JPH0751696A - 大容量揚水方法及び装置 - Google Patents

大容量揚水方法及び装置

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JPH0751696A
JPH0751696A JP20662693A JP20662693A JPH0751696A JP H0751696 A JPH0751696 A JP H0751696A JP 20662693 A JP20662693 A JP 20662693A JP 20662693 A JP20662693 A JP 20662693A JP H0751696 A JPH0751696 A JP H0751696A
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JP
Japan
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water
cylinder
pumping
diameter
capacity
Prior art date
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JP20662693A
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English (en)
Inventor
Hisao Makino
久男 牧野
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Kaiyo Kogyo KK
Original Assignee
Kaiyo Kogyo KK
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

Landscapes

  • Aeration Devices For Treatment Of Activated Polluted Sludge (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、ダム、湖沼、沿海などの大量水
を揚水流動させることを目的としたものである。 【構成】 水中へ単数又は複数の直立閉水域を設けて、
その最内側中央部に、複数の揚水筒により大きな揚水力
を付与すると共に、外側の閉水域の上端を内側の閉水域
の上端より水面に近くすることを特徴とした大容量揚水
方法。水中での直立保持手段を付与した単数又は複数の
同心円状に配置した大径筒の最内側に、複数の間欠空気
揚水筒を設置したことを特徴とする大容量揚水装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はダム、湖沼、沿海など
の大量水を揚水流動させることを目的とした大容量揚水
方法及び装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来大容量水の揚水装置としては、複数
の揚水筒を並列して使用する間欠空気による複合揚水装
置がある(実公平3−28960号)。また出願人は水
中へ直立設置した大径円筒の中央部へ揚水筒を設置した
複合揚水方法及び装置の発明を提案した(特願平4−1
09182号)。
【0003】
【発明により解決すべき課題】前記従来の技術中、前者
は、理論的には多数の揚水筒を必要数だけ並列設置すれ
ば大容量揚水の目的を達成できる筈であるが、実際上
は、前記多数の揚水筒の各筒から気泡彈を同時に放出さ
せることが至難であり、比較的容易に制御できる揚水筒
の数は4〜5本位であって、更に多数本にするには複雑
な制御機構を必要とする問題点があった。
【0004】また後者は、一本の揚水筒とその連行水量
により相当の成果を期待し得るが、処理すべき水量が大
容量(例えば5000万トン以上)になると、更に大溶
量の揚水能力を必要とするにも拘らず、前記後者の技術
では十分の対応がむつかしい問題点があつた。
【0005】
【課題を解決するための手段】然るにこの発明は、複数
の揚水筒により大きな揚水力を得ると共に、連行水量を
一層増大させることにより、前記従来の問題点を解決し
たのである。
【0006】即ち方法の発明は、水中へ単数又は複数の
直立閉水域を設けて、その最内側中央部に、複数の揚水
筒により大きな揚水力を付与すると共に、外側の閉水域
の上端を内側の閉水域の上端より水面に近くすることを
特徴とした大容量揚水方法である。また他の発明として
揚水力は、複数の揚水筒を並列近接して、各揚水筒内の
下方から上方へ間欠的に気泡彈を上昇させることにより
上昇流を生成することによるものである。
【0007】次に装置の発明は水中での直立保持手段を
付与した単数又は複数の同心円状に配置した大径筒の最
内側に、複数の間欠空気揚水筒の一組又は複数組を設置
したことを特徴とする大容量揚水装置であり、直立保持
手段は、大径筒の上部外側に浮力手段を付与し、下部に
重錘又は錨を取付けたものである。更に他の発明は直立
保持手段は、大径筒の下部の一部又は全部を水底に固定
したものであり、浮力手段は大径筒の側壁に浮子を固定
し、又は空気室を設けたものである。
【0008】従来直径50cm、長さ10mの間欠空気揚
水筒1基で50万トン〜100万トンの水を循環淨水さ
せることが知られている。
【0009】前記直径50cmの揚水筒複数本(例えば4
本)を一体的に結束使用した場合には、1基で200万
トン〜400万トンの循環淨水が可能であるが、このよ
うな大容量でも2000万トン〜4000万トンには1
0基必要となり、2億トン〜4億トンには100基必要
となる。然し乍ら10基の揚水筒の管理は容易である
が、数十基以上の揚水筒の管理は困難であるから、連行
水量型を提案したのであるが、中央部に単筒を設置した
場合には、数本の複数筒を用いた場合と同等と認められ
た。
【0010】そこでこの発明は、一基の能力を飛躍的に
向上すべく前記構成としたのである。
【0011】例えば閉鎖水域の直径を3mとし、その中
央部に揚水筒4本を一体的に併設した複合揚水筒とした
ものである。
【0012】前記によれば、直系3mの揚水筒を使用し
た場合と同様となり、1基で2000万トン〜4000
万トンの循環淨水が可能となった。そこで2億トン〜4
億トンのダム等であっても十基位設置すれば、所期の目
的を達成するものと認められた。
【0013】前記気泡彈の浮力を利用する揚水筒におい
ては、揚水筒の直径を1m以下(好ましくは80cm以
下)とする。何故ならば、揚水筒の直径が1m以上にな
ると、気泡彈が破れるので、揚水筒内を1つの気泡彈と
して上昇とすることが困難となり、流速が低下し、却つ
て効率が低下するからである。
【0014】因に気泡彈が一つで良好な揚水をする場合
には、1.0m/sec 〜1.3m/sec の流速を保つこ
とができるが、気泡彈の状態が悪化すると(例えば気泡
彈が複数に分裂する)流速は、しばしば0.9m/sec
以下となる。
【0015】然し乍ら、閉鎖水域の連行水のを利用する
場合には、連行水量の流速は揚水筒の流速に限りなく近
接すると考えられる。何故ならば、閉水域の下限を、例
えば水面下30mとすれば、下端には3Kg/cm2 の水圧
が作用している。そこで閉水域の上端の水に上昇流を生
起させると、水圧差により、水底側の水は押し上げられ
ることになる。即ち気泡彈の浮力と水圧差による押上げ
力の作用により、連行量は0.9m/sec 〜1.3m/
sec の流速を得ることができる。
【0016】またこの発明において、上昇力を間欠的に
付与するのは、大量水の噴出を間欠的にする為である。
【0017】即ち大量水を連続的に噴出すると、水面付
近の水(例えば水温20℃と)水底付近の水(例えば水
温10℃)とが十分混合できない為に、閉水域の上方の
水温は、水底の水温と近接し(例えば水温12℃)、比
重が大きくなる。そこで揚水は拡散することなく、その
まゝ(例えば直径10m〜30m位)で水底へ下降す
る。そこで上下対流による影響範囲が小さいことにな
る。
【0018】これに反し、揚水を間欠的にすると、揚水
(例えば水温10℃)を水面付近の水(例えば水温20
℃)とが均一に混合し、混合水(例えば水温19℃)の
比重は、水面付近の水と近接する。そこで例えば水温1
9℃の層(例えは水面下3m付近)を横方向に拡散し、
下降するおそれはない。
【0019】前記は、水温差の為に拡散能力の大きい間
欠空気揚水筒について説明したが、水面と水底との温度
差又は比重差(例えば淡水と塩水)がない場合には、連
続揚水の場合でも揚水が広範囲に拡散する可能性があ
る。
【0020】
【作用】この発明は複合揚水筒の外囲に閉水域を設けた
ので、複合揚水筒の数倍の連行水をほゞ同一の流速で上
昇させることができる。また複合揚水筒の複数組として
揚水能力を上昇させることもできる。
【0021】
【実施例1】この発明の実施例を図1、2、3について
説明する。直径70cmの円筒4本1a、1b、1c、1
dを並列結束した複合揚水筒1の上端部外側に浮子2を
固定し、下端部外側に空気室3を嵌装し、下端へ索条8
を介して重錘4を連結する。前記複合揚水筒1の外側へ
直径5mの円筒(大径筒)を遊嵌し、円筒5の下端を水
底6の基礎7に設置する。
【0022】前記実施例において、円筒5に代えて多角
筒(例えば六角筒)を用いてもよ同様である。前記基礎
7は十分の強度を考慮しなければならない。前記基礎7
は、水深の比較的浅い場合(例えば30m以下)には海
藻用ブロツク、魚礁などを兼用した水底構造物の一部と
することができる。また移動用としては、円筒5の上部
外側壁に浮室29を固定することも考えられ、必要に応
じて浮室29を中空とし、これに空気又は水を注入する
ことにより、円筒5を浮上又は沈降させることもでき
る。
【0023】前記実施例において、空気室3は、各揚水
筒の外側へ遊嵌した内筒11と、最外側の外筒9との中
間の仕切筒10よりなり(図5)、空気室3内に入つた
空気量が増大して、内筒11の通水孔12に達すると空
気室3内の空気は通水孔13、12、14を経て矢示1
5、16、17のように整流筒30に入つてほゞまとま
つた気泡彈31となり、ついで分割されて各揚水筒1
a、1b、1c、1d内へ同時に供給され、各揚水筒1
a、1b、1c、1d内を気泡彈18、18となつて上
昇し、これに伴つて各揚水筒1a、1b、1c、1d内
の水が所定の流速で上昇する。実験の結果によれば直径
50cm、長さ10mの揚水筒における空気室容量は前記
揚水筒の直径を気泡球の直径とした場合の空気量の1.
3〜1.7倍とした時に上昇水の最大流速は1.3m/
sec であつた。
【0024】前記において、複合揚水筒1の上端から上
方へ上昇水を放出すると、上昇水は慣性により矢示19
のように閉水域(円筒5)内に放出される。そこで円筒
5の上端内側の水は、前記複合揚水筒1からの上昇水に
連行して上昇し、図3中矢示20、21、21のように
一旦水面を持ち上げた後、矢示22、22、23、2
3、24、24のように広水域に亘って流動環流する。
図中32は円筒5の下部の通水孔である。
【0025】前記において、複合揚水筒1内の上昇水
は、主として気泡彈18の浮力によるが、円筒5内の上
昇水は、前記複合揚水筒1から噴出した上昇水に連行さ
れるものである。即ち円筒5内の揚水は、複合揚水筒1
の上昇水の連行により、円筒5の上部内側に上昇流を生
じ、該部の水圧が低下するので、円筒5の下部に掛つて
いる水圧(例えば水深10mにつき1Kg/cm2 )により
押し上げられる。換言すれば、円筒5内の上部の水圧を
複合揚水筒1の上昇流によって除くことにより、水底側
の水が押し上げられるのである。
【0026】次に水底部の水温が例えば10℃であり、
水面部の水温が例えば20℃であった場合には、間欠的
に噴出する上昇水と、円筒5の上方の水面付近の水との
混合水は、例えば水温18℃〜19℃位になる。この場
合に、円筒5の上端を水面下5mに位置させると水面ま
での水量は約100m3 であるが、例えば1m/secの
速度の上昇水は、円筒5の上端から水面まで上昇する間
に、付近の水を巻き込み、水面ではほゞ4倍の容積とな
る。従つて水温は例えば18℃〜19℃位となる。前記
混合水は、例えば水温18℃〜19℃の温度躍層(水面
下2m〜3m位)の深さを放射状に拡散する。
【0027】然して拡散混合水の温度は、上昇すること
はあっても下降することがないので、拡散水は遠方に達
する(単筒による実験では揚水筒を中心にして1000
m以上の遠方まで拡散した)。
【0028】前記のように、揚水は間欠的である方が揚
水の混合による拡散効率がよいのは間欠空気による揚水
だからである。この場合に揚水とその上方水が混合する
為に、混合水の水温が水面付近の水温に近くなりり、比
重の関係上急激に沈降できないからである。
【0029】前記は温度躍層がある場合であるが、塩分
濃度による塩分躍層がある場合も同様である。
【0030】例えば水面の塩分濃度が3.1であり、水
底の塩分濃度が例えば3.5の場合に、塩分濃度3.5
の水を水面まで揚水して混合すると、塩分濃度が3.1
5又は3.2となる。そこで揚水は塩分躍層の同一塩分
濃度の水域(例えば水面下3m)を放射状に拡散するこ
とになり沈降しないので、広域拡散ができるのである。
【0031】
【実施例2】図4の実施例は、実施例1の円筒5の外側
へ更に大径の外筒26を遊嵌した場合を示す。即ち実施
例1のように円筒5の上端から矢示27のように連行水
が噴出すると、外筒26の上端内側の水は、前記円筒5
からの上昇水に連行して矢示28のように上昇し、外筒
26の上端から噴出する。
【0032】この場合に複合揚水筒1の上端は、円筒5
の上端より4m〜5m低く、円筒5の上端は外筒26の
上端より5m〜7m低くしてある。前記高さを順次低く
することによって、連行水の流速が調整され、高い効率
を保つことができる。前記高度差は1mでも十分効果を
期待できるが、内筒5又は外筒26の直径に夫々相当す
る高低差があれば、上昇水が整流となり上昇速度につい
て、平均化すると共に、連行水量の全部に影響を与える
ことができる。
【0033】
【実施例3】図6、7に示す実施例は、大円筒33内へ
複合揚水筒1を三組設置した場合を示す。
【0034】即ち複合揚水筒1は、前記実施例1と同様
に、四本の揚水筒1a、1b、1c、1dよりなりその
下部に整流筒30を連結し、整流筒30の外側に空気室
3を嵌装し、索条8を介して重錘4を連結すると共に、
揚水筒の上部に浮子2を固定して直立設置してある。
【0035】前記複合揚水筒1は、平面三角状(図7参
照)に、かつ大円筒33内の中央部に配置してある。複
合揚水筒1の単筒の直径を例えば70cmとすれば、大円
筒33の直径は例えば10m前後とする。
【0036】前記大円筒33の直径を10mとし、上昇
水の流速を1m/sec とすれば、毎秒約78m3 の水を
吹き上げることになり、大円筒33の上端から水面まで
5mとした場合に、上昇水の混合域の水量は400m3
〜1200m3 となる。
【0037】前記のような厖大な水量を動かすことがで
きるので一基の容量は2000万トン以上であり、数億
トンの水量に対しても容易に管理できる少数の揚水装置
で所期の目的を達成することができる。
【0038】
【実施例4】図8の実施例は、図1の実施例の複合揚水
筒の上部に放出筒を設けたものである。
【0039】即ち直径70cmの円筒4本を並列結束した
複合揚水筒1の上端に放出筒34を連結し、放出筒34
の外側へ浮子2を固定し、複合揚水筒1の下部へ整流筒
30を連結し、整流筒30外側へ空気室3を嵌装固定
し、空気室3の下部へ索条8を介して重錘4を連結した
ものである。前記実施例によれば複合揚水筒1で4つに
分割された気泡彈は放出筒34で一つにまとまり、放出
される。従つて複合揚水筒における気泡彈の上昇位置の
同期が不十分の場合があっても、放出筒内で調節され
る。このような作用を期待する為に放出筒34の長さは
その直径以上が好ましい。
【0040】前記複合揚水筒1の外側に所定の間隔を保
って大円筒35を遊嵌したものである。
【0041】この実施例における揚水の循環状態は図3
と同一に付詳細な説明は省畧する。
【0042】
【発明の効果】この発明によれば、間欠空気複合揚水筒
の外囲に所定直径の円筒又は円筒と外筒を直立設置し、
前記複合揚水筒の上昇水により、外筒等の内側の水を連
行させたので、外筒等の直径に対応して揚水され、大容
量の水を循環淨化し得る効果がある。
【0043】然して厖大な水量のダム、湖沼等であって
も比較的少数の間欠空気揚水装置で循環流動が可能とな
り、管理上はもとより設置費及びランニングコストを著
しく少なく保つことができるなどの諸効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例装置の一部省畧した一部断面
拡大図
【図2】同じく平面拡大図。
【図3】同じく水中への設置状態の一部断面図。
【図4】同じく他の実施例の一部断面拡大図。
【図5】同じく空気室及び整流筒の断面拡大図。
【図6】同じく複合揚水筒を三組用いた実施例の一部断
面拡大図。
【図7】同じく平面拡大図。
【図8】同じく放出筒を用いた実施例の一部省畧した一
部断面拡大図。
【符号の説明】
1 複合揚水筒 2 浮子 3 空気室 4 重錘 5 円筒 6 水底 7 基礎 8 索条 9 外筒 10 仕切筒 11 内筒 12、13、14、32 通水孔 18、31 気泡彈 26 外筒 29 浮室 30 整流筒 33、35 大円筒 34 放出筒

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水中へ単数又は複数の直立閉水域を設け
    て、その最内側中央部に、複数の揚水筒により大きな揚
    水力を付与すると共に、外側の閉水域の上端を内側の閉
    水域の上端より水面に近くすることを特徴とした大容量
    揚水方法。
  2. 【請求項2】 揚水力は、複数の揚水筒を並列近接し
    て、各揚水筒内の下方から上方へ間欠的に気泡彈を上昇
    させることにより付与し、これにより上昇流を生成する
    ことを特徴とした請求項1記載の大容量揚水方法。
  3. 【請求項3】 水中での直立保持手段を付与した単数又
    は複数の同心円状に配置した大径筒の最内側に、複数の
    間欠空気揚水筒の一組又は複数組を設置したことを特徴
    とする大容量揚水装置。
  4. 【請求項4】 大径筒の直立保持手段は、大径筒の上部
    外側に浮力手段を付与し、下部に重錘又は錨を取付けた
    ことを特徴とする請求項3記載の大容量揚水装置。
  5. 【請求項5】 大径筒の直立保持手段は、大径筒の下部
    の一部又は全部を水底に固定したことを特徴とする請求
    項3記載の大容量揚水装置。
  6. 【請求項6】 浮力手段は大径筒の側壁に浮子を固定
    し、又は空気室を設けたことを特徴とする請求項4記載
    の大容量揚水装置。
JP20662693A 1993-08-20 1993-08-20 大容量揚水方法及び装置 Pending JPH0751696A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111847791A (zh) * 2020-07-29 2020-10-30 中生源(海南)生态环境发展有限公司 一种深井生态塘

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111847791A (zh) * 2020-07-29 2020-10-30 中生源(海南)生态环境发展有限公司 一种深井生态塘
CN111847791B (zh) * 2020-07-29 2023-03-10 中生源(海南)生态环境发展有限公司 一种深井生态塘

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