JP2012062747A - 発泡防止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】河川域や海域に放水を行う放水路において泡の飛沫及び下流側への泡の混入を低減することができる発泡防止装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る発泡防止装置は、上流側の放水管１から放水される排水を貯水する水槽２０と排水を放水する下流側の放水域７との間に設置され、水槽２０が、上流側の上流側水槽２０ａと、上流側水槽２０ａより深さが深い下流側の下流側水槽２０ｂと、から構成され、下流側水槽２０ｂの底部を貫通させて設けられるとともに水槽２０に貯水された排水を放水域７に放水する複数の放水管２１ａ〜２１ｃを、備え、複数の放水管２１ａ〜２１ｃが、水槽２０の深さ方向に対して長さが異なるとともに、その天端における給水口の高さ位置が異なるものである。
【選択図】図９

Description

本発明は、原子力又は火力などによる発電プラントや化学プラントなどにおいて、河川域や海域に放水を行う放水路及びこの放水路において泡の発生を防止するための発泡防止装置に関する。

原子力又は火力などによる発電プラントに代表される種々のプラントにおいて、取水して冷却水に利用された後の排水を河川域や海域に放水するために、河川域や海域までの放水路が設けられている。この放水路では、外海潮位や水路損失の変動を吸収してサイフォン切れを防止するために、堰を設置して放水ピットが構成されることが多い。このような放水ピットが構成された放水路では、放水される水が堰を越流するときに泡が発生し、この泡により、以下に説明する種々の問題が発生する。

又、従来、放水ピットを備えた放水路として、図１８（ａ）に示すように、堰１００ａを備えた放水ピット１００の上流側及び下流側それぞれに放水管１０１ａ，１０１ｂが設けられた構成のものと、図１８（ｂ）に示すように、放水ピット１００の上流側に放水管１０１ａが設けられるとともに放水ピット１００の下流側を開水路とした構成のものとがある。そして、この図１８（ａ）、（ｂ）それぞれの放水路によると、放水ピット１００の堰１００ａを排水が越えて流れ落ちる落水部１０２において、空気が巻き込まれて泡が発生する。

図１８（ａ）に示すように、放水ピット１００の上流側及び下流側それぞれに放水管１０１ａ，１０１ｂが設けられた場合、堰１００ａの落水部１０２で発生した泡が下流側の水中に潜り込むことにより、放水管１０１ｂ内に流れ込む。このように、放水管１０１ｂ内に泡により空気が流れ込むことで、放水管１０１ｂ内での圧損が増加するだけでなく、放水ピット１００への逆噴射などといった脈動の要因ともなる。一方、図１８（ｂ）に示すように、放水ピット１００の下流側を開水路とした場合、堰１００ａの落水部１０２で発生した泡により、その景観を損なうだけでなく、泡付着によって周辺構造物や漁網などが汚染される原因となる。又、開水路側が海域である場合、機器に対する泡の飛散によって、塩害が生じる可能性がある。

このように、従来の放水路では、放水ピットの堰の下流側に落水部があり、この落水部において泡が発生するため、この泡に基づく様々な問題が生じる。この泡の発生を防止するために、落水部に有孔板を設けて泡を分散させて、泡のない底層から放水する放水ピットが提案されている（特許文献１参照）。この放水ピットは、堰の下流側に、底部を開放した壁を設けるとともに、堰と壁との間に有孔板が設けられた構成とされる。更に、有孔板の上面に落下水脈の水流の勢いを弱めるための障害物となるシルが設置され、壁に近い有孔板の下流側の孔を通過する流量を小さくしている。これにより、壁に近い下流側に発生する泡の貫入深さを浅くして、泡の少ない排水を放流させるものとしている。

特開２００１−４７８７号公報

しかしながら、特許文献１の放水ピットの構造によると、落水部において障害物となるシルが設置されることで、落下水脈の水流の勢いを弱める構造とされていることから、このシルによって飛沫する泡が発生する可能性がある。そして、前述したように、この泡の飛沫によって、放水ピットの周囲に設置された構造物に塩害が発生することとなる。

それに対して、特許文献１の放水ピットの構造からシルを除いた場合、有孔板の上面が堰の天端に一致させた高さに設置されているため、堰を越えた水流の多くが壁側まで到達する。これにより、排水の多くが有孔板の壁側の孔を通過するため、壁側での水流の勢いが大きくなってしまう。よって、壁に近い下流側に発生する泡の貫入深さが深くなり、排水に泡を多く混入させてしまうこととなる。

このような問題を鑑みて、本発明は、河川域や海域に放水を行う放水路において泡の飛沫及び下流側への泡の混入を低減することができる発泡防止装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の発泡防止装置は、上流側の放水管から放水される排水を貯水する水槽と前記排水を放水する下流側の放水域との間に設置され、前記水槽から前記放水域に前記水槽に貯水された排水を放水させる際の発泡を低減させる発泡防止装置において、前記水槽が、上流側の第１水槽と、上流側の前記第１水槽より深さが深い下流側の第２水槽と、から構成され、前記第２水槽の底部を貫通させて設けられるとともに前記水槽に貯水された排水を前記放水域に放水する複数の放水管を備え、前記複数の放水管が、前記水槽の深さ方向に対して長さが異なるとともに、その天端における給水口の高さ位置が異なることを特徴とする。

このとき、前記第２水槽に設けられる前記複数の放水管のうち、少なくとも前記給水口の高さ位置が高いものに対して、前記給水口を覆うカバーが設けられるものとし、前記第２水槽の水位が前記給水口付近となったときの空気の混入を抑制させるものとしても構わない。

又、前記第２水槽に設けられる前記複数の放水管が、上流側から下流側に向かって、前記給水口が低い位置にあるものから前記給水口が高い位置にあるものとなる順番で、配置されるものとしても構わない。

更に、前記給水口が高い位置にある前記第２水槽に設けられる前記放水管の排出口に入口が接続され、接続された前記放水管からの排水を旋回させて空気と分離させるサイクロン装置と、前記サイクロン装置の蓋部に接続されて、前記サイクロン装置で分離された空気を空中に排出する空気排出管と、を備えるものとしても構わない。

本発明の発泡防止装置によれば、河川域や海域に放水を行う放水路において泡の飛沫及び下流側への泡の混入を低減することができる。

第１の実施形態の放水路の構成を示す概略断面図である。 図１の放水路の上面図である。 第２の実施形態の放水路の構成を示す概略断面図である。 図３の放水路の上面図である。 第３の実施形態の放水路の構成を示す概略断面図である。 第３の実施形態の放水路の別の構成を示す概略断面図である。 図６の放水路の高水位時と低水位時の状態を示す図である。 第４の実施形態の放水路の構成を示す概略断面図である。 第５の実施形態の放水路の構成を示す概略断面図である。 図９の放水路の上面図である。 図９の放水路の水位が変化した各段階における状態を示す図である。 第６の実施形態の放水路の構成を示す概略断面図である。 図１２の放水路における放水管とカバーの関係を示す図である。 第７の実施形態の放水路の構成を示す概略断面図である。 第８の実施形態の放水路の構成を示す概略断面図である。 図１６の放水路の高水位時と低水位時の状態を示す図である。 第８の実施形態の放水路の別の構成を示す概略断面図である。 従来の放水路の構成を示す概略断面図である。

＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態の放水路構成を示す断面図である。

図１に示す放水路は、発電所プラントの復水器で冷却水として使用された海水又は河川水を排水する放水管１と、放水管１からの排水を貯水する上流側水槽２と、上流側水槽２の下流側を堰き止める堰３と、堰３の下流側に構成される下流側水槽４と、下流側水槽４の下流側に設置され底部を開いて下流側に開放した壁５と、堰３と壁５の間の下流側水槽４を覆うとともに多複数の貫通した孔６ａを備える有孔板６と、を備える。即ち、上流側水槽２と下流側水槽４が放水ピットとして機能する。

又、有孔板６は、図２の上面図に示すように、水面に対して垂直に貫通した複数の孔６ａをマトリクス状に備えた多孔板として構成され、図１に示すように、堰３の天端よりも少し低い位置に設置される。壁５は、その天端が堰３の天端よりも高い位置となるとともに、天端の逆側の下端が下流側水槽４の底と有孔板６との間の高さとなる。即ち、壁５の下端と下流側水槽４の底との間が開放されるとともに、壁５が下流側水槽４の水面側の流れを堰き止める。又、壁５の下端は、壁５の下流側の放水域７における水位が最低水位となる位置よりも高い位置となるように設定される。

このように構成されることによって、放水管１より放水される排水が堰３で堰き止められて上流側水槽２に一時的に貯水され、堰３を越えた排水が下流側水槽４に流れ込む。このとき、堰３を越えた排水は、有孔板６の孔６ａを通過して下流側水槽４に流れ込むが、有孔板６と堰３とで段差が設けられているため、堰３を越えた排水が堰３近傍の段差部分に落とし込まれる。そして、排水の一部が有孔板６の堰３近傍の孔６ａを通過して下流側水槽４に流れ込むとともに、排水の残りが有孔板６の表面を壁５に向かって流れながら、壁５までの孔６ａを通過して下流側水槽４に流れ込む。

このように、有孔板６と堰３とで段差が形成されるように構成されることで、有孔板６の表面と堰３の天端とを同一高さとした場合のように、壁５側に排水の流れが偏ることを防ぎ、有孔板６表面上で均一に分散させることができる。よって、排水が堰３を超えると、堰３と壁５の間の下流側水槽４を覆う有孔板６によって、その流れが分散され、有孔板６の孔６ａを通じて減勢された水流が下流側水槽４に流れ込むこととなる。

そのため、有孔板６の孔６ａより下流側水槽４に流れ込む水量を少なくすることができるため、結果的に、堰３を越えたときに発生する空気による泡の貫入深さを浅くすることができる。尚、このとき、排水路１からの排水の流量が多い放水路であるものほど、壁５への到達量を減らすために、堰３と有孔板６との段差の幅を大きくする。又、有孔板６の開口率が小さいものとしたときも、壁５への到達量を減らすために、堰３と有孔板６との段差の幅を大きくする。

そして、有孔板６を通じて下流側水槽４に流れ落ちた排水は、壁５の下端と下流側水槽４の底との間の開放部分より、壁５より下流側の放水域７に流れ込むこととなる。このとき、上述したように、下流側水槽４では、有孔板６を通過して流れが分散された排水と共に流入する泡（空気）が、壁５の下端よりも深い位置まで到達することが少ない。そのため、壁６の下端よりも深い位置を越えて放水域７に流れ込む泡（空気）の量を抑制することができる。又、有孔板６全面を排水が流れるようにするとともに、有孔板６に障害物を設けた構成としないため、発生する泡の量も抑制することができる。

＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態について、図面を参照して説明する。図３は、本実施形態の放水路の構成を示す断面図である。図３に示す構成において、図１に示す構成と同一の目的で使用する部分については、同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。

図３に示す放水路では、図１に示したものと同様、放水管１より放水される排水を上流側水槽２で一時的に貯水し、堰３を越えた排水が有孔板６の孔６ａによって分散されて下流側水槽４に流れ込む。このとき、従来と比べて、下流側水槽４内に巻き込む泡（空気）の量を低減できるが、下流側水槽４内に泡（空気）が巻き込まれて、その一部が放水域７に流れ込んでしまう。そのため、本実施形態では、放水域７に流れ込もうとする泡（空気）を回収して空中に排出する構成とする。

即ち、図３に示す放水路は、図１に示すものと異なり、水面に対して垂直な方向に貫通した空気抜き管８ａを備えた壁５ａと、壁５ａの下端において放水域７側まで延長して囲う空気回収部８と、を備える。空気回収部８は、下流側水槽４の底に対向した面を開いたコの字型の断面形状によって構成され、上流側の側面が壁５ａの上流側側面と同一面となり、壁５ａから下流の放水域７まで延長した構成とされる。又、空気回収部８は、壁５ａの下端と接続される部分において、図４の上面図のように壁５ａに複数並ぶように設けられた空気抜き管８ａと接続された穴を備える。

第１の実施形態の放水路（図１参照）においても、堰３を越えた排水が有孔板６の孔６ａによって分散されて下流側水槽４に流れ込む際に、少量の泡（空気）であるが、いくらか巻き込まれて、排水と共に、壁５の下流側となる放水域７に壁５下端の下側より流れ込もうとする。それに対して、本実施形態の放水路では、壁５ａに空気回収部８が設けられるため、空気回収部８の下側を通って、壁５ａの下流側の放水域７に排水が流れるときに、排水と共に流れ込む泡（空気）が空気回収部８に捕獲される。

そして、空気回収部８の上面側に泡（空気）が移動すると、壁５ａを貫通して空気回収部８に接続された空気抜き管８ａを通じて、空中に放出される。このように、空気回収部８及び空気抜き管８ａを設けることによって、放水域７に排水と流れ込もうとする泡（空気）を捉えて、空中に排出することができ、放水域７に流れ込む泡（空気）の量を低減させることができる。

＜第３の実施形態＞
本発明の第３の実施形態について、図面を参照して説明する。図５は、本実施形態の放水路の構成を示す断面図である。図５に示す構成において、図１に示す構成と同一の目的で使用する部分については、同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。

図５に示す放水路では、図１に示したもののように、堰３と壁５とで固定支持される有孔板６の代わりに、下流側水槽４に貯水される水の水面に浮かぶ浮体構造物で構成された有孔板６ｘを備える。この有孔板６ｘは、堰３と壁５との間で狭持されるが、放水域７の水位、換言すると、下流側水槽４の水位に応じて、その高さ方向の位置が変動する。即ち、図５（ａ）のように、放水域７が低水位となる場合は、それに応じて有孔板６ｘが低い位置に移動し、堰３の天端との段差が大きくなり、逆に、図５（ｂ）のように、放水域７が高水位となる場合は、それに応じて有孔板６ｘが高い位置に移動し、堰３の天端との段差が小さくなる。よって、有孔板６ｘと下流側水槽４に貯水される水の水面との間の空間をなくすことができるため、この空間によって発生する泡の巻き込みを抑制することができる。

又、本実施形態においても、図１に示したものと同様、放水管１より放水される排水を上流側水槽２で一時的に貯水し、堰３を越えた排水が有孔板６ｘの孔６ａによって分散されて下流側水槽４に流れ込む。このとき、上述したように、有孔板６ｘの下面が、下流側水槽４の水面と接しているため、有孔板６ｘの下面における泡の発生を抑制することができる。そして、下流側水槽４に流れ込んだ排水は、壁５の下端の下側を通って、壁５の下流側となる放水域７に放水される。

尚、本実施形態において、下流側水槽４の水面に有孔板６ｘが常に浮いた状態とするため、放水域７が最低水域となったとき、その水面が壁５よりも低くならない位置とするとともに、放水域７が最高水域となったとき、その水面が堰３よりも高くならない位置とする。

又、本実施形態において、図６に示すように、堰３及び壁５それぞれに、下流側水槽４に向いた面の上下に突起させて設けられた当て止め部３ｂ，３ｃ，５ｂ，５ｃを備えるようにしても構わない。即ち、放水域７が高水位となる場合は、図７（ａ）のように、堰３及び壁５それぞれの上側に設けられた当て止め部３ｂ，５ｂに有孔板６ｘが当接させて、堰３と有孔板６ｘとの段差が小さくなることを防ぐことができる。一方、放水域７が低水位となる場合は、図７（ｂ）のように、堰３及び壁５それぞれの下側に設けられた当て止め部３ｃ，５ｃに有孔板６ｘが当接させて、堰３と有孔板６ｘとの段差が大きくなることを防ぐことができる。

＜第４の実施形態＞
本発明の第４の実施形態について、図面を参照して説明する。図８は、本実施形態の放水路の構成を示す断面図である。図８に示す構成において、図１に示す構成と同一の目的で使用する部分については、同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。

図８に示す放水路では、図１に示した構成に対して、壁５の下流側に水面より下に潜った状態となる潜り堰９と、潜り堰９の下流側に放水域７と仕切りとして設置される壁１０と、を備え、壁５，１０の間に混入した空気を浮上させるための水槽１１を構成する。即ち、下流側水槽４の下流側に更にもう一つ壁５，１０で水面側が仕切られた水槽１１を構成し、その水槽１１に、その天端が常に水面下となる潜り堰９が設けられる。又、壁１０は、その天端及び下端が壁５の天端及び下端と同様の位置となるように設置される。

このように構成することで、壁５，１０で水面側が仕切られた水槽１１では、下流側水槽４から流れ込んだ排水の流れが、潜り堰９によって水面側に向かう上方向に強制的に変更させられる。よって、下流側水槽４から排水と共に流れ込んできた泡（空気）が、この戻り堰９に影響される排水の流れに沿って水面側に向かうため、水面への泡（空気）の浮上を促進することができる。

そして、水槽１１で、下流側水槽４より排水と共に流れ込んだ泡（空気）を空中に放出されると、泡（空気）の混入量が低減した排水が壁１０の下側を通って、壁１０の下流側の放水域７に放水される。よって、本実施形態では、水槽１１に潜り堰９を設けて、排水とともに流れ込んだ泡（空気）を水面に向かって流すことで、空中への泡（空気）の放出量を増加させるとともに、泡（空気）の混入量を低減した排水を放水域７へ放水することができる。

尚、第２〜第４の実施形態における各構成を組み合わせても構わない。即ち、第２の実施形態の放水路に対して、第３の実施形態のように、放水域７の水位に応じて高さ位置が変わる有孔板６ｘを設けるものとしても構わない。又、第２及び第３の実施形態の放水路に対して、第４の実施形態のように、潜り堰９及び下流側の壁１０を追加した構成としても構わない。

＜第５の実施形態＞
本発明の第５の実施形態について、図面を参照して説明する。図９は、本実施形態の放水路の構成を示す断面図である。

図９に示す放水路は、発電所プラントの復水器で冷却水として使用された海水又は河川水を排水する放水管１と、放水管１からの排水を貯水する水槽２０と、放水域７に対して槽２０から放水域７に排水を導く放水管２１ａ〜２１ｃと、を備える。そして、水槽２０は、上流側水槽２０ａ（第１水槽）と下流側水槽２０ｂ（第２水槽）とによって構成され、上流側水槽２０ａの底部が下流側水槽２０ｂの底部よりも高い位置にあり、下流側水槽２０ｂの底部が放水域７の底部よりも高い位置にある。更に、下流側水槽２０ｂの下流側には壁２０ｃが形成されることで、下流側水槽２０ｂの底部と壁２０ｃとによって放水域７との仕切りが構成される。

又、下流側水槽２０ｂの底部に設けられた穴を貫通するように設置された放水管２１ａ〜２１ｃは、放水管２１ａ，２１ｂ，２１ｃの順で、その長さが長いものとされ、水面に対して垂直になるように設置される。そして、放水管２１ａ〜２１ｃの排水口が下流側水槽２０ｂの底部よりも低い位置で同位置となるように設置される。即ち、放水管２１ａの給水口が最も低い位置となるとともに、放水管２１ｃの給水口が最も高い位置となり、放水管２１ｂの給水口がその間の位置となる。更に、この放水管２１ａ〜２１ｃの内部には、放水管２１ａ〜２１ｃ内を流れる排水の流量を絞るための絞り２１ｘ〜２１ｚを備え、放水管２１ａ〜２１ｃ内を流れる排水に抵抗が与えられる構成とされる。

そして、放水管２１ａ〜２１ｃは、図１０の上面図に示すように、下流側水槽２０ｂに対して縦横に配列されたマトリクス状に配置される。又、排水の流れる方向に対して、上流側水槽２０ａに近い側に放水管２１ａが配列され、壁２０ｃに近い側に放水管２１ｃが配列され、放水管２１ａ，２１ｃそれぞれが配列されている間の位置に、放水管２１ｂが配列される。即ち、放水管２１ａ〜２１ｃが、下流側に向かって、その給水口が高い位置となるように、放水管２１ａ，２１ｂ，２１ｃの順に配列される。

このように構成するとき、放水域７が高水位である場合、図１１（ａ）に示すように、水槽２０においても高水位となり、下流側水槽２０ｂでは、放水管２１ａ〜２１ｃ全ての給水口が水槽２０に貯水された排水の水面下に位置することとなる。よって、放水管１より放水された排水が、下流側水槽２０ｂに設置された全ての放水管２１ａ〜２１ｃを通じて放水域７に放水されることとなる。よって、上流側の水槽２０から下流側の放水域７に放水される排水流量が多くなる。

又、放水域７が図１１（ａ）の場合よりも水位が低くなって、図１１（ｂ）に示すように、水槽２０においても図１１（ａ）の場合よりも低い水位となる場合、下流側水槽２０ｂでは、放水管２１ａ，２１ｂの給水口が水槽２０に貯水された排水の水面下に位置し、放水管２１ｃの給水口が排水の水面上に位置することとなる。よって、放水管１より放水された排水が、下流側水槽２０ｂに設置された放水管２１ａ，２１ｂを通じて放水域７に放水されることとなる。よって、上流側の水槽２０から下流側の放水域７に放水される排水流量が、図１１（ａ）の場合より少なくなる。

更に、放水域７が図１１（ｂ）の場合よりも水位が低くなって、図１１（ｃ）に示すように、水槽２０においても図１１（ｂ）の場合よりも低い水位となる場合、下流側水槽２０ｂでは、放水管２１ａの給水口が水槽２０に貯水された排水の水面下に位置し、放水管２１ｂ，２１ｃの給水口が排水の水面上に位置することとなる。よって、放水管１より放水された排水が、下流側水槽２０ｂに設置された放水管２１ａを通じて放水域７に放水されることとなる。よって、上流側の水槽２０から下流側の放水域７に放水される排水流量が、図１１（ｂ）の場合より更に少なくなる。

このように、放水域７での水位が変化することで、水槽２０での水位が変化し、この水位の変化に伴って、排水が通る放水管２１ａ〜２１ｃの本数を変えて、水槽２０からの排水の放水量を変化させることができる。即ち、高水位となるときは、水槽２０からの排水の放水量を多くし、低水位となるときは、水槽２０からの排水の放水量を少なくする。これにより、放水域７での水位の変化に比べて、水槽２０の水位の変化を小さくすることができる。即ち、長さの異なる放水管２１ａ〜２１ｃを使用することで、放水管２１ａ〜２１ｃによって、放水域７の影響による水槽２０での水位変動を吸収させることができる。

そして、水槽２０において、放水管２１ａ〜２１ｃのうち、その給水口が水面下となる放水管に排水が流れ込むため、水槽２０から放水域７へ排水を導く部分において、空気との接触部分をほぼなくすことができる。又、放水管２１ａ〜２１ｃそれぞれには、上述したように、その内部に絞り２１ｘ〜２１ｚが設けられているため、逆流が防止されることとなる。又、放水管２１ａの給水口については、放水域７が最低水位となったときにおいても、水槽２０に貯水された水に水面下に位置するように設置される。

更に、本実施形態では、放水管２１ａ〜２１ｃにおいて、給水口が高い位置にある放水管２１ｃが壁２０ｃ側に設置され、給水口が低い位置にある放水管２１ａが上流側水槽２０ａ側に設置されるように、給水口が下流側に向かって高くなるように配置されている。しかしながら、この放水管２１ａ〜２１ｃの配置においては、図９に示す並びに限らず、給水口の高低をランダムに設定するものとしても構わない。尚、本実施形態のように、下流側に向かって順に給水口を高くすることで、低い水位において、排水が導入されない高い給水口の放水管が、排水が導入される低い給水口の放水管よりも上流側に存在することがない。よって、いずれの水位においても、給水口までに放水管自身が障害となることがないため、その泡の発生を抑制することができる。

＜第６の実施形態＞
本発明の第６の実施形態について、図面を参照して説明する。図１２は、本実施形態の放水路の構成を示す断面図である。図１２に示す構成において、図９に示す構成と同一の目的で使用する部分については、同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。

図１２に示す放水路では、図９に示した構成に対して、放水管２１ａ〜２１ｃにおいて、それぞれの給水口の上を覆うカバー２２ａ〜２２ｃが設置される。即ち、図９に示す構成では、水槽２０における水位が、放水管２１ａ〜２１ｃの給水口付近の位置と一致したときには、給水口において排水と共に空気を吸い込んでしまい、泡の発生源となってしまう。それに対して、図１２のように、放水管２１ａ〜２１ｃの給水口がそれぞれ、カバー２２ａ〜２２ｃで覆われるため、水位が給水口付近の位置となったときに、空気が給水口から流入することを防ぐことができる。

この放水管２１ａ〜２１ｃとカバー２２ａ〜２２ｃの関係を、図１３に示す。尚、図１０において、放水管２１が、図１２の放水管２１ａ〜２１ｃを示し、カバー２２が、図１２のカバー２２ａ〜２２ｃを示す。カバー２２は、放水管２１の給水口の上側に位置して給水口を覆う蓋面２２ｘと、蓋面２２ｘと外周より放水管２１の給水口より下の位置まで延ばした形状の側面２２ｙと、によって構成される。このような形状のカバー２２で、放水管２１の給水口を覆うため、カバー２２と放水管２１との間の空間を狭くして、水槽２０の水位が放水管２１の給水口近傍となったときに吸い込む空気の量を抑えることができる。

尚、本実施形態において、一番低い位置に給水口が設置される放水管２１ａについては、放水域７が最低水位となった場合においても、水槽２０の水位より放水管２１ａの給水口が低い位置に位置するように、設置される。これにより、放水管２１ａの給水口が水槽２０に貯水された水の水面下に常に位置するようにすることができる。このとき、放水管２１ａの給水口が空気に触れることがないため、カバー２２ａを設置しないものとしても構わない。

＜第７の実施形態＞
本発明の第７の実施形態について、図面を参照して説明する。図１４は、本実施形態の放水路の構成を示す断面図である。図１４に示す構成において、図９に示す構成と同一の目的で使用する部分については、同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。

図１４に示す放水路では、図９に示した構成に対して、放水管２１ｂを除いた放水管２１ａ，２１ｃのみが配置された構成であるとともに、放水管２１ｃから供給される水を螺旋状に旋回させることで排水から空気を分離するサイクロン装置２３と、サイクロン装置２３で分離された空気を空中に排出する空気排出管２４と、を備える。このとき、サイクロン装置２３の入口２３ａが、放水管２１ｃの排水口に接続される。又、放水管２１ａについては、放水域７が最低水位となった場合においても、水槽２０の水位より放水管２１ａの給水口が低い位置に位置するように、設置する。

このように構成されるとき、図９の構成の場合と同様、放水域７の水位が低いときは、放水管２１ａのみから水槽２０に貯水された排水が放水域７に流れ込み、又、放水域７の水位が高いときは、放水管２１ａ，２１ｃそれぞれから水槽２０に貯水された排水が放水域７に流れ込む。このとき、水槽２０の水位が放水管２１ｃの給水口位置になるとき、第６の実施形態で説明したように、放水管２１ｃによって排水と共に空気が吸い込まれる。

しかしながら、本実施形態では、図１４のように、サイクロン装置２３が設置される構成とされるため、空気が混入した排水が放水管２１ｃを通じてサイクロン装置２３に吐出される。そして、サイクロン装置２３においては、放水管２１からの空気が混入した排水が旋回して出口２３ｂに向かうことで、混入している空気が分離されることとなる。又、分離された空気はサイクロン装置２３の上部に向かい、サイクロン２３の蓋部の中央に接続された空気排出管２４より、空中に排出される。

尚、空気排出管２４は、下流側水槽２０ｂの底部を貫通するように設けられ、その天端が、水槽２０に貯水される排水の最高水位よりも高い位置にとなるように設定される。このとき、空気排出管２４の天端を水槽２０の壁２０ｃの天端よりも高い位置に設置することで、水槽２０に貯水される排水の水位に対して常に高い位置とすることができる。又、放水管２１ａ，２１ｃは、第５の実施形態と同様、水槽２０に縦横に配列されたマトリクス状に複数配置される。そして、複数の放水管２１ｃそれぞれに対してサイクロン装置及び空気排出管２４が設けられるものとしても構わないし、複数の放水管２１ｃに対して１つのサイクロン装置及び空気排出管２４が設けられるものとしても構わない。

尚、本実施形態において、第６の実施形態と同様、排水管２１ａ，２１ｃそれぞれの給水口に、給水口を覆うためのカバー２２ａ，２２ｃを設けるものとしても構わない。又、本実施形態において、給水口の高さ位置が排水管２１ａ，２１ｃの給水口の高さ位置の間となる排水管が設けられるものとし、この排水管に対しても、サイクロン装置及び空気排出管が設置されるものとしても構わない。

上述の第５〜第７の実施形態において、長さの違う２種類又は３種類の排水管２１ａ〜２１ｃが設置されるものとしたが、水位に対する制御を精細なものとするため、４種類以上の排水管が設置されるものとしても構わない。又、長さの異なる排水管に配列方法については、第５の実施形態でも記載したように、下流側に向かって給水口が高くなるように設置する方法に限らず、ランダムに設置するものとしても構わない。

＜第８の実施形態＞
本発明の第８の実施形態について、図面を参照して説明する。図１５は、本実施形態の放水路の構成を示す断面図である。

図１５の放水路は、発電所プラントの復水器で冷却水として使用された海水又は河川水を排水する放水管１と、放水管１からの排水を貯水する上流側水槽３０と、上流側水槽３０の下流側を堰き止める堰３１と、堰３１の下流側に構成される下流側水槽３２と、下流側水槽３２に貯水された排水を放水域７に放水するＵ字形状のサイフォン管３３と、上流側水槽３０から堰３１を貫通して下流水槽３２のサイフォン管３３に挿入された放水管３４と、を備える。

このとき、上流側水槽３０の底部３０ａが下流側水槽３２の底部３２ａよりも高い位置にあり、下流側水槽３２の底部３２ａが放水域７の底部よりも高い位置にある。そして、下流側水槽３２が、底部３２ａと壁３２ｂとによって放水域７としきられた構成となっている。又、堰３１は、放水域７が高水位となることで上流側水槽３０の水位が高くなったとき、その天端が水面下の低い位置となり、逆に、放水域７が低水位となることで上流側水槽３０の水位が低くなったとき、その天端が水面よりも高い位置となるように、その高さが設定される。

サイフォン管３３は、下流側水槽３２に設置されて底部３２ａに対して口がテーパー状に開いた形状となる上流側管３３ａと、放水域７に設置されて下端となる排水口が底部３２ａより低い位置となる下流側管３３ｂと、上流側管３３ａと下流側管３３ｂとを壁３２ｂを越えて接続するＵ字型管３３ｃと、によって構成される。このサイフォン管３３は、最初の設置時において、真空ポンプで空気抜きが成されることで、サイフォン管３３内が水で満たされた状態とされる。このようにサイフォン管３３を構成することで、上流側管３３ａの給水口が、下流側管３３ｂの排水口よりも高い位置となり、下流側水槽３２の排水がサイフォン管３３を通じて放水域７に放水されることとなる。

又、堰３１を貫通するように設けられた放水管３４は、上流側水槽３０の底部３０ａ側に設けられ、サイフォン管３３の上流側管３３ａの壁を貫通して上流側管３３ａ内部に挿入される。そして、上流側管３３ａに挿入された放水管３４の先端が、下流側水槽３２の底部３２ａに向かって屈曲するような形状とされ、この放水管３４の排水口が、上流側管３３ａの給水口よりも高い位置になるように設置される。

このように構成したとき、放水域７が低水位である場合、図１６（ａ）に示すように、下流側水槽３２の水位がさがるとともに、上流側水槽３０において堰３１の天端よりも水位が低くなり、堰３１を排水が越えることができない状態となる。尚、下流側水槽３２では、その水位が放水管３４よりも高い位置となり、放水管３４が下流側水槽３２に貯水された水の水面下に存在する。このとき、上流側水槽３０からの排水が、放水管３４を通じて、下流側水槽３２におけるサイフォン管３３の上流側管３３ａ内部に放水される。

そして、サイフォン管３３の上流側管３３ａ内部では、放水管３４から排水が放水されるが、この放水される方向が上流側管３３ａの給水口の方向に向かう方向であり、上流側管３３ａを流れる方向に対して逆側となる。即ち、放水管３４から排水が上流側管３３ａの水の流れに逆流するように排出され、放水管３４からの放水に抵抗を与えられることとなる。これにより、放水管３４から放水される排水の流量を少なくするため、上流側水槽３０における水位変動を抑制することができる。そして、サイフォン管３３において、下流側水槽３２に貯水された排水が、上流側管３３ａから給水された後、Ｕ字型管３３ｃを通じて下流側管３３ｂより放水域７に排出される。

又、放水域７が高水位である場合、図１６（ｂ）に示すように、下流側水槽３２の水位が上がるとともに、上流側水槽３０において堰３１の天端よりも水位が高くなり、堰３１を排水が越えて下流側水槽３２に流れ込む。よって、下流側水槽３２に貯水される排水量が多くなるが、サイフォン管３３を通じて放水域７へ流れる排水の流量が多くなる。このように、サイフォン管３３を通じて放水域７へ流れる排水の流量が多くなるため、上流側水槽３０及び下流側水槽３２の水位が上昇しすぎるのを抑制することができ、その水位変動を小さくすることができる。

本実施形態では、サイフォン管３３を通じて放水域７へ排水を放水するため、放水域７へ放水する排水に泡（空気）が混入することを防ぐことができる。又、上流側水槽３０からサイフォン管３３の上流側管３３ａ内部まで挿入された放水管３４を設けることで、放水域７が低水位となり、全体的に水位が下がったときでも、下流側水槽３２に排水が供給される構成とすることができる。これにより、サイフォン管３３が常に排水で満たされた状態とすることができ、空気の混入を防ぐことができる。

尚、本実施形態では、放水管３４をサイフォン管３３の上流側管３３ａ内部に挿入し、屈曲させることで抵抗を与え、放水管３４から放水される排水の流量を少なくし、低水位時における水位の変動を抑制させるものとしたが、図１７に示すように、放水管３４の排水口が上流側管３３ａ外部に在るものとしても構わない。このとき、放水管３４の排水口を狭めることで抵抗を設けるものとするが、排水口が狭いと不純物や生物などにより排水口が詰まることがあるため、図１５に示すように、上流側管３３ａ内部に挿入し屈曲することで抵抗を与える方が好ましい。

本発明は、原子力又は火力などによる発電プラントや化学プラントなどにおいて、河川域や海域から取水して冷却水などに利用された水を放水するための放水路に適用可能である。

１ 放水管
７ 放水域
２０ 水槽
２０ａ 上流側水槽（第１水槽）
２０ｂ 下流側水槽（第２水槽）
２１ａ 放水管
２１ｂ 放水管
２１ｃ 放水管
２２ カバー
２３ サイクロン装置

Claims (4)

1. 上流側の放水管から放水される排水を貯水する水槽と前記排水を放水する下流側の放水域との間に設置され、前記水槽から前記放水域に前記水槽に貯水された排水を放水させる際の発泡を低減させる発泡防止装置において、
   前記水槽が、上流側の第１水槽と、上流側の前記第１水槽より深さが深い下流側の第２水槽と、から構成され、
   前記第２水槽の底部を貫通させて設けられるとともに前記水槽に貯水された排水を前記放水域に放水する複数の放水管を備え、
   前記複数の放水管が、前記水槽の深さ方向に対して長さが異なるとともに、その天端における給水口の高さ位置が異なることを特徴とする発泡防止装置。
2. 前記第２水槽に設けられる前記複数の放水管のうち、少なくとも前記給水口の高さ位置が高いものに対して、前記給水口を覆うカバーが設けられることを特徴とする請求項１に記載の発泡防止装置。
3. 前記第２水槽に設けられる前記複数の放水管が、上流側から下流側に向かって、前記給水口が低い位置にあるものから前記給水口が高い位置にあるものとなる順番で、配置されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発泡防止装置。
4. 前記給水口が高い位置にある前記第２水槽に設けられる前記放水管の排出口に入口が接続され、接続された前記放水管からの排水を旋回させて空気と分離させるサイクロン装置と、
   前記サイクロン装置の蓋部に接続されて、前記サイクロン装置で分離された空気を空中に排出する空気排出管と、
   を備えることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発泡防止装置。

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