JP2008307509A - Apparatus for generating microbubble - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus and a method for generating microbubbles, which allow an improvement in white turbidity by drastically increasing the amount of microbubbles to be generated, by a simple constitution. <P>SOLUTION: The apparatus for generating microbubbles is characterized in that an air-dissolved aqueous fluid with air dissolved under pressure, in the water, is discharged from a discharge nozzle 30 by releasing the pressure of the air-dissolved aqueous fluid by a decompression means 12 while generating microbubbles. The discharge nozzle 30 is provided with a downstream venturi tube 12b as the decompression means. The downstream venturi tube 12b has a tapered part being a diameter-expanded part whose diameter is made larger gradually as it goes to the downstream side. The expanded angle of the tapered part is formed to have 4-6°. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、水廻り設備に最適な微細気泡発生装置に関する。   The present invention relates to a fine bubble generating apparatus that is most suitable for a watering facility.

従来、水中に空気が加圧溶解された気水溶解流体を減圧手段で圧力開放して、微細気泡を発生させながら吐出ノズルから浴槽(水廻り設備の一例)内に吐出させるようにした微細気泡発生装置がある(特許文献1参照)。
特開平11−33071号公報
Conventionally, fine air bubbles were released from a discharge nozzle into a bathtub (an example of a watering facility) by releasing the pressure of a gas-water dissolved fluid in which air was pressurized and dissolved in water using decompression means, and generating fine bubbles. There exists a generator (refer patent document 1).
JP-A-11-33071

前記のような微細気泡発生装置を水廻り設備である浴槽に適用する場合、浴槽とエプロンとの隙間のような狭いスペースに微細気泡発生装置を設置する必要があるために、大掛かりな装置や長い経路を用いることなく、簡単な構成で微細気泡の発生量を大幅に増加させたいという要望がある。   When the fine bubble generator as described above is applied to a bathtub that is a watering facility, it is necessary to install the fine bubble generator in a narrow space such as a gap between the bathtub and the apron. There is a desire to greatly increase the amount of microbubbles generated with a simple configuration without using a route.

本発明は、前記要望に応えるためになされたもので、簡単な構成で微細気泡の発生量を大幅に増加させることで、白濁性を向上させることができる微細気泡発生装置を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made to meet the above-mentioned demand, and an object of the present invention is to provide a microbubble generator capable of improving the cloudiness by greatly increasing the amount of microbubbles generated with a simple configuration. It is what.

前記課題を解決するために、本発明は、水中に空気が加圧溶解された気水溶解流体を減圧手段で圧力開放して、微細気泡を発生させながら吐出ノズルから吐出させる微細気泡発生装置であって、前記吐出ノズルに、減圧手段を構成するベンチュリ管が設けられ、このベンチュリ管の下流側には、下流側にいくに従って漸次径が大きくなる拡径部が設けられ、前記拡径部は、その広がり角が0°を超え、10°以下となるように形成されていることを特徴とする微細気泡発生装置を提供する。   In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is a microbubble generator that discharges from a discharge nozzle while releasing a pressure of a gas-water-dissolved fluid in which air is pressurized and dissolved in water by a decompression means to generate microbubbles. The discharge nozzle is provided with a venturi pipe that constitutes a decompression means, and on the downstream side of the venturi pipe, there is provided an enlarged diameter portion that gradually increases in diameter toward the downstream side. The fine bubble generator is characterized in that the spread angle is more than 0 ° and less than 10 °.

請求項2記載のように、前記広がり角は、4°以上〜6°以下であることが好ましい。   As described in claim 2, the divergence angle is preferably 4 ° or more and 6 ° or less.

請求項1の発明によれば、ベンチュリ管の拡径部の広がり角が0°を超え、10°以下となるように形成されているため、ベンチュリ管の拡径部を、気水溶解流体と共に気泡が流れると、圧力開放によって気泡を分裂させて分裂気泡を生成できるとともに、拡径部の内周壁近傍で気水溶解流体の一部が渦流を起こすようなことを防止できる。これにより、例えば拡径部の内周壁近傍で渦流が起きることにより、前記生成された分裂気泡の内の比重の小さいものがその渦流の中心に集まって合一してしまうようなことを防止できる。従って、生成された分裂気泡を合一させることなく、そのままベンチュリ管の外に出すことができる。   According to the first aspect of the present invention, since the divergence angle of the expanded portion of the venturi tube is formed so as to be more than 0 ° and not more than 10 °, the expanded portion of the venturi tube is combined with the gas-water dissolving fluid. When the bubbles flow, the bubbles can be generated by breaking the pressure by releasing the pressure, and a part of the gas-water dissolving fluid can be prevented from causing a vortex in the vicinity of the inner peripheral wall of the enlarged diameter portion. Thereby, for example, it is possible to prevent the vortex generated in the vicinity of the inner peripheral wall of the enlarged diameter portion from gathering and coalescing at the center of the vortex of the generated split bubbles. . Therefore, the generated splitting bubbles can be taken out of the venturi as they are without being united.

請求項2の発明によれば、広がり角を4°以上〜6°以下にするため、より一層、拡径部の内周壁近傍での気水溶解流体の渦流の生成を、より確実に防止し、分裂気泡の合一を、より確実に防止できる。   According to the second aspect of the present invention, since the divergence angle is set to 4 ° to 6 °, the generation of the vortex flow of the air-water dissolving fluid in the vicinity of the inner peripheral wall of the expanded diameter portion can be prevented more reliably. It is possible to more surely prevent coalescence of split bubbles.

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施形態の微細気泡発生装置の基本構成図で、本実施形態では、浴槽1に使用されるものとされ浴槽1内の浴水中に微細気泡を発生させるように構成されており、浴槽1の内側面に吸込口2と吐出口3とが設けられ、浴槽1のフランジ部に空気吸込口4が設けられている。   FIG. 1 is a basic configuration diagram of a microbubble generator according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, the microbubble generator is used for a bathtub 1 and is configured to generate microbubbles in bath water in the bathtub 1. The suction port 2 and the discharge port 3 are provided on the inner surface of the bathtub 1, and the air suction port 4 is provided on the flange portion of the bathtub 1.

吸込口2は、接続管5を介して電動ポンプ6の吸い込み側に接続され、電動ポンプ6の吐出側は流入管7を介して空気溶解装置8の吸込側の噴射口9に接続されている。空気溶解装置8の吐出側の流出口10は、流出管11を介して圧力開放部となるベンチュリ管12の一端に接続され、ベンチュリ管12の他端は接続管13を介して浴槽1の側面に設置された吐出口3に接続されている。また、空気吸込口4は、電動ポンプ6の入口側近傍の接続管5に接続管14を介して接続され、接続管14には、逆止弁15が設けられている。   The suction port 2 is connected to the suction side of the electric pump 6 through the connection pipe 5, and the discharge side of the electric pump 6 is connected to the injection port 9 on the suction side of the air dissolving device 8 through the inflow pipe 7. . The outlet 10 on the discharge side of the air dissolving device 8 is connected to one end of a venturi pipe 12 serving as a pressure release portion via an outflow pipe 11, and the other end of the venturi pipe 12 is connected to the side surface of the bathtub 1 via a connection pipe 13. Is connected to the discharge port 3 installed in the. The air suction port 4 is connected to a connection pipe 5 near the inlet side of the electric pump 6 via a connection pipe 14, and a check valve 15 is provided in the connection pipe 14.

前記空気溶解装置8は、図2および図3に詳細に示すように、断面円形の直筒状をした側壁部21と、この側壁部21の両側の端部を閉塞する端壁部22とからなるタンク状の筒状体23で構成されて、長手方向すなわち略円筒状をした側壁部21の中心軸イ(図2の一点鎖線参照)が水平方向ロ(図2の矢印参照)に対して10〜45度の傾斜角度θで傾斜する姿勢で配置されている。   As shown in detail in FIG. 2 and FIG. 3, the air dissolving device 8 includes a side wall portion 21 having a straight cylindrical shape with a circular cross section, and end wall portions 22 that close both ends of the side wall portion 21. The center axis A (see the one-dot chain line in FIG. 2) of the side wall portion 21 which is configured by the tank-like cylindrical body 23 and has a substantially cylindrical shape is 10 in the horizontal direction (see the arrow in FIG. 2). It arrange | positions with the attitude | position which inclines with the inclination-angle (theta) of -45 degree | times.

この傾斜姿勢の筒状体23は、上方側の端部が上流側Aの端部になるとともに、下方側の端部が下流側Bの端部となり、上流側Aに気水混合流体を筒状体23内に噴射するための噴射口9を形成されるとともに、下流側Bに水を筒状体23内から流出する流出口10が形成されている。   The cylindrical body 23 in the inclined posture has an upper end serving as an upstream A end, and a lower end serving as a downstream B end. An injection port 9 for injecting into the cylindrical body 23 is formed, and an outflow port 10 through which water flows out from the cylindrical body 23 is formed on the downstream side B.

筒状体23内には、溶質となる例えば空気等の空気と、溶媒となる例えば水とが貯留されるもので、略円筒状をした側壁部21の上下方向の略中央付近には空気と水との界面24が位置し、界面24より上部の上流側Aの部分は、空気が貯留される空気貯留部25になるとともに、界面24より下流側Bの部分は、水が貯留される水貯留部26となる。   In the cylindrical body 23, air such as air serving as a solute and water such as water serving as a solvent are stored, and air is disposed in the vicinity of the substantially center of the substantially cylindrical side wall portion 21 in the vertical direction. The interface 24 with water is located, and the portion on the upstream side A above the interface 24 becomes an air storage portion 25 in which air is stored, and the portion on the downstream side B from the interface 24 is water in which water is stored. It becomes the storage part 26.

前記噴射口9は、空気貯留部25の内壁面(界面24より上流側Aの側壁部21または端壁部22の内壁面)か、界面24寄りの位置か、あるいは界面24より若干下側の水貯留部26の内壁面(界面24より下流側Bの側壁部21の内壁面)に形成され、流出口10は、水貯留部26の端部付近の内壁面(界面24より下流側Bの側壁部21または端壁部22の内壁面)に形成される。   The injection port 9 is located on the inner wall surface of the air reservoir 25 (the inner wall surface 21 on the upstream side A or the inner wall surface of the end wall portion 22 from the interface 24), at a position near the interface 24, or slightly below the interface 24. The water outlet 26 is formed on the inner wall surface (inner wall surface of the side wall 21 on the downstream side B from the interface 24), and the outlet 10 is connected to the inner wall surface near the end of the water reservoir 26 (on the downstream side B from the interface 24. The inner wall surface of the side wall portion 21 or the end wall portion 22 is formed.

筒状体23の側壁部21には、弁(図示せず)を設けた空気抜き口27が形成してあり、この空気抜き口27の位置が空気貯留部25に貯留される空気と水貯留部26に貯留される水の界面24のレベルとなる。   An air vent 27 provided with a valve (not shown) is formed in the side wall 21 of the cylindrical body 23, and the air and water reservoir 26 is stored in the air reservoir 25 at the position of the air vent 27. It becomes the level of the interface 24 of the water stored.

次に、空気溶解装置8の作用を説明する。噴射口9から筒状体23内に貯留されているのと同じ水および空気が噴射されると、噴射口9と対向する側壁部21の上側の内壁面に衝突し、この内壁面で跳ね返って界面24にて水貯留部26に貯留されている水に衝突して攪拌される。また、水貯留部26に貯留されている水は、気水混合流体が界面24に衝突して攪拌される他に、噴射口9から筒状体23内に噴射される気水混合流体によっても攪拌される。   Next, the operation of the air dissolving device 8 will be described. When the same water and air stored in the cylindrical body 23 are injected from the injection port 9, they collide with the inner wall surface on the upper side of the side wall portion 21 facing the injection port 9 and bounce off the inner wall surface. The water collides with the water stored in the water storage section 26 at the interface 24 and is agitated. Further, the water stored in the water storage unit 26 is not only stirred by the air / water mixed fluid colliding with the interface 24 but also by the air / water mixed fluid injected into the cylindrical body 23 from the injection port 9. Stir.

このように、気水混合流体の側壁部21の内壁面との衝突や界面24での衝突による攪拌、噴射される際の水の攪拌等により、筒状体23内に貯留している空気および水、気水混合流体中の空気および水が混合され、空気の水への溶解が促進される。すなわち、混合攪拌によるせん断により、水に混合している気泡(空気)が細分化されて、水と接する総表面積が大きくなるのに加えて、水と空気との界面付近における空気の溶解濃度が混合攪拌による均一化により低減されて、空気の水への溶解速度が上昇するため、空気の水への溶解が促進される。   As described above, the air stored in the cylindrical body 23 and the like by the agitation due to the collision with the inner wall surface of the side wall portion 21 of the air-water mixed fluid or the collision at the interface 24, the agitation of water when jetted, and the like Water, air in the air-water mixed fluid, and water are mixed, and dissolution of air into water is promoted. That is, due to shearing by mixing and stirring, bubbles (air) mixed with water are subdivided and the total surface area in contact with water increases, and the dissolved concentration of air near the interface between water and air increases. Since it is reduced by homogenization by mixing and stirring and the dissolution rate of air in water increases, dissolution of air in water is promoted.

空気の溶解が進行した水は筒状体23の水貯留部26に貯留されるが、貯留されている水には未溶解の気泡も数多く混合し、このような気泡は上方に行くほど密に存在しており、水貯留部26の下端部近傍では気泡はあまり存在せず、大きな気泡は殆ど存在しない。そして、空気の溶解が進行して大きな気泡が殆ど存在しない水貯留部26の下端部の水が流出口10から筒状体23外に流出されるようになる。   The water in which the dissolution of the air has progressed is stored in the water storage section 26 of the cylindrical body 23, but many undissolved bubbles are mixed in the stored water, and these bubbles become denser as they go upward. There are few bubbles near the lower end of the water reservoir 26, and there are almost no large bubbles. Then, dissolution of the air proceeds and water at the lower end of the water storage part 26 where there are almost no large bubbles flows out of the cylindrical body 23 from the outlet 10.

図4は、前記ベンチュリ管12の基本構成図である。前記流出管11のベンチュリ管12は、中央1個の上流側ベンチュリ管12aと複数個(図4の例では5個)の下流側ベンチュリ管12bとの2段構成となっている。   FIG. 4 is a basic configuration diagram of the venturi tube 12. The venturi pipe 12 of the outflow pipe 11 has a two-stage configuration including one upstream venturi pipe 12a in the center and a plurality (five in the example of FIG. 4) downstream venturi pipes 12b.

図5および図6は、図1〜図4の基本構成を具体化した微細気泡発生装置であり、基本構成と同一構成は同一番号を付して詳細な説明は省略する。   5 and 6 are microbubble generators embodying the basic configuration shown in FIGS. 1 to 4. The same configuration as the basic configuration is given the same number, and the detailed description is omitted.

浴槽1の側壁1aに吐出ノズル30が取付けられ、この吐出ノズル30に、前述した吸込口2、吐出口3、ベンチュリ管12(12a,12b)等が組み込まれてユニット化されている。   A discharge nozzle 30 is attached to the side wall 1 a of the bathtub 1, and the above-described suction port 2, discharge port 3, venturi pipe 12 (12 a, 12 b) and the like are incorporated into the discharge nozzle 30 as a unit.

吐出ノズル30には、側面視でL字状のノズルケース31が設けられ、ノズルケース31の内部には、外形状に倣ったL字状の流路31aが形成されて、この流路31aの入口側(縦向き部分)には、前記流出管11がOリング32を介して接続される。   The discharge nozzle 30 is provided with an L-shaped nozzle case 31 in a side view, and an L-shaped flow path 31a following the outer shape is formed inside the nozzle case 31. The outflow pipe 11 is connected to the inlet side (vertical portion) via an O-ring 32.

流路31aは、この実施形態では、気泡発生(発泡)流路領域部131と、この気泡発生流路領域部131の下流側に配設された気泡分裂流路領域部133と、この気泡分裂流路領域部133の下流側に配設された気化流路領域部132とを備えている。   In this embodiment, the flow channel 31a includes a bubble generation (foaming) flow channel region 131, a bubble splitting flow channel region 133 disposed on the downstream side of the bubble generation flow channel region 131, and the bubble splitting. And a vaporization channel region part 132 disposed on the downstream side of the channel region part 133.

気泡発生流路領域部131は、気水溶解流体から気泡を発生させるための流路である。この実施形態の気泡発生流路領域部131は、減圧手段としての上流側ベンチュリ管12aが設けられており、この上流側ベンチュリ管12aの上流側端部から、後述の下流側ベンチュリ管12bまでの領域に形成されている。   The bubble generation flow channel region 131 is a flow channel for generating bubbles from the gas-water dissolved fluid. The bubble generation flow path region 131 of this embodiment is provided with an upstream venturi pipe 12a as a decompression means, and from an upstream end of the upstream venturi pipe 12a to a downstream venturi pipe 12b described later. Formed in the region.

上流側ベンチュリ管12aは、ノズルケース31の上部に嵌め込まれることによって、気泡発生流路領域部131の入り口側に、図6で縦向きに設けられている。   The upstream side venturi pipe 12a is fitted in the upper part of the nozzle case 31, and is provided vertically in FIG. 6 on the inlet side of the bubble generation flow path region 131.

又、気泡発生流路領域部131には、変流生成手段が設けられている。変流生成手段は、上流側ベンチュリ管12aを流れる気水溶解流体の一部又は全体に渦流又は旋回流を起こさせるためのものである。この実施形態の変流生成手段は、上流側ベンチュリ管12a内に設けられた渦流生成用のエッジ12cから構成され、上流側ベンチュリ管12aを流れる気水溶解流体の一部に渦流を起こさせるようになっている。   The bubble generation flow channel region 131 is provided with a current generation means. The current generation means is for causing a vortex or a swirl flow in part or all of the gas-water dissolving fluid flowing through the upstream side venturi tube 12a. The current transformation generating means of this embodiment is constituted by an edge 12c for generating vortex flow provided in the upstream side venturi tube 12a, and causes vortex flow in a part of the gas-water dissolved fluid flowing in the upstream side venturi tube 12a. It has become.

この渦流生成用のエッジ12cは、図7に示すように上流側ベンチュリ管12aの内周壁に、周方向に沿って全周に渡って、径方向の内側(内周側)に突設されている。   As shown in FIG. 7, the eddy current generating edge 12c is provided on the inner peripheral wall of the upstream venturi tube 12a so as to protrude radially inward (inner peripheral side) along the entire circumference. Yes.

又、この渦流生成用のエッジ12cにおける上流側の前面12dは、基端12fから突出先端12gにかけて、上流側ベンチュリ管12aの軸方向に直交する平面に対して所定の角度をもって下流側に傾斜するように構成されている。又、下流側の後面12eは、基端12hから突出先端12gにかけて、上流側ベンチュリ管12aの軸方向に直交する平面に対して所定の角度をもって上流側に傾斜するように構成されている。   Further, the upstream front surface 12d of the eddy current generating edge 12c is inclined downstream at a predetermined angle with respect to a plane orthogonal to the axial direction of the upstream venturi tube 12a from the base end 12f to the protruding tip 12g. It is configured as follows. Further, the downstream rear surface 12e is configured to incline upstream from the base end 12h to the protruding tip 12g with a predetermined angle with respect to a plane perpendicular to the axial direction of the upstream venturi tube 12a.

図6に戻り、気泡分裂流路領域部133は、気泡発生流路領域部131で発生させた気泡を分裂させて分裂気泡を生成させる流路である。この実施形態の気泡分裂流路領域部133は、減圧手段としての下流側ベンチュリ管12bが設けられており、下流側ベンチュリ管12bの内部に形成された流路の全体、即ち、前記流路の上流側端部から下流側端部までに至る領域に形成されている。   Returning to FIG. 6, the bubble splitting channel region part 133 is a channel that splits the bubbles generated in the bubble generating channel region part 131 to generate split bubbles. The bubble splitting channel region portion 133 of this embodiment is provided with a downstream venturi tube 12b as decompression means, and the entire channel formed inside the downstream venturi tube 12b, that is, the channel It is formed in a region extending from the upstream end to the downstream end.

下流側ベンチュリ管12bは、この実施形態では、ノズル本体29に形成された複数個のものから構成されている。そして、ノズル本体29がOリング33を介してノズルケース31のほぼ中程に嵌め込まれることによって、下流側ベンチュリ管12bは、上流側ベンチュリ管12aの下流側に、図6で横向きに配設されている。   In this embodiment, the downstream side venturi pipe 12b is composed of a plurality of pipes formed in the nozzle body 29. Then, when the nozzle body 29 is fitted in the middle of the nozzle case 31 via the O-ring 33, the downstream venturi pipe 12b is disposed laterally in FIG. 6 on the downstream side of the upstream venturi pipe 12a. ing.

詳しくは、ノズル本体29には、図6及び図11に示すように、ノズルケース31の出口側(横向き部分)の部分にOリング33を介して嵌め込むための円筒状嵌め込み部29aと、この嵌め込み部29aから下流側(吐出方向)に突出する円筒状突出部29bと、この円筒状突出部29bと嵌め込み部29aとの間に板状閉塞部29cとが形成され、この閉塞部29cに、内外2重の同心円が設定され、内側の小径円に沿って、円周上等角度間隔で複数個(本例では、6個)の下流側ベンチュリ管12bが形成され、外側の大径円に沿って、円周上等角度間隔で複数個(本例では10個)の下流側ベンチュリ管12bが形成されている(本例では下流側ベンチュリ管12bが合計16個)。複数個のベンチュリ管12bは、ベンチュリ管群と呼ぶことができる。   Specifically, as shown in FIGS. 6 and 11, the nozzle body 29 includes a cylindrical fitting portion 29 a for fitting into the outlet side (laterally facing portion) portion of the nozzle case 31 via an O-ring 33, and A cylindrical projecting portion 29b projecting downstream (discharging direction) from the fitting portion 29a and a plate-like closing portion 29c are formed between the cylindrical protruding portion 29b and the fitting portion 29a. Two inner and outer concentric circles are set, and a plurality of (six in this example) downstream venturi tubes 12b are formed along the inner small-diameter circle at equal angular intervals on the circumference. A plurality of (10 in this example) downstream venturi pipes 12b are formed at equal angular intervals on the circumference (a total of 16 downstream venturi pipes 12b in this example). The plurality of venturi tubes 12b can be referred to as a venturi tube group.

又、これらの下流側ベンチュリ管12bは、夫々、図9に示すように、上流側の入口部分が外向きラッパ状に形成され、その直ぐ下流側に短い最も径小のストレート部121が形成され、その下流側に、上流側から下流側に向かって拡径した長い拡径部としてのテーパー部122が形成されている。   Further, as shown in FIG. 9, each of these downstream venturi pipes 12b has an upstream inlet portion formed in an outward trumpet shape, and a shortest and smallest straight portion 121 formed immediately downstream thereof. On the downstream side, a taper portion 122 is formed as a long expanded portion whose diameter is increased from the upstream side toward the downstream side.

また、テーパー部122は、その広がり角θ(テーパー部122の内周壁122aと下流側ベンチュリ管12bの軸とのなすテーパー角の2倍の角)が0°を超え、10°以下となるように形成されている(上記テーパー角では、0°を超え、5°以下)。   Further, the taper portion 122 has a spread angle θ (twice the taper angle formed by the inner peripheral wall 122a of the taper portion 122 and the axis of the downstream venturi tube 12b) exceeding 0 ° and not more than 10 °. (The taper angle is more than 0 ° and not more than 5 °).

広がり角θが0°では、ストレート部121から流れてくる気泡を圧力開放によって分裂させることができない。又、広がり角θが10°以上になると、テーパー部122の内壁面近傍で気水溶解流体の一部が渦流を起こし易くなってしまう。   When the divergence angle θ is 0 °, the bubbles flowing from the straight portion 121 cannot be split by releasing the pressure. In addition, when the spread angle θ is 10 ° or more, a part of the gas-water dissolving fluid tends to cause vortex near the inner wall surface of the tapered portion 122.

詳しくは、例えば図10(a)に示すように、広がり角θを10°以上にしたベンチュリ管130では(この図10(a)では、広がり角θが略14°程度のものを例示)、テーパー部130aの下流側における内壁面130aの近傍で気水溶解流体の一部が渦流132を生成し、その渦流生成による力で、図10(b)に示すように、生成された分裂気泡の内、比重が小さい分裂気泡100bはその渦流132の中心に集まって複数が合一して合一気泡101を生成するおそれが高くなってしまうからである。   Specifically, for example, as shown in FIG. 10 (a), in the venturi tube 130 having a divergence angle θ of 10 ° or more (in FIG. 10 (a), an example in which the divergence angle θ is approximately 14 °) is shown. A part of the gas-water dissolving fluid generates a vortex 132 near the inner wall surface 130a on the downstream side of the tapered portion 130a, and the force generated by the generation of the vortex flows, as shown in FIG. This is because the split bubbles 100b having a small specific gravity gather at the center of the vortex flow 132, and a plurality of them merge to generate a coalesced bubble 101.

より好ましくは、広がり角θは、4°以上〜6°以下である(上記テーパー角では、2°以上〜3°以下)。これにより、分裂気泡を生成し易く、しかも、より一層、テーパー部122の下流側における内壁面122aの近傍での気水溶解流体の渦流の生成を防止して分裂気泡の合一を防止できる。   More preferably, the spread angle θ is not less than 4 ° and not more than 6 ° (in the above taper angle, not less than 2 ° and not more than 3 °). Thereby, it is easy to generate the split bubbles, and further, the generation of the vortex flow of the air-water dissolved fluid in the vicinity of the inner wall surface 122a on the downstream side of the tapered portion 122 can be prevented, and the coalescence of the split bubbles can be prevented.

また、この実施形態では、バリ整形処理手段によって、図9に示すように、下流側ベンチュリ管12bの内周に、内周側に突出生成されるバリ110における上流側の一側面110aが下流側に傾斜した傾斜面とされているとともに、バリ110における下流側の他側面110bが上流側に傾斜した傾斜面に整形処理される。詳しくは、次のように行っている。   Further, in this embodiment, as shown in FIG. 9, the upstream side surface 110 a in the burr 110 that is generated to protrude toward the inner peripheral side is formed downstream of the inner side of the downstream venturi tube 12 b by the burr shaping processing unit. The other side surface 110b on the downstream side of the burr 110 is shaped into an inclined surface inclined to the upstream side. The details are as follows.

下流側ベンチュリ管12bの内周側にバリなどの突起があると気水溶解流体が流れる際の抵抗となるので無いのが好ましいが、成形時に、この図9に示すように、ストレート部121にバリ110ができ易い。   If there is a protrusion such as a burr on the inner peripheral side of the downstream venturi pipe 12b, it is preferable that there is no resistance when the air-water dissolved fluid flows, but at the time of molding, as shown in FIG. The burr 110 is easily formed.

そこで、この実施形態においては、バリ整形処理手段としての成形型に、バリ110における上流側の一側面110aを下流側に傾斜した傾斜面に押圧整形する整形部と、バリ110における下流側の他側面110bを上流側に傾斜した傾斜面に押圧整形する整形部とを備えたものとし、下流側ベンチュリ管12bの成形に際し、この図9に示すように、下流側ベンチュリ管12bの内周のストレート部121に、内周側に突出生成するバリ110における上流側の一側面110aを下流側に傾斜した傾斜面としているとともに、バリ110における下流側の他側面110bを上流側に傾斜した傾斜面に整形処理している。   Therefore, in this embodiment, a shaping part that presses and shapes one side 110a on the upstream side of the burr 110 to an inclined surface that is inclined to the downstream side, and another downstream side of the burr 110 in the molding die as the burr shaping unit. The side surface 110b is provided with a shaping portion that presses and shapes the inclined surface inclined to the upstream side. When forming the downstream side venturi tube 12b, as shown in FIG. 9, the inner circumference straight of the downstream side venturi tube 12b is provided. In the portion 121, the upstream side surface 110a of the burr 110 protruding and generated on the inner peripheral side is inclined to the downstream side, and the downstream side surface 110b of the burr 110 is inclined to the upstream side. Formatting process.

このようにして、気水溶解流体が流れる際の摩擦抵抗を小さくしている。又、バリ110によって渦流を起こさせるようにしている。尚、バリ整形処理手段は、成形型から構成するものに限らず、例えば切削等により行っても良い。   In this way, the frictional resistance when the gas-water dissolved fluid flows is reduced. Further, a vortex is caused by the burr 110. Note that the burr shaping processing means is not limited to one constituted by a molding die, and may be performed by cutting or the like, for example.

また、この実施形態では、バリ110における下流側ベンチュリ管12bの内周壁からの突出高さをhとし、バリ110における上流側端部110cから下流側端部110dまでの最大厚さtとした場合、h/tを、0.12〜0.13の範囲が、より一層、摩擦抵抗を小さくできる点で好ましく、より好ましくは、0.125程度である。   Further, in this embodiment, when the protrusion height from the inner peripheral wall of the downstream venturi tube 12b in the burr 110 is h, the maximum thickness t from the upstream end 110c to the downstream end 110d in the burr 110 is set. H / t is preferably in the range of 0.12 to 0.13 in that the frictional resistance can be further reduced, and more preferably about 0.125.

次に、気化流路領域部132について説明する。この気化流路領域部132は、前記分裂気泡を成長(径を大きく)させ、白濁化に必要十分な外径の微細気泡に形成するための流路である。   Next, the vaporization channel region 132 will be described. The vaporization flow channel region 132 is a flow channel for growing the split bubbles (increasing the diameter) to form fine bubbles having an outer diameter necessary and sufficient for white turbidity.

この実施形態の気化流路領域部132は、前記ノズル本体29における下流側ベンチュリ管12bの下流側(図6の左側部)に形成されている。又、この気化流路領域部132は、気化促進手段によって、気水溶解流体に溶解した溶解空気の気化を促進し、前記気水溶解流体と共に前記分裂気泡がこの気化流路領域部132を流れる間に、白濁化に必要十分な外径の微細気泡に形成できるようになっている。   The vaporization channel region portion 132 of this embodiment is formed on the downstream side of the downstream venturi tube 12b in the nozzle body 29 (left side portion in FIG. 6). Further, the vaporization flow path region portion 132 promotes vaporization of dissolved air dissolved in the gas-water dissolution fluid by the vaporization promoting means, and the split bubbles flow through the vaporization flow passage region portion 132 together with the gas-water dissolution fluid. In the meantime, fine bubbles having an outer diameter necessary and sufficient for whitening can be formed.

この実施形態では、気化促進手段を、気化流路領域部132の下流側端部における流路断面積をその上流側の流路断面積よりも小さくして流路を狭めた流路狭小形成部材38を備えたものから構成し、この流路狭小形成部材38によって、流路狭小形成部材38を設けない場合に比べ、気化流路領域部132を流れる気水溶解流体の流速を遅くし、気水溶解流体が気化流路領域部132を流れている時間を長くするようにしている。   In this embodiment, the vaporization promoting means is a channel narrowing member in which the channel cross-sectional area at the downstream end of the vaporization channel region 132 is made smaller than the upstream channel cross-sectional area to narrow the channel. Compared to the case where the flow path narrowing member 38 is not provided, this flow path narrowing member 38 slows down the flow rate of the gas-water dissolving fluid flowing through the vaporization flow path region 132, and The time during which the water-dissolving fluid flows through the vaporization channel region 132 is lengthened.

詳しくは、ノズル本体29の吐出側の端部に、下流側(吐出方向)に延在する円筒状のホルダー37が、ノズル本体29の突出部29bの前端部の雄ねじ29dに、ホルダー37の雌ねじ37aをねじ込むことにより取付けられており、このホルダー37の内周側に、流路狭小形成部材38が備えられている。   Specifically, a cylindrical holder 37 that extends downstream (in the discharge direction) is disposed at the discharge side end of the nozzle body 29, and the male screw 29 d at the front end of the protrusion 29 b of the nozzle body 29 is connected to the female screw of the holder 37. 37a is attached by screwing, and a flow path narrowing member 38 is provided on the inner peripheral side of the holder 37.

この実施形態の流路狭小形成部材38は、図6及び図12に示すようにホルダー37の軸にほぼ直交するように配置された閉鎖部38aと、この閉鎖部38aに穿設された4つの開口部38bとから構成されている。そして、このように構成された流路狭小形成部材38によって、ノズル本体29の内側に形成される気化流路領域部132における下流側端部の流路断面積が流路狭小形成部材38の全開口部38bの断面積に相当し、気化流路領域部132における下流側端部は、気化流路領域部132の他の部分に比べて狭められている。   As shown in FIGS. 6 and 12, the channel narrowing member 38 of this embodiment includes a closing portion 38a disposed so as to be substantially orthogonal to the axis of the holder 37, and four openings formed in the closing portion 38a. And an opening 38b. The flow path narrowing member 38 configured in this manner allows the flow path cross-sectional area of the downstream end portion of the vaporization flow path region portion 132 formed inside the nozzle body 29 to be the entire flow path narrowing member 38. This corresponds to the cross-sectional area of the opening 38 b, and the downstream end of the vaporization channel region 132 is narrower than other portions of the vaporization channel region 132.

尚、気化流路領域部132における吐出側端部の流路断面積は、特に限定されずに適宜変更して実施できるが、気化流路領域部132の上流側の他の部分の流路断面積に対して略60〜略90%の範囲にしておくのが好ましく、より好ましくは略75%である。   The channel cross-sectional area of the discharge side end in the vaporization channel region 132 is not particularly limited and can be changed as appropriate. It is preferable to be in the range of about 60 to about 90% with respect to the area, more preferably about 75%.

吐出ノズル30の説明を続けると、浴槽1の側壁1aの取付け穴1bには、側面視でU字状断面のパッキン40が嵌め込まれ、浴槽1の外側からノズルケース31の出口側(横向き部分)のフランジ部31bをパッキン40に当てがうとともに、浴槽1の内側から円筒状固定フランジ41の後端部の雄ねじ41aをノズルケース31のフランジ部31bの雌ねじ31cにねじ込むことで、固定フランジ41の前端部のフランジ部41bがパッキン40に水密に密着し、ノズルケース31のフランジ部31bがパッキン40に水密に密着するようになる。これにより、ノズルケース31が固定フランジ41で浴槽1の側壁1aに固定状態で取付けられるようになる。   Continuing the description of the discharge nozzle 30, a packing 40 having a U-shaped cross section is fitted into the mounting hole 1 b of the side wall 1 a of the bathtub 1, and the outlet side (sideways portion) of the nozzle case 31 from the outside of the bathtub 1. The flange portion 31b is applied to the packing 40, and the male screw 41a at the rear end portion of the cylindrical fixing flange 41 is screwed into the female screw 31c of the flange portion 31b of the nozzle case 31 from the inside of the bathtub 1 to thereby fix the fixing flange 41. The flange portion 41 b at the front end portion is in watertight contact with the packing 40, and the flange portion 31 b of the nozzle case 31 is in watertight contact with the packing 40. As a result, the nozzle case 31 is fixedly attached to the side wall 1 a of the bathtub 1 with the fixing flange 41.

そして、浴槽1の内側から円筒状ノズルカバー42の後端部の雌ねじ42aを固定フランジ41のフランジ部41bの雄ねじ41cにねじ込むことで、ノズルカバー42が固定フランジ41のフランジ部41bに取付けられるようになる。ノズルカバー42には、前記吐出口3が形成されている。   The nozzle cover 42 is attached to the flange portion 41 b of the fixed flange 41 by screwing the female screw 42 a at the rear end portion of the cylindrical nozzle cover 42 into the male screw 41 c of the flange portion 41 b of the fixed flange 41 from the inside of the bathtub 1. become. The nozzle cover 42 has the discharge port 3 formed therein.

固定フランジ41には、図13(a)、図13(b)に示すようにホルダー37の外周面との間を閉塞する板状閉塞部41dが形成され、この閉塞部41dに内外2重の同心円が設定され、内側の小径円に沿って、円周上等角度間隔で多数個の貫通孔41eが形成され、外側の大径円に沿って、内側の小径円の貫通孔41eと半ピッチずらせた状態で、円周上等角度間隔で多数個の貫通孔41eが形成されている。この閉塞部41dの内周面とホルダー37の外周面との間にパッキン(図示せず)を介在させることで、水密性を向上させることができる。   As shown in FIGS. 13 (a) and 13 (b), the fixing flange 41 is formed with a plate-like closing portion 41d that closes the outer peripheral surface of the holder 37. Concentric circles are set, a large number of through holes 41e are formed at equal circumferential intervals along the inner small-diameter circle, and half pitches are formed along the outer large-diameter circle with the inner small-diameter through-holes 41e. In a shifted state, a large number of through holes 41e are formed at equal angular intervals on the circumference. Water-tightness can be improved by interposing a packing (not shown) between the inner peripheral surface of the closing portion 41 d and the outer peripheral surface of the holder 37.

ノズルカバー42の外周面には、図6に示したように、円周上等角度間隔で複数個の前記吸込口2が形成されている。   On the outer peripheral surface of the nozzle cover 42, as shown in FIG. 6, a plurality of the suction ports 2 are formed at equal angular intervals on the circumference.

前記のように構成した吐出ノズル30であれば、図6に示したように、空気が溶解した気水溶解流体としての湯水は、矢印aのように、流出管11からノズルケース31の上流側ベンチュリ管12aに入る。そして、上流側ベンチュリ管12aを通る際、湯水は、上流側ベンチュリ管12aで減圧され、湯水から気泡100aが発生する。又、図8に示すように、渦流生成用のエッジ12cによって、湯水の一部が渦流を生成し、この渦流の生成に伴い形成される低圧部によって湯水から気泡100aが発生する。   In the case of the discharge nozzle 30 configured as described above, as shown in FIG. 6, hot water as an air-water dissolving fluid in which air is dissolved is upstream of the nozzle case 31 from the outflow pipe 11 as indicated by an arrow a. Enter the venturi tube 12a. When passing through the upstream venturi tube 12a, the hot water is depressurized by the upstream venturi tube 12a, and bubbles 100a are generated from the hot water. Further, as shown in FIG. 8, a part of the hot water generates a vortex by the edge 12c for generating the vortex, and bubbles 100a are generated from the hot water by the low-pressure portion formed by the generation of the vortex.

従って、上流側ベンチュリ管12aによる減圧と渦流生成用のエッジ12cとの両者によって、気泡を発生させることができ、上流側ベンチュリ管12aの減圧だけで気泡を発生させる場合に比べて、上流側ベンチュリ管12aの上流側端部から下流側ベンチュリ管12bまでの領域に形成させる気泡発生流路領域部131で、より多量の気泡を発生させることができる。   Accordingly, bubbles can be generated by both the pressure reduction by the upstream side venturi tube 12a and the edge 12c for generating the eddy current, and the upstream side venturi tube can be generated as compared with the case where the bubbles are generated only by the pressure reduction of the upstream side venturi tube 12a. A larger amount of bubbles can be generated in the bubble generation flow channel region 131 formed in the region from the upstream end of the tube 12a to the downstream venturi tube 12b.

その後、発生した気泡100aを含む湯水は、図6、図9に示すように、下流側ベンチュリ管12bに入り、下流側ベンチュリ管12bのテーパー部122において、圧力開放によって気泡100aが、更に分裂して分裂気泡100bが生成される。   Thereafter, the hot water containing the generated bubbles 100a enters the downstream venturi tube 12b as shown in FIGS. 6 and 9, and the bubbles 100a are further broken by the pressure release at the tapered portion 122 of the downstream venturi tube 12b. Thus, a split bubble 100b is generated.

その際、下流側ベンチュリ管12bの内周にバリ110が生成されている場合でも、バリ整形処理手段によって、バリ110における上流側の一側面110aが下流側に傾斜した傾斜面とされているとともに、バリ110における下流側の他側面110bが上流側に傾斜した傾斜面に整形処理されているため、湯水は、大きな摩擦抵抗を受けることなく円滑に流れることができる。   At that time, even when the burr 110 is generated on the inner circumference of the downstream venturi pipe 12b, the burr shaping means makes the upstream side surface 110a of the burr 110 inclined to the downstream side. Since the downstream side surface 110b on the downstream side of the burr 110 is shaped into an inclined surface inclined upstream, the hot water can flow smoothly without receiving a large frictional resistance.

又、テーパー部122の広がり角θが0°を超え、10°以下となるように形成されているため、テーパー部122の下流側における内壁面122aの近傍での湯水の渦流の生成を防止して分裂気泡100bの合一を防止できる。従って、分裂気泡100bは、そのまま、下流側ベンチュリ管12bから出て行く。   Moreover, since the spread angle θ of the tapered portion 122 is formed to be greater than 0 ° and equal to or less than 10 °, the generation of vortex flow of hot water near the inner wall surface 122a on the downstream side of the tapered portion 122 is prevented. Thus, coalescence of the split bubbles 100b can be prevented. Therefore, the fissured bubble 100b leaves the downstream venturi tube 12b as it is.

次に、下流側ベンチュリ管12bを出た分裂気泡100bを含む湯水は、気化流路領域部132に入る。気化流路領域部132の下流側端部がその上流側よりも狭められているため、この気化流路領域部132に分裂気泡100bと共に入った湯水は、湯水から空気の気化を促進させる程度にゆっくり流される。その結果、分裂気泡100bが成長し(大きくなり)、白濁化に必要十分な外径の微細気泡100cに形成できる。   Next, the hot water including the split bubbles 100 b exiting the downstream venturi tube 12 b enters the vaporization flow path region 132. Since the downstream end of the vaporization channel region 132 is narrower than its upstream side, the hot water that has entered the vaporization channel region 132 together with the split bubbles 100b promotes the vaporization of air from the hot water. Slowly washed away. As a result, the split bubbles 100b grow (become large) and can be formed into fine bubbles 100c having an outer diameter necessary and sufficient for white turbidity.

従って、微細気泡100cを含む湯水は、十分に白濁した状態になっている。そして、微細気泡100cを含む湯水は、この状態で吐出口3から浴槽1に吐出される。   Therefore, the hot and cold water containing the fine bubbles 100c is sufficiently clouded. And the hot water containing the fine bubble 100c is discharged to the bathtub 1 from the discharge outlet 3 in this state.

また、浴槽1内の浴水は、図6に示す矢印bのように、ノズルカバー42の吸込口2からノズルカバー42内に吸い込まれ、固定フランジ41の閉塞部41dの貫通孔41eを通って、図5のように、ノズルケース31の外側部に接続された接続管5から電動ポンプ6に吸い込まれるようになる。   Also, the bath water in the bathtub 1 is sucked into the nozzle cover 42 from the suction port 2 of the nozzle cover 42 as shown by an arrow b shown in FIG. As shown in FIG. 5, the electric pump 6 is sucked from the connection pipe 5 connected to the outer side of the nozzle case 31.

前記実施形態は、水廻り設備として、白濁化のために微細気泡を噴射させる浴槽用のものであったが、ボウル洗浄のために微細気泡を噴射させる水洗便器等にも本発明を適用できることは勿論である。   In the above embodiment, the water supply equipment is for a bathtub that injects fine bubbles for white turbidity, but the present invention can also be applied to a flush toilet that injects fine bubbles for bowl cleaning. Of course.

本発明の実施形態に係る微細気泡発生装置の基本構成図である。It is a basic lineblock diagram of the fine bubble generating device concerning the embodiment of the present invention. 図1の空気溶解装置の斜視図である。It is a perspective view of the air dissolving apparatus of FIG. 図1の空気溶解装置であり、(a)は断面図、(b)は(a)のI―I線断面図である。1. It is the air dissolving apparatus of FIG. 1, (a) is sectional drawing, (b) is the II sectional view taken on the line of (a). 図1のベンチュリ管の断面図である。It is sectional drawing of the venturi pipe | tube of FIG. 本発明の実施形態に係る空気溶解装置を備えた浴微細気泡発生装置を具体化した斜視図である。It is the perspective view which actualized the bath fine bubble generator provided with the air dissolving device concerning the embodiment of the present invention. ベンチュリ管を有する吐出ノズルの断面図である。It is sectional drawing of the discharge nozzle which has a venturi pipe. 上流側ベンチュリ管の平面図である。It is a top view of an upstream side venturi pipe. 渦流生成用のエッジにより渦流が生成される際の説明図である。It is explanatory drawing when a vortex | eddy_current is produced | generated by the edge for eddy current production | generation. 下流側ベンチュリ管の要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view of a downstream venturi pipe. 比較例としてのベンチュリ管であり、(a)はその要部拡大断面図、(b)はベンチュリ管が渦流を生成しその渦流によって分裂気泡が合一される際の説明図である。It is the venturi pipe as a comparative example, (a) is the principal part expanded sectional view, (b) is explanatory drawing when a venturi pipe | tube produces | generates a vortex | eddy_current and a split bubble is united by the vortex | eddy_current. ノズル本体とホルダーとを組み立てた斜視図である。It is the perspective view which assembled the nozzle main body and the holder. ホルダーの正面図である。It is a front view of a holder. 固定フランジであり、(a)は正面図、(b)は断面図である。It is a fixed flange, (a) is a front view, (b) is a sectional view.

符号の説明Explanation of symbols

1 浴槽
2 吸込口
3 吐出口
8 空気溶解装置
12a 上流側ベンチュリ管(減圧手段)
12b 下流側ベンチュリ管(減圧手段)
12c 渦流生成用のエッジ(変流生成手段)
30 吐出ノズル
37 ホルダー
38 流路狭小形成部材(気化促進手段)
1 Bathtub 2 Suction port 3 Discharge port 8 Air dissolving device 12a Upstream venturi pipe (pressure reduction means)
12b Venturi pipe on the downstream side (pressure reduction means)
12c Edge for eddy current generation (current generation means)
30 Discharge nozzle 37 Holder 38 Channel narrowing member (vaporization promoting means)

Claims (2)

水中に空気が加圧溶解された気水溶解流体を減圧手段で圧力開放して、微細気泡を発生させながら吐出ノズルから吐出させる微細気泡発生装置であって、
前記吐出ノズルに、減圧手段を構成するベンチュリ管が設けられ、このベンチュリ管の下流側には、下流側にいくに従って漸次径が大きくなる拡径部が設けられ、
前記拡径部は、その広がり角が0°を超え、10°以下となるように形成されていることを特徴とする微細気泡発生装置。
A micro-bubble generating device that discharges air and water-dissolved fluid, in which air is pressurized and dissolved in water, with a decompression unit and discharges from a discharge nozzle while generating micro-bubbles,
The discharge nozzle is provided with a venturi pipe that constitutes a decompression means, and on the downstream side of the venturi pipe, a diameter-expanded portion that gradually increases toward the downstream side is provided,
The expanded diameter portion is formed so that a spread angle thereof exceeds 0 ° and is equal to or less than 10 °.
前記広がり角は、4°以上〜6°以下であることを特徴とする請求項1記載の微細気泡発生装置。   2. The microbubble generator according to claim 1, wherein the divergence angle is 4 [deg.] Or more and 6 [deg.] Or less.
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