JPH0663591A - 間欠作動式タンク型液中ポンプ - Google Patents

間欠作動式タンク型液中ポンプ

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JPH0663591A
JPH0663591A JP24000792A JP24000792A JPH0663591A JP H0663591 A JPH0663591 A JP H0663591A JP 24000792 A JP24000792 A JP 24000792A JP 24000792 A JP24000792 A JP 24000792A JP H0663591 A JPH0663591 A JP H0663591A
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JP
Japan
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compressed air
seawater
pressure vessel
pump
sea
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Withdrawn
Application number
JP24000792A
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English (en)
Inventor
Motonobu Ogata
源信 緒方
Tomo Wakizaka
友 脇坂
Mitsuru Teramoto
満 寺本
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Kanmon Dock Service Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Kanmon Dock Service Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0663591A publication Critical patent/JPH0663591A/ja
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧縮空気により作動し回転部材及び摺動部材
を有せず、間欠的に比較的多量の外部液をポンプ内に導
入するとともに比較的多量の圧縮空気を外部へ排出する
吸入行程と、ポンプ内に導入された比較的多量の内部液
を外部へ排出するとともに比較的多量の圧縮空気を内部
に導入する吐出行程とを交互に自動的に行うメンテナン
スフリーの経済的な間欠作動式タンク型液中ポンプ。 【構成】 竪円筒状の圧力容器１からなり全体的に外部
液に浸漬されるポンプ本体と、上記ポンプ本体の頂板，
底板にそれぞれ配設され圧縮空気を同ポンプ本体内部へ
導入する圧縮空気入口管２、外部液の同ポンプ本体内部
への流入，排出のための外部液給排口５と、同ポンプ本
体の上端に付設され同ポンプ本体内の液位が上限レベル
に達したとき自動的に閉弁し、下限レベルに達したとき
は自動的に開弁する排気弁３とを具えたこと。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は間欠作動式タンク型液中
ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】天然の湾を利用したり、人工的な埋め立
て等によって形成された静穏海域は、海水が交換され難
い閉鎖海域となり、海水中の酸素が欠乏して、いわゆる
酸欠状態になりやすいので、海中生物の生息に重大な障
害があり、環境条件の低下をもたらすから、このような
海域では人工的に海水の曝気が行われる。特に魚介類の
養殖場は、静穏な海域が求められる関係上、閉鎖海域に
設置されることが多く、したがって、その海域の海底に
は養殖魚の餌料の残留物及び排泄物が堆積しやすく、そ
れが腐敗することによって有害ガスが発生し、それによ
る養殖場の機能の低下を招くこともあり、これを回避す
るため養殖場の移設も行われている。特に夏場において
は、閉鎖海域の海水が成層を形成するので、海水の上下
交換が行われ難く、したがって海底部の海水の酸欠及び
腐敗による有害ガスの発生が助長される結果となる。ま
た、海底に堆積したヘドロは、自然環境上も好ましくな
い存在であり、また産業の観点からも有害なものであ
り、その除去は国家規模で実施される状況にある。この
ような深層海水の循環及びエアレーションのために下記
のような手段が、従来、使用されている。
【０００３】例えば、多孔管型連続曝気装置では、図６
断面図に示すように、コンプレッサー１４から作り出す
圧縮空気１１を圧力空気管１７を経て多孔管２０から気
泡１３として海中に放出する。それ故、酸欠状態にある
海水の溶存酸素の増加には効果的ではあるが、海水の上
昇力は上昇する小型の気泡と海水との間の摩擦力による
ものであり、したがって極めて微弱であり、つまり曝気
には有効であるが海水の上昇力は期待できない。間欠式
空気揚水筒では、図７に示すように、コンプレッサー１
４が作り出す圧縮空気１１を圧力空気管１７を経て揚水
筒２１に送り、ここで大型の気泡２２として上昇するも
ので、海水の上昇力は大型の気泡と海水との比較的大き
な密度差に比例する強さで起こすことができる。しかし
海水中の溶存酸素の増加には余り効果的ではない。つま
り海水の上昇力は大きいが曝気には効果的ではない。フ
ローティングミキサー装置では、図８に示すように、浮
台２４に取り付けられたモーター２３の動力によってプ
ロペラー２５を回転し、散水筒２６により海面近くの海
水に下方へ水流を作り出す手段であり、海水中に軸流を
発生し海水の循環及び曝気の両両に効果があるが、多大
な動力を要するという問題があり、また水深が大きいと
きは底層部の海水に流れを発生させるという効果は期待
できない。さらに、ヘドロ回収船では、図９に示すよう
に、船２８に大きな油圧ポンプ２７を設け海底まで延ば
したヘドロ移送管１８の先の方に油圧モーターで駆動す
るポンプ２９を取付け、その先に吸込口３０がある。油
圧ポンプ２７を動力にして油圧モーターで駆動するポン
プ２９を回し、流動性ヘドロ１９を吸い上げるのである
が、多大な動力を要する上、船を使っているために人の
労働力も必要とする制約があり、さらに回転部の摩耗に
よる部品の交換などに保守コストを必要とするなど多大
なコストを要するという問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、以上述べた
各手段には、それぞれ下記のような問題がある。図５に
示したような圧縮空気を小型の気泡として海水中に放出
する従来の曝気手段では、圧縮空気をそのまま放出し、
気泡の上昇する際の摩擦力で液体を上昇させる間接的な
方法である故、圧縮空気に蓄えられた圧縮エネルギを積
極的には利用することができず、水流発生には有効では
ない。図６に示したような圧縮空気を筒の中にまとめて
放出し、大きな気泡を形成し、筒の中に単純な流れを起
こす手段は、海水の上昇には効果があるが、曝気の効果
は余り期待できない。図７に示した手段では、モーター
でプロペラーを回転することによって海水に流れを作る
ことはできるが、海底の残留物及び排泄物を意図しない
方向へ拡散させる問題があり、また回転部分を持つ機器
は経年による摩耗があり、それによって性能が劣化する
ので部品の交換を要し、また故障の発生も考えられる。
さらに、図８に示したように、往復動式のポンプによっ
て直接ヘドロを吸引する手段は、構造が複雑という欠点
があり、また摺動部分とヘドロが直接接触するので材料
が劣化しやすく、したがって多大なコストを要し、故障
の発生も多い。
【０００５】本発明はこのような事情に鑑みて提案され
たもので、圧縮空気により作動し回転部材及び摺動部材
を有せず、間欠的に比較的多量の外部液をポンプ内に導
入するとともに比較的多量の圧縮空気を外部へ排出する
吸入行程と、ポンプ内に導入された比較的多量の外部液
を外部へ排出するとともに、比較的多量の圧縮空気を内
部に導入する吐出行程とを交互に自動的に行うメンテナ
ンスフリーの経済的な間欠作動式タンク型液中ポンプを
提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そのために本発明は、竪
円筒状の圧力容器からなり全体的に外部液に浸漬される
ポンプ本体と、上記ポンプ本体の頂板，底板にそれぞれ
配設され圧縮空気を同ポンプ本体内部へ導入する圧縮空
気入口管、外部液の同ポンプ本体内部への流入，排出の
ための外部液給排口と、同ポンプ本体の上端に付設され
同ポンプ本体内の液位が上限レベルに達したとき自動的
に閉弁し、下限レベルに達したときは自動的に開弁する
排気弁とを具えたことを特徴とする。
【０００７】
【作用】このような構成によれば、圧縮空気が圧力容器
に供給することによって、圧力容器内にある液体を液体
口を経て圧力容器外に放出するので圧力容器の外部液体
に流れが発生し、圧力容器から排出された圧縮空気を液
体中に開放することによって、気泡の上昇力による液体
の流れが促進されるとともに、上昇気泡によって液体の
曝気が行われ、それとともに圧力容器の外部海水は圧力
容器内に流入する。そして再び圧縮空気により同一の作
用が繰り返されることによって、断続的に圧力容器の外
部液体に流れを作り、同時に外部液体に圧縮空気を直接
作用させて液体を曝気することが可能となる。
【０００８】
【実施例】本発明の実施例を図面について説明すると、
図１はその間欠作動式タンク型液中ポンプを示す斜視図
及び作動説明縦断面図、図２，図３，図４はそれぞれ図
１の本装置を静穏海域に適用した場合、養殖場に適用し
た場合、海底ヘドロ除去工事に適用した場合を示す全体
側面図である。
【０００９】まず、本発明装置の心臓部である圧縮空気
により作動する間欠作動式タンク型液中ポンプの構造及
び作用効果を説明すると、図１において、Ｐは海水中に
浸漬された間欠作動式タンク型液中ポンプであり、竪円
筒状密閉圧力容器１の頂板中心に外部からの圧縮空気１
１を導入する圧縮空気入口管２が突設され、底板中心に
内部海水１２を外部へ給排するための液体口５が設けら
れている。３は頂板に付設されフロート６を有する排気
弁、４は上端がフロート６の下端に連結され、下端に重
錘４が懸吊された適長の鉛直方向の重錘ワイヤ、８ａ，
８ｂはそれぞれ液体口５の側部開口，下端開口に付設さ
れた側方逆止弁，下方逆止弁、１０は側方逆止弁８ａに
付設されたＬ字型海水吐出管である。ここで、フロート
６はその比重が圧縮空気のそれよりも大であるが海水の
それよりも小である材質により作られている。なお排気
弁３は一般的に圧力容器の内部海水の水位が上限水位、
下限水位に達したとき、それぞれ自動的に閉弁，開弁す
る排気弁であればよい。
【００１０】このような構造において、外部からの圧縮
空気を圧縮空気入口管２から圧力容器１内に導入する
と、下記の要領で、内部海水１２が外部へ排出された
後、排気弁３から内部圧縮空気１１が排出され、これに
伴い外部海水が海水吸込口９から圧力容器１内に流入す
る作用を自動的かつ間欠的に繰り返し行うのである。
【００１１】まず、同図（Ａ）に示すように、圧力容器
が海水で満たされているとき、排気弁３のフロート６の
比重は圧縮空気より大であるとともに、海水よりも小で
あり、フロート６にワイヤ７で懸吊された重錘４の比重
もフロート６と同様に、圧縮空気より大であるとともに
海水よりも小であるから、フロート６とそれに連結した
重錘４も内部海水面浮いて、したがってワイヤ７は弛ん
でいるので排気弁３は閉じた状態となっている。次に、
同図（Ｂ）に示すように、圧力容器内の内部海水１２が
圧縮空気によって押下げられ逆止弁８ａを経て排出され
てその水位が下がり、フロート６が圧力容器内にあって
も重錘４が内部海水面上に浮上している状態において
は、フロート６に作用する圧縮空気の圧力による力の方
が外部海水の水頭による力よりも大きくなるように設計
されているので、排気弁３は閉じた状態を維持し、圧縮
空気は排出されることなく圧力容器内に保持される。こ
こで、さらに圧縮空気によって、圧力容器内の内部海水
が圧力容器外に排出されその水位が下がると、重錘は浮
力を若干失い水位の低下とともに下動し、それによって
ワイヤ７を介してフロート６を引き下げ、排気弁３は開
いた状態となるので、圧力容器内の圧縮空気１１は排気
弁３を経て外部海水中に放出される。その際、圧縮空気
の放出に伴い、外部海水は海水吸入口９及び海水口５を
経て矢印に示すように、圧力容器内に流入して容器内の
水位を上昇させ、これに伴い重錘４は浮力を得てワイヤ
７を弛ませる。外部海水の流入に伴いさらに水位が上昇
しフロートの位置に達した後は、水位の上昇とともにフ
ロートが上昇して、排気弁３が閉じるまで海水の流入は
持続する。（以下同様な過程の繰り返しを続ける。）
【００１２】以下、上記した圧縮空気による内部海水の
排出、フロートの下降による排気弁３の開口、圧縮空気
の排気弁３からの排出及びこれに伴う外部海水の逆止弁
８ｂからの流入の間欠的反復作用が自動的にくり返され
る。その都度、圧力容器１の体積にほぼ等しい体積の深
低層の海水が海水吸入口９から圧力容器を経て海水吐出
管１０から海面へ向かって汲み上げられるとともに、圧
力容器１の体積にほぼ等しい体積の圧縮空気が排気弁３
を経て深低層の外部海水中に吐出されるのである。
【００１３】このようなタンク型海水ポンプを静穏海域
に適用する場合は、まず、図２に示すように、台船１６
上にて太陽光のエネルギを太陽電池１５によって電気エ
ネルギに変換し、その電力によって空気圧縮機１４を駆
動して海上で圧縮空気１１を製造し、この圧縮空気１１
を海水ポンプＰの圧力容器１内に圧力容器入口２から供
給する。そうすると、内部海水１２は圧力容器１外に排
出され、それに伴って圧力容器１内の水位が下がり、重
錘４は浮力を失って低下した状態になるとワイヤ７によ
って排気弁３の浮子６は下動して排気弁３は開き圧力容
器内の圧縮空気１１を海中に放出され、それとともに外
部海水１２は海水吸入口９及び逆止弁８を経由して圧力
容器１内に流入し、それによって圧力容器内の水位が上
昇して排気弁３の浮子６が上動し、排気弁３が閉じると
外部海水１２の流入は停止する。この過程を断続的に繰
り返すことによって、海底部の海水１２を圧力容器内に
移動したのち、それを海中に放出することとなり、海底
部の海水１２に流れが発生し、さらに圧力容器１内の圧
縮空気１１を海中に放出することによって、海水を曝気
し酸素を供給するので、海水の酸欠状態は改善されるか
ら、特に夏場の無風状態において効果がある。
【００１４】次にこのようなタンク型間欠海水ポンプＰ
を養殖場に適用する場合は、図３（Ａ）に示すように、
陸上で作られた圧縮空気１１は海中の圧力容器内に放出
され、図２における同一要領で低層海水の循環及びエア
レーション作用を繰り返すこととなる。
【００１５】さらに、のようなタンク型間欠海水ポンプ
を流動性ヘドロ回収工事に適用する場合は、空気圧縮機
１４にて圧縮空気１１を製造し、その圧縮空気１１は海
中の圧力容器内に圧力容器入口２から放出して、その中
にあるヘドロ１９を圧力容器１外に排出し、それによっ
て圧力容器１内の水位が下がり重錘４が浮力を失って低
下した状態になるとワイヤ７によってフロート６を下動
して圧縮空気１１を排気弁３からヘドロ移送管１８に導
きヘドロ１９の上昇を助ける。それに圧力容器１外のヘ
ドロ１９はヘドロ吸入口３１及び逆止弁８ｂを経て圧力
容器内に流入し、それによって圧力容器内の水位が上昇
して排気弁３のフロート６が上動して排気弁３を閉じる
状態に至ると、外部のヘドロ１９の流入は停止する。こ
の動作を断続的に繰り返すことによって、海底部の流動
性ヘドロを取り除くことが可能となる。
【００１６】
【発明の効果】このような装置によれば、下記の効果が
奏せられる。 （１）気蓄式ポンプ装置として：海水中に設置された本
装置に圧縮空気を供給することによって、本装置内に満
たされた内部海水は外部に流出し、圧縮空気が外部へ排
出した後、外部の海水は本装置内に流入することを繰り
返すことにより、本装置を取り囲む流体中に流体の流れ
を作る効果がある。さらに、流体中に放出された圧縮空
気は流体の曝気及び流体の移動の効果がある。 （２）太陽電池による水質改善装置として：自然エネル
ギを活用する太陽電池によって圧縮空気を製造し、これ
を閉鎖海域に設置された本発明装置に供給することによ
って、その海域の海水に循環流を起こす効果があり、さ
らに放出された圧縮空気によって、周囲の海水の曝気の
効果もある。この独立型の装置は外部の動力源に依存す
ることなく、太陽エネルギによりその海域の海水浄化に
効果がある。 （３）閉鎖海域の水質改善装置として：養殖場の海域に
設置された本発明装置に、圧縮空気を供給することによ
って、その海域の海水に環境流を起こす効果があり、さ
らに放出された圧縮空気によって、周囲の海水の曝気の
効果もあるので、養殖場の水質環境改善の効果がある。 （４）流動性ヘドロ回収装置として：海底部に流動性の
ヘドロが蓄積した海域に設置した本発明装置に、圧縮空
気を供給することによって、流動性のヘドロを本発明装
置に吸収した後に排出管に排出して所定の場所に移送す
ることにより、流動性のヘドロを回収する効果がある。
その際、本発明間欠海水ポンプ装置から排出される圧縮
空気をヘドロ排出管に連結することによって、圧縮空気
が流動性ヘドロとの比重差によって上昇する力は管内の
圧縮空気と流動性ヘドロとの間の摩擦力によって流動性
ヘドロに伝わることとなり、流動性のヘドロの移送効果
を高める効果がある。 （５）本発明装置は、回転式又は往復動式ポンプにおけ
るような摺動部分がないので、食品関係，科学薬品関係
のポンプ及び曝気装置としても広く使用することができ
る。
【００１７】要するに本発明によれば、竪円筒状の圧力
容器からなり全体的に外部液に浸漬されるポンプ本体
と、上記ポンプ本体の頂板，底板にそれぞれ配設され圧
縮空気を同ポンプ本体内部へ導入する圧縮空気入口管、
外部液の同ポンプ本体内部への流入，排出のための外部
液給排口と、同ポンプ本体の上端に付設され同ポンプ本
体内の液位が上限レベルに達したとき自動的に閉弁し、
下限レベルに達したときは自動的に開弁する排気弁とを
具えたことにより、圧縮空気により作動し回転部材及び
摺動部材を有せず、間欠的に比較的多量の外部液をポン
プ内に導入するとともに比較的多量の圧縮空気を外部へ
排出する吸入行程と、ポンプ内に導入された比較的多量
の外部液を外部へ排出するとともに、比較的多量の圧縮
空気を内部に導入する吐出行程とを交互に自動的に行う
メンテナンスフリーの経済的な間欠作動式タンク型液中
ポンプを得るから、本発明は産業上極めて有益なもので
ある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す斜視図及び縦断面図で
ある。
【図２】図１の装置を静穏海域に適用した場合を示す全
体側面図である。
【図３】図１の装置を魚介類の養殖場に適用した場合を
示す全体側面図である。
【図４】図１の装置を海底ヘドロ除去工事に適用した場
合を示す全体側面図である。
【図５】従来の多孔管型連結曝気装置を示す全体縦断面
図である。
【図６】従来の間欠式空気揚水筒を示す全体縦断面図で
ある。
【図７】従来のフローティングミキサー装置を示す全体
縦断面図である。
【図８】従来のヘドロ回収船でヘドロを吸い上げる装置
を示す全体側面図である。
【符号の説明】
１ 圧力容器 ２ 圧縮空気入口 ３ 排気弁 ４ 重錘 ５ 液体口 ６ フロート ７ ワイヤ ８，８ａ，８ｂ 逆止弁 ９ 海水吸入口 １０ 海水吐出管 １１ 圧縮空気 １２ 内部海水 １３ 気泡 １４ コンプレッサー １５ 太陽電池 １６ 台船 １７ 圧力空気管 １８ ヘドロ移送管 １９ 流動性ヘドロ ２０ 多孔管 ２１ 揚水筒 ２２ 大気泡 ２３ モーター ２４ 浮台 ２５ プロペラー ２６ 散水筒 ２７ 油圧ポンプ ２８ ヘドロ回収船 ２９ 油圧モーター駆動ポンプ ３０ 吸込口
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年３月３１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の詳細な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は間欠作動式タンク型液中
ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】天然の湾を利用したり、人工的な埋め立
て等によって形成された静穏海域は、海水が交換され難
い閉鎖海域となり、海水中の酸素が欠乏して、いわゆる
酸欠状態になりやすいので、海中生物の生息に重大な障
害があり、環境条件の低下をもたらすから、このような
海域では人工的に海水の曝気が行われる。特に魚介類の
養殖場は、静穏な海域が求められる関係上、閉鎖海域に
設置されることが多く、したがって、その海域の海底に
は養殖魚の餌料の残留物及び排泄物が堆積しやすく、そ
れが腐敗することによって有害ガスが発生し、それによ
る養殖場の機能の低下を招くこともあり、これを回避す
るため養殖場の移設も行われている。特に夏場において
は、閉鎖海域の海水が成層を形成するので、海水の上下
交換が行われ難く、したがって海底部の海水の酸欠及び
腐敗による有害ガスの発生が助長される結果となる。ま
た、海底に堆積したヘドロは、自然環境上も好ましくな
い存在であり、また産業の観点からも有害なものであ
り、その除去は国家規模で実施される状況にある。この
ような深層海水の循環及びエアレーションのために下記
のような手段が、従来、使用されている。
【０００３】例えば、多孔管型連続曝気装置では、図６
断面図に示すように、コンプレッサー１４から作り出す
圧縮空気１１を圧力空気管１７を経て多孔管２０から気
泡１３として海中に放出する。それ故、酸欠状態にある
海水の溶存酸素の増加には効果的ではあるが、海水の上
昇力は上昇する小型の気泡と海水との間の摩擦力による
ものであり、したがって極めて微弱であり、つまり曝気
には有効であるが海水の上昇力は期待できない。間欠式
空気揚水筒では、図７に示すように、コンプレッサー１
４が作り出す圧縮空気１１を圧力空気管１７を経て揚水
筒２１に送り、ここで大型の気泡２２として上昇するも
ので、海水の上昇力は大型の気泡と海水との比較的大き
な密度差に比例する強さで起こすことができる。しかし
海水中の溶存酸素の増加には余り効果的ではない。つま
り海水の上昇力は大きいが曝気には効果的ではない。フ
ローティングミキサー装置では、図８に示すように、浮
台２４に取り付けられたモーター２３の動力によってプ
ロペラー２５を回転し、散水筒２６により海面近くの海
水に下方へ水流を作り出す手段であり、海水中に軸流を
発生し海水の循環及び曝気の両両に効果があるが、多大
な動力を要するという問題があり、また水深が大きいと
きは底層部の海水に流れを発生させるという効果は期待
できない。さらに、ヘドロ回収船では、図９に示すよう
に、船２８に大きな油圧ポンプ２７を設け海底まで延ば
したヘドロ移送管１８の先の方に油圧モーターで駆動す
るポンプ２９を取付け、その先に吸込口３０がある。油
圧ポンプ２７を動力にして油圧モーターで駆動するポン
プ２９を回し、流動性ヘドロ１９を吸い上げるのである
が、多大な動力を要する上、船を使っているために人の
労働力も必要とする制約があり、さらに回転部の摩耗に
よる部品の交換などに保守コストを必要とするなど多大
なコストを要するという問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、以上述べた
各手段には、それぞれ下記のような問題がある。図５に
示したような圧縮空気を小型の気泡として海水中に放出
する従来の曝気手段では、圧縮空気をそのまま放出し、
気泡の上昇する際の摩擦力で液体を上昇させる間接的な
方法である故、圧縮空気に蓄えられた圧縮エネルギを積
極的には利用することができず、水流発生には有効では
ない。図６に示したような圧縮空気を筒の中にまとめて
放出し、大きな気泡を形成し、筒の中に単純な流れを起
こす手段は、海水の上昇には効果があるが、曝気の効果
は余り期待できない。図７に示した手段では、モーター
でプロペラーを回転することによって海水に流れを作る
ことはできるが、海底の残留物及び排泄物を意図しない
方向へ拡散させる問題があり、また回転部分を持つ機器
は経年による摩耗があり、それによって性能が劣化する
ので部品の交換を要し、また故障の発生も考えられる。
さらに、図８に示したように、往復動式のポンプによっ
て直接ヘドロを吸引する手段は、構造が複雑という欠点
があり、また摺動部分とヘドロが直接接触するので材料
が劣化しやすく、したがって多大なコストを要し、故障
の発生も多い。
【０００５】本発明はこのような事情に鑑みて提案され
たもので、圧縮空気により作動し回転部材及び摺動部材
を有せず、間欠的に比較的多量の外部液をポンプ内に導
入するとともに比較的多量の圧縮空気を外部へ排出する
吸入行程と、ポンプ内に導入された比較的多量の外部液
を外部へ排出するとともに、比較的多量の圧縮空気を内
部に導入する吐出行程とを交互に自動的に行うメンテナ
ンスフリーの経済的な間欠作動式タンク型液中ポンプを
提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そのために本発明は、竪
円筒状の圧力容器からなり全体的に外部液に浸漬される
ポンプ本体と、上記ポンプ本体の頂板，底板にそれぞれ
配設され圧縮空気を同ポンプ本体内部へ導入する圧縮空
気入口管、外部液の同ポンプ本体内部への流入，排出の
ための外部液給排口と、同ポンプ本体の上端に付設され
同ポンプ本体内の液位が上限レベルに達したとき自動的
に閉弁し、下限レベルに達したときは自動的に開弁する
排気弁とを具えたことを特徴とする。
【０００７】
【作用】このような構成によれば、圧縮空気が圧力容器
に供給することによって、圧力容器内にある液体を液体
口を経て圧力容器外に放出するので圧力容器の外部液体
に流れが発生し、圧力容器から排出された圧縮空気を液
体中に開放することによって、気泡の上昇力による液体
の流れが促進されるとともに、上昇気泡によって液体の
曝気が行われ、それとともに圧力容器の外部海水は圧力
容器内に流入する。そして再び圧縮空気により同一の作
用が繰り返されることによって、断続的に圧力容器の外
部液体に流れを作り、同時に外部液体に圧縮空気を直接
作用させて液体を曝気することが可能となる。
【０００８】
【実施例】本発明の実施例を図面について説明すると、
図１はその間欠作動式タンク型液中ポンプを示す斜視図
及び作動説明縦断面図、図２，図３，図４はそれぞれ図
１の本装置を静穏海域に適用した場合、養殖場に適用し
た場合、海底ヘドロ除去工事に適用した場合を示す全体
側面図である。
【０００９】まず、本発明装置の心臓部である圧縮空気
により作動する間欠作動式タンク型液中ポンプの構造及
び作用効果を説明すると、図１において、Ｐは海水中に
浸漬された間欠作動式タンク型液中ポンプであり、竪円
筒状密閉圧力容器１の頂板中心に外部からの圧縮空気１
１を導入する圧縮空気入口管２が突設され、底板中心に
内部海水１２を外部へ給排するための液体口５が設けら
れている。３は頂板に付設されフロート６を有する排気
弁、４は上端がフロート６の下端に連結され、下端に重
錘４が懸吊された適長の鉛直方向の重錘ワイヤ、８ａ，
８ｂはそれぞれ液体口５の側部開口，下端開口に付設さ
れた側方逆止弁，下方逆止弁、１０は側方逆止弁８ａに
付設されたＬ字型海水吐出管である。ここで、フロート
６はその比重が圧縮空気のそれよりも大であるが海水の
それよりも小である材質により作られている。なお排気
弁３は一般的に圧力容器の内部海水の水位が上限水位、
下限水位に達したとき、それぞれ自動的に閉弁，開弁す
る排気弁であればよい。
【００１０】このような構造において、外部からの圧縮
空気を圧縮空気入口管２から圧力容器１内に導入する
と、下記の要領で、内部海水１２が外部へ排出された
後、排気弁３から内部圧縮空気１１が排出され、これに
伴い外部海水が海水吸込口９から圧力容器１内に流入す
る作用を自動的かつ間欠的に繰り返し行うのである。
【００１１】まず、同図（Ａ）に示すように、圧力容器
が海水で満たされているとき、排気弁３のフロート６の
比重は圧縮空気より大であるとともに、海水よりも小で
あり、フロート６にワイヤ７で懸吊された重錘４の比重
もフロート６と同様に、圧縮空気より大であるとともに
海水よりも小であるから、フロート６とそれに連結した
重錘４も内部海水面浮いて、したがってワイヤ７は弛ん
でいるので排気弁３は閉じた状態となっている。次に、
同図（Ｂ）に示すように、圧力容器内の内部海水１２が
圧縮空気によって押下げられ逆止弁８ａを経て排出され
てその水位が下がり、フロート６が圧力容器内にあって
も重錘４が内部海水面上に浮上している状態において
は、フロート６に作用する圧縮空気の圧力による力の方
が外部海水の水頭による力よりも大きくなるように設計
されているので、排気弁３は閉じた状態を維持し、圧縮
空気は排出されることなく圧力容器内に保持される。こ
こで、さらに圧縮空気によって、圧力容器内の内部海水
が圧力容器外に排出されその水位が下がると、重錘は浮
力を若干失い水位の低下とともに下動し、それによって
ワイヤ７を介してフロート６を引き下げ、排気弁３は開
いた状態となるので、圧力容器内の圧縮空気１１は排気
弁３を経て外部海水中に放出される。その際、圧縮空気
の放出に伴い、外部海水は海水吸入口９及び海水口５を
経て矢印に示すように、圧力容器内に流入して容器内の
水位を上昇させ、これに伴い重錘４は浮力を得てワイヤ
７を弛ませる。外部海水の流入に伴いさらに水位が上昇
しフロートの位置に達した後は、水位の上昇とともにフ
ロートが上昇して、排気弁３が閉じるまで海水の流入は
持続する。（以下同様な過程の繰り返しを続ける。）
【００１２】以下、上記した圧縮空気による内部海水の
排出、フロートの下降による排気弁３の開口、圧縮空気
の排気弁３からの排出及びこれに伴う外部海水の逆止弁
８ｂからの流入の間欠的反復作用が自動的にくり返され
る。その都度、圧力容器１の体積にほぼ等しい体積の深
低層の海水が海水吸入口９から圧力容器を経て海水吐出
管１０から海面へ向かって汲み上げられるとともに、圧
力容器１の体積にほぼ等しい体積の圧縮空気が排気弁３
を経て深低層の外部海水中に吐出されるのである。
【００１３】このようなタンク型海水ポンプを静穏海域
に適用する場合は、まず、図２に示すように、台船１６
上にて太陽光のエネルギを太陽電池１５によって電気エ
ネルギに変換し、その電力によって空気圧縮機１４を駆
動して海上で圧縮空気１１を製造し、この圧縮空気１１
を海水ポンプＰの圧力容器１内に圧力容器入口２から供
給する。そうすると、内部海水１２は圧力容器１外に排
出され、それに伴って圧力容器１内の水位が下がり、重
錘４は浮力を失って低下した状態になるとワイヤ７によ
って排気弁３の浮子６は下動して排気弁３は開き圧力容
器内の圧縮空気１１を海中に放出され、それとともに外
部海水１２は海水吸入口９及び逆止弁８を経由して圧力
容器１内に流入し、それによって圧力容器内の水位が上
昇して排気弁３の浮子６が上動し、排気弁３が閉じると
外部海水１２の流入は停止する。この過程を断続的に繰
り返すことによって、海底部の海水１２を圧力容器内に
移動したのち、それを海中に放出することとなり、海底
部の海水１２に流れが発生し、さらに圧力容器１内の圧
縮空気１１を海中に放出することによって、海水を曝気
し酸素を供給するので、海水の酸欠状態は改善されるか
ら、特に夏場の無風状態において効果がある。
【００１４】次にこのようなタンク型間欠海水ポンプＰ
を養殖場に適用する場合は、図３（Ａ）に示すように、
陸上で作られた圧縮空気１１は海中の圧力容器内に放出
され、図２における同一要領で低層海水の循環及びエア
レーション作用を繰り返すこととなる。
【００１５】さらに、のようなタンク型間欠海水ポンプ
を流動性ヘドロ回収工事に適用する場合は、空気圧縮機
１４にて圧縮空気１１を製造し、その圧縮空気１１は海
中の圧力容器内に圧力容器入口２から放出して、その中
にあるヘドロ１９を圧力容器１外に排出し、それによっ
て圧力容器１内の水位が下がり重錘４が浮力を失って低
下した状態になるとワイヤ７によってフロート６を下動
して圧縮空気１１を排気弁３からヘドロ移送管１８に導
きヘドロ１９の上昇を助ける。それに圧力容器１外のヘ
ドロ１９はヘドロ吸入口３１及び逆止弁８ｂを経て圧力
容器内に流入し、それによって圧力容器内の水位が上昇
して排気弁３のフロート６が上動して排気弁３を閉じる
状態に至ると、外部のヘドロ１９の流入は停止する。こ
の動作を断続的に繰り返すことによって、海底部の流動
性ヘドロを取り除くことが可能となる。
【００１６】
【発明の効果】このような装置によれば、下記の効果が
奏せられる。 （１）気蓄式ポンプ装置として：海水中に設置された本
装置に圧縮空気を供給することによって、本装置内に満
たされた内部海水は外部に流出し、圧縮空気が外部へ排
出した後、外部の海水は本装置内に流入することを繰り
返すことにより、本装置を取り囲む流体中に流体の流れ
を作る効果がある。さらに、流体中に放出された圧縮空
気は流体の曝気及び流体の移動の効果がある。 （２）太陽電池による水質改善装置として：自然エネル
ギを活用する太陽電池によって圧縮空気を製造し、これ
を閉鎖海域に設置された本発明装置に供給することによ
って、その海域の海水に循環流を起こす効果があり、さ
らに放出された圧縮空気によって、周囲の海水の曝気の
効果もある。この独立型の装置は外部の動力源に依存す
ることなく、太陽エネルギによりその海域の海水浄化に
効果がある。 （３）閉鎖海域の水質改善装置として：養殖場の海域に
設置された本発明装置に、圧縮空気を供給することによ
って、その海域の海水に環境流を起こす効果があり、さ
らに放出された圧縮空気によって、周囲の海水の曝気の
効果もあるので、養殖場の水質環境改善の効果がある。 （４）流動性ヘドロ回収装置として：海底部に流動性の
ヘドロが蓄積した海域に設置した本発明装置に、圧縮空
気を供給することによって、流動性のヘドロを本発明装
置に吸収した後に排出管に排出して所定の場所に移送す
ることにより、流動性のヘドロを回収する効果がある。
その際、本発明間欠海水ポンプ装置から排出される圧縮
空気をヘドロ排出管に連結することによって、圧縮空気
が流動性ヘドロとの比重差によって上昇する力は管内の
圧縮空気と流動性ヘドロとの間の摩擦力によって流動性
ヘドロに伝わることとなり、流動性のヘドロの移送効果
を高める効果がある。 （５）本発明装置は、回転式又は往復動式ポンプにおけ
るような摺動部分がないので、食品関係，科学薬品関係
のポンプ及び曝気装置としても広く使用することができ
る。
【００１７】要するに本発明によれば、竪円筒状の圧力
容器からなり全体的に外部液に浸漬されるポンプ本体
と、上記ポンプ本体の頂板，底板にそれぞれ配設され圧
縮空気を同ポンプ本体内部へ導入する圧縮空気入口管、
外部液の同ポンプ本体内部への流入，排出のための外部
液給排口と、同ポンプ本体の上端に付設され同ポンプ本
体内の液位が上限レベルに達したとき自動的に閉弁し、
下限レベルに達したときは自動的に開弁する排気弁とを
具えたことにより、圧縮空気により作動し回転部材及び
摺動部材を有せず、間欠的に比較的多量の外部液をポン
プ内に導入するとともに比較的多量の圧縮空気を外部へ
排出する吸入行程と、ポンプ内に導入された比較的多量
の外部液を外部へ排出するとともに、比較的多量の圧縮
空気を内部に導入する吐出行程とを交互に自動的に行う
メンテナンスフリーの経済的な間欠作動式タンク型液中
ポンプを得るから、本発明は産業上極めて有益なもので
ある。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す斜視図及び縦断面図で
ある。
【図２】図１の装置を静穏海域に適用した場合を示す全
体側面図である。
【図３】図１の装置を魚介類の養殖場に適用した場合を
示す全体側面図である。
【図４】図１の装置を海底ヘドロ除去工事に適用した場
合を示す全体側面図である。
【図５】従来の多孔管型連結曝気装置を示す全体縦断面
図である。
【図６】従来の間欠式空気揚水筒を示す全体縦断面図で
ある。
【図７】従来のフローティングミキサー装置を示す全体
縦断面図である。
【図８】従来のヘドロ回収船でヘドロを吸い上げる装置
を示す全体側面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺本 満 山口県下関市彦島江の浦町六丁目16番１号 関門ドックサービス株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 竪円筒状の圧力容器からなり全体的に外
    部液に浸漬されるポンプ本体と、上記ポンプ本体の頂
    板，底板にそれぞれ配設され圧縮空気を同ポンプ本体内
    部へ導入する圧縮空気入口管、外部液の同ポンプ本体内
    部への流入，排出のための外部液給排口と、同ポンプ本
    体の上端に付設され同ポンプ本体内の液位が上限レベル
    に達したとき自動的に閉弁し、下限レベルに達したとき
    は自動的に開弁する排気弁とを具えたことを特徴とする
    間欠作動式タンク型液中ポンプ。
JP24000792A 1992-08-17 1992-08-17 間欠作動式タンク型液中ポンプ Withdrawn JPH0663591A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002068345A1 (en) * 2001-02-26 2002-09-06 Fukuda, Hatsuo Oxygen-enriched water purifying plant
JP2007229662A (ja) * 2006-03-02 2007-09-13 Japan Water Agency 水没式複合型曝気装置

Cited By (3)

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WO2002068345A1 (en) * 2001-02-26 2002-09-06 Fukuda, Hatsuo Oxygen-enriched water purifying plant
JP2007229662A (ja) * 2006-03-02 2007-09-13 Japan Water Agency 水没式複合型曝気装置
JP4747006B2 (ja) * 2006-03-02 2011-08-10 独立行政法人水資源機構 水没式複合型曝気装置

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