JP2001070773A

JP2001070773A - 微細気泡発生装置

Info

Publication number: JP2001070773A
Application number: JP24810099A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Honjo; 嘉章本浄; Hitoshi Shiraishi; 仁士白石; Seiji Tai; 誠二田井; Yasutoshi Senoo; 泰利妹尾
Original assignee: Miura Co Ltd; Miura Institute of Research and Development Co Ltd
Current assignee: Miura Co Ltd; Miura Institute of Research and Development Co Ltd
Priority date: 1999-09-02
Filing date: 1999-09-02
Publication date: 2001-03-21

Abstract

(57)【要約】【課題】空気溶解度の高い加圧水を高能率で得る。【解決手段】加圧水を噴出して微細気泡を発生させる
圧力タンク１に給水ポンプ２からの加圧水流によって空
気を吸引して混合しながら直接噴き込むイジェクタ４を
連結する。加圧水を噴出して微細気泡を発生させる圧力
タンク１に給水ポンプ２からの加圧水流によって加圧空
気を吸引して混合しながら直接噴き込むイジェクタ４
と、加圧空気を噴き込むエアコンプレッサ３とを連結す
る。圧力タンク１の液相部Ａの加圧水を循環ポンプ５を
経て噴込循環させるか、または圧力タンク１の気相部Ｂ
の加圧空気を液相部Ａへ噴込循環させて再溶解させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、河川や湖沼，汚
水槽さらには風呂やプール等における水の浄化，油水分
離等に利用する微細気泡発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の微細気泡発生装置に関す
る公知技術として、特許第２５７３８９９号公報に記載
のものがある。この特許公報には、給水ポンプによる給
水とエアコンプレッサによる圧縮空気とを、スタティッ
クミキサで混合しながら圧力タンクへ供給する技術が記
載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】多量の空気を含む加圧
水を汚水中に噴き込むことによって、汚水の浄化や油水
の分離作用を行わせる汚水浄化にあっては、多量の加圧
水を連続的に噴き込むことを要する。しかも、この使用
される加圧水は、空気の溶解度が高いほど効果的であ
る。しかしながら、生成後の加圧水は、時間を経るにと
もなって、空気溶解度が減少されるため、速やかに使用
に供されることが好ましい。この発明は、空気溶解度の
高い加圧水を高能率で得ようとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は、前記課題を
解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明
は、加圧水を噴出して微細気泡を発生させる圧力タンク
に給水ポンプからの加圧水流によって空気を吸引して混
合しながら直接噴き込むイジェクタを連結したことを特
徴としている。

【０００５】請求項２に記載の発明は、加圧水を噴出し
て微細気泡を発生させる圧力タンクに給水ポンプからの
加圧水流によって加圧空気を吸引して混合しながら直接
噴き込むイジェクタと、加圧空気を噴き込むエアコンプ
レッサとを連結したことを特徴としている。

【０００６】請求項３に記載の発明は、前記圧力タンク
の液相部の加圧水を循環ポンプを経て噴込循環させる
か、または前記圧力タンクの気相部の加圧空気を前記液
相部へ噴込循環させて再溶解させるように構成したこと
を特徴としている。

【０００７】請求項４に記載の発明は、前記給水ポンプ
から前記圧力タンクへの給水量を調整して前記圧力タン
クの水位を一定域に維持するように自動制御することを
特徴としている。

【０００８】請求項５に記載の発明は、前記給水ポンプ
から前記圧力タンクへの給水量を調整して前記圧力タン
クの水位を一定域に維持するように自動制御するか、ま
たは前記エアコンプレッサから前記圧力タンクへの給気
量を調整して前記圧力タンクの圧力を一定域に維持する
ように自動制御することを特徴としている。

【０００９】請求項６に記載の発明は、前記圧力タンク
から噴出される水圧力を利用して前記給水ポンプあるい
は前記エアコンプレッサを駆動するように構成したこと
を特徴としている。

【００１０】さらに、請求項７に記載の発明は、前記圧
力タンクの上部に加圧水を噴き込む散水ノズルを設けた
ことを特徴としている。

【００１１】

【発明の実施の形態】この発明は、つぎのような形態と
して実施される。まず、請求項１に記載の発明は、加圧
水を噴出して微細気泡を発生させる圧力タンクに、給水
ポンプからの加圧水流によって空気を吸引して混合しな
がら直接噴き込むイジェクタを連結したもので、圧力タ
ンク内の加圧水の空気溶解度を高め、加圧水の効率的な
生成を可能とするとともに、構成の簡単化を図るもので
ある。ここにおいて、イジェクタは、エアコンプレッサ
等による加圧された加圧空気に限らず、外気を直接吸引
する形態とすることもできる。つぎに、請求項２に記載
の発明は、加圧水を噴出して微細気泡を発生させる圧力
タンクに、給水ポンプからの加圧水流によってエアコン
プレッサからの加圧空気を吸引して混合しながら直接噴
き込むイジェクタと、圧力タンクへ加圧空気を噴き込む
エアコンプレッサとを連結したもので、圧力タンク内の
加圧水の空気溶解度を一層高めようとするものである。

【００１２】ここにおいて、圧力タンクは、エアコンプ
レッサにより加圧されるが、このエアコンプレッサは、
イジェクタへの送気用のエアコンプレッサと共用化する
ことが好ましいが、実施に応じて、別個の独立構成のも
のとすることもできる。また、給水ポンプは、所定の圧
力でイジェクタへ加圧給水する能力を有するものが用い
られる。

【００１３】そして、請求項３に記載の発明は、圧力タ
ンク内の液相部の加圧水を循環ポンプを介して噴込循環
させるか、または圧力タンク内の気相部の加圧空気を液
相部へ噴込循環させて再溶解させるように構成すること
によって、空気の混合溶解の能率や効率を高める。

【００１４】ここにおいて、圧力タンクは、給水ポンプ
やエアコンプレッサを連結して、その下部に液相部を形
成し、この液相部上の水位面上に気相部を形成する。

【００１５】つぎに、請求項４に記載の発明は、給水ポ
ンプから圧力タンクへの給水量を調整してこの圧力タン
ク内の水位を一定域に維持するように自動制御するもの
で、加圧水における空気溶解度を高く維持し、加圧水や
加圧空気の循環を行い易くする。そして、請求項５に記
載の発明は、給水ポンプから圧力タンクへの給水量を調
整してこの圧力タンク内の水位を一定域に維持するよう
に自動制御するか、またはエアコンプレッサから圧力タ
ンクへの給気量を調整してこの圧力タンク内の圧力を一
定域に維持するように自動制御するもので、加圧水にお
ける空気溶解度をさらに一層高く維持し、加圧水や加圧
空気の循環を行い易くする。

【００１６】ここにおいて、水位を一定域に維持する形
態では、水位センサを用いて、給水ポンプからの給水量
を自動的に加減する水位制御装置を用いる。また、気相
部の圧力を一定域に維持する形態では、圧力センサを用
いて、エアコンプレッサからの圧縮空気を自動的に加減
する圧力制御装置を用いる。

【００１７】つぎに、請求項６に記載の発明は、加圧タ
ンクから噴出される水圧力を利用して給水ポンプあるい
はエアコンプレッサを駆動するように構成することによ
り、省エネルギー化を図り、空気混合の効率をよくす
る。

【００１８】ここにおいて、圧力タンクからの噴出水圧
で直接給水ポンプ等を駆動することもできるが、タービ
ンや発電機を駆動して、伝動機構や電気力を用いて、間
接的に駆動することもできる。

【００１９】さらに、請求項７に記載の発明は、圧力タ
ンク内の上部に加圧水を噴き込む散水ノズルを設けたも
ので、気相部に加圧水を噴き込むことによって、加圧空
気の溶解度を高める。

【００２０】ここにおいて、散水ノズルは、給水ポンプ
または循環ポンプからの給水で散水する。また、この散
水ノズルの噴射対向面に反射拡散盤を設けて、散水ノズ
ルから噴出される加圧水を圧力タンクの気相部内面に拡
散させて、空気の溶解度を高めるとともに、圧力タンク
の内面を洗浄する。

【００２１】

【実施例】以下、この発明の具体的実施例を図面に基づ
いて詳細に説明する。以下の実施例は、第一実施例が図
１および図２に示されており、また第二実施例が図３に
示されている。そして、各請求項との関係において、請
求項１〜請求項５に記載の発明が第一実施例で現わさ
れ、請求項７に記載の発明が第二実施例で現わされる。
さらに、請求項１〜請求項３に記載の発明は、第二実施
例においても現わされる。

【００２２】

【第一実施例】まず、第一実施例を図１および図２に基
づいて説明する。圧力タンク１は、下部に加圧水を収容
する液相部Ａとし、その上部に加圧空気を収容する気相
部Ｂとしており、この両者の境界面が水位Ｃ面となる。
この圧力タンク１には、給水ポンプ２からの加圧給水を
受ける給水ライン７が連結される。そして、この圧力タ
ンク１には、エアコンプレッサ３からの圧縮空気が供給
される給気ライン８が連結されるとともに、循環ポンプ
５や循環イジェクタ９によって加圧水や加圧空気を循環
させる循環ライン１０が連結されており、さらにはこの
圧力タンク１の加圧水を気泡利用機器１２へ噴出させる
噴出ライン１１が連結されている。

【００２３】前記給水ライン７には、イジェクタ４が設
けられる。このイジェクタ４は、ベンチュリー形態で、
前記給水ポンプ２側から加圧給水される給水を噴出する
ノズル部１３と、この前方部の絞り部１４と、これらノ
ズル部１３と絞り部１４との間の吸気部１５と、絞り部
１４前方の拡大部１７等によりを形成されている。そし
て、前記吸気部１５に前記吸気ライン８から分岐する分
岐ライン１６を連結している。ここにおいて、この分岐
ライン１６は、必ずしも必要ではなく、前記吸気部１５
で外気を直接吸入する構成も、実施に応じて好適であ
る。さらに、前記給水ライン７において、前記イジェク
タ４下流側には逆止弁１８が設けられており、また前記
イジェクタ４の上流側には給水弁１９が設けられてい
る。

【００２４】ここにおいて、前記ノズル部１３から噴出
される加圧給水は、このノズル部１３よりも約２割ほど
大きい口径の前記絞り部１４へ噴流されて、前記吸気部
１５に吸引圧を生じる。この吸引圧によって、前記分岐
ライン１６の加圧空気が、前記吸気部１５から前記絞り
部１４へ吸引されて、前記ノズル部１３から噴流される
加圧給水と衝突し、混合作用が行われる。この混合され
る加圧空気を吸収した加圧給水は、前記拡大部１７に入
って圧力回収するとともに、前記圧力タンク１へ直接噴
流される。

【００２５】したがって、前記イジェクタ４による加圧
給水と加圧空気との混合は、加圧による高速噴流のもと
に行われるために混合性能がよく、前記エアコンプレッ
サ３による加圧空気の有効な吸収によって、加圧空気量
を節約できる。また、前記イジェクタ４による空気混合
の距離を短縮することができる。これにより、高能率
で、かつ高性能の気水の混合が可能となるとともに、コ
ンパクトな構成とすることができる。

【００２６】そして、前記吸気ライン８は、給気弁３９
を介して前記圧力タンク１に連結されており、前記エア
コンプレッサ３の圧縮空気を前記圧力タンク１へ噴き込
む構成となっている。この吸気ライン８において、前記
吸気弁３９の下流側には逆止弁２０が設けられている。

【００２７】つぎに、前記循環ライン１０は、前記イジ
ェクタ４と同様に、ノズル部２１，絞り部２２，吸気部
２３および拡大部２４からなる循環イジェクタ９を備え
ている。前記ノズル部２１へ給水する循環ポンプ５は、
前記圧力タンク１の液相部Ａの加圧水を吸引するよう
に、循環ポンプライン２５を介して前記循環イジェクタ
９と連結されている。また、前記吸気部２３と連結する
循環吸気ライン２６は、前記圧力タンク１の気相部Ｂと
連通しており、前記圧力タンク１内に蓄圧された加圧空
気を前記循環イジェクタ９へ吸引させる。そして、前記
循環イジェクタ９は、その拡大部２４が逆止弁２７を介
して前記圧力タンク１の液相部Ａに連結されている。

【００２８】ここにおいて、前記循環ポンプ５から前記
ノズル部２１を経て噴流される加圧水と、前記循環吸気
ライン２６から前記吸気部２３を経て吸引される加圧空
気とを、前記循環イジェクタ９内で噴射混合させなが
ら、前記圧力タンク１の液相部Ａの底部へ噴流させる。
このため、前記循環イジェクタ９における気水の混合作
用は、前記イジェクタ４におけると同様に、高性能に行
われる。しかも、前記循環イジェクタ９から前記圧力タ
ンク１の底部へ噴流循環される加圧空気を含んだ加圧水
によって、前記液相部Ａが常時攪拌混合されて、前記圧
力タンク１の圧力水における空気飽和度を高く維持す
る。

【００２９】ところで、前記構成においては、前記圧力
タンク１の加圧水を循環させる循環ポンプ５を設けて、
さらに前記循環イジェクタ９を組合わせる形態とした
が、前記循環ポンプ５による加圧水の循環だけでも、前
記圧力タンク１内の攪拌混合を行うことができる。さら
には、前記気相部Ｂの加圧空気を前記液相部Ａへ噴き込
むように循環用のエアポンプ（図示省略）を設けること
もできる。

【００３０】さて、ここで、前記圧力タンク１の圧力を
維持し、加圧水や加圧空気の循環を行わせるために、前
記液相部Ａの水位Ｃを一定域に維持する水位制御につい
て説明する。すなわち、前記圧力タンク１に、その内部
の水位Ｃを検出する水位センサ２８を設け、コントロー
ラ２９を経て前記給水弁１９の開度を調整する構成とし
ている。一方、前記圧力タンク１に、その内部の圧力を
検出する圧力センサ３０を設け、前記コントローラ２９
を経て前記吸気弁３９の開度を調整して、前記圧力タン
ク１の内部圧力を一定域に維持するように制御する構成
としている。

【００３１】そして、前記噴出ライン１１には、開閉弁
３１の開きによって、前記圧力タンク１内の加圧水を前
記気泡利用機器１２へ噴出させる構成としている。この
加圧水の噴出によって、前記気泡利用機器１２，たとえ
ば汚水槽内に多量の微細気泡を発生させてフロックや油
を付着し、浮上分離して、汚水浄化を行う。このとき、
前記イジェクタ４によって、さらには前記循環ポンプ５
や前記循環イジェクタ９等によって、前記圧力タンク１
内に加圧生成される加圧水は、高速度で能率よく生成さ
れて、かつ空気飽和度の高く維持されたものであるか
ら、適応浄化規模を拡大することができる。

【００３２】さらに、前記噴出ライン１１に設けられた
タービン３２は、前記噴出ライン１１を噴流となって流
通する加圧水で駆動されて発電する。この電流でモータ
３３を電動回転して、前記給水ポンプ２を駆動できるよ
うに構成している。

【００３３】

【第二実施例】つぎに、第二実施例を図３に基づいて、
第一実施例と異なる点を説明する。この第二実施例は、
前記圧力タンク１の内部の天井部３４に散水ノズル６を
設けた構成であり、前記気相部Ｂに加圧給水をシャワー
状に噴出させて、前記気相部Ｂの加圧空気を加圧給水内
に溶解させる。この散水ノズル６には、前記給水ライン
７から分岐する分岐ライン３５を連結することにより、
給水の一部を供給する構成としている。

【００３４】また、前記散水ノズル６からの散水による
空気溶解度をよくし、前記圧力タンク１の前記天井部３
４に付着する塩素等の付着物を洗浄するために、この散
水ノズル６の直下に拡散盤３６を設けている。

【００３５】さらに、前記散水ノズル６の給水は、前記
分岐ライン３５に代えて、前記循環ポンプ５による加圧
水を流す前記循環ポンプライン２５の分岐ライン３７を
連結する構成とすることもできる。

【００３６】

【発明の効果】以上のように、まず、請求項１に記載の
発明によれば、圧力タンクに、イジェクタからの空気の
混合された加圧給水が直接噴き込まれる。このイジェク
タでは、給水ポンプから供給される加圧給水の噴流によ
って、空気が吸引されて、混合されながら圧力タンクへ
噴き込まれるために、加圧水における空気の溶解度を高
めることができ、高能率で，かつ高性能の加圧水生成を
行うことができる。しかも、加圧給水は、空気と混合さ
れてイジェクタから圧力タンクへ直接噴流されるため
に、このイジェクタによる噴流工程を短縮することがで
きて、コンパクトな構成とすることができる。

【００３７】また、請求項２に記載の発明によれば、圧
力タンクは、エアコンプレッサからの圧縮空気で加圧さ
れた状態に維持されており、またイジェクタは、加圧給
水の噴流によって、加圧空気を吸引しながら高速噴流で
加圧混合して圧力タンクへ噴き込む。したがって、イジ
ェクタからの加圧空気が混合された加圧給水の直接噴き
込みは、この加圧されている圧力タンクへ噴き込まれる
ために、加圧水における空気の溶解度を一層高めること
ができる。

【００３８】そして、請求項３に記載の発明によれば、
圧力タンクで加圧された空気混合の加圧水または気相部
の圧縮空気を圧力タンクへ循環させて再溶解させるため
に、加圧水の空気混合能率および効率を一層高めること
ができる。しかも、加圧水の加圧空気飽和状態を常時維
持することができる。

【００３９】つぎに、請求項４および請求項５に記載の
発明によれば、圧力タンクの加圧水の水位または加圧力
を一定域に維持することによって、加圧水の空気溶解度
を高くし、安定させることができ、加圧水の噴出使用時
まで長時間に亘って維持することができる。また、圧力
タンクの加圧水や加圧空気を循環させる形態にあって
は、水位や加圧力の一定域維持によって、加圧水や加圧
空気の循環を正確に行うことができ、再溶解を確実に行
うことができる。

【００４０】つぎに、請求項６に記載の発明によれば、
圧力タンクから噴出されるときの水圧力を利用して、給
水ポンプやエアコンプレッサのような駆動機器の駆動源
とするものであるから、動力を有効利用して省エネルギ
ー化を図ることができ、空気混合溶解を効率よく行うこ
とができる。

【００４１】さらに、請求項７に記載の発明によれば、
散水ノズルから圧力タンクの気相部へ加圧水を噴き込む
ことによって、加圧水に対して加圧空気を効率よく溶解
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第一実施例を示す微細気泡発生装置
のブロック説明図である。

【図２】その一部の拡大詳細図である。

【図３】第二実施例を示す微細気泡発生装置部のブロッ
ク説明図である。

【符号の説明】

１圧力タンク２給水ポンプ３エアコンプレッサ４イジェクタ５循環ポンプ６散水ノズルＡ液相部Ｂ気相部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田井誠二愛媛県松山市堀江町７番地三浦工業株式会社内 (72)発明者妹尾泰利愛媛県松山市堀江町７番地株式会社三浦研究所内Ｆターム(参考） 4D037 AA05 AA09 AA11 AB02 AB06 BA02 BA06 BB01 BB03 BB07 4G035 AA01 AC22 AC29 AC37 AE02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加圧水を噴出して微細気泡を発生させる
圧力タンク１に給水ポンプ２からの加圧水流によって空
気を吸引して混合しながら直接噴き込むイジェクタ４を
連結したことを特徴とする微細気泡発生装置。
【請求項２】加圧水を噴出して微細気泡を発生させる
圧力タンク１に給水ポンプ２からの加圧水流によって加
圧空気を吸引して混合しながら直接噴き込むイジェクタ
４と、加圧空気を噴き込むエアコンプレッサ３とを連結
したことを特徴とする微細気泡発生装置。
【請求項３】前記圧力タンク１の液相部Ａの加圧水を
循環ポンプ５を経て噴込循環させるか、または前記圧力
タンク１の気相部Ｂの加圧空気を前記液相部Ａへ噴込循
環させて再溶解させるように構成したことを特徴とする
請求項１または請求項２に記載の微細気泡発生装置。
【請求項４】前記給水ポンプ２から前記圧力タンク１
への給水量を調整して前記圧力タンク１の水位を一定域
に維持するように自動制御することを特徴とする請求項
１に記載の微細気泡発生装置。
【請求項５】前記給水ポンプ２から前記圧力タンク１
への給水量を調整して前記圧力タンク１の水位を一定域
に維持するように自動制御するか、または前記エアコン
プレッサ３から前記圧力タンク１への給気量を調整して
前記圧力タンク１の圧力を一定域に維持するように自動
制御することを特徴とする請求項２に記載の微細気泡発
生装置。
【請求項６】前記圧力タンク１から噴出される水圧力
を利用して前記給水ポンプ２あるいは前記エアコンプレ
ッサ３を駆動するように構成したことを特徴とする請求
項１〜５のいずれか１項に記載の微細気泡発生装置。
【請求項７】前記圧力タンク１の上部に加圧水を噴き
込む散水ノズル６を設けたことを特徴とする請求項１〜
６のいずれか１項に記載の微細気泡発生装置。