JP3790729B2 - 気液混合用インペラー - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
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。
【0002】
【従来の技術】
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。
【0003】
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。
【0004】
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。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
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。
【0006】
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。
【0007】
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。
【0008】
【課題を解決するための手段】
そのため、この発明では、
【0011】
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、複数の通気粉砕孔が穿設された円筒状であり、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、
【0012】
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、攪拌フィンの回転によって粉砕され気泡となって液体中に放出される。
又、ステイターを設けた場合には、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。
【0013】
更に又、この発明では、
【0014】
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、複数の通気粉砕孔が穿設された円筒状であり、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、
【0015】
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。
【0019】
更に、
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、複数の通気粉砕孔が穿設された円筒状の穿孔筒ステイターからなる気液混合用インペラー、
【0020】
においては、ステイターが円筒形状を成し、円筒側面に複数の通気粉砕孔が穿設された穿孔筒ステイターなので、攪拌フィンと穿孔筒ステイターとの間に供給された気体は、回転する攪拌フィンと穿孔筒ステイターとの間でより細かく粉砕されることとなり、小気泡を形成すると共に、穿孔筒ステイターが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。
【0021】
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。
【0022】
【発明の実施の形態】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
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。
【0051】
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。
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0055】
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。
【0056】
【発明の効果】
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。
【0057】
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。
【0058】
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。
【図面の簡単な説明】
【図1】 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】 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
【図3】 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
【図4】 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
【図5】 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
【図6】 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
【図7】 穿孔筒ステイターを表す斜視説明図
【図8】 穿孔筒ステイターを表す断面説明図
【図9】 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
【図10】 攪拌フィン及びステイターの他の例を表す説明図
【図11】 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
【図12】 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)
- 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、複数の通気粉砕孔が穿設された円筒状であり、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。 - 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、複数の通気粉砕孔が穿設された円筒状であり、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。 - 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、および、複数の通気粉砕孔が穿設された円筒状の穿孔筒ステイターを、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記載又は請求項2に記載の気液混合用インペラー。
- 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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