JP4255813B2 - Fine air supply device - Google Patents
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Description
本発明は、例えば水質汚染の進んだ河川、ダム、池または沼等の水に微細空気(酸素)を供給して水を浄化するのに使用される微細空気供給装置に関する。 The present invention relates to a fine air supply device used to purify water by supplying fine air (oxygen) to water such as rivers, dams, ponds or swamps where water pollution is advanced.
例えば、水質汚染の進んだ河川、ダム、池または沼等の水にあっては、例えば硫化水素による悪臭が発生し、また鉄筋コンクリート管等の腐食が問題となるため、これを浄化することが求められている。ここで、水中に空気(または酸素)を注入(曝気)して酸素を供給し、水中の溶存酸素量を増加させ好気性条件とすることによって硫酸塩還元細菌の活動を抑制し、硫化水素等の発生を防止できることが知られている。 For example, in water, such as rivers, dams, ponds or swamps, where water pollution has advanced, for example, bad odor due to hydrogen sulfide is generated, and corrosion of reinforced concrete pipes becomes a problem. It has been. Here, air (or oxygen) is injected (aerated) into water to supply oxygen, and the amount of dissolved oxygen in water is increased to aerobic conditions to suppress the activity of sulfate-reducing bacteria, such as hydrogen sulfide. It is known that the occurrence of can be prevented.
図5は、この種の水中に空気を注入(曝気)して水中の溶存酸素を増加させるようにした、従来の微細空気供給装置の一例を示す。この微細空気供給装置は、陸上に設置されるポンプ10と、このポンプ10の吸込み側に接続される吸込み管12と、吐出し側に接続される吐出し管14を有しており、これら吸込み管12及び吐出し管14は、例えば河川等を流れる水の中に下端部を水没させて配置されている。そして、吸込み管12のポンプ10のやや上流側に空気吸入口16が設けられ、吐出し管14の内部に、例えばノズルやオリフィスからなる微細空気発生装置18が介装されている。
FIG. 5 shows an example of a conventional fine air supply apparatus in which air is injected (aerated) into this type of water to increase dissolved oxygen in the water. This fine air supply apparatus has a
この微細空気供給装置によれば、ポンプ10の運転に伴って、河川等の水が吸込み管12を通してポンプ10の内部に吸込まれ、この時にポンプ10の吸込み側に発生する負圧によって、空気吸入口16から空気が吸入されて、ポンプ10に吸込まれた水の中に空気が混入する。そして、例えばポンプからなる微細空気発生装置18で空気が混入された水を加圧し、その圧力で空気(または酸素)を水に溶け込ませ、しかる後、圧力を開放することによって、水中に微細な空気が生成され、この微細な空気が生成された水を、河川等を流れる水の中に戻す(供給する)ことで、河川等の水の曝気が行われる。
According to this fine air supply device, as the
しかしながら、上記従来例にあっては、河川やダムなど、水位が変動して、空気吸入口と水面との高さ、すなわち吸込み水位H(図5参照)が変動する場所にポンプを設置して曝気を行う際、例えば、水位が下がった場合は、ポンプの吸込み側の負圧が大きくなって、吸込む空気(または酸素)量が多くなり、ポンプの所定の性能が満足できなくなったり、ポンプ内の水が落水して送水できなくなったりすることがある。一方、水位が上がった場合は、ポンプの吸込み側の負圧が小さくなって、吸込む空気量が少なくなり、目的である供給空気量が減ってしまうという問題があった。 However, in the above conventional example, a pump is installed at a place where the water level fluctuates and the height between the air inlet and the water surface, that is, the suction water level H (see FIG. 5) fluctuates, such as a river or a dam. When aeration is performed, for example, when the water level drops, the negative pressure on the suction side of the pump increases and the amount of air (or oxygen) sucked increases, resulting in failure to satisfy the specified performance of the pump. Water may fall and become unable to send water. On the other hand, when the water level rises, the negative pressure on the suction side of the pump becomes small, the amount of air sucked is reduced, and the target supply air amount is reduced.
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、河川やダムなど水位が変動する場所に設置して曝気を行う場合であっても、所望量の空気を取り込んだ水を安定して供給できるようにした微細空気供給装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and even when installed in a place where the water level fluctuates, such as a river or a dam, and aeration is performed, it is possible to stably supply water in which a desired amount of air is taken in. An object of the present invention is to provide a fine air supply device.
請求項1に記載の発明は、ポンプと、内部に空気を吸入する空気吸入口を有し前記ポンプの吸込み側に接続される吸込み管と、微細空気発生装置を有し前記ポンプの吐出し側に接続される吐出し管とを有する微細空気供給装置において、ポンプの吸込み水位を検出する水位計を備え該水位計からの信号で前記空気吸入口から前記吸込み管内へ吸入する空気の吸入量を制御する空気吸入量制御部を有することを特徴とする微細空気供給装置である。 The invention according to claim 1 includes a pump, a suction pipe having an air suction port for sucking air therein, connected to the suction side of the pump, and a fine air generator, and a discharge side of the pump. In a fine air supply device having a discharge pipe connected to a water level meter, a water level meter for detecting the suction water level of a pump is provided, and the amount of air sucked into the suction pipe from the air suction port by a signal from the water level meter A fine air supply apparatus having an air intake amount control unit for controlling.
これにより、例えば、水位が下がって、ポンプの吸込み側の負圧が大きくなった時には、吸入する空気の量を制限し、一方、水位が上がって、ポンプの吸込み側の負圧が小さくなった時には、吸入する空気の量が増大するように空気吸入量を制御することで、ポンプの吸込み側の負圧が大きくなって、吸入する空気量が多くなりすぎたり、ポンプの吸込み側の負圧が小さくなって、吸入する空気量が少なくなりすぎたりすることを防止することができる。 Thus, for example, when the water level drops and the negative pressure on the suction side of the pump increases, the amount of air to be sucked is limited, while the water level rises and the negative pressure on the suction side of the pump decreases. Sometimes, by controlling the air intake amount so that the amount of air to be sucked in increases, the negative pressure on the suction side of the pump increases, the intake air amount becomes too large, or the negative pressure on the suction side of the pump It is possible to prevent the amount of air to be sucked from becoming too small.
請求項2に記載の発明は、前記空気吸入口は前記吸込み管に複数設けられ、前記空気吸入量制御部は、前記空気吸入口に接続された空気吸入管と該空気吸入管に設けられ前記水位計からの信号で開閉する切換え弁とを備えた空気吸入部を複数有することを特徴とする請求項1記載の微細空気供給装置である。
これにより、例えば、水位が下がって、ポンプの吸込み側の負圧が大きくなった時には、少数(例えば1個)の空気吸入部から空気を吸入することで空気の吸入量を制限し、一方、水位が上がって、ポンプの吸込み側の負圧が小さくなった時には、多数(例えば2個)の空気吸入部から空気を吸入することで空気の吸入量を増大させることができる。
According to a second aspect of the present invention, a plurality of the air suction ports are provided in the suction pipe, and the air suction amount control unit is provided in the air suction pipe connected to the air suction port and the air suction pipe. a fine air supply device according to claim 1, characterized in that it has a plurality of air intake section having a switching valve for opening and closing a signal from the water level gauge.
Thus, for example, when the water level drops and the negative pressure on the suction side of the pump increases, the amount of air sucked is restricted by sucking air from a small number (for example, one) of air suction portions, water level up, when the negative pressure of the suction side of the pump becomes smaller, Ru can increase the amount of intake air by sucking air from the air intake section of the number (e.g., two).
請求項3に記載の発明は、前記空気吸入口は、前記吸込み管の鉛直方向に沿った高さの異なる位置に設けられていることを特徴とする請求項2記載の微細空気供給装置である。
これにより、例えば、水位が下がって、ポンプの吸込み側の負圧が大きくなった時には、より下方に位置する負圧の小さい空気吸入部から空気を吸入することで空気の吸入量を制限し、一方、水位が上がって、ポンプの吸込み側の負圧が小さくなった時には、より上方に位置する負圧の大きな空気吸入部から空気を吸入することで空気の吸入量を増大させることができる。
The invention according to claim 3, wherein the air inlet is in the fine air supply device according to claim 2, wherein the provided Turkey to height different positions along the vertical direction of the suction pipe is there.
Thereby, for example, when the water level drops and the negative pressure on the suction side of the pump increases, the air intake amount is limited by sucking air from the air suction portion with a lower negative pressure located below, On the other hand, when the water level rises and the negative pressure on the suction side of the pump decreases, the amount of air sucked can be increased by sucking air from the air suction portion with a higher negative pressure located above.
請求項4に記載の発明は、前記空気吸入量制御部は、前記空気吸入口に接続された空気吸入管と該空気吸入管に設けられ前記水位計からの信号で開度を制御する開度調整弁とを備えた空気吸入部を有することを特徴とする請求項1記載の微細空気供給装置である。
これにより、例えば、水位が下がって、ポンプの吸込み側の負圧が大きくなった時には、開度調整弁の開度を狭めるか、あるいは複数ある弁の開閉数を変えることで空気吸入部からの空気の吸入量を制限し、一方、水位が上がって、ポンプの吸込み側の負圧が小さくなった時には、開度調整弁の開度を拡げるか、あるいは複数ある弁の開閉数を変えることで空気吸入部からの空気吸入量を増大させることができる。
According to a fourth aspect of the present invention, the air intake amount control unit controls an opening degree of an air intake pipe connected to the air intake port and a signal from the water level gauge provided in the air intake pipe. a fine air supply device according to claim 1, characterized in that it has an air inlet section and an adjustment valve.
Thus, for example, when the water level drops and the negative pressure on the suction side of the pump increases, the opening of the opening adjustment valve is reduced or the number of open / closed valves is changed to change the number of open / closed valves. If the air intake volume is limited, and when the water level rises and the negative pressure on the suction side of the pump decreases, the opening of the opening adjustment valve can be increased, or the number of open / closed valves can be changed. The amount of air sucked from the air suction section can be increased.
請求項5に記載の発明は、前記ポンプを駆動するモータの負荷、ポンプ吐出圧または吐出流量の変動を検知して、前記開度調整弁の開度またはモータの回転速度を制御するようにしたもので、これにより、空気吸入量の調整及びポンプ内部に留まった空気の排出を自動的に行うことができる。 The invention described in 請 Motomeko 5, the load on the motor that drives the pump, by detecting the variation of the pump discharge pressure or discharge flow rate, to control the rotational speed of opening or motor of the opening regulating valve Thus, it is possible to automatically adjust the air intake amount and discharge the air remaining in the pump.
本発明によれば、河川やダムなど水位が変動する場所に設置して曝気を行う場合であっても、所望量の空気(一般的には落水などの問題が発生しない最大空気量)を取り込んだ水を安定して供給し、これによって、安定した曝気を継続して行うことができる。 According to the present invention, a desired amount of air (generally the maximum amount of air that does not cause a problem such as falling water) is taken in even when aeration is performed by installing in a place where the water level fluctuates, such as a river or a dam. Stable water can be supplied stably, whereby stable aeration can be continuously performed.
以下、本発明の実施の形態を図1乃至図4及び図6を参照して説明する。なお、図5に示す従来例と同一または相当する部分には、同一符号を付して重複した説明を省略する。
図1は、本発明の実施の形態における微細空気供給装置を示す。この微細空気供給装置には、河川等のポンプ10で吸上げる水の水位、すなわち吸込み水位Hを検出する水位計20と、ポンプ10の吸込み側に接続される吸込み管12の水平部に設けられた複数(この例では2個)の空気吸入部22を有する空気吸入量制御部24が備えられている。この各空気吸入部22は、吸込み管12の水平部に形成した複数(図示では2個)の空気吸入口16aに、切換え弁26を備えた空気吸入管28をそれぞれ接続して構成されている。そして、水位計20からの信号は設定器30に入力され、各切換え弁26は、この設定器30からの信号により開閉して空気吸入管28を遮断または開放し、これによって、2個の空気吸入管28が同時に開放するか、または一方が開放するようになっている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4 and FIG. 6. 5 that are the same as or equivalent to those in the conventional example shown in FIG.
FIG. 1 shows a fine air supply apparatus according to an embodiment of the present invention. This fine air supply device is provided in a horizontal portion of a
この例によれば、ポンプ10を運転に伴って、河川等の水がポンプ10の内部に吸込まれ、この時にポンプ10の吸込み側に発生する負圧によって、2つの空気吸入部22の双方または一方から空気がポンプ10の内部に吸入されて、ポンプ10に吸込まれた水の中に空気が混入する。そして、例えばポンプからなる微細空気発生装置18で空気が混入された水を加圧し、その圧力で空気(または酸素)を水に溶解させ、しかる後、圧力を開放することによって、水中に微細な空気が生成され、この微細な空気が生成された水を、河川等を流れる水の中に戻す(供給する)ことで、河川等の水の曝気が行われる。
According to this example, when the
この時、例えば、水位が所定の基準より下がったことを水位計20で検知した時に、この信号を設定器30に入力し、この設定器30からの出力信号で切換え弁26の一方のみを開いて、空気吸入部22の一方のみから空気をポンプ10内に吸入する。これによって、空気吸入部22の一方のみを通過してポンプ10の内部に流入する空気の抵抗を増大させて空気の吸入量を制限する。一方、水位が所定の基準より上がったことを水位計20で検知した時に、この信号を設定器30に入力し、この設定器30からの出力信号で切換え弁26の双方を開いて、2つの空気吸入部22の双方から空気をポンプ10内に吸入する。これによって、空気吸入部22の双方を通過してポンプ10の内部に流入する空気の抵抗を減少大させて空気の吸入量を増大させる。
At this time, for example, when the
これにより、吸込み水位Hの変動に伴って、ポンプ10の吸込み側の負圧が大きくなって吸入する空気量が多くなりすぎたり、ポンプ10の吸込み側の負圧が小さくなって吸入する空気量が少なくなりすぎたりすることを防止し、所望量の空気(一般的には落水などの問題が発生しない最大空気量)を取り込んだ水を安定して供給して、安定した曝気を継続して行うことができる。
Thereby, as the suction water level H changes, the negative pressure on the suction side of the
なお、この例では、2個の空気吸入部22を設けた例を示しているが、3個以上の空気吸入部を設けて、よりきめ細かな制御を行うようにしてもよいことは勿論である。また、空気吸入管28の代わりに、絞り弁やオリフィスを使用し、これらに開閉弁を設けて空気吸入部を構成するようにしてもよい。
更に、図6に示すように、例えば内部に開閉弁42を介装した細い配管40と、内部に開閉弁46を介装した太い配管44を並列に配置し、一方の配管40または44を選択的に使用して空気を吸入することで、吸入する空気の流速を変えて空気注入量を制御してもよい。また、図示しないが、吸入する空気の流速を、絞りを介して変えることで空気注入量を制御してもよい。
In this example, two
Furthermore, as shown in FIG. 6, for example, a
図2は、本発明の他の実施の形態における微細空気供給装置を示す。この例の図1に示す例と異なる点は、吸込み管12の水平部に形成した空気吸入口16bに、開度調整弁32を備えた空気吸入管28aを接続して構成した空気吸入部22aを有する空気吸入量制御部24aを備えた点である。その他の構成は、図1に示すものと同様である。
FIG. 2 shows a fine air supply apparatus according to another embodiment of the present invention. This example differs from the example shown in FIG. 1 in that an
この例によれば、例えば水位計20で水位が下がったことを検知した時に、この信号を設定器30に入力し、この設定器30からの出力信号で開度調整弁32の開度を絞って空気吸入部22aから空気をポンプ10内に吸入する。これによって、空気吸入部22aを通過してポンプ10の内部に流入する空気の抵抗を増大させて空気の吸入量を制限する。一方、水位計20で水位が上がったことを検知した時に、この信号を設定器30に入力し、この設定器30からの出力信号で開度調整弁32の開度を拡げて、空気吸入部22aから空気をポンプ10内に吸入する。これによって、空気吸入部22aを通過してポンプ10の内部に流入する空気の抵抗を減少大させて空気の吸入量を増大させる。
According to this example, for example, when the
図3は、本発明の更に他の実施の形態における微細空気供給装置を示す。この例の図1に示す例と異なる点は、吸込み管12の鉛直部の異なる高さ位置に形成した複数(図示では3個)の空気吸入口16cに、切換え弁26aを備えた空気吸入管28bをそれぞれ接続して構成した空気吸入部22bを有する空気吸入量制御部24bを備えた点である。
FIG. 3 shows a fine air supply apparatus according to still another embodiment of the present invention. This example differs from the example shown in FIG. 1 in that an air suction pipe provided with a switching
この例によれば、例えば水位計20で水位が所定の位置より下がったことを検知した時に、この信号を設定器30に入力し、この設定器30からの出力信号で、例えば最も下方に位置する空気吸入部22bの切換え弁26aのみを開き、他の切換え弁を閉じて、この最も下方に位置する空気吸入部22bのみから空気をポンプ10内に吸入する。これによって、最も負圧の小さいな空気吸入部22bからポンプ10の内部に空気を流入させることで空気の吸入量を制限する。一方、水位計20で水位が所定の置より上がったことを検知した時に、この信号を設定器30に入力し、この設定器30からの出力信号で、例えば最も上方に位置する空気吸入部22bの切換え弁26aのみを開き、他の切換え弁を閉じて、この最も上方に位置する空気吸入部22bのみから空気をポンプ10内に吸入する。これによって、最も負圧の大きな空気吸入部22bからポンプ10の内部に空気を流入させることで、空気の吸入量を増大させる。
According to this example, for example, when the
図4は、他の微細空気供給装置を示す。この例の微細空気供給装置は、ポンプ10の吸込み側に接続される吸込み管12の水平部に設けられた空気吸入部22cと、この空気吸入部22cを通過してポンプ10内に吸入される空気量を計測する空気吸入量計測器34を有する空気吸入量制御部24cが備えられている。この各空気吸入部22cは、吸込み管12の水平部に形成した空気吸入口16dに、開度調整弁32aを備えた空気吸入管28cを接続して構成され、この空気吸入管28cの開度調整弁32aの下流側に空気吸入量計測器34が設置されている。そして、この空気吸入量計測器34からの信号は、設定器30に入力され、この設定器30からの信号で開度調整弁32aの開度がフィードバック制御されるようになっている。
FIG. 4 shows another fine air supply device. The fine air supply apparatus of this example is sucked into the
この例によれば、ポンプ10への空気吸入量が多いことを空気吸入量計測器34で検知した時に、開度調整弁32aの開度を狭めることでポンプの空気吸入量を減少させ、ポンプ10への空気吸入量が少ないことを空気吸入量計測器34で検知した時には、開度調整弁32aの開度を拡げることでポンプの空気吸入量を増加させる。これにより、吸入する空気量が多くなりすぎたり、吸入する空気量が少なくなりすぎたりすることを防止することができる。
According to this example, when the air intake
なお、制御装置で落水を防止するようにしてもよい。つまり、ポンプの電流値や圧力計の値からエアロックする兆候を検知して、(1)空気吸入口を閉める、(2)真空ポンプを運転するなどを行い、一定時間、あるいはポンプの電流値や圧力計の値が正常値になるまで空気注入を中止して(または真空ポンプでポンプ内の空気を排除して)水のみを送水し、ポンプ内の空気を排除する制御を行うようにしてもよい。 In addition, you may make it prevent a water fall with a control apparatus. In other words, it detects signs of air lock from the current value of the pump or the pressure gauge, and (1) closes the air inlet, (2) operates the vacuum pump, etc. for a certain time or the current value of the pump Stop the air injection until the pressure gauge or pressure gauge reaches a normal value (or eliminate the air in the pump with a vacuum pump), and send only water to control the air in the pump. Also good.
10 ポンプ
12 吸込み管
14 吐出し管
16,16a,16b,16c,16d 空気吸入口
18 微細空気発生装置
20 水位計
22,22a,22b,22c 空気吸入部
24,24a,24b,24c 空気吸入量制御部
26,26a 切換え弁
28,28a,28b,28c 空気吸入管
30 設定器
32,32a 開度調整弁
34 空気吸入量計測器
DESCRIPTION OF
Claims (5)
内部に空気を吸入する空気吸入口を有し前記ポンプの吸込み側に接続される吸込み管と、
微細空気発生装置を有し前記ポンプの吐出し側に接続される吐出し管とを有する微細空気供給装置において、
ポンプの吸込み水位を検出する水位計を備え該水位計からの信号で前記空気吸入口から前記吸込み管内へ吸入する空気の吸入量を制御する空気吸入量制御部を有することを特徴とする微細空気供給装置。 A pump,
A suction pipe having an air suction port for sucking air therein and connected to the suction side of the pump;
In a fine air supply device having a fine air generator and a discharge pipe connected to the discharge side of the pump ,
Fine air , comprising a water level meter for detecting the suction water level of the pump, and having an air suction amount control unit for controlling the amount of air sucked into the suction pipe from the air suction port by a signal from the water level meter Feeding device.
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