JP2005087985A

JP2005087985A - 泡沫水発生器

Info

Publication number: JP2005087985A
Application number: JP2003366693A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Yoshida; 茂吉田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-09-19
Filing date: 2003-09-19
Publication date: 2005-04-07

Abstract

【課題】陸上設置型のポンプや水中ポンプに接続し使用可能とした水産分野の養殖の為の水活性化や畜産分野、また湖沼や河川、また産業排水等の浄化等に求められる泡沫水発生機であり、少ないエネルギーで大量の気液混合を可能とするものであり、微細な泡沫水の噴射を可能とするものであって、また各分野の水処理施設ごとに求められる特性や設置条件等に対した汎用性と対応性を持つ泡沫水発生機を提供する。
【解決手段】ポンプが発生する水流のエネルギーを積極的に活用し、機器本体、並びに内部形状を流体力学的に抵抗の少ないものとし、ポンプ等の種類を問わない汎用性を持たせる。
【選択図】図１

Description

本発明は畜産、水産、また湖沼や河川、また産業排水等の浄化や活性に関わる泡沫水発生機である

気液を混合し、気液混合水として噴射する泡沫水発生機の歴史は古く、水産分野における養殖の為の水活性化や畜産、また湖沼や河川、また産業排水等の浄化や浴槽などのジェットバスなどに活用されてきた。

しかしながら、今日まで水産分野における養殖の為の水活性化や畜産分野、また湖沼や、河川、また産業排水等の浄化等に用いられてきた泡沫水発生機は、特許出願公開の、昭５３−１４３０１８、昭５８−６２９１、昭６０−５１５９、また特許出願公開番号の、特開２０００−８４５８８や特開２００１−３００２７９の記載に有るように、基本的に同形状と呼ぶべきものであり、たんにポンプが発生する水流を噴射し、機器内部に発生する負圧を気体流入の為に活用すると言う基本的概念ならびに基本構造の範囲に属するもので、高効率性と言う部分からの開発の余地は残されていた。

課題とは、水産分野における養殖の為の水活性化や畜産分野、また湖沼や河川、また産業排水等の浄化等に求められる泡沫水発生機に対して、少ないエネルギーで大量の気液混合を可能とするものであり、微細な泡沫水の噴射を可能とするものであって、また各分野の水処理施設ごとに求められる特性や設置条件等に対した汎用性と対応性である。

本発明は内燃機関における気化器から燃焼室に至るまでの吸気に関する構造的概念と、ジェットエンジンに関する吸気から噴射に至るまでの構造的概念を考慮し、流体力学という観点から高効率化と言う部分に焦点を絞り考案されたものであり、水中に設置し曝気処理を施す機器である。

構成する主材質を耐腐食性金属またプラスチック若しくはＦＲＰとして基本形状を半球形から滑らかに細くなる涙滴形の外殻と内殻を持つものとし、外殻の半球形側に複数の吸水口を設けて、これを副吸水口として対峙する側を一本の細径管の主噴射口とする。

前記外殻の内部には同様の涙滴形の、吸気口を持ちエアチャンバーとして機能を有する内殻を、当該外殻の副吸水口より流入する液体に対して渦流の発生と流速の促進を図る目的から、副吸水口側から主噴射口側に向かって次第に狭くなるように間隔を持たせた螺旋の捻りを有す複数の仕切り板をもって複数の副水路を構築することで外殻と内殻を固定する。

外殻と内殻からなる本体の、副吸水口側から主噴射口側を軸方向として、当該内殻の軸方向中心に当該内殻と一体となる、各種ポンプ吐出管部の、フランジ、若しくは接続されるホース等に適合し接続を可能とした吸水口を主吸水口とする主水流管を備へ、当該主水流管噴射口側の内部に流速促進の為の当該主水流管と同径から小径そして再び同径へと流入側から噴射口側へ向けて滑らかな絞りと広がりを持たせたベンチュリー部を設ける。

前記ベンチュリー部噴射口側に渦流発生のための複数の整流板と、その発生する渦流に準じた角度で当該主水流管の前記エアチャンバー内部の、管外側から管内部の当該ベンチュリー部噴射口側の負圧発生位置に向けて軸方向断面が円錐の空気噴射口を放射状に貫通させ、前記本体副吸水口より流入する液体に対し、当該水流管から噴射される主水流による前記外殻の細径管部分内部に発生する負圧の影響下におき、この効果により流入する副水路中の副水流が、副噴射口側で発生させる渦流に準じた角度で前記内殻の内側から外側へ向けて前記水路数と同数の軸方向断面が円錐の空気噴射口を貫通させ放射状に配列し、前記、各種ポンプから主水流管へ送られる主水流により発生する負圧のエネルギーを、当該機器全体の吐出量の拡大と、空気供給のためのエネルギーの削減と気液混合の促進を図る。

前記外殻の半球形側に設けた複数の副吸水口の形状を楕円から真円へ滑らかな移行をしたものとして負圧の影響下におかれる液体の流入効率の促進を図る。

本体の、複数の副吸水口から流入する副水流に対して渦流の発生と流速の促進を図る目的の、螺旋の捻りを有す複数の仕切り板の副水流を受ける面の形状を凹面の含みを持たせた流体力学的に抵抗の少ないものとし、各種ポンプ吐出管部のフランジ、若しくは接続されるホース等と主水流管との連結部に分岐管を設けて、前記複数の副吸水口の少なくとも一つにその分岐管を接続し、その分岐管から送られる水流を、各副水路の隔壁となる仕切り板の流速の早い部分に各々連絡開口部を設け、他の副水路内全域を負圧の影響下におくためのエネルギー源として活用し、吐出量の拡大と粘性の有る液体や混濁物の多い液体に対しても少ないエネルギーによる高効率の気液混合を可能とする。

本体の、細径管の主噴射口の部分を、フランジ、若しくは捻じ込み、若しくは接着により、前記細径管に、球形、若しくは円柱の両端を半球の形状とした膨らみを持たせたキャビテーション促進のための主噴射口や、更に細く長くすることで流速の加速を促進させる為の主噴射口へと目的の為の形状変更を可能とする。

活性汚泥処理施設における溶存酸素量の確保や水産現場での水の活性化。

本泡沫水発生機の本体を構成する材質を強化プラスチック、そして水中ポンプと接続という基本形で本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。

地上のエアコンプレッサーからエアホースを経て水槽の底に設置した本泡沫水発生機の本体内部のエアチャンバー７吸気口１０へ空気が送られエアチャンバー７側、ならびにベンチュリー６側の両空気噴射口３、１１から噴射され、水中ポンプが発生する水流は本体の中心に配置された主水流管８を通り前方の細径管の主噴射口２から噴射される。

この時、主噴射口２から噴射される水流は主水流として、主水流管内８のベンチュリー６を通過することにより、流速の促進と気液混合ならびに渦流、即ち、回転エネルギーを持つ泡沫水として主水流管８より噴射され、更に強化プラスチックで形成された本体外殻１の細径管の内壁に沿うような形で広がりながら本体の外へ噴射され、その噴射エネルギーにより細径管より後部の本体外殻内部全域に負圧を発生させる。

この負圧は前述したように強化プラスチック製の、本体後部まで影響をあたえ、本体後部に設けた複数の副吸水口５からの負圧による取水を可能とする。

噴射口２付近で発生した負圧により、本体の、複数の副吸水口５から流入する液体は副水流として、渦流の発生と流速の促進を図る目的の、螺旋の捻りを有し副水流を受ける面の形状を凹面の含みを持たせた流体力学的に抵抗の少ない副水路内部を前方へ引かれる形で移動し、副水路の隔壁となる仕切り板４の流速の早い部分に各々連絡開口部１４を設け、他の副水路内全域を負圧の影響下におくためのエネルギー源として活用し、さらに副水路出口付近に設けた空気噴射口３から噴射される空気と混合しながら副噴射口より噴射され渦流を発生し、この副水流は主水流に引き込まれるかたちで合流し、細径管の絞り部分を通過することで流速を促進する。

したがって、主水流は本体内部全域に対し負圧を発生させる。

この発生した負圧は前記エアチャンバー７内部に送り込まれた空気にも負圧を与えることから空気供給のための動力の省力化に貢献する。

空気は発生する負圧により吸い出される形で、両空気噴射口３、１１より噴射され、水中ポンプからの主水流と、前記負圧により吸引され副噴射口へ向かう副流水とも混合され、泡沫水として本体主噴射口から噴射される。

噴射された泡沫水は水中に対しての酸素溶存量の拡大に貢献することになり汚水の活性化を促進することになる。

畜産分野に於ける汚水処理施設の後付支援機器として過大な設備投資を避けつつ適正処理を目指すことができる。

内部構造を示す図である。噴射口変更例である。

符号の説明

１外殻
２主噴射口
３空気噴射口
４仕切り板
５副吸水口
６ベンチュリー
７エアチャンバー
８主水流管
９吸水口
１０吸気口
１１空気噴射口
１２整流板
１３整流板
１４連絡開口部

Claims

水中に設置し曝気処理を施す機器において、構成する主材質を耐腐食性金属、またプラスチック若しくはＦＲＰとして基本形状を半球形から滑らかに細くなる涙滴形の外殻と内殻を持つものとし、外殻の半球形側に複数の吸水口を設け、これを副吸水口として対峙する側を一本の細径管の主噴射口としたものであり、当該外殻の内部に同様の涙滴形のエアチャンバーとして機能を有する内殻を前記外殻の、副吸水口より流入する液体に対して渦流の発生と流速促進の目的から副吸水口側から主噴射口側に向かって次第に狭くなるように間隔を持たせた螺旋の捻りを有す、複数の仕切り板をもって複数の副水路を構築することで外殻と内殻との固定をすることを特徴とした本体の、副吸水口側から主噴射口側を軸方向として、当該内殻の軸方向中心に当該内殻と一体となる、各種ポンプ吐出管部のフランジ、若しくは接続されるホース等に適合し連結を可能とした吸水口を主吸水口とする主水流管を備へ、当該主水流管噴射口側の内部に流速促進の為の当該主水流管と同径から小径、そして再び同径へと流入側から噴射口側へ向けて滑らかな絞りと広がりを持たせたベンチュリー部を設け、当該ベンチュリー部噴射口側に渦流発生のための複数の整流板と、その発生する渦流に準じた角度で当該主水流管の、前記エアチャンバー内部の管外側から管内部の当該ベンチュリー部噴射口側の負圧発生位置に向けて軸方向断面が円錐の空気噴射口を放射状に貫通させ、前記本体副吸水口より流入する液体に対して当該水流管から噴射される主水流による、前記外殻の細径管部分内部に発生する負圧の影響下におき、この効果により流入する副水路中の副水流が副噴射口側で発生させる渦流に準じた角度で前記内殻の内側から外側へ向けて、前記水路数と同数の軸方向断面が円錐の空気噴射口を貫通させ放射状に配列し、前記各種ポンプから主水流管へ送られる主水流により発生する負圧のエネルギーを当該機器全体の吐出量の拡大と、空気供給のためのエネルギーの削減と気液混合の促進を可能としたことを特徴とする泡沫水発生機。
請求項１で述べた泡沫水発生器の、外殻の半球形側に設けた複数の副吸水口の形状を、楕円から真円へ滑らかな移行をしたものとして負圧の影響下におかれる液体の流入効率の促進を図ることを特徴とする泡沫水発生機。
請求項１、請求項２で述べた泡沫水発生器の、複数の副吸水口から流入する副水流に対して渦流の発生と流速の促進を図る目的の、螺旋の捻りを有す複数の仕切り板の、副水流を受ける面の形状を凹面の含みを持たせた流体力学的に抵抗の少ないものとし、各種ポンプ吐出管部のフランジ、若しくは接続されるホース等と主水流管との、接続部に分岐管を設けて、前記複数の副吸水口の、少なくとも一つにその分岐管を連結し、その分岐管から送られる水流を、本項、また請求項１で記載した各副水路の隔壁となる仕切り板の、流速の早い部分に各々連絡開口部を設け、他の副水路内全域を負圧の影響下におくためのエネルギー源として活用し、粘性の有る液体、また混濁物の多い液体に対しても少ないエネルギーによる吐出量の拡大と、高効率の気液混合を可能としたことを特徴とする泡沫水発生機。
請求項１、請求項２、請求項３で述べた泡沫水発生器の、細径管の主噴射口の部分を、フランジ、若しくは捻じ込み、若しくは接着により、前記細径管に球形、若しくは円柱の両端を半球の形状とした、膨らみを持たせたキャビテーション促進のための噴射口や、更に細く長くすることで流速の加速を促進させる為噴射口へと目的の為の形状変更を可能としたことを特徴とする泡沫水発生機。