JP2002346547A - 微細気泡発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 深い水槽にも簡便に実施できる微細気泡発生
装置の提供。 【解決手段】 一方端が開口され他方端が閉口された円
筒形状で、開放端にはフランジ部２３を設け水槽底面Ｔ
２に取付ける蓋体２と、先端部には蓋体円筒面に沿って
アウターマグネット部３２が複数の磁石を並設して形成
し、基端部には蓋体円筒軸を回転軸にしてアウターマグ
ネット部３２を回転させるモータ部３１を形成する駆動
部３と、基端部は蓋体２内の円筒内面でアウターマグネ
ット部３２の磁石に対峙させて複数のインナーマグネッ
ト部４１を設け、先端部は攪拌部４２を形成し、アウタ
ーマグネット部３２の回転に連れて回転する攪拌フィン
４と、攪拌フィン４の攪拌部中心に気体を供給可能な供
給管５と、攪拌フィン４の回転外方に設けられ、攪拌フ
ィン４の攪拌を邪魔するステータ６とから構成する。

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、淡水或は海水
中に発生する汚濁質等を取り除く水中懸濁質除去に用い
る気泡発生装置に係り、詳細には、汚濁質等が混入した
淡水或は海水中に空気を送り込んで気泡を発生させ、気
泡に汚濁質を付着させて浮上させ、付着して上部に上昇
した気泡を取り除くことで水中の懸濁質を浄化する泡沫
浮遊選別を行うための気泡発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】 淡水或は海水中に発生した懸濁質を除
去する方法として、浄化する水中に気泡を発生させて気
泡に懸濁質を付着させ、懸濁質が付着した状態で浮上し
た気泡を除去する泡沫浮遊分離法が用いられた。例え
ば、観賞魚等の淡水魚或は海水魚の飼育においては、飼
育槽内の飼育水が、魚に与えた餌の残りや飼育魚の排泄
する糞等の分解或は溶解によって発生する懸濁質を含み
汚濁してしまう。そして、飼育槽の汚濁水は、飼育魚に
悪影響を及ぼし、放置しておくと飼育魚の生命に関わる
事態となるので、飼育水は定期的に交換するか、懸濁質
を取除かなければならない。しかしながら、飼育水を定
期的に交換する方法は、比較的短い期間毎に行わなけれ
ばならず、交換するのが手間のかかる仕事であった。

【０００３】そこで、飼育水交換の手間を少しでも解消
するために、飼育水を汲み上げ、濾過材を通して懸濁質
を濾過し、再び飼育槽内に戻してあげる方法や、飼育水
中に気泡を発生させ、気泡に懸濁質を付着させ、懸濁質
の付着した気泡を除去することで、効率よく懸濁質のみ
を除去する泡沫浮遊分離法が採用されていた。この泡沫
浮遊分離法を用いるには、懸濁液中に微細な気泡と比較
的大きな気泡とを発生させ、発生した微細気泡と比較的
大きな気泡とを懸濁液中に浮遊させて懸濁質を付着浮上
させる必要がある。

【０００４】そこで、発明者は、この微細気泡及び比較
的大きな気泡を発生させるために、図９に表すような、
微細気泡発生装置を提供した。即ち、微細気泡発生装置
１１０は、駆動モータである駆動部１１１が駆動軸１１
２を下方へ向け水槽１０１の上部フレーム１０２上に固
定され、駆動軸１１２には中空のパイプである回転筒１
１３を駆動軸１１２に固定する。従って、回転筒１１３
は駆動軸１１２が回転することで回転する。回転筒１１
３は、下端が水槽１０１の下部に位置するよう水槽１０
１内に挿入される。そして、水槽１０１内の懸濁液に浸
からない上端には、吸気口１１４が穿設され、回転筒１
１３下端と導通され、開口される下端が排気口１１５を
形成する。又、回転筒１１３の排気口１１５には、上下
に対向する円盤状の板状体間に、板状体中心から放射状
に羽根板が固定された攪拌フィン１１６が取付けられ、
排気口１１５から排気される外気が、攪拌フィン１１６
の上下に対向した円盤状の板状体間から水槽内へ排出可
能に形成される。

【０００５】従って、回転筒１１３が駆動軸１１２の回
転に伴って回転されると、攪拌フィン１１６付近に負圧
が生じ、吸気口１１４から外気が吸い込まれ、排気口１
１５、攪拌フィン１１６から水槽１０１内に供給される
こととなる。しかしながら、回転筒１１３の回転によっ
て発生した負圧によって水槽１０１内に外気が供給され
ても、外気は気泡にはなるものの、微細気泡は発生し難
く、又、攪拌フィン１１６の回転に伴い水槽１０１内の
懸濁水も回転してしまうので、水槽内に大きな渦が発生
してしまう。

【０００６】そこで、攪拌フィン１１６同様、上下に対
向する円盤状の板状体間に、板状体中心から放射状に羽
根板が固定された構造で、攪拌フィン１１６を内部に位
置できる大きさのステータ１１７を、攪拌フィン１１６
を包含するように設ける。そして、ステータ１１７は回
転させずに、水槽１０１内で固定させる。即ち、ステー
タ１１７の上部には、回転筒１１３を内包する固定筒１
１８を、駆動部１１１に回転しないように固定する。こ
のように固定することで、ステータ１１７は攪拌フィン
１１６を包含した状態で回転せずに位置する。従って、
攪拌フィン１１６が回転されて供給された外気は、供給
された後攪拌フィン１１６及びステータ１１７の羽根板
によって細かく砕かれ、微細気泡を発生する。更に、ス
テータ１１７が回転しないので、ステータ１１７の羽根
板が回転を邪魔して懸濁水の回転を抑制する。

【０００７】このように、形成される従来例の微細気泡
発生装置１１０によって発生される微細気泡は、懸濁水
中で懸濁質を付着し、発生後も微細気泡が破壊されずに
付着した汚濁物質を水槽１０１上部に集合しやすい微少
な径からなり、詳細には、発生される微細気泡中には直
径０．５ｍｍ以下の気泡Ｂを多く含むように発生される
が、直径２ｍｍより小径な気泡Ｂであれば懸濁質を付着
して上昇し、且つ、上昇後も破裂することなく懸濁水中
に浮遊出来る。又、気泡Ｂの径が大きいと、上昇後破裂
してしまい、付着していた懸濁質が再び懸濁水中に溶融
して、懸濁質を効率よく除去することが困難であると共
に、破裂しなくとも、懸濁水中を横方向へよく移動して
浮遊することなく、その浮力により直ちに浮上してしま
い、懸濁水中で広く懸濁質を除去できない。一方、微細
気泡は、上昇し難く、横方向へ広い範囲によく広がり、
懸濁水中の懸濁質を効率よく付着可能である。又、微細
気泡だけでは、よく浮遊する一方で、上昇し難いので、
懸濁水中に広く拡散してしまい集泡が困難であるが、微
細気泡と共に比較的大きな気泡が適度に発生されること
で、比較的大きな気泡が浮上することによって懸濁水中
に水流が発生され、微細気泡が発生した付近に浮遊して
くると、上昇流によって或は大きな気泡に付着する等し
て上昇することとなり、懸濁質を効率よく除去可能とな
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】 上述のように、従来
例に表す微細気泡発生装置によって懸濁質を懸濁水上部
に集めることは可能となる。しかしながら、従来例によ
ると、例えば、実施される水槽が深いと、回転筒の長さ
を長くしなければならない。そして、回転筒が長くなる
と、回転筒が上部でのみ支えられているので、下部が振
動して回転時にぶれが生じ、破損し易いという問題点を
有した。

【０００９】更に、大きな飼育槽内に設置して用いるた
めに大量の微細気泡を発生可能とするには、大型の微細
気泡発生装置が必要となり、装置が大きくなると共に重
量が増大してしまい、装置を設置する際には装置の重量
及び振動に耐えるだけの飼育槽の強度を要するという問
題点を有した。

【００１０】更に又、懸濁水内に気泡として供給する気
体がオゾン等回転駆動部を形成する金属に悪影響を及ぼ
す気体の場合には、気泡となったオゾン等の気体が上方
へ浮上する過程で回転駆動部を形成する金属に付着して
腐食を早めてしまうという問題点を有した。

【００１１】又、水槽上部から下部にかけて微細気泡発
生装置が載置されるので、例えば、観賞魚を飼育する水
槽内に設置する場合等は、見かけが悪くなるという問題
点を有した。

【００１２】そこでこの発明は、これら問題点に鑑み、
水槽内の外観を損なわず、水槽に重量による負担をかけ
ず、且つ、深い水槽にも簡便に実施可能な微細気泡発生
装置を提供することを課題とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】 この発明は、

【００１４】水槽底部に設けられ、複数の羽根板が回転
軸に対し放射状に設けられて回転可能な攪拌部を形成し
てなる攪拌フィンと、攪拌フィンの下部に設けられ、攪
拌フィンを回転させる駆動部と、一端が攪拌部の回転中
心に位置されて開口され、他端が水槽内の攪拌部へ供給
する気体に開口され、他端の開口した気体を攪拌部へ供
給可能な供給管と、からなることを特徴とする微細気泡
発生装置、

【００１５】及び

【００１６】水槽外部に設けられ、水槽内部側に設けら
れる従動部に回転駆動力を提供する駆動部と、水槽内部
に設けられ、一端は駆動部から駆動力を受領して回転可
能な従動部を形成し、他端は複数の羽根板からなる攪拌
部を形成し、駆動部からの駆動力により水槽内で回転す
る攪拌フィンと、一端が攪拌フィンの攪拌部中心に位置
されて開口され、他端が水槽外に開口され、水槽外部の
気体を水槽内の攪拌部へ供給可能な供給管と、からなる
ことを特徴とする微細気泡発生装置、

【００１７】及び、

【００１８】一方の端部が閉塞され他方の端部が開口さ
れた円筒形状からなり、開口された側面には水槽底面に
取付可能なフランジ部が設けられる蓋体と、水槽底面の
蓋体外部に設けられ、先端部には蓋体円筒面の円周方向
に沿って磁極が交互になるよう複数の磁石が並設される
アウターマグネット部を形成し、アウターマグネット部
を、基端部にはアウターマグネット部を蓋体円筒軸と回
転軸を同じくして回転させるモータ部を形成する駆動部
と、基端部は蓋体内に設けられ、蓋体の円筒内面に沿っ
て複数の磁石を磁極が交互になるよう複数設けられるイ
ンナーマグネット部を形成し、先端部は蓋体から水槽内
に突設され、複数の羽根板からなる攪拌部を形成し、ア
ウターマグネット部の回転に連れて回転される攪拌フィ
ンと、一端が開口されて攪拌フィンの攪拌部中心に位置
され、他端は水槽外に開口され、気体を水槽内の攪拌部
へ供給可能な供給管と、からなることを特徴とする微細
気泡発生装置、

【００１９】及び、

【００２０】一方の端部が閉塞され他方の端部が開口さ
れた円筒形状からなり、開口された側面には水槽底面に
取付可能なフランジ部を設けられる蓋体と、水槽底面の
蓋体外部に設けられ、先端部には蓋体円筒面の円周方向
に沿って磁極が交互になるよう複数の磁石が並設される
アウターマグネット部を形成し、アウターマグネット部
を、基端部にはアウターマグネット部を蓋体円筒軸と回
転軸を同じくして回転させるモータ部を形成する駆動部
と、基端部は蓋体内に設けられ、蓋体の円筒内面に沿っ
て複数の磁石を磁極が交互になるよう複数設けられるイ
ンナーマグネット部を形成し、先端部は蓋体から水槽内
に突設され、複数の羽根板からなる攪拌部を形成し、ア
ウターマグネット部の回転に連れて回転される攪拌フィ
ンと、一端が開口されて攪拌フィンの攪拌部中心に位置
され、他端は水槽外に開口され、気体を水槽内の攪拌部
へ供給可能な供給管と、攪拌フィンの回転外方に設けら
れ、攪拌フィンの攪拌を邪魔する板状体を立設してなる
ステータと、からなることを特徴とする微細気泡発生装
置、

【００２１】を提供する。そして、この発明の作用は以
下の通りである。駆動部が回転すると、複数の羽根板か
らなる攪拌部が回転して水槽内を攪拌し、攪拌部付近に
は負圧が発生する。すると、供給管の一端が攪拌フィン
の攪拌部の回転中心に開口しており、他端が水槽外に開
口しているので、負圧によって外気が供給管内を通り水
槽内へ吸引される。そして、吸引された気体は、回転し
ている攪拌部の羽根板によって攪拌されて分断され、大
きな気泡と共に微細気泡を発生する。

【００２２】蓋体によって水槽内外が分離される場合に
は、蓋体が水槽底面に取付けられて水槽内外を分離し、
分離された水槽外部には、駆動部が設けられ、更に、分
離された水槽内部には、駆動部が駆動すると回転駆動可
能に攪拌フィンが設けられる。

【００２３】駆動部が駆動すると、分離された水槽内部
では攪拌フィンの基端部である従動部が駆動部によって
回転駆動される。従動部が回転すると、攪拌フィンの先
端部である攪拌部も回転するので、攪拌部を形成する羽
根板が回転する。そして、羽根板の回転によって水槽内
は攪拌され、攪拌部付近に負圧を発生する。すると、発
生した負圧により、攪拌部中心に開口した供給管から水
槽外部の気体が吸引される。吸引された気体は、回転し
ている攪拌部の羽根板によって攪拌されて分断され、大
きな気泡と共に微細気泡を発生する。

【００２４】蓋体がフランジ部を形成する円筒形からな
り、駆動部がアウターマグネット部及びモータ部からな
り、攪拌フィンがインナーマグネット部及び攪拌部から
なる場合には、蓋体のフランジ部が水槽底面に取付けら
れ、駆動部は水槽外に位置され、攪拌フィンは水槽内の
底部に位置される。駆動部のモータ部が回転してアウタ
ーマグネット部が回転する。すると、蓋体内に設けられ
た攪拌フィンのインナーマグネット部が回転され、攪拌
フィンの先端部に形成する攪拌部も回転する。攪拌部が
回転すると、攪拌部の回転に伴い、水槽内の攪拌部付近
に負圧を生ずる。

【００２５】すると、供給管は、一端が攪拌フィンの攪
拌部中心に、他端が水槽外に夫々開口されているので、
攪拌部付近に生じた負圧によって水槽外の気体が供給管
を経由し水槽内に吸引されて供給される。水槽内に吸引
された気体は、攪拌部に設けた羽根板の回転によって攪
拌されて分断され、大きな気泡と共に微細気泡を発生す
る。攪拌フィンの回転外方にステータを設けた場合に
は、水槽内の液体が攪拌フィンの回転に伴って起こる連
れ回りが、ステータによって抑制されることとなる。

【００２６】

【発明の実施の形態】 以下に、この発明の実施の形態
を図面に基づき説明する。図１はこの発明の実施の形態
を水槽に実施した状態を表す説明図であり、図２は図１
の一部拡大断面説明図であり、図３は気泡の状態を表す
説明図であり、図４は第２の実施の形態を表す説明図で
あり、図５は第３の実施の形態を表す説明図であり、図
６は第４の実施の形態を表す説明図であり、図７は第４
の実施の形態を表す拡大断面説明図であり、図８は第５
の実施の形態である。

【００２７】１は、この発明の実施の形態である微細気
泡発生装置である。微細気泡発生装置１は、図１に表す
ように、水槽Ｔの底面に設置される。水槽Ｔは、円筒形
状からなり、水槽Ｔ内には汚濁水である飼育水Ｗを所定
量満たしてなる。水槽Ｔ上部には、微細気泡発生装置１
によって発生した気泡と共に飼育水Ｗ中の汚濁物質を除
去する泡沫分離部Ｔ１が設けられ、発生した気泡Ｂと共
に汚濁物質を除去可能である。水槽Ｔの底面には微細気
泡発生装置１を取付けるための取付孔を穿設した取付部
Ｔ２を設ける。この実施の形態では、水槽Ｔは、魚など
を飼育している飼育水槽（図示せず）の外部に設け、給
水口Ｔ３から飼育水槽（図示せず）から飼育水Ｗを引き
込んで泡沫分離処理して浄化し、浄化された飼育水Ｗを
排水口Ｔ４から再び飼育水槽（図示せず）へ戻すよう形
成する実施の形態を説明するが、水槽Ｔが飼育水槽を形
成しても良い。即ち、飼育水槽に微細気泡発生装置１を
取付けるように形成する実施の形態であっても良い。
尚、水槽Ｔの形状は円筒形状でなくとも良く、実施の場
所や製造の都合によって箱形等他の形状としても良い。

【００２８】微細気泡発生装置１は、水槽Ｔの飼育水Ｗ
中に微細気泡Ｂ１を含む気泡Ｂを発生させ、大きな気泡
Ｂ２の浮力によって大量の気泡Ｂを飼育水Ｗ上部へ浮上
させ、気泡Ｂを泡沫分離部Ｔ１へ押し上げて供給し、泡
沫分離部Ｔ１内に気泡Ｂに付着して回収された汚濁物質
を除去可能である。

【００２９】以下、微細気泡発生装置１の詳細を説明す
る。微細気泡発生装置１は、一方の端部が閉塞された円
筒形状からなる蓋体２と、蓋体２の水槽Ｔ外側に設ける
駆動部３と、水槽Ｔ内から蓋体２の円筒部内に設置され
る攪拌フィン４と、攪拌フィン４の上部から水槽Ｔ内へ
外気を供給可能な供給管５と、攪拌フィン４の外方に設
けられるステータ６とからなる。

【００３０】蓋体２は、水槽Ｔ底面に固定して水槽Ｔ内
外を水密状態に分離可能である。蓋体２は、円筒体２１
の一方の開口を密閉固定して蓋体下面２２を形成し、円
筒体２１の上端縁部に鍔状のフランジ部２３を形成して
なる。そして、フランジ部２３は水槽Ｔ底面に設けた取
付部Ｔ２に水密に固定する。この時、水密に固定するた
めに取付部Ｔ２とフランジ部２３との間にパッキン等を
挟み水密状態を形成しても良く、樹脂等によって水密状
態を形成しても良い。この実施の形態では、泡沫分離に
よって浄化する対象が飼育水Ｗなので、蓋体２は水密状
態に水槽Ｔに取付ければ足りるが、浄化対象が工場排水
や工作機械の切削油等他の液体である場合には、少なく
も、浄化対象の液体が漏洩しないように取付ければ足り
る。

【００３１】駆動部３は、駆動部３が駆動することで従
動する従動部である攪拌フィン４に回転駆動力を提供す
る。駆動部３は、モータ部３１と、アウターマグネット
部３２とからなる。モータ部３１は、駆動軸が蓋体底面
２２の中央下部に位置するよう水槽Ｔ底面に固定され、
供給される電力によって回転する。アウターマグネット
部３２は、蓋体２の円筒体２１径より稍径大の円周上に
磁極が交互になるよう磁石を並設して形成し、磁石が蓋
体２の円筒体２１に下方から被さるように設置され、並
設する磁石の回転中心にモータ部３１の駆動軸が連結さ
れてなる。従って、モータ部３１が駆動して駆動軸が回
転すると、アウターマグネット部３２は、蓋体２の円筒
体２１の周りで回転する。

【００３２】攪拌フィン４は、駆動部３の駆動によって
回転する従動部であり、インナーマグネット部４１と、
攪拌部４２とからなり、蓋体２の水槽Ｔ内部側に設置す
る。攪拌フィン４のインナーマグネット部４１は、蓋体
２の円筒体２１内に設けられ、蓋体２の円筒体２１外に
設置されたアウターマグネット部３２の各磁石と対峙す
るように、複数の磁石を磁極が交互になるようフィン回
転軸４３の一端に並設固定する。フィン回転軸４３の他
端は、円筒体２１上部開口から水槽内に突設され、攪拌
部４２が固定される。攪拌部４２は、フィン回転軸４３
の上端に円板４５を中心を同じくして固定し、更に、フ
ィン回転軸４３の軸に対して放射方向に複数の羽根板４
４を設置し、更に複数の羽根板４４の上部を円板４５で
挟みフィン回転軸４３に固定してなる。即ち、軸に放射
状に設置された複数の羽根板４４を上下から円板４５で
挟んでフィン回転軸４３に固定してなる。そして、羽根
板４４上部の円板４５中央には、攪拌部４２へ外気を吸
引するために供給管５の先端を開口させる開孔４６を穿
設する。

【００３３】ステータ６は、邪魔板６１と、下部固定板
６２と、上部固定板６３とからなる。ステータ６の邪魔
板６１は、羽根板４４同様にフィン回転軸４３の軸に対
して放射方向に、且つ、羽根板４４に対しフィン回転軸
４３とは反対側に複数設置される。そして、複数の邪魔
板６１は、各邪魔板６１下部がドーナツ状の円板からな
る下部固定板６２によって連結固定され、更に、下部固
定板６２の下面を水槽Ｔ底面に固定することで水槽Ｔ底
面に固定する。又、複数の邪魔板６１上部は、円盤状の
板体である上部固定板６３によって連結固定される。上
部固定板６３の中央には、供給管５を固定するための固
定孔６４を穿設すると共に、他の位置には通水孔６５を
穿設する。通水孔６５は、攪拌フィン４が回転すると、
上部固定板６３の上部から攪拌フィン４の回転中心から
の放射方向へ水流を生成し、気泡Ｂをより効率よく発生
可能である。従って、通水孔６５は、適宜な大きさ及び
量を設ければ良く、更には、固定孔６４の一部を開口す
る等して形成しても良い。

【００３４】供給管５は、筒状体からなる。供給管５
は、先端を攪拌部４２に穿設した開孔４６に開口して供
給口５１を形成し、他端を水槽Ｔ底面から水槽Ｔ外を経
て水槽Ｔより上方へ開口して吸気口５２を形成する。こ
のように、先端部である供給口５１を水槽Ｔ底部に開口
し、他端である吸気口５２を水槽Ｔより上方に開口する
ことで、水槽Ｔ内の飼育水Ｗは供給管５を経由して水槽
Ｔ外へ溢れ出すことはない。そして、水槽Ｔ底面で水槽
Ｔ内から水槽Ｔ外へ貫通する貫通箇所はパッキング等に
よって水密に密閉される。勿論コーキング材等によって
水密状態を保持しても良い。

【００３５】上述のように形成する第１の実施の形態の
作用を説明する。水槽Ｔ内には、飼育水Ｗが所定位置ま
で満たされている。そして、水槽Ｔ内に満たされた飼育
水Ｗは、給水口Ｔ３及び排水口Ｔ４によって飼育水槽
（図示せず）と飼育水Ｗの交換を行っており、この交換
は、常に少量ずつ交換しても良く、或は、所定時間水槽
Ｔ内で浄化後に一気に交換するようにしても良い。この
実施の形態では、常に少量ずつ交換するように形成す
る。

【００３６】駆動部３のモータ部３１に電力が供給され
てモータ部３１が回転駆動すると、モータ部３１の回転
軸に固定されたアウターマグネット部３２が回転され
る。アウターマグネット部３２は、蓋体２の円筒体２１
外で回転することとなる。すると、アウターマグネット
部３２と蓋体２の円筒体２１を挟んで対峙するインナー
マグネット部４１は、アウターマグネット部３２の各磁
石の磁極と異なる磁極の磁石がアウターマグネット部３
２と対峙したときには引力が発生し、同極が対峙したと
きには斥力が発生するので、アウターマグネット部３２
の回転に伴ってインナーマグネット部４１も回転を開始
し、アウターマグネット部３２の回転と同期して従属回
転する。インナーマグネット部４１が回転することで、
フィン回転軸４３によって連結固定されている攪拌部４
２も回転する。

【００３７】攪拌フィン４の攪拌部４２が回転すると、
羽根板４４によって攪拌フィン４付近の飼育水Ｗが攪拌
されて負圧が生ずる（この負圧は、攪拌フィン４付近の
飼育水Ｗが攪拌フィン４から遠ざかる方向に急激に移動
されるよう攪拌によって作用され生ずるものと思われ
る）。攪拌フィン４の周りに負圧が生ずると、供給管５
の吸気口５２から吸引された外気が、供給管５を経由し
て供給口５１から水槽内に吸引される。そして、吸引さ
れた外気は、攪拌フィン４の攪拌部４２によって攪拌さ
れることとなり、その結果、図３に表すように、細かい
気泡、即ち微細気泡Ｂ１と、比較的大きな気泡Ｂ２とに
され、飼育水Ｗ内に供給されることとなる。

【００３８】攪拌フィン４が回転を続けると、水槽Ｔ内
の飼育水Ｗ全体も連れ回りを起こそうとするが、ステー
タ６が攪拌フィン４の回転外側に固定設置されているた
め、ステータ６の邪魔板６１が水槽Ｔ内の飼育水Ｗの連
れ回りを抑制して整流機能を果たす。又、攪拌フィン４
が回転しステータ６が制止しているので、羽根板４４と
邪魔板６１との間で吸引された外気が細かく砕かれるこ
ととなる。

【００３９】尚、この実施の形態で使用される飼育水Ｗ
は海水のような塩分濃度の濃くない淡水なので、飼育水
Ｗに比較的径小な微細気泡Ｂ１を発生しにくいと共に、
発生された気泡Ｂが比較的早期に上昇し破裂してしま
う。そこで、攪拌フィン１６で発生する微細気泡Ｂ１
は、飼育水Ｗ中で汚濁物質を付着し、発生後も微細気泡
Ｂ１が破壊されずに付着した汚濁物質を水槽Ｔ上部に集
合しやすい微少な径からなり、詳細には、発生される微
細気泡Ｂ１中には直径０．５ｍｍ以下の気泡Ｂを多く含
むように発生される微細気泡発生装置１であることが望
ましいが、直径２ｍｍより小径な気泡Ｂであれば汚濁物
質を付着して上昇し、且つ、上昇後も破裂することなく
泡沫分離部Ｔ１下部に集合され、微細気泡Ｂ１を含む飼
育水Ｗの含有汚濁物質濃度を水槽２下部に比し濃くする
ことが可能なので、直径２ｍｍ以下の気泡Ｂを発生可能
であれば汚濁物質を除去するための微細気泡発生装置１
として機能する。そして、より小径な微細気泡Ｂ１が含
まれる気泡Ｂを発生させる微細気泡発生装置１を用いる
ことで、更に効率よく浄化させることができる。尚、詳
述しないが、飼育水Ｗは淡水に限定されるものではな
く、家庭用排水等他の汚濁水でも良い。

【００４０】尚、気泡Ｂの径が大きいと、上昇後破裂し
てしまい、付着していた汚濁物質が再び汚濁水中に戻
り、汚濁水Ｗの泡沫分離部Ｔ１下部に汚濁物質を効率よ
く集めることが困難であると共に、図３に表すように、
破裂しなくとも、飼育水Ｗ中を横方向へよく移動して浮
遊することなく、その浮力により直ちに浮上してしま
い、飼育水Ｗ中で広く汚濁物質を除去できない。一方、
微細気泡Ｂ１は、図３に表すように、上昇し難く、横方
向へ広い範囲によく広がり、飼育水Ｗ中の汚濁物質を効
率よく付着可能である。

【００４１】又、微細気泡Ｂ１だけでは、よく浮遊する
一方で、上昇し難いので、飼育水Ｗ中に広く拡散してし
まい飼育水Ｗ上部への集泡が困難であるが、微細気泡Ｂ
１と共に比較的大きな気泡Ｂ２が適度に発生されるの
で、比較的大きな気泡Ｂ２が浮上することによって微細
気泡発生装置１上部に下方から上方への水流が発生さ
れ、微細気泡Ｂ１が微細気泡発生装置１の上部へ浮遊し
てくると、上昇流によって、或は大きな気泡Ｂ２に付着
する等して上昇することとなる。

【００４２】このように、発生された微細気泡Ｂ１は飼
育水Ｗ中に広く拡散されて浮遊し、飼育水Ｗ中の汚濁物
質を付着する。そして、飼育水Ｗ中の微細気泡発生装置
１上部で比較的大きな気泡Ｂ２の浮上によって、或は、
同気泡Ｂ２に付着して、比較的大きな気泡Ｂ２と共に上
昇する。

【００４３】上昇した気泡Ｂは、飼育水Ｗ上部、即ち、
泡沫分離部Ｔ１下部に位置してやがて積層される。更に
気泡Ｂが積層されると、やがて、泡沫分離部Ｔ１の中央
に設け排泡孔Ｔ５から泡沫分離部Ｔ１内へ集泡される。
そして、泡沫分離部Ｔ１内に集泡された気泡Ｂは、分離
棚Ｔ６を逆ロート状に傾斜させて設けることにより、気
泡Ｂに汚濁物質と共に付着して集泡された水分のみが分
離棚Ｔ６の傾斜に沿って水槽Ｔ内面側へ移動し、水槽Ｔ
内面と逆ロート状に形成した分離棚Ｔ６との間に設ける
回収間隙Ｔ７から再び水槽Ｔ内の飼育水Ｗへ戻される。
この現象は、順次排泡孔Ｔ５から新しい気泡Ｂが集泡さ
れるので、泡沫分離部Ｔ１内の気泡Ｂ密度が上昇し、集
泡された気泡Ｂ相互が結び付いて順次一つの大きな気泡
Ｂを形成していくので、更には、気泡相互の境界膜がな
くなりるので、付着していた水分が大きくなり気泡膜か
ら離脱するものと考えられる。

【００４４】この時、戻される水分は、汚濁物質が気泡
Ｂに付着して泡沫分離部Ｔ１に残るので、浄化されて再
び水槽Ｔへ戻され、飼育水Ｗは浄化される。一方、泡沫
分離部Ｔ１に残った気泡Ｂは、順次水槽Ｔ内から排泡孔
Ｔ５を経由して新たな気泡Ｂが集泡されてくるので、や
がて泡沫分離部Ｔ１内には収まりきらなくなり、泡沫分
離部Ｔ１上部に設ける廃棄口Ｔ８から気泡Ｂが溢れるよ
うに廃棄されることとなる。

【００４５】次いで、第２の実施の形態を図４に基づき
説明する。第２の実施の形態の蓋体２、攪拌フィン４、
供給管５、及び、ステータ６は、第１の実施の形態同様
である。

【００４６】第２の実施の形態の駆動部３は、図４に表
すように、複数の界磁コイル３３と、励磁制御部３４と
からなる。各界磁コイル３３は、攪拌フィン４に設けた
各インナーマグネット部４１と対向するように、蓋体２
の円筒体２１表面に固定される。励磁制御部３４は、界
磁コイル３３に所定の周期で逆極となる電圧を印加して
励磁電流を通電可能であり、通電された界磁コイル３３
は所定周期で、発生する磁界の方向を逆向きにする動作
を繰返すこととなる。そして、更に、励磁制御部３４
は、隣り合う界磁コイル３３相互が異なる方向に磁界を
発生するように円圧を印加して励磁電流を通電可能であ
り、隣り合う界磁コイル３３相互が所定の周期で常に逆
方向の磁界を発生することとなる。その他は第１の実施
の形態同様である。

【００４７】このように形成する第２の実施の形態の作
用を説明する。励磁制御部３４が所定周期で順次逆極の
電圧を印加することで、界磁コイル３３相互の発生する
磁界の方向は逆向きとなる。そして、隣り合う界磁コイ
ル３３は、夫々逆極の電圧を印加されるので、励磁電流
によって発生する磁界の方向は隣り合う界磁コイル３３
毎に異なる。このように界磁コイル３３が励磁される
と、界磁コイル３３と対向して蓋体２の内部に位置され
る攪拌フィン４のインナーマグネット部４１は、モータ
の原理によって回転される。

【００４８】インナーマグネット部４１が回転すると、
第１の実施の形態同様、攪拌部４２も回転し、以下第１
の実施の形態同様の作用を呈する。

【００４９】以下に、第３の実施の形態を図５に基づき
説明する。第３の実施の形態は、第１及び第２の実施の
形態におけるステータ６を、微細気泡発生装置１には設
けずに、水槽Ｔ内壁から水槽中心方向へ板状体を固定し
て邪魔板６１として設けた実施の形態であり、それ以外
は第１の実施の形態同様である。勿論、第２の実施の形
態に邪魔板６１を設け、それ以外を第２の実施の形態同
様にしても良い。従って、第１の実施の形態及び第２の
実施の形態では、ステータ６が整流作用を呈して連れ回
りを抑止したが、第３の実施の形態では、邪魔板６１に
よってステータ６同様に連れ回りを抑制可能となる。

【００５０】次いで、第４の実施の形態を図６及び図７
に基づき説明する。第４の実施の形態における微細気泡
発生装置１は、駆動部３と、攪拌フィン４と、供給管５
と、ステータ６とからなり、家庭用等の比較的小さな水
槽Ｔ内に設置した例を表す。水槽Ｔの上部には濾過装置
Ｔ９が設けられ、濾過装置Ｔ９内に揚水された飼育水を
濾過して再び水槽Ｔ内に戻すことが可能である。濾過装
置Ｔ９への揚水は、漏斗を上下逆にした形状からなり微
細気泡発生装置１の上方に位置される集泡器Ｔ１０と、
集泡器Ｔ１０の上部に設置され集泡器Ｔ１０から集泡し
た気泡Ｂを飼育水Ｗと共に汲上げる揚水ポンプＴ１１と
によって行われ、集泡器Ｔ１０内に集泡された気泡Ｂが
濾過装置Ｔ９に揚水される。微細気泡発生装置１の駆動
部３は、モータ部３１が水中モータからなり、供給され
る電力によって回転軸３５を回転可能である。駆動部３
は、回転軸３５を駆動部３上部から上方に突出させて設
け、垂直軸を回転軸として回転可能に設置される。攪拌
フィン４は、インナーマグネット部４１を有さず、駆動
部３の回転軸３５が攪拌部４２のフィン回転軸４３とな
るように固定されてなり、駆動部３が回転することで回
転可能である。攪拌フィン４の攪拌部４２を形成する羽
根板４４、円板４５、及び、開孔４６は、第１の実施の
形態と同様に形成されるので、攪拌部４２は、第１の実
施の形態同様に飼育水Ｗ中で回転可能である。ステータ
６は、第１の実施の形態同様に邪魔板６１が攪拌部４２
の回転外側で、下部固定板６２及び上部固定板３とに挟
まれて固定されてなり、下部固定板６２の下端が駆動部
３に固定される。従って、ステータ６の邪魔板６１と攪
拌部４２の羽根板４４との位置関係は第１の実施の形態
同様となる。供給管５は、第１の実施の形態と同様に、
一端が攪拌部４２の開孔４６に開口され、他端は水槽Ｔ
の外で水槽Ｔより高い位置に開口するように設ける。従
って、供給管５も第１の実施の形態同様である。ステー
タ６は、第１の実施の形態同様、複数の邪魔板６１を下
部固定板６２及び上部固定板６３によって放射状になる
よう挟持固定してなる。そして、ステータ６は、ステー
６４によって全体がモータ部３１と固定され、攪拌フィ
ン４との相対位置が第１の実施の形態と同じになるよう
設置する。このように形成する第４の実施の形態は、水
槽Ｔの底部に設置可能となり、家庭用等汎用の水槽Ｔに
実施できる。

【００５１】以下、このように形成する第４の実施の形
態の作用を説明する。駆動部３に電力が供給されてモー
タ部３１の回転軸３５（フィン回転軸４３と一体）が回
転する。回転軸３５（フィン回転軸４３と一体）が回転
すると、回転軸３５（フィン回転軸４３と一体）と固定
された攪拌フィン４が回転する。攪拌フィン４が回転す
ることで、第１の実施の形態同様、微細気泡Ｂ１及び大
きな気泡Ｂ２を含む気泡Ｂが発生し、微細気泡Ｂ１は浮
力が弱いので水槽Ｔ内の飼育水Ｗ中を横方向へ広く浮遊
し、比較的浮力の大きな気泡Ｂ２は上方へ浮上する。微
細気泡Ｂ１は、横方向に広がって飼育水Ｗ中の汚濁物質
を広く付着し浮遊する。この時、微細気泡発生装置１は
集泡器Ｔ１０の下方に位置しているので、上方へ浮上す
る大きな気泡Ｂ２は集泡器Ｔ１０によって集泡されるこ
ととなる。その際水槽内では、大きな気泡Ｂ２の浮上に
よって上方へ向かう水流が出来るので、この水流付近に
移動してきた微細気泡Ｂ１は、この水流にのって上昇
し、集泡器Ｔ１０によって大きな気泡Ｂ２と共に集泡さ
れる。集泡器Ｔ１０によって集泡された気泡Ｂは、揚水
ポンプＴ１１によって飼育水Ｗと共に汲上げられ、濾過
装置Ｔ９に排出される。濾過装置Ｔ９では、揚水された
汚濁物質を付着した気泡Ｂから汚濁物質を濾過し、飼育
水Ｗを浄化して再び水槽Ｔ内へ戻す。そして、このよう
な飼育水Ｗの循環を繰返すことで、飼育水Ｗは浄化され
ることとなる。

【００５２】次いで、第５の実施の形態を図８に基づき
説明する。第５の実施の形態である微細気泡発生装置１
は、図８に表すように、第１の実施の形態同様水槽Ｔ底
部の外部に駆動部３を設置し、水槽Ｔ内に攪拌フィン４
及びステータ６を設置してなる。そして、微細気泡発生
装置１は、第１乃至第３の実施の形態と異なり、駆動部
３及び攪拌フィン４を分離される蓋体２を設ず、攪拌フ
ィン４を回転させる回転軸３５を、水槽Ｔの底部に予め
穿設された軸孔Ｔ１２を貫通して設ける。駆動部３は、
モータ部３１からなり、モータ部３１が軸孔Ｔ１２の水
槽Ｔ外部に取付けられ、モータ部３１の回転軸３５が軸
孔Ｔ１２を貫通して水槽Ｔ内部に位置するよう取付けら
れる。３６は、フランジ部材である。フランジ部材３６
は、その中心にモータ部３１の回転軸３５を貫通可能な
軸孔３７を穿設してなり、回転軸３５を軸孔３７へ貫通
させ、取付モータ部３１を水槽Ｔの底部へ水密に取付け
るための部材である。軸孔３７は、オイルシールを形成
してなり、回転軸３５と水密に接すると共に、回転軸３
５が回転可能に設ける。攪拌フィン４は、第４の実施の
形態と同様に、モータ部３１の回転軸３５先端に取付け
られる。攪拌フィン４のその他は、第１の実施の形態同
様である。供給管５の吸気口５２は、吸気管５３の先端
（図示せず）を第１の実施の形態同様水槽外部に開口し
て形成する。供給管５の供給口５１は、第１の実施の形
態と異なり、回転軸３５の攪拌フィン４側に開口してな
る。

【００５３】詳細には、供給管５は、予めフランジ部材
３６内にモータ部３１の回転軸３５まで穿設した連通孔
３８と、回転軸３５を中空に形成し回転軸３５内に一端
がフランジ部材３６内の連通孔３８に開口すると共に、
他端が回転軸３５先端に取付けた攪拌フィン４に開口す
る供給口５１を形成するよう予め穿設する連通孔３９
と、吸気管５３とからなる。そして吸気管５は、吸気管
５３の吸気口５２と異なる他端をフランジ部材３６の連
通孔３８に連結することで、供給口５１及び吸気口５２
とを連通して外気或は外部に設ける他の気体を水槽Ｔ内
に供給可能に形成してなる。ステータ６は、特に図示し
ないが、供給管５が上部から吸気しないので、上部固定
板６３には供給管５を固定する固定孔６４を設けない
が、それ以外は第１の実施の形態同様である。

【００５４】そして、第５の実施の形態の作用は、供給
管５が、外気或は外部に設ける他の気体を水槽Ｔ内に供
給する際、回転軸３５を経由して供給する以外は、他の
実施の形態同様である。従って、第５の実施の形態で
は、駆動部３が水槽Ｔ外部に位置し、攪拌フィン４が攪
拌部を形成すると共に駆動部３から駆動力を受領して回
転する受動部を形成し、回転軸３５に設けた攪拌フィン
４を回転駆動させ、攪拌フィン４の回転で負圧を発生さ
せ、この負圧によって供給管５の吸気口５２から吸気
し、供給管５、吸気管５３、連通孔３８、及び、連通孔
３９を経由して供給口５１から吸気した気体を供給して
微細気泡を発生する。このように、第５の実施の形態に
よれば、モータ部３１を水槽Ｔ底部の外側に位置させる
ことが出来、水槽Ｔ内ではステータ６が水槽Ｔ底部に位
置しているだけなので、観賞用の水槽等に実施したとき
に外観を損なうことがない。

【００５５】尚、第５の実施の形態では、供給管５を駆
動部３のフランジ部材３２内、回転軸３５を経由して攪
拌フィン４に供給するよう形成したが、第１の実施の形
態のように、攪拌フィン４の上部に吸気口５２が開口す
るように形成しても良い。又、これら実施の形態では、
浄化する汚濁水は飼育水Ｗであるが、飼育水に限定され
るものではなく、家庭排水等他の汚濁水でも良く、更に
は、工場排水や工作機械に使用して汚濁した切削油等で
も良い。そして、供給管５を経由して水槽Ｔ内に供給さ
れる気体は、これら実施の形態では外気（空気）である
が、浄化する対象である汚濁水によっては、オゾン等他
の気体或は他の気体と空気との混合気体が望ましい場合
もあり、これらの気体を水槽Ｔ内に供給する場合には、
供給管５の吸気口５２は、これら気体の発生装置と接続
される等して水槽Ｔ内に供給することも可能である。

【００５６】更に又、気泡Ｂを大量に発生できるので、
発生した泡沫によって除去又は分離させたい汚濁水中の
物質が、沈殿法や限外濾過では分離効率の悪い低濃度の
タンパク質や酵素の場合にも実施可能である。そして、
除去又は分離する物質が界面活性の乏しい物質の場合
に、汚濁水中に界面活性剤を添加し、除去又は分離する
物質と界面活性剤とで疎水性の錯体を形成させて吸着を
容易にするようにしても良い。この場合には、界面活性
剤を適宜選択することで、除去又は分離させたい物質を
特定することも出来、更に金属の等の場合には他の物質
を添加することで除去物質と添加した物質とで疎水性の
錯体を形成させ除去可能であり、界面活性剤の場合同様
添加する他の物質を適宜選択することで特定の物質を除
去又は分離することも可能である。

【００５７】更に又、攪拌フィン４の回転数を制御可能
に形成し、供給管５から供給出来る気体量を供給弁（図
示せず）等により制御可能にすることで、発生する気泡
Ｂの量を制御可能となり、気泡Ｂの量をより多くすると
共に、気泡Ｂ中の微細気泡Ｂ１量を多くし大きな気泡Ｂ
２量を少なく或は無くすることが出来る。そして、水槽
Ｔ内の浄化する液体によっては、汚濁水Ｗ中に大量の気
泡Ｂを発生して、微細気泡Ｂ１がその量によって強制的
に上部に位置されるよう形成して、汚濁物質を付着した
微細気泡Ｂ１を上部から強制的に排出することも可能で
ある。

【００５８】

【発明の効果】 以上説明したように、この発明によれ
ば、駆動部と従動部とが蓋体によって水槽底面で完全に
分離させることが出来、水槽内に広く拡散されて浮遊し
汚濁物質を付着する微細気泡を含む気泡を水槽下部で発
生できるので、回転する部分が水槽を貫通せず、回転部
と水槽との回転を伴うシールが不要で水密状態を容易に
保てると共に、水槽底部側で設置可能なので、深い水槽
に実施することが出来、水槽の深さによらずに実施可能
となる。更に、発生させる気泡を形成する気体が、金属
を腐食させる作用の強いオゾン等でも、腐食による影響
が大きい回転軸部やベアリング等が供給された気体より
下方或は水槽外部に位置するので、大きな気泡となって
気体が付着しないので、腐食等の影響を帯びにくい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態を水槽に実施した状態
を表す説明図

【図２】 図１の一部拡大断面説明図

【図３】 この発明の実施の形態の気泡の状態を説明す
る説明図

【図４】 第２の実施の形態を表す説明図

【図５】 第３の実施の形態を表す説明図

【図６】 第４の実施の形態を表す説明図

【図７】 第４の実施の形態の拡大断面説明図

【図８】 第５の実施の形態を表す断面説明図

【図９】 従来例図

【符号の説明】 Ｂ 気泡 Ｂ１ 微細気泡 Ｂ２ 大きな気泡 Ｗ 飼育水 Ｔ 水槽 Ｔ１ 泡沫分離部 Ｔ２ 取付部 Ｔ３ 給水口 Ｔ４ 排水口 Ｔ５ 排泡孔 Ｔ６ 分離棚 Ｔ７ 回収間隙 Ｔ８ 廃棄口 Ｔ９ 濾過装置 Ｔ１０ 集泡器 Ｔ１１ 揚水ポンプ Ｔ１２ 軸孔 １ 微細気泡発生装置 ２ 蓋体 ２１ 円筒体 ２２ 蓋体底面 ２３ フランジ部 ３ 駆動部 ３１ モータ部 ３２ アウターマグネット部 ３３ 界磁コイル ３４ 励磁制御部 ３５ 回転軸 ３６ フランジ部材 ３７ 軸孔 ３８ 連通孔 ３９ 連通孔 ４ 攪拌フィン ４１ インナーマグネット部 ４２ 攪拌部 ４３ フィン回転軸 ４４ 羽根板 ４５ 円板 ４６ 孔 ５ 供給管 ５１ 供給口 ５２ 吸気口 ５３ 吸気管 ６ ステータ ６１ 邪魔板 ６２ 下部固定板 ６３ 上部固定板 ６４ 固定孔 ６５ 通水孔

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水槽底部に設けられ、複数の羽根板が回
   転軸に対し放射状に設けられて回転可能な攪拌部を形成
   してなる攪拌フィンと、 攪拌フィンの下部に設けられ、攪拌フィンを回転させる
   駆動部と、 一端が攪拌部の回転中心に位置されて開口され、他端が
   水槽内の攪拌部へ供給する気体に開口され、他端の開口
   した気体を攪拌部へ供給可能な供給管と、 からなることを特徴とする微細気泡発生装置。
2. 【請求項２】 水槽外部に設けられ、水槽内部側に設け
   られる従動部に回転駆動力を提供する駆動部と、 水槽内部に設けられ、一端は駆動部から駆動力を受領し
   て回転可能な従動部を形成し、他端は複数の羽根板から
   なる攪拌部を形成し、駆動部からの駆動力により水槽内
   で回転する攪拌フィンと、 一端が攪拌フィンの攪拌部中心に位置されて開口され、
   他端が水槽外に開口され、水槽外部の気体を水槽内の攪
   拌部へ供給可能な供給管と、 からなることを特徴とする微細気泡発生装置。
3. 【請求項３】 一方の端部が閉塞され他方の端部が開口
   された円筒形状からなり、開口された側面には水槽底面
   に取付可能なフランジ部が設けられる蓋体と、 水槽底面の蓋体外部に設けられ、先端部には蓋体円筒面
   の円周方向に沿って磁極が交互になるよう複数の磁石が
   並設されるアウターマグネット部を形成し、基端部には
   アウターマグネット部を蓋体円筒軸と回転軸を同じくし
   て回転させるモータ部を形成する駆動部と、 基端部は蓋体内に設けられ、蓋体の円筒内面に沿って複
   数の磁石を磁極が交互になるよう複数設けられるインナ
   ーマグネット部を形成し、先端部は蓋体から水槽内に突
   設され、複数の羽根板からなる攪拌部を形成し、アウタ
   ーマグネット部の回転に連れて回転される攪拌フィン
   と、 一端が開口されて攪拌フィンの攪拌部中心に位置され、
   他端は水槽外に開口され、気体を水槽内の攪拌部へ供給
   可能な供給管と、 からなることを特徴とする微細気泡発生装置。
4. 【請求項４】 一方の端部が閉塞され他方の端部が開口
   された円筒形状からなり、開口された側面には水槽底面
   に取付可能なフランジ部を設けられる蓋体と、 水槽底面の蓋体外部に設けられ、先端部には蓋体円筒面
   の円周方向に沿って磁極が交互になるよう複数の磁石が
   並設されるアウターマグネット部を形成し、基端部には
   アウターマグネット部を蓋体円筒軸と回転軸を同じくし
   て回転させるモータ部を形成する駆動部と、 基端部は蓋体内に設けられ、蓋体の円筒内面に沿って複
   数の磁石を磁極が交互になるよう複数設けられるインナ
   ーマグネット部を形成し、先端部は蓋体から水槽内に突
   設され、複数の羽根板からなる攪拌部を形成し、アウタ
   ーマグネット部の回転に連れて回転される攪拌フィン
   と、 一端が開口されて攪拌フィンの攪拌部中心に位置され、
   他端は水槽外に開口され、気体を水槽内の攪拌部へ供給
   可能な供給管と、 攪拌フィンの回転外方に設けられ、攪拌フィンの攪拌を
   邪魔する板状体を立設してなるステータと、 からなることを特徴とする微細気泡発生装置。