JPH078074Y2 - 水質浄化船 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、堀や溜池、湖等の滞留
池の水質を浄化する水質浄化船の構成に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】堀や溜池、湖等の滞留池は、水の動きが
少ないためにバクテリア等の繁殖が甚だしく、アンモニ
ア濃度が高くなり、アオミドロが発生して、汚染が著し
くなる等の大きな社会的問題が生じていた。このような
水質の汚染に対しては、この汚染された水に大量の空気
を溶け込ませることにより、すなわち酸素の溶解量を大
きくすることにより浄化できることが広く知られてい
る。

【０００３】このような観点から、コンプレッサーまた
はブロワーを用いて水中に配設されたパイプ内に空気を
圧送し、このパイプに設けられた多数の小孔から空気を
水中に気泡として噴出させるものとか、水面部でモータ
等の駆動装置により水車を回転させて激しい水しぶきを
発生させ、この水しぶきにより多数の気泡を水中に掻き
込むもの等が考えられているが、これ等の手段で得られ
る水中での気泡はあまりにも大きいため、気泡自体の持
つ浮力により短時間のうちに水面まで浮上してしまい、
空気中の酸素が水に溶け込むのに充分な時間を得ること
ができず、水の浄化を効果的に達成することができなか
った。

【０００４】そこで、特公昭６１−３６４４８号公報等
に開示された気液混合装置が提案されている。この発明
は、上端開口部が水面上に突出した直線円筒形状の外殻
体内に、高速回転する駆動体を同心状に配した構成で、
駆動体の高速回転により外殻体との間に渦流を発生さ
せ、空気と水とを混合させて水中に噴出させるものであ
り、空気を極めて微細な気泡状態として水中に長時間滞
留させることができるので、空気中の酸素を効果的に水
に溶け込ませることができる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来技術は、気液混合装置を一定箇所に固定配置する
ものであるので、水の浄化を達成できる範囲は、この気
液混合装置の周辺箇所だけとなり、広大な滞留池の全域
を浄化するには、多数の気液混合装置を配置しなければ
ならず、このため膨大な設備費と人件費とそして保守管
理費とを要すると云う問題があった。

【０００６】また、単に空気中の酸素を水に溶け込ませ
るだけでは、水生生物の成育環境を良くするだけで、よ
り強力にバクテリア等の汚染原因となる微生物を死滅さ
せたり、アンモニア等の汚染物質を分解することができ
ず、水の浄化に時間がかかると云う問題があった。

【０００７】さらに、気液混合装置の回転軸を高速回転
させるのに、特殊で高価なモータを使用しなければなら
ず、気液混合装置の安定したかつ良好な駆動機構を得る
ために、経費が嵩むと云う問題があった。

【０００８】そこで、本考案は、上記した従来技術にお
ける問題点を解消すべく考案されたもので、単一の気液
混合装置による浄化範囲の拡大と浄化能力の増強とを得
るのに際して、気液混合装置の高速駆動を安定して達成
維持することを技術的課題とし、もって広大な滞留池全
体の強力で人手と経費とをかけない浄化を、確実にかつ
安定して達成することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
る本考案の手段は、オゾン発生器を搭載した船体を有す
ること、この船体の船底下面に前後方向に沿って装着さ
れ、オゾン発生器が連通された先端部に液体と気体とを
吸入する先端部開口を開設すると共に、後端に後端部開
口を開設した直線円筒状の筒体内に、高速回転駆動され
る回転軸を同軸心状に挿入組付けし、この回転軸に順羽
根と逆羽根との組合せである攪拌羽根を固定して構成さ
れ、稼働することにより後端部開口から気液混合流体を
噴出するた気液混合装置を有すること、船体に取付けら
れた舵を有すること、気液混合装置の駆動手段を、船体
に搭載されたモータと、このモータの船体外に突出した
モータ軸の先端に取付けられた駆動輪と、この駆動輪に
回転力が伝達される状態で連結され、気液混合装置の回
転軸の先端に取付けられた従動輪とから構成すること、
にある。

【００１０】船体の先端に、先端開口部を船体の直前の
水面直下に開口し、後端開口部を気液混合装置の筒体の
先端開口部に連通させた誘導管を取付けるのが良く、駆
動輪と従動輪との組合せ物を、この誘導管の後端部内に
配置するのが良い。

【００１１】

【作用】船体を水に浮かべた状態では、気液混合装置は
その全体を水中に没し、筒体内には水が満たされてい
る。この状態で気液混合装置を稼働させると、筒体の後
端部開口から水が噴出されると共に、筒体の先端部開口
から水が吸引される。この筒体の先端部開口からの水の
吸引は、回転軸および攪拌羽根の回転動作により引き起
こされるものであるので、水は渦流となって気液混合装
置に吸引されることになる。

【００１２】このように、気液混合装置に吸引される水
は渦流となるので、気液混合装置の稼働後、短時間の内
に、この渦流は水面に達し、これにより気液混合装置に
は水と空気とが一緒に吸引されることになる。

【００１３】また、この気液混合装置の稼働と一緒にオ
ゾン発生器を始動させ、発生したオゾンを気液混合装置
の筒体の先端部開口に送出する。それゆえ、稼働中の気
液混合装置は、水と空気とオゾンとを攪拌混合し、この
気液混合流体を後端部開口から後方に噴出することにな
る。

【００１４】気液混合装置による気液混合流体の後端部
開口からの噴出動作は、船体に推進力を与えることにな
るので、気液混合装置が稼働することにより、船体は緩
やかに航行する。

【００１５】気液混合装置は、筒体内に吸引した水と気
体（空気とオゾン）とを、高速回転している回転軸と攪
拌羽根とにより、激しく渦流流動させると共に、攪拌羽
根により、この渦流流動している気液混合流体に対して
激しい攪拌力を与える。この攪拌羽根は、気液混合流体
に対して順方向（先端部開口から後端部開口に向かう方
向）の押し進め力を作用させる順羽根と、気液混合流体
に対して逆方向の押し進め力を作用させる逆羽根とから
構成されているので、気液混合流体は、この相互に逆方
向に作用する力により極めて激しく混練され、生成され
る気泡は極めて微細なものとなる。

【００１６】それゆえ、気液混合装置の後端部開口から
水中に噴出された気液混合流体中の気泡は、その寸法が
極めて微細であるがゆえに、長時間にわたり水中に留ま
ることができ、もってオゾンおよび空気中の酸素の水へ
の溶解を充分に達成させることになり、水の浄化を効果
的に達成する。

【００１７】また、気液混合装置から水中に噴出された
気液混合流体中の気泡は、その寸法が極めて微細である
ために水中での移動がし易く、かつ勢い良く噴出される
ので水中での移動力が大きく、このため比較的遠方まで
到達することができ、もって比較的広い範囲を浄化する
ことになる。

【００１８】この気液混合装置から水中に噴出される気
液混合流体は、船体の航行に従って達成されるので、舵
を操作して船体の航路を適当に設定することにより、滞
留池全体に気液混合流体を放散させることができること
になり、これにより広大な滞留池の全域の水の浄化を達
成できる。

【００１９】気液混合装置の回転軸を高速回転駆動する
モータは、船体に搭載されるので、水中モータのよう
に、高価で使用条件が規制されることがなく、一般的な
多種多数の中から、より適合したものを自由に選択使用
することができる。

【００２０】船体の船体に誘導管を取付けた場合には、
この誘導管内の水は、誘導管外の水の波動の影響を受け
ることがないので、気液混合装置に吸引される渦流が好
適にかつ安定した状態で生成されることになり、これに
より気液混合装置は、一定した割合の水と空気との吸引
を安定して継続することができることになる。

【００２１】駆動輪と従動輪との組合せ物を、誘導管の
後端部内に配置することにより、浮遊物が駆動輪と従動
輪との組合せ物に接近するのを阻止することになる。

【００２２】また、特に従動輪が回転することにより、
誘導管の後端部内の水が回転流動するので、誘導管内に
すみやかに渦流が発生することになる。

【００２３】

【実施例】以下、本考案の実施例を、図面を参照しなが
ら説明する。船体１は、有人コントロール用、無人ラジ
オコントロール用、無人自動コントロール用等の操縦手
段に対応して大きさ、浮力等が設定されるが、図示実施
例では、無人自動コントロール用の場合を示しており、
船体１全体は、高速航行の必要が全くないので、密閉さ
れた箱形状となっている。

【００２４】船体１内には、オゾン発生器２３、発電機
２５、そして自動操舵装置２６が搭載されていて、オゾ
ン発生器２３には、発生したオゾンを気液混合装置２に
送出するための送出管２４が船体１の船底を突き抜けた
た状態で設けられており、船体１船首および船首両側に
検出センサ２７を取付けた自動操舵装置２６には、船体
１船尾に設けられた舵２８が機械的に連結されている。

【００２５】船体１の船底下面に装着された気液混合装
置２（図３参照）は、船体１への取付け固定部分を提供
する直線筒形状をした外枠筒９内に、その主体部分であ
る筒体３と回転軸６と攪拌羽根７との組合せ物を組付け
て構成されている。

【００２６】筒体３は、その先端部開口４を開口した先
端部を、外枠筒９の先端部内に固定された隔板枠１２に
固着すると共に、後端部開口５を開口した後端部を、外
枠筒９の後端縁に固定された後端枠１１に固着すること
により、外枠筒９内にほぼ同軸心状に組付け固定されて
いる。

【００２７】回転軸６は、先端部を、外枠筒９の先端開
口部に固定された先端枠１０に回転自在に軸止すると共
に、後端部を後端枠１１に回転自在に軸止して、筒体３
に対して同軸心に挿入配置されている。

【００２８】筒体３内に位置する回転軸６部分には、筒
体３内径よりもわずかに小さい羽根径の攪拌羽根７が取
付けられているが、図示実施例の場合、この攪拌羽根７
は、三つの順羽根７ａと二つの逆羽根７ｂとから構成さ
れており、各羽根は、先端側から順羽根７ａ、逆羽根７
ｂ、順羽根７ａ、逆羽根７ｂそして順羽根７ａの順で配
置されており、最下流位置に順羽根７ａを位置させるこ
とにより、気液混合流体をより強く噴出するようにして
いる。

【００２９】先端枠１０に軸止されて突出した回転軸６
の先端部には、従動輪１７が取付けられており、この従
動輪１７は、船体１先端部内に搭載され、同じく船体１
に搭載された発電機２５からの電力により駆動されるモ
ータ１５の船首から突出したモータ軸に取付けられた駆
動輪１６と、駆動輪１６から回転力が伝達される状態で
連結されている。

【００３０】駆動輪１６と従動輪１７との、回転力伝達
可能な連結構成は、駆動輪１６および従動輪１７を、直
接噛み合う歯車構造（図３参照）とか、駆動輪１６と従
動輪１７とをベルト車構造とし、駆動輪１６と従動輪１
７との間に伝達ベルト１８を掛け渡した構造（図４参
照）とか等が可能であり、駆動輪１６と従動輪１７の径
を適当に設定することにより、気液混合装置２の回転軸
６の回転速度を、所望値に簡単にかつ正確に設定するこ
とができる。

【００３１】通孔１３を開設した先端枠１０と、同じく
通孔１３を開設した隔板枠１２との間の外枠筒９の先端
部には、オゾン発生器２３からの送出管２４の先端が開
口しており、渦流Ｒとなって吸引される水と空気との混
合流体にオゾンを合流させる合流室１４が形成されてい
る。すなわち、水と空気とオゾンは、この合流室１４で
一緒になってから、気液混合装置２の主体部分である筒
体３が形成する混合室８内に吸引されて攪拌混合される
のである。

【００３２】なお、後端枠１１にも通孔１３が開設され
ているが、これは外枠筒９と筒体３との間に水が滞留す
るのを防止するためであり、筒体３の先端部の筒壁部分
に先端部開口４の一部を開設したのは、筒体３内への気
液混合流体の吸引を効率良く達成させるためである。

【００３３】船体１の船首下端に取付けられた誘導管
（図１および図２参照）２１は、後端から先端にかけて
拡径したラッパ状となっていて、水平姿勢となった後端
部に対して、先端部は湾曲して直立する姿勢となってお
り、船体１を水に浮かべた状態で水面Ｗ直下に位置する
先端開口部は、濾過ネット２２で覆われている。この誘
導管２１の後端開口部は、気液混合装置２の外枠筒９の
先端開口部に連結されていると共に、駆動輪１６と従動
輪１７との組合せ物を収納する空間を形成しており、濾
過ネット２２を取付けた先端開口部から渦流Ｒとなって
流入した水と空気とを外枠筒９内に導いている。

【００３４】後端枠１１から突出した回転軸６の後端部
には、外枠筒９の後端部に取付けられた保護ネット２０
で覆われた状態で放散体１９が、後端部開口５に対向し
て回転軸６に固定されており、回転軸６の回転により回
転駆動して水を後方に傾斜した放射方向に勢い良く放出
するのであるが、この放散体１９から勢い良く放出され
た水は、気液混合装置２から噴出される気液混合流体
を、その流動に乗せ、そのまま遠方まで押しやって極め
て広範囲に拡散させる。

【００３５】船体１の船尾には、船体１の両側方に延出
した状態で係留梁３０が取付けられており、この係留梁
３０には三つの収集袋２９が並列にかつ一定間隔を開け
て係留されている。

【００３６】各収集袋２９は、メッシュ体により袋状に
成形された本体部分の開口部を、浮きを兼ねた浮き枠で
形成し、もって船体１の航行中、係留された収集袋２９
の開口部の少なくとも半分近くが水面Ｗ上に位置するよ
うにして、水面Ｗの浮遊物が円滑に収集袋２９内に侵入
できるようにしている。

【００３７】船体１の両側に延出した係留梁３０の延出
端部には、水面Ｗの浮遊物を船体１側に掻き集める傾斜
姿勢で一対の平板状の収集板（図２参照）３１が取付け
られており、船体１の航行に従って、水面Ｗの浮遊物を
船体１に近づく方向に流動させ、そのまま係留した収集
袋２９に侵入し易くし、もって収集袋２９による浮遊物
の収集を効果的に達成できるようにしている。

【００３８】

【考案の効果】本考案は、上記した構成となっているの
で、以下に示す効果を奏する。空気だけではなく、オゾ
ンも極めて微細な気泡にして水中の広範囲に放散するの
で、空気中の酸素およびオゾンを効率良く水中に溶解さ
せることができ、もって水の浄化を効果的に達成するこ
とができる。

【００３９】気体と水との攪拌混合を、激しい渦流動作
だけではなく、攪拌羽根による強力な攪拌動作も加わっ
て達成するので、噴出される気体の気泡を極めて微細な
ものとすることができ、これによって噴出された気泡の
水中での滞留時間を長くすることができると共に、噴出
勢いで気泡を遠方まで到達させることができ、もって空
気中の酸素およびオゾンの水への溶け込みを極めて効率
良く達成できる。

【００４０】気体の極めて微細な気泡を噴出する気液混
合装置を緩やかに航行する船体に取付けたので、この船
体の航行に従って気体の気泡を滞留池の広範囲にわたっ
て放散することができ、これによって滞留池の広範囲に
わたる水の浄化を少数の気液混合装置で達成することが
可能となり、もって広大な滞留池全体の水の浄化のため
の設備に膨大な経費を要することがない。

【００４１】船体の航行は、この船体に取付けられた気
液混合装置が噴出する気液混合流体の噴出力を推進力と
するので、船体推進のための専用の推進装置が不要であ
り、もって全体の構成を簡単化することができる。

【００４２】気液混合装置の高速回転稼働を、駆動輪と
従動輪との組合せ物を介して、船体に搭載したモータで
達成するので、駆動源であるモータを多種多数の通常の
モータの中から最適なものを選択することができ、もっ
て気液混合装置の駆動源を安価に得ることができると共
に、気液混合装置の確実で安定したそして良好な稼働を
得ることができる。

【００４３】モータからの回転力を、駆動輪と従動輪と
の組合せ物を介して気液混合装置に伝達しているので、
駆動輪および従動輪の径を適当に設定することにより、
気液混合装置の駆動速度を自由にかつ簡単に設定するこ
とができ、もって気液混合装置の適正で有効な作動を得
ることができる。

【００４４】誘導管を設けた場合には、渦流の生成が確
実であると共に、生成される渦流が極めて安定したもの
となるので、気液混合装置から一定してかつ安定して気
液混合流体が噴出されることになり、もって安定した水
の浄化作用と船体の航行動作とを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による水質浄化船の一実施例を示す、全
体側面図。

【図２】図１に示した実施例の全体平面図。

【図３】モータの回転力を気液混合装置に伝達する駆動
輪と従動輪との組合せ物の一実施例を示す正面図。

【図４】モータの回転力を気液混合装置に伝達する駆動
輪と従動輪との組合せ物の他の実施例を示す正面図。

【図５】図１に示した実施例に取付けられた気液混合装
置の構造例を示す、全体縦断側面図。

【符号の説明】

１ ； 船体 ２ ； 気液混合
装置 ３ ； 筒体 ４ ； 先端部開
口 ５ ； 後端部開口 ６ ； 回転軸 ７ ； 攪拌羽根 ７ａ； 順羽根 ７ｂ； 逆羽根 ８ ； 混合室 ９ ； 外枠筒 １０； 先端枠 １１； 後端枠 １２； 隔板枠 １３； 通孔 １４； 合流室 １５； モータ １６； 駆動輪 １７； 従動輪 １８； 伝達ベル
ト １９； 放散板 ２０； 保護ネッ
ト ２１； 誘導管 ２２； 濾過ネッ
ト ２３； オゾン発生器 ２４； 送出管 ２５； 発電機 ２６； 自動操舵
装置 ２７； 検出センサ ２８； 舵 ２９； 収集袋 ３０； 係留梁 ３１； 収集板 Ｒ ； 渦流 Ｗ ； 水面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｅ０２Ｂ 15/00 Ａ

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 オゾン発生器(23)を搭載した船体(1)
   と、該船体(1) の船底下面に前後方向に沿って装着さ
   れ、前記オゾン発生器(23)が連通された先端部に液体と
   気体とを吸入する先端部開口(4) を開設し、後端に後端
   部開口(5) を開設した直線円筒状の筒体(3) 内に、高速
   回転駆動される回転軸(6) を同軸心状に挿入組付けし、
   該回転軸(6) に順羽根(7a)と逆羽根(7b)との組合せであ
   る攪拌羽根(7) を固定して構成され、稼働することによ
   り前記後端部開口(5) から気液混合流体を噴出するた気
   液混合装置(2) と、前記船体(1) に取付けられた舵(28)
   と、から成り、前記気液混合装置(2) の駆動手段を、前
   記船体(1) に搭載されたモータ(15)と、該モータ(15)の
   前記船体(1) 外に突出したモータ軸の先端に取付けられ
   た駆動輪(16)と、該駆動輪(16)に回転力が伝達される状
   態で連結され、前記回転軸(6) の先端に取付けられた従
   動輪(17)と、から構成した水質浄化船。
2. 【請求項２】 船体(1) の先端に、先端開口部を前記船
   体(1) の直前の水面(W) 直下に開口し、後端開口部を気
   液混合装置(2) の筒体(3) の先端開口部(4)に連通させ
   た誘導管(21)を取付け、駆動輪(16)と従動輪(17)との組
   合せ物を、前記誘導管(21)の後端部内に配置した請求項
   １に記載の水質浄化船。
3. 【請求項３】 駆動輪(16)と従動輪(17)とを、歯車構造
   とした請求項１または２に記載の水質浄化船。
4. 【請求項４】 駆動輪(16)と従動輪(17)とをベルト車構
   造とし、前記駆動輪(16)と従動輪(17)との間に伝達ベル
   ト(18)を掛け渡した請求項１または２に記載の水質浄化
   船。