JPH05340400A - 水流発生装置 - Google Patents

水流発生装置

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JPH05340400A
JPH05340400A JP14567692A JP14567692A JPH05340400A JP H05340400 A JPH05340400 A JP H05340400A JP 14567692 A JP14567692 A JP 14567692A JP 14567692 A JP14567692 A JP 14567692A JP H05340400 A JPH05340400 A JP H05340400A
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water flow
outer cylinder
eductor
flow generator
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宏直 葛西
Katsutoshi Yoshinaga
勝利 吉永
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  • Aeration Devices For Treatment Of Activated Polluted Sludge (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 原動機など可動部のある駆動装置を用いずに
任意の方向へ水力の強い水流を発生することを目的とす
る。 【構成】 外筒内に装着されたエダクターが外部から供
給される駆動流体により外筒内の水液を加速して水流を
発生させ外筒により所定の方向に向けて吐出するように
構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、湖、池、貯水槽、プー
ル、港湾、水産養殖場など閉鎖性水域における水質浄化
のための水塊交換に適用される水流発生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図24および図25はそれぞれ従来の水
流発生装置の説明図である。図24において、符号02
は浮力材010の揚力により直立して保持されている外
筒、03は圧縮空気の供給管、07は下方に向けて開い
ている空気室、08は係留索、09はシンカーである。
空気室07の内部に貯められる空気層は徐々に増加し、
遂には空気室07の下端を越えて外筒02内部に大型の
気泡を形成する。この気泡は圧縮空気の供給に伴って間
欠的に生成されるが、この気泡の上昇に伴って水底付近
の水が上方へ移送され、水塊交換の作用が行われる。
【0003】図36において、符号02は水流トンネル
に接続される外筒、015は電動機、その他の原動機に
より回転する駆動軸、016はこの駆動軸015に連結
された傘歯車装置、017は傘歯車装置015により駆
動される軸、014は軸017により駆動されて水流を
発生する翼車、023はこれら傘歯車装置016等を内
蔵するナセルを固定、保持しているストラット(柱体)
である。また、符号024,025はそれぞれ水中モー
タ、電源用ケーブルである。これらの水流発生装置は主
に船舶などに用いられ、鉛直方向、水平方向など任意の
方向へ水を移送して水塊交換を行う。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の水
流発生装置において、図24における水流発生装置は気
泡の上昇に伴って水底付近の水が上方へ移送され、水塊
交換の作用が行われるが、この水の移送が間欠的である
とともに原則として上方への移送に限られる。水面付近
では水平方向への拡散流を生じるが、これは上方へ移送
された水の水面への衝突に伴う2次流れであるために水
力が弱く、水平方向への水塊交換を行うにはこの弱い2
次流れを受動的に利用する外ない。
【0005】また、図25における水流発生装置は鉛直
方向、水平方向など任意の方向へ水を移送して水塊交換
を行うことができるが、原動機を含む大がかりで精密な
駆動装置を伴い、海底などの水中に長期間にわたって設
置して水流発生に供することは実際上は困難である。ま
た、空気との効果的な接触がないため、曝気作用は行う
ことができない。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係る水流発生装
置は上記課題の解決を目的にしており、内部に発生する
水流を所定の方向に向けて吐出する外筒と、該外筒内に
装着されて外部から供給される駆動流体により上記外筒
内の水液を加速して水流を発生させるエダクターとを備
えた構成を特徴とする。
【0007】また、本発明に係る水流発生装置は、上記
発明に係る水流発生装置と同様に構成されるとともに上
記エダクターに外部から上記駆動流体の他に気体を吸込
む気体吸入管を設けた構成を特徴とする。
【0008】また、本発明に係る水流発生装置は最上記
発明に係る水流発生装置と同様に構成されるとともに上
記外筒を必要な方向に向けて湾曲して設けた構成を特徴
とする。
【0009】また、本発明に係る水流発生装置は、最上
記発明に係る水流発生装置と同様に構成されるとともに
外筒を分岐して複数の方向に向けて出口を設けた構成を
特徴とする。
【0010】
【作用】即ち、本発明に係る水流発生装置においては、
外筒内に装着されたエダクターが外部から供給される駆
動流体により外筒内の水液を加速して水流を発生させ外
筒により所定の方向に向けて吐出するようになってお
り、原動機など可動部のある駆動装置を用いずに任意の
方向へ水力の強い水流を発生する。
【0011】また、本発明に係る水流発生装置において
は、外筒内に装着されたエダクターが外部から供給され
る駆動流体により外筒内の水液を加速して水流を発生さ
せ外筒により所定の方向に向けて吐出するとともに気体
吸入管によりエダクターに外部から駆動流体の他に気体
を吸込むようになっており、原動機など可動部のある駆
動装置を用いずに任意の方向へ水力の強い曝気水流を発
生する。
【0012】また、本発明に係る水流発生装置において
は、外筒内に装着されたエダクターが外部から供給され
る駆動流体により外筒内の水液を加速して水流を発生さ
せ外筒により所定の方向に向けて吐出するとともに外筒
が必要な方向に向けて湾曲して設けられており、原動機
など可動部のある駆動装置を用いずに必要な任意の方向
へ水力の強い水流を発生する。
【0013】また、本発明に係る水流発生装置において
は、外筒内に装着されたエダクターが外部から供給され
る駆動流体により外筒内の水液を加速して水流を発生さ
せ外筒により所定の方向に向けて吐出するとともに外筒
が分岐して複数の方向に向けて出口が設けられており、
原動機など可動部のある駆動装置を用いずに任意の複数
の方向へ水力の強い水流を発生する。
【0014】
【実施例】図1乃至図8は本発明の第一の実施例に係る
水流発生装置の説明図である。図1および図2におい
て、本発明の第一の実施例に係る水流発生装置は閉鎖性
水域における水質浄化のために水塊交換に使用されるも
ので、図における符号2は水流をその内部に発生させる
外筒、18は外筒2の内部に中心軸を一致させて設置さ
れている筒体(ナセル)である。筒体18の内部には図
に示すように噴流式に水流を発生させるエダクター19
が内装されており、エダクター19の駆動流体(空気、
水またはこれらの気液混合流体)は供給管3を通して供
給される。これにより、エダクター19は外筒2内の水
を入口21から吸入して出口20から吐出し、外筒2内
の水を吐出方向に加速するようになっている。44はご
み除け、22は筒体18を支持する支柱、10は外筒2
に固定されている浮力材、26,27はそれぞれ外筒2
の上流端と下流端、28は外筒2の係留に用いられるア
イプレート、9はシンカー、8は係留索、3aは水流を
発生させる駆動流体のジェット流の出口である。このよ
うなエダクター19の特性を応用することにより、本水
流発生装置は原動機など大がかりな駆動装置を用いず、
可動部がないためにメンテナンスフリーで耐久性が高い
簡単な構造をなし、外筒2により上下,左右,斜め等任
意の方向へ強力で効果的な水流を発生し得るとともに、
必要に応じてエダクター19の駆動流体に気体を用いた
り混合したりすることにより曝気装置を付加しなくても
効果的な曝気効果を挙げ得るようになっている。また、
外筒2内で発生する水流は間欠的に水面に激突して流れ
の損失を生じることもなく、静穏で定常的な水流である
ので水中生物等への悪影響が大幅に軽減される。なお、
本水流発生装置は外筒2、係留索8、シンカー9などか
らなる複合的な海中構造物群をなすこともできるので、
魚類の魚礁としての効果を発揮し得、海水塊の交換装置
として水産生物に対して間接的な保護、居住化の作用を
持つ。
【0015】図3において、本水流発生装置は第一の実
施例の応用例に係る水流発生装置で、前掲の実施例に係
る水流発生装置と構造および作用効果がぼぼ同じである
が、図に示すように外筒2内の中心外にそれぞれの中心
軸を持つように水流発生用に2つのエダクター19が配
設されており、強力な水流を発生するようになってい
る。
【0016】図4において、本水流発生装置は第一の実
施例の第二応用例に係る水流発生装置で、図に示すよう
に前掲の実施例に係る水流発生装置と構造および作用効
果などがほぼ同じであるが、外筒2内の中心軸に対して
対称に水流発生用に3つのエダクター19が配設されて
おり、さらに強力な水流を発生するようになっている。
【0017】図5において、本水流発生装置は第一の実
施例の第三応用例に係る水流発生装置で、図に示すよう
に前掲の実施例に係る水流発生装置と構造および作用効
果がほぼ同じであるが、水流発生用のエダクター19の
駆動流体の供給管3bが外筒2内に内装されているとと
もに、外筒2内において水流発生用の筒体18等を支え
る支柱が存在せず、外筒2の一部として支柱22bが埋
設された膨出形となっており、流れに対する抵抗が軽減
されている。
【0018】図6において、本水流発生装置は図に示す
ように第一の実施例に係る水流発生装置をいけす、或い
は養殖棚などの近傍に設置したもので、養殖水域におけ
る水塊交換に使用されている。図における符号31はい
けすまたは養殖棚吊下げ用のフロート、32は魚類用い
けす、33は貝類の養殖棚である。
【0019】図7において、本水流発生装置は図に示す
ように第一の実施例に係る水流発生装置を湾内の水底に
設置したもので、湾奥など閉鎖性の高い水域における水
塊交換に使用される。係留索8およびシンカー9は外筒
2の長さ方向の両端にそれぞれ1組づつ設けられてお
り、水底への設置に際しては係留索の長さをそれぞれ調
整することにより水底の傾斜面に沿う姿勢で配置される
ようになっている。
【0020】図8において、本水流発生装置は図に示す
ように第一の実施例に係る水流発生装置を湾内に設置し
たもので、図における符号35は水流発生用のエダクタ
ーの駆動流体を配送するポンプ設備、39,40はそれ
ぞれ本水流発生装置により湾内に生ずる流れの流入方向
ならびに流出方向である。これにより、それ自体では循
環が困難な閉鎖性湾内に沈滞している海水を本装置を複
数基組合わせて配置することにより、湾内に循環流を能
動的に生成させて水塊交換を行うことができる。
【0021】図9乃至図15は本発明の第二の実施例に
係る水流発生装置の説明図である。図9および図10に
おいて、第二の実施例に係る水流発生装置は閉鎖性水域
における水質浄化のために曝気を兼ねた水塊交換に使用
されるもので、図における符号2は水流をその内部に発
生させる外筒、18は外筒2の内部に中心軸を互いに一
致させて設置されている筒体(ナセル)で、図に示すよ
うにその内部に噴流式に水流を発生させるエダクター1
9が内装されている。エダクター19の駆動水は供給管
3を通して供給される。これにより、エダクター19は
外筒2内の水を入口21から吸入して出口20から吐出
し、外筒2内の水を吐出方向に加速するようになってい
る。22は筒体18を支持する支柱、10は外筒2に固
定されている浮力材、26,27はそれぞれ外筒2の上
流端と下流端、28は外筒2の係留に用いられるアイプ
レート、9はシンカー、8は係留索、3aは水流をエダ
クター19内に発生させる駆動水の出口ノズル、29は
エダクター19の内圧が大気圧以下になることにより、
外部から空気を吸込む気体吸入管、30はエダクター1
9内の通気管路である。本水流発生装置はこのようなエ
ダクター19の特性を応用することにより、原動機など
大がかりな駆動装置を用いず、可動部がないためにメン
テナンスフリーで耐久性が高い簡単な構造をなし、外筒
2により上下,左右,斜め等任意の方向へ強力で効果的
な水流を発生し得るとともに、エダクター19に外部か
ら空気を吸込む気体吸入管29を設けることにより曝気
装置を付加しなくても効果的な曝気効果を挙げ得るよう
になっている。また、外筒2内で発生する水流は間欠的
に水面に激突して流れの損失を生じることもなく静穏で
定常的な水流であるので、水中生物等への悪影響が大幅
に軽減される。
【0022】図11において、本水流発生装置は第二の
実施例の応用例に係る水流発生装置で、前掲の実施例に
係る水流発生装置と構造および作用効果がほぼ同じであ
るが、図に示すようにエダクター19内の通気管路30
出口に多孔性素材で造られエダクター19内壁の一部を
なす水路部材29bが装着されているとともに、エダク
ター19の気体吸入管29入口に気体圧縮システム41
が設けられている。気体圧縮システム41により大気圧
以上に圧縮または圧蓄された空気、或いは特定の気体に
よる曝気用気体は、気体吸入管29、通気管路30内を
通り、水路部材29bを通過することにより微細な気泡
となってエダクター19内の水路へ送り出される。
【0023】図12において、本水流発生装置は第二の
実施例の第二応用例に係る水流発生装置で、前掲の実施
例に係る水流発生装置と構造および作用効果がほぼ同じ
であるが、図に示すように外筒2内に水流を発生するエ
ダクター19が同一方向に向けて5個配設されており、
強力な水流を発生するようになっている。図における符
号3はエダクター19を駆動する駆動水の供給管3の集
合管である。なお、駆動水の供給管3ならびに気体吸入
管29にはフレキシブル耐圧管などが用いられている
が、これらをケーブルを用いて纏め、外筒2の外周また
は外筒2内に配置するようにしてもよい。
【0024】図13において、本水流発生装置は第二の
実施例の第三応用例に係る水流発生装置で、前掲の実施
例に係る水流発生装置と構造および作用効果がほぼ同じ
であるが、図に示すように外筒2および浮力材10の配
置が外筒2の外周に円環状に装着されておらずに外筒2
外面の法線に沿って装着されており、大きな浮力を生ず
るようになっている。
【0025】図14において、本水流発生装置は第二の
実施例の第四応用例に係る水流発生装置で、前掲の実施
例に係る水流発生装置と構造および作用効果がほぼ同じ
であるが、図に示すように水流を発生するエダクターが
内装されている外筒ユニット2aが直列4段に接合され
ており、強力な水流および曝気流を発生するようになっ
ている。なお、図における符号10aは浮力材を内蔵す
る膨出部、34は外筒ユニット2aの接合用フランジ、
35はボルトおよびナットである。
【0026】図15において、本水流発生装置は図に示
すように第二の実施例に係る水流発生装置を水底から上
方に向けて設置したもので、海洋における深層水を汲み
上げて適切な上層の海域へ放流し水塊交換を行うことに
より漁場の活性化を行うことができる。
【0027】図16乃至図19は本発明の第三の実施例
に係る水流発生装置の説明図である。図16において、
第三の実施例に係る水流発生装置は閉鎖性水域における
水質浄化のために水塊交換に使用されるもので、図にお
ける符号2は水流をその内部に発生させる曲管状の外
筒、18は外筒2の内部に中心軸を互いに一致させて設
置されている筒体(ナセル)で、図に示すようにその内
部に噴流式に水流を発生させるエダクター19が内装さ
れている。エダクター19の駆動流体(空気、水または
これらの気液混合流体)は供給管3を通して供給され
る。これにより、エダクター19は外筒2内の水を入口
21から吸入して出口20から吐出し、外筒2内の水を
吐出方向に加速するようになっている。22は筒体18
を支持する支柱、10は外筒2に固定されている浮力
材、26,27はそれぞれ外筒2の上流端と下流端、2
8は係留に用いられるアイプレート、9はシンカー、8
は係留索である。外筒2は吸込流及び吐出流が水平とな
るように設定されている。このようなエダクター19の
特性を応用することにより、本水流発生装置は原動機な
ど大がかりな駆動装置を用いず、可動部がないためにメ
ンテナンスフリーで耐久性が高い簡単な構造をなし、湾
曲した外筒2により上下、左右、斜め等任意の方向へ強
力で効果的な水流を発生し得るとともに、必要に応じて
エダクター19の駆動流体に気体を用いたり混合したり
することにより曝気装置を付加しなくても効果的な曝気
効果を挙げ得るようになっている。また、外筒2内で発
生する水流は間欠的に水面に激突して流れの損失を生じ
ることもなく静穏で定常的な水流であるので、水中生物
等への悪影響が大幅に軽減される。
【0028】図17において、本水流発生装置は図に示
すように第三の実施例に係る水流発生装置をいけす、或
いは養殖棚などの養殖水域に設置したもので、湾内の閉
鎖性水域における水塊交換に使用されるようになってい
る。図における符号31はいけすまたは養殖棚吊下げ用
のフロート、32は魚類用いけす、33は貝類の養殖棚
である。本水流発生装置は魚類用いけす32または貝類
の養殖棚33の上流水域33a、下部水域32aに水平
方向の定常流を発生させるとともに、その流れを外筒2
内に吸入して上層水域へ向けて水平方向に移送し、水底
にヘドロを形成することなく、海底に停滞する海水を連
続的に水面に近い上層水域へ送ることができる。
【0029】図18において、本水流発生装置は図に示
すように第三の実施例に係る水流発生装置を段状をなす
海底に設置したもので、海底における水塊交換に使用さ
れている。符号13aは水深の深い海域の海底で、外筒
2はこの用途に沿うように海底の地形に合わせて湾曲し
ており、浅水棚に舌状に停滞する海水を移動させること
ができる。
【0030】図19において、本水流発生装置は図に示
すように第三の実施例に係る水流発生装置を閉鎖性の強
い湾内に設置したもので、湾内における水塊交換に使用
される。図における符号35は本水流発生装置に駆動流
体を供給するポンプ設備で、本水流発生装置により閉鎖
性の強い湾曲に停滞する水が移動して環流される。
【0031】図20乃至図23は本発明の第四の実施例
に係る水流発生装置の説明図である。図20において、
第四の実施例に係る水流発生装置は閉鎖性水域における
水質浄化のために水塊交換に使用されるもので、図にお
ける符号2は水流をその内部に発生させる外筒、3は外
筒2内に噴流式に水流を発生させるエダクター19へ駆
動流体を供給する供給管、8は係留索、9はシンカー、
10は浮力材、18は外筒2内においてエダクター19
を内装した筒体、26,27はそれぞれ外筒2の上流端
と副外筒2aの下流端、2aは外筒2に接合された副外
筒、2bは外筒2と副外筒2aとの接合線、19aは筒
体18内のエダクター19に対応する副筒体18a内の
副エダクター、10aは副浮力材である。エダクター1
9、副エダクター19aはそれぞれ外筒2、副外筒2a
内の水を下流端27側に向けて加速する。このようなエ
ダクター19、副エダクター19aの特性を応用するこ
とにより、本水流発生装置は原動機など大がかりな駆動
装置を用いず、可動部がないためにメンテナンスフリー
で耐久性が高い簡単な構造をなし、複数の副外筒2aに
より上下、左右、斜め等任意の方向へ強力で効果的な水
流を発生し得るとともに、必要に応じてエダクター19
の駆動流体に気体を用いたり混合したりすることにより
曝気装置を付加しなくても効果的な曝気効果を挙げ得る
ようになっている。また、外筒2内で発生する水流は間
欠的に水面に激突して流れの損失を生じることもなく静
穏で定常的な水流であるので、水中生物等への悪影響が
大幅に軽減される。
【0032】図21において、本水流発生装置は第四の
実施例の応用例に係る水流発生装置で、第四の実施例に
係る水流発生装置と構造および作用効果がほぼ同じであ
るが、図に示すように3つの副外筒2aが設けられてい
る。副外筒2aはそれぞれ外筒2の上端に互いに外側水
平方向を向いて接合されており、18aはこれら副外筒
2aの内部に装着された副筒体、27はこれら副外筒2
aの下流端、10aは浮力材を内装した外筒2又は副外
筒2aの外皮部分、10bも同じ外皮部分であるが、副
外筒2aの集合固定枠41下端を形成している固定用の
強度部材ないしは帯環をなしている。このように、本水
流発生装置は副外筒2aが外周を3分する水平方向を向
いて設けられているので、水底層水を吸入して上層水域
における水平方向へ分散させて放流することができる。
【0033】図22において、本水流発生装置は第四の
実施例の第二応用例に係る水流発生装置で、第四の実施
例に係る水流発生装置と構造および作用効果がほぼ同じ
であるが、図に示すように2つの外筒2がそれぞれ上方
2方向を向いて設けられている。図における符号28a
は2つの外筒2を互いに連結している連結用アイプレー
ト、28aはこれらの連結用アイプレート28を互いに
連結する連結捍、3bは駆動流体の供給管3の集合管で
ある。このように、本水流発生装置は浮力材10の装備
を簡略化するとともに、2つの外筒2を組み合わせて多
方向に水流を発生させることができるようになってい
る。
【0034】図23において、本水流発生装置は第四の
実施例の第三応用例に係る水流発生装置で、第四の実施
例に係る水流発生装置と構造および作用効果がほぼ同じ
であるが、図に示すように4つの外筒2がそれぞれ上方
4方向を向いて設けられている。符号41は浮力材が装
着されていない外筒2を集合させて固定している枠体、
28bはこの枠体41へ各外筒2を固着している帯金で
ある。このように、本水流発生装置は浮力材10の装備
を簡略化するとともに、4つの外筒2を組み合わせて多
方向に水流を発生させることができるようになってい
る。
【0035】
【発明の効果】本発明に係る水流発生装置は前記のよう
に構成されており、原動機など可動部を有する駆動装置
を用いずに任意の方向へ水力の強い水流を発生するの
で、水液中に長期間設置してもメンテナンスを特に必要
とせずに水塊交換に供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a)は、本発明の第一の実施例に係る水
流発生装置の断面図、同図(b)は同図(a)における
b−b矢視図である。
【図2】図2はそのエダクターの断面図である。
【図3】図3(a)は第一の実施例の第一応用例に係る
水流発生装置の断面図、同図(b)は同図(a)におけ
るb−b矢視図である。
【図4】図4は第二応用例に係る水流発生装置の正面図
である。
【図5】図5は第三応用例に係る水流発生装置の断面図
である。
【図6】図6は第一の実施例に係る水流発生装置の使用
例である。
【図7】図7も第一の実施例に係る水流発生装置の使用
例である。
【図8】図8も第一の実施例に係る水流発生装置の使用
例である。
【図9】図9(a)は本発明の第二の実施例に係る水流
発生装置の断面図、同図(b)は同図(a)におけるb
−b矢視図である。
【図10】図10はそのエダクターの断面図である。
【図11】図11は第二の実施例の第一応用例に係る水
流発生装置の断面図である。
【図12】図12(a)は第二応用例に係る水流発生装
置の断面図、同図(b)は同図(a)におけるb−b矢
視図である。
【図13】図13(a)は第三応用例に係る水流発生装
置の断面図、同図(b)は同図(a)におけるb−b矢
視図である。
【図14】図14は第四応用例に係る水流発生装置の外
観図である。
【図15】図15は第二の実施例に係る水流発生装置の
使用例である。
【図16】図16(a)は本発明の第三の実施例に係る
水流発生装置の断面図、同図(b)は同図(a)におけ
るb−b矢視図である。
【図17】図17はその使用例である。
【図18】図18もその使用例である。
【図19】図19もその使用例である。
【図20】図20は本発明の第四の実施例に係る水流発
生装置の断面図である。
【図21】図21は第四の実施例の第一応用例に係る水
流発生装置の斜視図である。
【図22】図22は第二応用例に係る水流発生装置の正
面図である。
【図23】図23は第三応用例に係る水流発生装置の斜
視図である。
【図24】図24は従来の水流発生装置の断面図であ
る。
【図25】図25も従来の水流発生装置の断面図であ
る。
【符号の説明】
2 外筒 3 駆動流体の供給管 8 係留索 9 シンカー 10 浮力材 18 筒体 19 エダクター 20 出口 21 入口 22 ストラット(支柱) 26 外筒の上流端 27 外筒の下流端 28 アイプレート 29 気体吸入管 29b 水路部材 30 通気管路 35 駆動流体のポンプ設備 44 ごみ除け

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内部に発生する水流を所定の方向に向け
    て吐出する外筒と、該外筒内に装着されて外部から供給
    される駆動流体により上記外筒内の水液を加速して水流
    を発生させるエダクターとを備えたことを特徴とする水
    流発生装置。
  2. 【請求項2】 上記エダクターに外部から上記駆動流体
    の他に気体を吸込む気体吸入管を設けたことを特徴とす
    る請求項1に記載の水流発生装置。
  3. 【請求項3】 上記外筒を必要な方向に向けて湾曲して
    設けたことを特徴とする請求項1に記載の水流発生装
    置。
  4. 【請求項4】 上記外筒を分岐して複数の方向に向けて
    出口を設けたことを特徴とする請求項1に記載の水流発
    生装置。
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