(57)【要約】【課題】  処理水中に大気中の酸素やオゾン等の気体を溶解させる能力を向上させる微細気泡・磁場併用型気液混合装置を提供する。【解決手段】  吸気管４から送り込まれたオゾンは、散気板６と導水板５との間の微細気泡混和間隙２１に導入される処理水中に微細気泡となって混和される。微細気泡が混和された処理水は、放水用羽根車１１の高速回転により、導水板５に設けられた軸方向導水路２５から、導水板５と放水用羽根車１１との間の強制攪拌間隙２６の内径側に導入され、この強制攪拌間隙２６を通過させて処理対象水域に放出される。複数の磁石３０が、それぞれ、放水用羽根車１１に、羽根車円板部１１ｂから放水用羽根２９の強制攪拌間隙２６に突出する部分の内部に入り込んだ状態で、かつ、処理水に対し密閉状態で収容される。導水板５の下面側には、複数の磁石３１が処理水に対し密閉状態で収容される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
微細気泡混和手段と磁石付きの第１の導水板と磁石付きの放水用羽根車を有し、該第１の導水板と該放水用羽根車とは強制攪拌間隙をあけて対向し、前記微細気泡混和手段により、吸気管から送り込まれた気体の微細気泡が混和された処理水を、前記放水用羽根車の回転により、前記放水用羽根車の軸方向から前記強制攪拌間隙の内径側に導入し、前記強制攪拌間隙を通過させて処理対象水域に放出する微細気泡・磁場併用型気液混合装置において、
前記放水用羽根車は、モータ出力軸に連結される羽根車軸部と、該羽根車軸部に連なる羽根車円板部と、該羽根車円板部から前記強制攪拌間隙に突出する複数の放水用羽根を有し、
前記第１の導水板には、強制攪拌間隙に面した側に、複数の第１の磁石が前記処理水に対し密閉状態で収容されており、
前記放水用羽根車には、複数の第２の磁石が、それぞれ、前記羽根車円板部から前記放水用羽根の前記強制攪拌間隙に突出する部分の内部に入り込んだ状態で、かつ、前記処理水に対し密閉状態で収容され、
少なくとも前記放水用羽根は、耐食性と耐摩耗性のある材料で形成されている、
ことを特徴とする微細気泡・磁場併用型気液混合装置。
【請求項２】
前記各放水用羽根は、前記各第２の磁石の少なくとも一部分を収容する収容部と該収容部の開口の周囲に設けられた係止用の鍔部を有し、
前記羽根車円板部は段差のある貫通穴を有し、
該段差は前記放水用羽根が前記強制攪拌間隙に面しない側から挿入されたときに、前記放水用羽根の鍔部に当接し、
前記第２の磁石は、前記羽根車円板部に前記放水用羽根と当該第２の磁石が取り付けられた後、前記処理水に対し密閉される、
ことを特徴とする請求項１に記載の微細気泡・磁場併用型気液混合装置。
【請求項３】
微細気泡混和手段と磁石付きの第１の導水板と磁石付きの放水用羽根車を有し、該第１の導水板と該放水用羽根車とは強制攪拌間隙をあけて対向し、前記微細気泡混和手段により、吸気管から送り込まれた気体の微細気泡が混和された処理水を、前記放水用羽根車の回転により、前記放水用羽根車の軸方向から前記強制攪拌間隙の内径側に導入し、前記強制攪拌間隙を通過させて処理対象水域に放出する微細気泡・磁場併用型気液混合装置において、
前記第１の導水板又は前記放水用羽根車の一方に、前記処理水を前記軸方向から前記強制攪拌間隙の内径側に導入する軸方向導水路が設けられ、
前記微細気泡混和手段は、前記処理対象水域の処理水を、前記放水用羽根車の回転により、前記放水用羽根車の軸方向に直交する面に沿って前記軸方向導水路に導くとともに、前記吸気管から送り込まれた気体を、流路の側面に設けられ微細多孔が形成された散気口から前記処理水中に散気させることにより、前記気体を微細気泡化して前記処理水中に混和させる、
ことを特徴とする微細気泡・磁場併用型気液混合装置。
【請求項４】
前記軸方向導水路は前記第１の導水板に設けられ、
前記微細気泡混和手段は、前記第１の導水板と前記第１の導水板の前記強制攪拌間隙に面しない側に微細気泡混和間隙をあけて対向する第２の導水板で構成され、前記処理対象水域の処理水を、前記微細気泡混和間隙を通過させて前記軸方向導水路に導くとともに、前記第１の導水板又は前記第２の導水板の少なくとも一方に前記微細気泡混和間隙に面して前記散気口が設けられる、
ことを特徴とする請求項３に記載の微細気泡・磁場併用型気液混合装置。
【請求項５】
前記放水用羽根車は、モータ出力軸に連結される羽根車軸部と、該羽根車軸部に連なる羽根車円板部と、該羽根車円板部から前記強制攪拌間隙に突出する複数の放水用羽根を有し、
前記第１，第２の導水板は、前記放水用羽根車に対し、モータの本体側に設けられ、前記羽根車軸部又は該羽根車軸部に連結されたモータ出力軸を通す貫通穴を有し、
前記モータとして、前記モータ出力軸を前記モータ本体から引き出す方向の許容最大スラスト荷重よりも押し込む方向の許容最大スラスト荷重の方が大きいものが取り付けられる、
ことを特徴とする請求項４に記載の微細気泡・磁場併用型気液混合装置。
【請求項６】
磁石付きの第１の導水板と、第２の導水板と、磁石付きの第３の導水板と、第４の導水板と、磁石付きの放水用羽根車を有し、
前記放水用羽根車は、モータ出力軸に連結される羽根車軸部と、該羽根車軸部に連なる羽根車円板部と、該羽根車円板部の一方の面から突出する複数の第１の放水用羽根と、該羽根車円板部の他方の面から突出する複数の第２の放水用羽根を有し、
前記第１の導水板と前記羽根車円板部の一方の面とは第１の強制攪拌間隙をあけて対向し、
前記第１の導水板には、処理水を軸方向から前記第１の強制攪拌間隙の内径側に導入する第１の軸方向導水路が設けられ、
前記第１の導水板の前記第１の強制攪拌間隙に面しない側と前記第２の導水板とは、第１の微細気泡混和間隙をあけて対向し、
前記第１の導水板又は前記第２の導水板の少なくとも一方に前記第１の微細気泡混和間隙に面して微細多孔が形成された第１の散気口が設けられ、
前記第３の導水板と前記羽根車円板部の他方の面とは第２の強制攪拌間隙をあけて対向し、
前記第３の導水板には、前記処理水を前記軸方向から前記第２の強制攪拌間隙の内径側に導入する第２の軸方向導水路が設けられ、
前記第３の導水板の前記第２の強制攪拌間隙に面しない側と前記第４の導水板とは、第２の微細気泡混和間隙をあけて対向し、
前記第３の導水板又は前記第４の導水板の少なくとも一方に前記第２の微細気泡混和間隙に面して前記微細多孔が形成された第２の散気口が設けられ、
前記第１，第２の導水板は、前記放水用羽根車に対し、モータの本体側に設けられ、前記羽根車軸部又は該羽根車軸部に連結されたモータ出力軸を通す貫通穴を有し、
前記第３，第４の導水板は、前記放水用羽根車に対し、モータの本体とは反対の側に設けられ、
前記第１の強制攪拌間隙を通過する処理水の吐出し量が、前記第２の強制攪拌間隙を通過する処理水の吐出し量よりも多くなるようにし、
前記モータとして、前記モータ出力軸を前記モータ本体から引き出す方向の許容最大スラスト荷重よりも押し込む方向の許容最大スラスト荷重の方が大きいものが取り付けられる、
ことを特徴とする微細気泡・磁場併用型気液混合装置。
【請求項７】
前記気体として、オゾンを用いることにより、前記処理水中にオゾンを溶解させるとともにオゾンの分解を促進させる、
ことを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項に記載の微細気泡・磁場併用型気液混合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細気泡が混和された処理水を生成し、これに磁場を作用させることにより、空気中の酸素又はオゾン等の気体を処理水に溶解させる微細気泡・磁場併用型気液混合装置に関するものである。
この装置は、酸素又はオゾンによる水質浄化、滅菌、脱色、脱臭等の処理に用いることができる。
【背景技術】
【０００２】
従来、オゾンを水に溶解させて水質浄化することが行われている。オゾンは酸素原子３個からなり、非常に不安定であり、酸素原子の一つを他の物質に与え、安定した酸素分子になろうとする性質がある。このためオゾンは強い酸化力を持っている。
オゾンは、また、水と反応して、さらに不安定な状態のＯＨラジカル（ヒドロキシルラジカル）に分解されるといわれている。
ＯＨラジカルはオゾン，過酸化水素水よりも高い酸化力を持ち、反応性が高く、オゾン単独では分解できない難分解性物質の分解が可能となる。例えば、排水中に含まれる窒素・燐・BOD（biochemical oxygen demand生物化学的酸素要求量）・COD（chemical oxygen demand化学的酸素要求量）を低減化することにより、水質が改善される。また、有機物を細分化、低分子化、無機化するとともに、除去対象物の生物分解性向上へと導くことにより、水質が改善される。同時に滅菌・脱色・脱臭の効果もある。
【０００３】
オゾンの溶解性は、従来のバブリング法では20％程度と言われている。しかし、これでは、オゾンと水とを混合しても、大部分はそのまま排出されてしまうために、オゾン及びＯＨラジカルの強力な酸化力を利用するためには不十分であった。
また、浄化の目的によっては、例えば、湖沼の水質浄化には、オゾンを利用することなく、空気中の酸素を水に溶解させる。この場合も、酸素の溶存量を高めることが、低いランニングコストで水質浄化をするために必要とされている。
【０００４】
最近、空気中の酸素やオゾンの水への溶解性を向上させるために、微細気泡と磁場の作用を併用した水質浄化方法が提案されている。
図１４は、微細気泡・磁場併用型気液混合装置の第１の従来例（特許文献１の第８の実施の形態を参照）の説明図である。
図１４（ａ）は水質浄化方法の説明図である。
微細気泡・磁場併用型気液混合装置１５０において、１５３は外筒、１５５は鍔（つば）形導水板、１５６は磁石付散水板である。磁石付散水板１５６は、回転板１５６ｄ及び多数の永久磁石（１５６ｍ，…，１５６ｍ）からなる。この図では、磁石付散水板１５６の駆動源の図示は省略した。
【０００５】
図１４（ｂ）は微細気泡・磁場併用型気液混合装置１５０の縦断面図である。
この装置自体は、特許文献２により知られたもので、空気中の酸素を溶解させるものであったが、オゾンを注入することも提案されていた。
外筒１５３の頂壁中心に軸受１５３ｂが設けられ、上部に吸水孔１５２と吸気孔１５３ｐとが穿設されている。吸気孔１５３ｐには吸気管１５２の一端が接続される。
内筒１５４と磁石付散水板１５６とは回転軸１５７に固定される。回転軸１５７の上端部は軸受１５３ｂによって支持され、下端部は水中モータ１５８の回転軸に連結されている。
内筒１５４の周壁全面に多数の永久磁石１５４ｍが埋設され、外筒１５３と内筒１５４との間には間隙ｇ1が形成される。
磁石付散水板１５６は、回転板１５６ｄの上に、複数枚（３枚）の放射状永久磁石１５６ｍが設けられたもので、これらは、遠心ポンプの回転羽根としても機能する。
鍔型導水板１５５と磁石付散水板１５６との間には間隙ｇ2が形成されている。鍔型導水板１５５の下面にも複数個の永久磁石が埋め込まれる場合がある。１５９は支柱である。
【０００６】
図１４（ａ）に示すように、水質浄化処理槽１５１内に処理対象水（原水）を満たし、磁石付散水板１５６の回転によって、処理対象水を循環させるとともに、吸気孔１５３ｐから、オゾンＯ3を含む空気を送り込む。オゾンＯ3を含む空気は、吸水孔１５２から吸入された処理水中に取り込まれて無数の気泡となり、それらの気泡は、間隙ｇ1を通過する間に、この間隙ｇ1において発生した乱流又は渦流と回転磁界との協働作用によって、分割され、微細化される。
微細化された気泡は、間隙ｇ2において、回転羽根を兼ねる放射状永久磁石１５６ｍの回転に基づく攪拌作用によって、微細気泡を更に分割して極微細気泡化するととともに、この微細気泡又は極微細気泡中のオゾン分子Ｏ3を処理対象水中へ多量に溶解させる。処理後の水は、水質浄化処理槽１５１の処理対象水域に放水される。
【０００７】
微細気泡化により、オゾンと水との接触面積が大きくなり、従来のバブリング法と比較してオゾンの水溶解性が高まる。微細気泡は、帯電しているため水中浮遊物に対する吸着性を持ち、また、浮上速度が極めて遅いため、分散性、拡散性に優れる、また、気泡同士の合体や吸収が起こらないため、単一気体のままで水中に長時間とどまるという利点がある。
空気注入の場合も同様であり、微細気泡化により空気中の酸素の水溶解性が高まる。
【０００８】
磁場の作用の詳細については、今後の検討課題であるが、次のように考えられている。
オゾン注入の場合、高速回転する複数の永久磁石の間を通過する際に発生する電気エネルギーにより、オゾンが強制分解され、ＯＨラジカルが発生する。オゾンは溶存オゾンとして水中に拡散され、水の浄化を促進すると考えられる。また、ＯＨラジカルは反応性が高いため、即効的に水質を浄化する。オゾン水は拡散しながら自然分解して行き、ＯＨラジカルを発生する。これらの作用により、オゾンの高度利用による水質浄化が可能になると考えられる。
また、空気注入の場合、水分子Ｈ2Ｏは電気的に分極しているから、磁石１５４ｍ，１５６ｍの高速で回転する磁界との相互作用によって、量子力学の意味で、励起される。その結果、水分子のクラスターはより小さくなり、超微細気泡中の酸素分子が当該クラスター間に溶け込みやすくなる。また、超微細気泡が分割されやすくなる。励起された水分子は、ＯＨラジカルを生成しやすくなる。
【０００９】
しかし、上述した装置では、気体と液体との接触面積が狭いので、処理水中に取り込み可能な酸素量又はオゾン量に限界がある。また、上述した装置は、外筒１５３が丈高で回転軸１５７が長大なために、工作精度が十分でないときは、横ぶれ振動が発生しやすい。また、材料コストや加工コストの削減が容易ではないという問題もある。
【００１０】
図１５は、微細気泡・磁場併用気液混合装置の第２の従来例（特許文献３参照）の説明図である。
吸気カバー２０１には、吸気管２０８が嵌合固着された吸気孔２０１ｉが穿設され、下半部には逆皿形凹部が形成されている。
吸水カバー２０２は環状壁体からなり、この環状壁体には複数ｍ個の吸水孔ｓ1，…，ｓmが穿設されている。
ガイドカバー２０３の中央部には、上述した逆皿形凹部の直径と略同一の直径を有する回転対称形空間が形成されている。この下面側には複数ｑ個の磁石２０３Ｍ1，…，２０３Ｍqが埋設されている。
【００１１】
放水用羽根車２０４は、羽根車軸部２０４ａ、羽根車円板部２０４ｂ、複数ｎ個の磁石２０４Ｍ1，…，２０４Ｍn、複数ｐ個の放水用羽根２０４Ｆ1，…，２０４Ｆpとを有し、羽根車軸部２０４ａには、軸孔が形成され、羽根車円板部２０４ｂは、羽根車軸部２０４ａの基部の周囲にこの基部と一体的に形成されている。
各磁石２０４Ｍ1，…，２０４Ｍnは、羽根車円板部２０４ｂの上面側に、対応する各半径線分と平行若しくは交叉関係を成すように配置・埋設され、各放水用羽根２０４Ｆ1，…，２０４Ｆpは、上記羽根車円板部２０４ｂの上面側に、対応する各半径線分と平行若しくは交叉関係をなすと共に上方に突出するように配置・固定される。
放水羽根２０４Ｆ1，２０４Ｆ2，２０４Ｆ3，２０４Ｆ4はそれぞれ、各磁石２０４Ｍ1，２０４Ｍ2，２０４Ｍ3，２０４Ｍ4と一体的に形成されるとともに、羽根車円板部４２の上表面から上方に突出せしめられる。
【００１２】
モータ２０６は、モータ本体２０６ａとモータ出力軸２０６ｂとを有する。
放水用羽根車押え金具付空気吸入粉砕用羽根車２０７には、放水用羽根車押え金具２０７ｗと、この上面から上方に突出する複数個の空気吸入粉砕羽根２０７ｆ1，２０７ｆ2，…を有する。
モータ出力軸２０６ｂの周りに、放水用羽根車２０４が嵌合・固定され、その先端部頂面に、放水用羽根車押え金具付空気吸入粉砕用羽根車２０７がボルト２０９を用いて固着され、放水用羽根車押え金具２０７ｗの上方には、吸気カバー２０１の下半部逆皿形凹部をも含めた気水攪拌用空間２１０が形成されている。
また、ガイドカバー２０３の内周面と、羽根車軸部２０４ａの外周面との間には、短円筒形の間隙ｇ1が形成され、ガイドカバー２０３の下面と羽根車円板部２０４ｂの上面との間には、鍔形の間隙ｇ2が形成されている。
【００１３】
次に、この従来の第２の細気泡・磁場併用型気液混合装置の動作を説明する。
モータ２０６の高速回転によって、放水用羽根車２０４と放水用羽根車押え金具付空気吸入粉砕用羽根車２０７とが高速回転すると、遠心ポンプとして機能し、間隙ｇ2内の処理水（処理後の水）が、処理対象水域に勢いよく放出される。その結果、間隙ｇ2の内側の部分、これに連なる間隙ｇ1、気水攪拌用空間２１０が負圧となるため、吸水孔２０２ｓ1，２０２ｓ2，…から、処理対象水域の原水（処理前の水）が吸入されるとともに、吸気管２０８から大気中の空気又はオゾンが吸入される。
【００１４】
気水攪拌用空間２１０に注入された空気又はオゾンは、空気吸入粉砕羽根２０７ｆの攪拌作用によって、取り込んだ処理水と効率よく混合され、無数の気泡となり、空気吸入粉砕羽根２０７ｆの気泡粉砕作用によって、直ちに粉砕され、微細気泡となる。
微細気泡を含む処理水は、短円筒形の間隙ｇ1を通過し、ガイドカバー２０３の下面と放水用羽根車２０４Ｆ3を有する羽根車円板部２０４ｂの上面との間に形成された鍔形の間隙ｇ2を通過する。
微細気泡は、間隙ｇ2において、回転する放水用羽根２０４Ｆの気泡粉砕作用によって、更に粉砕されて、超微細気泡となって排出される。
ガイドカバー２０３の下面側と羽根車円板部２０４ｂの上面側には、それぞれ、永久磁石２０３Ｍ1〜２０３Ｍ3、２０４Ｍ1〜２０４Ｍ3が設置されており、羽根車円板部２０４ｂは高速回転しているため、間隙ｇ2は、高速回転する磁場の作用を受ける通路となっている。
【００１５】
上述した従来の第２の微細気泡・磁場併用型気液混合装置は、その構造上、モータ出力軸２０６ｂ及び放水用羽根車押え金具付空気吸入粉砕用羽根車２０７の丈を低くすることができるから、横ぶれ振動が抑制される。
その結果、モータ２０６の回転数を大幅に上昇させることができるから、攪拌能力及び磁界の回転速度を上げることができる。小型化されているから、材料コストや加工コストを大幅に削減できる。
【００１６】
また、横ぶれ振動が抑制されるから、ガイドカバー２０３の下面と放水用羽根２０４Ｆとの間隙、並びに、ガイドカバー２０３の下面と放水用羽根車２０４の上面との間隙ｇ2）を、精度を上げて縮小することができる。このようにして、磁気ギャップの短縮によって磁界を強化し、磁界と処理水との相互作用を、第１の従来例よりも、大幅に強化できる。
上述した従来の第２の微細気泡・磁場併用型気液混合装置は、空気吸入作用と空気（気泡）粉砕作用によって、オゾンの供給量が、気水攪拌用空間２１０のない、図１４（ｂ）に示した第１の従来例の装置の約３倍に達する。
【００１７】
図１６は、図１５に示した第２の従来例の微細気泡・磁場併用型気液混合装置を原型とした装置を用いた実験結果を示すグラフである。放水羽根２０４Ｆ自体を磁石２０４Ｍにしている。上面寸法□180mm、高さ118mm、羽根車円板部180mmφ、モータ回転数3600rpm、モータ出力0.75KW/hである。
図１６（ａ）は、オゾンの水溶解性の試験結果を示すグラフである。
大型ポリタンク（300L）を水質浄化処理槽として用い、内部に本装置を設置し、水道水275Lを導入した。オゾン発生装置により2.4g/hのオゾンを発生させて本装置に導入し、オゾンの溶存量を測定した。細孔バブリングによる自然溶解と比べて、溶存量が格段に向上している。稼働開始10分後における全オゾン通気量に対する水中への溶存率は61％となった。一般にオゾンの水中への溶存量は、最大20％と言われてきたが、本装置装置を導入することにより、オゾンの溶解効率を飛躍的に改善された。
【００１８】
図１６（ｂ）は、オゾンの分解性の試験結果を示すグラフである。
オゾンを溶解させた後、本装置をオゾンを導入しない状態で作動させ、オゾン溶存量の減少量を測定した。自然分解（ビーカ中）と比較し、本装置をオゾン導入なしで作動させると、オゾンの分解量（減少量）が高くなることがわかる。
その結果、本装置は、オゾンの溶存量を高めるだけではなく、オゾンの分解（すなわち、酸化反応、ＯＨラジカルの発生）作用を高める効果を併せ持っている。従って、本装置からは、高濃度のオゾン水とＯＨラジカルが排出されていると考えられる。
なお、試験結果の図示を省略するが、実際の流水環境を想定し、6L/mの流水状態でも実験を行い、流水にもオゾンの溶解を効率よく行うことが確認されている。
【００１９】
しかし、水質浄化能力を高めるには、さらに、空気中の酸素やオゾン等の気体を溶解させる能力を向上させることが必要である。しかし、空気吸入粉砕羽根２０７ｆを大きくすると攪拌混合の騒音及び振動が大きくなるという問題がある。
また、溶解能力の向上に伴い磁石の腐食や摩耗が問題となる。特に、オゾンの溶存量を高めたときには、磁石の腐食が大きな問題となる。
【特許文献１】特開２００１−１９１０８５号公報
【特許文献２】特開平１１−１０４６１６号公報
【特許文献３】特開２００４−９０４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、処理水中に大気中の空気（酸素）やオゾン等の気体を溶解させる能力を向上させる微細気泡・磁場併用型気液混合装置を提供することを目的とするものである。
オゾンを用いた場合は、オゾンの溶存量の増大、オゾンの高い分解性によって、従来ではできなかった強力な酸化処理を可能とする微細気泡・磁場併用型気液混合装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は、請求項１に記載の発明においては、微細気泡混和手段と磁石付きの第１の導水板と磁石付きの放水用羽根車を有し、該第１の導水板と該放水用羽根車とは強制攪拌間隙をあけて対向し、前記微細気泡混和手段により、吸気管から送り込まれた気体の微細気泡が混和された処理水を、前記放水用羽根車の回転により、前記放水用羽根車の軸方向から前記強制攪拌間隙の内径側に導入し、前記強制攪拌間隙を通過させて処理対象水域に放出する微細気泡・磁場併用型気液混合装置において、前記放水用羽根車は、モータ出力軸に連結される羽根車軸部と、該羽根車軸部に連なる羽根車円板部と、該羽根車円板部から前記強制攪拌間隙に突出する複数の放水用羽根を有し、前記第１の導水板には、強制攪拌間隙に面した側に、複数の第１の磁石が前記処理水に対し密閉状態で収容されており、前記放水用羽根車には、複数の第２の磁石が、それぞれ、前記羽根車円板部から前記放水用羽根の前記強制攪拌間隙に突出する部分の内部に入り込んだ状態で、かつ、前記処理水に対し密閉状態で収容され、少なくとも前記放水用羽根は、耐食性と耐摩耗性のある材料で形成されているものである。
従って、第２の磁石は、羽根車円板部から放水用羽根の強制攪拌間隙に突出する部分の内部に入り込んだ状態で、かつ、処理水に対し密閉状態で放水用羽根車に収容されて処理水に露出しないことから、処理水によって磁石が腐食、摩耗することがなく、加えて、対向する第１の導水板側の第１の磁石との距離が短縮されるので、強制攪拌間隙を通過する、微細気泡が混和された処理水に対し、大きな磁場の作用を与えることができるので、気体の溶存量を高めることができる。
また、第１の磁石は、強制攪拌間隙に面した側に、処理水に対し密閉状態で第１の導水板に収容されていることから、磁石が腐食、摩耗することがなく、加えて、対向する第２の磁石との距離が最短となる。
特に、オゾンを処理水に送り込んだ場合、磁場の作用により、オゾンの溶存、分解を促進するとともに、オゾンによる第１，第２の磁石の腐食を防止することができる。
【００２２】
請求項２に記載の発明においては、請求項１に記載の微細気泡・磁場併用型気液混合装置において、前記各放水用羽根は、前記各第２の磁石の少なくとも一部分を収容する収容部と該収容部の開口の周囲に設けられた係止用の鍔部を有し、前記羽根車円板部は段差のある貫通穴を有し、該段差は前記放水用羽根が前記強制攪拌間隙に面しない側から挿入されたときに、前記放水用羽根の鍔部に当接し、前記第２の磁石は、前記羽根車円板部に前記放水用羽根と当該第２の磁石が取り付けられた後、前記処理水に対し密閉されるものである。
従って、第２の磁石を処理水に対し密閉状態で放水用羽根車に収容することを容易に実現することができる。
【００２３】
請求項３に記載の発明においては、微細気泡・磁場併用型気液混合装置において、微細気泡混和手段と磁石付きの第１の導水板と磁石付きの放水用羽根車を有し、該第１の導水板と該放水用羽根車とは強制攪拌間隙をあけて対向し、前記微細気泡混和手段により、吸気管から送り込まれた気体の微細気泡が混和された処理水を、前記放水用羽根車の回転により、前記放水用羽根車の軸方向から前記強制攪拌間隙の内径側に導入し、前記強制攪拌間隙を通過させて処理対象水域に放出する微細気泡・磁場併用型気液混合装置において、前記第１の導水板又は前記放水用羽根車の一方に、前記処理水を前記軸方向から前記強制攪拌間隙の内径側に導入する軸方向導水路が設けられ、前記微細気泡混和手段は、前記処理対象水域の処理水を、前記放水用羽根車の回転により、前記放水用羽根車の軸方向に直交する面に沿って前記軸方向導水路に導くとともに、前記吸気管から送り込まれた気体を、流路の側面に設けられ微細多孔が形成された散気口から前記処理水中に散気させることにより、前記気体を微細気泡化して前記処理水中に混和させるものである。
従って、微細気泡混和手段は、処理対象水域の処理水を円滑に軸方向導水路に導くことができる。散気口を広くして気体を大量に処理水中に送り込むことができる。処理水の流れを妨害することなく気体を円滑に処理水中に送り込むことができる。
処理水中への微細気泡混和を、従来の第２の微細気泡・磁場併用型気液混合装置のように、空気吸入粉砕羽根を用いて行う場合に比べて、振動や騒音が小さくなる。
【００２４】
請求項４に記載の発明においては、請求項３に記載の微細気泡・磁場併用型気液混合装置において、前記軸方向導水路は前記第１の導水板に設けられ、前記微細気泡混和手段は、前記第１の導水板と前記第１の導水板の前記強制攪拌間隙に面しない側に微細気泡混和間隙をあけて対向する第２の導水板で構成され、前記処理対象水域の処理水を、前記微細気泡混和間隙を通過させて前記軸方向導水路に導くとともに、前記第１の導水板又は前記第２の導水板の少なくとも一方に前記微細気泡混和間隙に面して前記散気口が設けられるものである。
従って、軸方向導水路自体は回転しないので、回転の影響を受けることなく処理水を軸方向に導水することができる。
【００２５】
上述した請求項４に記載の微細気泡・磁場併用型気液混合装置は、さらに、吸気カバーを有し、前記散気口は前記第２の導水板に設けられ、前記吸気カバーには、前記吸気管の一端が接続される吸気孔と、該吸気孔に連通する逆皿形凹部が形成され、前記第２の導水板は、前記強制攪拌間隙に面しない側を前記吸気カバーで密閉され、前記吸気カバーの逆皿形凹部に対向して通気孔が穿設され、該通気孔に連通するリング状の凹部が前記強制攪拌間隙に面して形成され、該リング状の凹部の開口に前記散気口が設けられたものとしてもよい。
従って、装置の高さを抑制した状態で、気体を円滑に第２の導水板に設けられた散気口に供給するように、請求項４に記載の微細気泡・磁場併用型気液混合装置を具体化することができる。
【００２６】
請求項５に記載の発明においては、請求項４に記載の微細気泡・磁場併用型気液混合装置において、前記放水用羽根車は、モータ出力軸に連結される羽根車軸部と、該羽根車軸部に連なる羽根車円板部と、該羽根車円板部から前記強制攪拌間隙に突出する複数の放水用羽根を有し、前記第１，第２の導水板は、前記放水用羽根車に対し、モータの本体側に設けられ、前記羽根車軸部又は該羽根車軸部に連結されたモータ出力軸を通す貫通穴を有し、前記モータとして、前記モータ出力軸を前記モータ本体から引き出す方向の許容最大スラスト荷重よりも押し込む方向の許容最大スラスト荷重の方が大きいものが取り付けられるものである。
羽根車軸部は、軸方向導水路に流入する処理水の方向と逆方向に引っ張られるから、モータ出力軸も同方向にスラスト荷重が加わる。従って、上述した構成では、モータ出力軸を押し込む方向のスラスト荷重がかかる。一方、モータは、モータ出力軸をモータ本体から引き出す方向の許容最大スラスト荷重よりも押し込む方向の許容最大スラスト荷重の方が大きい軸受を有している。
従って、モータの軸受が摩耗しにくい。その結果、モータ出力軸が引き出される方向の偏倚が抑制されて第１の導水板と放水用羽根車の衝突が防止されるとともに、モータ出力軸の横ぶれ振動が抑制され、この横ぶれ振動による過電流が防止される。
【００２７】
請求項６に記載の発明においては、微細気泡・磁場併用型気液混合装置において、磁石付きの第１の導水板と、第２の導水板と、磁石付きの第３の導水板と、第４の導水板と、磁石付きの放水用羽根車を有し、前記放水用羽根車は、モータ出力軸に連結される羽根車軸部と、該羽根車軸部に連なる羽根車円板部と、該羽根車円板部の一方の面から突出する複数の第１の放水用羽根と、該羽根車円板部の他方の面から突出する複数の第２の放水用羽根を有し、前記第１の導水板と前記羽根車円板部の一方の面とは第１の強制攪拌間隙をあけて対向し、前記第１の導水板には、処理水を軸方向から前記第１の強制攪拌間隙の内径側に導入する第１の軸方向導水路が設けられ、前記第１の導水板の前記第１の強制攪拌間隙に面しない側と前記第２の導水板とは、第１の微細気泡混和間隙をあけて対向し、前記第１の導水板又は前記第２の導水板の少なくとも一方に前記第１の微細気泡混和間隙に面して微細多孔が形成された第１の散気口が設けられ、前記第３の導水板と前記羽根車円板部の他方の面とは第２の強制攪拌間隙をあけて対向し、前記第３の導水板には、前記処理水を前記軸方向から前記第２の強制攪拌間隙の内径側に導入する第２の軸方向導水路が設けられ、前記第３の導水板の前記第２の強制攪拌間隙に面しない側と前記第４の導水板とは、第２の微細気泡混和間隙をあけて対向し、前記第３の導水板又は前記第４の導水板の少なくとも一方に前記第２の微細気泡混和間隙に面して前記微細多孔が形成された第２の散気口が設けられ、前記第１，第２の導水板は、前記放水用羽根車に対し、モータの本体側に設けられ、前記羽根車軸部又は該羽根車軸部に連結されたモータ出力軸を通す貫通穴を有し、前記第３，第４の導水板は、前記放水用羽根車に対し、モータの本体とは反対の側に設けられ、前記第１の強制攪拌間隙を通過する処理水の吐出し量が、前記第２の強制攪拌間隙を通過する処理水の吐出し量よりも多くなるようにし、前記モータとして、前記モータ出力軸を前記モータ本体から引き出す方向の許容最大スラスト荷重よりも押し込む方向の許容最大スラスト荷重の方が大きいものが取り付けられるものである。
従って、この装置は、処理対象水域の処理水を、放水用羽根車の回転により第１の微細気泡混和間隙を通過させ、第１の軸方向導水路に導くとともに、第１の吸気管から送り込まれた気体を第１の散気口から処理水中に散気させることにより、気体を微細気泡化して処理水中に混和させ、微細気泡が混和された処理水を、第１の強制攪拌間隙の内径側に導入し、第１の強制攪拌間隙を通過させて処理対象水域に放出し、かつ、処理対象水域の処理水を、放水用羽根車の回転により第２の微細気泡混和間隙を通過させ、第２の軸方向導水路に導くとともに、第２の吸気管から送り込まれた気体を第２の散気口から処理水中に散気させることにより、気体を微細気泡化して処理水中に混和させ、微細気泡が混和された処理水を、第２の強制攪拌間隙の内径側に導入し、第２の強制攪拌間隙を通過させて処理対象水域に放出する。
放水用羽根車の両面に放水用羽根が設けられ、第１，第２の強制攪拌間隙を有する構造であるため、羽根車円板部の粘性抵抗を増やすことなく、処理水の吐出し量を倍増させることができるから、効率を高めることができる。
第１の強制攪拌間隙を通過する処理水の吐出し量が第２の強制攪拌間隙を通過する処理水の吐出し量よりも多くなるようにしておくことにより、構造上のばらつきおよび経年変化があっても、放水用羽根車は、常に、モータ出力軸をモータ本体に押し込む方向のスラスト荷重を与える。一方、モータは、モータ出力軸をモータ本体から引き出す方向の許容最大スラスト荷重よりも押し込む方向の許容最大スラスト荷重の方が大きい軸受を有している。
従って、モータの軸受が摩耗しにくい。その結果、モータ出力軸が引き出される方向の偏倚が抑制されて第１の導水板と放水用羽根車の衝突が防止されるとともに、モータ出力軸の横ぶれ振動が抑制され、この横ぶれ振動による過電流が防止される。
【００２８】
請求項７に記載の発明においては、請求項１から６までのいずれか１項に記載の微細気泡・磁場併用型気液混合装置において、前記気体として、オゾンを用いることにより、前記処理水中にオゾンを溶解させるとともにオゾンの分解を促進させるものである。
従って、強力な酸化反応により、これまでできなかったような水質浄化等の水処理が可能となる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、処理水中に大気中の空気（酸素）やオゾン等の気体を溶解させる能力や溶存オゾンを分解させる能力が向上するという効果がある。
溶解能力や分解能力の向上に伴い、磁石の腐食や摩耗、モータの軸受の摩耗等を防止して、装置及びモータの長寿命化をはかることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
図１は、本発明の実施の一形態の微細気泡・磁場併用型気液混合装置を模式的に示す平面図及び正面図である。図１（ａ）はその平面図、図１（ｂ）はその正面図である。
図１（ｂ）に示すように、水中モータ１の上に、モータベース２が取り付けられ、この上に、微細気泡・磁場併用型気液混合装置３が取り付けられている。この装置は、処理水が満たされた水槽の底に設置され、図示の装置全体が処理水中に沈めた状態で稼働される。
図示しないオゾン発生装置で発生させたオゾンは、コンプレッサで圧力をかけて吸気管４を通して供給される。電源は電源コード５から供給される。
この装置は、原理的には、上下反転の状態や横置き状態でも稼働できる。その際、水中モータ１の部分を空中に出してもよく、この場合、通常のモータを使用できる。
オゾンの微細気泡が混和された処理水による腐食を防止するため、処理水に接触する構成材には、処理水に対し耐食性のある金属材料、例えば、ステンレス（SUS304、SUS316等）を使用する。なお、SUS304，SUS316は非磁性材である。あるいは、処理水に対し耐食性のあるセラミック材料を使用してもよい。
【００３１】
モータベース２と導水板５とは、図１（ａ）に示される散気板６と同様に、正方形状の平板であり、角に近い周辺部（フランジ）に取付穴が設けられ、ボルト（植込ボルト）７、ナット８、スペーサ９、ワッシャ等を用いて所定間隔を保つように固定されている。水中モータ１のモータ出力軸１０には放水用羽根車１１が取り付けられている。
導水板５及び散気板６は、放水用羽根車１１に対し、水中モータ１の本体とは反対の側に設けられている。
放水用羽根車１１は高速回転するので、少なくとも放水用羽根（図２の２９）は、耐食性と耐摩耗性のある、金属又はセラミック材料で形成されることが望ましい。
図１（ａ）に示されるように、散気板６は円形の吸気カバー１２で蓋をされ、六角穴付ボルト１３で密閉される。吸気カバー１２の中心部に吸気孔１２ｃがあり、ここに吸気管４が接続される。
【００３２】
吸気管４から送り込まれたオゾンは、散気板６と導水板５との間の微細気泡混和間隙において、この間隙に導入される処理対象水域の処理水中に微細気泡となって混和される。散気板６は、導水板の作用も奏している。
遠心ポンプとして機能する放水用羽根車１１の高速回転により、微細気泡が混和された処理水は、導水板５の放水用羽根車１１の内径側にある軸方向導水路から、導水板５と放水用羽根車１１との間にある、鍔型の強制攪拌間隙の内径側に導入され、この強制攪拌間隙を通過させて処理対象水域に放出される。
導水板５の中心部に円形の貫通穴５ａが開口しており、ここに放水用羽根車１１の羽根車軸部１１ａが間隙をあけてはめ込まれている。この間隙が軸方向導水路となる。
【００３３】
上述した導水板５と放水用羽根車１１には、それぞれ、複数の磁石が埋め込まれている。従って、上述した強制攪拌間隙には、強い磁場が存在する。オゾンの微細気泡が混和された処理水は、この強制攪拌間隙を通過する際に、放水用羽根車１１による強制攪拌作用と同時に、磁場の作用を受けて、オゾンの微細気泡の再分割に加え、オゾンの溶解及び分解の促進がされる。
【００３４】
図２は、図１（ａ）のＡ−Ａに沿った縦断面を模式的に示す断面図である。磁石３１の配置を除いて左右対称である。
図３は、図１，図２に示した散気板６の一例を示す平面図（下面）である。
図４は、図１，図２に示した導水板５の一例を示す平面図（下面）である。
図５は、図１，図２に示した放水用羽根車１１の一例を示す説明図である。
いずれも、図１と同じ部分には同じ符号を付している。
【００３５】
図２において、吸気カバー１２の上面には、吸気管４の一端が接続された吸気孔１２ｃがあり、下面には、この吸気孔１２ｃに連通し、図１（ａ）に示した逆皿形凹部壁面１２ａを有する逆皿形凹部１２ｂが形成されている。
導水板５と、この導水板５の強制攪拌間隙２６に面しない側に微細気泡混和間隙２１を開けて対向する散気板６により、微細気泡が混和される。処理対象水域の処理水（原水）を、微細気泡混和間隙２１を通過させて軸方向導水路２５に導く。散気板６には散気口２２が設けられる。
散気板６の微細気泡混和間隙２１に面しない上面は、上述した吸気カバー１２をボルト１３で締結して密閉される。散気板６の上面には、吸気カバー１２の逆皿形凹部１２ｂに対向して、複数（図１（ａ），図３の場合は８個であるが、１個でもよい）の通気孔６ａが穿設され、この通気孔６ａに連通するリング状の凹部６ｂが微細気泡混和間隙２１に面して形成され、リング状の凹部６ｂの開口部に散気口２２が設けられている。
この散気口２２は、散気板６と導水板５との間の微細気泡混和間隙に処理水が導入される入口側にある。散気口２２には微細多孔が形成されている。
【００３６】
吸気管４からコンプレッサで送り込まれたオゾンは、吸気孔１２ｃ、逆皿凹部１２ｂ、通気孔６ａ、リング状凹部６ｂを経て、散気口２２の微細な多孔から処理水中に散気される。その結果、オゾンを微細気泡化して処理水中に混和させる。
コンプレッサのゲージ圧は、例えば、0.05〜0.1MPaであり、微細気泡混和間隙２１は例えば、7mmである。
コンプレッサを使用しないか、圧力が弱い場合は、リング状の凹部６ｂよりも外径側の処理水の入口にオリフィスを形成（散気板６と導水板５の上下両側から断面三角状の突起を全周にわたって設け、突起の間のスリットを通して処理水を導水する）することもできる。しかし、オゾンの供給量は減り、目詰まりのおそれもある。
【００３７】
図３に示すように、散気板６のリング状凹部６ｂの開口である散気口２２は、目の細かな網（例えば、散気板６と同じステンレス）になっている。この網は、外周側をリング状の当て板２３で、内周側を円形状の当て板２４で押さえられて、ビス（符号省略）で固定される。
網に代えて、散気板６と同じ材質か、その他、オゾンに対する耐食性のある金属板（例えば、散気板６と同じステンレス）に微細孔を多数あけたもの、多数の微細気孔を持つ合成樹脂膜、又は、多孔質セラミックを使用してもよい。
散気口２２はリング状に限らない。リング状凹部６ｂを円形の逆皿形凹部に置き変えて、散気口２２を円板状にしてもよい。なお、６ｃはボルト７の通し穴である。
【００３８】
上述した微細気泡混和間隙２１は処理対象水域の処理水を円滑に軸方向導水路に導くことができるとともに、流路を広くとることができる。オゾンを広い流路の側面から散気させるので、散気口２２の面積を広くしてオゾンを大量に処理水中に送り込むことができる。オゾンを流路の側面から散気させるので、処理水の流れを妨害することなくオゾンを円滑に処理水中に送り込むことができる。
図１５を参照して説明した第２の従来例のような、気体吸入粉砕用の羽根がないので、装置の振動が押さえられる。従って、磁場の作用を強化するために、導水板５と散水板６との間隙を短縮しても、装置の振動によって両者が衝突することがない。その結果、導水板５と放水用羽根２９との間隙を、さらに短縮して磁場の作用を高めることができるとともに、装置の稼働の静音化もはかることができる。
【００３９】
再び、図２に戻って説明する。
放水用羽根車１１は、モータ出力軸１０に連結される羽根車軸部１１ａと、これに連なる鍔型の羽根車円板部１１ｂと、羽根車円板部１１ｂから強制攪拌間隙２６に面して突出する複数枚（図示の例では、８枚）の放水用羽根２９を有する。
導水板５は、放水用羽根車１１の回転中心に貫通穴５ａを有して、強制攪拌間隙２６に面しない側に散気板６が対向するように設置され、貫通穴５ａと放水用羽根車１１の羽根車軸部１１ａとの間が、オゾンの微細気泡が混和された処理水を強制攪拌間隙２６の内径側に導入する軸方向下向きの軸方向導水路２５となる。この軸方向導水路２５は、処理水を単に通せばよいので、その間隙を狭くする必要は特にない。なお、羽根車軸部１１ａを通す貫通穴と併用して、あるいはこれとは別に、この貫通穴の周囲に１又は複数の小さな貫通穴を設けて軸方向導水路２５としてもよい。
【００４０】
放水用羽根車１１の羽根車軸部１１ａの回転中心側は、中空の円筒状である。その中空部に異径の段差を有するモータ出力軸１０が嵌合され、両者の先端部頂面に、押さえ金具２７を介してボルト２８をモータ出力軸１０に締結することにより、放水用羽根車１１がモータ出力軸１０に結合される。図示しないが、モータ出力軸１０にキーを設け、羽根車軸部１１ａにキー溝を設けている。
図示の例では、押さえ金具２７の上面と導水板５の上面とが一致し、押さえ金具２７の外径は羽根車軸部１１ａの上面の外径よりも小さい。ボルト２８の上面が散気板６側に衝突しないようにし、押さえ金具２７が貫通穴５ａを塞がないようにする。
【００４１】
この羽根車円板部１１ｂには、複数の放水用羽根２９が突出している。各放水用羽根２９は、図５（ａ），図５（ｄ）を参照して後述するように、対応する各半径線分と平行若しくは交叉関係をなすように配置されている。
複数の磁石３０は、それぞれ、放水用羽根車１１に、羽根車円板部１１ｂから放水用羽根２９の強制攪拌間隙２６に突出する部分の内部に入り込んだ状態で、かつ、処理水に対し密閉状態で収容されている。
一方、導水板５にも、強制攪拌間隙２６に面した下面側に、複数の磁石３１が処理水に対し密閉状態で収容されている。
【００４２】
上述した複数の磁石３０，３１において、相互の磁石間（磁石３０同士、磁石３１同士の場合を含む）で強力な磁界が形成される。放水用羽根車１１側では、上述したように、強制攪拌間隙２６に突出する部分の内部に入り込んだ状態で、放水用羽根２９内に磁石３０を収容しているため、磁石３１との間隙が狭くなるので、磁束密度が特に大きくなっている。その結果、この間隙を通過するオゾンの微細気泡が混和された処理水に対し、強力な作用を及ぼすことが可能となる。
しかも、磁石３０は、放水用羽根車１１の回転に伴って回転移動する。このような、強力な移動磁場の作用下で、導水路２５から強制攪拌間隙２６に導入された、オゾンの微細気泡が混和された処理水が、放水用羽根２９により強制攪拌され、微細気泡がさらに分割されて小さな気泡（超微細気泡）になり、水槽内の処理水域に放出される。
【００４３】
図４は、図１に示した本発明の実施の形態に使用される導水板５の一例を示す説明図である。導水板５の、強制攪拌間隙２６に面した下面を示す平面図である。
５ｂはボルト７の通し穴である。３４は当て板の輪郭を示している。
導水板５には、強制攪拌間隙２６に面した下面側に、複数の磁石３１が、オゾンの微細気泡が混和された処理水に対して密閉状態で埋設されている。
【００４４】
図示の例では、磁石３１を比較的小径の円柱型磁石（ネオジウム磁石）として、４つの異なる半径の円周上に、それぞれ１３個の磁石３１を密接に配した。相互の距離を近接させることにより、磁束密度を高くし、磁場の作用が大きくなるようにした。導水板５の下面に垂直な方向に磁化され、極性は、同径の隣同士ではなるべく交互になるようにし、同極性が径の増大とともに、時計方向にずれるようにしている。しかし、磁束密度が高くなればよいのであって、磁石３１の極性の配列パターンそのものは重要でない。
磁石の形状を棒状としてもよく、その場合、背景技術で紹介した特許文献に記載されたような、任意の個数で、対応する各半径線分と平行若しくは交叉関係をなすように配置することができる。
【００４５】
導水板５の強制攪拌間隙２６に面した下面側には、予め磁石３１を収容する凹部が穿孔されている。磁石３１は、導水板５の下面側からこの穴に収容された後、その上から当て板３４で密閉される。当て板３４は、導水板５と同じ金属、例えば、ステンレス（SUS304）とする。当て板３４は、導水板５に、シーリング効果のある接着剤で接着したりシーリング剤を充填したりした上でビス等で固定する。あるいは、金属同士を溶接する。
【００４６】
図５（ａ）は放水用羽根車１１の平面図である。図示の例では、複数（８枚）の放水用羽根２９が、対応する各半径線分と平行に等角度で配置されている。
図５（ｂ）は放水用羽根２９の正面図であり、図５（ｃ）放水用羽根２９の裏面図である。
各放水用羽根２９は、磁石３０の少なくとも一部分（磁石全体でなくてよい）を収容する収容部２９ａと、この開口の周囲に設けた係止用の鍔部２９ｂを有する。強制攪拌間隙２６に突出する、図５（ｂ）の縦方向は直角形状である。これに直交する水平方向は、図５（ｃ）では丸くしている。
【００４７】
収容される磁石３０（ネオジウム磁石）は、収容部２９ａと同形状として長手方向に最大限まで長くしているが、これより短い直方体形状の磁石でもよい。図２に示した例では、磁石３０の全体が放水用羽根２９に収容されているが、突出方向の長さは、収容部２９ａの深さよりも短くても長くてもよい。短ければスペーサを入れればよいし、長くても羽根車円板部１１ｂの下面からはみ出なければよい。
【００４８】
磁石３０は、できるだけ導水板５側の磁石３１に接近している方がよい。磁石３１との間の距離が短くなるほど、両者の間隙の磁束密度が高くなり、より大きな磁場の作用を、この間隙を通過する処理水に与えることができる。
しかし、狭すぎると、この間隙を通過する処理水の量が減少するので、処理水全体に対しては、磁場の作用が低下する。
磁石３０として、羽根車円板部１１ｂの円板面に垂直な方向に磁化されたものを用い、その極性を交互に反転させて、羽根車円板部１１ｂの回転角方向に配列する。しかし、磁束密度が高くなればよいので、磁石３０の磁化方向及び極性の配列パターンそのものは重要でない。
磁石３０の本数は、多いほど磁場の作用が強くなるが、放水用羽根２９の枚数を増やしても、吐出し量はさほど上がらない。
【００４９】
磁石３０，３１を処理水に露出した状態では、間隙が0.3mm〜0.5mmが好適であることがわかっている。そのため、放水用羽根２９の突出方向の厚みd1は、強度を保つ必要のある側壁の厚みd2よりも極力薄くした。例えば、d1＝0.5mm，d2＝1mmとした。
厚みd1による磁界の強さの低減は、磁石の体積を従来よりも増やすことによって補うことができる。
導水板５の当て板３４もできるだけ薄く、例えば、0.1〜0.15mmとする。当て板３４と放水用羽根２９との間の間隙は、0.1mm〜0.2mmにする。なお、送水用羽根２９の突出高さは、2.5mm〜2.8mmとした。
なお、磁石３０，３１を覆う構成材は、非磁性のステンレス（SUS304、SUS316等）のような非磁性材料とすることにより、構成材の形状、配置等によって、磁石の磁束密度が低下しないようにしている。
【００５０】
放水用羽根２９は、処理水を高速で攪拌するため、処理水の腐食作用や処理水中の固形物の衝突を受ける。従って、少なくとも放水用羽根２９は、耐食性と耐摩耗性のある、ステンレス（SUS304、SUS316等）やセラミック材料が望ましい。
図５（ｄ）は、放水用羽根車１１の他の具体例の平面図である。
放水用羽根２９は対応する各半径線分と交叉関係をなすように配置され、図示の例では１２枚としている。回転方向は時計方向である。このほか、放水用羽根２９を湾曲させてもよい。
【００５１】
図２に戻って、上述した磁石３０の密閉構造を次に説明する。
羽根車円板部１１ｂは段差のある貫通穴を有し、この段差は放水用羽根２９が強制攪拌間隙２６に面しない底面側から挿入されたときに、放水用羽根２９の鍔部２９ｂに当接することにより、位置規制と密閉をするものである。磁石３０は、羽根車円板部１１ｂに放水用羽根２９とこの磁石３０が取り付けられ、必要に応じてスペーサ３２（例えば、羽根車円板部１１ｂと同じステンレス）が挿入された後、例えば、当て板３３によりオゾンの微細気泡が混和された処理水に対し密閉される。
当て板３３は、当て板３４と同様に、羽根車円板部１１ｂと同じ金属、例えば、ステンレス（SUS304）とし、羽根車円板部１１ｂの底面に、シーリング効果のある接着剤で接着したりシーリング剤を充填したりした上でビス等で固定する。あるいは、金属同士を溶接する。当て板３３の厚みは例えば0.1〜0.15mmとする。
【００５２】
磁石３０，３１が処理水に露出する表面に、金メッキ、クロムメッキ等の金属メッキ、放電加工による表面処理、ポリテトラフルオロエチレンなどの合成樹脂コーティングも検討した。しかし、メッキでは、残っているピンホールから腐食する。ネオジウム磁石は、強力であるが、着磁後に100°C程度を超える加熱をすると磁性がなくなるので、これ以上に高温で加熱するような合成樹脂コーティングは使用できない。
また、合成樹脂コーティングにもピンホールがあり、また、金属やセラミックに比べて耐摩耗性が劣るという問題もある。
従って、磁石表面のメッキ，被覆等の表面処理ではなく、微細気泡が混和された処理水に対する耐食性、耐摩耗性のある放水用羽根２９で、密閉構造によって磁石３０を処理水から構造的に保護する方法が、現実的に実用性のあるものとなる。
【００５３】
図６は、放水用羽根車１１の他の具体例の縦断面を模式的に示す断面図である。
図６（ａ）に示す具体例において、放水用羽根車４１は、羽根車軸部４１ａと、これに連なる羽根車円板部４１ｂを有する。
羽根車円板部４１ｂの強制攪拌間隙２６に面した側に凹部を有する。凹部（溝）は磁石３０をその頭部を残して収容する。プレス加工又は切削加工等により、放水用羽根４２ａが凸部として形成された円板状の板状体４２を有し、磁石３０が羽根車円板部４１ｂの凹部及び板状体４２の凸部（放水用羽根４２ａ）の間に収容された後、板状体４２が羽根車円板部４１ｂに密着固定されることにより、磁石３０が処理水に対し密閉された状態で固定される。密着固定は当て板３３，３４と同様に行えばよい。
【００５４】
図６（ｂ）に示す具体例において、放水用羽根車５１は、羽根車軸部５１ａとこれに連なる羽根車円板部５１ｂを有する。
羽根車円板部５１ｂの強制攪拌間隙２６に面した側には、切削加工等により、予め突起が形成されていて、この突起が放水用羽根５１ｃとなる。一方、羽根車円板部５１ｂの下面には、上述した突起の位置に対応して、磁石３０を収容する凹部（溝）が切削加工等により形成されている。この凹部に磁石３０を挿入し、必要に応じてスペーサ部材５２を挿入した後、当て板３３を密着固定する。
【００５５】
図７は、本発明の他の実施の形態を模式的に示す説明図である。
図７（ａ）は放水用羽根車６１（上面）の平面図、図７（ｂ）は微細気泡・磁場併用型気液混合装置の縦断面を模式的に示す断面図である。
この実施の形態は、放水用羽根車６１の側に散気板６を設けた構造のものである。吸気カバー１２、散気板６の構造は、図１，図２の場合と同じである。
図７（ｂ）において、磁石３１付きの導水板６２と磁石３０付きの放水用羽根車６１を有し、導水板６２と放水用羽根車６１とは強制攪拌間隙６３をあけて対向している。
放水用羽根車６１は、モータ出力軸１０に連結される羽根車軸部６１ａと、この羽根車軸部６１ａに連なる羽根車円板部６１ｂと、この羽根車円板部６１ｂから強制攪拌間隙６３に突出する複数の放水用羽根２９を有している。
【００５６】
放水用羽根車６１に対し、導水板６２は水中モータ１の本体側と同じ側に、散気板６及び導水板６４は水中モータ１の本体側とは反対側に設けられている。導水板６２は貫通穴６２ａを有し、羽根車軸部６１ａを通している。貫通穴６２ａの口径は、羽根車軸部６１ａを挿入できればよく、オゾンの微細気泡が混和された処理水の導水路とはしない。
放水用羽根車６１に、軸方向から強制攪拌間隙６３の内径側に導入する軸方向導水路６５を設ける。
微細気泡混和手段は、散気板６と微細気泡混和間隙６６をあけて対向する導水板６４で構成され、処理対象水域の処理水を、微細気泡混和間隙６６を通過させて軸方向導水路６５に導く。そのため、導水板６４には、軸方向導水路６５に対応する中心部に貫通穴６４ａを有している。
微細気泡混和手段によりオゾンの微細気泡が混和された処理水は、放水用羽根車６１の回転により、放水用羽根車６１の軸方向から強制攪拌間隙６３の内径側に導入され、強制攪拌間隙６３を通過させて処理対象水域に放出する。
【００５７】
図７（ａ）に示すように、放水用羽根車６１は、モータ出力軸１０に連結される羽根車軸部６１ａと、羽根車円板部６１ｂと、両者をつなぐ複数の連結部６１ｃと、羽根車円板部６１ｂから下面側の強制攪拌間隙６３に面して突出する複数の放水用羽根２９を有し、その上面側は当て板３３で密着固定される。複数の連結部６１ｃの間隙が、軸方向導水路６５となる。この間隙の幅は特に狭くする必要はない。
図示の例では、放水用羽根車６１の連結部６１ｃは、等角度で配置された放射状連結部（スポーク）となっているが、軸方向の導水が、回転の影響を受けにくい導水路になるのであれば、この構造に限られるものではない。
【００５８】
導水板６４は、例えば、放水用羽根車６１の上面から0.3〜0.5mmの間隔をあけて、散気板６や導水板６２とともにモータベース２に取り付け固定される。導水板６４の板厚は薄くてもよい。導水板６４は、放水用羽根車６１の回転が、処理水の導入に影響を与えることを考慮して設けている。従って、導水板６４を省略してもよい。ただし、散気口２２の位置を回転軸よりにするか、羽根車円板部６１ｂの径を散気口２２の位置まで広げた方がよい。
放水用羽根車６１の他の構成部分は、図１，図２の放水用羽根車１１と同様である。また、磁石３０，３１の密閉は、図２、図６と同様に行えばよい。
【００５９】
ところで、モータ出力軸は、モータ本体から負荷側に引き出す方向、あるいは、モータ出力軸をモータ本体に押し込む方向のスラスト荷重を受ける場合がある。そのため、モータは、一般に、それぞれのスラスト加重を個別に受ける２個の軸受（例えば、スラスト円板）を備えている。一般に、モータ出力軸を引き出す方向の許容最大スラスト荷重は大きくないが、押し込む方向の許容最大スラスト荷重は大きくなるように設計されている。特に水中モータでは、押し込む方向の許容最大スラスト荷重は非常に大きくされている。
【００６０】
放水用羽根車の回転による遠心ポンプの動作原理上、回転中心側の負圧により、処理水は軸方向導水路に吸い込まれ、羽根車軸部及びこれに連結したモータ出力軸は、処理水が吸い込まれる方向とは逆方向に引き寄せられる。
従って、図１〜図７に示した実施の形態では、処理水が上から軸方向導水路に吸い込まれるから、モータ出力軸１０を引き出す方向にスラスト荷重が加わる。従って、回転数を上げたり、放水用羽根車の吐出し量を増やす構造にすると、モータの回転子の重力を上回るスラスト加重が引き出し方向に加わり、上述した一般的なモータでは稼働時間が長くなるにつれ、許容最大スラスト荷重の小さい方のスラスト軸受を徐々に摩耗させる。
そのため、モータ出力軸１０及び羽根車軸部１１ａが図示上方向に偏倚する。その結果、放水用羽根２９が導水板５に接触して回転が停止する事態が生じる。また、スラスト軸受の摩耗により、モータ主軸の横ぶれ振動が発生する。その結果、モータに定格を超える過電流が流れ、巻線が過熱して焼損するおそれがある。
【００６１】
図８は、本発明のさらに他の実施の形態を模式的に示す正面図である。
図１に示したものと、据付け、稼働方法、及び、材質等は同様であるが、処理水の流路を逆にするため、導水板７３及び導水板（散気板兼用）７２は、放水用羽根車７１に対し、水中モータ１の本体とは同じ側に設けられる。導水板７３及び導水板（散気板兼用）７２の中心部には、回転軸（図示の例では羽根車軸部７１ａであるが、構造によっては、羽根車軸部７１ａに連結されたモータ出力軸１０の場合もある）を通す貫通穴７３ａ，７２ａを有している。
【００６２】
吸気管７５から送り込まれたオゾンは、導水板７３と導水板７２との間の微細気泡混和間隙において、この間隙に導入される処理水中に微細気泡となって混和され、導水板７２に設けられた軸方向導水路から、導水板７２と放水用羽根車７１との間の、強制攪拌間隙の内径側に導入され、この強制攪拌間隙を通過させて処理対象水域に放出される。保護板７４は高速回転する放水用羽根車７１に触れないようにするためのものである。
【００６３】
貫通穴７２ａと羽根車軸部７１ａとの間の間隙が軸方向導水路となり、処理水は図示上方向に吸い込まれる。その結果、羽根車軸部７１ａに連結されたモータ出力軸１０をモータ本体側に押し込む方向にスラスト荷重がかかる。
水中モータ１の、この方向の許容最大スラスト荷重は大きいことから、回転数を上げたり、放水用羽根車の吐出し量を増やす構造にしても、スラスト軸受の摩耗は小さい。そのため、モータ出力軸１０及び羽根車軸部７１ａが図示下方向に偏倚するのを防止し、かつ、軸の横ぶれ振動の発生を抑制する。その結果、装置の長時間稼働が可能となる。
一方、貫通穴７３ａと羽根車軸部７１ａとの間は、微少間隙（例えば、0.5mm）として処理水が流れないようにする。
【００６４】
図９は、図８に示した実施の形態の縦断面を模式的に示す断面図である。
導水板７２の下面は、図２に示した散気板６の下面に対応し、導水板７３との間の微細気泡混和間隙８４に面してリング状の凹部７２ｂが形成されている。吸気管７５からコンプレッサで送り込まれたオゾンは、導水板７２の側面に設けられた吸気孔７２ｃからリング状の凹部７２ｂに供給される。
その開口部には、微細多孔が形成された散気口８１が設けられている。この凹部７２ｂ及び散気口８１は、微細気泡混和間隙８４のほぼ全面にわたっているが、図２と同様に、処理水が導入される入口側にのみ設けてもよい。
散気口８１は、図２の散気口２２と同様の網、微細孔を多数あけた金属板、多数の微細気孔を持つ合成樹脂膜、又は、多孔質セラミックであり、これらの部材は、リング状の当て板８２，８３で押さえられて、ビスで固定される。
【００６５】
導水板７２の貫通穴７２ａと羽根車軸部７１ａとの間は、軸方向上向きに吸水する軸方向導水路８５となる。導水板７２の上面は、図２に示した導水板５の下面に対応し、磁石３１を処理水に対し密閉状態で収容し、羽根車円板部７１ｂとの間が、強制攪拌間隙８６となる。
羽根車軸部７１ａを通す貫通穴７２ａと併用して、あるいはこれとは別に、この貫通穴７２ａの周囲に１又は複数の小さな貫通穴を設けて軸方向導水路８５としてもよい。
導水板７２の上面からオゾンを供給したり、導水板７２の側面の複数箇所からオゾンを供給したりしてもよい。導水板７２は、磁石３１が収容された導水板と散気板とを上下に重ね合わせたものでもよい。
放水用羽根車７１の他の構成部分は、図１，図２の放水用羽根車１１と同様である。また、磁石３０，３１の密閉は、図２、図６と同様に行えばよい。
【００６６】
図１０は、本発明のさらに他の実施の形態の縦断面を模式的に示す断面図である。
この実施の形態も、図８，図９に示した実施の形態と同様に、モータ出力軸１０をモータ本体側に押し込む方向にスラスト荷重がかかるようにしたものである。放水用羽根車９１に対し、導水板９３は水中モータ１の本体と反対側に、散気板９２及び導水板７３は水中モータ１の本体側に設けられることにより、処理水は、軸方向導水路を上方向に吸い込まれる。
導水板７３は、図９に示したものと同じである。
散気板９２は、配置からすれば、図７に示した導水板６４に対応し、貫通穴９２ａが設けられる。散気板９２は、その構成からすれば、図９に示した導水板７２の下半部と同様に、導水板７３との間の微細気泡混和間隙９８に面してリング状の凹部９２ｂが形成されている。吸気管９４から送り込まれたオゾンは、吸気孔９２ｃからリング状の凹部９２ｂに供給される。リング状の凹部９２ｂの開口部には、微細多孔が形成された散気口９５が設けられている。この凹部９２ｂ及び散気口９５も、処理水が導入される入口側のみに設けてもよい。散気口９５の構造、取り付け、吸気管７５，吸気孔７２ｃの配置等の変形例は、図９と同様であるので説明を省略する。
【００６７】
図７を参照して説明した実施の形態と同様に、散気板９２を導水板９３にではなく、放水用羽根車９１の側に対向させ、放水用羽根車９１に、処理水を軸方向下から強制攪拌間隙９６の内径側に導入する軸方向導水路９７を設けている。この軸方向導水路９７は、例えば、図７に示した軸方向導水路６５と同様に、羽根車軸部９１ａと羽根車円板部９１ｂとをつなぐ複数の連結部６１ｃの間の間隙である。
放水用羽根車９１の他の構成部分は、図１，図２の放水用羽根車１１と同様である。また、磁石３０，３１の密閉は、図２、図６と同様に行えばよい。
【００６８】
本発明は、上述した実施の形態以外にも種々変形可能である。以下、散気板の配置について種々の変形例について説明する。
図２において、微細気泡混和間隙２１は、散気板６と導水板５により形成されている。ここで、吸気カバー１２を除去し、散気板６を単なる導水板とし、導水板５を、図９に示した導水板７２の上下（天地）を反転させた散気板に変更してもよい。さらには、微細気泡混和間隙２１の上下両面を散気板にしてもよい。
図７において、微細気泡混和間隙６６は、散気板６と導水板６２により形成されている。ここでも吸気カバー１２を除去し、散気板６を単なる導水板とし、導水板６４を、図１０に示した散気板９２の上下を反転させた散気板に変更してよい。さらには、微細気泡混和間隙６６の上下両面を散気板にしてもよい。
【００６９】
図９において、微細気泡混和間隙８４は、導水板７２と導水板７３により形成されている。ここで、導水板７２を、図７に示した導水板６２のようなものとし、その貫通穴を軸方向導水路とする。導水板７３は、図１０に示した散気板９２を上下反転させ、その貫通穴を処理水が流れないようにする。さらには、微細気泡混和間隙８４の上下両面を散気板にしてもよい。
図１０において、微細気泡混和間隙９８は、散気板９２と導水板７３により形成されている。ここで、散気板９２と導水板７３の位置関係を反転させて、散気板９２を下にし、導水板７３を上にするとともに、貫通穴７３ａと羽根車軸部９１ａとの間隙を広げて軸方向導水路とし、貫通穴９２aを狭くして羽根車軸部９１ａの単なる挿通穴としてもよい。さらには、微細気泡混和間隙９８の上下両面を、散気板としてもよい。このように散気板９２と導水板７３の位置関係を反転させる場合、図７に示した導水板６４と同様に、導水板７３を省略することも可能である。
【００７０】
以上の各変形例において、装置の据え付けが、図面通りであった場合、散気口が上向き（水面側）になると、下向き（水槽底側）のものに比べて、処理水がリング状の凹部に侵入しやすく、散気口の目詰まりを引き起こしやすくなると考えられる。
一方、装置の天地を反転して据え付ける場合は、図面では下向きの散気口が、上向きになる。
【００７１】
上述した各実施の形態において、羽根の形状、枚数、モータの回転数をそのままにしてモータの出力を上げ、処理水の吐出し量を増やそうとすれば、羽根車円板部の直径を大きくし放水用羽根を長くすればよい。
しかし、羽根車円板部の直径を大きくすると、直径の5乗に比例して、処理水中を回転する羽根車円板部に加わる粘性抵抗が大きくなる。なお、この粘性抵抗は放水用羽根の有無によらない。
その結果、羽根車円板部の直径を大きくすると、処理水を吐出すために消費される電力に比べて、放水用羽根車を処理水中で回転させるために消費される電力の割合が大きくなる。
例えば、放水用羽根車の直径を160mmφとし、3600rpm出力3.7kWのモータを使用するとき、放水用羽根車を回転させるために消費される電力は、約2kWになり、処理水を吐出すために消費される電力は残りの1.7kWである。次に、直径を190mmφとすると、放水用羽根車を回転させるために消費される電力は、約5kWになり、3600rpm出力7.5kWのモータを用いても、処理水を吐出すために消費される電力は残りの2.5kWに過ぎない。
【００７２】
図１１は、本発明のさらに他の実施の形態を模式的に示す正面図である。
図中、図１，図８と同様な部分には同じ符号を付している。この実施の形態は、図１に示した装置と図８に示した装置とを上下２段に重ね合わせ、放水用羽根車１１と放水用羽根車７１を一体化したものをモータ出力軸１０に連結したものである。
図示の例では、放水用羽根車１０１は、放水用羽根車上部１０２と放水用羽根車下部１０３を重ね合わせて一体化している。
放水用羽根車上部１０２は、上羽根車軸部１０２ａとこの上羽根車軸部１０２ａに連なる上羽根車円板部１０２ｂと、この上羽根車円板部１０２ｂから上部強制攪拌間隙に突出する複数の放水用羽根２９を有する。同様に、放水用羽根車下部１０３は、下羽根車軸部１０３ａとこの下羽根車軸部１０３ａに連なる下羽根車円板部１０３ｂと、この下羽根車円板部１０３ｂから下部強制攪拌間隙に突出する複数の放水用羽根２９を有する。
導水板５の中心部に開口している円形の貫通穴５ａに放水用羽根車１０１の上羽根車軸部１０２ａが間隙をあけてはめ込まれ、この間隙が上部軸方向導水路となる。
一方、導水板（散気板兼用）７２の中心部に開口している円形の貫通穴７２ａに放水用羽根車１０１の下羽根車軸部１０３ａが間隙をあけてはめ込まれ、この間隙が下部軸方向導水路となる。
【００７３】
上述したように、放水用羽根車１０１の上下両面に放水用羽根２９を設けても、羽根車円板部を２枚に分けるわけではないから、粘性抵抗は変わらない。一方、処理水の吐出し量は２倍になる。その結果、放水用羽根車１０１の羽根車円板部（上羽根車円板部１０２ｂ，下羽根車円板部１０３ｂ）の直径を大きくした場合に比べて、効率を高くすることができる。
下部強制攪拌間隙を通過する処理水の吐出し量と上部強制攪拌間隙を通過する処理水の吐出し量を同じにした場合は、放水用羽根車１０１がモータ出力軸１０に与えるスラスト荷重は、原理的にはゼロになる。従って、一応は、水中モータ１の軸受寿命を延ばすことができる。
【００７４】
しかし、構造上のばらつきおよび経年変化により、上部強制攪拌間隙を通過する処理水の吐出し量が下部強制攪拌間隙を通過する処理水の吐出し量よりも大きくなると、モータ出力軸１０を水中モータ１から引き出す方向のスラスト荷重が加わる。そうすると、水中モータ内部の、引き出す方向の許容最大スラスト荷重の小さな軸受の摩耗により、モータ出力軸１０が水中モータ１から引き出される方向に偏倚し、上羽根車円板部１０２ｂから上部強制攪拌間隙に突出する放水用羽根２９が導水板５に衝突するようになる。かつ、上述した軸受の摩耗により、横ゆれ振動を発生し、モータに過電流が流れる。
従って、予め、下部強制攪拌間隙を通過する処理水の吐出し量が上部強制攪拌間隙を通過する処理水の吐出し量よりも多くなるようにする。
経年変化があっても、放水用羽根車１０１は、常に、モータ出力軸１０を水中モータ１に押し込む方向のスラスト荷重を与えるので、この押し込む方向のスラスト荷重に強い軸受の摩耗は小さい。従って、モータ出力軸１０が図示上方向及び下方向に偏倚するのを防止し、かつ、軸の横ぶれ振動の発生を抑制する。その結果、装置の長時間稼働が可能となる。
【００７５】
図１２は、図１１に示した実施の形態の縦断面を模式的に示す断面図である。
図中、図２，図９，図１１と同様な部分には同じ符号を付している。
放水用羽根車上部１０２の下面と放水用羽根車下部１０３の上面とは重ね合わされ、上羽根車軸部１０２ａの回転中心側と下羽根車軸部１０３ａの回転中心側は、中空の円筒状である。その中空部に異径の段差を有するモータ出力軸１０が嵌合され、上羽根車軸部１０２ａの先端部頂面に、押さえ金具２７を介してボルト２８をモータ出力軸１０に締結することにより、一体となった放水用羽根車１０１がモータ出力軸１０に結合される。図示しないが、モータ出力軸１０にキーを設け、上羽根車軸部１０２ａ及び下羽根車軸部１０３ａにキー溝を設けている。
微細気泡混和間隙８４は下部微細気泡混和間隙となり、軸方向導水路８５は下部軸方向導水路となり、強制攪拌間隙８６は下部強制攪拌間隙となる。一方、微細気泡混和間隙２１は上部微細気泡混和間隙となり、軸方向導水路２５は上部軸方向導水路となり、強制攪拌間隙２６は上部強制攪拌間隙となる。
【００７６】
微細気泡混和間隙８４、微細気泡混和間隙２１に面する散気口の形状、配置、吸気カバーの採用不採用等は、図２，図９の場合と同様に種々変形可能である。
図示の例では、散気口８１の面積を、元の図９に示した散気口８１の面積に比べて小さくし、散気口２２とは同じ面積及び同じ配置になるようにしている。しかし、必ずしもこのようにする必要はない。吸気管７５から供給するオゾンの流量と、吸気管４から供給されるオゾンの流量とは、それぞれのオゾン供給系統に流量計とバルブを設けることにより、調整することができる。
【００７７】
放水用羽根車上部１０２には、複数の磁石が上羽根車円板部１０２ｂから放水用羽根２９の上部強制攪拌間隙２６に突出する部分の内部に入り込んだ状態で、スペーサ３２とともに上羽根車円板部１０２ｂに収容されている。一方、放水用羽根車下部１０３には、複数の磁石が下羽根車円板部１０３ｂから放水用羽根２９の下部強制攪拌間隙８６に突出する部分の内部に入り込んだ状態で、スペーサ３２とともに下羽根車円板部１０３ｂに収容されている。磁石３０及びスペーサ３２が収容された放水用羽根車上部１０２及び放水用羽根車下部１０３が重ね合わされて一体化されることにより、処理水に対し密閉状態で収容される。
【００７８】
磁石の収容には、図６（ａ），図６（ｂ）に示した方法を用いることもできる。図６（ａ）に示した円板状の板状体４２を用いる方法では、放水用羽根車１０１として、最初から上部と下部とが一体化された放水用羽根車を用いることができる。
上羽根車円板部１０２ｂ側にある放水用羽根２９及び磁石３０と下羽根車円板部１０３ｂ側にある放水用羽根２９及び磁石３０とは、大きさ、個数、配置を同じにしてもよい。この場合、図５（ｄ）に示した配置を採用した場合は、上部と下部とで回転方向が逆になるので、羽根の傾き方向も逆にする。しかし、上面から見たときには、下部の放水用羽根２９及び磁石３０は裏側から見ていることになるので、上部と下部とで同一に見える配置となる。
上述した説明では、磁石３０がスペーサ３２を介して上下に配置されていた。これに代えて、スペーサ３２をなくして、上下の磁石を一体のものとしてもよい。
【００７９】
図１１を参照して説明したように、下部強制攪拌間隙８６を通過する処理水の吐出し量が上部強制攪拌間隙２６を通過する処理水の吐出し量よりも多くなるようにした。その実現方法の具体例を次に説明する。
（１）導水板７２と放水用羽根２９との間隔、及び、導水板５と放水用羽根２９との間隔を等しくする（この間隔は強制攪拌の作用と磁場の作用に大きな影響を与える）という前提で、導水板７２と下羽根車円板部１０３ｂとの間隔が、導水板５と上羽根車円板部１０２ｂとの間隔よりも広くする。
言い換えれば、導水板７２，５と放水用羽根２９との間隙における強制攪拌および磁場の作用を、下部強制攪拌間隙８６と上部強制攪拌間隙２６とで等しくした上で、下羽根車円板部１０３ｂから突出する放水用羽根２９の突き出し長さを、上羽根円板部１０２ｂから突出する放水用羽根２９の突き出し長さよりも大きくすることにより、下部強制攪拌間隙８６を通過する処理水の吐出し量の方が多くなるようにする。
この方法によれば、構成部材の加工及び装置組み立て時の調整が容易である。
【００８０】
（２）下羽根車円板部１０３ｂに設ける放水用羽根２９の個数を、上羽根車円板部１０２ｂに設ける放水用羽根２９の個数よりも多くする。
（３）下羽根車円板部１０３ｂに設ける放水用羽根２９の長さを上羽根車円板部１０２ｂに設ける放水用羽根２９の長さよりも長くする。
（４）下部微細気泡混和間隙８４の処理水中へ供給するオゾンの流量を、上部微細気泡混和間隙２６の処理水中へ供給するオゾンの流量よりも少なくする。オゾンの流量は、吸気管７５，４に供給するオゾンの圧力、及び、散気口８１，２２の面積等の構造的要因に応じて決まる。
（５）上述した種々の条件の総合的な作用により、下部強制攪拌間隙８６を通過する処理水の吐出し量の方が多くなるようにする。
【００８１】
図１３は、図１〜図５に示した本発明の実施の形態に近い構造の試作機を用いた実験結果を示すグラフである。
流水テストにより、CODと界面活性剤の溶存量の時間的変化を測定した。
試作機は、散気板６の構造は図１，図２とほぼ同様であるが、磁石３０，３１が密閉されない構造のものである。すなわち、磁石３０そのものを放水用羽根としている。放水用羽根の配置は図５（ｄ）に示したものである。上面寸法□280mm、高さ118mm、羽根車円板部160mmφ、モータ回転数3600rpm、モータ出力3.7KW/hである。
図１６に示したオゾンの水溶解性の試験結果及びオゾンの分解性の試験結果は示さないが、オゾンの供給量を、図１４（ｂ）に示した第１の従来例の装置の5，6倍、6L〜10L/minにすることができる。
【００８２】
0.3m3の反応水槽に試作機を入れ、バイオ原水を反応水槽に流し込むと同時に排水をする流水テストである。phが約7になることを狙ったバイオ原水を用い、COD（左側目盛）及び界面活性剤の溶存量を試験した。オゾン発生装置から試作機に供給するオゾンの積算投入量は20g/hであった。
CODは、当初、約30であったが、２時間後には約5に低減した。界面活性剤は、当初約9（図示グラフ外）であったが、30分経過までに急速に低下した。従来も、オゾンと光触媒を用いて界面活性剤を除去する試験がされていたが、その場合、BOD，CODが増えるという問題があった。
上述した試験結果から、単にオゾンの溶存量が増大し溶解性が高まっただけでなく、水質浄化が質的に大きく変化したことがわかる。
【００８３】
上述した説明において、磁石３０，３１を処理水に対し密閉状態で収容する構成は、本発明の実施の形態として説明した装置に限らず、図１４（ｂ）を参照して説明した第１の従来例の磁石１５４ｍ，１５６ｍ、図１５を参照して説明した第２の従来例の磁石２０３Ｍ，２０４Ｍ、等に適用することができる。
【００８４】
本発明の装置は、オゾンを供給した場合、生活排水、工場排水、し尿等の下水処理設備、メッキ工場のクロム廃液（凝集剤を併用）などの成分凝集，凝固、等の水質浄化に適用することができる。
本発明は、従来のオゾンのバブリング処理に比べて設備投資が少ない。稼働時の消費電力の節減もできる。また、生物処理に比べて再現性がよく、また、生物処理では浄化不可能な水質でも浄化する能力がある。
このほか、上水処理設備におけるオゾン滅菌処理に適用することができる。脱色処理、脱臭処理、各種用途のあるオゾン水の生成処理に適用することができる。
上述した各用途において、回転駆動力を与える装置であるモータは、必ずしも処理水中に浸けておく必要はない。
上述した説明では、主としてオゾンを供給した場合について説明したが、池や湖沼、魚介類の養殖場の水質を浄化する場合に、大気中の空気を供給し、空気中の酸素を処理水に溶存させて行う水質浄化にも適用できる。オゾンに比べて酸化能力が大幅に低下するが、微細気泡の生成能力、酸化能力が従来よりも向上する。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の実施の一形態の微細気泡・磁場併用型気液混合装置を模式的に示す平面図及び正面図である。
【図２】図１（ａ）Ａ−Ａに沿った縦断面を模式的に示す断面図である。
【図３】図１，図２に示した散気板の一例を示す平面図（下面）である。
【図４】図１，図２に示した導水板の一例を示す平面図（下面）である。
【図５】図１，図２に示した放水用羽根車の一例を示す説明図である。
【図６】放水用羽根車の他の具体例の縦断面を模式的に示す断面図である。
【図７】本発明の他の実施の形態を模式的に示す説明図である。
【図８】本発明のさらに他の実施の形態を模式的に示す正面図である。
【図９】図８に示した実施の形態の縦断面を模式的に示す断面図である。
【図１０】本発明のさらに他の実施の形態の縦断面を模式的に示す断面図である。
【図１１】本発明のさらに他の実施の形態を模式的に示す正面図である。
【図１２】図１１に示した実施の形態の縦断面を模式的に示す断面図である。
【図１３】図１〜図５に示した本発明の実施の形態に近い構造の試作機を用いた実験結果を示すグラフである。
【図１４】微細気泡・磁場併用型気液混合装置の第１の従来例の説明図である。
【図１５】微細気泡・磁場併用型気液混合装置の第２の従来例の説明図である。
【図１６】第２の従来例の微細気泡・磁場併用型気液混合装置を原型とした装置を用いた実験結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８６】
１…水中モータ、２…モータベース、３…微細気泡・磁場併用型気液混合装置、４…吸気管、５…導水板、６…散気板、１０…モータ出力軸、１１…放水用羽根車、１２…吸気カバー、２１…微細気泡混和間隙、２２…散気口、２５…軸方向導水路、２６…強制攪拌間隙、２９…放水用羽根、３０，３１…磁石
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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