(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
海、湖沼、河川、ダム、堀を含む環境中に存在する水をポンプで汲み上げ、汲み上げた水と酸素等の気体を混合して溶解タンクに注入し、溶解タンク内で気体溶解を行い、気体溶解水を水中に排出する気体溶解装置において、
取水口は水面に平行に３６０度の範囲に自由に気体溶解水を取水できる形状を有し第１の取水配管を介して任意の水域から水を取り込む取水部と、
吐出口は水面に平行に３６０度の範囲に自由に気体溶解水を放出できる形状を有し前記取水部と同一の形状を有して気体溶解水を第１の吐出配管を介して任意の水域に排出する吐出部と、
前記吐出部と前記ポンプの吸込側とを連結する第２の取水配管と、
前記溶解タンクからの排出部と前記取水部とを連結する第２の吐出配管と、
前記第１の取水配管および第１の吐出配管と前記第２の取水配管および第２の吐出配管を選択的に導通させる管路切換え手段と
を具備したことを特徴とする気体溶解装置。
【請求項２】
前記管路切換え手段は、各配管中に挿入された弁であることを特徴とする請求項１記載の気体溶解装置。
【請求項３】
前記管路切換えは気体溶解装置の運転状態を監視することにより行うことを特徴とする請求項１乃至２記載の気体溶解装置。
【請求項４】
前記気体溶解装置の運転状況とは、前記ポンプの吸込圧力（負圧）及び／又は吐出流量及び／又は前記溶解タンク内の圧力であることを特徴とする請求項３記載の気体溶解装置。
【請求項５】
前記管路切換えを定期的に行うことを特徴とする請求項１乃至２記載の気体溶解装置。
【請求項６】
前記管路切換えを装置起動の度に行うことを特徴とする請求項１乃至５記載の気体溶解装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湖沼などの水を汲み上げ、この水に酸素等の気体を溶解させた後、また元の水域に戻すような気体溶解装置に関し、詳しくは、装置が運転中にビニール袋などの浮遊物を吸い込み、管路を閉塞させて運転が停止してしまった場合にも、この閉塞を自動的に解消することのできる気体溶解装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
海（港湾）、湖沼、河川、ダム、堀等には生活排水や産業排水等が流入しており、こうした排水中には有機物、栄養塩類が含まれる。これらの一部は水底に沈降して有機汚泥となる。
水中の微生物はこれらを分解するために水中の溶存酸素を消費するので、底層の水への酸素供給が消費量より少ないと貧酸素状態になってしまう。
【０００３】
底層水が貧酸素状態に陥ると、底泥中の有機物は嫌気分解され、硫化物やメタンガス等の生物にとって有害な物質が生成される。
また、底泥が酸素不足になると底泥中の栄養素が溶出し易くなり、水中の栄養塩濃度を高め、アオコの発生や赤潮を引き起こすなど、環境悪化の原因となる。
【０００４】
図３は、従来の気体溶解装置の一例を示す構成図である。気体溶解装置は、海（港湾）、湖沼、河川、ダム、堀等の水底の貧酸素状態を改善するために、貧酸素状態になっている湖沼・河川等の底層の水を汲み上げ、その水に酸素等の気体を溶かし込んで溶存酸素濃度を上昇させ、この酸素溶解水を密度（水温や塩分）が同じ元の水域に戻している。
【０００５】
図において、気体溶解装置は、底層の水を吸い上げるポンプ３と、この水と気体とを混合し、気体の溶解を促進させる溶解タンク１を備えた構成になっている。
【０００６】
又、ポンプ３の吐出側には、汲み上げた水に空気、酸素、オゾン等の気体を注入する気体調節弁２３が備えられ、水に混合する気体の量を制御している。溶解タンク１の上部には、水に溶解しなかった気体を大気中に排出するための大気開放弁２４を備えている。
【０００７】
このような構成からなる気体溶解装置において、先ず、ポンプ３により逆止弁２１を介して水を吸引すると同時に、ポンプ３の吐出側に備えた気体調節弁２３を通じて酸素等の気体を注入する。また、この水は溶解タンク１内に噴出される。溶解タンク１内では、気体の溶解が促進される。溶解の進んだ水（気体溶解水）は、溶解タンク１の下部に設けられた調節弁２２を介して、吐出部５２から元の水底に排出される。
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−１６１１７４号公報
【特許文献２】特開２００４−１８８２６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記のような気体溶解装置においては、ビニール袋などの浮遊物が取水部に吸込まれると、取水部に絡まり、運転停止の原因となってしまう。閉塞浮遊物は、装置が停止すると、取水部から離れ、装置が稼動可能となることもあるが、多くの場合はそのまま取水部から離れることはなく、手作業による浮遊物の取り外しを行わなければならないという問題がある。
【００１０】
本発明は、上記のような従来装置の欠点をなくし、取水部に浮遊物を吸い込んだ場合にも、手作業ではなく自動で閉塞浮遊物を取り除き、装置を再稼動することができる気体溶解装置を実現することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記のような目的を達成するために、本発明の請求項１では、
海、湖沼、河川、ダム、堀を含む環境中に存在する水をポンプで汲み上げ、汲み上げた水と酸素等の気体を混合して溶解タンクに注入し、溶解タンク内で気体溶解を行い、気体溶解水を水中に排出する気体溶解装置において、取水口は水面に平行に３６０度の範囲に自由に気体溶解水を取水できる形状を有し第１の取水配管を介して任意の水域から水を取り込む取水部と、吐出口は水面に平行に３６０度の範囲に自由に気体溶解水を放出できる形状を有し前記取水部と同一の形状を有して気体溶解水を第１の吐出配管を介して任意の水域に排出する吐出部と、前記吐出部と前記ポンプの吸込側とを連結する第２の取水配管と、前記溶解タンクからの排出部と前記取水部とを連結する第２の吐出配管と、前記第１の取水配管および第１の吐出配管と前記第２の取水配管および第２の吐出配管を選択的に導通させる管路切換え手段とを具備したことを特徴とする気体溶解装置。
【００１２】
請求項２では、請求項１の気体溶解装置において、前記管路切換え手段は、各配管中に挿入された弁であることを特徴とする。
【００１４】
請求項３では、請求項１から２の気体溶解装置において、前記管路切換えは気体溶解装置の運転状態を監視することにより行うことを特徴とする。
【００１５】
請求項４では、請求項３の気体溶解装置において、前記気体溶解装置の運転状況とは、前記ポンプの吸込圧力（負圧）及び／又は吐出流量及び／又は前記溶解タンク内の圧力であることを特徴とする。
【００１６】
請求項５では、請求項１から２の気体溶解装置において、前記管路切換えを定期的に行うことを特徴とする。
【００１７】
請求項６では、請求項１から５の気体溶解装置において、前記管路切換えを装置起動の度に行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
このように、本発明の気体溶解装置は、管路を選択的に切り換えて取水部及び吐出部における水の流れを反転させることができるので、取水部に浮遊物を吸込んだ場合にも、管路を切り換えることにより、取水部側から水を吐出させ、その水勢により取水部にまとわりついている浮遊物を外すことできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を用いて、本発明の気体溶解装置を説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１は、本発明の気体溶解装置の一実施例を示す構成図である。図において、前記図３と同様のものは同一符号を付して示す。
図１に示すように、気体溶解装置において、先ず、気体溶解装置の配管は、ポンプ３の吸込側と取水部５１とを連結し任意の水域から水を取り込む第１の取水配管４と、吐出部５２とポンプ３の吸込側とを連結する第２の取水配管５と、溶解タンク１からの排出部と吐出部５２とを連結し気体溶解水を任意の水域に排出する第１の吐出配管６と、溶解タンク１からの排出部と取水部５１とを連結する第２の吐出配管７の構成になっている。
また、図１に示すように、第１の取水配管４には弁２６が挿入され、第１の吐出配管６には弁２７が挿入され、第２の取水配管５には弁２８が挿入され、第２の吐出配管７には弁２９が挿入されている。
【００２１】
各配管中に挿入された弁２６〜２９は、前記第１の取水配管４および第１の吐出配管６と前記第２の取水配管５および第２の吐出配管７を選択的に導通させる管路切換え手段を構成している。
【００２２】
気体溶解装置において、ポンプ３の吐出側には気体調節弁２３が設けられて、溶解タンク１に送り込む気体の量を制御できる構成になっている。
ポンプ３が水面上にある場合、ポンプ３が停止した際にポンプ３内の水が重力により抜け、次回起動時に呼び水操作が必要となる。ポンプ３の吸込み側に設けられた逆止弁２１は、ポンプ３内の水が抜けることを防ぐためのものである。
又、溶解タンク１の下部位置には、溶解した水を排出する調節弁２２が設けられて、排出する気体溶解水の量を制御できる構成になっている。更に、溶解タンク１の気体が溜まる上部位置には、未溶解の気体を大気に開放する大気開放弁２４が設けられて、開放する気体の量を制御できる構成になっている。
【００２３】
溶解タンク１で気体が溶解された水は、調節弁２２によりその流量が制御され、第１の吐出配管６および吐出部５２を介して元の水域に戻される。
【００２４】
通常状態（取水部５１から水を吸込む場合）で、かつ、取水部５１に浮遊物が絡まっていない場合の管路は、第１の取水配管４および第１の吐出配管６を選択する。配管の選択に伴った各弁の状態は、弁２８と弁２９とを閉にし、弁２６と弁２７とを開とする。
【００２５】
すなわち、河川等の水は取水部５１および第１の取水配管４を介してポンプ３により汲み上げられ、溶解タンク１から得られる気体溶解水は、第１の吐出配管６および吐出部５２を介して元の水域に戻される。
【００２６】
次に、気体溶解装置において、取水部５１に浮遊物が絡まった場合には、第１の取水配管４および第１の吐出配管６に代えて、第２の取水配管５および第２の吐出配管７を選択する。
【００２７】
各弁の状態は、弁２６と弁２７とが閉となり、弁２８と弁２９とが開となる。
【００２８】
すなわち、河川等の水は吐出部５２および第２の取水配管５を介してポンプ３により汲み上げられ、溶解タンク１から得られる気体溶解水は、第２の吐出配管７および取水部５１を介して元の水域に戻される。このような動作を行うことによって、気体溶解水を取水部５１から吐出させ、その水勢により、取水部５１に絡まった浮遊物を取り除くことができる。
【００２９】
取水部５１に絡まった浮遊物を取り除いた後、気体溶解装置は、管路を第２の取水配管５から第１の取水配管４に、および第２の吐出配管７から第１の吐出配管６に切り換え、前記通常状態に復帰させる。
【００３０】
ここで、気体溶解装置の安全のために、配管を切り換える場合には、まず全ての弁を開とし、次に遮断する配管中の弁を閉とする。例えば、上記の場合には、弁２８、弁２９を開にし、その後、弁２６、弁２７を閉とする。
【００３１】
気体溶解装置において、ポンプ３の吸引側の圧力（負圧）が増大すること、あるいは、吐出部５２から吐出量が減少すること、あるいは、溶解タンク１内の圧力が減少することの中で少なくとも１つの状態を検知すれば、取水部５１に浮遊物が絡まっていることを検知することができる。つまり、管路切換えは、気体溶解装置の運転状態を監視することにより行う。
【００３２】
また、気体溶解装置において、ポンプ３の吸込み側に逆止弁２１を挿入しているが、ポンプ３を水中に設置した場合には、ポンプ３の吸込側に空気が取り込まれることがないため、逆止弁２１は必要がなくなる。
【実施例２】
【００３３】
図２は、本発明の気体溶解装置の他の実施例を示す構成図である。図において、前記図１および図３と同様のものは同一符号を付して示す。図に示す例は、図１における取水部５１と吐出部５２とが同じ形状を有する出入部５３ａ、５３ｂにより構成されたものである。
【００３４】
通常状態（出入部５３ａから水を吸込む場合）で、かつ、出入部５３ａに浮遊物が絡まった場合の管路は、出入部５３ａと出入部５３ｂの機能を入れ換えるため、第２の取水配管５および第２の吐出配管７を選択する。配管の設定に伴った各弁の設定は、弁２６と弁２７とを閉にし、弁２８と弁２９とを開とする。
【００３５】
すなわち、河川等の水は出入部５３ｂおよび第２の取水配管５を介してポンプ３により汲み上げられ、溶解タンク１から得られる気体溶解水は、第２の吐出配管７および出入部５３ａを介して元の水域に戻される。
【００３６】
更に、出入部５３ａおよび出入部５３ｂの口は、３６０度の範囲に自由に気体溶解水を放出できる形状である。
【００３７】
気体溶解装置は、出入部５３ａと出入部５３ｂの形を同じにした状態で、浮遊物が出入部５３ａに絡みついた場合、配管を切り換えることで、浮遊物を取り除くことができる。出入部５３ａの浮遊物を取り除いた後も、出入部５３ｂが取水部として機能し出入部５３ａが吐出部として機能するため、出入部５３ａ、５３ｂの機能を戻すことなく連続して動作させることが出来る。
【００３８】
また、出入部５３ｂが取水部として機能し出入部５３ａが吐出部として機能している状態において、再度、浮遊物が出入部５３ｂに絡みついた場合には、浮遊物が出入部５３ａに絡まった場合と同様に、配管を切り換える。
【００３９】
すなわち、河川等の水は出入部５３ａおよび第１の取水配管４を介してポンプ３により汲み上げられ、溶解タンク１から得られる気体溶解水は、第１の吐出配管６および出入部５３ｂを介して元の水域に戻される。出入部５３ｂに絡まった浮遊物を除去し、除去後も気体溶解装置は停止することなく連続して動作することが出来る。
【００４０】
また、ビニール袋等より小さな浮遊物が出入部５３ａに絡みつき、出入部５３ａが完全に塞がらない状態で水が流れている場合にも、配管を切り換えることで、浮遊物を取り除くことができる。
【００４１】
このように、出入部５３ａや出入部５３ｂに浮遊物が完全に詰まる前の状態の場合でも、浮遊物を取り除くことができるため、気体溶解装置の定期的な予防動作をすることが出来る。
【００４２】
また、管路切換えを気体溶解装置の起動の度に行うことによって、起動以前に出入部５３ａや出入部５３ｂに浮遊物が詰まった状態、あるいは、完全に詰まる前の状態の場合でも、浮遊物を取り除くことができるため、気体溶解装置の定期的な予防動作をすることが出来る。
更に出入部５３ａ、５３ｂに浮遊物が絡まっていることを検知する機構を持たなくとも、浮遊物の絡み付きによる停止が発生した場合に、自動的に流路を切り換えて起動すれば、浮遊物を取り除くことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１は本発明の気体溶解装置の一実施例を示す構成図。
【図２】図２は本発明の気体溶解装置の他の実施例を示す構成図。
【図３】図３は従来の気体溶解装置の一例を示す構成図。
【符号の説明】
【００４４】
１        溶解タンク
３        ポンプ
４        第１の取水配管
５        第２の取水配管
６        第１の吐出配管
７        第２の吐出配管
２１      逆止弁
２２      調節弁
２３      気体調節弁
２４      大気開放弁  
２６      弁
２７      弁
２８      弁
２９      弁
５１      取水部
５２      吐出部
５３ａ    出入部
５３ｂ    出入部
【図１】
0005018295.tif 000002
【図２】
0005018295.tif 000003
【図３】
0005018295.tif 000004