JPH08117645A

JPH08117645A - 曝気機構のノズル装置、部材洗浄装置及び水処理装置

Info

Publication number: JPH08117645A
Application number: JP6289143A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Ookouchi; 允博大河内
Original assignee: Fukusuke Kogyo Co Ltd
Current assignee: Fukusuke Kogyo Co Ltd
Priority date: 1994-10-27
Filing date: 1994-10-27
Publication date: 1996-05-14
Anticipated expiration: 2014-01-27
Also published as: JP2852191B2

Abstract

(57)【要約】【目的】中空体の内圧が上昇しにくい構造を有してス
ムーズかつ均一に気泡を噴射することができる曝気機構
のノズル装置と、それを使用した部材洗浄装置を提供す
る。【構成】曝気機構のノズル装置Ｎは、内側空間部４ｂ
に圧縮気体が導入される中空体４の上面側に、気泡を噴
射する噴射孔９が設けられる一方、下面側にはそれら各
噴射孔９よりも大きな底面孔１０が形成されている。液
体中の夾雑物等により噴射孔９のいくつかが塞がれた場
合においても、内部空間４ｂに導入された気体は底面孔
１０から逃げることができるので、中空体４の内圧上昇
が防止され、塞がれていない噴出孔からの気体の噴出を
均一かつスムーズな状態に維持することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、曝気機構のノズル装置
及びそれを用いた部材洗浄装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】機械部品等を切削や研磨等の機械加工に
より製造する際に、被加工材である部材には、切削油や
研磨液の他、加工により生じた切り粉や研磨粉等の粉末
状の付着物が付着するので、これを加工後に除去するこ
とが必要である。このような場合、加工後の部材を灯油
等の洗浄液に浸漬し、曝気機構により気泡を吹き付け
て、付着物を脱落・除去することが行われている。この
ような曝気機構としては、例えば中空体の表面に多数の
噴射孔を設けてその内側に圧縮空気を導入し、その噴射
孔から噴射して気泡を発生させるノズル装置を備えたも
のが使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述のノズル装置にお
いては、例えばノズル装置に圧縮気体を供給するポンプ
やコンプレッサ等の圧縮気体源を停止したときに、中空
体の内側空間部が一時的に負圧状態となり、このときに
被洗浄部材から脱落して液中に浮遊する研磨粉等の夾雑
物が噴射孔から吸い込まれることがある。このような場
合、夾雑物が噴射孔に詰まって中空体内部の圧力上昇を
招き、圧縮気体源に負担がかかるばかりでなく、中空体
を肉厚の板材を用いて耐圧構造とする必要が生ずるな
ど、ノズル装置の重量化及びコスト高を招くことにもつ
ながる。また、切り粉等の付着物が付着した部材を洗浄
する場合等においては、例えば部材から脱落した付着物
が中空体の内部に多量に侵入して内側空間部が埋め尽く
され、噴射孔が内側から塞がれて同様の問題を生ずるこ
ともある。

【０００４】本発明の課題は、中空体の内圧が上昇しに
くい構造を有してスムーズかつ均一に気泡を噴射するこ
とができる曝気機構のノズル装置と、それを使用した部
材洗浄装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のノズル装置は、
液中に気泡を噴射してこれを曝気する曝気機構のノズル
装置に係るものであって、上述の課題を解決するため
に、中空体の内側空間部に空気等の圧縮気体が導入され
るとともに、その上面側にはその空間部に導入される圧
縮気体を噴射する多数の噴射孔を備える一方、下面側に
はそれら各噴射孔よりも大きな底面孔が形成されている
ことを特徴とする。中空体は各種形状に形成することが
でき、例えば液中にほぼ水平に支持される板状に形成す
ることができる。

【０００６】中空体の内側空間部内には、所定の経路を
形成するように管状に設けられ、圧縮気体をその経路に
沿って導くとともに、その管状の壁部に上記内側空間部
との連通部が形成されて、上記経路に沿って導かれた気
体をその連通部を介して空間部内に供給する気体案内通
路部を含むものとすることができる。この気体案内通路
部は、中空体の内側上面又は下面の少なくとも一方に固
着されて、中空体を補強する補強部材を兼ねるものとす
ることができる。また、気体案内通路部は角型の断面を
備えるとともに、上記連通部はその側壁部に所定の間隔
で形成された貫通孔とすることができる。

【０００７】上記のようなノズル装置は、部材洗浄装
置、特に、粉状の付着物が付着した部材から、その付着
物を脱落させてこれを除去・洗浄するための装置に好適
に使用することができる。この場合、その洗浄装置は、
洗浄液を収容して上記部材が浸漬される洗浄槽と、その
洗浄槽の洗浄液中に設置され、部材に気泡を噴射してそ
の付着物を脱落させる上記ノズル装置と、そのノズル装
置に圧縮気体を供給する圧縮気体源とを含むものとして
構成することができる。この場合、ノズル装置は、例え
ば洗浄槽内側の底部近傍に配置することができる。

【０００８】また、上記ノズル装置は、畜産排水や生活
排水等の水を処理する水処理装置の曝気機構にも好適に
使用することができる。この場合、水処理装置は、処理
されるべき水が収容される処理槽と、その処理槽に収容
された水中に配置され、その水に空気、酸素等の気体を
噴射してこれを曝気する上記ノズル装置と、そのノズル
装置に圧縮気体を供給する圧縮気体源とを含むものとし
て構成することができる。ノズル装置は、例えば処理槽
内側の底部近傍に配置することができる。また、ノズル
装置をステンレス鋼等の耐蝕性材料で構成することがで
きる。

【０００９】

【発明の作用及び効果】本発明の曝気機構のノズル装置
は、内側空間部に圧縮気体が導入される中空体の上面側
に噴射孔が設けられる一方、下面側にはそれら各噴射孔
よりも大きな底面孔が形成されており、曝気されるべき
液体中の夾雑物等により噴射孔のいくつかが塞がれた場
合においても、内側空間部に導入された気体は底面孔か
ら逃げることができるので、中空体内部の圧力上昇が抑
制され、ひいては塞がれていない噴射孔からの気体の噴
出が均一かつスムーズな状態に維持される。また、中空
体の肉厚を小さくでき、その軽量化ないし低コスト化を
図ることができる。さらに、上記挟雑物が噴射孔から内
側空間部に侵入しても、上記底面孔からこれを排出する
ことができるので、中空体の内部が夾雑物で埋め尽くさ
れる問題も回避することができる。

【００１０】中空体の内側空間部内に気体案内通路部を
備えた構成によれば、圧縮空気はその通路部により所定
の経路に沿って上記内側空間部の各所に導かれ、さらに
連通部から空間部内に供給されるので、中空体内部の気
体の圧力、ひいては噴射孔からの気体の噴出を均一かつ
スムーズにすることができる。

【００１１】上述のノズル装置は、部材洗浄装置や水処
理装置の曝気機構に好適に使用され、上述の効果によ
り、洗浄される部材からの脱落物や処理されるべき水中
のゴミや汚物等の夾雑物の悪影響を受けにくいので、洗
浄効果ないし効率の優れた洗浄装置あるいは曝気効果の
優れた水処理装置を構成することができる。

【００１２】

【実施例】

（実施例１）以下、本発明のノズル装置を用いた部材洗
浄装置の一実施例を図面に基づいて説明する。図１に示
すように、部材洗浄装置１は、洗浄液Ｌを収容する洗浄
槽２、その洗浄液Ｌ中に気泡を発生させてこれを曝気す
る曝気機構３等を含む。曝気機構３は、洗浄槽２の底部
近傍に配置されるノズル装置Ｎ、ホースやパイプ等の気
体供給管部５を介してノズル装置Ｎに空気等の圧縮気体
を供給するコンプレッサ、ポンプ等の圧縮気体源６等を
備えるものである。７は、洗浄液Ｌを所定温度に保温す
るためのヒータである。

【００１３】ノズル装置Ｎは、例えば鋼板やアルミ板等
により構成された中空体４を備え、洗浄液Ｌ中において
スペーサ８により、その底面側が洗浄槽２の底部より所
定高さ離間した状態でほぼ水平に支持されるとともに、
その側面部に形成された気体導入口４ａから、圧縮気体
源６からの気体がその内側空間部４ｂに導入されるよう
になっている。図２に示すように、その上面部４ｃ（上
面側）には板厚方向に貫通する多数の噴射孔９がほぼ一
様に形成される一方、図３に示すように、底面部４ｄ
（下面側）にはそれら噴射孔９よりも大きい底面孔１０
が複数形成されている。ここで、中空体４は、図４に示
すように、例えば上面部４ｃを構成する板材の縁部を下
方へ折り曲げて側面部４ｅを形成し、その下縁部をさら
に内側へ折り曲げて形成した接合部４ｆに対し、底面部
４ｄを構成する板部材をボルト等の締結部材４ｇを用い
て接合することにより作成することができる。また、溶
接やロー付け等により板部材を接合して作成してもよ
い。

【００１４】次に、図５に示すように、中空体４の内側
空間部４ｂ内には気体案内通路部（以下、単に案内通路
部ともいう）が設けられている。案内通路部１１は、例
えば板材の折り曲げ等により角型断面を有する管状に形
成され、図６に示すように、底面部４ｄの内側面に対
し、その長辺方向に沿って板面中央付近に配置される主
通路１１ａと、その主通路１１ａと連通して横方向に分
岐する分岐通路１１ｂとを備えている。これら通路１１
ａ及び１１ｂは板材の曲げ加工等により形成され、図７
に示すように、その下縁部を外側に折り曲げて形成した
接合部１１ｃにおいて、底面部４ｄに対し、ねじ、リベ
ット等の締結部材１１ｄにより締結されており、中空体
４の補強部材を兼ねるものとなっている。また、図６に
示すように、底面孔１０は、通路１１ａ及び１１ｂによ
り区切られた底面部４ｄの各領域に対しそれぞれ１個づ
つ形成されている。

【００１５】図８に示すように、気体導入口４ａは、中
空体４の側面部４ｅにおいて、主通路１１ａの入り口部
に対応する位置に設けられた継手部材１２により形成さ
れ、圧縮気体源６（図１）からの気体を主通路１１ａに
対して吹き込むようになっている。そして、図５（ある
いは図７及び図８）に示すように、主通路１１ａ及び分
岐通路１１ｂには、それぞれその両側面部に、中空体４
の内側空間部４ｂに対する連通部としての複数の貫通孔
１３が所定の間隔で形成されている。これにより、圧縮
気体源６からの気体は、これら通路１１ａ及び１１ｂの
形成する経路に沿って導かれ、上記各貫通孔１３から内
側空間部４ｂの各所に供給された後、噴射孔９から洗浄
液Ｌ中に噴出されることとなる。

【００１６】以下、部材洗浄装置１の作用について説明
する。まず、洗浄されるべき部材は、各種機械部品や構
造部材等であって、切削、研磨等の機械加工を経て形成
され、その表面に上記機械加工に伴う切り粉や砥石粉等
の粉末状の付着物が付着している。例えば、図９に示す
ように、長尺のパイプ１４をカッター１５で切断して、
両端が開放した所定長さのパイプ部材１６を得ようとす
る場合、図１０（ａ）に示すように、その切断面にはバ
リ（かえり）１７が形成される。このバリ１７は、例え
ばグラインダー等による研磨、あるいはバレル研磨等の
研磨ないし切削加工によって除去されることが多いが、
図１０（ｂ）に示すように、この加工に伴い部材１６の
表面（特に外周面及び内周面）には切り粉や砥石粉等の
付着物１８が付着する。

【００１７】上記部材１６の洗浄工程であるが、図１１
に示すようにまずパイプ部材１６を長手方向が互いにほ
ぼ平行となるように束ね、紐やワイヤ、ベルト等の可橈
性部材１９で縛り、底部及び壁部が金網や穴開き板で液
通に構成されたバスケット２０内に、上記長手方向が縦
になるように入れる。図１２に示すように、パイプ部材
１６を収容したバスケット２０は、チェーンブロック２
１等により吊り下げた状態で、洗浄槽２の洗浄液Ｌ内に
浸漬される。ここで、パイプ部材１６が例えばアルミニ
ウム又はその合金製のものであり、付着物１８がその切
り粉を主体とするものである場合、洗浄液Ｌとして、例
えば灯油（ケロシン）を主成分とするものが好適に使用
できる。また、バスケット１７は、その上部付近にフッ
ク部を設け、そのフック部において洗浄槽２の上縁部に
支持させるようにしてもよい。

【００１８】次に、洗浄液Ｌ中に浸漬されたパイプ部材
１６に対し、その一方の端部側（下方側）から長手方向
にほぼ沿う方向に、ノズル装置Ｎの噴射孔９から気泡Ｂ
を噴射する。この気泡Ｂの噴射により、部材１６の付着
物１８は脱落して落下する。上記のようにパイプ部材１
６を配置することにより、部材１６の内周面への気泡Ｂ
の当りがよくなり、付着物１８の除去効率が向上する。

【００１９】脱落した付着物は、図１３（ａ）に示すよ
うに、噴射孔９から気泡Ｂが噴出している間は洗浄液Ｌ
中を浮遊しているが、気泡Ｂの噴出を停止すると中空体
４の上面部４ｃ上にに落下し、噴射孔９に詰まったりす
ることがある。特に、図１３（ｂ）に示すように、圧縮
気体源６（図１）の停止直後は、中空体４の内部が一時
的に負圧状態となることがあり、付着物１８が洗浄液Ｌ
と共に中空体４の内側空間部４ｂ内に吸い込まれて、噴
射孔９に付着物１８が詰まりやすくなる傾向がある。

【００２０】この状態で、中空体４への気体の供給を再
開すると、図１４（ａ）に示すように、詰まった噴射孔
９ａからは気泡Ｂが噴出しにくくなる。ここでもし、中
空体４に噴射孔９以外に気体の出口部が形成されていな
ければ、中空体４内部の圧力は上昇することとなるが、
本発明のノズル装置Ｎにおいては、中空体４の底面部４
ｄに底面孔１０が形成されており、この底面孔１０から
圧力を逃がすことができる。これにより、中空体４の内
圧は所定の値以上には上昇せず、圧縮気体源６への負担
が軽減されるほか、詰まっていない噴射孔９からの気体
の噴出圧力も安定に維持でき、均一な洗浄効果を得るこ
とができる。また、図１４（ｂ）に示すように、中空体
４内が負圧状態となった場合は、付着物１８が噴射孔９
から吸い込まれて内側空間部４ｂ内に侵入するケースも
あり得るが、このような場合でも吸い込まれた付着物１
８は底面孔１０から排出されるので、付着物１８が中空
体４の内部に堆積することを防止ないし抑制することが
できる。

【００２１】ここで、噴射孔９の大きさであるが、気体
噴射の圧力と付着物の大きさ等を勘案して適宜設定する
ことができ、例えばアルミパイプ部材を洗浄する場合、
気体の導入圧力が４〜６ｋｇｆ／cm²程度で、付着物の
平均粒子径が例えば１００〜２０００μm程度である場
合、直径０．３〜３．０mm程度の孔を１m²当り１０００
〜１００００個、望ましくは３０００〜７０００個程度
の割合で形成するのがよい。また、底面孔１０は、中空
体４内の圧力が所定の値以下の時に、洗浄液Ｌ中におい
て浮力に逆らった気泡の排出が起こらないよう、その大
きさならびに個数が設定され、噴射孔９が上述の条件で
形成される場合、直径が５〜５０mm程度のものを１m²当
り１０〜３０個程度、望ましくは１５〜２５個程度の割
合で形成するのがよい。なお、噴射孔９と底面孔１０の
形状は円形のものに限らず、角型その他の多角形や、十
字形、長円形など各種形状に形成することができる。

【００２２】ここで、図５に示すように、中空体４の内
部には気体案内通路部１１が設けられており、図６に示
すように、気体導入口４ａから中空体４内に導入された
気体は分散せずに、案内通路部１１に沿ってその内側空
間部４ｂ内の各所に供給されるので、各噴射孔９から均
一に気泡が噴射され、ひいては洗浄効率が向上する。な
お、案内通路部１１は、図１５に示すように、主通路１
１ａを内側空間部４ｂの端部寄りに設け、そこから分岐
通路１１ｂを櫛形に分岐させたり、図１６に示すよう
に、一本の通路部１１を適宜屈曲ないし曲げて形成する
など、各種態様が可能である。また、断面形状は角型の
ものに限らず、円形やその他の断面を有するパイプ状に
形成することもできる。さらに、気体案内通路部１１
は、中空体４の内側上面部に固着したり、あるいは上面
側及び下面側のいずれにも固着されない構成も可能であ
る。

【００２３】中空体４は、図２等に示す角板状のものに
限らず、各種平面形状に形成することができる。例えば
洗浄槽の形状が円形の場合には、それに合わせて円形の
平面形状を有するように構成することができる。また、
中空体４の上面部４ｃ及び底面部４ｄは平面状に形成す
る以外に、凸状ないし凹状、あるいはその他の曲面形状
に形成してもよい。また、図１７に示すように、リング
状ないしドーナツ状に形成することも可能である。

【００２４】（実施例２）図１８は、本発明の水処理装
置の一例を模式的に示すものである。水処理装置２０
は、畜産排水や生活排水等の処理されるべき水Ｗが収容
される処理槽２１と、その水Ｗに対し、空気や酸素等の
気体を噴射してこれを曝気する曝気機構３等を備える。
曝気機構３は、実施例１の部材洗浄装置１と同様に構成
されているが、ノズル装置Ｎの中空体４等は、ステンレ
ス鋼等の耐食性材料で構成されている。

【００２５】処理槽２１の内側は隔壁２１ａで仕切られ
て、一方が第一沈殿室２２、他方が第二沈殿室２３とさ
れ、水Ｗはポンプ２５により供給管２４を通って第一沈
殿室２２に供給されるようになっている。また、隔壁２
１ａには流通孔２１ｂが形成されて、上記第一及び第二
沈殿室２２及び２３はこの流通孔２１ｂにおいて互いに
連通している。また、第二沈殿室２３の上部には消毒室
２６が設けられ、固形塩素剤等の塩素発生源２７が収容
されている。ノズル装置Ｎは、第一沈殿室２２の内側底
部付近にスペーサ８を用いてほぼ水平に配置されてお
り、コンプレッサ等の圧縮気体源６から空気が供給され
る。

【００２６】第一沈殿室２２に導入された水Ｗは、ノズ
ル装置Ｎ上面の噴射孔９から空気Ａの噴射を受けて曝気
される。ここで、水Ｗが畜産排水及び生活排水等の場
合、汚物やゴミ等の夾雑物Ｒが多量に含まれている場合
があるが、洗浄装置１の場合と同様に、それらが噴射孔
９を塞ぐことがあっても中空体４の内圧上昇が防止さ
れ、また塞がれていない噴射孔９からの空気Ａの噴出圧
力も安定に維持できるので、均一な曝気効果を得ること
ができる。また、夾雑物Ｒが噴射孔９から中空体４の内
部に吸い込まれても底面孔１０から排出されるので、夾
雑物Ｒが内部に堆積することが防止ないし抑制される。
さらに、中空体４は耐食性材料で構成されているので、
腐食成分（し尿成分、アンモニア等）が含まれている水
Ｗ中に対しても、良好な耐久性を有する。

【００２７】曝気された水Ｗは、隔壁部２１ａの流通孔
２１ｂを通って第二沈殿室２３へ入り、夾雑物Ｒを沈殿
させた後、消毒室２６へオーバーフローしてそこで塩素
発生源２７により塩素消毒された後、流出口２８より流
出する。

【００２８】なお、本発明のノズル装置は、部材洗浄装
置や水処理装置に限らず、魚の水槽等に空気を供給する
曝気装置や、浴槽内に設けられ、入浴者に気流を噴射し
てマッサージするための気流噴射装置等にも適用するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の部材洗浄装置の一例を示す側面断面
図。

【図２】そのノズル装置の平面図。

【図３】同じくその底面図。

【図４】その側端部付近の側面断面図。

【図５】ノズル装置の内部構造を示す斜視図。

【図６】ノズル装置の内部構造を示す平面図。

【図７】気体案内通路部の断面図。

【図８】ノズル装置の気体導入口付近の断面図。

【図９】パイプ部材の切断工程を示す斜視図。

【図１０】切断されたパイプ部材のバリ取り工程を示す
説明図。

【図１１】洗浄のために束ねられたパイプ部材をバスケ
ットに収容する様子を示す斜視図。

【図１２】洗浄装置内でパイプ部材を洗浄する状態を示
す側面断面図。

【図１３】ノズル装置の作用説明図。

【図１４】図１３に続く作用説明図。

【図１５】気体案内通路部の変形例を示す平面図。

【図１６】同じく別の変形例を示す平面図。

【図１７】ノズル装置をリング状に構成した例を示す平
面図。

【図１８】本発明の水処理装置の一例を概念的に示す
図。

【符号の説明】

１洗浄装置２洗浄槽３曝気機構Ｎノズル装置４中空体６圧縮気体源９噴射孔１０底面孔１１気体案内通路部２０水処理装置２１処理槽

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液中に気泡を噴射してこれを曝気する曝
気機構のノズル装置において、中空体の内側空間部に空
気等の圧縮気体が導入されるとともに、その上面側には
前記空間部に導入される圧縮気体を噴射する多数の噴射
孔を備える一方、下面側にはそれら各噴射孔よりも大き
な底面孔が形成されていることを特徴とする曝気機構の
ノズル装置。
【請求項２】前記中空体は液中にほぼ水平に支持され
る板状に形成される請求項１記載のノズル装置。
【請求項３】前記中空体の内側空間部内に所定の経路
を形成するように管状に設けられ、前記圧縮気体を該経
路に沿って導くとともに、その管状の壁部に前記内側空
間部との連通部が形成されて、前記経路に沿って導かれ
た気体をその連通部を介して前記空間部内に供給する気
体案内通路部を含む請求項１又は２に記載のノズル装
置。
【請求項４】前記気体案内通路部は、前記中空体の内
側上面又は下面の少なくとも一方に固着されて、該中空
体を補強する補強部材を兼ねるものとされる請求項３記
載のノズル装置。
【請求項５】前記気体案内通路部は角型の断面を備え
るとともに、前記連通部はその側壁部に所定の間隔で形
成された貫通孔とされる請求項３又は４に記載のノズル
装置。
【請求項６】洗浄液を収容して、粉状の付着物が付着
した部材が浸漬される洗浄槽と、その洗浄槽の洗浄液中に設置され、前記部材に気泡を噴
射してその付着物を脱落させる請求項１ないし５のいず
れかに記載のノズル装置と、そのノズル装置に圧縮気体を供給する圧縮気体源と、を含むことを特徴とする部材洗浄装置。
【請求項７】処理されるべき水が収容される処理槽
と、その処理槽に収容された前記水中に配置され、その水に
空気、酸素等の気体を噴射してこれを曝気する請求項１
ないし５のいずれかに記載のノズル装置と、そのノズル装置に圧縮気体を供給する圧縮気体源と、を含むことを特徴とする水処理装置。