JP2979220B2 - 水流発生装置の環状噴射口調整用環状体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば海洋、湖沼、
河川等の水質・底質改善、浄化などに使用され、加圧水
を作動源として加圧吐出と負圧吸引によって水流を発生
させて水の滞留を防ぎ、水の流れを利用して水質の改善
浄化などを図る水流発生装置の技術に係り、特に、水流
発生装置の環状噴射口の噴射口幅を調整する水流発生装
置の環状噴射口調整用環状体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば海洋、湖沼、河川等の水質
・底質改善、浄化などに使用される装置として、例えば
特開平７−４７３９２号の『水流式水質改善浄化装置』
が出願されている。この装置は、加圧水を作動源として
加圧吐出と負圧吸引によって水流を発生させて水の滞留
を防ぎ、水の流れを利用して水質の改善浄化などを図る
構造になっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記装置
（特開平７−４７３９２号の『水流式水質改善浄化装
置』）においては、加圧水を噴射する環状噴射口の噴射
口幅が一定であるため、噴射口から噴射される加圧水の
圧力調整は加圧ポンプによって行われており、高圧力で
噴射させたいときには高圧の加圧ポンプが必要となり、
又、環状噴射口の噴射口幅が狭い場合には環状噴射口の
一部が異物で詰まり、均等な加圧吐出が出来なくなり所
定の水流を発生させることができなくなる等の問題があ
った。

【０００４】この発明は、上記のような課題に鑑み、そ
の課題を解決すべく創案されたものであって、その目的
とするところは、加圧水を噴射する環状噴射口の噴射口
幅を調整可能にすることによって、環状噴射口から噴射
される加圧水の圧力を調整でき、又環状噴射口の一部に
異物が詰まるのを防ぐことのできる水流発生装置の環状
噴射口調整用環状体を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、加圧水を生成する加圧水発生
機を備え、加圧水を作動源として加圧吐出と負圧吸引に
よって水流を発生させ水中に設けられる吐出吸引作動機
を備え、加圧水発生機で生成された加圧水を吐出吸引作
動機に供給する圧送通路を有し、上記吐出吸引作動機の
内部に真っ直ぐな吐出吸引通路が貫通形成され、吐出吸
引通路の中央部の周囲に壁を隔てて、圧送通路を通って
供給される加圧水が流入する環状加圧室及び環状噴射路
が円周方向に形成され、環状噴射路の下流側が上記吐出
吸引通路の吐出口側に傾斜指向して形成されると共に環
状噴射路が下流側に向けて暫次縮小して絞られ、環状噴
射路の下流端に吐出吸引通路の内周面の全周に臨む環状
噴射口が形成された水流発生装置において、吐出吸引通
路と環状加圧室を仕切り、且つ、環状噴射路及び環状噴
射口の内周壁面を形成する環状噴射口調整用環状体を、
吐出吸引通路の中央部に進退自在に設けると共に、進退
自在な環状噴射口調整用環状体によって該環状体端部の
吐出吸引通路の内周に現出される環状凹部を塞ぐリング
スペーサを設けた構成よりなる。

【０００６】

【作用】以上のような構成を有するこの発明は、次のよ
うに作用する。すなわち、環状噴射口調整用環状体を吐
出吸引通路の吸引口側に向かって前進移動させることに
よって環状噴射口の噴射口幅を広くするように作用し、
又環状噴射口調整用環状体を吐出吸引通路の吐出口側に
向かって後退移動させることによって環状噴射口の噴射
口幅を狭くするように作用する。

【０００７】そして、加圧水発生機で生成された加圧水
は、圧送通路を通って水中に設置された吐出吸引作動機
の環状加圧室内に入り、環状加圧室から環状噴射路を通
過中に更に流速が加速されて噴射口幅が調整された環状
噴射口から吐出吸引通路内に噴射され、噴射された加圧
水は吐出吸引通路内の水を吐出口側に向かって高圧高速
で押し出し、吐出口から多量の水を高圧高速で噴射さ
せ、噴射させた水によって水中に流れを生じさせる。し
かも、高圧高速で噴射された水は遠方まで到達するの
で、広い範囲にわたって水中に流れを生じさせる。

【０００８】また、環状噴射口より下流側の吐出吸引通
路内には高流速域が出現し、この高流速域の出現によっ
て、環状噴射口より上流側の吐出吸引通路内には負圧吸
引域が出現し、この負圧吸引によって、吸引口から吐出
吸引通路内に多量の水が吸い込まれて吐出口側に向かっ
て連続的に流れる。この際に、吸引口側にも多量の水の
流入に伴う流れを生じさせる。

【０００９】

【実施例】以下、図面に記載の実施例に基づいてこの発
明をより具体的に説明する。ここで、図１は吐出吸引作
動機の側断面図、図２は図１のＡ−Ａ矢視断面図、図３
（Ａ）は環状噴射口調整用環状体の側断面図、図３
（Ｂ）は環状噴射口調整用環状体の正面図、図４（Ａ）
はナットの側断面図、図４（Ｂ）はナットの正面図、図
５（Ａ）はリングスペーサの側断面図、図６（Ｂ）はリ
ングスペーサの正面図、図６は中空円筒体の側面図、図
７は水流発生装置の全体系統図である。

【００１０】図において、水流発生装置は、加圧水を生
成する加圧水発生機１、加圧水発生機１で生成された加
圧水を吐出吸引作動機３に供給する通路となる圧送通路
２、及び加圧水発生機１で生成された加圧水を作動源と
して加圧吐出と負圧吸引によって水流を発生させる吐出
吸引作動機３などから主に構成されている。

【００１１】加圧水発生機１は、取水口１ａで汲み上げ
た水を加圧して圧送通路２を介して吐出吸引作動機１に
供給する機器であり、圧送通路２の上流に設置されてお
り、例えば揚水ポンプが使用されている。揚水ポンプは
目的に応じて陸上又は水中に設置されている。揚水ポン
プの駆動機１ｂの原動力として、電気、発動機などが用
いられる。

【００１２】圧送通路２はその上流側が上記加圧水発生
機１に接続されており、またその下流端は吐出吸引作動
機３に接続されている。圧送通路２は加圧水発生機１で
生成された加圧水を吐出吸引作動機３に供給するための
通路であり、圧送通路２には例えばビニール製フレキシ
ブルパイプが使用されている。

【００１３】吐出吸引作動機３は外形が横に長い円筒形
状で両端側が弾頭状に形成され、その内部には弾頭状の
両端間を貫通する真っ直ぐな吐出吸引通路３ａが形成さ
れている。吐出吸引通路３ａはその断面が円形で、この
吐出吸引通路３ａの一端側は吸引口３ｂとなり、他端側
は吐出口３ｃとなる。吸引口３ｂ側は外側に向かってそ
の開口断面が徐々に拡大している。

【００１４】吐出吸引通路３ａは、一端の吸引口３ｂか
ら海水又は淡水を吸引し、吸引した海水又は淡水を他端
側の吐出口３ｃに向かって流し、その途中で加圧水によ
って海水又は淡水を加速させて他端の吐出口３ｃから勢
いよく吐出させて、直進的な流れを水中に生じさせて広
範囲に渡る流れを水中に生じさせる。

【００１５】吐出吸引通路３ａの中央部の円周方向の周
囲には、壁を隔てて環状加圧室３ｄ及び環状噴射路３ｅ
が形成されている。環状加圧室３ｄ及び環状噴射路３ｅ
は、壁を隔てて吐出吸引通路３ａの円周方向の全周に形
成されている。環状加圧室３ｄは断面方向の両側壁面は
それぞれ均一径の円形側壁面から形成されている。環状
加圧室３ｄには上記圧送通路２の下流端が接続されてい
る。

【００１６】環状噴射路３ｅは環状加圧室３ｄの下流に
隣接して形成されている。環状噴射路３ｅの断面方向の
両側壁面は円錐角度の異なる直線状の円錐側壁面からそ
れぞれ形成されいる。環状噴射路３ｅはその全周が吐出
吸引通路３ａの吐出口３ｃ側に傾斜している。即ち、そ
の円錐側壁面の収束方向は吐出吸引通路３ａの吐出口３
ｃ側に指向している。

【００１７】環状噴射路３ｅの両側壁面の円錐角度は外
側が内側より鋭くなっていて、両側の壁面間隔は下流側
に向けて暫次縮小され絞られており、最も絞られたその
下流端には吐出吸引通路３ａに臨む環状噴射口３ｆが形
成されている。環状噴射口３ｆは吐出吸引通路３ａの内
周側面の円周方向の全周に形成されている。

【００１８】環状噴射口調整用環状体４は、吐出吸引通
路３ａと環状加圧室３ｄを仕切り、且つ、環状噴射路３
ｅ及び環状噴射口３ｆの内周壁面を形成するものであ
り、吐出吸引通路３ａの中央部に進退自在に設けられて
いる。環状噴射口調整用環状体４は吸引口３ｂ側に向か
って前進移動することによって環状噴射口３ｆの噴射口
幅を広げ、又環状噴射口調整用環状体４は吐出口３ｃ側
に向かって後退移動することによって環状噴射口３ｆの
噴射口幅を狭める。

【００１９】環状噴射口調整用環状体４は、円筒形状の
形状をしており、その内周は吐出吸引通路３ａの内周と
同一径に形成され、吐出吸引通路３ａの中央部を形成し
ている。環状噴射口調整用環状体４の外周は環状加圧室
３ｄ及び環状噴射路３ｅの内側内周を形成しており、又
環状噴射口調整用環状体４の一端側の外周面は、上述し
たように円錐状の傾斜面に形成されていて、環状噴射路
３ｅの内周壁面を形成している。更に環状噴射口調整用
環状体４の一端側の円形端面は環状噴射口３ｆの内周壁
面を形成している。

【００２０】一方、環状噴射路３ｅ及び環状噴射口３ｆ
と反対側となる環状噴射口調整用環状体４の他端側の外
周面には雄螺子が形成されていて、吐出吸引通路３ａの
内周より外側に形成された後記の装着穴４ａの内周面に
同様に形成された雌螺子に螺合して、進退自在になって
いる。

【００２１】吐出吸引通路３ａの中央部の環状噴射口調
整用環状体４が設けられる箇所は、その前後の吐出吸引
通路３ａの内径より大きい空洞に形成されていて、その
内周壁面は上記環状加圧室３ｄ及び環状噴射路３ｅの外
側壁面になっている。この大きな空洞部分に吐出吸引通
路３ａの中央部を形成する環状噴射口調整用環状体４が
進退自在に設けられている。

【００２２】また、中央部の空洞の吸引口３ｂ側の端部
には吐出吸引通路３ａの内径より大きな装着穴４ａが形
成され、その装着穴４ａの内周面には上記の雌螺子が形
成されていて、環状噴射口調整用環状体４の他端側が挿
入して螺合されるようになっている。又装着穴４ａに挿
入して螺合される環状噴射口調整用環状体４を固定的に
定着させるナット４ｂがその外周に螺着されている。

【００２３】環状噴射口調整用環状体４の他端と装着穴
４ａとの間に現出される環状凹部４ｂにはリングスペー
サ５が挿入螺合して装着されている。リングスペーサ５
は、進退自在な環状噴射口調整用環状体４によって該環
状体端部の吐出吸引通路３ａの内周に現出される環状凹
部４ｃを塞ぎ、環状噴射口調整用環状体４が噴射時の反
作用によって吸引口３ｂ側に移動するのを防ぐものであ
る。

【００２４】即ち、環状噴射口調整用環状体４を吐出口
３ｃ側に後退移動させた場合、環状噴射口調整用環状体
４の他端と装着穴４ａとの間に環状凹部４ｃが現出され
るが、リングスペーサ５は、この環状凹部４ｂを塞ぎ、
しかも、噴射時に環状噴射口調整用環状体４が反作用で
吸引口３ｂ側に移動するのを防ぐものである。

【００２５】リングスペーサ５はその内径が吐出吸引通
路３ａの内径と同一に形成されており、また、外周面に
は装着穴４ａの雌螺子に螺合する雄螺子が形成されてい
る。リングスペーサ５は環状噴射口３ｆの噴射口幅に対
応して数種類の厚みのことなるものが用意されている
が、リングスペーサ５は薄板のものを何枚を重ねて使用
されることもある。

【００２６】ところで、溶存酸素量の高い水を海水又は
淡水中に送り込みたい場合には、上記の構成にさらに、
エアーコンプレッサー６、空気圧送通路７、空気放出口
７ａなどが付加される。また、発生する水流の効率を高
めるために、吐出吸引作動機３は中空円筒体８の内部に
取付けられている。

【００２７】エアーコンプレッサー６は、陸上の空気を
加圧して空気圧送通路７を介して吐出吸引作動機１に供
給する機器であり、空気圧送通路７の上流の陸上に設置
されている。エアーコンプレッサー６の駆動機６ａの原
動力として、電気、発動機などが用いられる。

【００２８】空気圧送通路７はその上流側が上記エアー
コンプレッサー６に接続されており、またその下流端は
吐出吸引作動機３の吐出吸引通路３ａ内に臨んでいる。
空気放出口７ａはエアーコンプレッサー６で生成された
圧縮空気を吐出吸引作動機３の吐出吸引通路３ａ内に供
給するための通路であり、空気圧送通路７には例えば耐
圧パイプが使用されている。

【００２９】空気圧送通路７の下流端には空気放出口が
形成されており、空気放出口は吐出吸引通路３ａの吸引
口３ｂから内部に挿入されて吐出口３ｃ側に指向して取
付けられている。空気放出口は保持部材によって吐出吸
引通路３ａ内に保持されている。

【００３０】次に、上記実施例の構成に基づく作用につ
いて以下説明する。海洋、湖沼、河川等の水質・底質改
善、浄化などが必要な海水中又は淡水中に吐出吸引作動
機３を沈めて設置し、加圧水発生機１の駆動機１ｂを作
動させる。駆動機１ｂの作動により、取水口１ａから汲
み上げられた海水又は淡水は、加圧水発生機１で加圧水
に生成される。

【００３１】加圧水発生機１で生成された加圧水は、圧
送通路２を通って吐出吸引作動機３の環状加圧室３ｄに
供給され、下流の環状噴射路３ｅを通って円周方向の全
周に形成された環状噴射口３ｆから吐出吸引通路３ａ内
に吐出口３ｃ側に向けて噴射される。

【００３２】このとき、環状噴射路３ｅから環状噴射口
３ｆに向けて環状噴射路３ｅの径及び噴射路間隙が環状
噴射口３ｆに向けて暫次縮小され絞られており、そのた
め、環状噴射路３ｅを通る加圧水の流れは加速する。

【００３３】加圧水は環状噴射路３ｅを通過中に加速さ
れて環状噴射口３ｆから噴射されるので高圧噴射とな
り、その高圧噴射によって環状噴射口３ｆの下流側の吐
出吸引通路３ａ内の海水又は淡水は高速で吐出口３ｃ側
に押し出され、環状噴射口３ｆの下流側の吐出吸引通路
３ａ内には高速流域Ｘが出現する。

【００３４】高速流域Ｘの出現によって、環状噴射口３
ｆより上流側の吐出吸引通路３ａ内には負圧が発生し
て、吸引負圧域Ｙが出現する。この吸引負圧域Ｙの出現
によって、環状噴射口３ｆより上流側の吐出吸引通路３
ａ内には吸引力が生じ、この吸引力により、多量の海水
又は淡水が吸引口３ｂから吐出吸引通路３ａ内に吸い込
まれる。吐出吸引通路３ａの吸引口３ｂ側には吸引流入
による水流が生じる。

【００３５】また、高速流域Ｘの出現によって、環状噴
射口３ｆより下流側の吐出吸引通路３ａ内には高圧の吐
出力（噴射力）が発生する。この吐出力（噴射力）は、
環状噴射口３ｆから噴射する加圧水の流量に比例して、
その流速は速くなり、吐出力（噴射力）は強くなる。環
状噴射口３ｆから噴射力の強弱は加圧水発生機１の制御
によって可能となる。

【００３６】これにより、吐出吸引通路３ａの吐出口３
ｃから高圧の吐出力（噴射力）で加圧水と多量の海水又
は淡水が吐出され、遠くまで直進性の高い流れを起こす
ことができ、広範囲にわたって流れを起こすことが可能
となる。また、吐出吸引通路３ａの吸引口３ｂの前方の
水中にも、多量の海水又は淡水の吸引による吸引口３ｂ
へ向かう流れが起きる。

【００３７】上記のような使用において、上述の如く、
環状噴射口３ｆからの噴射力の強弱は加圧水発生機１の
制御によって可能であるが、環状噴射口３ｆの噴射口幅
を広げたり狭めたりすることによっても可能である。

【００３８】即ち、環状噴射口調整用環状体４を吸引口
３ｂ側に向かって前進移動させて、環状噴射口３ｆの噴
射口幅を広げることにより、加圧水発生機１を制御する
ことなく環状噴射口３ｆからの噴射力を弱めることがで
きる。同様に、環状噴射口調整用環状体４を吐出口３ｃ
側に向かって後退移動させて、環状噴射口３ｆの噴射口
幅を狭めることにより、加圧水発生機１を制御すること
なく環状噴射口３ｆからの噴射力を強めることができ
る。

【００３９】また、吐出吸引作動機３が設置される水中
に浮遊物が多く汚れていて、異物によって環状噴射口３
ｆが詰まり易い場合には、環状噴射口調整用環状体４を
吸引口３ｂ側に移動させて環状噴射口３ｆの噴射口幅を
広げることによって、詰まるのを防ぐことができる。こ
の場合、噴射力が弱まるが、加圧水発生機１の圧力を高
めることによって、全体として噴射力が弱まるのを防ぐ
こともできる。

【００４０】更に、吐出吸引作動機３が設置される水中
が澄んでいて、異物によって環状噴射口３ｆが詰まる恐
れが殆どない場合には、環状噴射口調整用環状体４を吐
出口３ｃ側に移動させて環状噴射口３ｆの噴射口幅を狭
めることによって、加圧水発生機１の出力を高めること
なく噴射力を高めることができる。又加圧水発生機１の
圧力を弱めて、全体として噴射力を一定に保つようにす
ることもできる。

【００４１】環状噴射口調整用環状体４の吐出吸引通路
３ａでの移動操作は、環状噴射口３ｆの噴射口幅に対応
して、所定の厚みのリングスペーサ５を装着穴４ａに先
ず挿入螺合して装着穴４ａに装着し、その後に、環状噴
射口調整用環状体４の他端側を装着穴４ａに挿入螺合し
て、環状噴射口調整用環状体４の他端の端面がリングス
ペーサ５に当接するまで移動させ、ナット４ｂを締め付
けることによって、固定定着させる。

【００４２】また、溶存酸素量の高い水を海水又は淡水
中に送り込みたい場合には、陸上に設置されたエアーコ
ンプレッサー６の駆動機６ａを駆動させる。駆動機６ａ
の駆動により、大気中の空気の一部がエアーコンプレッ
サー６に吸引され、吸引された空気はエアーコンプレッ
サー６で圧縮され、圧縮された空気は空気圧送通路７を
通って下端の空気放出口から、吐出吸引作動機３の吐出
吸引通路３ａ内に吐出口３ｃ側に向けて放出される。

【００４３】吐出吸引通路３ａ内に放出された圧縮空気
は吐出吸引通路３ａ内を吐出口３ｃ側に向けて流れる水
流によって吐出口３ｃ側に送られる。吐出吸引通路３ａ
内を吐出口３ｃ側に向けて流れる圧縮空気は、その途中
で、環状噴射口３ｆからの噴射エネルギーによって、水
中に混合される。

【００４４】環状噴射口３ｆの下流側の吐出吸引通路３
ａ内は高圧となるため、環状噴射口３ｆからの噴射エネ
ルギーによって環状噴射口３ｆの上流側の吐出吸引通路
３ａ吸引負圧域Ｙに注入された圧縮空気は、噴射エネル
ギーによって超微細粒状となり水中に良く溶入し、水中
の溶存酸素飽和度を高めることができる。

【００４５】なお、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、この発明の精神を逸脱しない範囲で種々
の改変をなし得ることは勿論である。

【００４６】

【発明の効果】以上の記載より明らかなように、この発
明に係る水流発生装置の環状噴射口調整用環状体によれ
ば、環状噴射口調整用環状体を進退動させて、環状噴射
口の噴射口幅を調整することによって、加圧水発生機の
加圧力を制御することなく、噴射口から噴射される圧力
を調整することができ、例えば加圧水発生機の加圧力を
高めることなく、噴射力を高めることができる。これに
より、加圧水発生機の加圧力を制御することなく、環状
噴射口の噴射口幅を調整することによって、吐出吸引作
動機の吐出口から吐出されて浄化される領域を調整する
ことができる。

【００４７】また、浮遊物が多く詰まり易い水中で使用
する場合には、環状噴射口の噴射口幅を広げて異物が詰
まるのを防止し、異物が詰まることによる故障の発生を
未然に防いで、故障に伴う修理や使用不能状態による維
持コストの高騰を防ぐことができる。

【００４８】更に、異物が詰まる恐れがない水中で使用
する場合には環状噴射口の噴射口幅を狭めて、加圧水発
生機の加圧力を高めることなく噴射力を強めて、広い領
域まで水流を作用させて浄化を図ることができる等、極
めて新規的有益なる効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す吐出吸引作動機の側断
面図である。

【図２】図２のＡ−Ａ矢視断面図である。

【図３】（Ａ）はこの発明の実施例を示す環状噴射口調
整用環状体の側断面図である。（Ｂ）はこの発明の実施
例を示す環状噴射口調整用環状体の正面図である。

【図４】（Ａ）はこの発明の実施例を示すナットの側断
面図である。（Ｂ）はこの発明の実施例を示すナットの
正面図である。

【図５】（Ａ）はこの発明の実施例を示すリングスペー
サの側断面図である。（Ｂ）はこの発明の実施例を示す
リングスペーサの正面図である。

【図６】この発明の実施例を示す中空円筒体の側面図で
ある。

【図７】この発明の実施例を示す水流発生装置の全体系
統図である。

【符号の説明】

１ 加圧水発生機 １ａ 取水口 １ｂ 駆動機 ２ 圧送通路 ３ 吐出吸引作動機 ３ａ 吐出吸引通路 ３ｂ 吸引口 ３ｃ 吐出口 ３ｄ 環状加圧室 ３ｅ 環状噴射路 ３ｆ 環状噴射口 ４ 環状噴射口調整用環状体 ４ａ 装着穴 ４ｂ ナット ４ｃ 環状凹部 ５ リングスペーサ ６ エアーコンプレッサー ６ａ 駆動機 ７ 空気圧送通路 ８ 中空円筒体 Ｘ 高速流域 Ｙ 吸引負圧域

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加圧水を生成する加圧水発生機を備え、
   加圧水を作動源として加圧吐出と負圧吸引によって水流
   を発生させ水中に設けられる吐出吸引作動機を備え、加
   圧水発生機で生成された加圧水を吐出吸引作動機に供給
   する圧送通路を有し、上記吐出吸引作動機の内部に真っ
   直ぐな吐出吸引通路が貫通形成され、吐出吸引通路の中
   央部の周囲に壁を隔てて、圧送通路を通って供給される
   加圧水が流入する環状加圧室及び環状噴射路が円周方向
   に形成され、環状噴射路の下流側が上記吐出吸引通路の
   吐出口側に傾斜指向して形成されると共に環状噴射路が
   下流側に向けて暫次縮小して絞られ、環状噴射路の下流
   端に吐出吸引通路の内周面の全周に臨む環状噴射口が形
   成された水流発生装置において、吐出吸引通路と環状加
   圧室を仕切り、且つ、環状噴射路及び環状噴射口の内周
   壁面を形成する環状噴射口調整用環状体を、吐出吸引通
   路の中央部に進退自在に設けると共に、進退自在な環状
   噴射口調整用環状体によって該環状体端部の吐出吸引通
   路の内周に現出される環状凹部を塞ぐリングスペーサを
   設けたことを特徴とする水流発生装置の環状噴射口調整
   用環状体。