JPH10277592A - 気泡混入式水流発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 湖沼等の水質浄化装置において、水中への溶
融酸素量の増大化をはか。 【解決手段】 水中に設置するダクト５にスクリュープ
ロペラ１と多数の微小細孔13ｂを有する気泡放出板13と
を設け、微小細孔13ｂで発生した微細気泡15をプロペラ
１の旋回流に乗せることで、気泡の上昇を抑えながら遠
方まで拡散することができ、気泡と周囲水との接触時間
および接触面積の増大化をはかり、水中への溶融酸素量
の増大化を可能にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、湖，池，貯水槽
（活魚槽），プール，港湾，水産養殖場等の閉鎖性水域
における水質浄化のための水塊交換，流動促進等に適用
される気泡混入式水流発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】閉鎖性水域における水質浄化装置とし
て、図７に示す水流発生装置01で水流を発生させるとと
もに、この水流に図８に示す気泡発生装置02で発生させ
た気泡を混入するようにしたものが知られている。

【０００３】ここで、水流発生装置01は、図７に示すよ
うにモータ３で回転駆動されるスクリュープロペラ１を
両端部に開口部を有する円筒形のダクト５の中に配置
し、モータ３を外部電源８により駆動して水流９を発生
させる構成になっている。図７中の符号２はプロペラボ
スを、符号４は支持装置を、符号６は水面を、符号７は
水底をそれぞれ示している。また気泡発生装置02は、図
８に示すように水底７に設置した空気泡発生器11に圧縮
機10などで空気を送り込んで気泡12を発生させる構成と
なっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の従来
の水質浄化装置では、気泡発生装置02で発生する気泡が
大きいため、浮力により早期に浮上し、遠方まで気泡が
到達しないという不具合がある。また、気泡径が大きい
ため周囲の水との接触面積が小さく、水質改善効果が小
さいという不具合もある。

【０００５】本発明は、これらの不具合を解消しようと
するもので、簡単な構造で大量の微細気泡を発生させる
ことにより、周囲水との接触面積を増加させて周囲水に
溶融する酸素量の増大化をはかるとともに、気泡を水流
に乗せて効率よく遠くまで拡散させることができるよう
にした装置を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、水中に配設さ
れ両端部に開口を有するダクトと、同ダクトの内部に設
けられたスクリュープロペラとをそなえた水流発生装置
において、上記ダクトの内面に、空気源に連通する微細
気泡発生部を設けて課題解決の手段としている。また、
上記微細気泡発生部を、多数の微細気泡発生用の微小細
孔をそなえた渦巻き状の気泡放出管で構成して課題解決
の手段としている。

【０００７】本発明では、微細気泡発生部で大量の微細
気泡が発生し、かつその微細気泡がスクリュープロペラ
の回転で発生した水流で剪断されて一層微細化して水流
に混入する。気泡は微細なため、浮力も小さく、水流に
乗って遠方まで拡散し、周囲水に溶融する酸素量を大幅
に増大することができる。また、渦巻き状の気泡放出管
が水流の旋回を高めるように作用し、気泡の遠方への拡
散を促進することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の実施形
態について説明すると、図１〜５はその第１実施形態と
しての気泡混入式水流発生装置を示すもので、図１はそ
の側断面図、図２は図１のＡ−Ａ矢視断面図、図３，
４，５はいずれもその変形例の要部の側断面図である。
図６はその第２実施形態としての気泡混入式水流発生装
置の側断面図である。なお図１〜６において図７，８と
同じ符号はほぼ同一の部材を示している。

【０００９】図１〜５により第１実施形態について説明
する。この第１実施形態の場合、ダクト５は両端部に開
口部を有する円筒体に形成されるとともに、図７に示し
た従来の装置のダクト５と同様に、水底に水平状に設置
される。

【００１０】ダクト５の内部に、モータ３を駆動源とす
るスクリュープロペラ１がダクト５と同芯状に設けら
れ、スクリュープロペラ１の下流部のダクト５の内壁面
の全周に、微細気泡発生部としての気泡放出板13が取り
付けられている。符号３ａは回転軸を示している。

【００１１】気泡放出板13は多数の微細気泡発生用の微
小細孔13ｂを有する多孔質材を環状に形成して構成され
てダクト５の内壁面と面一状に埋込まれており、各微小
細孔13ｂから、圧縮機10より通気管10ａを介して供給さ
れた空気を微細気泡として噴出できるようになってい
る。符号13ａは環状の気泡放出板13の外側に設けられた
環状通気流路を示しており、この環状通気流路13ａに通
気管10ａが接続され、空気が、圧縮機（空気源）10か
ら、通気管10ａ → 環状通気流路13ａ → 気泡放出板13
の微小細孔13ｂ の順に流れてダクト５内に微細気泡を
発生できるようになっている。図中の矢印16はスクリュ
ープロペラ１で発生するダクト内の水流の方向を示して
いる。また符号15は微小細孔13ｂで発生した微細気泡
（例えば径が３００μｍ）を示している。

【００１２】上述の構成において、スクリュープロペラ
１が回転するとダクト５内に水流が発生する。気泡放出
板13の表面上に相対流速が生じることで、微細気泡15が
生成される。気泡放出板13からから発生した直後の気泡
は、流速が遅い場合は他の気泡と次々に合体していき大
きくなり、浮力も大きくなって直ちに上昇してしまう。
しかし、水流の流速が速い場合、水流の剪断力でさらに
微細化されるとともに、他の気泡と合体する前に流され
てしまうため、極微細な形に溜り浮力も小さく、水流に
乗って遠方まで拡散していくようになる。

【００１３】この実施形態の場合、水流がスクリュープ
ロペラ１の回転力とダクト５による水平方向の流速とを
もっているので、気泡の浮上が抑えられ、遠方への拡散
が促進される。

【００１４】このようにして、気泡が極微小形状のまま
水中に長時間溜まるため、気泡が周囲水と接触する接触
時間が増加する一方、接触面積も増加する（同一の空気
量に対して気泡径が小さいほど気泡と周囲水との接触面
積が大きくなる）。その結果、水中への酸素の溶解量が
増加して水質改善の効果を大幅に増大することができ
る。

【００１５】特に水流発生装置をプロペラ式としている
ので、プロペラ外周付近ほど流速が速く、かつ旋回流も
発生するため、例えばジェットノズル式水流発生装置に
比べて、多孔質材製の気泡放出板13の表面での水流の絶
対流速が高くなって、微細気泡の発生が容易となり、簡
単な構成で大量の微細気泡を発生させることができる。

【００１６】図３の変形例では、気泡放出板13がスクリ
ュープロペラ１と同じ位置に設けられている。また図４
の変形例では、気泡放出板13がスクリュープロペラ１の
上流側に設けられている。さらに図５の変形例ではダク
ト５が先細りのノズル形状に形成され、気泡放出板13が
流路断面を狭められたところに設けられている。

【００１７】ダクト５の流路断面積がスクリュープロペ
ラ１の前後で同一の場合は、気泡放出板13の位置が、図
３，図４に示す変形例のように変化しても、図１に示し
たものとほぼ同じ作用効果が得られる。

【００１８】また図５に示す変形例のように、ダクト５
の流路断面をスクリュープロペラ１の下流で狭める構成
とすることにより、気泡放出板13の設置位置付近で流速
を加速することができ、微細気泡の発生を一層促進する
ことができる。

【００１９】次に図６により第２実施形態について説明
する。この第２実施形態の気泡混入式水流発生装置で
は、両端部に開口を有し円錐台形状のダクト５の内部
に、多数の微細気泡発生用の微小細孔を有する気泡放出
管17が渦巻き状に設けられている。

【００２０】気泡放出管17は、スクリュープロペラ１
（このスクリュープロペラ１もダクト５内に同芯状に配
設されている）で発生する水流の捩れ方向と同じ捩れ方
向の渦巻き状に形成されている。

【００２１】この第２実施形態のものでは、水流が気泡
の放出部（気泡放出管17）と接触する面積が増えるた
め、より多くの空気（酸素）を水流中に送り込むことが
できる。さらに、気泡放出管17が水流の旋回を高めるよ
うに作用するため、水流の旋回力が強まり、気泡の浮上
を抑えながら、遠方への拡散を促進することができる。

【００２２】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の気泡混入
式水流発生装置によれば、次のような効果ないし利点が
得られる。 (1) 簡単な構成で大量の微細気泡を発生させ、さらにそ
の微細気泡を水流の剪断力で微細化するとともに、スク
リュープロペラによる旋回流に乗せることにより、気泡
の上昇を抑えながら遠方まで効率よく拡散することがで
きる。 (2) 上記(1)により、気泡と水流との接触時間および接
触面積を増大することができ、これにより水中への酸素
の溶融量を増加することができる。 (3) 渦巻き状の気泡放出管が水流の旋回を高めるように
作用し、気泡の遠方への拡散を促進することができる。 (4) 上記(2),(3)により、水質の大幅な改善が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態としての気泡混入式水発
生装置の側断面図。

【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図。

【図３】同変形例の要部の側断面図。

【図４】同変形例の要部の側断面図。

【図５】同変形例の要部の側断面図。

【図６】同第２実施形態としての気泡混入式水発生装置
の側断面図。

【図７】従来の水流発生装置の側断面図。

【図８】同気泡発生装置の側断面図。

【符号の説明】

１ スクリュープロペラ ２ プロペラボス ３ モータ ４ 架台 ５ ダクト ６ 水面 ７ 水底 ８ 外部電源 10 圧縮機（空気源） 10ａ 通気管 13 微細気泡発生部としての気泡放出板 13ａ 環状通気流路 13ｂ 微小細孔 15 微細気泡 16 水流の方向 17 微細気泡発生部としての気泡放出管

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水中に配設され両端部に開口を有するダ
   クトと、同ダクトの内部に設けられたスクリュープロペ
   ラとをそなえ、上記ダクトの内面に、空気源に連通する
   微細気泡発生部が設けられていることを特徴とする、気
   泡混入式水流発生装置。
2. 【請求項２】 上記微細気泡発生部が、多数の微細気泡
   発生用の微小細孔をそなえた渦巻き状の気泡放出管で構
   成されていることを特徴とする、請求項１に記載の気泡
   混入式水流発生装置。