JPH0118238Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （考案の技術分野） 本考案はダムその他の貯水池の深水層の水を曝
気するための貯水池用曝気装置に関する。

（考案の背景） 近年貯水池の上流域の開発が進められ、その結
果農畜産排水及び生活排水が貯水池に流入してい
る。

このような排水は貯水池の持つ自然の浄化能力
を越える多量の汚濁物質を含んでおり、貯水池を
富栄養化させる。

富栄養化の進んだ貯水池の上層水は、栄養が豊
富で日光がよく当るため、植物性プランクトンの
増殖により、透明度が低下し、深水層には十分日
光が届かないうえ、大気からの酸素供給が十分で
ないところから、豊富な有機物の分解により、酸
素が消費し尽され、溶存酸素がゼロになる。

このような状態の深水層は嫌気性の分解が行な
われ、すなわち水中の無機性窒素は深水層では植
物体に吸収されることなく還元されてアンモニア
性に変化し、深水層の水は非常にアンモニア性窒
素の豊富な状態になる。

このような深水層の水を農業用水に利用した場
合には、稲作等の農作物に悪影響を及ぼし、米等
の収穫量が減る等の現象が生じている。

また池に流入した鉄分が深水層では硫化鉄とな
るため、深水層の水を飲料水として利用する場合
には問題があり、しかも発電設備等に用いた場合
には、配管を腐蝕させる等の弊害が生じる。

また、湖底にはプランクトンの死骸が分解され
て生じる栄養塩、及び鉄、マンガン等の沈澱物が
あり、ヘドロとなつており、この湖底の沈澱物が
深水薮の嫌気分解によつて還元され、再び水中に
溶出し一段と富栄養化を進めている。

（従来技術） その不都合をなくすべく、深水層の水に溶存酸
素を増すために貯水池の深水層の水をポンプで吸
い上げて空気と接触させ、曝気した後、貯水池に
環流するようにした装置もあつた。

しかし、その装置は深い位置の深水層の水を吸
い上げるため、強力な吸引ポンプが必要であり極
めて大きな動力を必要とするばかりでなく、また
揚水中に曝気できないため効率が悪く、またその
他に曝気のための特別な装置が必要となり装置が
高価になるばかりでなく、水面高の変動に対応が
困難であつた。

このような、問題を解決するため、実公昭58−
37519号に開示されているように、空気泡を利用
して深水層の水を蛇腹管等の伸縮管を用いてくみ
上げ、曝気した後、再び深水層に環流させる曝気
装置が提案されている。

しかし、上述の先行装置では、増水および減水
による水面高さの変動に対して、伸縮可能な伸縮
管で対応しているので、次のような問題点を有す
る。

すなわち、増水によつて伸縮管が伸長して伸縮
管自体が伸び切つている場合は大きな問題とはな
らないが、減水によつて伸縮管が収縮していると
き、池内の速い水流、伸縮管内の水流や気泡流、
あるいは、風によるフロートの水面移動等によつ
て、伸縮管に不安定な横方向の作用力が働き、該
作用力で伸縮管が屈曲し、蛇行する問題点であ
る。

ことに、上述の伸縮管内の水流や気泡流におい
ては、作用力が大きく現われ、これは、水圧に抗
して強い噴射力で吹き上げられる気泡が伸縮管内
を上動するとき、気泡が形状を不定に変形しなが
ら、しかも左右横方向に乱動して上動し、さら
に、上部に至る程、膨張することが起因して、こ
の気泡および該既魔法で上昇する水流により、不
定な横方向への大きな作用力が発生し、この作用
力で伸縮管の内壁を押し、しかも、この作用力が
不定な横方向であるため、収縮が伸び切るまで伸
縮管を屈曲し、しかも、この屈曲した伸縮管は不
定に移動し、あたかも蛇行するが如く乱動する。

そのために、揚水管と流下水管との接触絡み合
い、またはこれらの管とワイヤ等との絡み合いに
よる相互の損傷・破損、あるいは、空泡流が伸縮
管の屈曲部に溜つてスムースな水の流通を妨げ、
時として屈曲部分の伸縮管を空気泡の圧力で破損
させるような事態が生じる問題点を有していた。

（考案の目的） この考案は、気泡による曝気装置において、揚
水管及び流下水管の上部に形成した伸縮管が気泡
や水流によつて乱動し屈曲することのない装置の
提供を目的とする。

（考案の構成） この考案の貯水池曝気装置は特に、揚水管と流
下水管の上部を伸縮管にて構成するとともに、こ
れら伸縮管には上下方向適当間隔おきに複数のフ
ランジを突設し、各フランジを伸縮管に沿つて張
設された紐状体に摺動可能に係合させたことを特
徴とする。

（考案の効果） この考案によれば、揚水管及び流下水管の上部
の伸縮管は、常時伸張状態に保持された紐状体に
よりそれぞれ支持されているので、池内の速い水
流、伸縮管内の水流や気泡流、あるいは、風によ
るフロートの水面移動等によつて、伸縮管に不定
な横方向の作用力が伸縮管に作用しても、これを
抑制して、伸縮管の乱動屈曲を防止し、各管は上
下中間部で屈曲することがなく、常時略直立状態
を維持することができる。

これによつて、揚水管及び流下水管あるいはワ
イヤ等の相互を、伸縮管の乱動屈曲に基づく損
傷・破損から確実に保護することができ、そし
て、風や池内に速い水流が発生しても、常時深水
層の水をスムースに上昇させ、円滑良好な曝気が
得られる。

（考案の実施例） 以下本考案の一実施例を図面に基づいて詳述す
る。

貯水池用曝気装置１において、２は浮上槽であ
り、上面に開口部３を設けて大気に開放し、底部
には流入口４と流出口５を設けている。６は浮上
槽２を貯水池７の水面に浮上状態に保持するため
のフロートであり、８はフロート６の上面に敷設
した上甲板である。

そして前記流出口４には揚水管９の上端部が連
結されており、流出口５には揚水管９より大径の
流下水管１０の上端部が連結されている。

前記揚水管９及び流下水管１０は、いずれもそ
の上部は長さ方向に伸縮する管として蛇腹管９
ａ，１０ａで構成され、それより下方部分は比較
的硬質の管を連結した直管９ｂ，１０ｂで構成さ
れている。

上記蛇腹管９ａ，１０ａにはいずれも上下方向
適当間隔おきにリング１２…が外嵌され、これら
リング１２…からそれぞれ蛇腹管の径方向に滑車
１３…を取付ける為のフランジ１４…が複数本突
設されている。

これら蛇腹管９ａ，１０ａの周部長さ方向に
は、それぞれ前記滑車１３…にガイドされた紐状
体として複数本のワイヤー１５，１６が張設さ
れ、各ワイヤー１５，１６の下端は蛇腹管９ａ，
１０ａ最下端のフランジ１４ａのリング１７に連
結されている。そして各ワイヤー１５，１６は順
次上方位置のフランジ１４に取付けた滑車１３…
にガイドされながら、前記浮上槽２の底部に設け
た貫通孔１８…を通つて浮上槽上部のローラー１
９…部分で、水平方向に屈曲し、上甲板８上では
ガイドカバー２０…で案内され、更に上甲板８の
外側部に設けたローラー２１…で下方に屈曲させ
て全体の側面形状を略コ字状に形成し、それぞれ
の下端に重錘２２…を取付け、各ワイヤー１５，
１６を常時伸張状態に保持している。

また揚水管９の下端入口２３と流下水管１０の
下端出口２４を貯水池７の底より一定高さに保持
する装置として、それぞれロープ２５を接続し、
このロープ２５を貯水池７の底に設置したアンカ
ー２６のフツクを挿通して岸辺の巻取り装置（図
示省略）に連結し、常時張力を付与するようにし
ている。

そして揚水管９の下端入口２３には、深水層の
水を上昇させるための空気泡を揚水管９の内部に
供給する給気ノズル２７が接続され、給気管２８
を介して岸辺のエアーポンプ２９に連結されてい
る。

前記流下水管１０の下端出口２４は、周面に複
数個設けられ、これら出口２４に拡散パイプを連
結して流下した水を深水層に広範囲に拡散するよ
うに構成する場合もある。

上述した構成からなる貯水池用曝気装置１の作
用を説明する。

エアーポンプ２９を作動し、給気ノズル２７よ
り空気気泡を生じさせれば、空気泡が揚水管９内
を上昇する。

すると、空気泡の浮揚力と、空気泡と揚水管内
の水との混合による軽比重による浮力が働くの
で、揚水管９内の水は上方に流動し、深水層の水
は揚水管９の上端出口４より浮上槽３内にくみ上
げられる。

この揚水管９を通過する際に深水層の水は微細
な空気泡と各所万遍なく接触して酸素が水中に効
率良く溶解する。更に浮上槽３内においては、く
み上げられた水の中に含まれている空気泡が大気
中に放出されるとともに、その空気泡が水面でつ
ぶれる際の水の飛散と、水の大気との接触により
水中に十分な酸素が溶解されるというようにして
二次の曝気が行なわれる。

そして浮上槽３内にくみ上げられた水は、貯水
池７の水面より高くなると、その水位差により流
水口５より流下水管１０内に流下して下端出口２
４から再び深水層にもどされる。

このようにして揚水管９にてくみ上げられた深
水層の水は効率良い曝気が行なわれてしだいに溶
存酸素が増して上層部の水と同様に利用可能な水
に変換される。

上記貯水池用曝気装置１は水に浮かべているた
め、貯水量の変動により水位が変動すると浮上槽
３が水面の移動とともに、上下に移動する。しか
し揚水管９と流下水管１０の下部は常にワイヤー
２５及びアンカー２６を介して貯水池７の底より
一定高さに保持されており、上部はフロート６が
設けられているので、各管９，１０は上下から張
力を与えられて垂直な起立状態に保持されてい
る。

第５図Ａ，Ｂは貯水池７が満水時と減水時の説
明図であつて、満水時には蛇腹管９ａ，１０ａ共
に伸張されているが、減水時には水面が降下する
ので、蛇腹管９ａ，１０ａは圧縮作用を受けて短
かくなり、その分だけ重錘２２は下方に移動す
る。

従つていずれの場合でも、揚水管９と流下水管
１０は重錘２２により上方に引張られて張力が付
与されるとともに、各ワイヤー１５，１６も常時
一定の力で伸張された状態となり、蛇腹管９ａ，
１０ａはフランジ１４…及び滑車１３を介して周
囲からガイドされ、直立状態に保持することにな
る。

このため貯水池７の水位の変動にかかわらず、
また貯水池で生じる水流、フロート６の風による
移動、気泡流による横方向の作用力が作用して
も、蛇腹管９ａ，１０ａは伸張、収縮しても屈曲
することなく、常にまつすぐな状態になる。

従つて本考案の装置では、揚水管９、流下水管
１０は屈曲することがないので、空気泡が屈曲部
に溜ることもなく、深水層の水をスムースに上昇
させて、空気泡滞留部でその圧力により管が破損
することもない。

尚、上述した実施例では、ワイヤー１５，１６
を一定の力で伸張するための手段として重錘２２
を用いる場合について説明したが、第６図に示す
ように上甲板８にモータ等の巻取り装置３０を設
置し、水位の変動に応じてワイヤー１５，１６の
張力を検知手段で検知し、常に一定の張力を付与
させるように構成してもよい。

上述した重錘２２及び巻取り装置３０いずれの
場合でも、ワイヤー１５，１６は常に伸張されて
おり、これにガイドされたフランジ１４…は水位
の変動とともに滑車１３…がワイヤー１５，１６
に沿つて上下動して蛇腹管９ａ，１０ａを直立状
態に支持することになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は全体の側面図、第２図は要部の側面
図、第３図は上面図、第４図は第２図のＸ−Ｘ線
矢視断面図、第５図Ａ，Ｂは満水時と減水時の状
態を示す説明図、第６図は別の実施例の要部側面
図である。 １……貯水池用曝気装置、２……浮上槽、４…
…流入口、５……流出口、６……フロート、７…
…貯水池、９……揚水管、９ａ……蛇腹管、１０
……流下水管、１０ａ……蛇腹管、１０ｂ……直
管、１４……フランジ、１５，１６……ワイヤ
ー、２６……アンカー。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 大気に開放した浮上槽を貯水池の水面に保持す
   るためのフロートを設け、浮上槽には流入口と流
   出口とを設け、流入口には揚水管の上端出口を接
   続し、空気泡を揚水管の内部に供給するための給
   気ノズルを設け、浮上槽の流出口には流下水管の
   上端入口を接続し、前記揚水管と流下水管の上部
   を伸縮管にて構成するとともに、これら伸縮管に
   は上下方向適当間隔おきに複数のフランジを突設
   し、各フランジを伸縮管に沿つて張設された紐状
   体に摺動可能に係合させ、揚水管及び流下水管の
   下端はそれぞれ貯水池の底より一定高さに保持す
   る保持手段を設けたことを特徴とする貯水池曝気
   装置。