(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮空気導入部の上に吸水部を配し、さらにその上に散気部を設け、圧縮空気導入部には圧縮空気導入管を設け、吸水部は横方向からと下方向から水が導入されるようにし、さらに散気部にはスパイラルガイドを配設し、圧縮空気導入部の上面と散気部の下面の間に形成された吸水部の中心部には水が通過する開口を設け、吸水部の周辺は開放し、開口と周辺の間には中心部の開口に向けて水が周辺から流入するように、整流板を中心部の開口に向って適宜間隔を置いて設け、整流板間に圧縮空気分配管の先端を中心部の開口に向けて取付けた渦流式散気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主としてダムや湖沼など、水質浄化のために水中に空気を噴出させて水を循環させる散気装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、閉鎖海域や、湖沼の水質改善を目的とした散気装置によるばっ気循環が行われている。
散気装置の作用は、散気装置から出る気泡の上昇により生じる連続した上昇流を駆動力として、湖沼等の全体の水を混合循環させて温度躍層の発達を抑え、深層の貧酸素化を防止したり、底泥からのリンの溶出による水質の悪化を解消させるものである。また、同時に藻類を光の到達しない深層に移送させることにより藻類、特にアオコ等の藍藻類の増殖を抑制するものである。
【０００３】
従来の散気装置は、円周状に配置した複数のノズルから圧縮空気を真上に噴出させて空気によって水を連行しながら浮上させているので、空気はノズルの上方にのみ上昇している。上昇流を発生させて水を循環させるという観点からは、空気をできるだけ広い範囲にわたって上昇させることが好ましく、従来の散気装置はエネルギー効率が良くなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
簡単な散気装置によって気泡が上昇する面積を拡大し、効率よく水を循環させることができる装置を得ることをその課題とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、圧縮空気導入部の上に吸水部を配し、さらにその上に散気部を設け、圧縮空気導入部には圧縮空気導入管を設け、吸水部は横方向からと下方向から水が導入されるようにし、さらに散気部にはスパイラルガイドを配し、圧縮空気導入部の上面と散気部の下面の間に形成された吸水部の中心部には水が通過する開口を設け、吸水部の周辺は開放し、開口と周辺の間には中心部の開口に向けて水が周辺から流入するように、整流板を中心部の開口に向って適宜間隔を置いて設け、整流板間に圧縮空気分配管の先端を中心部の開口に向けて取付けた渦流式散気装置からなる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の渦流式散気装置は、上下方向に３段の部分から構成され、その最下部には圧縮空気導入部１、その上には吸水部２、そして最上部には散気部３からなる。そしてそれらの各部は次のごとき構成からなる。
最下部の圧縮空気導入部１には圧縮空気導入管４が設けてあり、その圧縮空気導入管４は装置の中心部に導入され、そこから圧縮空気分配管５が上部の吸水部２に向かって分散配置されている。
【０００７】
次に圧縮空気導入部１の上方に設けた吸水部２には、多数の整流板６が図４に示すように吸水部２の全周にわたって均等に曲線状に配置されており、それらの各整流板６により形成された各空間内に前述の圧空分配管５の先端部が突出し、それらの先端部は夫々中心方向に向かって曲げられており、先端にはノズル２０が取付けられている。
【０００８】
また、この吸水部２の底部中央には水が上方に吸引され、導入される開口７が穿設されている。
ついで最上部の散気部３には、その外周に複数の部屋に区切られた浮力体８が設置され、その上方にはバルブ９が取付けられて空気の導入、排出を適宜行うようにしている。
【０００９】
また浮力体８の側面には連通孔１０が多数穿設され、水の浮力体８への流入・排出が可能のようにできている。そして浮力体８の内側にはスパイラルガイド１１が中心体１２の側面に多数均等に取付けされ、その先端側は浮力体８の内壁に固定している。中心体１２の下端を逆円錐体とすれば、水の上昇抵抗を減じるのに効果的である。
【００１０】
また浮力体８およびスパイラルガイド１１の上方は外部に開放状態となっている。なお、浮力体８は、本発明の渦流式散気装置の設置や移動をより容易にするためのものであるので、圧縮空気により水を効率よく循環混合させるという機能には直接関係がないので、散気部に浮力体を設けずに、単に筒状部材を設けてもよい。
【００１１】
以上が本発明の渦流式散気装置の構成であり、次にその作用について以下説明する。
本発明の渦流式散気装置を設置する際には、まず浮力体８にバルブ９を通して空気を入れ、その中の水を浮力体８に設けた連通孔１０から排出させることにより水上に浮上させて所定位置まで運び、次いで浮力体８内の空気を排出しながら連通孔１０から水を浮力体８内に導入することにより水中の適当位置まで降下させる。
【００１２】
次いで適当位置に係留するために、水底に位置させた重錘に連結したロープの他端を該渦流式散気装置に連結し、上方への移動をそれらのロープにより抑止し、一方それらのロープを張設するために該渦流式散気装置にバルーン等の浮力発生体を取付けたり、又は浮力体８内への空気量を増加させて積極的に浮力を生じさせること等により渦流式散気装置を上方に常に引張られる状態にして定位置に係留するようにする。
【００１３】
浮力体８を設けない場合は、揚重機を有する船舶で渦流式散気装置を所定位置まで運び、次いで揚重機により水中の適当位置まで吊り降ろし、水底に位置させた重錘に連結したロープの他端を該散気装置に連結し、該散気装置にバルーン等の浮力発生体を取付けることにより設置する。
さて、本発明の散気装置による水の循環混合を行う場合には、先ず圧縮空気を圧縮空気導入管４に導入し、その圧縮空気は圧縮空気分配管５を経由して吸水部２に導出される。
【００１４】
そこで圧縮空気分配管５の先端のノズル２０は中心方向に曲げて向けているから圧空の噴出により、気泡が発生し、気泡は中心部付近で上昇し始めるので、周辺の水は整流板６に沿って周囲から中心方向に向けて導入される。
それと同時に当然ながら開口７を通って下方の水も上方に運ばれることになる。したがって吸水部２では水は横方向からと下方から同時に吸引されて上方に運ばれることになる。
【００１５】
次に、上方、即ち散気部３に上昇した気泡は、スパイラルガイド１１に至り、スパイラルガイド１１に沿って斜め上方に水面方向に向かって渦流状に上昇することになる。この場合スパイラルガイド１１を使用したから気泡がスパイラルガイド１１から斜め上方に噴出し、噴出される気泡の面積が広がり上昇流を発生させる面積を広げることができる。
【００１６】
さらに、スパイラルガイド１１を固設している中心体１２を特に設けたために、一般には中心部分の上方ではどうしても上昇する気泡がオーバーラップして上昇流を発生させる効率が悪かったところ、この中心体１２の存在により渦流式散気装置の上方では上記のごとく上昇する気泡のオーバーラップ現象が殆ど生じず、丁度平行的に万遍なく気泡が上昇して効率よい散気現象を生ずるようにすることができ、そのように中心体１２の直径等を設計することができるのである。また浮力体８の中を複数の部屋に仕切ることにより、浮力の微細変更を可能にすることができる。
【００１７】
【発明の効果】
▲１▼．本発明の散気装置は、圧縮空気導入部、吸水部および散気部を下から上に順次配列したことにより、全体としてコンパクトに作ることができ、かつこの配列によって効率的に上昇流を発生させることができる。
▲２▼．本発明の渦流式散気装置は、気泡の上昇に伴い上昇する水の取り入れをその全周と下方から立体的に行うようにしたので、装置への水の流入面積を大きく、かつ多方面とすることができ、水の取り入れ量を大きくでき、しかも水の流入抵抗を大きく低減することができる。
▲３▼．スパイラルガイドを固設した中心体によって気泡の上方でのオーバーラップを防止するように適宜の直径とすることができ、さらに中心体を逆円錐体とすることにより水の上昇抵抗を減少させることができる。
【００１８】
また中心体の上部に例えば筒等を設けることにより、スパイラルガイドにより気泡を水平方向により広く吐出させ、水の上昇流量を大きくすることができる。
▲４▼．散気部には、浮力体とスパイラルガイドと中心体を夫々外側から順次配列し、それら三者を一体的に固設し、中心体は上昇気泡の上方でのオーバーラップ防止を可能とし、スパイラルガイドは上昇気泡を拡散して面積を大きくすると共に渦流の発生を可能とすることができる。さらに浮力体はその中に空気をいれて浮力を増大し、水をいれることにより浮力を減少させることが自由にできる。
【００１９】
このようにそれらの各効果を有する浮力体、スパイラルガイドおよび中心体の三者をスパイラルガイドを介して一体化し、それらをコンパクトに、かつ設
置体積が最小で三者の効果を充分に奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の渦流式散気装置の一部断面斜視図である。
【図２】本発明の渦流式散気装置を斜め下方から見た斜視図である。
【図３】本発明の渦流式散気装置を斜め上方から見た斜視図である。
【図４】図５のＡ−Ａ断面平面図である。
【図５】本発明の渦流式散気装置の縦断面図である。
【図６】本発明の圧縮空気導入管と圧縮空気分配管の配置状態図である。
【符号の説明】
１      圧縮空気導入部          ２      吸水部
３      散気部                  ４      圧縮空気導入管
６      整流板                  ８      浮力体
１１      スパイラルガイド      １２      中心体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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