深層曝気装置
【課題】曝気本体の内外の差圧や浮遊物の影響が全くなく、緊急排気管による緊急排気の確実性を常に保証することができる深層曝気装置を提供する。
【解決手段】通常時は、曝気本体１９内の空気溜め室２６に溜まった余剰空気ｄを排気管３０で外部に排気するとともに、非常時は、曝気本体１９内の空気溜め室２６に溜まった余剰空気ｄを緊急排気管３１で外部に排気する深層曝気装置である。フロート弁３３（Ａ，Ｂ）は、水位Ｌ２が緊急排気管３１の下端口３１ｂの高さよりも高い通常時は、浮力で緊急排気管３１の下端口３１ｂを閉じるととともに、水位Ｌ２´が緊急排気管３１の下端口３１ｂの高さよりも低い非常時は、緊急排気管３１の下端口３１ｂを開くようにした。
【解決手段】通常時は、曝気本体１９内の空気溜め室２６に溜まった余剰空気ｄを排気管３０で外部に排気するとともに、非常時は、曝気本体１９内の空気溜め室２６に溜まった余剰空気ｄを緊急排気管３１で外部に排気する深層曝気装置である。フロート弁３３（Ａ，Ｂ）は、水位Ｌ２が緊急排気管３１の下端口３１ｂの高さよりも高い通常時は、浮力で緊急排気管３１の下端口３１ｂを閉じるととともに、水位Ｌ２´が緊急排気管３１の下端口３１ｂの高さよりも低い非常時は、緊急排気管３１の下端口３１ｂを開くようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、深層曝気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図１１（ａ）（ｂ）に示すように、ダム湖等の湖底１に係留されて、湖底１付近の深層の水をエアレーションにより循環させる曝気本体２の上部に、排気管３と緊急排気管４とを設けて、通常時は、曝気本体３内の空気溜め室５に溜まった余剰空気を排気管３で外部に排気するとともに、非常時は、曝気本体３内の空気溜め室５に溜まった余剰空気を緊急排気管４で外部に排気する深層曝気装置Ａがある（特許文献１参照）。
【０００３】
この深層曝気装置Ａでは、曝気本体２の排気管３と緊急排気管４とリターン管１０とを、水面６に浮遊する浮上排気体７に、フレキシブルホース８，９，１１を介してそれぞれ接続している。
【０００４】
また、図１２（ａ）（ｂ）に示す深層曝気装置Ｂでは、曝気本体２の排気管３とリターン管１０を、水面６に浮遊する浮上排気体７に、フレキシブルホース８，１１を介してそれぞれ接続している構成は、深層曝気装置Ａと同じである（特許文献２参照）。
【０００５】
ただし、深層曝気装置Ａと異なる構成として、曝気本体３の上部側に、曝気本体３の内外の差圧により流体を流出入可能な弁（緊急排気管に相当）１２（Ａ，Ｂ）を設けていることである。
【０００６】
そして、曝気本体３の内部と外部間に圧力差がある場合には、弁１２（Ａ）を介して流体が曝気本体３の内部に流入し、あるいは曝気本体３の内部から流体が弁１２（Ｂ）を介して外部に流出して、曝気本体３の内外の圧力差が解消されて平衡状態となるようにしている。
【０００７】
具体的には、排気管３の詰まりやその排気能力を超えて、空気溜め室５に余剰空気量が溜まり、浮力の増大で曝気本体３が急浮上して水面６から飛び出したときに、弁１２（Ａ）を介して大気中の空気が曝気本体３内に流入することで、曝気本体３が変形や破損しないようにするものである。
【０００８】
ところで、前者の深層曝気装置Ａの排気管３と緊急排気管４は、水面６の浮上排気体７に，平行に結束されたフレキシブルホース８，９を介して接続されているから、曝気本体３が例えば水深１０〜３０ｍに設置されている場合、長さが１０〜３０ｍのフレキシブルホース８，９の捻れや折れによって同時に閉塞するおそれがあるので、緊急排気管４による緊急排気の確実性に欠けるという問題がある。
【０００９】
また、緊急排気管４のフレキシブルホース９は、ダム湖等の水面６の低下で、水面６上に浮き上がることがあり、流木等の浮遊物による損傷等のトラブルが多いので、緊急排気管４による緊急排気の確実性に欠けるという問題がある。
【００１０】
さらに、緊急排気管４の下端口４ａは、常時水中にあることから、深層曝気の稼働時には、下からの上昇流に晒されるため、下層部から吸い込まれたゴミ等により詰まるおそれがあるので、緊急排気管４による緊急排気の確実性に欠けるという問題がある。
【００１１】
すなわち、緊急排気弁４は、排気弁３に故障がある非常時に、曝気本体３の破損等を防止するための緊急排気のために開くものであり、かかる非常時は、現実には滅多にあるものではない。しかし、緊急排気の確実性は、どのような状況であっても保証されなければ、緊急排気の意味が無くなる。
【００１２】
そして、後者の深層曝気装置Ｂのように、曝気本体３の内外の差圧により流体を流出入可能な弁（緊急排気管に相当）１２を設ければ、フレキシブルホース９等に起因する前者の深層曝気装置Ａのような問題の一応の解決は可能である。
【００１３】
後者の深層曝気装置Ｂでは、図１２（ｂ）のように、内外の差圧により、流体を流入するヒンジ式弁１２（Ａ）と、流体を流出するヒンジ式弁１２（Ｂ）とを曝気本体３の上側部に設けている。また、図１２（ｃ）のように、内外の差圧により、流体を流入するボール式弁１２（Ｃ）と、流体を流出するボール式弁１２（Ｄ）とを曝気本体３の上端部に設けたものもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平９−３１４１７２号公報
【特許文献２】特開平９−３１４１７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、深層曝気装置Ｂの曝気本体３は、例えば水深１０〜３０ｍに設置するものである。したがって、その水深や大気中における内外の差圧により弁１２（Ａ〜Ｄ）を開閉させる必要があるから、その開閉圧の調整が難しく、弁１２（Ａ〜Ｄ）による緊急排気の確実性に欠けるという問題は解決されていない。
【００１６】
また、弁１２（Ａ〜Ｄ）は、曝気本体３の外部、つまりダム湖内に直接臨む箇所があることから、ゴミや砂等の浮遊物が作動部分に詰まって作動しなくなるおそれがあり、あるいは落ち葉やビニール袋等の浮遊物が弁１２（Ａ〜Ｄ）の開口部分を塞ぐおそれがあるので、弁１２（Ａ〜Ｄ）による緊急排気の確実性に欠けるという問題は解決されていない。
【００１７】
さらに、ヒンジ式弁１２（Ａ，Ｂ）では、ヒンジ部分の錆つきで感度が変わったり、鈍くなるという欠点があり、ボール式弁１２（Ｃ，Ｄ）では、ばねの錆つきや経年変化、繰り返し作動等で感度が変わったり、鈍くなるという欠点がある。このような機械式の開閉機構は、水中で用いることから故障しやすいという問題がある。
【００１８】
本発明は、前記問題を解消するためになされたもので、曝気本体の内外の差圧や浮遊物の影響が全くなく、緊急排気管による緊急排気の確実性を常に保証することができる深層曝気装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
前記課題を解決するために、本発明は、ダム湖等の湖底に係留されて、湖底付近の深層の水をエアレーションにより循環させる曝気本体の上部に、排気管と緊急排気管とを設けて、通常時は、曝気本体内の空気溜め室に溜まった余剰空気を排気管で外部に排気するとともに、非常時は、曝気本体内の空気溜め室に溜まった余剰空気を緊急排気管で外部に排気する深層曝気装置であって、前記緊急排気管は、上端口が曝気本体外の近傍に臨まされ、下端口が前記排気管の下端口よりも下方で、かつ曝気本体内の空気溜め室の通常時の水位よりも下方に臨まされ、前記緊急排気管の下端口に、曝気本体内の水位の変動に応じて上下動するフロート弁が臨まされ、このフロート弁は、前記水位が緊急排気管の下端口の高さよりも高い通常時は、浮力で緊急排気管の下端口を閉じるととともに、前記水位が緊急排気管の下端口の高さよりも低い非常時は、緊急排気管の下端口を開くようにしたことを特徴とする深層曝気装置を提供するものである。
【００２０】
請求項２のように、前記フロート弁は、曝気本体内の邪魔板に取付けたガイド部材、または緊急排気管自体で上下動がガイドされる構成とすることができる。
【００２１】
請求項３のように、前記緊急排気管の上端口は、下向き逆Ｕ字型に湾曲されている構成とすることができる。
【００２２】
請求項４のように、前記排気管は、空気溜め室に溜まった余剰空気を水中に散気する散気管を兼ねている構成とすることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、緊急排気管は、上端口を曝気本体外の近傍に臨ませ、下端口を曝気本体内の空気溜め室の通常時の水位よりも下方に臨ませる一方、緊急排気管の下端口に、曝気本体内の水位の変動に応じて上下動するフロート弁を臨ませたものである。
【００２４】
そして、曝気本体内のフロート弁は、水位が緊急排気管の下端口の高さよりも高い通常時は、浮力で緊急排気管の下端口を閉じることで、曝気本体内の空気溜め室に溜まった空気が排気管の上端口からのみ水中に排出されるようになる。また、水位が緊急排気管の下端口の高さよりも低い非常時は、水位に応じてフロート弁も下がって、緊急排気管の下端口を開くことで、曝気本体内の空気溜め室に溜まった余剰空気が上端口から水中に緊急排出されるようになる。
【００２５】
したがって、排気弁に故障がある非常時に、曝気本体内の余剰空気を緊急的に外部に排出することで、曝気本体の急浮上、あるいは変形や破損しないようにすることができる。
【００２６】
そして、背景技術の前者の深層曝気装置Ａのようなフレキシブルホースが不要であるから、捻れや折れによる閉塞のおそれ、流木等の浮遊物による損傷等のトラブル、下層部から吸い込まれたゴミ等により詰まるおそれがなくなる。
【００２７】
また、背景技術の後者の深層曝気装置Ｂのように、内外の差圧により弁を開閉させる構造ではなく、曝気本体内のフロート弁を水位の昇降により開閉させる構造であるので、開閉圧の調整が不要であり、緊急排気の確実性に優れるようになる。
【００２８】
このフロート弁は、背景技術の後者の深層曝気装置Ｂのように、曝気本体の外部、つまりダム湖内に直接臨む箇所がなく、曝気本体内に配置されていることから、泥砂の浮遊物が作動部分に詰まるおそれ、落ち葉やプラスチック袋等の浮遊物が弁の開口部分を塞ぐおそれがなくなるので、この点でも緊急排気の確実性に優れるようになる。
【００２９】
このように、曝気本体の内外の差圧や浮遊物の影響が全くなく、緊急排気の確実性を常に保証することができる。
【００３０】
また、フロート弁は、水位に応じて浮力で上下動して、緊急排気管の下端口を開閉する簡単な構成であることから、水中で長期に亘って用いても故障しにくい。
【００３１】
請求項２によれば、フロート弁の上下動をガイドすることで、フロート弁が緊急排気管の下端口を正確に開閉するようになる。
【００３２】
請求項３によれば、緊急排気管の上端口を下向き逆Ｕ字型に湾曲させているから、水中に浮遊するゴミや砂等が曝気本体内に浸入して溜まるおそれがなくなる。
【００３３】
請求項４によれば、排気管が散気管を兼ねることで、空気溜め室に溜まった余剰空気を水中に散気すれば、表層の水が効果的に攪拌されるので、水温の均一化や藻類の発生を抑制ができるようになり、複合型深層曝気装置として機能するようになる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態の複合型深層曝気装置の側面断面図である。
【図２】図１の曝気装置であり、第１実施形態のフロート弁の閉弁時の要部拡大側面断面図である。
【図３】図１の曝気装置であり、第１実施形態のフロート弁の開弁時の要部拡大側面断面図である。
【図４】第１実施形態のフロート弁とガイド部材の平面図である。
【図５】第１実施形態のフロート弁であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の側面図、（ｃ）は変形例の平面図、（ｄ）は（ｃ）の側面図である。
【図６】図１の曝気装置であり、変形例のガイド部材を示す要部拡大側面断面図である。
【図７】図１の曝気装置であり、（ａ）は変形例のフロート弁を示す要部拡大側面断面図、（ｂ）は（ａ）のフロート弁とガイド部材の平面図である。
【図８】図１の曝気装置であり、第２実施形態のフロート弁の閉弁時の要部拡大側面断面図である。
【図９】図１の曝気装置であり、第２実施形態のフロート弁の開弁時の要部拡大側面断面図である。
【図１０】（ａ）は第２実施形態のフロート弁の平面図、（ｂ）はフロートの側面図、（ｃ）は変形例のフロートの側面図である。
【図１１】特許文献１の深層曝気装置であり、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は要部拡大側面図である。
【図１２】特許文献２の深層曝気装置であり、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は要部拡大側面図、（ｃ）は弁の変形例の要部拡大側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態である複合型深層曝気装置１５の側面断面図である。
【００３６】
曝気装置１５は、ダム湖等の湖底１６に係留されて、湖底付近の深層の水をエアレーションにより循環（矢印ａ参照）させるものである。
【００３７】
曝気装置１５は、湖底１６にシンカー１７で係留された状態でフロート１８の浮力により起立状態に保持される曝気本体１９を備えている。そして、送気管２０から送られた圧縮空気による第１散気管２１からのエアレーションの上昇流ｂで内筒２２内に吸水して、溶存酸素量を上げた水ｃを、内筒２２の上端に複数本のステー２３ａ（図２参照）で支持した邪魔板（バッフル）２３で上方から下方に反転させる。その後、外筒２４との間の出口２５から外部（深層）に排水することで、深層の嫌気化を予防するものである。
【００３８】
外筒２４の頂部は半球状に形成され、内筒２２の上端部の邪魔板２３との間には、エアレーションの余剰空気ｄ（図２の点々を参照）を溜める空気溜め室２６が形成されて、外筒２４の頂部には、空気溜め室２６の余剰空気ｄを水中に散気するために内外に貫通する、第２散気管を兼ねる排気管３０が設けられている。
【００３９】
また、外筒２４の頂部には、空気溜め室２６内の空気圧が異常に上がった時に開いて、余剰空気ｄを水中に緊急排気するための緊急排気管３１が設けられている。
【００４０】
散気管３０と緊急排気管３１とは、図２のように、外筒２４の頂部の台形状の支持板４０で補強されている。また、外筒２４の頂部の内面には、散気管３０と緊急排気管３１を取り囲むように円筒状の補強筒４１が取付けられ、この補強筒４１で散気管３０と緊急排気管３１を取付けた外筒２４の頂部を補強している。なお、補強筒４１の上端には貫通孔４１ａが形成されている。
【００４１】
図１に戻って、曝気本体１９の内筒２２の下端部には、下向き円錐形状のスカート部２７が形成されている。
【００４２】
スカート部２７の下方には、スカート部２７の内面と一定の隙間を隔てて対向する外面の頂部付近に、気泡を噴出する複数個の散気孔２１ａが形成された上向き中空円錐形状（シャープドコーン）の第１散気管２１が配置されている。
【００４３】
第１散気管２１の下部に送気管２０が接続されて、送気管２０から第１散気管２１に送気された空気を気泡ｇとして、各散気孔２１ａから連続的に噴出するようになる。
【００４４】
内筒２２のスカート部２７の内面と第１散気管部２１の外面とが一定の隙間を隔てて対向するように、内筒２２のスカート部２７と第１散気管２１とが円周上略等角度間隔（本例では１２０度）で、チェーンのような撓む連結具２８で連結されている。さらに、第１散気管２１は、水底１６のシンカー１７に、円周上略等角度間隔でチェーンのような撓む係留具２９で係留されている。
【００４５】
この場合、内筒２２を含む曝気本体１９は、フロート１８で浮力が付与されている。したがって、チェーンのような連結具２８と係留具２９は、上方に引っ張られた状態となるから、特に連結具２８によって、内筒２２のスカート部２７の内面と第１散気管２１の外面とが一定の隙間が隔てられるようになる。
【００４６】
空気溜め室２６に溜まった余剰空気ｄは、第２散気管を兼ねる排気管３０から水中に散気されるから、ダム湖等の表層に散気による水流ｅが生じるようになり（循環曝気攪拌）、余剰空気ｄを有効に利用することによって、水面Ｌ１付近の表層を攪拌して水温を均一化できるとともに、表層におけるアオコのような藻類の発生を抑制できるようになる。
【００４７】
排気管３０は、第２散気管を兼ねる必要は必ずしも無く、背景技術の深層曝気装置Ａ，Ｂと同様に、水面に浮遊する浮上排気体にフレキシブルホースを介して接続することも可能である。
【００４８】
図２に詳細に示したように、外筒２４の頂部内面と邪魔板２３の上面との間の空気溜め室２６は、通常時は、その略半分の高さ位置の反転水面Ｌ２より上側に余剰空気ｄが溜まるように設定されている。また、非常時は、図３のように、余剰空気ｄの空圧で反転水面Ｌ２´が押し下げられることで、邪魔板２３の上面付近まで余剰空気ｄが溜まるようになる。
【００４９】
第２散気管を兼ねる排気管３０の上端口３０ａは、外筒２４の頂部より僅かに上方へ突出する長さに設定されるとともに、下端口３０ｂは、外筒２４の頂部より僅かに下方へ突出する長さに設定されて、通常時の反転水面Ｌ２より上側に位置するようになっている。なお、第２散気管を兼ねる排気管３０は、外筒２４の頂部に穿った穴であっても良い。
【００５０】
そして、空気溜め室２６に溜まった余剰空気ｄが第２散気管を兼ねる排気管３０から水中に散気されている通常時は、この反転水面Ｌ２が維持されるようになっている。
【００５１】
また、緊急排気管３１の上端口３１ａは、外筒２４の頂部より僅かに上方へ突出して、下向き逆Ｕ字型に湾曲する長さに設定されるとともに、下端口３１ｂは、排気管３０の下端口３０ｂよりも下方で、かつ空気溜め室２６の通常時の反転水面Ｌ２よりも下方に延在して、邪魔板２３の手前まで突出する長さに設定されている。
【００５２】
緊急排気管３１の下端口３１ｂには、曝気本体１９内の反転水面（水位）Ｌ２，Ｌ２´の変動に応じて上下動するフロート弁３３（Ａ，Ｂ）が臨まされている。
【００５３】
フロート弁３３（Ａ，Ｂ）は、反転水面（水位）Ｌ２が緊急排気管３１の下端口３１ｂの高さよりも高い通常時は、図２のように、浮力で緊急排気管３１の下端口３１ｂを閉じるととともに、反転水面（水位）Ｌ２´が緊急排気管３１の下端口３１ｂの高さよりも低い非常時は、図３のように、反転水面Ｌ２´に応じて、かつフロート弁３３（Ａ，Ｂ）の自重も関与することで下がって緊急排気管３１の下端口３１ｂを開くようになる。
【００５４】
フロート弁３３（Ａ，Ｂ）は、曝気本体１９内の邪魔板２３に取付けたガイド部材３４、または緊急排気管３１自体で上下動をガイドすることで、緊急排気管３１の下端口３１ｂを正確に開閉する必要がある。
【００５５】
そこで、第１実施形態のフロート弁３３（Ａ）とガイド部材３４の内、フロート弁３３（Ａ）は、図５（ａ）（ｂ）に示すように、両端部を４５度でカットした４個の中空円管を四角形状に接続するとともに、その上面にフラットな弁板３３ａを接続したものである。なお、中空円管の内部には、浮力のある空気または発泡材が充填されている。
【００５６】
また、ガイド部材３４は、図４のように、上面の複数箇所（本例では４箇所）にガイド棒３４ａを立設した四角形のベース板３４ｂを邪魔板２３の上面に固定したものである。
【００５７】
そして、各ガイド棒３４ａの間にフロート弁３３（Ａ）を嵌め入れることで、各ガイド棒３４ａでフロート弁３３（Ａ）の上下動がガイドされるようになる。
【００５８】
フロート弁３３（Ａ）は、４個の中空円管を四角形状に接続したものである必要はなく、図５（ｃ）（ｄ）のように、１個のリング状円管の下面を板３３ｂで閉じるととともに、上面を弁板３３ａで閉じて、リング状円管の内部に、浮力のある空気または発泡材を充填したものでも良い。
【００５９】
また、図７（ａ）（ｂ）に示すように、浮力のある中空球状のフロート弁３３（Ａ）であっても良く、この場合には、ガイド部材３４として、丸形のベース板３４ｂの上面の複数箇所（本例では３箇所）にガイド棒３４ａを立設したもので良い。
【００６０】
さらに、ガイド部材３４は、邪魔板２３の上面に固定するものに限られず、図６に示すように、緊急排気管３１の外周の円周上略等角度間隔の複数箇所（例えば４箇所）に、側面がコ字状のガイド棒３４ｃの上端を固定して、各ガイド棒３４ｃの間にフロート弁３３（Ａ）を嵌め入れることで、各ガイド棒３４ｃでフロート弁３３（Ａ）の上下動をガイドするようにしても良い。
【００６１】
第２実施形態のフロート弁３３（Ｂ）は、図１０（ａ）（ｂ）に示すように、緊急排気管３１の外周面に僅かの隙間を開けて、浮力のある３個の円筒状フロート３３ｅを円周上略等角度間隔（本例では１２０度）で配置している。なお、フロート３３ｅは、図１０（ｃ）のように、上下端が球面状であっても良い。
【００６２】
そして、各フロート３３ｅの下端部付近を、平面視で略六角形状の弁板３３ｆの円弧状の三辺３３ｈにそれぞれ固定するとともに、各フロート３３ｅの上端部付近を三枚の略四角形状の連結板３１ｇでそれぞれ固定する。
【００６３】
このフロート弁３３（Ｂ）は、図８のように、反転水面（水位）Ｌ２が緊急排気管３１の下端口３１ｂの高さよりも高い通常時は、浮力で緊急排気管３１の下端口３１ｂを弁板３３ｆで閉じるととともに、図９のように、反転水面（水位）Ｌ２´が緊急排気管３１の下端口３１ｂの高さよりも低い非常時は、反転水面（水位）Ｌ２´に応じて、かつフロート弁３３（Ａ，Ｂ）の自重も関与することで下がって緊急排気管３１の下端口３１ｂを開くようになる。このとき、緊急排気管３１の外周面から側方に突出する下動規制棒３１ｆ〔図１０（ｂ）参照〕に連結板３１ｇが当て止められることで、フロート弁３３（Ｂ）が緊急排気管３１から下方に抜け落ちないように規制されるようになる。なお、邪魔板２３が有るタイプでは、邪魔板２３でフロート弁３３（Ｂ）が緊急排気管３１から下方に抜け落ちないように規制されるので、下動規制棒３１ｆは不要である。
【００６４】
この第２実施形態のフロート弁３３（Ｂ）では、緊急排気管３１を上下動のガイドに利用しているから。第１実施形態のフロート弁３３（Ａ）のようなガイド部材３４が不要になる。
【００６５】
前記のように構成した深層曝気装置１５であれば、緊急排気管３１は、上端口３１ａを曝気本体１９外の近傍に臨ませ、下端口３１ｂを曝気本体１９内の空気溜め室２６の通常時の反転水面Ｌ２よりも下方に臨ませる一方、緊急排気管３１の下端口３１ｂに、曝気本体１９内の反転水面（水位）Ｌ２，Ｌ２´の変動に応じて上下動するフロート弁３３（Ａ，Ｂ）を臨ませている。
【００６６】
そして、曝気本体１９内のフロート弁３３（Ａ，Ｂ）は、反転水面（水位）Ｌ２が緊急排気管３１の下端口３１ｂの高さよりも高い通常時は、浮力で緊急排気管３１の下端口３１ｂを閉じることで、曝気本体１９内の空気溜め室２６に溜まった余剰空気が排気管３０の上端口３０ａからのみ水中に排出されるようになる。
【００６７】
また、反転水面（水位）Ｌ２´が緊急排気管３１の下端口３１ｂの高さよりも低い非常時は、反転水面（水位）Ｌ２´に応じてフロート弁３３（Ａ，Ｂ）も下がって、緊急排気管３１の下端口３１ｂを開くことで、曝気本体１９内の空気溜め室２６に溜まった余剰空気が上端口３１ａから水中に緊急排出されるようになる。
【００６８】
したがって、排気弁３０に故障がある非常時に、曝気本体１９内の余剰空気を緊急的に外部に排出することで、曝気本体１９の急浮上、あるいは変形や破損しないようにすることができる。
【００６９】
そして、背景技術の前者の深層曝気装置Ａのようなフレキシブルホースが不要であるから、捻れや折れによる閉塞のおそれ、流木等の浮遊物による損傷等のトラブル、下層部から吸い込まれたゴミ等により詰まるおそれがなくなる。
【００７０】
また、背景技術の後者の深層曝気装置Ｂのように、内外の差圧により弁を開閉させる構造ではなく、曝気本体１９内のフロート弁３３（Ａ，Ｂ）を反転水面（水位）Ｌ２．Ｌ２´の昇降により開閉させる構造であるので、開閉圧の調整が不要であり、緊急排気管３１による緊急排気の確実性に優れるようになる。
【００７１】
このフロート弁３３（Ａ，Ｂ）は、背景技術の後者の深層曝気装置Ｂのように、曝気本体の外部、つまりダム湖内に直接臨む箇所がなく、曝気本体１９内に配置されていることから、ゴミや砂等の浮遊物が作動部分に詰まって作動しなくなるおそれ、あるいは落ち葉やビニール袋等の浮遊物が弁の開口部分を塞ぐおそれがなくなるので、この点でも緊急排気管３１の緊急排気の確実性に優れるようになる。
【００７２】
このように、曝気本体１９の内外の差圧や浮遊物の影響が全くなく、緊急排気管３１による緊急排気の確実性を常に保証することができる。
【００７３】
また、フロート弁３３（Ａ，Ｂ）は、水位に応じて浮力で上下動して、緊急排気管３１の下端口３１ｂを開閉する簡単な構成であることから、水中で長期に亘って用いても故障しにくい。
【００７４】
また、緊急排気管３１の上端口３１ａを下向き逆Ｕ字型に湾曲させているから、水中に浮遊するゴミや砂等が曝気本体１９内に浸入して溜まるおそれがなくなる。なお、ゴミや砂の浸入が考えられないところでは、逆Ｕ字型に湾曲させる必要は特になく、真っ直ぐであっても良い。
【００７５】
さらに、排気管３０が第１散気管を兼ねるようにすることで、空気溜め室２６に溜まった余剰空気ｄを水中に散気すれば、表層の水が効果的に攪拌されるので、水温の均一化や藻類の発生を抑制ができるようになり、複合型深層曝気装置として機能するようになる。
【符号の説明】
【００７６】
１５ 複合型深層曝気装置
１６ 湖底等
１９ 曝気本体
２２ 内筒
２３ 邪魔板
２４ 外筒
２６ 空気溜め室
３０ 排気管（第２散気管を兼ねる）
３１ 緊急排気管
３１ａ 上端口
３１ｂ 下端口
３３（Ａ，Ｂ） フロート弁
３４ ガイド部材
ｄ 余剰空気
Ｌ２，Ｌ２´ 反転水面（水位）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、深層曝気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図１１（ａ）（ｂ）に示すように、ダム湖等の湖底１に係留されて、湖底１付近の深層の水をエアレーションにより循環させる曝気本体２の上部に、排気管３と緊急排気管４とを設けて、通常時は、曝気本体３内の空気溜め室５に溜まった余剰空気を排気管３で外部に排気するとともに、非常時は、曝気本体３内の空気溜め室５に溜まった余剰空気を緊急排気管４で外部に排気する深層曝気装置Ａがある（特許文献１参照）。
【０００３】
この深層曝気装置Ａでは、曝気本体２の排気管３と緊急排気管４とリターン管１０とを、水面６に浮遊する浮上排気体７に、フレキシブルホース８，９，１１を介してそれぞれ接続している。
【０００４】
また、図１２（ａ）（ｂ）に示す深層曝気装置Ｂでは、曝気本体２の排気管３とリターン管１０を、水面６に浮遊する浮上排気体７に、フレキシブルホース８，１１を介してそれぞれ接続している構成は、深層曝気装置Ａと同じである（特許文献２参照）。
【０００５】
ただし、深層曝気装置Ａと異なる構成として、曝気本体３の上部側に、曝気本体３の内外の差圧により流体を流出入可能な弁（緊急排気管に相当）１２（Ａ，Ｂ）を設けていることである。
【０００６】
そして、曝気本体３の内部と外部間に圧力差がある場合には、弁１２（Ａ）を介して流体が曝気本体３の内部に流入し、あるいは曝気本体３の内部から流体が弁１２（Ｂ）を介して外部に流出して、曝気本体３の内外の圧力差が解消されて平衡状態となるようにしている。
【０００７】
具体的には、排気管３の詰まりやその排気能力を超えて、空気溜め室５に余剰空気量が溜まり、浮力の増大で曝気本体３が急浮上して水面６から飛び出したときに、弁１２（Ａ）を介して大気中の空気が曝気本体３内に流入することで、曝気本体３が変形や破損しないようにするものである。
【０００８】
ところで、前者の深層曝気装置Ａの排気管３と緊急排気管４は、水面６の浮上排気体７に，平行に結束されたフレキシブルホース８，９を介して接続されているから、曝気本体３が例えば水深１０〜３０ｍに設置されている場合、長さが１０〜３０ｍのフレキシブルホース８，９の捻れや折れによって同時に閉塞するおそれがあるので、緊急排気管４による緊急排気の確実性に欠けるという問題がある。
【０００９】
また、緊急排気管４のフレキシブルホース９は、ダム湖等の水面６の低下で、水面６上に浮き上がることがあり、流木等の浮遊物による損傷等のトラブルが多いので、緊急排気管４による緊急排気の確実性に欠けるという問題がある。
【００１０】
さらに、緊急排気管４の下端口４ａは、常時水中にあることから、深層曝気の稼働時には、下からの上昇流に晒されるため、下層部から吸い込まれたゴミ等により詰まるおそれがあるので、緊急排気管４による緊急排気の確実性に欠けるという問題がある。
【００１１】
すなわち、緊急排気弁４は、排気弁３に故障がある非常時に、曝気本体３の破損等を防止するための緊急排気のために開くものであり、かかる非常時は、現実には滅多にあるものではない。しかし、緊急排気の確実性は、どのような状況であっても保証されなければ、緊急排気の意味が無くなる。
【００１２】
そして、後者の深層曝気装置Ｂのように、曝気本体３の内外の差圧により流体を流出入可能な弁（緊急排気管に相当）１２を設ければ、フレキシブルホース９等に起因する前者の深層曝気装置Ａのような問題の一応の解決は可能である。
【００１３】
後者の深層曝気装置Ｂでは、図１２（ｂ）のように、内外の差圧により、流体を流入するヒンジ式弁１２（Ａ）と、流体を流出するヒンジ式弁１２（Ｂ）とを曝気本体３の上側部に設けている。また、図１２（ｃ）のように、内外の差圧により、流体を流入するボール式弁１２（Ｃ）と、流体を流出するボール式弁１２（Ｄ）とを曝気本体３の上端部に設けたものもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平９−３１４１７２号公報
【特許文献２】特開平９−３１４１７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、深層曝気装置Ｂの曝気本体３は、例えば水深１０〜３０ｍに設置するものである。したがって、その水深や大気中における内外の差圧により弁１２（Ａ〜Ｄ）を開閉させる必要があるから、その開閉圧の調整が難しく、弁１２（Ａ〜Ｄ）による緊急排気の確実性に欠けるという問題は解決されていない。
【００１６】
また、弁１２（Ａ〜Ｄ）は、曝気本体３の外部、つまりダム湖内に直接臨む箇所があることから、ゴミや砂等の浮遊物が作動部分に詰まって作動しなくなるおそれがあり、あるいは落ち葉やビニール袋等の浮遊物が弁１２（Ａ〜Ｄ）の開口部分を塞ぐおそれがあるので、弁１２（Ａ〜Ｄ）による緊急排気の確実性に欠けるという問題は解決されていない。
【００１７】
さらに、ヒンジ式弁１２（Ａ，Ｂ）では、ヒンジ部分の錆つきで感度が変わったり、鈍くなるという欠点があり、ボール式弁１２（Ｃ，Ｄ）では、ばねの錆つきや経年変化、繰り返し作動等で感度が変わったり、鈍くなるという欠点がある。このような機械式の開閉機構は、水中で用いることから故障しやすいという問題がある。
【００１８】
本発明は、前記問題を解消するためになされたもので、曝気本体の内外の差圧や浮遊物の影響が全くなく、緊急排気管による緊急排気の確実性を常に保証することができる深層曝気装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
前記課題を解決するために、本発明は、ダム湖等の湖底に係留されて、湖底付近の深層の水をエアレーションにより循環させる曝気本体の上部に、排気管と緊急排気管とを設けて、通常時は、曝気本体内の空気溜め室に溜まった余剰空気を排気管で外部に排気するとともに、非常時は、曝気本体内の空気溜め室に溜まった余剰空気を緊急排気管で外部に排気する深層曝気装置であって、前記緊急排気管は、上端口が曝気本体外の近傍に臨まされ、下端口が前記排気管の下端口よりも下方で、かつ曝気本体内の空気溜め室の通常時の水位よりも下方に臨まされ、前記緊急排気管の下端口に、曝気本体内の水位の変動に応じて上下動するフロート弁が臨まされ、このフロート弁は、前記水位が緊急排気管の下端口の高さよりも高い通常時は、浮力で緊急排気管の下端口を閉じるととともに、前記水位が緊急排気管の下端口の高さよりも低い非常時は、緊急排気管の下端口を開くようにしたことを特徴とする深層曝気装置を提供するものである。
【００２０】
請求項２のように、前記フロート弁は、曝気本体内の邪魔板に取付けたガイド部材、または緊急排気管自体で上下動がガイドされる構成とすることができる。
【００２１】
請求項３のように、前記緊急排気管の上端口は、下向き逆Ｕ字型に湾曲されている構成とすることができる。
【００２２】
請求項４のように、前記排気管は、空気溜め室に溜まった余剰空気を水中に散気する散気管を兼ねている構成とすることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、緊急排気管は、上端口を曝気本体外の近傍に臨ませ、下端口を曝気本体内の空気溜め室の通常時の水位よりも下方に臨ませる一方、緊急排気管の下端口に、曝気本体内の水位の変動に応じて上下動するフロート弁を臨ませたものである。
【００２４】
そして、曝気本体内のフロート弁は、水位が緊急排気管の下端口の高さよりも高い通常時は、浮力で緊急排気管の下端口を閉じることで、曝気本体内の空気溜め室に溜まった空気が排気管の上端口からのみ水中に排出されるようになる。また、水位が緊急排気管の下端口の高さよりも低い非常時は、水位に応じてフロート弁も下がって、緊急排気管の下端口を開くことで、曝気本体内の空気溜め室に溜まった余剰空気が上端口から水中に緊急排出されるようになる。
【００２５】
したがって、排気弁に故障がある非常時に、曝気本体内の余剰空気を緊急的に外部に排出することで、曝気本体の急浮上、あるいは変形や破損しないようにすることができる。
【００２６】
そして、背景技術の前者の深層曝気装置Ａのようなフレキシブルホースが不要であるから、捻れや折れによる閉塞のおそれ、流木等の浮遊物による損傷等のトラブル、下層部から吸い込まれたゴミ等により詰まるおそれがなくなる。
【００２７】
また、背景技術の後者の深層曝気装置Ｂのように、内外の差圧により弁を開閉させる構造ではなく、曝気本体内のフロート弁を水位の昇降により開閉させる構造であるので、開閉圧の調整が不要であり、緊急排気の確実性に優れるようになる。
【００２８】
このフロート弁は、背景技術の後者の深層曝気装置Ｂのように、曝気本体の外部、つまりダム湖内に直接臨む箇所がなく、曝気本体内に配置されていることから、泥砂の浮遊物が作動部分に詰まるおそれ、落ち葉やプラスチック袋等の浮遊物が弁の開口部分を塞ぐおそれがなくなるので、この点でも緊急排気の確実性に優れるようになる。
【００２９】
このように、曝気本体の内外の差圧や浮遊物の影響が全くなく、緊急排気の確実性を常に保証することができる。
【００３０】
また、フロート弁は、水位に応じて浮力で上下動して、緊急排気管の下端口を開閉する簡単な構成であることから、水中で長期に亘って用いても故障しにくい。
【００３１】
請求項２によれば、フロート弁の上下動をガイドすることで、フロート弁が緊急排気管の下端口を正確に開閉するようになる。
【００３２】
請求項３によれば、緊急排気管の上端口を下向き逆Ｕ字型に湾曲させているから、水中に浮遊するゴミや砂等が曝気本体内に浸入して溜まるおそれがなくなる。
【００３３】
請求項４によれば、排気管が散気管を兼ねることで、空気溜め室に溜まった余剰空気を水中に散気すれば、表層の水が効果的に攪拌されるので、水温の均一化や藻類の発生を抑制ができるようになり、複合型深層曝気装置として機能するようになる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態の複合型深層曝気装置の側面断面図である。
【図２】図１の曝気装置であり、第１実施形態のフロート弁の閉弁時の要部拡大側面断面図である。
【図３】図１の曝気装置であり、第１実施形態のフロート弁の開弁時の要部拡大側面断面図である。
【図４】第１実施形態のフロート弁とガイド部材の平面図である。
【図５】第１実施形態のフロート弁であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の側面図、（ｃ）は変形例の平面図、（ｄ）は（ｃ）の側面図である。
【図６】図１の曝気装置であり、変形例のガイド部材を示す要部拡大側面断面図である。
【図７】図１の曝気装置であり、（ａ）は変形例のフロート弁を示す要部拡大側面断面図、（ｂ）は（ａ）のフロート弁とガイド部材の平面図である。
【図８】図１の曝気装置であり、第２実施形態のフロート弁の閉弁時の要部拡大側面断面図である。
【図９】図１の曝気装置であり、第２実施形態のフロート弁の開弁時の要部拡大側面断面図である。
【図１０】（ａ）は第２実施形態のフロート弁の平面図、（ｂ）はフロートの側面図、（ｃ）は変形例のフロートの側面図である。
【図１１】特許文献１の深層曝気装置であり、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は要部拡大側面図である。
【図１２】特許文献２の深層曝気装置であり、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は要部拡大側面図、（ｃ）は弁の変形例の要部拡大側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態である複合型深層曝気装置１５の側面断面図である。
【００３６】
曝気装置１５は、ダム湖等の湖底１６に係留されて、湖底付近の深層の水をエアレーションにより循環（矢印ａ参照）させるものである。
【００３７】
曝気装置１５は、湖底１６にシンカー１７で係留された状態でフロート１８の浮力により起立状態に保持される曝気本体１９を備えている。そして、送気管２０から送られた圧縮空気による第１散気管２１からのエアレーションの上昇流ｂで内筒２２内に吸水して、溶存酸素量を上げた水ｃを、内筒２２の上端に複数本のステー２３ａ（図２参照）で支持した邪魔板（バッフル）２３で上方から下方に反転させる。その後、外筒２４との間の出口２５から外部（深層）に排水することで、深層の嫌気化を予防するものである。
【００３８】
外筒２４の頂部は半球状に形成され、内筒２２の上端部の邪魔板２３との間には、エアレーションの余剰空気ｄ（図２の点々を参照）を溜める空気溜め室２６が形成されて、外筒２４の頂部には、空気溜め室２６の余剰空気ｄを水中に散気するために内外に貫通する、第２散気管を兼ねる排気管３０が設けられている。
【００３９】
また、外筒２４の頂部には、空気溜め室２６内の空気圧が異常に上がった時に開いて、余剰空気ｄを水中に緊急排気するための緊急排気管３１が設けられている。
【００４０】
散気管３０と緊急排気管３１とは、図２のように、外筒２４の頂部の台形状の支持板４０で補強されている。また、外筒２４の頂部の内面には、散気管３０と緊急排気管３１を取り囲むように円筒状の補強筒４１が取付けられ、この補強筒４１で散気管３０と緊急排気管３１を取付けた外筒２４の頂部を補強している。なお、補強筒４１の上端には貫通孔４１ａが形成されている。
【００４１】
図１に戻って、曝気本体１９の内筒２２の下端部には、下向き円錐形状のスカート部２７が形成されている。
【００４２】
スカート部２７の下方には、スカート部２７の内面と一定の隙間を隔てて対向する外面の頂部付近に、気泡を噴出する複数個の散気孔２１ａが形成された上向き中空円錐形状（シャープドコーン）の第１散気管２１が配置されている。
【００４３】
第１散気管２１の下部に送気管２０が接続されて、送気管２０から第１散気管２１に送気された空気を気泡ｇとして、各散気孔２１ａから連続的に噴出するようになる。
【００４４】
内筒２２のスカート部２７の内面と第１散気管部２１の外面とが一定の隙間を隔てて対向するように、内筒２２のスカート部２７と第１散気管２１とが円周上略等角度間隔（本例では１２０度）で、チェーンのような撓む連結具２８で連結されている。さらに、第１散気管２１は、水底１６のシンカー１７に、円周上略等角度間隔でチェーンのような撓む係留具２９で係留されている。
【００４５】
この場合、内筒２２を含む曝気本体１９は、フロート１８で浮力が付与されている。したがって、チェーンのような連結具２８と係留具２９は、上方に引っ張られた状態となるから、特に連結具２８によって、内筒２２のスカート部２７の内面と第１散気管２１の外面とが一定の隙間が隔てられるようになる。
【００４６】
空気溜め室２６に溜まった余剰空気ｄは、第２散気管を兼ねる排気管３０から水中に散気されるから、ダム湖等の表層に散気による水流ｅが生じるようになり（循環曝気攪拌）、余剰空気ｄを有効に利用することによって、水面Ｌ１付近の表層を攪拌して水温を均一化できるとともに、表層におけるアオコのような藻類の発生を抑制できるようになる。
【００４７】
排気管３０は、第２散気管を兼ねる必要は必ずしも無く、背景技術の深層曝気装置Ａ，Ｂと同様に、水面に浮遊する浮上排気体にフレキシブルホースを介して接続することも可能である。
【００４８】
図２に詳細に示したように、外筒２４の頂部内面と邪魔板２３の上面との間の空気溜め室２６は、通常時は、その略半分の高さ位置の反転水面Ｌ２より上側に余剰空気ｄが溜まるように設定されている。また、非常時は、図３のように、余剰空気ｄの空圧で反転水面Ｌ２´が押し下げられることで、邪魔板２３の上面付近まで余剰空気ｄが溜まるようになる。
【００４９】
第２散気管を兼ねる排気管３０の上端口３０ａは、外筒２４の頂部より僅かに上方へ突出する長さに設定されるとともに、下端口３０ｂは、外筒２４の頂部より僅かに下方へ突出する長さに設定されて、通常時の反転水面Ｌ２より上側に位置するようになっている。なお、第２散気管を兼ねる排気管３０は、外筒２４の頂部に穿った穴であっても良い。
【００５０】
そして、空気溜め室２６に溜まった余剰空気ｄが第２散気管を兼ねる排気管３０から水中に散気されている通常時は、この反転水面Ｌ２が維持されるようになっている。
【００５１】
また、緊急排気管３１の上端口３１ａは、外筒２４の頂部より僅かに上方へ突出して、下向き逆Ｕ字型に湾曲する長さに設定されるとともに、下端口３１ｂは、排気管３０の下端口３０ｂよりも下方で、かつ空気溜め室２６の通常時の反転水面Ｌ２よりも下方に延在して、邪魔板２３の手前まで突出する長さに設定されている。
【００５２】
緊急排気管３１の下端口３１ｂには、曝気本体１９内の反転水面（水位）Ｌ２，Ｌ２´の変動に応じて上下動するフロート弁３３（Ａ，Ｂ）が臨まされている。
【００５３】
フロート弁３３（Ａ，Ｂ）は、反転水面（水位）Ｌ２が緊急排気管３１の下端口３１ｂの高さよりも高い通常時は、図２のように、浮力で緊急排気管３１の下端口３１ｂを閉じるととともに、反転水面（水位）Ｌ２´が緊急排気管３１の下端口３１ｂの高さよりも低い非常時は、図３のように、反転水面Ｌ２´に応じて、かつフロート弁３３（Ａ，Ｂ）の自重も関与することで下がって緊急排気管３１の下端口３１ｂを開くようになる。
【００５４】
フロート弁３３（Ａ，Ｂ）は、曝気本体１９内の邪魔板２３に取付けたガイド部材３４、または緊急排気管３１自体で上下動をガイドすることで、緊急排気管３１の下端口３１ｂを正確に開閉する必要がある。
【００５５】
そこで、第１実施形態のフロート弁３３（Ａ）とガイド部材３４の内、フロート弁３３（Ａ）は、図５（ａ）（ｂ）に示すように、両端部を４５度でカットした４個の中空円管を四角形状に接続するとともに、その上面にフラットな弁板３３ａを接続したものである。なお、中空円管の内部には、浮力のある空気または発泡材が充填されている。
【００５６】
また、ガイド部材３４は、図４のように、上面の複数箇所（本例では４箇所）にガイド棒３４ａを立設した四角形のベース板３４ｂを邪魔板２３の上面に固定したものである。
【００５７】
そして、各ガイド棒３４ａの間にフロート弁３３（Ａ）を嵌め入れることで、各ガイド棒３４ａでフロート弁３３（Ａ）の上下動がガイドされるようになる。
【００５８】
フロート弁３３（Ａ）は、４個の中空円管を四角形状に接続したものである必要はなく、図５（ｃ）（ｄ）のように、１個のリング状円管の下面を板３３ｂで閉じるととともに、上面を弁板３３ａで閉じて、リング状円管の内部に、浮力のある空気または発泡材を充填したものでも良い。
【００５９】
また、図７（ａ）（ｂ）に示すように、浮力のある中空球状のフロート弁３３（Ａ）であっても良く、この場合には、ガイド部材３４として、丸形のベース板３４ｂの上面の複数箇所（本例では３箇所）にガイド棒３４ａを立設したもので良い。
【００６０】
さらに、ガイド部材３４は、邪魔板２３の上面に固定するものに限られず、図６に示すように、緊急排気管３１の外周の円周上略等角度間隔の複数箇所（例えば４箇所）に、側面がコ字状のガイド棒３４ｃの上端を固定して、各ガイド棒３４ｃの間にフロート弁３３（Ａ）を嵌め入れることで、各ガイド棒３４ｃでフロート弁３３（Ａ）の上下動をガイドするようにしても良い。
【００６１】
第２実施形態のフロート弁３３（Ｂ）は、図１０（ａ）（ｂ）に示すように、緊急排気管３１の外周面に僅かの隙間を開けて、浮力のある３個の円筒状フロート３３ｅを円周上略等角度間隔（本例では１２０度）で配置している。なお、フロート３３ｅは、図１０（ｃ）のように、上下端が球面状であっても良い。
【００６２】
そして、各フロート３３ｅの下端部付近を、平面視で略六角形状の弁板３３ｆの円弧状の三辺３３ｈにそれぞれ固定するとともに、各フロート３３ｅの上端部付近を三枚の略四角形状の連結板３１ｇでそれぞれ固定する。
【００６３】
このフロート弁３３（Ｂ）は、図８のように、反転水面（水位）Ｌ２が緊急排気管３１の下端口３１ｂの高さよりも高い通常時は、浮力で緊急排気管３１の下端口３１ｂを弁板３３ｆで閉じるととともに、図９のように、反転水面（水位）Ｌ２´が緊急排気管３１の下端口３１ｂの高さよりも低い非常時は、反転水面（水位）Ｌ２´に応じて、かつフロート弁３３（Ａ，Ｂ）の自重も関与することで下がって緊急排気管３１の下端口３１ｂを開くようになる。このとき、緊急排気管３１の外周面から側方に突出する下動規制棒３１ｆ〔図１０（ｂ）参照〕に連結板３１ｇが当て止められることで、フロート弁３３（Ｂ）が緊急排気管３１から下方に抜け落ちないように規制されるようになる。なお、邪魔板２３が有るタイプでは、邪魔板２３でフロート弁３３（Ｂ）が緊急排気管３１から下方に抜け落ちないように規制されるので、下動規制棒３１ｆは不要である。
【００６４】
この第２実施形態のフロート弁３３（Ｂ）では、緊急排気管３１を上下動のガイドに利用しているから。第１実施形態のフロート弁３３（Ａ）のようなガイド部材３４が不要になる。
【００６５】
前記のように構成した深層曝気装置１５であれば、緊急排気管３１は、上端口３１ａを曝気本体１９外の近傍に臨ませ、下端口３１ｂを曝気本体１９内の空気溜め室２６の通常時の反転水面Ｌ２よりも下方に臨ませる一方、緊急排気管３１の下端口３１ｂに、曝気本体１９内の反転水面（水位）Ｌ２，Ｌ２´の変動に応じて上下動するフロート弁３３（Ａ，Ｂ）を臨ませている。
【００６６】
そして、曝気本体１９内のフロート弁３３（Ａ，Ｂ）は、反転水面（水位）Ｌ２が緊急排気管３１の下端口３１ｂの高さよりも高い通常時は、浮力で緊急排気管３１の下端口３１ｂを閉じることで、曝気本体１９内の空気溜め室２６に溜まった余剰空気が排気管３０の上端口３０ａからのみ水中に排出されるようになる。
【００６７】
また、反転水面（水位）Ｌ２´が緊急排気管３１の下端口３１ｂの高さよりも低い非常時は、反転水面（水位）Ｌ２´に応じてフロート弁３３（Ａ，Ｂ）も下がって、緊急排気管３１の下端口３１ｂを開くことで、曝気本体１９内の空気溜め室２６に溜まった余剰空気が上端口３１ａから水中に緊急排出されるようになる。
【００６８】
したがって、排気弁３０に故障がある非常時に、曝気本体１９内の余剰空気を緊急的に外部に排出することで、曝気本体１９の急浮上、あるいは変形や破損しないようにすることができる。
【００６９】
そして、背景技術の前者の深層曝気装置Ａのようなフレキシブルホースが不要であるから、捻れや折れによる閉塞のおそれ、流木等の浮遊物による損傷等のトラブル、下層部から吸い込まれたゴミ等により詰まるおそれがなくなる。
【００７０】
また、背景技術の後者の深層曝気装置Ｂのように、内外の差圧により弁を開閉させる構造ではなく、曝気本体１９内のフロート弁３３（Ａ，Ｂ）を反転水面（水位）Ｌ２．Ｌ２´の昇降により開閉させる構造であるので、開閉圧の調整が不要であり、緊急排気管３１による緊急排気の確実性に優れるようになる。
【００７１】
このフロート弁３３（Ａ，Ｂ）は、背景技術の後者の深層曝気装置Ｂのように、曝気本体の外部、つまりダム湖内に直接臨む箇所がなく、曝気本体１９内に配置されていることから、ゴミや砂等の浮遊物が作動部分に詰まって作動しなくなるおそれ、あるいは落ち葉やビニール袋等の浮遊物が弁の開口部分を塞ぐおそれがなくなるので、この点でも緊急排気管３１の緊急排気の確実性に優れるようになる。
【００７２】
このように、曝気本体１９の内外の差圧や浮遊物の影響が全くなく、緊急排気管３１による緊急排気の確実性を常に保証することができる。
【００７３】
また、フロート弁３３（Ａ，Ｂ）は、水位に応じて浮力で上下動して、緊急排気管３１の下端口３１ｂを開閉する簡単な構成であることから、水中で長期に亘って用いても故障しにくい。
【００７４】
また、緊急排気管３１の上端口３１ａを下向き逆Ｕ字型に湾曲させているから、水中に浮遊するゴミや砂等が曝気本体１９内に浸入して溜まるおそれがなくなる。なお、ゴミや砂の浸入が考えられないところでは、逆Ｕ字型に湾曲させる必要は特になく、真っ直ぐであっても良い。
【００７５】
さらに、排気管３０が第１散気管を兼ねるようにすることで、空気溜め室２６に溜まった余剰空気ｄを水中に散気すれば、表層の水が効果的に攪拌されるので、水温の均一化や藻類の発生を抑制ができるようになり、複合型深層曝気装置として機能するようになる。
【符号の説明】
【００７６】
１５ 複合型深層曝気装置
１６ 湖底等
１９ 曝気本体
２２ 内筒
２３ 邪魔板
２４ 外筒
２６ 空気溜め室
３０ 排気管（第２散気管を兼ねる）
３１ 緊急排気管
３１ａ 上端口
３１ｂ 下端口
３３（Ａ，Ｂ） フロート弁
３４ ガイド部材
ｄ 余剰空気
Ｌ２，Ｌ２´ 反転水面（水位）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダム湖等の湖底に係留されて、湖底付近の深層の水をエアレーションにより循環させる曝気本体の上部に、排気管と緊急排気管とを設けて、通常時は、曝気本体内の空気溜め室に溜まった余剰空気を排気管で外部に排気するとともに、非常時は、曝気本体内の空気溜め室に溜まった余剰空気を緊急排気管で外部に排気する深層曝気装置であって、
前記緊急排気管は、上端口が曝気本体外の近傍に臨まされ、下端口が前記排気管の下端口よりも下方で、かつ曝気本体内の空気溜め室の通常時の水位よりも下方に臨まされ、
前記緊急排気管の下端口に、曝気本体内の水位の変動に応じて上下動するフロート弁が臨まされ、
このフロート弁は、前記水位が緊急排気管の下端口の高さよりも高い通常時は、浮力で緊急排気管の下端口を閉じるととともに、前記水位が緊急排気管の下端口の高さよりも低い非常時は、緊急排気管の下端口を開くようにしたことを特徴とする深層曝気装置。
【請求項２】
前記フロート弁は、曝気本体内の邪魔板に取付けたガイド部材、または緊急排気管自体で上下動がガイドされることを特徴とする請求項１に記載の深層曝気装置。
【請求項３】
前記緊急排気管の上端口は、下向き逆Ｕ字型に湾曲されていることを特徴とする請求項１または２に記載の深層曝気装置。
【請求項４】
前記排気管は、空気溜め室に溜まった余剰空気を水中に散気する散気管を兼ねていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の深層曝気装置。
【請求項１】
ダム湖等の湖底に係留されて、湖底付近の深層の水をエアレーションにより循環させる曝気本体の上部に、排気管と緊急排気管とを設けて、通常時は、曝気本体内の空気溜め室に溜まった余剰空気を排気管で外部に排気するとともに、非常時は、曝気本体内の空気溜め室に溜まった余剰空気を緊急排気管で外部に排気する深層曝気装置であって、
前記緊急排気管は、上端口が曝気本体外の近傍に臨まされ、下端口が前記排気管の下端口よりも下方で、かつ曝気本体内の空気溜め室の通常時の水位よりも下方に臨まされ、
前記緊急排気管の下端口に、曝気本体内の水位の変動に応じて上下動するフロート弁が臨まされ、
このフロート弁は、前記水位が緊急排気管の下端口の高さよりも高い通常時は、浮力で緊急排気管の下端口を閉じるととともに、前記水位が緊急排気管の下端口の高さよりも低い非常時は、緊急排気管の下端口を開くようにしたことを特徴とする深層曝気装置。
【請求項２】
前記フロート弁は、曝気本体内の邪魔板に取付けたガイド部材、または緊急排気管自体で上下動がガイドされることを特徴とする請求項１に記載の深層曝気装置。
【請求項３】
前記緊急排気管の上端口は、下向き逆Ｕ字型に湾曲されていることを特徴とする請求項１または２に記載の深層曝気装置。
【請求項４】
前記排気管は、空気溜め室に溜まった余剰空気を水中に散気する散気管を兼ねていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の深層曝気装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−６１４２３（Ｐ２０１２−６１４２３Ａ）
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０７７４８（Ｐ２０１０−２０７７４８）
【出願日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【出願人】（５９１０７３３３７）株式会社丸島アクアシステム (58)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【出願人】（５９１０７３３３７）株式会社丸島アクアシステム (58)
【Ｆターム（参考）】
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