JPH1147794A - 浮遊式流水発生装置 - Google Patents

浮遊式流水発生装置

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JPH1147794A
JPH1147794A JP22088597A JP22088597A JPH1147794A JP H1147794 A JPH1147794 A JP H1147794A JP 22088597 A JP22088597 A JP 22088597A JP 22088597 A JP22088597 A JP 22088597A JP H1147794 A JPH1147794 A JP H1147794A
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親義 黒木
Kenji Mazaki
建次 眞崎
Hiroki Shimazu
裕樹 島津
Riichi Ogura
理一 小倉
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KAIYO KAIHATSU GIJUTSU KENKYUSHO KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ラッパ状のダクトと漏斗状の浮体との間に形
成される昇降流水路を利用して発生した流水をガイドし
上下方向の流水の循環効率を高めて、空気に触れて酸素
を含んだ水面水を水中に循環させて効率的に水浄化を図
る。 【解決手段】 水面上に浮遊し上部側が拡がった漏斗状
の浮体２を設け、該浮体２に水面を貫通して下方にシャ
フト３を延設し、駆動装置５に連結されたシャフト３の
下端に軸芯回りに回転するプロペラ４を取付け、漏斗状
の浮体２の周囲に上部がラッパ状に拡がったダクト７を
設け、ダクト７の下端側をプロペラ４の下方まで延設
し、漏斗状の浮体２の外周側面とダクト７の内周側面と
の間に環状の昇降流水路８を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、水面に浮遊して
水中に延設されたシャフト先端に取付けられたプロペラ
を回転させて上向き又は下向きの循環水流を発生させ
て、水中又は海水中に空気を供給して、例えば湖水、湾
内、河口域、ダム、貯水池、溜池、養殖場などの閉鎖性
水域の淡水又は海水の浄化を図る浮遊式流水発生装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば湖水、湾内、河口域、ダム、貯水
池、溜池、養殖場などの閉鎖性水域では、水の流れが殆
どないため、酸素が十分に水面下方の水中及び水底側に
供給されず、水が濁り易くなる。このため、例えば、曝
気装置、攪拌装置、酸素供給ポンプなどを使用して、水
中に酸素を供給して水の浄化を図る技術が知られてお
り、一部実用化されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
曝気装置、攪拌装置、酸素供給ポンプなどの装置を用い
て、閉鎖性水域の水中又は海水中に空気又は酸素を供給
して水の浄化を図る技術においては、装置が大型となっ
たり、構造が複雑で、消費エネルギーが大きく、又コス
トがかかり、効率の面で問題があった。
【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、ラッパ状のダクトと漏斗状の浮体との
間に形成される昇降流水路を利用して発生した流水をガ
イドし上下方向の流水の循環効率を高めて、空気に触れ
て酸素を含んだ水面水を水中に循環させて効率的に水浄
化を図ることのできる浮遊式流水発生装置を提供するこ
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、この発明は、水面上に浮遊し上部側が拡がった漏
斗状の浮体を設け、該浮体に水面を貫通して下方にシャ
フトを延設し、駆動装置に連結されたシャフトの下端に
軸芯回りに回転するプロペラを取付け、漏斗状の浮体の
周囲に上部がラッパ状に拡がったダクトを設け、ダクト
の下端側をプロペラの下方まで延設し、漏斗状の浮体の
外周側面とダクトの内周側面との間に環状の昇降流水路
を形成し、回転するプロペラによって昇降流水路内に昇
降流水を起こし、ダクトの内外の水中に昇降循環流水を
生じたさせる手段よりなるものである。
【０００６】ここで、好ましい態様として、係留ロープ
によって水底に連結支持されているのがよく、また、シ
ャフトの駆動装置に電力を供給する太陽電池が浮体に設
けられているのがよい。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、図面に記載の発明の実施の
形態に基づいて、この発明をより具体的に説明する。こ
こで、図１は浮遊式流水発生装置の側断面図である。
【０００８】図において、浮遊式流水発生装置１は、水
面に浮かんで水中のプロペラ４が回転して上下方向に水
流を発生してその周囲に上下方向に循環流を生じさせ
て、空気に触れて酸素を含んだ水面水を水中に循環させ
て水中に酸素を供給して水の浄化を図る装置である。
【０００９】浮遊式流水発生装置１は、漏斗状の浮体
２、浮体２に取付けられたシャフト３、シャフト３の下
端に取付けられたプロペラ４、浮体２の周囲に設けられ
たダクト７などから主に構成されている。
【００１０】浮体２は、水面上に浮遊するもので、例え
ば内部が空洞になっていたり、内部に水より比重の小さ
い材料が充填されたものからなり、その外周側面が水中
から水面に向かうに従って周囲に拡がるような漏斗状の
逆円錐曲面状の形状を有している。
【００１１】このため、浮遊式流水発生装置１の周囲の
水は、この漏斗状の側周面に沿って上昇し又は下降する
ようになっている。つまり、水中の水は上昇するに従い
周囲に拡がるようになっており、又は下降する周囲の水
面の水は下降するに従い中央部分の真下向きの流れにな
るようになっている。
【００１２】浮体２には上下方向にシャフト３が取付け
られている。シャフト３は漏斗状の浮体２の中心部分を
貫通して上下方向に延設されている。シャフト３は水面
を貫通するように取付けられていて、シャフト３の下端
は漏斗状の浮体２の最も絞られて狭くなった浮体２の下
端まで延設されており、シャフト３の下端にはプロペラ
４が取付けられている。
【００１３】プロペラ４はシャフト３を軸として水平回
りに回転して、上下方向に流水を発生させる機能を有す
る。プロペラ４は正逆回転自在になっていて、例えばプ
ロペラ４が正回転すると上向きの流水を発生させ、又プ
ロペラ４が逆回転すると下向きの流水を発生させること
ができるようになっている。
【００１４】浮体２の中心部を上下方向に貫通するシャ
フト３の上端は、浮体２の水面上方に位置する平面状の
上端中央に設置された駆動装置５に連結されている。即
ち、シャフト３の上端は駆動装置５の図示しないモータ
ーに減速機を介して連動連結されていて、駆動装置５か
らの駆動力によりシャフト３は軸転して、シャフト３の
下端のプロペラ４を回転させて、上下方向の流水を生じ
させる。
【００１５】駆動装置５は例えば箱型の機枠の内部に収
容されている。駆動装置５が水や海水などによって故障
するのが防がれている。又駆動装置５を収容した箱型の
機枠の上部には駆動装置５に電力を供給する電力源とし
て太陽電池６が設置されている。太陽電池６を使用しな
い場合には、陸上から電力を供給するケーブルが浮遊式
流水発生装置１に接続される。
【００１６】太陽電池６が設置されている場合には、陸
上から電力を供給するケーブルをこの浮遊式流水発生装
置１に接続させる必要がなく、邪魔なケーブルがないの
で、浮遊式流水発生装置１を陸上から離れた任意位置の
水面上に自由に浮遊させて作動させることができる。
【００１７】漏斗状の浮体２及びプロペラ４の外側周囲
には一定の隙間を開けて上部がラッパ状に拡がったダク
ト７が取付けられている。そして、上部がラッパ状に拡
がったダクト７の内周側面と、その内部に位置する漏斗
状の浮体２の外周側面との間に、昇降流水路８が環状に
形成されている。
【００１８】上部がラッパ状に拡がったダクト７は、そ
の下端側が漏斗状の浮体２の下端側に取付けられたプロ
ペラ４の位置よりも下方側まで延設されていて、深い位
置の水中まで水面上の水を送り込んで循環させたり、深
い位置の水中の水を水面上まで上昇循環させることがで
きるようになっている。
【００１９】特に、上部がラッパ状に拡がったダクト７
の下端が、プロペラ４の位置よりも更により下方側まで
延設されている場合には、ダクト７の上端と下端に形成
される吸い込みと吐き出し場所を離して分離でき、吸い
込みと吐き出しの干渉を抑えることができる。
【００２０】上部がラッパ状に拡がったダクト７は、そ
のラッパ状に拡がった上端が水面より僅かに下側に沈む
位置になるように、ダクト７は浮体２に複数の連結部材
９で連結されている。複数の連結部材９は昇降流水路８
の途中に等間隔で放射状に取付けられている。複数の連
結部材９は昇降流水路８を昇降する流水の抵抗にならな
いような形状の部材が使用されている。
【００２１】ダクト７は、そのラッパ状に拡がった上端
が水面より僅かに下側に沈む位置にあるので、プロペラ
４を下向きの流水を生じるように回転させた場合には、
水面付近の空気に触れて酸素を含んだ水のみを効率よ
く、ダクト７の内側の昇降流水路８内に吸引して深い水
中に送り込むことができる。
【００２２】上部がラッパ状に拡がったダクト７の外周
側面には、係留ロープ１０を連結するための取付孔具１
１が取付けられている。係留ロープ１０は一端がこの取
付孔具１１に連結され、他端は図示しない水底にアンカ
ーなどによって連結されている。
【００２３】浮遊式流水発生装置１は係留ロープ１０に
よって、シャフト３の傾きを立体的に持たせることによ
り、プロペラ４の推力の成分を利用してプロペラ４を回
転させた場合に、係留ロープ１０の他端が連結された水
底の図示しないアンカーを中心として水面上を円運動す
ることが可能となる。
【００２４】次に、上記発明の実施の形態の構成に基づ
く作用について以下説明する。例えば、湖水、湾内、河
口域、ダム、貯水池、溜池、養殖場などの水が汚れた閉
鎖性水域に運び、その水面上に浮遊式流水発生装置１を
浮かべる。
【００２５】そして、浮遊式流水発生装置１のダクト７
の外周側面の取付孔具１１に係留ロープ１０の一端を連
結し、係留ロープ１０の他端を図示しないアンカーに連
結し、係留ロープ１０の他端が連結されたアンカーを水
底に沈めて固定する。その後、浮遊式流水発生装置１を
駆動させる。
【００２６】浮遊式流水発生装置１に太陽電池６が取付
けられている場合には、太陽電池６で得られた電力を駆
動装置５に供給する。また、浮遊式流水発生装置１に太
陽電池６が取付けられていない場合には、陸上から電源
ケーブルを駆動装置５に接続して電源を供給する。
【００２７】電力の供給を受けた駆動装置５では、駆動
装置５のモーターが駆動し、モーターの駆動力は減速機
を介してシャフト３を一方向回りに軸転させる。シャフ
ト３が軸転すると、シャフト３の下端に取付けられたプ
ロペラ４は一方向回りに回転する。
【００２８】プロペラ４の一方向回りの回転が水面上の
水を水中に送り込む方向、つまり下降流水を生じさせる
ように回転した場合には、空気に触れて酸素を含んだ水
面上の水は、水面近くにその上端が位置するダクト７の
上端を越えて、ダクト７の内周側面と漏斗状の浮体２の
外周側面との間に形成された環状の昇降流水路８内に流
入する。
【００２９】昇降流水路８内に流入した酸素を含んだ水
面上の水は、プロペラ４の回転力によって生じた下降流
水によって、昇降流水路８内を下降して、下方側に延設
されたダクト７の下端から深い水中内に送り出される。
この深い水中に送り出された水面上の水には多量の酸素
が含まれているので、酸素が不足気味の深い水中内に多
量の酸素を供給することができ、この酸素の働きによっ
て深い水中の汚れを浄化させることが可能となる。
【００３０】このようにして、プロペラ４の回転を続け
ると、酸素を含んだ水面上の水を水中に送り込む下降流
水の循環が生じ、酸素を含んだ水面上の水が深い水中に
供給され続けると、ダクト７の外側の周囲の水は次第に
上昇して、ダクト７の内側では下降流水が生じ、又ダク
ト７の外側では上昇流水が生じる。
【００３１】このようにして、ダクト７の内外では昇降
循環流水が起こり、酸素を含んだ水面上の水を深い水中
に供給する循環流水が浮遊式流水発生装置１の周囲で生
じ、閉鎖性水域における水の浄化が効率的に達成され
る。
【００３２】これに対して、プロペラ４の一方向回りの
回転方向が前記と逆方向に回転して、水中の水を水面上
に送り出す方向、つまり上昇流水を生じさせるように回
転した場合には、酸素を殆ど含んでいない水中の汚れた
水は、水中のダクト７の下端から、ダクト７の内周側面
と漏斗状の浮体２の外周側面との間に形成された環状の
昇降流水路８の下部に流入する。
【００３３】昇降流水路８の下部に流入した酸素を殆ど
含んでいない水中の汚れた水は、プロペラ４の回転力に
よって生じた上昇流水によって、昇降流水路８内を上昇
して、上部のラッパ状に拡がったダクト７の上端から水
面上に送り出される。この水面上に送り出された汚れた
水は、そこで空気に触れて酸素が吸収される。このよう
にして、酸素を殆ど含んでいない汚れた水中の水は水面
上に送り出されて酸素を吸収することによって浄化され
る。
【００３４】このようにして、プロペラ４の回転を続け
ると、酸素を殆ど含んでいない汚れた水中の水を水面上
に送り出す上昇流水の循環が生じ、酸素を殆ど含んでい
ない汚れた水中の水が水面上に送り出され続けると、ダ
クト７の外側の周囲の水は次第に下降して、ダクト７の
内側では上昇流水が生じ、又ダクト７の外側では下降流
水が生じる。
【００３５】このようにして、ダクト７の内外では昇降
循環流水が起こり、酸素を含んだ水面上の水を深い水中
に供給する循環流水が浮遊式流水発生装置１の周囲で生
じ、閉鎖性水域における水の浄化が効率的に達成され
る。
【００３６】このようにして、ダクト７の内外では昇降
循環流水が起こり、酸素を殆ど含んでいない汚れた水中
の水を水面上に送り出す循環流水が浮遊式流水発生装置
１の周囲で生じ、閉鎖性水域における水の浄化が効率的
に達成される。
【００３７】ところで、浮遊式流水発生装置１は係留ロ
ープ１０を通じて水底のアンカーに連結されているの
で、プロペラ４が回転して循環流水を生じさせるときの
反作用によって、浮遊式流水発生装置１は水底のアンカ
ーを中心としてその周囲を旋回するため、アンカーを中
心としてその周囲を効率的に浄化することができる。
【００３８】なお、この発明は上記発明の実施の形態に
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。
【００３９】
【発明の効果】以上の記載より明らかなように、この発
明に係る浮遊式流水発生装置によれば、水面上に浮遊し
上部側が拡がった漏斗状の浮体を設け、該浮体に水面を
貫通して下方にシャフトを延設し、駆動装置に連結され
たシャフトの下端に軸芯回りに回転するプロペラを取付
け、漏斗状の浮体の周囲に上部がラッパ状に拡がったダ
クトを設け、ダクトの下端側をプロペラの下方まで延設
し、漏斗状の浮体の外周側面とダクトの内周側面との間
に環状の昇降流水路を形成し、回転するプロペラによっ
て昇降流水路内に昇降流水を起こし、ダクトの内外の水
中に昇降循環流水を生じたさせたことにより、昇降流水
路を通じて水面上の酸素を含んだ水を水中に送り込むこ
とができ、或いは、昇降流水路を通じて酸素を殆ど含ん
でいない汚れた水中の水を水面上に送り出して空気中の
酸素を吸収させることができ、これによって、閉鎖性水
域における水の浄化を効率的に達成することができる。
【００４０】また、請求項２の構成のように、係留ロー
プによって水底に連結支持されている場合には、係留ロ
ープの他端が連結支持された水底を中心としてその周囲
を旋回してするため、水底の連結部を中心としてその周
囲を効率的に浄化することができる。
【００４１】また、請求項３の構成のように、シャフト
の駆動装置に電力を供給する太陽電池が浮体に設けられ
ている場合には、陸上から電力を供給するケーブルをこ
の浮遊式流水発生装置に接続させる必要がなく、邪魔な
ケーブルがないので、浮遊式流水発生装置を陸上から離
れた任意位置の水面上に自由に浮遊させて作動させるこ
とができる。また、ケーブルが装置の一部に引っ掛かっ
て作業の妨げとなるのを防ぐこともできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態を示す浮遊式流水発生装
置の側断面図である。
【符号の説明】
１ 浮遊式流水発生装置 ２ 浮体 ３ シャフト ４ プロペラ ５ 駆動装置 ６ 太陽電池 ７ ダクト ８ 昇降流水路 ９ 連結部材 １０ 係留ロープ １１ 取付孔具
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 眞崎 建次 長崎県長崎市ダイヤランド２丁目27−23 (72)発明者 島津 裕樹 佐賀県伊万里市黒川町小黒川字前田395− 46 雇用促進住宅２−501 (72)発明者 小倉 理一 長崎県北松浦郡小佐々町西川内免280番地 の10

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 水面上に浮遊し上部側が拡がった漏斗状
    の浮体を設け、該浮体に水面を貫通して下方にシャフト
    を延設し、駆動装置に連結されたシャフトの下端に軸芯
    回りに回転するプロペラを取付け、漏斗状の浮体の周囲
    に上部がラッパ状に拡がったダクトを設け、ダクトの下
    端側をプロペラの下方まで延設し、漏斗状の浮体の外周
    側面とダクトの内周側面との間に環状の昇降流水路を形
    成し、回転するプロペラによって昇降流水路内に昇降流
    水を起こし、ダクトの内外の水中に昇降循環流水を生じ
    たさせることを特徴とする浮遊式流水発生装置。
  2. 【請求項２】 係留ロープによって水底に連結支持され
    ている請求項１記載の浮遊式流水発生装置。
  3. 【請求項３】 シャフトの駆動装置に電力を供給する太
    陽電池が浮体に設けられている請求項１記載の浮遊式流
    水発生装置。
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