説明

液体浄化処理装置

【課題】製造コストを低減できるとともに、永久磁石の磁力の強さを高めることができる液体浄化処理装置を提供する。
【解決手段】上端部に吸水口12と吸気口13とが、下端部に外部に連通する連通室5が設けられた外筒3と、この外筒3の内側に外筒3と同軸にかつ間隙をもって設けられ、上端部をモータ7により回転駆動される回転軸2と、連通室5に設けられて、回転軸2によって回転することによって連通室5内の液体を外部に送出する散水板4とを備えており、外筒3の内側および回転軸2の外側にはそれぞれ、リング状の永久磁石21,31とリング状のスペーサ22,32とが交互に重ねられて筒状に設けられている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、有機物等によって汚濁・汚染され、あるいは富栄養化して藻類の繁殖した処理対象水等の液体の浄化をするための、液体浄化処理装置に関する。特に、工業廃水、生活廃水等の流入により汚濁・汚染された池、堀、運河、湖沼、河川、湾岸水等々の水質浄化をするための、また、水槽、川、内海等々を利用した養殖漁場の水質浄化をするための、更には水耕栽培等の農業用水の水質浄化をするための、また、食品工場等の廃液の水質浄化をするための、さらには工場等で塗装工程で生じた廃液から廃棄できない物質を凝集して取り除いたりするためなどの液体浄化処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
池、堀、運河、湖沼、河川、湾岸水等々に係る水質浄化処理技術、水槽、川、内海等々を利用した養殖漁場に係る水質浄化処理技術、または飲料水(例えば水道水やミネラルウォーター)に係る水質浄化処理技術などの一例として特許文献1〜4に記載の水質浄化処理装置等の液体浄化処理装置が知られている。
【0003】
この液体浄化処理装置は、例えば、一端部に吸液口と吸気口とが、他端部に外部に連通する連通室が設けられた外筒と、この外筒の内側に外筒と同軸にかつ間隙をもって設けられ、モータによって回転駆動される回転軸と、前記連通室に設けられ、前記回転軸によって回転することにより前記連通室内の液体を外部に送出する送出手段と、外筒の内周面および/または回転軸の外周面に配設された永久磁石とを備えている。そして、送出手段によって連通室内の液体を外部に送出して、連通室内と外筒内とが負圧となることによって、外筒内に吸液口および吸気口から液体および空気をそれぞれ流入させるとともに、外筒と回転軸との間の間隙を通過する際に液体に空気を混合させて無数の微小な気泡を生成させ、この気泡が混入された液体を送出手段によって外部に送出している。
【0004】
【特許文献1】特許第3227567号公報
【特許文献2】特開2002−346578号公報
【特許文献3】特開2003−53373号公報
【特許文献4】特開2006−35197号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、前述の従来の液体浄化処理装置では、外筒の内周面および/または回転軸の外周面に、溝を形成し、この溝に断面形状が長方形あるいは台形の四角柱状の永久磁石を接着剤あるいはビス等で固定しているので、溝を形成する手間がかかり、さらにこの溝に永久磁石を配置し固定する手間がかかるため、製造コストが高くなるという問題がある。また、回転軸の回転や液体の流れによって、回転軸の外周面あるいは外筒の内周面に固定された永久磁石が外れる虞もある。さらに、外筒の内周面および回転軸の外周面にそれぞれ、四角柱状の永久磁石を間隔をおいて配置するので、処理対象液に作用する永久磁石の磁力の強さを充分に強くできないという問題がある。
【0006】
本発明は、前記事情に基づいて為されたものであり、製造コストを低減できるとともに、処理対象液に作用する永久磁石の磁力の強さを高めることができる液体浄化処理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】
【0007】
上記目的を達成するために、請求項1に記載の液体浄化処理装置は、一端部に吸液口と吸気口とが、他端部に外部に連通する連通室が設けられた外筒と、この外筒の内側に前記外筒と同軸にかつ間隙をもって設けられ、原動機により回転駆動される回転軸と、前記連通室に設けられ、前記回転軸によって回転することによって前記連通室内の液体を外部に送出する送出手段とを備え、
前記送出手段によって前記連通室内の液体を外部に送出して、前記連通室内と前記外筒内とが負圧となることによって、前記外筒内に前記吸液口と前記吸気口から液体と空気をそれぞれ流入させるとともに、前記外筒と前記回転軸との間の間隙を通過する際に液体に空気を混合させて無数の微小な気泡を生成させ、この気泡が混入された液体を前記送出手段によって外部に送出する液体浄化処理装置であって、
前記外筒の内側および/または前記回転軸の外側に、リング状の永久磁石が重ねられて筒状に設けられていることを特徴とする。
【0008】
請求項1に記載の発明においては、外筒の内側および/または回転軸の外側に、リング状の永久磁石が重ねられて筒状に設けられているので、これらの永久磁石の磁界と液体分子との相互作用、誘起電流と液体分子との相互作用、並びに永久磁石の磁界と酸素分子との相互作用、そしてそれらの相乗効果によって、より微細な気泡を外筒と回転軸との間の間隙を通過する処理対象液中に生成させ、また、該気泡中の酸素成分をより多く該処理対象液中に溶解させることができる。そして、永久磁石としてリング状の永久磁石が重ねられて筒状に設けられているので、外筒と回転軸との間の間隙の周方向に連続して永久磁石を存在させることできるため、処理対象液に作用する永久磁石の磁力の強さを高めることができ、これによってより微細な気泡を前記間隙内の処理対象液中に生成させ、また、該気泡中の酸素成分をより多く該処理対象液中に溶解させることができる。
【0009】
また、外筒の内側および/または回転軸の外側に、リング状の永久磁石を重ねて筒状に設置すればよいので、外筒および回転軸に設置のための溝等の特別な加工を施す必要がなく、また設置溝等に嵌め込む手間なども省略できるため、製造コストを低減することができる。さらに、リング状の永久磁石として市販品を用いることもできるので、永久磁石の製造コストを大幅に低減することができる。
【0010】
請求項1に記載の発明において、リング状の永久磁石としては、円環状のものに限らず、角形のものなど他の形状のものでもよい。また、リング状の永久磁石としては、扁平のものでも、厚み(高さ)のある筒状のものでもよい。また、各永久磁石は、同じ寸法のものでなくてもよい。また、永久磁石は、同じ形状のものでなくてもよい。各永久磁石の磁極は、周方向に異極に分かれるなどどのように形成されていてもよいが、上下方向(重ねる方向)に異極に分かれている方がより好ましい。また、各永久磁石は、磁極が同じ向きになるように重ねるのがより好ましい。また、同じ厚さの永久磁石を用い、かつ各永久磁石の磁極が上下方向(重ねる方向)に異極に分かれているとともに、対峙する内外の永久磁石の磁極が反対になるように配置するのがより好ましい。
【0011】
請求項2に記載の液体浄化処理装置は、請求項1に記載の発明において、前記外筒側および/または前記回転軸側の前記永久磁石の間には、スペーサが介在されていることを特徴とする。
【0012】
請求項2に記載の発明においては、外筒側および/または回転軸側の永久磁石の間にスペーサが介在されているので、外筒側および/または回転軸側の永久磁石の間に隙間を生じさせることができため、処理対象液が流れる流路が外筒側および/または回転軸側の永久磁石の間で広くなる。このため、処理対象液の流れが乱流になり、処理対象液が衝突を繰り返すとともに、渦流が発生し、これによりより微細な気泡を処理対象液中に生成させ、また、該気泡中の酸素成分をより多く該処理対象液中に溶解させることができる。
【0013】
外筒側のみまたは回転軸側にのみ永久磁石が設けられているときには、前記スペーサは、これらの永久磁石の間に介在される。また、外筒側および回転軸側にそれぞれ永久磁石設けられているときには、前記スペーサは、外筒側の永久磁石の間および回転軸側の永久磁石の間にそれぞれ介在されるか、外筒側の永久磁石の間のみに介在されるか、または回転軸側の永久磁石の間にみに介在される。
また、前記スペーサは、重ねられている永久磁石に対して、1つおきに介在されてもよいし、あるいは数個おきに介在されてもよいし、あるいは不規則に介在されてもよい。
また、各スペーサは、同じ形状のものでなくてもよい。また、各スペーサは、同じ寸法のものでなくてもよい。
【0014】
請求項3に記載の液体浄化処理装置は、請求項2に記載の発明において、前記スペーサは、リング状に形成されていることを特徴とする。
【0015】
請求項3に記載の発明においては、リング状の永久磁石とリング状のスペーサを重ねて筒状に設置すれば、処理対象液が流れる流路に変化を持たせることができるので、製造コストを低減することができる。このようなリング状のスペーサとして、例えば座金などを用いることができる。
前記スペーサは、円環状のものに限らず、角形のものなど他の形状のものでもよい。また、各スペーサは、同じ寸法のものでなくてもよい。また、各スペーサは、同じ形状のものでなくてもよい。
【0016】
請求項4に記載の液体浄化処理装置は、請求項3に記載の発明において、前記外筒側の前記スペーサの内周面は、前記外筒側の前記永久磁石の内周面よりも引っ込んでおり、前記回転軸側の前記スペーサの外周面は、前記回転軸側の前記永久磁石の外周面よりも引っ込んでいることを特徴とする。
【0017】
請求項4に記載の発明においては、処理対象液が流れる流路において、外筒側および/または回転軸側の永久磁石の間に介在されたリング状のスペーサの部分が、リング状の永久磁石の部分よりも引っ込んでいるので、スペーサの部分で流路が広くなるため、処理対象液の流れが乱流になり、処理対象液が衝突を繰り返すとともに、渦流が発生し、したがってより微細な気泡を処理対象液中に生成させ、また、該気泡中の酸素成分をより多く該処理対象液中に溶解させることができる。このように処理対象液の流路の変化を、リング状の永久磁石とリング状のスペーサとを積み重ねるだけで、容易に形成することができる。
【0018】
請求項5に記載の液体浄化処理装置は、請求項1に記載の発明において、前記外筒の内側および前記回転軸の外側にそれぞれ、同形のリング状のスペーサが介在されて、同形のリング状の永久磁石が設けられ、
前記外筒側の前記スペーサの内周面は、前記外筒側の前記永久磁石の内周面よりも引っ込んでいるとともに、前記回転軸側の前記スペーサの外周面は、前記回転軸側の前記永久磁石の外周面よりも引っ込んでおり、
前記外筒側および前記回転軸側の前記リング状の永久磁石は互いに対峙するように配置されている、
ことを特徴とする。
【0019】
請求項5に記載の発明においては、処理対象液が流れる流路において、外筒側および回転軸側の永久磁石の間に介在されたリング状の両スペーサの部分がそれぞれ、外筒側および回転軸側の永久磁石の部分よりも引っ込んでいるので、これらの内外のスペーサの部分で流路が広くなるため、処理対象液の流れが乱流になり、処理対象液が衝突を繰り返すとともに、渦流が発生し、したがってより微細な気泡を処理対象液中に生成させ、また、該気泡中の酸素成分をより多く該処理対象液中に溶解させることができる。
さらに、外筒側の永久磁石、回転軸側の永久磁石、外筒側のスペーサおよび回転軸側のスペーサはそれぞれ、同形に形成されているので、製造コストを低減することができる。
【0020】
請求項6に記載の液体浄化処理装置は、請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の発明において、前記外筒側の前記永久磁石、または、前記外筒側の前記永久磁石および前記スペーサは、前記外筒を兼ねていることを特徴とする。
【0021】
請求項6に記載の発明においては、外筒側の永久磁石の間にスペーサが介在されていない場合には、外筒側の永久磁石が外筒を兼ねている。また、外筒側の永久磁石の間にスペーサが介在されている場合には、外筒側の永久磁石およびスペーサが外筒を兼ねている。したがって、少なくともこれらの永久磁石、スペーサの部分において、外筒を省略できるので、製造コストを低減することができる。
【発明の効果】
【0022】
本発明の液体浄化処理装置によれば、永久磁石としてリング状の永久磁石が重ねられて筒状に設けられているので、外筒と回転軸との間の間隙の周方向に連続して永久磁石を存在させることできるため、処理対象液に作用する磁力の強さを高めることができ、これによってより微細な気泡を前記間隙内の処理対象液中に生成させ、また、該気泡中の酸素成分をより多く該処理対象液中に溶解させることができる。
また、外筒の内側および/または回転軸の外側に、リング状の永久磁石を重ねて筒状に設置すればよいので、製造コストを低減することができる。さらに、リング状の永久磁石として市販品を用いることもできるので、永久磁石の製造コストを大幅に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0023】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図1は本発明の実施の形態に係る液体浄化処理装置の縦断面図、図2は図1のA―A線に沿う断面図、図3は図1のB−B線に沿う断面図である。
この液体浄化処理装置(水質浄化処理装置)1は、回転軸2と、外筒3と、散水板(送出手段)4と、連通室5と、軸受部6と、モータ(原動機)7とを備えている。
【0024】
回転軸2は、上下に長尺な円柱状に形成されており、この回転軸2の上端部(基端部)は駆動源としてのモータ7の図示しない駆動軸に連結されている。
回転軸2の外側には、平板な円環状の永久磁石21が複数嵌入されている。各永久磁石21の間にはそれぞれ、平板な円環状のスペーサ22が介在されている。スペーサ22は回転軸2の外側に嵌入されている。永久磁石21およびスペーサ22はそれぞれ、同形に形成されている。これらの永久磁石21およびスペーサ22は交互に積層されており、全体として筒状になっている。スペーサ22の外径は、永久磁石21の外径よりも小さく設定されており、したがってスペーサ22の外周面は、永久磁石21の外周面よりも内側に引っ込んでいる。永久磁石22の磁極は、周方向に異極に分かれるなどどのように形成されていてもよいが、上下方向(重ねる方向)に異極に分かれている方がより好ましい。また、各永久磁石22は、磁極が同じ向きになるように重ねるのがより好ましい。
また、回転軸2の外側には、これらの永久磁石21およびスペーサ22の下側(先端側)に、円環状の筒部材2bが嵌入されている。筒部材2bの外径は、永久磁石21の外径とほぼ等しく設定されている。
【0025】
また、回転軸2の下端部(先端部)には、短筒状の磁石装着筒2cが固定具等によって固定されており、この磁石装着筒2cの外周面には、水平方向に磁化された複数(この例では4本)の永久磁石10が周方向に等間隔で設けられている。この永久磁石10は、磁石装着筒2cの下端部外周面に形成された縦長の凹溝に、永久磁石10の表面が磁石装着筒2cの下端部外周面とほぼ面一となるようにして埋め込まれて接着剤等により固定されている。
【0026】
さらに、回転軸2の下端部(先端部)には、前記永久磁石10より上方位置で半径方向外側に張出してなる散水板(送出手段)4が回転軸2と同軸に設けられている。この散水板4は、回転軸2の外側に挿入され、筒部材2bと磁石装着筒2cとにより挟持されて、回転軸2に固定されており、これにより回転軸2とともに回転するようになっている。散水板4は円板状に形成されており、その上面には複数(この例では4本)の垂直方向に磁化された永久磁石11が周方向に等間隔で放射状に固定されている。これら永久磁石11は4角柱状のものであり、散水板4の上面から突出しており、これにより遠心ポンプにおける羽根の役割も果たしている。永久磁石11の散水板4上面からの突出量は、例えば3〜5mm程度に設定することができるが、これに限らず、永久磁石の強さやモータにかかる負荷、液体の送出手段としての性能、その他の設計上の事情等に応じて適宜適当な寸法に設定すればよい。
【0027】
永久磁石21、スペーサ22、筒部材2bおよび散水板4は、次のようにして回転軸2の外側に固定される。すなわち、回転軸2の基端部側の外周面に止め輪24を装着しておき、そして永久磁石21、スペーサ22、筒部材2bおよび散水板4を回転軸2の先端側から回転軸2の外側に順次挿入した後、磁石装着筒2cを回転軸2に固定することにより、永久磁石21、スペーサ22、筒部材2bおよび散水板4を止め輪24と磁石装着筒2cとで挟持する。なお、止め輪24の代わりに回転軸2に螺合するナット等を用いてもよい。また、磁石装着筒2cを回転軸2に螺合するようにしてもよい。また、永久磁石21、スペーサ22、筒部材2bおよび散水板4を回転軸2の基端部側から挿入して固定するようにしてもよい。さらには、散水板4を回転軸2の外側に別途固定した後、永久磁石21およびスペーサ22を筒部材2bと止め輪24等との間に挟持して固定するようにしてもよい。
【0028】
永久磁石21、スペーサ22、筒部材2bおよび散水板4、筒部材2b、は、回転軸2に既に固定されている磁石装着筒2cの反対側から回転軸2の外側に順次挿入され、そして止め輪24が装着されることにより、止め輪24と磁石装着筒2cとの間に固定される。なお、止め輪24の代わりに回転軸2に螺合するナット等により締め付けるようにしてもよい。また、磁石装着筒2cを回転軸2に螺合するようにしてもよい。さらには、散水板4を回転軸2の外側に別途固定した後、永久磁石21およびスペーサ22を筒部材2bと止め輪24等との間に挟持して固定するようにしてもよい。また、永久磁石21とスーサ22との間に接着剤を用いるようにしてもよい。
【0029】
前記外筒3は、薄肉の円筒状に形成されており、回転軸2外側に、間隙をもって回転軸2と同軸に設けられている。外筒3の上端には蓋3aが設けられている。この蓋3aには、モータ7が保持部材8により保持されている。
【0030】
また、外筒3の上端部外壁には、複数の吸水口(吸液口)12が周方向に所定間隔で設けられており、この吸水口12から対象処理水を外筒3と回転軸2との間の間隙に流入させるようになっている。なお、水面に浮かんでいるゴミや泡など吸い込んだりしないように、この吸水口12に管を接続して、その管の先端を水面から一定量(例えば30〜50cm程度)下方に位置させて吸水するようにしてもよい。また、吸水口12に金網等のフィルターを設け、このフィルターによって比較的大きい塵等を補足して、この塵が外筒3の内部へ流入するのを防止してもよい。
【0031】
さらに、外筒3の上端部外壁には、吸気口13が設けられており、この吸気口13に吸気管13aが水密かつ気密に接続されており、この吸気管13aから空気を外筒3と回転軸2との間の間隙に流入させるようになっている。なお、吸気管13aは可撓性を有しており、対象水域の景観が損われないようにするために、運転時には、同水域の水面下に敷設され、その先端部は、同水域近傍の地上に配置されることとなる。
【0032】
また、外筒3の内側には、平板な円環状の永久磁石31が複数嵌入されている。各永久磁石31の間にはそれぞれ、平板な円環状のスペーサ32が介在されている。スペーサ32は外筒3の内側に嵌入されている。永久磁石31およびスペーサ32はそれぞれ、同形に形成されている。これらの永久磁石31およびスペーサ32は交互に積層されており、全体として筒状になっている。永久磁石31およびスペーサ32は、吸水口12と後述するケーシング部30のケーシング片30aとの間に配置されている。スペーサ32の内径は、永久磁石31の外径よりも大きく設定されており、したがってスペーサ32の内周面は、永久磁石21の内周面よりも外側に引っ込んでいる。外筒3側の永久磁石31と回転軸2側の永久磁石21は互いに対峙するように配置されている。永久磁石31と永久磁石21との間の間隙G1は、例えば3〜10mm程度に設定することができるが、これに限らず、永久磁石の強さその他の設計上の事情等に応じて適宜適当な寸法に設定すればよい。永久磁石31の磁極は、周方向に異極に分かれるなどどのように形成されていてもよいが、上下方向(重ねる方向)に異極に分かれている方がより好ましい。また、各永久磁石31は、磁極が同じ向きになるように重ねるのがより好ましい。また、永久磁石31の磁極は、対峙する内側の永久磁石21の磁極と反対になるように配置するのがより好ましい。
【0033】
さらに、外筒3の下端部には、外筒3の内部空間と連通するとともに、外部と連通する連通室5が設けられている。すなわち、外筒3の下端部には、外筒3よりも半径方向外側に張出している扁平な円柱状のケーシング部30が外筒3と同軸に設けられ、このケーシング部30の内部が連通室5とされている。ケーシング部30は、外筒3の下端に固定され、外筒3よりも半径方向外側に張出している円環板状のケーシング片30aと、このケーシング片30aの下側に配置された扁平な有底円筒状のケーシング片30bと、これらの外周部を連結する複数本の連結柱30cとにより構成されており、これにより連通室5は、ケーシング部30の上端中央部の開口(ケーシング片30aの中央部の開口)を通じて外筒3内側の間隙G1と連通しているとともに、ケーシング部30の外周部の開口(ケーシング片30aの外周部とケーシング片30aの外周部との間の間隙)を通じて外部と連通している。この連通室5(ケーシング部30内)に、散水板4が設けられている。散水板4の上面と下側のケーシング片30bの上端とは、ほぼ一致した位置に設定されている。なお、永久磁石11付き散水板4とケーシング部30とにより遠心ポンプが構成されている。
【0034】
ケーシング部30の上側のケーシング片30aの下面には、複数(この例では4本)の垂直方向に磁化された永久磁石15が周方向に等間隔で放射状に固定されている。この永久磁石15は4角柱状のものであり、ケーシング片30aの下面に形成された凹溝に、永久磁石15の表面がケーシング片30aの下面とほぼ面一となるようにして埋め込まれて接着剤等により固定されている。ケーシング片30aと散水板4の永久磁石11上端との間の間隙G2は、例えば3〜10mm程度に設定することができるが、これに限らず、永久磁石の強さその他の設計上の事情等に応じて適宜適当な寸法に設定すればよい。
【0035】
前記永久磁石31およびスペーサ32は、次のようにして外筒3の内側に固定される。すなわち、永久磁石31およびスペーサ32を外筒3の下端側から外筒3の内側に順次挿入し、吸水口12から外筒3の下端開口まで永久磁石31およびスペーサ32を充填した後、ケーシング部30のケーシング片30aの上面に形成した段部30eに外筒3の先端部を嵌め込むことにより、永久磁石31およびスペーサ32を吸水口12とケーシング片30aの段部30eとで挟持する。なお、永久磁石31およびスペーサ32を他の部材により挟持するようにしてもよいし、さらにはねじ手段などを用いて挟持するようにしてもよい。また、永久磁石21とスーサ22との間に接着剤を用いるようにしてもよい。
【0036】
前記軸受部6は、ケーシング部30の下側のケーシング片30bに一体に形成されている。すなわち、軸受部6は、円板状の底壁6aと、この底壁6aの外周縁部から立ち上がる筒状の周壁6bとから有底筒状に形成されており、周壁6bの上端がケーシング片30bの下壁中央部の開口部の周辺部に接合された構成となっている。軸受部6は、回転軸2と同軸に形成されている。
【0037】
軸受部6内には、回転軸2の下端部(先端部)が間隙G3をもって挿入されている。この間隙G2は、回転軸2の下端部側方から下方まで連続して延在している。間隙G3は、例えば3〜10mm程度に設定することができるが、これに限らず、永久磁石の強さその他の設計上の事情等に応じて適宜適当な寸法に設定すればよい。さらに、周壁6bの内周面には、水平方向に磁化された上下に長尺な4角柱状の複数(この例では4本)の永久磁石18が周方向に等間隔で設けられている。したがって、これらの永久磁石18と前記永久磁石とは同軸に配置されている。また、永久磁石18と永久磁石10とは対向側が同じ磁極を有するものであり、これによって、これら永久磁石18,10は互いに反発しあうようになっている。なお、永久磁石18の数は特に限定するものではないが、少なくとも4本以上とするのが望ましい。また、前記複数本の永久磁石10,18に代えて、円筒状の永久磁石を用いるようにしてもよい。さらに、これらの永久磁石は互いに反発しあうものであればよく、磁化方向、配列はどのようなものでもよい。
また、前記間隙G3は、散水板4とケーシング部30の下側のケーシング片30bとの間に設けられた間隙G4を通して前記間隙G2と連通している。間隙G4は、例えば3〜10mm程度に設定することができるが、これに限らず、設計上の事情等に応じて適宜適当な寸法に設定すればよい。
【0038】
次に、上記構成の液体浄化処理装置1の使用方法および全体的動作について説明する。まず、この液体浄化処理装置1は、モータ7より下方の部分、つまり、外筒3の蓋3aより下方の部分が処理対象水域中に沈められる。
【0039】
そして、この液体浄化処理装置1の間隙G1,G2,G3,G4はすべて、間隙G2の外周側から浸入した処理対象水によって、充満されることとなる。電源からモータ7に送電するための電線は、対象水域景観の損われる虞がないようにするために、対象水域中に沈められて敷設される。次いで、モータ7を起動させると、回転軸2によって動力が伝達され、該回転軸2と散水板4が同時に回転する。回転軸2と散水板4の回転数、つまりモータ7の駆動軸の回転数は、例えば4000回転/分程度またはそれ以上とする。
【0040】
散水板4が回転すると、間隙G2内の処理対象水が水平方向に送出され、内部の水圧が低下して、大気圧以下(負圧)となる。そのため、間隙G1内も負圧となって、水面が降下するから、吸気管13aからは空気が流入し、吸水口12からは処理対象水が流入する。間隙G1内に流入した処理対象水は、回転軸2の高速回転に引き摺られて高速で回転する。それによって、外筒3内における降下した水面は激しく波立つと同時に泡立ち、当該水面下では2次流れとしての無数の小渦が発生する。この時の渦発生機構は、テイラー渦の発生機構と略同様であろうと考えられる。(テイラー渦については、日本機械学会昭和63年5月発行「機械工学便覧(新版第2刷)」A5−128頁参照)。そのため、流入した空気は、流入した処理対象水に効率的に混合され、無数の微小な気泡となる。また、該各微小気泡中の酸素成分は、酸素不足の当該処理対象水中に効率的に溶け込むこととなる。
【0041】
また、回転軸2の外側に永久磁石21が設けられ、外筒3の内側に永久磁石32が設けられているので、間隙G1内の各点において磁界が発生しているから、磁界と水分子との相互作用、誘起電流と水分子との相互作用、並びに磁界と酸素分子との相互作用、そしてそれらの相乗効果によって、より微細な気泡を間隙G1内の処理対象水中に生成させ、また、該気泡中の酸素成分をより多く該処理対象水中に溶解させることができる。
【0042】
間隙G1内の処理対象水は、微小気泡の数と溶解酸素の量とを増加させながら降下して、ケーシング部30のケーシング片30aとの間の間隙G2に流入する。この間隙G2においては、散水板4のポンピング作用と永久磁石11,15の電磁作用との相乗作用を受けて、流入した処理対象水中の全ての微小気泡について分割と再分割とがなされ、微細気泡が生成されると共に、該各微小気泡乃至微細気泡中の酸素成分が処理対象水中に更に溶解される。微細気泡と溶解酸素を含んだ処理対象水は、散水板4のポンピング作用によって、水平方向に送出され、処理対象水域に拡散される。
【0043】
そして、処理対象水中域に拡散された微細気泡と溶解酸素とは、処理対象水域内から短時間で浮上してしまうようなことがなく、同水域中に極めて長時間留まっており、また、同水域全般に拡散するので、種々の有機物を効率的に酸化する。酸化された有機物は、凝集して水面に浮上する。これを定期的に、捕集し且除去する事によって、処理対象水に対する持続性のある浄化処理が達成される。
【0044】
このような液体浄化処理装置1にあっては、外筒3の内側に円環状の永久磁石31と円環状のスペーサ32とが交互に重ねられて筒状に設けられているとともに、回転軸2の外側に円環状の永久磁石21と円環状のスペーサ22とが交互に重ねられて筒状に設けられているので、永久磁石31および永久磁石21の磁界と水分子との相互作用、誘起電流と水分子との相互作用、並びに前記磁界と酸素分子との相互作用、そしてそれらの相乗効果によって、より微細な気泡を外筒と回転軸との間の間隙を通過する処理対象水中に生成させ、また、該気泡中の酸素成分をより多く該処理対象水中に溶解させることができる。そして、永久磁石として円環状の永久磁石31および円環状の永久磁石22がそれぞれ重ねられて設けられているので、外筒3と回転軸2との間の間隙の周方向に連続して永久磁石31および永久磁石21を存在させることできるため、処理対象液に作用する永久磁石の磁力の強さを高めることができ、これによってより微細な気泡を前記間隙内の処理対象水中に生成させ、また、該気泡中の酸素成分をより多く該処理対象水中に溶解させることができる。
【0045】
また、外筒3の内側に円環状の永久磁石31と円環状のスペーサ32とが交互に重ねて筒状に設置するとともに、回転軸2の外側に円環状の永久磁石21と円環状のスペーサ22とが交互に重ね筒状に設置すればよいので、外筒3側および回転軸2側に永久磁石設置のための溝等の特別な加工を施す必要がなく、また設置溝等に嵌め込む手間なども省略できるため、製造コストを低減することができる。さらに、円環状の永久磁石21,32として市販品を用いることもできるので、永久磁石21,31の製造コストを大幅に低減することができる。また、円環状のスペーサ22,32として、座金などを用いることもできるので、永久磁石の製造コストを大幅に低減することができる。
【0046】
外筒3側の永久磁石31および回転軸2側の永久磁石21の間にそれぞれ介在されたスペーサ32およびスペーサ22の部分が、永久磁石31および永久磁石22の部分よりも引っ込んでいるので、スペーサ32およびスペーサ22の部分で流路が広くなるため、処理対象水の流れが乱流になり、処理対象水が衝突を繰り返すとともに、渦流が発生し、したがってより微細な気泡を処理対象水中に生成させ、また、該気泡中の酸素成分をより多く該処理対象水中に溶解させることができる。このように処理対象水の流路の変化を、円環状の永久磁石31,32と円環状のスペーサ32,22とを積み重ねるだけで、容易に形成することができる。
【0047】
さらに、同形の永久磁石31および同形の永久磁石22、並びに同形のスペーサ32および同形のスペーサ22が用いられ、しかも外筒3側の永久磁石31および回転軸2側の永久磁石22が互いに対峙するように配置されているので、両スペーサ32およびスペーサ33が対峙することになるため、これらの内外のスペーサ32,22の部分で流路が大幅に広くなるため、より微細な気泡を処理対象液中に生成させ、また、該気泡中の酸素成分をより多く該処理対象液中に溶解させることができる。また、同形の永久磁石31および同形の永久磁石22、並びに同形のスペーサ32および同形のスペーサ22を用いているので、これらの製造コストをより低減することができる。
【0048】
なお、前述の実施の形態では、散水板4およびケーシング片30aにそれぞれ永久磁石11および永久磁石15を設けたが、これらを設けなくてもよい。さらに、回転軸2と外筒3との間の間隙G1のみで主に微細な気泡を生成し、送出手段では主に連通室内の液体を外部に送出することのみを行うようにしてもよい。このように送出手段によって外部に送出される際の気泡の直径は、好ましくは10ミクロン程度以下であることが好ましいが、勿論これより大きくても本発明の液体浄化処理装置は使用可能である。なお、送出手段は、回転軸が回転することによって連通室内の液体を外部に送出できるものであれば、他の構造のものでもよい。
【0049】
また、前述の実施の形態では、永久磁石31および永久磁石21はそれぞれ、円環状のものを用いたが、これに限らず、例えば角形のものなど他の形状のものでもよい。また、永久磁石31および永久磁石21としてはそれぞれ、扁平のものを用いたが、厚み(高さ)のある筒状のものでもよい。さらに、永久磁石31および永久磁石21としてはそれぞれ、同じ寸法のものでなくてもよい。また、永久磁石31および永久磁石21としてはそれぞれ、同じ形状のものでなくてもよい。
【0050】
また、前述の実施の形態では、スペーサ32およびスペーサ21はそれぞれ、円環状のものを用いたが、処理対象液が流れる流路に面する部分において、永久磁石31の間および永久磁石21の間にそれぞれ隙間を生じさせるものであれば、角形などの他のリング状のものでもよいし、さらにはリング状でもない他のどのような形状のものでもよい。また、スペーサ32およびスペーサ21はそれぞれ、同じ寸法のものでなくてもよく、また同じ形状のものでなくてもよい。また、スペーサ32およびスペーサ21はそれぞれ、重ねられている永久磁石31および永久磁石21に対して、1つおきに介在されてもよいし、あるいは数個おきに介在されてもよいし、あるいは不規則に介在されてもよい。
【0051】
また、前述の実施の形態では、外筒3側の永久磁石32およびスペーサ31の外側に外筒1を設けているが、これらの永久磁石32およびスペーサ31が配置されている部分は、外筒3を省略し、これらの永久磁石32およびスペーサ31が外筒3を兼ねるようにしてもよい。このようにすると、外筒3の製造コストを低減することができる。なお、このようにしても、これらの永久磁石32およびスペーサ31が重ねられており、しかも永久磁石32どうしが引き合うので、液が漏れることがない。スペーサ31を設けないで、永久磁石32のみを重ねる場合にも、永久磁石3が外筒3を兼ねるようにすることができる。
【0052】
さらに、前述の実施の形態では、モータ7を回転軸2の上端部に設け、軸受部6を回転軸の下端部に設けたが、これに代えて、技術文献1〜3にも記載されているように、モータを回転軸の下端部に設け、軸受部を回転軸の上部に設けるようにしてもよい。この場合には、軸受部は、連通室にではなく、外筒に連通させることが可能になる。また、モータは水中に位置するので、水中モータを使用する必要がある。さらに、回転軸2は、モータ7の駆動軸に連結して原動機により直接駆動する代わりに、モータ7等の原動機を別の場所に配置しておき、原動機と回転軸2との間にフレキシブルの駆動伝達軸を介在させて回転軸2を回転駆動させるようにしてもよい。さらには、原動機と回転軸2との間に変速機等を介在させるようにしてもよい。
また、前述の実施の形態では、軸受部6を磁石を用いて構成したが、他の構成の軸受を用いるようにしてもよい。
【0053】
また、前述の実施の形態では、吸気口13から空気を吸入するようにしているが、この空気の代わりにまたは追加して、活性空気あるいはオゾン等を吸入するようにしてもよく、さらには他の気体を用いるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0054】
【図1】本発明の実施の形態に係る液体浄化処理装置の縦断面図である。
【図2】図1のA―A線に沿う断面図である。
【図3】図1のB−B線に沿う断面図である
【符号の説明】
【0055】
1 液体浄化処理装置
2 回転軸
3 外筒
4 散水板(送出手段)
5 連通室
7 モータ(原動機)
12 吸水口(吸液口)
13 吸気口
21,31 永久磁石
22,32 スペーサ
G1 間隙

【特許請求の範囲】
【請求項1】
一端部に吸液口と吸気口とが、他端部に外部に連通する連通室が設けられた外筒と、この外筒の内側に前記外筒と同軸にかつ間隙をもって設けられ、原動機により回転駆動される回転軸と、前記連通室に設けられ、前記回転軸によって回転することによって前記連通室内の液体を外部に送出する送出手段とを備え、
前記送出手段によって前記連通室内の液体を外部に送出して、前記連通室内と前記外筒内とが負圧となることによって、前記外筒内に前記吸液口と前記吸気口から液体と空気をそれぞれ流入させるとともに、前記外筒と前記回転軸との間の間隙を通過する際に液体に空気を混合させて無数の微小な気泡を生成させ、この気泡が混入された液体を前記送出手段によって外部に送出する液体浄化処理装置であって、
前記外筒の内側および/または前記回転軸の外側に、リング状の永久磁石が重ねられて筒状に設けられていることを特徴とする液体浄化処理装置。
【請求項2】
前記外筒側および/または前記回転軸側の前記永久磁石の間には、スペーサが介在されていることを特徴とする請求項1に記載の液体浄化処理装置。
【請求項3】
前記スペーサは、リング状に形成されていることを特徴とする請求項2に記載の液体浄化処理装置。
【請求項4】
前記外筒側の前記スペーサの内周面は、前記外筒側の前記永久磁石の内周面よりも引っ込んでおり、前記回転軸側の前記スペーサの外周面は、前記回転軸側の前記永久磁石の外周面よりも引っ込んでいることを特徴とする請求項3に記載の液体浄化処理装置。
【請求項5】
前記外筒の内側および前記回転軸の外側に、同形のリング状のスペーサが介在されて、同形のリング状の永久磁石が設けられ、
前記外筒側の前記スペーサの内周面は、前記外筒側の前記永久磁石の内周面よりも引っ込んでいるとともに、前記回転軸側の前記スペーサの外周面は、前記回転軸側の前記永久磁石の外周面よりも引っ込んでおり、
前記外筒側および前記回転軸側の前記リング状の永久磁石は互いに対峙するように配置されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の液体浄化処理装置。
【請求項6】
前記外筒側の前記永久磁石、または、前記外筒側の前記永久磁石および前記スペーサは、前記外筒を兼ねていることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の液体浄化処理装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2007−313376(P2007−313376A)
【公開日】平成19年12月6日(2007.12.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−142254(P2006−142254)
【出願日】平成18年5月23日(2006.5.23)
【出願人】(597154357)
【Fターム(参考)】