JP3145572B2 - 熱交換装置を利用した水置換方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、海洋及び淡水湖、河川
等の水域の水を浄化するために用いられる水置換方法及
び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】水域浄化用の従来の水置換装置の１例を
図２に示す。

【０００３】図において、１は水面付近にチェーン１
１、シンカー１２により係留される浮体で、該浮体１に
はエアコンプレッサー２及びこれと接続する曝気槽３、
ポンプ５、輸送管８が装着支持されている。

【０００４】曝気槽３にはその底部に散気板４が設置さ
れ、該散気板４は圧縮空気管１３を介して浮体上部に取
付けたコンプレッサー２と連結している。

【０００５】また７は曝気槽の上部に水面上に向けて突
設した空気抜き管、１４は水底、１５は水面を示す。

【０００６】つぎに図２に示す従来装置の作用について
説明すると、水底１４付近に生ずる貧酸素水塊に向け
て、吸込口より吸い込まれ曝気装置（２，３，４，５等
で構成）によって高酸素濃度となった水面付近の水をフ
レキシブルホースよりなる輸送管８を通して吹き込み貧
酸素水塊を解消し、水域の浄化を行なうものである。

【０００７】なお９は輸送管８先端の吐出口より出る吐
出し流れを示す。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前述のように従来の水
置換装置は、水面付近の高酸素濃度の水Ａをそのままま
たは、更に酸素濃度を増して、水底付近の貧酸素水塊に
送り込んでいた。

【０００９】しかし、水面付近の水Ａは、一般に水底付
近の水Ｂより温度が高く、密度が低い。

【００１０】そのためせっかく水底に送った水もすぐ水
面方向に向けて上昇してしまい、水底付近の水の酸素濃
度を増すという効果を十分発揮することができなかっ
た。

【００１１】本発明は前記従来技術の不具合点を解消
し、水質浄化を経済的に改善する新たな水置換方法及び
装置を提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明の熱交換装置を利用した水置換方法は、海、川、
運河、湖沼等の各種水域における高酸素濃度域であるが
密度の低い水面付近の海水又は淡水を吸い込み、冷却し
て密度を高めてから水底又は海底へ放出し、水質浄化上
最も問題となる水底付近の水の酸素濃度を増加すること
を特徴としている。

【００１３】また上記水置換方法を実施するための水置
換装置としては、チェーン及びシンカーで水面付近に係
留される浮体と、該浮体に装着したエアコンプレッサー
及びこれと接続する散気板を有する曝気槽と、該曝気槽
に接続する吸引用移送ポンプと、これと接続する水冷却
用の熱交換器と、該熱交換器と接続し、該熱交換器で冷
却した水を水底又は海底まで導くための防熱を施した輸
送管とより構成された水置換装置を用いることが効果的
である。

【００１４】

【作用】上記のように構成した本発明においては、高酸
素濃度域であるが密度の低い水面付近の水を冷却し密度
を高めてから水中に放出するようにしたので、水底又は
海底で放出後、冷却しない場合に比較して放出水が水面
上に上昇する上昇速度が低下し、水面に達するまでに貧
酸素水塊と長時間接触するため、より多くの溶存酸素を
貧酸素水塊に供給する。

【００１５】また十分冷却すれば、水底又は海底付近の
水より密度が高まり、放出した酸素濃度の豊富な水は、
水底又は海底の極く近傍にのみ薄い膜状に分布すること
になる。

【００１６】これらの結果水質浄化上最も問題になる水
底又は海底表面の水の酸素濃度が増加し、広い水域に対
しても少量の水を水底に送ることで水質の改善を図るこ
とができる。

【００１７】

【実施例】以下図面により本発明の一実施例について説
明する。図１は本発明の水置換方法及び装置の概念図で
ある。

【００１８】図において、浮体１は、水底１４に設置し
たシンカー１２及び該シンカー１２に一端を接続し、他
端を浮体１に接続したチェイン１１で係留されている。

【００１９】該浮体１にはエアコンプレッサー２と、同
コンプレッサー２に圧縮空気管１３を介して接続される
散気板４を槽内下部に設置した曝気槽３と、該曝気槽３
に接続する吸収用移送ポンプ５と、該ポンプ５に接続す
る水冷却用熱交換器６とが搭載されている。

【００２０】また曝気槽３には空気抜き管７が浮体上方
に向けて突設されている。

【００２１】熱交換器６には水底方向に向けて輸送管８
が接続され、該輸送管８はその外周を防熱材で被覆して
いる。

【００２２】つぎに本装置を使用した水置換方法につい
て説明すると、水面１５付近より取り入れられた高酸素
濃度域の水は曝気槽３でエアコンプレッサー２よりの圧
縮空気を散気板４を経て曝気することにより更に高酸素
濃度となり、ポンプ５で吸引されて熱交換器６に送られ
る。また、曝気槽３内で曝気作用を行なった後の空気は
空気抜き管７を経て外気に放出される。

【００２３】そして熱交換器６で冷却され高密度となっ
た水は防熱された輸送管８を通して冷却温度を保ちなが
ら水底１４まで導かれる。

【００２４】冷却された水の密度が、水底部の水の密度
より高ければ、水は密度差で水底まで沈むので、輸送管
８を水底まで導く必要はなく、水面近くまでとすること
ができる。

【００２５】冷却温度は次に示す表１を参考として、水
面と水底温度を比較して適宜決めることとする。

【００２６】

【表１】

【００２７】また水域によっては輸送管８を省略し、冷
却した酸素濃度の高い水を自重により底層部に送ること
も可能であり、経済的である。

【００２８】なお矢印９は吐き出した水の流れ方向を示
し、１０は本方法により生じた水底１４付近の高酸素濃
度の層を示す。

【００２９】以上本発明の一実施例について縷々説明し
たが、本発明は上記実施例に限定されるものでなく本発
明技術思想の範囲内で種々変更が可能であり、それらは
何れも本発明の技術的範囲に属する。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば次に示す効果を奏する。

【００３１】（１）曝気装置により、更に高酸素濃度と
なった水面付近の水をより効率的に水底部に導くことが
でき、水底部の酸素濃度を充分増すことが可能となる。

【００３２】（２）また、水質浄化上最も問題になる水
底表面の水の酸素濃度のみを増すことも可能であり、広
い水域に対しても少量の水を水底に送ることで水質が改
善可能となり、経済的である。

【００３３】（３）また高酸素濃度域であるが、密度の
低い水面付近の水を冷却し密度を高めてから水底に放出
するので、冷却された放出水が水面上に上昇するまでに
時間がかかり、その間貧酸素水塊である水底近くの水と
長時間接触でき、より多くの溶存酸素を貧酸素水塊に供
給でき水質浄化に十分役立つことができる。

【００３４】（４）さらに、水域の状況によっては、輸
送管を省略し、冷却した酸素濃度の高い水を自重により
底層部に送ることも可能であり、経済的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る水置換方法及び装置の
概念図である。

【図２】従来の水置換装置を示す概念図である。

【符号の説明】

１ 浮体 ２ エアコンプレッサー ３ 曝気槽 ４ 散気板 ５ ポンプ ６ 熱交換器 ７ 空気抜き管 ８ 輸送管 ９ 吐き出し流れ １０ 高酸素濃度の層 １１ チェーン １２ シンカー １３ 圧縮空気管 １４ 水底 １５ 水面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小松 正夫 長崎市飽の浦町１番１号 三菱重工業株 式会社長崎造船所内 (72)発明者 小野 勲 長崎市飽の浦町１番１号 三菱重工業株 式会社長崎造船所内 (72)発明者 洲崎 克巳 長崎市飽の浦町１番１号 三菱重工業株 式会社長崎造船所内 (72)発明者 白井 徹 長崎市飽の浦町１番１号 三菱重工業株 式会社長崎造船所内 (72)発明者 河野 秀幸 長崎市飽の浦町１番１号 三菱長崎造船 所本館内長崎菱重エンジニアリング株式 会社内 (56)参考文献 特開 昭61−57297（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−54288（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A01K 61/00 C02F 1/00 - 3/22

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 海、川、運河、湖沼等の各種水域におけ
   る高酸素濃度域であるが密度の低い水面付近の海水又は
   淡水を吸い込み、冷却して密度を高めてから水底又は海
   底へ放出することを特徴とする熱交換装置を利用した水
   置換方法。
2. 【請求項２】 チェーン及びシンカーで水面付近に係留
   される浮体と、該浮体に装着したエアコンプレッサー及
   びこれと接続する散気板を有する曝気槽と、該曝気槽に
   接続する吸引用移送ポンプと、これと接続する水冷却用
   の熱交換器と、該熱交換器と接続し、該熱交換器で冷却
   した水を水底又は海底まで導くための防熱を施した輸送
   管とより構成された水置換装置。