(57)【要約】【課題】  内筒の筒長を短くできる工夫をして、短くした筒長分だけ水位が低下するまで、エアレーション機能を発揮できるようにした深層曝気装置を提供する。【解決手段】  空気排出手段１０，１１を有する外筒２と、この外筒２内に嵌入される内筒３とが設けられて、エアレーションａの上昇流で内筒３内に吸水しながら上昇させる過程で酸素を水ｂに溶け込ませた後に、外部に排水させる深層曝気装置１において、内筒３内に、エアレーションａの上昇流路を延長させるらせん状体１７のような障壁部材が設けられている。【選択図】  図１
2005058954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気排出手段を有する外筒と、この外筒内に嵌入される内筒とが設けられて、エアレーションの上昇流で内筒内に吸水しながら上昇させる過程で酸素を水に溶け込ませた後に、外部に排水させる深層曝気装置において、
上記内筒内にエアレーションの上昇流路を延長させる障壁部材が設けられていることを特徴とする深層曝気装置。
【請求項２】
上記障壁部材は、上下方向のらせん状体で形成されている請求項１記載の深層曝気装置。
【請求項３】
上記障壁部材は、上下方向に互い違いとなる邪魔板で形成されている請求項１記載の深層曝気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、深層に最適な曝気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ダム湖等に設置されて、エアレーションにより表層の水を循環させる散気装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、ダム湖等の湖底に設置されて、エアレーションにより深層の水を循環させる深層曝気装置もある。
【０００４】
かかる深層曝気装置は、空気排出手段を有する外筒と、この外筒内に嵌入される内筒とが設けられて、エアレーションの上昇流で内筒内に吸水しながら上昇させる過程で水に酸素（特に重酸素、以下同じ。）を溶け込ませた後に、外部（深層）に排水させるものである。
【０００５】
ここで、深層は表層からの酸素の供給が絶たれて嫌気化して、リンが底泥から溶出して栄養塩の濃い水塊となる。この水塊は、風等の外力による湖内振動で湖岸帯に浮上して、表層の植物プランクトンの生産を支えて富栄養化現象を促進する。さらに嫌気化が進むと、湖底から鉄やマンガンが溶出し、硫化水素が発生などして、深層放流水が着色したり異臭が漂ったりして、ダム湖の下流側での障害となる。このように深層の嫌気化を予防するために、深層曝気装置によって、深層に酸素を供給する必要がある。
【特許文献１】特許第２５９０４２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、深層曝気装置では、内筒内で水に酸素を溶け込ませるための空気接触時間を確保するために、内筒の筒長を長くせざるを得なかった。
【０００７】
このために、ダム湖等の湖底から内筒の上端までの高さが高くなるから、内筒の上端よりもダム湖等の水位が低下すると、エアレーション機能を発揮できなくなるという問題があった。
【０００８】
また、内筒の上端よりも水深の浅いダム湖等には設置できないという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記問題を解消するためになされたもので、内筒の筒長を短くできる工夫をして、短くした筒長分だけ水位が低下するまで、エアレーション機能を発揮できるようにした深層曝気装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は、空気排出手段を有する外筒と、この外筒内に嵌入される内筒とが設けられて、エアレーションの上昇流で内筒内に吸水しながら上昇させる過程で酸素を水に溶け込ませた後に、外部に排水させる深層曝気装置において、
上記内筒内に、エアレーションの上昇流路を延長させる障壁部材が設けられていることを特徴とする深層曝気装置を提供するものである。
【００１１】
請求項２のように、上記障壁部材は、上下方向のらせん状体で形成されている構成とすることが好ましい。
【００１２】
請求項３のように、上記障壁部材は、上下方向に互い違いとなる邪魔板で形成されている構成とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、内筒内にエアレーションの上昇流路を延長させる障壁部材を設けたから、内筒の筒長を短くしても空気接触時間を確保できるようになる。
【００１４】
したがって、内筒の筒長を短くして、ダム湖等の湖底から内筒の上端までの高さを低くできるから、短くなった筒長分だけダム湖等の水位が低下するまで、エアレーション機能を発揮できるようになる。
【００１５】
これにより、短くなった筒長分だけ水深の浅いダム湖等にも設置できるようになる。
【００１６】
請求項２のように、障壁部材を上下方向のらせん状体で形成したり、請求項３のように、障壁部材を上下方向に互い違いとなる邪魔板で形成したりすれば、構造が簡単で故障も全く無く、かつコスト安に製造できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１に示すように、深層曝気装置１には、外筒２と内筒３とが設けられて、この内筒３は、上部分が下方から外筒２の内部に嵌入されて、スぺーサー部材４によって外筒２との間に下降流路５を形成した状態で、外筒２に固定されている。
【００１９】
上記外筒２の外周には複数段のフロート６が取付けられるとともに、上記内筒３の下部には、下向きコーン状部３ａが取付けられ、このコーン状部は３ａは、湖底に設置されたシンカー７にチェーン若しくはロープ８で連結されている。
【００２０】
そして、上記フロート６の浮力により、チェーン等８を連結長さだけ引っ張り上げた状態で、外筒２と内筒３とは、水中においてほぼ垂直状態で自立するようになる。
【００２１】
上記外筒２の頂部は半球状に形成されて、内筒３の上部蓋３ｂとの間に空気溜め室９が形成されるとともに、この空気溜め室９に下端が連結された空気排出パイプ１０の上端は、水面ＨＷＬに浮かぶフロート式空気抜き部材１１に連結されている（図５参照）。上記空気排出パイプ１０とフロート式空気抜き部材１１とは、空気排出手段を構成する。また、外筒２の下部外周囲には環状の排水開口部材１２が取付けられている。
【００２２】
上記内筒３は、図４（ｂ）に比較のために示した従来の深層曝気装置１´の内筒３´の筒長２Ｌの約１／２の筒長Ｌに設定されている。なお、図４（ａ）は、図４（ｂ）と同一縮尺とした実施例１の深層曝気装置１である。
【００２３】
上記内筒３の内部の上端部と下端部とに支持プレート１５がそれぞれ取付けられ、各支持プレート１５には、内筒３の中心に位置する芯棒１６の上下端部がそれぞれ固定され、この芯棒１６には、その全長に亘って上下方向のらせん状体（障壁部材）１７の内周が固定されている。このらせん状体１７の外周は、内筒３の内周に接触状態としている。
【００２４】
次に、実施例１の深層曝気装置１の作用を説明する。この深層曝気装置１は、図５に示すように、ダム湖等の深層に設置されていて、フロート式空気抜き部材１１は、空気排出パイプ１０を介して表層の水面ＨＷＬに浮かんでいる。
【００２５】
そして、ダム湖等の湖岸に設置されたコンプレッサー室から延びるホース１８を介してエアレーション用ノズル１９に空気が供給されると、このノズル１９で発生したエアレーション（曝気）ａがコーン状部３ａから内筒３の下端開口に供給されるようになる。
【００２６】
上記エアレーションａは、図１（ｃ）に矢印で示すように、内筒３の内部のらせん状体１７に沿って旋回しながら上昇し、このエアレーションａの上昇流で内筒３の下端開口から内筒３の内部に深層水ｂが吸水されて、エアレーションａとともに上昇するようになる。この内筒３とらせん状体１７とは、エアレーションａと深層水ｂの上昇流路を構成して、らせん状体１７は、エアレーションａの上昇流路を実質的に延長させるようになる。
【００２７】
この深層水ｂには、エアレーションａとともに上昇する過程で、エアレーションａの酸素が溶け込むようになる。
【００２８】
そして、内筒３の上部蓋３ｂとの間の上端開口から外筒２の内部に排出されたエアレーションａは、空気溜め室９に溜められて、空気排出パイプ１０を介してフロート式空気抜き部材１１から水面ＷＨＬ上に排出されるようになる。
【００２９】
一方、酸素が溶け込んだ深層水ｂは、エアレーションａとともに上端開口から外筒２の内部に排出されると、上昇流が下降流に反転して、内筒３との間の下降流路５を下降して排水開口部材１２から深層内に排水されるようになる。
【００３０】
この深層内に排水された深層水ｂは、図５に示したように、溶け込んだ酸素を深層に供給した後に、下端開口から内筒３の内部に吸水されるというサイクルを繰り返すようになる。
【００３１】
実施例１においては、内筒３内にエアレーションａの上昇流路を実質的に延長させる障壁部材であるらせん状体１７を設けているから、このらせん状体１７によって、内筒３の筒長Ｌを従来の深層曝気装置の内筒３´の筒長２Ｌの約１／２に短くしても空気接触時間を確保できるようになる。例えば、従来の内筒３´の筒長２Ｌが約１４ｍとすれば、実施例１の内の筒長Ｌは約７ｍとなる。
【００３２】
したがって、図４に示したように、ダム湖等の湖底から内筒３の上端までの高さＨは、ダム湖等の湖底から従来の内筒３´の上端までの高さ２Ｈと比較して、内筒３の筒長Ｌを短くした分だけ低くできるから、短くした筒長分だけダム湖等の水位ＬＷＬが低下するまで（上記数値例では約７ｍ）、エアレーション機能を発揮できるようになる。
【００３３】
これにより、短くなった筒長分だけ水深の浅いダム湖等にも設置できるようになる。
【００３４】
また、障壁部材を上下方向のらせん状体１７で形成しているから、構造が簡単で故障も全く無く、かつコスト安に製造できるようになる。
【実施例２】
【００３５】
図２は、実施例２の深層曝気装置１であって、実施例１との相違は、内筒３のらせん
状体１７に代えて、内筒３の一側内面と他側内面とに、上下方向に互い違いとなるように、切欠き２１ａを形成した邪魔板（障壁部材）２１を多段で固定したものである。
【００３６】
そして、上記エアレーションａと深層水ｂとは、図２（ｃ）に矢印で示すように、内筒３の邪魔板２１を避けながら切欠き２１ａを通って上昇するようになり、邪魔板２１は、エアレーションａの上昇流路を実質的に延長させるようになる。
【００３７】
なお、図２（ｄ）に示すように、内筒３は、円筒状ではなく、多角筒状であっても良い。
【００３８】
このように、障壁部材を上下方向に互い違いとなる邪魔板２１で形成すれば、構造が簡単で故障も全く無く、かつコスト安に製造できるようになる。
【実施例３】
【００３９】
図３は、実施例３の深層曝気装置１であって、実施例１との相違は、内筒３のらせん状体１７に代えて、内筒３の内部の芯棒１６に、内筒３よりも小径の円板状邪魔板２２を上下方向に一定の間隔を隔てて多段で固定するとともに、上下方向に隣り合う円板状邪魔板２２の間に位置する内筒３の内面に、円形の開口２３ａを形成したリング状邪魔板２３を多段で固定したものである。この円板状邪魔板２２とリング状邪魔板２３とは、上下方向に互い違いとなって障壁部材を構成する。
【００４０】
そして、上記エアレーションａと深層水ｂとは、図３（ｃ）に矢印で示すように、内筒３の邪魔板２２，２３を避けながら開口２３ａを通って上昇するようになり、邪魔板２２，２３は、エアレーションａの上昇流路を実質的に延長させるようになる。
【００４１】
なお、図３（ｄ）に示すように、内筒３は、円筒状ではなく、多角筒状であっても良い。
【００４２】
このように、障壁部材を上下方向に互い違いとなる邪魔板２２，２３で形成すれば、構造が簡単で故障も全く無く、かつコスト安に製造できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】実施例１の深層曝気装置であり、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線拡大断面図、（ｃ）は（ａ）の要部拡大図である。
【図２】実施例２の深層曝気装置であり、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線拡大断面図、（ｃ）は（ａ）の要部拡大図、（ｄ）は変形例の（ａ）の要部拡大図である。
【図３】実施例３の深層曝気装置であり、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線拡大断面図、（ｃ）は（ａ）の要部拡大図、（ｄ）は変形例の（ａ）の要部拡大図である。
【図４】実施例１の深層曝気装置と従来の深層曝気装置とを比較して示した側面断面図である。
【図５】実施例１の深層曝気装置と水位との関係を示す側面断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１      深層曝気装置
２      外筒
３      内筒（上昇流路）
９      空気溜め室
１０    空気排出パイプ（空気排出手段）
１１    空気抜き部材（空気排出手段）
１７    らせん状体（障壁部材）
１９    エアレーション用ノズル
２１〜２４  邪魔板（障壁部材）
ａ      エアレーション
ｂ      深層水
【図１】
2005058954.tif 000003
【図２】
2005058954.tif 000004
【図３】
2005058954.tif 000005
【図４】
2005058954.tif 000006
【図５】
2005058954.tif 000007