JP2005000882A - マイクロバブル発生装置 - Google Patents

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Toshihiko Yahiro
俊彦 八尋
Sakue Yamamoto
作衛 山本
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AURA TEC KK
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AURA TEC KK
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    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

Abstract

【課題】コンプレッサーを使用することなく1台のポンプで効率よくマイクロバブルを発生することができるマイクロバブル発生装置を提供する。
【解決手段】ポンプ4の水吸い込み側に接続された吸込管1と、ポンプ4の水吐き出し側に接続されるとともに加圧タンク7内に接線方向に吐水して旋回流を形成するタンク内吐水ノズル5の接続管とにそれぞれにマイクロバブルを発生させるマイクロバブル発生ノズル2を設け、加圧タンク内の中央に前記旋回流により気柱が形成されるのを防止する気柱形成防止部材9を立設し、加圧タンク7の吐出口に気泡混入防止部材11を設けたマイクロバブル発生装置。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、酸素を水中に溶解させるマイクロバブルを効率的に発生させるマイクロバブル発生装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
川、湖沼、養殖場などの水質浄化や植物栽培の給水において、水に酸素をマイクロバブルで溶解させて供給することが行われている。そのためのマイクロバブル発生装置はより効率的にマイクロバブルを水に溶解させることが要求される。この要求を充足するために、例えば、特許文献1には、加圧ポンプにより汲み上げた水を加圧タンクに入れ、この加圧タンク内にコンプレッサーにより加圧した酸素を供給することによりこの酸素を加圧状態で水に溶解させ、のちこの水を大気解放することにより溶存した酸素をマイクロバブルとなし、このマイクロバブルを水中に浮遊させることにより酸素を水中に溶解させる加圧式酸素溶解方法が記載されている。
【0003】
【特許文献1】
特開平11−207162号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来の加圧式酸素溶解方法では、水を供給するポンプの他に空気を供給するコンプレッサーが必要であり、また圧力が高く(4〜8kg/cm)、さらに酸素ボンベ、加圧用タンクを配置し、さらにこれらを配管により接続するために装置の構造が複雑で且つ設備が大型となり、その結果、イニシャル、ランニングコストも高くなる。また、コンプレッサーを使用するために運転音が大きく、異音が発生する場合もある。また、未溶解気体が加圧タンク上部に溜まるため、水面レベルセンサで送入気体をストツプさせるために不連続となり、効率的でない。そこで本発明は、コンプレッサーを使用することなく1台のポンプで効率よくマイクロバブルを発生することができるマイクロバブル発生装置を提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明のマイクロバブル発生装置は、ポンプの水吸い込み側に接続された吸込管と、ポンプの水吐き出し側に接続されるとともに加圧タンク内に水を接線方向に吐水して旋回流を形成するタンク内吐出ノズルの接続管とのそれぞれにマイクロバブルを発生させるマイクロバブル発生ノズルを設けたことを特徴とする。
【0006】
加圧タンク内の中央に前記旋回流により気柱が形成されるのを防止する気柱形成防止部材、加圧タンクの吐出口に大径気泡の混入を防止する大径気泡混入防止部材を設けてもよい。
【0007】
【発明の実施の形態】
図1は本発明のマイクロバブル発生装置の全体図、図2はタンクの内部を示す図1のA−A断面図、図3は気泡混入防止部材の断面図である。
【0008】
図1において、吸込管1、ポンプ4、タンク内吐出ノズル5、加圧タンク7、吐出管13が順次接続されて水が流れていく。ポンプには汎用の中・低圧ポンプを使用することができる。ポンプ吸込み側の吸込管1、ポンプ吐出側のタンク内吐出ノズル5にはそれぞれマイクロバブル発生ノズル2,2aが取り付けられる。マイクロバブル発生ノズルは、例えば本出願人が提案した特開2001−58142号公報に記載されているノズルを使用することができる。
【0009】
吸込管1側のマイクロバブル発生ノズル2には空気を導入するための通気管3aが接続され、通気管3aには空気取入口にごみの浸入を防ぐエアーフィルター3dを設け、さらに気体導入量を調整する気体導入量調整弁3、さらに真空計3cおよび逆止弁3bが設けられる。マイクロバブル発生ノズル2が自吸により微細な気泡を定量供給するため、ポンプの出力が安定する。
【0010】
タンク内吐出ノズル5の配管にもマイクロバブル発生ノズル2aが設けられ、タンク内に通じる通気管3aが接続され、通気管3aには気体導入量調整弁3、を設け、加圧タンク内により微細化した気泡を大量に供給する。また、加圧タンク内の余剰空気を再使用してポンプ吸込み側の供給空気量を減らすことで、空気混入によるポンプの出力低下を抑制することができる。
【0011】
タンク内吐出ノズル5は加圧タンク7の接線方向に吐水するように配置されている。加圧タンク内に接線方向に吐出して旋回流を発生させると、旋回流により気泡の凝集した気柱が発生して気泡の溶解が低下する。そこで、気泡の凝集を回避するため、加圧タンク7の中心には、図2に示すように、気柱形成防止板9aを備えた気柱形成防止部材9が立設されている。気柱形成防止部材9は旋回流に接触させて遮り滞留させて気柱の形成を防止するものであればよく、気柱形成防止板に換えて半球状等の突起で形成してもよい。タンク内吐出ノズル5から接線方向に送り込まれた旋回流は気柱形成防止部材9に遮られることにより、旋回流による気柱の発生を抑えて気泡の凝集を回避することができる。
【0012】
加圧タンク7には圧力計8とタンク内の水位を一定に保つ定水位弁6が設けられる。加圧タンク7の吐出管12には加圧タンク7内の水の排水量を調整して加圧タンク内の圧力を調整する圧力調整弁11を取り付ける。加圧タンク7の吐出口には、図3に示すように吐水方向に沿って気泡混入防止板11aで仕切った大径気泡混入防止部材11を設けることによってコアンダ効果による大径気泡の混入を防止する。大径の気泡が混入すると、微細化した気泡と合体し、溶解効率が低下するが、大径気泡混入防止部材11により大径の気泡の混入を抑えることができる。
【0013】
次に本発明のマイクロバブル発生装置の動作について説明する。
【0014】
(1)圧力調整弁12を開けて吐出管13から水を出すと、加圧タンク7内の圧力が下がる。
【0015】
(2)加圧タンク7内の圧力が下がると、圧力スイッチ7aによりポンプ4が起動する。
【0016】
(3)ポンプ4の作動により水を吸い込むと同時に、ポンプ吸い込み側のマイクロバブル発生ノズル2により、空気が気体導入量調整弁3から自動的にマイクロバブルとして装置内に供給される。真空計3cは気体導入量調整弁3により、気体導入量調整弁3の全閉時圧力の50%程度になるよう調整する。
【0017】
(4)供給されたマイクロバブルを含む水は、ポンプ4の吐出側に取り付けられたマイクロバブル発生ノズル2aにより加圧タンク7上部に溜まった余剰空気と共にさらに微細化され、タンク内吐出ノズル5を介して、タンク内に旋回流として吐出される。
【0018】
(5)タンク内に吐出された気泡は加圧され、旋回流の中で接触、溶解へと至る。この際、タンク中央部に形成されようとする気柱は気柱形成防止部材9により、その形成を阻害され常にマイクロバブルの状態で加圧タンク7内を旋回し溶解する。
【0019】
(6)加圧タンク7内で溶解しなかった余剰空気がタンク上部に溜まる。
【0020】
(7)余剰空気が溜まり、加圧タンク7内の水位が低下すると定水位弁6が作動し、余剰分は加圧タンク7外へ排気され水位は一定に保たれる。
【0021】
(8)加圧タンク7から吐出管13に流入する際、気泡の巻き込みを防止するための気泡混入防止部材11を介し大径気泡が除去された状態で吐出される。
【0022】
(9)空気が加圧下で溶解された水は吐出管13を通り、蛇口等で大気開放された時点でマイクロバブルとなって析出する。
【0023】
(10)圧力調整弁12は吐出管最大開放時の圧力計8を指針とした圧力が2〜2.5kg/cm程度になるよう調整する。
【0024】
【発明の効果】
本発明のマイクロバブル発生装置は、コンプレッサーを使用することなく1台のポンプで効率よくマイクロバブルを発生することができる。また、本発明のマイクロバブル発生装置は、汎用の中・低圧ポンプを流用することができるのでイニシャルコストが安い。
【0025】
気柱形成防止部材を設けることにより、気柱の形成を防止して、気泡が凝集して逃げるのを防止することができ、また、大径気泡混入防止部材により大径気泡の発生を抑えてマイクロバブルを効率よく供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のマイクロバブル発生装置の全体図である。
【図2】加圧タンクの内部を示す図1のA−A断面図である。
【図3】大径気泡混入防止部材の断面図である。
【符号の説明】
1:吸込管
2,2a:マイクロバブル発生ノズル
3:気体導入量調整弁
3a:通気管
3b:逆止弁
3c:真空計
3d:フイルター
4:ポンプ
5:タンク内吐出ノズル
6:定水位弁
7:加圧タンク
7a:圧力スイッチ
8:圧力計
9:気柱形成防止部材
9a:気柱形成防止板
11:大径気泡混入防止部材
11a:気泡混入防止板
12:圧力調整弁
13:吐出管

Claims (3)

  1. ポンプの水吸い込み側に接続された吸込管と、ポンプの水吐き出し側に接続されるとともに加圧タンク内に水を接線方向に吐水して旋回流を形成するタンク内吐出ノズルの接続管のそれぞれにマイクロバブルを発生させるマイクロバブル発生ノズルを設けたことを特徴とするマイクロバブル発生装置。
  2. 加圧タンク内の中央に、旋回流により気柱が形成されるのを防止する気柱形成防止部材を設けたことを特徴とする請求項1記載のマイクロバブル発生装置。
  3. 加圧タンクの吐出口に大径気泡の混入を防止する大径気泡混入防止部材を設けたことを特徴とする請求項1又は2記載のマイクロバブル発生装置。
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