JP4500210B2

JP4500210B2 - 浮子型散気装置

Info

Publication number: JP4500210B2
Application number: JP2005146156A
Authority: JP
Inventors: 忠男伊藤; 孝也矢延; 公人藤村; 理恵井上
Original assignee: 株式会社丸島アクアシステム
Priority date: 2005-05-19
Filing date: 2005-05-19
Publication date: 2010-07-14
Anticipated expiration: 2025-05-19
Also published as: JP2006320835A

Description

本発明は、ダム湖等の水中に多段で散気する浮子型散気装置に関する。

一般に、散気装置は、ダム湖等の水中に設置されて、水中のある深さで気泡を連続的に発生させて、その気泡の上昇力で周囲の水を連行することによって、上部水域を循環曝気攪拌するものであり、特にダム湖等の閉鎖水域に異常発生するアオコのような藻類を抑制するために用いられている。

すなわち、上部水域を循環曝気攪拌することで、表層で増殖した藻類を中層に送り込むこと、水温躍層を下げて流入栄養塩類を表層に供給しないことで、藻類の発生を抑制するものである。

前記のような散気装置としては、水底に設置されるシンカーと浮力を有するアウターシェルとを係留用ロープ等で連結するとともに、前記アウターシェルに、上下（水深）方向に多段（例えば５段）で散気ノズルを設けて、この各散気ノズルにコンプレッサーからのエアー供給ホースをそれぞれ接続したものがある（特許文献１）。
特開２００５−４０７０５号公報

しかしながら、前記浮子型散気装置では、ダム湖等の水位が低下すると、アウターシェルの上部が水面上に突出して、水面の浮遊物が衝突するおそれがある。また、水位が極端に低下すると、係留用チェーン等が係留の役割を果たさなくなって、アウターシェルの拘束が無くなるおそれがある。

さらに、散気（曝気）水深を変更するためには、上下（水深）方向に多段の散気ノズルに、各散気ノズル専用のエアー供給ホースからエアーを供給するから、散気ノズルの段数分のエアー供給ホース（例えば、段数５段であれば５本）を必要とするので、エアー供給ホースのコストが高くなる。

また、各散気ノズル専用のエアー供給ホースは、アウターシェルが沈降すると、水中の下層部にとぐろを巻くことになるので、絡み合い等のホーストラブルの原因となる。

本発明は、前記問題を解消するためになされたもので、水面の浮遊物が衝突するおそれが無く、エアー供給ホースのコストが安く、ホーストラブルが無い浮子型散気装置を提供することを目的とするものである。

前記課題を解決するために、本発明は、水底に設置される第１シンカーに第１係留用ロープを介してフロートが連結され、このフロートに散気ノズルが取付けられ、この散気ノズルにコンプレッサーからのエアー供給ホースが接続されるとともに、前記フロート側に、陸上に設けられたウインチからの横倒し用ロープが連結され、この横倒し用ロープは、水底に設置される第２シンカーに取付けられたガイド部材で、第１係留用ロープのフロートとの連結点よりも下方位置でガイドされて、前記ウインチによって、横倒し用ロープが巻き取られてフロートが沈まされ、横倒し用ロープが巻き戻されてフロートが浮き上がるようになることを特徴とする浮子型散気装置を提供するものである。

横倒し用ロープのガイドをスムーズにするために、第２シンカーに第２係留用ロープを介してブイが連結され、第２係留用ロープに前記ガイド部材である滑車が取付けられている構成とすることが好ましい。

散気装置の据付け作業を短時間で安価に行うために、前記各シンカーは、自然着底で据付けられるタイプである構成とすることが好ましい。

散気状態の要望に応じるために、前記散気ノズルは、散気口が多孔または単孔である構成とすることができる。

本発明によれば、第１シンカー（錘）に第１係留用ロープを介してフロートを連結して、このフロートに散気ノズルを取付けることで、フロートは浮力でほぼ垂直状態で自立するとともに、散気ノズルにコンプレッサーからのエアー供給ホース（１本）を接続することで、散気ノズルから散気されるようになる。

そして、散気（曝気）水深を深く変更するには、陸上に設けられたウインチを巻き取り側に操作すれば、第２シンカーのガイド部材でガイドされながら横倒し用ロープが巻き取られて、第１係留用ロープの第１シンカーとの連結部を中心として円弧状に、フロートが徐々に横倒し状に沈まされるので、散気ノズルによる散気水深が深くなる。また、散気（曝気）水深を浅く変更するには、前記ウインチを巻き戻し側に操作すれば、第２シンカーのガイド部材でガイドされながら横倒し用ロープが巻き戻されて、第１係留用ロープの第１シンカーとの連結部を中心として円弧状に、フロートが徐々に縦起こし状に浮き上がるので、散気ノズルによる散気水深が浅くなる。

このように、ウインチの操作で横倒し用ロープを巻き取り・巻き戻すことで、フロートとともに散気ノズルの水深を無段階で変更できるから、フロートや散気ノズルが水面上に突出しなくなるので、水面の浮遊物が衝突するおそれがなくなる。また、水位が極端に低下しても、横倒し用ロープの巻き取りで、第１係留用ロープと相俟ってフロートを係留できるので、フロートを拘束することができる。

さらに、散気ノズルに１本のエアー供給ホースからエアーを供給するだけで良いから、エアー供給ホースのコストが安くなる。

また、エアー供給ホースを第１係留用ロープに沿わせておけば、第１係留用ロープの第１シンカーとの連結部を中心として、第１係留用ロープとともに揺動するだけで、ホース長さに変化が無いから、水中の下層部にとぐろを巻かないので、絡み合い等のホーストラブルが無くなる。

請求項２によれば、ブイでガイド部材を水中に直立状態で保持できるとともに、ガイド部材が滑車であるので、横倒し用ロープのガイドがスムーズになる。

請求項３によれば、各シンカーは自然着底で据付けるタイプであるから、シンカーを投げ込んで水底に沈めるだけで散気装置を据付けることができ、潜水作業で据付け状態の確認だけをすれば良いので、散気装置の据付け作業が短時間で安価に行えるようになる。

請求項４によれば、散気状態の要望に応じて、多孔または単孔の散気口を適宜に選択することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１および図２は、多孔式散気ノズル１４Ａを備えた浮子型散気装置１０Ａである。

前記浮子型散気装置１０Ａは、水底１１に設置されるコンクリート製の第１シンカー１２と、水中においてほぼ垂直状態で自立可能なフロート（浮子）１３と、このフロート１３に取付けた散気ノズル１４Ａと、前記フロート１３の下部と第１シンカー１２の上部とを連結する第１係留用ロープ１５とを備えて構成されている。

第１シンカー１２は、前記フロート１３の浮力に打ち勝って水底１１から浮き上がらない重さに設定されている重量物であり、自然着底で水底１１に据付けられるタイプである。なお、第１シンカー１２は、水底１１に設置されたコンクリートアンカーにボルト・ナットで固定するタイプであっても良い。

前記水底に設置される第１シンカー１２に第１係留用ロープ１５を介してフロート１３が連結され、このフロート１３の上部に散気ノズル１４Ａが取付けられている。第１係留用ロープ１５は、フレキシブルであり、繊維製や金属製のロープに代えてチェーンであっても良い。

前記散気ノズル１４Ａは、図２（ｂ）に詳細に示すように、リング状に形成された散気ヘッダー１４ａを有して、この散気ヘッダー１４ａの上部に、円周上等角度間隔で多孔の散気口１４ｂが形成されている。

前記フロート１３は浮力を有するから、浮力で第１係留用ロープ１５を連結長さだけ引っ張り上げた状態で、水中においてほぼ垂直状態で自立するようになる。なお、フロート１３および散気ノズル１４Ａは、１５ｍ程度の水深に位置するように設定されることが多い。

この散気ノズル１４Ａには、陸上のコンプレッサー１７からの１本のエアー供給ホース１８が接続されて、このエアー供給ホース１８からエアーが供給されることにより、散気ノズル１４Ａから散気されるようになる。

前記フロート１３の下部には、第１係留用ロープ１５と同じ連結位置で、陸上のウインチ２０からの横倒し用ロープ２１が連結され、この横倒し用ロープ２１は、水底１１に設置されるコンクリート製の第２シンカー２２に取付けられた滑車（ガイド部材）２３で、第１係留用ロープ１５のフロート１３との連結点ａよりも下方位置でガイドされるようになる。前記横倒し用ロープ２１としては、軽量のアラミド繊維等の合成樹脂製ロープが好ましいが、ステンレス製等のワイヤーロープであっても良い。なお、横倒し用ロープ２１は、散気ノズル１４Ａに連結しても良い。

第２シンカー２２に第２係留用ロープ２４を介してブイ２５が連結され、第２係留用ロープ２４に前記滑車２３が取付けられている。第２係留用ロープ２４は、フレキシブルであり、繊維製や金属製のロープに代えてチェーンであっても良い。

第２シンカー２２は、前記ブイ２５の浮力に打ち勝って水底１１から浮き上がらない重さに設定されている重量物であり、自然着底で水底１１に据付けられるタイプである。なお、第２シンカー２２は、水底１１に設置されたコンクリートアンカーにボルト・ナットで固定するタイプであっても良い。

前記浮子型散気装置１０Ａは、第１シンカー１２に第１係留用ロープ１５を介してフロート１３を連結して、このフロート１３に多孔式の散気口１４ｂを有する散気ノズル１４Ａを取付けることで、フロート１３は浮力でほぼ垂直状態で自立するとともに（図１のＡ位置参照）、散気ノズル１４Ａに陸上のコンプレッサー１７からの１本のエアー供給ホース１８を接続することで、散気ノズル１４Ａから散気されるようになる。

したがって、第１シンカー１２が水底の傾いた場所に据付けられていても、浮力を有するフロート１３はほぼ垂直状態で自立するから、第１シンカー１２の据付け作業を短時間で安価に行うことができる。

そして、散気（曝気）水深を深く変更するには、陸上のウインチ２０を巻き取り側に操作すれば、第２シンカー２２の滑車２３でガイドされながら横倒し用ロープ２１が巻き取られて、第１係留用ロープ１５の第１シンカー１２との連結部ｂを中心として円弧状に、フロート１３が徐々に横倒し状に沈まされるので（図１のＡ位置〜Ｃ位置参照）、散気ノズル１４Ａによる散気水深が深くなる。

また、散気（曝気）水深を浅く変更するには、陸上のウインチ２０を巻き戻し側に操作すれば、第２シンカー２２の滑車２３でガイドされながら横倒し用ロープ２１が巻き戻されて、第１係留用ロープ１５の第１シンカー１２との連結部ｂを中心として円弧状に、フロート１３が徐々に縦起こし状に浮き上がるので（図１のＣ位置〜Ａ位置参照）、散気ノズル１４Ａによる散気水深が浅くなる。

なお、散気水深が変更されても、図１のＡ位置〜Ｃ位置のように、フロート１３は浮力で常にほぼ垂直状態で自立することから、散気ノズル１４Ａからの散気状態に影響が無い。

このように、ウインチ２０の操作で横倒し用ロープ２１を巻き取り・巻き戻すことで、フロート１３とともに散気ノズル１４Ａの水深を無段階で変更できるから、フロート１３や散気ノズル１４Ａが水面上に突出しなくなるので、水面の浮遊物が衝突するおそれがなくなる。また、水位が極端に低下しても、横倒し用ロープ２１の巻き取りで、第１係留用ロープ１５と相俟ってフロート１３を係留できるので、フロート１３を拘束することができる。

さらに、散気ノズル１４Ａに１本のエアー供給ホース１８からエアーを供給するだけで良いから、エアー供給ホース１８のコストが安くなる。因みに、エアー供給ホース１８は、約１０００ｍの長さであれば、１本が約５００万円であり、従来のように５本が必要であれば、約２５００万円であり、コストが約１／５程度に安くなる。

また、エアー供給ホース１８を係止具で係止する等して第１係留用ロープ１５に少し余裕を持たせて沿わせておけば、第１係留用ロープ１５の第１シンカー１２との連結部ｂを中心として、第１係留用ロープ１５とともに揺動するだけで、ホース長さに変化が無いから、水中の下層部にとぐろを巻かないので、絡み合い等のホーストラブルが無くなる。

さらに、ブイ２５で滑車２３を水中に直立状態で保持できるとともに、滑車２３によって横倒し用ロープ２１のガイドがスムーズになる。

また、各シンカー１２，２２は自然着底で据付けるタイプであるから、シンカー１２，２２を投げ込んで水底に沈めるだけで散気装置１０Ａを据付けることができ、潜水作業で据付け状態の確認だけをすれば良いので、散気装置１０Ａの据付け作業が短時間で安価に行えるようになる。

前記ウインチ２０は、手動であれば、横倒し用ロープ２１の巻き取り・巻き戻し量をチェックすれば、散気ノズル１４Ａの散気水深を推測することができる。また、前記ウインチ２０は、水位計の検出信号でシーケンサー制御することで、水位に応じて散気ノズル１４Ａの散気水深を変えるように自動化することもできる。

前記浮子型散気装置１０Ａは、多孔式散気ノズル１４Ａを備えたものであるが、図３および図４に示す浮子型散気装置１０Ｂのように、単孔式散気ノズル１４Ｂを備えていても良い。なお、図１および図２の浮子型散気装置１０Ａと同一構成・作用の箇所は、同一番号を付して詳細な説明は省略する。

この場合、前記散気ノズル１４Ｂは、図４（ｂ）に詳細に示すように、散気ノズル１４Ｂの上部中央に、単孔（１個）の散気口１４ｂが形成されている。

前記多孔式散気ノズル１４Ａを用いるか、単孔式散気ノズル１４Ｂを用いるかは、散気状態の要望に応じて適宜に選択すれば良い。

本発明の実施形態に係る浮子型散気装置の側面図である。（ａ）は図１の要部拡大図、（ｂ）は散気ノズルとフロートの拡大平面図である。本発明の実施形態に係る変形例の浮子型散気装置の側面図である。（ａ）は図３の要部拡大図、（ｂ）は散気ノズルとフロートの拡大平面図である。

符号の説明

１０Ａ，１０Ｂ浮子型散気装置
１１水底
１２第１シンカー
１３フロート
１４Ａ，１４Ｂ散気ノズル
１４ａ散気口
１５第１係留用ロープ
１７コンプレッサー
１８エアー供給ホース
２０ウインチ
２１横倒し用ロープ
２２第２シンカー
２３滑車（ガイド部材）
２４第２係留用ロープ
２５ブイ
ａ連結点

Claims

水底に設置される第１シンカーに第１係留用ロープを介してフロートが連結され、このフロートに散気ノズルが取付けられ、この散気ノズルにコンプレッサーからのエアー供給ホースが接続されるとともに、前記フロート側に、陸上に設けられたウインチからの横倒し用ロープが連結され、この横倒し用ロープは、水底に設置される第２シンカーに取付けられたガイド部材で、第１係留用ロープのフロートとの連結点よりも下方位置でガイドされて、前記ウインチによって、横倒し用ロープが巻き取られてフロートが沈まされ、横倒し用ロープが巻き戻されてフロートが浮き上がるようになることを特徴とする浮子型散気装置。
第２シンカーに第２係留用ロープを介してブイが連結され、第２係留用ロープに前記ガイド部材である滑車が取付けられていることを特徴とする請求項１に記載の浮子型散気装置。
前記各シンカーは、自然着底で据付けられるタイプであることを特徴とする請求項１または２に記載の浮子型散気装置。
前記散気ノズルは、散気口が多孔または単孔であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の浮子型散気装置。