JP7019181B2 - 水流発生装置 - Google Patents
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Description
水流発生装置としては様々なものが開発されている。例えば、水流発生装置を水底に設置して噴射水流を発生させ、噴射水流により周囲の水を連行して放出するもの、水流発生装置を水面付近に設置して噴射水流を発生させ、噴射水流により空気を連行して放出するものなどが知られている。
また、水は、空気とは別に、水取り入れ口から取り入れられており、シャフトから放出され、水中で拡がった状態の噴射水流によって連行されるため、エジェクター部を進行する噴射水流と比較して連行する力が低い。
水流発生装置1は、噴射流体の一例である噴射水流を放出する装置本体2と、装置本体2に向けて水を圧送する送水装置3とを備えている。
水流発生装置1は、装置本体2が、回収用フェンスNの水面位置に設置されている。
まず、図2から図4に基づいて水流発生装置1の装置本体2の構成を説明する。
装置本体2は、円筒状の筒状部21と、筒状部21を浮上させる一対のフロート部22とを備えている。
筒状部21は、噴射水流を吐出する第1筒部211と、第1筒部211が基端部に配置され、第1筒部211からの噴射水流を先端部から放出する第2筒部212とを備えている。第1筒部211は、第2筒部212に、軸線L1を合わせて配置されている。
第2筒部212の外筒部2122には、内筒部2121の小径部2121b内部と筒状部21の外部とを連通させる第2バルブ2121eが取り付けられている。
また、外筒部2122および連行部2123の上部の外周面には、フロート部22を取り付けるためのL字状の板材から形成された固定用部材2122a,2123aが形成されている。
連結部221は、腕部222と、筒状部21の固定用部材2122a,2123aとを連結するものである。
次に、図5および図6に基づいて送水装置3の構成を説明する。
送水装置3は、第1筒部211(図2参照)の基端部に、一端部が接続された送水管31と、送水管31の他端部が接続されたポンプ32と、ポンプ32が収容され、上部に取水口332が形成された収容部33と、ポンプ32を収容した取水口332を水面LV下に位置させるフロート部34とを備えている。なお、図6においては、水面LVを一点鎖線にて示す。
ポンプ32は、水に浸漬しても動作して送水管31に水を圧送する水中ポンプである。
収容部33は、有底の円筒形状に形成されている。収容部33の上部には、周縁から内側に向かって、円環状の板材による補強部331が、周縁の全周に渡って張り出している。補強部331の開口部が取水口332となる。
収容部33の底面には、ポンプ32を中心にして、円周方向に等間隔に並ぶ4箇所に、円形状の貫通孔が形成されており、それぞれの貫通孔には、開口を塞ぐ蓋部334が配置されている。
収容部33の外周面には、円周方向に等間隔に並ぶ4箇所に、上下方向に沿ってフロート部34を取り付けるための連結用部材335が形成されている。
フロート部34は、収容部33を中心に円周方向に等間隔に並ぶ4つの第1浮き部341と、第1浮き部341と固定され、第1浮き部341から更に外方に位置する第2浮き部342とを備えている。
第2浮き部342は、第1浮き部341の上端面から外方へ突出した板状部材341bと、板状部材341bの先端から下方に向かって垂下して貫通する棒状部材341cとにより、第1浮き部341に取り付けられている。本実施の形態では、第2浮き部342として、樹脂製のフロートを使用している。
以上のように構成された本発明の実施の形態に係る水流発生装置1の動作および使用状態を図面に基づいて説明する。
まず、図2から図4に示す水流発生装置1の装置本体2は、第1筒部211のノズル部2111の先端である吐出口2111aが水上と水中とに跨る位置となるように、フロート部22の浮力が調整さている。本実施の形態では、第1筒部211および第2筒部212の軸線L1が水面LVに位置するように浮力が調整される。
フロート部34が収容部33の取水口332を水面下の位置させているため、収容部33内に水が流れ込むと共に、水面に浮遊する浮遊微生物の一例であるアオコも一緒に流れ込む。
ポンプ32は、水と共にアオコも一緒に吸い込み、送水管31へ圧送する。送水管31を通じて圧送された水は、図2から図4に示す装置本体2の第1筒部211へ進入する。
このとき、狭流路2112に接続された第1バルブ2113から空気を入れれば、狭流路2112にて微細気泡を発生させることができる。微細気泡は、アオコを圧壊させることができるが、微細気泡は、噴流の速度を抑制するため、狭流路2112では空気を混合させず、微細気泡を発生させない方が望ましい。
ノズル部2111からの噴射水流は、直径が外筒部2122の内径に拡がった縮径部2121aへ突入する。
このように、連行部2123の内部空間が空気と水との混合室として機能するため、ノズル部2111からの噴射水流による連行する力を減衰させることなく、連行部2123の内部空間に自然と流入した空気と水とに作用させることができる。
そして、噴射水流は、小径部2121bを通過する。このとき、第2バルブ2121eからアオコを凝集させる薬剤の一例である凝集剤を投入して噴射水流に混合させることができる。
このようにして、水流発生装置1は、第2筒部212の開口部2123bから水と共に吸い込んだアオコと一緒に、送水装置3から水と共に吸い込んだアオコも、先端から噴射することで、アオコを回収用フェンスNにより区画した水域に移動させることができる。
従って、水流発生装置1は、回収用フェンスNの外側の水域を大きく乱すことなく、アオコを回収用フェンスNの内側の水域に効率よく集めることができる。
しかし、湖、ダム湖など広い閉鎖水域の中央部で使用する際には、装置本体を水面に位置した状態で固定することが困難であるため、フロート部22により浮上した状態とすることが望ましい。
また、本実施の形態に係る水流発生装置1ではアオコを回収するために用いているため、送水装置3にてアオコを吸い込んだ水を装置本体2に供給していたが、水域の撹拌、曝気などに装置本体2を用いる場合には、送水装置3のポンプ32をコンプレッサーとし、第1筒部211から吐出する噴射流体を水ではなく、空気としてもよい。
2 装置本体
21 筒状部
211 第1筒部
2111 ノズル部
2111a 吐出口
2112 狭流路
2113 第1バルブ
212 第2筒部、
2121 内筒部
2121a 縮径部
2121b 小径部
2121c 拡径部
2121d 大径部
2121e 第2バルブ
2121n 狭流路
2122 外筒部
2122a 固定用部材
2123 連行部
2123a 固定用部材
2123b 開口部
22 フロート部
221 連結部
221a ねじ部
221b ナット部
222 腕部
2221 筒側取付部
2222 傾斜部
2223 浮き側取付部
223 第1浮き部
223a 固定用部材
223b 棒状部材
224 第2浮き部
3 送水装置
31 送水管
32 ポンプ
33 収容部
331 補強部
332 取水口
333 支持部
3331 環状部
3332 接続部
334 蓋部
335 連結用部材
34 フロート部
341 第1浮き部
341a 固定用部材
341b 板状部材
341c 棒状部材
342 第2浮き部
N 回収用フェンス
S 閉鎖性水域
L1 軸線
LV 水面
Claims (6)
- 噴射流体を吐出する第1筒部と、
前記第1筒部が内部に配置され、前記第1筒部からの噴射流体を先端部から放出する第2筒部とを備えた装置本体を有し、
前記第2筒部は、前記第1筒部の先端部の位置に、水上と水中とに跨る開口部が形成された水流発生装置。 - 前記装置本体を浮上させるフロート部を備えた請求項1記載の水流発生装置。
- 前記フロート部は、前記第1筒部の吐出口を水上と水中とに跨る位置に、前記装置本体を浮上させる請求項2記載の水流発生装置。
- 前記第1筒部に、狭流路が形成された請求項1から3のいずれかの項に記載の水流発生装置。
- 前記第1筒部に噴射流体として水を圧送する送水装置を備え、
前記送水装置は、前記第1筒部の基端部に一端部が接続された送水管と、前記送水管の他端部が接続されたポンプと、前記ポンプが収容され、上部に取水口が形成された収容部と、前記取水口を水面下に位置させるフロート部とを備えた請求項1から4のいずれかの項に記載の水流発生装置。 - 前記第2筒部に、薬剤を投入するためのバルブが設けられた請求項1から5のいずれかの項に記載の水流発生装置。
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