JPH0147239B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、吸気管を経て吸引された空気を水
と共に遮へい導管中に吐出し、これらを或る区間
共通して水面の下側に導く、水流ポンプを用い
て、用水を浄化、特に汚泥化した河川を再生する
ための装置に関する。

この種の装置は汚水の生物学的浄化及び酸素の
欠乏により可成り汚泥化した河川の再生に役立て
られる。水流ポンプを介して作られた水・空気混
合物を或る時間混合管中に保持して、排出噴射の
強制案内によつて水中に長く気泡をとどめておく
装置が知られている（フランス特許第1377571）。
排出噴射の強制案内によつて浄化する水の中の気
泡滞留時間はそれ程高められず、水中への酸素導
入は満足できるものではない。従つて後者の効果
は、拡散室付混合管として構成された遮へいカバ
ーの中では比較的大きい流速が生じるので限界が
あるが、これにより排水・空気混合物の滞留時間
は比較だけすると短い。

従つて公知の用水浄化装置の場合の欠点は、
個々の気泡が通常水流ポンプを出た後極めて急速
に遮へい作用するに致り、その後水面迄上昇する
ことである。更に汚泥化河川中での欠点は、全装
置が河川の底の上にあり、その場合水流ポンプの
吸引管によつて汚泥が舞い上がり、吸引され、導
管が早期に汚泥することになる。

気泡はその後自体通気性の壁部に沿つて急速に
まとまつて大きな気泡として水面に向つて上昇す
る。しかし水浄化のこの仕方は、コンプレツサー
や岸辺に設けられた類似の装置を使わないで済む
から圧縮空気を直接汚泥河川に吹き込むより環境
保護になる。

この発明の課題は、気泡の滞留時間を長くし、
河川底のでこぼこに無関係に、常に水面下の一定
の高さで環境保護作用のある浄水装置の開発にあ
る。

この課題は本発明に従つて次のようにして解決
される。即ち導管を二重壁に構成し、水面に向け
て傾斜させて配置し、導管の内壁部を通気性に、
外壁部を非通気性にし、水流ポンプと二重壁導管
を管枠構成の支持構造と併設し、管製枠には排気
弁と張水弁とを設ける。

水流ポンプによつて吸引されて細かい気泡に分
割された空気は一部分が通気性の導管内壁の下側
を、そして一部分が、たとえば目の細かい網で作
られた前記内壁を通過した後非通気性の導管外壁
の下側を導管内・外壁部の終端部迄案内され、そ
の結果導管の安定した部分での酸素伝達が良好に
行なわれる。滞留時間は著しく長くなる。

管枠で構成した支持構造によつて装置はその都
度水面下の、水流ポンプの吸引管に水を供給し
て、しかも河川底に沈澱している汚泥をかき立て
ることのないような高さに設けることができる。
装置内部に生じた水の運動も装置自体に悪影響を
与えない。何となれば場合によつては河川底にあ
る汚泥は装置の出口の所で水流によつてかき立て
られることがあるだけだからである。従つて有利
な仕方では装置を、河川底の形態とそれぞれの汚
染度とは無関係に最良の位置に配設することがで
きる。その上高度の環境保護が行なわれる。何と
なれば水流ポンプに必要な駆動装置は河川自体の
内側に置くことができて、水面上に出るのは供給
ケーブルと吸気管のみだからである。

滞留時間を長くするには更に次のようなことが
有利である。即ち目の細かい１個の網或いは複数
個の網でできている導管内壁部のその網の目を導
管外壁部に向けて拡げるのである。その場合個々
の網は相互に支え、気泡の合体を妨げる。こうす
ると気泡は一定の時間にわたつて網のウエブに
屡々付着し、水に洗われて有利である。このよう
な密接して頻繁な接触によつて、目指した良好な
酸素伝送が行なわれる。

二重壁導管の傾斜は、必要な場合には、上部及
び下部の管枠をいくつかの対応する部分に分けて
隣接しておくことによつて変更し、そのときどき
の条件に合せることができる。個々の区分の異な
る冠水或いは排空によつて、構造に変更を加えず
に装置全体に任意の傾斜を与えることができる。
これには更に、装置全体を場合によつてはより急
速に沈めるか或いは引上げることができるという
利点がある。その上個々の区分にはこの発明に従
つてその都度排気弁と張水弁をつける。

この発明の有利な構成によれば、上部管枠に排
気弁を、下部管枠に張水弁を併設してある。これ
には、張水弁を介して汚れが管構造内に入るとい
う小さな欠点があるが、しかし張水が急速に終る
という利点がある。その場合水中深く置かれた張
水弁は桿を使つて水表面から機械的に動かすこと
ができるので、必要な調整費用は僅かで済む。

支持構造を全体でできる限り簡単に平衡に保つ
ために、上部管枠が水流ポンプの領域にこの上部
管枠に対応する直経の横管を何本かもつのが有利
である。これによつて支持構造のこの部分に作用
する重量が楽に均衡される。

更にできる限り好都合な重量配分には、この発
明によつて、水流ポンプを形成する圧縮機、ポン
プ及びモータを軸方向に相前後して配設するのが
役立つ。これには更に、流動工学上及びエネルギ
ー消費に応じた利点がある。何となれば吸引され
た水は方向変更なしに水流圧縮機の中迄押し込ま
れるからである。

空気の吸引によつて生じた負荷を避けるために
この発明では、吸気管の自由端部に消音器をとり
つけてある。このようにして駆音は事実上ゼロに
なる。何となれば、水流ポンプ自体がその駆動装
置と共に河川中に配設されるからである。しかし
また、保守上の理由から必要で且つ有利と見做さ
れる場合には、モータ或いはモータとポンプを上
部管枠の上方に、従つて水鏡面の上方に配設する
こともできる。

個々の部分の排気弁及び張水弁は個々の駆分の
連結位置に設けるのが好都合である。そうすると
これらの弁は、この発明の更に別の構成によつて
上部管枠が各部分の間の連結位置の領域に格子用
スタンド脚を有する場合には楽に間に合う。用水
浄化装置は通常直接水面下方に配接されるので、
格子は水面の上方にあり、このようにして軽く
て、い乾いた脚にすることができる。この装置は
長さと幅が充分にあるので安定が良く、スタンド
脚を引出可能にできるので、このスタンド脚は装
置を河川深く吊ると水面上にも置くことができ
る。

最小量の酸素を含む水にこの装置を使つてでき
るだけガス駆除し、酸素で富化させなければなら
ないので、ホースを介して水流ポンプの吸引側端
部を河川底に設けてある吸引ステーシヨンと結合
するのが好都合である。このような構成では吸引
ステーシヨンは酸素の少ない水を、装置全体の降
下を行なわずに装置に供給する。

河川底に配設される吸引ステーシヨンの併設に
際して、この発明は汚泥の吸収と強く汚染した水
の吸収を次のようにして防止する。即ち吸引ステ
ーシヨンが水面の方を向いた入口ホツパーをも
ち、このホツパーを、垂直に設けられた粗目篩と
その後方に水平に設けられた細目篩を有する箱形
のケーシングの中に配設する。こうして入口ホツ
パーに導かれた水は汚染物質から可成り浄化され
て、その場合水の特別の案内によつて、吸収され
た水によつて大きな不安定化回避が確実になる。

酸素の供給によつて良好になつた浄化作用はこ
の発明によつて次のようにして一層強められる。
即ち浄化すべき河川中に管枠から成る支持構造中
に入れたいくつかの水流ポンプと２重壁導管とを
次のように配設する。即ち水の吸収と吐出によつ
て前記ポンプと導管を相互に結合し、場合によつ
ては河川中に水を循環させてこれを維持する。こ
れによつて河川の流が静かなときにガスの多い水
と急速に混ぜ合せて、生物学的浄化を促進する。

水流ポンプから放出された気泡の、二重壁導管
内滞留時間は、この発明によつて、流動用管路と
して役立つ導管内壁部の前方部を垂直に回動可能
に構成するか或いはカバープレートとして役立つ
導管外壁部の尖端部を垂直方向に回動可能にする
ことによつて長くすることができる。両方の構成
を組合せることもまた考えられる。その場合更
に、装置から出て行く噴射水の方向に影響を与え
て要求に応じられるようにすることができる。

通常、より長い時間に亘つて浄化すべき前記の
ような河川の一定の位置に装置を放置するのが好
都合である。これをたとえば、一定の流れ速度を
もつ河川の場合にも保証するために、上部管枠は
端部にそれぞれ固定用穴をもつ。この穴にロープ
等を通して装置を陸地に、或いは碇或いは錘を使
つて河川底に定置することができる。

この発明は特に次の点を特徴とする。即ち気泡
の滞留時間を著しく長くし、気泡から浄化すべき
水への酸素の伝達を著しく改善し、その場合併設
した二重壁導管と共に水流ポンプの有利な作動態
様を可成り汚れて汚泥化した河川中で使用する場
合にも長い使用時間保障することができ、必要な
駆動装置ユニツトと、駆音の原因になる部分を環
境保護を図つて配設し、構成する。その上更に装
置を保守に都合よく構成し、楽に変化する条件に
合せることができる。

実施例を示した図をもとに更に詳しく説明する 浮遊する浄水装置は第１図に符号１で示してあ
る。この浄化装置１は、水流ポンプ３と二重壁導
管４とを支持する支持構造２から構成されてお
り、河川６の底にある吸込ステーシヨン５に連結
されている。

支持構造２は上部管枠７と下部管枠８とを有
し、これらの管枠は同じ直径の中空管から構成さ
れている。これらの枠を形成する管は横管９によ
つて相互に連結されている。管枠７，８は垂直管
１０を介して相互に結合されて貫通された気室を
形成している。

特に第２図と第３図から判るように、下部管枠
８が、横管９を介して結合された、二本の相互に
平行な管から構成されているのに対して、上部管
枠７の平行な二本の管は横方向結合部材１１を介
して相互に結合されているので、浄水装置１全体
は平衡している。管枠７，８はほゞ中央で相互に
接して結合位置１４を形成しており、部分１５，
１６ができている。これらの部分１５，１６はそ
れぞれ排気弁１２，１２′、張水弁１３，１３′を
有する。従つて二つの部分１５，１６は両方同時
にか或いは異なる時間に張水又は排空することが
できる。

上部管枠７にはスタンド脚１７がたとえば溶着
されていて、格子１８の支台としてある。第１図
と第５図に示してあるように、弁を操作しなけれ
ばならないか或いは保守する場合には、格子１８
を介して、結合位置１４と弁１２，１２′，１３，
１３′の領域が充分に得られる。

第２図に示されるように、水流ポンプ３は、本
来のポンプ２０、特に電気的に駆動されるモータ
２１、圧縮機２２で構成される。圧縮機２２とポ
ンプ２０の間には吸気管２３が入つており、この
吸気管を介して必要な酸素、空気が吸収され、水
流に引き込まれる。吸気管２３の自由端部には消
音器２４が載置されていて、空気の吸収によつて
生じる駆音が可成り抑えられる。ポンプ２０とモ
ータ２１と圧縮機２２は相前後して配設されてお
り、重量配分が丁度良くなつている。重量配分、
均衡を実現するために、水流ポンプ３の領域に複
数本の横パイプ９′，９″，９を設けてある。

浮遊する浄化装置１は、岸辺に打ちつけられた
ロープ又は錘をもつロープを、第３図に示してあ
るように、取付穴２７に固定して予め定めた位置
に簡単に固定することができる。

二重壁導管４は導管内側部分２８と外側部分３
２とから構成されている。内側部分２８にはプラ
スチツク張付部３０があり、その結果圧縮機２２
から突き出された気泡は或る程度遅れて内側部分
２８をつき抜け、波形に形成された外側部分３２
に集ることができる。外側部分３２の波形形成に
よつて大きくて且つ急速に水面３４迄上昇する気
泡の生成が防止される。第３図と第４図を比較し
て、導管外側部分３２の横断面は尖端３３の方に
向つて拡がつている。即ち導管外側部分３２は水
面３４に向つて傾斜している。外側部分３２の尖
端３３は、こゝにくる気泡を場合によつてはもう
一度とどめて、水中に入れるために旋回可能に構
成してある。

導管内側部分２８の前方部２９も、水流に一定
の方向を与えるために、やはり旋回可能に構成し
てある。第１図から判るように、その前方部２９
は河川底の方に向いていて、その結果酸素で富化
された水流を、河川底を経て流れ、その場合まだ
酸素で富化されていない水層を押しのけてこれと
よく混合するように強制される。これによつて生
物学的浄化が更に良くなる。

吸込端部３６はチユーブ導管３５を介して吸込
ステーシヨン５に連結されている。第６図及び第
７図に符号３７で示された吸込ステーシヨンは原
理的には第１図に示した吸込ステーシヨン５と一
致する。吸込ステーシヨンは箱形のケーシング４
０から構成されている。このケーシングの内側で
チユーブ３５に連結された入口ホツパーは、入口
が水面３４の方を向くように設けられる。プラツ
トフオーム３９を介して河川６の底に置かれたケ
ーシング４０は入口ホツパー３８の部分でぐるり
を閉ぢられているので、吸込まれた水は、プラツ
トフオーム３９を介して先づ粗い篩４１を通り、
次に細かい篩４２を通つて箱形ケーシング４０に
流入するように、強制される。その場合粗い篩４
１は支管４３を介して箱形ケーシング４０迄或る
間隔をおいている。第６図及び第７図の全体が示
すものは、吸込ステーシヨン５，３７によつて比
較的一様な水流が保証され、従つて汚染物質はい
くらも篩４１，４２の領域に入らない。

【図面の簡単な説明】

第１図は浄水装置の縦断面図、第２図は駆動ユ
ニツトを有する場合の部分断面図、第３図は、駆
動ユニツトの領域の頭部を示す図、第４図は横断
面図、第５図は、第１図に示したものの部分の平
面図、第６図は吸込ステーシヨンの縦断面図、第
７図は吸込ステーシヨンの平面図である。 図中符号、２……支持構造、３……水流ポン
プ、４……導管、７，８……管枠、１２……排気
弁、１３……張水弁、２８……導管内部、３２…
…導管外部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 吸気管を介して吸い込まれた空気を水流ポン
   プが水で遮蔽導管中に吐出し、これによつて前記
   水流ポンプと導管が共通して或る区間水面下に案
   内される、用水の浄化、特にスラツジ化した河川
   を水流ポンプで再生するための装置において、導
   管４を二重壁に構成し、水面まで傾斜させて配置
   してあり、導管内部部分２８を空気透過性に、導
   管外部部分３２を空気非透過性に構成し、水流ポ
   ンプ３と二重壁導管４を管製枠７，８で構成した
   支持構造２と併設し、管製枠に排気弁１２と張水
   弁１３を設けたことを特徴とする装置。 ２ 特許請求の範囲１記載の装置において、導管
   内部部分２８を、空気が透過しない導管外部部分
   ３２に到るまで目が次第に大きくなる１個または
   複数個の細かい目の網で構成してあることを特徴
   とする装置。 ３ 特許請求の範囲１または２記載の装置におい
   て、上部及び下部の管製枠７，８を対応するいく
   つかの部分１５，１６に分けて隣合わせてあるこ
   とを特徴とする装置。 ４ 特許請求の範囲３記載の装置において、部分
   １５，１６がそれぞれ排気弁１２及び張水弁１３
   を有することを特徴とする装置。 ５ 特許請求の範囲１〜３の何れか一に記載の装
   置において、排気弁１２を上部管製枠７に、張水
   弁１３を下部管製枠８に併設してあることを特徴
   とする装置。 ６ 特許請求の範囲１または２記載の装置におい
   て、上部管製枠７が水流ポンプ３の領域に、管製
   枠対応の直径の横管９′を何本かもつていること
   を特徴とする装置。 ７ 特許請求の範囲１記載の装置において、水流
   ポンプ３を構成する圧縮機２２、ポンプ２０、モ
   ータ２１を軸方向に相前後して配設してあること
   を特徴とする装置。 ８ 特許請求の範囲１記載の装置において、吸気
   管２３の自由端２５に消音器２４を載置してある
   ことを特徴とする装置。 ９ 特許請求の範囲１〜３の何れか一に記載の装
   置において、上部管製枠７が部分１５，１６の結
   合位置の領域に格子１８用スタンド脚部１７を有
   することを特徴とする装置。 １０ 特許請求の範囲１記載の装置において、水
   流ポンプ３の吸込側端部３６をホース管３５経由
   で河川６の底に設けた吸込ステーシヨン３７と結
   合してあることを特徴とする装置。 １１ 特許請求の範囲１０記載の装置において、
   吸込ステーシヨン３７が水面３４の方を向いた入
   口ホツパー３８を有し、この入口ホツパーは、垂
   直配設の粗い篩４１とその後方に水平に設けた細
   かい篩４２とをもつ箱形ケーシング４０の内部に
   配設されていることを特徴とする装置。 １２ 特許請求の範囲１〜１１の何れか一に記載
   の装置において、浄化される河川６中に管製枠
   ７，８から成る支持構造２中の配設となつている
   いくつかの水流ポンプ３と二重壁導管４を、水の
   吸い込みと吐出を経て相互に結合し且つ場合によ
   つては河川中に水の循環を起こし且つ維持するよ
   うに配設したことを特徴とする装置。 １３ 特許請求の範囲１記載の装置において、流
   動管路として用いられる導管内部部分２８の前部
   片２９を垂直に移動可能に構成してあることを特
   徴とする装置。 １４ 特許請求の範囲１記載の装置において、上
   部管製枠７が端部側面にそれぞれ取付用環２７を
   有することを特徴とする装置。 １５ 特許請求の範囲１記載の装置において、カ
   バーとして用いられる導管外部部分３２の尖端３
   ５を垂直方向に移動可能に構成してあることを特
   徴とする装置。