JP7132655B1

JP7132655B1 - 曝気装置

Info

Publication number: JP7132655B1
Application number: JP2021123454A
Authority: JP
Inventors: 英明大友; 康秀田尻
Original assignee: ゼニヤ海洋サービス株式会社
Priority date: 2021-07-28
Filing date: 2021-07-28
Publication date: 2022-09-07
Anticipated expiration: 2041-07-28
Also published as: JP2023019013A

Abstract

【課題】アンカーと散気管とを一体化した曝気装置本体とすることで、小型ボートの曳航によって曝気装置本体の沈設作業を行うことができ、散気管の係留などの接続構造をなくして耐久性を向上させた曝気装置を提供する。【解決手段】アンカーと散気管とを一体化した曝気装置本体１０と、曝気装置本体１０にコンプレッサー３０からの圧縮空気を送気する送気ホース２０と、からなり、曝気装置本体１０は、中空の内部に隔壁１５ａ、１５ａで分割された注水室１５と、ウエイト１４と、を有し、曝気装置本体１０の上部は、注水室１５から空気を排気する排気バルブ１１、１１と、送気ホース２０を接続して圧縮空気を注水室１５に給気する給気バルブ１３と、を有し、隔壁１５ａ、１５ａは、圧縮空気を分散して気泡Ｂにする開孔部１５ｂを有する。【選択図】図２

Description

本発明は、ダムや河川、湖沼、海における水質保全設備である曝気装置に関する。

従来、曝気装置は、ダム湖や貯水池などの水の流れが起きにくく滞留しやすい水域に設置されるものであり、沈設されたアンカーに係留された散気管を介して圧縮空気を散気し、水中から水面に人為的に循環流を生じさせることで、アオコなどの植物プランクトン増殖の抑制を行うものである。

本出願人は、特許文献１において、水中に沈設された曳航自沈式アンカーに係留又は接続された散気管と、散気管に圧縮空気を送る送気ホースと、からなるものであり、大型のクレーンなどをダム湖や貯水池に持ち込まなくても、小型ボートのみで曳航してアンカー及び散気管の設置を行うことが可能な曝気装置を開示した。

特開２０１４－０００８８９号公報

しかしながら、上述した曝気装置は、曳航自沈式アンカーを沈設した後、散気管の係留や送気ホースなどの接続や解除を人による潜水作業によって行うため、手間の掛かるものであった。

本発明は、アンカーと散気管とを一体化した曝気装置本体とすることで、小型ボートの曳航によって曝気装置本体の沈設作業を行うことができ、散気管の係留などの接続構造をなくして耐久性を向上させた曝気装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、上記課題に鑑み、アンカーと散気管とを一体化した曝気装置本体と、曝気装置本体にコンプレッサーからの圧縮空気を送気する送気ホースと、を備え、
前記曝気装置本体は、略円筒体形状で、中空の内部に隔壁で分割された注水室と、ウエイトと、を有し、
前記曝気装置本体の上部は、前記注水室から空気を排気する排気バルブと、前記送気ホースを接続して圧縮空気を前記注水室に給気する給気バルブと、を有し、
前記隔壁は、前記給気バルブから給気された圧縮空気を分散して気泡にする開孔部を有することを特徴とするものである。

また、上述した構成に加え、隔壁は、曝気装置本体の内部の注水室を扇形状に分割することが好ましい。

また、上述した構成に加え、開孔部は、隔壁上部に設けられた複数の丸穴からなることが好ましい。

また、上述した構成に加え、曝気装置本体は、外側面に放射状に固定された回転翼を有し、
前記回転翼は、略方形の板状の翼体と、前記翼体の上縁に送気ホースとの接触を緩衝する緩衝部を有することが好ましい。

また、上述した構成に加え、緩衝部は、回転翼の翼体の幅方向全体に固定された丸パイプであることが好ましい。

本発明によれば、小型ボートの曳航によって曝気装置本体の沈設作業を行うことができ、曝気装置本体の内部において圧縮空気を分散して気泡にするとともに、排気バルブから水中に散気することで、水域の曝気を行うことが可能である。

また、本発明は、アンカーと散気管とを一体化した形態であり、曝気装置本体の上部に別の散気管などを係留する接続構造を必要としないため、曝気装置本体の耐久性を向上させることが可能である。

また、本発明は、排気バルブを閉塞し、曝気装置本体の内部に圧縮空気を溜めることで、曝気装置本体を沈設位置から浮上させ、移設及び回収を容易に行うことが可能である。

本発明の曝気装置の一例を示す概略図である。図１の曝気装置本体を示す拡大正面図である。曝気装置本体の給気バルブ及び排気バルブの位置を示す平面図である。曝気装置本体の内部の注水室と隔壁の構造を示す透視斜視図である。

本発明の実施形態に係る曝気装置の一例について図１－４に基づいて詳細に説明する。

（実施形態）
曝気装置は、図１に示すように、水底に沈設された曝気装置本体１０と、曝気装置本体１０に地上に設置されたコンプレッサー３０からの圧縮空気を送気する送気ホース２０と、を主体として構成される。

曝気装置本体１０は、アンカーと散気管とを一体化したものであり、鋼板材から成形した略円筒体で、内部に中空の注水室１５と、ウエイト１４と、を有し、曝気装置本体１０の上部に排気バルブ１１、１１及び送気ホース２０に接続される給気バルブ１２と、曝気装置本体１０の下部に注水バルブ１３、１３と、を有する。この曝気装置本体１０の上部は、設置作業時に送気ホース２０等を載置しやすくするとともに、沈降時に送気ホース２０の巻き付きを防止するため、排気バルブ１１、１１や給気バルブ１２などを除く部分は、平坦であることが好ましい。

送気ホース２０は、後述する曝気装置本体１０の沈降時における水平姿勢を維持するための曝気装置本体１０の自転によるねじれが生じることを防止するため、曝気装置本体１０の給気バルブ１２に対してスイベルジョイント構造で回動自在の接続部２３を有する。また、送気ホース２０は、水面上に浮遊する複数の支持フロート２１、２１に対してロープ２２で固定して沈設位置の上方付近までなるべく水面近くに配管させる。また、送気ホース２０は、図示しないが、曝気装置本体１０の沈設位置まで設置しておき、曝気装置本体１０に接続部２３を介さずに直接接続してもよい。

曝気装置本体１０の内部は、より具体的には、図４に示すように、４つの扇形状に注水室１５を分割する隔壁１５ａ、１５ａと、下方にウエイト１４と、を有する。

ウエイト１４は、コンクリート製のブロック体からなり、曝気装置本体１０全体の重心位置を下方に位置させるとともに、曝気装置本体１０の注水室１５に注水されていない状態においても曳航する際に水面に安定して浮遊させるために一定の水中重量を与えるものである。

隔壁１５ａは、注水室１５間を連通する開孔部１５ｂが形成されることで、曝気装置本体１０の内部に給気バルブ１２から注入された圧縮空気が分散して気泡Ｂとなって排気バルブ１１、１１に到達するものである。この開孔部１５ｂは、給気バルブ１２より給気された圧縮空気をより細かく分散して気泡Ｂにさせるために、隔壁上部に複数の丸穴からなることが好適である。

排気バルブ１１、１１は、曝気装置本体１０の上部に設けられ、曝気装置本体の内部の注水室１５に対してそれぞれ連通するように直線状の管体からなる。なお、この排気バルブ１１、１１は、沈設時に注水室１５の空気を排気するものであるが、曝気時に圧縮空気の気泡Ｂを水中に散気する散気管としても使用される。

給気バルブ１２は、曝気装置本体１０の上部に設けられ、送気ホース２０に接続された曝気装置本体１０の内部に圧縮空気を給気するためのものであり、注水室１５に連通された複数の排気バルブ１１、１１に対してなるべく均一に圧縮空気を分散して気泡Ｂにさせるために、複数の排気バルブ１１、１１に対して一定の距離の位置である曝気装置本体１０の上面の中央付近に設けることが好ましく、より具体的には、中央に設けられた注水バルブ１３、１３の開閉手段から若干ずれた位置に設けられている。

注水バルブ１３、１３は、図示しないが、注水室１５に連通するように配設された複数の略Ｌ字状の管体と、複数の管体を同時に開閉する開閉手段を有する。

また、曝気装置本体１０は、外側面に放射状に固定された複数の回転翼１６、１６を有し、この回転翼１６、１６は、曝気装置本体１０の沈降時の水平姿勢を維持するために、曝気装置本体１０を自転させるものであり、略方形板状の翼体１６ａ、１６ａを傾斜して固定され、この翼体１６ａ、１６ａは、曝気装置本体１０の沈降時に送気ホース２０と接触による損傷を防止するために、角部に丸みを帯びさせるとともに、上縁に丸パイプ形状の緩衝部１６ｂ、１６ｂを有する。

次に、上述した構成の曝気装置の使用方法について説明する。
所定の水域おいて、曝気装置本体１０を水底の沈設位置の上方まで小型ボートで水面近くに浮遊させた状態で曳航した後、開閉手段によって注水バルブ１３、１３を開くことで、曝気装置本体１０の内部の注水室１５に水が注入され、上方の排気バルブ１１、１１から内部の空気が排出される。

このとき、曝気装置本体１０は、水中重量を増加させながら沈降が開始すると同時に、回転翼１６、１６によって曝気装置本体１０を自転させることで、水平姿勢を維持しながら水底に沈降し、注水室１５内が満水状態となって沈設が完了する。

そして、水底に沈設された曝気装置本体１０から圧縮空気の気泡Ｂを散気する場合、地上に設置されたコンプレッサー３０から送気ホース２０を介して圧縮空気が満水状態の注水室１５に給気バルブ１２から給気される。このとき、圧縮空気が、曝気装置本体１０の内部の天井付近に一時的に滞留しつつ、隔壁上部の開孔部１５ｂを通過することで分散して気泡Ｂになった後、複数の排気バルブ１１、１１から水中に散気される。

したがって、上述した構成に基づく曝気装置によって、小型ボートの曳航のみで曝気装置本体１０の沈設作業を行うことができ、かつ、曝気装置本体１０とは別の装置としての散気管を必要とせず、曝気装置本体の内部において圧縮空気を分散して気泡Ｂにしつつ排気バルブ１１、１１より水中に散気し、水域の曝気を行うことが可能である。

また、曝気装置本体１０は、アンカーと散気管とを一体化した形態であり、上部に別の散気管などを係留する接続構造を必要しないため、曝気装置本体１０の耐久性を向上させることが可能である。

また、曝気装置本体１０の上部の排気バルブ１１、１１を閉じ、曝気装置本体１０の内部に圧縮空気を溜めることで、曝気装置本体１０に自重よりも大きい浮力を与えて浮上させることができ、曝気装置本体１０の移設又は回収を容易に行うことが可能である。

上記の実施形態では本発明の好ましい実施形態を例示したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内で改善や変更が可能である。例えば、曝気装置本体１０は、圧縮空気がより分散された細かな気泡Ｂを排気バルブ１１、１１より散気する場合には、４つ以上の排気バルブ１１、１１と注水室１５を設けてもよい。

１０…曝気装置本体、
１１…排気バルブ、１２…給気バルブ、１３…注水バルブ、１４…ウエイト、
１５…注水室、１５ａ…隔壁、１５ｂ…開孔部、
１６…回転翼、１６ａ…翼体、１６ｂ…緩衝部、
２０…送気ホース、２１…支持フロート、２２…ロープ、２３…接続部、
３０…コンプレッサー、
Ｂ…気泡

Claims

アンカーと散気管とを一体化した曝気装置本体と、曝気装置本体にコンプレッサーからの圧縮空気を送気する送気ホースと、を備え、
前記曝気装置本体は、略円筒体形状で、中空の内部に隔壁で分割された注水室と、ウエイトと、を有し、
前記曝気装置本体の上部は、前記注水室から空気を排気する排気バルブと、前記送気ホースを接続して圧縮空気を前記注水室に給気する給気バルブと、を有し、
前記隔壁は、前記給気バルブから給気された圧縮空気を分散して気泡にする開孔部を有し、
前記開孔部は、前記隔壁の上部に設けられた複数の丸穴からなることを特徴とする曝気装置。
隔壁は、曝気装置本体の内部の注水室を扇形状に分割することを特徴とする請求項１記載の曝気装置。
曝気装置本体は、外側面に放射状に固定された回転翼を有し、
前記回転翼は、略方形の板状の翼体と、前記翼体の上縁に送気ホースとの接触を緩衝する緩衝部を有することを特徴とする請求項１記載の曝気装置。
緩衝部は、回転翼の翼体の幅方向全体に固定された丸パイプであることを特徴とする請求項３記載の曝気装置。