(57)【要約】【課題】  簡易な構造でありながら、効果的に、微小かつ無数の空気粒子を水に混合することができる微粒水滴発生装置を提供することを目的とする。【解決手段】  同一直線Ｌ上に対向して配設され、被処理水を噴射し大気中で衝突させて円盤状衝突塊を形成しつつ微細空気を含ませる一対の第１・第２ノズル１，２を、備える。被処理水は、水面よりも所定深さのエア供給域から汲み上げられた水である。第１・第２ノズル１，２は、ポンプ装置に接続された吐出管６を、分岐部16で分岐した一対の分岐管６Ａ，６Ｂに、夫々接続されると共に、同径のノズル噴射口を、有する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一直線（Ｌ）上に対向して配設され、被処理水を噴射し大気中で衝突させて円盤状衝突塊を形成しつつ微細空気を含ませる一対の第１・第２ノズル（１)(２）を、備えたことを特徴とする微粒水滴発生装置。
【請求項２】
被処理水は、水面（８）よりも所定深さのエア供給域（Ｚ）から汲み上げられた水であって、
該水を貯めるタンク（７）と、該タンク（７）内に貯まった水を上記第１・第２ノズル（１)(２）に圧送するポンプ装置（Ｐ）と、微細空気が含まれた水を上記エア供給域（Ｚ）へ導く排出管（５）と、を備えた請求項１記載の微粒水滴発生装置。
【請求項３】
上記第１・第２ノズル（１)(２）は、上記ポンプ装置（Ｐ）に接続された吐出管（６）を、分岐部（16）で分岐した一対の分岐管（６Ａ)(６Ｂ）に、夫々接続されると共に、同径のノズル噴射口（11)(12）を、有する請求項１又は２記載の微粒水滴発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水に微細空気を混合する微粒水滴発生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、水に微細空気を供給して微粒水滴を発生する装置として、吐出圧力の高いポンプと、低いポンプの各々の吐出口を、耐圧配管にて接続し、かつ、高吐出圧力のポンプの吸引口に、エアとともに水が供給される供給管を接続し、さらに、低吐出圧力のポンプの吸引口に、流量及び圧力制御を行うバルブを有するノズルを設置して、両ポンプの運転時の圧力差を利用してノズルから微細空気を発生させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
そして、発生した微細空気は、水槽内の水に混合される。
【特許文献１】特開平８−１５５４３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この従来の微細気泡発生装置は、渦巻きポンプを２台と、小型エアーポンプと、大小２台の水槽を用いるものなので、使用する機械，資材の数量が多く、コストが掛かる上に、大きな設置場所を必要とする。しかも、夫々のポンプについても定期的にメンテナンスを行わなければならず、維持管理に、手間が掛かる。
【０００４】
そこで、本発明は、簡易な構造でありながら、効果的に、微小かつ無数の空気粒子を水に混合することができる微粒水滴発生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するために、本発明に係る微粒水滴発生装置は、同一直線上に対向して配設され、被処理水を噴射し大気中で衝突させて円盤状衝突塊を形成しつつ微細空気を含ませる一対の第１・第２ノズルを、備えたものである。
【０００６】
また、被処理水は、水面よりも所定深さのエア供給域から汲み上げられた水であって、該水を貯めるタンクと、該タンク内に貯まった水を上記第１・第２ノズルに圧送するポンプ装置と、微細空気が含まれた水を上記エア供給域へ導く排出管と、を備えた。
【０００７】
また、上記第１・第２ノズルは、上記ポンプ装置に接続された吐出管を、分岐部で分岐した一対の分岐管に、夫々接続されると共に、同径のノズル噴射口を、有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、次のような著大な効果を奏する。
第１・第２ノズルから、同じ水量，同じ圧力の被処理水を、同一直線上で噴射して、衝突させることができるので、効果的に、被処理水に、微細空気を混合させて、微粒水滴を形成することができる。
このように、簡易な構造でありながら、効果的に、微小かつ無数の空気粒子を、被処理水に混合させることができる。
さらに、吸引管の吸引口と、排出管の排出口とを、自在に移動することで、所望のエア供給域の水に、微粒水滴を送り込むことができる。
また、被処理水を、一旦タンク内に貯めて、その後、ポンプ装置で、第１・第２ノズルに圧送するようにすれば、第１・第２ノズルから、安定して噴射させることができ、効果的に、被処理水に、微細空気を混合させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、実施の形態を示す図面に基づき、本発明を詳説する。
図１，図２，図３及び図４に示すように、本発明に係る微粒水滴発生装置は、水面８よりも所定深さのエア供給域Ｚに吸引口４ａを開口する吸引管４と、水面８の上側に設置されエア供給域Ｚの水（被処理水）を吸引管４を通して吸引するポンプ装置Ｐと、ポンプ装置Ｐの近傍に設置されポンプ装置Ｐから圧送された被処理水に微細空気を混合させる（含ませる）微粒水滴発生体（溶存水供給体）３と、微細空気が混合された被処理水をエア供給域Ｚに導く排出管５と、を備える。被処理水は、水面８よりも所定深さのエア供給域Ｚから汲み上げられた水である。
微粒水滴発生体３と、ポンプ装置Ｐの吐出口とは、吐出管６で連結される。
この微粒水滴発生装置は、例えば、飲食店の食堂の排水路や、団地の排水溝の水中に、溶存酸素を多く含む微細空気を混合するためのものである。また、エア供給域Ｚとは、水中の、微細空気を混合したい場所である。
【００１０】
具体的には、微粒水滴発生体３は、箱型のケーシング30と、ケーシング30に差し込まれた吐出管６をケーシング30内で２方へ分岐するチーズ継手等の分岐部16と、分岐部16に接続された一対の分岐管６Ａ，６Ｂと、分岐管６Ａ，６Ｂの先端に夫々接続され同一直線Ｌ上に対向して配設され被処理水を噴射し大気中で衝突させて円盤状衝突塊を形成しつつ微細空気を含ませる一対の第１・第２ノズル１，２と、を有する。
ケーシング30は、側面下部あるいは底面に、第１・第２ノズル１，２によって形成された微粒水滴をエア供給域Ｚに循環するための排出接続部31を、有し、接続部31に、排出管５が接続される。
さらに、ケーシング30は、その上壁に、ケーシング30内に外部のエアを導入するためのボール弁等のバルブ33が、ネジソケット32を介して、取り付けられる。また、分岐管６Ａ，６Ｂのどちらか一方は、分岐部36で分岐して、ケーシング30の外部で、プラグ34で栓封される。
ケーシング30内の継手，管、及びケーシング30は、ステンレス等の耐蝕性を有する材質から成り、ケーシング30は、外面に、酸洗処理が施される。
【００１１】
また、第１・第２ノズル１，２は、夫々のノズル噴射口11，12のノズル径φが同径であり、ノズル径φが３mm，４mm，５mmのものを、用意する。そして、所望の噴射圧力に応じて、所望の同じノズル径φを有するノズル１，２を選択し、分岐管６Ａ，６Ｂの先端に、着脱自在として接続する。
第１・第２ノズル１，２は、同一直線Ｌ上で対向するように芯合わせしつつ、分岐管６Ａ，６Ｂの先端に、螺着等により、接続される。ノズル噴射口11，12の離間距離Ｘは、約30mmに、設定される。第１・第２ノズル１，２は、例えば、夫々、外径が約10mmで、長さが約50mmである。
【００１２】
また、吸引管４は、10〜15mm程度（より好ましくは12mm）の内径を有するフレキシブルホース等であり、その基端がポンプ装置Ｐの吸込口に接続されると共に、吸引口４ａに、エア供給域Ｚの水中のゴミ等を吸引管４内に吸引させないためのストレーナ14が、取付けられる。排出管５の内径は、25mm程度である。
また、ポンプ装置Ｐの一例として、出力40Ｗ，60Hz（30Ｗ，50Hz）のマグネット駆動式自吸ポンプを、適用する。
【００１３】
次に、図５に示す微粒水滴発生装置は、エア供給域Ｚの被処理水を（一旦）貯めるタンク７と、タンク７内に貯まった被処理水を第１・第２ノズル１，２に圧送するポンプ装置Ｐと、微細空気が含まれた水をエア供給域Ｚへ導く排出管５と、を備える。
タンク７内には、エア供給域Ｚの水が、自然流入する構成となっている。
具体的には、タンク７は、水面８よりも低位置に取水口７ａを有しており、取水口７ａに、（図１で既述したと同様の）吸引管４の上端が、接続され、エア供給域Ｚの水を、位置エネルギーに変換された高圧力により、吸引管４内を上昇させて、タンク７内に自然流入させている。
タンク７は、図５のように地面に埋設されたり、あるいは、図示省略するが、（ブイ，木材，浮力材等の）フロートを備え、水面８に浮上するものであってもよい。
ポンプ装置Ｐは、タンク７内に配設され、微粒水滴発生体３は、タンク７の近傍に設けられており、ポンプ装置Ｐと、微粒水滴発生体３とは、吐出管６で連結される。
ポンプ装置Ｐ，吐出管６，微粒水滴発生体３及び排出管５の構成は、図１〜図４で既述したものと、同様である。
図示省略するが、ポンプ装置Ｐを、タンク７の外部に配設し、タンク７内に貯まった水を汲み上げる吸引管を、ポンプ装置Ｐの吸込口に、接続してもよい。
あるいは、図示省略するが、タンク７を、水面８よりも上方に設置し、タンク７内に設置されたポンプ装置Ｐとは別のポンプを、タンク７の近傍に設け、このポンプに吸引管４を接続して、エア供給域Ｚの被処理水を、タンク７内に導くように、してもよい。
【００１４】
また、図６及び図７は、微粒水滴発生装置の他の例を示し、図１，図２に示す装置とは、次の点で相違する。即ち、吐出管６と、排出管５との間に、微粒水滴発生体３ではなく、タンク７が配設され、連結される。
具体的には、タンク７は、（後述する）所定高さ以上の内部空間17を有し、水面８よりも上方に設置され、上部に、吐出管６が接続される。
そして、タンク７は、内部空間17の下部に、衝突発生空間17ａを形成する隔壁18を、有する。
この隔壁18は、底壁19上に立設し対向する一対の縦壁部18Ａ，18Ｂを有し、この縦壁部18Ａ，18Ｂは、一対の第１・第２ノズル１，２が、同一直線Ｌ上で対向して、衝突発生空間17ａ内に突出状として、取り付けられる。
そして、排出管５の（排出口５ａと逆側の）基端側が、タンク７の底壁19の、衝突発生空間17ａの下面側に、接続される。
また、エア導入管25が、一端をタンク７の天板より高位置に開口すると共に、他端を衝突発生空間17ａ内に開口して、設けられており、微粒水滴発生の際に、外部のエアが、エア導入管25を通って、衝突発生空間17ａ内に導入される。
タンク７の内部空間17は、貯まった水の位置エネルギーを、第１・第２ノズル１，２から高圧力の噴射エネルギーに変換する高さに、設定される。
なお、図示省略するが、この装置は、設計変更自在であり、一対の縦壁部18Ａ，18Ｂの間隔を小さく設定すると共に、縦壁部18Ａ，18Ｂに、直接に、同一直線Ｌ上に開口され被処理水を噴射して衝突させる一対の孔を、貫設して、前述の第１・第２ノズル１，２を構成してもよい。
以上のように、図１〜図７の微粒水滴発生装置は、水のばっ気を行う装置である。
【００１５】
次に、微粒水滴発生装置の使用方法及び作用について、説明する。
先ず、図１，図２に示す微粒水滴発生装置に於て、飲食店の食堂の排水路や、団地の排水溝等の水中のエア供給域Ｚに、吸引管４の吸引口４ａと、排出管５の排出口５ａを、配設する。
ポンプ装置Ｐを駆動させると、エア供給域Ｚの被処理水が、吸引管４，ポンプ装置Ｐ，吐出管６を介して、微粒水滴発生体３に供給される。
【００１６】
微粒水滴発生体３に於て、ポンプ装置Ｐから圧送されてきた被処理水が、吐出管６内を通って、分岐部16で、分岐管６Ａ，６Ｂ内に分岐する。
そして、一対の第１・第２ノズル１，２から、被処理水が、同じ水量・圧力で噴射し衝突して円盤状衝突塊20を形成しつつ、微細空気が被処理水に混合され、空気に被覆された無数の微粒水滴が、形成される。
微細空気が被処理水に混合される最中に、外部のエアが、バルブ33を介して、ケーシング30内に流入し、（ケーシング30内が負圧となるのを防止しつつ、）効率よく微粒水滴が形成される。
そして、微粒水滴が、排出管５に自然流入して、エア供給域Ｚに送り戻される。
【００１７】
次に、図５に示す微粒水滴発生装置に於ては、ポンプ装置Ｐの停止時には、タンク７内は、水面８と同じ水位ａを保っている。
そして、ポンプ装置Ｐを駆動させると、図１，図２に於て既述したと同様に、微粒水滴発生体３に被処理水が流れて、微粒水滴が形成され、排出管５に自然流入して、エア供給域Ｚに送り戻される。
ポンプ装置Ｐを駆動させると、タンク７内の水位は低下するが、低下した分だけ水面８との位置差が生じ、位置エネルギーに変換された高圧力によってエア供給域Ｚの水が、吸引管４の吸引口４ａから吸い込まれて、タンク７内に自然流入する。なお、ポンプ装置Ｐによる汲上速度と吸引管４からの流入速度とが等しくなることで、タンク７内の水位の変動がなくなり、一定の水位ｂが保持される。
【００１８】
次に、図６，図７に示す微粒水滴発生装置に於て、ポンプ装置Ｐを駆動させて、エア供給域Ｚの被処理水を汲み上げ、タンク27内に流入させる。
タンク27の内部空間17に貯まった被処理水は、位置エネルギーから運動エネルギーに変換されて、第１・第２ノズル１，２から噴射し、衝突発生空間17ａ内に於て衝突して、円盤状衝突塊20を形成しつつ微細空気が混合され、微粒水滴となる。微細空気が被処理水に混合される最中に、外部のエアが、エア導入管25を通って、衝突発生空間17ａ内に流入し、この空間17ａ内が負圧となるのを防止しつつ、効率よく微粒水滴が形成される。
そして、排出管５に自然流入して、エア供給域Ｚに送り戻される。
【００１９】
以上のように、本発明に係る微粒水滴発生装置は、同一直線Ｌ上に対向して配設され、被処理水を噴射し大気中で衝突させて円盤状衝突塊を形成しつつ微細空気を含ませる一対の第１・第２ノズル１，２を、備えたものなので、簡易な構造でありながら、効果的に、微小かつ無数の空気粒子を水に混合、(空気溶存液として)溶融させることができる。
【００２０】
また、被処理水は、水面８よりも所定深さのエア供給域Ｚから汲み上げられた水であって、水を貯めるタンク７と、タンク７内に貯まった水を第１・第２ノズル１，２に圧送するポンプ装置Ｐと、微細空気が含まれた水をエア供給域Ｚへ導く排出管５と、を備えているので、エア供給域Ｚから取り出した水に、微小かつ無数の空気粒子を含んだ微粒水滴を混合することができ、エア供給域Ｚに、十分な酸素を送り込む送り込むことができる。
また、タンク７内に、エア供給域Ｚの被処理水を一旦貯めて、その後で、ポンプ装置Ｐにより、ノズル１，２に圧送するので、第１・第２ノズル１，２から、安定して噴射させることができ、効果的に、被処理水に、微細空気を混合させることができる。
また、吸引管４の吸引口４ａと、排出管５の排出口５ａとを、移動すれば、所望のエア供給域Ｚの水に、微粒水滴を送り込むことができる。
【００２１】
また、第１・第２ノズル１，２は、ポンプ装置Ｐに接続された吐出管６を、分岐部16で分岐した一対の分岐管６Ａ，６Ｂに、夫々接続されると共に、同径のノズル噴射口11，12を、有するので、第１・第２ノズル１，２から、同じ水量，同じ圧力の被処理水を、同一直線上で噴射して、衝突させることができ、効果的に、被処理水に、微細空気を混合させて、微粒水滴を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る微粒水滴発生装置の実施の一形態を示す正面図である。
【図２】要部一部断面正面図である。
【図３】要部拡大断面正面図である。
【図４】要部拡大断面正面図である。
【図５】本発明に係る微粒水滴発生装置の他の実施の形態を示す一部断面正面図である。
【図６】本発明の微粒水滴発生装置の別の例を示す一部断面正面図である。
【図７】要部一部断面正面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  第１ノズル
２  第２ノズル
５  排出管
６  吐出管
６Ａ，６Ｂ  分岐管
７  タンク
８  水面
11，12  ノズル噴射口
16  分岐部
Ｌ  直線
Ｐ  ポンプ装置
Ｚ  エア供給域
【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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