JP2017192929A - 水質改善装置 - Google Patents

Abstract

【課題】底層水域に導かれる水にエアーを混合することにより酸素含有量の多い水が底層水域に導かれて酸欠環境の大幅な改善が可能となるようにした水質改善装置を提供すること。【解決手段】タンク内に表層波7を順次溜め込むようにする貯水用の逆止弁を備えた表層波取込タンク8と、取込タンク8の高さを調節する高さ調節手段20と、一端上部が取込タンク8側の底部に連通して接続される一方下端は底層水域に向けて取込水を放出する放流口37を備える下降流案内管32と、表層波取込口12を表層波7の押し寄せてくる向きに対応させるとともに特定の水域に固定化する係留手段47とを備え、表層水域と酸欠状態の底層水域およびそれら水域間である中層水域とによって成層化された特定の水域を対象にした水質改善装置であって、取込タンク8内から下降流案内管32の放流口37に至る流路にエアーを供給可能なエアー供給装置50が設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、水質改善装置に関する。

都市部の湖沼や河川などから流れ出る水を受け入れる内海の海底水域（深さ１５〜２０ｍ）では、気温が高くなる夏場において、貧酸素水塊が発生した酸欠状態となる。都市の生活排水は窒素やリンなどを含んだものとして河川を通じて内海へと流れ込んで富栄養化した状況を生み、さらにその状況下で水温上昇により大量に発生する植物プランクトンが死骸となって落ちた際それを細菌が分解するときに海底水域の酸素を消費することによって酸欠状態が起こるとされている。酸欠状態になれば、海底に住む貝などが呼吸できなくなって死に、藻類も消えて魚が居なくなり、さらに貧酸素水塊に含まれる硫化物によって青潮が発生し、海面に浮上した硫化物が沿岸の建造物の劣化を促進し、また海底に堆積したヘドロが有害物質の発生源になってしまうなど多くの被害例が挙げられる。夏場は太陽に温められた表層と冷たい底層の海水が混ざりにくくなることも背景にあり、このような酸欠状態になりやすいとされる。
そうした酸欠状態を解消する一つの方法として、特許文献１に示されたものがある。

特許第４７６７７０４号

前記特許文献１に開示された発明は、フロートと、該フロートをテンドンを介して位置固定するアンカーと、該アンカーによって水中に位置固定されるとともに前記フロートのウインチで上下方向に移動自在にされる筒状の装置本体と、該装置本体内に設置されて該装置本体の上部の吸込口から水を吸い込むとともに、この吸い込んだ水を該装置本体の下部の放出口から窪地内の底層に若しくはフェンスで囲んだ閉鎖域内の底層に放出する吸引放出手段と、前記フロートに設けられて前記ウインチの上下動を制御する制御装置と、該制御装置に電気的に接続され前記フロート若しくは前記吸引口に設けられるとともに成層化された海域や閉鎖域における水の密度の鉛直分布を測定する超音波音速計とからなり、前記制御装置には海水の密度の鉛直分布に基づいて、［式１］より窪地内またはフェンスで囲んだ閉鎖域内において循環流が形成される最適深度−ｈ_Ｅを決定するアルゴリズムが組み込まれており、前記装置本体の吸込口の位置を上下方向に移動させて前記最適深度−ｈ_Ｅになるようにウインチを制御することを特徴とする水質改善装置である。
この水質改善装置は、吸込放出手段として水中モーターとインペラを装備して海水を循環させる方式であるため、遠隔からの給電設備を構成する必要があるだけでなく、駆動のための電力も必要とするため運転コストが多大に掛ってしまいこの種水質改善用の装置としては好ましくない。
そうしたことに鑑み、本出願人は、例えば、特願２０１５−１４９０１９において給電設備および電力を全く使うことなく自然に発生する波動エネルギーを利用して発生させた下降流を貧酸素塊を通じて放出させ上昇流とすることにより酸欠状態を解消するようにした水質改善装置を提案した。
その装置は、溶存酸素濃度が高い表層水域と溶存酸素濃度が低く酸欠状態の底層水域およびそれら水域間である中層水域とによって成層化された特定の海洋領域を対象にして装置上部が浮上設置される一方装置下部が表層から取り込まれた溶存酸素濃度の高い海水を放流のため底層水域へと誘導するように構成された水質改善装置であって、縦筒型でその外周に表層波取込口が開けられるとともに下部には下向きに連通状をなして伸びるタンクパイプを備えた装置上部の要部である表層波取込タンクと、前記表層波取込口の開口下縁の高さを表層波の取込みを可能とすべく調節可能とする高さ調節手段と、表層波取込口の開口下縁高さに基部を対応させるべく表層波取込タンク外周における表層波の押し寄せる方向である前向きに下がりスロープ状に張り出して設けられた表層波掬いガイドと、上部が前記タンクパイプ側に連通して接続される一方下部が下向きに長く伸びた管とされ管下端には底層水域に向けて表層波取込タンク内からの取込水を放出すべく放流口を開口した装置下部である下降流案内管とを備えているものである。
しかし、この装置は、酸素を含む表層波を取り込んで底層水域に導くもので水質改善には有効なものであるが、表層波には酸素含有量が僅かの場合も多くあり、そうした表層波を底層水域に導いても酸欠状態の有効に解決することができないことがある。

本発明は、こうした問題を解決しようとするものであり、底層水域に導かれる水にエアーを混合することにより酸素含有量の多い水が底層水域に導かれて酸欠環境の大幅な改善が可能となるようにした水質改善装置を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、内部に取込空間を有するとともにそのタンク外周の表層波取込口の内側に表層波により内向きに開くように開閉自在に設けられてタンク内に表層波を順次溜め込むようにする貯水用の逆止弁を備えた装置上部である表層波取込タンクと、表層波取込タンクの高さを調節して前記表層波取込口の開口高さを表層波の取込みをとする高さ調節手段と、一端上部が前記表層波取込タンク側の底部に連通して接続される一方下端は底層水域に向けて取込水を放出する放流口を開口して備える装置下部である下降流案内管と、表層波取込口を表層波の押し寄せてくる向きに対応させるとともに特定の水域に装置の位置を固定化する係留手段とを備え、表層水域と酸欠状態の底層水域およびそれら水域間である中層水域とによって成層化された特定の水域を対象にして装置上部が浮上設置されて表層波が表層波取込口を通じて表層波取込タンク内に取り込まれるようにされる一方取り込まれた水は下降流案内管を通じて放流口から底層水域へと放流するように構成された水質改善装置であって、表層波取込タンク内から下降流案内管の放流口に至る流路にエアーを供給可能なエアー供給装置が設けられていることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のものにおいて、エアー供給装置は、表層波取込タンク内から下降流案内管内に至る流路上に臨む負圧吸引型のエアーノズルを含むものとされている。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のものにおいて、エアー供給装置はポンピング型とされ、表層波に応じて往復運動をする応動部材と、この応動部材の動きにより加圧エアーを発生させるエアーポンプと、エアーポンプによる加圧エアーを表層波取込タンク内から下降流案内管内に至る流路内に導くエアー供給パイプとを備えている。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のものにおいて、応動部材は、表層波の上下運動に応じて上下するフロート型の波動アクチュエーターとされ、この波動アクチュエーターの動きを表層波取込タンクに軸支されたアームを介してエアーポンプに伝えるようにされている。
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載のものにおいて、応動部材は、逆止弁とされ、この逆止弁の動きをエアーポンプに伝えるようにされている。
請求項６に記載の発明は、内部に取込空間を有するとともにそのタンク外周の表層波取込口の内側に表層波により内向きに開くように開閉自在に設けられてタンク内に表層波を順次溜め込むようにする貯水用の逆止弁を備えた装置上部である表層波取込タンクと、表層波取込タンクの高さを調節して前記表層波取込口の開口高さを表層波の取込みをとする高さ調節手段と、一端上部が前記表層波取込タンク側の底部に連通して接続される一方下端は底層水域に向けて取込水を放出する放流口を開口して備える装置下部である下降流案内管と、表層波取込口を表層波の押し寄せてくる向きに対応させるとともに特定の水域に装置の位置を固定化する係留手段とを備え、表層水域と酸欠状態の底層水域およびそれら水域間である中層水域とによって成層化された特定の水域を対象にして装置上部が浮上設置されて表層波が表層波取込口を通じて表層波取込タンク内に取り込まれるようにされる一方取り込まれた水は下降流案内管を通じて放流口から底層水域へと放流するように構成された水質改善装置であって、表層波取込タンク内から下降流案内管の放流口に至る流路にエアーを供給可能なエアー供給装置が設けられ、エアー供給装置の一つとして、表層波取込タンクが表層波の波動に応じて揺動し得る手段が構成されるとともに、エアー供給装置の他の構成として、表層波取込タンクの揺動に応じて前後往復揺動運動やすりこぎ運動などを含む波動追従揺動をする揺動アームと、この揺動アームの運動により加圧エアーを発生するエアーポンプとを備え、発生した加圧エアーを表層波取込タンク内から下降流案内管の放流口に至る間に導入可能に構成されている。

上述したように請求項１に記載の発明は、内部に取込空間を有するとともにそのタンク外周の表層波取込口の内側に表層波により内向きに開くように開閉自在に設けられてタンク内に表層波を順次溜め込むようにする貯水用の逆止弁を備えた装置上部である表層波取込タンクと、表層波取込タンクの高さを調節して前記表層波取込口の開口高さを表層波の取込みをとする高さ調節手段と、一端上部が前記表層波取込タンク側の底部に連通して接続される一方下端は底層水域に向けて取込水を放出する放流口を開口して備える装置下部である下降流案内管と、表層波取込口を表層波の押し寄せてくる向きに対応させるとともに特定の水域に装置の位置を固定化する係留手段とを備え、表層水域と酸欠状態の底層水域およびそれら水域間である中層水域とによって成層化された特定の水域を対象にして装置上部が浮上設置されて表層波が表層波取込口を通じて表層波取込タンク内に取り込まれるようにされる一方取り込まれた水は下降流案内管を通じて放流口から底層水域へと放流するように構成された水質改善装置であって、表層波取込タンク内から下降流案内管の放流口に至る流路にエアーを供給可能なエアー供給装置が設けられていることを特徴とするので、底層水域に導かれる水にエアーを混合することにより酸素含有量の多い水が底層水域に導かれて酸欠環境の大幅な改善が可能になるようにした水質改善装置を提供することができる。

本発明の一実施形態である水質改善装置を図２のＩ−Ｉ線に対応して示す縦断面図。 図１のＩＩ方向からの矢視図。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に添う横断面図。 水質改善装置の他の実施形態を示す横断面図。 他の実施形態を図６のＶ−Ｖ線に対応して示す水質改善装置の縦断面図。 図５のＶＩ方向からみた矢視図。 他の実施形態を図８のＶＩＩ−ＶＩＩ線に対応して示す水質改善装置の縦断面図。 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図。 他の実施形態を表層波取込口を通る面で横断する装置横断面図。 図７のＳ部拡大断面図。 他の実施形態を図１２のＸＩ−ＸＩ線に対応して示す水質改善装置の横断面図。 図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線に対応して示す縦断面図。 他の実施形態を示す縦断面図。 他の実施形態を図１５のＸＩＶ−ＸＩＶ線に対応して示す水質改善装置の平面図。 図１４のＸＶ−ＸＶ線断面図。 エアー供給装置のエアーポンプの作動状態を示す回路図。 エアー供給装置のエアーポンプの作動状態を示す回路図。 他の実施形態を示す断面図。 他の実施形態を示す模式正面図。 他の実施形態を示す模式斜視図。

以下、本発明である水質改善装置の一実施形態を図１ないし図３に基づいて説明する。
図１において１…は海洋の一部である内海で、そこには都市部を経由してきた河川水が流れ込んで、上記のように表層水域２は溶存酸素濃度が高く底層水域４は溶存酸素濃度が低い酸欠状態とされて酸素の補給が必要な状況になっている。これら表層水域２・中層水域３・底層水域４は成層化されて中層水域３より下側の底層水域４を含む水域は窪地状をなしている。窪地状でない開放状水域であっても水質改善の対象に含まれる。５は窪地の海底である。表層水域２には沖合からの表層波７が矢印Ａ方向に進行してきている。海底５の水深はここでは２０ｍ前後とされており、酸欠状態は水深１５〜２０ｍの場合にその底層水域４において発生する。尚、表層水域２は溶存酸素濃度が高いと説明したが条件によっては想定する程高く得られない場合もある。
水質改善装置は、金属や樹脂などを目的に応じて用いることで作製されるが、こうした海洋領域を対象として装置上部が浮上設置されて表層波７を取り込むようにされる一方装置下部が底層水域４へと放流のため長く垂下した形で臨むようにして設置されている。

水質改善装置は、装置上部として表層波取込タンク８を備える。タンク８は、上からみて正八角形（四角形・六角形・十二角形などでもよい）の角筒型をしてその筒中心軸を縦（垂直）向きにして設けられるとともに、その上面は作業台９とされてその周りには乗降口を残すようにして安全手摺１１が設けられている。この手摺１１は強度のある周枠体で、自力移動式などの海上クレーン（図示省略）から降ろされるワイヤーフックに吊り掛けられて装置全体を吊り上げて陸上から海上移送したり水質改善のため図示した目的海上に移動後に降ろして図１のような浮上設置状態にしたり陸上に戻したりすることができるようになっている。

内部が取込空間とされた表層波取込タンク８の八角形の各面には、図１のように、中段に横桟を残した形で上下２段に分かれた矩形の表層波取込口（表層波取込手段の一つ）１２，１２が配置され、この表層波取込口１２，１２の内周側上下には、樹脂などによる軽量質の逆止弁１４，１４がヒンジによりぶら下げ支持されている。図２の矢印Ａである表層波７に対応する３つの逆止弁１４は図１のように表層波７により内向きに開いて海水を表層波取込口１２を通じて取り込むようにするが、それ以外の逆止弁１４は図１の右部分に示すように閉じたままになるので、取り込まれた海水を次々と内部貯留するようにする。尚、逆止弁１４は、上下１枚ものの背の高い板弁にしておくと波が低くても高くても重くて開閉作動しにくいものになるが、この実施形態のように上下に分けておくことで特に低い波のときも高い波のときも開閉作動が軽快に行われて確実に海水を取り込み得るようになる。タンク８には、その内部空間（取込空間）の空気を抜くための空気抜き孔９ａが形成されている。

表層波取込タンク８の下部は円錐コーン状に形成されていて、タンク８内に取り込まれた海水１７がタンク下部中央に下向きに突設した円筒状タンクパイプ１８の方向へ流れ込みやすくしてある。表層波取込タンク８の下部コーン部の外底面にはフロート（高さ調節手段の一つ）２０が脱着可能に取り付けられている。このフロート２０は、周方向に分割型で個別的に脱着可能とすることで浮力を段階的に増減調節できるようになっている。この増減調節作業は海上クレーンによる装置の吊上げにより行える。フロート２０には、タンク８上から操作可能な開閉弁を備えておいてその操作により海水を取り入れて浮上高さを下げたりあるいは海水を抜き空気導入することにより浮上高さを上げたりすることができるようにしてもよい（図７の給水口部７５および排水口部７６を参照）。

表層波取込タンク８の外周８か所には、金属あるいは樹脂製の表層波掬いガイド２２が設けられている。この表層波掬いガイド２２は、図３に示すように、基部が表層波取込口１２と略同じ幅をもち前方が外方へ幅広状とされたやや湾曲状のスロープ板でなり、その基部が図１のように表層波取込口１２の下端縁に略対応して表層波７の少し水中内に位置するような高さとされる一方前方側は表層波７の進行してくる側に下がり傾斜して表層波７の数１０ｃｍ〜１ｍ程度水中に深く位置するようにしてある。表層波掬いガイド２２は、その基部に垂下した案内板２３を備えていて、表層波取込タンク８の外周面に取り付けた左右一対のガイドレールに案内板２３を添わせて昇降できるようにしてあるとともに、作業台９上でネジ調整具２５を回し昇降ロッド２６を上下調節することにより表層波取込口１２の下端縁高さに表層波掬いガイド２２の基部高さを合致させ得るようになっている。場合によって、表層波掬いガイド２２を独自に表層波取込口１２の下端縁よりも下げたりあるいは引上げたりすることができることは勿論である。２８は波寄せ板で、タンク中心から放射状をなす線上に対応して表層波掬いガイド２２の両側に立ち上がるようにして設けられている。両波寄せ板２８は、表層波掬いガイド２２上に添ってせり上がってくる表層波７をさらに横サイドから幅寄せしながら波を盛り上げるようにするとともに速度も速くなるように制御する板となっている。作業台９上には、作業台９の中心点に対してバランスの良い同心状となるようにして調整ウエイト（高さ調節手段の一つ）を設置して止着具によって挿脱可能に重ね止めできるようにすることもある。

タンクパイプ１８の底部には、表層波７の進行方向を基準とすればその前後に対応するようにして一対（４本でもよい）の分岐パイプ３０が突設されている。各分岐パイプ３０には、海水と同程度の比重でなるフレキシブル樹脂タイプの下降流案内管３２がその上端において挿し込まれて取付環３５で固定されている。各下降流案内管３２は、その下端がタンク８の中心下方位置を中心に前後方向に股広がり状で弓なり状になるように形成されている。その形は、図１にも示すように、直径が１〜３ｍの軽量樹脂パイプ製サポート３３により規定され、このサポート３３は、各下降流案内管３２の略中段高さ周りに装着された取付環３５の内側突片に通されて固定されることで下降流案内管３２の下端をぶら下がって広がる自然状態に規定する。下降流案内管３２の下端には放流口３７が形成されて下降流案内管３２からの流れを海底５に対し大きな角度で放出するのでなくできるだけ小さく寝かせた角度をもって放出するようにしてある。

４０は海底への定着体である中央ライン上の下部ウエイト（係留手段）で、装置中心を通るリンクチェーン等の中央アンカー線条（係留手段）４１の下端に取り付けられ、中央アンカー線条４１は、作業台９上のウインチ（係留手段）４２により巻き上げと繰り出しが可能になっている。中央アンカー線条４１の上部は、作業台９の空気抜き９ａからタンク８の下端に取り付けられた上部通しパイプ４４内を通り、中段やや下側はサポート３３の通しリング３３ａに通されて上下動が安定して案内されるようになっている。下降流案内管３２の外周には複数個の取付環３５…が取り付けられていて、その通し環３５ａにリンク状の周位アンカー線条（係留手段）４６が通されているとともにその先端には周位アンカー本体（離脱可能な係留錨）（係留手段）４７が取り付けられている。

周位アンカー線条４６は、図１の破線のように作業台９上あるいは近接可能な作業船側から昇降調節可能とされている。したがって、図１のような設置状態にするには、図示する閉鎖性水域である設置目的海域に入る前に近くの岸壁近くで図１の装置全体をクレーン船で吊り上げた状態とし、その際、２本の周位アンカー線条４６、４６を下向きに十分伸ばして周位アンカー本体４７，４７をそれぞれ作業台９上に載せた状態にしておくものとする。そして、装置を吊り上げたままの状態でクレーン船を目的海域まで進めて図１のように装置全体を下降させる。その際、図示の左の表層波取込口１２が表層波７の進行してくる方向に向くようにしておくとともに、表層波７の進行してくる側の（図示左側）の周位アンカー本体４７のみを海域に投入する。その際の様子は、図１に矢印Ｘのように示すことができる。

落とされた周位アンカー本体４７に対して作業台９上あるいはクレーン船から周位アンカー線条４６の一方（図１の左側）を図示しない左側用のウインチで引き上げることで図示実線のような海底５に対する係留状態となる。相前後して下部ウエイト４０も降ろして装置の位置決めをするようにする。そのあと、他方の周位アンカー本体４７を降ろして周位アンカー線条（図１の右側）４６を右側用ウインチで引き上げるようにすると本体４７が係留状態になって、結局、表層波７の進行方向を基準にして他方の周位アンカー本体４７が進行側に対応するように投入し係留されることで装置が図１の向きとなるようにセッティングが完了する。そのあと、表層波７を表層波取込口１２が飲み込み得るように表層波掬いガイド２２を高さ調節すれば表層波７は表層波掬いガイド２２に添って掬い上げられて低い波であっても波高状になって逆止弁１４を開きながら表層波取込口１２を通じてタンク８内に取り込まれることになる。表層波取込タンク８や下降流案内管３２などを含む装置全体は、下部ウエイト４０、周位アンカー本体４７，４７の作用する中、表層波７の押し寄せる中で殆ど揺れることなく静止状態を保つ。表層波取込タンク８内に表層水域２の海水が逆止弁１４の作用する中で繰り返し呑み込まれて溜まってゆき、外部海面との水頭差が常に発生する状態になることにより矢印Ｂのように下降流案内管３２，３２を通じて誘導されて放流口３７を通じて矢印Ｃのように底層水域４へと放流されることで酸欠状態が解消されてゆく。
尚、前記下降流案内管３２は、分岐パイプ３０を長くしておくことで上下に長さ調節が可能である。

ここで、前記タンク８内から各下降流案内管３２内に至る経路においてエアー供給装置５０が構成されている。ここでは、分岐パイプ３０の内部に絞り５１が形成され、その中央に先端が臨むようにして分岐パイプ３０に負圧吸引型エアー供給パイプ５２が設けられており、このパイプ５２からは、矢印Ｂのように下降流が発生していることから負圧でエアーが吸引されることとなり、そのエアーが海水に混合しながら放流口３７から底層水域４へと放出されることになり、その結果、酸素含有濃度の高い海水が拡散して酸欠が解消されることになる。前記下降流で負圧を発生させエアーを引き出すようにすることがエアー発生手段であり同時に供給手段でもある。

尚、装置の前後（図１の左右）の下降流案内管３２，３２および下部ウエイト４０・中央アンカー線条４１の組み合わせは、例えば、前側（左側）の下降流案内管３２のみとしたり、あるいは前側（左側）の下降流案内管３２及び下部ウエイト４０の組み合わせで後側（右側）の下降流案内管３２を省略したものにしても図１のようなタンクの向きにすることができる。図４に示すように、表層波取込口１２はタンク８の１個所のみあるいは前後に設けたものにしてもよい。
下降流案内管３２は、図１の右欄に示すように、分割式にしてフランジ接合型にすることができる。

図５および図６は他の実施形態を示す。図１ないし図３に示す実施形態と同様な構成部分については同じ符号を付して説明に代える。
この水質改善装置は、表層波７の取込みを積極的なものにするとともにエアー供給装置も積極的にエアーを発生供給可能なものにしたものである。
表層波取込タンク８の表層波取込口１２に対応する前側には、表層波取込口１２の開口下縁高さに基部を対応させるべく表層波取込タンク８外周における表層波７の押し寄せる方向Ａである前向きに下がりスロープ状に張り出す表層波掬いガイド５５がヒンジ５６を介して上下運動可能に設けられ、この表層波掬いガイド５５は、その前方に設けられた表層波７で上下応動可能な波動アクチュエーター（応動部材）５８とともに上下運動をして表層波７を順次表層波取込口１２を通じて表層波取込タンク８内に取込可能とされるとともにエアー供給装置６０の発生手段であるシリンダ型エアーポンプ６１を連動可能とされている。

波動アクチュエーター５８は図６のように左右に配された円筒状のフロートで形成され、タンク８の両脇に回転軸６３を介して支持された左右一対のアーム６４，６４を介してその先端に取り付けられている。両アーム６４，６４間を介して表層波掬いガイド５５を応動させるためのガイド吊材６５が設けられている。両アーム６４は、タンク８の両側に備えたエアーポンプ６１を上下連動させるようにロッドに連結されている。６６は入側逆止弁、６７は出側逆止弁であり、エアーポンプ６１の出側は、エアー供給パイプ６８に接続されて下降流案内管３２内に強制的に加圧エアーを混合させ得るようになっている。７０は吊りアンカー、７１は表層波取込口１２を表層波Ａの向きにするためのフィンキールである。
尚、図５の左欄に示すように、表層波掬いガイド５５は、複数の通水口５５ａを形成しておいてガイド５５が下がる際に抵抗なく下がりながらその上面に水が導かれるようにして運動が円滑化するようにしてもよい。この場合、通水口５５ａに対応して開閉ガイド蓋５５ｂを設けたりあるいは開閉ガイド蓋５５ｂを固定蓋式としたようなガイド蓋５５ｃを設けて掬い上げた水が表層波取込口１２の方向に順次送られるようにしてもよい。

図７および図８は他の実施形態を示している。図７において１…は海洋の一部である内海で、そこには都市部を経由してきた河川水が流れ込んで、上記のように表層水域２は溶存酸素濃度が高く底層水域４は溶存酸素濃度が低い酸欠状態とされて酸素の補給が必要な状況になっている。これら表層水域２・中層水域３・底層水域４は成層化されて中層水域３より下側の底層水域４を含む水域は窪地状をなしている。窪地状でない開放状水域であっても水質改善の対象に含まれる。５は窪地の海底である。表層水域２には沖合からの表層波７が矢印Ａ方向に進行してきている。海底５の水深はここでは２０ｍ前後とされており、酸欠状態は水深１５〜２０ｍの場合にその底層水域４において発生する。尚、表層水域２は溶存酸素濃度が高いと説明したが条件によっては想定する程高く得られない場合もある。
その他、図７および図８の実施形態においては、図５および図６に示す実施形態と同様な構成部分については同じ符号を付して説明に代える。
この水質改善装置は、表層波７の取込みを積極的なものにするとともにエアー供給手段も積極的にエアーを発生供給可能なものにしたものである。
表層波取込タンク８は上下を閉止状とした円筒状をしたもので、その上部周部に表層波７に対し前後をなすように表層波取込口１２が形成されるとともに、その表層波取込口１２には横軸式ヒンジに支持されて内向きに開くようにした逆止弁１４が設けられている。表層波取込タンク８の下部外周には、フロート（高さ調節手段）７３が中空型で外周突隆状をなして取り付けられている。

このフロート７３の上部面は外径向きに少し下がり表層波取込口１２の向きに上がるように表層波掬いガイド７３ａとして形成され、そのガイド７３ａ上を越えて表層波取込口１２内に表層波７が寄せ入るようになっている。その際、ガイド７３ａ上に立設した左右一対の波寄せ板７４，７４は、押し寄せてくる表層波７を狭めながら次第に高く誘導して表層波取込口１２を通じて表層波取込タンク８内に誘導するようになっている。フロート７３には、給水口部７５と排水口部７６とが設けられ、表層波取込タンク８内の水量調節をすることによりタンク８の浮力が調節され上面高さも調節できるようになっている。

表層波取込タンク８の左右両側には、回転軸６３により上下運動可能にアーム６４が支持されており、このアーム６４の前側に設けられたフロートである波動アクチュエーター５８は、その前方からの表層波７で上下応動可能とされ、その上下応動によりエアー供給手段６０のシリンダ型エアーポンプ６１を連動可能とされている。

エアー供給装置６０は、図５のような入側逆止弁６６と出側逆止弁６７とを有するものであり、シリンダ型エアーポンプ６１の出側は、下降流案内管３２の下部寄りに連通させたエアー供給パイプ（エアー供給装置の一つ）６８に接続されて下降流案内管３２内の海水に強制的に加圧エアーを混合させ得るようになっている。
尚、表層波取込タンク８上には吊りアンカー７０が設けられてクレーン作業船で装置全体を吊上げ可能とされている。
表層波取込口１２および逆止弁１４は図９のように表層波取込タンク８の放射配置に設けたりすることができる。

図７のＳ部は、図１０に示すように、下降流案内管３２の先端に挿し込まれた先端金具７８と、その金具７８の先端外周に隙間７９を置いて嵌め込まれたエアーノズル８０と、ノズル８０に連通状に嵌め込まれたエアー供給パイプ８１とでなり、先端金具７８の先端が段付き小径状に形成されて隙間７９が形成されることによりエアーが噴出されるようになっている。８２はラセン溝で圧縮エアーを旋回状に噴出させて海水中により効果的に加圧エアーが拡散混合することができるようにしてもよい。
逆止弁１４は、上下１枚合わせ型のものにすると小波時に開閉作動しにくいものとなるが、図７の左上に示すように、上下２段に分けて配置することにより小波時にも大波時にも軽快に動けるようにすることができる。
前記エアー供給装置６０とともに図１の負圧吸引型の絞り５１およびノズル５２を組み合わせて構成してもよい。

水質改善装置は吊りアンカー７０を利用してクレーン作業船によって吊り下げられて水質改善の必要のある現場水域まで持ち込まれる。吊上げ前に周位アンカー線条４６は下降流案内管３２よりも３倍以上充分長く延ばされた状態とされる。装置を吊り上げたクレーン作業船が現場水域に到着したあと、図７の左側（波寄せ側）の長く延びた周位アンカー線条４６を本体４７とともに海中に投入する。そのあと周位アンカー線条４６を海上ウインチにより巻き上げることにより図７のように、本体４７が海底５に係留された状態となり、その状態から表層波７のＡ方向への押し寄せ作用が働くことにより装置全体は前記係留状態のまま表層波７でＡ方向に流され、図７のような張り状態となる。次に右側（反波寄せ側）の周位アンカー線条４６を本体４７とともに波動下流側にくるように海中に投げ込むようにしてのち周位アンカー線条４６を巻き上げると図７の状態が得られる。装置全体は、下降流案内管３２，３２が二股状に伸びるとともに周位アンカー線条４６，４６が本体４７の係留下にあることなどにより表層波７によっては揺れず略静止した状況下にされる。表層波取込口１２の表層波７に対する高さは、給水口部７５および排水口部７６を介する給排水制御によりフロート７３を昇降させることにより呑み込みに適正に調節される

こうして周位アンカー本体４７が係留した状態のもと、表層波掬いガイド７３ａと波寄せ板７４によって幅の狭い高い波とされた表層波７は逆止弁１４を開けて表層波取込タンク８内に取り込まれて逆止弁１４の作用により内部に一時貯留されたあとその水頭高さにより下降流案内管３２内に誘導されて放流口３７より放流されるが、その間、下降流案内管３２の管上端から管下端までのいずれかに設けたエアー供給パイプ（エアー供給手段の一つ）６８、８１を通じて加圧エアーが強制的に混合されることで底層水域４に酸素が豊富に供給されることになる。

図１１および図１２は他の実施形態を示す。図１２において１…は海洋の一部である内海で、そこには都市部を経由してきた河川水が流れ込んで、上記のように表層水域２は溶存酸素濃度が高く底層水域４は溶存酸素濃度が低い酸欠状態とされて酸素の補給が必要な状況になっている。これら表層水域２・中層水域３・底層水域４は成層化されて中層水域３より下側の底層水域４を含む水域は窪地状をなしている。窪地状でない開放状水域であっても水質改善の対象に含まれる。５は窪地の海底である。表層水域２には沖合からの表層波７が矢印Ａ方向に進行してきている。海底５の水深はここでは２０ｍ前後とされており、酸欠状態は水深１５〜２０ｍの場合にその底層水域４において発生する。尚、表層水域２は溶存酸素濃度が高いと説明したが条件によっては想定する程高く得られない場合もある。
その他、図１１および図１２の実施形態においては、図７および図８に示す実施形態と同様な構成部分については同じ符号を付して説明に代える。
この水質改善装置は、表層波７の取込みを積極的なものにするとともにエアー供給装置も積極的に加圧エアーを発生供給可能なものにしたものである。
表層波取込タンク８は、円筒状のもので、その上面を一部開放状とし下部を絞り筒状で開放状としたもので、その上部周位４個所（あるいは８個所でもよい）に円筒（あるいは四角筒）状の取込筒１３を備えてその内部が表層波７に対し前後をなすところの表層波取込口１２として形成されるとともに、その表層波取込口１２の内端には横軸式ヒンジに支持されて内向き上方に開くようにした逆止弁（応動部材）１４が設けられている。表層波取込タンク８の下部外周には、フロート（高さ調節手段）７３が中空型で外周突隆状をなして取り付けられている。
尚、各表層波取込口１２の筒開口前側には、脱着式の除塵スクリーン１２ａを備えておいてＡ方向からの表層波７とともに流れ来るし渣類がそこで捕捉されて表層波取込口１２に入らないように構成してもよい。このスクリーン１２ａは取り外しにより付着したし渣類を清掃除去することができる。
表層波取込口１２および逆止弁１４は、周方向四方に配置されているが、図１２のＡに対する一方向にのみあるいは２方向さらには６方向、８方向などに配置することができる。

フロート７３の上部面は、表層波掬いガイド７３ａとして形成され、このガイド７３ａは、外径向きに少し下がり表層波取込口１２の向きに上がるようになっている。表層波７は表層波掬いガイド７３ａ上に添って次第に登り上げられて表層波取込口１２内に寄せ入るようにされるとともに、表層波掬いガイド７３ａ上に立設した左右一対の波寄せ板７４，７４は、押し寄せてくる表層波７を狭めながら次第に高く誘導して表層波取込口１２を通じて表層波取込タンク８内に速いスピードで誘導するようになっている。フロート７３には、給水口部７５と排水口部７６とが設けられ、表層波取込タンク８内の水量調節をすることによりタンク８の浮力が調節され上面高さも調節できるようになっている。

前記逆止弁１４には、表層波取込タンク８上にトラニオン支持型としてヒンジで支持したシリンダ型のエアーポンプ８３のロッド先端が連結されている。表層波７の押し寄せにより開かれる逆止弁１４はロッドを介して内蔵ピストンを押し上げて加圧エアーを発生させてその加圧エアーは矢印ａのようにタンク８内を通じて伸びたエアー供給パイプ８４を通じてノズル８５から水圧下の下降水流Ｂの中間流れ位置内に強制的に導かれて混合されるようになっている。エアーポンプ８３は図１２の左上のようにバネ８３ａを備えたものにしておくとより強い圧のエアーを発生させて下降流案内管３２内に水圧が作用していてもそれに打ち勝ってエアーを混入させることができるだけでなく戻りバネとして作用して逆止弁１４を速く確実に元の閉止状態に戻そうとするようになる。

エアー供給装置８６は、逆止弁１４、エアーポンプ８３を備えたエアー発生手段を有し、この発生手段は図５のような入側逆止弁と出側逆止弁とを有するものであり、またエアー供給装置８６はエアー供給パイプ８４とノズル８５などのエアー供給手段との組み合わせからなる。尚、表層波取込タンク８上には吊りアンカーが設けられてクレーン作業船で装置全体を吊上げ可能とされている。表層波取込口１２および逆止弁１４は四方配置以外に八方配置などにも配置することができる一方、周位の１個所あるいは２個所、３個所などにも配置することができる。ノズル８５は、下降流案内管３２の先端に設けることができる。また、８７は周位アンカー線条（係留手段）、８８は周位アンカー本体（係留手段）、８９はウインチ（係留手段）であり、周位アンカー線条８７はウインチ８９のロックを外せば繰出し可能になりウインチ８９を回転操作すれば巻き上げ可能になる。

逆止弁１４は、上下１枚合わせ型のものにすると小波時に開閉作動しにくいものとなるが、図１３の左上に示すように、上下２段に分けて配置することにより小波時にも大波時にも軽快に動けるようにすることができる。この場合、それぞれの逆止弁１４，１４にエアーポンプ８３を対応配備する。
また、下降流案内管３２は、図１２では単一本になっているが、図１３のように二股分岐型に配備されることもある。

クレーン作業船により水質改善装置全体が吊り上げられた状態で設置対象水域まで持ち込まれて該装置が海上に浮上設置されるとともに長くした周位アンカー線条８７をフレキシブルな下降流案内管３２とともに海中に投入すれば波の進行Ａに連れて周位アンカー本体８８が波の進行してくる先行側に係留した形となって向きが規定された形で停止する。装置の向きは底面のキール９０により規定するようにしてもよい。表層波取込口１２の取込みやすい高さ調節は、給水口部７５および排水口部７６を介する内水量調節によりなされる。
その結果、図１２のように１個所の表層波取込口１２のみが波の押し寄せる側に向き該取込口１２を通じて表層波７を取り込むようになる。その表層波７の取込みにより下降流案内管３２を通じて海水が下降流となって下降する一方、前側の逆止弁１４が開いてエアーポンプ８３が作動することにより加圧エアーが下降流の途中に強制的に混入することになり、エアー混じりの表層波が酸欠状態の底層水域４に導かれ酸欠状態を解消してゆく。前記エアー供給装置８６とともに図１の負圧吸引型の絞り５１およびノズル５２を組み合わせて構成してもよい。また、エアー供給装置８６は省略し負圧吸引型の絞り５１およびノズル５２の組み合わせのみでエアー供給装置を構成することもある。図１２に示す単一本型の下降流案内管３２は、図１、図５、図７に示す２本などの複数本型の下降流案内管３２を示すものに置き換えることもできる。下降流案内管３２は、図１２の右欄のように、分割式にしてフランジ接合型にすることができる。

図１４ないし図１７は他の実施形態を示す。図１５において１…は海洋の一部である内海で、そこには都市部を経由してきた河川水が流れ込んで、上記のように表層水域２は溶存酸素濃度が高く底層水域４は溶存酸素濃度が低い酸欠状態とされて酸素の補給が必要な状況になっている。これら表層水域２・中層水域３・底層水域４は成層化されて中層水域３より下側の底層水域４を含む水域は窪地状をなしている。窪地状でない開放状水域であっても水質改善の対象に含まれる。５は窪地の海底である。表層水域２には表層波７が矢印Ａ方向に進行してきている。海底５の水深はここでは２０ｍ前後とされており、酸欠状態は水深１５〜２０ｍの場合にその底層水域４において発生する。尚、表層水域２は溶存酸素濃度が高いと説明したが条件によっては想定する程高く得られない場合もある。
７は表層波で、装置がある程度沖合に設定される場合は、実際には、沖合から伝わってきた横長に連なる平行波（うねり）でなく吹き寄せる風により起生される波頂の尖った荒れ気味の風浪の場合が多いことに着目して、そのときの風浪現象に伴って例えば、ブイがすりこぎ運動をするような現象をエアー発生のためにエネルギーとして有効に利用しようとしたものである。

１０５は表層波取込タンクで、縦軸型円筒状をしており、上面１０６は閉止される一方中底壁１０７も下底壁１０８も中央が開いた壁として設けられている。この表層波取込タンク１０５の周位には、上部やや下寄りの複数個所（８か所）に表層波取込口１１０が開設されるとともにそれぞれの表層波取込口１１０には上部ヒンジを介して逆止弁１０１が配置されている。逆止弁１０１は、軽量な樹脂やアルミ合金などで作られており、表層波７により容易に開く一方そのあとの閉止も確実になされるような構成になっている。

１１３はフロート（高さ調節手段）で、給水口部１１４と排水口部１１５を備えて内水量を調節することにより浮上力を可変な構成にしてある。また、このフロート１１３は、樹脂あるいは金属で作製され、形は上からみるとドーナツ形であるが縦断面は半楕円あるいは半円殻形状をなしている。この形は風浪下ではすりこぎ運動（揺動）がしやすくまたうねり下では前後往復揺動などの波動追従揺動がしやすくなるように動きに水の抵抗のない丸みを持たせたものにしてある。

フロート１１３の上の面は、表層波７が次第にせり上がって表層波取込口１１０まで楽に確実に導かれるように半楕円面の一部でなっている。このフロート１１３の上の面は図７のような直線的で表層波取込口１１０の方向に向けて徐々に上がる面としてもよい。また、フロート１１３の上の面には、表層波取込タンク１０５の外周から放射状に伸びるようにして複数（８）枚の波寄せ板１１６が設けられ、その各一対の奥側に表層波取込口１１０が位置するようにすることで表層波７が次第に狭められ波を高くして確実に表層波取込口１１０を通り越して表層波取込タンク１０５内に取り込まれるようにするものである。

表層波取込タンク１０５内の中底壁１０７の中央開口を中心とする個所には、樹脂あるいは金属製などによる球ジョイント１１８が取り付けられて、その中心の内球部ａを基準にして外球部ｂが表層波取込タンク１０５の揺動とともに追従揺動してタンク１０５に自由な動きを許しながら取り込んだ海水を矢印Ｂのように下方へ導くようになっている。

内球部ａには、樹脂製フレキシブルタイプの下降流案内管１２０の上端が差し込まれており、この下降流案内管１２０は水質改善のための当該水域における満潮時の水位よりも十分長い単一本の円筒チューブでなり、その内部に通された周位アンカー線条１２１は十分な長さをもってタンク１０５上からのウインチ１２３の操作により巻き込みが可能とされるとともに繰出しも可能とされしかもその周位アンカー線条１２１の下部先端には周位アンカー本体１２２が海底５に対し係留可能に取り付けられている。

前記ウインチ１２３は適宜回転をロックしておくこともできる機能を備えている。クレーン作業船により装置全体が吊り上げられた状態で該水域まで持ち込まれて装置が海上に浮上設置されるとともに長くした周位アンカー線条１２１を下降流案内管１２０とともに海中に投入すれば波の進行Ａに連れて周位アンカー本体１２２が波の進行してくる先行側に係留した形となって停止する。

その結果、図１５のように１個所の表層波取込口１１０のみが波の押し寄せる側に向き該取込口１１０を通じて表層波７を取り込むようになる。その際、表層波取込タンク１０５は風浪により前後往復かあるいはすりこぎなどの揺動運動をし、その運動を利用してエアーを発生供給するようにエアー供給装置１２５を構成してある。

エアー供給装置１２５は、表層波取込タンク１０５の上面１０６の中央に取り付けられたシリンダ型エアーポンプ１２６と、図１６のようにポンプ１２６内のラック軸付きピストン１２７と、ランク軸に咬み合いながら往復回転するピニオン軸１２８と、入り側第１逆止弁１２９と、入側第２逆止弁１３０と、出側第１逆止弁１３１と、出側第２逆止弁１３２とを有するとともに、ピニオン軸１２８の上端にはウエイト１３３付きの揺動アーム１３４を取り付けて往復揺動可能に構成してある。

そして、出側第１、第２逆止弁１３１，１３２を通じて交互に出る加圧エアーを供給するエアー供給パイプ１３６は図１５のように下降流案内管１２０の先端に装着した図１０のノズル８０のようなエアーノズル１３７に接続されてその隙間を通じて底層水域４へとエアー混じりの海水を放流できるようになっている。

前記ウエイト１３３付きの揺動アーム１３４が風浪に追従して往復揺動すると、例えば、図１６のようにピニオン軸１２８が一定方向に回転することで出側第１逆止弁１３１を通じて加圧エアーを放出し、図１７のようにピニオン軸１２８が逆回転すれば出側第２逆止弁１３２を通じて加圧エアーを放出し、連続的にエアーノズル１３７を通じてエアーを海水中に混合しながら放流することができるものとなる。前記エアー供給装置１２５は、図１４および図１５に破線で示すように表層波取込タンク１０５の周位複数個所に配備してエアーが安定・確実に供給されるようにしてもよい。

図１８は他の実施形態を示すもので、下降流案内管１２０側に対して表層波取込タンク１０５の追従揺動を許すための他の態様を示す。表層波取込タンク１０５の下底壁８８には、球ジョイントでなくシリコン樹脂などによるフレキシブル受盤１４０が取り付けられ、変形可能な平板部ａから突出する中央筒部ｂに対して下降流案内管１２０の上端が連結されてなる。同図１８の右下に示すように、球状蛇腹部ｃと中央筒部ｄとで形成されたフレキシブル受盤１４０としてもよい。
尚、下降流案内管１４２は図１９のように下向きに同一径で旋回するようなラセン型のものにしてもよい。この場合、上下間は弾性変形可能な吊線材１４３で連結して懸架式にしてもよい。図２０のように下降流案内管１４２は下向きに次第に小径化するようなラセン型のものにしてもよい。この場合も吊線材１４３で上下間を連結してもよい。これらの下降流案内管１４２は、上下高さを可成りの幅をもって伸縮可能であるので、水深の大小に対応できる。

２…表層水域 ３…中層水域 ４…底層水域 ５…海底 ７…表層波 ８…表層波取込タンク １２…表層波取込口 ２０，７３，１１３…フロート（高さ調節手段） ２２、５５…表層波掬いガイド ３２，１２０…下降流案内管 ３７…放流口 ５０，６０，１２５…エアー供給装置 ５８…波動アクチュエーター ６４…アーム ５２，６８，８１，１３６…エアー供給パイプ ６１，８３，１２６…エアーポンプ １３４…揺動アーム。

本発明は上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、内部に取込空間を有するとともにそのタンク外周の表層波取込口の内側に表層波により内向きに開くように開閉自在に設けられてタンク内に表層波を順次溜め込むようにする貯水用の逆止弁を備えた装置上部である表層波取込タンクと、表層波取込タンクの高さを調節して前記表層波取込口の開口高さを表層波の取込みを可能な高さとする高さ調節手段と、一端上部が前記表層波取込タンク側の底部に連通して接続される一方下端は底層水域に向けて取込水を放出する放流口を開口して備える装置下部である下降流案内管と、表層波取込口を表層波の押し寄せてくる向きに対応させるとともに特定の水域に装置の位置を固定化する係留手段と、前記表層波取込タンク内から下降流案内管の放流口に至る流路にエアーを供給可能なエアー供給装置とを備え、表層水域と酸欠状態の底層水域およびそれら水域間である中層水域とによって成層化された特定の水域を対象にして装置上部が浮上設置されて表層波が表層波取込口を通じて表層波取込タンク内に取り込まれるようにされる一方取り込まれた水は下降流案内管を通じて放流口から底層水域へと放流するように構成された水質改善装置であって、前記エアー供給装置は、ポンピング型とされ、表層波の上下運動に応じて上下往復運動をするフロート型の波動アクチュエーターである応動部材と、この応動部材の上下往復運動により一定の回転軸回りに上下揺動をするアームと、このアームの上下に揺動部分に連結されて揺動により加圧エアーを発生させるエアーポンプと、前記下降流案内管の下端に設けられてエアーポンプにより発生する加圧エアーを放流口を通じて放流される下降流に混合させるようにするエアーノズルと、前記エアーポンプからの加圧エアーをエアーノズルに導くエアー供給パイプとを備えている。

上述したように請求項１に記載の発明は、内部に取込空間を有するとともにそのタンク外周の表層波取込口の内側に表層波により内向きに開くように開閉自在に設けられてタンク内に表層波を順次溜め込むようにする貯水用の逆止弁を備えた装置上部である表層波取込タンクと、表層波取込タンクの高さを調節して前記 表層波取込口の開口高さを表層波の取込みを可能な高さとする高さ調節手段と、一端上部が前記表層波取込タンク側の底部に連通して接続される一方下端は底層水域に向けて取込水を放出する放流口を開口して備える装置下部である下降流案内管と、表層波取込口を表層波の押し寄せてくる向きに対応させるとともに特定の水域に装置の位置を固定化する係留手段と、前記表層波取込タンク内から下降流案内管の放流口に至る流路にエアーを供給可能なエアー供給装置とを備え、表層水域と酸欠状態の底層水域およびそれら水域間である中層水域とによって成層化された特定の水域を対象にして装置上部が浮上設置されて表層波が表層波取込口を通じて表層波取込タンク内に取り込まれるようにされる一方取り込まれた水は下降流案内管を通じて放流口から底層水域へと放流するように構成された水質改善装置であって、前記エアー供給装置は、ポンピング型とされ、表層波の上下運動に応じて上下往復運動をするフロート型の波動アクチュエーターである応動部材と、この応動部材の上下往復運動により一定の回転軸回りに上下揺動をするアームと、このアームの上下に揺動部分に連結されて揺動により加圧エアーを発生させるエアーポンプと、前記下降流案内管の下端に設けられてエアーポンプにより発生する加圧エアーを放流口を通じて放流される下降流に混合させるようにするエアーノズルと、前記エアーポンプからの加圧エアーをエアーノズルに導くエアー供給パイプとを備えているので、底層水域に導かれる水にエアーを混合することにより酸素含有量の多い水が底層水域に導かれて酸欠環境の大幅な改善が可能になるようにした水質改善装置を提供することができる。

Claims (6)

1. 内部に取込空間を有するとともにそのタンク外周の表層波取込口の内側に表層波により内向きに開くように開閉自在に設けられてタンク内に表層波を順次溜め込むようにする貯水用の逆止弁を備えた装置上部である表層波取込タンクと、表層波取込タンクの高さを調節して前記表層波取込口の開口高さを表層波の取込みをとする高さ調節手段と、一端上部が前記表層波取込タンク側の底部に連通して接続される一方下端は底層水域に向けて取込水を放出する放流口を開口して備える装置下部である下降流案内管と、表層波取込口を表層波の押し寄せてくる向きに対応させるとともに特定の水域に装置の位置を固定化する係留手段とを備え、表層水域と酸欠状態の底層水域およびそれら水域間である中層水域とによって成層化された特定の水域を対象にして装置上部が浮上設置されて表層波が表層波取込口を通じて表層波取込タンク内に取り込まれるようにされる一方取り込まれた水は下降流案内管を通じて放流口から底層水域へと放流するように構成された水質改善装置であって、表層波取込タンク内から下降流案内管の放流口に至る流路にエアーを供給可能なエアー供給装置が設けられていることを特徴とする水質改善装置。
2. 請求項１に記載のものにおいて、エアー供給装置は、表層波取込タンク内から下降流案内管内に至る流路上に臨む負圧吸引型のエアーノズルを含むものとされている水質改善装置。
3. 請求項１に記載のものにおいて、エアー供給装置はポンピング型とされ、表層波に応じて往復運動をする応動部材と、この応動部材の動きにより加圧エアーを発生させるエアーポンプと、エアーポンプによる加圧エアーを表層波取込タンク内から下降流案内管内に至る流路内に導くエアー供給パイプとを備えている水質改善装置。
4. 請求項３に記載のものにおいて、応動部材は、表層波の上下運動に応じて上下するフロート型の波動アクチュエーターとされ、この波動アクチュエーターの動きを表層波取込タンクに軸支されたアームを介してエアーポンプに伝えるようにされている水質改善装置。
5. 請求項３に記載のものにおいて、応動部材は、逆止弁とされ、この逆止弁の動きをエアーポンプに伝えるようにされている水質改善装置。
6. 内部に取込空間を有するとともにそのタンク外周の表層波取込口の内側に表層波により内向きに開くように開閉自在に設けられてタンク内に表層波を順次溜め込むようにする貯水用の逆止弁を備えた装置上部である表層波取込タンクと、表層波取込タンクの高さを調節して前記表層波取込口の開口高さを表層波の取込みをとする高さ調節手段と、一端上部が前記表層波取込タンク側の底部に連通して接続される一方下端は底層水域に向けて取込水を放出する放流口を開口して備える装置下部である下降流案内管と、表層波取込口を表層波の押し寄せてくる向きに対応させるとともに特定の水域に装置の位置を固定化する係留手段とを備え、表層水域と酸欠状態の底層水域およびそれら水域間である中層水域とによって成層化された特定の水域を対象にして装置上部が浮上設置されて表層波が表層波取込口を通じて表層波取込タンク内に取り込まれるようにされる一方取り込まれた水は下降流案内管を通じて放流口から底層水域へと放流するように構成された水質改善装置であって、表層波取込タンク内から下降流案内管の放流口に至る流路にエアーを供給可能なエアー供給装置が設けられ、エアー供給装置の一つとして、表層波取込タンクが表層波の波動に応じて揺動し得る手段が構成されるとともに、エアー供給装置の他の構成として、表層波取込タンクの揺動に応じて前後往復揺動運動やすりこぎ運動などを含む波動追従揺動をする揺動アームと、この揺動アームの運動により加圧エアーを発生するエアーポンプとを備え、発生した加圧エアーを表層波取込タンク内から下降流案内管の放流口に至る間に導入可能に構成されている水質改善装置。

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