JPH06492A

JPH06492A - 曝気装置

Info

Publication number: JPH06492A
Application number: JP16090892A
Authority: JP
Inventors: Sunao Miyauchi; 直宮内
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1992-06-19
Filing date: 1992-06-19
Publication date: 1994-01-11

Abstract

(57)【要約】【目的】曝気の環境が異なっても、それぞれの環境に
最適な曝気を行うようにするとともに、空気を高濃度、
かつ均等に混合させるようにする。【構成】内法が一様な有底筒体１の基端部に、該筒体
１の接線方向に開口する第１流体供給口６と、筒体１の
軸線Ｃ方向に開口する第２流体供給口７を設け、筒体１
の頂部に軸線Ｃ方向の噴出口３Ａを設け、この噴出口３
Ａ内にスペ−サ４を設けて噴出口３Ａに環状の空間５を
形成するとともに、スペ−サ４に軸線方向に貫通す空気
通路４Ａを形成してある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、流体に空気を混合して
噴射させる曝気装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、堀や池などの浄化もしくは水
質改善のための曝気を行う装置として、たとえば、図５
に示すものが知られている。この装置は、水中モ−タ２
０と、この水中モ−タ２０によって回転させられるプロ
ペラ２１を有し、プロペラ２１後方の中心付近に空気２
２ａを注入する空気注入口２２を配置した構造になって
いる。この装置によれば、プロペラ２１の回転によって
水を攪拌してコ−ン状の旋回流Ｓとして噴出させ、空気
注入口２２から水の旋回流Ｓの中心付近の低圧域に空気
２２ａを注入し、この空気２２ａを旋回流Ｓに混合して
噴出させてることによって曝気がなされる。

【０００３】しかし、前記従来の装置では、コ−ン状の
旋回流Ｓの半径方向の広がり量と軸方向の長さとの関
係、つまり、旋回流Ｓの開き角θと軸方向の到達距離Ｌ
との関係が、プロペラ２１の接線速度によって決まる旋
回流Ｓの旋回速度により不変に拘束される。そのため
に、たとえば、開き角θを大きくして軸方向の到達距離
Ｌを小さくしたり、開き角θを小さくして軸方向の到達
距離Ｌを大きくする相対関係の調整を行うことができな
い。したがって、旋回流Ｓの噴流姿態が定常的になり、
異なる曝気環境のそれぞれに最適な噴流姿態を選択して
曝気を行うことができない。当然、曝気効果の大きさが
環境の相違によって変動し、ばらつくことになるので使
用範囲が制限される。

【０００４】一方、旋回流Ｓに対する空気２２ａの混合
は、旋回速度が大きいほど良好になされる。つまり、旋
回速度が大きいほど旋回流Ｓに対する空気２２ａの混合
速さが早くなり、溶け込み状態が良くなって空気２２ａ
を高濃度でしかも均等に混合させることができる。しか
し、プロペラ２１の回転方式では、旋回流Ｓの旋回速度
の上限が比較的低レベルに制限される。そのために、旋
回流Ｓに対する空気２２ａの混合速さが遅くなり溶け込
み状態も低下するので、空気２２ａを高濃度、かつ均等
に混合させることができない。したがって、曝気効果を
妨げることになる。また、従来の装置では、水中モ−タ
２０やプロペラ２１などの駆動部を必要とするので、装
置の構造が複雑であるなどの欠点を有している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、旋回流の噴流姿態が定常的であるから、異なる曝
気環境のそれぞれに最適な噴流姿態を選択して曝気する
ことができない点と、旋回速度の上限が比較的低いの
で、旋回流に対する空気の混合速さが遅く溶け込み状態
も低下するから、空気を高濃度、かつ均等に混合させる
ことができない点および構造が複雑であるなどの諸点で
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、有底筒体の頂
部に軸線方向の噴出口を設け、前記筒体の基端部に該筒
体の接線方向に開口する第１流体供給口を設けるととも
に、軸線方向に開口する少なくとも１つの第２流体供給
口を設け、前記噴出口内にスペ−サを設けて噴出口に環
状の空間を形成し、該スペ−サに軸線方向に貫通す空気
通路を形成したことを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】本発明によれば、第１流体供給口から有底筒体
の内部に接線方向に入った流体（水）は、筒体の内部で
回転し、大きい接線速度を有して噴出する。噴出した流
体は高速旋回によって生じる遠心力により筒体の半径方
向に高速旋回してコ−ン状に広がる。第２流体供給口か
ら筒体の内部に軸線方向に入った流体（水）は、所定の
軸方向速度を有して頂部の噴出口から噴出する。この場
合、旋回流の開き角と軸方向の到達距離は、第１流体供
給口から供給された流体の筒体内における接線速度によ
って決まる旋回流の旋回速度と、第２流体供給口から供
給された流体の軸方向速度との相対関係を加減すること
によって任意に調整することができる。つまり、流体の
軸方向速度に対して流体の旋回速度が大きければ大きい
ほど、旋回流の開き角が大きくなり、流体の軸方向速度
が大きくなれば軸方向の到達距離が大きくなる。一方、
流体が噴出口から噴出することにより、スペ−サの先端
前部の圧力は低下して低圧域になる。この低圧域の発生
に伴う自吸作用によってスペ−サの空気通路から空気が
吸引され、噴出口から噴出している流体に混合する。流
体の旋回速度が大きければ大きいほど、気泡の大きさを
小さくして流体に対する空気の混合速さを早くできるの
で、空気の溶け込み状態が良くなり空気を高濃度でしか
も均等に混合させて噴出することができる。つまり、流
体の旋回速度を調整することにより、異なる曝気環境の
それぞれに最適な空気の混合状態を確保して曝気するこ
とができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は、本発明の縦断面図、図２は、図１のア−
ア線断面図であり、これらの図において、筒体１は、内
径の一様な有底円筒状に形成され、内部に水室２を有
し、頂部には軸線Ｃ方向に開口する噴出口３Ａを形成し
た蓋３が設けられている。筒体１の基端部から噴出口３
Ａまでの軸線Ｃ上に円筒状のスペ−サ４を設け、該スペ
−サ４の中空部に軸線方向の空気通路４Ａとしての機能
をもたせている。空気通路４Ａの先端部は噴出口３Ａか
ら僅かに突出させ、スペ−サ４の外周と噴出口３Ａの内
周とで環状の空間５を形成している。一方、筒体１の基
端部に、筒体１の接線方向に開口する第１流体供給口６
が周壁１ａを貫通して設けられ、筒体１の底部１ｂを貫
通して軸線Ｃ方向に開口する第２流体供給口７が設けら
れている。なお、第１流体供給口６と第２流体供給口７
は図示されていない流体供給源（ポンプ）に接続されて
おり、ここから高圧水が供給される。

【０００９】このような構成であれば、筒体１の軸線Ｃ
を水平にして水中に設置したのち、流体供給源により第
１流体供給口６および第２流体供給口７に水を供給す
る。第１流体供給口６から筒体１の内部に接線方向に入
った水は、水室２内で回転し大きい接線速度を有して噴
出口３Ａから噴出し、高速旋回によって生じる遠心力に
より筒体１の半径方向にコ−ン状に広がった高速旋回流
Ｓになって噴流する。一方、第２流体供給口７から筒体
１の水室２内に軸線方向に入った水は、所定の軸方向速
度を有して頂部の噴出口３Ａから噴出する。この場合、
旋回流Ｓの開き角θと軸方向の到達距離Ｌは、第１流体
供給口６から供給された水によって決まる旋回流Ｓの旋
回速度と、第２流体供給口７から供給された水の軸方向
速度との相対関係によって任意に調整することができ
る。つまり、水の軸方向速度に対して水の旋回速度を大
くすればするほど、図３のθ１で示すように、旋回流Ｓ
の開き角が大きくなって、軸方向の到達距離Ｌ１は短く
なり、水の軸方向速度を流体の旋回速度に近づけるほ
ど、図４のθ２で示すように、旋回流Ｓの開き角が小さ
くなって、軸方向の到達距離Ｌ２は長くなる。すなわ
ち、第１流体供給口６と第２流体供給口７から供給され
る水量を調整して、水の旋回速度と軸方向速度との関係
を加減することによって、旋回流Ｓの噴流姿態を環境に
適応した姿態に任意に設定することができる。

【００１０】一方、水が噴出口３Ａから噴出することに
より、スペ−サ４の先端前部の圧力は低下して低圧域に
なる。この低圧域の発生に伴う自吸作用によってスペ−
サ４の空気通路４Ａから空気が吸引され、噴出口３Ａか
ら噴出している水に混合する。前述の水量調整によっ
て、水の旋回速度が大ければ大きいほど、気泡の大きさ
を小さくして噴流水に対する空気の混合速さを早くでき
るので、空気の溶け込み状態が良くなり空気を高濃度で
しかも均等に混合させて噴出することができる。つま
り、水の旋回速度を調整することにより、異なる曝気環
境のそれぞれに最適な空気の混合状態を確保して曝気す
ることができる。

【００１１】前述のように、第１流体供給口６と第２流
体供給口７から供給される水量を調整して、水の旋回速
度と軸方向速度との関係を加減することで、旋回流Ｓの
噴流姿態を環境に適応した姿態に任意に設定することが
可能であるため、異なる曝気環境に最適な噴流姿態を選
択して曝気を行うことができるから、曝気効果の大きさ
が環境の相違によって変動し、ばらつくことはない。し
たがって、装置の使用範囲が拡大されるとともに、駆動
部の使用を省略できるので構造が簡単である。

【００１２】また、第１流体供給口６から水を供給した
場合に、筒体１の軸線Ｃの周囲に形成される空隙をスペ
−サ４により無くすことができるので、第２流体供給口
７から供給された水の軸方向の流れが空隙によって乱さ
れるのを避けることができる。さらに、スペ−サ４によ
り軸方向速度を大きくして旋回速度に近づけることがで
きる。そのために、旋回流Ｓの開き角θと軸方向の到達
距離Ｌの調整範囲を拡大して、装置の使用範囲を一層拡
大させることができる。

【００１３】なお、前記実施例では、筒体１を内径の一
様な有底円筒状に形成して説明しているが、内寸法が一
様な多角形の有底角筒によって筒体１を形成してもよ
い。また、筒体１の軸線Ｃを水平にして水中に設置し、
曝気・薬注を行う使用状態で説明しているが、本発明
は、前記実施例にのみ限定されるものではなく、筒体１
の軸線Ｃを垂直にして噴出口３Ａを水中に下向きに没入
させることで、水面下の浅層域もしくは深層域に重点的
な曝気を行うこともできる。さらに、地上に設置するこ
とで、ゴルフ場などの散水または防虫剤散布に適用で
き、洗浄装置として使用することもできる。さらに、前
記実施例で使用した先端開口の空気通路４Ａ、つまり軸
方向流が得られる空気通路４Ａに代えて、先端を閉塞し
半径方向流を得ることのできる構造の空気通路４Ａを使
用してもよい。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、第１流
体供給口から供給された流体の旋回速度と、第２流体供
給口から供給された流体の軸方向速度との相対関係を加
減することによって、旋回流の開き角と軸方向の到達距
離を任意に調整することができるから、異なる曝気環境
に最適な噴流姿態を選択して曝気を行うことができる。
したがって、曝気効果の大きさが環境の相違によって変
動してばらつくことがないので、装置の使用範囲が拡大
されるとともに、大きい旋回速度の確保により混合物を
高濃度でしかも均等に混合させて、曝気効果を大幅に向
上させることができ、しかも、駆動部の使用を省略でき
るので構造が簡単であるなどの利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す縦断面図である。

【図２】図１のア−ア線断面図である。

【図３】旋回流の開き角を大きくした噴流姿態の一例を
示す説明図である。

【図４】旋回流の開き角を小さくした噴流姿態の一例を
示す説明図である。

【図５】従来例の概略構成図である。

【符号の説明】

１筒体３Ａ噴出口４スペ−サ４Ａ空気通路５環状の空間６第１流体供給口７第２流体供給口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有底筒体の頂部に軸線方向の噴出口を設
け、前記筒体の基端部に該筒体の接線方向に開口する第
１流体供給口を設けるとともに、軸線方向に開口する少
なくとも１つの第２流体供給口を設け、前記噴出口内に
スペ−サを設けて噴出口に環状の空間を形成し、該スペ
−サに軸線方向に貫通す空気通路を形成したことを特徴
とする曝気装置。