JP2000271590A - 曝気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】気泡の微細化が十分に行われて被処理水への酸
素供給性能を向上でき、かつ運転コストを低減すること
が可能な曝気装置を提供する。 【解決手段】カップ状部材６の内部に供給された空気
は、散気孔６１から流路に噴出される際に剪断されて気
泡となり、この気泡がフィン部材８でさらに破砕されて
水流に放出されるので、被処理水１０の流量が一定の条
件では、フィン部材８を有しない従来に比して、気泡が
より微細化される。よって、被処理水１０への酸素供給
性能を向上でき、インペラー７を高速回転して流速を上
げることにより気泡を微細化するといった消費電力の多
い従来の運転を必要としないので、運転コストを低減す
ることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は曝気装置に関し、詳
しくは水処理設備等の液体処理設備で用いられる曝気装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の曝気装置としては、例えば、水処
理設備等に配設された好気性微生物を含む処理槽内に浸
漬され、送水用インペラーで被処理水を揚水し、このイ
ンペラーよりも下流側の流路に空気を噴出させるように
したものが多々知られている（例えば、実開昭５５−１
３７９９５号公報、特開昭６３−２２１８９６号公報等
参照）。図８は従来の曝気装置の一例を示す垂直断面略
図である。この曝気装置１１では、内部に流路が画成さ
れたケーシング１２の内側に、側壁に散気孔１６１を有
するカップ状部材１６が開放端を下方にしてケーシング
１２と同軸に配置されている。また、散気孔１６１より
も下方のカップ状部材１６の側壁外面にはインペラー１
７が結合されている。カップ状部材１６の上壁には、水
中モーター１３に連結された変速機１４の出力軸が同軸
に結合されている。また、カップ状部材１６の内側に
は、空気の給気管１９の管端が下方から挿入されて設置
されている。

【０００３】このように構成された曝気装置１１では、
水中モーター１３の駆動により、出力軸１５とともにイ
ンペラー１７が回転されて被処理水の上向き水流が生じ
る。同時に、給気管１９からカップ状部材１６の内部に
供給された空気が、回転しているカップ状部材１６の散
気孔１６１によって剪断されて気泡となり、インペラー
１７上方の流路に噴出されて気水混相流が発生する。そ
の結果、処理槽内に循環水流が発生して被処理水が攪拌
され、気水混相流に含まれる空気中の酸素が被処理水へ
供給されて溶け込むことにより、好気性微生物による被
処理水の浄化が行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、かかる従来
の曝気装置には次のような課題がある。被処理水中へ酸
素を有効に供給するためには、空気を破砕して十分に微
細な気泡とする必要があるが、上記従来の曝気装置１１
では、主に、カップ状部材１６の散気孔１６１による空
気の剪断によって空気を破砕するだけなので、気泡が十
分に微細化されない。そこで、このような従来の曝気装
置１１で、気泡をより微細化しようとすれば、ケーシン
グ１２内の水流の流速を速くし、散気孔から噴出された
気泡を加速して流路の内壁に一層高速で衝突させて破砕
するしかない。このためには、水中モーター１３の回転
数を上げて流量を増大させる必要があるので、消費電力
が多くなってしまう。

【０００５】そこで、本発明はこのような課題に鑑み
て、気泡の微細化が十分に行われて被処理水への酸素供
給性能を向上でき、かつ運転コストを低減することが可
能な曝気装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の曝気装置は、内部に被処理水の流路が画成
されたケーシングと、略カップ状を成してケーシングの
内側に当該ケーシングと同軸に且つ開放端を下方に向け
て回動自在に配設され、側壁に散気孔を有するカップ状
部材と、散気孔よりも上流側においてカップ状部材の側
壁外面に結合されたインペラーと、カップ状部材とイン
ペラーとを回転させる駆動手段と、カップ状部材の内部
に開放端を有する給気管と、ケーシング内の散気孔近傍
に配置されたフィン部材とを備えることを特徴とする。

【０００７】このように構成された曝気装置によれば、
回転するカップ状部材の内空間に給気管から空気が供給
され、その空気はカップ状部材の側壁に設けられた散気
孔から、インペラーの回転によって生じた水流へと噴出
される。このとき、気体は散気孔の内縁によって剪断さ
れて気泡となり、この気泡は水流へ噴出されるとすぐ
に、散気孔近傍にあるフィン部材に衝突して圧潰され、
フィン部材に接触しながらフィン部材の周縁部に移動
し、その周縁部から水流に引き千切られるように破砕さ
れ、水流と混合されて気水混相流となって吐出される。
このように、空気が散気孔で剪断されて気泡となり、こ
の気泡がフィン部材で破砕されて水流に放出されるの
で、インペラーの回転数が同一で被処理水の循環流量が
一定の条件では、フィン部材を有しない従来に比して、
気泡がより微細化される。

【０００８】また、上記フィン部材は、その面部がカッ
プ状部材の径方向軸に対して所定の角度を有してカップ
状部材の側壁外面に対向するように配置されることが望
ましい。このようにすれば、散気孔から噴出される気泡
は、カップ状部材の側壁外面に対して傾いて対向配置さ
れたフィン部材の面部で確実に受け止められ、気泡がフ
ィン部材の面部から受ける押圧力が高められるので、気
泡が一層圧潰されて変形量が増大し、気泡がフィン部材
の周縁部から水流に放出される際に一層微細に破砕され
る。

【０００９】さらに、散気孔の水平開口幅をＷｓ、フィ
ン部材の面部の横幅をＷｆ、上記所定の角度をθとした
ときに、Ｗｓ＜Ｗｆ×ｃｏｓθの関係が成立していると
好適である。この場合には、回転するカップ状部材の散
気孔と、フィン部材とが対峙した時、散気孔の水平方向
の開口範囲全体がフィン部材の面部で適度に覆われるよ
うになり、散気孔から噴出された気泡の全体がフィン部
材の面部で受け止められる。そして、気泡がフィン部材
の面部から受ける押圧力が一層高められるので、気泡が
より一層圧潰されて変形量が著しく増大し、気泡がフィ
ン部材の周縁部から水流に放出される際に確実且つより
一層微細化される。

【００１０】またさらに、上記フィン部材がスリット部
を有すると好適である。このようにすれば、フィン部材
の面部で受け止められた気泡は、フィン部材の周縁部の
みから水流に放出されるばかりではなく、スリット部の
格子で剪断されながらスリット部からも水流に放出され
るので、気泡の破砕効果が高められて気泡がさらに一層
微細化される。

【００１１】さらにまた、上記フィン部材がメッシュ部
を有すると好適である。こうすると、フィン部材で受け
止められた気泡は、メッシュ部を通過して水流に放出さ
れるので、気泡が略そのメッシュサイズに細かく破砕さ
れてさらに一層微細化される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、添付図を参照して本発明の
実施形態を説明する。図１は本発明の曝気装置に係る一
実施形態を示す垂直断面略図である。図１に示すよう
に、曝気装置１のケーシング２は、円筒の上方端および
下方端（図面上の上方、下方；以下、上下は図面を基準
とする。）がフレア状に広がっている胴部ケーシング２
１と、当該胴部ケーシング２１の上方端のフレア部分を
覆うように配設された上部ケーシング２２とから成って
いる。胴部ケーシング２１の円筒部分の内側で、且つ上
部ケーシング２２の下方には、略カップ状を成すカップ
状部材６が開放端を下方に向けてケーシング２と同軸に
回動自在に配置されている。このカップ状部材６の側壁
の上方側には、複数の散気孔６１が円周方向に穿設され
ており、この散気孔６１よりも下方側のカップ状部材６
の側壁外面には、所謂後向き羽根で構成されるインペラ
ー７が、胴部ケーシング２１の円筒内面と僅かな間隙を
有して結合されている。

【００１３】また、カップ状部材６の周囲近傍には、上
記散気孔６１が設けられているのと略同じ高さ位置に、
複数のフィン部材８がカップ状部材６の側壁との間に僅
かな隙間を有して配設されている。このフィン部材８の
上端部は、上部ケーシング２２の下端部外面に結合され
ている。さらに、カップ状部材６の内部には、図示しな
いブロアーに接続されている空気の供給管９の開放端が
下方から挿入されて配置されている。そして、上部ケー
シング２２の上方には、カップ状部材６を回転させるた
めの駆動手段としての水中モーター３が設置されてお
り、この水中モーター３の下部に変速機４が取り付けら
れている。そして、ケーシング２およびカップ状部材６
と同軸となるように下方に突設した変速機４の出力軸５
が、カップ状部材６の上壁に結合されている。

【００１４】図２は、上記散気孔６１の高さ位置での水
平断面（図１のＡ−Ａ断面を示す。）略図である。散気
孔６１はカップ状部材６側壁の円周上に等間隔に複数設
けられており、また、散気孔６１と同数のフィン部材８
が、カップ状部材６側壁を取り巻くように円周に沿って
等間隔に配設されている。カップ状部材６は出力軸５と
ともに図示向かって時計回りに回転される。また、フィ
ン部材８は、その面部８１がカップ状部材６の径方向軸
に対して所定の角度を有するように配置されている。す
なわち、フィン部材８の面部８１は、カップ状部材６の
回転方向に向かってカップ状部材６側壁との間隔が狭ま
るように、カップ状部材６の側壁面に対して傾いて対向
配置されている。さらに、インペラー７を構成する個々
の後ろ向き羽根は、カップ状部材６の側壁外面に等間隔
に結合されており、カップ状部材６と同様に出力軸５と
ともに図示向かって時計回りに回転される。

【００１５】図３は、上記のように構成された曝気装置
１の運転状況を示す模式図である。上記曝気装置１は、
例えばこの図３に示すように、生物反応槽４０に収納さ
れた好気性微生物から成る汚泥を含む被処理水１０中に
浸漬され、ブロアー５０から給気管９を通して空気が供
給される。そして、図１に示す水中モーター３が駆動さ
れると、出力軸５とともにインペラー７が回動し、被処
理水１０の上向きの水流が生じる。すなわち、被処理水
１０がケーシング２の下部開放端（吸水部２３）から揚
水され、胴部ケーシング２１とカップ状部材６および上
部ケーシング２２との間の環状空間（流路）を通って、
略水平外方に開放されたケーシング２の上方端（吐出部
２４）から吐出される。

【００１６】一方、給気管９から供給された空気は、カ
ップ状部材６の内空間に一旦滞留し、空気溜りが形成さ
れる。そして、空気溜りの内圧が均一化されてから、空
気塊として全ての散気孔６１から均等に流路側に押し出
される。この空気塊は、回転しているカップ状部材６側
壁の散気孔６１の内縁部により剪断されて気泡となる。
そして、この気泡は散気孔６１から噴出されるとすぐ
に、散気孔６１の間近に固定設置されているフィン部材
８に衝突する。フィン部材８の面部８１は、カップ状部
材６の回転方向に向かってカップ状部材６側壁との間隔
が狭まるように、カップ状部材６の側壁面に対して傾い
て対向設置されているので、気泡はその面部８１で確実
に受け止められる。そして、気泡はフィン部材８の面部
８１から押圧力を受けて圧潰される。圧潰されて変形し
た気泡は、水流による吸引力と気泡自身の浮力により、
フィン部材８に接触しながらフィン部材８の周縁部に移
動していく。そして、その周縁部から水流に引き千切ら
れるようにして破砕され、水流と混合されて気水混相流
３０となり、吐出部２４から吐出される。その結果、図
３に矢印付き破線で示すように、生物反応槽４０内に気
水混相流の循環流が生じ、被処理水１０全体に好気性微
生物による被処理水１０の分解反応を行わせるに十分な
酸素が供給される。

【００１７】ところで、上記の構成において、散気孔６
１から噴出される気泡のサイズをより小さくするため
に、散気孔６１の開口部面積を小さくし過ぎると、空気
は散気孔６１からは噴出されずに、カップ状部材６の開
放端の下方から漏出することがある。漏出した空気は、
インペラー７の下方から流路の上方に向かって流れるの
で、インペラー７の揚水量が減少してしまい、結果とし
て循環水量が低下する。

【００１８】また、被処理水１０への酸素供給量を増大
させるために、曝気装置１へ供給する空気の給気圧を高
め過ぎると、カップ状部材６の内空間に空気溜りが形成
されずに、供給された空気が特定の散気孔６１から直ち
に噴出され、また、散気孔６１によって完全に剪断され
ずに繋がった空気塊として流路に放出されてしまうこと
がある。本実施形態の曝気装置１はフィン部材８を有し
ているために、このような空気塊をも破砕し得るが、フ
ィン部材８による気泡の微細化効果を十分引き出すため
には、散気孔６１による空気の剪断を確実に行うことが
望ましい。

【００１９】そこで、本実施形態の曝気装置１では、カ
ップ状部材６の下方から空気が漏出するのを防止し、且
つ散気孔６１の剪断による気泡の形成を確実にするため
に、カップ状部材６への空気の給気圧と、散気孔６１の
開口部の形状および面積が最適な範囲に設定されてい
る。すなわち、空気の給気圧をカップ状部材６に印加す
る外水圧よりも僅かに高い適度な圧力とし、さらに、こ
の給気圧においてカップ状部材６の内空間で空気溜りが
十分に成長し、内圧が均一化されてしかる後に空気が噴
出されるような散気孔６１の開口部形状を採用した。そ
して、カップ状部材６の回転速度を種々変化させた試験
により、散気孔６１による空気の剪断が確実に行われる
ことを確認した。

【００２０】また、フィン部材８の面部８１をカップ状
部材６の側壁に向けて傾け過ぎ、且つ側壁外面に近づけ
過ぎると、散気孔６１とフィン部材８とが対峙した時
に、散気孔６１がフィン部材８で半ば閉塞された状態と
なる。こうなると、散気孔６１から噴出される空気が、
フィン部材８の下方からインペラー７の上部近傍の流路
に放出され、インペラー７の揚水量が減少してしまい、
その結果、循環水量が低下する。そこで、本実施形態の
曝気装置１では、インペラー７の上部近傍への空気の漏
出を防止できるように、フィン部材８の面部８１がカッ
プ状部材６の径方向軸に対して成す角度（所定の角
度）、およびフィン部材８とカップ状部材６側壁との間
隔が最適な範囲に設定されている。

【００２１】このように構成された曝気装置１によれ
ば、空気が散気孔６１で剪断されて気泡となり、この気
泡がフィン部材８で破砕されて水流に放出されるので、
インペラー７の回転数が同一で被処理水１０の循環流量
が一定の条件では、フィン部材８を有しない従来に比し
て、気泡がより微細化される。その結果、被処理水１０
への酸素供給性能を向上でき、インペラー７を高速回転
して流速を上げることにより気泡を微細化するといった
消費電力の多い従来の運転を必要としないので、運転コ
ストを低減することが可能となる。

【００２２】また、フィン部材８がカップ状部材６の側
壁外面に対して傾いて対向配置されており、散気孔６１
から噴出される気泡がフィン部材８の面部８１で確実に
受け止められて押圧力が高められるので、気泡が一層圧
潰されて変形量が増大し、気泡がフィン部材８の周縁部
から水流に放出される際に一層微細に破砕される。よっ
て、被処理水１０への酸素供給性能を一層向上すること
が可能となる。

【００２３】さらに、カップ状部材６への空気給気圧お
よび散気孔６１の開口部形状が上述のように最適化され
ており、カップ状部材６の下方から空気が漏出するのを
防止し、且つ散気孔６１の剪断による気泡の形成が確実
に行われるので、循環流量が低下することなく、且つ空
気が確実に微細化される。よって、被処理水１０への十
分な酸素供給を安定に行うことが可能となる。

【００２４】またさらに、フィン部材８の面部８１がカ
ップ状部材６の径方向軸に対して成す角度（所定の角
度）と両者の間隔とが上述のように最適化されており、
インペラー７の上部近傍への空気の漏出がないので、循
環流量の低下が一層防止される。よって、被処理水１０
への酸素供給を一層安定に行うことができる。

【００２５】さらに言えば、インペラー７が後向き羽根
で構成されているので、羽根車の先端と胴部ケーシング
２１の筒部内面との間隙に、被処理水１０中に含まれる
ゴミ等が引っ掛かることが防止される。従って、装置に
不具合が発生せず、安定した運転を行うことが可能とな
る。

【００２６】図４は、本発明の曝気装置に係る他の一実
施形態における散気孔とフィン部材とを示す断面略図で
あり、図４（ａ）は垂直断面を、図４（ｂ）は水平断面
（図４（ａ）のＢ−Ｂ断面）を示す図である。図４
（ａ）に示すように、フィン部材８は、上部ケーシング
２２の下端部に外側方から結合された固定部８２と、こ
の固定部８２に下方から結合された面部８１とから成っ
ている。ここで、面部８１の高さをＨｆ、散気孔６１の
開口高さをＨｓとすると、Ｈｆ＞Ｈｓとなっており、図
４（ａ）に示すフィン部材８の面部８１は散気孔６１の
高さ方向の開口範囲を覆うように配設されている。ま
た、図４（ｂ）に示す通り、フィン部材８は、その面部
８１がカップ状部材６の径方向軸に対して所定の角度θ
を有して配設されており、散気孔６１の水平開口幅をＷ
ｓ、フィン部材８の面部８１の横幅をＷｆとしたとき
に、Ｗｓ＜Ｗｆ×ｃｏｓθの関係が成り立っている。す
なわち、フィン部材８の面部８１が散気孔６１の水平方
向の開口範囲全体を覆うようになっている。

【００２７】このように構成されたフィン部材８を有す
る曝気装置１によれば、上述の曝気装置１と同様に、給
気管から空気が供給されながら、カップ状部材６が図４
（ｂ）の図示時計回りに回転し、供給された空気が散気
孔６１で剪断されて気泡となり、散気孔６１から水流側
に噴出される。図４（ｂ）に示すように、回転する散気
孔６１とフィン部材８とが対峙すると、水流に噴出され
た気泡は、フィン部材８の面部８１に確実に受け止めら
れ、押圧力が作用して圧潰される。圧潰されて変形した
気泡は、水流による吸引力と自身の浮力により、フィン
部材８に接触しながらフィン部材８の面部８１や固定部
８２の周縁部に移動していく。そして、その周縁部から
水流に引き千切られるようにして破砕されて水流と混合
される。

【００２８】このような曝気装置１によれば、回転する
カップ状部材６の散気孔６１とフィン部材８とが対峙し
たとき、散気孔６１の開口部全体がフィン部材８の面部
８１で適度に覆われるようになり、散気孔６１から噴出
された気泡の全体がフィン部材の面部で確実に受け止め
られる。そして、気泡がフィン部材８の面部８１から受
ける押圧力が一層高められるので、気泡がより一層圧潰
されて変形量が著しく増大し、気泡がフィン部材８の周
縁部から水流に放出される際に確実に微細化されるとと
もに、より一層微細化される。従って、被処理水への酸
素供給性能を一層向上することができるとともに、被処
理水への酸素供給を安定して確実に行うことが可能とな
る。

【００２９】図５は、本発明の曝気装置に係る更に他の
一実施形態における散気孔６１とスリット部８３を有す
るフィン部材８とを示す垂直断面略図である。図５に示
すように、上部ケーシング２２に一端が結合されたフィ
ン部材８の面部には、図示縦方向に長く形成された複数
のスリットを有するスリット部８３が設けられている。
このスリットの形状およびスリット同士の間隔は、気泡
の一部がスリットを通過するように設定されている。な
お、他の構成については上述の曝気装置と同様であるの
で、ここでの説明は省略する。

【００３０】このようなフィン部材８を有する曝気装置
１によると、散気孔６１から水流側に噴出された気泡
は、フィン部材８に衝突してその面部で受け止められ、
押圧されて圧潰される。そして、圧潰されて変形した気
泡の一部分は、スリット間の格子で剪断されてスリット
部８３を通過し、各スリットの内縁部から水流に引き千
切られるように破砕されて水流に放出される。また、気
泡の他の部分は、水流による吸引力と自身の浮力によ
り、フィン部材８に接触しながらフィン部材８の周縁部
に移動して、その周縁部から水流に引き千切られるよう
にして破砕され水流に放出される。このように、フィン
部材８で受け止められた気泡が、フィン部材８の周縁部
のみから水流に放出されるばかりではなく、スリット部
８３の格子で剪断されてスリット部８３を通過すること
によっても水流に放出されるので、気泡の破砕効果が高
められて気泡がより一層微細化される。その結果、被処
理水への酸素供給性能をさらに一層向上することができ
る。

【００３１】図６は、本発明の曝気装置に係る更に他の
一実施形態における散気孔６１とメッシュ部８４を有す
るフィン部材８とを示す垂直断面略図である。図６に示
すように、上部ケーシング２２に一端が結合されたフィ
ン部材８は、メッシュ部８４を面部として有している。
このメッシュ部８４のメッシュサイズ（網目の大きさ）
は、気泡の一部が通過するように設定されている。な
お、他の構成については上述の曝気装置１と同様である
ので、ここでの説明は省略する。

【００３２】このようなフィン部材８を有する曝気装置
１によれば、散気孔６１から水流側に噴出された気泡
は、フィン部材８に衝突してその面部で受け止められ、
押圧されて圧潰される。そして、圧潰されて変形した気
泡の一部分は、メッシュ部８４を通過し、その際にメッ
シュ部８４の格子サイズ程度に破砕されて水流に放出さ
れる。また、気泡の他の部分は、水流による吸引力と自
身の浮力により、フィン部材８に接触しながらフィン部
材８の周縁部に移動して、その周縁部から水流に引き千
切られるようにして破砕され水流に放出される。このよ
うに、フィン部材８で受け止められた気泡が、メッシュ
部８４を通過して水流に放出されるので、気泡が略その
メッシュサイズに細かく破砕されてより一層微細化され
る。よって、被処理水への酸素供給性能をさらに一層向
上することができる。

【００３３】図７は、本発明の曝気装置に係る更に他の
実施形態を示す水平断面略図であり、図２に示すＡ−Ａ
断面と同じ高さ位置における水平断面を示すものであ
る。本実施形態の曝気装置１では、フィン部材８がカッ
プ状部材６に対して放射状に配置されている。なお、他
の部材の配置構成は、上記実施形態と同様であるので、
ここでの説明は省略する。フィン部材８をこのように配
置しても、カップ状部材６の散気孔６１から噴出された
気泡は、カップ状部材６が高速回転しているためにフィ
ン部材８の面部に衝突して破砕されるので、気泡を微細
化して被処理水１０への酸素供給性能を向上することが
できる。

【００３４】次に、上記の本発明に係る曝気装置１に、
被処理水の溶存酸素（ Dissolved Oxygen ；以下、単に
ＤＯと云う。）濃度を時系列的に検出するＤＯセンサー
と、このＤＯセンサーから出力されるＤＯ濃度値に基づ
いて水中モーター３の電源周波数を変えることで水中モ
ーター３の回転数を調整する回転数制御手段とから構成
されるＤＯ制御システムを接続し、水中モーター３の回
転数制御運転を行う一例について述べる。

【００３５】上述の生物反応槽４０（図３参照）に収納
される被処理水１０に含まれる処理されるべき有機物量
は、その発生源、発生時期（季節）および水量によって
異なり、また、日々の時間帯や水温の季節変動によって
も変化する。従って、このような被処理水１０に導入さ
れる好気性微生物が消費する酸素量は、有機物量の変動
に追従して変動する。そこで、酸素消費量の多少に応じ
て、被処理水１０へ供給する酸素量を加減することによ
り、処理の効率化と省力化を行うことが望ましい。この
ためには、必要な酸素量に応じて、水中モーター３の回
転数、すなわち曝気装置１の出力を制御しながら運転す
る必要がある。

【００３６】上記のＤＯ制御システムを備えた曝気装置
１では、被処理水１０中に浸漬されたＤＯセンサーによ
りＤＯ値が計測されて回転数制御手段に出力される。回
転数制御手段には、ＤＯ値に対応する水中モーター３の
回転数を決定するためのパラメータ値が予め設定されて
おり、計測されたＤＯ値に対応するパラメータ値が、水
中モーター３の電源周波数を変更するための例えばイン
バーター回路等に出力され、そのパラメータ値に応じた
電源周波数で水中モーター３が駆動される。

【００３７】この時、電源周波数が高められると、水中
モーター３およびインペラー７の回転数は上がり、被処
理水１０の循環流量が増えて攪拌性能が向上するととも
に、ケーシング２内の流速が増大し、気泡の破砕効果が
高まって酸素供給量が増大する。これは、従来の曝気装
置が呈する作用と同等であるが、既に述べたように、本
発明に係る曝気装置１では流速を上げなくても気泡の微
細効果が高められているので、流速を上げた場合には、
酸素の供給性能がさらに向上するという顕著な効果が奏
される。また、逆に電源周波数が下げられると、水中モ
ーター３およびインペラー７の回転数は下がり、被処理
水１０の循環流量が低下する。この場合には、ケーシン
グ２内の流速は低下し、流速が速い場合に比して、気泡
の破砕効果が少なくなって酸素供給量が抑制される。ま
た、このように本発明の曝気装置１を用いると、水中モ
ーター３の電源周波数を変化させた場合の酸素供給量の
上限値が従来よりも高められ、その変動幅（ダイナミッ
クレンジ）が拡大される。

【００３８】このように構成された曝気装置１によれ
ば、水中モーター３の出力を従来と同じにしても、気泡
の破砕効果が高いために被処理水１０への酸素供給量が
多くなるので、被処理水１０中のＤＯを比較的高い濃度
に維持できる。その結果、ＤＯ値の計測における確度と
精度とが向上されるので、ＤＯ値に基づく装置の運転制
御が容易になる利点がある。また、水中モーター３の電
源周波数変化に対応する酸素供給量の変動幅（ダイナミ
ックレンジ）が大きいので、酸素消費量の変動が大きい
被処理水１０の処理に対応できるととともに、調整裕度
を大きくとることができ、制御を行い易くなるという利
点がある。

【００３９】なお、上述した各実施形態では、適用対象
を被処理水１０としているが、酸素の供給が必要な他の
液体であってもよい。また、空気の代わりに、酸素を含
む他の気体として、例えば、酸素ガスを用いてもよい。
さらに、散気孔６１とフィン部材８の数量は、図示され
た数量に限定されるものではない。また、フィン部材８
は個々にケーシング２内面に結合されているが、一体化
されていてもよく、例えば、カップ状部材６の周囲に配
設される環状の固定部材にフィン部が結合されたフィン
部材８としてもよい。さらに、フィン部材８は、スリッ
ト部８３やメッシュ部８４を有していれば、上記の環状
固定部材の円周に沿ってスリットやメッシュが連続して
設けられたものでもよい。またさらに、フィン部材８は
平板状を成しているが、面部を有していれば円板状であ
ってもよく、また彎曲していてもよい。さらにまた、フ
ィン部材８に設けられたスリットは縦方向に長く形成さ
れているが、図示横方向や図示斜め方向に長く形成され
てもよい。また、フィン部材８の面部８１には複数の孔
が穿設されていてもよく、この場合にもスリット部８３
を有するフィン部材８と同様な気泡の微細化効果が奏さ
れる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明の曝気装置に
よれば、空気が散気孔で剪断されて気泡となり、この気
泡がフィン部材でさらに破砕されて水流に放出されるの
で、インペラーの回転数が同一で被処理水の流量が一定
の条件では、フィン部材を有しない従来に比して、気泡
がより微細化される。その結果、被処理水への酸素供給
性能を向上でき、インペラーを高速回転して流速を上げ
ることにより気泡を微細化するといった消費電力の多い
従来の運転を必要としないので、運転コストを低減する
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の曝気装置に係る一実施形態を示す垂直
断面略図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面を示す水平断面略図である。

【図３】本発明の曝気装置に係る一実施形態の運転状況
を示す模式図である。

【図４】本発明の曝気装置に係る他の一実施形態におけ
る散気孔とフィン部材とを示す断面略図であり、図４
（ａ）は垂直断面を、図４（ｂ）は水平断面を示す略図
である。

【図５】本発明の曝気装置に係る更に他の一実施形態に
おける散気孔とスリット部を有するフィン部材とを示す
垂直断面略図である。

【図６】本発明の曝気装置に係る更に他の一実施形態に
おける散気孔とメッシュ部を有するフィン部材とを示す
垂直断面略図である。

【図７】本発明の曝気装置に係る更に他の一実施形態を
示す水平断面略図である。

【図８】従来の曝気装置の一例を示す垂直断面略図であ
る。

【符号の説明】

１…曝気装置、２…ケーシング、３…水中モーター（駆
動手段）、６…カップ状部材、７…インペラー、８…フ
ィン部材、９…給気管、１０…被処理水、６１…散気
孔、８１…フィン部材の面部、８３…スリット部、８４
…メッシュ部、θ…所定の角度、Ｗｓ…散気孔の水平開
口幅、Ｗｆ…フィン部材の面部の横幅。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 則雄 東京都大田区下丸子二丁目36番40号 株式 会社宇野澤組鉄工所内 Ｆターム(参考） 4D029 AA01 AA09 AB06 4G035 AA01 AB10 AE13

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に被処理水の流路が画成されたケー
   シングと、 略カップ状を成して前記ケーシングの内側に当該ケーシ
   ングと同軸に且つ開放端を下方に向けて回動自在に配設
   され、側壁に散気孔を有するカップ状部材と、 前記散気孔よりも上流側において前記カップ状部材の側
   壁外面に結合されたインペラーと、 前記カップ状部材と前記インペラーとを回転させる駆動
   手段と、 前記カップ状部材の内部に開放端を有する給気管と、 前記ケーシング内の前記散気孔近傍に配置されたフィン
   部材と、 を備えることを特徴とする曝気装置。
2. 【請求項２】 前記フィン部材は、その面部が前記カッ
   プ状部材の径方向軸に対して所定の角度を有して前記カ
   ップ状部材の側壁外面に対向するように配置されること
   を特徴とする請求項１記載の曝気装置。
3. 【請求項３】 前記散気孔の水平開口幅をＷｓ、前記フ
   ィン部材の面部の横幅をＷｆ、前記所定の角度をθとし
   たときに、 Ｗｓ＜Ｗｆ×ｃｏｓθ の関係が成立していることを特徴とする請求項２記載の
   曝気装置。
4. 【請求項４】 前記フィン部材は、スリット部を有する
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の
   曝気装置。
5. 【請求項５】 前記フィン部材は、メッシュ部を有する
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の
   曝気装置。