(57)【要約】【課題】１ｍｍ以下の直径をもつ気泡を発生させることができる技術を提供する。  【解決手段】幅３０μｍ以下の非円形である気体放出スリットを備えたことを特徴とするガス分散器。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体放出孔短辺の最大幅が３０μｍ以下の非円形のスリット状であることを特徴とするガス分散器。
【請求項２】
気体放出スリットの長辺の長さが１〜３０ｍｍであることを特徴とする請求項１記載のガス分散器。
【請求項３】
非円形のスリット形状が矩形であることを特徴とする請求項１又は２記載のガス分散器。
【請求項４】
気体放出スリットを、枠体の中央空間から枠体の外側に通ずる溝が形成された１乃至複数個の中間枠体あるいはガス分散器の両端面に配置した平面板体を積層することにより形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のガス分散器。
【請求項５】
中間枠体に形成される溝が、同一中間枠体上に複数形成されていることを特徴とする請求項４記載のガス分散器。
【請求項６】
切欠きを１つまたは複数個もつ中間枠体と、切欠きを持たない平面枠体とを、交互に複数積層することで、合同なスリットをガス分散器の散気面上に２次元的に複数配置することを特徴とする請求項５記載のガス分散器。
【請求項７】
隣接するスリット間隔ｘを、ｘ＞２ｍｍとすることを特徴とする請求項５〜６記載のガス分散器。
【請求項８】
幅３０μｍ以下の非円形である気体放出スリットを備えたガス分散器を液中に配置し、気体放出スリットからガスを放出することにより、径１ｍｍ以下の泡を発生する方法。
【請求項９】
前面板と後面板との間にガス放出用の切欠きを形成した中間枠体を設けて一体化してなるガス分散器の中間枠体の製造方法であって、
切欠きが中間枠体の中央空間部に連通する溝状に形成することを特徴とするガス分散器の中間枠体の製造方法。
【請求項１０】
溝状に切欠きを形成する手段として、枠の一部を切欠いた枠体と切欠きを設けない全枠体とを積層することにより、中央空間部に連通するコ字状の溝状の切欠き付き中間枠体を製造することを特徴とする請求項９記載のガス分散器の中間枠体の製造方法。
【請求項１１】
溝状に切欠きを形成する手段として、枠体の一部を中央空間側から外側まで連続して溝の深さに相当する厚さのマスキングを施し、その後マスキングを施した側の全面に合成樹脂剤または無機系塗布剤を塗布し、その後マスキングを取り除くことにより、中央空間部に連通する溝状の切欠き付き中間枠体を製造することを特徴とする請求項９記載のガス分散器の中間枠体の製造方法。
【請求項１２】
溝の深さが３０μｍ以下であることを特徴とする請求項９〜１１いずれかに記載のガス分散器の中間枠体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中など液体中に気体を泡状にして供給する気泡発生技術に関する。このような気泡発生装置は、廃水処理における曝気槽などに用いられる。
【背景技術】
【０００２】
下水や産業排水等の有機性排水を活性汚泥処理する際、曝気槽内に空気を導入し酸素を供給する散気装置が使用される。散気装置では、セラミックやプラスチックの微粒子を高温で板状または円筒状に焼結した多孔質体が広く使用されている。
従来の廃水処理における曝気槽の性能は、液中への酸素溶解速度が高いほど活性汚泥への酸素供給律速を解消でき、向上することが知られている。そのため、ガス分散器としては、微細な円孔をもつ多孔板やランダムな形状の孔をもつ多孔質板などが用いられることが多く、それにより、より小さなサイズの気泡を発生させ、単位体積あたりの気液接触面積を大きくすることを試みている。実際に水-空気系において従来のガス分散器から発生する気泡の大きさは通常３〜10ｍｍ程度であることが知られている。
一方、ガス分散器付近に強制液対流を起こさせる改善や、強力な液のせん断力を利用したマイクロバブル発生器など利用して生成気泡サイズをより小さくする試みもされている。
【０００３】
発生気泡をより小さくすれば気液の接触面積を増大でき、酸素溶解効率を向上させることができる。そのためには、散気面の開口直径をより小さくする必要性がある。
セラミックやプラスチックの微粒子の多孔質焼結体において、散気面の開口直径を小さくするためには、より小さい粒径を使用して焼結を行うことになる。セラミック焼結体は、曲げ強度が小さいので、外力や空気圧力によって割れないようにするためには、その厚さを１０ｍｍ以上とする必要がある。また、セラミック焼結体は割れ易いので、１枚当たりの散気面積を小さくせざるを得ず、そのために設置枚数が多くなり、コストを押し上げる。
ゴム製のメンブレンを用いた散気装置が開発されている。ゴムの薄膜にスリットを切り込んだものを使用する装置で、曝気時にはゴムが膨らむことによりスリットが開いて気泡を発生させ、曝気停止時にはスリットが閉じて汚水の逆流を防止するものである。
いずれも散気板面上の孔径は不ぞろいになるため、通気ガス流量によっては気泡が出ない孔が生じたり、孔毎に生成気泡サイズが異なる。
【０００４】
先行文献としては次のような例がある。
特許文献１（特開２００５−１７７５５１号公報）には、散気面に使用されるメッシュクロス１は、線径が１０〜１００μｍの糸を用いて、１００〜１０００メッシュで織り上げ、開口の寸法を５〜２００μｍとしたクロスにより構成することにより、径が１ｍｍ程度の気泡を発生させることができる散気装置が提案されている。
特許文献２（特開２００１−２５９３９５号公報）には、液体中に気相を取り込んで形成した気液二相流を被処理液中に吐出することで該被処理液に微細気泡を供給するエアレータにおいて、底部に吐出口が開口して被処理液中に浸漬される吐出流形成槽と、該吐出流形成槽の周壁に沿って槽内を旋回する旋回流となる噴射方向で前記吐出流形成槽に液体を加圧供給する液体供給手段と、前記吐出流形成槽内で前記吐出口に対峙して設けた気体導入口から前記旋回流によって気体を自然吸引させることで前記吐出流形成槽に気体を供給する気体供給手段とを備え、前記吐出流形成槽に液体を加圧供給して形成した気液二相流を前記吐出口から被処理液中に拡散噴射することによって、数十μｍ程度のサイズの気泡を供給することができるエアレータが提案されている。
特許文献３（特開２００５−７４３４８号公報）には、ステンレス製の素線をコイル状に撚りあわせ且つ中空に作られた中空撚線を使用し、コンプレッサーから送られた空気を素線の隙間から気泡として放出し、また、中空撚線に円周方向に沿う捩じりを加える事により気泡量や気泡の微細さを調整することができる機構を備えた径０．５〜１５ｍｍで３〜５ｍｍ径を中心とする気泡を発生させるエアレーション装置が提案されている。
特許文献４（特開平１０−２３５３９０号公報）には、下方を向いた直径４〜８ｍｍの散気穴が複数形成された散気管と、この散気管の散気穴に装着されるゴム製逆止弁とを備え、このゴム製逆止弁のドーム部半球面上に、曝気時に開き、非曝気時には閉じるスリットを形成した散気装置が開示されている。
特許文献５（特開平１０−１８０２８７号公報）には、中空体の器壁に穿設された内径３〜５０ｍｍのエア噴出孔を複数設け、エア噴出孔の軸方向に移動可能な振動子を嵌め込まれている散気装置が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１７７５５１号公報
【特許文献２】特開２００１−２５９３９５号公報
【特許文献３】特開２００５−７４３４８号公報
【特許文献４】特開平１０−２３５３９０号公報
【特許文献５】特開平１０−１８０２８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来主に使われている円形開口を設けたガス分散器では最少でも３ｍｍ程度までしか気泡サイズを微細化できない。また、より微細な円孔を多数開けたガス分散器を製作するには高いコストがかかる。一方、強制対流装置や液ポンプなどの付加的装置を用いたり、マイクロバブル発生器と呼ばれる最近注目されてきているガス分散器を用いればさらに小さな気泡を生成できるが、付随する動力コストが大きく、実用上問題がある。またガス分散器自体のサイズバリエーションは少なく、自由に大型化や小型化できない。本発明は、強制対流装置やマイクロバブル発生器を必要とせずに１ｍｍ以下の直径をもつ気泡を発生させることができる技術を提供することを目的とする。また、織布や中空撚糸と異なる構造を用いて１ｍｍ以下の直径をもつ気泡を発生させることができる技術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】
【０００７】
本発明は、幅３０μｍ以下の非円形である開口から、ガスを水などの液中に放出することにより、径１ｍｍ以下の泡を発生させることができることを知見して完成したものである。本願発明の主な構成は次のとおりである。
【０００８】
本発明の主な構成は次のとおりである。
（１）気体放出孔短辺の最大幅が３０μｍ以下の非円形のスリット状であることを特徴とするガス分散器。
（２）気体放出スリットの長辺の長さが１〜３０ｍｍであることを特徴とする（１）記載のガス分散器。
（３）非円形のスリット形状が矩形であることを特徴とする（１）又は（２）記載のガス分散器。
（４）気体放出スリットを、枠体の中央空間から枠体の外側に通ずる溝が形成された１乃至複数個の中間枠体あるいはガス分散器の両端面に配置した平面板体を積層することにより形成することを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載のガス分散器。
（５）中間枠体に形成される溝が、同一中間枠体上に複数形成されていることを特徴とする（４）記載のガス分散器。
（６）切欠を１つまたは複数個もつ中間枠体と、切欠きを持たない平面枠体とを、交互に複数積層することで、合同なスリットをガス分散器の散気面上に２次元的に複数配置することを特徴とする（５）記載のガス分散器。
（７）隣接するスリット間隔ｘを、ｘ＞２ｍｍとすることを特徴とする（５）〜（６）記載のガス分散器。
（８）幅３０μｍ以下の非円形である気体放出スリットを備えたガス分散器を液中に配置し、気体放出スリットからガスを放出することにより、径１ｍｍ以下の泡を発生する方法。
（９）前面板と後面板との間にガス放出用の切欠きを形成した中間枠体を設けて一体化してなるガス分散器の中間枠体の製造方法であって、
切欠きが中間枠体の中央空間部に連通する溝状に形成することを特徴とするガス分散器の中間枠体の製造方法。
（１０）溝状に切欠きを形成する手段として、枠の一部を切欠いた枠体と切欠きを設けない全枠体とを積層することにより、中央空間部に連通するコ字状の溝状の切欠き付き中間枠体を製造することを特徴とする（９）記載のガス分散器の中間枠体の製造方法。
（１１）溝状に切欠きを形成する手段として、枠体の一部を中央空間側から外側まで連続して溝の深さに相当する厚さのマスキングを施し、その後マスキングを施した側の全面に合成樹脂剤または無機系塗布剤を塗布し、その後マスキングを取り除くことにより、中央空間部に連通する溝状の切欠き付き中間枠体を製造することを特徴とする（９）記載のガス分散器の中間枠体の製造方法。
（１２）溝の深さが３０μｍ以下であることを特徴とする（９）〜（１１）いずれかに記載のガス分散器の中間枠体の製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本願発明では、スリット状の微細な孔をもつガス分散器とその簡便な設計方法を提供することができた。これを用いれば付加的な動力をほとんど使用することなく、１ｍｍ以下の直径をもつ気泡を発生させることができ、コスト面を考慮すると排水処理などの用途では１００μｍ程度の気泡が分散できれば十分で、１０μｍまでは不要である。これにより従来よりも十分高い酸素溶解速度を得ることができる。
開口部となる切欠きを設けた中間枠を複数組み合わせることにより、単純で少ない種類の部品で大きさを自由に設計することができる。また、分解して再組立などのメンテナンスも容易である。
構造が簡単なため、スケールアップやスケールダウンやメンテナンスが容易である。またガスコンプレッサー以外の外部動力を必要としないので実用化も容易である。
また、生成気泡サイズが１ｍｍ以下となるのでガス吸収速度が増加し、ガス吸収が律速であるような化学反応や排水処理などで有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本提案でガス分散器上に開ける孔を、円孔ではなく、矩形（または三角形）など非円形に製作する。この孔から気泡を生成させることにより、ガス分散器表面からの気泡の離脱を促進し、より微細な気泡の生成に成功した。その原理は以下のとおりである。
気泡表面は、例えば、水-空気系であれば約７０mN/mの界面張力が働いており、そのため気泡断面を円形に維持しようとする力が働いている。球形に成長すべく膨張を始める気泡の生成場所である孔の形が矩形などの非円形であると、孔と接触している気泡の断面形状と孔形との間に大きな無理が生じ、孔の辺の一部で不安定な点が発生する。それをきっかけとして気泡とガス分散器の孔とをつなぐ「気泡の首」部分の破壊が生じて、１個の気泡として浮上を始める。これは、円形の孔から安定に生成する気泡に比べて、より早い段階で生じるので気泡を微細化することができる。このメカニズムには、強制液流（ポンプ+電気エネルギー）や添加物（化学薬品+購入コスト）を用いず、自然現象（浮力、表面張力、濡れ性など）しか利用していないので非常に低エネルギーである。
【００１１】
本発明は、非円形で短辺の幅を３０μｍ以下のスリットをガス放出口として具現化したものである。スリットの形状は、長方形、三角形、台形などである。円形や正方形などよりも、幅よりも長さ方向が長いスリットが適している。製作上も、３０μｍの正方形や円孔は小さすぎて困難である。なお、短辺には、Ｒがついていても、短辺に比べて十分に長い長辺を有するスリットであれば、本発明の意味する非円形と見なすことができる。
スリットの長辺の長さは、短辺の１０倍以上とする。製作容易性も考慮すると１ｍｍ以上あれば問題がない。本発明では、スリット長は気泡の大きさにさほど影響しないので、特に上限は無いが、実験上は３０ｍｍでも十分に小さな気泡が発生していることが確認されている。
気泡の発生状況を観察すると、気泡は安定した球形になろうとする形成力が働くので、幅を３０μｍとする長いスリットを想定した場合、スリットの全体の形状に沿った泡は発生せず、３０μｍの幅に制限を受けた状態で、スリットの一部から気泡が発生する様子が観察されている。即ち、長いスリットの場合は、一つのスリットから複数の気泡が同時併行に発生することとなり、幅以上の長さがあれば、長さの制限は原理上問題がない。ただし、実使用上は、製作容易性や送気圧力圧力損失を考慮すると１ｍｍ以上の長さを設けることが現実的である。スリット長を長くすると、一部に目詰まり生じても、他の部分から気泡が発生可能である。
気泡は小さいと泡同士が接触しても合体せずに独立性が高くなり、水中での浮遊時間が長くなって、水中へのガス供給能力を高めることができる。
【００１２】
本発明のガス分散器は、エアポンプ等から送気されるガス導入路の先端あるいは中間部に設けられるものであって、水などの液の中層部あるいは底面に配置され、ガス放出スリットから１ｍｍ以下の気泡を発生させるものである。本発明のガス分散器の全体概略は、気泡発生用のスリットを１〜多数設けた中空箱状であって、一方の端面にエアポンプなどの送気手段側のガスラインと接続するガス導入先端接続部を有し、他の壁面には必要に応じてガスを外へ送る送出口を有するものであって、気泡発生用のスリットは、周面に設けられる。設けられる面は、一面に限らず複数面に設けることが可能である。例えば、ガス分散器は、中空直方体とすると、前面にガス導入用の入気口を設け、上面に多数のスリットを設け、後面に送気口を設けることができる。なお、ガス放出スリットは、上面に限らず、側面、底面とすることもできる。気泡発生用のスリットを複数設ける場合は、前後左右のスリットの間隔を２ｍｍより大きくするとガス流量を大きくしても安定した気泡を発生させることができる。
【００１３】
ガス放出スリットは、ガス分散器体の壁面に直接幅３０μｍ以下のスリットをレーザーなどにより穿孔形成することもできるが、加工時間や費用の面で実用的でない。
【００１４】
他の手段として、厚みがスリット幅と同じ薄板を準備し、中央部に空間を設けた枠体とし、この枠体の一部を中央空間部から外面に通じる溝状に切除して、スリット幅の切欠き付きの枠体を作成する。切欠きの数は複数設けることも可能である。
一方、切欠きを設けない枠体を準備し、前記切欠き付き枠体と重ね合わせて積層一体化することにより、スリットの幅と同じ深さの溝付き中間枠体を製造する。切欠きを設けない枠体の厚さは、切欠き付き枠体と同厚あるいはもっと厚い枠体を使用することができる。切欠きを設けない枠体を複数使用して厚みを調整することもできる。前後するスリット間隔に適する厚さの枠体とすることが好ましい。
切欠き加工する枠体の材料として、金属箔を使用することができる。例えば、アルミニウム箔、銅箔、チタン、ステンレス、錫等及びこれらの合金を用いることができる。これらの金属は、厚さ１〜３０μｍの金属箔シートが他の用途では実用化されている。
この中間枠体を連続して積層することにより、ガス放出孔となるスリットを形成することができる。積層する方向は縦横に可能であり、個数を選択することによりスリットの数を柔軟に変更することができる。
これらの複数の中間枠の前後に入気口を形成した前面板体と後面板体とを配置して、枠部を貫通するボルトとナットなどによって一体化して、ガス分散器本体を形成することができる。ネジ止めは、分解などメンテナンスが容易である。
複数の中間枠を一体化する手段は、枠部に貫通孔を１〜複数設け、全体を通しボルトにより密着緊締する手段、あるいは、接着や溶接することもできる。
【００１５】
また、他の方法は、スリット幅以上の厚みのある枠体を準備し、中央の空間部から外側に向けてスリット幅に相当する深さの溝を切削などの方法により削出することもできる。この溝付き枠体を中間枠とすることにより前述のように組み合わせて一体化して、ガス放出用スリット付きガス分散器とすることができる。
【００１６】
また、他の方法は、枠体と、スリット幅の厚みとスリット長の幅を有するテープ状のマスキング材を準備し、枠体の中央開口部から外側に向かって該マスキングテープを張り、マスキングした枠面全体に樹脂等を塗布して硬化させて樹脂皮膜を形成し、マスキングテープを除去することにより、スリットに相当する溝を備えた中間枠体を形成することができる。組み合わせ一体化は前述と同様にすることができる。
塗布する合成樹脂として接着性合成樹脂を利用すると、積層接着を同時に行うことができる。他の塗布剤としては、ガラス、メッキ、ほうろうなどを用いることができる。
【００１７】
前記した各中間枠体の形状は、方形、円形、楕円形、三角形、異形など中央部にガスが通過できる空間が設けられていればよく、特に外形は問わない。
【００１８】
材質は、特に問わないが、薄い枠体を使用するので、金属性とすることが好ましく、マスキングをする場合はエポキシ樹脂やウレタン樹脂などの合成樹脂を用いることができる。
金属は、水など使用環境に合わせて腐蝕耐性が高い材質を使用することが好ましい。例えば、ステンレス、銅、アルミニウム、鉄、チタニウム、ニッケル、クロム、錫など、及びこれらの合金を使用することができる。異種金属を使用する場合は、電蝕を考慮することが好ましい。また、食品関係に用いる場合は、人体に対する影響も考慮する必要がある。
【００１９】
本願発明のガス分散器は、液中に気泡を発生させる用途に使用することができる。例えば、廃水処理施設の曝気用、魚介類の養殖槽用、河川、湖沼、海洋などへの空気の供給、バイオリアクター、ガス成分混入用の飲食品製造などに使用することができる。
【００２０】
本願発明のガス分散器は、大きさの変更自由度が大きく、分解組立などのメンテナンスも容易であり、通常の送気手段を用いることができ、設置場所の制限も少なく、ランニングコストも小さいので、使用勝手に優れた発明である。
【実施例１】
【００２１】
実施例１のガス分散器を、図１〜３を参照して説明する。図１は本実施例のガス分散器の構成要素の分解図であり、図２は組立模式図であり、図３は中間枠体の拡大図である。
本実施例のガス分散器１は、ガスラインと接続する板であるガスの入気口２１を設けた前面板体２とメクラ板である後面板体６の間に多数のスリット板である中間枠体３が配置されて構成されている。中間枠体３には、ガス放出スリット７となる溝４が設けられ、中央空間部３２に連通している。前面板体２から後面板体６まで中間枠体３の枠部３４に設けられた通し穴３３の位置に該当する穴が設けられ、図示を省略した通しボルトを刺し通してナットにて緊締し、一体化して本実施例のガス分散器１とする。
図３に示した中間枠体３は、中央部に中央空間部３２を有する方形の枠体であって、中間枠厚３１が３ｍｍであり、深さ３０μｍ、幅１０ｍｍの溝が設けられている。枠部３４には、複数の通し穴３３が形成されている。図示は１１個の通し穴が設けられているが、前後の枠体を密着できれば十分であり、全ての通し穴にボルトを通す必要はなく、通し穴の数自体も必要な数とすれば十分である。この中間枠体３を溝４の方向を揃えて前面板体２と後面板体６にて挟み込み積層してガス放出スリット７が形成されたガス分散器１とする。
【００２２】
このガス分散器１を水中に沈め、ガスラインから入気口２１を通して空気などのガスを送り込むと、ガス放出スリット７から、径１ｍｍ以下の気泡を発生させることができる。
図示は１個の溝を形成した例を示しているが、下記実施例４に示すように複数設けることができる。
【実施例２】
【００２３】
本実施例は、実施例１とは異なる製法による中間枠体を用いた例である。
本実施例は、厚さ３０μｍ箔の方形枠を実施例１の溝幅と同じ長さに切除して切欠き５３を設けた切欠き付き枠体５１と切欠きを設けない厚さ３ｍｍの枠体５２とを組み合わせて溝５４を形成して中間枠体３とするものである。本実施例では、厚さ３０μｍ箔として、アルミニウム箔を使用したが、これに限られるものではない。
【実施例３】
【００２４】
本実施例は、中間枠体の溝を、マスキング法を用いて製造した例である。
厚さ３ｍｍの枠体５２の枠部を厚さ３０μｍ、幅１０ｍｍのアルミニウム箔テープで中央空間部から外側まで覆い（ａ）、このマスキングした状態で、枠部全体をエポキシ樹脂製塗料で塗装して厚さ３０μｍの塗膜５６を形成し（ｂ）（ｃ）、アルミニウム箔テープを除去し溝５４を形成した中間枠体３（ｄ）とするものである。
塗料として親水性剤や撥水性剤を添加することでさらに性能を変化させることが可能になる。親水性剤を添加することにより、水がガス放出スリットの塗料面に引きつけられるので発生する気泡は小さくなる傾向がある。撥水性剤を用いた場合は、気泡の離れが悪くなり、気泡が大きくなる傾向がある。撥水性剤や親水性剤は、他の実施例にも吹きつけなどの手法により用いることができる。
【実施例４】
【００２５】
本実施例は、複数の溝４を設けた中間枠体３を使用したガス分散器１を使用した例である。複数のコ字状溝の形成法は実施例１〜３のいずれを用いることができる。
このように多数のスリット板を積層し、金具でとめ、両端面を閉じ、片端面よりガスを供給すればガス分散が可能となる。さらに孔数も積層枚数を変更するだけで自由に変えられる。スリットを設ける面は、上面以外に側面や底面あるいは複数の方向にもスリット設けることができ、レイアウトの自由度が高い。
【００２６】
[気泡発生評価試験]
ガス放出スリットのサイズや間隔、ガス流量を変えて気泡の発生を観察した。
基本的には、実施例１を用いたが、ガス放出スリットの形状や間隔を変更するには、実施例２の手法を用いると容易であるので、アルミニウム箔をカットして試験用ガス分散器を作成した。
ガス放出スリットの拡大図を図７に示す。前後に積層した中間枠体３１ａ、３１ｂを想定し、スリット幅ＳＷ、スリット長さＳＬの２つのガス放出スリット４１、４２が間隔ｘをおいて、設けられている。
【００２７】
[気泡発生評価試験１  本願実施例１を用いた発生気泡例]
スリット幅30μm、スリット長さ10mm、ガス流量10cc/min、窒素ガスを用いて水道水を入れた水槽にガス分散器の上面にガス放出スリットを向けてセットして発生する気泡を観察した。ガス放出スリットに隣接してものさしを置き、そのスケールから発生している気泡は１ｍｍ以下であることがわかる。ガス放出スリットから同時併行して複数の気泡が発生している様子も観察され、スリット長ではなくスリット幅に規制されて気泡が発生していることとなる。気泡の大きさは、径１ｍｍ以下で揃っており、合体することなく独立して状態も観察される。
【００２８】
[気泡発生評価試験２  スリット幅と気泡径の関係  ]
３０μｍ厚のアルミニウム箔を１枚、２枚、３枚使用して、スリット幅を変更して、気泡の発生状況を観察した。その結果を図９に示す。
生成気泡は、スリット幅を３０μmにおいて気泡径が１mm以下になることがわかる。また、スリット幅が６０μmでは、気泡径が３mmとなり、急激に大きくなることもわかる。スリット幅が３０μm以下で１mm以下の気泡が得れることが明らかである。
【００２９】
[気泡発生評価試験３  スリット間隔と径１ｍｍ以下気泡の発生限界ガス流量との関係  ]
スリット間隔aを変えて、安定的に１ｍｍ以下の気泡径を発生させることができる限界のガス流量を測定した。ガス流量は、スリット１個当たりのcc／minである。ガス流量が増加すると気泡が大きくなるので、小さな気泡を安定的に発生できる条件を探った。その結果を図１０に示す。
スリット相互の間隔が２ｍｍ以下では、安定的に小さな気泡を発生させることができるガス流量は６cc／min以下であって、３ｍｍでは５０cc／minまで安定して小さな気泡を発生させることができる。２ｍｍより大きなスリット間隔で大きなガス流量を供給できることが明らかである。
【００３０】
[気泡発生評価試験４  ガス流量によって発生するスリット幅と気泡の大きさの関係  ]
スリット幅３０、６０、９０μmの３種類のガス分散器を用いて、供給ガス流量と発生する気泡の大きさを観察した。その結果を図１１に示す。
スリット幅が６０、９０μm大きくなると多量のガスを供給できるが、気泡径は３ｍｍ前後である。スリット幅３０μmでは、気泡が０．５ｍｍ前後の気泡径が得られる。スリット１個当たりのガス流量は少ないが、小さな気泡を長時間水中に浮遊させることができるので、水中へガスを溶解させる実能力は高い。また、スリット個数を増やすことにより容易にガスの放出量を増やすことが可能である。
【００３１】
[気泡発生評価試験５  スリット長と気泡の大きさの関係  ]
スリット幅３０μmとして、スリット長１０、２０、３０ｍｍの３種類のガス分散器を用いて、ガス流量と発生する気泡の大きさの変化を観察した。
いずれの幅のスリットの場合も、ガス供給量を増やしても気泡径は１ｍｍ以下で安定しており、スリット長の影響が小さいことが確認できた。この点は、図８の気泡発生状況の写真でも観察されたことにも示されている。
【００３２】
（結果の総括）
この結果、スリット幅３０μm以下であれば、スリット長には影響を受けない径１ｍｍ以下の気泡を安定して発生させることができることが明らかとなった。
スリット状の微細な孔をもつガス分散器とその簡便な設計方法を提供することができた。これを用いれば付加的な動力をほとんど使用することなく、１ｍｍ以下の直径をもつ気泡を発生させることができ、コストパフォーマンスに優れた高い酸素溶解速度を実現できる。
開口部となる切欠きを設けた中間枠を複数組み合わせることにより、少ない部品で大きさを自由に設計することができる。また、分解して再組立などのメンテナンスも容易である。
構造が簡単なため、スケールアップやスケールダウンやメンテナンスが容易である。またガスコンプレッサー以外の外部動力を必要としないので実用化も容易である。
また、生成気泡サイズが１ｍｍ以下となるのでガス吸収速度が増加し、ガス吸収が律速であるような化学反応や排水処理などで有利である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】実施例１のガス分散器の構成要素の分解図
【図２】実施例１のガス分散器の組立模式図
【図３】実施例１の中間枠体の拡大図
【図４】実施例２に用いる貼り合わせ法を利用した中間枠体を製作する方法を示す図
【図５】実施例３に用いるマスキング法を利用した中間枠体を製作する方法を示す図
【図６】実施例４のガス分散器
【図７】ガス放出スリットの拡大図
【図８】本願実施例１を用いた発生気泡状態を示す図
【図９】スリット幅と気泡径の関係を示すグラフ
【図１０】スリット間隔と径１ｍｍ以下気泡の発生限界ガス流量との関係を示すグラフ
【図１１】ガス流量によって発生するスリット幅と気泡の大きさの関係を示すグラフ
【図１２】スリット長と気泡の大きさの関係を示すグラフ
【符号の説明】
【００３４】
１  ガス分散器
２  前面板体
２１入気口
３  中間枠体
３１中間枠厚
３１a、３１b  中間枠体
３２中央空間部
３３通し穴
３４枠部
４  溝
５１切欠き付き枠体
５２枠体
５３切欠き
５４溝
５５マスキングテープ
５６塗膜
６  後面板体
７  ガス放出スリット
４１、４２  ガス放出スリット
【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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