(57)【要約】【目的】浄化対象水域の全域に酸素を効率よく供給でき、浄化効果を飛躍的に高めることのできる、曝気装置を提供する。【構成】水中ポンプを駆動すると、吸水口から水中ポンプ内に取り込まれた水が、吐水口から気水混合ノズル２４を通して水中に噴射される。このとき、噴射ノズル２８の内部は負圧となるため、吐水管２６の外周面と噴射ノズル２８の内周面との間に確保された空隙４２内の空気は、空隙４２の全周から噴射ノズル２８の内部へ吸引され、そこを流れる水に効率よく混入される。【選択図】　　　　　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
浄化対象水域の水中に設置される曝気装置であって、
吸水口と吐水口とを有する水中ポンプ、および
前記水中ポンプの前記吐水口に接続された吐水管と、一方端部に前記吐水管の吐水側端部が挿入された噴射ノズルと、前記吐水管の外周面と前記噴射ノズルの内周面との間に確保され、前記噴射ノズルの内部空間に連通された環状の空隙と、前記空隙に空気を供給する給気路とを有する気水混合ノズルを備える、曝気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、富栄養化（リンや窒素等の過剰供給）された池や湖を短期間で浄化するための曝気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、わが国の池や湖の多くは、生活廃水や工場廃水の流入、鯉や野鳥の餌等によって恒常的に富栄養化状態となっており、アオコや藍藻が大量に発生して景観が著しく損なわれている。また、アオコや藍藻の異常発生は、魚類を窒息死させたり、悪臭を発生させたりする原因となっている。
【０００３】
そこで、従来では、噴水や散水によって浄化対象水域の水中に酸素を供給し、土着の好気性微生物を活性化させて食物連鎖による自浄化作用を促進させるようにしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、噴水や散水による従来の浄化方法では、浄化対象水域の全域に酸素を十分に行き渡らせることが困難であった。また、水に対する酸素の供給効率が悪いため、特に、アオコや藍藻が発生し易い浅瀬では、十分な効果を得ることができなかった。
【０００５】
それゆえに、この発明の主たる目的は、浄化対象水域の全域に酸素を効率よく供給でき、浄化効果を飛躍的に高めることのできる、曝気装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載した発明は、「浄化対象水域の水中に設置される曝気装置１０であって、吸水口と吐水口とを有する水中ポンプ１４、および水中ポンプ１４の吐水口に接続された吐水管２６と、一方端部に吐水管２６の吐水側端部が挿入された噴射ノズル２８と、吐水管２６の外周面と噴射ノズル２８の内周面との間に確保され、噴射ノズル２８の内部空間に連通された環状の空隙４２と、空隙４２に空気を供給する給気路３０ｅとを有する気水混合ノズル２４を備える、曝気装置１０」である。
【０００７】
この発明において、水中ポンプ１４を駆動すると、吸水口から水中ポンプ１４内に取り込まれた水が、吐水口から気水混合ノズル２４を通して水中に噴射される。このとき、噴射ノズル２８の内部は負圧となるため、吐水管２６の外周面と噴射ノズル２８の内周面との間に確保された空隙４２内の空気は、空隙４２の全周から噴射ノズル２８の内部へ吸引され、そこを流れる水に混入される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１および図２を参照して、この発明が適用された曝気装置１０は、図２からよくわかるように、湖や池等の浄化対象水域の水中に設置されるものであり、特に、３０〜５０ｃｍ程度の浅瀬に適するものである。
【０００９】
曝気装置１０（図１，図２）は、パンチングメタル等のような多数の孔１２ａを有する板材からなる箱状のハウジング１２を含み、ハウジング１２の内部には、水中ポンプ１４が収容され、ハウジング１２の上面中央部には、給気管１６が取り付けられ、ハウジング１２の底部には、防泥トレー１８が装着される。なお、この実施例では、ハウジング１２の高さが２０ｃｍ、横幅が４０ｃｍ、奥行きが５０ｃｍに設定される。
【００１０】
水中ポンプ１４（図２）は、吸水口と吐水口とを有するポンプハウジング１４ａを含み、ポンプハウジング１４ａの内部には、図示しないインペラ，ロータおよびステータ等が収容される。そして、ポンプハウジング１４ａの吸水口には、導水管２０が接続され、吐水口には、接続管２２を介して気水混合ノズル２４が接続される。
【００１１】
気水混合ノズル２４は、図３に示すように、水中ポンプ１４の吐水口に接続管２２を介して接続される吐水管２６と、吐水管２６の先端部に接続される噴射ノズル２８とによって構成される。
【００１２】
吐水管２６は、管状の本体部３０を含み、本体部２８の一方端部には、外周面に雄ねじ３２ａを有する管状の雄ねじ部３２が一体的に形成され、他方端部には、噴射ノズル２８の一方端部に挿入される挿入管３４が一体的に形成される。また、本体部３０の一方端部の外周面には、スパナ等のような工具が係止される係止部３０ａが形成され、他方端部の外周面には、雄ねじ３０ｂが形成される。
【００１３】
さらに、本体部３０の他方端部の外面には、内周面に雌ねじ３０ｃを有する接続穴３０ｄが形成され、本体部３０の他方端部の端面と接続穴３０ｄの内面とが「給気路」としての給気孔３０ｅを介して連通される。給気孔３０ｅは、本体部３０の端面に向かうにつれて中心に近づくように本体部３０の軸に対して傾斜して形成される。
【００１４】
なお、本体部３０，雄ねじ部３２および挿入管３４のそれぞれは中心部に孔を有するが、これらの孔は互いに連通されて通水路３６を構成する。
【００１５】
噴射ノズル２８は、両端部がテーパ状に拡径された本体部３８を含み、本体部３８の一方端部には、雌ねじ４０ａを有する袋ナット部４０が形成される。そして、噴射ノズル２８の一方端部に吐水管２６の吐水側端部すなわち挿入管３４が挿入され、噴射ノズル２８（袋ナット部４０）の雌ねじ４０ａが吐出管２６の雄ねじ３０ｂに螺合される。
【００１６】
吐水管２６と噴射ノズル２８とを接続した状態において、吐水管２６（挿入管３４）の外周面と噴射ノズル２８の内周面との間には、噴射ノズル２８の内部空間と連通する環状の空隙４２が構成され、この空隙４２と接続穴３０ｄとが給気孔３０ｅを介して連通される。
【００１７】
給気管１６（図１，図２）は、アルミニウム等のような金属からなる本管４４を含み、本管４４の途中には、トルマリン等のようなマイナスイオン発生物質が収容されたイオン発生管４６が設けられる。そして、給気管１６の下端部と気水混合ノズル２４の接続穴３０ｄ（図３）とが可撓性の給気管４８を介して連通され、給気管１６の上端部と図示しないブロワ（送風機）とが可撓性の給気管５０を介して連通される。
【００１８】
防泥トレー１８（図１，図２）は、湖底の泥等が水中ポンプ１４に吸入されるのを防止するためのものであり、ハウジング１２の底面よりもやや大きく形成された底板１８ａと、底板１８ａの周縁部から立ち上げられた側板１８ｂとによって構成される。「側板１８ｂの高さ」および「ハウジング１２の側面から側板１８ｂまでの距離」は、「導水管２０へ向かう水の流れを阻害することなく、泥等の吸入を防止する」という観点から設定され、この実施例では、前者が１０ｃｍ程度に設定され、後者が５ｃｍ程度に設定される。
【００１９】
曝気装置１０を用いて浄化対象水域の水を浄化する際には、図２に示すように、鎖等のような吊下具５２を用いて曝気装置１０を水中に吊下げる。そして、水中モータ１４およびブロワの図示しない電源コードを電源に接続し、水中ポンプ１４およびブロワの駆動スイッチを入れる。すると、導水管２０および吸水口から水中ポンプ１４内に水が取り込まれ、この水が吐水口から気水混合ノズル２４を通して浄化対象水域の水中へ勢いよく噴射される。また、ブロワによって圧送された空気がイオン発生管４６においてマイナスイオンを取り込んだ後、空隙４２の全周から噴射ノズル２８内へ供給され、そこを流れる水に混入される。
【００２０】
噴射ノズル２８に水が高速で流されると、噴射ノズル２８の内部には負圧が生じるため、空隙４２内の空気は、ブロワによる圧送と負圧による吸引とによって高速で流されることとなり、この過程で空気の圧力が高められる。したがって、この高圧空気が噴射ノズル２８内の水に混入されるときには、ミクロン単位の微細気泡となり、空気中の酸素が水中に効率よく溶け込まされる。
【００２１】
この実施例によれば、気水混合ノズル２４において、水に対して空気を効率よく混合させることができる。また、空気を含んだ水を噴射ノズル２８から勢いよく噴射させることができるので、浄化対象水域の広い範囲に空気を一気に送り込むことができるとともに、浄化対象水域に水の対流を起こさせることができる。また、イオン発生管４６から空気に対してマイナスイオンを供給するようにしているので、このマイナスイオンによっても好気性微生物を活性化させることができる。したがって、水に対する酸素の供給効率を高めることができ、生物循環による浄化効果を飛躍的に高めることができる。
【００２２】
なお、上述の実施例では、水中ポンプ１４の吐水口に１つの気水混合ノズル２４を接続した場合を示したが、吐水口に接続する気水混合ノズル２４の数は２つ以上であってもよい。たとえば、気水混合ノズル２４を２つ接続する場合には、図４に示すような分岐接続管５４および分岐給気管５６が用いられ、吐水口から吐出された水が分岐接続管５４を通して気水混合ノズル２４に与えられ、給気管１６および４８等によって導かれた空気が分岐給気管５６を通して気水混合ノズル２４に与えられる。
【００２３】
また、上述の実施例では、給気管１６の上端部に可撓性の給気管５０を介してブロワ（送風機）を接続した場合を示したが、このブロワは必ずしも必要ではなく、噴射ノズル２８内に生じた負圧のみによって空気を取り込むようにしてもよい。
【００２４】
【発明の効果】
この発明によれば、噴射ノズル内で水に空気を効率よく混入させることができ、空気を含んだ水を噴射ノズルから勢いよく噴射させることができるので、浄化対象水域の広い範囲に空気を一気に送り込むことができる。また、吐水管の外周面と噴射ノズルの内周面との間に確保された環状の空隙から噴射ノズル内の水に対して空気を効率よく供給することができる。
【００２５】
したがって、水に対する酸素の供給効率を高めることができ、生物循環による浄化効果を飛躍的に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示す斜視図である。
【図２】図１実施例の使用状態を示す断面図である。
【図３】気水混合ノズルを示す断面図である。
【図４】この発明の他の実施例を示す図である。
【符号の説明】
１０…　曝気装置
１２…　ハウジング
１４…　水中ポンプ
１６…　給気管
１８…　防泥トレー
２０…　導水管
２２…　接続管
２４…　気水混合ノズル
２６…　吐水管
２８…　噴射ノズル
３４…　挿入管
４２…　空隙
４６…　イオン発生管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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