(57)【要約】      （修正有）【課題】池の水質を改善するための池の浄化装置を提供する。【解決手段】池の深層部に位置する取水口５と、この取水口５からポンプＰまで接続される吸い込みライン３と、ポンプＰから供給された水（薬液）を池の全体にわたって均一に供給するための供給管４と、この供給管４から池に向かって一定の間隔毎に分岐接続された多数の接続管９と、この接続管９の先端に接続され、中央部が大気と連通された吸気管が接続されたベンチュリーノズルと、により構成され、このベンチュリーノズルから池水を噴射させ、噴射させた池水が取水口５に迅速に還流するようにしてポンプＰから供給された水を池の内部に噴射することにより池の溶存酸素を増大させるようにした池の浄化装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ（Ｐ）から供給された水を池の内部に噴射することにより池の溶存酸素量を増大させるための池の浄化装置において、
池の深層部に位置している取水口（５）と、前記取水口からポンプ（Ｐ）まで接続される吸込ライン（３）と、前記ポンプ（Ｐ）から供給された水（薬液）を池の全体に亘って均一に供給するための供給管（４）と、前記供給管から池に向かって一定の間隔ごとに分岐接続された多数の接続管（９）と、前記接続管の先端に接続され、中央部が大気と連通された吸気管（６）が接続されたベンチューリノズル（７）と、により構成され、これを介して池水を噴射させて、究極的に噴射された水が取水口（５）に迅速に再還流することを特徴とする池の浄化装置。
【請求項２】
ベンチューリノズル（７）のノズル途中部に接続された吸気管（６）の先端部が大気に露出されるように一定の間隔ごとに多数設けられ、多量の酸素を別途の動力装置無しに自動的に池に注入・供給することを特徴とする請求項１に記載の池の浄化装置。
【請求項３】
水の水質管理に役立つガス（Ｏ２、Ｏ３など）及び液体（ｐＨ調節剤、殺藻剤、光合成遮断剤、凝集剤、微生物製剤など）を池に供給するための別途の薬液注入装置（８）を備えるが、前記薬液注入装置は、供給管（４）と並列に接続された分岐管（８１）と、前記分岐管の途中部に接続されたベンチューリ管（８２）と、ガス発生装置または水質浄化剤貯蔵タンク（８４）から前記ベンチューリ管の途中部に接続された吸込管（８３）と、により構成されて、別途の動力装置を設けることなく簡単で且つ自動的に池に前記ガス及び液体を注入・供給することを特徴とする請求項１に記載の池の浄化装置。
【請求項４】
前記接続管（９）が供給管（４）よりも低めに設けられて溶解度を１００％成し遂げることにより、溶解処理の効率性を極大化させることを特徴とする請求項１に記載の池の浄化装置。
【請求項５】
前記接続管（９）が供給管（４）よりも高めに接続されるが、前記ノズル接続管（９）の端部（９１）は、接続個所から水（薬液）供給管（４）の内側の下端部に長く接続されて常に供給管（４）の内部の液体（４１）中に位置するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の池の浄化装置。
【請求項６】
前記薬液供給管（４）の前部には、接続管（９）及びベンチューリノズル（７）が結合されていない 溶解部 (４４）がガスを水と混合するのに足りる長さに形成され、その後方には、接続管（９）及びベンチューリノズル（７）が結合された排出部（４５）が一体に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の池の浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、池の水質を改善するための池の浄化装置に係り、さらに詳しくは、池水の循環・還流効率を高めると共に、水質管理に役立つガス（Ｏ２、Ｏ３など）が注入し易く、池の溶存酸素量を大幅に増やして水を汚す有機物を酸化させることにより、藻類の生成を抑え、悪臭の原因となる嫌気性バクテリアの発生を抑えて池の水質管理がなお一層効率よく行われるようにした池の浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
池に生息する藻類や池の水草は１次生産者に属し、これらは光線、水、そして水に溶存する窒素やリンなどに依存して増殖する。このため、池に流れ込まれるいかなる水（雨水、灌漑水、排水など）であるにせよ、藻類が必要とする栄養素を含んでおり、肥料残留物、土壌粒子、そして空気（大気中の窒素ガスは池水に溶け込んで硝酸塩に変わる。）を介しても栄養素が供給されるため、池には常に藻類の栄養素が豊富であり、且つ、その供給源も無限であり、しかも、その量も莫大である。
【０００３】
例えば、雨水中に含有されている単なる０．０５ＰＰＭのリンさえあれば、池においては藻類の生息が可能であるだけではなく、池中の沈殿物そのものが藻類の立派な栄養素となる。これらの栄養塩類を酸化させるのに足りる量の酸素が供給されなければ、池の富栄養化が激しくなり、藻類が繁殖し過ぎる緑藻現象を引き起こし、これによる溶存酸素量の枯渇により藻類が窒息死してしまい、その死体がさらに汚染源となる。
【０００４】
これらが水中に沈降すると、好気性の微生物により相当量が分解されるが、微生物はこの分解過程で酸素を必要とし、この酸素のほとんどを水中で得ることになる。もし、水が溜まっている場合、水中の酸素は微生物の分解の進行に伴って一層不足する結果となる。酸素が不足する場合、微生物の分解が遅れるが故に濁度が高くなり、栄養素は水中に再放出されるため、これらはさらに藻類の繁殖、生長、消滅過程などの悪循環を招いてしまうのである。
【０００５】
酸素が十分で且つ持続的に供給されると、好気性の微生物は効率よく有機物質を分解させて池水を浄化させることができるのに対し、酸素がない、あるいは不足している環境になると、嫌気性微生物が急増して、これらが有機物を分解する過程で硫化水素やメタンガスなどを生じさせて、池の悪臭を発生させる。
【０００６】
このため、池や小さな湖に貯留された水は、流動しない場合には澱みによる自浄能力が極めて弱化するが、ベンチューリノズルを介して大気中の空気と水を噴射すると、池水が空気と接触できる面積が数百倍ないし数千倍以上に大きくなって、空気中の酸素との接触面積がその分大きくなり、その結果、溶存酸素量が増大する。
【０００７】
図１０は、従来の技術による池の浄化装置を説明するための平面図であって、池に噴水または曝気装置を多数台設けて池が汚染されることを予防するための方法を示している。これは、酸素の供給のための別途の機器が必要になり、酸素の供給率が極めて制限されざるを得ないほか、池の屈曲が激しい場合、線影部分などの循環の死角地帯ができてしまうという問題点がある。
【０００８】
さらに、水質管理に役立つ液体を注入する場合には、薬液貯蔵タンク、定量ポンプ、注入具（ＫＩＴ）及びコントローラーなどが必要となり、ガスを注入する場合には、通常、ガスを溶解させるための処理槽や、散気管などの付随装置が必要になる。また、処理槽を設けない場合には、別途の溶解タンクが求められる。さらに、附帯施設に対する設置コストと運転コスト及びメンテナンスコストが高いという問題点があるだけではなく、単一の設備では液体とガスを一緒に処理することができないため、水質管理に役立つＯ２、Ｏ３などのガスとｐＨ調節剤、殺藻剤、光合成遮断剤、凝集剤、微生物製剤などの液体を一緒に注入するとき、それぞれの装置を別々に設ける必要があるという問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記の問題点を解消するためのものであり、池が容易に汚染・腐敗することを防ぎ、しかも、これらのメンテナンスコストも大幅に節減することができる池の浄化装置を提供することをその主たる目的としている。
【００１０】
また、水（薬液）にガスを注入するときのガスの損失を極力抑え、ガスと液体の両方を単一の設備により供給可能にして、設置コストやメンテナンスコストを大幅に節減できるようにしている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明においては、第一に、ポンプ（陸上及び水中ポンプが共に使用可能）及び取水口と吸込ラインを介して池の深層水を取り入れ、池の周縁部に沿って循環管（池の外部及び池の内部共に設置可能）を配管した後、この循環ラインに一定の間隔を隔てて設けられたベンチューリノズルを介して池の表面下約２０〜３０ｃｍの個所から噴射する方法により池水を循環させて表層水（高温、酸素飽和状態）と 深層水（低温、無酸素状態）を混ぜ合わせることにより、池の深層部の嫌気性バクテリアの増殖を抑える総合的な還流を形成して循環効果を極大化させている。
【００１２】
第二に、池の周りに沿って設けられた循環管路の上にベンチューリノズルを一定の間隔を隔てて多数設けることにより、たとえ、池の形状が様々であり、しかも屈曲の激しい部分があるとしても、死角地域無しに、池水が全体を通じて還流されるように誘導して、循環効果を一層高めている。
【００１３】
第三に、噴射ノズルとしてはベンチューリノズルを用いることにより、別途の動力無しに空気中の酸素が自動的に池水に溶解するようにして、動力コストを大幅に節減させ、さらに、ベンチューリノズルの特性上、空気が微細に放出されて酸素の転移効率が高められ、その結果、溶存酸素量を極大化させている。
【００１４】
第四に、簡単な 薬液注入装置（ベンチューリノズル）を設けて、池浄化剤及び有効ガスの投入に際して別途の動力無しにも供給量及び混合比を自動的に調節させることにより、池の浄化管理の効率性と利便性を大幅に改善している。
【００１５】
第五に、ベンチューリノズルの接続管を循環管路の上部に接続するが、循環管路の内部に長く延設して常に液体中に存在させ、ガスが液体に溶解されない限り、ベンチューリノズルを介して外へ抜け出ないようにして、注入されたガスの全量溶解、全量利用を図っている。
【００１６】
最後に、循環ポンプの仕様、循環管路の長さ及び管径、ベンチューリノズルの構造及び配置間隔、配置数量とその他の附帯施設の設置基準を池の規模及び池水質別に最適な条件に定量化することにより、設置コストを画期的に節減可能にしている。
【００１７】
このように、本発明は、池に湛水される水中の溶存酸素量を既存よりも大幅に増やして、生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ：Biochemical Oxygen Demand）や化学的酸素要求量（ＣＯＤ：Chemical Oxygen Demand）を格段に低めることにより、池の汚染源となる水中の藻類や有機物質を酸化・殺菌させ、その結果、池の浄化に大いに寄与することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、供給管を池の周縁部に沿って配管し、緑藻類の主たる発生地域である池の浅い部分までも水を還流させて溶存酸素量を高めに構成することにより、浄化効果が極めて高く、水質管理に役立つガスを別途の処理槽を設けることなく、供給管を用いるようにして溶解が行われるようにしている。
【００１９】
また、本発明は、構造が簡単であり、且つ、設置コストが安価であるほか、池の水を効率よく浄化することができ、常に清潔で且つきれいな池を保持することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付図面に基づき、本発明の好適な実施の形態による池の浄化装置の動作及び作用効果を説明する。
【００２１】
本発明による池の浄化装置は、図１から図３に示すように、大きく、取水口、吸込部、ポンプ、供給管の部分により構成されている。池の最深層部に位置している取水口５と、前記取水口からポンプＰまで接続される吸込ライン３、ポンプ設備、そして前記ポンプＰから供給された水（薬液）を池の全体に亘って均一に供給するための供給管４と、前記供給管から一定の間隔ごとに池に向かって分岐接続された多数の接続管９と、前記接続管の先端に接続され、中央部が大気と連通されて吸気管６が接続されたベンチューリノズル７と、により構成され、これを介して水が池の周縁部から中央部に向かって噴射され、矢印の方向に池の水が全体的に還流することになる。
【００２２】
前記供給管４には一定の間隔を隔てて多数の接続管９が分岐され、それぞれの接続管の末端部には、一定の高さだけ水面の外へ露出される吸気管６を持つベンチューリノズル７が設けられる。前記吸気管を介して空気中の酸素が自動的に吸い込まれ、このときに生じる水圧と大気圧との圧力差により流れ込んだ酸素は超微細な気泡の状態に変わって水中に注入されて溶解される。これにより、通常の噴水または曝気システムと比較したとき、酸素転移効能が数百〜数千倍に高くなり、その結果、池水の全体が酸素飽和状態となる。
【００２３】
一方、池の深層部の水を取り入れて多数のベンチューリノズル７を介して池表面下約２０〜３０ｃｍの個所から噴射することにより、池内の水は水平にだけではなく、上下にも流動する攪拌効果により総合的な還流が行われ、池の周縁部の水は速やかに深層部の取水口に循環することになる。このような循環方式は、池の低温深層水と高温表面水との間の水温差を無くす役割を果たすだけではなく、溶存酸素量が豊富で且つ好気性バクテリアの生息密度が高い表面水を、無酸素状態で且つ嫌気性バクテリアの生息密度が高い深層部に供給し続けることにより、嫌気性及び好気性バクテリアの繁殖を抑え、その結果、池の浄化が効率よく行われる。
【００２４】
また、本発明は、池の管理に際し、ガス（Ｏ２、Ｏ３）と液体（微生物培養液、その他の池浄化剤）を用いる必要がある場合、これらを別途の動力無しに簡単で且つ自動的に供給管４に注入できるように、ベンチューリ管の原理を用いた別途の薬液注入装置８をポンプＰの吐出口と供給管４との間に接続している。これにより、従来のように、顆粒状の投入剤の散布方式よりも時間とコストなどを大幅に低減することができる。
【００２５】
前記供給管４は、池の周縁部に沿って長く配管されるため、全体的には池の形状と類似なものとして構成され、前記ポンプＰは、供給管の終端に接続されているベンチューリノズル７においても、水（薬液）を噴き出すのに足りる圧力を形成するように設計される必要がある。
【００２６】
取水口５は、池の深層水を取り入れ易く、池の最深層部（深層部）に設けられるが、ベンチューリノズル７の出口が池の中心を向かうようにして、ベンチューリノズル７に接続される吸気管６の先端部が大気に露出されるように設けられることが好ましい。
【００２７】
図４は、本発明の一部の構成要素であるベンチューリノズルのみを示す拡大図であり、ベンチューリノズル７は、途中部の断面積が出入口の断面積よりも小さく形成されているため、前記ベンチューリノズル７を通過する流体は途中部において流速が高くなり、ベルヌーイの原理により圧力が大気圧以下に低下する。このため、大気中の酸素が吸気管６を通ってベンチューリノズル７の内部に流れ込み、水圧により接続管９から供給された水（薬液）と共に池に噴き出される。
【００２８】
図５は、従来の技術による配管の接続構造を示し、図６は、本発明による配管接続構造の第２の実施の形態を示す側面図であり、そして図７は、本発明による配管接続構造の第３の実施の形態を示す側面図である。
【００２９】
先ず、図５に示すように、接続管９が供給管４よりも高めに接続されている場合、水（薬液）に液体さえ混入されていれば大した問題は起こらないが、図示の実施の形態でのように、液体４１とガス４２が上下部に分かれる場合には、ガス４２が接続管９の上方に位置することになるため、水（薬液）に溶解されない状態で放出される可能性は高い。この場合には、水（薬液）にＯ２、Ｏ３などの水質管理に役立つガスを含めることになるが、これは、有効ガスの無駄使いを来たし、その結果、浄化効果を大きく期待できなくなるという問題点がある。
【００３０】
これに対し、図６に示すように、接続管９が水（薬液）供給管４よりも低めに接続されている場合、水（薬液）に液体とガスが一緒に混入されている場合であっても、液体４１が接続管９の下方に位置することになるため、ガス４２は、水（薬液）に溶解されない状態では放出されない。このため、図６の実施の形態の方が図５の実施の形態に比べて、水（薬液）に含まれているガスを無駄使いにしなくなり、なお一層経済的で且つ効率的な方法となる。
【００３１】
ところが、池の浄化装置の配管を接続するに際して、先ず、供給管４を池の周縁部２に沿って配管した後、多数のノズル接続管９を前記供給管に互いに一定の間隔を隔てて接続するが、図６に示すように、接続管が水（薬液）供給管よりも低めに位置している場合には、前記接続管を供給管の下方で接続しなければならないため、作業に不便が生じ、しかも、能率的でもないという問題点がある。このような問題点を改善するために、図７においては、前記接続管９が供給管４よりも高めに接続されるが、前記接続管の端部９１を供給管の内側の下端部まで長く接続して供給管の内部の液体４１中に常に位置するように構成すると、作業が容易になり、しかも、一層効率よい浄化が行われる。
【００３２】
前記供給管４の上部にはキャップ９２が結合され、これを介してノズル接続管９が嵌合され、これらの接続部の周りには供給管４の内部の液体４１、ガス４２が外部に漏れないように十分に密封する必要がある。
【００３３】
図８は、池の浄化装置における薬液注入装置の作動説明図であり、本発明においては、供給管４に沿って池に還流する水の水質管理に役立つ微生物培養液及び薬液（池浄化剤など）を自動的に注入するように構成された別途の薬液注入装置８を備える。
【００３４】
前記薬液注入装置８は、図８に示すように、供給管４に並列に接続され、これにより、薬液注入装置８から自動的に供給される水（薬液）が供給管を介して池に一定に供給可能になる。すなわち、薬液注入装置８の分岐管８１は供給管と並列に接続され、前記分岐管８１の途中部には、ガス発生装置または水質浄化剤貯蔵タンク８４から接続された薬液注入装置吸込管８３がその途中に接続されているベンチューリ管８２に接続される。
【００３５】
このため、ポンプＰの圧力により取水口５を介して流れ込んだ水が供給管４を通過すると、分岐管８１は、前記供給管に並列に接続されているため、一部の水は前記分岐管８１に流れ込む。分岐管８１に流れ込んだ水は、ベンチューリ管８２を通過するが、前記ベンチューリ管８２の途中にガス発生装置または水質浄化剤貯蔵タンク８４から接続された吸込管８３が接続されているため、ベルヌーイの原理により前記吸込管８３を介して供給された流体はベンチューリ管８２の内部に流れ込み、このようにしてベンチューリ管８２の内部に供給された流体は、分岐管８１に流れ込んだ水と混合されながら、供給管４を介して池に供給され続く。
【００３６】
水（薬液）に水質管理に役立つガス（Ｏ２、Ｏ３など）のみを含めたい場合には、符号８４がガス発生装置に相当し、水（薬液）に水質管理に役立つ液体（ｐＨ調節剤、殺藻剤、光合成遮断剤、凝集剤、微生物製剤など）のみを含めたい場合には、符号８４が水質浄化剤貯蔵タンクに相当する。また、水（薬液）にガスと液体の両方を含めたい場合には、符号８４がガス発生装置と水質浄化剤貯蔵タンクの両方に相当する。この薬液注入装置８は構造が簡単であり、施工費、運転費及びメンテナンス費が安価であるほか、ガス及び液体の注入を単一の設備で行えるというメリットがある。
【００３７】
水（薬液）に水質管理に役立つガスを含めて供給したい場合、このガスが水に十分に溶解（混合）された状態で池に供給するためには、ガスと水を混ぜ合わせるための過程が求められるが、本発明においては、図９に示す方法によりこれを解消している。
【００３８】
前記供給管４の前部には、接続管９及びベンチューリノズル７無し溶解部４４がガスと水と混ぜ合わせるのに足りる長さに形成され、その後方には接続管９及びベンチューリノズル７付き排出部４５が一体に接続される。
【００３９】
供給管４は、配管の端部が閉塞されている密閉空間であり、溶解部４４が一種の溶解処理槽の役割を果たすことから、処理槽や高価な溶解タンクがなくても完璧に溶解処理が行えるというメリットがある。
【００４０】
図示の例においては、供給管４が池の周縁部に沿って配管され、管径、ポンプ圧力、使用ガスの種類によって供給管の溶解部４４と排出部４５との長さの割合を任意に調節することができる。
【００４１】
このように構成された本発明の池の浄化装置は、池が濁った場合に動作するが、このとき、池の濁った水はポンプＰにより取水口５とポンプを介して供給管４に流れ込んだ後、接続管９とベンチューリノズル７を介して池に高圧にて噴射される。
【００４２】
これを所定の時間以上動作させると、水面上に露出された吸気管６を介して流れ込む空気が前記ベンチューリノズル７を通過するときに生じる気圧差により吸い込まれた後、微細な気泡の状態で水中に溶解される。これにより、通常の噴水システムと比較したとき、酸素の伝達効率が１２〜２０倍ほど高い溶存酸素量を保持することが可能になる。
【００４３】
このように、本発明は、溶存酸素量を大幅に高めて生化学的な酸素要求量（ＢＯＤ）と化学的な酸素要求量（ＣＯＤ）を低下することにより、池の汚染源となる藻類や有機物質をいずれも酸化させることができ、嫌気性バクテリアやウイルスまでも殺菌、消毒するというメリットがある。
【００４４】
さらに、池の周縁部、すなわち、境界部に沿って設けられる供給管４は屈曲が激しく、浅い部分までも設置し易くて池の深層の低温水を噴射するので、水温層をなくし、溶存酸素量が豊富な水が新たに供給されるに伴って有機物が酸化され、藻類などの栄養分が遮断されて池水の浄化作用が行われ続く。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１の実施の形態を説明するための平面図。
【図２】本発明の第１の実施の形態を説明するための側面図。
【図３】本発明による配管接続構造の第１の実施の形態を示す側面図。
【図４】本発明の一要部となるベンチューリノズルのみを拡大して示す側断面図。
【図５】従来の技術による配管接続構造を示す側面図。
【図６】本発明による配管接続構造の第２の実施の形態を示す側面図。
【図７】本発明による配管接続構造の第３の実施の形態を示す側面図。
【図８】池の浄化装置における水（薬液）注入装置の作動説明図。
【図９】本発明の第の２実施の形態を説明するための平面図。
【図１０】従来の技術による池の浄化装置を説明するための平面図。
【符号の説明】
【００４６】
１    池（また水槽および貯水池）または池水
２    池の周縁ライン
３    吸込ライン
４    水（薬液）供給管
５    取水口
６    吸気管
７    ベンチューリノズル
８    薬液注入装置
９    接続管
４１    液体
４２    ガス
４４    溶解部
４５    排出部
８１    分岐管
８２    ベンチューリ管
８３    薬液注入装置吸込管
８４    ガス発生装置または水質浄化剤貯蔵タンク
９１    端部
９２    キャップ
【図１】
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【図２】
2008036508.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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