特表 2023-502886 エアレータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-01-26

(54)【発明の名称】エアレータ

(51)【国際特許分類】

   C02F 3/14 20230101AFI20230119BHJP

   C02F 7/00 20060101ALI20230119BHJP

   B01F 23/2326 20220101ALI20230119BHJP

   B01F 25/313 20220101ALI20230119BHJP

【ＦＩ】

C02F3/14

C02F7/00

B01F23/2326

B01F25/313

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022526014

(86)(22)【出願日】2020-11-03

(85)【翻訳文提出日】2022-06-14

(86)【国際出願番号】 AU2020051194

(87)【国際公開番号】W WO2021087556

(87)【国際公開日】2021-05-14

(31)【優先権主張番号】2019904176

(32)【優先日】2019-11-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】AU

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】522175989

【氏名又は名称】パトリック チャールズ ピーティーワイ リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100114775

【弁理士】

【氏名又は名称】高岡 亮一

(74)【代理人】

【識別番号】100121511

【弁理士】

【氏名又は名称】小田 直

(74)【代理人】

【識別番号】100202751

【弁理士】

【氏名又は名称】岩堀 明代

(74)【代理人】

【識別番号】100208580

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 玲奈

(74)【代理人】

【識別番号】100191086

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 香元

(72)【発明者】

【氏名】オロックリン，ジョン パトリック

(72)【発明者】

【氏名】ラスムス，ジョン チャールズ

【テーマコード（参考）】

4D029

4G035

【Ｆターム（参考）】

4D029AA03

4D029AB03

4D029BB11

4G035AB20

4G035AC22

4G035AE13

(57)【要約】

エアレータは、水入口および曝気水出口を有する水中混合管を有する。吸引管は、水入口と曝気水出口との間で混合管に侵入し、吸引管は、空気を混合管内に導入する空気出口、および水面上の大気から空気を引き込む空気入口を有する。混合管は、使用中に外部モータの下部ユニットを係合する外部モータ下部ユニット係合部を有し、その結果、そのプロペラは、外部モータの中間部が係合部から伸びた状態で、完全に混合管の内部に位置する。したがって、外部モータ下部ユニットのプロペラは、空気入口を通り越して水を押し出し、それにより、混合管を介して空気を引き込む入口での吸い込みを生じ、水と混合し、曝気水のプルームを放出する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

水入口および曝気水出口を有する水中混合管と、前記水入口と前記曝気水出口との間で前記混合管に侵入する吸引管であって、空気を前記混合管内に導入する空気出口、および水面上の大気から空気を引き込む空気入口を有する、吸引管とを備えるエアレータであって、前記混合管は、使用中に外部モータの下部ユニットを係合する外部モータ下部ユニット係合部を備え、その結果、そのプロペラは、前記外部モータの中間部が前記係合部から伸びた状態で、完全に前記混合管の内部に位置し、その結果、使用中、前記外部モータ下部ユニットの前記プロペラは、前記空気入口を通り越して水を押し出し、それにより、前記混合管を介して空気を引き込む前記入口での吸い込みを生じ、水と混合し、曝気水のプルームを放出する、エアレータ。

【請求項2】

前記空気出口は、前記外部モータ下部ユニット係合部と前記曝気水出口との間に位置する、請求項１に記載のエアレータ。

【請求項3】

前記吸引管は、前記混合管の長手方向軸に対して角度をなす、請求項２に記載のエアレータ。

【請求項4】

前記吸引管は、前記長手方向軸に対して約４５°の角度をなす、請求項３に記載のエアレータ。

【請求項5】

前記吸引管は、前記混合管の片側へ角度をなす、請求項１に記載のエアレータ。

【請求項6】

前記吸引管は、その前記空気出口の位置を前記混合管に対して調節することができるように、摺動係合部の内部に摺動可能に係合される、請求項１に記載のエアレータ。

【請求項7】

前記摺動係合部は、それを通して前記吸引管がその中に摺動可能に保持される、開口内のブロックを備える、請求項６に記載のエアレータ。

【請求項8】

前記吸引管の上端を支持する支持アームをさらに備える、請求項３に記載のエアレータ。

【請求項9】

前記支持アームは、前記吸引管と平行であり、前記吸引管がその中に摺動可能に保持される、前記吸引管の上端のカラーを保持する、請求項８に記載のエアレータ。

【請求項10】

前記外部モータ下部ユニット係合部は、使用中、前記混合管に対する前記外部モータ下部ユニットの長手方向位置を調節することができるように構成される、請求項１に記載のエアレータ。

【請求項11】

前記モータ下部ユニット係合部は、その中で前記下部ユニットがそれに沿って異なる位置に配置されてよい、長手方向チャネルを備える、請求項１０に記載のエアレータ。

【請求項12】

前記チャネルに沿った位置で、前記外部モータ下部ユニットの前縁部および後縁部を係合する、前部固定ブラケットおよび後部固定ブラケットをさらに備える、請求項１１に記載のエアレータ。

【請求項13】

前記チャネルは、前記混合管の端部を通って伸びる、請求項１１に記載のエアレータ。

【請求項14】

使用中、前記外部モータ下部ユニットの隣接する縁部を閉鎖する、前記チャネルに沿った、対向する長手方向ガスケットをさらに備える、請求項１１に記載のエアレータ。

【請求項15】

前記混合管の直径に対して直径が次第に大きくなる入口カウルをさらに備える、請求項１に記載のエアレータ。

【請求項16】

前記入口カウルは、円錐台形部分を備える、請求項１５に記載のエアレータ。

【請求項17】

前記入口カウルは、その入口にスクリーンを備える、請求項１６に記載のエアレータ。

【請求項18】

前記入口カウルは、前記混合管の隣接する端部に固定するための係合カラーを備える、請求項１５に記載のエアレータ。

【請求項19】

前記曝気水出口に、角度の付いた出口ガイドをさらに備える、請求項１に記載のエアレータ。

【請求項20】

前記角度の付いた出口ガイドは、前記混合管の隣接する端部に固定するための係合カラーを備える、請求項１９に記載のエアレータ。

【請求項21】

請求項１に記載のエアレータを含む曝気方法であって、そのプロペラが前記混合管の内部に位置するように、外部モータ下部ユニットを前記混合管内に挿入することと、前記外部モータを駆動し、前記吸引管の前記空気入口を通り越して水を押し出し、水を曝気することとを含む、方法。

【請求項22】

前記方法は、前記吸引管を摺動係合部内で摺動させて、前記空気出口の位置を最適化することをさらに含む、請求項６に記載のエアレータにさらに係る、請求項２１に記載の曝気方法。

【請求項23】

前記方法は、前記外部モータ下部ユニットを摺動係合部内で摺動させて、前記外部モータ下部ユニットの位置を最適化することをさらに含む、請求項１０に記載のエアレータにさらに係る、請求項２２に記載の曝気方法。

【請求項24】

前記外部モータ下部ユニットの位置を最適化することは、前記外部モータ下部ユニットを前記空気出口から離して配置して、キャビテーションを低減または排除することを含む、請求項２３に記載の曝気方法。

【請求項25】

前記外部モータ下部ユニットを挿入することは、前記下部ユニットを、前記混合管の端部を介して前記チャネルに滑り込ませることを含む、請求項１３に記載のエアレータにさらに係る、請求項２１に記載の曝気方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、概して、改善されたエアレータ、より具体的には、低コスト製造およびアドホック展開のために従来の外部モータへの接続用に構成される、水中混合管を有するエアレータに関する。

【背景技術】

【0002】

曝気は、低酸素または無酸素条件の水域において必要とされ得、水域の表面での酸素交換を可能とする表面撹拌による空気の注入によって達成される。溶存酸素は、水質への主な寄与体であり、溶存酸素は、魚および大抵の他の水生動物によって必要とされるだけでなく、溶存酸素は、好気性細菌が有機物を分解するのを支援し得る。溶存酸素濃度が低くなりすぎると、水域が生命を維持する能力を低下させる恐れがある無酸素条件が発生し得る。

【0003】

一般に表面曝気または水面下曝気を含む、多くのタイプの曝気方法が存在し、両手法に利用可能ないくつかの技術および科学技術が存在する。水面下曝気は、典型的にはベンチュリ効果を利用することによって空気を吸引するジェットエアレータを使用するジェット曝気を含み得る。他の水面下曝気技術は、粗大または微細気泡ディフューザを使用し得る。

【0004】

表面曝気技術は、噴水または浮遊式表面エアレータを採用し得る。

【0005】

しかしながら、いずれのタイプのエアレータも、一般に、構築、設置、および維持するのは高価である。例えば、表面エアレータは、製造および設置に費用のかかる浮遊バージまたは堰から取り付けられた電気モータを備え得る。さらに、電気モータは、陸上電源による給電を必要とする。

【0006】

これらのタイプのエアレータは、曝気が迅速に、一時的に、かつ低コストで必要とされ得る、低コストのアドホック用途に特に適しているわけではない。

【0007】

本発明は、先行技術の欠点の少なくともいくつかを克服もしくは実質的に改善することになる方法を提供しようとするか、または少なくとも代替物を提供しようとするものである。

【0008】

本明細書で先行技術情報が参照される場合、そのような参照は、情報がオーストラリアまたは任意の他の国において当該技術分野の技術常識の一部を形成するとの自認をなすものではないことを理解すべきである。

【発明の概要】

【0009】

水入口および曝気水出口を有する水中混合管を備えるエアレータが、本明細書において提供される。吸引管は、水入口と曝気水出口との間で混合管に侵入する。吸引管は、空気を混合管内に導入する空気出口、および水面上の大気から空気を引き込む空気入口を有する。

【0010】

混合管は、そのプロペラが混合管の内部で回転することができるように、外部モータの下部ユニットを混合管の内部に係合する、外部モータ下部ユニット係合部を備える。外部モータの中間部は、係合部から、外部モータの水面上のパワーヘッドに伸びる。

【0011】

したがって、使用中、外部モータ下部ユニットのプロペラは、空気入口を通り越して水を押し出し、吸引管を介して空気を引き込む吸い込みを生じ、水と混合し、曝気水出口を介して曝気水のプルームを放出する。

【0012】

本エアレータは、単純な構成のものであり、したがって、低コストで製造され得る。混合管はまた、比較的容易に低コストで輸送され、水域を一時的または周期的に曝気するために、ボートに取り付けられるものを含む一般に利用可能な外部モータに設置され得る。本エアレータは、上に記載された先行技術のエアレータのような、費用のかかる設置を必要とせず、さらに、陸上電力設備を必要としない。

【0013】

外部モータ下部ユニット係合部は、様々なタイプの外部モータを収容するために構成され得る。外部モータ下部ユニット係合部は、混合管の端部に伸びるチャネルを備え得、その結果、下部ユニットは、混合管の端部からその中に滑り込むことができ、チャネルを、プロペラの直径より狭くすることができる。さらに、側面のガスケットは、外部モータ下部ユニットに対してチャネルの縁部を密封し、それにより、チャネルを介した水流を低減または排除し得る。

【0014】

好ましい実施形態では、吸引管は、その空気出口の位置が制御されて、曝気を最大化する最大の流れの位置を見出し得るように、摺動係合部の内部に摺動可能に係合される。したがって、空気出口は、プロペラ中心点「デッドゾーン」から離れて配置され得る。さらに、最大流量の位置は、外部モータのタイプおよびプロペラ構成に依存し得る。

【0015】

さらなる好ましい実施形態では、外部モータ下部ユニット係合部は、混合管の下部ユニットの長手方向配置調節を可能とする。実施形態では、チャネルは、下部ユニットまたは従来の下部ユニットより長い場合があり、下部ユニットの前縁部および後縁部に対して固定する、前部固定ブラケットおよび後部固定ブラケットを備え得る。したがって、下部ユニットは、混合管に対する下部ユニットの位置を制御するように所定の位置に固定され得る。したがって、空気出口の位置は、不要なキャビテーションを回避または低減するように、プロペラの位置に対して最適化され得る。このように、空気出口は、キャビテーションの可能性を回避または低減するようにプロペラからなお十分に離れているが、このより近い位置でより大きい流量および乱流を経験するように、プロペラの十分に近くに配置され得る。

【0016】

エアレータは、水生生物を保護しかつデブリを回避するように小さい流量で水を引き込むための、スクリーンが付いた、直径が次第に大きくなる入口カウルを備え得る。エアレータは、より深いところでの曝気を増加させるために、曝気水のプルームを下方に導く出口ガイドを備え得る。

【0017】

一態様によれば、水入口および曝気水出口を有する水中混合管と、水入口と曝気水出口との間で混合管に侵入する吸引管であって、空気を混合管内に導入する空気出口、および水面上の大気から空気を引き込む空気入口を有する、吸引管とを備えるエアレータであって、混合管は、使用中に外部モータの下部ユニットを係合する外部モータ下部ユニット係合部を備え、その結果、そのプロペラは、外部モータの中間部が係合部から伸びた状態で、完全に混合管の内部に位置し、その結果、使用中、外部モータ下部ユニットのプロペラは、空気入口を通り越して水を押し出し、それにより、混合管を介して空気を引き込む入口での吸い込みを生じ、水と混合し、曝気水のプルームを放出する、エアレータが提供される。

【0018】

空気出口は、外部モータ下部ユニット係合部と曝気水出口との間に位置し得る。

【0019】

吸引管は、混合管の長手方向軸に対して角度をなし得る。

【0020】

吸引管は、長手方向軸に対して約４５°の角度をなし得る。

【0021】

吸引管は、混合管の片側へ角度をなし得る。

【0022】

吸引管は、その空気出口の位置を混合管に対して調節することができるように、摺動係合部の内部に摺動可能に係合され得る。

【0023】

摺動係合部は、それを通して吸引管がその中に摺動可能に保持され得る、開口内のブロックを備え得る。

【0024】

エアレータは、吸引管の上端を支持する支持アームをさらに備え得る。

【0025】

支持アームは、吸引管と平行であり得、吸引管がその中に摺動可能に保持され得る、吸引管の上端のカラーを保持する。

【0026】

外部モータ下部ユニット係合部は、使用中、混合管に対する外部モータ下部ユニットの長手方向位置を調節することができるように構成され得る。

【0027】

モータ下部ユニット係合部は、その中で下部ユニットがそれに沿って異なる位置に配置されてよい、長手方向チャネルを備え得る。

【0028】

エアレータは、チャネルに沿った位置で、外部モータ下部ユニットの前縁部および後縁部を係合する、前部固定ブラケットおよび後部固定ブラケットをさらに備え得る。

【0029】

チャネルは、混合管の端部を通って伸び得る。

【0030】

エアレータは、使用中、外部モータ下部ユニットの隣接する縁部を閉鎖する、チャネルに沿った、対向する長手方向ガスケットをさらに備え得る。

【0031】

エアレータは、混合管の直径に対して直径が次第に大きくなる入口カウルをさらに備え得る。

【0032】

入口カウルは、円錐台形部分を備え得る。

【0033】

入口カウルは、その入口にスクリーンを備え得る。

【0034】

入口カウルは、混合管の隣接する端部に固定するための係合カラーを備え得る。

【0035】

エアレータは、曝気水出口に、角度の付いた出口ガイドをさらに備え得る。

【0036】

角度の付いた出口ガイドは、混合管の隣接する端部に固定するための係合カラーを備え得る。

【0037】

別の態様によれば、本明細書に記載されるようなエアレータを含む曝気方法であって、そのプロペラが混合管の内部に位置するように、外部モータ下部ユニットを混合管内に挿入することと、外部モータを駆動し、吸引管の空気入口を通り越して水を押し出し、水を曝気することとを含む、方法が提供される。

【0038】

方法は、吸引管を摺動係合部内で摺動させて、空気出口の位置を最適化することを含み得る。

【0039】

方法は、外部モータ下部ユニットを摺動係合部内で摺動させて、外部モータ下部ユニットの位置を最適化することを含み得る。

【0040】

外部モータ下部ユニットの位置を最適化することは、外部モータ下部ユニットを空気出口から離して配置して、キャビテーションを低減または排除することを含み得る。

【0041】

外部モータ下部ユニットを挿入することは、下部ユニットを、混合管の端部を介してチャネルに滑り込ませることを含み得る。

【0042】

本発明の他の態様も開示される。

【0043】

次に、本発明の範囲内にあり得るいかなる他の形態にもかかわらず、開示の好ましい実施形態を、添付の図面を参照してほんの一例として記載する。

【図面の簡単な説明】

【0044】

【図1】実施形態に係る外部モータを係合したエアレータを示す。

【図2】エアレータの側面図を示す。

【図3】エアレータの曝気水出口の端面図を示す。

【図4】エアレータの水入口の端面図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0045】

エアレータ１００は、水入口１０６および曝気水出口１０８を有する水中混合管１０１を備える。水中混合管１０１は、ＰＶＣなどの硬化プラスチック製であってよい。代替の実施形態１０１では、混合管１０１は、軽量ステンレス鋼または炭素繊維などから製造され得る。

【0046】

吸引管１１６は、水入口１０６と曝気水出口１０８との間で混合管１０１に侵入する。

【0047】

吸引管１１６は、空気を混合管１０１内に導入する空気出口１２０、および水中混合管１０１の上にある水面上の大気から空気を引き込む空気入口１１７を有する。

【0048】

エアレータ１００は、外部モータ１０２の中間部１０４が混合管１０１から水面上のパワーヘッド１０３に伸びるように、外部モータ１０２の下部ユニット１０５を係合する、外部モータ下部ユニット係合部１２２をさらに備える。

【0049】

外部モータ下部ユニット係合部１２２は、好ましくは、かたくかつ実質的に水密に、外部モータ１０３の下部ユニット１０５を保持する。さらに、混合管１０１は、プロペラ１１１およびスケグ１１０を含む下部ユニット１０５全体を、混合管１０１の内部に収容することができるように、十分な直径を備え得る。代替の実施形態では、混合管１０１は、より小さい直径、およびそれを通してスケグ１１０を収容するスロットを有する。しかしながら、いずれの方式でも、混合管１０１は、プロペラ１１１が混合管１０１の内部で完全に回転することができるように、十分な直径を有する。

【0050】

吸引管１１６の空気出口１２０は、外部モータ下部ユニット１０５のプロペラ１１０が、空気出口１２０を通り越して水を押し出し、そこから空気を引き込み、空気が水と混合し、曝気水出口１０８から押し出される曝気水のプルームを形成するように、曝気水出口１０８と外部モータ下部ユニット係合部１２２との間に配置される。

【0051】

図２を参照すると、吸引管１１６は、水が部分的に接線方向に空気出口１２０を通り越して流れ、それにより、空気入口１１７から空気を引き込む吸い込みを生じるように、混合管１０１の長手方向軸に対して約４５°の角度をなし得る。

【0052】

さらに、図３および図４を参照すると、吸引管１１６は、その後ろの外部モータ１０２のパワーヘッド１０３を回避するように、垂直軸から角度をなし得る。

【0053】

好ましい実施形態では、吸引管１１６は、混合管１０１の内部への吸引管１１６の挿入深さが最適化されて、外部モータのタイプによって変わり得る、プロペラ１１１によって押し出される水の中の最大流量の位置を見出し得るように、摺動係合部１１５の内部に摺動可能に保持される。

【0054】

実施形態では、摺動係合部１０５は、それを通して吸引管１１６がその中に摺動可能に保持される、角度の付いた開口内のブロックを備え得る。

【0055】

実施形態では、混合管１１６と平行であり得る支持アーム１１６は、混合管１１６の上部を支持するカラー１２１を保持し得る。

【0056】

外部モータ下部ユニット係合部は、下部ユニット１０５がそれを通って伸びるチャネル１２２を備え得る。好ましくは、チャネル１２２は、異なるタイプの外部モータ１０２の異なるタイプの下部ユニット１０５を収容するように十分な幅がある。

【0057】

実施形態では、チャネル１２２の対向する縁部は、下部ユニット１０５の縁部の周りを閉鎖し、それにより、チャネル１２２を介した水流を実質的に低減または排除する長手方向ゴムガスケット１２３で、実質的に密封され得る。

【0058】

好ましい実施形態では、チャネル１２２は細長く、その結果、空気出口１２０に対するプロペラ１２２の位置が制御され得る。これに関して、一般に、この近い位置でより大きい流量および乱流を経験し、混合管１０１の全長を短くするように、空気出口１２２をプロペラ１２０の近くに配置することが望ましい。しかしながら、空気出口１２２は、プロペラ１２２でキャビテーションを誘発するため、近すぎるべきではない。したがって、この実施形態によれば、使用中、外部モータ１２２の特定のタイプに従って、下部ユニット１０５の長手方向位置は、空気出口１２０に対するプロペラ１０１の位置が最適化されるように制御され得る。

【0059】

実施形態では、係合部１２２は、下部ユニット１０５を所定の位置に保持するように、下部ユニット１０５の前縁部および後縁部を対向して支える、前部ブラケット１１８および後部ブラケット１１３を備え得る。実施形態では、各ブラケット１１３、１１８は、上部プレートおよび下部プレートを備え得、それらは、混合管１０１の外面および内面に対してプレートを締め付け、ブラケット１１３、１１８を所定の位置に保持するための、チャネル１１２を通ってそれらの間に伸びる締結具を有する。

【0060】

実施形態では、エアレータ１００は、直径が次第に大きくなる入口カウル１０９、およびその入口のスクリーン１２４を備え得る。カウル１０９は、円錐台形部分を備え得る。入口カウル１０９は、混合管１０１の内部のものより小さい流量でスクリーン１２２において水を引き込むことを可能とする。

【0061】

入口カウル１０９は、混合管１０１の端部に適合するカラー１２５を備え得る。

【0062】

好ましい実施形態では、チャネル１１２は、混合管１０１の後縁部１１９にまっすぐに伸び、その結果、下部ユニット１０５を、混合管１０１の中に、その後部開放端から導入することができ、チャネル１１２を、プロペラ１０１の直径より狭くしてよい。これに関して、下部ユニット１０５の設置のために、入口カウル１０９は除去され、下部ユニット１０５を所定の位置に滑り込ませた後で元に戻され得る。

【0063】

実施形態では、エアレータ１００は、より深いところでの曝気を増加させるために曝気水を下方に導き得る、角度の付いた出口ガイド１０７をさらに備え得る。同様に、角度の付いた出口ガイド１０７は、混合管１０１の隣接する端部に適合し得るカラー１２６を備え得る。

【0064】

前述の記載は、説明する目的で、本発明の完全な理解を提供するために特定の専門用語を使用した。しかしながら、本発明を実行するために特定の詳細は必要ないことが当業者には明らかであろう。したがって、本発明の特定の実施形態の前述の記載は、例示および説明のために提示されている。これらは、網羅的であるか、または開示された正確な形態に発明を限定することを意図するものではなく、明らかに、上記の教示を考慮して多くの修正および変形が可能である。実施形態は、本発明の原理およびその実用的な応用を最も良く説明するために選択および記載されており、それにより、他の当業者が、本発明および様々な実施形態を様々な修正と共に企図された特定の用途に好適なように最も良く利用することが可能となる。以下の特許請求の範囲およびそれらの均等物は、本発明の範囲を定義することを意図する。

【0065】

用語「約」または類似の用語は、本明細書で使用される場合、特に指示のない限り、述べられた値の１０％以内であると解釈されるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【国際調査報告】