专利名称：微细气泡发生装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及微细气泡发生装置，尤其涉及使微细气泡发生并使其分散在水中的微 细气泡发生装置的改良。
背景技术：
近年，1mm以下的被称为微气泡的微细气泡具有很多优良的特性的事实逐渐为人 所知，并被十分关注。例如，公知在鱼类、家畜、植物等活性化处理以及污水、排水等净化处 理等过程中，该微细气泡能够发挥极其优良的效果。因此，最近研究将发生这样的微细气泡 的装置作为向观赏鱼用水槽、活鱼用鱼塘等水中供给氧气等气体的装置使用，或者作为排 水处理槽、发酵槽或培养槽的通气机构等使用(例如，参照下述专利文献1、2)。在所述状况下，本发明申请人首先提出一种被用于发生微细气泡的微细气泡发生 装置中的分散器(微细气泡发生筒体)(参照下述专利文献3)。该分散器具有通过亲水性 的无纺布等覆盖使用多孔质材料形成的筒状体的外周面的结构。而且，作为形成该分散器 的多孔质材料，优选使用在高分子树脂膜上生成细裂纹而形成的通气性膜。具有这样的结构的分散器在浸入水中的状态下使用。而且，在该分散器中，向其内 部空间送入被加压的空气和氧气等气体，所述气体通过通气性膜等多孔质材料和无纺布， 由此成为微细气泡，并从无纺布的表面被放出到水中而分散。另外，在该分散器中，由于无 纺布具有亲水性，所以透过通气性膜并侵入到无纺布内的气泡成为被进入到无纺布内的水 剖截的状态，从而能够生成更微细的气泡。然而，本发明的发明人以提高其使用性为目的对这样的分散器进行了进一步研究 并得知，在水中长时期使用的情况下，水中的微生物和浮游物等异物会附着在无纺布的表 面，或者进入其内部，由此，无纺布内的通孔被局部地闭塞，有可能会导致微细气泡的发生 量减少的情况。现有技术文献专利文献1 日本专利第3806008号公报专利文献2 日本特开2007-268390号公报专利文献3 日本实用新型登录第3130562号公报
发明内容
本发明是以上述情况为背景而研发的，其要解决的问题是提供一种微细气泡发生 装置，即使在水中长期使用，也能够以充足的量稳定地发生更微细的气泡。本发明是为解决上述问题或解决从本说明书整体的记载和附图把握的问题，在以 下列举的各种方式中优选地实施而得到的。另外，以下记载的各方式可以任意组合并采用。 而且，本发明的方式以及技术特征不限于以下记载，应被理解为是基于说明书整体的记载 以及附图所公开的发明思想所认知并得到的发明。技术方案一的微细气泡发生装置，在配置在水中的状态下，发生微细的气泡，并将该微细气泡放出到水中并使其分散，其特征在于，具有(a)微细气泡发生筒体，在具有贯 通筒壁并在外周面开口的通气孔的筒状基材的外周面，外插有在高分子树脂膜上生成细裂 纹而成的通气性膜的圆筒体，而且在该圆筒体的外周面上积层形成有亲水性的无纺布层， 从该筒状基材的所述通气孔放出的气体在通过所述圆筒体及无纺布层的过程中被微细化， 从而形成微细气泡；(b)旋转驱动机构，使该微细气泡发生筒体围绕其轴心旋转，并在该微 细气泡发生筒体的旋转过程中，从所述无纺布层的外周部将被所述微细化的气泡截出，并 使其分散在水中；(c)气体导入机构，在通过该旋转驱动机构进行的所述微细气泡发生筒 体的旋转过程中，从外部向所述筒状基材的筒内的空间导入气体。技术方案二在上述技术方案一中记载的微细气泡发生装置中，所述无纺布层由无 纺布的圆筒体构成，该圆筒状无纺布层被外插在所述通气性膜的圆筒体上。技术方案三在上述技术方案一或技术方案二中记载的微细气泡发生装置中，还设 置有支承机构，该支承机构以能够围绕沿水平方向延伸的旋转轴旋转的方式支承所述微细 气泡发生筒体。技术方案四在上述技术方案一或技术方案二中记载的微细气泡发生装置中，在所 述无纺布层的外周部的整个表面上，卷绕有亲水性的线状体，该无纺布层的整体被该线状 体缠紧。技术方案五在上述技术方案一或技术方案二中记载的微细气泡发生装置中，所述 气体导入机构的导入气体的导入口向大气开放，通过该气体导入机构，大气被导入到所述 筒状基材的筒内的空间。技术方案六在上述技术方案一或技术方案二中记载的微细气泡发生装置中，所述 气体导入机构的导入气体的导入口与供给压缩空气的压缩空气供给源连接，通过该气体导 入机构，压缩空气被导入到所述筒状基材的筒内的空间。技术方案七在上述技术方案一或技术方案二中记载的微细气泡发生装置中，通过 围绕一个轴的旋转而对水进行搅拌的搅拌翼以能够与该微细气泡发生筒体一体旋转的方 式设置在所述微细气泡发生筒体上。发明的效果如上所述，在本发明的微细气泡发生装置中，在筒状基材的外周面，通气性膜和亲 水性的无纺布以前者为内侧地积层，从而构成微细气泡发生筒体。由此，通过所述微细气泡 发生筒体形成微细化的气泡。而且，在本发明的微细气泡发生装置中，通过气体导入机构，气体从外部导入到微 细气泡发生筒体中的筒状基材的筒内的空间，并且通过旋转驱动机构，使微细气泡发生筒 体在水中旋转，由此，从无纺布层的外周部使被微细化的气泡被截出，并使其分散在水中。 因此，从无纺布层的外周部，能够发生更微细化的气泡。而且，尤其，由于使微细气泡发生筒 体旋转地在水中被使用，因此，例如水中的微生物和浮游物等异物难以附着在无纺布层的 外周部(表面)，并难以进入到无纺布层的通孔内。另外，即使这些异物附着在无纺布层的 外周部并进入到通孔内，通过微细气泡发生筒体在旋转时产生的离心力，也能够将异物从 无纺布层的外周部和通孔内有利地除去。因此，即使微细气泡发生筒体在水中长期使用，也 能够总是充分且稳定地确保无纺布层的外周部的通孔的开口面积和通孔内的容积。因此，在如上所述的本发明的微细气泡发生装置中，即使在水中长期使用，也能够以充足的量稳定地发生更微细的气泡，并使其放出到水中，并分散。而且，其结果为，根据， 能够更长期且极其稳定地发挥因微细气泡在水中分散而得到的效果，即例如鱼类、家畜、植 物等的活性化、污水和排水等的净化等所希望的效果。而且，在本发明的微细气泡发生装置中，通过由微细气泡发生筒体的旋转而产生 的离心力和微细气泡的吹出压力，筒状基材内部的空间内的气体以被吸入到通气性膜和无 纺布层的各通孔内的方式进入，并从无纺布层的外周部成为微细气泡被放出。此时，筒状基 材内部的空间内成为减压状态。因此，在微细气泡发生筒体的旋转过程中，不用向筒状基材 内部的空间内强制地送入加压气体等，例如，只要使从气体导入机构的外部导入气体的导 入口在大气中开放，就能够自动且持续地向筒状基材内部的空间内导入气体。由此，无需使 用用于将压缩空气等加压气体送入微细气泡发生筒体内的气体供给源及其附属的气体供 给路等，就能够使微细气泡从无纺布层的外周部分散到水中。因此，在这样的本发明的微细气泡发生装置中，能够有利地实现更简化且紧凑的 结构，并且能够以更低的成本使更微细的气泡分散到水中。
图1是表示本发明的微细气泡发生装置的一个实施方式的、包含局部剖切图的主 视说明图。图2是用于图1所示的微细气泡发生装置的微细气泡发生筒体的轴向截面图。图3是图1的III-III截面的端面放大说明图。图4是表示本发明的微细气泡发生装置的其他实施方式的、与图1对应的图。图5是表示本发明的微细气泡发生装置的另外其他实施方式的、与图1的局部放 大图对应的图。图6是图5的VI-VI截面的端面说明图。图7是表示本发明的微细气泡发生装置的其他实施方式的、与图1对应的图。图8是表示本发明的微细气泡发生装置的另外其他实施方式的、与图1对应的图。附图标记的说明10微细气泡发生筒体12支承机构14水中马达15气体导入机构16筒状基材23通气孔42内侧空间44导入孔46膜圆筒体48圆筒状无纺布层50线状体82搅拌翼94进气管
96 导入口98压缩空气供给源
具体实施例方式以下，为了使本发明更具体、明确，参照附图详细说明本发明的实施方式。首先，在图1中，以主视方式示出了具有本发明的结构的微细气泡发生装置的一 个实施方式。如所述图1明确地所示，本实施方式的微细气泡发生装置构成为包括微细气 泡发生筒体10 ；以能够旋转的方式对微细气泡发生筒体10进行支承的支承机构12 ；作为 使微细气泡发生筒体10旋转驱动的旋转驱动机构的水中马达14 ；用于将气体导入微细气 泡发生筒体10的内部的气体导入机构15。更具体地，如图2所示，微细气泡发生筒体10具有筒状基材16。该筒状基材16由 使用树脂材料形成的纵长圆筒状的树脂成形体构成。用于形成筒状基材16的树脂材料没 有特别限定，只要具有能耐受水中的高速旋转的刚性即可。在本实施方式中，使用了聚氯乙 烯树脂。当然也可以使用树脂材料以外的材料，例如金属材料等形成筒状基材16。在筒状基材16的外周面的轴向两侧的端部，分别一体地各形成一个卡合突条18， 该卡合突条18具有以规定高度突出且在整个圆周范围内连续地延伸的、半圆状的轴向截 面。另外，在比这些各卡合突条18的形成部位更位于轴向内侧的部位上分别各形成一个矩 形截面的周槽20。在这些各周槽20、20内，分别嵌入并收容有圆环状的密封橡胶22。另一 方面，在筒状基材16的轴向中间部，在其圆周上的一处，形成有贯通筒壁且向外周面开口 的通气孔23。该通气孔23也可以在筒状基材16上设置多个。在这样的筒状基材16的轴向两侧的端部，分别设置有第一盖部24和第二盖部25。 这些第一盖部24及第二盖部25都是一体地具有底部26和筒部28的大致浅底的有底圆筒 状的相同形状。在第一盖部24及第二盖部25中，在筒部28的开口侧的内周面部分上，周 设有向轴向外侧(筒部的开口方向)开口的切槽30，而在底部26侧的内周面部分上周设有 卡合槽32。另外，在各盖部24、25的底部26的内面的外周部，形成有圆形的环状槽34，在 该环状槽34内嵌入并收容有0形环36。而且，在第一盖部24的底部26的中心部，穿设有 在内周面上形成了内螺纹部的贯通孔38，使设在连结套筒40的外周面上的外螺纹部与贯 通孔38的内周面的内螺纹部螺合，从而将连结套筒40固定在该贯通孔38中。而且，所述第一盖部24及第二盖部25通过底部26闭塞筒状基材16的轴向两侧 的开口部，并且在相对于筒状基材16的轴向两侧端部使筒部28外嵌的状态下分别被安装。 另外，在这样安装的状态下，分别设置在筒状基材16的轴向两侧端部上的卡合突条18突入 到筒部28的卡合槽32内，并与卡合槽32的内侧侧面卡合。而且，筒状基材16的轴向两侧 的端面分别被压接在各盖部24、25的环状槽34内的0形环36上。由此，能够有效地阻止第一盖部24及第二盖部25从筒状基材16简单地离脱，并 且筒状基材16的内孔成为被第一盖部24及第二盖部25液密地密闭的内侧空间42。而且， 所述内侧空间42，只在由第一盖部24上设置的贯通孔38和被固定在其上的连结套筒40 的内孔构成的导入孔44与设置在筒状基材16的轴向中间部上的所述通气孔23处与外部 连通。另外，第一盖部24及第二盖部25的各筒部28的切槽30的底面相对于筒状基材16 的轴向两侧端部的各周槽20、20内所嵌入的密封橡胶22的外周面，在垂直于轴的方向上相对。而且，在成为这样的构造的筒状基材16上，外插有使用通气性膜形成的膜圆筒体 46。这里，作为形成膜圆筒体46的通气性膜，使用与以往同样的在高分子树脂膜上生成细 裂纹而成的、所谓细裂纹生成通气性膜。该细裂纹生成通气性膜具有公知的结构，即一般呈 疏水性，并具有多个能使气体透过且不能使水等液体和胶状的溶液透过的微细的连通孔。作为构成这样的细裂纹生成通气性膜的高分子树脂，例如可以列举出聚烯烃、聚 酯、聚酰胺、苯乙烯类树脂、聚碳酸酯、含有卤素的热塑性树脂、腈树脂等热塑性树脂等。作 为这些例示的各种热塑性树脂的各具体例，能够列举出与在日本专利第3806008号公报中 被例示的物质相同的物质。而且，这些树脂材料可以分别单独地或者两种以上组合并作为 细裂纹生成通气性膜的形成材料使用。此外，细裂纹生成通气性膜也可以是单层的，或者也 可以是多层积层的。另外，这里使用的细裂纹生成通气性膜的厚度也没有特别限定，一般为0.5 1000 u m,优选为1 800 y m,更优选为2 500 y m的范围内的值。细裂纹生成通气性膜的 细裂纹基本上呈与高分子树脂膜的分子配向的方向大致平行地延伸的条纹状，其宽度一般 为0. 5 100 y m,优选为1 50 y m。而且，该条纹状细裂纹，其在膜的厚度方向上贯通的细 裂纹数的比例优选为全部细裂纹数的10%以上，更优选为20%以上，进一步优选为40%以 上。其原因在于，若贯通的细裂纹数的比例比上述范围小，则难以充分确保通气性。此外， 构成膜圆筒体46的细裂纹生成通气性膜的其他特性和细裂纹的构造及其生成方法等与日 本专利第3806008号公报记载的相同。而且，在本实施方式中，如上所述的细裂纹生成通气性膜，例如以端部彼此重合的 方式卷绕在筒状基材16的外周面，在成为圆筒形状的状态下，相互重合的端部彼此通过热 熔敷等接合，由此形成为圆筒形状，从而形成膜圆筒体46。由此，膜圆筒体46在其内周面与 筒状基材16的外周面紧密接触的状态下，被外插在筒状基材16上。另外，这样的膜圆筒体46，其轴向长度为不足设置在筒状基材16的轴向两侧端部 上的卡合突条18、18间的轴向长度的尺寸。由此，外插在筒状基材16上的膜圆筒体46的 轴向两侧的端部突入到安装在筒状基材16的两端部上的第一盖部24及第二盖部25的各 筒部28的切槽30内，并且膜圆筒体46的轴向两侧的端部的内周面部分与筒状基材16的 各周槽20、20内所嵌入的密封橡胶22、22的外周面接触并位于此处。另外，贯通筒状基材 16的轴向中间部的筒壁部分，并在筒状基材16的外周面开口的通气孔23的外周面侧开口 部被膜圆筒体46的轴向中间部覆盖。而且，使用具有亲水性的无纺布形成的圆筒状无纺布层48在被积层在膜圆筒体 46的外周面上的状态下进一步被外插在外插有膜圆筒体46的筒状基材16上。只要构成该 圆筒状无纺布层48的无纺布具有亲水性，则其种类没有特别限定。例如，可以使用将纸浆 作为原料利用的纸浆无纺布、将化学纤维作为原料利用的化学纤维无纺布或将纸浆、化学 纤维、玻璃纤维和金属纤维中的2种以上组合作为原料利用的复合无纺布中的任一种等。 另外，在利用化学纤维作为原料的情况下，例如，可以使用由聚乙烯醇、聚乙烯、聚丙烯、聚 酰胺、丙烯酸树脂等构成的化学纤维。这样的无纺布，例如以端部彼此重合的方式卷绕在外插于筒状基材16上的膜圆 筒体46的外周面上，并在成为圆筒形状的状态下，相互重合的端部彼此通过热熔敷接合，
7由此形成为圆筒形状，从而形成圆筒状无纺布层48。另外，由此，所述圆筒状无纺布层48， 在其内周面与膜圆筒体46的外周面紧密接触的状态下，被外插在筒状基材16及膜圆筒体 46上。所述圆筒状无纺布层48的厚度和轴向长度被适当地设定，但一般地为200 300 μ m左右的厚度。另外，这里，圆筒状无纺布层48的轴向长度为与膜圆筒体46的轴向长 度大致相同的尺寸。由此，与膜圆筒体46同样地，圆筒状无纺布层48的轴向两侧的端部突 入到安装于筒状基材16的两端部上的第一盖部24及第二盖部25的各筒部28的切槽30 内，并且圆筒状无纺布层48的轴向两侧的端部的内周面部分经由膜圆筒体46的轴向两端 部位于与筒状基材16的各周槽20、20内所嵌入的密封橡胶22、22的外周面接触的位置上。另外，在相对于外插在筒状基材16上的膜圆筒体46而进一步外插的圆筒状无纺 布层48的外周部上，在其整个表面上卷绕有亲水性的线状体50。只要该线状体50具有亲 水性，并具有充分的拉伸强度，则其材质没有任何限定。例如，可以是绢、棉、麻等天然纤维构成的，或者可以是由构成上述例示的圆筒状无纺布层48的化学纤维构成的。在他们之 中，优选使用耐药品性优良的、不被生物分解的聚乙烯醇纤维作为线状体50的形成材料。 另外，线状体50的直径(粗细)也是只要能够确保充分的拉伸强度，可以适当确定，但一般 地其直径为50 500 μ m左右。这样的亲水性的线状体50被卷绕在圆筒状无纺布层48的外周部的整个表面，由 此圆筒状无纺布层48的整体被所述线状体50牢固地捆紧。而且，构成圆筒状无纺布层48 的纤维彼此很密，所述圆筒状无纺布层48内的通孔变得更微细。此外，线状体50优选卷绕在圆筒状无纺布层48的外周部的整个表面上，但也可以 根据情况将线状体50局部地卷绕在圆筒状无纺布层48上。另外，线状体50能够以在相邻 的各线状体之间形成间隙的方式粗略地卷绕在圆筒状无纺布层48上，或者也能够以在相 邻的各线状体之间不形成间隙的方式紧密地卷绕在圆筒状无纺布层48上。而且，线状体50 也能够以双层以上的几层重叠的方式卷绕在圆筒状无纺布层48上。在本实施方式中，相对于圆筒状无纺布层48的轴向两侧端部，线状体50无间隙地 紧密地卷绕，而相对于除此以外的部分，线状体50粗略地卷绕。由此，膜圆筒体46和圆筒 状无纺布层48的各轴向两侧端部被牢固地固定在筒状基材16的轴向两侧端部上，这能够 阻止这些膜圆筒体46和圆筒状无纺布层48从筒状基材16脱落。另外，与此同时，这样的 膜圆筒体46和圆筒状无纺布层48的各轴向两侧端部和卷绕在这些轴向两侧端部上的线状 体50部分被夹压保持在第一盖部24及第二盖部25的切槽30的底面和密封橡胶22的外 周面之间，因此，能够分别确保膜圆筒体46的内周面和筒状基材16的外周面之间的液体密 封性以及膜圆筒体46的外周面和圆筒状无纺布层48的内周面之间的液体密封性。这样，在微细气泡发生筒体10中，膜圆筒体46和圆筒状无纺布层48在以前者为 内侧地积层的状态下被外插在筒状基材16上。因此，在所述微细气泡发生筒体10中，通过 筒状基材16的导入孔44被导入到内侧空间42内的气体从贯通筒状基材16的筒壁的通气 孔23通过膜圆筒体46和圆筒状无纺布层48，并从圆筒状无纺布层48的外周面变为微细气 泡(50 μ m以下左右)被放出。另外，这里，由于形成膜圆筒体46的通气性膜具有疏水性， 而形成圆筒状无纺布层48的无纺布具有亲水性，因此，透过膜圆筒体46并侵入到圆筒状无 纺布层48内的气泡成为被进入到圆筒状无纺布层48内的水剖截的状态，从而进一步被微细化。而且，在圆筒状无纺布层48的外周部的整个表面卷绕有亲水性的线状体50，圆筒状 无纺布层48内的通孔变得更微细，因此，能够促进侵入到圆筒状无纺布层48内的气泡进一 步微细化。另一方面，如图1所示，以能够旋转的方式支承微细气泡发生筒体10的支承机构 12具有基板52。该基板52由长度比微细气泡发生筒体10的轴向长度长、且具有比微细气 泡发生筒体10的外径大的宽度的纵长矩形的不锈钢制或铝制的金属平板构成。另外，由与 基板52相同材质的矩形金属平板构成的第一支承板54和第二支承板56，在基板52的长度 方向上相互相对配置的状态下，通过焊接等接合并固定在所述基板52的长度方向的两侧 的端部。在比基板52的轴向中央偏向第一支承板54侧的位置上，并且在从第二支承板56 隔开比微细气泡发生筒体10的轴向长度大的距离的位置上，以在基板52的长度方向上延 伸的方式配置有圆筒状的支承筒体58。该支承筒体58由与第一支承板54及第二支承板 56相同的材质构成。而且，在支承筒体58中，在位于其轴向两侧端部中的第一支承板54侧 的端部上，一体地设置有呈矩形框状形态的外凸缘部60，所述外凸缘部60的下端面被接合 并固定在基板52的上表面上。在这样的支承筒体58的内孔内配置有旋转体62。该旋转体62呈细长的大致圆柱 状的整体形状，具有比支承筒体58的内径小一圈的外径，并具有比支承筒体58的轴向长度 大的轴向长度。在所述旋转体62的内部，沿轴向延伸的连通路64分别在旋转体62的轴向 中间部的外周面部分和轴向一侧的端面开口地设置。而且，该旋转体62被配置成插入到支承筒体58的内孔内，且使具有连通路64开 口的端面的轴向一侧的端部从所述内孔向轴向外侧突出。另外，在这样的配置状态下，旋转 体62通过在轴向上相互分离地固定的两个轴承66、66，以能够围绕轴心旋转的方式被支承 在支承筒体58的内周面。而且，在被两个轴承66、66支承的部位之间，聚四氟乙烯制的两个密封环72、72在 轴向上隔开间隔地被外插在这样的旋转体62上。而且，这些各密封环72、72在其内外周面 上能够相对于旋转体62的外周面和支承筒体58的内周面滑动。由此，在旋转体62的外周 面和支承筒体58的内周面之间形成的间隙中，在两个密封环72、72之间夹持的部分成为从 外部被密闭的通气部67。而且，在旋转体62的外周面开口的连通路64的开口部朝向所述 通气部67开口，因此，通气部67和连通路64相互连通。另外，在旋转体62从支承筒体58的内孔的突出部位的前端部上外插并固定有底 圆筒状的夹紧部件68。也就是说，该夹紧部件68在其底部的中心部穿设有中心孔70，旋转 体62的突出部位的前端部通过该中心孔70被插入到夹紧部件68内。而且，所述旋转体62 的向中心孔70贯穿的部分被止动螺钉71固定在中心孔70的内周面。另一方面，在第二支承板56的中央部设置有在板厚方向上贯通该第二支承板56的贯穿孔74，在该贯穿孔74内贯穿有轴部件76。该轴部件76 一体地具有高度低的有底 圆筒状的夹紧部78 ；在所述有底圆筒状的夹紧部78的底部外表面的中央部一体地立设的 圆棒状的轴部80。另外，在所述轴部件76的夹紧部78上，一体地形成有四个搅拌翼82。如图1及 图3所示，这四个搅拌翼82分别由横跨夹紧部78的底部外表面和筒部外表面延伸的钩形的平板构成，在夹紧部78的圆周方向上相互隔开等距离的位置上一体地立设。而且，这样的轴部件80与被插入到支承筒体58的内孔的旋转体62隔开规定距离 并同轴地配置，另外，在所述配置状态下，轴部80通过轴承84以能够围绕轴心旋转的状态 被贯穿固定在第二支承板56的贯穿孔74内。
而且，在本实施方式的微细气泡发生装置中，具有如上所述的结构的微细气泡发 生筒体10被配置成在基板52上的支承筒体58和第二支承板56之间，使第一盖部24侧 的端部位于支承筒体58 —侧，并且使第二盖部25侧的端部位于第二支承板56 —侧，在该 状态下，将微细气泡发生筒体10配置成与支承筒体58同轴地延伸。另外，在所述配置状态 下，微细气泡发生筒体10的第二盖部25嵌入到轴部件76的夹紧部78内，并通过未图示的 止动螺钉，固定在所述夹紧部78上。另一方面，固定在微细气泡发生筒体10的第一盖部24 上的连结套筒40的前端部被插入到夹紧部件68内，该夹紧部件68固定于从支承筒体58 的内孔内突出的旋转体62的突出部位的前端上，并且，所述连结套筒40的前端部通过止动 螺钉86固定在该夹紧部件68上。而且，微细气泡发生筒体10，在被支承在固定于基板52上的支承筒体58和第二 支承板56上的状态下，与能够旋转地被支承筒体58支承的旋转体62 —起，能够围绕其轴 心一体地旋转。另外，随着这种微细气泡发生筒体10与旋转体62的一体旋转，设在轴部件 76的夹紧部78上的四个搅拌翼82也同时一体旋转。而且，旋转体62的连通路64通过由 连结套筒40的内孔和第一盖部24的贯通孔38构成的所述导入孔44，与微细气泡发生筒体 10的内侧空间42内连通。从上述内容可知，在本实施方式中，支承机构12构成为包括基 板52、第二支承板56、轴部件76、支承筒体58、旋转体62及夹紧部件68。而且，这里，在固定于基板52上的第一支承板54和支承筒体58的外凸缘部60的 相互的相对面之间，水中马达14被固定成在这些第一支承板54和外凸缘部60之间被夹持 的状态。该水中马达14中，使其驱动轴88的前端部突入并位于支承筒体58的内孔内。而 且，能够旋转地配置在支承筒体58的内孔内的旋转体62以不能相对旋转的方式安装在所 述驱动轴88上。由此，水中马达14的驱动轴88经由旋转体62以能够一体旋转的方式连 结在微细气泡发生筒体10上。因此，通过水中马达14的旋转驱动，微细气泡发生筒体10 能够与旋转体62 —起旋转驱动。另外，在支承筒体58的筒壁部的轴向中间部分上设置有贯通支承筒体58的通孔 90。该通孔90具有阶梯形状，即在支承筒体58的外周面上开口的外侧开口部一侧为大径， 且在支承筒体58的内周面上开口的内侧开口部一侧为小径。而且，在所述通孔90的大径 部内插入并固定有大致圆筒状的连接筒部92。另外，在该连接筒部92的内孔向外部的开口 部上安装有进气管94。该进气管94中，与连接筒部92的连接侧相反的一侧的开口部成为 导入空气的导入口 96，该导入口 96向大气开放。另一方面，通孔90的小径部与被插入并固 定在大径部上的连接筒部92的内孔连通，并且朝设置在支承筒体58的内孔内的通气部67 开口。由此，从进气管94的导入口 96导入的空气(大气)经由进气管94、连接筒部92 的内孔和通孔90，被导入通气部67内，而且，该空气从该通气部67内，通过旋转体62的连 通路64和微细气泡发生筒体10的导入孔44，从而被导入内侧空间42内。由此可知，在本 实施方式中，气体导入机构15由进气管94、连接筒部92、通孔90、旋转体62的连通路64和微细气泡发生筒体10的导入孔44构成。而且，在具有上述结构的本实施方式的微细气泡发生装置中，例如，在用于向观赏 鱼用水槽和活鱼用鱼塘等的水中供给氧气等的情况下，如图1所示，微细气泡发生筒体10 以能够围绕水平面内的旋转轴旋转的方式被支承在支承机构12上，并且在水中马达14被 固定的状态下，基板52被水平地载置在水槽等底面上。此时，进气管94的与向连接筒部92 的连接侧相反的一侧的端部位于水上，其导入口 96被开放在大气中。而且，在这样的状态下，通过水中马达14旋转驱动，微细气泡发生筒体10以高速 被旋转驱动而进行使用。此时，一体形成在安装于微细气泡发生筒体10的第二盖部25上 的轴部件76的搅拌翼82也与微细气泡发生筒体10 —起一体 旋转。由此，微细气泡发生筒 体10的周围的水被搅拌。这样，在本实施方式的微细气泡发生装置中，在微细气泡发生筒体10在水中以水 平方向被配置的状态下，该微细气泡发生筒体10的内侧空间42内被导入大气。由此，内侧 空间42内的空气从筒状基材16的通气孔23通过膜圆筒体46和圆筒状无纺布层48，并从 圆筒状无纺布层48的外周面成为微细气泡被放出到水中并分散。另外，如上所述，微细气 泡发生筒体10构成为疏水性的膜圆筒体46和亲水性的圆筒状无纺布层48在积层的状态 下被外插在筒状基材16上，在此结构基础上，在圆筒状无纺布层48的外周面的整个表面卷 绕亲水性的线状体50，由此实现从圆筒状无纺布层48的外周面放出的气泡被进一步微细 化。而且，尤其在本实施方式中，通过气体导入机构15，将空气从外部导入微细气泡发 生筒体10的内侧空间42内，并且微细气泡发生筒体10被水中马达14高速旋转驱动。由 此，通过了膜圆筒体46和圆筒状无纺布层48的气体在圆筒状无纺布层48的外周面的通 孔的开口部被截出，并且通过圆筒状无纺布层48的亲水功能，能够迅速地脱离通孔的开口 部。而且，其结果为，微细气泡以进一步被微细化的状态从微细气泡发生筒体10的圆筒状 无纺布层48的外周面被放出。另外，在所述微细气泡发生装置10中，由于微细气泡发生筒体10高速旋转，因圆 筒状无纺布层48是亲水性的，而且通过微细气泡的放出，能够尽可能地防止水中的微生物 和浮游物(微生物以外的物质)等异物聚集并附着在圆筒状无纺布层48的外周面。而且， 即使这些异物附着在圆筒状无纺布层48的外周面，通过高速旋转的微细气泡发生筒体10 的离心力，也能够将其从圆筒状无纺布层48的外周面有效地除去。因此，在本实施方式中，即使同一个微细气泡发生筒体10在水中被长期使用，也 能够有利地避免因附着在圆筒状无纺布层48的外周面的异物等导致圆筒状无纺布层48所 具有的多个通孔在外周面上的开口面积和各通孔内的容积减少的情况。因此，在如上所述的本实施方式的微细气泡发生装置10中，即使在水中长期使 用，也能够稳定地发生充足量的更微细的气泡，并使其放出到水中，并分散。而且，其结果 为，在将所述微细气泡发生装置10用于向观赏鱼用水槽和活鱼用鱼塘等水中供给氧气等 时，向水中的氧气补给能够维持更长时间，能够极其高效且可靠地进行氧气补给。另外，所述微细气泡发生装置10，例如，即使在作为进行家畜、植物等活性化以及 污水、排水等净化等的装置被利用的情况下，也能够更长时间地极其稳定地发挥所希望的 效果。
而且，在本实施方式的微细气泡发生装置10中，通过由微细气泡发生筒体10的旋 转产生的离心力，微细气泡发生筒体10的内侧空间42内的空气以被吸入到膜圆筒体46和 圆筒状无纺布层48的各通孔内的方式进入，从而内侧空间42内成为减压状态。由于进气 管94的导入口 96被开放到大气，因此，例如，即使进气管96没有被连接在供给压缩空气等 的压缩机等压缩空气供给源上也没有关系，在微细气泡发生筒体10的内侧空间42内，空气 持续被地导入，微细气泡能够从圆筒状无纺布层48的外周面稳定且持续地被放出。因此，在这样的本实施方式的微细气泡发生装置10中，能够以不使用压缩空气供 给源等附属装置的量有利地实现结构的小型化、简略化，而且，能够极其有利地实现设置成 本和运行成本的降低。此外，为了得到如上所述的效果，使微细气泡发生筒体10在水中围绕其轴心旋转 很重要，其旋转速度没有特别限定，但优选为500rpm以上，更优选为IOOOrpm以上。而且， 为了实用，所述旋转速度为5000rpm以下左右。由此，能够更可靠地发挥更优良的效果。另外，在本实施方式中，通过搅拌翼82与微细气泡发生筒体10 —体旋转，微细气 泡发生筒体10的周围的水被搅拌。由此，从圆筒状无纺布层48的外周面放出的微细气泡 在水中的更宽的范围内被进一步有效地分散。其结果为，能够更高水平地可靠地实现由微 细气泡向水中的进一步分散得到的所希望的效果。而且，在本实施方式的微细气泡发生装置10中，纵长圆筒状的微细气泡发生筒体 10被配置成在水中由支承机构12以能够围绕沿水平延伸的旋转轴旋转的方式支承的状 态。由此，从圆筒状无纺布层48的外周面放出的微细气泡在水中被有效地分散。以上，对本发明的具体结构进行了详细的说明，但这些只不过是例示，本发明不受 上述记载的任何限制。例如，在上述实施方式中，气体导入机构15的进气管94的导入口 96向大气开放， 但如图4所示，所述导入口 96也可以连接在压缩机等压缩空气供给源98上。由此，在微 细气泡发生筒体10的内侧空间42内，压缩空气被强制导入，因此，即使在微细气泡发生筒 体10的非旋转状态下，也能够从圆筒状无纺布层48的外周面可靠且稳定地放出微细气泡。 此外，在图4所示的本实施方式以及后述的图5至图8所示的几个实施方式中，对于具有与 上述第一实施方式同样结构的部位及部件，标注与图1至图3相同的符号，并省略其详细说 明。另外，无论进气管94的导入口 96被连接在压缩空气供给源98上还是向大气开 放，无需连续地使微细气泡发生筒体10旋转，也可以间歇地进行。而且，只要搅拌翼82与微细气泡发生筒体10 —体旋转，且能够对微细气泡发生筒 体10周围的水进行搅拌，其形状、形成位置和形成个数等没有任何限定。S卩，例如，如图5及图6所示，也可以在安装于微细气泡发生筒体10的第二盖部25 上的支承机构12的轴部件76的夹紧部78的底部外表面上一体形成多个(这里为四个) 矩形平板状的搅拌翼82。另外，如图7所示，也可以将多个(这里为两个)纵长矩形平板状的搅拌翼82以 在第一盖部24和第二盖部25之间架设的方式设在微细气泡发生筒体10上。而且，如图8所示，也可以将多个(这里为两个)由螺旋状延伸的弯曲板构成的搅 拌翼82以在第一盖部24和第二盖部25之间架设的方式设在微细气泡发生筒体10上。
在这些以图5至图8所示的结构设置搅拌翼82的任意情况下，从圆筒状无纺布层 48的外周面放出的微细气泡在水中的更宽的范围内进一步被有效地分散。而且，其结果为， 能够以更高水平可靠地实现由微细气泡向水中的进一步分散得到的所希望的效果。此外， 图1、图5至图8所示的搅拌翼82，为了容易理解其结构，应理解为以比实际大的尺寸夸张 地进行图示。作为使微细气泡发生筒体10围绕其轴心旋转驱动的旋转驱动机构，除例示的水 中马达14以外，还可以适当地采用公知的各种旋转驱动设备。另外，所述旋转驱动机构无 需是使微细气泡发生筒体10自动地旋转的机构，只要能够得到充分的旋转速度，例如，也 可以采用通过手柄操作等以手动使微细气泡发生筒体10旋转的机构。气体导入机构15的结构也只要是能够使气体从外部导入到微细气泡发生筒体10的内侧空间42内的结构，而自然不限于例示的构造。此外，不逐一进行列举，本发明可以根据本领域技术人员的知识经过各种变更、修 正、改良等后进行实施，另外，这样的实施方式只要不脱离本发明的主旨，当然也包含在本 发明的范围内。
权利要求
一种微细气泡发生装置，在配置在水中的状态下，发生微细的气泡，并将该微细气泡放出到水中并使其分散，其特征在于，具有微细气泡发生筒体，在具有贯通筒壁并在外周面开口的通气孔的筒状基材的外周面，外插有在高分子树脂膜上生成细裂纹而成的通气性膜的圆筒体，而且在该圆筒体的外周面上积层形成有亲水性的无纺布层，从该筒状基材的所述通气孔放出的气体在通过所述圆筒体及无纺布层的过程中被微细化，从而形成微细气泡；旋转驱动机构，使该微细气泡发生筒体围绕其轴心旋转，并在该微细气泡发生筒体的旋转过程中，从所述无纺布层的外周部将被所述微细化的气泡截出，并使其分散在水中；气体导入机构，在通过该旋转驱动机构进行的所述微细气泡发生筒体的旋转过程中，从外部向所述筒状基材的筒内的空间导入气体。
2.如权利要求1所述的微细气泡发生装置，其特征在于，所述无纺布层由无纺布的圆 筒体构成，该圆筒状无纺布层被外插在所述通气性膜的圆筒体上。
3.如权利要求1或2所述的微细气泡发生装置，其特征在于，还设置有支承机构，所述 支承机构以能够围绕沿水平方向延伸的旋转轴旋转的方式支承所述微细气泡发生筒体。
4.如权利要求1或2所述的微细气泡发生装置，其特征在于，在所述无纺布层的外周部 的整个表面上，卷绕有亲水性的线状体，该无纺布层的整体被该线状体缠紧。
5.如权利要求1或2所述的微细气泡发生装置，其特征在于，所述气体导入机构的导入 气体的导入口向大气开放，通过该气体导入机构，大气被导入到所述筒状基材的筒内的空 间。
6.如权利要求1或2所述的微细气泡发生装置，其特征在于，所述气体导入机构的导入 气体的导入口与供给压缩空气的压缩空气供给源连接，通过该气体导入机构，压缩空气被 导入到所述筒状基材的筒内的空间。
7.如权利要求1或2所述的微细气泡发生装置，其特征在于，通过围绕一个轴的旋转而 对水进行搅拌的搅拌翼以能够与该微细气泡发生筒体一体旋转的方式设置在所述微细气 泡发生筒体上。
全文摘要
本发明提供一种微细气泡发生装置，能够以充足的量更长期、稳定地发生更微细的气泡。在具有在外周面开口的通气孔的筒状基材上，外插有在高分子树脂膜上生成细裂纹而成的通气性膜的圆筒体，并且通过旋转驱动机构(14)使在该圆筒体的外周面上积层形成亲水性的无纺布层(48)而成的微细气泡发生筒体(10)能够围绕其轴心旋转，而且，在通过该旋转驱动机构(14)进行的该微细气泡发生筒体(10)的旋转过程中，通过气体导入机构(15)从外部向该筒状基材的筒内的空间导入气体。
文档编号B01F3/04GK101804308SQ200910171058
公开日2010年8月18日 申请日期2009年9月2日 优先权日2009年2月17日
发明者中岛洋司 申请人:有限会社中岛工业