JPH0737800B2 - 間欠揚水装置における揚水方法 - Google Patents
間欠揚水装置における揚水方法Info
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- JPH0737800B2 JPH0737800B2 JP7516586A JP7516586A JPH0737800B2 JP H0737800 B2 JPH0737800 B2 JP H0737800B2 JP 7516586 A JP7516586 A JP 7516586A JP 7516586 A JP7516586 A JP 7516586A JP H0737800 B2 JPH0737800 B2 JP H0737800B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は間欠空気揚水筒を用い、効率よく揚水するこ
とを目的とした間欠揚水装置における揚水方法に関す
る。
とを目的とした間欠揚水装置における揚水方法に関す
る。
（従来の技術） 従来筒体の下部に空気室を設け、この空気室に加圧空気
を供給し、前記筒体内を気泡弾が間欠的に上昇するよう
にし、前記気泡弾の浮力によって筒体内に上昇流を発生
させるようにした空気揚水装置が知られていた（特公昭
42−5795号参照）。
を供給し、前記筒体内を気泡弾が間欠的に上昇するよう
にし、前記気泡弾の浮力によって筒体内に上昇流を発生
させるようにした空気揚水装置が知られていた（特公昭
42−5795号参照）。
（発明により解決すべき課題） 前記における気泡弾の放出間隔が短すぎると、揚水等の
近辺のみに対流を生じるのみならず（第２図）、比較的
大きなエネルギーを要して、揚水効率が低下し、放出間
隔が長すぎると揚水によるエネルギーを有効な連続的流
動に転換できないほど、経済的（付与エネルギーを可及
的に小さくして、波及範囲を出来るだけ大きくする）ラ
ンニング条件が不明な為に、効率が著しく不安定になる
などの問題点があった。
近辺のみに対流を生じるのみならず（第２図）、比較的
大きなエネルギーを要して、揚水効率が低下し、放出間
隔が長すぎると揚水によるエネルギーを有効な連続的流
動に転換できないほど、経済的（付与エネルギーを可及
的に小さくして、波及範囲を出来るだけ大きくする）ラ
ンニング条件が不明な為に、効率が著しく不安定になる
などの問題点があった。
（課題を解決する為の手段） 然るこの発明は、多数の実測値に基づき、気泡弾の効率
的浮上間隔と、揚水筒の長さとに一定の数値関係を求め
その発明を完成したのである。
的浮上間隔と、揚水筒の長さとに一定の数値関係を求め
その発明を完成したのである。
即ちこの発明は、気泡弾の浮力を利用して、上端を水面
下にした揚水筒を介し、下層の水を水面に揚水する方法
において、気泡弾の浮上間隔を、揚水筒の長さ2m以上10
m未満の場合は５秒乃至30秒であって、揚水筒の長さ10m
以上20m未満の場合には20秒乃至80秒であって、揚水筒
内の流速差が0.5m/secより大きい場合とし、揚水筒の上
端と水面との距離は1m乃至20mとすることを特徴とした
間欠揚水装置における揚水方法である。
下にした揚水筒を介し、下層の水を水面に揚水する方法
において、気泡弾の浮上間隔を、揚水筒の長さ2m以上10
m未満の場合は５秒乃至30秒であって、揚水筒の長さ10m
以上20m未満の場合には20秒乃至80秒であって、揚水筒
内の流速差が0.5m/secより大きい場合とし、揚水筒の上
端と水面との距離は1m乃至20mとすることを特徴とした
間欠揚水装置における揚水方法である。
前記において、水深が大きく、かつ水底部の水を上昇さ
せて差支えない場合には、20m以上30m程度にする場合も
ある。通常揚水筒の筒長は淨水域の水深の1/2〜1/3であ
り、揚水筒は水底に設置する場合が多いので、水かぶり
（揚水筒端から水面までの距離）は、通常水深の1/2〜2
/3となる。そこで水深が大きくなると、水かぶりも深く
なり、時には30m以上に達する場合も考えられる。但し
水深が変化する場合において、揚水筒を水底に設置すれ
ば、水かぶりは水深の変化に伴って変化する。次に水か
ぶりが大きいと、揚水の上昇による連行水量（揚水につ
られて上昇する水量）が多くなる。また揚水筒の筒長が
長くなるに伴って揚水の流速が増加し、これにより揚水
量も増加する。従って連行水量の増加を求める場合と揚
水量の増加を求める場合とを勘案して、かぶりと筒長を
適宜定めるが通1m乃至20mで使用される。また気泡弾の
放出間隔は、実験によれば、筒長2m以上10m未満の場合
に５秒乃至30秒とし、10m以上20mの場合に15秒乃至100
秒であって、筒長10m乃至20mの場合の好ましい放出間隔
は20秒乃至80秒である。水かぶりが5m乃至15mの場合
に、気泡弾が1m/秒の流速で上昇すると、気泡弾および
上昇水により、筒体上部の水は、例えば第８図中鎖線図
示のように逆円錐状に上昇し、ついで鎖線図示Ａに示す
ように盛り上る。即ち矢示1aのように上昇して、ついで
矢示1bのように放射状に拡散する。この場合に拡散の最
大流速は、実測上水面下1m位（但し、筒体上端と水面と
は5mであった）の位置にある。この水深は混合水の水温
により異る。即ち水温により比重が異なるので、混合水
は、同一水温付近の水深に沿って拡散することになる。
ついで揚水筒内の上昇流の流速が小さくなると（必然的
に水量も急速に低下する）、第９図中Ｂに示すように、
揚水筒の直上水面が凹入するので、水面の水は矢示1cの
ように揚水筒上へ寄ってくることになる。従って水底の
水（例えば水温10℃）は、揚水筒の上部の水（例えば水
温20℃）と混合し、ほゞ水温18℃（約５倍の水量とし
て）となって拡散するが、拡散面積の増大につれて水温
差が少なくなるので、拡散水は水温相当の水深（水深は
比重により定められる水面下1m乃至3m位）で遠方まで
（実測上1000mに及ぶことあり）流動する。
せて差支えない場合には、20m以上30m程度にする場合も
ある。通常揚水筒の筒長は淨水域の水深の1/2〜1/3であ
り、揚水筒は水底に設置する場合が多いので、水かぶり
（揚水筒端から水面までの距離）は、通常水深の1/2〜2
/3となる。そこで水深が大きくなると、水かぶりも深く
なり、時には30m以上に達する場合も考えられる。但し
水深が変化する場合において、揚水筒を水底に設置すれ
ば、水かぶりは水深の変化に伴って変化する。次に水か
ぶりが大きいと、揚水の上昇による連行水量（揚水につ
られて上昇する水量）が多くなる。また揚水筒の筒長が
長くなるに伴って揚水の流速が増加し、これにより揚水
量も増加する。従って連行水量の増加を求める場合と揚
水量の増加を求める場合とを勘案して、かぶりと筒長を
適宜定めるが通1m乃至20mで使用される。また気泡弾の
放出間隔は、実験によれば、筒長2m以上10m未満の場合
に５秒乃至30秒とし、10m以上20mの場合に15秒乃至100
秒であって、筒長10m乃至20mの場合の好ましい放出間隔
は20秒乃至80秒である。水かぶりが5m乃至15mの場合
に、気泡弾が1m/秒の流速で上昇すると、気泡弾および
上昇水により、筒体上部の水は、例えば第８図中鎖線図
示のように逆円錐状に上昇し、ついで鎖線図示Ａに示す
ように盛り上る。即ち矢示1aのように上昇して、ついで
矢示1bのように放射状に拡散する。この場合に拡散の最
大流速は、実測上水面下1m位（但し、筒体上端と水面と
は5mであった）の位置にある。この水深は混合水の水温
により異る。即ち水温により比重が異なるので、混合水
は、同一水温付近の水深に沿って拡散することになる。
ついで揚水筒内の上昇流の流速が小さくなると（必然的
に水量も急速に低下する）、第９図中Ｂに示すように、
揚水筒の直上水面が凹入するので、水面の水は矢示1cの
ように揚水筒上へ寄ってくることになる。従って水底の
水（例えば水温10℃）は、揚水筒の上部の水（例えば水
温20℃）と混合し、ほゞ水温18℃（約５倍の水量とし
て）となって拡散するが、拡散面積の増大につれて水温
差が少なくなるので、拡散水は水温相当の水深（水深は
比重により定められる水面下1m乃至3m位）で遠方まで
（実測上1000mに及ぶことあり）流動する。
例えば第３図のような断面形状のダムにあっては、矢示
2a、2b、2cのように揚水筒から岸辺に及び広範な全水域
の環状流を生成する。
2a、2b、2cのように揚水筒から岸辺に及び広範な全水域
の環状流を生成する。
揚水筒内の水は、気泡弾が揚水筒の上端に達する時最大
流速となり、爾後慣性流動により逐次速度が低下し、再
び気泡弾が上昇を始めると逐次流速が増大する（揚水筒
の下端口で測定）。従って十分の放出間隔（筒長10mの
時に30秒間隔）をとれば、第４図々示のようになるが、
若干短い間隔（筒長10mの時に15秒間隔）にすると、第
５図のようになり、更に短い間隔（筒長10mの時に10秒
間隔）にすると第６図のようになり、連続に出すと第７
図のようになる。
流速となり、爾後慣性流動により逐次速度が低下し、再
び気泡弾が上昇を始めると逐次流速が増大する（揚水筒
の下端口で測定）。従って十分の放出間隔（筒長10mの
時に30秒間隔）をとれば、第４図々示のようになるが、
若干短い間隔（筒長10mの時に15秒間隔）にすると、第
５図のようになり、更に短い間隔（筒長10mの時に10秒
間隔）にすると第６図のようになり、連続に出すと第７
図のようになる。
従って実用上は、第４図又は第４図と第５図の間位が効
率的かつ経済的である。例えば流速差が0.5m/secより大
きい（第５図から第６図の方へ）。然して気泡弾の上昇
時に放出間隔が小さいと（例えば第６図）、前記で説明
したように、揚水筒直上の水はほぼ揚水筒内を上昇した
水のみとなる為に、水面付近の水との温度差が大きく
（例えば水面水温20℃の時に10℃の上昇水は15℃以上の
水温にならない）、第２図のように揚水筒付近（例えば
半径10m以内）で対流を生じ拡散しないので、淨水につ
いて広範な影響力を期待することができない。
率的かつ経済的である。例えば流速差が0.5m/secより大
きい（第５図から第６図の方へ）。然して気泡弾の上昇
時に放出間隔が小さいと（例えば第６図）、前記で説明
したように、揚水筒直上の水はほぼ揚水筒内を上昇した
水のみとなる為に、水面付近の水との温度差が大きく
（例えば水面水温20℃の時に10℃の上昇水は15℃以上の
水温にならない）、第２図のように揚水筒付近（例えば
半径10m以内）で対流を生じ拡散しないので、淨水につ
いて広範な影響力を期待することができない。
揚水筒による水質改善の一つは、溶存酸素量の増大であ
るけれども、使用加圧空気から溶解する酸素量は僅かで
あり、厖大な水量のダム等の水質改善を揚水筒内に放出
する僅かな気泡弾で達成することはできない。例えば50
万トン乃至100万トンの水量に対し、直径40cm、長さ10m
の揚水筒一基乃至二基で溶存酸素量を短時間（３日〜７
日）に改善されることが知られているが、このような効
果は、水面付近の溶存酸素量の多い水と、水底付近の貧
酸素水とが混合して富酸素水と変ると共に、この富酸素
水が下降して水底側の溶存酸素量を急速に改善させる為
と認められる。従来水底に散気管を敷設しただけで溶存
酸素量の改善を図っているが何十万トン乃至何千万トン
の大容量の水質改善はできないのである。即ち散気管の
場合には、主として散気管敷設部の直上付近における気
泡から溶解した酸素による改善であって影響力の及ぶ範
囲が極めて小さいので、大多量の水質改善には厖大な量
の散気管を必要とする為、実用性がきわめて小さい。
るけれども、使用加圧空気から溶解する酸素量は僅かで
あり、厖大な水量のダム等の水質改善を揚水筒内に放出
する僅かな気泡弾で達成することはできない。例えば50
万トン乃至100万トンの水量に対し、直径40cm、長さ10m
の揚水筒一基乃至二基で溶存酸素量を短時間（３日〜７
日）に改善されることが知られているが、このような効
果は、水面付近の溶存酸素量の多い水と、水底付近の貧
酸素水とが混合して富酸素水と変ると共に、この富酸素
水が下降して水底側の溶存酸素量を急速に改善させる為
と認められる。従来水底に散気管を敷設しただけで溶存
酸素量の改善を図っているが何十万トン乃至何千万トン
の大容量の水質改善はできないのである。即ち散気管の
場合には、主として散気管敷設部の直上付近における気
泡から溶解した酸素による改善であって影響力の及ぶ範
囲が極めて小さいので、大多量の水質改善には厖大な量
の散気管を必要とする為、実用性がきわめて小さい。
従って気泡弾の放出間隔を一定時間以内にすることは、
単にランニングコストの向上を図るのみならず、水質改
善効率の面からも必須要件である。
単にランニングコストの向上を図るのみならず、水質改
善効率の面からも必須要件である。
（作用） 即ちこの発明によれば、気泡弾の放出間隔を揚水筒中を
気泡弾が上昇する長さに対し、所定関係範囲としたの
で、気泡弾の浮力によるエネルギーおよびその慣性力を
有効に利用すると共に、水底付近の水を揚水しこれを可
及的広範囲に拡散させて、全水を撹拌混合させることが
できる。
気泡弾が上昇する長さに対し、所定関係範囲としたの
で、気泡弾の浮力によるエネルギーおよびその慣性力を
有効に利用すると共に、水底付近の水を揚水しこれを可
及的広範囲に拡散させて、全水を撹拌混合させることが
できる。
（実施例１） 水面１の水温20℃、水底の水温10℃、深さ20mのダム
に、直径40cm、長さ10mの揚水筒３を設置し、気泡弾４
を10秒間隔で放出させた所、流速変化は、第６図々示の
ように最大1.4m/秒、最小1.1m/秒の波状の流速−時間グ
ラフを得た（気泡弾の放出位置から上端までの長さ、以
下同じ）。
に、直径40cm、長さ10mの揚水筒３を設置し、気泡弾４
を10秒間隔で放出させた所、流速変化は、第６図々示の
ように最大1.4m/秒、最小1.1m/秒の波状の流速−時間グ
ラフを得た（気泡弾の放出位置から上端までの長さ、以
下同じ）。
図中５は空気室、６は給気管、７は重錘、８は水底であ
る。尚この場合の対流はほぼ第２図のようになった。
る。尚この場合の対流はほぼ第２図のようになった。
（実施例２） 前記実施例１と同一条件で、気泡弾４を15秒間隔で放出
させた所、第５図々示のように最大1.4m/秒、最小0.6m/
秒の波状の流速−時間グラフを得た。
させた所、第５図々示のように最大1.4m/秒、最小0.6m/
秒の波状の流速−時間グラフを得た。
（実施例３） 前記実施例１と同一条件で、気泡弾力４を30秒間隔にし
た所、第４図々示のように最大1.4m/秒、最小0.2m/秒の
波状の流速−時間グラフを得た。
た所、第４図々示のように最大1.4m/秒、最小0.2m/秒の
波状の流速−時間グラフを得た。
尚この実施例における揚水拡散範囲は、揚水筒を中心に
して半径1000m離れた場所まで移動したことが確認でき
た。
して半径1000m離れた場所まで移動したことが確認でき
た。
（実施例４） 水面の水温20℃、水底の水温８℃、深さ30mのダムに、
直径40cm、長さ20mの揚水筒を設置し、気泡弾を25秒間
隔で発生させた所、ほぼ第６図のような流速−時間グラ
フを得た。
直径40cm、長さ20mの揚水筒を設置し、気泡弾を25秒間
隔で発生させた所、ほぼ第６図のような流速−時間グラ
フを得た。
（実施例５） 前記実施例４と同一条件で、気泡弾を35秒間隔で放出さ
せた所、ほぼ第５図のような波状の流速−時間グラフを
得た。
せた所、ほぼ第５図のような波状の流速−時間グラフを
得た。
（実施例６） 前記実施例４と同一条件で、気泡弾を60秒間隔で発生さ
せた所、ほぼ第４図のような波状の流速−時間グラフを
得た。
せた所、ほぼ第４図のような波状の流速−時間グラフを
得た。
（実施例７） 水面の水温20℃、水底の水温15℃、深さ5mの貯水池に、
直径40cm、長さ2m気泡弾の放出位置から1.5m）の揚水筒
を設置した場合、気泡弾を６秒間隔位で放出させた所、
第４図のような結果を得た。尚、前記気泡弾を４秒間隔
で放出した所、ほぼ第５図のような波状の流速−時間グ
ラフを得た。
直径40cm、長さ2m気泡弾の放出位置から1.5m）の揚水筒
を設置した場合、気泡弾を６秒間隔位で放出させた所、
第４図のような結果を得た。尚、前記気泡弾を４秒間隔
で放出した所、ほぼ第５図のような波状の流速−時間グ
ラフを得た。
（発明の効果） この発明によれば、揚水筒の長さ2m以上10m未満の場合
には５秒乃至30秒であって、揚水筒の長さ10m以上20m未
満の場合には20秒乃至80秒であって、揚水筒内の流速差
が0.5m/secより大きい場合とし、揚水筒の上端と水面と
の距離を1m乃至20mとしたので、慣性流動エネルギーを
十分利用すると共に、揚水と水面付近の水とを均一に混
合させ、かつ水温差を小さくして効率よく揚水、環境混
合拡散させる効果がある。然して揚水筒中を気泡弾が上
昇する長さと、気泡弾放出間隔とを一定の条件範囲に収
めることによって揚水効率のほぼ一定した装置を設計で
きるので、装置製造上効力維持の信頼度を著しく向上
し、均質の装置により最良の揚水を行い得る効果があ
る。
には５秒乃至30秒であって、揚水筒の長さ10m以上20m未
満の場合には20秒乃至80秒であって、揚水筒内の流速差
が0.5m/secより大きい場合とし、揚水筒の上端と水面と
の距離を1m乃至20mとしたので、慣性流動エネルギーを
十分利用すると共に、揚水と水面付近の水とを均一に混
合させ、かつ水温差を小さくして効率よく揚水、環境混
合拡散させる効果がある。然して揚水筒中を気泡弾が上
昇する長さと、気泡弾放出間隔とを一定の条件範囲に収
めることによって揚水効率のほぼ一定した装置を設計で
きるので、装置製造上効力維持の信頼度を著しく向上
し、均質の装置により最良の揚水を行い得る効果があ
る。
第１図はこの発明の原理図、第２図は同じく気泡弾の発
生間隙が短い場合の説明図、第３図は同じく気泡弾の放
出間隔が適正の場合の説明図、第４図は同じく第３図の
場合の筒体内の流速−時間のグラフ、第５図は同じく実
施例２、６の場合の流速−時間のグラフ、第６図は同じ
く実施例１、４の場合の流速−時間グラフ、第７図は同
じく連続的に空気を出す場合の流速−時間グラフ、第８
図は同じく揚水の外界放出状態を示す一部正面図、第９
図は同じく揚水筒の直上水面が凹状になる場合を示す一
部正面図である。 ３……揚水筒、４……気泡弾 ５……空気室
生間隙が短い場合の説明図、第３図は同じく気泡弾の放
出間隔が適正の場合の説明図、第４図は同じく第３図の
場合の筒体内の流速−時間のグラフ、第５図は同じく実
施例２、６の場合の流速−時間のグラフ、第６図は同じ
く実施例１、４の場合の流速−時間グラフ、第７図は同
じく連続的に空気を出す場合の流速−時間グラフ、第８
図は同じく揚水の外界放出状態を示す一部正面図、第９
図は同じく揚水筒の直上水面が凹状になる場合を示す一
部正面図である。 ３……揚水筒、４……気泡弾 ５……空気室
Claims (1)
- 【請求項１】気泡弾の浮力を利用して、上端を水面下に
した揚水筒を介し、下層の水を水面に揚水する方法にお
いて、気泡弾の浮上間隔を、揚水筒の長さ2m以上10m未
満の場合は５秒乃至30秒であって、揚水筒に長さ10m以
上20m未満の場合には20秒乃至80秒であって、揚水筒内
の流速差が0.5m/secより大きい場合とし、揚水筒の上端
と水面との距離は1m乃至20mとすることを特徴とした間
欠揚水装置における揚水方法
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7516586A JPH0737800B2 (ja) | 1986-04-01 | 1986-04-01 | 間欠揚水装置における揚水方法 |
| US06/910,992 US4752421A (en) | 1986-04-01 | 1986-09-24 | Method of supplying air masses and producing jets of water |
| EP19860307385 EP0239693B1 (en) | 1986-04-01 | 1986-09-25 | Method of supplying air masses and producing jets of water |
| DE8686307385T DE3679817D1 (de) | 1986-04-01 | 1986-09-25 | Verfahren fuer die zufuehrung von luftmengen und zur erzeugung von wasserstrahlen. |
| KR1019860008200A KR890003924B1 (ko) | 1986-04-01 | 1986-09-30 | 간헐 공기 양수장치에 있어서 급기 양수방법 |
| CA000520189A CA1270149A (en) | 1986-04-01 | 1986-10-09 | Method of supplying air masses and producing jets of water |
| CN86107836A CN1009992B (zh) | 1986-04-01 | 1986-11-27 | 供给空气团和产生喷水注的方法 |
| BR8606304A BR8606304A (pt) | 1986-04-01 | 1986-12-19 | Processo para a producao de bolhas ou massas de ar individuais a intervalos especificos |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7516586A JPH0737800B2 (ja) | 1986-04-01 | 1986-04-01 | 間欠揚水装置における揚水方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62233500A JPS62233500A (ja) | 1987-10-13 |
| JPH0737800B2 true JPH0737800B2 (ja) | 1995-04-26 |
Family
ID=13568315
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7516586A Expired - Lifetime JPH0737800B2 (ja) | 1986-04-01 | 1986-04-01 | 間欠揚水装置における揚水方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0737800B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2524200B2 (ja) * | 1988-08-10 | 1996-08-14 | 海洋工業株式会社 | 浅水用揚水装置の設置穴形成方法及び設置穴 |
| CN109133943B (zh) * | 2018-10-23 | 2021-09-17 | 黑龙江省辽金源陶瓷有限公司 | 一种陶瓷粉料制备工艺 |
-
1986
- 1986-04-01 JP JP7516586A patent/JPH0737800B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62233500A (ja) | 1987-10-13 |
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