JP3544234B2

JP3544234B2 - 水中を微細気泡で仕切る仕切装置

Info

Publication number: JP3544234B2
Application number: JP00638795A
Authority: JP
Inventors: 光弘柴崎; 宏吉田; 清之堀井
Original assignee: Chemical Grouting Co Ltd
Current assignee: Chemical Grouting Co Ltd
Priority date: 1995-01-19
Filing date: 1995-01-19
Publication date: 2004-07-21
Anticipated expiration: 2019-07-21
Also published as: JPH08192143A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、大量の微細気泡を発生することにより、汚泥物質が存在する河川や湖沼等の所定の領域を微細気泡で仕切る仕切装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
汚泥物質が存在する水中の底部に微細気泡発生手段を設けて、汚泥物質の除去を図る技術が従来から存在する。例えば、曝気装置等がそれに該当する。ここで、曝気装置は水槽等の閉鎖空間での利用を前提としたものであるため、河川や湖沼等で用いた場合には汚泥を拡散するのみであり、汚泥物質の回収を行うことが出来なかった。
【０００３】
これに対して、微細気泡を大量に包含した水を（汚泥物質が存在する）河川や湖沼に供給して、微細気泡が付着することにより汚泥物質を浮上せしめ、浮上した汚泥物質を除去することにより、当該河川や湖沼を浄化出来ることが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、微細気泡を大量に包含した水を浄化処理しようとする河川や湖沼に供給する際に、底に沈殿している汚泥物質を拡散してしまい、汚泥物質が広範囲に拡散することにより汚染度が高くなってしまう可能性が存在する。また、汚泥物質が広範囲に拡散する途中で細分化されてしまい、回収される汚泥の量が減少してしまうという問題も存在する。
【０００５】
これ等の問題に対処するために、汚泥物質を拡散させること無く、所定の領域に存在する汚泥毎に部分的に回収することが出来る様な技術が所望されている。しかし現状では、その様な技術は未だに提供されていない。
【０００６】
本発明は上述した様な従来技術の問題点に鑑みて提案されたもので、汚泥を処理すべき領域を微細気泡で仕切ることにより、汚泥の拡散を防止しつつ浮上せしめることが出来る様な仕切装置の提供を目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、汚泥を浄化しようとする水中（Ｗ）に設置した汚泥浄化装置（１０）の周囲を仕切る閉鎖平面形状を有する中空の管状部材（２）で構成された仕切装置において、前記管状部材（２）はその上面（６）に下面（７）に通ずる開口部（５）が形成され、その開口部（５）の壁面によってその両側に中空部（２ａ）が形成され、その壁面に設けた環状のスリット（３）又は連続的に形成された複数の孔を介して中空部（２ａ）が開口部（５）に連通しており、その中空部(２ａ)は高圧エアの供給源にエア回路（９）で接続され、そのスリット(３)又は孔から上面（６）に至る壁面の縦断面の曲率半径(Ｒ)は上面（６）に向けて増加している。
【０００８】
また本発明によれば、汚泥を浄化しようとする水中（Ｗ）に設置した汚泥浄化装置（１０）の周囲を仕切る閉鎖平面形状を有する中空の管状部材（２）で構成された仕切装置において、前記管状部材（２）はその頂部(１４)にスリット(Ｂ)又は連続的に形成された複数の孔が設けられ、前記管状部材（２）の中空部（２ａ）は接続口（８）を介してエア回路（９）により高圧エアの供給源に接続され、前記スリット(１３)又は孔は中空部（２ａ）の開口部から遠ざかるほど拡大する曲面（１５）で形成されその曲面（１５）の断面形状は頂面（１４ａ）に向って曲率が増大するように形成されそして頂面（１４ａ）の接線方向と頂面（１４）の水平面との交角が５〜３０度となっている。
【０００９】
本発明の実施に際して、大量の微細気泡を発生するためには、環状のスリットを有する流路に水を流し、該環状のスリットの下流側部分には下流側に向かって徐々に曲率半径が増加する様な曲面が形成されており、前記環状スリットに連通する空気供給路を介して水が流れている流路に高圧空気を供給し、供給された高圧空気が前記曲面から剥離する際に微細気泡とせしめる、のが好ましい。その様な装置としては、流路に環状スリットを形成し、該環状スリットの下流側部分は下流側に向かって徐々に曲率半径が増加する様な曲面で構成され、前記環状スリットに連通して高圧空気を前記流路へ供給するための空気供給路を備えており、前記環状スリットの下流側部分を構成する曲面は供給された高圧空気がそこから剥離する際に微細気泡となる様に構成されている微細気泡を発生する装置、を用いるのが好ましい。但し、これに限定されるものではなく、その他のタイプの微細気泡発生装置を使用することも可能である。
【００１０】
また、前記開口部としてはスリットでも良く、或いは、比較的短い間隔を隔てて連続的に穿孔された孔でも良い。
【００１１】
【作用】
上述した様な構成を具備する本発明によれば、高圧空気が前記開口部に供給されることにより、大量の微細気泡が開口部から発生し、水面に向かって上昇する。その結果、微細気泡がエアカーテンの様に機能して、汚泥等が拡散するのを防止するのである。そして、前記開口部は閉じた形状であるため、大量の微細気泡から成るエアカーテンも当該閉じた形状と同一の平面形状を有する閉じた領域を京成するので、汚泥が当該閉じた形状内の領域から外部へ移動或いは漏出することが防止されるのである。
【００１２】
また、大量の微細気泡はエアカーテンとして機能するのみならず、上記閉じた形状内の領域に存在する汚泥に付着して、その汚泥を浮上させる作用を奏する。これにより、その領域内の汚泥が部分的に浮上して回収される。
【００１３】
【実施例】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を説明する。
【００１４】
図１は、本発明の水中を気泡で仕切る方法を実施する装置を用いた実施の態様を例示し、汚泥を浄化しようとする水中Ｗには汚泥浄化装置１０が設置され、その周囲には汚泥を浄化する水中の範囲を仕切り、汚泥の拡散を防止するため、水中を気泡で仕切る閉鎖平面形状を有する中空の管状部材２で構成された仕切装置１が仕切りたい範囲および形状に設置されている。
【００１５】
また、それらの装置はエアコンプレッサ室１２に設けられた図示しないエアコンプレッサとエア回路９および１１で接続されている。
【００１６】
そして、図２は仕切装置１の管状部材２の断面を示し、弾性体（例えばゴム）の内面に可撓性を有する非伸縮性の部材（例えば、ＦＲＰ）とで構成された部材により形成された管状部材２はその上面６に下面７に通ずる開口部５が設けられ、その開口部５は下部４の入口が大となっている。
【００１７】
また、開口部５の壁面には環状のスリット３が設けられ、その環状のスリット３から開口部５の下流（図の上方）に向けて、縦断面の曲率半径Ｒが増加する曲面３ａが形成され、曲面の終端部の接線と中心線との傾斜角θが１０度になるよう形成されている。
【００１８】
また、前記スリット３は管状部材２の空気溜めである中空部２ａが開口部５に対して開口する部分として構成されており、中空部２ａは高圧エアの供給源であるエアコンプレッサにエア回路９で接続されている。ここで、スリット３が開口５に開口或いは連通している箇所における幅寸法Ｂは、０．３ｍｍに形成されている。
【００１９】
エアコンプレッサからの高圧エアは、エア回路９を介して管状部材２の中空部２ａに供給されている。そして、中空部２ａの高圧エアは環状のスリット３から噴出し、いわゆる「コアンダ効果」によって前記曲面３ａに沿って流れ、曲面３ａが開口部５の上面６に達する付近で曲面３ａから剥離し、Ｋで示す気泡となって水中を上昇して行く。換言すれば、高圧空気は曲面３ａから剥離する際に微細気泡となるのである。
【００２０】
ここで、発明者は種々の検討及び実験の結果として、上記の傾斜角θが５〜３０度であり、スリットの幅Ｂが０．００１ｍｍ〜０．５ｍｍで、エア圧力が周囲の水圧より１．０〜１０Ｋｇ／ｃｍ^２だけ高い場合において、高圧エアが曲面３ａから剥離する場合に微細気泡となって水中に混在することを見出だした。そして、本実施例では、スリット３から上部の曲面３ａに至る形状に関する条件や、エア圧に関する条件は、全て上述の条件（高圧エアが曲面３ａから剥離する際に気泡が微細化されるための条件）を充足している。ここで、上記の開口部は閉鎖平面形状に沿った連続した開口部としても良い。
【００２１】
図３は本発明の別の実施例を示し、閉鎖平面形状を構成する管状部材２の頂部１４に開口部であるスリット１３とスリット１３に連なる曲面１５とを直接設けたもので、管状部材２の空気溜めである中空部２ａは接続口８を介してエア回路９により図示しないエアコンプレッサに接続されている。
【００２２】
また、そのスリット１３は中空部２ａ側の開口部から遠ざかるほど拡大する曲面１５に連なり、その断面形状は頂面１４ａに向かって曲率Ｒが増大するよう形成され、曲面１５が頂面１４ａに達する箇所での接線方向と頂面１４ａの水平面との交角θは頂面１４ａに対して５〜３０度の範囲（例えば１０度）に形成され、スリット１３の幅Ｂは０．３ｍｍに形成されている。
この実施例の作用については図２の実施例と同様であるため、重複説明は省略する。
【００２３】
なお、図示の実施例はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨のものではない。例えば、図２、３の実施例において、スリット３或いは１３に代えて、短い間隔を空けて連続的に形成された複数の孔を形成し、該孔を穿孔した箇所が、曲面から高圧エアが剥離する際に気泡が微細化されるための上記した条件を具備する様に構成すれば、該孔より微細気泡が発生して、エアカーテンを形成することが出来る。そして、複数の孔を形成することは、スリットを形成するよりも構造が簡単であり、制作も容易である。
【００２４】
そして、本発明は、気泡発生手段である管状部材を所望の閉鎖平面形状に形成し、高圧エアを供給すれば、水中に大量の気泡を所定の形状に発生させ、水中を気泡により所定の形状に仕切ることができる技術を全て包含する趣旨である。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の作用効果を以下に列挙する。
（１）浄化処理を行うべき水中を、所望の形状に仕切ることができる。
（２）水中を気泡で仕切った中で汚泥を回収することにより、汚泥を拡散すること無く、効率良く回収する事ができる。
（３）装置は簡単であり、微細気泡を容易に発生させることが可能であるため、回収作業のコストを低く抑えることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す斜視図。
【図２】図１の仕切装置の要部の拡大断面図。
【図３】本発明の別の実施例を示す要部の拡大断面図。
【符号の説明】
１・・・気泡仕切装置
２・・・管状部材
３、１３・・・スリット
４・・・開口の下部
５・・・開口部
６・・・上面
７・・・下面
３ａ、１５・・・曲面

Claims

汚泥を浄化しようとする水中（Ｗ）に設置した汚泥浄化装置（１０）の周囲を仕切る閉鎖平面形状を有する中空の管状部材（２）で構成された仕切装置において、前記管状部材（２）はその上面（６）に下面（７）に通ずる開口部（５）が形成され、その開口部（５）の壁面によってその両側に中空部（２ａ）が形成され、その壁面に設けた環状のスリット（３）又は連続的に形成された複数の孔を介して中空部（２ａ）が開口部（５）に連通しており、その中空部(２ａ)は高圧エアの供給源にエア回路（９）で接続され、そのスリット(３)又は孔から上面（６）に至る壁面の縦断面の曲率半径(Ｒ)は上面（６）に向けて増加していることを特徴とする水中を微細気泡で仕切る装置。
汚泥を浄化しようとする水中（Ｗ）に設置した汚泥浄化装置（１０）の周囲を仕切る閉鎖平面形状を有する中空の管状部材（２）で構成された仕切装置において、前記管状部材（２）はその頂部(１４)にスリット(Ｂ)又は連続的に形成された複数の孔が設けられ、前記管状部材（２）の中空部（２ａ）は接続口（８）を介してエア回路（９）により高圧エアの供給源に接続され、前記スリット(１３)又は孔は中空部（２ａ）の開口部から遠ざかるほど拡大する曲面（１５）で形成されその曲面（１５）の断面形状は頂面（１４ａ）に向って曲率が増大するように形成されそして頂面（１４ａ）の接線方向と頂面（１４）の水平面との交角が５〜３０度であることを特徴とする水中を微細気泡で仕切る仕切装置。