空气净水机的制作方法

专利名称：空气净水机的制作方法
技术领域：
本发明涉及空气净水机的改良，以达到既能在微细气泡形态下将空气高效率地导入水中，又能使导入的气泡长时间停留在水中，实现水质的净化和活性化目的。
背景技术：
众所周知，在人类生活丰富多采有同时，地球环境问题已成为人类的一大难题。人类为了饮食更加美味可口，日常生活更加舒适，已想尽了各种方法。例如，为了使食物好吃并保护身体不受各种病原茵侵入，在食品中添加了各种各样的添加物。或者在饮料水中再添加氯等物质，以去除病原菌的不良影响。
然而，对人类的身体而言，加入食品中的添加物以及加入饮用水中的氯等物质决非有益之物，并且是引起癌症等病症的原因所在。即使在日常饮食中的鱼肉、牛肉、鸟肉等的动物肉以及蔬菜、水果等的植物中，由于在动物和植物培育过程中肥料等添加有抗生类等物质，因此动植物食品也很难说是一种安全性的食物。虽然无农药蔬菜已经广泛时兴，但若无农药，则大肠菌等的病原菌就会滋长。由于在饮用水(特别是自来水)中还添加对人类身体有害处的氯等物质，以人类的健康绝无益处。
为此，能否提供出对人类身体无不良影响的饮用水和食品，对于今后人类健康的生存是一大课题。另外，如何来净化我们周围存在的水塘和湖泊的污染，也是一大课题。
例如，以往在鱼类和贝类养殖场中的水的净化、活性化以及水耕栽培水的净化等场合，已知有利用压缩机或鼓风机将空气压送到水中设置的管道内，再从设在该管道末端部的许多小孔以气泡形式喷入水中的装置以及在水面部采用电机等驱动方式使水轮等转动溅起水花，将大量气泡注入水中的装置等。另外，最近还出现了自吸式水中泵和喷注式泵等装置。
但是，在上述传统的无论哪一种技术中，水中的气泡直径存在着极大的差异，因气泡本身持有的浮力会在短时间内上浮至水面，致使气泡、特别是氧气不能长时间停留在水中，净化能力等不充分。
尤其在养鳗场中，因不能频繁进行水的补给，虽然要求高净化能力，但正如上述，以往的任何一种装置均不能满足这一要求。也就是说，即使上述传统的装置连续运转，也不能充分发挥净化等能力，由于会从剩余饲料和排泄物产生有毒物质，因此不适合鱼类的养殖等。
本发明概述为此，本发明目的在于提供能在水中产生长时间浮游停留的微小气泡，以实现水质的净化和活性化等的空气净水机。特别是本发明中，提供出能以微小气泡形态将大量空气高效率地导入水中的空气净水机。
为达到上述目的，本发明包括在上端设有空气导入的进气口的中空状回转轴、安装在该回转轴下端的圆筒状容器、用于回转自如地支撑所述回转轴以使其上端开口位置高于水面之上并使所述容器位于水中的支撑装置以及使所述回转轴转动的驱动装置，其特征是，所述容器具有与回转轴中空内部连通的将大量微小气泡引入水中用的多个气泡放出孔，所述回转轴通过联轴节与所述驱动装置相连接。
为达到上述目的，本发明又一个特征是，包括上部设有开口部并使该开口部位置高于水面之上的外筒、同轴状回转自如地配置在该外筒内的具有空气导入的至少1个进气口的中空状回转轴、安装在该回转轴下端的位于水中并具有将气泡引入水中用的多个气泡放出孔的容器、使所述回转轴转动的驱动装置以及将所述回转轴与驱动装置相互连接的联轴节。
为达到上述目的，本发明又一个特征是，所述联轴节设有从外周导入空气、将该空气送至所述回转轴开口处用的空气导入口。本发明另一个特征是，所述空气导入口由间隔状配置在所述联轴节周围并沿半径方向延伸的多个孔组成，该孔的中心轴线虽沿联轴节半径方向延伸，但不通过联轴节的中心。
为达到上述目的，本发明又一个特征是，所述容器的气泡放出孔中心轴线虽沿容器半径方向延伸，但不通过容器的中心。
为达到上述目的，本发明又一个特征是，所述容器可相对回转轴上拆卸。
为达到上述目的，本发明又一个特征是，在所述容器上设有空气导入装置。
为达到上述目的，本发明又一个特征是，所述空气导入装置由沿着容器周围排列在所述容器上部的与所述外筒下端面相对的多个槽及其在槽间形成的凸条组成。另一个特征是，容器的气泡放出孔配置后的位置与容器不处于同一圆周上和同一轴线上。再一个特征是，在容器上设有主水流变换装置。
采用本发明，在通过驱动装置使回转轴高速运转时，由于安装在该回转轴下端的容器转动产生的负压作用，可使外部空气从回转轴的开口导入回转轴内，其导入的空气形成大量微小的气泡从容器的气泡放出孔放出并扩散在水中。这种气泡粒的直径极其微小(2-30微米)，可在水中长时间浮游和停留。乍一看，这些气泡的放出就象喷出烟雾的状态一样。
附图简单说明

图1为本发明的空气净水机的局部剖面正面图。
图2为表示连接电动机与回转轴的联轴节另一个实施例的局部剖面的要部正面图。
图3为图2所示的联轴节的立体图。
图4为图2所示的联轴节剖面图。
图5为容器局部剖面俯视图。
图6为表示容器的气泡放出孔排列状态的说明图。
图7为表示设在容器上的空气导入装置一实施例的要部立体图。
图8为在容器中使用空气净水机场合的实施例示图。
图9为适合水池等蓄水站使用空气净水机场合的实施例示图。
图10为本发明另一个实施例的空气净水机剖面图。
图11为图10主要部分的容器放大立体图。
图12为图2的容器的纵剖面图。
图13为图12的容器横剖面图。
图14为表示本发明作用概略的说明图。
图15为本发明又一个实施例的空气净水机的剖面图。
图16为设在图15要部的回转轴下端的容器部分剖面放大主视图。
图17为设在图15要部的回转轴下端的容器部分剖面放大立体图。
图18为图16的容器部分的纵剖面图。
图19为再一个实施例的空气净水机的剖面图。
实施发明的最佳形态下面，结合附图详细说明本发明的空气净水机实施例。
图1表示本发明的空气净水机实施例大致整体的结构。这种空气净水机可用于需要净化水的蓄水场所，如被污染的海、被污染的湖泊以及水塘。尤其适用于鱼、贝、海苔、鳗的养殖场。
这种空气净水机设有配置在水面10上方的基板11。该基板具有适当的厚度，可由任意的材料制作的板状体组成，也可采用适当的浮力体(未图示)飘浮在水面上，又可采用未图示的适当的支撑体固定。此时，浮力体可由例如中空的塑料或金属的管状体和配置在该管状体中的发泡聚苯乙烯之类的物体组成。当然，在此种场合，应当使用锁定链条等将空气净水机锁定。支撑体例如可以采用包含埋设在水底下的基座和该基座上形成的框架组的结构。
中空回转轴12穿通基板11向外延伸，该回转轴的上端与驱动装置13连接，在回转轴下端连接有容器14。
驱动装置最好采用能以所定的转速长时间转动回转轴12的高效率电动机15。这种电动机例如最好采用3相交流、200V、2-2.5A、具有1.5-2马力的额定规格、可由变换器(未图示)变换转速的电动机。当然，不局限于这种电动机，也可采用各种规格的电动机。
如图1所示，这种电动机15具有本体16和从该本体延伸的驱动轴17。在本体16的一端设有法兰盘18，在该法兰盘上，可采用图1所示的适当方式安装多个支撑杆19。
在基板11上设有可转动自如地支撑回转轴12的支撑装置20。该支撑装置包括圆筒状的外壳21和沿回转轴的轴线方向间隔状配置在该外壳内的两个轴承22。回转轴被嵌合在这两个轴承内圈之中。另外，本发明不局限于这些轴承的个数和结构。或者，如后所述也可以省略这些轴承22。
外壳21具有法兰23，在该法兰上，沿外壳周围设有多个孔(未图示)。在基板上形成有可与这些孔调整的多个螺孔(未图示)。
例如，在电动机15延伸的支撑杆19下端设有螺纹，这些支撑杆下端的螺纹部分可穿过支撑装置的法兰23的孔拧入基板的螺孔内。这样，就可将电动机15和支撑装置20而紧凑又牢固地安装在基板11上。
下面简单地作出说明，在回转轴上设有将空气导入其内部的至少1个的进气口，在图示的实施例中，该进气口由回转轴上端的开口12a构成。
请注意，回转轴12与电动机15的驱动轴17是直接相连的。即，回转轴12与电动机15通过联轴节30连接。该联轴节30由中空体组成，在一个实施例中包括有例如用销子31固定在电动机驱动轴17上第一连接构件32和例如用销子33固定在回转轴12上端部的第二连接构件34。这些第一和第二连接构件32、34以某一间隔相互对接，例如用螺栓36方式予以固定。在此，第一和第二两个连接构件之所以以间隔35的方式安装是因为在用电动机15转动回转轴12时，可将外部空气从该联轴节的间隔35导入，并使导入后的外部空气进一步穿过回转轴的开口12a导入回转轴内部的缘故。被导入该回转轴内的空气再进一步到达容器内。
图2所示的实施例表示另一种联轴节的实施例。这种联轴节包含有1个圆筒状的本体40，在该本体的上下两端形成法兰41，在上侧的法兰上，用销子42将电动机的驱动轴17固定，在下侧的法兰上，用销子43将回转轴12的上端部固定。此时，在该联轴节的本体40上至少有1个、最好有多个空气导入口45。在有多个空气导入口的场合时，这些空气导入口以沿着本体40的周围留有间隔的方式配置(参照图3)。
在此，必须注意的是如图4所示，这些空气导入口的中心轴线不通过联轴节的中心O。并且，这些空气导入口的中心轴线呈圆弧状延伸，空气导入口最好是沿着这些圆弧状延伸的中心轴线形成。也就是说，空气导入口如图4所示的方式圆弧状延伸而形成。此时，回转轴即联轴节如图4箭头所示。若顺时针方向转动，空气导入口的外侧开口就会向图4所示的转动方向开口。这样一来，外部空气容易进入联轴节内。
再看图1，与回转轴下端连接的容器14由整体的有底筒状构件组成，该容器包括筒体部60和直径小于筒体的上端部61，该上端部插入回转轴12内，例如用销子50固定在回转轴上。也可采用另一种方法，以螺钉方式将容器安装在回转轴上。在该容器的筒体部设有多个气泡放出孔62。例如，可将该容器筒体部的外径设定为50mm。一旦加大该容器筒体部的外径，例如设定为70mm时，就可增大该容器筒体部圆圆周速度，从而提高容器的转速，进而可加大负压，使大量空气进入回转轴内。在一个实施例中，气泡放出孔62的直径最好设定在1mm-2mm之间。另外，这些气泡放出孔既可如图6中的A所示，配置在纵横排列的直线上，又可如图6中的B所示配置在多条螺旋形线上等任意配置。
又，应当注意的是如图5所示，为了不通过容器的中心O，气泡放出孔62的中心轴线例如设定为约15°倾斜。此时，回转轴即容器如图5的箭头所示，若顺时针方向转动，就会在朝该回转方向相反侧的方向形成气泡放出孔62的外侧开口。
下面简单作出说明，在用电动机以一定转速转动回转轴时，由容器转动产生的负压将空气从回转轴的开口引入回转轴内，再到达容器后，变成微小气泡从气泡放出孔放出。这是基于这样一条原理大转动的容器外周壁与水之间形成真空区(负压状态)，空气从进气口引入，该空气穿过回转轴和容器的内部空间从气泡放出孔变成气泡后进入水中。
再看图1，在基板11的下面装有外筒70。该外筒70的上端设有法兰71，该法兰由螺栓等固定在基板11上。该外筒在基板的下侧配置成环绕回转轴12状。该外筒的下端与容器14的筒体部保持一定的间隔。又，在该外筒的上部至少设有1个开口部73。
若单纯是为了将空气从容器的气泡放出孔放出，则未必需要设置该外筒，但通过设置该外筒，不仅能起到回转轴在水中的轴承作用，而且还可达到由回转轴即容器的转动产生的负压将空气在水中变成气泡从外筒上部的下端开口放出和从容器放出的气泡在水中扩散的目的。
该外筒例如可用金属或合成树脂等任意的材料制成。另外，也可以省略前述的轴承22，在容器附近的外筒与回转轴之间设置别的轴承，由电机和该轴承来支承回转轴。
图7表示在容器14上设有空气导入装置100场合的实施例。
该空气导入装置设在容器14的周围，形成与外筒70的下端开口部74相对的状态。该空气导入装置例如图7所示，由沿着容器周围设置的多个槽101及其在槽间形成的凸条102组成。这些槽和凸条呈圆弧状延伸。若按此方式设置空气导入装置，就可更多量地将空气导入回转轴内以及回转轴与外筒之间的空间。
参照图8，将前述的本发明的空气净水机设置在蓄有水的容器200内，用作使水得到净化。另外，该容器还具有添加水的供给装置201和排水的排出装置202。
参照图9，在水池等的蓄水站300设有使水循环的循环路线301，在该循环路线中设置本发明的空气净水机。这样一来，尤其适合关闭后的小型水池等场合，一边使水循环一边进行水的清洁处理，从而可使池水短时间而又高效率地净化。
可在基板11上安装合适的盖子，以将该水池、电动机和支撑装置盖住。也可在基板下侧设置支脚，通过该支脚不使容器与水底接触。另外，为了不使鱼等动物碰到转动的容器，以及防止小孔被堵塞，可在容器周围设置防护网和过滤器。
并且，最好是设置电动机的转动有无和电机过载时能使电动机停止等的装置。
下面，对上述空气净水机的作用作一简单说明。
在驱动电动机15时，该电动机15的转动通过联轴节传送到回转轴，该回转轴以所定的转速转动。
由此，首先在回转轴12中空内部的水受到离心力作用从容器14的气泡放出孔喷出，接着将新鲜的空气从回转轴12的开口吸入回转轴内，该空气从容器14的气泡放出孔62变成气泡大量喷射。另一方面，因容器高速转动在外筒70的下部周边区产生负压，空气穿过外筒上端开口部被引入外筒与回转轴之间的空间内。由于从气泡放出孔62喷射气泡，使其在外筒70下端开口部74的正下方及其附近产生以容器14为中心的大致呈放射方向(大致为螺旋状)的水流，处在回转轴12与外筒70之间的水顺着这一水流，如上所述与来自外筒上端开口部的导入空气一起从外筒70的下端开口部74喷出，然后再从外筒70的上端开口部73吸入新鲜空气，该空气从外筒70的下端开口部74变成气泡后大量喷射，与来自容器的气泡一起使气泡形成量增多。
从而，来自上述外筒70的下端开口部74和来自容器的气泡放出孔的气泡被气雾状微细化，将这些极大量的微细气泡(微米级气泡)散放到水中整个区域，其中1个气泡的直径为1/1000mm-3/1000mm，极其微小，因此上浮力小，可在水中长时间浮游停留。并且，各气泡在水中难以合成一体，经过相当长的时间仍然是独立的气泡。这种微细状气泡深深浸透在水中，又扩散到更广的范围，长时间停留在水中。因而，空气中的氧和氮气体长时间与水接触，转移到水中，将水中的氨等有毒气体及有机构分解后清除，以提高养殖鱼场、鱼贝类的培育和水耕栽培水等的净化能力。
又，在吸引前述空气时，因与所述回转轴12的外周面等的之间磨擦产生静电，并且，上述气泡在水中长时间浮游后破裂，散放到空气中，在破裂时会产生超声波。通过产生的静电，使水中产生电位差，对水发生电离作用，在水中产生阳离子H+和阴离子OH-的离子化。在回转轴的外周，使负的静电带上更多的电，以吸引水中的阳离子H+，从而使水中相对地增加阴离子OH-，成为羟离子水。若在手上涂油，用本发明的装置处理过的水冲洗，即使不用肥皂也能容易洗掉油剂。这是因为羟离子化水的气泡包住油后从手中洗掉所起作用的缘故。这样，可使水净化和活性化，产生抗菌性以及培育植物等效果。空气净水机的测试1.测试概况将容器的直径50(以往的产品)制成新的70的容器，并且将容器的孔相对中心轴具有约15°的倾斜，在视频监视器中记录各自转动时的空气(气泡)产生状况，再进行比较和研讨。2.测试结果变换器的设定频率 计算值 测定66.67Hz4000rpm3.989rpm75.00Hz4500rpm4.484rpm83.33Hz5000rpm4.977rpm91.67Hz5500rpm5.466rpm100.00Hz 6000rpm5.946rpm108.33Hz 6500rpm 6.441rpm116.67Hz 7000rpm 6.922rpm用目视方式观察气泡产生状态，50小的容器只能确认为5000r.p.m左右，而70大的容器也可确认在4000r.p.m。其后每次提高转速，两者之间明显出现差距，即使在7000r.p.m以下也能充分达到目的。再则，从外筒产生的气泡状态来看，在本实验中无论容器大小也只能确认在6500r.p.m左右，但在回转轴的外周一旦设置螺旋状的槽或者装上叶片，则可望获得更好的效果。3.使用器具 2马力电机 2P全封闭纵向外门型(1.5KW)变换器三菱通用(1.5KW用)4.实验设备容器外筒到达水面下的距离70mm-200mm另外，也可在所述回转轴的进气口附近安装臭氧发生器。由此，可将不断产生的具有强力杀菌作用的臭氧在短时间内送入水中，进行水的杀菌处理。
又，在所述回转轴的进气口附近，通过安装加热器等的热源体，可在极其自然的状态下使水温升高，还可防止寒冷地区等的水温下降。
又，在所述回转轴的进气口附近，通过安装冷却器等的冷气发生体，可在极其自然的状态下使水温下降，还可防止在热带区域的水温上升。
另外，本发明不局限于上述实施例，例如可适当设定上述容器气泡放出孔的直径和数量等。
在此，应当注意的是在本发明中，之所以能形成超微小的气泡在于容器的外径、容器气泡放出孔的直径及其配置和容器的转速相互间的特定关系。
另外，本发明的装置还可以用于游泳池、污水处理、河川、湖泊等的净化、饮用水、酿造用水、蓄水箱等的活水、净水和软水化。
图10至图13表示本发明的另一个实施例。在该实施例中，设在回转轴下端的多个气泡放出孔呈错位状配置在容器上，使其相互间位置不处在同一圆周上和同一轴线上。又，在所述容器的下端设置有比该容器外径大的水流变换装置。
较好的实施形态是穿设在所述容器上的多个气泡放孔呈错位状例如螺旋状配置，使其不处在同一圆周上和同一轴线上。
另外，较好的实施形态是所述水流变换装置由在其周围形成滚花的圆形板组成。
另外，较好的实施形态是所述水流变换装置由在其周围设置叶片的圆形叶片组成。
图10中与图1相同的部分标记同一的符号。
与上述实施例一样，在所述回转轴12的下端穿设有气泡放出孔62的容器14，如图12所示，由具有比中空回转轴12外径L1大的外径L2的圆筒组成。在容器14外周的螺旋Z上，相互呈错位地等间隔配置有多个气泡放出孔62，以使其不处在同一圆周X上和同一轴线Y上。即，气泡放出孔62在容器的圆周方向和容器的轴向上互相错位，排列在螺旋Z上。例如，在外径70mm、纵向长度100mm的容器14上，尺寸1.2mm的多个气泡放出孔62以不在同一圆周X上和同一轴线Y上重叠的状态被等间隔配置在螺旋Z上。
该螺旋Z的个数例如由3个组成，各螺旋Z上等间隔穿设有57个气泡放出孔62。这样一来，就可大量而又均匀地将微小气泡从容器14的各气泡放出孔向水中W喷出。并且，由于将各气泡放出孔62配置在螺旋Z上，因此能使喷出的大量气泡在螺旋状进入水中的状态下深而广地扩散到水中。
又，最好是在考虑到容器14的外径和转速的基础上，恰当地选择设在所述容器14上的气泡放出孔62的个数和大小。
如图13所示，该气泡放出孔62例如可设定为约15°倾斜，以使这些气泡放出孔的中心轴线不通过容器14的中心O，在容器14顺时针方向(A方向)转动时，即在面向转动的相反方向形成气泡放出孔3的外侧开口。从而，在容器14无阻力转动的同时，因产生的负压作用使气泡顺利地从各气泡放出孔62喷向水中。
在所述容器14的下端，设有比容器14外径L2大的外径L3的水流变换装置400，以形成容器14下端开口的密闭状态。该水流变换装置400因跟随容器14转动而转动，故使周围的水汹涌转动起来，并可改变水流，可由例如在其周围形成具有锯齿状凹凸的滚花402的圆形板401组成。
与容器14一起转动的大直径的圆形板401比上部的小直径容器14的圆周速度大。从而，因容器14与圆形板401圆周速度之差，故容器14周围的水被强制性移向下侧的圆形板401周围及其下方。因此，从圆周速度慢的容器14的气泡放出孔62喷出的气泡被引入圆周速度快的下部的圆形板401一侧，又因圆形板401周面形成的凹凸状滚花402的作用进一步微细化，可将大量微小的气泡深而广地扩散到水中W。
又，在下部的圆形板401的上面，设有沿圆形板周围形成的多个槽和凸条组成的引导通路403。从而，因圆形板401转动的引导通路403的作用，使水的移动更加强劲，可将气泡放出孔62喷出的微小气泡进一步深而广地扩散到水中W。因此，大量微小的气泡与水长时间接触，可有效地进行水的水质净化和活性化处理。所述圆形板401例如可采用安装在中空回转轴12中心部位的中心轴404上的螺栓405，将其固定在容器14的下端。
下面，更详细地说明一下上述实施例的空气净水机的作用。
电动机15转动时，其动力通过联轴节30传递到回转轴12。由此，首先因离心力的作用将处在回转轴12中空部内的水从气泡放出孔62喷出。接着，变成气泡从设在回转轴12下端的容器14的气泡放出孔62喷向水中。
其次，同时处在外筒70与回转轴12之间的圆筒状空间内的水也因离心力作用，从外筒70的下端与容器14之间的间隙喷出，然后，从上端开口部73进入圆筒状空间的空气变成气泡，从外筒70的下端与容器14的间隙中喷出。
在此将水看作近似于非压缩性理想气体的流体，例如处在转动的容器表面的水就会与容器14表面形成一体转动，而处在远离容器14表面的水则静止不动。
此时，从容器14的表面观察水的流速变化详见图14(a)。
由此，容器14表面水层的厚度α如图14(b)所示，在厚度方向上会产生下列公式的压力差。ΔP=12ρV2]]>式中ΔP压力差ρ水的密度1g/cm3Vr.ω该压力差ΔP的作用是将容器14(或外筒70)内部的空气向外侧即水中吸引。
因此，当容器14以相当大的速度转动时，回转轴12中的空气在从气泡放出孔62引入水中的同时，又随着转动的水流散开，变成微小气泡。
例如，假设容器14的直径为70cm，转速为7000r.p.m作出计算，水的流速(V)见下式。
V＝2.56×103cm/sec由此，压力差以下列公式表示。ΔP=12(2.56×103)2=3.27×106g/cmsec2]]>式中，若将所述空气引入水中的部位离水面的深度设定为70cm，则该深度的水压Pw可得到下列公式水压Pw＝ρhg＝980×70＝6.86×104g/cm sec2 由此可以看出，在直径70cm的容器14以7000r.p.m转速转动时，处在水深70cm部位的内外压力差达到约47倍。
下面，若在上述条件下求出空气从容器14引入水中临界点时的转速(r.p.m)，则容器14表面的水压与引入上述水中的差(差压)相等的流速可从下列公式求取(Rpm)c＝1000r.p.m。
若设定Vc=2×6.86×104=3.7×102cm/sec2]]>(r.Rpm)c＝(Vc/2π)×60＝3535cm.r.p.m＝3.5cm则(Rpm)c＝1000r.p.m即，直径70cm的容器14在约1000r.p.m转速时，其水压与差压相等，超过以上转速时，则空气开始进入水中。
并且，在本实施例中，容器14的上部设有由多个槽和凸条组成的空气导入装置或空气引导通路100，位于外筒70与回转轴12的圆筒间隙内的空气因空气引导通路100的转动，呈气泡状引导向外周方向扩散。
在所述容器14的外周面上，气泡放出孔62呈错位状等间隔配置在螺旋Z上，使其不处在同一圆周X上和同一轴线Y上。即，各气泡放出孔62在容器的圆周方向和容器的轴向相互错位，呈多个排列状。由此，可将微小气泡大量而又均匀地从容器14向周围的水中W喷出。并且，由于气泡放出孔62排列在螺旋Z上，因此喷出的大量气泡可以螺旋状进入水中的状态深而广地扩散到水中W。
穿设在容器14上的气泡放出孔62设定有一定方向的倾斜，使这些孔的中心轴线不通过容器14的中心，当容器14顺时针方向(A方向)转动时，气泡放出孔62的外侧开口面向转动的相反方向。因此，容器14在无阻力转动的同时，因负压可将气泡顺利而又广范围地从气泡放出孔62喷出。
在容器14的下端，设有比容器外径L2大的外径L3的圆形板401，直径大的下部的圆形板401的圆周速度大于上部的小直径的容器14的圆周速度。由此，使容器14周围的水向下方移动。从而，从圆周速度慢的容器14的气泡放出孔62喷出的气泡被引向圆周速度快的下部的圆形板401一侧。在该圆形板401的周围，形成有锯齿状凹凸的滚花402。因此，因滚花402的凹凸的转动作用使气泡微细化，增加气泡量，大量的微细化的气泡与水长时间接触，促进水中W的氨等有害气体和有机物质等分解后清除掉。从而，有效地进行水质的净化和活性化处理而成为适合养殖鱼场等的用水。
在下部的圆形板401的上面，设有沿圆板周围形成的多个槽和凸条组成的引导通路403。由此，因圆形板401的引导通路403的作用使水的移动更加强劲，从容器14的气泡放出孔62喷出的气泡因圆形板401的转动而被引向下方并被微细化，大量微细化的气泡又被深而广地扩散到水中W。因此，可有效地进行水的水质净化和活性化处理，以充分达到水质净化和活性化目的。
设在所述容器14下端的水流变换装置400虽然采用了由螺栓等将圆形板401固定在中心轴405上的结构，但也可以在容器14的底部直接焊接圆形板401等方式固定。另外，也可将水流变换装置400制成在其周围设置叶片的圆形叶片的结构。此时，虽然会使转动阻力略微增大，但可进一步提高气泡的微细化，使气泡的移动更加强劲。
另外，在本实施例中，是在容器14的下端设置形成有滚花402的圆形板401，但若将滚花402的槽向下方设置在容器14的外周上端部分(未图示)，也可有效地使气泡向下方移动。
在本实施例中，微小气泡大量而又均匀地从穿设在容器周围的气泡放出孔喷出，并且可使大量微细化的气泡深而广地扩散到水中，与水长时间接触，有效地进行净化和活性化处理，以充分达到水质净化和活性化目的。由此，促进水中的氨等有害气体和有机物质的分解，适合养殖渔场水，鱼贝类的蓄养水，水耕栽培水等的用水。
较15至图19表示本发明又一个实施例。
在该实施例中，使电动机的驱动轴形成中空，并将回转轴与该驱动轴连接。并且，使安装在回转轴下端的容器直径大致与回转轴相同。
在上述实施例中，容器比回转轴的外径大，容易受到水的阻力，具有比较大的转动阻力。由此，通过回转轴向使容器转动的驱动装置施加负载。因此，会使转动不稳定，且不能增大转动力，故有可能无法得到充分的净化效果。
在本实施例中，其目的在于提供可使回转轴转动稳定并使转动力增大，以提高净化效果的空气净水机。
本实施例中的空气净水机由驱动装置500，设置在水中W且由该驱动装置500驱动的中空状回转轴501以及设在该回转轴501下端的穿设有多个气泡放出孔502的容器503所组成。
所述驱动装置500例如由电动机组成，采用适当的支撑构件(未图示)支撑在水面Wa上。该驱动电机的驱动轴504通过设置在电机本体505上下的各自两个轴承506组成的轴承组507、508可转动地加以支承。因此，驱动轴504无论受到多少负载也能稳定而又顺利地转动。
驱动电机的驱动轴504由具有空气穿通孔505的中空轴组成，在该中空轴的下端可采用适当的连接方式例如焊接等与回转轴501直接连接。因此，空气从该空气穿通孔9被引入回转轴501的中空孔501a内。
在所述回转轴501的下端，如图15和图16所示，一体成形有穿设有多个气泡放出孔502的有底的容器503。由此，可减少零件数和降低成本。容器503具有比回转轴501中空孔501a孔径r大的孔径R的空间，其外径与回转轴501的外径L相同。因此，当容器503随着回转轴501转动时，能减小转动阻力，使电动机受到的负载减小。从而，可使电动机的转动稳定，并能增大转动力，提高净化效果。所述容器503的外径虽然与回转轴501的外径L相同，但因即使稍有差异也可得到相同效果，故上下多少有点差异也无妨。
在所述容器503外周的螺旋Z上，如图17所示，相互呈错位状地等间隔配置有多个气泡放出孔502，以使其不处在同一圆周X上和同一轴线Y上。即，气泡放出孔502在容器的圆周方向和容器的轴向相互错位地被排列在螺旋Z上。例如，在外径70mm、纵向长度100mm的容器14的螺旋Z上，排列有多个1.2mm大小的气泡放出孔502，形成不在同一圆周X上和同一轴线Y上重叠的状态。
该螺旋Z的个数例如由3个组成，在各螺旋Z上，等间隔穿设有57个气泡放出孔502。由此，可将微小气泡从容器503的各气泡放出孔均匀地向水中W喷出。
又，在本实施例中，由于将各气泡放出孔502配置在螺旋上，可使喷出的气泡呈螺旋状深而广地扩散到水中W，以提高净化效率。
另外，最好是在考虑到容器503的外径和转速的基础上，适当选择设在所述容器503上的气泡放出孔503的个数和大小。
如图18所示，这些气泡放出孔502例如设定有约15°的倾斜，以使其气泡放出孔的中心轴线不通过容器503的中心，当容器503顺时针方向(A方向)转动时，气泡放出孔502的外侧开口朝转动的相反方向。由此，容器503在无阻力转动的同时，因产生的负压作用可将气泡顺利而又广范围地从各气泡放出孔502喷出。从而，使水与从各气泡放出孔502喷出的大量微小气泡长时间接触，有效地进行水的净化和活性化处理。
图19表示本发明空气净水机的再一个实施例。
驱动装置600例如由电动机组成，并由设置在水面Wa上的基座610装有的多个支撑杆611支撑。该基座610虽然被设置在沉入水中W的柜架组体(未图示)上，但也可以采用设置在水面Wa上的浮力体结构。
电动机的驱动轴600a通过联轴节612与中空的回转轴602连接。联轴节612由上下连接构件612a、612b组成，在上下的连接构件612a、612b之间形成空气导入口613。由此，空气从该空气导入口613被引入回转轴602的中空孔602a内。
在基座610上，设有可转动地支撑回转轴602的上下两个轴承607组成的轴承组614，回转轴602由轴承组614可转动地支承，向一定的方向平滑转动。
在所述回转轴602的下端一体成形有穿设有气泡放出孔615的有底的容器616。因此可减少零部数和降低成本。容器616与上述实施例一样，具有比回转轴602中空孔602a孔径大的孔径的空间，或者与回转轴602的外径相同。由此，在容器616随着回转轴602转动时，可减小转动阻力，降低电动机的负载，使转动稳定并增大转动力，并提高水的净化效果。
在所述容器616外周的螺旋上，与上述实施例一样，也相互呈错位状地等间隔设置有多个气泡放出孔616，以使其不处在同一圆周上和同一轴线上。并且，气泡放出孔615设定有倾斜度，不使这些气泡放出孔的中心轴线通过容器616的中心，并朝向与容器616的转动方向相反的方向。
由此，容器616在无阻力转动的同时，因产生的负压作用可使气泡从气泡放出孔615顺利喷出，从各气泡放出孔615喷出的大量微小气泡与水长时间接触，有效地进行水的水质净化和活性化处理。
又，在上述实施例中，容器616虽然是与回转轴602一体成形方式设置的，但也可用焊接方式设置。
如上所述，采用本实施例，因在回转轴的下端设置与其回转轴外径大致相同直径的容器，故可减小容器的转动阻力，降低回转驱动装置的负载，使转动稳定且增大转动力，以提高净化效果。
当然，因穿设在容器上的多个气泡放出孔的作用，可将微小气泡均匀喷射，又可使微细化的气泡深而广地扩散到水中，与水长时间接触，以有效地提高水质的净化和活性化。
工业应用性如上所述，本发明除了适当鱼类养殖场的水的净化和活性化等用途之外，还适用于饮用水的去氯处理、珍珠贝类和牡蛎养殖场的水的净化、各种污水处理场的污水净化、牛、猪、鸡畜产饲养场中动物的饮水加工以及污水净化、恶臭水的消臭、植物和蔬菜栽培用水的加工等场合。
采用本发明，可获得下列效果。
(1)产生超微小气泡与以往采用泵和压缩机等在水中产生大气泡的方法不同，可产生超微小气泡并在水中长时间停留和附在水分子上。因此，提高了水中的氧的溶解度，从而使每单位体积的氧的溶解量大大增多。这就是所谓的使缺氧状态的死水恢复活力(活性化)。
(2)产生静电(离子化)在从容器的多个小孔中放出大量超微小气泡时，相互间激烈碰撞后产生静电，使各气泡带电(离子化)。这能使水的性质起变化。
(3)吸收氯等因离子化的超微小气泡的作用，可分解和吸收存在于水中的氯及其它化合物。以下情况可作为参考一般认为若去除氯后，会使病原菌增殖，但使用本机器去除氯的水，在其后的很长时间未为发现病原菌的产生。
(4)消灭病原菌已经确认，因离子化的超微小气泡的作用，可杀死水中存在的大肠菌等病原菌。
(5)可使好的细菌增殖可使好的细菌因氧的供给而活性化，坏的细菌被高效率杀死。
(6)其它可促进污泥的分解、水中污浊物质的分解，抑制磷的溶解以及实现氨和亚硝酸适度的酸性化。还可使水中的有机物分解、去除恶臭，并使水净化。
权利要求
1.一种空气净水机，包括具有导入空气的至少1个进气口的中空状回转轴、安装在该回转轴下端的圆筒状容器、用于回转自如地支撑所述回转轴以使其进气口位置高于水面之上又使所述容器位于水中的支撑装置以及使所述回转轴转动的驱动装置，其特征在于，所述容器具有与回转轴的中空内部连通的向水中放出气泡用的多个气泡放出孔，所述回转轴通过联轴节与所述驱动装置连接。
2.一种空气净水机，其特征在于，包括具有开口部的该开口部位于水面之上的外筒，同轴状转动自如地配置在该外筒内的导入空气的具有至少1个进气口的中空状回转轴，安装在该回转轴下端的位于水中并在水中放出气泡用的多个气泡放出孔的容器，使所述回转轴转动的驱动装置以及连接所述回转轴和驱动装置的联轴节。
3.如权利要求1所述的空气净水机，其特征在于，所述联轴节设有从外周导入空气的将该空气送至所述回转轴的开口处用的空气导入口。
4.如权利要求1所述的空气净水机，其特征在于，所述空气导入口由间隔状配置在所述联轴节周围且沿半径方向延伸的多个孔组成，该孔的中心轴线虽沿联轴节半径方向延伸，但不通过联轴节的中心。
5.如权利要求1所述的空气净水机，其特征在于，所述孔沿着联轴节半径方向圆弧状延伸的中心轴线呈圆弧状延伸。
6.如权利要求1所述的空气净水机，其特征在于，所述驱动装置可由可变换转速的电动机组成。
7.如权利要求1或2所述的空气净水机，其特征在于，所述容器的气孔泡放出孔的中心轴线虽沿容器半径方向延伸，但不通过容器的中心。
8.如权利要求1或2所述的空气净水机，其特征在于，所述容器可相对回转轴拆卸。
9.如权利要求2所述的空气净水机，其特征在于，在所述容器上设有空气导入装置。
10.如权利要求9所述的空气净水机，其特征在于，所述空气导入装置由沿着容器周围排列在所述容器上部的与所述外筒下端面相对的多个槽及其在槽间形成的凸条组成。
11.如权利要求10所述的空气净水机，其特征在于，所述槽呈圆弧状延伸。
12.一种采用空气净水机的装置，其特征在于，在蓄水站设有使水循环的循环路线，在所述循环路线中设置权利要求1所述的空气净水机。
13.一种采用空气净水机的装置，其特征在于，在蓄有水的容器上设置权利要求1所述的空气净水机，使所述容器内的水净化。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，在所述容器上设置添加水的供给装置和排水的排出装置。
15.一种空气净水机，包括驱动装置，设置在水中的由所述驱动装置驱动的中空状回转轴，位于所述回转轴下端的设置有多个气泡放出孔的容器，其特征在于，所述容器的多个气泡放出孔呈错位状配置在容器上，以使其不处在同一圆周上和同一轴线上。
16.如权利要求15所述的空气净水机，其特征在于，所述容器的多个气泡放出孔呈错位状配置在容器的螺旋上，以使其不处在同一圆周上和同一轴线上。
17.一种空气净水机，包括驱动装置，设置在水中的由该驱动装置的中空状回转轴，位于所述回转轴下端的设置有多个气泡放出孔的容器，其特征在于，在所述容器的下端，设置有比该容器外径大的水流变换装置。
18.如权利要求17所述的空气净水机，其特征在于，所述水流变换装置由在其周围形成滚花的圆形板组成。
19.如权利要求17所述的空气净水机，其特征在于，所述水流变换装置由在其周围设置叶片的圆形叶片组成。
20.一种空气净水机，包括驱动装置，设置在水中的由所述驱动装置的中空状回转轴，位于所述回转轴下端的设置有多个气泡放出孔的容器，其特征在于，在所述容器的下端设有与该回转轴外径大致相同直径的容器。
21.如权利要求20所述的空气净水机，其特征在于，所述容器与回转轴下端一体成形。
全文摘要
一种空气净水机,包括:导入空气用的具有开口的中空状回转轴、安装在该回转轴下端的容器、用于转动自如地支撑所述回转轴以使其上端开口位置高于水面之上且使所述容器位于水中的支撑装置以及使所述回转轴转动的驱动装置,所述容器设有与回转轴中空内部连通的向水中放出气泡用的多个小孔,所述回转轴通过联轴节与所述驱动装置连接,由此可在水中产生长时间浮游停留的微小气泡,达到水质净化和活性化等目的。
文档编号B01F13/00GK1175933SQ9619211
公开日1998年3月11日 申请日期1996年12月25日 优先权日1995年12月28日
发明者村上三郎 申请人:三其股份有限公司