JP4307803B2 - 曝気装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、富栄養化(リンや窒素等の過剰供給)された池や湖を短期間で浄化するための曝気装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、わが国の池や湖の多くは、生活廃水や工場廃水の流入、鯉や野鳥の餌等によって恒常的に富栄養化状態となっており、アオコや藍藻が大量に発生して景観が著しく損なわれている。また、アオコや藍藻の異常発生は、魚類を窒息死させたり、悪臭を発生させたりする原因となっている。
【0003】
そこで、従来では、噴水や散水によって浄化対象水域の水中に酸素を供給し、土着の好気性微生物を活性化させて食物連鎖による自浄化作用を促進させるようにしていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、噴水や散水による従来の浄化方法では、浄化対象水域の全域に酸素を十分に行き渡らせることが困難であった。また、水に対する酸素の供給効率が悪いため、特に、アオコや藍藻が発生し易い浅瀬では、十分な効果を得ることができなかった。
【0005】
それゆえに、この発明の主たる目的は、浄化対象水域の全域に酸素を効率よく供給でき、浄化効果を飛躍的に高めることのできる、曝気装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載した発明は、「(イ)浄化対象水域の水中に設置される曝気装置10であって、
(ロ)多数の孔12aを有する板材からなる箱状のハウジング12、
(ハ)吸水口と吐水口とを有し、ハウジング12の内部に収容されている水中ポンプ14、
(ニ)一端が水中ポンプ14の吐水口に接続され、他端側がハウジング14の外方に突出するように設けられており、且つブロワ(図示省略)に接続された給気管16が連通され、水中ポンプ14の吸水口から取り込まれた水とブロワにて圧送された外部の空気とを混合して水中へ噴射させる気水混合ノズル24、および
(ホ)ハウジング12の底面よりもやや大きく形成された底板18aと、底板18aの周縁部から立ち上げられた側板18bとを有し、ハウジング12の底部に装着された防泥トレー18を備え、
(へ)気水混合ノズル24が、
その中心部に通水路36が形成され、且つその一方端部が水中ポンプ14の吐水口に接続された本体部30と本体部30の他方端部に形成された挿入管34とを有する吐水管26と、
本体部30の他方端部に接続され、且つ挿入管34が挿入された噴射ノズル28とで構成され、
(ト)本体部30には、その他方端部の外面に設けられ且つ給気管16が接続された接続穴30dからその他方端部の端面まで連通され、前記端面に向かうにつれて中心に近づくように本体部30の軸に対して傾斜して給気孔30eが形成され、
(チ)挿入管34の外周面と噴射ノズル28の内周面との間に、給気孔30eに連通し、且つ噴射ノズル28の内部空間に連通する管状の空隙42が形成されていることを特徴とする
(リ)曝気装置10」である。
【0007】
この発明において、水中ポンプ14を駆動すると、吸水口から水中ポンプ14内に取り込まれた水が、吐水口から気水混合ノズル24を通して水中に噴射される。このとき、ハウジング12の底面には、ハウジング12の底面よりもやや大きく形成された底板18aと底板18aの周縁部から立ち上げられた側板18bとを有する防泥トレー18が設けられているので、湖底の泥等が水中ポンプ14に吸入されるのを防止することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1および図2を参照して、この発明が適用された曝気装置10は、図2からよくわかるように、湖や池等の浄化対象水域の水中に設置されるものであり、特に、30〜50cm程度の浅瀬に適するものである。
【0009】
曝気装置10(図1,図2)は、パンチングメタル等のような多数の孔12aを有する板材からなる箱状のハウジング12を含み、ハウジング12の内部には、水中ポンプ14が収容され、ハウジング12の上面中央部には、給気管16が取り付けられ、ハウジング12の底部には、防泥トレー18が装着される。なお、この実施例では、ハウジング12の高さが20cm、横幅が40cm、奥行きが50cmに設定される。
【0010】
水中ポンプ14(図2)は、吸水口と吐水口とを有するポンプハウジング14aを含み、ポンプハウジング14aの内部には、図示しないインペラ,ロータおよびステータ等が収容される。そして、ポンプハウジング14aの吸水口には、導水管20が接続され、吐水口には、接続管22を介して気水混合ノズル24が接続される。
【0011】
気水混合ノズル24は、図3に示すように、水中ポンプ14の吐水口に接続管22を介して接続される吐水管26と、吐水管26の先端部に接続される噴射ノズル28とによって構成される。
【0012】
吐水管26は、管状の本体部30を含み、本体部30の一方端部には、外周面に雄ねじ32aを有する管状の雄ねじ部32が一体的に形成され、他方端部には、噴射ノズル28の一方端部に挿入される挿入管34が一体的に形成される。また、本体部30の一方端部の外周面には、スパナ等のような工具が係止される係止部30aが形成され、他方端部の外周面には、雄ねじ30bが形成される。
【0013】
さらに、本体部30の他方端部の外面には、内周面に雌ねじ30cを有する接続穴30dが形成され、本体部30の他方端部の端面と接続穴30dの内面とが「給気路」としての給気孔30eを介して連通される。給気孔30eは、本体部30の端面に向かうにつれて中心に近づくように本体部30の軸に対して傾斜して形成される。
【0014】
なお、本体部30,雄ねじ部32および挿入管34のそれぞれは中心部に孔を有するが、これらの孔は互いに連通されて通水路36を構成する。
【0015】
噴射ノズル28は、両端部がテーパ状に拡径された本体部38を含み、本体部38の一方端部には、雌ねじ40aを有する袋ナット部40が形成される。そして、噴射ノズル28の一方端部に吐水管26の吐水側端部すなわち挿入管34が挿入され、噴射ノズル28(袋ナット部40)の雌ねじ40aが吐出管26の雄ねじ30bに螺合される。
【0016】
吐水管26と噴射ノズル28とを接続した状態において、吐水管26(挿入管34)の外周面と噴射ノズル28の内周面との間には、噴射ノズル28の内部空間と連通する環状の空隙42が構成され、この空隙42と接続穴30dとが給気孔30eを介して連通される。
【0017】
給気管16(図1,図2)は、アルミニウム等のような金属からなる本管44を含み、本管44の途中には、トルマリン等のようなマイナスイオン発生物質が収容されたイオン発生管46が設けられる。そして、給気管16の下端部と気水混合ノズル24の接続穴30d(図3)とが可撓性の給気管48を介して連通され、給気管16の上端部と図示しないブロワ(送風機)とが可撓性の給気管50を介して連通される。
【0018】
防泥トレー18(図1,図2)は、湖底の泥等が水中ポンプ14に吸入されるのを防止するためのものであり、ハウジング12の底面よりもやや大きく形成された底板18aと、底板18aの周縁部から立ち上げられた側板18bとによって構成される。「側板18bの高さ」および「ハウジング12の側面から側板18bまでの距離」は、「導水管20へ向かう水の流れを阻害することなく、泥等の吸入を防止する」という観点から設定され、この実施例では、前者が10cm程度に設定され、後者が5cm程度に設定される。
【0019】
曝気装置10を用いて浄化対象水域の水を浄化する際には、図2に示すように、鎖等のような吊下具52を用いて曝気装置10を水中に吊下げる。そして、水中モータ14およびブロワの図示しない電源コードを電源に接続し、水中ポンプ14およびブロワの駆動スイッチを入れる。すると、導水管20および吸水口から水中ポンプ14内に水が取り込まれ、この水が吐水口から気水混合ノズル24を通して浄化対象水域の水中へ勢いよく噴射される。また、ブロワによって圧送された空気がイオン発生管46においてマイナスイオンを取り込んだ後、空隙42の全周から噴射ノズル28内へ供給され、そこを流れる水に混入される。
【0020】
噴射ノズル28に水が高速で流されると、噴射ノズル28の内部には負圧が生じるため、空隙42内の空気は、ブロワによる圧送と負圧による吸引とによって高速で流されることとなり、この過程で空気の圧力が高められる。したがって、この高圧空気が噴射ノズル28内の水に混入されるときには、ミクロン単位の微細気泡となり、空気中の酸素が水中に効率よく溶け込まされる。
【0021】
この実施例によれば、気水混合ノズル24において、水に対して空気を効率よく混合させることができる。また、空気を含んだ水を噴射ノズル28から勢いよく噴射させることができるので、浄化対象水域の広い範囲に空気を一気に送り込むことができるとともに、浄化対象水域に水の対流を起こさせることができる。また、イオン発生管46から空気に対してマイナスイオンを供給するようにしているので、このマイナスイオンによっても好気性微生物を活性化させることができる。したがって、水に対する酸素の供給効率を高めることができ、生物循環による浄化効果を飛躍的に高めることができる。
【0022】
なお、上述の実施例では、水中ポンプ14の吐水口に1つの気水混合ノズル24を接続した場合を示したが、吐水口に接続する気水混合ノズル24の数は2つ以上であってもよい。たとえば、気水混合ノズル24を2つ接続する場合には、図4に示すような分岐接続管54および分岐給気管56が用いられ、吐水口から吐出された水が分岐接続管54を通して気水混合ノズル24に与えられ、給気管16および48等によって導かれた空気が分岐給気管56を通して気水混合ノズル24に与えられる。
【0024】
【発明の効果】
この発明によれば、噴射ノズル内で水に空気を効率よく混入させることができ、空気を含んだ水を噴射ノズルから勢いよく噴射させることができるので、浄化対象水域の広い範囲に空気を一気に送り込むことができる。また、吐水管の外周面と噴射ノズルの内周面との間に確保された環状の空隙から噴射ノズル内の水に対して空気を効率よく供給することができる。さらに、ハウジング12の底面には、ハウジング12の底面よりもやや大きく形成された底板18aと底板18aの周縁部から立ち上げられた側板18bとを有する防泥トレー18が設けられているので、湖底の泥等が水中ポンプ14に吸入されるのを防止することができる。
【0025】
したがって、水に対する酸素の供給効率を高めることができ、生物循環による浄化効果を飛躍的に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示す斜視図である。
【図2】図1実施例の使用状態を示す断面図である。
【図3】気水混合ノズルを示す断面図である。
【図4】この発明の他の実施例を示す図である。
【符号の説明】
10… 曝気装置
12… ハウジング
14… 水中ポンプ
16… 給気管
18… 防泥トレー
20… 導水管
22… 接続管
24… 気水混合ノズル
26… 吐水管
28… 噴射ノズル
34… 挿入管
42… 空隙
46… イオン発生管
Claims (1)
- (イ)浄化対象水域の水中に設置される曝気装置であって、
(ロ)多数の孔を有する板材からなる箱状のハウジング、
(ハ)吸水口と吐水口とを有し、前記ハウジングの内部に収容されている水中ポンプ、
(ニ)一端が前記水中ポンプの吐水口に接続され、他端側が前記ハウジングの外方に突出するように設けられており、且つブロワに接続された給気管が連通され、前記水中ポンプの吸水口から取り込まれた水と前記ブロワにて圧送された外部の空気とを混合して水中へ噴射させる気水混合ノズル、および
(ホ)前記ハウジングの底面よりもやや大きく形成された底板と、前記底板の周縁部から立ち上げられた側板とを有し、前記ハウジングの底部に装着された防泥トレーを備え、
(へ)前記気水混合ノズルが、
その中心部に通水路が形成され、且つその一方端部が前記水中ポンプの前記吐水口に接続された本体部と前記本体部の他方端部に形成された挿入管とを有する吐水管と、
前記本体部の他方端部に接続され、且つ前記挿入管が挿入された噴射ノズルとで構成され、
(ト)前記本体部には、その他方端部の外面に設けられ且つ前記給気管が接続された接続穴からその他方端部の端面まで連通され、前記端面に向かうにつれて中心に近づくように前記本体部の軸に対して傾斜して給気孔が形成され、
(チ)前記挿入管の外周面と前記噴射ノズルの内周面との間に、前記給気孔に連通し、且つ前記噴射ノズルの内部空間に連通する管状の空隙が形成されていることを特徴とする
(リ)曝気装置。
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