(gondola)。在前者的情况下，在加热区域E中，将碳化炉30与热源45连接并进行加热处理，在后者的情况下，将碳化设备55设为巨大的碳化炉30，在其加热区域E内对多个废弃汽车20进行加热处理。

在图6所示的人工渔礁形成系统50中，被搬进到搬进位置H的废弃汽车20向右转地旋转移动，在加热区域E旋转同时逐渐被加热处理，通过加热处理形成的人工渔礁10向上方旋转移动，进一步地向右边的冷却区域F移动同时逐渐被冷却，到达搬出位置G，从那里被搬出。

例如，若设为使废弃汽车载置部57在规定位置停留1小时，则在加热区域E对每1辆废弃汽车20进行合计6小时的加热处理，经过之后的7小时的冷却处理后，作为人工渔礁10而搬出。

根据该人工渔礁形成系统50，与图5的系统同样地，能够进行人工渔礁10的连续形成，从而实现高效化。此外，能够使气体始终产生，能够持续实施将气体作为热能运用。此外，由于碳化设备55为塔式，因此可以不使用宽阔的用地来形成大量的人工渔礁10。

此外，由于图6所示的碳化设备55在加热区域与冷却区域之间配置有隔热壁56，因此能够在狭窄的纵长空间排列加热区域与冷却区域。

另外，图6那样的循环式碳化炉(碳化设备55)可以设为可在平面上进行循环移动。

图5、图6的系统中的冷却处理可以是使用了热交换装置58(参照图7)的基于水冷、空气冷却处理进行的冷却处理。图7所示的人工渔礁形成系统50具备3台碳化炉30，并进一步具备热源45与热交换装置58作为共通设备51。

在图7的人工渔礁形成系统50中，在1台碳化炉30中通过加热处理而处于碳化中的情况下，在通过加热处理进行的碳化处理结束并形成了人工渔礁10的另一个碳化炉30中，能够使用热交换装置58对炉内进行冷却，并在又一碳化炉30中进行搬进废弃汽车20前的事先加热。

像这样，对3台碳化炉30将时间错开的同时对每1台循环地执行事先加热处理、碳化加热处理、冷却处理，因此能够高效地利用多个碳化炉30，能够实现人工渔礁10的高效生产。

附图标记说明

10 人工渔礁

11 渔礁外廓部

12 碳化物

13 开裂

20 废弃汽车

21 车体

22 外装材料

22a 涂装

22b 灯罩

23 内装材料

24 轮胎

25 玻璃

30 碳化炉

30a 密闭门

30b 载置部

30c 框部

31 台车

32 内部加热室

33 二次燃烧室

34 气流通路

35 排气筒

40 气体处理装置

41 气体冷却器

42 锅炉

45 热源

50 人工渔礁形成系统

51 共通设备

52 导轨

55 碳化设备

56 隔热壁

57 废弃汽车载置部

58 热交换装置。