JP5717391B2

JP5717391B2 - 消泡機、及び消泡方法

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Publication number: JP5717391B2
Application number: JP2010224359A
Authority: JP
Inventors: 博文代田; 友紀松田; 克美長
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Environmental and Chemical Engineering Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Environmental and Chemical Engineering Co Ltd
Priority date: 2010-10-01
Filing date: 2010-10-01
Publication date: 2015-05-13
Anticipated expiration: 2030-10-01
Also published as: JP2012076029A; CN102442708A; CN102442708B

Description

本発明は、消泡機、及び消泡方法に関する。

し尿、下水等を含めた排水処理施設での浄化に用いられる活性汚泥法では、排水に酸素が吹き込まれるばっ気が行われ、その際に、排水の上部に泡が生じる。排水、特に、し尿中には、発泡を促進する高粘性の高分子化合物が含まれていることによってばっ気の際に発泡しやすく、泡の層が大量に形成される。また、無希釈による排水の処理が行われる場合に大量に発生した高粘性の泡は容易には消えず、消泡の対策を講ずる必要がある。

上の記述に関連して、消泡装置が特許第２７８１７５１号公報に開示されている。図１は、消泡装置の一例である消泡羽根の構造を説明するための投影図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図である。この例での消泡羽根は、上下に間隔をおいて対向して配置された対向する板状体１，２、及び板状体１，２間に設けられた仕切り板３でなり、板状体１，２と仕切り板３で遠心方向に泡の流路９を構成し、同流路９を遠心方向と下方に向って順次狭くした構成にしている。また、泡の流路９内又は泡の流路９から排出された液の進行方向に流れをさまたげる衝突体を設けている。消泡羽根は、流入口７、及び排出口８を有しており、回転方向Ａに回転軸４が動くことで、泡の流入方向１４から消泡羽根の流路９内に入る泡が圧縮破壊されて液の噴射方向１３に排出される。

図２は、消泡装置の一例である消泡羽根が水槽に装着された状態を説明するための縦断面図である。水槽１０の液面１１の上部には泡面１２が形成されている。その泡面１２付近に合わせた状態で上述した消泡羽根が設けられている。消泡羽根の回転軸４は駆動機４ａにつながっている。

このような構成の消泡装置では、消泡羽根の流入口７の位置にない泡に対しては破泡機能が発揮されない。また、消泡羽根の流入口７の全体を泡が覆わない場合には、設計された流入口７と排出口８との面積の比に相当する圧縮による破泡機能が発揮されない。

そして、特開２００７−２１６１１３号公報においては、消泡装置が開示されている。この例においては、液面の上部において、略水平面内で回転するローターを備え、該ローターを、上板と、下板と、該上下板間において回転中心部から放射状に配置した複数のフィンと、下板の回転中心部に開口した泡吸引口とで一体的に形成し、ローター内の前記フィン間に、ローターの回転中心側において前記泡吸引口に連通し、ローターの外周側において排出口を有する消泡路を形成している。

しかし、この例においては、泡の吸引力は、高速回転するローターの構造に依存していて泡吸引口自体には吸引力がない。このような、気流に基づいた吸引では、粘性の高い泡等の場合に吸引の確実性を上げるためには強い気流が必要になり、その結果として、気流の乱れによる影響によって泡の移動が生じて、泡を効果的に吸引することが難しくなる。

特許第２７８１７５１号公報特開２００７−２１６１１３号公報

本発明が解決しようとする課題は、泡の性状、及び積層状況によらず効果的に消泡のできる消泡機、及び消泡方法を提供することである。

以下に、発明を実施するための形態で使用される符号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を記載する。この符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための形態の記載との対応を明らかにするために付加されたものであり、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。

本発明による消泡機は、回転駆動機構（４ａ）と、回転駆動機構（４ａ）の回転軸（４）に取り付けられる中空構造の主消泡羽根（２０）と、泡を吸い込む狭口側開口（２２）と、主消泡羽根（２０）に泡を供給する広口側開口（２３）とを有して、広口側開口（２３）の周縁が主消泡羽根（２０）に接続し、主消泡羽根（２０）から離れる方向に断面積が狭くなる吸い込みマウス（２１）とを含み、主消泡羽根（２０）は、回転時における進行方向の先頭で中空構造内に泡が流入される流入口（７）と、流入口（７）より狭い面積で進行方向の後ろ側の遠心方向寄りで中空構造内から泡が排出される排出口（８）とを有する。

本発明による消泡機における吸い込みマウス（２１）の主消泡羽根（２０）との接続部は、回転軸（４）より遠心方向の流入口（７）を含む範囲内に位置する。

本発明による消泡機は、更に、案内羽根（３２）を含み、案内羽根（３２）は、吸い込みマウス（２１）の回転軸（４）に近い側の面である内面（２４）に、吸い込みマウス（２１）の回転時に泡の流れが流入口（７）に向かうように配置されて設けられる。

また、本発明による消泡機は、更に、羽根（３３）を含み、羽根（３３）は、吸い込みマウス（２１）の回転軸（４）から遠い側の面である外面（２５）に設けられる。

本発明による消泡機における吸い込みマウス（２１）は、回転軸（４）に平行で回転軸（４）を通る平面で切ったときの断面が主消泡羽根（２０）から離れる方向に凸の形状となる。

本発明による消泡機における排出口（８）の図心は、流入口（７）の図心より吸い込みマウス（２１）に近くなるように設けられる。

本発明による消泡機における排出口（８）の最外周部（Ｐ８）は、流入口（７）の最外周部（Ｐ７）以上に遠心方向に回転軸（４）の中心からの距離を有し、かつ流入口（７）と、流入口（７）の最外周部と排出口（８）の最外周部とを結ぶ線との成す角（α）が９０度以下である。

本発明による消泡機は、更に、分割板（３１）を含み、分割板（３１）は、主消泡羽根（２０）内を回転軸（４）に対して略垂直方向に分割することによって形成される流入口（７）から排出口（８）に至る複数の流路のいずれにおいても流入口（７）より面積の狭い排出口（８）とする。

また、本発明による消泡機は、更に、泡面レベル計（３４）を含み、泡面レベル計（３４）で測定される泡面レベル（Ｌ１、Ｌ２、及びＬ３）によって回転駆動機構（４ａ）の回転数（Ｎ）を変更するように構成されている。

また、本発明による消泡機は、流入口（７）がすべて覆われている泡面レベル（Ｌ３）、流入口（７）が一部覆われている泡面レベル（Ｌ２〜Ｌ３）、流入口（７）がすべて覆われていない泡面レベル（Ｌ１〜Ｌ２）の順で回転数（Ｎ）を増速するように構成されている。

そして、本発明による消泡機における流入口（７）の周縁（１、２、及び３）は、尖ったエッジ形状を成す。

本発明による消泡方法は、回転駆動機構（４ａ）が、中空構造の主消泡羽根（２０）の取り付けられた回転軸（４）を駆動するステップと、狭口側開口（２２）と、広口側開口（２３）とを有して、広口側開口（２３）の周縁が主消泡羽根（２０）に接続し、主消泡羽根（２０）から離れる方向に断面積が狭くなる吸い込みマウス（２１）が、回転して狭口側開口（２２）から泡を吸い込むステップと、吸い込みマウス（２１）が、広口側開口（２３）から、主消泡羽根（２０）の回転時における進行方向の先頭の流入口（７）に泡を供給するステップと、主消泡羽根（２０）が、供給された泡を流入口（７）から中空構造内に流入するステップと、主消泡羽根（２０）が、流入口（７）より狭い面積で進行方向の後ろ側の遠心方向寄りで中空構造内から泡が排出される排出口（８）に泡を誘導するステップと、主消泡羽根（２０）が、流入口（７）の図心より吸い込みマウス（２１）に近くなるような図心で設けられた排出口（８）から泡を排出するステップとを備える。

また、本発明による消泡方法における吸い込みマウス（２１）が、流入口（７）に泡を供給するステップは、回転軸（４）より遠心方向の流入口（７）を含む範囲内の位置で行われる。

また、本発明による消泡方法における吸い込みマウス（２１）が、流入口（７）に泡を供給するステップは、吸い込みマウス（２１）の回転軸（４）に近い側の面である内面（２４）に、吸い込みマウス（２１）の回転時に泡の流れ（２７）が流入口（７）に向かうように配置されて設けられる案内羽根（３２）によって泡を供給するステップを含む。

また、本発明による消泡方法における吸い込みマウス（２１）が、流入口（７）に泡を供給するステップは、吸い込みマウス（２１）の回転軸（４）から遠い側の面である外面（２５）に設けられる羽根（３３）によって泡をせん断するステップを含む。

また、本発明による消泡方法における主消泡羽根（２０）が、排出口（８）に泡を誘導するステップは、主消泡羽根（２０）内を回転軸（４）に対して略垂直方向に分割する分割板（３１）によって形成される流入口（７）から排出口（８）に至る複数の流路（９）のいずれにおいても流入口（７）より面積の狭い排出口（８）に泡を誘導するステップを含む。

また、本発明による消泡方法は、更に、泡面レベル計（３４）で測定される泡面レベル（Ｌ１、Ｌ２、及びＬ３）によって回転駆動機構（４ａ）の回転数（Ｎ）を変更するステップを備える。

また、本発明による消泡方法は、更に、流入口（７）がすべて覆われている泡面レベル（Ｌ３）、流入口（７）が一部覆われている泡面レベル（Ｌ２〜Ｌ３）、流入口（７）がすべて覆われていない泡面レベル（Ｌ１〜Ｌ２）の順で回転数（Ｎ）を増速するように制御するステップを備える。

そして、本発明による消泡方法における主消泡羽根（２０）が、泡を流入口（７）から中空構造内に流入するステップは、尖ったエッジ形状を成す流入口（７）の周縁で泡をせん断するステップを含む。

本発明によるコンピュータプログラムは、本発明による消泡方法をコンピュータに実行させるものである。

本発明による消泡機は、本発明による消泡方法をコンピュータに実行させるプログラムを格納する記録媒体を有している。

本発明によれば、泡の性状、及び積層状況によらず効果的に消泡のできる消泡機、及び消泡方法を提供することが可能となる。

図１は、消泡装置の一例である消泡羽根の構造を説明するための投影図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図である。図２は、消泡装置の一例である消泡羽根が水槽に装着された状態を説明するための縦断面図である。図３は、本発明の実施形態における消泡機が水槽に装着された状態の一例を示す縦断面図である。図４は、本発明の第１の実施形態における消泡機の消泡羽根の構造の一例を示す斜視図である。図５Ａは、本発明の第１の実施形態における消泡機の消泡羽根の構造の一例を示す平面図である。図５Ｂは、本発明の第１の実施形態における消泡機の消泡羽根の構造の一例を示す正面図である。図５Ｃは、本発明の第１の実施形態における消泡機の消泡羽根の構造の一例を示す底面図である。図５Ｄは、本発明の第１の実施形態における消泡機の消泡羽根の構造の一例を示す断面図である。図６は、本発明の第１の実施形態における消泡機の主消泡羽根の構造の一例を示す平面図である。図７は、本発明の第１の実施形態における消泡機の吸い込みマウスの一例に作用する遠心力を示す断面図である。図８は、本発明の第１の実施形態における消泡機の消泡羽根による作用の一例を示す断面図である。図９は、本発明の実施形態における消泡機の消泡羽根の構造の一例と泡の積層状況との関係を示す概略図である。図１０は、本発明の実施形態における消泡機の主消泡羽根の構造による破泡作用の一例を示す概略図である。図１１Ａは、本発明の第２の実施形態における消泡機の消泡羽根の構造の一例を示す平面図である。図１１Ｂは、本発明の第２の実施形態における消泡機の消泡羽根の構造の一例を示す側面断面図である。図１２は、本発明の第３の実施形態における消泡機の消泡羽根の構造の一例を示す断面図である。図１３Ａは、本発明の第４の実施形態における消泡機の消泡羽根の構造の一例を示す底面図である。図１３Ｂは、本発明の第４の実施形態における消泡機の消泡羽根の構造の一例を示す断面図である。図１４は、本発明の第５の実施形態における消泡機の構造の一例を示す縦断面図である。図１５Ａは、本発明の実施形態における消泡機の吸い込みマウスの構造の第１変形例を示す投影図である。図１５Ｂは、本発明の実施形態における消泡機の吸い込みマウスの構造の第２変形例を示す投影図である。図１５Ｃは、本発明の実施形態における消泡機の吸い込みマウスの構造の第３変形例を示す投影図である。図１５Ｄは、本発明の実施形態における消泡機の吸い込みマウスの構造の第４変形例を示す投影図である。

（第１の実施形態）
以下に、添付図面を参照しながら、本発明の第１の実施形態による消泡機、及び消泡方法を詳細に説明する。

まず、本発明の第１の実施形態による消泡機の構成を詳細に説明する。

図３は、本発明の実施形態における消泡機が水槽に装着された状態の一例を示す縦断面図である。図３を参照すると、水槽１０内の液面１１と、その上部に形成されている泡面１２との間に位置するように本実施形態による主消泡羽根２０と吸い込みマウス２１とが設けられている。主消泡羽根２０の液面側には吸い込みマウス２１が設けられ、反対側には、回転駆動機構である水中モータ等の駆動機４ａの回転軸４が接続されている。主消泡羽根２０と吸い込みマウス２１とを回転するための回転軸４は液面１１に対して垂直方向に延びている。そして、駆動機４ａによって回転軸４が動くと、主消泡羽根２０と吸い込みマウス２１とは液面１１と平行方向に一体で回転するように構成されている。好ましくは、主消泡羽根２０と吸い込みマウス２１とが泡内を回転する状態ではあるものの泡の発生状況によっては泡面１２が上下する。なお、本実施形態による消泡機は、開放、及び密閉のどちらの水槽１０にも適用可能である。また、他の実施形態による消泡機についても同様に水槽に装着されて用いられる。

図４は、本発明の第１の実施形態における消泡機の消泡羽根の構造の一例を示す斜視図である。図４を参照すると、本実施形態による消泡羽根は、主消泡羽根２０と吸い込みマウス２１とが接続された構造となっている。そして、主消泡羽根２０は、板状体１、及び２、並びに仕切り板３を含み、吸い込みマウス２１は、狭口側開口２２（吸い込み口）と、広口側開口２３（吐き出し口）とを有している。狭口側開口２２と、広口側開口２３とは連通している。

板状体１、及び２は、回転軸４に対して略垂直方向に当たる遠心方向にそれぞれが延在して取り付けられている。また、板状体２は、板状体１よりも回転軸４の先端側に位置している。板状体１、及び２は、回転軸４から離れるほど、すなわち径方向（放射方向）を外周側（遠心方向）に進むほど円周方向の距離が直線的に長くなる略三角形の形状となっている。そして、板状体１と板状体２とは対向しており、その間には、板状体２に直交して矩形の仕切り板３が設けられている。

吸い込みマウス２１は、主消泡羽根２０から離れる方向に、広口側開口２３から狭口側開口２２に向かって断面積が狭くなる中空構造となっている。好適には、吸い込みマウス２１は回転軸４と同心で設けられる。そして、主消泡羽根２０の板状体２と、吸い込みマウス２１の広口側開口２３の周縁とが接続されて一体が形成されることで本実施形態の消泡羽根のユニットが形成されている。

図５は、本発明の第１の実施形態における消泡機の消泡羽根の構造の一例を示す概略図であり、図５Ａはその平面図、図５Ｂはその正面図、図５Ｃはその底面図、図５Ｄは、図５ＡのＣ−Ｃ’におけるその断面図である。図５Ａを参照すると、主消泡羽根２０と吸い込みマウス２１とによる消泡羽根のユニットは、板状体１、並びに広口側開口２３、及び吸い込みマウスの内面２４側が見える状態である回転軸４側からみて時計回りの回転方向Ａに回るように構成されている。

図５Ａ上では、上述した板状体２は板状体１に隠れて見えない。板状体１と板状体２とで挟まれた領域において、主消泡羽根２０の回転時における進行方向の後ろ側に位置する面、及び遠心側に位置する面のそれぞれには上述した仕切り板３が設けられており塞がれている。このようにして、主消泡羽根２０は、板状体１と板状体２と仕切り板３とで囲まれた中空構造が形成され、その中空の領域が泡の流路９となる。一方で、主消泡羽根２０の回転時における進行方向先頭には孔が開けられることによって中空構造内に泡の流入する流入口７が形成されている。また、同様に、主消泡羽根２０の回転時における後ろ側に位置する面の仕切り板３と、遠心側に位置する面の仕切り板３との間にも孔が開けられることによって中空構造内から泡の排出される排出口８が形成されている。主消泡羽根２０の進行方向後ろ側の遠心方向寄りに形成された排出口８は、流入口７より面積の狭い開口となっている。流入口７と排出口８とは泡の流路９でつながっている。なお、本実施形態においては製造の容易な、板状体１と板状体２と仕切り板３とで囲まれた中空構造による矩形断面の泡の流路９が用いられたものの、流路９は例えば円形断面等であっても構わない。

吸い込みマウス２１の広口側開口２３側は内面２４が露出しており、軸方向に、板状体２、及び回転軸４と重なっている部分以外が開口状態となっている。

このような構成をした主消泡羽根２０と吸い込みマウス２１とが回転方向Ａに回ることで、図中の矢印で示した泡の流入方向１４に流入口７から、主消泡羽根２０内に泡が取り込まれ、排出口８から、液（泡）の噴射方向１３に破泡された液が吐き出されることとなる。

図５Ｂを参照すると、流入口７と排出口８との位置関係、及びそれぞれの面積が示されている。板状体２は、回転軸４と垂直に設けられている。それに対して、板状体１は、進行方向先頭に当たる辺が回転軸４と直交し、後ろ側に当たる辺が、遠心方向に進むほど、板状体２との距離が狭くなるように設けられている。そして、板状体１は、遠心側に位置する辺もまた、進行方向先頭から後ろ側の方向に進むほど板状体２との距離が狭くなるように設けられている。よって、仕切り板３の形状は台形となる。このようにして、排出口８の矩形の中心である図心が、流入口７の図心より吸い込みマウス２１に近くなるように主消泡羽根２０が形成されている。そして、流入口７は、径方向の寸法がＢ、軸方向の寸法がＨの面積を有していて、排出口８は、径方向の寸法がＢｄ、軸方向の寸法がＨｄの面積を有している。好適には、排出口８の面積は、流入口７の面積の１／４程度が有効である。

流入口７は、板状体１と、板状体２と、仕切り板３と、回転軸４とで囲まれている。流入口７の周縁の板状体１と、板状体２と、仕切り板３とには薄い板が用いられている。よって、流入口７の周縁のそれぞれは尖ったエッジ形状となっている。

また、吸い込みマウス２１の狭口側開口２２と、広口側開口２３と、またその間における吸い込みマウス２１の内面２４で囲まれた空間には吸い込みマウス２１の内部領域２６が形成されている。吸い込みマウス２１の回転時には内部領域２６を泡が流れる。なお、吸い込みマウス２１の軸方向の寸法はｈである。

図５Ｃを参照すると、図５Ａ上では、手前側の部品によって隠れて見えない、板状体２、並びに狭口側開口２２、及び吸い込みマウス２１の外面２５が示されている。主消泡羽根２０と吸い込みマウス２１とによる消泡羽根のユニットは、板状体２、並びに狭口側開口２２、及び吸い込みマウス２１の外面２５が見える側からみると反時計回りの回転方向Ａに回る。広口側開口２３の直径をｄ１、狭口側開口２２の直径をｄ２とすると、既述したようにその関係は、ｄ１＞ｄ２である。

図５Ｄを参照すると、図５ＡのＣ−Ｃ’における断面図によって、主消泡羽根２０と吸い込みマウス２１との位置関係が示されている。ここでは、回転軸４を中心として点対称となる位置のそれぞれに主消泡羽根２０が設けられた例が示されている。主消泡羽根２０の流入口７の領域内において、板状体２と接していて、かつ最遠心部（回転時の最外周部）である点Ｐが回転軸４周りを回ったときの直径がＤとなる。なお、流入口７が矩形の場合には点Ｐは、上述した点Ｐ７と一致する。また、既述したように、流入口７の径方向における寸法はＢであり、吸い込みマウス２１の広口側開口２３の直径はｄ１である。

主消泡羽根２０との接続部となる吸い込みマウス２１の広口側開口２３の周縁は、回転軸４より遠心方向側で流入口７が含まれる範囲内に位置するように設けられる。言い換えれば、吸い込みマウス２１の広口側開口２３の直径ｄ１は、回転軸４の直径より大であり、回転軸４周りを点Ｐが回ったときの直径Ｄ以下である。すなわち、Ｄ≧ｄ１＞（Ｄ−２Ｂ）の条件で吸い込みマウス２１の広口側開口２３の周縁が主消泡羽根２０と接続して設けられる。

より好適には、主消泡羽根２０との接続部となっている広口側開口２３の周縁より回転軸４側の流入口７の面積が排出口８の面積よりも大きくなる条件となる、より遠心側の位置に広口側開口２３が主消泡羽根２０と接続して設けられる。すなわち、｛Ｂ−（Ｄ−ｄ１）／２｝×Ｈ＞Ｂｄ×Ｈｄの条件で吸い込みマウス２１の広口側開口２３が主消泡羽根２０と接続して設けられる。

図６は、本発明の第１の実施形態における消泡機の主消泡羽根の構造の一例を示す平面図である。図６を参照すると、本実施形態による主消泡羽根の更に好適な形態が示されている。ここで、回転軸４の中心から遠心方向に延びる軸中心線４Ｘを仮定する。そして、流入口７を形成する板状体１、及び２、並びに仕切り板３によって形成される仮想面７ａが軸中心線４Ｘと平行に位置する状態が示されている。回転軸４中心から排出口８の最外周部Ｐ８までの距離（半径）ｒ８は回転軸４中心から流入口７の最外周部Ｐ７までの距離ｒ７と同一か、又はより長い。言い換えると、排出口８の最外周部Ｐ８は、流入口７の最外周部Ｐ７と同一上、又はより外周を通る。すなわち、ｒ８≧ｒ７の条件が成り立つ。

また、流入口７の最外周部Ｐ７において、仮想面７ａと直交して排出口８側に延びる仕切り板３の仮想面３ａを仮定する。流入口７側の板状体１、又は２と仕切り板３との成す角度αは９０度以下で設けられる。言い換えると、仮想面７ａと仕切り板３との成す角度は仮想面７ａと仮想面３ａとの成す角度の９０度以下である。すなわち、α≦９０度の条件が成り立つ。

図７は、本発明の第１の実施形態における消泡機の吸い込みマウスの一例に作用する遠心力を示す断面図である。図７を参照すると、本実施形態による吸い込みマウス２１の正面からみた断面が模式的に示されている。吸い込みマウス２１は回転軸４を中心に一定の回転数Ｎで回っている。回転軸４中心からの距離（半径）ｒ（１ｒ）とその２倍（２ｒ）、３倍（３ｒ）、４倍（４ｒ）、及び５倍（５ｒ）となる位置がそれぞれＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、及びＰ５として示されている。遠心力Ｇは、半径ｒに比例して、回転数Ｎの２乗に比例する。したがって、回転数Ｎが一定の元では遠心力Ｇは半径ｒに比例しており、例えば吸い込みマウス２１内の位置Ｐ５においては、吸い込みマウス２１内の位置Ｐ１の５倍の力を受けていることになる。吸い込みマウス２１の内面２４に沿って受ける遠心力Ｇの分力Ｇｃは吸い込みマウス２１の内面２４と遠心方向との成す各度βを用いるとＧｃ＝Ｇ×ｃｏｓβとなる。

狭口側開口２２から広口側開口２３に近づくにつれて遠心力Ｇが大きくなるためその分力Ｇｃを回転軸４と平行方向に近づけるように設計することで効果的に泡を吸い込むことができる。よって、図７で示された、吸い込みマウス２１を側面からみた形状が広口側開口２３から離れる方向に凸のいわゆる椀型、すなわち回転軸に平行で、かつ回転軸を通る平面で切ったときの断面形状が主消泡羽根２０から離れる方向に凸の形態が効率的に泡を吸い込むためには好適である。

次に、本発明の第１の実施形態による消泡機の作用を詳細に説明する。

図８は、本発明の第１の実施形態における消泡機の消泡羽根による作用の一例を示す断面図である。図８を参照すると、泡面レベル、及び消泡羽根のユニットの回転動作時における泡の流れが示されている。ここで、軸方向に対して垂直方向に積層する泡について、吸い込みマウス２１の狭口側開口２２を泡面レベルＬ１、流入口７の板状体２側の辺を泡面レベルＬ２、流入口７の板状体１側の辺を泡面レベルＬ３と定義する。

上述したように、主消泡羽根２０と吸い込みマウス２１とによる消泡羽根のユニットの接続された回転軸４は駆動機４ａによって、図５Ａに示されるように回転方向Ａに回る。泡面レベルがＬ２とＬ３との間にある泡は回転する主消泡羽根２０によって流入口７から、泡の流路９内に入って排出口８に到る。流入口７の周縁の尖ったエッジ形状によって周縁にぶつかった泡は流入時に周縁からせん断力を受けて破泡する。排出口８に到った泡（液）は、排出口８の図心が、流入口７の図心より吸い込みマウス２１に近い構成によって、液（泡）の噴射方向１３として図中に矢印で示されるように泡面レベルＬ１方向かつ遠心方向に飛ばされる。排出口８から遠心力で泡（液）が排出されることによって後に続く泡が流入口７からよどみなく導入される。このようにして、泡の流路９内において、流入口７より排出口８が狭くなる構造と、流入口７より排出口８が遠心方向に設けられたことによって受ける遠心力とによって泡は圧縮されて破泡される。また、液（泡）の噴射方向１３に飛ばされた液（泡）は図３に示される泡面１２の泡に衝突してそれらを破泡する。

泡面レベルがＬ１とＬ２との間にある泡に対しては吸い込みマウス２１を含まない構成では主消泡羽根２０は空転して泡に影響を与えずに破泡の作用は発揮されない。しかし、本実施形態による構成では、回る吸い込みマウス２１に触れた泡が遠心効果で、狭口側開口（吸い込み口）２２側から広口側開口（吐き出し口）２３側に流れる。すなわち、本実施形態による吸い込みマウス２１が回ることによって、ポンプのサクションと同様の作用を発揮し、吸い込みマウス２１自体に吸い込み効果が生じる。

吸い込みマウス２１の内部領域２６に吸い込まれた泡は、吸い込みマウス２１の内面２４における泡の流れ方向２７として図中に矢印で示されるように吸い込みマウス２１の内面２４を伝って広口側開口２３に到る。広口側開口２３に到った泡は、上述した泡面レベルがＬ２とＬ３との間にある泡と同様に主消泡羽根２０の流入口７から泡の流路９内に導入されて破泡された上で排出口８から、液（泡）の噴射方向１３の遠心方向に飛ばされる。

一方で、吸い込みマウス２１の外面２５に触れた泡は、吸い込みマウス２１の外面２５における泡の流れ方向２８として図中に矢印で示されるように吸い込みマウス２１の外面２５を伝って広口側開口２３側に流れる。吸い込みマウス２１の外面２５を流れる泡は外面２５との摩擦力によってせん断されてその一部が破泡される。吸い込みマウス２１の外面２５を流れる泡の一部は上述した内面２４を流れる泡と同様に、主消泡羽根２０の流入口７から泡の流路９内に導入されて排出口８から、液（泡）の噴射方向１３の遠心方向に飛ばされる。また、それ以外の吸い込みマウス２１の外面２５を流れる泡は液（泡）の飛散方向２９の遠心方向にそのまま飛ばされる。

このように、泡面レベルがＬ１とＬ２との間にある泡を由来とした、液（泡）の噴射方向１３、及び液（泡）の飛散方向２９に飛ばされた液（泡）は図３に示される泡面１２の泡に衝突してそれらを破泡する。

また、吸い込みマウス２１による泡の吸い込みは、主消泡羽根２０の泡の流路９内での圧縮破泡が生じるほどにその効率が上がる。泡の流路９内での圧縮破泡によって空隙が形成されて気圧差が生じる。生じた気圧差によって吸引力が生じる。この吸引力は泡の粘性が高いほど強くなる。この吸引力によって、吸い込みマウス２１は更に泡を吸い込むことになる。このように、本実施形態による主消泡羽根２０と吸い込みマウス２１とによる消泡羽根のユニットは組み合わせによる相乗効果を有している。

なお、本実施形態による主消泡羽根２０自体には吸引機能はない。また、破泡の行われていない状態での主消泡羽根２０の回転（空転）時の負荷が極めて小さいという特徴を有している。よって、本実施形態による主消泡羽根２０の回転に要する駆動機４ａの動力は小さく、少ないエネルギ投入量で効果的に破泡することができる構成である。

図９は、本発明の実施形態における消泡機の消泡羽根の構造の一例と泡の積層状況との関係を示す概略図である。図９を参照すると、上述した図８と同様に、回転方向Ａに回る主消泡羽根２０と吸い込みマウス２１とによる消泡羽根のユニットが模式的に示されている。ここで、主消泡羽根２０の流入口７の面積をＳ、泡面レベルＬ２とＬ３との間をＬａ、泡面レベルＬ１とＬ２との間をＬｂ、泡面レベルＬ１とＬ３との間をＬｃと定義する。

泡面レベルがＬ３であって、主消泡羽根２０の流入口７におけるすべての領域のＬａが泡で覆われた場合には開口面積Ｓ（＝Ｂ×Ｈ）を有する流入口７と、流入口７よりも面積の狭い排出口８との面積比に相当する設計通りの圧縮破泡効果が泡の流路９内において発揮される。一方で、泡面レベルがＬ２とＬ３との間であって、主消泡羽根２０の流入口７の一部が泡に覆われた場合にも泡の流路９内において泡は圧縮されて破泡されるものの流入口７と排出口８との面積比に相当する泡の圧縮破泡効果には及ばない。しかし、本実施形態においては、Ｌｂの領域の泡が、吸い込みマウス２１の広口側開口２３から流入口７に供給されて泡の量が増すことによって圧縮破泡効果が高まる。

また、それだけでなく、泡が、吸い込みマウス２１の内面２４に吸い込まれて主消泡羽根２０に導入される構成によって泡面レベルがＬ２とＬ３との間の場合においても、排出口８から液（泡）の噴射方向１３に飛ばされる液（泡）の量が増して破泡効果が高まる。

このように、吸い込みマウス２１を含まない構成ではＬａの領域が破泡されるのに対し、本実施形態による構成では、Ｌａの領域に加えてＬｂの領域も含まれたＬｃの領域に対して破泡の作用が発揮される。また、本実施形態による構成では、Ｌａの領域の泡に対しても破泡の効果が高まる。これらを言い換えると、本実施形態の消泡機では、消泡羽根の流入口７の位置にない泡に対しても破泡機能が発揮される。また、消泡羽根の流入口７の全体を泡が覆わない場合にも、設計された流入口７と排出口８との面積の比に相当する圧縮による破泡機能が発揮される。

図１０は、本発明の実施形態における消泡機の主消泡羽根の構造による破泡作用の一例を示す概略図である。図１０を参照すると、本実施形態による消泡機によって泡３０に働く力には主として３つの機能があることが示されている。１つ目は、主消泡羽根２０の流入口７における板状体１、及び２のエッジによる泡３０のせん断破泡ｄｅｆ１である。２つ目は、主消泡羽根２０の流路９内での泡３０の圧縮破泡ｄｅｆ２である。３つ目は、排出口８から遠心方向に噴射された液のスプレー衝撃による破泡ｄｅｆ３である。

このようにして、主消泡羽根２０に効果的に供給された泡は上述した３つの機能によって効果的に破泡される。

本実施形態による消泡機は主消泡羽根２０自体には吸引力のない構成であって空気中で回転しても、いわゆるファンとしての機能はないことによってその回転には、ほとんど余分な動力を必要としない特徴を有している。そして、泡が、主消泡羽根２０に供給されることで始めて、破泡機能が発揮される。よって、本実施形態による消泡機が有効に機能するためには主消泡羽根２０に泡を効果的に供給する必要がある。このため、本実施形態による消泡機の吸い込みマウス２１は主消泡羽根２０に向かって断面積を広げる構造として回転する吸い込みマウス２１自体に吸引力の機能を持たせることで主消泡羽根２０に泡を効果的に供給するようにしている。

なお、本実施形態による消泡機は、泡の吸い込みが気流によるものではないため、泡の性状によらず、消泡機の吸い込みマウス２１が周囲の泡を効率的に吸い込む効果を有する。

以上に、本実施形態による消泡機、及び消泡方法の説明を行った。

本実施形態では、主消泡羽根２０が単体では取り込めない範囲の泡が有効に取り込まれて破泡され、消泡機の作用する範囲を広げる効果を有する。これは、例えば、泡面レベルがＬ１からＬ２に向かって泡が増える過程において、主消泡羽根２０に泡が達する前に、先に、吸い込みマウス２１に達した泡を破泡することができる。

また、本実施形態では、吸い込みマウス２１から流入口７に泡が供給されることで消泡機の作用する効率を上げる効果を有する。

（第２の実施形態）
以下に、添付図面を参照しながら、本発明の第２の実施形態による消泡機、及び消泡方法を詳細に説明する。

まず、本発明の第２の実施形態による消泡機の構成を詳細に説明する。

図１１は、本発明の第２の実施形態における消泡機の消泡羽根の構造の一例を示す投影図であり、図１１Ａはその平面図、図１１Ｂはその側面図である。図１１Ａを参照すると、本実施形態における主消泡羽根は、第１の実施形態の主消泡羽根に加えて更に、分割板３１が含まれている。分割板３１は、板状体１、及び板状体２と類似の形状を有している。分割板３１は、板状体１と板状体２との間で、主消泡羽根２０の回転時における進行方向の後ろ側に位置する面、及び遠心側に位置する面のそれぞれの仕切り板３と接して流入口７から排出口８までの領域に延在している。言い換えれば、分割板３１は、主消泡羽根２０内を回転軸４に対して略垂直方向に分割するように設けられている。

本実施形態による分割板３１は、主消泡羽根２０内を分割することによって形成される流入口７から排出口８に至る複数の流路のいずれにおいても流入口７より排出口８の面積が狭くなるように設けられる。そして、いずれの流路においても泡の圧縮が確実に行われるように構成されている。このように、泡の流路９が分割された場合の流入口７側の分割による係数をｍと定義すると分割された内の１つの流入口７における軸方向の寸法はＨ／ｍとなる。また、排出口８側の分割による係数をｎと定義すると、分割された内の１つの排出口８における軸方向の寸法はＨｄ／ｎとなる。よって、Ｂ×Ｈ／ｍ＞Ｂｄ×Ｈｄ／ｎを満たすｍ、及びｎとなるように分割板３１は設けられる。この流入口７と排出口８との面積比は、要求される破泡作用、すなわち泡の種類に応じて適宜変更される。なお、分割数についての制限は特にない。

図１１には、２つの分割板３１によって泡の流路９が３つに等分割された例が示されている。図１１Ｂを参照すると、２つの分割板３１によって分割された３つの泡の流路は流入口７から排出口８に向けてそれぞれの断面積が同様に徐々に狭くなっている。このように、分割が等間隔の場合にはｍ＝ｎとなるので、流入口７と排出口８との面積の比についての問題は生じない。

次に、本発明の第２の実施形態による消泡機の作用を詳細に説明する。

上述した図８、及び図９での泡面レベルがＬ２とＬ３との間で、仮に、流入口７を覆う泡の面積がＢ×Ｈ／ｍであった場合に、分割板３１の設けられていない構成での排出口８の面積はＢｄ×Ｈｄである。この場合に、排出口８の面積が、流入口７の面積以上になることもありうる。すなわち、Ｂ×Ｈ／ｍ≦Ｂｄ×Ｈｄである。この関係は、泡面レベルがＬ２に近づくほど適合しやすくなる。

ここで、本実施形態による分割板３１が設けられることによって排出口８の面積がＢｄ×Ｈｄ／ｎに縮まる。排出口８の面積が縮まることによって、流入口７を覆う泡の面積のほうが広くなる可能性が高まる。すなわち、Ｂ×Ｈ／ｍ＞Ｂｄ×Ｈｄ／ｎを満たす可能性が高まる。仮に、このとき、ｍ＝ｎであれば、流入口７をすべて泡が覆った場合と同一の流入口７と排出口８との面積比となって設計通りの圧縮破泡効果が泡の流路９内において発揮される。

このように、本実施形態では、主消泡羽根２０を分割したそれぞれの泡の流路９における流入口７と排出口８との所定の面積比が保たれる構造によって泡の少ない場合でも、主消泡羽根２０に取り込まれた泡の圧縮が効率的に行われる。

本実施形態は、単独で実施しても、破泡の効率を上げる効果を有している。しかし、本実施形態は、第１の実施形態による吸い込みマウス２１と組み合わせることによって吸い込みマウス２１から供給される泡を更に、効果的に破泡する。

本実施形態では、流入口７に供給される泡の量によらずに効果的な圧縮破泡が生じる効果を有する。

（第３の実施形態）
以下に、添付図面を参照しながら、本発明の第３の実施形態による消泡機、及び消泡方法を詳細に説明する。

まず、本発明の第３の実施形態による消泡機の構成を詳細に説明する。

図１２は、本発明の第３の実施形態における消泡機の消泡羽根の構造の一例を示す断面図である。図１２を参照すると、本実施形態による消泡羽根には、吸い込みマウス２１の内部領域２６に案内羽根３２が設けられている。案内羽根３２は、吸い込みマウス２１が回転することによってポンプにおけるインペラ（羽根車）に相当する機能が実現される。案内羽根３２による流れの方向は、狭口側開口２２から広口側開口２３へと向かう、吸い込みマウス２１の内面２４における泡の流れ方向２７である。

図１２上では、平板状の２つの案内羽根３２が例示されている。しかし、案内羽根３２の形状はスクリュー状等でも良く、吸い込みマウス２１の内面２４における泡の流れ方向２７に泡を捉えて加速するような形状、及び枚数による案内羽根３２が適宜選択される。

次に、本発明の第３の実施形態による消泡機の作用を詳細に説明する。

本実施形態による消泡羽根のユニットが回転することによって第１の実施形態と同様に、回る吸い込みマウス２１に触れた泡が遠心効果で、狭口側開口２２側から広口側開口２３側に流れる。更に、吸い込みマウス２１の回転時に泡の流れが広口側開口２３側に向かうように配置されて設けられている案内羽根３２もまた、泡を捉えて送る。これらの効果が組み合わされることによって、吸い込みマウス２１による泡を吸い込む効率が上がる。これによって、吸い込みマウス２１から流入口７に供給される泡の流量が増して主消泡羽根２０による破泡の効率を上げる。この効果は、泡面レベルがＬ３からＬ１側に近づくほど顕著となる。

また、本実施形態においては、吸い込みマウス２１が泡を吸い込む際に案内羽根３２によるせん断破泡が生じる。せん断破泡が生じることによって吸い込みマウス２１の泡の吸引力が更に増す。

本実施形態では、吸い込みマウス２１の泡の吸引力が更に増すことによって吸い込みマウス２１による泡を吸い込む効率が上がり、主消泡羽根２０での効果的な圧縮破泡が生じる効果を有する。

また、本実施形態では、吸い込みマウス２１内での効果的なせん断破泡が生じる効果を有する。

（第４の実施形態）
以下に、添付図面を参照しながら、本発明の第４の実施形態による消泡機、及び消泡方法を詳細に説明する。

まず、本発明の第４の実施形態による消泡機の構成を詳細に説明する。

図１３は、本発明の第４の実施形態における消泡機の消泡羽根の構造の一例を示す投影図であり、図１３Ａはその底面図、図１３Ｂは、図１３ＡのＤ−Ｄ’におけるその断面図である。図１３Ａを参照すると、本実施形態による消泡羽根には、吸い込みマウス２１の外面２５に羽根３３が設けられている。羽根３３は、狭口側開口２２付近と広口側開口２３付近との間で直線状に延在している。また、図１３Ｂを参照すると、羽根３３は、吸い込みマウス２１の外面２５に沿って外面２５から突出して設けられている。羽根３３は、吸い込みマウス２１の回転時に、吸い込みマウス２１の外面２５を流れる泡に対してせん断力をより与えるように構成されている。また、羽根３３は、吸い込みマウス２１の回転時には、吸い込みマウス２１の外面２５よりも更に遠心方向で回転するように構成されている。

図１３Ａ上では、狭口側開口２２からみて放射方向に４つの羽根３３が設けられた例が示されている。しかし、羽根３３の形状は湾曲状、スクリュー状等でも良く、吸い込みマウス２１の外面２５を流れる泡にせん断力を与えたり、泡を捉えて加速したりするような形状、及び枚数による羽根３３が適宜選択される。

次に、本発明の第４の実施形態による消泡機の作用を詳細に説明する。

本実施形態による消泡羽根のユニットが回転することによって第１の実施形態と同様に、回る吸い込みマウス２１に触れた泡が遠心効果で、狭口側開口２２側から広口側開口２３側に流れる。泡は、流れる過程で、外面２５から突出する羽根３３に当たることによってせん断力を受けて破泡される。また、泡は、外面２５から突出する羽根３３の領域を流れることでより強い遠心力を受け、図８で示される液（泡）の飛散方向２９の遠心方向により強く飛ばされる。遠心方向に噴射された液のスプレー衝撃によって図３に示される泡面１２の泡に衝突してそれらを破泡する。

本実施形態では、吸い込みマウス２１の外面２５を流れる泡に対するせん断力が更に増すことによって圧縮破泡の作用がより強まる効果を有する。

また、本実施形態では、吸い込みマウス２１の外面２５を流れる泡に対する遠心力が更に増すことによってスプレー衝撃による破泡の作用がより強まる効果を有する。

（第５の実施形態）
以下に、添付図面を参照しながら、本発明の第５の実施形態による消泡機、及び消泡方法を詳細に説明する。

まず、本発明の第５の実施形態による消泡機の構成を詳細に説明する。

図１４は、本発明の第５の実施形態における消泡機の構造の一例を示す縦断面図である。図１４を参照すると、本実施形態による消泡機には、図３で示された第１の実施形態に加えて泡面レベル計３４と、制御装置３６とが含まれている。泡面レベル計３４は、泡検出器３５を有している。泡面レベル計３４は、泡検出器３５が泡面１２付近に位置するように設置される。制御装置３６は、駆動機４ａと、泡面レベル計３４とつながっている。制御装置３６は、泡面レベル計３４による泡面レベルの検知結果に基づいて駆動機４ａの作動を制御することができるように構成されている。コンピュータに例示される制御装置３６は図示せぬ記録媒体を有しており、その記録媒体には、上述した制御を行うためのプログラムが格納されている。

駆動機４ａは、最低限、発停の制御ができるように構成されていて、好適には、インバータ等の変速機構を有する可変速の構成によって回転数Ｎを制御することができる。また、駆動機４ａの動力負荷を検出して回転数Ｎを制御することができる構成としても良い。なお、好適には、主消泡羽根２０の回転数Ｎは８００〜１２００ｒｐｍ程度が消泡には効率的である。また、泡面レベル計３４による泡面レベルの検知結果に基づいて吸い込みマウス２１が泡面１２につかるように駆動機４ａ、又は消泡羽根のユニット自体の上下方向が制御される形態としても良い。

次に、本発明の第５の実施形態による消泡機の作用を詳細に説明する。

遠心ポンプの理論によると、吸い込みマウス２１の回転による揚程は回転数Ｎの二乗に比例し、その流量は、回転数Ｎに比例する。よって、吸い込みマウス２１の回転数Ｎが上がるほど揚程、及び流量が大きくなって、主消泡羽根２０への泡の供給量を増やすことができるため吸い込みマウス２１による泡の吸い込みが効果的に行われていることとなる。

これを図９に示された泡面レベルと照らし合わせると、吸い込みマウス２１の回転によって泡を吸い込むのに必要な揚程は泡面レベルＬ１において最大となる。泡面レベルＬ１からＬ２側に向かうにつれて、吸い込みマウス２１の回転によって泡を吸い込むのに必要な揚程は低くなる。ただし、泡面レベルＬ１とＬ２との間においては、主消泡羽根２０への泡の供給量を減らす必要はない。泡面レベルＬ２よりＬ３側においては吸い込みマウス２１による泡の吸い込みがなくても主消泡羽根２０が直接泡を吸い込む。しかし、泡面レベルＬ２付近の状況下では主消泡羽根２０の直接吸い込む泡が少ないため吸い込みマウス２１からの泡の供給が加わることによって消泡効果を高めることができる。泡面レベルＬ３では、主消泡羽根２０の流入口７（開口面積Ｓ）がすべて泡でふさがることで主消泡羽根２０の直接泡を吸い込む量が最大となるため、吸い込みマウス２１からの泡の供給は不要となる

このように、泡面レベルＬ１〜Ｌ３によって、主消泡羽根２０への最適な泡の供給量は変化する。よって、泡面レベル計３４が、泡面レベルの検知を行い、制御装置３６が、プログラムによって、泡面レベルＬ１〜Ｌ３に応じて吸い込みマウス２１（駆動機４ａ）の回転数Ｎを制御することで吸い込みマウス２１から供給される泡の流量を最適に制御することができる。これによって、最も効果的かつ効率的な消泡効果を有する消泡機の省エネルギ自動運転が実現される。

また、時間当たりの泡面レベル変化量を計測することで泡の発生速度を算出することができる。泡面レベルとその変化量とに基づいて、吸い込みマウス２１（駆動機４ａ）の回転数Ｎを制御することで泡の発生速度に対応した消泡を最適に制御することができる。これによって、泡の発生速度に対応して最適な速度で消泡する消泡機の省エネルギ自動運転が実現される。

吸い込みマウス２１による泡の吸い込み、及び遠心方向への液（泡）の飛散は仕事量としては大きくなく、駆動機４ａの動力に対する負荷が軽いので消費エネルギを上げずに駆動機４ａによる回転数Ｎを高くすることができる。

一方で、泡で満たされた主消泡羽根２０におけるその内部での圧縮破泡、及び排出口８からの液（泡）の噴射に必要とされる負荷は重い。しかし、その消泡効果は高いので、駆動機４ａによる回転数Ｎをそれほど高くする必要がない。

よって、駆動機４ａの動力に対する負荷の観点からも、吸い込みマウス２１による泡の吸い込みが行われている状況では高い回転数Ｎに、主消泡羽根２０において破泡が行われている状況では低い回転数Ｎに制御するのが効率的である。

したがって、本実施形態では、駆動機４ａの動力負荷を検出して、それに対応して回転数Ｎを制御する形態としても良い。すなわち、吸い込みマウス２１による泡の吸い込みが主に行われていて負荷の軽い状況では回転数Ｎを高くして泡の吸い込みの効果が高まるようにし、負荷が重くなるのに合わせて回転数Ｎを低くすることで高い消泡効果を有する省エネルギ自動運転が実現される。

本実施形態では、吸い込みマウス２１を有する構成であるために、泡面レベルとその変化量に基づいた消泡速度の制御が有効である。例えば、泡面レベルがＬ１からＬ２側に変化している場合に、泡面レベルがＬ２に達する前に吸い込みマウス２１で泡を吸い上げて主消泡羽根２０で破泡することによって駆動機４ａの動力に対する負荷の軽い段階で消泡が行われるために運転効率が良い。すなわち、本実施形態による消泡機では、消泡の処理の集中を分散化することができる。

なお、本実施形態は、活性汚泥法の用いられるし尿、下水等を含めた排水処理施設に限らず、食品発酵設備、バイオマス処理施設、水槽タンク等の泡の生じる場所であれば泡の性状、積層状況等によらずに適用することができる。

本実施形態では、主消泡羽根２０と吸い込みマウス２１とによる消泡羽根のユニットによる消泡効果が最大限発揮されるような省エネルギ自動運転が行われる効果を有する。

また、本実施形態では、泡の発生速度に対応した消泡速度が得られるような省エネルギ自動運転が行われる効果を有する。

図１５Ａ〜図１５Ｄは、本発明の実施形態における消泡機の吸い込みマウスの構造の変形例を示す投影図である。上述した各実施形態の吸い込みマウス２１は中空円筒でその断面形状が円であって、また、吸い込みマウス２１を側面からみた形状は直線であった。図１５Ａは、吸い込みマウス２１を側面からみた形状が広口側開口２３に近づく方向に凸、すなわち主消泡羽根２０に近づく方向に凸の形態である。図１５Ｂは、吸い込みマウス２１を側面からみた形状が広口側開口２３から離れる方向に凸、すなわち主消泡羽根２０から離れる方向に凸の形態である。図１５Ｃは、断面形状が矩形である。図１５Ｄは、断面形状は円であるものの、狭口側開口２２から広口側開口２３に向かって断面積が徐々に広がった後に広口側開口２３付近の断面積が一定となる領域が設けられている形態である。このように、本発明の実施形態における消泡機の吸い込みマウス２１は、狭口側開口２２から広口側開口２３に向かって断面積が広がるという条件を満たした形態であればその形状は問わない。更に、本発明の実施形態における消泡機の吸い込みマウス２１は、狭口側開口２２と広口側開口２３との断面形状が異なっていても構わない。なお、理論的には、図１５Ｂで示された形態が効率的に泡を吸い込むため好適である。

また、上述した各実施形態の主消泡羽根２０は回転軸４に対して点対称に２つ設けられる例が示された。しかし、効果的に消泡できる形態であれば、主消泡羽根２０の設置形態、及び数は適宜変更することができる。

以上に、本発明の実施形態による消泡機、及び消泡方法の説明を行った。

本発明の実施形態によれば、主消泡羽根の領域に積層して存在する泡に限らずに範囲を広げて消泡機能が発揮される。また、本発明の実施形態によれば、泡が設計に満たない量であっても効果的に消泡が行われる。そして、本発明の実施形態によれば、消泡機能の作用する範囲を広げると共に、消泡効果を格段に上げる。

以上に説明した実施形態によれば、泡の性状、及び積層状況によらず効果的に消泡のできる消泡機、及び消泡方法を提供することが可能となる。

なお、各実施形態を適宜組み合わせて実施しても良く、その場合には、組み合わせた効
果が得られる。特に、第１の実施形態に対しては、第２、第３、及び第４の実施形態をすべて組み合わせることが可能であり、組み合わせることによってより高い効果が得られる。更に、第５の実施形態に対しても、第１、第２、第３、及び第４の実施形態をすべて組み合わせることが可能であり、組み合わせることによってより高い効果が得られる。

以上、本発明の実施形態を説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することができる。

１板状体
２板状体
３仕切り板
３ａ仕切り板の仮想面
４回転軸
４ａ駆動機
４Ｘ軸中心線
７流入口
７ａ流入口の形成されている仮想面
８排出口
９泡の流路
１０水槽
１１液面
１２泡面
１３液（泡）の噴射方向
１４泡の流入方向
２０主消泡羽根
２１吸い込みマウス
２２狭口側開口（吸い込み口）
２３広口側開口（吐き出し口）
２４吸い込みマウス２１の内面
２５吸い込みマウス２１の外面
２６吸い込みマウス２１の内部領域
２７吸い込みマウス２１の内面２４における泡の流れ方向
２８吸い込みマウス２１の外面２５における泡の流れ方向
２９液（泡）の飛散方向
３０泡
３１分割板
３２案内羽根
３３羽根
３４泡面レベル計
３５泡検出器
３６制御装置
Ａ主消泡羽根２０と吸い込みマウス２１との回転方向
Ｂ流入口７における遠心方向の寸法
Ｂｄ排出口８における遠心方向の寸法
Ｄ流入口７の直径
ｄ１広口側開口２３の直径
ｄ２狭口側開口２２の直径
ｄｅｆ１泡のせん断破泡
ｄｅｆ２泡の圧縮破泡
ｄｅｆ３泡の衝撃破泡
Ｇ遠心力
Ｇｃ遠心力の分力
Ｈ流入口７における軸方向の寸法
Ｈｄ排出口８における軸方向の寸法
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３泡面レベル
Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ泡面レベル間の距離
ｍ流入口７側の分割による係数
Ｎ回転数
ｎ排出口８側の分割による係数
Ｐ板状体２と接する流入口７の最遠心部（最外周部）である点
Ｐ１〜５吸い込みマウス２１内の位置
Ｐ７流入口７の最外周部
Ｐ８排出口８の最外周部
ｒ回転軸４中心からの距離（半径）
ｒ７回転軸４中心から流入口７の最外周部Ｐ７までの距離
ｒ８回転軸４中心から排出口８の最外周部Ｐ８までの距離
Ｓ主消泡羽根２０の開口面積
α 流入口７側の板状体１、又は２と仕切り板３との成す角度
β 吸い込みマウス２１と遠心方向との成す角度

Claims

回転駆動機構と、
前記回転駆動機構の回転軸に取り付けられる中空構造の主消泡羽根と、
泡を吸い込む狭口側開口を下部に有し、前記主消泡羽根に前記泡を供給する広口側開口を上部に有して、前記広口側開口の周縁が前記主消泡羽根の下部に接続し、前記主消泡羽根から離れる方向に断面積が狭くなる吸い込みマウスと
を含み、
前記主消泡羽根は、
回転時における進行方向の先頭で前記中空構造内に前記泡が流入される流入口と、前記流入口より狭い面積で前記進行方向の後ろ側の遠心方向寄りで前記中空構造内から泡が排出される排出口とを有し、
前記吸い込みマウスの前記主消泡羽根との接続部は、
前記回転軸より前記遠心方向の前記流入口を含む範囲内に位置し、
前記流入口と前記広口側開口とは互いに直交して開口し、
前記流入口には、前記広口側開口から供給された前記泡、及び前記流入口付近に存在する泡若しくは空気が流入する
消泡機。
請求項１に記載の消泡機であって、
前記排出口の面積は、前記流入口の面積の１／４である
消泡機。
請求項１又は２に記載の消泡機であって、
前記回転駆動機構の回転数は、前記回転駆動機構の動力負荷が軽い状況では回転数を高くして泡の吸い込みの効果を高め、前記動力負荷が重い状況では回転数を低くして省エネルギ自動運転を行う
消泡機。
回転駆動機構と、
前記回転駆動機構の回転軸に取り付けられる中空構造の主消泡羽根と、
泡を吸い込む狭口側開口と、前記主消泡羽根に前記泡を供給する広口側開口とを有して、前記広口側開口の周縁が前記主消泡羽根に接続し、前記主消泡羽根から離れる方向に断面積が狭くなる吸い込みマウスと
を含み、
前記主消泡羽根は、
回転時における進行方向の先頭で前記中空構造内に前記泡が流入される流入口と、前記流入口より狭い面積で前記進行方向の後ろ側の遠心方向寄りで前記中空構造内から泡が排出される排出口とを有し、
更に、羽根を含み、
前記羽根は、
前記吸い込みマウスの前記回転軸から遠い側の面である外面に設けられる
消泡機。
回転駆動機構と、
前記回転駆動機構の回転軸に取り付けられる中空構造の主消泡羽根と、
泡を吸い込む狭口側開口と、前記主消泡羽根に前記泡を供給する広口側開口とを有して、前記広口側開口の周縁が前記主消泡羽根に接続し、前記主消泡羽根から離れる方向に断面積が狭くなる吸い込みマウスと
を含み、
前記主消泡羽根は、
回転時における進行方向の先頭で前記中空構造内に前記泡が流入される流入口と、前記流入口より狭い面積で前記進行方向の後ろ側の遠心方向寄りで前記中空構造内から泡が排出される排出口とを有し、
前記吸い込みマウスは、
前記回転軸に平行で前記回転軸を通る平面で切ったときの断面が前記主消泡羽根から離れる方向に凸の形状となる
消泡機。
回転駆動機構と、
前記回転駆動機構の回転軸に取り付けられる中空構造の主消泡羽根と、
泡を吸い込む狭口側開口と、前記主消泡羽根に前記泡を供給する広口側開口とを有して、前記広口側開口の周縁が前記主消泡羽根に接続し、前記主消泡羽根から離れる方向に断面積が狭くなる吸い込みマウスと
を含み、
前記主消泡羽根は、
回転時における進行方向の先頭で前記中空構造内に前記泡が流入される流入口と、前記流入口より狭い面積で前記進行方向の後ろ側の遠心方向寄りで前記中空構造内から泡が排出される排出口とを有し、
前記排出口の図心は、
前記流入口の図心より前記吸い込みマウスに近くなるように設けられる
消泡機。
回転駆動機構と、
前記回転駆動機構の回転軸に取り付けられる中空構造の主消泡羽根と、
泡を吸い込む狭口側開口と、前記主消泡羽根に前記泡を供給する広口側開口とを有して、前記広口側開口の周縁が前記主消泡羽根に接続し、前記主消泡羽根から離れる方向に断面積が狭くなる吸い込みマウスと
を含み、
前記主消泡羽根は、
回転時における進行方向の先頭で前記中空構造内に前記泡が流入される流入口と、前記流入口より狭い面積で前記進行方向の後ろ側の遠心方向寄りで前記中空構造内から泡が排出される排出口とを有し、
前記排出口の最外周部は、前記流入口の最外周部以上に前記遠心方向に前記回転軸の中心からの距離を有し、かつ前記流入口と、前記流入口の前記最外周部と前記排出口の前記最外周部とを結ぶ線との成す角が９０度以下である
消泡機。
回転駆動機構と、
前記回転駆動機構の回転軸に取り付けられる中空構造の主消泡羽根と、
泡を吸い込む狭口側開口と、前記主消泡羽根に前記泡を供給する広口側開口とを有して、前記広口側開口の周縁が前記主消泡羽根に接続し、前記主消泡羽根から離れる方向に断面積が狭くなる吸い込みマウスと
を含み、
前記主消泡羽根は、
回転時における進行方向の先頭で前記中空構造内に前記泡が流入される流入口と、前記流入口より狭い面積で前記進行方向の後ろ側の遠心方向寄りで前記中空構造内から泡が排出される排出口とを有し、
更に、分割板を含み、
前記分割板は、
前記主消泡羽根内を前記回転軸に対して垂直方向に分割することによって形成される前記流入口から前記排出口に至る複数の流路のいずれにおいても前記流入口より面積の狭い前記排出口とする
消泡機。
回転駆動機構と、
前記回転駆動機構の回転軸に取り付けられる中空構造の主消泡羽根と、
泡を吸い込む狭口側開口と、前記主消泡羽根に前記泡を供給する広口側開口とを有して、前記広口側開口の周縁が前記主消泡羽根に接続し、前記主消泡羽根から離れる方向に断面積が狭くなる吸い込みマウスと、
前記狭口側開口と、前記広口側開口と、前記主消泡羽根とを含む範囲で泡面のレベルを検知する泡面レベル計と
を含み、
前記主消泡羽根は、
回転時における進行方向の先頭で前記中空構造内に前記泡が流入される流入口と、前記流入口より狭い面積で前記進行方向の後ろ側の遠心方向寄りで前記中空構造内から泡が排出される排出口とを有し、
前記泡面レベル計で測定される泡面レベルによって前記回転駆動機構の回転数を８００〜１２００ｒｐｍの範囲で変更するように構成されている
消泡機。
請求項９に記載の消泡機であって、
前記回転駆動機構の回転数は、時間当たりの前記泡の積層レベル変化量に基づいて変更する
消泡機。
回転駆動機構と、
前記回転駆動機構の回転軸に取り付けられる中空構造の主消泡羽根と、
泡を吸い込む狭口側開口と、前記主消泡羽根に前記泡を供給する広口側開口とを有して、前記広口側開口の周縁が前記主消泡羽根に接続し、前記主消泡羽根から離れる方向に断面積が狭くなる吸い込みマウスと
を含み、
前記主消泡羽根は、
回転時における進行方向の先頭で前記中空構造内に前記泡が流入される流入口と、前記流入口より狭い面積で前記進行方向の後ろ側の遠心方向寄りで前記中空構造内から泡が排出される排出口とを有し、
更に、泡面レベル計を含み、
前記泡面レベル計で測定される泡面レベルによって前記回転駆動機構の回転数を変更するように構成されており、
前記流入口がすべて覆われている前記泡面レベル、前記流入口が一部覆われている前記泡面レベル、前記流入口がすべて覆われていない前記泡面レベルの順で前記回転数を増速するように構成されている
消泡機。
回転駆動機構と、
前記回転駆動機構の回転軸に取り付けられる中空構造の主消泡羽根と、
泡を吸い込む狭口側開口と、前記主消泡羽根に前記泡を供給する広口側開口とを有して、前記広口側開口の周縁が前記主消泡羽根に接続し、前記主消泡羽根から離れる方向に断面積が狭くなる吸い込みマウスと
を含み、
前記主消泡羽根は、
回転時における進行方向の先頭で前記中空構造内に前記泡が流入される流入口と、前記流入口より狭い面積で前記進行方向の後ろ側の遠心方向寄りで前記中空構造内から泡が排出される排出口とを有し、
前記流入口の周縁は、
尖ったエッジ形状を成す
消泡機。
回転駆動機構が、中空構造の主消泡羽根の取り付けられた回転軸を駆動するステップと、
下部の狭口側開口と、上部の広口側開口とを有して、前記広口側開口の周縁が前記主消泡羽根に接続し、前記主消泡羽根から離れる方向に断面積が狭くなる吸い込みマウスが、回転して前記狭口側開口から泡を吸い込むステップと、
前記吸い込みマウスが、前記広口側開口から、前記主消泡羽根の回転時における進行方向の先頭の流入口に前記泡を供給するステップと、
前記主消泡羽根が、供給された前記泡及び前記流入口付近に存在する泡若しくは空気を、前記広口側開口と直交して開口する前記流入口から前記中空構造内に流入するステップと、
前記主消泡羽根が、前記流入口より狭い面積で前記進行方向の後ろ側の遠心方向寄りで前記中空構造内から前記泡が排出される排出口に前記泡を誘導するステップと、
前記主消泡羽根が、前記流入口の図心より前記吸い込みマウスに近くなるような図心で設けられた前記排出口から前記泡を排出するステップと
を備え、
前記吸い込みマウスが、前記流入口に前記泡を供給するステップは、
前記回転軸より前記遠心方向の前記流入口を含む範囲内の位置で行われる
消泡方法。
請求項１３に記載の消泡方法であって、
前記回転駆動機構の動力負荷を検出するステップと、
前記回転駆動機構の動力負荷が軽い状況では前記回転駆動機構の回転数を高くして泡の吸い込みの効果を高め、前記動力負荷が重い状況では前記回転駆動機構の回転数を低くして省エネルギ自動運転を行うステップと
を含む
消泡方法。
回転駆動機構が、中空構造の主消泡羽根の取り付けられた回転軸を駆動するステップと、
狭口側開口と、広口側開口とを有して、前記広口側開口の周縁が前記主消泡羽根に接続し、前記主消泡羽根から離れる方向に断面積が狭くなる吸い込みマウスが、回転して前記狭口側開口から泡を吸い込むステップと、
前記吸い込みマウスが、前記広口側開口から、前記主消泡羽根の回転時における進行方向の先頭の流入口に前記泡を供給するステップと、
前記主消泡羽根が、供給された前記泡を前記流入口から前記中空構造内に流入するステップと、
前記主消泡羽根が、前記流入口より狭い面積で前記進行方向の後ろ側の遠心方向寄りで前記中空構造内から前記泡が排出される排出口に前記泡を誘導するステップと、
前記主消泡羽根が、前記流入口の図心より前記吸い込みマウスに近くなるような図心で設けられた前記排出口から前記泡を排出するステップと
を備え、
前記吸い込みマウスが、前記流入口に前記泡を供給するステップは、
前記吸い込みマウスの前記回転軸から遠い側の面である外面に設けられる羽根によって前記泡をせん断するステップ
を含む
消泡方法。
回転駆動機構が、中空構造の主消泡羽根の取り付けられた回転軸を駆動するステップと、
狭口側開口と、広口側開口とを有して、前記広口側開口の周縁が前記主消泡羽根に接続し、前記主消泡羽根から離れる方向に断面積が狭くなる吸い込みマウスが、回転して前記狭口側開口から泡を吸い込むステップと、
前記吸い込みマウスが、前記広口側開口から、前記主消泡羽根の回転時における進行方向の先頭の流入口に前記泡を供給するステップと、
前記主消泡羽根が、供給された前記泡を前記流入口から前記中空構造内に流入するステップと、
前記主消泡羽根が、前記流入口より狭い面積で前記進行方向の後ろ側の遠心方向寄りで前記中空構造内から前記泡が排出される排出口に前記泡を誘導するステップと、
前記主消泡羽根が、前記流入口の図心より前記吸い込みマウスに近くなるような図心で設けられた前記排出口から前記泡を排出するステップと
を備え、
前記主消泡羽根が、前記排出口に前記泡を誘導するステップは、
前記主消泡羽根内を前記回転軸に対して垂直方向に分割する分割板によって形成される前記流入口から前記排出口に至る複数の流路のいずれにおいても前記流入口より面積の狭い前記排出口に前記泡を誘導するステップ
を含む
消泡方法。
回転駆動機構が、中空構造の主消泡羽根の取り付けられた回転軸を駆動するステップと、
狭口側開口と、広口側開口とを有して、前記広口側開口の周縁が前記主消泡羽根に接続し、前記主消泡羽根から離れる方向に断面積が狭くなる吸い込みマウスが、回転して前記狭口側開口から泡を吸い込むステップと、
前記吸い込みマウスが、前記広口側開口から、前記主消泡羽根の回転時における進行方向の先頭の流入口に前記泡を供給するステップと、
前記主消泡羽根が、供給された前記泡を前記流入口から前記中空構造内に流入するステップと、
前記主消泡羽根が、前記流入口より狭い面積で前記進行方向の後ろ側の遠心方向寄りで前記中空構造内から前記泡が排出される排出口に前記泡を誘導するステップと、
前記主消泡羽根が、前記流入口の図心より前記吸い込みマウスに近くなるような図心で設けられた前記排出口から前記泡を排出するステップと、
泡面レベル計で測定される前記狭口側開口と、前記広口側開口と、前記主消泡羽根とを含む範囲の泡面レベルによって前記回転駆動機構の回転数を８００〜１２００ｒｐｍの範囲で変更するステップと
を備える
消泡方法。
請求項１７に記載の消泡方法であって、
前記回転駆動機構の回転数を変更するステップは、時間当たりの前記泡の積層レベル変化量に基づいて前記回転駆動機構の回転数を変更する
消泡方法。
回転駆動機構が、中空構造の主消泡羽根の取り付けられた回転軸を駆動するステップと、
狭口側開口と、広口側開口とを有して、前記広口側開口の周縁が前記主消泡羽根に接続し、前記主消泡羽根から離れる方向に断面積が狭くなる吸い込みマウスが、回転して前記狭口側開口から泡を吸い込むステップと、
前記吸い込みマウスが、前記広口側開口から、前記主消泡羽根の回転時における進行方向の先頭の流入口に前記泡を供給するステップと、
前記主消泡羽根が、供給された前記泡を前記流入口から前記中空構造内に流入するステップと、
前記主消泡羽根が、前記流入口より狭い面積で前記進行方向の後ろ側の遠心方向寄りで前記中空構造内から前記泡が排出される排出口に前記泡を誘導するステップと、
前記主消泡羽根が、前記流入口の図心より前記吸い込みマウスに近くなるような図心で設けられた前記排出口から前記泡を排出するステップと、
泡面レベル計で測定される泡面レベルによって前記回転駆動機構の回転数を変更するステップと、
前記流入口がすべて覆われている前記泡面レベル、前記流入口が一部覆われている前記泡面レベル、前記流入口がすべて覆われていない前記泡面レベルの順で前記回転数を増速するように制御するステップと
を備える
消泡方法。
回転駆動機構が、中空構造の主消泡羽根の取り付けられた回転軸を駆動するステップと、
狭口側開口と、広口側開口とを有して、前記広口側開口の周縁が前記主消泡羽根に接続し、前記主消泡羽根から離れる方向に断面積が狭くなる吸い込みマウスが、回転して前記狭口側開口から泡を吸い込むステップと、
前記吸い込みマウスが、前記広口側開口から、前記主消泡羽根の回転時における進行方向の先頭の流入口に前記泡を供給するステップと、
前記主消泡羽根が、供給された前記泡を前記流入口から前記中空構造内に流入するステップと、
前記主消泡羽根が、前記流入口より狭い面積で前記進行方向の後ろ側の遠心方向寄りで前記中空構造内から前記泡が排出される排出口に前記泡を誘導するステップと、
前記主消泡羽根が、前記流入口の図心より前記吸い込みマウスに近くなるような図心で設けられた前記排出口から前記泡を排出するステップと
を備え、
前記主消泡羽根が、前記泡を流入口から前記中空構造内に流入するステップは、
尖ったエッジ形状を成す前記流入口の周縁で前記泡をせん断するステップ
を含む
消泡方法。