(57)【要約】【課題】閉鎖水域において水やヘドロを処理して水質浄化する方法や装置は提案されてきた。その中で、浮遊式で表層の酸素を比較的多く含んだ水を下層に送る水流を発生させ循環流により水質を浄化する装置等も提案されている。しかしながら、閉鎖水域においては浮遊するゴミ等の浮遊物が多く、装置が閉塞したり、その結果停止や破損することが多かった。これを解決し、安定した長時間稼働が可能な装置が求められていた。【解決手段】水面に浮遊し、表層の水を下層に送る水流により循環流を生じさせることで水質を浄化する装置において、強力な下降水流と空気の混合流体を発生させる駆動をエジェクターポンプにより行うことを特徴とする水質浄化装置を提案するものである。【選択図】図１
2012240040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紡錘形の形状の浮体の構造であって、該浮体には喫水線より下の水取り入れ口、及び喫水線より上の空気取り入れ口が設置され、防水密閉された浮体内部にエジェクターに高圧の水流を供給するポンプとそれに連結された吸引力を生じるエジェクター、エジェクターの吸引部には先の空気取り入れ口からの配管が連結され、さらにエジェクター吐出部に下方にシャフトが連結された構造であることを特徴とした浮遊式水質浄化装置。
【請求項２】
浮遊式水質浄化装置であって、浮体の直径が６０〜２００ｃｍの範囲、浮体内部に設置したエジェクターの注入部の口径が直径５０〜１６０ｍｍの範囲、ノズル部の口径が直径１０〜４０ｍｍの範囲、エジェクター駆動用のポンプの吐出量が２０００〜２０００Ｌ／時間であることを特徴とした浮遊式水質浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】      本発明は、閉鎖系水域におけるヘドロ等の堆積物や水中の有機系汚染物に対して、表層の酸素を多く含んだ水を深層部に対して連続的に供給し、循環流を形成させ常在微生物により水質を浄化させる装置に関する。
さらに具体的には、水面に浮遊し、例えば湖沼、河口域、ダム、貯水池、溜池、養殖場などの閉鎖性水域の淡水又は海水の浄化を図る浮遊式水質浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  湖沼、ダム、養殖場などの閉鎖性水域では、水の流れが殆どなく、酸素が十分に水中特に水底側に供給されず、アオコの発生やヘドロ等が蓄積し易くなる。このため、例えば、曝気装置、攪拌装置、酸素供給ポンプなどを使用して、水中に酸素を供給して水の浄化を図る技術が知られており、一部実用化されている。（例えば特許文献１及び２）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−４７７９４号公報
【特許文献２】特開２０１１−１１０９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  しかしながら、従来の曝気装置、攪拌装置、酸素供給ポンプなどの装置を用いて、閉鎖性水域の水中に空気又は酸素を供給して水の浄化を図る技術においては、装置の構造が複雑で、エネルギー消費が大きく、さらに継続的なメンテナンスが必要でその結果多大なコストがかかる等の問題があった。【０００５】  また、特許文献１に示された技術は、浮遊式で漏斗状の下部に設けられたシャフトにプロペラを備えたもので昇降流水路を形成し水底部に酸素を供給し、水質を浄化するシステムであり一定の効果があった。しかしながら、閉鎖水系においては水中や上層部にゴミ及び浮遊物等があり、プロペラに絡まり停止や破損等の多大なメンテナンスを要するという問題点があった。【０００６】  本発明は、前述の課題に鑑みその課題を解決すべく鋭意検討し、エジェクター式のジェットポンプ駆動により水取り入れ口から取り入れた水の急激な下降水流を発生させ、浮遊体上部からの空気を吸引同伴させて下部への大量で急速な空気を含む下降水流を起こすことを特徴とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  本発明は、水面上に浮遊させる上部側が拡がった漏斗状の浮体の構造で、該浮体には下方にシャフトを接続する。漏斗状の浮体の上部に設置したポンプ駆動により水流を発生させ、エジェクター部に供給し、その際に発生した吸引力を用いて空気を浮体上部より取り込んだ水とともに大量で強力な下降流を形成させる。その結果上部の比較的酸素濃度の高い水と空気とを水底部に連続的に供給することができる。また、水流の駆動部は水中に設置したプロペラではなく上部に設置したエジェクター式のジェットポンプ駆動であるため浮遊物やゴミ等が絡まったり詰まることを低減でき装置が停止することもない。【０００８】  本装置は基本的に浮遊式で自由に移動するが、通常は、基点より係留ロープによって陸上の基点に連結支持して用いる。また電源供給は装置上部に設置する太陽光発電又はケーブルによる外部電源を用いてもよい。
【発明の効果】
【０００９】  本発明によるポンプ駆動の下降水流発生水質浄化装置によれば、下降流シャフトを通じて水面上部の比較的酸素を多く含んだ水と空気を水中下部に送り込むことができる。下降流に対応して上昇流が生じることにより酸素を殆ど含んでいない水中下層の水を水面上に送り出して空気中の酸素を吸収させる循環流を形成させることができる。これによって、微生物に酸素を供給し閉鎖性水域における水の浄化を効率的に達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、浮遊式の水質浄化装置の側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】  以下、本発明をより具体的に説明する。ここで、図１は浮遊式水質浄化装置の側断面図である。
【００１２】  図１において、浮遊式水質浄化装置は、水面に浮遊して、酸素を多く含んだ水面及び上層水とエジェクターにより吸引した空気とを水中に供給して水の浄化を図る装置である。
【００１３】  図１に示した浮遊式水質浄化装置は、漏斗状の浮体１、浮体１に取付けられた降下水を誘導するシャフト４、シャフト４の上部に取付けられたエジェクター６、エジェクターに高圧水を供給するポンプ５、浮体１の周囲に設けられた水取り入れ口３と浮体に取付けられた空気取り入れ口２などから主に構成されている。
【００１４】  浮体１は、水面上に浮遊するもので、内部は空洞か、または、水より比重の小さい材料を充填されたもので漏斗状の逆円錐曲面の形状を有している。
浮体の大きさは、浄化する水域の対象面積とエジェクター駆動ポンプの容量や重量等により選択されるが、通常は直径で６０ｃｍ〜２００ｃｍである。
【００１５】  浮体１には下方向にシャフト４が取付けられている。シャフト４は漏斗状の浮体の中心の下部でエジェクターの吐出部に直結されている。シャフトの長さは、１〜２０ｍの範囲で調整することで水域の深度が２〜３０ｍの範囲まで対応できる。
【００１６】  エジェクターの上部に直結してエジェクターに吸引力をもたらすための高圧水を発生させるポンプが設置される。また、エジェクターの吸引部には空気取り入れ口に繋がったパイプが連結されている。
エジェクター駆動用のポンプの吐出容量は浮体の大きさに適合するものだが、通常は２０００〜２００００Ｌ／時間の範囲である。
エジェクターの口径は、通常、注入部の口径が直径５０ｍｍ〜１６０ｍｍでノズル部の口径が直径１０ｍｍ〜４０ｍｍの範囲である。
【００１７】  エジェクター駆動用のポンプは浮体の中で設置されているが、水面に設置する場合は喫水線以下になる。浮体は全体が防水処理をされており、水や海水などが進入することを防いでいる。ポンプを駆動する電力源として浮体上面に太陽電池が設置されている。また、陸上からケーブルにより外部電力を供給することも可能である。必要に応じてインバーター設備や蓄電池を設置してもよい。
【００１８】  本発明の浮遊式水質浄化装置は閉鎖系の水域内を自由に動き水質を浄化するものであるが、通常は基点から係留ロープによって繋がれている。
【００１９】  本発明の浮遊式水質浄化装置は、水域内に設置浮遊させて、供給電力によりエジェクター駆動ポンプにより強力な下降水流を発生させ下部に設置したエジェクターに減圧部を発生させる。エジェクターの吸引部分からは外部の空気が導入され水とあわされて酸素を多く含んだ流体として水域の底部に吐出される。装置外では上昇水流が起こり、酸素を多く含んだ上層の水を水中下層に供給する循環流水が浮遊式水質装置の周囲で生じ、常在微生物の活動を活発にし、閉鎖系の水域における水の浄化が効率的に達成される。
【産業上の利用可能性】
【００２０】  本発明の浮遊式水質浄化装置によれば、ダム、湖沼、養殖場等の閉鎖系水域における水質の悪化やヘドロの蓄積等を、自動的にかつ簡便に浄化することができる。
【符号の説明】
【００２１】１．浮体
２．空気取り入れ口
３．水取り入れ口
４．シャフト（下層への水流の導水管）
５．エジェクター駆動ポンプ
６．エジェクター部
【図１】
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