JP4728911B2

JP4728911B2 - 分散型散気装置

Info

Publication number: JP4728911B2
Application number: JP2006224890A
Authority: JP
Inventors: 忠男伊藤; 孝也矢延; 公人藤村
Original assignee: 株式会社丸島アクアシステム
Priority date: 2006-08-22
Filing date: 2006-08-22
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2026-08-22
Also published as: JP2008049215A

Description

本発明は、ダム湖等の水中で広範囲に分散して散気可能な分散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、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。

上記のような散気装置としては、ダム湖等の水底に支持脚で支柱を立設して、この支柱に多段で取付けた散気ノズルから散気するものがある（特許文献１参照）。また、水面に浮上するフロートからロープを錘で吊り下げて、このロープに多段で取付けた散気ノズルから散気するものがある。

そして、いずれのタイプであっても、ダム湖の湖岸等に設置されたエアー供給手段（例えばコンプレッサ）と多段の散気ノズルとをエアーホースでそれぞれ接続するようになっているから、散気ノズルの個数だけエアーホースの本数を必要とする。

また、各エアーホースは湖底に敷設されるのが一般的であり、浮上しないように重量を増加させたエアーホースを使用する必要がある。

さらに、広範囲に分散して散気するとともに、循環曝気攪拌効率を上げる場合には、例えば約５０ｍ間隔以上で複数台の散気装置を設置する必要がある。
特許第２５９０４２５号公報

しかしながら、エアーホースの本数が増加すること、エアーホースの重量が増加することは、エアーホースのコストが高くなるとともに、エアーホースの施工コストも高くなるという問題がある。

また、複数台の散気装置を設置することは、装置コストが高くなるという問題がある。このため、１台の散気装置でエアー量を多くすることが考えられるが、循環曝気攪拌効率が悪くなるという問題がある。

本発明は、前記問題を解消するためになされたもので、ダム湖等の水中で広範囲に分散して散気できるとともに、循環曝気攪拌効率を上げることが可能なコスト安な分散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、エアー供給手段から１本のエアーホースでエアーが供給されるエアータンクと、このエアータンクの周囲の水中に分散配置される複数個の散気ノズルと、この各散気ノズルとエアータンクとをそれぞれ接続する分岐ホースとを備え、前記エアータンクは、水面に浮上させているとともに、前記各散気ノズルは、水面に浮上するフロートに取付けたウインチのワイヤロープで水中に吊り下げ支持されていることを特徴とする分散型散気装置を提供するものである。

請求項２のように、前記エアータンクと各散気ノズルとの間は、略等しい距離に設定されているとともに、前記各散気ノズルの間隔は、隣り合う散気ノズルからの散気が干渉しない距離に設定されていることが好ましい。

請求項３のように、前記分岐ホースを接続するエアータンクのエアー吐出部または分岐ホースに、オリフィスが設けられていることが好ましい。

請求項４のように、前記分岐ホースを接続するエアー吐出部または分岐ホースに、流量計と流量調整バルブとが設けられていることが好ましい。

本発明によれば、エアー供給手段（例えばコンプレッサ）から１本のエアーホースでエアータンクにエアーを供給し、エアータンクの周囲の水中に分散配置した複数個の散気ノズルに、エアータンクから分岐ホースを介してエアーをそれぞれ供給して散気するようにしたから、エアー供給手段から湖底に敷設しながらエアータンクにエアーを供給するエアーホースは、散気ノズルの個数にかかわらず１本だけで良く、エアーホースの本数が減少すること、これに伴ってエアーホースの重量が軽減することで、エアーホースのコストが安くなるとともに、エアーホースの施工コストも安くなる。なお、分岐ホースは、エアータンクと各散気ノズルとの間の距離だけの短い長さで良く、しかも、分岐ホース自体の重量を増加させる必要も無いので、コスト安であり、施工コストも安くなる。

また、エアータンクを水面に浮上させることで、コンプレッサからのエアーの供給を止めた時でも、散気ノズルからエアータンクやエアーホースに水が浸入しなくなる。したがって、散気ノズルからエアータンクの間のエアーホースが必要とする揚程能力で良く、エアー供給手段の必要容量を最小限に抑えることができる。また、背景技術のように、散気ノズルの個数だけのエアーホースの本数に見合った揚程能力のエアー供給手段を使用する必要が無いので、エアー供給手段のコストが安くなる。なお、エアータンクを水面に近い水中に設置している場合でも同様の作用効果を得ることができる。

さらに、各散気ノズルを水面に浮上するフロートに取付けたウインチのワイヤロープで水中に吊り下げ支持しているから、ウインチの操作で各散気ノズルの曝気水深を簡単に調整できるようになる。

請求項２によれば、エアータンクと各散気ノズルとの間を略等しい距離に設定することで、各散気ノズルに供給されるエアー量が均等になって、循環曝気攪拌が良好に行えるようになるとともに、各散気ノズルの間隔を、隣り合う散気ノズルからの散気が干渉しない距離に設定することで、循環曝気攪拌が良好に行えるようになる。

請求項３によれば、オリフィスでエアー量を固定的に調整することで、各散気ノズルに供給されるエアー量が均等になって、循環曝気攪拌が良好に行えるようになる。

請求項４によれば、流量計と流量調整バルブとでエアー量を可変的に調整することで、各散気ノズルに供給されるエアー量が均等になって、循環曝気攪拌が良好に行えるようになる。

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は、第１実施形態の分散型散気装置１Ａであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。ダム湖等２の堤体上にコンプレッサ（エアー供給手段）３が設置されているとともに、ダム湖等２の水面にエアータンク４が浮上されている。なお、エアータンク４をフロートで水面に浮上させるようにしても良い。

堤体上のコンプレッサ３と水面上のエアータンク４の下部とは、湖底２ａに敷設された１本のエアーホース５で接続されていて、この１本のエアーホース５でコンプレッサ３からエアータンク４にエアーが供給されるようになっている（矢印ａ参照）。このエアーホース５は、浮上しないように重量を増加させたものを使用している。

エアータンク４の周囲の水中には、複数個の散気ノズル７が分散配置されている。具体的には、エアータンク４の周囲の３等分間隔（１２０度）の位置に計３個の散気ノズル７が分散配置されている。各散気ノズル７は、フロート８のワイヤロープ９でそれぞれ所定水深の水中に吊り下げられている。例えば、ダム湖等２が水深４０〜８０ｍである場合、ほぼ中層の水深１５〜３０ｍの水中に吊り下げられることになる。

エアータンク４と各散気ノズル７とは、ワイヤロープ１０と分岐ホース１１とが一体化された複合部材１２でそれぞれ連結されるとともに、各散気ノズル７は、ワイヤロープ１３で湖底２ａのアンカー１４にそれぞれ係留されている。

そして、各散気ノズル７とエアータンク４とを分岐ホース１１でそれぞれ接続することにより、エアータンク４のエアーが分岐ホース１１を介して各散気ノズル７に供給されて（矢印ｂ参照）、各散気ノズル７から水中に散気されるようになる。エアータンク４は、コンプレッサ３のエアーを各散気ノズル７に中継して分散供給するものであるから、中継エアータンクと呼ぶことができる。

また、エアータンク４と各散気ノズル７とを連結するワイヤロープ１０と、各散気ノズル７と湖底２ａとを連結するワイヤロープ１３とにより、エアータンク４と各散気ノズル７との相対位置がずれないようになっている。

このエアータンク４と各散気ノズル７とを連結するワイヤロープ１０により、エアータンク４と各散気ノズル７との間は、略等しい距離Ｌ１（例えば約６０ｍ）に設定（維持）されるようになる。また、各散気ノズル７の間は、隣り合う散気ノズル７からの散気が干渉しない間隔Ｌ２（例えば、約５０ｍ以上）に設定（維持）されるようにすることが好ましい。

第１実施形態の分散型散気装置１Ａであれば、コンプレッサ３から１本のエアーホース５でエアータンク４にエアーを供給し、エアータンク４の周囲の水中に分散配置した複数個の散気ノズル７に、エアータンク４から分岐ホース１１を介してエアーをそれぞれ供給して散気するようにしたから、コンプレッサ３から湖底２ａに敷設しながらエアータンク４にエアーを供給するエアーホース５は、散気ノズル７の個数にかかわらず１本だけで良くなる。

したがって、背景技術と比べて、エアーホース５の本数が減少すること、これに伴ってエアーホース５の重量が軽減することで、エアーホース５のコストが安くなるとともに、エアーホース５の施工コストも安くなる。

また、分岐ホース１１は、エアータンク４と各散気ノズル７との間の距離Ｌ１だけの短い長さで良く、しかも、分岐ホース１１には、水中に沈めるための錘となるワイヤロープ１０が一体化されているから、ワイヤロープ自体の重量を増加させる必要も無いので、コスト安であり、施工コストも安くなる。

さらに、エアータンク４は、水面に浮上させているから、コンプレッサ３からのエアーの供給を止めた時でも、散気ノズル７からエアータンク４やエアーホース５に水が浸入しなくなる。したがって、散気ノズル７からエアータンク４の間のエアーホース５が必要とする揚程能力で良く、コンプレッサ３の必要容量を最小限に抑えることができる。

また、エアータンク４と各散気ノズル７との間を略等しい距離Ｌ１に設定したから、各散気ノズル７に供給されるエアー量が均等になって、循環曝気攪拌が良好に行えるようになる。

さらに、各散気ノズル７の間隔Ｌ２を、隣り合う散気ノズル７からの散気が干渉しない約５０ｍ以上に設定したから、循環曝気攪拌が良好に行えるようになる。

各散気ノズル７は、フロート８のワイヤロープ９でそれぞれ所定水深の水中に吊り下げられているが、フロート８にウインチ（不図示）を取付け、このウインチのワイヤロープ９で水中に吊り下げ支持すれば、ウインチの操作で各散気ノズル７の曝気水深を例えば、水深１５〜３０ｍの範囲で簡単に調整できるようになる。

図４（ａ）に詳細に示したように、分岐ホース１１は、エアータンク４のエアー吐出部４ａに差し込んで接続されている。

そして、図４（ｂ）に示すように、エアー吐出部４ａにオリフィス１６を設ければ、オリフィス１６でエアー量を固定的に調整することで、各散気ノズル７に供給されるエアー量が均等になって、循環曝気攪拌が良好に行えるようになる。なお、オリフィス１６は、分岐ホース１１等に設けても良い。

また、図４（ｃ）に示すように、エアー吐出部４ａに流量計１７と流量調整バルブ１８とを設ければ、流量計１７と流量調整バルブ１８とでエアー量を可変的に調整することで、各散気ノズル７に供給されるエアー量が均等になって、循環曝気攪拌が良好に行えるようになる。なお、オリフィス１６は、分岐ホース１１等に設けても良い。

図２は、第１実施形態の変形例１の分散型散気装置１Ｂであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。第１実施形態の分散型散気装置１Ａと相違するのは、エアータンク４の周囲の４等分間隔（９０度）の位置に計４個の散気ノズル７を分散配置した点である。

図３は、第１実施形態の変形例２の分散型散気装置１Ｃであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。第１実施形態の分散型散気装置１Ａと相違するのは、各散気ノズル７は、ワイヤロープ２０で湖底２ａに係留するとともに、フロート８のワイヤロープ９でそれぞれ所定水深の水中に浮かせる点である。

図５〜図７は、第２実施形態の分散型散気装置１Ｄであり、図５は平面図、図６（ａ）は側面図、図６（ｂ）はシーソーアーム２８の詳細側面図、図７は図５の要部拡大図である。

ダム湖等２の水面に浮上するフロート２２にウインチ２３が取付けられ、このウインチ２３のワイヤロープ２４で、平面視で三角形状の三角ブラケット２５（図７参照）が水中で吊り下げ支持され、このブラケット２５内にエアータンク４が格納されていて、ウインチ２３によって、三角ブラケット２５とともにエアータンク４が図６（ａ）のＨの水深で上下動されるようになる。

堤体上のコンプレッサ３（図１等を参照）と水中のエアータンク４とは、湖底２ａに敷設されて、フロート２２のジョイント（不図示）で下方にＵターンされた１本のエアーホース５で接続されていて、この１本のエアーホース５でコンプレッサ３からエアータンク４にエアーが供給されるようになっている（矢印ａ参照）。このエアーホース５は、浮上しないように重量を増加させたものを使用している。

フロート２２の外周囲の３等分間隔（１２０度）の位置には、柔軟性（フレキシビリティ）を有する連結アーム２６を介して水面に浮上するサブフロート２７が取付けられている。各サブフロート２７は、ワイヤロープ３０で湖底のアンカーに係留されている。

エアータンク４の周囲の水中には、３個の散気ノズル７が分散配置されている。具体的には、各散気ノズル７を先端部に取付けた３本のシーソーアーム２８が設けられて、各シーソーアーム２８の後端部は、エアータンク４を格納した三角ブラケット２５の三面にそれぞれ上下揺動可能に連結されている。

各シーソーアーム２８の中間部（揺動支点）２８ａは、各サブフロート２７のワイヤロープ２９で揺動可能に吊り下げ支持されている。

エアータンク４と各散気ノズル７とは、シーソーアーム２８内に取付けられた分岐ホース１１で接続されている。

第２実施形態の分散型散気装置１Ｄであれば、ウインチ２３を駆動して、ワイヤロープ２４により三角ブラケット２５とともにエアータンク４を上下動させれば、これに連動してシーソーアーム２８が中間部２８ａを支点として上下揺動（シーソー）して、シーソーアーム２８の先端部の散気ノズル７が上下動するようになるから、散気ノズル７の曝気水深を水深Ｈの範囲で調整できるようになる。例えば、中立位置〔図６（ａ）参照〕で散気ノズル７が水深１５ｍにあるとした場合、散気ノズル７は各５ｍで上下動させることで、水深１０ｍ〜２０ｍの範囲で曝気水深Ｈを簡単に調整することができる。

本発明に係る第１実施形態の分散型散気装置であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。本発明に係る第１実施形態の変形例１の分散型散気装置であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。本発明に係る第１実施形態の変形例２の分散型散気装置であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。（ａ）はエアータンク部分の拡大側面図、（ｂ）は変形例１のエアータンク部分の拡大側面図、（ｃ）は変形例２のエアータンク部分の拡大側面図である。本発明に係る第２実施形態の分散型散気装置の平面図である。（ａ）は図５の側面図、（ｂ）はシーソーアームの詳細側面図である。図５の要部拡大図である。

符号の説明

１Ａ〜１Ｄ分散型散気装置
２ダム湖等
２ａ湖底
３コンプレッサ（エアー供給手段）
４エアータンク
５エアーホース
７散気ノズル
１１分岐ホース
１６オリフィス
１７流量計
１８流量調整バルブ
２２フロート
２３ウインチ
２７サブフロート
２８シーソーアーム
２８ａ中間部

Claims

エアー供給手段から１本のエアーホースでエアーが供給されるエアータンクと、このエアータンクの周囲の水中に分散配置される複数個の散気ノズルと、この各散気ノズルとエアータンクとをそれぞれ接続する分岐ホースとを備え、
前記エアータンクは、水面に浮上させているとともに、
前記各散気ノズルは、水面に浮上するフロートに取付けたウインチのワイヤロープで水中に吊り下げ支持されていることを特徴とする分散型散気装置。
前記エアータンクと各散気ノズルとの間は、略等しい距離に設定されているとともに、前記各散気ノズルの間隔は、隣り合う散気ノズルからの散気が干渉しない距離に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の分散型散気装置。
前記分岐ホースを接続するエアータンクのエアー吐出部または分岐ホースに、オリフィスが設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の分散型散気装置。
前記分岐ホースを接続するエアー吐出部または分岐ホースに、流量計と流量調整バルブとが設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の分散型散気装置。