JP3208524B2 - 曝気機能と散水機能を備えた水流発生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば池の水を積極
的に浄化して、水質を改善する曝気機能と、池の水を空
中に散水する散水機能を備えた水流発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、たとえば池の水を積極的に浄
化して、水質を改善する曝気機能と、池の水を空中に散
水する散水機能を備えた水流発生装置が実用化されてい
る。すなわち、この種の水流発生装置は、図７に示すよ
うに、フロート１に取付けられた水中ポンプ２と、この
水中ポンプ２の吐出口２Ａに取付けられた切替弁３と、
この切替弁３の一方のポートに入口４Ａを接続したエゼ
クター４と、切替弁３の他方のポートに入口５Ａが接続
されて出口５Ｂを水面ＷＬより上位に開口した散水管５
と、エゼクター４の絞り部４Ｂが装入されている吸引室
４Ｃに分岐接続されて入口６Ａを水面ＷＬより上位に開
口した空気吸込管６とを具備している。

【０００３】この種の水流発生装置によれば、切替弁３
をエゼクター４側に切替えた状態で水中ポンプ２を運転
すると、吐出口２Ａから吐出された水はディフユーザ４
Ｄの出口４ｅから水中に放出される。ポンプ２の吐出口
２Ａから吐出された水が絞り部４Ｂを通過することで、
吸引室４Ｃの圧力が低下して空気吸込管６の入口６Ａか
ら空気（大気）を吸引する。したがって、気泡が混入し
た気水混合流体がディフユーザ４Ｄを通り出口４ｅから
水中に放出される。その結果、曝気を行い、水を積極的
に浄化して、水質を改善することができる。

【０００４】一方、切替弁３を散水管５側に切替えた状
態で水中ポンプ２を運転すると、吐出口２Ａから吐出さ
れた水は散水管５の出口５Ｂから空中に噴出し、散水を
行うことができる。

【０００５】ところで、この種の水流発生装置では、空
気吸込管６からの空気吸込量が多くなると気水混合流体
の気水混合比における気泡の割合が大きくなり、エゼク
ター４の通路断面上の気泡の占有率が増加し、気泡の占
有率増加に相当して通路断面上の水の占有率が小さくな
って、水の流速が高められる。このように水の流速が高
められることで、高速水流により気泡が細かく引き千切
られる現象を生じ、気泡の数が増大し、かつ気泡径が小
さくなって、水との接触面積が大きくなる。その結果、
気泡中の酸素が水に溶け込み易くなって曝気効果を向上
させることができる。

【０００６】一方、絞り部４Ｂおよび該絞り部４Ｂを装
入している吸引室４Ｃの深度が深くなるのに応じて吸引
室４Ｃの吸込圧が高くなり、空気吸込管６からの空気吸
込量が少なくなる。つまり、空気吸込量が少なくなる
と、前述と反対の理由により気泡中の酸素が水に溶け込
み難くなって優れた曝気効果を期待できない。

【０００７】ところが、従来の水流発生装置では、エゼ
クター４全体の深度を比較的深い位置（水深０．５ｍ〜
２．０ｍ）に設定しているので、空気吸込管６からの空
気吸込量が制限され、優れた曝気効果を期待できない難
点がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、エゼクター全体の深度を比較的深い位置に設定し
ているので、空気吸込管からの空気吸込量が制限され、
優れた曝気効果を期待できない点である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、ポンプと、こ
のポンプの吐出口に取付けられた切替弁と、この切替弁
の一方のポートに入口を接続したエゼクターと、前記切
替弁の他方のポートに入口が接続されて出口を水面より
上位に開口した散水管と、前記エゼクターの絞り部が装
入されている吸引室に分岐接続されて入口を水面より上
位に開口した空気吸込管とを具備し、前記切替弁の切替
えによりディフユーザからの気水混合流体の放出と、散
水管からの散水とに切替え可能に構成され、曝気機能と
散水機能を備えた水流発生装置において、前記吸引室の
位置を前記水面もしくはその付近に設定し、ディフユー
ザの出口を所定の水深まで没水させるとともに、このデ
ィフユーザの投影平面形状が出口に向かって末広がり状
に拡大され、かつ投影側面形状がディフユーザの入口と
同様な高さまたは略同様な高さをもつ薄形に形成されて
いることを特徴とし、空気吸込管からの空気吸込量を多
くするとともに、ディフユーザの出口から放出された気
泡の水中滞留時間をできるだけ長くして、優れた曝気効
果をあげる目的を達成した。

【００１０】

【作用】本発明によれば、エゼクターの絞り部が装入さ
れている吸引室の位置を水面もしくはその付近に設定し
ているので、吸引室の吸込圧が低くなり、空気吸込管か
らの空気吸込量が多くなる。これにより、気水混合流体
の気水混合比における気泡の割合が大きくなり、エゼク
ターの通路断面上の気泡の占有率が増加し、気泡の占有
率増加に相当して通路断面上の水の占有率が小さくなっ
て水の流速を高め、高速水流による気泡の引き千切り現
象で気泡の数を増大させ、かつ気泡径を小さくして、水
との接触面積を大きくし、気泡中の酸素を水に溶け込み
易くする。一方、ディフユーザの出口を所定の水深に没
水させているので、出口から放出された気泡の水中滞留
時間を延長することができる。他方、ディフユーザの投
影平面形状を出口に向かって末広がり状に拡大し、かつ
投影側面形状を入口と同様な高さまたは略同様な高さの
出口をもつ薄形に形成しているので、投影側面形状をデ
ィフユーザの出口に向かって末広がり状に拡大させ、か
つ投影平面形状をディフユーザの入口と同様な幅または
略同様な幅の出口をもつ薄形に形成した場合と比較し
て、ディフユーザの軸線深度を同じ値に設定した場合、
ディフユーザ上部の深度が深くなって気泡の水中滞留時
間を延長させることができるとともに、ディフユーザ上
部側への気泡の偏りを防止することでロスを小さく抑
え、かつ気泡の水中滞留時間を延長することができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は、本発明の一実施例を示す側面図、図２は
図１のＡ−Ａ矢視図、図３は図１のＢ−Ｂ矢視図であ
る。なお、前記従来例と同一もしくは相当部分には、同
一符号を付して説明する。図１ないし図３において、水
流発生装置は、フロート１に取付けられた水中ポンプ２
と、この水中ポンプ２の吐出口２Ａに取付けられた切替
弁３と、この切替弁３の一方のポートに入口４Ａを接続
したエゼクター４と、切替弁３の他方のポートに入口５
Ａが接続されて出口５Ｂを水面ＷＬより上位に開口した
散水管５と、エゼクター４の絞り部４Ｂが装入されてい
る吸引室４Ｃに分岐接続されて入口６Ａを水面ＷＬより
上位に開口した空気吸込管６とを具備している。

【００１２】一方、エゼクター４の絞り部４Ｂが装入さ
れている吸引室４Ｃの位置は、水面ＷＬの直上に設定さ
れている。そして、ディフユーザ４Ｄ先端の出口４ｅを
所定の水深（０．５ｍ〜２．０ｍ）に没水させるため、
吸引室４Ｃ、エゼクター４の軸線Ｃを前下がりに傾斜さ
せている。また、ディフユーザ４Ｄの投影平面形状を出
口４ｅに向かって末広がり状に拡大し、かつ投影側面形
状をディフユーザ４Ｄの入口４Ｆと同様な高さの出口４
ｅをもつ薄形に形成するとともに、出口４ｅの形状を図
示しているような長方形もしくは楕円形にしてある。

【００１３】このような構成であれば、切替弁３をエゼ
クター４側に切替えた状態で水中ポンプ２を運転する
と、吐出口２Ａから吐出された水は出口４ｅから水中に
放出される。ポンプ２の吐出口２Ａから吐出された水が
絞り部４Ｂを通過することで、吸引室４Ｃの圧力が低下
して空気吸込管６の入口６Ａから空気（大気）を吸引す
る。したがって、気泡が混入した気水混合流体がディフ
ユーザ４Ｄを通り出口４ｅから水中に放出される。その
結果、曝気を行い、水を積極的に浄化して、水質を改善
することができる。また、切替弁３を散水管５側に切替
えた状態で水中ポンプ２を運転すると、吐出口２Ａから
吐出された水は散水管５の出口５Ｂから空中に噴出し、
散水を行うことができる。

【００１４】一方、エゼクターの絞り部４Ｂが装入され
ている吸引室４Ｃの位置を水面ＷＬの直上に設定されて
いるので、吸引室４Ｃの吸込圧が低くなり、空気吸込管
６からの空気吸込量が多くなる。これにより、気水混合
流体の気水混合比における気泡の割合が大きくなり、エ
ゼクター４の通路断面上の気泡の占有率が増加し、気泡
の占有率増加に相当して通路断面上の水の占有率が小さ
くなって水の流速を高め、高速水流による気泡の引き千
切り現象で気泡の数を増大させ、かつ気泡径を小さくし
て、水との接触面積を大きくし、気泡中の酸素を水に溶
け込み易くして、曝気効果を向上させることができる。

【００１５】他方、ディフユーザ４Ｄの投影平面形状を
出口４ｅに向かって末広がり状に拡大し、かつ投影側面
形状をディフユーザ４Ｄの入口４Ｆと同様な高さの出口
４ｅをもつ薄形に形成しているので、図４および図５に
示すように、投影側面形状を出口４ｅに向かって末広が
り状に拡大させ、かつ投影平面形状を先端側の入口４Ｆ
と同様なをもつ薄形に形成した場合と比較して、エゼク
ター４の軸線Ｃの深度を同じ値Ｈに設定した場合、出口
４ｅ上部の深度Ｈ１が深くなって、それだけ気泡の水中
滞留時間を延長させることができるとともに、先端側上
部への気泡の偏りを防止することでロスを小さく抑え、
かつ気泡の水中滞留時間を延長して、曝気効果を向上さ
せることができる。

【００１６】なお、前記実施例では、ディフユーザ４Ｄ
の先端側の投影側面形状をディフユーザ４Ｄの入口４Ｆ
と同様な高さの出口４ｅをもつ薄形に形成して説明して
いるが、投影側面形状における入口４Ｆよりも出口４ｅ
を僅かに大きくした形状、つまり、ディフユーザ４Ｄの
投影側面形状を入口４Ｆと略同様な高さの出口４ｅをも
つ薄形に形成した形状であってもよい。一方、軸線Ｃが
直線であるディフユーザ４Ｄを使用して説明している
が、図６に示すように、水底７が比較的浅い場合には、
軸線Ｃに湾曲部を有するディフユーザ４Ｄを使用すれば
よい。このようなディフユーザ４Ｄを使用することによ
って、水底７に堆積している泥などがディフユーザ４Ｄ
から放出された気泡混合水によって巻き上げられる現象
を回避できる。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、エゼク
ターの絞り部が装入されている吸引室の位置を水面もし
くはその付近に設定することで、空気吸込管からの空気
吸込量を多くして水の流速を高め、高速水流による気泡
の引き千切り現象で気泡の数を増大させ、かつ気泡径を
小さくして、水との接触面積を大きくし、気泡中の酸素
を水に溶け込み易くすることにより曝気効果を向上させ
るとともに、ディフユーザの出口を所定の水深に没水さ
せることで、出口から放出された気泡の水中滞留時間を
延長することによっても曝気効果を向上させることがで
きる。しかも、ディフユーザの投影平面形状を該ディフ
ユーザの出口に向かって末広がり状に拡大させ、かつ投
影側面形状をディフユーザの入口と同様な高さまたは略
同様な高さの出口をもつ薄形に形成しているので、投影
側面形状をディフユーザの出口に向かって末広がり状に
拡大させ、かつ投影平面形状をディフユーザの入口と同
様な幅または略同様な幅の出口をもつ薄形に形成した場
合と比較して、ディフユーザの軸線深度を同じ値に設定
した場合、ディフユーザ上部の深度が深くなって気泡の
水中滞留時間を延長させることができるとともに、ディ
フユーザ上部側への気泡の偏りを防止することでロスを
小さく抑え、かつ気泡の水中滞留時間を延長して、曝気
効果を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す側面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ矢視図である。

【図４】比較例の側面図である。

【図５】図４のＣ−Ｃ矢視図である。

【図６】本発明に係るエゼクタの変形例を示す側面図で
ある。

【図７】従来例を示す側面図である。

【符号の説明】 ２ 水中ポンプ（ポンプ） ２Ａ ポンプの吐出口 ３ 切替弁 ４ エゼクター ４Ａ エゼクターの入口 ４Ｂ 絞り部 ４Ｃ 吸引室 ４Ｄ ディフユーザ ４ｅ ディフユーザの出口 ４Ｆ ディフユーザの入口 ５ 散水管 ５Ａ 噴水管の入口 ５Ｂ 噴水管の出口 ６ 空気吸込管 ６Ａ 空気吸込管の入口 ＷＬ 水面

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプと、このポンプの吐出口に取付け
   られた切替弁と、この切替弁の一方のポートに入口を接
   続したエゼクターと、前記切替弁の他方のポートに入口
   が接続されて出口を水面より上位に開口した散水管と、
   前記エゼクターの絞り部が装入されている吸引室に分岐
   接続されて入口を水面より上位に開口した空気吸込管と
   を具備し、前記切替弁の切替えによりディフユーザから
   の気水混合流体の放出と、散水管からの散水とに切替え
   可能に構成され、曝気機能と散水機能を備えた水流発生
   装置において、前記吸引室の位置を前記水面もしくはそ
   の付近に設定し、ディフユーザの出口を所定の水深まで
   没水させるとともに、このディフユーザの投影平面形状
   が出口に向かって末広がり状に拡大され、かつ投影側面
   形状がディフユーザの入口と同様な高さまたは略同様な
   高さをもつ薄形に形成されていることを特徴とする曝気
   機能と散水機能を備えた水流発生装置。