JP2006088155A - 気液混合用インペラー - Google Patents

Abstract

【課題】吸気時に他の気体を吸気可能であり、微少気泡を多く含んだ気泡を発生可能な気液混合用インペラー、及び、気体の吸気量を調整可能な気液混合用インペラーの提供を課題とする。
【解決手段】回転軸２４の回転方向に面を有して放射状に設けられ、回転軸２４の回転に伴い回転される攪拌フィン２２と、攪拌フィン２２の回転中心に一方端を開口し、他方端は吸気気体を収納する気体容器に開口される給気管４と、気体容器と攪拌フィン２２間に設けられ、給気管４による吸引量を調整可能な調整器５とからなる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、生物を飼育する水槽や汚濁水中の汚濁物を除去する曝気槽等の液体槽内で液体を攪拌すると共に気泡を発生させる攪拌装置に関する。

従来、この種の攪拌装置としては、『気液混合装置』（特許第１４２６２７３号、以下従来例という。）が有った。
この従来例は、『１ 上方に気体取入口を有し且つ下方側部に複数の気体噴出孔を穿設した通気パイプと、前記通気パイプに沿う様通気パイプの下方側部に固定したインペラーと、通気パイプの下端開口部を閉塞する盲板とを有してなることを特徴とする気液混合装置。』であり、図１２に表すように、中空な円筒直管である通気パイプ１０１の下方端を盲板１０３によって閉塞し、且つ、通気パイプ１０１の下方端である盲板１０３側側面に複数の気体噴出孔１０１ｄを穿設する。更に、通気パイプ１０１の下方端側面には、通気パイプ１０１側面放射方向に複数のインペラー１０２を固定して構成する。通気パイプ１０１の他方端は、空気中に開口すると共に通気パイプ１０１を回転させるための駆動モータを取付けて回転可能とする。

このように構成する気液混合装置は、インペラー１０２を固定した下方端部を、汚濁水槽や魚類飼育槽等の水槽中に挿入し、駆動モータを駆動し回転させる。すると、インペラー１０２も通気パイプ１０１の回転に伴い回転される。インペラー１０２が回転すると、インペラー１０２周囲部の液体が攪拌される。攪拌に伴ってインペラー１０２周囲部の圧力が減少して負圧を生じる。
この状態では、インペラー１０２周囲部、即ち通気パイプ１０１に穿設した複数の気体噴出孔１０１部も負圧となるため、開口された通気パイプ１０１の駆動モータ側端部から通気パイプ１０１の中空部を経由して外気が吸引されて水槽中の液体中に供給される。
この時、供給された外気は、インペラー１０２の回転により細かく分断され、微細な気泡となり、水槽中の液体中に分散される。
特許第１４２６２７３号

しかしながら、従来例によれば、通気パイプ１０１自身を駆動モータによって回転させると共に軸中を通じて吸気が行われるため、外気中に駆動モータが取付けられた上端部を空気中に開放して自然吸気するには問題を有さないが、特定の気体を吸引するように形成するには、中空な通気パイプ１０１の上部に設ける吸引開口と特定の気体を収容したボンベ等容器とを気密な状態で接続しなければならず、この場合には、通気パイプ１０１が駆動モータの駆動によって回転しているので気密状態を確保するのが難しいという問題点を有した。同様に、気密状態を維持することが難しいので、バルブ等を取付けることによる吸気量の制御、および、計測をすることが困難であるという問題点を有した。

又、従来はインペラー１０２を水槽中の液体内で回転させることのみにより外気の吸引および気泡の発生を行っていたので、径が１ｍｍ以上という様な比較的径の大きな気泡が多く発生され、径が１ｍｍ以下の比較的径の小さな微細気泡の発生が少ないという問題点を有した。これにより、微細気泡を多く必要とする泡沫分離、凝集浮上分離というような微細気泡による汚濁物質、不純物質等の分離には不向きであるという問題点を有した。

そこでこの発明は、これら問題点に鑑み、吸気時に他の気体を吸気可能であり、微少気泡を多く含んで気泡を発生可能な気液混合用インペラーの提供を課題とする。

そのため、この発明では、

回転軸の回転方向に面を有して放射状に設けられ、回転軸の回転に伴い回転される攪拌フィンと、攪拌フィンの回転中心に一方端を開口し、他方端は吸気気体を収納する気体容器に開口される給気管と、気体容器と攪拌フィン間に設けられ、給気管による吸引量を調整可能な調整器と、攪拌吸気部の攪拌フィンの回転円周外側に同心円状に固定設置され、複数の板状体を放射状に立設固定する羽根状からなり、攪拌フィンの回転に伴って吸引された気体を攪拌フィンと共に粉砕するステイターと、からなることを特徴とする気液混合用インペラー、

を提供する。この気液混合用インペラーでは、攪拌フィンが回転方向に面を有して回転されるので、攪拌フィンが液中に設置されていると、回転に伴って液を攪拌する。すると、攪拌フィンの周囲では、回転に伴って負圧が生じるので、攪拌フィンの回転中心に一方端を開口した給気管を経由して気体容器中の気体が、回転している攪拌フィンに供給される。
攪拌フィンに供給された気体は、攪拌フィンとステイターとによって粉砕され、より小径な複数の気泡として液体中に放出する。
更に又、この発明では、

筒状からなり、下端が開口され、上端側側面に通気孔を穿設されると共に上端が駆動部に接続されて筒中心を回転中心に回転される通気筒と、通気筒の下端に固定されて液中に位置され、通気筒の回転と共に回転する攪拌フィンと、攪拌フィンの回転円周外側に同心円状に固定設置され、複数の板状体を放射状に立設固定する羽根状からなり、攪拌フィンの回転に伴って吸気された気体を攪拌フィンと共に粉砕するステイターとからなり、液中において攪拌フィンが回転することで通気筒の通気孔から外気を吸引し、攪拌フィンとステイターとで吸引した外気を粉砕することを特徴とする気液混合用インペラー、

を提供する。この気液混合用インペラーでは、液中において通気筒の下端に設けた攪拌フィンが、駆動部によって回転される通気筒と共に回転される。攪拌フィンが回転されると、攪拌フィンは液を攪拌する。すると、攪拌フィンの周囲では、回転に伴って負圧が生じるので、外気が通気孔の上端側側面に穿設され他通気孔から吸引されて通気筒下端の開口から回転している攪拌フィンに供給される。
攪拌フィンに供給された気体は、回転する攪拌フィンとステイターとによって粉砕され、小径な複数の気泡として液体中に放出される。

そして、攪拌フィンの回転円周外側に同心円状に固定設置されるステイターが、複数の板状体を放射状に立設固定する羽根状ステイターからなる気液混合用インペラーからなるので、ステイターが板状体のため、攪拌フィンとステイターとの間で、供給された気体をより細かく粉砕して小気泡を形成させると共に、攪拌フィンの回転につられて回転しようとする液体の邪魔板となって回転を抑制できる。

更に、
ステイターが、攪拌フィンとは逆方向に回転する気液混合用インペラー、
においては、ステイターが攪拌フィンとは反対方向に回転するので、攪拌フィンの回転を一定にしたまま吸引される吸気量を変化させることが可能である。

従って、この発明によれば、微細気泡を多く含む気泡を液中に多量に発生させることができる。
又、攪拌フィンの回転中心に調整器を経由して気体容器から気体を供給し、該気体を液中に微細気泡を含む気泡として供給可能なので、供給する気泡の量、即ち気体の量を調節可能にできると共に監視可能となり、液中の浮遊物質或いは溶解した物質の中和時に適量の中和剤としての気体を供給可能である。
又、攪拌フィンの回転外側にステイターを設けるので、発生する気泡の量を更に多くすることが可能となる。

更に又、ステイターを羽根状の邪魔板或いは複数の孔が穿設された穿孔筒によって形成できるので、邪魔板による場合には液の連れ回り抑止効果が穿孔筒より大きくできる。又、穿孔筒による場合には、羽根板ほど放射方向への幅を必要としないため、コンパクトに構成できるという効果を有する。
更に又、ステイターを同心円上に複数重ねて形成できるため、発生する気泡の量を更に多くすること、並びに、発生する気泡の径を更に小さくすることが可能となる。

更に又、ステイターを攪拌フィンとは反対方向に回転させることで、ステイターと攪拌フィンとの相対速度が速くなるので、個々の回転数を高くしなくとも多くの気泡を発生できるので、駆動音を押さえることが可能となると共に、一方の回転速度に限度があっても更に相対速度を速くでき、同一能力の駆動部を用いてもより多くの気泡を発生可能となる。

以下にこの発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。図１はこの発明の第１の実施の形態である気液混合用インペラーの説明図、図２はこの発明の第１の実施の形態である気液混合用インペラーを水槽に実施した状態を表す説明図であり、図３は第１の実施の形態である気液混合用インペラーの部分説明図であり、図４は第１の実施の形態である気液混合用インペラーの部分説明図であり下の図は側面説明図、上の図は下の図の中央横断面説明図、図５は第２の実施の形態である気液混合用インペラーの説明図であり、図６は第３の実施の形態である気液混合用インペラーの説明図であり、図７は穿孔筒ステイターを表す斜視説明図であり、図８は穿孔筒ステイターを表す断面説明図であり、図９は第４の実施の形態である気液混合用インペラーの説明図であり、図１０は攪拌フィン及びステイターの他の例を表す説明図であり、図１１は第５の実施の形態である気液混合用インペラーの説明図である。

１は、微細気泡発生装置である。微細気泡発生装置１は、図２に表すように、懸濁質の含まれた懸濁液Wを満たした水槽Ａ中に設置され、懸濁液Wから懸濁質を分離除去するための気泡を発生する装置である。この実施の形態では、微細気泡発生装置１によって除去する除去対象を液中の懸濁質としたが、観賞魚や養殖魚を飼育している水槽中から汚濁物質を除去するために使用してもよく、微細気泡による泡沫分離によって除去可能な物質を含む液中であれば実施可能である。

微細気泡発生装置１は、回転することで気体を液中に吸引して微細気泡を発生可能な気液混合用インペラー２、水中モータからなる駆動部２１、ステイター３、供給管４、調整器５からなり、水槽Ａの底部に設置される。気液混合用インペラー２は、フィン回転軸２５、円板２６、羽根板２７からなる攪拌フィン２２によって形成される。

駆動部２１は、回転軸２４を上方に突出させて設け、供給される電力によって回転軸２４を垂直軸な回転の軸として回転可能である。

攪拌フィン２２は、駆動部２１の駆動によって回転する従動部であり、回転軸２４に固定される。攪拌フィン２２は、フィン回転軸２５、円板２６、羽根板２７とからなる。フィン回転軸２５は中空部に回転軸２４を挿入して固定される中空管形状をなす。従って、攪拌フィン２２は回転軸２４の回転に伴って回転可能となる。円板２６は、上下に対向する２枚の円板からなり、円板２６の中心をフィン回転軸２５の回転中心と同じくしてフィン回転軸２５に固定される。羽根板２７は、板状からなり、対向設置される円板２６間に、フィン回転軸２５の回転軸に対して放射方向となるよう固定される。攪拌フィン２２には、図３に表すように、このように固定する羽根板２７を複数設ける。このように羽根板２７が設置されることで、一方の面を回転軸の回転方向に向け回転されることとなる。尚、羽根板２７の設置方向である放射状とは、攪拌フィン２２の一方の端部が回転中心側に位置し他方の端部が一方の端部より回転外側に位置するように設置することをいい、図４に表すように、設置される羽根板２７表面の延長が必ずしも回転中心を通らなくとも放射状に設置することをいう。従って、攪拌フィン２２は、放射状に設置された複数の羽根板２７を上下から円板２６で挟んでフィン回転軸２５に固定してなる。そして、回転軸２４及びフィン回転軸２５には、羽根板２７の上部に位置する円板２６より上部の円筒側面に貫通孔２８ａを回転軸２４及びフィン回転軸２５を貫通するように穿設すると共に、回転軸２４及びフィン回転軸２５の上下の円板２６間にも、回転軸２４及びフィン回転軸２５を貫通するように、円筒側面部に貫通孔２８ｂを穿設してなる。従って、回転軸２４及びフィン回転軸２５の外部から貫通孔２８ａを経由して上下の円板２６間に通路が形成される。

ステイター３は、邪魔板３１、下部固定板３２、及び、上部固定板３３からなる。ステイター３の邪魔板３１は、羽根板２７同様にフィン回転軸２５の軸に対して放射状に、且つ、羽根板２７に対しフィン回転軸２５とは反対側に、即ち、攪拌フィン２２の回転円周外側に同心円状に複数設置される。そして、複数の邪魔板３１は、各邪魔板３１下部がドーナツ円板からなる下部固定板３２によって連結固定され、更に、下部固定板３２の下面は駆動部２１に固定される。そして、下部固定板３２が固定される駆動部２１には、駆動部２１の外側から下部固定板３２中央に向かって複数の通水孔２３が設けられ、駆動部２１外部から攪拌フィン２２下部中央側に通水路を形成する。又、複数の邪魔板３１上部は、中央に孔を穿設したドーナツ状の板体からなる上部固定板３３によって連結固定される。そして、上部固定板３３の中央には供給管４が固定される。このように邪魔板３１によって気体を粉砕するステイター３を羽根板状ステイターともいう。

供給管４は、図２に表すように、全体に筒状をからなり、下端は攪拌フィン２２の上部円板２６に開口するようステイター３の上部固定板３３中央の開口に固定される。又、供給管４の上端は、水槽Ａの液面より上部に開口される。この実施の形態では、水槽Ａ内の懸濁液Ｗに気泡として供給する気体が空気であるので、供給管４の上端は気体容器である空気中に開口してなるが、他の気体を水槽Ａの懸濁液Ｗ中に気泡として供給する場合には、該気体が封入されたボンベ等からなる気体容器に接続されて開口する。

調整器５は、供給管４の中間部に設ける。調整器５は供給管４を経由して水槽Ａ内に気泡として供給される気体の吸引量を調整可能であり、この実施の形態では、手動によって吸引量を調整可能なバルブからなるが、供給する気体の気体容器が圧力ボンベ等の圧力容器の場合には、これら圧力容器の圧力を減圧し調整可能な減圧調整弁等の機器から形成する。又、この実施の形態では、図示しないが、調整器５には、圧力や流量を計測可能な計測装置を付帯させてもよく、計測装置を付帯させることで、水槽Ａ内への気体吸引のより微細な調整が可能となり、更に、タイマーを設けて吸引量を経時的に変化させることも可能であり、この場合には、例えば、飼育飼料を与えた直後や、飼育魚類の休息中には、ストレスを与えないようにできる。

以下にこのように形成する気液混合用インペラー２の作用を説明する。
電力が供給され駆動部２１が駆動する。すると、回転軸２４及びフィン回転軸２５が回転する。回転軸２４及びフィン回転軸２５が回転すると、フィン回転軸２５と固定された攪拌フィン２２全体も回転し、羽根板２７も回転する。羽根板２７が回転すると、攪拌フィン２２付近の懸濁液Ｗが攪拌されて負圧が生ずる（この負圧は、攪拌フィン２２付近の懸濁液Ｗが攪拌フィン２２から遠ざかる方向に急激に移動されるように攪拌によって作用され生ずるものと思われる）。攪拌フィン２２の回転外側周囲に負圧が生ずると、供給管４の空気中に開口した端部から調整器５を経由して攪拌フィン２２側端部に空気が吸引される。そして、吸引された空気は、攪拌フィン２２からステイター３側に排出され攪拌されると共に、回転する攪拌フィン２２と固定されたステイター３との間で、細かい気泡、即ち微細気泡Ｂ１と、比較的大きな気泡Ｂ２とに砕かれ、水槽Ａの懸濁液Ｗ中に供給されることとなる。

尚、この実施の形態では、水槽Ａ中には懸濁液Ｗを満たしたが、例えば、淡水魚を飼育している水槽に実施した場合の塩分濃度の濃くない淡水では、微細気泡Ｂ１を発生し難いと共に、発生された気泡Ｂは比較的早期に上昇し破裂してしまう。しかしながら、気液混合用インペラー２によれば、上記構成からなり微細気泡Ｂ１を多く含む気泡Ｂを発生できるので、微細気泡Ｂ１が液中で汚濁物質等を付着し、発生後も微細気泡Ｂ１が破壊されずに付着した汚濁物質を水槽Ａ上部に集合させやすい。更に詳細には、発生される微細気泡Ｂ１中には、直径０．５ｍｍ以下の気泡を多く含まれるのが望ましいが、直径２ｍｍより小さな気泡であれば汚濁物質を付着して上昇し、且つ、上昇後も早期に破裂することなく回収することが容易となる。従って、気液混合用インペラー２としては、直径２ｍｍ以下の気泡である微細気泡Ｂ１を発生可能であれば懸濁質や汚濁物質を除去可能であり、このような気液混合用インペラー２を設置することで、気液混合用インペラー２として機能する。

しかしながら、気泡Ｂの径が大きいと、上昇後早期に破裂して付着した懸濁質や汚濁物質が再び液中に戻ってしまい、懸濁質や汚濁物質を効率よく液中から分離できないと共に、破裂しなくとも液中を横方向へ良く浮遊移動することなくその浮力により直ちに上昇してしまうので、液中で広く付着できない。一方、微細気泡Ｂ１は、比較的大きな気泡Ｂ２に比し上昇速度が著しく小さく、しかも、横方向へ広い範囲に良く拡散し、液中での付着が水槽の広い範囲で行われるので、効率よく付着可能となる。

又、微細気泡Ｂ１だけでは、良く浮遊する一方で、上昇し難いので、液中に広く拡散するだけでなかなか上方へ浮上しないが、気液混合用インペラー２では微細気泡Ｂ１と共に比較的大きな気泡Ｂ２が適度に発生されるので、比較的大きな気泡Ｂ２が浮上することによって微細気泡発生装置１周囲に下方から上方への水流が起こり、浮遊する微細気泡Ｂ１が微細気泡発生装置１周囲に来ると、上昇流によって、或いは、比較的大きな気泡Ｂ２に付着して上方へ移動することとなり、液中の浮遊物質を液上部へ効率よく集めることが可能である。

このように、気液混合用インペラー２によって発生された微細気泡Ｂ１は液中に広く拡散されて浮遊し、水槽Ａ中の浮遊物質を付着する。そして、微細気泡発生装置１周囲部で比較的大きな気泡Ｂ２の浮上によって、或いは、比較的大きな気泡Ｂ２に付着して、比較的大きな気泡Ｂ２と共に上昇する。
上昇した気泡Ｂは、詳説しないが液上層をそのまま排出するか、或いは、浮上し浮遊物質を付着した状態の気泡Ｂを回収除去する。これにより水槽Ａ中の液は浄化されることとなる。この実施の形態では、微細気泡発生装置１上部に上昇してきた気泡Ｂを水槽Ａ内の液と共に吸い上げ、水槽上部に設けた濾過器によって濾過して再びろ過され浄化された液のみを水槽Ａ内に返すことで浄化している。

尚、第１の実施の形態では、微細気泡Ｂ１の量をより多くするために攪拌フィン２２の外側に、邪魔板３１を擁するステイター３を設けて構成したが、図５に表す第２の実施の形態のように、ステイター３を設けずに構成しても良く、微細気泡Ｂ１の発生量等用途によって使い分け可能である。

次いで、第３の実施の形態を説明する。
第３の実施の形態である気液混合用インペラー２は、図６に表すように、上部に駆動部２１を有する。そして、駆動部２１は水槽Ａの上部に設置される。駆動部２１の回転軸２４は水槽Ａ方向、即ち下方へ突出されて回転される。
気液混合用インペラー２は、下部が水槽Ａの液中に位置するよう設置され、通気筒６、攪拌フィン２２、ステイター３とからなる。

通気筒６は、中空のパイプ状からなり中空部が通気路６１を形成し、上部が回転軸２４に固定され、更に水槽Ａ内の液Ｗより上部に位置する円筒側面には、外気を吸引可能な吸気孔６２が穿設されてなる。更に、通気筒６の下端には供給孔６３が開口されると共に、攪拌フィン２２が固定され、攪拌フィン２２も通気筒６の回転と共に回転可能に設置される。

攪拌フィン２２は、第１の実施の形態同様、フィン回転軸２５、円板２６、羽根板２７からなる。そして、上部円板２６ａが通気筒６の下部に中心を一致するように固定され、下部円板２６ｂが上部円板２６ａと対向して設けられ、対向する円板２６の間に羽根板２７が第１の実施の形態同様回転中心から放射状に固定されることで、両円板２６及び羽根板２７が一体に形成される。勿論、羽根板２７は、第１の実施の形態で説明したように、図４に表すように設置してもよい。

ステイター３は、第１の実施の形態同様、攪拌フィン２２の外側に形成されるが、第３の実施の形態では、攪拌フィン２２の外側に位置させるために、固定筒３４を上部固定板３３上面に、中心を同じくして固定し、固定筒３４の上端を水槽Ａ上部、或いは、駆動部２１の回転しない部分に固定して形成し、下部固定板３２は、邪魔板３１によって上部固定板３３と一体に形成され、それ以外は、第１の実施の形態同様である。
尚、第３の実施の形態における攪拌フィン２２、又は攪拌フィン２２とステイター７とを、縦方向に複数串団子状に配置し、複数の攪拌フィン２２、又は攪拌フィン２２とステイター３とによって気泡Ｂを発生するように形成することもでき、この場合には、１つの駆動部２１によってより多くの気泡を発生可能となる。

以下に、第３の実施の形態の作用を説明する。
第３の実施の形態では、駆動部２１の回転軸２４が回転すると、回転軸２４に上部を固定された通気筒６も回転する。すると、通気筒６の下部に固定された攪拌フィン２２も回転する。回転が進むと、第１の実施の形態同様、攪拌フィン２２の回転外側周囲に負圧を生じ、通気筒６上部に穿設した、吸気孔６２から外気が吸引され、通気路６１を経由して供給孔６３から攪拌フィン２２へ、供給されることとなる。

外気が攪拌フィン２２によって吸引されると、第１の実施の形態で説明したように攪拌フィン２２及びステイター３によって微細気泡Ｂ１を多く含む気泡Ｂを発生し、液Ｗ中の浮遊物質を付着して浮遊上昇し、他に設ける回収手段によって液Ｗ中の浮遊物質を除去し液Ｗを浄化する。
上記第１乃至第３の実施の形態では、ステイター３は、邪魔板３１によって気体を粉砕して気泡Ｂを発生すると共に、攪拌フィン２２が回転することで液Ｗも回転してしまう液Ｗの連れ回りを防止する羽根板状ステイター３によって形成したが、以下に図７に基づいて説明する穿孔筒ステイターであってもよい。

即ち、７は穿孔筒ステイターである。穿孔筒ステイター７は、羽根板状ステイター３とは異なり複数の小孔が穿設されたパンチングメタルのような板状体を円筒形にした穿孔筒７１を、上部固定板７３及び下部固定板７２によって挟むように固定してなり、図８に表すように、内部に攪拌フィン２２が位置するように設ける。

このようにステイターは、邪魔板３１の代わりに穿孔筒７１を設けることで、気体を粉砕して気泡Ｂを生成すると共に、連れ回りを防止するように形成してもよい。尚、図７及び図８に表す穿孔筒ステイター７は、第３の実施の形態に用いるものを説明したが、第１の実施の形態に用いる場合には、上部固定板及び下部固定板を適宜加工して用いるものとする。

次いで、ステイターを複数同心円上に設置して設ける第４の実施の形態を説明する。
図９に表す気液混合用インペラー２は、第３の実施の形態同様、上部から通気筒６によって外気を吸引するタイプであり、第３の実施の形態との差異は、攪拌フィン２２及びステイター３であり、回転動作・外気の吸引等は第３の実施の形態同様同様なので、攪拌フィン２２及びステイター３について説明する。

第４の実施の形態における攪拌フィン２２は、図９に表すように、上部円板２６ａ及び羽根板２７は第３の実施の形態同様であり、下部円板２６ｂが上部円板２６ａより大きく外側に突出して設けられる。更に、下部円板２６ｂには、羽根板２７の外側、即ち上部固定板７３の外側に、穿孔筒７１と同形状に形成された穿孔筒フィン２９を同心円上に適宜間隔をもって２重に設置する。従って、攪拌フィン２２の回転では、最も回転中心側に設置された羽根板２７と、下端を下部円板２６ｂに固定して回転円周外側に２重に設けられた穿孔筒フィン２９とが共に回転する。

ステイター３は、図９に表すように、固定筒３４が第３の実施の形態同様に設置されるが、第３の実施の形態とは異なり、図７及び図８に説明した穿孔筒７１を上部固定板７３に同心円上となると共に、攪拌フィン２２に設けた羽根板２７及び穿孔筒フィン２９の間に位置するように固定し、更に攪拌フィン２２の回転円周外側にも位置するように穿孔筒７１を固定してなる。
このように形成する気液混合用インペラー２の作用は、第３の実施の形態同様、攪拌フィン２２が回転することで負圧が発生し、外気が通気筒６の通気路６１を経由して攪拌フィン２２に吸引され、回転に伴って外側へ移動すると共に攪拌フィン２２及びステイター３とによって粉砕されて微細気泡Ｂ１を含む気泡Ｂとなり気液混合用インペラー２の外側へ供給されることとなる。

このように、攪拌フィン２２を羽根板２７及び複数の穿孔筒フィン２９から形成すると共に、ステイター３を複数の穿孔筒７１から形成し、攪拌フィン２２に設けた羽根板２７及び穿孔筒フィン２９と、ステイター３に設けた穿孔筒７１とが交互になるように設置することで、攪拌フィン２２回転時には、吸引された気体が夫々の重なりあう攪拌フィン２２及びステイター３位置で粉砕されて放射方向へ排出されていくので、より多くの微細気泡Ｂ１の発生が望めると共に、微細気泡Ｂ１の径を更に小径にできる。この実施の形態では、攪拌フィン２２の下部円板２６ｂが気体が下方へ逃げてしまうのを防ぐステイター３の下部固定板機能を果たすので、下部固定板は設けずに形成したが、回転部が水槽Ａ内に露出しないように、ステイター３の最も外側に位置する穿孔筒７１下部に下部固定板を設けてもよい。

第４の実施の形態は、攪拌フィン２２及びステイター３が同心円上に複数重なるように形成した実施の形態であり、第３の実施の形態に基づいて説明したが、攪拌フィン２２では上部円板２６ａに羽根板２７及び穿孔筒フィン２９を固定し、ステイター３の穿孔筒７１を下部固定板に固定することで、第１の実施の形態にも容易に実施できる。
尚、第４の実施の形態では、ステイター３には全て穿孔筒７１を設け、又、攪拌フィン２２には、羽根板２７の外側には全て穿孔筒フィン２９を設けて形成したが、図１０に表すように、ステイター３には穿孔筒７１を設け、攪拌フィン２２には全て羽根板２７を設けるよう形成しても良い。更には、図示はしないが、ステイター３には邪魔板３１及び穿孔筒７１を回転内側から交互に設置し、攪拌フィン２２には内側から羽根板２７及び穿孔筒フィン２９を交互に設置して形成する等、ステイター３には邪魔板３１及び穿孔筒７１を適宜順に設置可能であり、同様に攪拌フィン２２にも最も内側に羽根板２７を設置すれば、その外側には羽根板２７及び穿孔筒フィン２９を適宜順に設置可能である。又、複数同心円上に設置する数も、特に限定されるものではなく、発生させたい気泡Ｂの量によって適宜設計すればどのように構成してもよい。

次いで、第５の実施の形態を説明する。
第５の実施の形態である気液混合用インペラー２は、図１１に表すように、ステイター３に設けた固定筒３４を攪拌フィン２２とは反対方向に回転可能に形成するものである。

即ち、第５の実施の形態においては、図１１に表すように、通気筒６は、水槽Ａの上部から更に上方に突出するように設けるとともに、駆動部２１も水槽Ａの上部から更に上方に位置させて回転軸２４を下方に突出し、回転軸２４に通気筒６の上部を固定し、通気筒６が回転可能に形成する。

８はステイターモータである。ステイターモータ８は、水槽Ａ上部に設置される。９は固定筒回転軸である。固定筒回転軸９は、中空の軸状に形成され、中空部には通気筒６が挿通されると共に、通気筒６の外側に位置する固定筒３４が固定される。そして、固定筒回転軸９は、回転軸２４と回転中心を同じくして回転軸とは反対方向に回転可能にステイターモータ８の回転が伝達され回転可能である。

従って、固定筒３４は、通気筒６とは反対方向に回転可能となる。
尚、ステイターモータ８から回転軸９への駆動力の伝達については詳述しないが、ギアの組み合わせによりステイターモータ８の回転駆動力が伝達するように形成すれば良く、又、ベルトによる伝達等他の手法によって伝達しても良く、適宜用いればどのような方法でもよい。このように、２つの駆動部により夫々の軸を回転可能とすることで、駆動部の回転数を独立に制御可能となり、発生する気泡の量を詳細に調節可能である。又、図を用いて説明しないが、駆動部２１の駆動力を、ギア等によって回転軸９へ、通気筒６とは反対方向に回転可能に形成してもよい。この場合には、一つの駆動部によって２つの軸を回転できるので、上記のようにモータを２つ用いるものに比し、ギア等動力伝達手段の構成は複雑になるものの製品コストを抑えることができる。

上述のように、第５の実施の形態では、攪拌フィン２２及びステイター３は第３の実施の形態同様に設けられる。
このように形成する第５の実施の形態では、駆動部２１により通気筒６が回転されると、第３の実施の形態同様、攪拌フィン２２に外気が吸引されることとなる。この時、ステイター３は、ステイターモータ８の回転駆動力により固定筒回転軸９に固定された固定筒３４が通気筒６とは反対方向に回転している。

すると、攪拌フィン２２及びステイター３とは、夫々反対方向に回転しているので、駆動部２１及びステイターモータ８夫々の回転の速度に対して、駆動部２１及びステイターモータ８の相対速度が高速となり、発生する負圧は駆動部２１のみの同速度回転時より大きくなり、より多くの気泡Ｂを発生する。

この第５の実施の形態に表す気液混合用インペラー２は、例えば、駆動部２１の回転をあまり高速度にできないときには有効であり、駆動部２１の回転が低速であってもステイター３が逆回転することで、より多くの気泡Ｂを発生可能となる。尚、第５の実施の形態においても、図７乃至図１０に表すような攪拌フィン２２及びステイター７を実施しても良く、これにより更に気泡Ｂの発生を促すことが可能である。

第１の実施の形態である気液混合用インペラーの説明図 第１の実施の形態である気液混合用インペラーを水槽に実施した状態を表す説明図 第１の実施の形態である気液混合用インペラーの部分説明図 第１の実施の形態である気液混合用インペラーの部分説明図 第２の実施の形態である気液混合用インペラーの説明図 第３の実施の形態である気液混合用インペラーの説明図 穿孔筒ステイターを表す斜視説明図 穿孔筒ステイターを表す断面説明図 第４の実施の形態である気液混合用インペラーの説明図 攪拌フィン及びステイターの他の例を表す説明図 第５の実施の形態である気液混合用インペラーの説明図 従来例を表す説明図

符号の説明

Ａ 水槽
Ｗ 液
Ｂ 気泡
Ｂ１ 微細気泡
Ｂ２ 比較的大きな気泡
１ 微細気泡発生装置
２ 気液混合用インペラー
２１ 駆動部
２２ 攪拌フィン
２３ 通水孔
２４ 回転軸
２５ フィン回転軸
２６ 円板
２６ａ 上部円板
２６ｂ 下部円板
２７ 羽根板
２８ａ、２８ｂ 貫通孔
２９ 穿孔筒フィン
３ ステイター
３１ 邪魔板
３２ 下部固定板
３３ 上部固定板
３４ 固定筒
４ 供給管
５ 調整器
６ 通気筒
６１ 通気路
６２ 吸気孔
６３ 供給孔
７ 穿孔筒ステイター
７１ 穿孔筒
７２ 下部固定板
７３ 上部固定板
８ ステイターモータ
９ 固定筒回転軸

Claims (4)

1. 回転軸の回転方向に面を有して放射状に設けられ、回転軸の回転に伴い回転される攪拌フィンと、
   攪拌フィンの回転中心に一方端を開口し、他方端は吸気気体を収納する気体容器に開口される給気管と、
   気体容器と攪拌フィン間に設けられ、給気管による吸引量を調整可能な調整器と、
   攪拌吸気部の攪拌フィンの回転円周外側に同心円状に固定設置され、複数の板状体を放射状に立設固定する羽根状からなり、攪拌フィンの回転に伴って吸引された気体を攪拌フィンと共に粉砕するステイターと、
   からなることを特徴とする気液混合用インペラー。
2. 筒状からなり、下端が開口され、上端側側面に通気孔を穿設されると共に上端が駆動部に接続されて筒中心を回転中心に回転される通気筒と、
   通気筒の下端に固定されて液中に位置され、通気筒の回転と共に回転する攪拌フィンと、
   攪拌フィンの回転円周外側に同心円状に固定設置され、複数の板状体を放射状に立設固定する羽根状からなり、攪拌フィンの回転に伴って吸気された気体を攪拌フィンと共に粉砕するステイターとからなり、
   液中において攪拌フィンが回転することで通気筒の通気孔から外気を吸引し、攪拌フィンとステイターとで吸引した外気を粉砕することを特徴とする気液混合用インペラー。
3. 攪拌フィンの回転円周外側に同心円状に固定設置されるステイターは、複数の板状体を放射状に立設固定する羽根状ステイターを、攪拌フィンの回転円と同心円となるように複数重ねて設ける請求項１記載および請求項２何れかに記載の気液混合用インペラー。
4. ステイターは、攪拌フィンとは逆方向に回転することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の気液混合用インペラー。

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