JP3377521B2

JP3377521B2 - 水の浄化・活性化装置

Info

Publication number: JP3377521B2
Application number: JP2001303179A
Authority: JP
Inventors: 武計梶園
Original assignee: 未来科学株式会社
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2003-02-17
Anticipated expiration: 2018-02-17
Also published as: JP2002200489A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気を水中に効率よ
く、長時間滞留させることにより、水質の浄化と活性化
を図る、水の浄化・活性化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、養殖漁場、魚介類の畜養、水
耕栽培水の浄化等のために、コンプレッサ又はブロアー
により水中に設置されたパイプに空気を圧送し、該パイ
プの端末部に設けた多数の小孔から水中に気泡として噴
出させる装置や、水面部でモータ等の駆動手段により水
車等を回転して水しぶきを発生させ、多数の気泡を水中
にかき込む装置等が知られている。また、最近、自吸式
水中ポンプや、ゼットポンプ等も知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来技術では、いずれも水中での気泡の粒径が多少の相
違はあっても大きく、気泡自体の持つ浮力により短時間
で水面まで浮上してしまい、気泡（空気）を水中に長時
間にわたって滞留させることが出来ず、浄化能力等が充
分ではなかった。

【０００４】特に、養鰻場の場合、水の補給が頻繁に出
来ないので、高い浄化能力を要求されるが、前記装置は
この要求に答えることが出来なかった。すなわち、前記
従来の装置を連続運転しても、浄化能力等が充分でない
ため、残餌、排泄物等から発生する有毒物質により、不
都合な事態が度々生じていた。

【０００５】従って、本発明の目的は、水中に長時間浮
遊滞留する気泡を発生させて、同時に、水をイオン化す
ることにより、水質の浄化、活性化等を図ることが可能
な、水の浄化・活性化装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、水面よりも上に上端開口部を位置させた
外筒と、前記外筒内に、同軸状に回転自在に配置され
た、前記外筒よりも長尺中空の駆動軸と、前記駆動軸を
回転させる駆動手段と、静電気発生手段とを備え、静電
気発生手段は、外筒と駆動軸との間の間隙内にある絶縁
体の空気と高速回転する駆動軸の外面との摩擦によって
静電気を発生させるように構成したものであり、これに
より、水をイオン化することを特徴とする水の浄化・活
性化装置を提供する。

【０００７】また、本発明は、上記の水の浄化・活性化
装置にあって、外筒は塩ビ材から作られたものであるこ
とを特徴とするものを提供する。また、本発明は、上記
の水の浄化・活性化装置にあって、水の活性化を促進す
るため、前記駆動軸の外周に、螺旋状溝を設けて実施で
きる。

【０００８】尚、本発明は、駆動軸の下端に取付けられ
たカプセルと、駆動軸をその上端開口を水面よりも上に
位置させ前記カプセルを水中に位置させるように回転自
在に支持する支持手段を備えたものとして実施できる。
前記カプセルは駆動軸の中空内部と連通する多数の小孔
を有するものとすることができる。また、本発明は、前
記目的を達成するに際し、水中に長時間浮遊滞留するこ
とが可能な気泡を効率よく発生させるため、前記駆動軸
を中空状にし、該駆動軸の下端に、周壁に多数の放気用
小孔を有する有底筒状のカプセルを同軸状に取り付け、
また前記駆動軸の上端に、エアー吸引用羽根を取り付け
て実施することができる。

【０００９】また、本発明は、前記目的を達成するに際
し、減菌、脱臭効果等を得るため、前記外筒の上端開口
部近傍にオゾン発生装置を取り付けて実施できる。

【００１０】また、本発明は、前記目的を達成するに際
し、寒冷地等における水温の低下を防止するため、前記
外筒の上端開口部近傍に熱源体を取り付けて実施でき
る。また、本発明は、前記目的を達成するに際し、熱帯
地等における水温の上昇を防止するため、前記外筒の上
端開口部近傍に冷気発生体を取り付けて実施できる。

【００１１】本発明によれば、駆動手段により駆動軸を
高速回転させると、該駆動軸の回転によって生じた負圧
により、外筒の上端開口部内、あるいは外筒の上端開口
部内と駆動軸の上端開口部内に外気が導入され、該外気
が、外筒の下端開口部、あるいは外筒の下端開口部と駆
動軸の下端開口部から、多数の微細な気泡となり水中に
放出、拡散される。この気泡は、粒径が非常に小さく、
水中に長時間浮遊滞留する。

【００１２】また、静電気発生手段により、空気は、そ
の吸引時に、前記駆動軸の外周面等との間の摩擦等によ
り静電気が生じる。その結果、水はアルカリイオン水と
なることが確認された。そのメカニズムは必ずしも明ら
かではないが、次のような作用を生ずると考えられる。
即ち、この発生した静電気により水の中に電位差を生
じ、水を電離して水の中に陽イオンＨ+と陰イオンＯＨ-
とのイオン化を生じさせる。駆動軸の外周には負の静電
気がより多く帯電し、これが水の中の陽イオンＨ+を吸
引する。従って、陰イオンＯＨ-が水の中で相対的に増
え、水はアルカリイオン水となる。また、その理由は明
らかではないが、外筒は塩ビ材から作られたものである
ことが望ましい。

【００１３】

【実施例】以下、本発明に係る水の浄化・活性化装置の
実施例を図面を参照して詳細に説明する。

【００１４】本発明の水の浄化・活性化装置は水を浄化
すべき所、例えば汚れた海、汚れた湖や池に浮べて用い
る。特に、魚や貝、のりの養殖場に用いると好適であ
る。

【００１５】本実施例の水の浄化・活性化装置は、図１
〜図３に示すように、フロート１１によって水面に浮か
ぶ、円板状のベース取り付け板１０と、該ベース取り付
け板１０によって水面よりも上に上端開口部２１を位置
させた円筒状の外筒２０と、該外筒２０内に、同軸状に
回転自在に配置した、前記外筒２０よりも長尺で中空状
の駆動軸３０と、該駆動軸３０を回転させる駆動手段、
例えばモータ４０とを具備して構成されている。

【００１６】前記ベース取り付け板１０上には、ベース
１２が図２に示すようにクッション材１２ａを介して締
付ねじ１２ｂによって固定され、該ベース１２上には軸
受支持台１３が固定されている。これらベースと軸受支
持台は鋳物によって一体にモールドされるのが好まし
い。

【００１７】前記外筒２０は、その上端周縁に鍔部２２
を有しており、この鍔部２２はベース取り付け板１０の
貫通穴１４を設けた箇所に、該貫通穴１４と前記上端開
口部２１とを一致させた状態で固定しないねじによって
ベース取り付け板の下面に固定されている。この外筒は
例えば塩ビ材から作られると好ましい。

【００１８】尚、この外筒２０の上方部には水深表示ラ
イン９０が図２に示すように設けられている。

【００１９】前記駆動軸３０の下端（前記外筒２０の下
端開口部２３より下方に若干突出した下端）には、周壁
に多数の放気用小孔３１を有する有底筒状のカプセル３
２が同軸状に取り付けられ、また前記駆動軸３０の上端
開口部には、エアー吸引用羽根３３が取り付けられてい
る（図３及び図４参照）。尚、この羽根は必ずしも必要
ではない。この駆動軸２０は、その上端部分が、外筒の
上端開口部２１、ベース１０の貫通穴１４ベース取り付
け板に設けられた孔を通してこの前記ベース取り付け板
１０上に突出し、この突出した上端部分が、前記軸受支
持台１３上に取り付けられた軸受ボックス１５内に間隔
をあけて配置された例えば２つのベアリング１８、１９
により回転自在に支持されており、振動することなく、
安定した状態で前記モータ４０により高速回転するよう
になっている。

【００２０】なお、前記外筒２０と前記駆動軸３０との
間の間隔ａは、これら外筒と駆動軸との間の間隙内にエ
アーが導入されるように、適宜の大きさに設定されてい
る。又、カプセル３２の小孔は、カプセルの円周方向に
間隔をあけて且つカプセルの軸方向に延びる複数のらせ
ん状ラインの上にカプセルの軸方向に間隔をあけて配置
されている。この小孔の大きさは微細な気泡を発生する
のに十分な大きさを有する。

【００２１】前記モータ４０は、軸受ボックス１５に固
定された、モータ取り付けブラケット（モータ支柱）１
６にしっかり取り付けられている。このモータ４０のモ
ータ軸４１には大径のプーリー４２が固着され、また軸
受ボックス１５から突出する駆動軸３０の上端に小径の
プーリー３４が固着され、これらプーリー４２、３４間
には伝動ベルト４３が架け渡されている。モータは、例
えば、２００Ｖ、２．３Ａ、回転数８０００ｒｐｍの定
格を有し、大径のプーリーと小径のプーリーとは２：１
以上の外径比に設定されている。従って、駆動軸は少な
くとも１００００ｒｐｍ以上の回転を行う。

【００２２】なお、図１に示すように、前記ベース取り
付け板１０上には、前記モータ４０等を覆う防水カバー
１６が設けられている。また、前記ベース取り付け板１
０の下面には、下方に延びる脚又は枠体１７が設けられ
ている。この粋体は例えば水面が下った場合にカプセル
や外筒が水底に突き当らないように、カプセルの下面よ
りも下方に延びている。

【００２３】外筒２０の下端にはカプセル３２を囲むよ
うに保護筒５１が取付けられている。この保護筒はメッ
シュ材から形成され、カプセル３２の小孔引がゴミ等に
よって詰まるのを防止している。

【００２４】防止カバー１６にはランプ５０が設けら
れ、このランプはモータ４０の回転の有無を告知するも
のである。また、防水カバー１６にはエアー導入口６０
と内部のぞき窓８０が形成されている。尚、図１におい
て符号７０はモータ４０の電源コードを示す。

【００２５】フロート１１は図示の実施例では中空の塩
ビ管をドーナツ状（タイヤのチューブ状）に成形したタ
ンクから成っている。勿論、このタンクはその上に載る
ベース取り付け板１０やモータ４０等の部品を安全に水
面に浮べるように設計されている。このフロート１１の
周辺にはフロートが流れていかないように係留チェーン
（図示せず）が連結される複数のアンカー部６１が設け
られている。

【００２６】尚、このフロートの周辺に補助用のボール
状フロートを設けてもよい。

【００２７】上述において、駆動軸３０およびカプセル
３２は、例えば、アルミニウムから作られ、駆動軸とカ
プセルとは例えばねじ結合によって接続されている。
尚、カプセルの外径は駆動軸の外径より大きいのが好ま
しい。これは、後述する如く、駆動軸の高速回転によっ
てカプセルが外筒の下部に負圧を生じさせる一種の羽根
としての役目を果すからである。従って、カプセルの下
面に図７に示すように羽根１００をも設けると一層大き
な負圧を生じさせることができるので好ましい。

【００２８】静電気発生手段が設けられており、この静
電気発生手段は水をイオン化するためのものである。こ
の静電気発生手段は図示の実施例では外筒２０と駆動軸
３０との間の間隙内にある絶縁体の空気と高速回転する
駆動軸の外面との摩擦によって静電気を発生させるよう
に構成されている。

【００２９】次に、前記水の浄化・活性化装置の作用を
説明する。

【００３０】モータ４０を作動させると、該モータ４０
の回転がプーリー４２、３４、伝動ベルト４３を介して
駆動軸３０に伝達され、該駆動軸３０が、例えば１００
００ｒｐｍ以上に高速回転する。

【００３１】これにより、最初は駆動軸３０の中空通気
路３５内にあった水が遠心力を受けてカプセル３２の小
孔３１から噴出し、引き続き駆動軸３０の上端からエア
ー吸引用羽根３３により新鮮な空気が吸い込まれ、該空
気がカプセル３２の小孔３１から気泡として勢いよく噴
射される。一方、カプセルの高速回転によって外筒２０
の下部周辺に負圧が生じ、外筒と駆動軸との間の空間に
空気が外筒の上端開口部を通して引き込まれる。小孔３
１からの噴射気泡によって、外筒２０の下端開口部２３
の真下及びその付近には、カプセル３０を中心とした略
放射方向（略渦巻き状）の水流が生じ、この水流にのっ
て駆動軸３０と外筒２０との間にあった水が上述の如き
外筒の上端開口部からの空気導入と相俟って外筒２０の
下端開口部２３から噴出され、引き続き外筒２０の上端
開口部２１から新鮮な空気が吸い込まれ、該空気が外筒
２０の下端開口部２３から気泡となって勢いよく噴射さ
れ、カプセルからの気泡と共に気泡造成量を増す。

【００３２】従って、前記外筒２０の下端開口部２３か
ら及びカプセルの小孔からの気泡が瀑気微細化されこの
ような、極めて多量の微細な気泡（ミクロ状の気泡）
が、水中の広範囲に亘って放散される。これら気泡の一
つは、径が１／１０００ｍｍ〜３／１０００ｍｍで、微
細であり、従って、浮上力が少く、水中に長時間浮遊滞
留する。又、各気泡は水中において合体結合しにくく、
かなりの時間に亘って、独立気泡のままである。このよ
うなミクロ状気泡は水中に深く浸透し、更に広範囲に拡
散し、長時間滞留する。このため、空気中の酸素、窒素
が水に長時間接触して水中に移行し、水中のアンモニア
等の有毒ガス及び有機物を分解、除去し、養殖漁場、魚
介類の畜養、水耕栽培水等を浄化する能力が高い。

【００３３】また、前記空気は、その吸引時に、前記駆
動軸３０の外周面等との間の摩擦等により静電気が生
じ、また前記気泡は、水中に長時間浮遊し、その後破裂
して空気中に放散するが、この破裂時に超音波を発生さ
せる。この発生した静電気により水の中に電位差を生
じ、水を電離して水の中に陽イオンＨ+と陰イオンＯＨ-
とのイオン化を生じさせる。駆動軸の外周には負の静電
気がより多く帯電し、これが水の中の陽イオンＨ+を吸
引する。従って、陰イオンＯＨ-が水の中で相対的に増
え、水はアルカリイオン水となる。手に油を塗り、この
本発明の装置で作られた水で洗うと、石けんを使わずに
油を容易に落すことができた。これはアルカリイオン化
した水の気泡で油をくるみ油を手からはぎ取る作用をす
るからである。このように、水が浄水化および活性化さ
れ、抗菌性、植物育成効果等が生じる。

【００３４】なお、前記駆動軸３０を、１００００ｒｐ
ｍ以上に高速回転させることは、普通、容易ではなく、
回転振動を抑えようとすると、製作費が高騰化するが、
このような問題は、前記外筒２０によって解決すること
ができる。すなわち、前記外筒２０は、前記駆動軸３０
を高速回転させるとき、水または空気軸受として働い
て、該駆動軸３０の回転振動を抑制、緩和する。

【００３５】図７は、本発明の他の実施例を示す、外筒
と駆動軸の側面図である。

【００３６】図７によれば、駆動軸３０の外周面に、螺
旋状溝３５を設けている。このように螺旋溝３５を設け
ると、空気の吸引時に空気との間の摩擦を大きくして、
静電気が発生し易くなり、水の活性化を促進することが
可能となる。

【００３７】なお、前記外筒２０の上端開口部２１の付
近に、オゾン発生器を取り付けるようにしてもよい。こ
れにより、発生したばかりの、強力な殺菌作用を有する
オゾンを、短時間のうちに水中に送り込み、水の殺菌を
行うことが可能となる。

【００３８】また、前記外筒２０の上端開口部２１の付
近に、ヒーター等の熱源体を取り付けることにより、極
めて自然な状態で水温を上昇させることができ、寒冷地
等における水温の低下を防止することが可能である。

【００３９】また、前記外筒２０の上端開口部２１の付
近に、クーラー等の冷気発生体を取り付けることによ
り、極めて自然な状態で水温を低下させることができ、
熱帯地等における水温の上昇を防止することが可能であ
る。

【００４０】尚、本発明は、前記実施例に示すものに限
定されるものではなく、例えば、前記カプセル３２の小
孔３１の径、数量等は適宜に設定される。

【００４１】また、前記駆動軸３０の外径、軸方向の長
さ、駆動軸３０の回転数、駆動軸３０と外筒２０との間
の間隙の長さ、外筒２０の軸方向の長さ及びモータ４０
の駆動馬力と、単位時間における微細な気泡（径が１／
１０００ｍｍ〜３／１０００ｍｍ程度）の噴出仕事量と
の間には、一定の相関関係があり、この相関関係に基づ
いて前記駆動軸３０の外径、軸方向の長さ等が設定され
る。

【００４２】尚、本発明の装置をスイミングプール、汚
水処理、河川、湖泥等の浄化、飲料水、醸造用水、貯水
タンク等の活水、浄水、軟水化に用いることもできる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、水
中に長時間浮遊滞留する気泡を発生させて、しかも、水
はアルカリイオン水となる。その結果、水の浄水化およ
び活性化等を図ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る水の浄水・活性化装置の斜視図。

【図２】図１の装置の要部の斜視図。

【図３】本発明に係る水の浄化・活性化装置の一部切
欠、一部省略して示した拡大正面図。

【図４】図３の同装置の一部の平面図。

【図５】外筒と駆動軸を示す側面図。

【図６】図５の同平面図。

【図７】本発明の他の実施例を示す、図３と同様の側面
図。

【符号の説明】

２０外筒２１上端開口部３０駆動軸３１小孔３２カプセル４０駆動手段（モータ）

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】水面よりも上に上端開口部を位置させた
外筒と、前記外筒内に、同軸状に回転自在に配置され
た、前記外筒よりも長尺中空の駆動軸と、前記駆動軸を
回転させる駆動手段と、静電気発生手段とを備え、静電
気発生手段は、外筒と駆動軸との間の間隙内にある絶縁
体の空気と高速回転する駆動軸の外面との摩擦によって
静電気を発生させるように構成したものであり、これに
より、水をイオン化することを特徴とする水の浄化・活
性化装置。
【請求項２】外筒は塩ビ材から作られたものであるこ
とを特徴とする請求項１記載の水の浄化・活性化装置。
【請求項３】前記駆動軸の外周に、螺旋状溝を設けた
ことを特徴とする請求項１又は２記載の水の浄化・活性
化装置。