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WO1997024291A1 - Air charger - Google Patents

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WO1997024291A1
WO1997024291A1 PCT/JP1996/003793 JP9603793W WO9724291A1 WO 1997024291 A1 WO1997024291 A1 WO 1997024291A1 JP 9603793 W JP9603793 W JP 9603793W WO 9724291 A1 WO9724291 A1 WO 9724291A1
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WO
WIPO (PCT)
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air
capsule
water
rotating shaft
charger
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP1996/003793
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Saburo Murakami
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanki Co Ltd
Original Assignee
Sanki Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP07343368A external-priority patent/JP2001058195A/ja
Priority claimed from JP23136496A external-priority patent/JP2002239584A/ja
Priority claimed from JP23136396A external-priority patent/JP2002239583A/ja
Application filed by Sanki Co Ltd filed Critical Sanki Co Ltd
Priority to EP96942648A priority Critical patent/EP0827940A4/en
Publication of WO1997024291A1 publication Critical patent/WO1997024291A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02—Aerobic processes
    • C02F3/12—Activated sludge processes
    • C02F3/20—Activated sludge processes using diffusers
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    • B01F25/21—Jet mixers, i.e. mixers using high-speed fluid streams with submerged injectors, e.g. nozzles, for injecting high-pressure jets into a large volume or into mixing chambers
    • B01F25/212—Jet mixers, i.e. mixers using high-speed fluid streams with submerged injectors, e.g. nozzles, for injecting high-pressure jets into a large volume or into mixing chambers the injectors being movable, e.g. rotating
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    • B01F25/21—Jet mixers, i.e. mixers using high-speed fluid streams with submerged injectors, e.g. nozzles, for injecting high-pressure jets into a large volume or into mixing chambers
    • B01F25/212—Jet mixers, i.e. mixers using high-speed fluid streams with submerged injectors, e.g. nozzles, for injecting high-pressure jets into a large volume or into mixing chambers the injectors being movable, e.g. rotating
    • B01F25/2122—Rotating during jetting
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    • B01F27/94—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with rotary cylinders or cones
    • B01F27/941—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with rotary cylinders or cones being hollow, perforated or having special stirring elements thereon
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    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05—Stirrers
    • B01F27/11—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
    • B01F27/116—Stirrers shaped as cylinders, balls or rollers
    • B01F27/1161—Stirrers shaped as cylinders, balls or rollers having holes in the surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01F33/50—Movable or transportable mixing devices or plants
    • B01F33/503—Floating mixing devices
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Definitions

  • the present invention is intended to efficiently introduce air into the water in the form of fine air bubbles, and to purify and activate water quality by retaining the introduced air bubbles in the water for a long time.
  • additives added to food and chlorine added to drinking water are not good for the human body and cause cancer and other diseases.
  • Plants such as fish meat, beef, poultry, and other animal meat, vegetables, and fruits that are eaten on a daily basis are subject to animal and plant foods because antibiotics are added to fertilizers and other substances during the animal and plant growing process. It is not always safe food.
  • pesticide-free vegetables are distributed, pathogens such as Escherichia coli will spread if pesticide-free.
  • Drinking water (especially tap water) is not good for human health because it contains harmful substances such as chlorine.
  • an object of the present invention is to provide an air charger that can generate fine air bubbles floating and staying in water for a long time to purify and activate water quality.
  • an object of the present invention is to provide an air charger capable of efficiently introducing a large amount of air into water in the form of fine bubbles.
  • the present invention provides an air intake for introducing air to an upper end.
  • a hollow rotary shaft having a mouth, a cylindrical capsule mounted on a lower end of the rotary shaft, and a rotary shaft having an upper end opening positioned above a water surface and the capsule positioned in water.
  • the rotating shaft is connected to the driving means via a coupling.
  • the present invention provides an outer cylinder having an opening at an upper portion, wherein the opening is located above a water surface;
  • a hollow rotary shaft having an air intake which is rotatably disposed coaxially in the outer cylinder and introduces air; a hollow rotary shaft which is attached to a lower end of the rotary shaft and which is located in water and discharges bubbles into water. Having a plurality of bubble discharge holes, a driving means for rotating the rotating shaft, a coupling for connecting the rotating shaft and the driving means,
  • the present invention is characterized in that the coupling has an air inlet for introducing air from an outer periphery and sending the air to the opening of the rotating shaft.
  • the air inlet comprises a plurality of holes arranged at intervals around the coupling and extending in a radial direction, and a central axis of the hole is a center of the coupling. It extends radially but does not pass through the center of the coupling.
  • the present invention is characterized in that the center axis of the bubble release hole of the capsule extends in the radial direction of the capsule but does not pass through the center of the capsule.
  • the capsule in achieving the above object, is detachable from a rotating shaft. Further, according to the present invention, in achieving the above object, the capsule is provided with an air introduction unit.
  • the air introducing means includes a plurality of grooves arranged along a periphery of the capsule on an upper portion of the capsule so as to face a lower end surface of the outer cylinder, and the plurality of grooves. It is characterized by comprising a ridge formed between them.
  • the bubble release holes of the capsule are arranged so as not to be located on the same circumference and the same axis in the capsule.
  • a mainstream water flow changing means is provided in the cubicle.
  • FIG. 1 is a partially cutaway elevation view of an air charger according to the present invention.
  • FIG. 2 is an elevational view of a partly sectioned main part showing another embodiment of a coupling for connecting an electric motor and a rotating shaft.
  • FIG. 3 is a perspective view of the coupling shown in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the coupling shown in FIG.
  • FIG. 5 is a plan view showing a part of the capsule.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing the arrangement of the bubble release holes in the capsule.
  • FIG. 7 is a perspective view of a main part showing one embodiment of the air introducing means provided in the capsule.
  • FIG. 8 is a diagram showing an embodiment in which an air charger is used for a container.
  • FIG. 8 is a diagram showing an embodiment in which an air charger is used for a container.
  • FIG. 9 is a diagram showing an embodiment in which the air chargeer is applied to a reservoir such as a pond.
  • FIG. FIG. 13 is a sectional view of an air chargeer according to another embodiment.
  • FIG. 11 is an enlarged perspective view of a main part capsule of FIG.
  • FIG. 12 is a longitudinal sectional view of the capsule of FIG.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of the capsule of FIG.
  • FIG. 14 is an explanatory diagram showing an outline of the operation of the present invention.
  • FIG. 15 is a sectional view of an air charger according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a cutaway enlarged front view of a capsule portion provided at the lower end of the rotary shaft of the main part of FIG. FIG.
  • FIG. 17 is an enlarged perspective view of a capsule portion provided at the lower end of the rotation shaft of the main part of FIG.
  • FIG. 18 is a longitudinal sectional view of the capsule part of FIG.
  • FIG. 19 is a sectional view of an air chargeer according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 there is shown a schematic overall configuration of an embodiment of an air-charger according to the present invention.
  • This air-charger can be used in reservoirs where water should be purified, such as dirty seas, dirty lakes and ponds. In particular, it is suitable for use in fish, shellfish, seaweed and eel farms.
  • the air charger has a base 11 arranged above the water surface 10.
  • This base has a suitable thickness and is made of a plate made of any material, and may be floated on the water surface by a suitable buoyant body (not shown). It may be fixed by a support.
  • the buoyant body can be formed, for example, from a hollow plastic or metal tubular body and a styrofoam body disposed in the tubular body, for example.
  • the air charger should be moored using a mooring chain or the like.
  • the support may have a structure including, for example, a base buried under the water and a framework formed on the base. it can.
  • a hollow rotary shaft 12 extends through the base 11, and the upper end of the rotary shaft is connected to the driving means 13, and the capsule 14 is connected to the lower end of the rotary shaft.
  • the driving means is preferably an electric motor 15 having a high efficiency capable of rotating the rotating shaft 12 at a predetermined rotation speed for a long time.
  • This electric motor has, for example, a rating of three-phase alternating current, 200 V, 2 to 2.5 A, and 1.5 to 2 hp, and a variable rotation speed by an inverter (not shown). I prefer to be able to.
  • the present invention is not limited to such an electric motor, and electric motors having various ratings can be used.
  • the electric motor 15 has a main body 16 and a drive shaft 17 extending from the main body.
  • a flange 18 is provided at one end of the main body 16, and a plurality of support rods 19 are attached to this flange by an appropriate means as shown in FIG.
  • a support means 20 for rotatably supporting the rotating shaft 12 is provided on the base 11.
  • the support means has a cylindrical housing 21 and two bearings 22 arranged in the housing along the axis of the rotating shaft.
  • the rotating shaft is fitted to the inner ring of these bearings. Note that the present invention is not limited to the number and configuration of these bearings. Further, these bearings 22 may be omitted as described later.
  • the housing 21 has a flange 23, which is provided with a plurality of holes (not shown) along the periphery of the housing.
  • the base has a plurality of screw holes (not shown) that can be aligned with these holes.
  • a screw is provided at the lower end of a support rod 19 extending from the electric motor 15, and the support rod can be screwed into the screw hole of the base through the hole of the flange 23 of the support means. it can. In this way, the electric motor 15 and the support means 20 are compactly and tightly attached to the base 11. Can be attached.
  • the rotating shaft has at least one air inlet for introducing air into the inside thereof, and this air inlet is the upper end of the rotating shaft in the illustrated embodiment.
  • the opening consists of 1 2a.
  • the rotating shaft 12 and the driving shaft 17 of the electric motor 15 are directly connected. That is, the rotating shaft 12 and the electric motor 15 are connected by the coupling 30.
  • the coupling 30 is formed of a hollow body.
  • a first connecting member 32 fixed to the drive shaft 17 of the electric motor by, for example, a pin 31 and an upper end of the rotary shaft 12
  • a second connecting member 34 fixed by, for example, a pin 33.
  • These first and second connecting members 32 and 34 are butted against each other at a certain interval and fixed by, for example, a bolt means 36.
  • the two first and second connecting members are attached with a space 35 between them.
  • FIG. 2 another coupling embodiment is shown.
  • This coupling includes a single cylindrical body 40, flanges 41 are formed at the upper and lower ends of the body, a drive shaft 17 of the electric motor is fixed to the upper flange by pins 42, and a lower flange is formed.
  • the upper end of the rotating shaft 12 is fixed by a pin 43.
  • at least one, preferably a plurality of air inlets 45 are provided in the body 40 of the coupling. In the case of a plurality of air inlets, these air inlets are arranged at intervals around the body 40 (see FIG. 3).
  • the central axis of these air inlets does not pass through the center 0 of the coupling as shown in FIG.
  • these air conductors Preferably, the central axis of the inlet extends in an arc, and the air inlet is formed along the central axis extending in the arc. That is, as shown in FIG. 4, the air inlet is formed to extend in an arc shape.
  • the rotation axis that is, the coupling is rotated clockwise as shown by the arrow in FIG. 4
  • the outer opening of the air inlet is opened in the rotation direction as shown in FIG. This makes it easier to take in outside air into the coupling.
  • the capsule 14 connected to the lower end of the rotating shaft is composed of a cylindrical member having a bottom as a whole, and this capsule has a body 60 and a thinner upper end 6 1.
  • the upper end is inserted into the rotation shaft 12 and fixed to the rotation shaft by, for example, a pin 50.
  • the capsule may be mounted on the rotating shaft by screw connection.
  • This capsule is provided with a large number of bubble discharge holes 62 in its body.
  • the outer diameter of the body of the capsule can be, for example, 50 mm. If the outer diameter of the body of the capsule is increased, for example, to 70 mm, the peripheral speed of the body of the capsule can be increased, so that the rotation speed of the capsule is increased, and thus the negative pressure is reduced.
  • the bubble release hole 62 is 1 mm! It is preferable to set it between 2 and 2 mm.
  • these bubble discharge holes may be arranged on lines arranged vertically and horizontally as shown by A in FIG. 6, or may be arranged on a plurality of spiral lines as shown by B in FIG. They can be arranged arbitrarily.
  • the center axis of the bubble discharge hole 62 is set at an inclination of, for example, about 15 ° so as not to pass through the center 0 of the capsule. In this case, when the rotation axis, that is, the capsule is rotated clockwise, as indicated by the arrow in FIG. 5, the outer opening of the bubble discharge hole 62 is formed so as to face the opposite side to this rotation direction. Is Rukoto.
  • the rotating shaft is rotated at a predetermined rotation speed by an electric motor.
  • air is drawn into the rotating shaft from the opening of the rotating shaft due to the negative pressure generated by the rotation of the capsule, further reaches the capsule, and is discharged as fine bubbles from the bubble discharge holes.
  • This is because a vacuum area is created between the outer wall of the rotating capsule and the water (negative pressure), air is drawn in from the air intake, and this air passes through the rotating shaft and the internal space of the capsule. It is based on the principle that bubbles are released into water from the bubble discharge holes.
  • an outer cylinder 70 is mounted on the lower surface of the base 11.
  • the outer cylinder 70 has a flange 71 at the upper end, and the flange is fixed to the base 11 by a bolt or the like.
  • This outer cylinder is arranged so as to wrap the rotating shaft 12 below the base.
  • the lower end of the outer cylinder is located at a predetermined distance from the body of the capsule 14.
  • At least one opening 73 is provided at the upper part of the outer cylinder.
  • this outer cylinder is not necessary, but by providing this outer cylinder, it functions as a bearing for the rotating shaft underwater, and the rotating shaft, In other words, the negative pressure generated by the rotation of the capsule is released as bubbles into the water from the opening at the lower end of the upper part of the outer cylinder, and serves to diffuse the bubbles released from the capsule into the water.
  • the outer cylinder can be made of any material, for example, metal or synthetic resin.
  • the bearing 22 may be omitted, another bearing may be provided between the outer cylinder and the rotating shaft near the capsule, and the rotating shaft may be supported by the motor and the bearing.
  • FIG. 7 shows an embodiment in which the capsule 14 is provided with the air introduction means 100.
  • the air introducing means is formed around the capsule 14 so as to face the lower end opening 74 of the outer cylinder 70.
  • This air introduction means is, for example, shown in FIG. As shown, it is composed of a plurality of grooves 101 formed along the periphery of the capsule and ridges 102 formed between these grooves. These grooves and ridges extend in an arc.
  • the air charger of the present invention as described above is installed in a container 200 storing water and used to purify water.
  • This container is provided with a supply means 201 for putting in water and a discharge means 202 for discharging water.
  • a circulation path 301 for circulating water in a water reservoir 300 such as a pond is provided, and the air charge of the present invention is installed and used in this circulation path.
  • the water is purified while circulating the water, so that the water in the pond can be efficiently purified in a short time.
  • An appropriate cover can be attached to the base 11 to cover the pond, electric motor and support means. Legs can also be provided on the underside of the base to prevent the capsule from hitting the bottom of the water.
  • a protective mesh filter can be provided around the capsule to prevent fish etc. from hitting the rotating capsule and to prevent clogging of small holes.
  • the water that was initially in the hollow interior of the rotary shaft 12 is ejected from the bubble discharge holes 62 of the capsule 14 by centrifugal force, and then the rotary shaft 12 is opened. Fresh air is sucked into the rotating shaft from the mouth, and the air is vigorously ejected as bubbles from the bubble discharge holes 62 of the capsule 14.
  • a negative pressure is generated around the lower part of the outer cylinder 70 due to the high-speed rotation of the capsule, and air is drawn into the space between the outer cylinder and the rotating shaft through the upper end opening of the outer cylinder.
  • the water jet in the substantially radial direction (substantially spiral shape) centering on the capsule 14 is generated immediately below and near the lower end opening 74 of the outer cylinder 70 by the jet bubbles from the bubble discharge holes 62.
  • the water between the rotating shaft 12 and the outer cylinder 70 along the water flow is jetted from the lower end opening 74 of the outer cylinder 70 together with the air introduction from the upper end opening of the outer cylinder as described above. Then, fresh air is sucked in from the upper end opening 73 of the outer cylinder 70, and the air is vigorously ejected as bubbles from the lower end opening 74 of the outer cylinder 70, and Increase the amount of air bubbles generated with air bubbles.
  • bubbles from the lower end opening portion 74 of the outer cylinder 70 and from the bubble discharge hole of the capsule are finely divided into waterfalls, and such an extremely large number of fine bubbles (micro bubbles) are formed in the water. Is spread over a wide area.
  • One of these bubbles has a diameter of 1/1000 nm! ⁇ 3100mm, fine, and therefore has low buoyancy and stays suspended in water for a long time.
  • each bubble is less likely to coalesce in water and remains a closed cell for a considerable amount of time.
  • Such microbubbles penetrate deeply into water, spread more widely, and stay for a long time.
  • oxygen and nitrogen in the air come into contact with water for a long time and migrate into the water, decomposing and removing toxic gases and organic substances such as ammonia in the water, farming and fishing grounds, cultivation of fish and shellfish, and hydroponic water. High ability to purify etc.
  • the air generates static electricity due to friction with the outer peripheral surface of the rotating shaft 12 and the like, and the air bubbles float in water for a long time, and then burst and enter the air. It emits, but generates ultrasonic waves during this rupture.
  • the generated static electricity causes a potential difference in the water, and ionizes the water to cause ionization of the cation H + and the hidden ion OH— in the water.
  • Negative static electricity becomes more charged, which attracts cations + in the water. Therefore, the hidden ions ⁇ H— increase relatively in the water, and the water becomes alkaline ionized water.
  • a new capsule with a diameter of 0500 (conventional) and a new diameter of ⁇ 70 was created, and a capsule with a hole with an inclination of about 15 ° with respect to the center axis.
  • the output of air (bubbles) at each rotation was recorded on a video for comparison and examination.
  • Inverter Mitsubishi general-purpose (for 1.5 kW)
  • an ozone generator may be mounted near the air inlet of the rotating shaft.
  • the ozone that has just been generated and has a strong disinfecting action can be sent into water within a short period of time to sterilize the water.
  • the water temperature can be raised in a very natural state, and a drop in the water temperature in a cold region or the like can be prevented. Is also possible.
  • a cool air generator such as a cooler near the air inlet of the rotating shaft, it is possible to lower the water temperature in an extremely natural state, and to prevent the water temperature from rising in a tropical zone. Is also possible.
  • the present invention is not limited to those shown in the above-described embodiments.
  • the shape, quantity, and the like of the bubble release holes of the capsule are appropriately set.
  • the device of the present invention can be used for swimming pools, sewage treatment, purification of rivers, lakes and mud, drinking water, brewing water, water storage tanks, and other active water, purified water, and water softening.
  • FIGS. 10 through 13 another embodiment of the present invention is shown.
  • a large number of bubble discharge holes provided at the lower end of the rotating shaft are arranged in a plurality of positions in the capsule such that they are not located on the same circumference and the same axis.
  • a water flow changing means having an outer diameter larger than the outer diameter of the capsule is provided at the lower end of the capsule.
  • a large number of the bubble release holes formed in the capsule be displaced so as not to be on the same circumference and the same axis, for example, in a spiral.
  • the water flow changing means is formed of a circular plate having a mouthlet formed around it.
  • the water flow changing means preferably comprises a circular wing provided with a fin on the periphery.
  • a capsule 14 having a bubble discharge hole 62 formed at the lower end of the rotary shaft 12 has an outer diameter L 1 of a hollow rotary shaft 12 as shown in FIG. It consists of a cylinder with a larger outer diameter L2.
  • a large number of bubble discharge holes 62 are displaced so as not to be on the same circumference X and the same axis Y, and are arranged at equal intervals on the spiral Z. That is, the bubble discharge holes 62 are displaced from each other in the circumferential direction of the capsule and in the axial direction of the capsule, and are arranged on the spiral Z.
  • a bubble discharge hole 62 having a size of 1.2 mm 0 is provided on the same circumference X and the same axis Y. Many are arranged on the spiral Z at equal intervals so that they do not overlap.
  • the number of the spirals Z is, for example, three, and a plurality of 57 bubble release holes 62 are formed at equal intervals on each spiral Z. In this way, a large number of fine bubbles are uniformly distributed from each bubble discharge hole of the Cub Cell 14 toward the water W. Can squirt. In addition, by disposing each bubble discharge hole 62 on the spiral Z, a large amount of the ejected bubbles are diffused deeply and deeply in the water in a state where they are screwed into the water.
  • the number and size of the bubble release holes 62 provided in the capsule 14 be appropriately selected in consideration of the outer diameter and the number of rotations of the capsule 14.
  • the bubble discharge holes 62 are set at an inclination of, for example, about 15 ° so that the center axis of these bubble discharge holes does not pass through the center ⁇ of the capsule 14.
  • the opening outside the bubble discharge hole 3 faces in the direction opposite to the rotation direction. Accordingly, the capsule 14 rotates without resistance, and bubbles are smoothly ejected from the bubble discharge holes 62 into water by the generated negative pressure.
  • a water flow changing means 400 having an outer diameter L 3 larger than the outer diameter L 2 of the capsule 14 is provided so as to seal the lower end opening of the capsule 14.
  • the water flow changing means 400 changes the flow of water by vigorously rotating the surrounding water by the rotation accompanying the rotation of the capsule 14, and for example, forms a knurled hole 402 having jagged irregularities around the water. Consists of a circular plate 4 0 1 made.
  • the large-diameter circular plate 401 rotating with the capsule 14 is larger than the peripheral speed of the upper small-diameter capsule 14. Therefore, due to the difference in peripheral speed between the capsule 14 and the circular plate 401, water around the capsule 14 is forcibly moved around the lower circular plate 401 and below it. As a result, bubbles ejected from the bubble discharge holes 62 of the force 14 having a low peripheral velocity are drawn into the lower part 41 where the peripheral velocity is high, and irregularities formed on the peripheral surface of the circular plate 401. The fineness is further reduced by the knurling 402, and a large amount of fine bubbles are diffused deeply and widely in the water.
  • the circular plate 401 is fixed to the lower end of the capsule 14 by, for example, a bolt 405 attached to a center shaft 404 provided at the center of the hollow rotary shaft 12.
  • the water in the cylindrical space between the outer cylinder 70 and the rotating shaft 12 is also spouted out of the gap between the lower end of the outer cylinder 70 and the capsule 14 by centrifugal force, Subsequently, the air introduced into the cylindrical space from the upper end opening 73 is blown out as a bubble from the gap between the lower end of the outer cylinder 70 and the capsule 14.
  • V r ' ⁇
  • This pressure difference ⁇ P acts to suck the air inside the capsule 14 (or the outer cylinder 70) to the outside, that is, into the water.
  • the flow velocity (V) of the water is as follows.
  • an air introduction means or an air guide passage 100 comprising a plurality of grooves and ridges is provided on the upper part of the capsule 14, and the outer cylinder 70 and the rotating shaft 12 are The air (air) existing in the cylindrical gap is bubbled and guided by the rotation of the air guide passage 100 and diffuses in the outer peripheral direction.
  • the bubble discharge holes 62 are displaced so as not to be on the same circumference X and the same axis Y, and are arranged at equal intervals on the spiral Z. That is, a large number of the bubble release holes 62 are displaced in the circumferential direction of the capsule and in the axial direction of the capsule. For this purpose, a large amount of fine bubbles are uniformly ejected from the capsule 14 into the surrounding water W. In addition, by arranging the bubble discharge holes 62 on the spiral Z, a large amount of ejected bubbles can diffuse deeply and deeply into the water W in a state of being screwed into the water.
  • the bubble discharge holes 62 formed in the capsule 14 are set at a predetermined inclination so that the center axis of these holes does not pass through the center ⁇ of the force capsule 14. (A direction), the opening outside the bubble discharge hole 62 is directed in the opposite direction to the rotation direction. Therefore, the capsule 14 rotates without resistance, and the bubbles are smoothly and widely ejected from the bubble discharge holes 62 by the negative pressure.
  • a circular plate 401 having an outer diameter L 3 larger than the outer diameter L 2 of the capsule is provided.
  • the peripheral speed of the small-diameter capsule 14 is larger than that. This causes the water around capsule 14 to move downward. Therefore, bubbles ejected from the bubble discharge holes 62 of the capsule 14 having a low peripheral speed are drawn into the lower circular plate 401 side having a high peripheral speed.
  • a jagged concave / convex mouthlet 402 is formed on the periphery of the circular plate 401.
  • the upper surface of the lower circular plate 401 is provided with a guide passage 403 composed of a plurality of grooves and ridges formed along the periphery of the circular plate.
  • the movement of the water is further strengthened by the guide passage 403 of the circular plate 401, and the air bubbles ejected from the bubble discharge holes 62 of the capsules 140 are moved downward by the rotation of the circular plate 401.
  • the air bubbles ejected from the bubble discharge holes 62 of the capsules 140 are moved downward by the rotation of the circular plate 401.
  • a large amount of microbubbles are diffused further deep into the water. Therefore, water purification and activation of water are efficiently performed, and purification and activation of water quality are sufficiently achieved.
  • the water flow changing means 400 provided at the lower end of the capsule 14 has a structure in which a circular plate 401 is fixed to a central axis 450 by bolts or the like.
  • a configuration may be adopted in which the circular plate 401 is fixed directly to the bottom of the base 4 by welding or the like.
  • the water flow changing means 400 may be constituted by circular wings provided with fins around it. In this case, the rotation resistance is slightly increased, but the fineness of the bubbles is further improved, and the movement of the bubbles is further strengthened.
  • the circular plate 401 on which the knurls 4 ⁇ 2 are formed is provided at the lower end of the capsule 14, but the groove of the mouthlet 402 is directed downward. Also, when provided at the upper end portion of the outer periphery of the capsule 14 (not shown), the bubbles can be efficiently moved downward.
  • a large amount of fine bubbles are jetted out uniformly from the bubble discharge holes formed around the capsule, and a large number of fine bubbles are diffused deeply and deeply into the water, so that the water and the The water is contacted for efficient purification and activation, and purification and activation of water quality are sufficiently achieved. Therefore, it promotes the decomposition of harmful gases such as ammonia in water, and organic substances, and is suitable as water for aquaculture, fish and shellfish, and hydroponics.
  • the drive shaft of the electric motor is formed to be hollow, and the rotation shaft is connected to this drive shaft.
  • the capsule attached to the lower end of the rotating shaft has a diameter substantially the same as that of the rotating shaft.
  • the capsule has a relatively large rotation resistance because the outer diameter of the capsule is large with respect to the rotation axis, and the capsule is easily affected by water resistance. Therefore, a load is applied to the driving means for rotating the capsule via the rotating shaft. Therefore, there is a possibility that sufficient purification efficiency cannot be obtained because the rotation is not stable and the rotation force cannot be increased.
  • an air-charger that stabilizes the rotation of the rotating shaft and increases the rotational force to improve the purification efficiency.
  • the air-charger according to this embodiment includes a driving unit 500 A capsule 5 having a hollow rotating shaft 5 01 rotated by the means 500 and installed in the water W, and a plurality of bubble discharging holes 502 provided at the lower end of the rotating shaft 501; 0 consists of 3.
  • the drive means 500 is composed of, for example, an electric motor, and is supported on the water surface Wa by a suitable support means (not shown).
  • the drive shaft 504 of the drive motor is rotatably supported by bearings 507 and 508 comprising two bearings 506 provided above and below the motor body 505, respectively. . Therefore, even if a slight load is applied to the drive shaft 504, the drive shaft can rotate stably and can rotate smoothly.
  • the drive shaft 504 of the drive motor is formed of a hollow shaft having an air through hole 505, and the lower end of the hollow shaft is directly connected to a rotary shaft 501 by a suitable connecting means, for example, welding. ing. Therefore, the air (air) is introduced into the hollow hole 501 of the rotating shaft 501 from the air through hole 9.
  • a bottomed capsule 503 formed with a large number of bubble discharge holes 502 is formed in a body. . For this reason, the number of parts is reduced, and costs can be reduced.
  • the capsule 503 has a space with a hole diameter R larger than the hole diameter r of the hollow hole 501 a of the rotating shaft 501, and has an outer diameter equal to the outer diameter L of the rotating shaft 501. Have. Therefore, when the capsule 503 rotates with the rotating shaft 501, the rotation resistance is small and the load on the electric motor is small. Therefore, the rotation of the electric motor is stabilized, and the rotation force can be increased, thereby improving the purification efficiency.
  • the outer diameter of the capsule 503 may be slightly higher or lower because the same effect can be obtained even if the force is slightly different from the outer diameter L of the rotating shaft 501.
  • the positions of the bubble discharge holes 502 are shifted so that they are not on the same circumference X and the same axis Y, and a large number of the bubbles are equally spaced on the spiral Z.
  • the bubble release hole 502 is the circle of the capsule. It is displaced in the circumferential direction and the axial direction of the capsule, and is arranged on the spiral Z.
  • a bubble discharge hole 502 having a size of 1.2 mm 0 has the same circumference X and the same axis Y.
  • the number of the spirals Z is, for example, three, and a plurality of 57 bubble discharge holes 502 are formed at equal intervals on each spiral Z. By doing so, fine bubbles can be uniformly ejected from each bubble discharge hole 502 of the capsule 503 toward the water W.
  • the bubble discharging holes 502 by disposing the bubble discharging holes 502 in a spiral, the discharged bubbles are diffused deeply in the water W in a state in which the discharged bubbles are screwed, and the purification efficiency is enhanced.
  • the number and size of the bubble release holes 502 provided in the capsule 503 be appropriately selected in consideration of the outer diameter and the number of rotations of the capsule 503.
  • These bubble discharge holes 502 are set at an inclination of, for example, about 15 ° so that the center axis of the bubble discharge holes does not pass through the center of the capsule 503 as shown in FIG.
  • the opening outside the bubble discharge hole 502 is directed in the opposite direction to the rotating direction. Accordingly, the capsule 503 rotates without resistance, and is smoothly and widely ejected from each bubble discharge hole 502 by the negative pressure generated by the bubble. Therefore, a large number of fine bubbles ejected from each bubble discharge hole 502 come into contact with water for a long time, and water purification and activation are efficiently performed.
  • FIG. 19 shows still another embodiment of the air chargeer of the present invention.
  • the driving means 600 is composed of, for example, an electric motor, and is supported by a plurality of support rods 6 11 provided on a base 6 10 provided on the water surface Wa.
  • This base 610 is provided on a framework (not shown) submerged in the water W, for example. However, it may be constituted by a buoyant body provided on the water surface Wa.
  • a hollow rotary shaft 602 is connected to a drive shaft 600 a of the electric motor via a coupling 612. Coupling 6 1 2 blades, upper and lower connecting members 6 1 2 a, 6 1 2 b, air inlet 6 1 3 is formed between upper and lower connecting members 6 1 2 a, 6 12 b Have been. Therefore, air (air) is introduced from the air inlet 613 into the hollow hole 602a of the rotating shaft 602.
  • a bearing 6 14 composed of two upper and lower bearings 6 07 that rotatably support the rotating shaft 6 02, and the rotating shaft 6 02 is mounted on the bearing 6 14. It is rotatably supported and rotates smoothly in a certain direction.
  • a bottomed capsule 616 formed with a bubble discharge hole 615 is formed in a body. Therefore, the number of parts can be reduced and cost can be reduced.
  • the capsule 6 16 has a hollow space in which the hole diameter of the hollow hole 60 2 a of the rotating shaft 60 2 is increased similarly to the above-described embodiment, and the outer diameter of the rotating shaft 62 It has the same diameter.
  • the bubble release holes 6 16 are displaced so that they are not on the same circumference and the same axis, and a number of them are arranged on the spiral at equal intervals. I have. Further, the bubble discharge holes 6 15 are set so as to be inclined so that the central axis of these bubble discharge holes does not pass through the center of the capsule 6 16, and are directed in the opposite direction to the rotation direction of the capsule 6 16. I have.
  • the capsule 6 16 rotates without resistance, and bubbles are generated. Negative pressure causes the capsule 6 16 to smoothly blow out from the bubble discharge holes 6 15, and a large number of fine bubbles and water discharged from each bubble discharge hole 6 15. Is in contact for a long time, and water purification and activation of water are performed efficiently.
  • the capsule 6 16 is formed integrally with the rotating shaft 60 2, but may be provided by welding or the like.
  • the capsule having substantially the same diameter as the outer diameter of the rotary shaft is provided at the lower end of the rotary shaft, so that the rotational resistance of the capsule is reduced and the load on the rotary drive unit is reduced. As a result, the rotation is stabilized, and the rotation force is increased, thereby improving the purification efficiency.
  • the present invention provides, in addition to purifying and activating water in a fish farm, purifying chlorine in drinking water, purifying water in a pearl oyster and oyster farm, and treating wastewater in various sewage treatment plants, as described above. It can be applied to purification, making drinking water for animals in cattle, pig, and chicken livestock farms, sewage purification and deodorizing odorous water, and making water for plant and vegetable cultivation.
  • Chlorine and other compounds present in water can be decomposed and absorbed by ionized ultrafine bubbles.
  • pathogens will grow if chlorine is removed, but no pathogens were observed for a long period of time after the chlorine was removed by this diffuser.
  • pathogens such as Escherichia coli present in water can be killed by ionized ultrafine bubbles.
  • Good bacteria are activated by supplemental oxygen, and can kill bad bacteria (bad) efficiently.

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Description

明 細 書 エア一チヤ一ジャー 技術分野
本発明は空気 （エアー） を微細気泡の形態で水中に効率良く導入するこ とができ、 且つ導入された気泡を長時間に亘つて水中に滞留させて水質の 浄化と活性化を図るようにしたエア一チヤ一ジャーの改良に関する。 背景技術
人の生活が豊かになった反面、 地球環境問題が人類の大きなテーマとな つていることは知られている。 人間は食物をよりおいしく、 また日常生活 をより快適にするために様ざまな工夫を試みてきた。 例えば食物をおいし くするため、 また身体を種々の病原菌から守るために、 食品にいろいろな 添加物を加えたりしている。 また飲料水にも塩素などを加えて病原菌の悪 影響を除去している。
しかし、 食品に加える添加物や飲料水に加える塩素などは、 人間の身体 にとつて決して良いものではなく、 癌などの病気を引き起こす原因になつ ている。 日常食している魚肉、 牛肉、 鳥肉などの動物の肉や野菜、 果物な どの植物においても、 動物や植物の育成過程において肥料等に抗生物質な どを添加しているために、 動植物食品が必ずしも安全な食物とは言い難い。 無農薬野菜が流通しているが、 無農薬であれば大腸菌などの病原菌がはび こることになる。 飲料水 （特に水道水） にも塩素等人間の身体に有害物を 加えているために人間の健康に決して良くない。
そこで、 飲料水や食品を、 人間の身体にいかに悪影響を及ぼすことなく 提供できるかがこれからの人類の健全な生活にとって大きな課題である。 また我々の周囲に存在する池や湖の汚染をいかに浄化していくかも大きな 課題である。
例えば、 従来より、 漁や貝の養殖場における水の浄化や活性化や水耕栽 培水の浄化等の場合、 コンプレッサ又はブロア一により水中に設置された パイプに空気を圧送し、 該パイプの端末部に設けた多数の小孔から水中に 気泡として噴出させる装置や、 水面部でモータ等の駆動手段により水車等 を回転して水しぶきを発生させ、 多数の気泡を水中にかき込む装置等が知 られている。 また、 最近、 自吸式水中ポンプや、 ゼッ 卜ポンプ等も知られ ている。
しかしながら、 上述の従来技術では、 いずれも水中での気泡の粒径が多 少の相違はあってもかなり大きく、 気泡自体の持つ浮力により短時間で水 面まで浮上してしまい、 気泡、 とりわけ酸素を水中に長時間にわたって滞 留させることが出来ず、 浄化能力等が充分ではなかった。
特に、 養鰻場の場合、 水の補給が頻繁に出来ないので、 髙ぃ浄化能力を 要求されるが、 上述の如き、 従来の装置はいずれもこの要求に応えること が出来なかった。 すなわち、 前記従来の装置を連続運転しても、 浄化能力 等が充分でないため、 残餌、 排泄物から発生する有毒物質により、 魚の養 殖等には不適当であった。 発明の開示
従って、 本発明の目的は、 水中に長時間浮遊滞留する微細な気泡を発生 させて、 水質の浄化、 活性化等を図ることが可能な、 エア一チャージャ一 を提供することにある。 特に、 本発明では多量のエアーを微細気泡の形態 で能率良く水中に導入することができるエアーチャージャ一を提供するこ とである。
前記目的を達成するため、 本発明は、 上端にエア一を導入する空気取入 口を有する中空の回転軸と、 該回転軸の下端に取付けられた円筒状のカブ セルと、 前記回転軸を、 その上端開口を水面よりも上に位置させると共に 前記カプセルを水中に位置させるように回転自在に支持する支持手段と、 前記回転軸を回転せしめる駆動手段とを備え、 前記カプセルは回転軸の中 空内部と連通し水中に多数の微細気泡を放出するための複数の気泡放出孔 を有し、 前記回転軸は前記駆動手段とカツプリングを介して連結されてい ることを特徴とする。
また、 本発明は、 前記目的を達成するため、 上部に開口部を有し、 該開 口部を水面よりも上に位置させた外筒と、
該外筒内に同軸状に回転自在に配置されてエアーを導入する空気取入口 を有する中空の回転軸と、 該回転軸の下端に取付けられて水中に位置し且 つ水中に気泡を放出するための複数の気泡放出孔を有するカプセルと、 前記回転軸を回転せしめる駆動手段と、 前記回転軸と駆動手段とを連結 するカツプリングと、
を具備してなることを特徴とする。
また、 本発明は、 前記目的を達成するに際し、 前記カップリングは外周 から空気を導入して該空気を前記回転軸の開口に送るための空気導入口を 有することを特徵とする。 また、 本発明は、 前記目的を達成するに際し、 前記空気導入口は前記カツプリングの周囲に間隔をあけて配置され且つ半 径方向に延びる複数の孔から成り、 該孔の中心軸線はカップリングの半径 方向に延びるがカツプリングの中心を通らないことを特徴とする。
また、 本発明は、 前記目的を達成するに際し、 前記カプセルの気泡放出 孔の中心軸線はカプセルの半径方向に延びるがカプセルの中心を通らない ことを特徴とする。
また、 本発明は、 前記目的を達成するに際し、 前記カプセルが回転軸に 対して取外可能であることを特徴とする。 また、 本発明は、 前記目的を達成するに際し、 前記カプセルに空気導入 手段が設けられていることを特徴とする。
また、 本発明は、 前記目的を達成するに際し、 前記空気導入手段は前記 外筒の下端面に対向するように前記カプセルの上部に、 カプセルの周囲に 沿って配列された複数の溝およびこれら溝間に形成された突条から成るこ とを特徴とする。 又、 カプセルの気泡放出孔をカプセルに、 同一円周上お よび同一軸線上に位置しないように配置したことを特徴とする。 又、 カブ セルに主流水流変更手段を設けたことを特徴とする。
本発明によれば、 駆動手段により回転軸を高速回転させると、 この回転 軸の下端に取付けられたカプセルの回転によって生じた負圧により、 回転 軸の開口から回転軸内に外気が導入され、 この導入された空気が、 カプセ ルの気泡放出孔から多数の微細な気泡となって水中に放出されて拡散され る。 この気泡は、 粒径がきわめて小さく （ 2〜 3 0 ミクロン） 、 水中に長 時間、 浮遊し滞留する。 一見すると、 これら気泡の放出は煙が吹き出した 状態である。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明に係るエアーチヤ一ジャーの一部切欠せる立面図である。 図 2は、 電動モータと回転軸とを連結するカツプリングの他の実施例を示 す一部断面せる要部の立面図である。 図 3は、 図 2に示すカップリングの 斜視図である。 図 4は、 図 2に示すカップリングの断面図である。 図 5は、 カプセルの一部断面せる平面図である。 図 6は、 カプセルの気泡放出孔の 配列状態を示す説明図である。 図 7は、 カプセルに設けた空気導入手段の 一実施例を示す要部の斜視図である。 図 8は、 エア一チヤ一ジャーを容器 に使用した場合の実施例を示す図である。 図 9は、 エアーチャージヤーを 池等の貯水所に適用した場合の実施例を示す図である。 図 1 0は、 本発明 の他の実施例のエア一チャージヤーの断面図である。 図 1 1は、 図 1 0の 要部のカプセルの拡大斜視図である。 図 1 2は、 図 2のカプセルの縦断面 図である。 図 1 3は、 図 1 2のカプセルの横断面図である。 図 1 4は、 本 発明の作用概略を示す説明図である。 図 1 5は、 本発明の更に他の実施例 のエア一チヤ一ジャーの断面図である。 図 1 6は、 図 1 5の要部の回転軸 下端に設けたカプセル部分の切欠拡大正面図である。 図 1 7は、 図 1 5の 要部の回転軸下端に設けたカプセル部分の拡大斜視図である。 図 1 8は、 図 1 6のカプセル部分の縦断面図である。 図 1 9は、 本発明の更に他の実 施例のエアーチャージヤーの断面図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明に係るエア一チヤ一ジャーの実施例を図面を参照して詳細 に説明する。
図 1を参照すると、 本発明に係るエア一チャージヤーの実施例略全体の 構成が示されている。 このエアーチヤ一ジャーは、 水を浄化すべき貯水所、 例えば汚れた海、 汚れた湖や池に用いることができる。 特に、 魚、 貝、 の リ、 鰻の養殖場に用いると好適である。
このエア一チヤ一ジャーは、 水面 1 0の上方に配置されたべ一ス 1 1 を 有する。 このベースは適当な厚さを有し、 又任意の材料から作られた板状 体から成り、 適当な浮力体 （図示せず） によって水面に浮かべるようにし てもよく、 又図示しない、 適当な支持体によって固定するようにしてもよ い。 この場合、 浮力体は、 例えば、 中空のプラスチック又は金属の管状体 とこの管状体の中に配置された例えば発砲スチロール体とから形成するこ とができる。 勿論、 この場合、 係留チェーン等を用いてエア一チャージャ 一を係留するようにすべきである。 支持体は、 例えば、 水の底に埋設する ようにした土台とこの土台上に形成された枠組とを含む構造にすることが できる。
ベース 1 1 を貫通して中空の回転軸 1 2が延び、 この回転軸の上端は駆 動手段 1 3に連結され、 回転軸の下端にはカプセル 1 4が連結されている。 駆動手段は、 回転軸 1 2を所定の回転数で長時間に亘つて回転し得る髙 い効率の電動モータ 1 5であるのが好ましい。 この電動モータは、 例えば、 3相交流、 2 0 0 V、 2〜 2 . 5 A、 1 . 5〜 2馬力の定格を有し、 イン バータ （図示せず） によって回転速度を可変にすることができるのが好ま しい。 勿論、 このような電動モータに限らず、 種々の定格の電動モータに することができる。
この電動モータ 1 5は図 1 に示すように、 本体 1 6 とこの本体から延び る駆動軸 1 7 とを有する。 本体 1 6の一端にはフランジ 1 8が設けられ、 このフランジには図 1に示すような適宜の手段によって複数の支持棒 1 9 が取付けられる。
ベース 1 1上には回転軸 1 2を回転自在に支持する支持手段 2 0が設け られている。 この支持手段は円筒状のハウジング 2 1 とこのハウジング内 に回転軸の軸線方向に沿って間隔をあけて配置された 2つのべァリング 2 2とを有する。 回転軸はこれらベアリングの内輪に嵌合される。 尚、 本発 明はこれらベアリングの数や構成に限定されるものでない。 又、 これらべ ァリング 2 2を後述するように省略することもできる。
ハウジング 2 1はフランジ 2 3を有し、 このフランジにはハウジングの 周囲に沿って複数の孔 （図示せず） が設けられている。 ベースにはこれら 孔に整合し得る複数のねじ孔 （図示せず） が形成されている。
例えば、 電動モータ 1 5から延びる支持棒 1 9の下端にはねじが設けら れており、 これら支持棒はその下端のねじが支持手段のフランジ 2 3の孔 を通してベースのねじ孔にねじ込むことができる。 このようにして、 電動 モータ 1 5、 支持手段 2 0をべ一ス 1 1 にコンパク トに且つしつかり と取 付けることができる。
ここで簡単にのべておく と、 回転軸にはエアー （空気） をその内部に導 入する少なく とも一つの空気取入口を有し、 この空気取入口は図示の実施 例では回転軸の上端の開口 1 2 aから成っている。
回転軸 1 2と電動モータ 1 5の駆動軸 1 7 とが直結されていることに留 意されたい。 即ち、 回転軸 1 2と電動モータ 1 5とはカツプリング 3 0に よって連結されている。 このカップリング 3 0は、 中空体から成リ、 一つ の実施例では電動モータの駆動軸 1 7に例えばピン 3 1によって固定され た第一の連結部材 3 2と回転軸 1 2の上端部に例えばピン 3 3によって固 定された第二の連結部材 3 4とを含む。 これら第一および第二の連結部材 3 2， 3 4はある間隔をあけて互いに突き合わされて例えばボル卜手段 3 6によって固定される。 ここで 2つの第一および第二の連結部材が間隔 3 5をあけて取付けられるのは、 回転軸 1 2を電動モータ 1 5によって回転 したときに、 このカップリングの間隔 3 5から外気を導入し、 この導入さ れた外気を更に回転軸の開口 1 2 aを通して、 回転軸の内部に導入させる ためである。 この回転軸内に導入されたエア一は次いで力プセルに至る。 図 2に示す実施例では、 他のカップリングの実施例が示してある。 この カツプリングは一つの円筒状の本体 4 0を含み、 この本体の上下両端にフ ランジ 4 1が形成され、 上方のフランジに電動モータの駆動軸 1 7がピン 4 2によって固定され、 下方のフランジに回転軸 1 2の上端部がピン 4 3 によって固定される。 この場合、 このカップリングの本体 4 0には少なく とも一つ、 好ましくは複数の空気導入口 4 5が設けられる。 複数の空気導 入口の場合、 これら空気導入口は本体 4 0の周囲に沿って間隔をあけて配 置される （図 3参照） 。
ここで、 注目すべきことは、 これら空気導入口の中心軸線が図 4に示す ように、 カップリングの中心 0を通らないことである。 又、 これら空気導 入口の中心軸線が円弧状に延び、 空気導入口はこの円弧状に延びる中心軸 線に沿って形成されることが好ましい。 即ち、 図 4に示すように、 空気導 入口は円弧状に延びるように形成される。 この場合、 回転軸、 即ち、 カツ プリングが図 4に矢印で示すように、 時計方向に回転すると、 空気導入口 の外側開口は図 4に示すように回転方向に沿って開口している。 このよう にすると、 外気をカップリング内に取り込み易くする。
再び、 図 1 を参照すると、 回転軸の下端に連結されたカプセル 1 4は全 体的に有底筒状の部材から成り、 このカプセルは胴部 6 0 とこれよリ細い 上端部 6 1 とを有し、 この上端部は回転軸 1 2内に挿入されて例えばピン 5 0のよつて回転軸に固定される。 これとは別に、 カプセルをねじ結合に よって回転軸に取付けるようにしてもよい。 このカプセルにはその胴部に 多数の気泡放出孔 6 2が設けられている。 このカプセルの胴部の外径を、 例えば、 5 0 m mにすることができる。 このカプセルの胴部の外径を大き くすると、 例えば 7 0 m mに設定すると、 このカプセルの胴部の周速度を 大きく とることができ、 従って、 カプセルの回転速度を髙め、 ひいては負 圧を大きく して多量のエアーを回転軸内に取り込むことができることを留 意されたい。 気泡放出孔 6 2の怪は一つの実施例では 1 m n！〜 2 m mの間 に設定するのが好ましい。 又、 これら気泡放出孔は、 図 6に Aで示すよう に、 縦横に整列したライン上に配置したり、 又、 図 6に Bで示すように、 複数のらせんライン上に配置したりする等任意に配置することができる。 又、 注目すべきことは、 図 5に示すように、 気泡放出孔 6 2の中心軸線 がカプセルの中心 0を通らないように例えば約 1 5 ° の傾きで設定されて いることである。 この場合、 回転軸、 即ち、 カプセルが図 5に矢印で示す ように、 時計方向に回転すると、 気泡放出孔 6 2の外側の開口がこの回転 方向とは反対側の方に向くように形成されることである。
ここで簡単に述べると、 回転軸を電動モータによって所定の回転数で回 転すると、 カプセルの回転によって生じた負圧によってエアーが回転軸の 開口から回転軸内に引き込まれ、 更にカプセルに至り、 気泡放出孔から微 細な気泡になって放出される。 これは、 回転しているカプセルの外周壁と 水との間に真空領域が発生し （負圧状態） 、 空気が空気取入口から引き込 まれこの空気が回転軸及びカプセルの内部空間を通って気泡放出孔から水 中に気泡となって放出する、 という原理に基く。
再び、 図 1 を参照すると、 ベース 1 1の下面には外筒 7 0が取付けられ ている。 この外筒 7 0は上端にフランジ 7 1 を有し、 このフランジはボル 卜等によってべ一ス 1 1 に固定されている。 この外筒はベースの下側で回 転軸 1 2を包むように配置される。 この外筒の下端はカプセル 1 4の胴部 から所定の間隔をあけて位置している。 又、 この外筒の上部には少なくと も一つの開口部 7 3が設けられている。
この外筒は、 単に、 エアーをカプセルの気泡放出孔から放出するだけで は必ずしも必要でないが、 この外筒を設けることによって、 回転軸の水中 でのベアリングの役目を果たすことと、 回転軸、 即ち、 カプセルの回転に よって生ずる負圧によって外筒の上部の下端の開口から水中に気泡となつ て放出され、 カプセルから放出された気泡を水中に拡散する役目を果すこ ととなる。
この外筒は、 例えば、 金属や合成樹脂の任意の材料から作ることができ る。 又、 前記ベアリング 2 2を省略して、 カプセルの近くで外筒と回転軸 との間に他のベアリングを設けて、 回転軸をモータとこのベアリングとで 支持するようにしてもよい。
図 7を参照すると、 カプセル 1 4に空気導入手段 1 0 0を設けた場合の 実施例を示す。
この空気導入手段は、 外筒 7 0の下端開口部 7 4に対向するようにカブ セル 1 4の周囲に形成されている。 この空気導入手段は、 例えば、 図 7に 示すようにカプセルの周囲に沿って形成された複数の溝 1 0 1 およびこれ ら溝間に形成された突条 1 0 2とから成っている。 これら溝および突条は 円弧状に延びている。 このように空気導入手段を設けると、 回転軸内およ び回転軸と外筒との間の空間にエア一 （空気） を一層多量に導入すること ができる。
図 8を参照すると、 上述の如き本発明のエアーチャージヤーを水を貯め た容器 2 0 0に設置し、 水を浄化するように使用している。 尚、 この容器 は水を入れる供給手段 2 0 1 と水を排出する排出手段 2 0 2とを備えてい る。
図 9を参照すると、 池等の貯水所 3 0 0に水を循環させる循環路 3 0 1 を設け、 この循環路に本発明のエアーチャージヤーを設置して使用してい る。 このようにすると、 特に閉じた小さな池等では水を循環させ乍ら水を 清浄にするので、 池の水を短時間に効率よく浄化させることができる。 この池、 電動モータおよび支持手段を覆うように、 適当なカバーをべ一 ス 1 1 に取付けることができる。 又、 ベースの下側に脚を設け、 この脚に よってカプセルが水の底に当らないようにすることもできる。 その他、 回 転するカプセルに魚等が当らないようにし又、 小孔が目詰りしないように、 カプセルの周囲に防護網ゃフィルターを設けることができる。
更に、 電動モータの回転の有無やモータに過負荷がかかったときに電動 モータを停止させる等の手段を設けると、 好ましい。
上述のエア一チヤ一ジャーの作用を簡単に述べておくと、 次の通りであ る。
電動モータ 1 5を駆動させると、 該モータ 1 5の回転がカツプリ ングを 介して回転軸に伝達され、 該回転軸が、 所定の回転数で回転する。
これにより、 最初は回転軸 1 2の中空内部内にあった水が遠心力を受け てカプセル 1 4の気泡放出孔 6 2から噴出し、 引き続き、 回転軸 1 2の開 口から新鮮な空気が回転軸内に吸い込まれ、 該空気がカプセル 1 4の気泡 放出孔 6 2から気泡として勢いよく噴射される。 一方、 カプセルの高速回 転によって外筒 7 0の下部周辺に負圧が生じ、 外筒と回転軸との間の空間 に空気が外筒の上端開口部を通して引き込まれる。 気泡放出孔 6 2からの 噴射気泡によって、 外筒 7 0の下端開口部 7 4の真下及びその付近には、 カプセル 1 4を中心とした略放射方向 （略渦巻き状） の水流が生じ、 この 水流にのって回転軸 1 2と外筒 7 0 との間にあった水が上述の如き外筒の 上端開口部からの空気導入と相俟って外筒 7 0の下端開口部 7 4から噴出 され、 引き続き、 外筒 7 0の上端開口部 7 3とから新鮮な空気が吸い込ま れ、 該空気が外筒 7 0の下端開口部 7 4から気泡となって勢いよく噴射さ れ、 カプセルからの気泡と共に気泡造成量を増す。
従って、 前記外筒 7 0の下端開口部 7 4から及びカプセルの気泡放出孔 からの気泡が瀑気微細化され、 このような、 極めて多量の微細な気泡 （ミ クロ状の気泡） が、 水中の広範囲に亘つて放散される。 これら気泡の一つ は、 径が 1 / 1 0 0 0 m n！〜 3 1 0 0 0 m mで、 微細であリ、 従って、 浮上力が少く、 水中に長時間浮遊滞留する。 又、 各気泡は水中において合 体結合しにく く、 かなりの時間に亘つて、 独立気泡のままである。 このよ うなミクロ状気泡は水中に深く浸透し、 更に広範囲に拡散し、 長時間滞留 する。 このため、 空気中の酸素、 窒素が水に長時間接触して水中に移行し、 水中のアンモニア等の有毒ガス及び有機物を分解、 除去し、 養殖漁場、 魚 介類の蓄養、 水耕栽培水等を浄化する能力が高い。
また、 前記空気は、 その吸引時に、 前記回転軸 1 2の外周面等との間の 摩擦等により静電気が生じ、 また前記気泡は、 水中に長時間浮遊し、 その 後破裂して空気中に放散するが、 この破裂時に超音波を発生させる。 この 発生した静電気により水の中に電位差を生じ、 水を電離して水の中に陽ィ オン H +と隠イオン O H—とのイオン化を生じさせる。 回転軸の外周には 負の静電気がより多く帯電し、 これが水の中の陽イオン +を吸引する。 従 つて、 隠イオン〇H—が水の中で相対的に増え、 水はアルカリイオン水と なる。 手に油を塗り、 この本発明の装置で作られた水で洗うと、 石けんを 使わずに油を容易に落すことができた。 これはアル力リイオン化した水の 気泡で油をくるみ油を手からはぎ取る作用をするからである。 このように、 水が浄水化および活性化され、 抗菌性、 植物育成効果等が生じる。 エア一チヤ一ジャーのテス卜
1. テス卜概略
カプセルの直径 0 5 0 (従来のもの） を、 新たに ø 7 0のものを作り、 なおかつ、 カプセルの穴を、 中心軸に対して、 約 1 5° の傾きを持たせた ものを作り、 各回転に於ける空気 （泡） の出具合をビデオに記録し、 比較、 検討した。
2. テス卜結果
インバーターの設定周波数 計算値 測定
66.67HZ 4000rpm 3.989rpm
75.00HZ 4500rpm 4.48 rpm
83.33HZ 5000rpm 4.977rpm
91.67HZ 5500rpin 5.466rpm
100.00HZ 6000rpm 5.946rpm
108.33HZ 6500rpm 6.441rpm
116.67HZ 7000rpm 6.922rpm
目視による泡の出かたは、 カプセル小 ø 5 0の方は 5 0 0 0 r . p. m.附 近で僅かに認められるが、 カプセル大 ø 7 0については 4 0 0 0 r . p .m. でも認められる。 以降、 回転数を上げることにその差は顕著に表われ、 Ί 0 0 0 r . p. m.以下でも充分、 目的が達成される。 尚、 外筒よりの泡の出 かたは、 この実験では、 6 5 0 0 r . p . m .附近で僅かにカプセルの大小と も認められたが、 回転軸の外周に、 螺旋状の溝を設けるか又は羽根を取付 ければ、 一層の効果が期待出来る。
3 . 使用器機 2馬力
モ ー タ 一 ： 2 p全閉外扉型縦型 （ 1 . 5 k w )
インバーター ： 三菱汎用 （ 1 . 5 k w用）
4 . 実験設備
カプセル外筒の水面下迄の距離： 7 0 in m〜 2 0 0 m m
尚、 前記回転軸の空気取入口の付近に、 オゾン発生器を取り付けるよう にしてもよい。 これにより、 発生したばかりの、 強力な殺菌作用を有する オゾンを、 短時間のうちに水中に送り込み、 水の殺菌を行うことが可能と なる。
また、 前記回転軸の空気取入口の付近に、 ヒータ一等の熱源体を取り付 けることにより、 極めて自然な状態で水温を上昇させることができ、 寒冷 地等における水温の低下を防止することも可能である。
また、 前記回転軸の空気取入口の付近に、 クーラ一等の冷気発生体を取 リ付けることにより、 極めて自然な状態で水温を低下させることができ、 熱帯地帯における水温の上昇を防止することも可能である。
尚、 本発明は、 前記実施例に示すものに限定されるものではなく、 例え ば、 前記カプセルの気泡放出孔の怪、 数量等は適宜に設定される。
ここで留意すべきことは、 本発明において、 超微細気泡を作り出すこと ができたのは、 カプセルの外径と、 カプセルの気泡放出孔の径および配置 と、 カプセルの回転数との特定の関係による。
尚、 本発明の装置をスイミングプール、 汚水処理、 河川、 湖泥等の浄化、 飲料水、 醸造用水、 貯水タンク等の活水、 浄水、 軟水化に用いることもで さる。 図 1 0乃至図 1 3を参照すると、 本発明の他の実施例が示してある。 こ の実施例においては、 回転軸の下端に設けられた多数の気泡放出孔がカブ セルに、 同一円周上および同一軸線上に位置しないように位置をずらせて 多数配置させた。 又、 前記カプセルの下端に、 該カプセルの外径よりも大 きな外径の水流変更手段を設けたものである。
好ましい実施の形態は、 前記カプセルに穿設された気泡放出孔は、 同一 円周上及び同一軸線上にないように位置をずらせて例えば螺旋上に多数配 置するのが好ましい。
さらに、 好ましい実施の形態は、 前記水流変更手段は、 周囲に口一レツ 卜が形成された円形板からなるのが好ましい。
さらに、 好ましい実施の形態は、 前記水流変更手段は、 周囲にフィ ンが 設けられた円形翼からなるのが好ましい。
図 1 0には図 1 と同一部分には同一の符号が付してある。
上述の実施例と同様に、 前記回転軸 1 2の下端には、 気泡放出孔 6 2を 穿設したカプセル 1 4は、 図 1 2に示すように中空の回転軸 1 2の外径 L 1よリも大きな外径 L 2を有する円筒から成る。 カプセル 1 4の外周には、 気泡放出孔 6 2が同一円周 X上および同一軸線 Y上にないように位置をず らせ、 螺旋 Z上に等間隔に多数配置されている。 即ち、 気泡放出孔 6 2が カプセルの円周方向及びカプセルの軸方向に互いに位置をずらせ、 螺旋 Z 上に配列されている。 例えば、 外径が 7 0 m m ø , 縦の長さが 1 0 0 m m のカプセル 1 4に、 1 . 2 m m 0の大きさの気泡放出孔 6 2が同一円周 X 上および同一軸線 Y上で重ならないように、 螺旋 Z上に等間隔に多数配置 されている。
その螺旋 Zの数は、 例えば 3本からなり、 各螺旋 Z上に 5 7個の複数の 気泡放出孔 6 2が等間隔に穿設されている。 このようにすることで、 カブ セル 1 4の各気泡放出孔から水中 Wに向かって微細な気泡を多量に均一に 噴出できる。 また、 各気泡放出孔 6 2を螺旋 Z上に配置したことで、 噴出 された多量の気泡が水中にねじ込まれるような状態で水中深く広範囲に拡 散される。
尚、 前記カプセル 1 4に設けた気泡放出孔 6 2の数及び大きさは、 カブ セル 1 4の外径および回転数を考慮し、 適切に選択することが望ましい。 この気泡放出孔 6 2は、 図 1 3に示すように、 これら気泡放出孔の中心 軸線がカプセル 1 4の中心〇を通らないように、 例えば約 1 5 ° の傾きで 設定され、 カプセル 1 4が時計方向 （A方向） に回転すると、 気泡放出孔 3の外側の開口が回転方向とは反対方向を向く ようになつている。 従って、 カプセル 1 4が抵抗なく回転するとともに、 気泡が、 発生した負圧によつ て各気泡放出孔 6 2から水中に円滑に噴出される。
前記カプセル 1 4の下端には、 カプセル 1 4の外径 L 2よりも大きな外 径 L 3の水流変更手段 4 0 0がカプセル 1 4の下端開口を密閉するように 設けられている。 この水流変更手段 4 0 0は、 カプセル 1 4の回転に伴う 回転によって周囲の水を勢いよく回転させ水の流れを変えるもので、 例え ば周囲にぎざぎざの凹凸を有するローレツ 卜 4 0 2が形成された円形板 4 0 1からなる。
カプセル 1 4とともに回転する大きな径の円形板 4 0 1は、 上部の小径 のカプセル 1 4の周速度よりも大きい。 従って、 カプセル 1 4 と円形板 4 0 1 の周速度の差により、 カプセル 1 4の周囲の水は、 下側の円形板 4 0 1の周囲及びその下方に強制的に移動される。 そのため、 周速度が遅い力 プセル 1 4の気泡放出孔 6 2から噴出された気泡が周速度が速い下部の 4 0 1側へ引き込まれ、 また円形板 4 0 1の周面に形成された凹凸のローレ ッ 卜 4 0 2によってさらに微細化され、 多量の微細な気泡が水中 W深く且 つ広範囲に拡散される。
また、 下部の円形板 4 0 1の上面には、 円形板の周囲に沿って形成され た複数の溝と突条からなる誘導通路 4 0 3が設けられている。 従って、 円 形板 4 0 1の回転による誘導通路 4 0 3によって水の移動がよリ強められ て、 気泡放出孔 6 2から噴出された微細な気泡がさらに水中 W奥深く拡散 される。 そのため、 多量の微細な気泡と水が長時間に亘つて接触し、 効率 的に水の水質浄化および活性化が行われる。 前記円形板 4 0 1は、 例えば 中空の回転軸 1 2の中心に設けられた中心軸 4 0 4に取り付けたボル卜 4 0 5により、 カプセル 1 4の下端に固定されている。
次に、 上述の実施のエアーチャージヤーの作用を更に詳細に説明する。 電動モータ 1 5を回転すると、 その回転がカツプリング 3 0を介して回 転軸 1 2に伝達される。 これにより、 最初は回転軸 1 2の中空部内にあつ た水が遠心力により、 気泡放出孔 6 2から噴出する。 引き続き、 回転軸 1 2の下端に設けられたカプセル 1 4の気泡放出孔 6 2から気泡として水中 に噴出される。
また、 同時に外筒 7 0 と回転軸 1 2との間の円筒状の空間内にあった水 も、 遠心力により、 外筒 7 0の下端とカプセル 1 4 との間の隙間から噴出 し、 引き続き上端開口部 7 3から円筒状空間に取り入れられた空気が外筒 7 0下端とカプセル 1 4 との隙間から気泡となって噴出する。
ここで、 水が非圧縮性の理想気体に近い流体であるとみなすと、 例えば 回転するカプセルの表面における水はカプセル 1 4の表面と一体となって 動いており、 カプセル 1 4の表面から充分に遠く離れた所に存在する水は 静止していることになる。
このとき、 カプセル 1 4の表面から水を見た場合の流速の変化は、 図 1 4 ( a ) に示すようになる。
従って、 カプセル 4の表面水の層の厚さ αについて図 1 4 ( b ) に示す ように厚み方向に次式のような圧力差が生じる。 Δ Ρ = i V2 但し ΔΡ ： 圧力差
ρ ： 水の密度 g/cm
V = r ' ω
この圧力差△ Pはカプセル 1 4 (または外筒 7 0 ) 内部の空気を外側、 つまり水中へ吸引するように作用する。
そのため、 カプセル 1 4を相当速度で回転すれば回転軸 1 2中の空気が 気泡放出孔 6 2から水中に引き出されるとともに回転に伴う水流によって 砕かれて微細な泡となる。
例えば、 カプセル 1 4の直径を 7 0 c m， 回転数を 7 0 0 0 r . p . m.と して計算すると、 水の流速 （V) は次式のようになる。
V = 2.56 10 cm/sec 従って、 圧力差は次式のようになる。
Δ Ρ = + (2· 56Χ 10 ) = 3.27X 10 g/cm sec ここで、 前記空気が水中に引き出される箇所における水面からの深さを 7 0 cmとすると、 該深さでの水圧 Pwは次式で与えられる。 水圧 Pw = o h g = 980X70 = 6.86X10 g/cm sec (但し、 hは深さ（cm))
このことより、 直径が 7 0 c mのカプセル 1 4を 7 00 0 r . p .m.の回 転速度で回転させるとき、 水深 7 0 c mの箇所における内外の圧力差は約 4 7倍に達することが判る。
ここで、 前記の条件において、 カプセル 1 4から水中へ空気が引き出さ れる臨界点における回転速度 （ r · Rp m) を求めてみると、 カプセル 1 4の表面の水圧と前記水中への引き込み差 （差圧） が等しくなるような流 速は、 以下の式から （R p m) c = 1 0 0 0 r. p .rn.となる。
Vc = 2X6.86X1 Ο4 = 3.7X1 O'cm/ s ec2 ( r · Rpm) c = (VC/2TT) X 60 = 3535cm r.p.m.
= 3.5cmとすると
(Rpm) c = 1000 r.p.m.
即ち、 直径が 7 0 c mのカプセル 1 4においては約 1 0 00 r . p . m.の 回転速度のとき、 水圧と差圧が等しくなり、 これ以上の回転数となったと きに空気が水中へ出始めることになる。
さらに、 本実施例では、 カプセル 1 4の上部には、 複数の溝と突条から なる空気導入手段又は空気案内通路 1 00が設けられておリ、 外筒 7 0と 回転軸 1 2との円筒隙間に存在する空気 （エア一） が空気案内通路 1 00 の回転によって気泡化され案内され、 外周方向に拡散する。
前記カプセル 1 4の外周面には、 気泡放出孔 6 2が同一円周 X上および 同一軸線 Y上にないように位置をずらせ、 螺旋 Z上に等間隔に配置されて いる。 つまり、 各気泡放出孔 6 2がカプセルの円周方向およびカプセルの 軸方向に位置をずらせ、 多数配列されている。 そのために、 カプセル 1 4 から周囲の水中 Wに微細な気泡を多量に均一に噴出される。 また、 気泡放 出孔 6 2を螺旋 Z上に配列したことで、 噴出された多量の気泡が水中にね じ込まれるような状態で水中 W奥深く広範囲に拡散することができる。 カプセル 1 4の穿設された気泡放出孔 6 2は、 これら孔の中心軸線が力 プセル 1 4の中心〇を通らないように、 所定方向の傾きで設定され、 カブ セル 1 4が時計方向 （A方向） に回転すると、 気泡放出孔 6 2の外側の開 口が回転方向とは反対方向を向くようになつている。 そのため、 カプセル 1 4が抵抗なく回転するとともに、 気泡が負圧によって気泡放出孔 6 2か ら円滑に且つ広範囲に噴出される。
カプセル 1 4の下端には、 カプセル外径 L 2よリ大きい外径 L 3の円形 板 4 0 1が設けられておリ、 径の大きな下部の円形板 4 0 1の周速度が、 上部の小径のカプセル 1 4の周速度よりも大きくなつている。 このことに より、 カプセル 1 4の周囲の水が下方に移動する。 従って、 周速度が遅い カプセル 1 4の気泡放出孔 6 2から噴出された気泡が周速度が速い下部の 円形板 4 0 1側へ引き込まれる。 その円形板 4 0 1の周囲には、 ぎざぎざ の凹凸する口一レッ ト 4 0 2が形成されている。 従って、 回転するローレ ッ 卜 4 0 2の凹凸により気泡が微細化され、 気泡の量が増大し、 多量の微 細化された気泡が水と長時間に直って接触され、 水中 Wのアンモニア等の 有害ガス， 有機物質等の分解を促進し除去する。 そのだめ、 水質の浄化お よび活性化が効率的に行われ、 養殖漁場等の用水として好適なものとなる。 下部の円形板 4 0 1の上面には、 円板周囲に沿って形成された複数の溝 と突条からなる誘導通路 4 0 3が設けれられている。 従って、 円形板 4 0 1の誘導通路 4 0 3によって水の移動がより強められて、 カプセル 1 4の 気泡放出孔 6 2から噴出された気泡が前記円形板 4 0 1の回転による下方 への引き込みおよび微細化と相俟って多量の微細化した気泡がさらに水中 W奥深く広範囲に拡散される。 そのため、 効率的に水の水質浄化および活 性化が行われ、 充分に水質の浄化および活性化が図られる。
前記カプセル 1 4の下端に設けた水流変更手段 4 0 0は、 円形板 4 0 1 が中心軸 4 0 5にボルト等で固定された構造になっているが、 カプセル 1 4の底部に円形板 4 0 1 を直接溶接等で固定する構成にしてもよい。 また、 水流変更手段 4 0 0を周囲にフィンを設けた円形翼で構成することもでき る。 この場合、 回転抵抗は若干大きくなるが気泡の微細化がより向上し、 気泡の移動がよリー層強められる。
尚、 本実施例ではローレツ 卜 4 ◦ 2が形成された円形板 4 0 1 をカプセ ル 1 4の下端に設けた場合を示したが、 口一レツ 卜 4 0 2の溝が下に向く ようにしてカプセル 1 4の外周上端部分に設けた場合 （図示せず） にも効 率よく気泡を下方向へ移動させることができる。
本実施例では、 カプセルの周囲に穿設された気泡放出孔から微細な気泡 が多量に均一に噴出され、 また多量の微細化された気泡が水中奥深くに広 範囲に拡散され、 水と長時間に亘つて接触し効率的に浄化、 活性化が行わ れ、 充分に水質の浄化と活性化が図られる。 従って、 水中のアンモニア等 の有害ガス， 有機物質の分解を促進し、 養殖漁場水， 魚介類の畜養水， 水 耕栽培水等の用水として好適なものとなる。
図 1 5乃至図 1 9 を参照すると、 本発明の更に他の実施例が示してある。 この実施例では、 電動モータの駆動軸を中空に形成し、 この駆動軸に回 転軸を連結するようにしている。 そして、 回転軸の下端に取付けたカプセ ルを回転軸と略同一の径に構成したものである。
上述した実施例では、 カプセルは、 回転軸に対し外径が大きく水の抵抗 を受け易く比較的大きな回転抵抗がある。 従って、 回転軸を介してカプセ ルを回転させる駆動手段に負荷がかかる。 そのため、 回転が安定せず、 ま た回転力を増すことができないために、 充分な浄化効率が得られない可能 性がある。
本実施例では、 回転軸の回転を安定させ、 また回転力を増大させて浄化 効率を向上させるエア一チャージヤーを提供するようにしたものである。 この実施例に係るエア一チャージヤーは、 駆動手段 5 0 0と、 その駆動 手段 5 0 0により回転され且つ水中 Wに設置された中空の回転軸 5 0 1 と、 その回転軸 5 0 1の下端に設けられた多数の気泡放出孔 5 0 2が穿設され たカプセル 5 0 3とからなる。
前記駆動手段 5 0 0は、 例えば電動モータからなり、 適当な支持手段 (図示せず） により水面 W a上に支持されている。 その駆動モータの駆動 軸 5 0 4は、 モータ本体 5 0 5の上下に設けられたそれぞれ 2つのべァリ ング 5 0 6からなる軸受 5 0 7， 5 0 8により回転可能に支持されている。 従って、 駆動軸 5 0 4に多少の負荷がかかっても安定な回転をし、 また円 滑に回転できる。
駆動モータの駆動軸 5 0 4は、 エア一貫通孔 5 0 5を有する中空軸から なり、 その中空軸の下端には、 回転軸 5 0 1が適宜の連結手段、 例えば、 溶接等により直結されている。 従って、 エア一 （空気） が、 そのエアー貫 通孔 9から回転軸 5 0 1の中空孔 5 0 1内に導入される。
前記回転軸 5 0 1の下端には、 図 1 5および図 1 6に示すように、 多数 の気泡放出孔 5 0 2を穿設した有底のカプセル 5 0 3がー体に形成されて いる。 このため、 部品点数が削減され、 コスト低減が図れる。 カプセル 5 0 3は、 回転軸 5 0 1の中空孔 5 0 1 aの孔径 rよりも大きくなった孔径 Rの空間を有し、 回転軸 5 0 1の外径 Lと同径の外径を有する。 従って、 カプセル 5 0 3が回転軸 5 0 1 に伴って回転する時に、 回転抵抗が少なく、 電動モータにかかる負荷が小さくなる。 そのため、 電動モータの回転が安 定し、 また回転力を増大させることができ、 浄化効率が高められる。 上記 カプセル 5 0 3の外径は、 回転軸 5 0 1の外径 Lと同径となっている力^ 若干異なっても同一の効果が得られるため、 多少上下してもよい。
前記カプセル 5 0 3の外周には、 図 1 7に示すように気泡放出孔 5 0 2 が同一円周 X上および同一軸線 Y上にないように位置をずらせ、 螺旋 Z上 に等間隔に多数配置されている。 即ち、 気泡放出孔 5 0 2がカプセルの円 周方向およびカプセルの軸方向に位置をずらせ、 螺旋 Z上に配列されてい る。 例えば、 外径が 7 0 m m ø， 縦の長さが 1 0 0 m mのカプセル 4に、 1 . 2 m m 0の大きさの気泡放出孔 5 0 2が同一円周 X上および同一軸線 Y上で重ならないように、 螺旋 Z上に等間隔に多数配列されている。 その螺旋 Zの数は、 例えば 3本からなり、 各螺旋 Z上に 5 7個の複数の 気泡放出孔 5 0 2が等間隔に穿設されている。 こうすることで、 カプセル 5 0 3の各気泡放出孔 5 0 2から水中 Wに向かって微細な気泡を均一に噴 出することができる。
また、 本実施例では各気泡放出孔 5 0 2を螺旋上に配置したことで、 噴 出された気泡がねじ込まれるような状態で水中 W深く広範囲に拡散され、 浄化効率が高められる
尚、 前記カプセル 5 0 3に設けられた気泡放出孔 5 0 2の数および大き さは、 カプセル 5 0 3の外径および回転数を考慮し、 適切に選択すること が望ましい。
これら気泡放出孔 5 0 2は、 図 1 8に示すように気泡放出孔の中心軸線 がカプセル 5 0 3の中心◦を通らないように、 例えば約 1 5 ° の傾きで設 定され、 カプセル 5 0 3が時計方向 （A方向） に回転すると、 気泡放出孔 5 0 2の外側の開口が回転方向とは反対方向を向くようになつている。 従 つて、 カプセル 5 0 3が抵抗なく回転するとともに、 気泡が発生する負圧 によって各気泡放出孔 5 0 2から円滑に且つ広範囲に噴出される。 そのた め、 各気泡放出孔 5 0 2から噴出された多数の微細な気泡と水が長時間に 亘つて接触し、 効率的に水の浄化および活性化が行われる。
図 1 9は、 本発明のエアーチャージヤーの更に他の実施例を示す。 駆動手段 6 0 0は、 例えば電動モータからなり、 水面 W a上に設けられ た基台 6 1 0上に設けられた複数の支持棒 6 1 1 に支持させている。 この 基台 6 1 0は、 例えば水中 Wに沈設した枠組体 （図示せず） 上に設けられ ているが、 水面 W a上に設けた浮力体で構成してもよい。
電動モータの駆動軸 6 0 0 aには、 カツプリング 6 1 2を介して中空の 回転軸 6 0 2が連結されている。 カップリング 6 1 2刃、 上下の連結部材 6 1 2 a , 6 1 2 bからなリ、 上下の連結部材 6 1 2 a， 6 1 2 bの間に はエア一導入口 6 1 3が形成されている。 従って、 エア一 （空気） がこの エアー導入口 6 1 3から回転軸 6 0 2の中空孔 6 0 2 aに導入される。 基台 6 1 0上には、 回転軸 6 0 2を回転可能に支持する上下 2つのベア リング 6 0 7からなる軸受 6 1 4が設けられ、 回転軸 6 0 2はこの軸受 6 1 4に回転可能に支持され、 一定の方向に円滑に回転する。
前記回転軸 6 0 2の下端には、 気泡放出孔 6 1 5を穿設した有底のカブ セル 6 1 6がー体に形成されている。 従って、 部品点数が削減され、 コス 卜低減が図れる。 カプセル 6 1 6は、 前記実施例と同様に回転軸 6 0 2の 中空孔 6 0 2 aの孔径ょリも大きくなった孔怪の空間を有し、 また回転軸 6 0 2の外径と同径となっている。 そのために、 カプセル 6 1 6が回転軸 6 0 2に伴って回転する時に、 回転抵抗が少なくなつて電動モータの負荷 が低減され、 回転が安定し、 また回転力を増大させ、 水の浄化効率が高め られる。
前記カプセル 6 1 6の外周には、 また前記実施例と同様に気泡放出孔 6 1 6が同一円周上および同一軸線上にないように位置をずらせ、 螺旋上に 等間隔に多数配置されている。 また気泡放出孔 6 1 5は、 これら気泡放出 孔の中心軸線がカプセル 6 1 6の中心を通らないように傾きで設定され、 カブセル 6 1 6の回転方向とは反対方向を向くようになつている。
従って、 カプセル 6 1 6が抵抗なく回転するとともに、 気泡が発生する 負圧によって気泡放出孔 6 1 5から円滑に噴出され、 各気泡放出孔 6 1 5 から噴出された多数の微細な気泡と水が長時間に亘つて接触し、 効率的に 水の水質浄化および活性化が行われる。 尚、 上記実施例においては、 カプセル 6 1 6は回転軸 6 0 2に一体に形 成され設けられているが、 溶接等により設ける構成にしてもよい。
以上説明したように、 本実施によれば、 回転軸の下端にその回転軸の外 径とほぼ同径のカプセルを設けたことで、 カプセルの回転抵抗が少なくな つて回転駆動手段の負荷が低減され、 回転が安定し、 また回転力が増大し 浄化効率が高められる。
勿論、 カプセルに穿設された多数の気泡放出孔によって微細な気泡が均 一に噴射され、 また微細化された気泡が水中奥深くに広範囲に拡散され、 水と長時間に亘つて接触し効率的に水質の浄化、 活性化が図られる。 産業上の利用可能性
本発明は、 上記の如く、 魚の養殖場の水の浄化や活性化等の他に、 飲料 水の塩素を飛ばすこと、 真珠貝やかきの養殖場の水の浄化、 各種汚水処理 場の汚水の浄化、 牛， 豚， にわとりの畜産場における動物の飲み水を作る ことおよび汚水浄化や悪臭水の消臭、 植物や野菜の栽培に用いる水を作る こと、 等に適用することができる。
本発明によれば、 以下の如き効果が得られる。
( 1 )超微細気泡の発生
従来の如き、 ポンプやコンプレッサー等による水中への大きな気泡と異 なり、 超微細気泡ゆえに水中に長時間滞留し、 水の分子に付着する。 この ため水中における酸素の溶解度が高く、 従って、 単位体積当りの酸素溶存 量が極めて多い。 このことは、 酸欠状態になっている死んだ水が生き返る (活性化） ということになる。
(2)静電気発生 （イオン化）
多数の超微細気泡がカプセルの多数の小孔から放出される際、 互いに激 しくぶつかり合い静電気が発生し、 各気泡に帯電する （イオン化） 。 これ は水の性質に変化を与えることができる。
(3)塩素等の吸収
水中に存在する塩素やその他化合物をイオン化した超微細気泡によって 分解吸収することができる。 参考までに、 塩素が抜けると、 病原菌が増殖 すると考えられるが、 本拡散機で塩素を取った水は、 その後、 長期間に亘 つて病原菌の発生が認められなかった。
(4)病原菌の死滅
水中に存在する大腸菌等の病原菌をイオン化した超微細気泡によって死 滅させることが明らかになつた。
(5)優良パクテリァの增殖
優良バクテリア （善玉） が酸素の補給によって活性化し、 悪バクテリア (悪玉） を効率良く死滅させることができる。
(6)その他
ヘドロの分解促進、 水中汚濁物質の分解、 リンの溶出抑制、 アンモニア および亜硝酸の適度の酸性化を実行することができる。 更に、 水中におけ る有機物を分解し、 悪臭を取り去り、 且つ水を浄化する。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . エアーを導入する少なく とも一つの空気取入口を有する中空の回転軸 と、 該回転軸の下端に取付けられた円筒状のカプセルと、 前記回転軸を、 空気取入口を水面よリも上に位置させるとともに前記カプセルを水中に位 置させるように、 回転自在に支持する支持手段と、 前記回転軸を回転せし める駆動手段とを備え、 前記カプセルは回転軸の中空内部と連通し水中に 気泡を放出するための複数の気泡放出孔を有し、 前記回転軸は前記駆動手 段とカツプリングを介して連結されていることを特徴とするエア一チヤ一 ジャー。
2 . 開口部を有し、 該開口部を水面よりも上に位置させた外筒と、 該外筒内に、 同軸状に回転自在に配置されてエア一を導入する少なくと も一つの空気取入口を有する中空の回転軸と、 該回転軸の下端に取付けら れて水中に位置し且つ水中に気泡を放出するための複数の気泡放出孔を有 するカプセルと、
前記回転軸を回転せしめる駆動手段と、 前記回転軸と駆動手段とを連結 するカツプリングと、
を具備してなることを特徴とする、 エア一チャージヤー。
3 . 前記カツプリングは外周から空気を導入して該空気を前記回転軸の開 口に送るための空気導入口を有することを特徴とする請求項 1記載のエア 一チヤ一ジャー。
4 . 前記空気導入口は前記力ップリングの周囲に間隔をあけて配置され且 つ半径方向に延びる複数の孔から成り、 該孔の中心軸線はカツプリ ングの 半径方向に延びるがカツプリングの中心を通らないことを特徴とする請求 項 1記載のエア一チヤ一ジャー。
5 . 前記孔はカツプリングの半径方向に円弧状に延びる中心軸線に沿って 円弧状に延びていることを特徴とする請求項 4記載のエアーチャージヤー。
6 . 前記駆動手段は回転数が変化可能な電動モータから成ることを特徴と する請求項 1記載のエアーチヤ一ジャー。
7 . 前記カプセルの気泡放出孔の中心軸線はカプセルの半径方向に延びる がカプセルの中心を通らないことを特徴とする請求項 1又は 2記載のエア —チヤ一ジャー。
8 . 前記カプセルが回転軸に対して取外可能であることを特徴とする請求 項 1又は 2記載のエア一チヤ一ジャー。
9 . 前記カプセルに空気導入手段が設けられていることを特徴とする請求 項 2記載のエア一チャージャ一。
1 0 . 前記空気導入手段は前記外筒の下端面に対向するように前記カプセ ルの上部に、 カプセルの周囲に沿って配列された複数の溝およびこれら溝 間に形成された突条から成ることを特徴とする請求項 9記載のエア一チヤ ーンャ—。
1 1 . 前記溝は円弧状に延びている請求項 1 0記載のエアーチヤ一ジャー。
1 2 . 貯水所に水を循環させる循環路を設け、 該循環路に請求項 1記載の エア一チヤ一ジャーを設置したことを特徴とするエア一チヤ一ジャーを用 いた装置。
1 3 . 水を貯めた容器に請求項 1記載のエア一チャージャ一を設置し、 前 記容器内の水を浄化せしめるエア一チャージヤーを用いた装置。
1 4 . 前記容器には水を入れる供給手段と水を排出する排出手段とが設け られている請求項 1 3記載の装置。
1 5 . 駆動手段と、
該駆動手段により回転される水中に設置された中空の回転軸と、 該回転軸の下端に設けられ多数の気泡放出孔が設けられたカプセルとを 備えたエア一チャージャ一において、 前記カプセルの気泡放出孔を、 カプセルに同一円周上および同一軸線上 に位置させないように位置をずらせて多数配置したことを特徴とするエア —チヤーシャ一。
1 6 . 前記カプセルの気泡放出孔は、 カプセルに同一円周上および同一軸 線上に位置させないように位置をずらせて螺旋上に多数配置したことを特 徴とする請求項 1 5に記載のエアーチャージヤー。
1 7 . 駆動手段と、
該駆動手段により回転される水中に設置された中空の回転軸と、 該回転軸の下端に設けられ多数の気泡放出孔が設けられたカプセルとを 備えたエアーチヤ一ジャーにおいて、
前記カプセルの下端に、 該カプセルの外径よリも大きな外径の水流変更 手段を設けたことを特徴とするエアーチャージャ一。
1 8 . 前記水流変更手段は、 周囲に口一レツ 卜が形成された円形板からな ることを特徴とする請求項 1 7に記載のエア一チヤ一ジャー。
1 9， 前記水流変更手段は、 周囲にフィンが設けられた円形翼からなるこ とを特徴とする請求項 1 7に記載のエア一チヤ一ジャー。
2 0 . 駆動手段と、
該駆動手段により回転され水中に設置された中空の回転軸と、 該回転軸の下端に設けられ、 多数の気泡放出孔を有するカプセルとを備 えたエアーチャージヤーにおいて、
前記回転軸の下端に該回転軸の外径とほぼ同怪のカプセルを設けたこと を特徴とするエアーチャージヤー。
2 1 . 前記カプセルは、 回転軸の下端に一体に形成したことを特徴とする 請求項 2 0に記載のエア一チヤ一ジャー。
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