JPH0710389B2

JPH0710389B2 - 水質浄化船

Info

Publication number: JPH0710389B2
Application number: JP8156392A
Authority: JP
Inventors: 収蔵鎌田
Original assignee: 収蔵鎌田; 武川雍
Priority date: 1992-03-03
Filing date: 1992-03-03
Publication date: 1995-02-08
Anticipated expiration: 2010-02-08
Also published as: JPH05245485A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、堀や溜池、湖等の滞留
池の水質を浄化する水質浄化船の構成に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】堀や溜池、湖等の滞留池は、水の動きが
少ないためにバクテリア等の繁殖が甚だしく、アンモニ
ア濃度が高くなり、アオミドロが発生して、汚染が著し
くなる等の大きな社会的問題が生じていた。このような
水質の汚染に対しては、この汚染された水に大量の空気
を溶け込ませることにより、すなわち酸素の溶解量を大
きくすることにより浄化できることが広く知られてい
る。

【０００３】このような観点から、コンプレッサーまた
はブロワーを用いて水中に配設されたパイプ内に空気を
圧送し、このパイプに設けられた多数の小孔から空気を
水中に気泡として噴出させるものとか、水面部でモータ
等の駆動装置により水車を回転させて激しい水しぶきを
発生させ、この水しぶきにより多数の気泡を水中に掻き
込むもの等が考えられているが、これ等の手段で得られ
る水中での気泡はあまりにも大きいため、気泡自体の持
つ浮力により短時間のうちに水面まで浮上してしまい、
空気中の酸素が水に溶け込むのに充分な時間を得ること
ができず、水の浄化を効果的に達成することができなか
った。

【０００４】そこで、特公昭６１−３６４４８号公報等
に開示された気液混合装置が提案されている。この発明
は、上端開口部が水面上に突出した直線円筒形状の外殻
体内に、高速回転する駆動体を同心状に配した構成で、
駆動体の高速回転により外殻体との間に渦流を発生さ
せ、空気と水とを混合させて水中に噴出させるものであ
り、空気を極めて微細な気泡状態として水中に長時間滞
留させることができるので、空気中の酸素を効果的に水
に溶け込ませることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来技術は、気液混合装置を一定箇所に固定配置する
ものであるので、水の浄化を達成できる範囲は、この気
液混合装置の周辺箇所だけとなり、広大な滞留池の全域
を浄化するには、多数の気液混合装置を配置しなければ
ならず、このため膨大な設備費と人件費とそして保守管
理費とを要すると云う問題があった。

【０００６】また、単に空気中の酸素を水に溶け込ませ
るだけでは、水生生物の成育環境を良くするだけで、よ
り強力にバクテリア等の汚染原因となる微生物を死滅さ
せたり、アンモニア等の汚染物質を分解することができ
ず、水の浄化に時間がかかると云う問題があった。

【０００７】そこで、本発明は、上記した従来技術にお
ける問題点を解消すべく創案されたもので、単一の気液
混合装置による浄化範囲の拡大と浄化能力の増強とを技
術的課題とし、もって広大な滞留池全体の浄化を強力に
かつ人手と経費をかけずに達成することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
る本発明の手段は、オゾン発生器を搭載した船体を有す
ること、この船体の船底下面に前後方向に沿って装着さ
れ、オゾン発生器が連通された先端部に液体と気体とを
吸入する先端部開口を開設すると共に、後端に後端部開
口を開設した直線円筒状の筒体内に、高速回転駆動され
る回転軸を同軸心状に挿入組付けし、この回転軸に順羽
根と逆羽根との組合せである攪拌羽根を固定して構成さ
れ、稼働することにより後端部開口から気液混合流体を
噴出するた気液混合装置を有すること、船体に取付けら
れた舵を有すること、にある。

【０００９】船体の先端に、先端開口部を船体の直前の
水面直下に開口し、後端開口部を気液混合装置の筒体の
先端開口部に連通させた誘導管を取付けるのが良く、こ
の誘導管の先端開口部には、水の通過は許すが固形物の
通過を阻止する濾過ネットを取付けるのがより望まし
い。

【００１０】気液混合装置の筒体後端から突出した回転
軸の後端部に、この回転軸の回転により水を放射方向に
勢い良く放散する放散装置を設けるのが良く、この放散
装置を、気液混合装置の後端部開口に対向し、放射方向
に後退傾斜した円板状の放散板と、この放散板の後側面
に設けられ、回転軸の回転により水を放射方向に押し出
す傾斜姿勢となった複数の放散羽根と、この放散羽根を
介して放散板に取付けられ、中央に吸い込み口を開設し
たリング板形状の規制板と、から構成するのが良い。

【００１１】船体の船首先端および両側に、送出した超
音波の障害物からの反射波を受信して検知信号を出力す
る検出センサを設け、この検出センサからの検知信号の
入力により舵を障害物を避ける方向に自動操舵する自動
操舵装置を船体に搭載するのが望ましい。

【００１２】船体の船尾に、この船体の航行に伴い、水
面の浮遊物を収集するネット状の収集袋を係留するのが
良く、この収集袋の開口部には、この開口部の略半分を
水面上に位置させる浮き枠を取付けるのが有利であり、
船体の船尾に、両側方に延出する係留梁を設け、この係
留梁に間隔を開けて複数の収集袋を係留するのが有効で
ある。

【００１３】

【作用】船体を水に浮かべた状態では、気液混合装置は
その全体を水中に没し、筒体内には水が満たされてい
る。この状態で気液混合装置を稼働させると、筒体の後
端部開口から水が噴出されると共に、筒体の先端部開口
から水が吸引される。この筒体の先端部開口からの水の
吸引は、回転軸および攪拌羽根の回転動作により引き起
こされるものであるので、水は渦流となって気液混合装
置に吸引されることになる。

【００１４】このように、気液混合装置に吸引される水
は渦流となるので、気液混合装置の稼働後、短時間の内
に、この渦流は水面に達し、これにより気液混合装置に
は水と空気とが一緒に吸引されることになる。

【００１５】また、この気液混合装置の稼働と一緒にオ
ゾン発生器を始動させ、発生したオゾンを気液混合装置
の筒体の先端部開口に送出する。それゆえ、稼働中の気
液混合装置は、水と空気とオゾンとを攪拌混合し、この
気液混合流体を後端部開口から後方に噴出することにな
る。

【００１６】気液混合装置による気液混合流体の後端部
開口からの噴出動作は、船体に推進力を与えることにな
るので、気液混合装置が稼働することにより、船体は緩
やかに航行する。

【００１７】気液混合装置は、筒体内に吸引した水と気
体（空気とオゾン）とを、高速回転している回転軸と攪
拌羽根とにより、激しく渦流流動させると共に、攪拌羽
根により、この渦流流動している気液混合流体に対して
激しい攪拌力を与える。この攪拌羽根は、気液混合流体
に対して順方向（先端部開口から後端部開口に向かう方
向）の押し進め力を作用させる順羽根と、気液混合流体
に対して逆方向の押し進め力を作用させる逆羽根とから
構成されているので、気液混合流体は、この相互に逆方
向に作用する力により極めて激しく混練され、生成され
る気泡は極めて微細なものとなる。

【００１８】それゆえ、気液混合装置の後端部開口から
水中に噴出された気液混合流体中の気泡は、その寸法が
極めて微細であるがゆえに、長時間にわたり水中に留ま
ることができ、もってオゾンおよび空気中の酸素の水へ
の溶解を充分に達成させることになり、水の浄化を効果
的に達成する。

【００１９】また、気液混合装置から水中に噴出された
気液混合流体中の気泡は、その寸法が極めて微細である
ために水中での移動がし易く、かつ勢い良く噴出される
ので水中での移動力が大きく、このため比較的遠方まで
到達することができ、もって比較的広い範囲を浄化する
ことになる。

【００２０】この気液混合装置から水中に噴出される気
液混合流体は、船体の航行に従って達成されるので、舵
を操作して船体の航路を適当に設定することにより、滞
留池全体に気液混合流体を放散させることができること
になり、これにより広大な滞留池の全域の水の浄化を達
成できる。

【００２１】船体の船体に誘導管を取付けた場合には、
この誘導管内の水は、誘導管外の水の波動の影響を受け
ることがないので、気液混合装置に吸引される渦流が好
適にかつ安定した状態で生成されることになり、これに
より気液混合装置は、一定した割合の水と空気との吸引
を安定して継続することができることになり、またこの
際、誘導管の先端開口部に濾過ネットを取付けることに
より、気液混合装置が固形物を吸引して故障すると云う
不都合の発生を未然に防止することができる。

【００２２】気液混合装置に放散装置を取付けた場合に
は、この放散装置により四方に勢い良く放散される水の
勢いにより、気液混合装置から噴出された気液混合流体
がより遠方に放出されることになり、これにより一定箇
所に位置する船体が浄化できる水の範囲を大幅に拡大す
ることができる。

【００２３】船体に検出センサを有する自動操舵装置を
設けることにより、船体を人手を要することなしに安全
に航行させることができるので、船体の自動運行、すな
わち滞留池の無人浄化を行うことができる。また、この
船体の無人運行に際して、船体の航路を適正にプログラ
ム化することにより、広大な滞留池の浄化を人手を要す
ることなしに効率良く達成できる。

【００２４】船体に収集袋を係留した場合には、船体の
航行に従って水面の浮遊物を収集することができるの
で、水の浄化と同時に滞留池水面の清掃を達成すること
ができる。この場合、収集袋の開口部に浮き枠を取付け
ることにより、収集袋による浮遊物の収集を効果的に達
成させることができ、また収集袋を複数係留することに
より、収集袋による浮遊物の収集効率を高めることがで
きる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例を、図面を参照しなが
ら説明する。船体１は、有人コントロール用、無人ラジ
オコントロール用、無人自動コントロール用等の操縦手
段に対応して大きさ、浮力等が設定されるが、図示実施
例では、無人自動コントロール用の場合を示しており、
船体１全体は、高速航行の必要が全くないので、密閉さ
れた箱形状となっている。

【００２６】船体１内には、オゾン発生器２４、発電機
２６、そして自動操舵装置２７が搭載されていて、オゾ
ン発生器２４には、発生したオゾンを気液混合装置２に
送出するための送出管２５が船体１の船底を突き抜けた
た状態で設けられており、船体１船首および船首両側に
検出センサ２８を取付けた自動操舵装置２７には、船体
１船尾に設けられた舵２９が機械的に連結されている。

【００２６】船体１の船底下面に装着された気液混合装
置２（図３参照）は、船体１への取付け固定部分を提供
する直線筒形状をした外枠筒１０内に、その主体部分で
ある筒体３と回転軸６と攪拌羽根７との組合せ物を組付
けて構成されている。

【００２７】筒体３は、その先端部開口４を開口した先
端部を、外枠筒１０の先端部内に固定された隔板枠１３
に固着すると共に、後端部開口５を開口した後端部を、
外枠筒１０の後端縁に固定された後端枠１２に固着する
ことにより、外枠筒１０内にほぼ同軸心状に組付け固定
されている。

【００２８】回転軸６は、先端部を、外枠筒１０の先端
開口部に固定された先端枠１１に回転自在に軸止すると
共に、後端部を後端枠１２に回転自在に軸止して、筒体
３に対して同軸心に挿入配置されている。

【００２９】筒体３内に位置する回転軸６部分には、筒
体３内径よりもわずかに小さい羽根径の攪拌羽根７が取
付けられているが、図示実施例の場合、この攪拌羽根７
は、三つの順羽根７ａと二つの逆羽根７ｂとから構成さ
れており、各羽根は、先端側から順羽根７ａ、逆羽根７
ｂ、順羽根７ａ、逆羽根７ｂそして順羽根７ａの順で配
置されており、最下流位置に順羽根７ａを位置させるこ
とにより、気液混合流体をより強く噴出するようにして
いる。

【００３０】先端枠１１に取付けられた回転軸６の先端
は、この先端枠１１に取付けられ、発電機２６からの給
電により駆動する水中モータ９に連結されており、通孔
１４を開設した先端枠１１と、同じく通孔１４を開設し
た隔板枠１３との間の外枠筒１０の先端部には、オゾン
発生器２４からの送出管２５の先端が開口し、渦流Ｒと
なって吸引される水と空気との混合流体にオゾンを合流
させる合流室１５が形成されている。すなわち、水と空
気とオゾンは、この合流室１５で一緒になってから、気
液混合装置２の主体部分である筒体３が形成する混合室
８内に吸引されて攪拌混合されるのである。

【００３１】なお、後端枠１２にも通孔１４が開設され
ているが、これは外枠筒１０と筒体３との間に水が滞留
するのを防止するためであり、筒体３の先端部の筒壁部
分に先端部開口４の一部を開設したのは、筒体３内への
気液混合流体の吸引を効率良く達成させるためである。

【００３２】船体１の船首下端に取付けられた誘導管
（図１および図２参照）２２は、後端から先端にかけて
拡径したラッパ状となっていて、水平姿勢となった後端
部に対して、先端部は湾曲して直立する姿勢となってお
り、船体１を水に浮かべた状態で水面Ｗ直下に位置する
先端開口部は、濾過ネット２３で覆われている。この誘
導管２２の後端開口図は、気液混合装置２の外枠筒１０
の先端開口部に連結されており、濾過ネット２３を取付
けた先端開口部から渦流Ｒとなって流入した水と空気と
を外枠筒１０内に導いている。

【００３３】後端枠１３から突出した回転軸６の後端部
に、外枠筒１０の後端部に取付けられた保護ネット２１
で覆われた状態で組付けられた放散装置（図４および図
５参照）１６は、後端部開口５に対向して回転軸６に固
定され、放射方向に後退傾斜した円板状の放散板１７
と、この放散板１７の後側面に設けられ、回転軸６の回
転により水を放射方向に押し出す傾斜姿勢となった複数
の放散羽根１８と、この放散羽根１８を介して放散板１
７に取付けられ、中央に吸い込み口２０を開設したリン
グ板形状の規制板１９とから構成されている。

【００３４】この放散装置１６は、回転軸６の回転、す
なわち気液混合装置２の稼働により回転駆動し、吸い込
み口２０から放散板１７と規制板１９との間に吸い込ん
だ水を、放散羽根１８の作用により、後方に傾斜した放
射方向に勢い良く放出するのであるが、この放散装置１
６から勢い良く放出された水は、気液混合装置２から噴
出される気液混合流体を、その流動に乗せ、そのまま遠
方まで押しやって極めて広範囲に拡散させる。なお、保
護ネット２１は、放散装置１６が、水面Ｗ近くの固形物
を吸引して故障するのを防止するためのものである。

【００３５】船体１の船尾には、船体１の両側方に延出
した状態で係留梁３２が取付けられており、この係留梁
３２には三つの収集袋３０が並列にかつ一定間隔を開け
て係留されている。

【００３６】各収集袋３０は、メッシュ体により袋状に
成形された本体部分の開口部を、浮きを兼ねた浮き枠３
１で形成し、もって船体１の航行中、係留された収集袋
３０の開口部の少なくとも半分近くが水面Ｗ上に位置す
るようにし、もって水面Ｗの浮遊物が円滑に収集袋３０
内に侵入できるようにしている。

【００３７】船体１の両側に延出した係留梁３１の延出
端部には、水面Ｗの浮遊物を船体１側に掻き集める傾斜
姿勢で一対の平板状の収集板（図２参照）３３が取付け
られており、船体１の航行に従って、水面Ｗの浮遊物を
船体１に近づく方向に流動させ、そのまま係留した収集
袋３０に侵入し易くし、もって収集袋３０による浮遊物
の収集を効果的に達成できるようにしている。

【００３８】

【発明の効果】本発明は、上記した構成となっているの
で、以下に示す効果を奏する。空気だけではなく、オゾ
ンも極めて微細な気泡にして水中の広範囲に放散するの
で、空気中の酸素およびオゾンを効率良く水中に溶解さ
せることができ、もって水の浄化を効果的に達成するこ
とができる。

【００３９】気体と水との攪拌混合を、激しい渦流動作
だけではなく、攪拌羽根による強力な攪拌動作も加わっ
て達成するので、噴出される気体の気泡を極めて微細な
ものとすることができ、これによって噴出された気泡の
水中での滞留時間を長くすることができると共に、噴出
勢いで気泡を遠方まで到達させることができ、もって空
気中の酸素およびオゾンの水への溶け込みを極めて効率
良く達成できる。

【００４０】気体の極めて微細な気泡を噴出する気液混
合装置を緩やかに航行する船体に取付けたので、この船
体の航行に従って気体の気泡を滞留池の広範囲にわたっ
て放散することができ、これによって滞留池の広範囲に
わたる水の浄化を少数の気液混合装置で達成することが
可能となり、もって広大な滞留池全体の水の浄化のため
の設備に膨大な経費を要することがない。

【００４１】船体の航行は、この船体に取付けられた気
液混合装置が噴出する気液混合流体の噴出力を推進力と
するので、船体推進のための専用の推進装置が不要であ
り、もって全体の構成を簡単化することができる。

【００４２】誘導管を設けた場合には、渦流の生成が確
実であると共に、生成される渦流が極めて安定したもの
となるので、気液混合装置から一定してかつ安定して気
液混合流体が噴出されることになり、もって安定した水
の浄化作用と船体の航行動作とを得ることができる。

【００４３】放散装置を設けた場合には、気液混合装置
から噴出される微細な気泡を、水中のより遠方まで拡散
させることができ、もってより広範囲な水の浄化を確実
にかつ効果的に達成することができる。

【００４４】自動操舵装置を設けた場合には、広大な滞
留池の水の浄化作業を、完全な無人化状態で安全にかつ
確実に達成することができ、もって水の浄化作業に要す
る人の労力を大幅に軽減することができる。

【００４５】船体に収集袋を係留した場合には、船体の
航行を利用して水面の浮遊物を収集除去することができ
るので、滞留池の水の浄化と同時に水面の清掃をも達成
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による水質浄化船の一実施例を示す、全
体側面図。

【図２】図１に示した実施例の全体平面図。

【図３】図１に示した実施例に取付けられた気液混合装
置の構造例を示す、全体縦断側面図。

【図４】気液混合装置に取付けられる放散装置の一実施
例を示す半縦断した側面図。

【図５】図４に示した放散装置の正面図。

【符号の説明】

１；船体２；気液混合装置３；
筒体４；先端部開口５；後端部開口６；
回転軸７；攪拌羽根７ａ；順羽根７ｂ；
逆羽根８；混合室９；水中モータ１０；
外枠筒１１；先端枠１２；後端枠１３；
隔板枠１４；通孔１５；合流室１６；
放散装置１７；放散板１８；放散羽根１９；
規制板２０；吸い込み口２１；保護ネット２２；
誘導管２３；濾過ネット２４；オゾン発生器２５；
送出管２６；発電機２７；自動操舵装置２８；
検出センサ２９；舵３０；収集袋３１；
浮き枠３２；係留梁３３；収集板Ｒ；
渦流Ｗ；水面

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｅ０２Ｂ 15/00 Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】オゾン発生器(24)を搭載した船体(1)
と、該船体(1) の船底下面に前後方向に沿って装着さ
れ、前記オゾン発生器(24)が連通された先端部に液体と
気体とを吸入する先端部開口(4) を開設し、後端に後端
部開口(5) を開設した直線円筒状の筒体(3) 内に、高速
回転駆動される回転軸(6) を同軸心状に挿入組付けし、
該回転軸(6) に順羽根(7a)と逆羽根(7b)との組合せであ
る攪拌羽根(7) を固定して構成され、稼働することによ
り前記後端部開口(5) から気液混合流体を噴出するた気
液混合装置(2) と、前記船体(1) に取付けられた舵(29)
と、から成る水質浄化船。
【請求項２】船体(1) の先端に、先端開口部を前記船
体(1) の直前の水面(W) 直下に開口し、後端開口部を気
液混合装置(2) の筒体(3) の先端開口部(4)に連通させ
た誘導管(22)を取付けた請求項１に記載の水質浄化船。
【請求項３】誘導管(22)の先端開口部に、水の通過は
許すが固形物の通過を阻止する濾過ネット(23)を取付け
た請求項２に記載の水質浄化船。
【請求項４】気液混合装置(2) の筒体(3) 後端から突
出した回転軸(6) の後端部に、該回転軸(6) の回転によ
り水を放射方向に勢い良く放散する放散装置(16)を設け
た請求項１または２または３に記載の水質浄化船。
【請求項５】放散装置(16)を、気液混合装置(2) の後
端部開口(5) に対向し、放射方向に後退傾斜した円板状
の放散板(17)と、該放散板(17)の後側面に設けられ、回
転軸(6) の回転により水を放射方向に押し出す傾斜姿勢
となった複数の放散羽根(18)と、該放散羽根(18)を介し
て前記放散板(17)に取付けられ、中央に吸い込み口(20)
を開設したリング板形状の規制板(19)と、から構成した
請求項４に記載の水質浄化船。
【請求項６】船体(1) の船首先端および両側に、送出
した超音波の障害物からの反射波を受信して検知信号を
出力する検出センサ(28)を設け、該検出センサ(28)から
の検知信号の入力により舵(29)を前記障害物を避ける方
向に自動操舵する自動操舵装置(27)を前記船体(1) に搭
載した請求項１または２または３または４または５に記
載の水質浄化船。
【請求項７】船体(1) の船尾に、該船体(1) の航行に
伴い、水面(W) の浮遊物を収集するネット状の収集袋(3
0)を係留した請求項１または２または３または４または
５または６に記載の水質浄化船。
【請求項８】収集袋(30)の開口部に、該開口部の略半
分を水面(W) 上に位置させる浮き枠(31)を取付けた請求
項７に記載の水質浄化船。
【請求項９】船体(1) の船尾に、両側方に延出する係
留梁(32)を設け、該係留梁(32)に間隔を開けて複数の収
集袋(30)を係留した請求項７または８に記載の水質浄化
船。
【請求項１０】係留梁(32)の延出端に、水面(W) 上の浮
遊物を船体(1) 側に寄せ集める姿勢に傾斜した平板状の
収集板(33)を取付けた請求項９に記載の水質浄化船。