(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の放水ノズルと筒状のヘッドタンクとの間に、ヘッドタンクから放水ノズルに向けて絞り込む円錐状のレジューサーを有し、ヘッドタンクに排水管を偏心させて取り付けた、サイクロン型放水口。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
【０００２】
本発明は、サイクロン型放水口に関する。
【０００３】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、火力や原子力等による発電所から排出される温排水は、排水管の先端に取り付けた放水口から近隣海域に放水される。
【０００５】
従来、放水口として、単一ノズルタイプや、マルチノズルタイプのものが知られている。
【０００６】
単一ノズルタイプによる放水口は、円形の排水管の先端を沖合海域に設置し、該排水管の先端部分に取り付けたノズルから放水するものである。
【０００７】
この単一ノズルタイプの放水口を設置する際には、希釈混合効果を高め周囲海域への拡散影響範囲を極力縮小させるために、放水流速を出来るだけ速くすることが必要となる。
【０００８】
また、放出された温排水が海表面に達するまでの距離を得るために、放水を海底面の近傍に設置することが多い。
【０００９】
これらの理由により、特に砂地やシルト系地質の海底域では洗掘による海底地形の変形が生じ易くなる。
【００１０】
そのための対策として、一般的には、特に沖合方向に対し広範囲にわたる洗掘防止を目的として、コンクリートブロックや捨石による被覆工事または海底地盤の強度向上工事などが行われている。
【００１１】
他方、マルチノズルタイプの放水口は、単一ノズルタイプのものよりさらに排水の希釈拡散効果を向上させることを目的として、放水管の先端部分に円筒状のヘッドタンクを接続し、該ヘッドタンクに複数のノズルを平行または放射状に分岐して配置したものである。
【００１２】
該マルチノズルタイプの放水口は、単一ノズルタイプのものと比較すると希釈拡散効果が向上し、同時に海底への洗掘に対する影響を緩和することができる。
【００１３】
しかしながら、マルチノズルタイプの放水口は、基本的な放水機構が上記の単一ノズルタイプのものと同様であるため、飛躍的な希釈拡散効果の向上は期待できず、さらに、ノズルを多数設ける構造なので、放水口自体が大型化し、洗掘防止対策についても比較的広い範囲の防止対策工が必要となる。
【００１４】
従って、従来の単一ノズルタイプや、マルチノズルタイプのものより、希釈拡散効果に優れ、広範囲の洗掘防止対策を不要とする放水口が求められていた。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、円筒状のヘッドタンクに排水管を偏心させて取り付け、該排水管からヘッドタンク内に排水を導入し、まずヘッドタンク内に高速の回転流を発生させ、加えてヘッドタンクからノズルに絞り込むレジューサーにより、さらに回転流を加速させた後に、ヘッドタンク先端の放水ノズルから排水を螺旋流として放水することで、希釈拡散効果に優れた放水口が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１７】
即ち、本発明の課題を解決するための手段は、次のとおりである。
【００１８】
第１に、排水を、螺旋流として放出可能なサイクロン型放水口。
第２に、先端に放水ノズルを有するタンクに、排水管を偏心させて取り付けた、サイクロン型放水口。
第３に、放水ノズルとヘッドタンクとの間に、ヘッドタンクから放水ノズルに向けて絞り込むレジューサーを有し、ヘッドタンクに排水管を偏心させて取り付けた、サイクロン型放水口。
第４に、螺旋流発生用のスクリューを有する、サイクロン型放水口。
【００１９】
本発明のサイクロン型放水口は、火力発電所や原子力発電所からの温排水の処理に利用できる他にも、ＬＮＧ気化器設備から排出される冷排水、下水処理水、海水淡水化設備から排出されるブライン排水、ヒートポンプ等による地域冷暖房設備から排出される温冷排水等の処理に利用できる。
【００２０】
また、沖合水中タイプとして使用する他にも、護岸（防波堤）タイプとして使用することもできる。
【００２１】
本発明のサイクロン型放水口は、排水管のタンクに対する偏心の程度により、螺旋流の回転速度や形状による水位損失を調節できる。
【００２２】
また、本発明のサイクロン型放水口における放水ノズルの取り付けは、従来的にほぼ水平の指向性だけに限定されることなく、任意の角度（斜め・鉛直上向き等）や方向を選択することで、排水特性に対応することができる。
【００２３】
さらに、本発明のサイクロン型放水口における螺旋流の発生手段は、タンクへの排水管の偏心取付により達成できる他にも、螺旋流発生用の螺旋状のスクリュー構造体の内挿により達成することもできる。
【００２４】
なお、螺旋流発生用の螺旋状のスクリューを有するものは、流水抵抗は増加するものの、全体構造が小型化されるため、排水規模や排水の性状によってはこのタイプを選択する方が有利となる。
【００２５】
また、本発明のサイクロン型放水口は、放水ノズルの数に限定されることなく、放水ノズルを複数列（並列）設置することで、１ノズル当たりの放水量を減らすことができ、また、排水の希釈拡散効果を向上させることが可能となる。
【００２６】
その結果、各ノズルにおける放水流速（エネルギー）が小さくなり、洗掘に対する影響を更に緩和することが可能となる。
【００２７】
【実施例】
【００２８】
以下に、図面を参照しながら本発明の実施例について説明する。
【００２９】
図１は、本発明のサイクロン型放水口と従来タイプの放水口の放水試験の結果を示すグラフである。
【００３０】
図２〜図７は、いずれも本発明のサイクロン型放水口に関するものである。
【００３１】
また、図２〜図６は排水管をタンクに偏心させて取り付けたサイクロン型放水口に関するものである。
【００３２】
詳細には、図２は、垂直状態のヘッドタンクを有するサイクロン型放水口の概略図で、図２中の（ａ）は設置状態を示す側面図、図２中の（ｂ）はサイクロン型放水口の斜視図を示す。
【００３３】
図３は、先端にＬ字型の放水ノズルを取り付けた垂直状態のヘッドタンクを有するサイクロン型放水口の概略図で、図３中の（ａ）は設置状態を示す側面図、図３中の（ｂ）はサイクロン型放水口の斜視図を示す。
【００３４】
図４は、水平状態のヘッドタンクを有するサイクロン型放水口の概略図で、図４中の（ａ）は設置状態を示す側面図、図４中の（ｂ）は設置状態を示す正面図を示す。
【００３５】
図５は、水平状態のヘッドタンクを並列して有し、各排水管を内側に取り付けたサイクロン型放水口の正面図を示す。
【００３６】
図６は、水平状態のヘッドタンクを並列して有し、各排水管を外側に取り付けたサイクロン型放水口の正面図を示す。
【００３７】
また、図７は、スクリューを有するサイクロン型放水口の縦断側面図である。
【００３８】
【実施例１】
【００３９】
本発明のサイクロン型放水口と、従来タイプの標準型の放水口とによる放水効果を確認するために、両者について同一条件で放水した。
【００４０】
そして、図１のグラフに、Ｌを流下方向距離（ｍ）、Ｄを放水口直径（ｍ）とした場合、流下方向をＬ/Ｄとして横軸で表し、管内濃度を１としたときの流下方向の濃度比を縦軸で表した。
【００４１】
図１に示すように、本発明のサイクロン型放水口は、従来型のものと比較して、希釈効果に優れていることが確認できる。
【００４２】
【実施例２】
【００４３】
図２に示す垂直状態のヘッドタンクを有するサイクロン型放水口は、円筒状の放水ノズル２１と円筒状のヘッドタンク２２との間に、ヘッドタンク２２から放水ノズル２１に向けて絞り込む円錐状のレジューサー２３を有し、ヘッドタンク２２に排水管２０を偏心させて取り付けたものである。
【００４４】
上記サイクロン型放水口は、図２中の（ａ）に示すように、レジューサー２３から下部が海底面に埋設され、レジューサー２３より上の放水ノズル２１が、海面に向けて放水するように垂直に設置されている。
【００４５】
このサイクロン型放水口によれば、排水管２０からヘッドタンク２２に導入された排水がヘッドタンク２２内で回転流となった後に、レジューサー２３によって回転流が加速され、放水ノズル２１から螺旋流となって海面に向けて放水される。
【００４６】
【実施例３】
【００４７】
図３に示す先端にＬ字型の放水ノズルを取り付けた垂直状態のヘッドタンクを有するサイクロン型放水口は、Ｌ字円筒状の放水ノズル３１と円筒状のヘッドタンク３２との間に、ヘッドタンク３２から放水ノズル３１に向けて絞り込む円錐状のレジューサー３３を有し、ヘッドタンク３２に排水管３０を偏心させて取り付けたものである。
【００４８】
上記サイクロン型放水口は、図３中の（ａ）に示すように、レジューサー３３から下部が海底面に埋設され、レジューサー３３より上の放水ノズル３１が、水平方向に向けて放水するように設置されている。
【００４９】
このサイクロン型放水口によれば、排水管３０からヘッドタンク３２に導入された排水がヘッドタンク３２内で回転流となった後に、レジューサー３３によって回転流が加速され、放水ノズル３１から螺旋流となって水平方向に放水される。
【００５０】
【実施例４】
【００５１】
図４に示す水平状態のヘッドタンクを有するサイクロン型放水口は、筒状の放水ノズル４１と円筒状のヘッドタンク４２との間に、ヘッドタンク４２から放水ノズル４１に向けて絞り込む円錐状のレジューサー４３を有し、ヘッドタンク４２に排水管４０を偏心させて取り付けたものである。
【００５２】
上記サイクロン型放水口は、全体が架台４４によって支持され、海底面に対し水平に設置されている。
【００５３】
このサイクロン型放水口によれば、排水管４０からヘッドタンク４２に導入された排水がヘッドタンク４２内で回転流となった後に、レジューサー４３によって回転流が加速され、放水ノズル４１から螺旋流となって水平方向に放水される。
【００５４】
【実施例５】
【００５５】
図５に示すサイクロン型放水口は、水平状態のヘッドタンクを並列して有するもので、排水管５０を内側に取り付けた各放水口は、実施例４に示すものと同様に、筒状の放水ノズル５１と円筒状のヘッドタンク５２との間に、ヘッドタンク５２から放水ノズル５１に向けて絞り込む円錐状のレジューサー５３を有し、ヘッドタンク５２に排水管５０を偏心させて取り付けたものである。
【００５６】
上記サイクロン型放水口は、互いの排水管５０の取り付け位置が内側になるように並列して配置され、全体が架台５４によって支持され、水平に設置されている。
【００５７】
このサイクロン型放水口によれば、排水管５０からヘッドタンク５２に導入された排水がヘッドタンク５２内で回転流となった後に、レジューサー５３によって回転流が加速され、各放水ノズル５１から螺旋流となって水平方向に放水される。
【００５８】
また、本実施例のサイクロン型放水口によれば、互いの排水管５０の取付位置が内側になるように配置することにより、水の流れは互いに外向きの回転となり、単一で放水するものよりも希釈拡散効果に優れている。
【００５９】
【実施例６】
【００６０】
図６に示すサイクロン型放水口は、水平状態のヘッドタンクを並列して有するもので、排水管６０を外側に取り付けた各放水口は、実施例４に示すものと同様に、筒状の放水ノズル６１と円筒状のヘッドタンク６２との間に、ヘッドタンク６２から放水ノズル６１に向けて絞り込む円錐状のレジューサー６３を有し、ヘッドタンク６２に排水管６０を偏心させて取り付けたものである。
【００６１】
上記サイクロン型放水口は、互いの排水管６０の取り付け位置が外側になるように並列して配置され、全体が架台６４によって支持され、海底面に対し水平に設置されている。
【００６２】
このサイクロン型放水口によれば、排水管６０からヘッドタンク６２に導入された排水がヘッドタンク６２内で回転流となった後に、レジューサー６３によって回転流が加速され、各放水ノズル６１から螺旋流となって水平方向に放水される。
【００６３】
また、本実施例のサイクロン型放水口によれば、互いの排水管６０の取付位置が外側になるように配置することにより、水の流れは互いに内向きの回転となり、単一で放水するものよりも希釈拡散効果に優れている。
【００６４】
【実施例７】
【００６５】
図７に示すスクリューを有するサイクロン型放水口は、排水管７０の先端部に放水ノズルを取り付けたものであり、先端部分が架台７１上に設置され、水平方向に放水するものである。
【００６６】
該放水ノズル内には、螺旋流発生用の螺旋状のスクリュー７２が内挿されている。
【００６７】
このスクリューを有するサイクロン型放水口によれば、排水管７０を流れる排水が、途中に設けたスクリュー７２を通過する際に回転流となり、放水ノズルから螺旋流となって放水される。
【００６８】
【発明の効果】
【００６９】
本発明のサイクロン型放水口は、放水の初期段階で急速に放水流速が低減するため、洗掘に対する影響範囲を小さくすることができる。
【００７０】
また、排水に大きな回転を与えて、螺旋流として放水するので、ノズル近傍域周囲からの連行加入量が非常に大きく、初期段階で放水が急激に周囲水と強制希釈混合され、飛躍的な希釈拡散効果が得られる。
【００７１】
即ち、本発明のサイクロン型放水口は、従来の単一ノズルタイプや、マルチノズルタイプのものより、希釈拡散効果に優れ、広範囲の洗掘防止対策を不要とする。
【００７２】
さらに、本発明のサイクロン型放水口では、螺旋流を発生させるためにエンジン等の電力動力等を使用しないので、騒音・振動が発生する心配がない上に、故障やメンテナンスの必要がなく、安定した性能が確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のサイクロン型放水口と従来タイプの放水口の放水試験の結果を示すグラフである。
【図２】垂直状態のヘッドタンクを有するサイクロン型放水口の概略図で、図２中の（ａ）は設置状態を示す側面図、図２中の（ｂ）はサイクロン型放水口の斜視図を示す。
【図３】先端にＬ字型の放水ノズルを取り付けた垂直状態のヘッドタンクを有するサイクロン型放水口の概略図で、図３中の（ａ）は設置状態を示す側面図、図３中の（ｂ）はサイクロン型放水口の斜視図を示す。
【図４】水平状態のヘッドタンクを有するサイクロン型放水口の概略図で、図４中の（ａ）は設置状態を示す側面図、図４中の（ｂ）は設置状態を示す正面図を示す。
【図５】水平状態のヘッドタンクを並列して有し、各排水管を内側に取り付けたサイクロン型放水口の正面図を示す。
【図６】水平状態のヘッドタンクを並列して有し、各排水管を外側に取り付けたサイクロン型放水口の正面図を示す。
【図７】スクリューを有するサイクロン型放水口の縦断側面図である。
【符号の説明】
２０  排水管
２１  放水ノズル
２２  ヘッドタンク
２３  レジューサー
３０  排水管
３１  放水ノズル
３２  ヘッドタンク
３３  レジューサー
４０  排水管
４１  放水ノズル
４２  ヘッドタンク
４３  レジューサー
４４  架台
５０  排水管
５１  放水ノズル
５２  ヘッドタンク
５３  レジューサー
５４  架台
６０  排水管
６１  放水ノズル
６２  ヘッドタンク
６３  レジューサー
６４  架台
７０  排水管
７１  架台
７２  スクリュー
【図１】
0003856533.tif 000002
【図２】
0003856533.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003856533.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
0003856533.tif 000008