JP2000051887A - パイプ内曝気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水中へ放出する以前に圧送途上のパイプ内等
で富容存酸素水として、水中の必要な場所に放流すると
ともに、従来の水中へ直接放気の曝気もできる、簡単な
機種で、維持管理も容易で費用も小さいパイプ内曝気装
置を提供する。 【手段】 気液を共に同一のパイプで圧送するポンプ
（仮称、「気液ポンプ」）を使用して、圧送途上のパイ
プ内壁部に凹凸部を、または、パイプ内部に気液接蝕材
を設けて気液を共に交互または混合状態で通過させ、圧
送パイプ内で曝気効果を高め富容存酸素水化した後、水
中に放出する、必要に応じて圧送パイプ内に気液分離装
置を設けて気液を分離して気液のどちらか単独で水中に
圧送し、液体のみの場合は水底域等の必要な場所へ、気
体のみの場合は従来と同様の水中での気泡放出の曝気に
使用して各種の水質浄化等に使用するパイプ内曝気装
置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、気液ポンプ装置６を使
用して、気体と液体（以下『気液』と言う）を交互また
は混合状態で、パイプ内部４を通過させ、通過途上に曝
気効果を高めるパイプ内曝気装置に関するもので、この
曝気効果を高めた液体を、必要な場所に気液を放出し、
河海、池沼、水路、水槽等の分野で水質浄化や水中の動
植物への酸素供給等に利用するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の曝気は、河海、池沼、水路、水槽
等で、主に送気方式で行われていた。これは、気泡が水
中を上昇する間の短時間曝気のため曝気効果が不十分で
あった、また、曝気された富溶存酸素水域Ｉは上層に偏
り、水底部１４の曝気不足が起き易い欠点があった。一
方、深層曝気方式は設備と経費が嵩む欠点があった。

【０００３】さらに、従来の曝気作業は、水中への送気
方式が主体で、設備と運転に多大の経費を必要し、多く
の場所で水質浄化が叫ばれながら、いつでも、どこで
も、の要求に応えられない状況にあり、簡単で経費の小
さい斬新な曝気方法が要求されていた。

【０００４】また、従来の曝気には、ブロアー、空気圧
縮機、場合によって冷却装置等の設備を必要としてい
た。この方法では機械の大型化、複雑化で設置、維持管
理費用が嵩むため、処理場等の特に必要な場所に限定し
て採用されていた。このため、簡単な機種で、小費用で
曝気効果を発揮する方法の出現が望まれていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
のブロワや空気圧縮機を使用せず、簡単で、維持管理費
の小さい、パイプ内曝気装置（管内曝気装置）で曝気
し、この曝気水を水中深部に送り水質浄化を図るもの
で、気液を交互にまたは混合状態で圧送する新しい機
種、気液ポンプ６を採用することにある。

【０００６】本発明の他の目的は、従来の曝気方法の欠
陥を解決することにあって、気体だけの圧送でなく、気
液を交互または混合状態で圧送し、圧送中に曝気させ、
液体は溶存酸素を高めて水中に放出し、同時に放出され
た気体は引続き従来同様の曝気に使用するパイプ内曝気
装置を提供するものである。

【０００７】本発明の他の目的は、気液の接触面積を広
げて、従来のパイプを改善し、パイプ１の内壁部２に凹
凸部３を設けて気液の接触面積を大きくし、気液が凹凸
部３に接触することで、撹拌効果を高め曝気効果を高め
ることにある。

【０００８】本発明の他の目的は、更に気液の接触する
機会を多くし、接触する面積を広くし 撹拌混合効果を
高めるため、パイプ内部４に気液接触材５（接触濾床）
を設置して気液を通過させることによって曝気効果を高
めることにある。

【０００９】本発明の他の目的は、パイプ内部４で溶存
酸素の増加を図り、気液の接触効果を高めるため、パイ
プ内部４の気圧を高めることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、従来のブロワ
や空気圧縮機に替えて、気液を交互または混合状態で圧
送し、パイプ内曝気装置（管内曝気装置）に関するもの
で、構造が簡単で、維持管理費が小さく、水中深部から
曝気できる新しい機種、気液ポンプ装置６（特許出願平
成１０年１３４１４６号）を採用する。この気液ポンプ
装置６のリングパイプ９または圧送パイプ１０に、パイ
プ内曝気装置（管内曝気装置）を付設して曝気効果を発
揮することに特徴がある。

【００１１】また、本発明は、パイプ内曝気装置に関す
るもので、パイプ１の内壁部２に、凹凸部３を設けて、
気液を交互または混合状態で通過させ、曝気効果を高め
ることに特徴がある。

【００１２】さらに、本発明は、パイプ内曝気装置とし
て、パイプ１の内部に気液接触材５（接触濾床）を設置
して、気液を交互または混合状態で通過させ、曝気効果
を高めることに特徴がある。

【００１３】さらに、本発明は、パイプ内曝気装置とし
て、水中への酸素の溶存効果を得るため、気液が交互ま
たは混合状態でパイプ内部４を通過する時、パイプ内部
４の圧力を高めることに特徴がある。

【００１４】

【実施の態様】本発明の、パイプ内曝気装置（管内曝気
装置）の機能を発揮するため、この装置を気液ポンプ装
置６のパイプ内部４に設置するのは、課題を解決する適
切な手段が得られるためである。すなわち、従来のブロ
ワやコンプレッサーや冷却装置を必要とせず、気液ポン
プ装置６だけで気液を交互または混合状態でパイプ内部
４を圧送し、気液を混合し、高圧化して、曝気効果を高
めて深部散気ができるためである。また、気液ポンプ装
置６は、多少の固形物があっても問題なく気液とともに
圧送ができるためである。なお、配管を含む設備が簡単
で、設置、維持管理が容易かつこれらの経費が低いこと
にある。

【００１５】本発明のパイプ内曝気装置の一例を、図１
にしたがって説明すると、パイプ１の内壁２の凹凸部３
を設け、気液が交互、または混合状態で通過させること
で、パイプ内部４にせせらぎ的な流れが起き、気液の出
会う表面積が大きくなり、曝気効果を高める。

【００１６】本発明のパイプ内曝気装置を、気液ポンプ
装置６のパイプ１に使用する場合、気液ポンプ装置６に
はリングパイプ９と圧送パイプ１０があり、どちらにも
使用可能であり、またパイプ１の一部または全部に付設
してもよく、一部のパイプを改造して設置してもよい。
液体が汚水の場合は目詰り防止に注意し、リングパイプ
９内に設ける場合は、常に回転を考慮する必要がある、
圧送パイプ１０内に設ける場合は、回転しないため特に
目詰り防止に注意し直線的に下降するパイプ１に設ける
のが安全的である。

【００１７】本発明のパイプ内曝気装置で、内壁２の凹
凸部３は、縦、横、斜、螺旋の模様や、粒型、角形、丸
型の凹凸型等のいずれでもよく、気液が通過時に小気泡
や水滴等に細分化され、パイプ内壁でせせらぎ的に気液
が混合されればよい。

【００１８】また、内壁２の凹と凸の間隔は、パイプの
口径、パイプ内部４の気液の流速によって調節する必要
があるが、これも気液が通過時に気泡や水滴ができてパ
イプの内壁部４で、せせらぎ的な曝気効果が高まればよ
い。

【００１９】なお、気液が交互とは、時間的に０．５〜
２０秒毎の時間間隔がよいが限定したものではない、で
きれば気液が混合状態で通過して絶えずせせらぎ状態を
起きていることが曝気効果を高める、気液ポンプ装置６
を使用するのは、これらの条件に適合しているからであ
る。

【００２０】本発明のパイプ内曝気装置で、パイプ内部
４に気液接触材５を設けるのは、内壁２の凹凸部３の効
果と同様に気液が気液接触材５を通過時に細分化されて
気液の出会う表面積が大きくなり、曝気効果を高めるた
めである、気液接触材５は固定的なものでもよいし部分
的に回転するものに改造してもよい。

【００２１】気液接触材５は、気液の通過を妨げず、気
液を細分化して撹拌作用を起させるものがよく、目的は
曝気効果を高めるもので、設置、撤去、メンテナンスが
容易なものがよく、パイプ内壁部４に損傷を与えないプ
ラスチック等可塑性の材質がよく、網状、粒状、へちま
状、羽根状、ひも状、螺旋状等、各種の組合わせでもよ
く、形には特に限定はない。

【００２２】本発明のパイプ内曝気装置で、パイプ内部
４を加圧するには、気液ポンプ装置６のパイプ巻体の直
径を大きくするかリングパイプのリング数（巻数）を増
やして回転すればよく、従来のブロワやコンプレッサー
は不要で、また、ポンプの羽根、歯車、スクリュー、ピ
ストン等のいずれの機器の必要はなく、複雑な設備の必
要はない。

【００２３】本発明のパイプ内曝気装置で、パイプ内部
４を加圧するのは、気液の高圧化で酸素利用率（溶解効
率）が高まりパイプ内部４の液体に溶存酸素量を多くす
るためである。また、気液の高圧化で水中の深部で散気
ができ曝気効果を高めためで、パイプ内部４の圧力は曝
気深度に応じて適宣選定し設定してよい。

【００２４】気液の高圧化は、水中の散気場所の水圧よ
りもはるかに高圧で注気、散気させることがよく、これ
は、気泡が細分化した状態で注気、散気し曝気効果をた
かめるためである。

【００２５】パイプ１の口径は、リングパイプ９と圧送
パイプ１０が同一の必要はなく、圧送速度等によって調
節してもよい、これは、パイプ内の圧送速度を気泡の上
昇速度よりも大きくするとエアリフト効果とは逆の逆気
泡効果（仮称）が起き、より深部への曝気が可能とな
る、パイプ１の口径は必要に応じて変化させ設定してよ
い。

【００２６】

【発明の効果】本発明によると、気液ポンプ装置６のパ
イプ１に、パイプ内曝気装置を設置することで、従来な
し得なかった気液圧送の途上、パイプ内部４で曝気を行
う効果がある。

【００２７】本発明によると、気液ポンプ装置６のパイ
ブ１を使用してパイプ内曝気装置を設置することで、従
来使用していたブロワ、コンプレッサー、冷却装置等を
必要とせず、気液ポンプ装置６だけで従来の曝気作業
と、パイプ内曝気の両方を実施できる利点がある。

【００２８】本発明によると、従来の気体圧送だけの水
中曝気方法だけでなく、パイプ内部４で曝気された富容
存酸素水が直接水中に放出され、もとの水中の貧容存酸
素水に置替わりこととなり、すなわち、水中曝気だけで
なく富容存酸素水の置替えと言う新しい作業ができるメ
リットがある。

【００２９】また本発明は、富容存酸素水の置替えにお
いて、パイプの放流先を簡単に置き換えるだけで、必要
な水量を必要な場所へ放流できる便利性がある。

【００３０】また本発明は、パイプ内部４で曝気された
富容存酸素水を直接下層域に放出し、従来困難であった
水底水域の直接水質改善ができる。

【００３１】また本発明は、パイプ内部４に凹凸部３を
設けることで、従来の単なるパイプ圧送でなく、パイプ
内部４の気液流にせせらぎ現象が起き、気液が撹拌され
曝気効果を高める効果がある。

【００３２】また本発明は、パイプ内部４に気液接触材
５をを設けることで、パイプ内部４の凹凸部３の効果と
同様、気液流にせせらぎ現象が起き、気液が撹拌され曝
気効果が一層高まる効果がある。

【００３３】また本発明は、パイプ内部を高圧化するこ
とで酸素利用率（溶解効率）が高まりパイプ内の液体に
溶存酸素量を多くする効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】パイプ内壁の凹凸例を示し、（イ）はパイプ輪
切り断面、（ロ）は側断面を示す、（ハ）はパイプ輪切
りの斜視図。

【図２】パイプ内壁の凹凸の断面例を示し、（イ）は縦
模様、（ロ）は粒模様、（ハ）は螺旋模様、（ニ）は横
模様を示す。

【図３】パイプ内部の気液接触材の説明例図で、（イ）
はパイプ輪切り断面、（ロ）は気液接触材の断面、
（ハ）はパイプ内部の気液接触材の側断面、（ニ）は心
棒の断面図、（ホ）は心棒の側面図を示す。

【図４】パイプ内部の気液接触材の各種例を示し、
（イ）は放射羽根式、（ロ）は二重円筒網式、（ハ）は
ヘチマ状濾床式、（ニ）は内向放射式で、（Ａ）列は設
置断面図、（Ｂ）列は気液接触材（接触濾床）、（Ｃ）
列は側断面図、（Ｄ）は斜視図。

【図５】気液ポンプを池沼等で使用し、水深の下層域、
水底部分で富溶存酸素水への置替え、及び上層域での曝
気状況の説明図。

【図６】気液ポンプを水槽等で動力で使用する、曝気状
況の説明図。

【図７】気液ポンプ使用の斜視構造説明（手動式）。

【符号の説明】

１ パイプ ２ 内壁部 ３ 凹凸部 ４ パイプ内部 ５ 気液接触材 ５−１ 心棒 ５−２ 放射材 ５−３ 内網材 ５−４ 外網材 ５−５ スペーサー ５−６ ポーラス材 ６ 気液ポンプ装置 ７ 気液 ８ 回転軸 ９ リングパイプ １０ 圧送パイプ １１ 散気孔 １２ 放水孔 １３ 気液流入口 １４ 水底部 １５ 対流方向 Ｉ 上層富容存酸素水域 ＩＩ 曝気水域 ＩＩＩ 下層富容存酸素水域（下層） ＩＶ 貧容存酸素水域

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年５月３１日（１９９９．５．３
１）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】 明細書

【発明の名称】 パイプ内曝気装置

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、気体と液体を共に同一
のパイプ２０で圧送するポンプ（以下、気液ポンプと言
う）を使用して、気体と液体（以下「気液」と言う）を
交互または混合状態でパイプ２０内を圧送し、圧送の途
上で曝気効果を高めた後、気液を必要な場所へ放出する
パイプ内曝気装置に関するもので、河海、池沼、水路、
水槽等の分野で水質浄化や水中の微生物や動植物への酸
素供給等に利用するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の曝気方法は、ブロワ又はコンプレ
ッサー等を使用して送気する方法が主体であった、この
方法は設備が大型化や、騒音や振動防止の付属の施設が
必要となり、設備と経費が嵩む欠点があった、このた
め、ブロワ又はコンプレッサー等の送気設備や送液ポン
プを必要としない簡単な方法の開発が待たれていた。

【０００３】さらに、従来の曝気作業は、水中へ送気し
た後に、気体を放出して気泡の上昇を利用し気液を自動
接触させ曝気する方法で、気泡が水中を上昇する間の短
時間曝気のため曝気効果が不十分であった、また、多少
の改善装置を使用しても曝気された富溶存酸素水域は上
層水域Ｉに偏り、水底水域ＩＩＩの曝気不足が起き易い
欠点があった。一方、深層曝気方式は設備と経費が嵩む
欠点があった、このため、水中１３への送気方法だけで
なく、富溶存酸素水域が上層に偏らない、水底水域ＩＩ
Ｉの曝気不足が起きない他の曝気方法の開発が期待され
ていた。

【０００４】さらに、従来、曝気効果を高めるため壁面
に凹凸を設ける方法は多く行われてきたが、それらはす
べて水中で行われ気泡の通過を利用した方法であった、
気泡の上昇による上昇流の発生で曝気効果は上層に偏る
欠点があった。水中以外で曝気を終えて曝気を終えた液
体を必要な場所に送液できるような、上昇流の発生しな
い曝気方法がもとめられていた。

【０００５】さらに、従来、曝気効果を高める接触材の
使用は多く行われてきたが、それらはすべて水中で行わ
れ気泡の上昇や攪拌装置を利用した方法であったが、こ
りらを利用しても曝気効果は上層に偏る欠点があった。
水中に達する以前に曝気を終えて必要な場所に送液でき
るような、上昇流の発生しない曝気方法がもとめられて
いた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
のブロワやコンプレッサー等の送気装置、または、従来
の送水ポンプは必要としない簡単で、維持管理費の小さ
い装置の開発にある。

【０００７】本発明の他の目的は、従来の水中への送気
による曝気方法だけでなく、気泡の上昇や水中１３での
攪拌装置以外の方法で、上層水域Ｉに偏らない水底水域
ＩＩＩにも曝気効果が及ぶ曝気装置の開発にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の欠陥を
解決するため、内部が空洞状の回転軸１をほぼ水平にし
て、回転軸１を軸にしてパイプ２０を巻いて連通したリ
ング状流路２を形成したパイプ巻体３を回転軸１と一体
に回転可能にして水面近くに設置し、回転軸１に軸受４
を取付けて、パイプ巻体３のパイプ２０の一端を気体と
液体を流入させる気液流入口５としパイプ巻体３の最終
のリング状流路２から延伸させて回転圧送管６として、
回転軸１の空洞状の内部を通過させてパイプ２０の他端
を回転軸１と同軸の接続機器７の一端に接続する、接続
機器７の他端には気液圧送管８の一端を接続し気液圧送
管８の他端を放出口９とし、駆動源１０によってパイプ
巻体３を回転させて気液流入口５を回転毎に水没させて
気体と液体を交互に気液流入口５から汲み込んで、各リ
ング状流路２内の前後に水位を形成させた封水状態１１
とし、封水状態１１を維持する速度でパイプ巻体３を回
転させて回転毎に封水状態１１を１リングづつ前進させ
各リング状流路２内の前後の水位に水位差１２を形成さ
せ内部圧力を起こさせて順次累積させ最終のリング状流
路２で最高圧力となり、最終のリング状流路２を通過後
は封水状態１１を解消させて回転圧送管６から回転軸１
の空洞状の内部を通過して接続機器７に至り接続機器７
から回転しない気液圧送管８を経て放出口９から水中１
３に放出し、気体と液体が共に同一のパイプでパイプ巻
体３の気液流入口５から気液圧送管８の放出口９までの
パイプ２０内を圧送する途上で、気体と液体は混合接触
して自動的に溶存酸素を増強させ、従来のブロワやコン
プレッサー等の送気設備や、送水ポンプを必要としない
ことに特徴がある。

【０００９】また、本発明は、パイプ巻体３の気液流入
口５から放出口９までのパイプ２０の内壁部の一部又は
全体に凹凸２１を形成して、気体と液体を交互または混
合状態でパイプ２０内を通過させて気体と液体の接触を
強化させることに特徴がある。

【００１０】更に、本発明は、パイプ巻体３の気液流入
口５から放出口９までのパイプ２０の内側の一部又は全
体に気液接触材２２を設置して、気体と液体を交互また
は混合状態でパイプ２０内を通過させて気体と液体の接
触を強化させることに特徴がある。

【００１１】更に、本発明は、気液圧送管８の一部に気
液分離装置１４を設け気体と液体を分離させて、気体と
液体の両方またはどちらか単独で水中に圧送することに
特徴がある。

【００１２】

【実施の態様】本発明のパイプ内曝気装置の一例を、図
１にしたがって説明すると、内部が空洞状の回転軸１を
ほぼ水平にして、回転軸１を軸にしてパイプ２０を巻い
て連通したリング状流路２を形成したパイプ巻体３を回
転軸１と一体に回転可能にして水面近くに設置し、回転
軸１に軸受４を取付けて、パイプ巻体３のパイプ２０の
一端を気体と液体を流入させる気液流入口５としパイプ
巻体３の最終のリング状流路２から延伸させて回転圧送
管６として、回転軸１の空洞状の内部を通過させてパイ
プ２０の他端を回転軸１と同軸の接続機器７の一端に接
続する、接続機器７の他端には気液圧送管８の一端を接
続し気液圧送管８の他端を放出口９とし、駆動源１０に
よってパイプ巻体３を回転させて気液流入口５を回転毎
に水没させて気体と液体を交互に気液流入口５から汲み
込んで、各リング状流路２内の前後に水位を形成させた
封水状態１１とし、封水状態１１を維持する速度でパイ
プ巻体３を回転させて回転毎に封水状態１１を１リング
づつ前進させ各リング状流路２内の前後の水位に水位差
１２を形成させ内部圧力を起こさせて順次累積させ最終
のリング状流路２で最高圧力となり、最終のリング状流
路２を通過後は封水状態１１を解消させて回転圧送管６
から回転軸１の空洞状の内部を通過して接続機器７に至
り接続機器７から回転しない気液圧送管８を経て放出口
９から水中１３に放出し、気体と液体が共に同一のパイ
プでパイプ巻体３の気液流入口５から気液圧送管８の放
出口９までのパイプ２０内を圧送する途上で、気体と液
体は混合接触して自動的に溶存酸素を増強させ、従来の
ブロワやコンプレッサー等の送気設備や、送水ポンプを
必要としないものである。

【００１３】更に、本発明のパイプ内曝気装置の一例
を、図２及び図３にしたがって説明すると、パイプ巻体
３の気液流入口５から放出口９までのパイプ２０の内壁
部の一部又は全体に凹凸２１を形成して、気体と液体を
交互または混合状態でパイプ２０内を通過させて気体と
液体の接触を強化させるものである。

【００１４】更に、本発明のパイプ内曝気装置の一例
を、図２及び図４にしたがって説明すると、パイプ巻体
３の気液流入口５から放出口９までのパイプ２０の内側
の一部又は全体に気液接触材２２を設置して、気体と液
体を交互または混合状態でパイプ２０内を通過させて気
体と液体の接触を強化させるものである。

【００１５】更に、本発明のパイプ内曝気装置の一例
を、図１にしたがって説明すると、気液圧送管８の一部
に気液分離装置１４を設け気体と液体を分離させて、気
体と液体の両方またはどちらか単独で水中に圧送するも
のである。

【００１６】本発明の請求項１の構成要素について更に
付言すると、 内部が空洞状の回転軸１をほぼ水平にして、 回転軸１を軸にしてパイプ２０を巻いて連通したリン
グ状流路２を形成したパイプ巻体３を回転軸１と一体に
回転可能にして水面近くに設置し、 回転軸１に軸受４を取付けて、 パイプ巻体３のパイプ２０の一端を気体と液体を流入
させる気液流入口５としパイプ巻体３の最終のリング状
流路２から延伸させて回転圧送管６として、 回転軸１の空洞状の内部を通過させてパイプ２０の他
端を回転軸１と同軸の接続機器７の一端に接続する、 接続機器７の他端には気液圧送管８の一端を接続し気
液圧送管８の他端を放出口９とし、 駆動源１０によってパイプ巻体３を回転させて気液流
入口５を回転毎に水没させて気体と液体を交互に気液流
入口５から汲み込んで、 各リング状流路２内の前後に水位を形成させた封水状
態１１とし、封水状態１１を維持する速度でパイプ巻体
３を回転させて回転毎に封水状態１１を１リングづつ前
進させ各リング状流路２内の前後の水位に水位差１２を
形成させ内部圧力を起こさせて順次累積させ最終のリン
グ状流路２で最高圧力となり、 最終のリング状流路２を通過後は封水状態１１を解消
させて回転圧送管６から回転軸１の空洞状の内部を通過
して接続機器７に至り接続機器７から回転しない気液圧
送管８を経て放出口９から水中１３に放出し、▲１０▼
気体と液体が共に同一のパイプでパイプ巻体３の気液流
入口５から気液圧送管８の放出口９までのパイプ２０内
を圧送する途上で、気体と液体は混合接触して自動的に
溶存酸素を増強させる、と言う技術手段によるものであ
る。本発明の請求項１の構成要素について更に付言する
と、請求項１のパイプ内曝気装置の構成要素の中で、
〜に示す内容は気液を共に同一のパイプ内を圧送する
ポンプすなわち、「気液ポンプ」を示し、この「気液ポ
ンプ」を使用して圧送途上のパイプ内で曝気することに
あり、中でも前述したに示す「各リング状流路２内の
前後に水位を形成させた封水状態１１とし、封水状態１
１を維持する速度でパイプ巻体３を回転させて回転毎に
封水状態１１を１リングづつ前進させ各リング状流路２
内の前後の水位に水位差１２を形成させ内部圧力を起こ
させて順次累積させ最終のリング状流路２で最高圧力と
なり、」は圧送力の起こす内容であり、次いで▲１０▼
に示す「気体と液体が共に同一のパイプでパイプ巻体３
の気液流入口５から気液圧送管８の放出口９までのパイ
プ２０内を圧送する途上で、気体と液体は混合接触して
自動的に溶存酸素を増強させる、」ことによってパイプ
内の曝気効果を高めるものである。

【００１７】本発明のパイプ内曝気装置に気液ポンプを
使用する理由は以下に示す通りで、は、従来のブロワ
やコンプレッサー等の送気設備や送水ポンプを必要とせ
ず、これに付属施設として騒音防止、振動防止、冷却装
置等も必要としないばかりか、施設費や動力費が少なく
て済むためであり、は、気液が水中に放出する以前
に、圧送パイプ内で圧送中に十分曝気を進行させること
ができるためであり、は、水底部等へ配管して、富溶
存酸素化した液体のみを必要場所へ放出でき、曝気効果
が上層に偏らずに下層だけの曝気もできるためであり、
は、前述の圧送パイプ内で圧送中に曝気ができると共
に、従来と同様に圧送後も水中で気泡の上昇を利用して
曝気に利用できるためであり、は、ポンプ内のパイプ
及び圧送パイプ内に羽根、歯車、ピストン、スクリュー
等の一切の機器が存在しないため、多少の固形物があっ
ても問題なく気液とともに圧送ができるためであり、
は、パイプ内で曝気した後、気液分離室の設置で簡単に
分離でき、気液同時又は気液のどちらか単独で、水中の
必要な場所に放出できるためであり、は、気液を水中
に圧送する場合、逆エアリフト効果（仮称）が起き、従
来と同一の圧力でも従来の送気ポンプ以上の深度へ圧送
ができるためであり、は、羽根、歯車、ピストン、ス
クリュー等の一切の機器が存在しないため、故障が少な
く、維持管理費だけでなくトータルコストが小さくて済
むためである。

【００１８】本発明のパイプ内曝気装置の請求項２の一
例を、図３にしたがって説明すると、パイプ２０の内壁
部の一部又は全体に凹凸２１を形成して、気液が交互、
または混合状態でパイプ２０内を通過させることで、パ
イプ２０内にせせらぎ的な流れが起き、気液の出会う表
面積が大きくなり、気液が水中に到達以前に曝気効果を
高めるものある。

【００１９】本発明のパイプ内曝気装置の請求項２の一
例を、図４にしたがって説明すると、パイプ２０の内部
の一部又は全体に気液接触材２２を設置して、気液が交
互、または混合状態でパイプ２０内を通過させること
で、パイプ２０内にせせらぎ的な流れが起き、気液が出
会い接触面積が大きくなり、気液が水中に到達以前に曝
気効果を高めるものある。

【００２０】本発明のパイプ内曝気装置において、パイ
プ内壁部に凹凸２１や、パイプ内部への気液接触材２２
の設置は、気液圧送パイプ８の一部を改造して設置して
もよく、気液ポンプで圧送する液体が汚水の場合は目詰
りしない程度の接触材をもうけて目詰まり防止に注意
し、リング状流路２内に設ける場合は、常に回転し封水
状態の確保を考慮する必要がある、気液圧送パイプ８内
に設ける場合は、回転しないため特に目詰り防止に注意
し直線的に下降するパイプ１に設けるのが安全的であ
る。気液接触材２２は固定的なものでもよいし部分的に
回転や流れに揺れるものでもよい。

【００２１】本発明のパイプ内曝気装置で、パイプ内壁
の凹凸２１は、凹凸の高さ、縦、横、斜、螺旋の模様
や、粒型、角形、丸型の凹凸型等のいずれでもよく、気
液が通過時に小気泡や水滴等に細分化され、パイプ内壁
でせせらぎ的に気液が混合されればよい。図示は凹凸２
１の一例であり、これ意外にもせせらぎ的に効果のある
凹凸であればよく図示に限定はしない。また、パイプ内
壁の凹と凸の間隔は、パイプの口径、パイプ内部４の気
液の流速によって調節する必要があるが、これも気液が
通過時に気泡や水滴ができてパイプの内壁部４で、せせ
らぎ的な曝気効果が高まればよい。

【００２２】なお、気液が交互にとは、時間的に０．５
〜２０秒毎の時間間隔がよいが限定したものではない、
できれば気液が混合状態で通過して絶えずせせらぎ状態
を起きていることが曝気効果である。

【００２３】気液接触材２２は、気液の通過を大きく妨
げず、気液を細分化して攪拌作用を起させるものがよ
く、目的は曝気効果を高めるもので、設置、撤去、メン
テナンスが容易なものがよく、パイプ内壁部４に損傷を
与えないプラスチック等可塑性の材質がよく、網状、粒
状、へちま状、羽根状、ひも状、螺旋状等、各種の組合
わせでもよく、材質や形には特に限定はない。

【００２４】パイプ２０の口径は、リング状流路２と圧
送パイプ８が同一の必要はなく、圧送速度等によって調
節してもよい、また、これは、リング状流路２や圧送パ
イプ８の各々でもパイプの内径を変えてもよく、気液の
高圧化やパイプ内の圧送速度を適宣対応してよい。

【００２５】気液ポンプのパイプ巻体３の回転軸１は内
部を回転圧送管６が通過するため、大きい軸径が必要と
なる、このため、通常の軸受けだけでなく、ローラー的
な軸受とする場合がある。

【００２６】本発明のパイプ内曝気装置はブロワやコン
プレッサーを必要としないが、併設して使用しても良
い、また、水中に到達する以前に曝気効果が高められて
いるが、水中に到達後も更に曝気を継続して曝気効果を
高めてもよい、更に、駆動源は１つは必要であるが他の
駆動源の設備を併設してもよい。

【００２７】

【発明の効果】本発明によると、気液を水中へ送気する
以前に、圧送途上で曝気（富溶存酸素水化）した後、気
液分離装置１４により液体のみを水中へ圧送することが
可能となった。

【００２８】本発明によると、水中へ到達以前に富溶存
酸素水化した液体のみを、必要な場所へ必要量を送水で
き、水底水域ＩＩＩに放出して、従来困難とされた水底
水域ＩＩＩの直接水質改善もでき、従来の上層水域Ｉに
偏る曝気の改善ができるようになった。

【００２９】本発明によると、従来のブロワやコンプレ
ッサー等の送気設備や送水ポンプを必要とせず、従来、
これらに付随的に必要とされた冷却装置、騒音防止、振
動防止等の施設を必要としないため、施設費、動力費を
節減する利点がある。

【００３０】また本発明は、取り扱う液体に固形物が多
少混ざっていても問題無く気液と共に圧送できる利点が
ある。

【００３１】また本発明は、気液を共に水中に圧送する
場合、逆エアリフト効果（仮称）が起き、従来と同一圧
力でも従来のポンプ以上の深部へ圧送ができる利点があ
る。

【００３２】また本発明は、パイプ内壁部に凹凸２１を
設けることで、従来の単なるパイプ圧送でなく、パイプ
内の気液流にせせらぎ現象が起き、気液が攪拌され曝気
効果を高める効果がある。

【００３３】また本発明は、パイプ内部に気液接触材２
２をを設けることで、パイプ内部の凹凸２１の効果と同
様、気液流にせせらぎ現象が起き、気液が攪拌され更に
曝気効果が一層高まる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】気液ポンプで水槽内の液体を汲み揚げて圧送
し、曝気効果を高めて気液分離装置１４へ圧送し、気液
を分離して富溶存酸素水のみを水中の水底水域ＩＩＩへ
圧送し、気体は従来方式と同様に水中に圧送して曝気に
使用する１例図を示す。

【図２】気液ポンプを池沼等で使用し、気液を共に同一
のパイプで圧送し、水深の下層域で富溶存酸素水を放出
すると共に、気泡上昇を利用して従来の曝気方式を行う
併用式の１例ずを示す。

【図３】パイプ内壁部の凹凸の断面例を示し、（イ）は
縦模様、（ロ）は粒模様、（ハ）は螺旋模様、（ニ）は
横模様を示す。

【図４】パイプ内部の多数ある気液接触材の少数例を示
し、（イ）は放射羽根式、（ロ）は二重円筒網式、
（ハ）はヘチマ状濾床式、（ニ）は内向放射式で、
（Ａ）列は設置断面図、（Ｂ）列は気液接触材（接触濾
床）、（Ｃ）列は側断面図、（Ｄ）は斜視図。

【図５】気液ポンプを使用して気液を共に同一のパイプ
で圧送したパイプ内曝気の圧送状況の斜視説明例図（手
動式）。

【符号の説明】 １ 回転軸 ２ リング状流路 ３ パイプ巻体 ４ 軸受 ５ 気液流入口 ６ 回転圧送管 ７ 接続機器 ８ 気液圧送管 ９ 放出口 １０ 駆動源 １１ 封水状態 １２ 水位差 １３ 水中 １４ 気液分離室 ２０ パイプ ２１ 凹凸 ２２ 気液接触材 ３１ 心棒 ３２ 接触羽根 ３３ 網材 ３４ 外囲材 ３５ スペーサー ３６ ポーラス材

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】パイプ１の内壁部２に凹凸部３を設け、気
   体と液体を交互または混合状態でパイプ内部４を通過さ
   せるパイプ内曝気装置。
2. 【請求項２】パイプ内部４に気液接触材５を設けた請求
   項１記載のパイプ内曝気装置。
3. 【請求項３】パイプ内部４を加圧する請求項１記載また
   は請求項２記載のパイプ内曝気装置。
4. 【請求項４】パイプ内曝気装置を気液ポンプ装置６（特
   願平１０−１３４１４６）のリングパイプ９または圧送
   パイプ１０に付設する請求項１記載または請求項２また
   は請求項３記載のパイプ内曝気装置。