JP6977532B2 - 混合装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体に流体を混合するための混合装置に関する。

近年、化学工業や生物工業等の分野では、液体中にファインバブルと呼ばれる直径１００μｍ以下の気泡を生成させている場合がある。微細化された気泡は、水面に浮上して破裂することなく、水中に長期間に亘って残存する。そして、気泡が液体に効率良く混合、拡散、溶解されることで、様々な機能を液体に付加することができる。
従来、例えば、汚水処理において、活性汚泥による生物処理を行う場合には、有機物を分解する活性汚泥（微生物）に酸素を供給するために、曝気槽で被処理水（汚水）に酸素を混合している。

そして、各種の水処理において、被処理水に気体を混合するための混合装置を槽内に設けているものがある。このような混合装置としては、貯留室の内面に注入路が開口し、その内面に対峙する他の内面に排出路が開口しているものがある（例えば、特許文献１参照）。

このような混合装置では、被処理水と気体とを注入路から貯留室内に注入し、貯留室で被処理水と気体を混合した後に、貯留室内の処理水（混合体）を排出路から例えば曝気槽内に排出している。
注入路から貯留室内に被処理水および気体を注入すると、キャビテーション効果により、気体が微細気泡化する。このように、被処理水中の気体を微細気泡化することで、被処理水から大気中に気散する気体の量を少なくすることができる。

特開２０００−０００５６３号公報

前記した従来の混合装置では、注入路から貯留室内に被処理水および気体を注入すると、被処理水および気体が貯留室内で渦流する。このとき、貯留室内で被処理水および気体を十分に渦流して、被処理水と気体とを接触させることで、処理水の酸素濃度を高めることが好ましい。

被処理水などの液体に酸素などの流体を良く混ぜるためには、貯留室内で液体および流体を大きく渦流させて、液体および流体の挙動を大きく乱すことが好ましい。
しかしながら、従来の混合装置のように、注入路および排出路が貯留室内の対峙する二面に開口している場合には、液体および流体が渦流に巻き込まれることなく、排出路から排出され易いという問題がある。また、従来の混合装置では、注入用および排出用の配管が装置の両側に突出するため、設置スペースが大きくなるという問題もある。

本発明は、前記した問題を解決し、液体と流体とを省スペースで効率良く混ぜることができる混合装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は、液体に流体を混合するための混合装置であって、前記液体および前記流体の混合体が貯留される直方体の空間である貯留室を有する処理槽を備えている。前記貯留室の内面には、前記液体および前記流体を前記貯留室内に注入するための注入路の注入口が開口するとともに、前記混合体を前記貯留室内から排出するための排出路の排出口が開口している。前記注入口は、前記排出口よりも上方に配置されている。前記注入口および前記排出口は、前記貯留室の側部の第一内面の下半分の領域に配置されている。そして、前記貯留室内の上部まで前記混合体を貯留させた状態で、前記注入口から前記液体および前記流体を前記貯留室内に注入するとともに、前記排出口から前記混合体を排出することで、前記貯留室内の前記混合体に上下二つの渦流を生じさせる。

本発明の混合装置では、第一内面の注入口から貯留室内に注入した液体および流体（気体または液体）は、第二内面に当接して流れが大きく変化する。そして、液体および流体は、貯留室内で大きく渦流した後に、第二内面以外の面に配置された排出口から排出される。

このように、本発明の混合装置では、注入口および排出口が対峙しない二面に開口している。言い換えると、注入口が開口する第一内面に対峙する第二内面以外の内面に排出口が開口しているため、貯留室に注入された液体および流体が渦流に巻き込まれることなく、排出路から排出され易いという問題を減少させることができる。これにより、液体および流体は、貯留室内で長い経路を渦流に巻き込まれながら流れることになり、液体および流体の挙動を大きく乱すことができるため、液体と流体とを良く混ぜることができる。

また、本発明の混合装置では、注入路の配管と、排出路の配管とが処理槽の両側に突出しないため、設置スペースを小さくすることができるとともに、レイアウトの自由度を高めることができる。

前記した混合装置において、前記注入口および前記排出口を前記第一内面に配置することで、貯留室内に二つの渦流が形成されるため、液体と流体とを良く混ぜることができる。

本発明の参考例としては、前記した混合装置において、第一内面が貯留室の側部の内面である場合には、注入口を第一内面の上部に配置し、排出口を第一内面の下部に配置してもよい。

前記した混合装置では、第一内面が貯留室の側部の内面であり、注入口および排出口を第一内面の下部に配置している。
この構成では、注入口から貯留室内に注入された液体および流体は、上側の渦流と下側の渦流とを形成することになる。このとき、流体の浮力により、上側の渦流の勢いが強くなるため、液体と流体とを良く混ぜることができる。

前記した混合装置において、前記注入口を前記排出口よりも上方に配置した場合には、液体および流体が上側の渦流から下側の渦流を流れて排出口から排出されるため、液体と流体とを良く混ぜることができる。

本発明の参考例としては、前記した混合装置において、前記第一内面が前記貯留室の側部の内面である場合には、前記注入口を前記第一内面の下部に配置し、前記排出口を前記貯留室の頂部の内面に配置してもよい。
この構成では、液体および流体が貯留室内で大きく渦流するとともに、流体の浮力により、渦流の勢いが強くなるため、液体と流体とを良く混ぜることができる。

本発明の参考例としては、前記した混合装置において、前記第一内面が前記貯留室の頂部の内面である場合には、前記排出口を前記貯留室の側部の内面の下部に配置することが好ましい。
この構成では、液体および流体が貯留室内で大きく渦流するため、液体と流体とを良く混ぜることができる。

前記した混合装置において、前記貯留室の内面には、前後に対峙する前記第一内面および第二内面と、左右に対峙する第三内面および第四内面と、が角筒状に配置されている場合には、前記第一内面と前記第二内面との間の距離が、前記第三内面と前記第四内面との間の距離よりも長いように構成することが好ましい。
また、前記第一内面と前記第二内面との間の距離は、前記第三内面と前記第四内面との間の距離の２倍から４倍の間であることが好ましく、２．５倍から３．５倍の間であることがさらに好ましい。

この構成では、貯留室が扁平な空間になる。そして、貯留室を扁平な空間に形成すると、渦流の方向ベクトルが二次元的になる。これにより、貯留室内に形成された渦流を安定させることができるため、液体と流体とを良く混ぜることができる。
なお、調整板を貯留室の内面に重ねることで、貯留室の扁平の度合いを調整することもできる。

本発明の混合装置は、液体と流体とを良く混ぜることができるとともに、設置スペースを小さくすることができるため、液体と流体とを省スペースで効率良く混ぜることができる。

本発明の第一実施形態に係る混合装置を示した斜視図である。 本発明の第一実施形態に係る混合装置を示した断面図である。 本発明の第一参考例に係る混合装置を示した断面図である。 本発明の第二参考例に係る混合装置を示した斜視図である。 本発明の第三参考例に係る混合装置を示した断面図である。 本発明の第四参考例に係る混合装置を示した断面図である。 本発明の第二実施形態に係る混合装置を示した斜視図である。

本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、代表的な実施形態や具体例に基づいてなされるものであるが、本発明はそのような実施形態に限定されるものではない。
代表的な本実施形態では、生活排水などの被処理水（汚水）を浄化する汚水処理に用いられる混合装置について説明する。
本実施形態の混合装置は、活性汚泥による生物処理において、有機物を分解する活性汚泥（微生物）に酸素を供給するために、被処理水（特許請求の範囲における「液体」）に酸素（特許請求の範囲における「流体」）を混合するものである。
なお、各実施形態の説明において、同一の構成要素に関しては同一の符号を付し、重複した説明は省略するものとする。

［第一実施形態］
第一実施形態の混合装置１Ａは、図１に示すように、貯留室１０を有する処理槽２Ａと、処理槽２Ａに設けられた注入路１５および排出路１６と、を備えている。
混合装置１Ａでは、注入路１５から貯留室１０に被処理水および酸素を注入し、貯留室１０内で被処理水に酸素を混合した後に、被処理水および酸素を混合した処理水（特許請求の範囲における「混合体」）を貯留室１０内から排出路１６を通じて曝気槽や調整槽（排水槽）などの外槽（図示せず）に排出する。

処理槽２Ａは、中空な直方体であり、内部に貯留室１０が形成されている。処理槽２Ａは、上下一対の頂板２０および底板３０と、左右一対の左側壁４０および右側壁５０と、前後一対の前壁６０および後壁７０と、を備えている。

頂板２０および底板３０は、水平に配置された長方形の平板である。頂板２０は底板３０の直上に配置されている。頂板２０と底板３０とは同じ形状であり、前後方向よりも左右方向が長く形成されている。
頂板２０は、貯留室１０の頂部を構成するものであり、底板３０は、貯留室１０の底部を構成するものである。つまり、頂板２０の内面２１は、貯留室１０の頂部の内面であり、底板３０の内面３１は、貯留室１０の底部の内面である。頂板２０の内面２１と底板３０の内面３１とは、上下方向に対峙している。

底板３０の左右の縁部には、左側壁４０および右側壁５０がそれぞれ立ち上げられている。左側壁４０および右側壁５０は、底板３０に対して上方に向けて垂直に延びている。左側壁４０と右側壁５０とは同じ形状であり、前後方向よりも上下方向が長く形成されている。

底板３０の前後の縁部には、前壁６０および後壁７０がそれぞれ立ち上げられている。前壁６０および後壁７０は、底板３０に対して上方に向けて垂直に延びている。前壁６０と後壁７０とは同じ形状であり、左右方向よりも上下方向が長く形成されている。

左側壁４０、右側壁５０、前壁６０および後壁７０によって角筒状の胴部８０が形成されている。胴部８０の下面は底板３０によって塞がれており、胴部８０の上面は頂板２０によって塞がれている。

貯留室１０は、胴部８０によって外周が囲まれるとともに、頂板２０および底板３０によって上面および下面が塞がれた直方体の空間である。
貯留室１０の内面には、上下一対の内面２１，３１と、左右一対の内面４１，５１と、前後一対の内面６１，７１とが形成されている。

左側壁４０の内面４１（特許請求の範囲における「第一内面」）と、右側壁５０の内面５１（特許請求の範囲における「第二内面」）とは、貯留室１０の側部の内面であり、底板３０の内面３１に対して立ち上げられている。左側壁４０の内面４１と、右側壁５０の内面５１とは、左右方向に対峙している。
前壁６０の内面６１（特許請求の範囲における「第三内面」）と、後壁７０の内面７１（特許請求の範囲における「第四内面」）は、貯留室１０の側部の内面であり、底板３０の内面３１に対して立ち上げられている。前壁６０の内面６１と、後壁７０の内面７１とは、前後方向に対峙している。

左右に対峙する一対の内面４１，５１と、前後に対峙する一対の内面６１，７１とは角筒状に配置されている。
第一実施形態の混合装置１Ａでは、左側壁４０の内面４１と右側壁５０の内面５１との間の距離は、前壁６０の内面６１と後壁７０の内面７１との間の距離よりも長く形成されている。
このように、第一実施形態の貯留室１０では、左右方向の幅が前後方向の幅（奥行き）よりも大きく形成されている。これにより、貯留室１０内の空間は、左右方向に幅広で前後方向に狭い扁平な直方体に形成されている。

第一実施形態の処理槽２Ａには、図２に示すように、被処理水および酸素を貯留室１０内に注入するための注入路１５と、処理水を貯留室１０内から排出するための排出路１６と、が設けられている。

注入路１５は、左側壁４０の内面４１に開口した注入口１５ａと、注入口１５ａに連通する注入穴１５ｂと、左側壁４０の外面に設けられた注入管１５ｃと、によって構成されている。

注入口１５ａは、左側壁４０の内面４１に開口している。注入口１５ａは、円形の開口部である（図１参照）。注入口１５ａは、左側壁４０の内面４１の下部に配置されている。また、注入口１５ａは、左側壁４０の内面４１の前後方向の中央部に配置されている（図１参照）。
注入穴１５ｂは、注入口１５ａに連通する円形の穴であり、左側壁４０を左右方向に貫通している。

注入管１５ｃの先端部は、左側壁４０の外面に取り付けられており、注入管１５ｃは注入穴１５ｂに連通している。注入管１５ｃの基端部は、供給装置（図示せず）に連結されており、供給装置から注入管１５ｃに被処理水と高濃度の酸素が一緒に供給される。そして、被処理水および酸素は、注入管１５ｃから注入穴１５ｂを通じて、注入口１５ａから貯留室１０内に注入される。

排出路１６は、左側壁４０の内面４１に開口した排出口１６ａと、排出口１６ａに連通する排出穴１６ｂと、左側壁４０の外面に設けられた排出管１６ｃと、によって構成されている。

排出口１６ａは、左側壁４０の内面４１に開口している。排出口１６ａは、円形の開口部である（図１参照）。排出口１６ａは、左側壁４０の内面４１の下部に配置されている。また、排出口１６ａは、左側壁４０の内面４１の前後方向の中央部に配置されている（図１参照）。
排出穴１６ｂは、排出口１６ａに連通する円形の穴であり、左側壁４０を左右方向に貫通している。

排出管１６ｃの先端部は、左側壁４０の外面に取り付けられており、排出管１６ｃは排出穴１６ｂに連通している。排出管１６ｃの基端部は、次の工程（例えば、曝気槽や調整槽などの外槽）への配管に連結されている。そして、貯留室１０内の処理水は、排出口１６ａから排出穴１６ｂおよび排出管１６ｃを通じて、次の工程に送られる。

本実施形態の注入口１５ａおよび排出口１６ａは、左側壁４０の内面４１の上下方向の中央部（境界線Ｌ１）よりも下方に配置されている。また、注入口１５ａおよび排出口１６ａは、左側壁４０の内面４１の下半分の上下方向の中央部（境界線Ｌ２）を挟んで配置されている。注入口１５ａは、排出口１６ａの上方に配置されている。

次に、第一実施形態の混合装置１Ａを用いて、被処理水と酸素とを混合する処理について説明する。
まず、図２に示すように、供給装置（図示せず）から注入管１５ｃに被処理水および高濃度の酸素を供給し、その被処理水および酸素を注入口１５ａから貯留室１０内に注入する。

注入口１５ａから貯留室１０内に被処理水および酸素を注入すると、被処理水および酸素は右側壁５０の内面５１に当接して流れが大きく変化する。そして、被処理水および酸素は、貯留室１０内で縦方向に渦流した後に、処理水が左側壁４０の内面４１の排出口１６ａから排出される。

このとき、第一実施形態の貯留室１０では、被処理水および酸素によって上側の渦流Ｓ１と下側の渦流Ｓ２とが形成される。
そして、貯留室１０内の被処理水および酸素は、上側の渦流Ｓ１から下側の渦流Ｓ２に流れて、処理水が排出口１６ａから排出穴１６ｂに排出される。そして、処理水は、排出管１６ｃを通じて、次の工程に送られる。

第一実施形態の混合装置１Ａでは、注入口１５ａと排出口１６ａとが対峙した二面に形成されていないため、被処理水および酸素が渦流に巻き込まれることなく、排出口１６ａから排出され易いという問題を減少させることができる。これにより、被処理水および酸素は、貯留室１０内で長い経路を流れることになり、貯留室１０内の被処理水および酸素の挙動が大きく乱れることで、被処理水と酸素とが十分に接触するため、被処理水と酸素とを良く混ぜることができる。
また、貯留室１０が扁平な空間であるため、渦流の方向ベクトルが二次元的になる。これにより、貯留室１０内に形成された渦流を安定させることができる。
したがって、第一実施形態の混合装置１Ａでは、処理水の酸素濃度が高くなるため、活性汚泥による有機物の分解能力を高めることができる。

また、第一実施形態の混合装置１Ａでは、注入口１５ａに接続される注入管１５ｃと、排出口１６ａに接続される排出管１６ｃとが処理槽２の両側に直線状に配置されないため、混合装置１Ａの設置スペースを小さくすることができるとともに、混合装置１Ａのレイアウトの自由度を高めることができる。

次に、図１に示す第一実施形態の混合装置１Ａの酸素溶解効率と、従来の混合装置の酸素溶解効率との比較について説明する。
第一実施形態の混合装置１Ａでは、貯留室１０の左右方向の長さが９５ｍｍであり、貯留室１０の前後方向の長さが２８ｍｍである。また、貯留室１０の上下方向の長さが１４０ｍｍである。
つまり、第一実施形態の貯留室１０では、左側壁４０の内面４１と右側壁５０の内面５１との間の距離（左右方向の長さ）が、前壁６０の内面６１と後壁７０の内面７１との間の距離（前後方向の長さ）の３．４倍に形成されている。

第一実施形態の混合装置１Ａでは、注入口１５ａが左側壁４０の内面４１の下縁部から５５ｍｍの高さに配置されている。また、注入口１５ａの内径が９ｍｍである。また、排出口１６ａの内径が１３ｍｍである。第一実施形態の混合装置１Ａでは、被処理水の流量に対する酸素供給率は２．２％である。

従来の混合装置の貯留室は、第一実施形態の混合装置１Ａの貯留室１０と同じ形状である。また、従来の混合装置の注入口および排出口は、第一実施形態の混合装置１Ａの注入口１５ａおよび排出口１６ａと同じ形状である。従来の混合装置では、注入口が貯留室の上側の内面に開口し、排出口が下側の内面に開口している。
従来の混合装置では、第一実施形態の混合装置１Ａと同じ流量および酸素供給率で貯留室内に被処理水および酸素を注入する。

そして、第一実施形態の混合装置１Ａにおいて、図２に示すように、被処理水および酸素を貯留室１０内に注入したときに、被処理水に酸素が溶けた割合を示す酸素溶解効率を求めた。同様に、従来の混合装置において、被処理水と酸素とを貯留室内に注入したときの酸素溶解効率を求めた。なお、第一実施形態では、被処理水および処理水の溶存酸素濃度の差から、被処理水に溶解した酸素量を求め、被処理水に溶解した酸素量を被処理水に供給した酸素量で除した値を酸素溶解効率として、処理水の酸素溶解効率を測定した。

その結果、従来の混合装置の酸素溶解効率は１５．０％となり、第一実施形態の混合装置１Ａの酸素溶解効率は２５．５％となった。
このように、第一実施形態の混合装置１Ａでは、従来の混合装置に比べて、被処理水と酸素とが良く混ざることが分かった。

以上のような第一実施形態の混合装置１Ａでは、被処理水および酸素が渦流に巻き込まれることなく、排出口１６ａから排出され易いという問題を減少させることができるため、被処理水および酸素が貯留室１０内で渦流に巻き込まれながら長い経路を流れることになり、貯留室１０内において被処理水および酸素の挙動が大きく乱れる。
そして、第一実施形態の混合装置１Ａでは、被処理水と酸素とを良く混ぜることができるとともに、設置スペースを小さくすることができるため、被処理水と酸素とを省スペースで効率良く混ぜることができる。

以上、本発明の第一実施形態について説明したが、本発明は前記第一実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更が可能である。
第一実施形態では、図１に示すように、汚水処理に用いた混合装置１Ａについて説明したが、本発明の混合装置を用いて混合可能な液体および流体の種類は限定されるものではない。例えば、液体に他の液体を混合してもよい。

第一実施形態の混合装置１Ａにおいて、貯留室１０、注入口１５ａおよび排出口１６ａの形状や大きさは限定されるものではなく、要求される処理能力に応じて適宜に設定される。

第一実施形態の混合装置１Ａでは、注入口１５ａおよび排出口１６ａを左側壁４０の内面４１の下部に配置しているが、本発明の参考例としては、注入口１５ａおよび排出口１６ａを左側壁４０の内面４１の上部に配置してもよい。

第一実施形態の混合装置１Ａでは、注入口１５ａおよび排出口１６ａを左側壁４０の内面４１の前後方向の中央部に配置しているが、注入口１５ａおよび排出口１６ａを左側壁４０の内面４１の前部または後部に配置してもよい。また、注入口１５ａと排出口１６ａとを前後方向にずらしてもよい。

第一実施形態の混合装置１Ａでは、左側壁４０の内面４１に注入口１５ａおよび排出口１６ａが開口しているが、右側壁５０の内面５１、前壁６０の内面６１または後壁７０の内面７１に注入口１５ａおよび排出口１６ａを開口してもよい。

第一実施形態の混合装置１Ａでは、貯留室１０の左右方向の長さが前後方向の長さの３．４倍に形成されているが、２倍から４倍の間である場合には、貯留室１０内に形成された渦流が安定し易くなる。さらに、貯留室１０の左右方向の長さが前後方向の長さの２．５倍から３．５倍の間である場合には、貯留室１０内に形成された渦流をより安定させることができるため、被処理水と酸素とを良く混ぜることができる。

［第一参考例］
次に、第一参考例の混合装置１Ｂについて説明する。
第一参考例の混合装置１Ｂは、図３に示すように、注入口１５ａおよび排出口１６ａの位置が第一実施形態の混合装置１Ａ（図２参照）と異なっている。

第一参考例の混合装置１Ｂでは、頂板２０の内面２１（特許請求の範囲における「第一内面」）に注入口１５ａおよび排出口１６ａが開口している。このように、第一参考例の混合装置１Ｂでは、貯留室１０の頂部の内面に注入口１５ａおよび排出口１６ａが開口している。頂板２０の内面２１は、底板３０の内面３１（特許請求の範囲における「第二内面」）に対峙している。

なお、第一参考例の処理槽２Ｂは、図２に示す第一実施形態の処理槽２Ａと同じものあり、第一実施形態の処理槽２Ａの右側壁５０が下側となるように、第一実施形態の処理槽２Ａの置き方を変化させたものである。

第一参考例の注入口１５ａおよび排出口１６ａは、図３に示すように、頂板２０の内面２１の左右方向の中央部（境界線Ｌ３）よりも左方に配置されている。注入口１５ａは、排出口１６ａの右方に配置されている。注入口１５ａおよび排出口１６ａは、頂板２０の内面２１の左半分の左右方向の中央部（境界線Ｌ４）を挟んで配置されている。

第一参考例の混合装置１Ｂでは、注入口１５ａから被処理水および酸素を貯留室１０内に注入すると、左側の渦流Ｓ３および右側の渦流Ｓ４が形成される。
貯留室１０において注入口１５ａよりも右方の空間は、注入口１５ａよりも左方の空間よりも左右方向に大きいため、右側の渦流Ｓ４は左側の渦流Ｓ３よりも大きくなる。

そして、貯留室１０内の被処理水および酸素は、右側の渦流Ｓ４から左側の渦流Ｓ３を流れて排出口１６ａから排出される。
第一参考例の混合装置１Ｂでは、注入口１５ａと排出口１６ａとが対峙した二面に形成されていないため、被処理水および酸素が渦流に巻き込まれることなく、排出口１６ａから排出され易いという問題を減少させることができる。これにより、被処理水および酸素は、貯留室１０内で渦流に巻き込まれながら長い経路を流れることになり、貯留室１０内の被処理水および酸素の挙動が大きく乱れることで、被処理水と酸素とが十分に接触するため、被処理水と酸素とを良く混ぜることができる。

以上、本発明の第一参考例について説明したが、第一実施形態と同様に、本発明は前記第一参考例に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更が可能である。
第一参考例の混合装置１Ｂでは、注入口１５ａおよび排出口１６ａを頂板２０の内面２１の右側の領域に配置しているが、注入口１５ａおよび排出口１６ａを頂板２０の内面２１の左側の領域に配置してもよい。

［第二参考例］
次に、第二参考例の混合装置１Ｃについて説明する。
第二参考例の混合装置１Ｃは、図４に示すように、注入口１５ａおよび排出口１６ａの位置が第一実施形態の混合装置１Ａ（図２参照）と異なっている。

第二参考例の混合装置１Ｃでは、左側壁４０の内面４１（特許請求の範囲における「第一内面」）に注入口１５ａおよび排出口１６ａが開口している。左側壁４０の内面４１は、右側壁５０の内面５１（特許請求の範囲における「第二内面」）に対峙している。
第二参考例の左側壁４０および右側壁５０は、上下方向よりも前後方向に長く形成されている。

なお、第二参考例の処理槽２Ｃは、図２に示す第一実施形態の処理槽２Ａと同じものあり、第一実施形態の処理槽２Ａの後壁７０が下側となるように、第一実施形態の処理槽２Ａの置き方を変化させたものである。

第二参考例では、注入口１５ａおよび排出口１６ａが横方向に並んでいる。第二参考例では、注入口１５ａおよび排出口１６ａが左側壁４０の前部に配置されている。注入口１５ａは、排出口１６ａの後方に配置されている。

第二参考例の混合装置１Ｃでは、注入口１５ａから被処理水および酸素を貯留室１０内に注入すると、横方向に渦流した前側の渦流および後側の渦流が形成される。
貯留室１０において注入口１５ａよりも後方の空間は、注入口１５ａよりも前方の空間よりも左右方向に大きいため、後側の渦流は前側の渦流よりも大きくなる。

そして、貯留室１０内の被処理水および酸素は、後側の渦流から前側の渦流を流れて排出口１６ａから排出される。
第二参考例の混合装置１Ｃでは、注入口１５ａと排出口１６ａとが対峙した二面に形成されていないため、被処理水および酸素が渦流に巻き込まれることなく、排出口１６ａから排出され易いという問題を減少させることができる。これにより、被処理水および酸素は、貯留室１０内で渦流に巻き込まれながら長い経路を流れることになり、貯留室１０内の被処理水および酸素の挙動が大きく乱れることで、被処理水と酸素とが十分に接触するため、被処理水と酸素とを良く混ぜることができる。

以上、本発明の第二参考例について説明したが、第一実施形態と同様に、本発明は前記第二参考例に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更が可能である。
第二参考例の混合装置１Ｃでは、注入口１５ａおよび排出口１６ａを左側壁４０の内面４１の前部に配置しているが、注入口１５ａおよび排出口１６ａを左側壁４０の内面４１の後部に配置してもよい。
第二参考例の混合装置１Ｃでは、左側壁４０の内面４１に注入口１５ａおよび排出口１６ａを開口しているが、右側壁５０の内面５１、前壁６０の内面６１または後壁７０の内面７１に注入口１５ａおよび排出口１６ａを開口してもよい。

［第三参考例］
次に、第三参考例の混合装置１Ｄについて説明する。
第三参考例の混合装置１Ｄは、図５に示すように、注入口１５ａおよび排出口１６ａの位置が第一実施形態の混合装置１Ａ（図２参照）と異なっている。

なお、第三参考例の処理槽２Ｄは、第一実施形態の処理槽２Ａ（図２参照）と同じ形状であり、第一実施形態の処理槽２Ａと同じ置き方になっている。

第三参考例の混合装置１Ｄでは、左側壁４０の内面４１（特許請求の範囲における「第一面」）に注入口１５ａが開口している。左側壁４０の内面４１は、右側壁５０の内面５１（特許請求の範囲における「第二内面」）に対峙している。第三参考例の注入口１５ａは、左側壁４０の内面４１の下半分の上下方向の中央部（境界線Ｌ２）よりも下方に配置されている。

第三参考例の混合装置１Ｄでは、頂板２０の内面２１に排出口１６ａが開口している。このように、第三参考例の混合装置１Ｄでは、貯留室１０の頂部の内面に排出口１６ａが開口している。第三参考例の排出口１６ａは、頂板２０の内面２１の左右方向の中央部（境界線Ｌ５）よりも右方に配置されている。

第三参考例の混合装置１Ｄでは、注入口１５ａから被処理水および酸素を貯留室１０内に注入すると、貯留室１０内に一つの大きな渦流Ｓ５が形成される。そして、貯留室１０内の被処理水および酸素は、大きな渦流Ｓ５を通過して排出口１６ａから排出される。
第三参考例の混合装置１Ｄでは、注入口１５ａと排出口１６ａとが対峙した内面に形成されていないため、被処理水および酸素が渦流に巻き込まれることなく、排出口１６ａから排出され易いという問題を減少させることができる。これにより、被処理水および酸素は、貯留室１０内で渦流に巻き込まれながら長い経路を流れることになり、貯留室１０内の被処理水および酸素の挙動が大きく乱れることで、被処理水と酸素とが十分に接触するため、被処理水と酸素とを良く混ぜることができる。

以上、本発明の第三参考例について説明したが、第一実施形態と同様に、本発明は前記第三参考例に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更が可能である。
第三参考例の混合装置１Ｄでは、注入口１５ａを左側壁４０の内面４１の下部に配置しているが、注入口１５ａを左側壁４０の内面４１の上部に配置してもよい。
第三参考例の混合装置１Ｄでは、排出口１６ａを頂板２０の内面２１の右側の領域に配置しているが、注入口１５ａを頂板２０の内面２１の左側の領域に配置してもよい。
第三参考例の混合装置１Ｄでは、左側壁４０の内面４１に注入口１５ａが開口しているが、右側壁５０の内面５１、前壁の内面または後壁の内面に注入口１５ａを開口してもよい。

［第四参考例］
次に、第四参考例の混合装置１Ｅについて説明する。
第四参考例の混合装置１Ｅは、図６に示すように、注入口１５ａおよび排出口１６ａの位置が第三参考例の混合装置１Ｄ（図５参照）と逆に配置されている。

第四参考例の混合装置１Ｅでは、頂板２０の内面２１（特許請求の範囲における「第一面」）の右側の領域に注入口１５ａが開口し、左側壁４０の内面４１の下部に排出口１６ａが開口している。

第四参考例の混合装置１Ｅでは、注入口１５ａから被処理水および酸素を貯留室１０内に注入すると、貯留室１０内に一つの大きな渦流Ｓ６が形成される。そして、貯留室１０内の被処理水および酸素は、大きな渦流Ｓ６を通過して排出口１６ａから排出される。
第四参考例の混合装置１Ｅでは、注入口１５ａと排出口１６ａとが対峙した内面に形成されていないため、被処理水および酸素が渦流に巻き込まれることなく、排出口１６ａから排出され易いという問題を減少させることができる。これにより、被処理水および酸素は、貯留室１０内で渦流に巻き込まれながら長い経路を流れることになり、貯留室１０内の被処理水および酸素の挙動が大きく乱れることで、被処理水と酸素とが十分に接触するため、被処理水と酸素とを良く混ぜることができる。

以上、本発明の第四参考例について説明したが、第三参考例と同様に、本発明は前記第四参考例に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更が可能である。
第四参考例の混合装置１Ｅでは、注入口１５ａを頂板２０の内面２１の右側の領域に配置しているが、注入口１５ａを頂板２０の内面２１の左側の領域に配置してもよい。
第四参考例の混合装置１Ｅでは、排出口１６ａを左側壁４０の内面４１の下部に配置しているが、排出口１６ａを左側壁４０の内面４１の上部に配置してもよい。
第四参考例の混合装置１Ｅでは、左側壁４０の内面４１に排出口１６ａが開口しているが、右側壁５０の内面５１、前壁の内面または後壁の内面に排出口１６ａを開口してもよい。

［第二実施形態］
次に、第二実施形態の混合装置１Ｆについて説明する。
第二実施形態の混合装置１Ｆは、図７に示すように、貯留室１０内に調整板９０を配置している点で、第一実施形態の混合装置１Ａ（図２参照）と異なっている。

第二実施形態の混合装置１Ｆでは、前壁６０の内面および後壁７０の内面にそれぞれ調整板９０が重ねられている。つまり、貯留室１０内には、前後一対の調整板９０，９０が挿入されている。調整板９０は、前壁６０の内面６１および後壁７０の内面７１と同じ形状の平板である。

この構成では、調整板９０を貯留室１０の内面に重ねることで、貯留室１０の扁平の度合いを調整することができる。
なお、貯留室１０の左右方向の長さが前後方向の長さの２倍から４倍の間である場合には、貯留室１０内に形成された渦流が安定し易くなる。さらに、貯留室１０の左右方向の長さが前後方向の長さの２．５倍から３．５倍の間である場合には、貯留室１０内に形成された渦流をより安定させることができるため、被処理水と酸素とを良く混ぜることができる。

また、調整板９０を貯留室１０の内面に重ねることで、貯留室１０内の体積を調整することができる。そして、被処理水および酸素の種類や被処理水に応じて、貯留室１０内の体積を調整し、貯留室１０内における被処理水および酸素の滞留時間を調整することで、被処理水と酸素とを効果的に混ぜることができる。

以上、本発明の第二実施形態について説明したが、第一実施形態と同様に、本発明は前記第二実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更が可能である。
第二実施形態の混合装置１Ｆでは、前壁６０の内面６１および後壁７０の内面７１に調整板９０を重ねているが、頂板２０、底板３０、左側壁４０および右側壁５０の内面に調整板９０を重ねてもよい。また、貯留室１０内に挿入される調整板９０の枚数は限定されるものではなく、一枚の調整板９０や三枚以上の調整板９０を貯留室１０内に挿入してもよい。

なお、注入口１５ａまたは排出口１６ａが開口している内面に調整板９０を重ねる場合には、調整板９０によって注入口１５ａまたは排出口１６ａが塞がれないように、調整板９０に穴や切り欠き部を形成する。

本発明の混合装置によれば、例えば、ビルの地下に設けられたビルピット、マンホールや工場などの排水（用水）施設に設置することが可能である。また、微細気泡化を活用する分野では、例えば水産物・農畜産物の成長促進や鮮度保持、食品の風味・食感の改質、精密機械・電子部品の洗浄や剥離、医療・医薬品、化粧品などの各種用途において好適に利用することができる。

１Ａ 混合装置（第一実施形態）
１Ｂ 混合装置（第一参考例）
１Ｃ 混合装置（第二参考例）
１Ｄ 混合装置（第三参考例）
１Ｅ 混合装置（第四参考例）
１Ｆ 混合装置（第二実施形態）
２Ａ 処理槽（第一実施形態）
２Ｂ 処理槽（第一参考例）
２Ｃ 処理槽（第二参考例）
２Ｄ 処理槽（第三参考例）
２Ｅ 処理槽（第四参考例）
１０ 貯留室
１５ 注入路
１５ａ 注入口
１５ｂ 注入穴
１５ｃ 注入管
１６ 排出路
１６ａ 排出口
１６ｂ 排出穴
１６ｃ 排出管
２０ 頂板
２１ 頂板の内面
３０ 底板
３１ 底板の内面
４０ 左側壁
４１ 左側壁の内面
５０ 右側壁
５１ 右側壁の内面
６０ 前壁
６１ 前壁の内面
７０ 後壁
７１ 後壁の内面
８０ 胴部
９０ 調整板

Claims (3)

1. 液体に流体を混合するための混合装置であって、
   前記液体および前記流体の混合体が貯留される直方体の空間である貯留室を有する処理槽を備え、
   前記貯留室の内面には、
   前記液体および前記流体を前記貯留室内に注入するための注入路の注入口が開口するとともに、
   前記混合体を前記貯留室内から排出するための排出路の排出口が開口し、
   前記注入口は、前記排出口よりも上方に配置され、
   前記注入口および前記排出口は、前記貯留室の側部の第一内面の下半分の領域に配置されており、
   前記貯留室内の上部まで前記混合体を貯留させた状態で、前記注入口から前記液体および前記流体を前記貯留室内に注入するとともに、前記排出口から前記混合体を排出することで、前記貯留室内の前記混合体に上下二つの渦流を生じさせることを特徴とする混合装置。
2. 請求項１に記載の混合装置であって、
   前記貯留室の内面には、前後に対峙する前記第一内面および第二内面と、左右に対峙する第三内面および第四内面と、が角筒状に配置されており、
   前記第一内面と前記第二内面との間の距離が、前記第三内面と前記第四内面との間の距離よりも長いことを特徴とする混合装置。
3. 請求項２に記載の混合装置であって、
   前記第一内面と前記第二内面との間の距離は、前記第三内面と前記第四内面との間の距離の２倍から４倍の間であることを特徴とする混合装置。

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