JPH0379057B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、液体中に気体をより効率良く溶け込
ませるようにした液体と気体との撹拌混合装置に
関するものである。

〔従来の技術〕

水等の液体中に空気等の気体を溶け込ませる装
置としては、コンプレツサーまたはブロアーを用
いて液中に配設されたパイプ内に気体を圧送し、
このパイプに設けられた多数の小孔から気体を液
中に気泡として噴出させるものとか、液面部でモ
ータ等の駆動装置により水車を回転させて激しい
しぶきを発生させ、このしぶきにより多数の気泡
を液中に掻き込むものとかがあるが、これらの装
置により得られる液中での気泡は、あまりにも大
きいために、気泡自体のもつ浮力により短時間の
うちに液面まで浮上してしまい、気体が液体に溶
け込むのに必要な充分な時間を得ることができな
かつた。

この上記した液体と気体との撹拌混合装置は、
養殖、浄水等の多方面において使用されているの
であるが、気体を液体内により大量に溶け込ませ
ることのできる撹拌混合装置の出現が強く望まれ
ている。

特に、鰻の養殖の場合のように、養殖池の水の
出入りがほとんどない場合には、前記した撹拌混
合装置では、水中への空気の溶け込みが少ないの
で、撹拌混合装置を連続駆動させていても短期間
のうちに水中のアンモニア濃度が高くなるばかり
かアオミドロが発生し、養殖にとつては極めて都
合の悪い事態になることがしばしば生じている。

この不都合を解消するため、本発明者は、上記
した従来技術の欠点、不都合を解消する発明（特
公昭61−36448号公報）を先に提案した。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この特公昭61−36448号公報に示された技術は、
撹拌混合される気体雰囲気中に開口した上端開口
部を撹拌混合される液体液面上に突出位置させて
配置された直線円筒形状の外殻体と、この外殻体
の全長にわたり同軸心状に挿入組付けされ、高速
で回転駆動される直線円柱形状の駆動体とから成
り、外殻体と駆動体との間の間隙を、駆動体の高
速回転時に液体が間隙内に侵入位置することがで
きる範囲で、できる限り小さい値に設定した構成
となつている。

この特公昭61−36448号公報は、液体に比べて
はるかに比重の小さい気体であつても、極めて小
さい気泡状となつて液体中に位置する場合には、
ブラウン運動に似た現象により、気泡に作用する
浮力に打ち勝つて長時間の間、液中に不規則に遊
動しながら位置することができると云うことに着
眼し、気体雰囲気中の液体を激しく渦流運動させ
ることにより液体中に気体の極めて小さい気泡を
発生させ、この極めて小さいかつ多数の気泡を液
体内に長時間位置させることにより、気体の液体
内への溶け込みを、極めて効率良く達成するもの
となつており、外殻体の下端開口部分から液体を
間隙内に侵入位置させると共に、この間隙内の液
体を、駆動体の高速回転運動により発生する激し
い渦流運動により気体と撹拌混合し、この撹拌混
合により発生する多数の細かい気泡を含んだ液体
を外殻体の下端開口部分から下方に放出する。

しかしながら、上記した構成で、外殻体の下端
から噴出される気体が混合された液体は、外殻体
の下端開口部から渦流に沿つて下方に噴出される
ことになると、その噴出方向が規制されてしまう
ので、短時間のうちに水中の広範囲に分散するこ
とが難しいものとなつてしまう。

この点に鑑み、上記発明では、駆動体を筒形状
とすると共に、外殻体の下端から突出したその周
壁の下端部に多数の放気孔を開孔し、駆動体の高
速回転に伴なつて外殻体の下端開口部直下の水中
に、放出方向に大径の気泡を噴出させる構成も提
案している。

すなわち、駆動体の高速回転動作を利用して、
駆動体の下端に開口した放気孔から空気を放射方
向に噴出させ、この空気の噴出により下方に放出
された細い気泡の放出方向を放射方向にしようと
するものであるが、実際の運転では、充分な効果
を得ることができず、むしろ水中に放出される放
気孔からの大きい気泡が早期にその放射方向への
噴出勢いを失い、回りの細い気泡を凝集して浮き
上がつてしまうと云う不都合が強く現われること
になつてしまつていた。

例えば、内径61mmで、水面下の高さ930mmに調
整された外殻体に、径35mmで水面下の高さ1070mm
に調整した駆動体を組付けて構成した装置を、
8000〜11000〔rpm〕で回転駆動した場合、間隙内
で成形された気泡は、この間隙内から渦流に従つ
て放出されるだけであるので、外殻体の下端開口
部から下方に向かつて放出され、その飛散範囲も
装置のほぼ5m範囲内であつた。

本発明は、上記した従来例における欠点、およ
び不都合を解消すべく創案されたもので、間隙内
から下方に勢い良く放出される空気と水との撹拌
混合物の勢いを阻害することなく、単にこの撹拌
混合物の飛散方向をガイドするだけとすることに
よつて、間隙内から下方に放出されてくる撹拌混
合物の放射方向への飛散を効率良く達成すること
をその技術的課題とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

以下、本発明を、本発明の一実施例を示す図面
を参照しながら説明する。

本発明による液体と気体との撹拌混合装置は、
直線円筒形状の外殻体２と、直線円柱形状の駆動
体１とから構成される。

外殻体２は、混合される気体雰囲気中に開口し
た上端開口部３を混合される液体液面上に突出位
置させて配置される。

また、駆動体１は、上記した外殻体２よりも大
きな長さを有すると共に極めて円滑な外周面を有
しており、外殻体２内にこの外殻体２の全長に渡
り同軸心状に挿入組付けされるものであり、8000
〔rpm〕以上の高速で回転駆動される。

そして、駆動体１の下部周面であつて、前記し
た外殻体２の下端から突出した部分には、外殻体
２の下端開口部口径に比べて充分に小さい外径の
放散片６が突設され、更に、前記した外殻体２と
駆動体１との間に形成される間隙５は、駆動体１
の高速回転時に液体がこの間隙５内に侵入位置す
ることができる範囲で、できる限り小さい値に設
定される。

駆動体１の外周面を極めて円滑な面に研磨加工
したのは、この駆動体１が8000〔rpm〕から11000
〔rpm〕程度の極めて高速で回転されるため、液
体との間の摩擦をできる限り少なくするためであ
る。

この駆動体１の外周面が平滑でないと、高速回
転している駆動体１に激しい振動が発生してしま
い、所望の回転速度を得ることができなくなつて
しまう。

〔作用〕

上記した構成にあつて、外殻体２と駆動体１と
の間に形成される間隙５内には、外殻体２の下端
から液体が侵入位置していると共に、外殻体２は
その上端開口部３が常時開放状態にあるので、こ
の上端開口部３から気体が供給される状態にあ
る。

この状態から駆動体１を8000〔rpm〕以上の高
速で回転させると、駆動体１外周面に接触する間
隙５内に液体および気体は、この駆動体１の回転
運動に追従して回転し、激しい渦流運動をし、こ
のため下方に引き込まれることになる。渦流運動
により液中に引き込まれた気体は、駆動体１の高
速回転動作と液体の激しい渦流運動とにより、こ
の液体と激しく撹拌され細分化されて極めて細い
気泡に成形される。

このようにして、成形された極めて細い気泡
は、激しく渦流運動する液体と一緒に外殻体２の
下端開口部４から下方に向かつて勢い良く放出さ
れる。

また、駆動体１の下部周面には、間隙５の下端
開口部に対向する姿勢で放散片６が突設されてい
るので、駆動体１の高速回転動作により、この放
散片６の周囲の液体も強制的に回転され、この回
転力により放射方向に勢い良く流動している。

このため、間隙５内から下方に勢い良く放出さ
れた細い気泡は、この放散片６に突当ると共に、
この放散片６周囲の液体と一緒に放射方向にはじ
き飛ばされることになり、このため間隙５内から
下方に放出された細い気泡は放散片６により、そ
の放出方向を放射方向に矯正されることになり、
これによつて細い気泡のより遠方への飛散が達成
されることになる。

従つて、上記したように、渦流運動により多量
の極めて細かいミクロ状の気泡を液体中で広範囲
にわたつて発生させることができるので、気体は
確実に液体内に溶け込んで混合し、その状態を長
時間にわたつて維持することが可能となる。

〔実施例〕 以下の説明においては、液体として水を、気体
として空気を使用した場合について説明する。

図示実施例の場合、外殻体２は、その上端で水
面直上に不動に配置されたベース板７に、その上
端開口部３が閉塞されない状態で、固着されてい
る。

ベース板７上には、このベース板７との間に一
定の間隔を形成して取付け板８が固定されてお
り、この取付け板８に駆動源であるモータ９が固
定されている。

このモータ９を取付けた取付け板８には、外殻
体２内に同軸心状に挿入組付けされた駆動体１の
上方に延出した上部を強固に保持する軸受体１２
が固定されていて、この駆動体１に振動すること
なく安定した状態で高速回転することができるよ
うに保持している。

また、駆動体１の下端部周面の放散片６は、鍔
状であつても複数の突片状であつても良く、駆動
体１の高速回転に伴なつて外殻体２の下端開口部
４直下の水中に、放射方向への水流を確実に形成
できるものであれば良い。

なお、ベース板７と取付け板８との間の間隙に
位置した駆動体１部分には、プーリ１１が固着さ
れており、モータ９のモータ軸に固着されてベー
ス板７と取付け板８との間に位置した駆動プーリ
１０との間に伝動ベルトが掛け渡されていて、モ
ータ９により駆動体１を回転駆動するようになつ
ている。

また、図中１３は取付金具であつて、前記した
軸受体１２の取付け強度をより高めるために設け
られたものであり、１４はモータ９及び軸受体１
２のカバー体である。

さらには、駆動体１の高速回転によつて駆動体
１に振動が生じてしまうことのないように、駆動
体１の下端を軸支する支持体１５を、例えばベー
ス板７からロツド等を介して連結固定すると良
く、また上記高速回転によつて外殻体２に振動が
生じてしまうことのないように、外殻体２の下端
を上記した支持体１５に固定するのも良いであろ
う。この場合、外殻体２に下端開口部４は下端部
周壁に開口されることになる。

次に、図示実施例の運転例を示す。

内径61mmで、水面下の高さ930mmに調整された
外殻体２に、外径35mmで、水面下の高さ1070mmに
調整した駆動体１を組付け、突出高さ１mmのリン
グ状となつた放散片６を設けて構成した本発明装
置を、8000〜11000〔rpm〕で回転駆動したとこ
ろ、本発明装置から約15m離れた水面に水を満た
して倒立させたコツプ内が約３時間後には空気に
置換されていたことから、少なくとも発生された
気泡が15m周囲に飛散されていることを確認する
ことができた。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明の液体
と気体との撹拌混合装置によれば、極めて小さな
径の気泡を水中の全域にわたつて広範囲に放出す
ることができ、上記気泡は径が極小であるため
に、それ自身の浮力によつて短時間の内に水面に
浮上してしまうことはなく、不規則に遊動移動し
ながら水中に長時間にわたつて残留して、空気中
の酸素及び窒素を効果的に水中に溶け込ませるこ
とができ、よつて、水の浄化や魚介類の養殖に極
めて有益である等、多くの優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明による液体と気体との撹拌混合
装置の一部縦断面正面図である。 符号の説明、１；駆動体、２；外殻体、３；上
端開口部、５；間隙、６；放散片。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 撹拌混合される気体雰囲気中に開口した上端
   開口部３を撹拌混合される液体液面上に突出位置
   させて配置される直線円筒形状の外殻体２と、該
   外殻体２よりん大きな長さを有すると共に極めて
   円滑な外周面を有し、前記外殻体２内に該外殻体
   ２の全長にわたり同軸心状に挿入組付けされ、
   8000〔rpm〕以上の高速で回転駆動される直線円
   柱形状の駆動体１とから成り、前記外殻体２の下
   端から突出した前記駆動体１の下部周面に、前記
   外殻体２の下端開口口径よりも充分に小さい外径
   の放散片６を突設し、前記外殻体２と駆動体１と
   の間の間〓５を、前記駆動体１の高速回転時に前
   記液体が前記間〓５内に侵入位置することができ
   る範囲で、できる限り小さい値に設定して成る液
   体と気体との撹拌混合装置。