JP2008530406A - 工業用水を排水流路へ排出するための重力流下式水槽 - Google Patents

Abstract

工業用水を排水流路（６）へ排出するための重力流下式水槽（１）であって、流入開口部（１３）および流出開口部（１５）を有する円筒状落下部（１１）と前記円筒状落下部の前記流入開口部（１３）の縁部によって形成されるオーバーフロー境界域（１４）とを含んでいる重力流下式水槽（１）において、前記円筒状落下部（１１）の前記流出開口部（１５）が前記排水流路（６）の液体水位（７）よりも下側にあることを特徴とする。

Description

本発明は、工業用水、特に発電所設備の冷却水を排水流路へ排出するための重力流下式水槽に関する。

淡水で冷却される発電所では、工業用水は運転上の理由により、重力流下式水槽を介して排水流路へと排出される。排水流路とは、工業用水がその中へと排出される静止した水または流動する水域を意味している。重力流下式水槽は、基本的に、境界域を備える水槽を含んでおり、工業用水はこの境界域を超えると排水流路へと導入される。水位が境界域の高さを上回っている場合にのみ、排水流路への工業用水の排出が行われる。この境界域は、直線的な境界域として構成されていてよく、または、たとえば水槽の底面から高さ方向に延びる円筒状落下部の上縁によって構成されていてよく、このことは、たとえば独国特許出願公開第３１０３３０６号明細書に記載されている。独国特許出願公開第３１０３３０６号明細書に記載された円筒状落下部は、さらに、工業用水への空気混入を増やすための手段を有している。

重力流下式水槽を通過していく工業用水の処理量は、発電所の型式によって変わるが、工業用水の許容される加熱範囲に応じて１秒間あたりおよそ５から１０ｍ³である。排水流路の水位の変動に応じて、境界域を超えて流れていく工業用水は数メートルの深さへと落下してから、排水流路の水と混ざり合う。工業用水へ空気を送り込むための方策が設けられていない場合でさえ、水が深さ方向へ落下するときに、水の品質に応じて程度の差こそあれ多くの泡の発生につながる多量の空気混入が起こる。こうした空気混入ないし泡の発生は、通常、官庁ばかりでなく近隣からも好まれない。

したがって重力流下式水槽の試運転調整時には、空気混入ないし泡の発生を少なくする役目を果す措置が試験、検査されるのが普通である。このような種類の措置は、たとえば一時的な蓋、薬品の投入、あるいは脱気ないし配管システムなどを含むことができる。特に後者は著しい追加費用を生じさせる可能性がある。

さらに、重力流下式水槽は部分的に比較的広い設置面積を必要とする。

そこで本発明の課題は、従来技術に比べて有利な重力流下式水槽を提供することにある。

この課題は、請求項１に記載された、工業用水を排水流路へ排出するための重力流下式水槽によって解決される。従属請求項は、本発明による重力流下式水槽の好ましい実施形態を含んでいる。

工業用水を排水流路へ排出するための本発明の重力流下式水槽は、流入開口部と流出開口部とを備える円筒状落下部を含んでおり、円筒状落下部の流入開口部の縁部はオーバーフロー境界域を形成している。本発明による重力流下式水槽では、円筒状落下部の流出開口部は排水流路の液体水位よりも下側にある。この重力流下式水槽は、特に、発電所設備の冷却水を排出するための重力流下式水槽として構成することができる。

直線的な境界域を備える重力流下式水槽に比べて、本発明による重力流下式水槽は明らかに少ない設置面積しか必要としない。建築物の容積は、直線的な境界域を備える重力流下式水槽と比較して、約３５％削減することができる。そのうえ、このような種類の重力流下式水槽では空気混入の低減を実現することができる。

本発明による重力流下式水槽の１つの好ましい実施形態では、円筒状落下部の内部には少なくとも１つの流動抵抗部が配置されている。流動抵抗部としては、特に絞り板を利用することができる。円筒状落下部に流動抵抗部が存在していることは、工業用水が排出されるときの空気混入およびそれに伴う泡の発生を減らすための一助となる。円筒状落下部の内部に少なくとも１つの第１の流動抵抗部があり、工業用水の流動方向で見てその後に配置された第２の流動抵抗部があると、優れた結果を得ることができる。これら両方の流動抵抗部は、絞り板とすることができる。

流動抵抗部が絞り板として構成されており、第２の絞り板すなわち流動方向で見て後に配置された絞り板の開口断面積が、第１の絞り板の開口断面積の２倍の広さであると、特別に良好な結果を得ることができる。

空気混入とこれに伴う泡の発生に対処するさらに別の手段として、円筒状落下部の流入開口部の領域に、渦防止要素、特に渦防止十字材を配置する方法がある。このことは、少なくとも１つの流動抵抗部が追加的に円筒状落下部に設けられている場合に、特別に当てはまる。渦防止要素には、水が円筒状落下部に流入するときの渦を防止する役割がある。渦は、流れる水に渦流が生じることにつながるのが通常であり、こうした渦流は空気混入が増えることにつながる。たとえば渦防止十字材による渦の削減は、渦流の形成を防ぐことができ、それに伴って、流出する水への空気混入を防ぐことができる。

本発明のその他の構成要件、特性、および利点は、添付の図面を参照した以下の実施例の説明から明らかである。

本発明による重力流下式水槽１が図１と図２に示されている。図１は重力流下式水槽１を垂直方向の断面図で示しており、それに対して、図２は重力流下式水槽１を水平方向の断面で平面図として示している。

重力流下式水槽１は引込配管３に接続されており、この引込配管を通って、たとえば発電所設備の冷却水などの工業用水が重力流下式水槽１に流れ込む。さらに、重力流下式水槽１は排水流路と流体工学的に接しており、排水流路の水位は線７で図示されており、この排水流路に工業用水が導入される。

重力流下式水槽１は、拡張室５と、カバープレート１２で覆われた水槽９と、円筒状落下部１１とを含んでおり、円筒状落下部の流入開口部１３は、水槽９の底面１０の上方に間隔をおいて配置されている。円筒状落下部１１の流出開口部１５は、排水流路の水位線７よりも下側にある。流出開口部１５に対して間隔をおいた底面プレート１７があり、これを起点として複数のバッフルプレート１８が高さ方向に延びている。工業用水が排水流路に入る流出速度は、バッフルプレート１８よりも後では０．３ｍ／ｓより低い。

検査をするための昇降を可能にするために、カバープレート１２には昇降口１６がある。昇降口１６はカバー格子２０で閉止されており、カバー格子は水槽９の通気を妨げることがなく、そのようにして、水槽９内での負圧の発生を防止する。

円筒状落下部１１の上側縁部、すなわち流入開口部１３の仕切りは、水槽９の中にある工業用水のオーバーフロー境界域１４を形成している。工業用水は、このオーバーフロー境界域１４を超えて、円筒状落下部１１へと流れ込む。円筒状落下部１１の内部には、円筒状落下部１１を通って流れる工業用水に対する流動抵抗部としての役目をする２つの絞り板１９および２１が配置されている。絞り板１９と２１は異なる高さに配置されており、下側の絞り板２１、すなわち工業用水の流動方向で見て後に配置されている絞り板は、絞り板１９よりも広い開口断面積を有している。絞り板１９の開口断面積は、絞り板２１の開口断面積のほぼ半分の広さしかない。

さらに流入開口部には、円筒状落下部１１を通って流れる工業用水に渦流が形成されるのを防ぐための渦防止十字材２３が配置されている。

両方の絞り板１９および２１は、水の滞留につながる流動抵抗部を構成しており、こうした水の滞留は、いわゆる固有分離速度以下になるように、円筒状落下部１１の中の工業用水の流動速度を低下させる。この固有分離速度以下の流動速度では、空気泡と水が分離することができるので、気泡は円筒状落下部１１の中で上昇し、水の表面に達することができる。したがって、流出開口部１５の領域では、絞り板のない円筒状落下部に比べて、工業用水の空気含有率が低下している。

考えられる絞り板の形状が、図３と図４に示されている。図３は、一例として絞り板本体３１として円形の金属板から製作された絞り板３０を示しており、絞り板本体３１は、その外側の円周領域に、円周に沿って延びる４つのスリット状の絞り板開口部３２を備えており、これらの絞り板開口部は絞り板本体３１の円周にわたって均等に配分されている。

図４に示す絞り板４０の第２の態様では、絞り板本体４１はスリット状の絞り板開口部に代えて、絞り板本体４１の円周上で均等に配分された円形の絞り板開口部４２を有している。

絞り板開口部の上記以外の形態も考えられる。絞り板開口部の適当な寸法と形状を選択することで、円筒状落下部を通って落下していく工業用水への空気混入を最低限に抑えることができる。絞り板開口部の形状および寸法の最適化は、経験的に行うことができる。

本発明の重力流下式水槽を示す断面で見た側面図である。 図１の重力流下式水槽を示す断面で見た平面図である。 円筒状落下部に配置される絞り板の第１の実施例である。 円筒状落下部に配置される絞り板の第２の実施例である。

符号の説明

１ 重力流下式水槽
６ 排水流路
７ 水位
１１ 円筒状落下部
１３ 流入開口部
１４ オーバーフロー境界域
１５ 流出開口部

Claims (8)

1. 工業用水を排水流路（６）へ排出するための重力流下式水槽（１）であって、流入開口部（１３）および流出開口部（１５）を有する円筒状落下部（１１）と前記円筒状落下部の前記流入開口部（１３）の縁部によって形成されるオーバーフロー境界域（１４）とを含んでいる前記重力流下式水槽（１）において、前記円筒状落下部（１１）の前記流出開口部（１５）が前記排水流路（６）の液体水位（７）よりも下側にあることを特徴とする重力流下式水槽。
2. 前記円筒状落下部（１１）の内部に少なくとも１つの流動抵抗部（１９，２１）が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の重力流下式水槽（１）。
3. 前記流動抵抗部（１９，２１）は絞り板として施工されていることを特徴とする請求項２に記載の重力流下式水槽（１）。
4. 前記筒状落下部（１１）の内部に少なくとも１つの第１の流動抵抗部（１９）および工業用水の流動方向で見てその後に配置された第２の流動抵抗部（２１）があることを特徴とする請求項２または３に記載の重力流下式水槽（１）。
5. 前記第１および前記第２の流動抵抗部は第１の絞り板（１９）および第２の絞り板（２１）として配置されており、流動方向で見て後に配置された前記第２の絞り板（２１）は前記第１の絞り板（１９）よりも広い開口断面積を有していることを特徴とする請求項４に記載の重力流下式水槽（１）。
6. 前記第２の絞り板（２１）の開口断面積は前記第１の絞り板（１９）の開口断面積の２倍の広さであることを特徴とする請求項５に記載の重力流下式水槽（１）。
7. 前記円筒状落下部（１１）の前記流入開口部（１３）の領域に渦防止要素（２３）が配置されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の重力流下式水槽（１）。
8. 前記渦防止要素は渦防止十字材（２３）として配置されていることを特徴とする請求項７に記載の重力流下式水槽（１）。

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