酸素供給装置および河川水質改善システム
【課題】 少ないエネルギー消費で河川の水質を改善できるようにする。
【解決手段】
酸素供給装置５が、感潮河川の上流側から下流側へと間隔をおいて複数配置される。各酸素供給装置５のダクト１０が河幅方向に延びるようにして河底１に敷設され、河川の一方の岸２側にダクト１０の空気導入端１０ａが配置され、他方の岸側に空気排出端１０ｂが配置される。ダクト１０の内部空間が送風路として提供され、ダクト１０の空気導入端１０ａまたは空気排出端１０ｂに送風ファン２５（気体移送手段）が接続され、大気を空気導入端１０ａから導入し送風路に通し空気排出端１０ｂから排出する。ダクト１０は送風路の流通断面積を維持するのに十分な剛性を有し、少なくとも上部が水を透過せず気体の透過が可能な気体透過部として提供される。
【解決手段】
酸素供給装置５が、感潮河川の上流側から下流側へと間隔をおいて複数配置される。各酸素供給装置５のダクト１０が河幅方向に延びるようにして河底１に敷設され、河川の一方の岸２側にダクト１０の空気導入端１０ａが配置され、他方の岸側に空気排出端１０ｂが配置される。ダクト１０の内部空間が送風路として提供され、ダクト１０の空気導入端１０ａまたは空気排出端１０ｂに送風ファン２５（気体移送手段）が接続され、大気を空気導入端１０ａから導入し送風路に通し空気排出端１０ｂから排出する。ダクト１０は送風路の流通断面積を維持するのに十分な剛性を有し、少なくとも上部が水を透過せず気体の透過が可能な気体透過部として提供される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中に酸素を供給する装置およびこの装置を用いて河川の水質を改善するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
都市河川は水質が悪く、河底に溜まったヘドロが水質をさらに悪化させる。ヘドロが分解する時に溶存酸素を消費するため、水中が還元状態になり、硫化物が還元されて硫化水素等が生成されるからである。これら生成物がガスとなって空中に散じられ、悪臭の原因となる。
【０００３】
そこで、河川水の溶存酸素濃度を高めるために種々の方法が講じられている。例えば、河底に圧縮空気を送り込み、気泡が上昇する過程で気泡中の酸素を水に溶解させる方法がある。しかし、この方法ではエネルギー効率が悪かった。また、水質の悪い河底の水を撹拌して河面に導いてしまい、悪臭の原因となる。
また、河底の水を陸上に汲み上げて大気に触れさせ、酸素を溶解させた後で河底へ戻す方法もあるが、この方法もエネルギー効率が悪かった。
【０００４】
特許文献１では、気体透過膜からなるチューブを水中に配置し、このチューブ内に新鮮な空気を送る装置を提案している。この気体透過膜は水を透過せず気体だけを透過する。チューブ内に送られた新鮮な空気中の酸素は気体透過膜を透過し、チューブの外側、すなわち酸素濃度の低い水に自然拡散によって供給される。これにより少ないエネルギー消費で水中の溶存酸素濃度を上昇させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−４３８８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の方法ではチューブが水中を浮遊しており、最も酸素濃度が低く酸素の供給を必要としている河底に、酸素を集中して供給することができなかった。また、浮遊状態では水流の影響を受けやすく、装置を安定した設置状態に維持するのが困難であった。
特許文献１の装置を河底においても、酸素供給機能を発揮することができない。水圧によってチューブが潰れてしまうからである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、水中に酸素を供給する装置であって、内部空間が送風路として提供され、一端が空気導入端、他端が空気排出端として提供されるダクトと、上記ダクトの上記空気導入端または上記空気排出端に接続され、大気を上記空気導入端から導入し上記送風路に通し上記空気排出端から排出する気体移送手段と、を備え、上記ダクトが、上記送風路の流通断面積を維持するのに十分な剛性を有し、少なくとも上部が水を透過せず気体の透過が可能な気体透過部として提供されることを特徴とする。
【０００８】
上記構成によれば、ダクトが剛性を有していて送風路の流通断面積を確保できるので、ダクトを水圧が高い河底等に敷設しても新鮮な空気を送風路に通すことができる。
また、送風路における大気中の酸素は気体透過部を介して水中に自然拡散するだけであり、気体移送手段は送風路に新鮮な空気を供給すれば足り、圧縮空気を水圧に抗して水中に供給する必要がないので、エネルギー効率が高く、気体移送手段も小形で済む。
【０００９】
好ましくは、上記ダクトは、上方が解放されるとともにダクト長手方向に延びる溝を有するダクト本体と、ダクト長手方向に延びるとともに上記溝を覆うようにして配置され両側縁が上記ダクト本体の両側縁部に固定された多数の孔を有するサポートと、ダクト長手方向に延びるとともに上記メッシュの上に被さるようにして配置され両側縁がダクト本体の両側縁部に固定された気体透過膜と、を備え、上記気体透過部が、上記サポートと上記気体透過膜を含む。
上記構成によれば、気体透過膜を用いることにより、送風路から水中への酸素供給を安定して良好に行うことができる。この気体透過膜は、多数の孔を有する剛性のサポートにより水圧に抗して支持することができる。
【００１０】
好ましくは、上記サポートがメッシュにより構成されている。
この構成によれば、サポート全域での空気の流通断面積を最大限に確保することができる。
【００１１】
好ましくは、ダクト本体の断面形状が扁平をなし、上記サポートの断面形状が上に凸の曲線をなしている。
この構成によれば、ダクトを河底に敷設しても水流の抵抗が少なく、水圧に対する強度も高めることができる。
【００１２】
好ましくは、さらに気体透過部は多数の孔を有するカバーを備え、このカバーは、ダクト長手方向に延びるとともに上記気体透過膜の上に被さるようにようにして配置され両側縁が上記ダクト本体の両側縁部に固定されている。
この構成によれば、流れてくるゴミ等から気体透過膜を守り、その破損を防止することができる。
【００１３】
好ましくは、上記ダクト本体の溝の底面は、ダクト長手方向に勾配を有し、最も低い箇所に、水抜きポンプの吸い込み口が接続されている。
この構成によれば、気体透過膜から送風路に水が漏れてきた場合でも、この水を溝の勾配により集め、水抜きポンプにより送風路外へ排出することができ、空気の通り道を確保でき、使用寿命を延ばすことができる。
【００１４】
好ましくは、上記ダクト本体の溝の底面は、ダクト幅方向にも勾配を有する。
これによれば、送風路に漏れてきた水をより一層効率良く集めることができる。
【００１５】
本発明の他の態様では、上記ダクトは、全周にわたって多数の孔を有する閉断面形状のダクト本体と、このダクト本体の外周を覆う気体透過膜からなるチューブと、を備えている。上記ダクト本体は素焼きのセラミックパイプからなる。これによれば、構造を簡単にすることができる。
本発明のさらに他の態様では、上記ダクトがダクト本体だけで構成され、このダクト本体は、水が透過しないほどに微細な孔径を有する素焼きの多孔質セラミックパイプからなる。これによれば、より一層構造を簡単にすることができる。
【００１６】
好ましくは、上記ダクトの比重が水より大であるとともに、ダクトの重力が水中においてダクトに付与される浮力より大きい。
これによれば、ダクトを河底等に安定して敷設することができる。
【００１７】
好ましくは、さらに、上記ダクトを河底に固定するためのアンカー手段を備えている。
これによれば、ダクトを河底に安定して敷設することができる。
【００１８】
本発明のさらに他の態様は河川水質改善システムにおいて、上記酸素供給装置が河川の上流側から下流側へと間隔をおいて複数配置され、各酸素供給装置の上記ダクトが河幅方向に延びるようにして河底に敷設され、河川の一方の岸側に上記ダクトの上記空気導入端が配置され、他方の岸側に空気排出端が配置されることを特徴とする。
この構成によれば、貧酸素状態にある河底に集中して酸素を供給し、しかも河幅方向に延びるダクトからの酸素を満遍なく供給するので、河底の水質を効率よく改善することができる。
【００１９】
好ましくは、上記酸素供給装置が配置される河川が感潮河川である。
感潮河川では、潮位変化による大きな流れのため河底において海水の乱流が生じているので、溶存酸素を乱流拡散することができ、局所的に酸素濃度が高くなってヘドロの分解を促進し徒に酸素を消耗するようなことがなく、比較的少ない酸素供給量で水質の悪化を防止できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、高いエネルギー効率で酸素を供給することにより、水質特に河底の水質を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係わる河川水質改善システムの概略断面図である。
【図２】同システムで用いられる第１実施形態の酸素供給装置を、図１中II-II方向から見た正面図である。
【図３】図２中III-III線に沿う上記酸素供給装置のダクトの断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係わる酸素供給装置のダクトの断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係わる酸素供給装置のダクトの断面図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係わる酸素供給装置のダクトの断面図である。
【図７】同第４実施形態の酸素供給装置の図２相当正面図である。
【図８】本発明の第５実施形態に係わる酸素供給装置のダクトの断面図である。
【図９】本発明の第６実施形態に係わる酸素供給装置のダクトの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の河川水質改善システムについて図面を参照しながら説明する。図１〜図３に示す例では、本システムが都市の感潮河川に適用されている。なお、感潮河川とは潮の満ち干が影響する河川をいう。図２において、感潮河川の河底を符号１で示し、両岸を符号２，３で示す。図１では河底１の勾配を誇張して示している。また、本例図２では、両岸２，３がコンクリートで構築されている。
【００２３】
図１に示すように、感潮河川の上流から下流に向かって等間隔をおいて、多数（複数）の酸素供給装置５が配置されている。
図２に示すように、この酸素供給装置５はダクト１０を備えている。このダクト１０は河底１に敷設され、河幅方向に直線的に延びており、その一端１０ａ（空気導入端）が一方の岸２の近傍に達し、他端１０ｂ（空気排出端）が他方の岸３の近傍に達している。
【００２４】
さらに酸素供給装置５は、ダクト１０の一端１０ａにアタッチメント２１を介して接続された垂直の空気導入パイプ２２と、ダクト１０の他端１０ｂにアタッチメント２３を介して接続された垂直の空気排出パイプ２４と、上記パイプ２２，２４のいずれか一方（本実施形態では空気導入パイプ２２）の上端に接続された送風ファン２５（送風機、気体移送手段）と、この送風ファン２５の電力源となる太陽電池２６とを備えている。本実施形態では、送風ファン２５は、アタッチメント２１とパイプ２２を介してダクト１０の一端１０ａに接続されている。
なお、岸２の上端には台２０が河川に向かって張り出すように設けられており、この台２０に上記送風ファン２５および太陽電池２６が設置されている。都市河川でよく見かけるように両側が道路になっている場合に、このような配置は交通の妨げにならないという意味で有効である。
【００２５】
図３に示すように、上記ダクト１０は、それぞれダクト１０の長手方向（図３の紙面と直交する方向）に延びるダクト本体１１とメッシュ１２（サポート）と気体透過膜１３とを備えている。
上記ダクト本体１１は、水より比重が大きくその断面形状を維持するのに十分な剛性を有する材料、例えば塩化ビニル樹脂からなる。
【００２６】
本実施形態では、上記ダクト本体１１は、長手方向に沿って同一の扁平な断面形状を有しており、河底１に載るベース部１１ａとその両側縁部から上方に突出した一対の凸部１１ｂとを有し、これらベース部１１ａと一対の凸部１１ｂにより浅い溝１１ｘが形成されている。この溝１１ｘはダクト１０の長手方向に延びている。
【００２７】
上記メッシュ１２は、断面形状を維持できるのに十分な剛性を有する材料、例えばステンレス（金属）からなり、例えば、２ｍｍ角の目（多数の孔）を有している。
上記メッシュ１２の幅方向両側縁が上記ダクト本体１１の一対の凸部１１ｂの上面に固定されている。
上記メッシュ１２の断面形状は凸円弧（凸曲線）をなしており、この凸円弧の曲率半径はダクト本体１１の溝１１ｘの幅より遥かに大きく、その高さは溝１２ｘの深さ以下とするのが好ましい。
【００２８】
上記気体透過膜１３はＰＴＦＥ等の疎水性の膜（アドバンテック社またはドナルドソン社製）からなり、液体を透過せず、気体だけを透過する。
上記気体透過膜１３は、メッシュ１２の上に被さり、その幅方向の両側縁が接着剤等でダクト本体１１の一対の凸部１１ｂの上面に固定されている。図３では、理解を容易にするために気体透過膜１３とメッシュ１２を少し離して図示しているが、実際には気体透過膜１３はメッシュ１２に接している。
【００２９】
上記気体透過膜１３に加わる水圧を上記メッシュ１２で受け止めるので、気体透過膜１３は柔軟であるが、水圧によって潰れることなくメッシュ１２に沿った断面凸円弧形状を維持されている。これらメッシュ１２および気体透過膜１３により、特許請求の範囲の気体透過部１０ｃが構成されている。
【００３０】
上記ダクト本体１１と気体透過部１０ｃにより、河川の水から隔離された送風路１５が形成される。この送風路１５の流通断面積は、上記ダクト本体１１およびメッシュ１２の剛性により、一定に維持される。
【００３１】
ダクト１０が扁平な形状をなしているので、水流の大きな抵抗とならず、安定した敷設状態を維持できる。上記メッシュ１２が凸円弧形状をなしているので、送風路１５の流通断面積を溝１１ｘの断面積より増大させることができ、水圧に対する強度を高めることができる。
【００３２】
ダクト１０の重力は浮力より大きく、河底１に沈下させることができるので、ダクト１０の河底１への敷設状態を安定して維持することができる。
【００３３】
上記構成において、各酸素供給装置５において、送風ファン２５が駆動されると、大気中の新鮮な空気が、空気導入パイプ２２からダクト１０の送風路１５に入り、この送風路１５を通って空気排出パイプ２４から大気へと排出される。
【００３４】
送風路１５内の新鮮な大気中の酸素は、気体透過膜１３を通って酸素濃度が低い水中へと自然拡散し、水中の還元状態を解消ないしは抑制する。送風ファン２５は単に新鮮な大気を送風路１５に送るだけでよいので、消費電力は少なくて済む。
【００３５】
都市河川では河底１にヘドロが溜まっており、このヘドロが分解する際に水中の溶存酸素を消費する。ダクト１０が河底１に敷設されているので、最も酸素を消費する河底１近傍において酸素を集中的に供給することができ、しかも、ダクト１０が河幅方向に延びて満遍なく酸素を供給するので、最も効果的に水中の還元状態を解消することができる。その結果、硫化物の還元による硫化水素等の生成を抑制でき、悪臭が河面から発せられるのを回避することができる。
【００３６】
酸素供給装置５は、感潮河川において最も効果的に機能する。以下、その理由を詳述する。感潮河川は上部に淡水が流れ、下部に海水が流れる。海水は天候によらず比較的早い流速が期待される。そのために、河川のレイノルズ数（流速×水深×動摩擦係数）は１００,０００を超え、乱流となる。よって溶存酸素の拡散は乱流拡散となり、その拡散係数は静水の酸素拡散係数の１０３〜１０６倍にもなる。そのために、溶存した酸素は海水領域（上部の淡水領域より下部の領域）全体に拡散し、河底１付近の酸素濃度分布は均一化される。そのために、局所的に酸素濃度が高くなってヘドロの分解速度を高め溶存酸素の消費を増大させることがなく、比較的少ない酸素供給量で水質の悪化を防止できる。
【００３７】
なお、感潮河川以外の深い河川に酸素供給装置５を設置する場合には、感潮河川に設置する場合より多くの酸素供給装置５を敷設する必要がある。レイノルズ数が低く層流に近いため、本装置５で溶存した酸素は河底に留まる。しかも流速が遅いことも相まって、本装置５付近に留まる。そのため、河底領域において溶存酸素の濃度差が生じ、本装置５近傍の高濃度領域において溶存酸素がヘドロの分解を速め、遠方では貧酸素状態となり水質が悪化する。つまり、本装置５の有効範囲が狭いために、より多く敷設しなければならないのである。
【００３８】
上記第１実施形態をより具体的に説明する。感潮河川の川幅Ｗ（図２参照）を２５ｍ、感潮部の長さＬ（図１参照）を５Ｋｍ、河口部の平均水深Ｄ１を５ｍ、感潮部の始まり（河口より５Ｋｍ上流）での平均水深Ｄ２を１.５ｍとし、３０００ｍ３／dayの水が流れているものとする。
【００３９】
酸素供給装置５は１００ｍ間隔に敷設する。酸素供給装置５のダクト１０の溝１１ｘの幅（水の流れ方向の寸法）を２００ｍｍとし、深さを１０ｍｍとする。また、メッシュ１２の高さを１０ｍｍ以下とする。送風ファン２５は直径３００ｍｍの小型のものを用い、送風量は１０ｍ３／ｈとする。
【００４０】
概略的なシミュレーションによると、河底１にヘドロが蓄積されていて溶存酸素濃度１ｍｇ／Ｌ当たり３．５ｇ／day ｍ２の割合で酸素を消費すると仮定した場合でも、上記条件で本装置５を感潮河川に設置すれば、満潮干潮にかかわりなく河全域で溶存酸素を２０ｍｇ／Ｌ以上にすることができる。
【００４１】
本酸素供給装置５では太陽電池２６を用いるので、自立運転が可能である。送風ファン２５の消費電力は少なくて済むので、１ｍ２程度の太陽電池２６で運転可能である。夏場の晴れた日には水質の悪化が生じ易いが、このような運転必要時に太陽電池２６から確実に電力を供給することができる。
【００４２】
次に、本発明の他の実施形態について図を参照しながら説明する。各実施形態において先行して説明した実施形態に対応する構成部には同番号を付してその詳細な説明を省略する。
【００４３】
図４に示す第２実施形態では、ダクト１０のベース本体１１の少なくとも一部が河底１に埋まった状態で、アンカー手段３０によって河底１に固定されている。このアンカー手段３０は、例えば河底１がコンクリートの場合には、河底１に立設されたボルト３１とナットと３２からなる。酸素供給装置５のダクト本体１１の両側縁部の凸部１１ｂには一対の垂直な貫通穴１１ｙが形成されており、この貫通穴１１ｙにボルト３１が貫通され、このボルト３１の上端部に螺合されたナット３２を締め付けることにより、ダクト本体１１が河底１に固定される。河底１がコンクリートでない場合、アンカー手段３０は例えばネジにより構成し、このネジを貫通穴１１ｙに貫通して河底１にねじ込む。ネジ材質はセラミックなどの腐食しないものがより好ましい。
【００４４】
図５に示す第３実施形態では、ダクト１０の長手方向に延び気体透過膜１３の上側を覆うようにしてメッシュ１６（多数の孔を有するカバー）が配置されている。このメッシュ１６はメッシュ１２と同様の構成を有しており、その両側縁がダクト本体１１の一対の凸部１１ｂの上面に固定されている。このメッシュ１６は気体透過膜１３から僅かに離れており、水中のゴミ等から気体透過膜１３を守り、気体透過膜１３が破損するのを防止する。この実施形態では、メッシュ１２，１６と気体透過膜１３とで、気体透過部１０ｃが構成されている。
【００４５】
図６、図７に示す第４実施形態では、気体通過膜１３から水が浸透してダクト本体１１の溝１１ｘに溜まった場合に、この水を抜く手段を備えている。詳述すると、溝１１ｘは、図６に示すように幅方向両側縁から中央に向かって深くなるような勾配を有している。これにより水Ｍは、幅方向中央に集まるようになっている。また、溝１１ｘは、図７に示すように、ダクト本体１１の長手方向に勾配を有している。本実施形態では岸３から岸２に向かって徐々に低くなる勾配である。これにより、溝１１ｘの幅方向中央に集まった水Ｍは岸２に向かって流れ、ここに集まる。
台２０には水抜きポンプ４０が設置されている。この水抜きポンプ４０の吸い込み口はパイプ４１を介してアタッチメント２１に接続されている。パイプ４１の下端開口（水抜きポンプ４０の吸い込み口に連なる口）は、溝１１ｘにおいて岸２側の最も低い箇所の近傍に配置されている。水抜きポンプ４０は、上記のようにして集められた水Ｍを、パイプ４１を介して吸い込んで、通風路１５外、すなわち河川へ放出することができる。
【００４６】
図８に示す第５実施形態では、ダクト５０が、素焼きのセラミックパイプからなるダクト本体５１と、その外周を覆う気体透過膜のチューブ５２とを備えている。このセラミックパイプ５１は平均孔径が１〜２ｍｍと粗い孔を多数有している。ダクト本体５１の内部空間が通風路５５として提供される。
【００４７】
上記送風路５５に供給された空気中の酸素は、ダクト本体５１の多数の孔を通り、チューブ５２の気体透過膜を通って水中に拡散される。
本実施形態ではダクト５０の全周が気体透過部となるが、下部が河底１に埋め込まれるため、水中露出部が実質的な気体透過部となる。
【００４８】
より具体的には、セラミックパイプの直径は１００ｍｍ、肉厚５ｍｍであり、水中露出部分の周長が２００ｍｍである。
なお、上記ダクト本体５１には、セラミックパイプの代わりにパンチングメタルで作ったパイプを用いてもよい。
【００４９】
図９に示す第６実施形態では、ダクト６０がダクト本体６１だけで構成されている。このダクト本体６１は、素焼きの多孔質セラミックパイプからなり、例えば第５実施形態のダクト本体５１と同寸法であるが、平均孔径はダクト本体５１より遥かに微細であり、１０ミクロン以下、例えば５ミクロンであり、気体を透過するが水を透過しない。
ダクト本体６１の内部空間は通風路６５となり、この通風路６５内の空気中の酸素は、ダクト本体６１の微細な孔を通って水中に拡散する。
【００５０】
本発明は、上記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の形態を採用可能である。例えば、本発明の酸素供給装置は、沼等に設置してもよい。メッシュ１２は平面形状であってもよい。
気体移送手段として、ダイアフラムポンプを用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、河川、特に感潮河川の水質改善に適用可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１０ ダクト
１０ａ 空気導入端
１０ｂ 空気排出端
１０ｃ 気体透過部
１１ ダクト本体
１１ｘ 溝
１２ メッシュ（サポート）
１３ 気体透過膜
１５ 送風路
１６ メッシュ（カバー）
２５ 送風ファン（気体移送手段）
４０ 水抜きポンプ
５０ ダクト
５１ ダクト本体
５２ チューブ
５５ 送風路
６０ ダクト
６１ ダクト本体
６５ 送風路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中に酸素を供給する装置およびこの装置を用いて河川の水質を改善するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
都市河川は水質が悪く、河底に溜まったヘドロが水質をさらに悪化させる。ヘドロが分解する時に溶存酸素を消費するため、水中が還元状態になり、硫化物が還元されて硫化水素等が生成されるからである。これら生成物がガスとなって空中に散じられ、悪臭の原因となる。
【０００３】
そこで、河川水の溶存酸素濃度を高めるために種々の方法が講じられている。例えば、河底に圧縮空気を送り込み、気泡が上昇する過程で気泡中の酸素を水に溶解させる方法がある。しかし、この方法ではエネルギー効率が悪かった。また、水質の悪い河底の水を撹拌して河面に導いてしまい、悪臭の原因となる。
また、河底の水を陸上に汲み上げて大気に触れさせ、酸素を溶解させた後で河底へ戻す方法もあるが、この方法もエネルギー効率が悪かった。
【０００４】
特許文献１では、気体透過膜からなるチューブを水中に配置し、このチューブ内に新鮮な空気を送る装置を提案している。この気体透過膜は水を透過せず気体だけを透過する。チューブ内に送られた新鮮な空気中の酸素は気体透過膜を透過し、チューブの外側、すなわち酸素濃度の低い水に自然拡散によって供給される。これにより少ないエネルギー消費で水中の溶存酸素濃度を上昇させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−４３８８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の方法ではチューブが水中を浮遊しており、最も酸素濃度が低く酸素の供給を必要としている河底に、酸素を集中して供給することができなかった。また、浮遊状態では水流の影響を受けやすく、装置を安定した設置状態に維持するのが困難であった。
特許文献１の装置を河底においても、酸素供給機能を発揮することができない。水圧によってチューブが潰れてしまうからである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、水中に酸素を供給する装置であって、内部空間が送風路として提供され、一端が空気導入端、他端が空気排出端として提供されるダクトと、上記ダクトの上記空気導入端または上記空気排出端に接続され、大気を上記空気導入端から導入し上記送風路に通し上記空気排出端から排出する気体移送手段と、を備え、上記ダクトが、上記送風路の流通断面積を維持するのに十分な剛性を有し、少なくとも上部が水を透過せず気体の透過が可能な気体透過部として提供されることを特徴とする。
【０００８】
上記構成によれば、ダクトが剛性を有していて送風路の流通断面積を確保できるので、ダクトを水圧が高い河底等に敷設しても新鮮な空気を送風路に通すことができる。
また、送風路における大気中の酸素は気体透過部を介して水中に自然拡散するだけであり、気体移送手段は送風路に新鮮な空気を供給すれば足り、圧縮空気を水圧に抗して水中に供給する必要がないので、エネルギー効率が高く、気体移送手段も小形で済む。
【０００９】
好ましくは、上記ダクトは、上方が解放されるとともにダクト長手方向に延びる溝を有するダクト本体と、ダクト長手方向に延びるとともに上記溝を覆うようにして配置され両側縁が上記ダクト本体の両側縁部に固定された多数の孔を有するサポートと、ダクト長手方向に延びるとともに上記メッシュの上に被さるようにして配置され両側縁がダクト本体の両側縁部に固定された気体透過膜と、を備え、上記気体透過部が、上記サポートと上記気体透過膜を含む。
上記構成によれば、気体透過膜を用いることにより、送風路から水中への酸素供給を安定して良好に行うことができる。この気体透過膜は、多数の孔を有する剛性のサポートにより水圧に抗して支持することができる。
【００１０】
好ましくは、上記サポートがメッシュにより構成されている。
この構成によれば、サポート全域での空気の流通断面積を最大限に確保することができる。
【００１１】
好ましくは、ダクト本体の断面形状が扁平をなし、上記サポートの断面形状が上に凸の曲線をなしている。
この構成によれば、ダクトを河底に敷設しても水流の抵抗が少なく、水圧に対する強度も高めることができる。
【００１２】
好ましくは、さらに気体透過部は多数の孔を有するカバーを備え、このカバーは、ダクト長手方向に延びるとともに上記気体透過膜の上に被さるようにようにして配置され両側縁が上記ダクト本体の両側縁部に固定されている。
この構成によれば、流れてくるゴミ等から気体透過膜を守り、その破損を防止することができる。
【００１３】
好ましくは、上記ダクト本体の溝の底面は、ダクト長手方向に勾配を有し、最も低い箇所に、水抜きポンプの吸い込み口が接続されている。
この構成によれば、気体透過膜から送風路に水が漏れてきた場合でも、この水を溝の勾配により集め、水抜きポンプにより送風路外へ排出することができ、空気の通り道を確保でき、使用寿命を延ばすことができる。
【００１４】
好ましくは、上記ダクト本体の溝の底面は、ダクト幅方向にも勾配を有する。
これによれば、送風路に漏れてきた水をより一層効率良く集めることができる。
【００１５】
本発明の他の態様では、上記ダクトは、全周にわたって多数の孔を有する閉断面形状のダクト本体と、このダクト本体の外周を覆う気体透過膜からなるチューブと、を備えている。上記ダクト本体は素焼きのセラミックパイプからなる。これによれば、構造を簡単にすることができる。
本発明のさらに他の態様では、上記ダクトがダクト本体だけで構成され、このダクト本体は、水が透過しないほどに微細な孔径を有する素焼きの多孔質セラミックパイプからなる。これによれば、より一層構造を簡単にすることができる。
【００１６】
好ましくは、上記ダクトの比重が水より大であるとともに、ダクトの重力が水中においてダクトに付与される浮力より大きい。
これによれば、ダクトを河底等に安定して敷設することができる。
【００１７】
好ましくは、さらに、上記ダクトを河底に固定するためのアンカー手段を備えている。
これによれば、ダクトを河底に安定して敷設することができる。
【００１８】
本発明のさらに他の態様は河川水質改善システムにおいて、上記酸素供給装置が河川の上流側から下流側へと間隔をおいて複数配置され、各酸素供給装置の上記ダクトが河幅方向に延びるようにして河底に敷設され、河川の一方の岸側に上記ダクトの上記空気導入端が配置され、他方の岸側に空気排出端が配置されることを特徴とする。
この構成によれば、貧酸素状態にある河底に集中して酸素を供給し、しかも河幅方向に延びるダクトからの酸素を満遍なく供給するので、河底の水質を効率よく改善することができる。
【００１９】
好ましくは、上記酸素供給装置が配置される河川が感潮河川である。
感潮河川では、潮位変化による大きな流れのため河底において海水の乱流が生じているので、溶存酸素を乱流拡散することができ、局所的に酸素濃度が高くなってヘドロの分解を促進し徒に酸素を消耗するようなことがなく、比較的少ない酸素供給量で水質の悪化を防止できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、高いエネルギー効率で酸素を供給することにより、水質特に河底の水質を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係わる河川水質改善システムの概略断面図である。
【図２】同システムで用いられる第１実施形態の酸素供給装置を、図１中II-II方向から見た正面図である。
【図３】図２中III-III線に沿う上記酸素供給装置のダクトの断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係わる酸素供給装置のダクトの断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係わる酸素供給装置のダクトの断面図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係わる酸素供給装置のダクトの断面図である。
【図７】同第４実施形態の酸素供給装置の図２相当正面図である。
【図８】本発明の第５実施形態に係わる酸素供給装置のダクトの断面図である。
【図９】本発明の第６実施形態に係わる酸素供給装置のダクトの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の河川水質改善システムについて図面を参照しながら説明する。図１〜図３に示す例では、本システムが都市の感潮河川に適用されている。なお、感潮河川とは潮の満ち干が影響する河川をいう。図２において、感潮河川の河底を符号１で示し、両岸を符号２，３で示す。図１では河底１の勾配を誇張して示している。また、本例図２では、両岸２，３がコンクリートで構築されている。
【００２３】
図１に示すように、感潮河川の上流から下流に向かって等間隔をおいて、多数（複数）の酸素供給装置５が配置されている。
図２に示すように、この酸素供給装置５はダクト１０を備えている。このダクト１０は河底１に敷設され、河幅方向に直線的に延びており、その一端１０ａ（空気導入端）が一方の岸２の近傍に達し、他端１０ｂ（空気排出端）が他方の岸３の近傍に達している。
【００２４】
さらに酸素供給装置５は、ダクト１０の一端１０ａにアタッチメント２１を介して接続された垂直の空気導入パイプ２２と、ダクト１０の他端１０ｂにアタッチメント２３を介して接続された垂直の空気排出パイプ２４と、上記パイプ２２，２４のいずれか一方（本実施形態では空気導入パイプ２２）の上端に接続された送風ファン２５（送風機、気体移送手段）と、この送風ファン２５の電力源となる太陽電池２６とを備えている。本実施形態では、送風ファン２５は、アタッチメント２１とパイプ２２を介してダクト１０の一端１０ａに接続されている。
なお、岸２の上端には台２０が河川に向かって張り出すように設けられており、この台２０に上記送風ファン２５および太陽電池２６が設置されている。都市河川でよく見かけるように両側が道路になっている場合に、このような配置は交通の妨げにならないという意味で有効である。
【００２５】
図３に示すように、上記ダクト１０は、それぞれダクト１０の長手方向（図３の紙面と直交する方向）に延びるダクト本体１１とメッシュ１２（サポート）と気体透過膜１３とを備えている。
上記ダクト本体１１は、水より比重が大きくその断面形状を維持するのに十分な剛性を有する材料、例えば塩化ビニル樹脂からなる。
【００２６】
本実施形態では、上記ダクト本体１１は、長手方向に沿って同一の扁平な断面形状を有しており、河底１に載るベース部１１ａとその両側縁部から上方に突出した一対の凸部１１ｂとを有し、これらベース部１１ａと一対の凸部１１ｂにより浅い溝１１ｘが形成されている。この溝１１ｘはダクト１０の長手方向に延びている。
【００２７】
上記メッシュ１２は、断面形状を維持できるのに十分な剛性を有する材料、例えばステンレス（金属）からなり、例えば、２ｍｍ角の目（多数の孔）を有している。
上記メッシュ１２の幅方向両側縁が上記ダクト本体１１の一対の凸部１１ｂの上面に固定されている。
上記メッシュ１２の断面形状は凸円弧（凸曲線）をなしており、この凸円弧の曲率半径はダクト本体１１の溝１１ｘの幅より遥かに大きく、その高さは溝１２ｘの深さ以下とするのが好ましい。
【００２８】
上記気体透過膜１３はＰＴＦＥ等の疎水性の膜（アドバンテック社またはドナルドソン社製）からなり、液体を透過せず、気体だけを透過する。
上記気体透過膜１３は、メッシュ１２の上に被さり、その幅方向の両側縁が接着剤等でダクト本体１１の一対の凸部１１ｂの上面に固定されている。図３では、理解を容易にするために気体透過膜１３とメッシュ１２を少し離して図示しているが、実際には気体透過膜１３はメッシュ１２に接している。
【００２９】
上記気体透過膜１３に加わる水圧を上記メッシュ１２で受け止めるので、気体透過膜１３は柔軟であるが、水圧によって潰れることなくメッシュ１２に沿った断面凸円弧形状を維持されている。これらメッシュ１２および気体透過膜１３により、特許請求の範囲の気体透過部１０ｃが構成されている。
【００３０】
上記ダクト本体１１と気体透過部１０ｃにより、河川の水から隔離された送風路１５が形成される。この送風路１５の流通断面積は、上記ダクト本体１１およびメッシュ１２の剛性により、一定に維持される。
【００３１】
ダクト１０が扁平な形状をなしているので、水流の大きな抵抗とならず、安定した敷設状態を維持できる。上記メッシュ１２が凸円弧形状をなしているので、送風路１５の流通断面積を溝１１ｘの断面積より増大させることができ、水圧に対する強度を高めることができる。
【００３２】
ダクト１０の重力は浮力より大きく、河底１に沈下させることができるので、ダクト１０の河底１への敷設状態を安定して維持することができる。
【００３３】
上記構成において、各酸素供給装置５において、送風ファン２５が駆動されると、大気中の新鮮な空気が、空気導入パイプ２２からダクト１０の送風路１５に入り、この送風路１５を通って空気排出パイプ２４から大気へと排出される。
【００３４】
送風路１５内の新鮮な大気中の酸素は、気体透過膜１３を通って酸素濃度が低い水中へと自然拡散し、水中の還元状態を解消ないしは抑制する。送風ファン２５は単に新鮮な大気を送風路１５に送るだけでよいので、消費電力は少なくて済む。
【００３５】
都市河川では河底１にヘドロが溜まっており、このヘドロが分解する際に水中の溶存酸素を消費する。ダクト１０が河底１に敷設されているので、最も酸素を消費する河底１近傍において酸素を集中的に供給することができ、しかも、ダクト１０が河幅方向に延びて満遍なく酸素を供給するので、最も効果的に水中の還元状態を解消することができる。その結果、硫化物の還元による硫化水素等の生成を抑制でき、悪臭が河面から発せられるのを回避することができる。
【００３６】
酸素供給装置５は、感潮河川において最も効果的に機能する。以下、その理由を詳述する。感潮河川は上部に淡水が流れ、下部に海水が流れる。海水は天候によらず比較的早い流速が期待される。そのために、河川のレイノルズ数（流速×水深×動摩擦係数）は１００,０００を超え、乱流となる。よって溶存酸素の拡散は乱流拡散となり、その拡散係数は静水の酸素拡散係数の１０３〜１０６倍にもなる。そのために、溶存した酸素は海水領域（上部の淡水領域より下部の領域）全体に拡散し、河底１付近の酸素濃度分布は均一化される。そのために、局所的に酸素濃度が高くなってヘドロの分解速度を高め溶存酸素の消費を増大させることがなく、比較的少ない酸素供給量で水質の悪化を防止できる。
【００３７】
なお、感潮河川以外の深い河川に酸素供給装置５を設置する場合には、感潮河川に設置する場合より多くの酸素供給装置５を敷設する必要がある。レイノルズ数が低く層流に近いため、本装置５で溶存した酸素は河底に留まる。しかも流速が遅いことも相まって、本装置５付近に留まる。そのため、河底領域において溶存酸素の濃度差が生じ、本装置５近傍の高濃度領域において溶存酸素がヘドロの分解を速め、遠方では貧酸素状態となり水質が悪化する。つまり、本装置５の有効範囲が狭いために、より多く敷設しなければならないのである。
【００３８】
上記第１実施形態をより具体的に説明する。感潮河川の川幅Ｗ（図２参照）を２５ｍ、感潮部の長さＬ（図１参照）を５Ｋｍ、河口部の平均水深Ｄ１を５ｍ、感潮部の始まり（河口より５Ｋｍ上流）での平均水深Ｄ２を１.５ｍとし、３０００ｍ３／dayの水が流れているものとする。
【００３９】
酸素供給装置５は１００ｍ間隔に敷設する。酸素供給装置５のダクト１０の溝１１ｘの幅（水の流れ方向の寸法）を２００ｍｍとし、深さを１０ｍｍとする。また、メッシュ１２の高さを１０ｍｍ以下とする。送風ファン２５は直径３００ｍｍの小型のものを用い、送風量は１０ｍ３／ｈとする。
【００４０】
概略的なシミュレーションによると、河底１にヘドロが蓄積されていて溶存酸素濃度１ｍｇ／Ｌ当たり３．５ｇ／day ｍ２の割合で酸素を消費すると仮定した場合でも、上記条件で本装置５を感潮河川に設置すれば、満潮干潮にかかわりなく河全域で溶存酸素を２０ｍｇ／Ｌ以上にすることができる。
【００４１】
本酸素供給装置５では太陽電池２６を用いるので、自立運転が可能である。送風ファン２５の消費電力は少なくて済むので、１ｍ２程度の太陽電池２６で運転可能である。夏場の晴れた日には水質の悪化が生じ易いが、このような運転必要時に太陽電池２６から確実に電力を供給することができる。
【００４２】
次に、本発明の他の実施形態について図を参照しながら説明する。各実施形態において先行して説明した実施形態に対応する構成部には同番号を付してその詳細な説明を省略する。
【００４３】
図４に示す第２実施形態では、ダクト１０のベース本体１１の少なくとも一部が河底１に埋まった状態で、アンカー手段３０によって河底１に固定されている。このアンカー手段３０は、例えば河底１がコンクリートの場合には、河底１に立設されたボルト３１とナットと３２からなる。酸素供給装置５のダクト本体１１の両側縁部の凸部１１ｂには一対の垂直な貫通穴１１ｙが形成されており、この貫通穴１１ｙにボルト３１が貫通され、このボルト３１の上端部に螺合されたナット３２を締め付けることにより、ダクト本体１１が河底１に固定される。河底１がコンクリートでない場合、アンカー手段３０は例えばネジにより構成し、このネジを貫通穴１１ｙに貫通して河底１にねじ込む。ネジ材質はセラミックなどの腐食しないものがより好ましい。
【００４４】
図５に示す第３実施形態では、ダクト１０の長手方向に延び気体透過膜１３の上側を覆うようにしてメッシュ１６（多数の孔を有するカバー）が配置されている。このメッシュ１６はメッシュ１２と同様の構成を有しており、その両側縁がダクト本体１１の一対の凸部１１ｂの上面に固定されている。このメッシュ１６は気体透過膜１３から僅かに離れており、水中のゴミ等から気体透過膜１３を守り、気体透過膜１３が破損するのを防止する。この実施形態では、メッシュ１２，１６と気体透過膜１３とで、気体透過部１０ｃが構成されている。
【００４５】
図６、図７に示す第４実施形態では、気体通過膜１３から水が浸透してダクト本体１１の溝１１ｘに溜まった場合に、この水を抜く手段を備えている。詳述すると、溝１１ｘは、図６に示すように幅方向両側縁から中央に向かって深くなるような勾配を有している。これにより水Ｍは、幅方向中央に集まるようになっている。また、溝１１ｘは、図７に示すように、ダクト本体１１の長手方向に勾配を有している。本実施形態では岸３から岸２に向かって徐々に低くなる勾配である。これにより、溝１１ｘの幅方向中央に集まった水Ｍは岸２に向かって流れ、ここに集まる。
台２０には水抜きポンプ４０が設置されている。この水抜きポンプ４０の吸い込み口はパイプ４１を介してアタッチメント２１に接続されている。パイプ４１の下端開口（水抜きポンプ４０の吸い込み口に連なる口）は、溝１１ｘにおいて岸２側の最も低い箇所の近傍に配置されている。水抜きポンプ４０は、上記のようにして集められた水Ｍを、パイプ４１を介して吸い込んで、通風路１５外、すなわち河川へ放出することができる。
【００４６】
図８に示す第５実施形態では、ダクト５０が、素焼きのセラミックパイプからなるダクト本体５１と、その外周を覆う気体透過膜のチューブ５２とを備えている。このセラミックパイプ５１は平均孔径が１〜２ｍｍと粗い孔を多数有している。ダクト本体５１の内部空間が通風路５５として提供される。
【００４７】
上記送風路５５に供給された空気中の酸素は、ダクト本体５１の多数の孔を通り、チューブ５２の気体透過膜を通って水中に拡散される。
本実施形態ではダクト５０の全周が気体透過部となるが、下部が河底１に埋め込まれるため、水中露出部が実質的な気体透過部となる。
【００４８】
より具体的には、セラミックパイプの直径は１００ｍｍ、肉厚５ｍｍであり、水中露出部分の周長が２００ｍｍである。
なお、上記ダクト本体５１には、セラミックパイプの代わりにパンチングメタルで作ったパイプを用いてもよい。
【００４９】
図９に示す第６実施形態では、ダクト６０がダクト本体６１だけで構成されている。このダクト本体６１は、素焼きの多孔質セラミックパイプからなり、例えば第５実施形態のダクト本体５１と同寸法であるが、平均孔径はダクト本体５１より遥かに微細であり、１０ミクロン以下、例えば５ミクロンであり、気体を透過するが水を透過しない。
ダクト本体６１の内部空間は通風路６５となり、この通風路６５内の空気中の酸素は、ダクト本体６１の微細な孔を通って水中に拡散する。
【００５０】
本発明は、上記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の形態を採用可能である。例えば、本発明の酸素供給装置は、沼等に設置してもよい。メッシュ１２は平面形状であってもよい。
気体移送手段として、ダイアフラムポンプを用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、河川、特に感潮河川の水質改善に適用可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１０ ダクト
１０ａ 空気導入端
１０ｂ 空気排出端
１０ｃ 気体透過部
１１ ダクト本体
１１ｘ 溝
１２ メッシュ（サポート）
１３ 気体透過膜
１５ 送風路
１６ メッシュ（カバー）
２５ 送風ファン（気体移送手段）
４０ 水抜きポンプ
５０ ダクト
５１ ダクト本体
５２ チューブ
５５ 送風路
６０ ダクト
６１ ダクト本体
６５ 送風路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中に酸素を供給する装置であって、
内部空間が送風路として提供され、一端が空気導入端、他端が空気排出端として提供されるダクトと、
上記ダクトの上記空気導入端または上記空気排出端に接続され、大気を上記空気導入端から導入し上記送風路に通し上記空気排出端から排出する気体移送手段と、
を備え、
上記ダクトが、上記送風路の流通断面積を維持するのに十分な剛性を有し、少なくとも上部が水を透過せず気体の透過が可能な気体透過部として提供されることを特徴とする酸素供給装置。
【請求項２】
上記ダクトは、
上方が解放されるとともにダクト長手方向に延びる溝を有するダクト本体と、
ダクト長手方向に延びるとともに上記溝を覆うようにして配置され両側縁が上記ダクト本体の両側縁部に固定された多数の孔を有するサポートと、
ダクト長手方向に延びるとともに上記メッシュの上に被さるようにして配置され両側縁がダクト本体の両側縁部に固定された気体透過膜と、
を備え、
上記気体透過部が、上記サポートと上記気体透過膜を含むことを特徴とする請求項１に記載の酸素供給装置。
【請求項３】
上記サポートがメッシュにより構成されていることを特徴とする請求項２に記載の酸素供給装置。
【請求項４】
上記ダクト本体の断面形状が扁平をなし、上記サポートの断面形状が上に凸の曲線をなしていることを特徴とする請求項２または３に記載の酸素供給装置。
【請求項５】
さらに気体透過部は多数の孔を有するカバーを備え、このカバーは、ダクト長手方向に延びるとともに上記気体透過膜の上に被さるようにようにして配置され両側縁が上記ダクト本体の両側縁部に固定されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の酸素供給装置。
【請求項６】
上記ダクト本体の溝の底面は、ダクト長手方向に勾配を有し、最も低い箇所に、水抜きポンプの吸い込み口が接続されていることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の酸素供給装置。
【請求項７】
上記ダクト本体の溝の底面は、ダクト幅方向にも勾配を有することを特徴とする請求項６に記載の酸素供給装置。
【請求項８】
上記ダクトは、全周にわたって多数の孔を有する閉断面形状のダクト本体と、このダクト本体の外周を覆う気体透過膜からなるチューブと、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の酸素供給装置。
【請求項９】
上記ダクト本体が素焼きのセラミックパイプからなることを特徴とする請求項８に記載の酸素供給装置。
【請求項１０】
上記ダクトがダクト本体だけで構成され、このダクト本体は、水が透過しないほどに微細な孔径を有する素焼きの多孔質セラミックパイプからなることを特徴とする請求項１に記載の酸素供給装置。
【請求項１１】
上記ダクトの比重が水より大であるとともに、ダクトの重力が水中においてダクトに付与される浮力より大きいことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の酸素供給装置。
【請求項１２】
さらに、上記ダクトを河底に固定するためのアンカー手段を備えたことを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の酸素供給装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれかに記載の酸素供給装置が河川の上流側から下流側へと間隔をおいて複数配置され、各酸素供給装置の上記ダクトが河幅方向に延びるようにして河底に敷設され、河川の一方の岸側に上記ダクトの上記空気導入端が配置され、他方の岸側に空気排出端が配置されることを特徴とする河川水質改善システム。
【請求項１４】
上記酸素供給装置が配置される河川が感潮河川であることを特徴とする請求項１３に記載の河川水質改善システム。
【請求項１】
水中に酸素を供給する装置であって、
内部空間が送風路として提供され、一端が空気導入端、他端が空気排出端として提供されるダクトと、
上記ダクトの上記空気導入端または上記空気排出端に接続され、大気を上記空気導入端から導入し上記送風路に通し上記空気排出端から排出する気体移送手段と、
を備え、
上記ダクトが、上記送風路の流通断面積を維持するのに十分な剛性を有し、少なくとも上部が水を透過せず気体の透過が可能な気体透過部として提供されることを特徴とする酸素供給装置。
【請求項２】
上記ダクトは、
上方が解放されるとともにダクト長手方向に延びる溝を有するダクト本体と、
ダクト長手方向に延びるとともに上記溝を覆うようにして配置され両側縁が上記ダクト本体の両側縁部に固定された多数の孔を有するサポートと、
ダクト長手方向に延びるとともに上記メッシュの上に被さるようにして配置され両側縁がダクト本体の両側縁部に固定された気体透過膜と、
を備え、
上記気体透過部が、上記サポートと上記気体透過膜を含むことを特徴とする請求項１に記載の酸素供給装置。
【請求項３】
上記サポートがメッシュにより構成されていることを特徴とする請求項２に記載の酸素供給装置。
【請求項４】
上記ダクト本体の断面形状が扁平をなし、上記サポートの断面形状が上に凸の曲線をなしていることを特徴とする請求項２または３に記載の酸素供給装置。
【請求項５】
さらに気体透過部は多数の孔を有するカバーを備え、このカバーは、ダクト長手方向に延びるとともに上記気体透過膜の上に被さるようにようにして配置され両側縁が上記ダクト本体の両側縁部に固定されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の酸素供給装置。
【請求項６】
上記ダクト本体の溝の底面は、ダクト長手方向に勾配を有し、最も低い箇所に、水抜きポンプの吸い込み口が接続されていることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の酸素供給装置。
【請求項７】
上記ダクト本体の溝の底面は、ダクト幅方向にも勾配を有することを特徴とする請求項６に記載の酸素供給装置。
【請求項８】
上記ダクトは、全周にわたって多数の孔を有する閉断面形状のダクト本体と、このダクト本体の外周を覆う気体透過膜からなるチューブと、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の酸素供給装置。
【請求項９】
上記ダクト本体が素焼きのセラミックパイプからなることを特徴とする請求項８に記載の酸素供給装置。
【請求項１０】
上記ダクトがダクト本体だけで構成され、このダクト本体は、水が透過しないほどに微細な孔径を有する素焼きの多孔質セラミックパイプからなることを特徴とする請求項１に記載の酸素供給装置。
【請求項１１】
上記ダクトの比重が水より大であるとともに、ダクトの重力が水中においてダクトに付与される浮力より大きいことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の酸素供給装置。
【請求項１２】
さらに、上記ダクトを河底に固定するためのアンカー手段を備えたことを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の酸素供給装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれかに記載の酸素供給装置が河川の上流側から下流側へと間隔をおいて複数配置され、各酸素供給装置の上記ダクトが河幅方向に延びるようにして河底に敷設され、河川の一方の岸側に上記ダクトの上記空気導入端が配置され、他方の岸側に空気排出端が配置されることを特徴とする河川水質改善システム。
【請求項１４】
上記酸素供給装置が配置される河川が感潮河川であることを特徴とする請求項１３に記載の河川水質改善システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２００６６３（Ｐ２０１２−２００６６３Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６７０１５（Ｐ２０１１−６７０１５）
【出願日】平成２３年３月２５日（２０１１．３．２５）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２５日（２０１１．３．２５）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
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