JP2510941B2 - 長周期波エネルギ―を利用した水質改善システム - Google Patents
長周期波エネルギ―を利用した水質改善システムInfo
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- JP2510941B2 JP2510941B2 JP13007893A JP13007893A JP2510941B2 JP 2510941 B2 JP2510941 B2 JP 2510941B2 JP 13007893 A JP13007893 A JP 13007893A JP 13007893 A JP13007893 A JP 13007893A JP 2510941 B2 JP2510941 B2 JP 2510941B2
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
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- 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
Landscapes
- Electromagnetic Pumps, Or The Like (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
- Aeration Devices For Treatment Of Activated Polluted Sludge (AREA)
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】この発明は、長周期波エネル
ギーを利用した水質改善システムに関するものであり、
一層詳細には、長周期波エネルギーを利用して形状的に
閉鎖水域となるような内湾域の水質を改善するシステム
に関するものである。
ギーを利用した水質改善システムに関するものであり、
一層詳細には、長周期波エネルギーを利用して形状的に
閉鎖水域となるような内湾域の水質を改善するシステム
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決すべき課題】近時、沿岸
水域の利用の要請が高まるなかで内湾域の浄化はその最
も基本的な問題として捉える必要がある。
水域の利用の要請が高まるなかで内湾域の浄化はその最
も基本的な問題として捉える必要がある。
【０００３】ところで、地形的な関係で閉鎖水域になっ
てしまうような内湾では海水の交流が充分行われないた
め、浮遊不純物が増加するだけでなくヘドロなどの堆積
物によって溶存酸素量が低下して自浄能力が極めて低く
なり、従って、このような内湾域における水質を改善す
ることは環境整備などの面からも重要な問題となってき
ている。
てしまうような内湾では海水の交流が充分行われないた
め、浮遊不純物が増加するだけでなくヘドロなどの堆積
物によって溶存酸素量が低下して自浄能力が極めて低く
なり、従って、このような内湾域における水質を改善す
ることは環境整備などの面からも重要な問題となってき
ている。
【０００４】そこで、このような閉鎖性の内湾水域にお
ける水質改善手段として、例えば、浮遊不純物を適宜回
収して除去したり、ヘドロなどの堆積物に対しては浚渫
除去したり、海上から投入した覆砂によって被蓋した
り、さらには湾外の海水の流入経路を確保して海水の交
流が少しでも生じるようにするなど種々の対策が講じら
れている。
ける水質改善手段として、例えば、浮遊不純物を適宜回
収して除去したり、ヘドロなどの堆積物に対しては浚渫
除去したり、海上から投入した覆砂によって被蓋した
り、さらには湾外の海水の流入経路を確保して海水の交
流が少しでも生じるようにするなど種々の対策が講じら
れている。
【０００５】しかしながら、いずれの方法も費用が嵩
み、浮遊不純物やヘドロなどの堆積物は一時的には除去
されるもののあくまでも二次的な対策であるため内湾水
域自体の水質を長期間に亘って改善ないしは保持してい
くことは困難であった。
み、浮遊不純物やヘドロなどの堆積物は一時的には除去
されるもののあくまでも二次的な対策であるため内湾水
域自体の水質を長期間に亘って改善ないしは保持してい
くことは困難であった。
【０００６】一方、風波のような短周期波浪エネルギー
を駆動源とする波動ポンプを使用して動力コストを省略
するとともに水域の底層水を汲み上げて海水を交流させ
たり、波力に共振する空気圧縮機構によって得られた圧
縮空気を水中に散気（エアレーション）することにより
水質の改善を図るシステムも提案されているが、風波の
ような短周期波はエネルギーが急速に減衰してしまうの
で駆動源として効率が極めて悪く浮遊不純物などによる
汚濁もあるため、水質改善を満足に行うことができなか
った。
を駆動源とする波動ポンプを使用して動力コストを省略
するとともに水域の底層水を汲み上げて海水を交流させ
たり、波力に共振する空気圧縮機構によって得られた圧
縮空気を水中に散気（エアレーション）することにより
水質の改善を図るシステムも提案されているが、風波の
ような短周期波はエネルギーが急速に減衰してしまうの
で駆動源として効率が極めて悪く浮遊不純物などによる
汚濁もあるため、水質改善を満足に行うことができなか
った。
【０００７】
【課題の解決手段】そこで、この発明では、風波などよ
りも波長の長い、例えば、内湾域にみられる海面振動の
共振現象（副振動）や潮汐による海面振動などの長周期
波のエネルギーに着目し、形状的に閉鎖水域となるよう
な内湾域にこれらの長周期波のうち数十秒周期の水位変
動に共振ししかも矩形状に形成した外郭体を配設し、こ
の矩形状外郭体に複数の開口部を開設するとともにこれ
らの開口部の流入係数に差をつけて所定の開口部のみか
ら海水が放出されるように形成し、一方前記外郭体内の
隅角部には該外郭体内で生じる重複波による水位変動と
共振するように条件設定した空気圧縮機構を設け、この
空気圧縮機構で得られた圧縮空気を定圧貯留タンクを介
して海底に配設した散気管に接続し、さらに前記開口部
に浮遊不純物の回収フィルターを配設することにより、
自然の外力（長周期波エネルギー）を効率よく利用して
内湾水域の水質を改善するとともに浮遊不純物などによ
る汚濁なども阻止しようとするものである。
りも波長の長い、例えば、内湾域にみられる海面振動の
共振現象（副振動）や潮汐による海面振動などの長周期
波のエネルギーに着目し、形状的に閉鎖水域となるよう
な内湾域にこれらの長周期波のうち数十秒周期の水位変
動に共振ししかも矩形状に形成した外郭体を配設し、こ
の矩形状外郭体に複数の開口部を開設するとともにこれ
らの開口部の流入係数に差をつけて所定の開口部のみか
ら海水が放出されるように形成し、一方前記外郭体内の
隅角部には該外郭体内で生じる重複波による水位変動と
共振するように条件設定した空気圧縮機構を設け、この
空気圧縮機構で得られた圧縮空気を定圧貯留タンクを介
して海底に配設した散気管に接続し、さらに前記開口部
に浮遊不純物の回収フィルターを配設することにより、
自然の外力（長周期波エネルギー）を効率よく利用して
内湾水域の水質を改善するとともに浮遊不純物などによ
る汚濁なども阻止しようとするものである。
【０００８】
【発明の実施の態様】この発明に係る水質改善システム
では、形状的に閉鎖水域となるような内湾域で生ずる長
周期の水位変動を矩形状外郭体内の隅角部において共振
現象を利用して増幅し、増幅された水位変動を空気圧縮
機構のピストン部材との共振現象によりさらにピストン
部材の上下振動（往復動）に増幅して外気を効率良く圧
縮して貯留するとともにこの圧縮空気を散気管から海中
に放散し、この放散時のエアレーション作用で溶存酸素
量を増大させて自浄能力を向上させることにより水質の
改善が行われる。一方、外郭体内に浮遊する不純物等
は、流入係数の差によって生じる一方向の流れに乗り開
口部に配置したフィルターによって回収されるものであ
る。
では、形状的に閉鎖水域となるような内湾域で生ずる長
周期の水位変動を矩形状外郭体内の隅角部において共振
現象を利用して増幅し、増幅された水位変動を空気圧縮
機構のピストン部材との共振現象によりさらにピストン
部材の上下振動（往復動）に増幅して外気を効率良く圧
縮して貯留するとともにこの圧縮空気を散気管から海中
に放散し、この放散時のエアレーション作用で溶存酸素
量を増大させて自浄能力を向上させることにより水質の
改善が行われる。一方、外郭体内に浮遊する不純物等
は、流入係数の差によって生じる一方向の流れに乗り開
口部に配置したフィルターによって回収されるものであ
る。
【０００９】
【実施例】次に、本発明に係る水質改善システムの好通
な実施例につき添付図面を参照しながら以下詳細に説明
する。
な実施例につき添付図面を参照しながら以下詳細に説明
する。
【００１０】図１および図２において、本発明に係る水
質改善システム１０は形状的に閉鎖水域となるような内
湾域に配設されている。そしてこの水質改善システム１
０は、例えば、矢板などを使用して内湾水域の所定個所
を矩形状に囲繞するとともに囲繞された水域が数十秒周
期の水位変動によって共振するように寸法設定された外
郭体１６を備え、この矩形状外郭体１６には２ケ所の開
口部１２、１４を開設する。外郭体１６をこのように形
成することにより、外郭体１６内の隅角部近傍が、図１
のように上下方向と左右方向の２方向の波が重合した重
複波の腹になりしかも共振しているのでその水位変動が
最も大きくなる。なお、この場合、外郭体を、例えば、
円形状に形成しても重複波の共振は起こるが波の重合が
ないので水位変動は小さく、これに対し外郭体を矩形状
に形成すると、上下方向の共振した波の腹と左右方向の
共振した波の腹とが隅角部で重なり水位変動が相乗的に
作用して最も大きくなり、従って、本実施例のように外
郭体の形状は矩形状に設定するのが最適である。
質改善システム１０は形状的に閉鎖水域となるような内
湾域に配設されている。そしてこの水質改善システム１
０は、例えば、矢板などを使用して内湾水域の所定個所
を矩形状に囲繞するとともに囲繞された水域が数十秒周
期の水位変動によって共振するように寸法設定された外
郭体１６を備え、この矩形状外郭体１６には２ケ所の開
口部１２、１４を開設する。外郭体１６をこのように形
成することにより、外郭体１６内の隅角部近傍が、図１
のように上下方向と左右方向の２方向の波が重合した重
複波の腹になりしかも共振しているのでその水位変動が
最も大きくなる。なお、この場合、外郭体を、例えば、
円形状に形成しても重複波の共振は起こるが波の重合が
ないので水位変動は小さく、これに対し外郭体を矩形状
に形成すると、上下方向の共振した波の腹と左右方向の
共振した波の腹とが隅角部で重なり水位変動が相乗的に
作用して最も大きくなり、従って、本実施例のように外
郭体の形状は矩形状に設定するのが最適である。
【００１１】そしてこの外郭体１６内における水位変動
が最も大きい隅角部および側縁部には複数の空気圧縮機
構１８を配設し、これらの空気圧縮機構１８と所定箇所
に設置した圧縮空気定圧貯留タンク２０とを送気管２２
によって接続し、さらにこの圧縮空気定圧貯留タンク２
０から導出した送気管２４を散気管２６に連通する。な
お、散気管２６はその長手方向に沿って多数の小孔を開
設した従来公知の管体によって形成されており、これら
の散気管２６は外郭体１６内の海底に適宜の手段によっ
て固定する。
が最も大きい隅角部および側縁部には複数の空気圧縮機
構１８を配設し、これらの空気圧縮機構１８と所定箇所
に設置した圧縮空気定圧貯留タンク２０とを送気管２２
によって接続し、さらにこの圧縮空気定圧貯留タンク２
０から導出した送気管２４を散気管２６に連通する。な
お、散気管２６はその長手方向に沿って多数の小孔を開
設した従来公知の管体によって形成されており、これら
の散気管２６は外郭体１６内の海底に適宜の手段によっ
て固定する。
【００１２】また、各空気圧縮機構１８は海中に設置し
た空気圧縮シリンダ２８からなり、この空気圧縮用シリ
ンダ２８の一部に逆止弁３０を備える外気取入口３２を
開設するとともに浮体によって形成したピストン部材３
４の往復動で該シリンダ２８内に取入れた外気を圧縮す
るように構成されている。この場合、ピストン部材３４
の上下動（ヒービング）の固有周期が前記外郭体１６の
内部水の共振周期と合致するように設定しておく。
た空気圧縮シリンダ２８からなり、この空気圧縮用シリ
ンダ２８の一部に逆止弁３０を備える外気取入口３２を
開設するとともに浮体によって形成したピストン部材３
４の往復動で該シリンダ２８内に取入れた外気を圧縮す
るように構成されている。この場合、ピストン部材３４
の上下動（ヒービング）の固有周期が前記外郭体１６の
内部水の共振周期と合致するように設定しておく。
【００１３】さらに前記外郭体１６は、上げ潮時に開口
部１２を介して外郭体１６内に海水を蓄え、下げ潮時に
は周辺海域との水位差によって開口部１４から外部に海
水を放出するグチ式の造流堤として形成されており、前
記開口部１２および開口部１４は、順流と逆流の流入係
数に差がつくような形状に設定して、潮汐によって外郭
体１６内の海水の入替えとその入替え時の流れの方向が
一定となるように構成する。なお、前記開口部１２およ
び１４には流れに乗って浮遊する不純物を回収するため
のフイルター３６を夫々配設しておく。
部１２を介して外郭体１６内に海水を蓄え、下げ潮時に
は周辺海域との水位差によって開口部１４から外部に海
水を放出するグチ式の造流堤として形成されており、前
記開口部１２および開口部１４は、順流と逆流の流入係
数に差がつくような形状に設定して、潮汐によって外郭
体１６内の海水の入替えとその入替え時の流れの方向が
一定となるように構成する。なお、前記開口部１２およ
び１４には流れに乗って浮遊する不純物を回収するため
のフイルター３６を夫々配設しておく。
【００１４】このように構成した本発明に係る水質改善
システム１１においては、潮汐による水位変動を利用し
て開口部１２から外郭体１６内に海水を流入させる。な
おこの時、周辺水域の浮遊不純物はフイルター３６によ
って除去される。
システム１１においては、潮汐による水位変動を利用し
て開口部１２から外郭体１６内に海水を流入させる。な
おこの時、周辺水域の浮遊不純物はフイルター３６によ
って除去される。
【００１５】また、数十秒の周期を有する長周期波が来
襲すると、この周期に共振するように条件設定しておい
た外郭体１６内の水位はその共振現象により大きく変動
しはしめ、重合した重複波によって隅角部近傍での水位
変動が最も大きくなる。
襲すると、この周期に共振するように条件設定しておい
た外郭体１６内の水位はその共振現象により大きく変動
しはしめ、重合した重複波によって隅角部近傍での水位
変動が最も大きくなる。
【００１６】そして外郭体１６の隅角部近傍で最も増幅
された水位変動は空気圧縮シリンダ２８内のピストン部
材３４の往復動に変換され、外気取入口３２を介して該
空気圧縮シリンダ２８内に導入された空気を圧縮するた
めのエネルギーとして使用される。この場合、ピストン
部材３４の上下動（ヒービング）の固有周期と外郭体１
６の内部水の共振周期を合わせてあるのでピストン部材
３４の往復動はさらに増幅され空気圧縮シリンダ２８内
に導入された外気の圧縮を好適に行うことができる。
された水位変動は空気圧縮シリンダ２８内のピストン部
材３４の往復動に変換され、外気取入口３２を介して該
空気圧縮シリンダ２８内に導入された空気を圧縮するた
めのエネルギーとして使用される。この場合、ピストン
部材３４の上下動（ヒービング）の固有周期と外郭体１
６の内部水の共振周期を合わせてあるのでピストン部材
３４の往復動はさらに増幅され空気圧縮シリンダ２８内
に導入された外気の圧縮を好適に行うことができる。
【００１７】そして各空気圧縮機構１８によって圧縮さ
れた外気は送気管２２を介して圧縮空気定圧貯留タンク
２０に送られ、さらにこの圧縮空気定圧貯留タンク２０
の圧力が一定の圧力に達すると送気管２４および各散気
管２６を介して海水中に気泡として放散され、この放散
時のエアレーション作用で溶存酸素量を増大させ自浄能
力の向上によって水質の改善が行われる。
れた外気は送気管２２を介して圧縮空気定圧貯留タンク
２０に送られ、さらにこの圧縮空気定圧貯留タンク２０
の圧力が一定の圧力に達すると送気管２４および各散気
管２６を介して海水中に気泡として放散され、この放散
時のエアレーション作用で溶存酸素量を増大させ自浄能
力の向上によって水質の改善が行われる。
【００１８】一方、外郭体１６はグチ式の造流堤として
形成されているので、例えば、下げ潮時には周辺海域と
の水位差によって開口部１４から海水を放出して外郭体
１６内の海水の入替えが行われるだけでなく、開口部１
４に配置したフイルター３６によって外郭体１６内の浮
遊不純物を吸着してから海水を放出する。またこの海水
の入替え時の流れの方向も一定方向になっているので浮
遊不純物が外郭体１６内で混濁するような不都合も生じ
ることはない。
形成されているので、例えば、下げ潮時には周辺海域と
の水位差によって開口部１４から海水を放出して外郭体
１６内の海水の入替えが行われるだけでなく、開口部１
４に配置したフイルター３６によって外郭体１６内の浮
遊不純物を吸着してから海水を放出する。またこの海水
の入替え時の流れの方向も一定方向になっているので浮
遊不純物が外郭体１６内で混濁するような不都合も生じ
ることはない。
【００１９】なお、フイルター３６に吸着した浮遊不純
物の除去は適宜行うことになるが、この水質改善システ
ム１０では長周期波エネルギーという自然に生じた外力
を動力源として使用しているのでランニングコストを低
減でき保守管理も極めて簡便に行うことができるもので
ある。
物の除去は適宜行うことになるが、この水質改善システ
ム１０では長周期波エネルギーという自然に生じた外力
を動力源として使用しているのでランニングコストを低
減でき保守管理も極めて簡便に行うことができるもので
ある。
【００２０】
【発明の効果】先に述べたように、本発明に係る水質改
善システムでは、長周期波エネルギーによって生じた海
水位変動を利用して矩形状外郭体内の水位変動を増幅す
るとともにこの増幅された水位振動と空気圧縮機構を共
振させて空気を効率的に圧縮し、さらに圧縮空気を外郭
体内水域に放散してエアレーションを行い、このエアレ
ーションによって溶存酸素量の増大を図り水質の改善を
促進するとともに保持するので動力コストが不要である
ばかりでなく、メンテナンスも極めて容易となるもので
ある。また、海水中に浮遊する不純物も一定方向の流れ
を利用してグチ型開口部に配置されたフィルターを使用
して確実に回収するので効率的な水質改善を達成するこ
とができる等種々の利点を有するものである。
善システムでは、長周期波エネルギーによって生じた海
水位変動を利用して矩形状外郭体内の水位変動を増幅す
るとともにこの増幅された水位振動と空気圧縮機構を共
振させて空気を効率的に圧縮し、さらに圧縮空気を外郭
体内水域に放散してエアレーションを行い、このエアレ
ーションによって溶存酸素量の増大を図り水質の改善を
促進するとともに保持するので動力コストが不要である
ばかりでなく、メンテナンスも極めて容易となるもので
ある。また、海水中に浮遊する不純物も一定方向の流れ
を利用してグチ型開口部に配置されたフィルターを使用
して確実に回収するので効率的な水質改善を達成するこ
とができる等種々の利点を有するものである。
【００２１】以上、本発明に係る水質改善システムの好
通な実施例につき説明したが、本発明はこの実施例に限
定されるものではなく、本発明の精神を逸脱しない範囲
内において種々の設計変更をなし得ることは勿論であ
る。
通な実施例につき説明したが、本発明はこの実施例に限
定されるものではなく、本発明の精神を逸脱しない範囲
内において種々の設計変更をなし得ることは勿論であ
る。
【図１】本発明に係る水質改善システムの概略平面図で
ある。
ある。
【図２】図１に示す水質改善システムの要部断面説明図
である。
である。
１０ 水質改善システム、１２ 開口部、 １４
開口部、 １６ 外郭体、 １８ 空気圧縮機構、 ２０ 圧縮空気定圧貯留タンク、 ２２
送気管、 ２４ 送気管、 ２６ 散気管、 ２８
空気圧縮シリンダ、 ３０ 逆止弁、 ３２ 外気取入口、 ３４
ピストン部材、 ３６ フイルター。
開口部、 １６ 外郭体、 １８ 空気圧縮機構、 ２０ 圧縮空気定圧貯留タンク、 ２２
送気管、 ２４ 送気管、 ２６ 散気管、 ２８
空気圧縮シリンダ、 ３０ 逆止弁、 ３２ 外気取入口、 ３４
ピストン部材、 ３６ フイルター。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−98696（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−5567（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−108888（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】波力によって共振する空気圧縮機構で得ら
れた圧縮空気を水中で放散してエアレーションを行うこ
とにより水質を改善するシステムにおいて、形状的に閉
鎖水域となるような内湾域に潮汐などの海面振動等を含
む長周期波エネルギーによって生ずる水位変動と共振し
しかも矩形状に形成した外郭体を配設し、この矩形状外
郭体に複数の開口部を開設するとともにこれらの開口部
の流入係数に差をつけて所定の開口部のみから海水が放
出されるように形成し、一方前記外郭体内の隅角部には
該外郭体内で生じる水位変動と共振するように条件設定
した空気圧縮機構を設け、この空気圧縮機構で得られた
圧縮空気を定圧貯留タンクを介して海底に配設した散気
管に接続し、さらに前記開口部に浮遊不純物の回収フィ
ルターを配設することことを特徴とする長周期波エネル
ギーを利用した水質改善システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13007893A JP2510941B2 (ja) | 1993-05-07 | 1993-05-07 | 長周期波エネルギ―を利用した水質改善システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13007893A JP2510941B2 (ja) | 1993-05-07 | 1993-05-07 | 長周期波エネルギ―を利用した水質改善システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06320192A JPH06320192A (ja) | 1994-11-22 |
| JP2510941B2 true JP2510941B2 (ja) | 1996-06-26 |
Family
ID=15025465
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13007893A Expired - Lifetime JP2510941B2 (ja) | 1993-05-07 | 1993-05-07 | 長周期波エネルギ―を利用した水質改善システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2510941B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000303943A (ja) * | 1999-04-21 | 2000-10-31 | Okinawa Kaihatsuchiyou Okinawa Sogo Jimukiyokuchiyou | 流水エネルギー回収方法及び装置 |
| CN110759422A (zh) * | 2018-07-25 | 2020-02-07 | 联成创新国际股份有限公司 | 水质处理结构 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS575567A (en) * | 1980-06-12 | 1982-01-12 | Shimizu Constr Co Ltd | Reflective convergence bank for wave power generation |
| JPS61108888U (ja) * | 1984-12-24 | 1986-07-10 | ||
| JPH0398696A (ja) * | 1989-09-09 | 1991-04-24 | Taiyo Plant Kogyo:Kk | 波動ポンプを用いたエアレーション浄化装置 |
-
1993
- 1993-05-07 JP JP13007893A patent/JP2510941B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06320192A (ja) | 1994-11-22 |
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