JP3940760B2 - 微細気泡液生成装置とこれに用いる気泡微細化器 - Google Patents

Description

本発明は、例えば廃液中に含まれる油脂類の分離処理や余剰汚泥処理等に用いられる微細気泡液生成装置とこれに用いる気泡微細化器に関するものである。

従来、この種の微細気泡液生成装置として、例えば特開２００３−１１７３６５号公報に開示された構成のものがある。
この従来の微細気泡液生成装置は、液体及び気体の混合流体を吸引する気液混合ポンプと、気液混合ポンプの吐出流体に抵抗を付与する抵抗器と、気液混合ポンプの回転速度を制御するインバータとを備え、気液混合ポンプのケーシングの内周に径方向に狭い環状の流体通路を形成し、羽根車の外周に流体通路に突出する多数の撹拌羽根を設けたことを特徴としたものである。
特開２００３−１１７３６５号公報 しかしながら、上記従来の微細気泡液生成装置では、単一の気液混合ポンプによって所要の微細気泡を一時に生成しようとしたものであるために、ケーシングの内周に径方向に狭い環状の流体通路を形成し、また、羽根車の外周に流体通路に突出する多数の撹拌羽根を設ける等の複雑な構造にする必要が生じる。 また、気液混合ポンプの回転速度を正確にコントロールするためのインバータを採用しなければならず高価なものとならざるを得ない。 さらに、気液混合ポンプ等の保守・点検作業を行うには、その複雑かつ特殊な構造を熟知する必要があり、その作業を容易に行うことができないものである。

そこで本発明は、構造を簡素化して安価に製造することができ、また、保守・点検作業を容易に行うことができることに加え、十分に微細な気泡を含む微細気泡液の生成を効率よく行うことができる微細気泡液生成装置とこれに用いる気泡微細化器の提供を目的としている。

請求項１に記載した微細気泡液生成装置は、微細な気泡を含む微細気泡液を生成するものであり、液体供給源から液体を吸引しかつその吸引した液体を圧送するための圧力ポンプを液送管路に配設しておき、上記圧力ポンプの吸圧力により液体に気体を混合して気泡液を生成する気泡液生成器を、その圧力ポンプの送液方向上流側の液送管路に配置し、その気泡液生成器で生成した気泡液に含まれる気泡を微細化する第一の気泡微細化器を、その気泡液生成器と圧力ポンプとの間の液送管路に配置し、第一の気泡微細化器で微細化した気泡をさらに微細化する第二の気泡微細化器を、圧力ポンプの送液方向下流側の液送管路に配置し、圧力ポンプと第二の気泡微細化器の間の液送管路に、送液圧力を安定させるための圧力安定タンクを配置したことを特徴としている。

上記の構成によれば、液体供給源から液体が吸引されるとともに気泡液生成器において液体に気体が混合されて気泡液が生成され、その生成された気泡液は第一の気泡微細化器，第二の気泡微細化器に順次圧送されながら、気泡液に含まれる気泡が次第に微細化されるので、十分に微細な気泡を含む気泡液の生成を行うことができる。
また、第一，第二の気泡微細化器を用いて気泡液に含まれている気泡を徐々に微細化しているので、それらの各構造の簡素化を図ることができる。従って、保守・点検作業を容易に行うことができるとともに、安価に製造することができるようになる。
また、気泡液生成器と圧力ポンプとの間の液送管路に第一の気泡微細化器を配置し、かつ、その圧力ポンプの送液方向下流側の液送管路に第二の気泡微細化器を配置しているので、圧力ポンプの吸圧力によって気泡液生成器を作動させることができるとともに、その圧力ポンプの排圧力によって第二の気泡微細化器を作動させることができるので、装置の構成を簡素化することができる。
さらに、圧力ポンプと第二の気泡微細化器の間の液送管路に配設した圧力安定タンクにより、送液圧力を安定させることができる。これにより、第二の気泡微細化器における気泡の生成量の変動を低減させられる。

請求項１に記載した発明で得られる効果に加え、各請求項に記載の発明によれば次の効果を得ることができる。
請求項２に記載の微細気泡液生成装置は、請求項１に記載した第二の気泡微細化器が、液送管路に沿う所定の範囲にわたり一定の断面積にした上流側気泡液路と、この上流側気泡液路の下流側に、気泡液方向上流側から下流側に向けて次第に断面積が拡大する下流側気泡液路とを連成しているので、気泡の微細化を効率よく行うことができる。

請求項３に記載の微細気泡液生成装置は、請求項１に記載した第二の気泡微細化器が、液送管路に沿う所定の範囲にわたり一定の断面積にした上流側気泡液路と、この上流側気泡液路の下流側に、送液方向上流側から下流側に向けて次第に断面積が拡大する下流側気泡液路とを連成しているとともに、その上流側気泡液路に流入する気泡液の液量を増減調整する液量調整機構を設けているので、必要な量の気泡液を生成することができる。

請求項４に記載の微細気泡液生成装置は、請求項１に記載した第二の気泡微細化器が、送液方向上流側に液流入孔を穿設した隔壁を形成し、かつ、送液方向下流側に流出口を開口形成した外筒体内に、液送管路に沿う所定の範囲にわたり一定の断面積にした上流側気泡液路と、この上流側気泡液路の下流側に、送液方向上流側から下流側に向けて次第に断面積が拡大する下流側気泡液路とを連成しているので、外筒体の隔壁によって圧力を上昇させられるとともに、送液方向上流側から下流側に向けて次第に間隙が広くなる気泡液路における圧力変化により、その気泡液路を通過する気泡液中の気泡を効率よく破壊して微細化することができる。

請求項５に記載の微細気泡液生成装置は、請求項１に記載した第二の気泡微細化器が、送液方向上流側に複数の液流入孔を穿設した隔壁を形成し、かつ、送液方向下流側に流出口を開口形成した外筒体内に、液送管路に沿う所定の範囲にわたり一定の断面積にした上流側気泡液路と、この上流側気泡液路の下流側に、送液方向上流側から下流側に向けて次第に断面積が拡大する下流側気泡液路とを連成しているとともに、その上流側気泡液路に流入する気泡液の液量を増減調整する液量調整機構を設けているので、外筒体の隔壁によって圧力を上昇させられるとともに、送液方向上流側から下流側に向けて次第に間隙が広くなる気泡液路における圧力変化により、その気泡液路を通過する気泡液中の気泡を効率よく破壊して微細化することができるとともに、必要な量の気泡液を生成することができる。

請求項６に記載の微細気泡液生成装置は、請求項１に記載した第二の気泡微細化器が、液送管路に沿う所定の範囲にわたり一定の断面積にした上流側気泡液路を区画形成するように、送液方向に沿う所定の範囲にわたり一定の外径にした太径部と、この上流側気泡液路の下流側に、送液方向上流側から下流側に向けて次第に断面積が拡大する下流側気泡液路を区画形成するように、その太径部から送液方向下流側に向けて次第に細径になる縮径部とを形成した軸体を、一定の内径にした外筒体内にこれと同軸的に配置しているので、簡易な構造にすることができる。また、高価な多孔質セラミックを使用しなくともよいので、低コストでの製造ができる。

請求項７に記載の微細気泡液生成装置は、請求項１に記載した第二の気泡微細化器が、液送管路に沿う所定の範囲にわたり一定の断面積にした上流側気泡液路を区画形成するように、送液方向に沿う所定の範囲にわたり一定の外径にした太径部と、この上流側気泡液路の下流側に、送液方向上流側から下流側に向けて次第に断面積が拡大する下流側気泡液路を区画形成するように、その太径部から送液方向下流側に向けて次第に細径になる縮径部とを形成した軸体を、一定の内径にした外筒体内にこれと同軸的に配置しているとともに、その上流側気泡液路に流入する気泡液の液量を増減調整する液量調整機構を設けているので、簡易な構造にすることができるとともに、必要な量の気泡液を生成することができる。

請求項８に記載の微細気泡液生成装置は、請求項１〜７のいずれかに記載した第一の気泡微細化器に、送液方向上流側から下流側に向けて次第に断面積が拡大する気泡液路を形成しているので、第二の気泡微細化器で微細化するのに適した大きさの気泡を含む気泡液を効率よく生成できる。

請求項９に記載の微細気泡液生成装置は、請求項１〜７のいずれかに記載した第一の気泡微細化器に、送液方向上流側に液流入孔を穿設した隔壁を形成し、かつ、送液方向下流側に流出口を開口形成した外筒体内に、送液方向上流側から下流側に向けて次第に断面積が拡大する気泡液路を形成しているので、第二の気泡微細化器で微細化するのに適した大きさの気泡を含む気泡液を効率よく生成できる。

請求項１０に記載の微細気泡液生成装置は、請求項１〜７のいずれかに記載した第一の気泡微細化器が、送液方向上流側から下流側に向けて次第に断面積が拡大する気泡液路を区画形成するように、送液方向上流側から下流側に向けて次第に細径になるように形成した軸体を、一定の内径にした外筒体内にこれと同軸的に配置しているので、簡易な構成にしながらも、第二の気泡微細化器で微細化するのに適した大きさの気泡を含む気泡液を効率よく生成できる。

請求項１１に記載の微細気泡液生成装置は、請求項１〜１０のいずれかに記載した圧力安定タンクが、第二の気泡微細化器を接続するための２以上の連結口を形成され、連結された各第二の気泡微細化器に気泡液を分配するための中空の分配器体と、この分配器体に水密的に連結された円筒形の収容体とからなるタンク部と、このタンク部内に収納された水噴出部とを有しているので、送液圧力を安定させることができるとともに、第二の気泡微細化器における気泡の生成量の変動を低減させられる。
また、分配器体の連結口を介して別の第二の気泡微細化器を連結できる。すなわち、２つの第二の気泡微細化器を同時に使用することができる。

本発明の一実施形態に係る微細気泡液生成装置の全体構成図である。 気泡液生成器と第一の気泡微細化器とを連結した状態の正面図である。 第一の気泡微細化器の正面図である。 第一の気泡微細化器の正断面図である。 （Ａ）は、第一の気泡微細化器の一方の側面図、（Ｂ）はその第一の気泡微細化器の他方の側面図である。 圧力安定タンクの詳細な構成を示す正断面図である。 一の実施形態に係る第二の気泡微細化器に管継手を連結した状態の正面図である。 一の実施形態に係る第二の気泡微細化器の分解図である。 一の実施形態に係る第二の気泡微細化器の正面図である。 その一の実施形態に係る第二の気泡微細化器の一方の側面図である。 その一の実施形態に係る第二の気泡微細化器の正断面図である。 外筒体に軸体を挿し込んだ状態の断面図である。 軸体の正面図である。 本発明の他の実施形態に係る第二の気泡微細化器に管継手を連結した状態の正図である。 本発明の他の実施形態に係る第二の気泡微細化器に管継手を連結した状態の正面図である。 本発明の他の実施形態に係る第二の気泡微細化器の断面図である。 軸体の正面図である。

符号の説明

１０ 給水槽（液体供給源）
２０ａ 側壁（隔壁）
７０ 外筒体
７０ｃ 液流入孔
７０ａ 側壁（隔壁）
７１，８０ 軸体
７１ｃ，８０ｃ 太径部
７１ｄ，８０ｄ 縮径部
Ａ 気泡液生成器
Ｂ 第一の気泡微細化器
Ｄ 圧力ポンプ
Ｅ 圧力安定タンク
Ｆ 第二の気泡微細化器（気泡微細化器）
Ｇ 液量調整機構
Ｐ 液送管路
β 上流側気泡液路
γ 下流側気泡液路

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る微細気泡液生成装置の全体構成図である。
本発明の一実施形態に係る微細気泡液生成装置は、マイクロバブルとも称される微細な気泡を含む微細気泡液を生成する機能を有するものであり、図１に示すように、水Ｗを貯留した給水槽１０から廃液等の被処理液を貯留した貯留槽１１に至る液送管路Ｐの送液方向上流側から下流側に向けて、気泡液生成器Ａ、第一の気泡微細化器Ｂ、圧力計測部Ｃ、圧力ポンプＤ、圧力安定タンクＥ及び第二の気泡微細化器Ｆを順次配列した構成になっている。
なお、本実施形態においては、液体として「水Ｗ」を、また、気体として「空気」を例として説明するが、他の液体，気体であってもよい。
「水Ｗ」は、純水の他、川，池若しくは湖等の自然水を含むものである。

給水槽１０は上面を開放した直方体形のものであり、この中に水Ｗが貯留されている。この給水槽１０の一側壁１０ａには、液送管路Ｐの一部をなす取水用パイプ１２が水密的に取り付けられている。

その取水用パイプ１２の取水口１２ａには、給水槽１０内の水Ｗに混入されているゴミ等を除去するためのメッシュ１３を張設した取水具１４が固定されている。
なお、本実施形態においては給水槽１０を液体供給源としているが、これに限るものではなく、川，池若しくは湖等を液体供給源としてもよい。

図２は、気泡液生成器と第一の気泡微細化器とを連結した状態の拡大正面図、図３は、その第一の気泡微細化器の正面図、図４は、その第一の気泡微細化器の断面図、図５（Ａ）は、その第一の気泡微細化器の一方の側面図、（Ｂ）は、その他方の側面図である。

気泡液生成器Ａは、後記する圧力ポンプＤの吸圧力により、水Ｗに空気を混合した気泡液を生成する機能を有するものであり、それは、図２に示すように、３方向分岐の所謂Ｔ形と称されている管継手１５の上側連結口１５ａに、吸い込む空気量を増減調整するための可変バルブ１６を螺合連結してなる。

可変バルブ１６には、外気（空気）を吸入するための外気吸入用チューブ１７の一端部が接続されており、その外気吸入用チューブ１７の他端部は大気に開放されている。
なお、吸入側連結口１５ｂには上記した取水用パイプ１２の他端部が連結され、また、排出側連結口１５ｃには、詳細を後述する第一の気泡微細化器Ｂが螺合連結されている。

第一の気泡微細化器Ｂは例えばステンレス鋼等の金属で形成されており、それは、図２〜５に示すように、略円筒形の外筒体２０内に、これに同軸にして軸体２１を配置した構成になっている。換言すると、軸体２１を外筒体２０の軸心Ｏに一致させて配置している。

外筒体２０は、これの送液方向上流側の側面に側壁（隔壁）２０ａが形成され、また、送液方向下流側の側面に流出口２０ｂを開口形成した構造になっている。
側壁２０ａには、図５に示すように、軸心Ｏを中心とした同一の円周上に３６度の等角度間隔で円形にした５つの液流入孔２０ｃ…が配列形成されているとともに、軸体２１を固定するためのネジ２２を挿通する挿通孔２０ｄが軸心Ｏに一致して形成されている。
なお、液流入孔２０ｃの形成数は５つに限るものではなく、水の流量や生成する気泡の大きさ，気泡の量等を勘案して増減することができる。また、液流入孔２０ｃの形状は円形に限るものではなく楕円形や多角形にしてもよく、また、その大きさも適宜設定することができるものである。

外筒体２０の外周壁２０ｅの内面は、側壁２０ａの内面２０ｆから流出口２０ｂにかけて次第に内径が大きくなるテーパ形に形成されている。換言すると、外筒体２０内に円錐台形の空間が形成されている。
外周壁２０ｅの外面両端部にはネジ部２０ｇ，２０ｈが螺刻され、また、その外面中央部には、この外筒体２０を工具（図示しない）によって回転させるための平面部２０ｉ，２０ｉが互いに対向する位置関係にして形成されている。

軸体２１は、図４，５に示すように、側壁２０ａに当接する基端面２１ａから先端面２１ｂにかけて次第に小径となる略円錐台形に形成されており、その基端面２１ａの中心には、ネジ２２を螺合するためのねじ孔２１ｃが螺設されている。換言すると、軸体２１は、図１，２，４等に矢印で示す送液方向上流側から下流側に向けて次第に断面積が拡大する気泡液路を区画形成するように、送液方向上流側から下流側に向けて次第に細径になるように形成されている。
なお、軸体２１の基端面２１ａの外径は、液流入孔２０ｃ…を閉塞しない程度に設定され、また、その長さＬ１は、基端面２１ａを外筒体２０の側壁２０ａの内面２０ｆに当接したときに、正面視において先端面２１ｂが外筒体２０の流出口２０ｂにほぼ一致するようにしている。

すなわち、外筒体２０の側壁２０ａに軸体２１をネジ止めすることにより、軸心Ｏに一致して、軸体２１が外筒体２０に固定される。言い換えると、軸体２１を外筒体２０に同軸的に配置している。これにより、外周壁２０ｅの内面と、軸体２１の外周面との間に、送液方向上流側から下流側に向けて次第に間隙が広くなる気泡液路αが区画形成される。
換言すると、外筒体２０内に、送液方向上流側から下流側に向けて次第に断面積が拡大する気泡液路αが形成される。

上記した気泡液生成器Ａで生成された気泡液は、外筒体２０の側壁２０ａによって昇圧され、また、液流入孔２０ｃ…及び気泡液路αにおけるキャリブレーション作用によって、その気泡液中の気泡を破壊して微細化する。
「キャリブレーション」とは、送液方向上流側から下流側に向けて急激な圧力変化を生じさせ、これにより気泡を破壊して微細化する現象のことである。
なお、本実施形態においては、外筒体２０と軸体２１とを別体にした構成にしているが、それらを一体に形成してもよいことは勿論である。

圧力計測部Ｃは、図１に示すように、上記した管継手１５と同等の構造からなる管継手３０の上側連結口３０ａに圧力計３１を連結してなるものであり、管継手３０の吸入側連結口３０ｂには上記した第一の気泡微細化器Ｂが連結され、また、排出側連結口３０ｃには、詳細を後述する圧力ポンプＤのポンプユニット４１が連結されている。
なお、本実施形態においては、圧力計測部Ｃによって計測した圧力に基づいて、圧力ポンプＤの吸圧力を調整することができるようにしているが、その圧力計測部Ｃは必要に応じて設ければよいものである。

圧力ポンプＤは、図１に示すように、所定の吸・排圧力により給水槽１０の水Ｗを吸引し、かつ、吸引した水Ｗを液送管路に圧送する機能を有するものであり、それは、モータ４０と、このモータ４０によって駆動されるポンプユニット４１とを有して構成されている。
ポンプユニット４１の水吸入口４１ａには連結管４２を介して上記した圧力計測部Ｃが連結され、また、水排出口４１ｂには連結管４３が連結されている。
なお、４４は、ポンプユニット４１内の空気を排出するためのバルブ、４５は、本装置を始動する際に必要な水を注入するための注入口である。

図６は、圧力安定タンクの詳細な構成を示す正断面図である。
連結管４３は、図１に示すように、上記した圧力ポンプＤのポンプユニット４１に下端部（一端部）を連結され、この下端部から上方に立ち上げた左右逆向きＬ字形に形成されており、この連結管４３の上端部（他端部）に圧力安定タンクＥが固定されている。

圧力安定タンクＥは、図６に示すように、上記した連結管４３から送出された水Ｗの圧力、従ってまた、後述する第二の気泡微細化器Ｆに送球される気泡液の圧力を安定させる機能を有するものであり、タンク部５０内に、水噴出部５１を収納した構成になっている。

タンク部５０は、連結管４３から送給された水を分配するための分配器体５２と、この分配器体５２に水密的に連結された円筒形の収容体５３とからなる。
分配器体５２は、水平方向（横方向）及び垂直方向（縦方向）の４方向に連結口５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄを形成した中空のものであり、また、それら連結口５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄの各内壁面にはそれぞれネジ部５４が形成されている。

収容体５３は、下端面に開口５３ａを形成し、かつ、上端面を閉じた円筒形のものであり、下端部の外壁面にはネジ部５５が形成されている。
すなわち、分配器体５２の連結口５２ａのネジ部５４と、収容体５３のネジ部５５とを螺合させることにより、それらを水密的に連結することができるようにしている。
また、分配器体５２の一側方の連結口５２ｂには止水栓５６が水密的に螺合され、他側方の連結口５２ｄには、接続栓５７を介して詳細を後述する第二の気泡微細化器Ｆが連結されている。
なお、止水栓５６を連結口５２ｂから取り外し、その連結口５２ｂに接続栓５７を螺合することにより、別の第二の気泡微細化器を連結できる。すなわち、２つの第二の気泡微細化器を同時に使用することができる。

分配器体５２の下側の連結口５２ｃには、中央部にネジ孔５８ａを形成した接続栓５８が水密的に螺合されており、そのネジ孔５８ａには上記した連結管４３と、後述する水噴出部５１が連結されている。
水噴出部５１は、接続栓５８のネジ孔５８ａに端部を螺合した内部連結管５９と、これの上端部に連結具６０を介して連結された噴出体６１とからなる。

噴出体６１は、上下端を開口しかつ周壁に所要の間隔で円形の水噴出口６１ａ…を複数形成した本体６１ｂ内に、圧送される水Ｗに含まれるゴミ等を除去するための円筒形にしたメッシュ６２を収容したものである。
なお、本体６１ｂの上下端部の外周面にはネジ部６１ｃ，６１ｄが形成されており、上端部側のネジ部６１ｃには、清掃用キャップ６３が着脱自在に螺合されている。この清掃用キャップ６３を取り外すことにより、本体６１ａ内の清掃やメッシュ６２の交換等を容易に行えるようにしている。なお、ネジ部６１ｄは連結具６０と螺合連結するためのものである。

次に、図７〜図１４を参照して一の実施形態に係る第二の気泡微細化器について説明する。図７は、一の実施形態に係る第二の気泡微細化器に管継手を連結した状態の正面図、図８は、その一の実施形態に係る第二の気泡微細化器の分解図、図９は、その一の実施形態に係る第二の気泡微細化器の正面図、図１０は、その一方の側面図、図１１は、その正断面図、図１２は、外筒体に軸体を挿し込んだ状態の断面図、図１３は、軸体の正面図である。

第二の気泡微細化器Ｆは、図１に示すように、上述した圧力タンクＥの側方に配置することにより、貯留槽１１の上方に位置されている。換言すると、その第二の気泡微細化器Ｆを、貯留槽１１内に貯留している被処理液Ｘに浸されることがない位置に配置している。これにより、第二の気泡微細化器Ｆを貯留槽１１内の被処理液Ｘに浸した状態にしていないので、被処理液Ｘに浸したことに起因する微生物の付着を防止できるようにしている。

この第二の気泡微細化器Ｆは例えばステンレス鋼等の金属で形成されており、それは、図１２に示すように、略円筒形の外筒体７０内に、これに同軸にして軸体７１を配置した構成、換言すると、軸体７１を外筒体７０の軸心Ｏに一致して配置した構成になっており、これにより、液送管路Ｐに沿う所定の範囲にわたり一定の断面積にした上流側気泡液路βと、これの下流側に、送液方向上流側から下流側に向けて次第に断面積が拡大する下流側気泡液路γとを連成している。なお、７２は管継手、７３，７４は軸体７１を支持する支持部材である。

外筒体７０は、図９〜１２に示すように、送液方向上流側の側面に隔壁である側壁７０ａが形成され、また、送液方向下流側の側面に流出口７０ｂを開口形成した構造になっている。
側壁７０ａには、軸心Ｏを中心とした同一の円周上に２２．５度の等角度間隔で配列した１６個の液流入孔７０ｃ…が穿設されている。
側壁７０ａの軸心Ｏに一致する部分には、ボス部７０ｄが外壁面側に突設されているとともに、これの中心には、軸体７１を螺合連結するためのネジ孔７０ｅが形成されている。

なお、上記した液流入孔７０ｃの形成数は１６個に限るものではなく、気泡液中の気泡の量や大きさ等を勘案して増減することができる。また、液流入孔の形状は円形に限るものではなく、楕円形や多角形にしてもよく、さらには、その大きさも適宜設定すればよいものである。

外筒体７０の外周壁７０ｅの内面は、側壁７０ａの内面７０ｆから流出口７０ｂにかけて一定の内径にして形成されている。換言すると、外筒体７０内に円柱形の空間が形成されている。
外周壁７０ｅの外面両端部にはネジ部７０ｇ，７０ｈが螺刻され、また、その外面中央部には、この外筒体７０を工具（図示しない）によって回転させるための平面部７０ｉ，７０ｉが互いに対向する位置関係にして形成されている。

軸体７１は、図８，１２，１３に示すように、外筒体７０の側壁７０ａに対向する基端面７１ａから先端面７１ｂ側の所要範囲にわたり一定の外径にした太径部７１ｃと、この太径部７１ｃから先端面７１ｂ側の所要の範囲にわたり次第に細径になる縮径部７１ｄと、この縮径部７１ｄから先端面７１ｂにかけて上記太径部７１ｃよりも細径の小径部７１ｄを形成してなるものであり、外筒体７０とこれに連結したＴ形の管継手７２を合わせた長さよりも長尺に形成されている。
なお、太径部７１ｃと縮径部７１ｄの相対的な長さ関係は、例えば縮径部７１ｄを太径部７１ｃの約２倍程度にすることができる。

基端面７１ａ、従ってまた、太径部７１ｃは上記液流入孔７０ｃ…が対向する外径にして形成されており、これの軸心に一致して上記したネジ孔７０ｄに螺合するためのねじ部７１ｆが突出して形成されており、また、先端面７１ｂには、蝶ネジ７５を螺合するためのネジ孔７１ｇが形成されている。

軸体７１を外筒体７０にネジ止めすることにより、軸体７１が外筒体７０の軸心Ｏに一致した状態になるとともに、これにより、図１２に示すように、外周壁７０ｆの内面と、軸体７１の外周壁面との間に、上流側，下流側気泡液路β ，γが区画形成される。

ところで、軸体７１の基端面７１ａは、ねじ部７１ｆの基部を頂点とする円錐曲面に形成されており、この基端面７１ａを側壁７０ａの内面７０ｆに当接させたときにも、液流入孔７０ｃ…から上流側気泡液路βに至る間隙が形成されるようにしている。
なお、本実施形態においては、基端面を円錐曲面に形成しているが、これに限らず、その基端面を平面に形成しておき、側壁の内面を円錐曲面に形成してもよい。また、それら双方を円錐曲面に形成してもよく、さらには、上記した円錐曲面に限らず、液流入孔に対向しない位置にボス部を突出させて形成してもよい。
すなわち、基端面又は側壁若しくはそれら双方に、液流入孔７０ｃ…から気泡液路βに至る間隙を確保するための凹凸が形成されていればよいのである。

以上の構成からなる外筒体７０の側壁７０ａのネジ孔７０ｅに、軸体７１のネジ部７１ｆを螺合し、蝶ネジ７５を介して軸体７１を正逆回転させることにより、軸体７１の基端面７１ａと側壁７０ａの内面７０ｆとの間に生じる間隙を広狭調整することができる。
この広狭調整により、上流側気泡液路βに流入する気泡液の液量を増減調整することができる。また、軸体７１の基端面７１ａを円錐曲面に形成したことにより、側壁７０ａに軸体７１の基端面７１ａを当接させたときにも、基端面７１ａと側壁７０ａの内面７０ｆとの間に生じる間隙を確保でき、気泡液の流入を不時に停止させることがない。

すなわち、本実施形態においては、上流側，下流側気泡液路β，γに流入する気泡液の液量を増減調整する液量調整機構Ｇを、図１２に示すように、軸体７１のネジ部７１ｆ、外筒体７０のネジ孔７０ｅにより構成している。
また、軸体７１の先端部を、外筒体７０に連結した管継手７２の連結口７２ｂの外方に突出させていることにより、例えば管継手７２を取り外すことなく容易に液量調整を行うことができる。
なお、上記した「太径部７１ｃは上記液流入孔７０ｃが対向する外径にして」とは、側面視（送液方向矢視）において、基端面７１ａに液流入孔７０ｃ…が重なり合った状態になっていることである。

さて、管継手７２は、連結口７２ａ，７２ｂ，７２ｃを３方向に形成した所謂Ｔ形と称されているものであり、それら連結口７２ａ，７２ｂ，７２ｃの各内周壁面にはネジ部（図示しない）がそれぞれ形成されている。また、本実施形態においては、管継手７２の連結口７２ｃが気泡液を排出するためのものであり、これに流下管７７を連結している。

支持部材７３は、図１４に示すように、管継手７２の連結口７２ｂのネジ部に螺合するネジ部７３ａと、このネジ部７３ａよりも大径したつば部７３ｂを形成した略円柱形のものである。
これの中心には、上述した軸体７１の小径部７１ｅを遊挿できる遊挿孔７３ｃが形成され、また、これの他側部には、支持部材７４を螺合するためのネジ孔７３ｄが形成されている。
なお、７３ｅ，７３ｅは、工具（図示しない）を係止するためにつば部７３ｂに形成された平面部である。

支持部材７４は、図８に示すように、上記した支持部材７３のネジ孔７３ｄに螺合するネジ部７４ａを一側部に形成しているとともに、円板形のつば部７４ｂを他側部に形成した略円柱形のものであり、これの中心には、上述した軸体７１の小径部７１ｅを遊挿できる遊挿孔７４ｃが形成されている。
ネジ部７４ａの先端面には、Ｏリング７６を支持部材７３のネジ孔７３ｄの底部７３ｅとの間に密着させるためのリング状の凸縁７４ｄが形成されている。このＯリング７６により、軸体７１と支持部材７３の遊挿孔７３ｃとの間に生じる微小間隙からの漏水を防止している。

次に、上述した本装置の作用について説明する。
給水槽１０から吸引された水が液送管路Ｐ内を圧送されると、その水の吸圧力により外気吸入用チューブ１７から外気（空気）が吸い込まれ、これが気泡液生成器Ａの管継手１５内において水と混合され、これにより気泡液が生成される。

この気泡液が第一の気泡微細化器Ｂに圧送されると、外筒体２０の側壁２０ａによって圧力が上昇されるとともに、送液方向上流側から下流側に向けて次第に間隙が広くなる気泡液路αにおける圧力変化により、その気泡液路αを通過する気泡液中の気泡が破壊されて微細化される。

第一の気泡微細化器Ｂにおいて気泡を微細化された気泡液は、圧力安定タンクＥにおいて送圧量の安定化が図られ、その後、第二の気泡微細化器Ｆに圧送されると、外筒体７０の側壁７０ａによって圧力が上昇される。
そして、上流側気泡液路βと、送液方向上流側から下流側に向けて次第に断積が拡大する下流側気泡液路γにおける圧力変化により、それら上流側，下流側気泡液路β，γを通過する気泡液中の気泡がさらに破壊されて微細化される。これにより、所望の大きさの気泡を含む気泡液を生成することができる。
また、第二の気泡微細化器Ｆの軸体７１を正逆回転させることにより、側壁７０ａの内面７０ｆと軸体７１の基端面７１ａとの間隙を増減調整することができ、これにより、第二の気泡微細化器Ｆに流入する液量を増減調整することができる。これにより、必要な量の気泡液を貯留槽１１に供給することができるようになる。
十分に微細化された気泡液は、管継手７２の連結口７２ｃ及び流下管７７を介して、貯留槽１１に流下供給される。

次に、図１５〜１７を参照して他の実施形態に係る第二の気泡微細化器について説明する。図１５は、本発明の他の実施形態に係る第二の気泡微細化器に管継手を連結した状態の正図、図１６は、本発明の他の実施形態に係る第二の気泡微細化器の断面図、図１７は、軸体の正面図である。
なお、本実施形態においては、上述した一の実施形態に係る第二の気泡微細化器Ｆにおいて説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

他の実施形態に係る気泡微細化器Ｈは、上述した外筒体７０内に、これに同軸にして軸体８０を配置した構成、換言すると、軸体８０を外筒体７０の軸心Ｏに一致して配置した構成になっている。

軸体８０は、図１５〜１７に示すように、外筒体７０の側壁７０ａに対向する基端面８０ａから先端面８０ｂ側の所要範囲にわたり一定の外径にした太径部８０ｃと、この太径部８０ｃから先端面８０ｂ側の所要の範囲にわたり次第に細径になる縮径部８０ｄと、この縮径部８０ｄから先端面８０ｂにかけて上記太径部８０ｃよりも細径の小径部８０ｅを形成してなるものである。

基端面８０ａ、従ってまた、太径部８０ｃは上記液流入孔７０ｃ…に対向する外径にして形成されており、その基端面８０ａには、これの軸心に一致して上記したネジ孔７０ｅに螺合するためのねじ部８０ｆが突出して形成されており、また、先端面８０ｂには、マイナスドライバ（図示しない）を挿入するための溝８０ｇが形成されている。

基端面８０ａは、ねじ部８０ｆの基部を頂点とする円錐曲面に形成されており、この基端面８０ａを側壁７０ａに当接させたときにも、液流入孔７０ｃ…から上流側気泡液路βに至る間隙が形成されるようにしている。
この軸体８０は、小径部８０ｅを上記軸体７１のものよりも短い長さに形成して、外筒体７０に連結した管継手９０内に収容できるようにしている。
管継手９０は、異なる方向に２つの連結口９０ａ，９０ｂを形成したものであり、それら連結口９０ａ，９０ｂの内周壁面にネジ部（図示しない）が形成されている。本実施形態においては、連結口９０ａを外筒体７０に連結することにより、連結口９０ｂが気泡液の流下口となる。

なお、外筒体７０の側壁７０ａに軸体８０をネジ止めすることにより、軸体８０が外筒体７０の軸心Ｏに一致して固定され、これにより、外周壁７０ｅの内面と、軸体７１の外周壁面との間に、上流側，下流側気泡液路β，γが区画形成されることは、上述した第二の気泡微細化器Ｆと同様である。

本発明は前述した各実施形態に限るものではなく、次のような変形実施が可能である。 上記した実施形態においては、第二の気泡微細化器を、貯留槽内に貯留している被処理液に浸されることがない位置に配置することにより、被処理液に浸したことに起因する微生物の付着を防止した例について説明したが、これに限るものではなく、第二の気泡微細化器を、上記した被処理液に浸した位置に配置した構成にしてもよい。

上述したように、本発明は、たとえば廃液中に含まれる油脂類の分離処理や余剰汚泥処理等に用いられるものである。

Claims (11)

1. 微細な気泡を含む微細気泡液を生成する微細気泡液生成装置において、
   液体供給源から液体を吸引しかつその吸引した液体を圧送するための圧力ポンプを液送管路に配設しておき、
   上記圧力ポンプの吸圧力により液体に気体を混合して気泡液を生成する気泡液生成器を、その圧力ポンプの送液方向上流側の液送管路に配置し、その気泡液生成器で生成した気泡液に含まれる気泡を微細化する第一の気泡微細化器を、その気泡液生成器と圧力ポンプとの間の液送管路に配置し、第一の気泡微細化器で微細化した気泡をさらに微細化する第二の気泡微細化器を、圧力ポンプの送液方向下流側の液送管路に配置し、圧力ポンプと第二の気泡微細化器の間の液送管路に、送液圧力を安定させるための圧力安定タンクを配置したことを特徴とする微細気泡液生成装置。
2. 第二の気泡微細化器は、液送管路に沿う所定の範囲にわたり一定の断面積にした上流側気泡液路と、この上流側気泡液路の下流側に、気泡液方向上流側から下流側に向けて次第に断面積が拡大する下流側気泡液路とを連成していることを特徴とする請求項１に記載の微細気泡液生成装置。
3. 第二の気泡微細化器は、液送管路に沿う所定の範囲にわたり一定の断面積にした上流側気泡液路と、この上流側気泡液路の下流側に、送液方向上流側から下流側に向けて次第に断面積が拡大する下流側気泡液路とを連成しているとともに、その上流側気泡液路に流入する気泡液の液量を増減調整する液量調整機構を設けていることを特徴とする請求項１に記載の微細気泡液生成装置。
4. 第二の気泡微細化器は、送液方向上流側に液流入孔を穿設した隔壁を形成し、かつ、送液方向下流側に流出口を開口形成した外筒体内に、液送管路に沿う所定の範囲にわたり一定の断面積にした上流側気泡液路と、この上流側気泡液路の下流側に、送液方向上流側から下流側に向けて次第に断面積が拡大する下流側気泡液路とを連成していることを特徴とする請求項１に記載の微細気泡液生成装置。
5. 第二の気泡微細化器は、送液方向上流側に複数の液流入孔を穿設した隔壁を形成し、かつ、送液方向下流側に流出口を開口形成した外筒体内に、液送管路に沿う所定の範囲にわたり一定の断面積にした上流側気泡液路と、この上流側気泡液路の下流側に、送液方向上流側から下流側に向けて次第に断面積が拡大する下流側気泡液路とを連成しているとともに、その上流側気泡液路に流入する気泡液の液量を増減調整する液量調整機構を設けていることを特徴とする請求項１に記載の微細気泡液生成装置。
6. 第二の気泡微細化器は、液送管路に沿う所定の範囲にわたり一定の断面積にした上流側気泡液路を区画形成するように、送液方向に沿う所定の範囲にわたり一定の外径にした太径部と、この上流側気泡液路の下流側に、送液方向上流側から下流側に向けて次第に断面積が拡大する下流側気泡液路を区画形成するように、その太径部から送液方向下流側に向けて次第に細径になる縮径部とを形成した軸体を、一定の内径にした外筒体内にこれと同軸的に配置していることを特徴とする請求項１に記載の微細気泡液生成装置。
7. 第二の気泡微細化器は、液送管路に沿う所定の範囲にわたり一定の断面積にした上流側気泡液路を区画形成するように、送液方向に沿う所定の範囲にわたり一定の外径にした太径部と、この上流側気泡液路の下流側に、送液方向上流側から下流側に向けて次第に断面積が拡大する下流側気泡液路を区画形成するように、その太径部から送液方向下流側に向けて次第に細径になる縮径部とを形成した軸体を、一定の内径にした外筒体内にこれと同軸的に配置しているとともに、その上流側気泡液路に流入する気泡液の液量を増減調整する液量調整機構を設けていることを特徴とする請求項１に記載の微細気泡液生成装置。
8. 第一の気泡微細化器は、送液方向上流側から下流側に向けて次第に断面積が拡大する気泡液路が形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の微細気泡液生成装置。
9. 第一の気泡微細化器は、送液方向上流側に液流入孔を穿設した隔壁を形成し、かつ、送液方向下流側に流出口を開口形成した外筒体内に、送液方向上流側から下流側に向けて次第に断面積が拡大する気泡液路を形成していることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の微細気泡液生成装置。
10. 第一の気泡微細化器は、送液方向上流側から下流側に向けて次第に断面積が拡大する気泡液路を区画形成するように、送液方向上流側から下流側に向けて次第に細径になるように形成した軸体を、一定の内径にした外筒体内にこれと同軸的に配置していることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の微細気泡液生成装置。
11. 圧力安定タンクは、第二の気泡微細化器を接続するための２以上の連結口を形成され、連結口に連結された第二の気泡微細化器に気泡液を分配するための中空の分配器体と、この分配器体に水密的に連結された円筒形の収容体とからなるタンク部と、このタンク部内に収納された水噴出部とを有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の微細気泡液生成装置。

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