JP6334434B2 - Fine bubble generating apparatus and fine bubble generating method - Google Patents
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Description
本発明は、例えば微細気泡を含有する微細気泡水を製造する微細気泡生成装置に関するものである。 The present invention relates to a fine bubble generating device for producing fine bubble water containing fine bubbles, for example.
従来、微細気泡生成装置としては、気体を混合した液体を高速旋回させることにより、液体に気泡を含有させるようになされた技術が広く知られている(例えば特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a fine bubble generating device, a technique in which bubbles are included in a liquid by rotating a liquid mixed with a gas at high speed is widely known (see, for example, Patent Document 1).
かかる構成の微細気泡生成装置では、液体中に含有させる微細気泡を増大させたいという要望があった。 In the fine bubble generating apparatus having such a configuration, there is a demand for increasing the fine bubbles to be contained in the liquid.
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的は、液体中に含有させる微細気泡を増大させ得る微細気泡生成装置及び微細気泡生成方法を提供するものである。 The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a fine bubble generating apparatus and a fine bubble generating method capable of increasing the fine bubbles to be contained in a liquid.
かかる課題を解決するため、本発明の微細気泡生成装置は、旋回方向とはほぼ垂直な進行方向へ進行する旋回流により媒体液にナノオーダーの微細気泡を発生させる高速旋回方式により微細気泡液を生成する円筒部材と、前記円筒部材から供給される微細気泡液を貯留して前記微細気泡液を上部の排出管から排出する貯留タンクとを有する微細気泡発生部と、
前記微細気泡発生部に対して前記媒体液を供給する供給管と、
前記排出管に接続され、管状部材で形成され、前記供給管の長さ方向に対して垂直な径方向の断面の断面積を1.0としたとき、前記管状部材の径方向の断面積が0.1〜0.6であり、前記微細気泡液を通過させて前記微細気泡発生部における液圧を高めると共に、前記微細気泡液を排出口から排出する際、当該高められた液圧を開放する補助部と
を有し、
前記補助部は、
長さ1〜7mであり、前記高められた液圧が0.46MPa以上、0.61MPa以下であるであることを特徴とする。
In order to solve such a problem, the fine bubble generating device of the present invention generates a fine bubble liquid by a high-speed swirling method that generates nano-order fine bubbles in a medium liquid by a swirling flow that travels in a traveling direction substantially perpendicular to the swirling direction. A microbubble generator having a cylindrical member to be generated, and a storage tank for storing the microbubble liquid supplied from the cylindrical member and discharging the microbubble liquid from an upper discharge pipe ;
A supply pipe for supplying the medium liquid to the fine bubble generating unit;
When the cross sectional area of the radial cross section perpendicular to the longitudinal direction of the supply pipe connected to the discharge pipe is 1.0, the radial cross sectional area of the tubular member is is 0.1 to 0.6, the passed through a fine bubble solution to increase the hydraulic pressure in the micro bubble generating portion, when discharging the fine bubbles liquid from the discharge port, opening the elevated fluid pressure And an auxiliary part to
The auxiliary part is
The length is 1 to 7 m, and the increased hydraulic pressure is 0.46 MPa or more and 0.61 MPa or less.
これにより、微細気泡生成装置は、媒体液中に含有させる微細気泡を増大させ得る。 Thereby, the fine bubble production | generation apparatus can increase the fine bubble contained in a medium liquid.
また、本発明の微細気泡生成方法は、旋回方向とはほぼ垂直な進行方向へ旋回流を進行させて媒体液にナノオーダーの微細気泡を発生させる高速旋回方式により、0.46MPa以上、0.61MPa以下の液圧を加えた状態で前記媒体液と気体とを旋回させた後に貯留することにより、前記媒体液と前記気体とを混合して微細気泡を含有する微細気泡液を生成した後、前記微細気泡液を貯留タンクの上部の排出管から排出し、
前記排出管に接続され、径方向の直径が6.0〜9.0mmでなり、1〜7mの管状部材を通過させてから前記0.46MPa以上、0.61MPa以下の液圧を開放することを特徴とする。
Further, the fine bubble generating method of the present invention uses a high-speed swirling method in which a swirling flow is advanced in a traveling direction substantially perpendicular to the swirling direction to generate nano-order fine bubbles in the medium liquid . by storing after swirled and the medium liquid and gaseous state where 61MPa plus the following liquid pressure, after generating microbubbles liquid containing micro-bubbles by mixing the said liquid medium gases, Discharging the fine bubble liquid from the discharge pipe at the top of the storage tank;
Connected to the discharge pipe, the diameter in the radial direction is 6.0 to 9.0 mm, and the hydraulic pressure of 0.46 MPa or more and 0.61 MPa or less is released after passing through a tubular member of 1 to 7 m. It is characterized by.
これにより、微細気泡生成方法は、媒体液中に含有させる微細気泡を増大させ得る。 Thereby, the fine bubble production | generation method can increase the fine bubble contained in a medium liquid.
これにより、微細気泡生成方法は、媒体液中に含有させる微細気泡を増大させ得る。 Thereby, the fine bubble production | generation method can increase the fine bubble contained in a medium liquid.
本発明は、媒体液中に含有させる微細気泡を増大させ得る微細気泡生成装置及び微細気泡生成方法を実現できる。 INDUSTRIAL APPLICATION This invention can implement | achieve the fine bubble production | generation apparatus and fine bubble production | generation method which can increase the fine bubble contained in a medium liquid.
次に本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。 Next, modes for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
<実施の形態>
図1において1は、全体としてナノバブル生成装置を示している。ナノバブル生成装置1は、貯液槽2に媒体液供給部3から供給された媒体液を貯留し、ポンプ4によって当該媒体液をナノバブル発生器5へ供給する。
<Embodiment>
In FIG. 1,
なお、本願明細書においてナノバブルとは、ナノオーダ(10nm〜900nm)程度の気泡を意味する。気泡の粒径が小さい程、気泡の表面積が増大すると共に、溶存気体量も増大する。 In the specification of the present application, nanobubble means a bubble of about nano-order (10 nm to 900 nm). The smaller the bubble particle size, the greater the surface area of the bubble and the greater the amount of dissolved gas.
ナノバブル発生器5は、高速旋回によって媒体液に気体からなるナノバブル(微細気泡)を含有させた後、補助部7を通過させ、貯液槽2に供給する。この結果、貯液槽2には、ナノバブルを含有する微細気泡液が貯留され、媒体液として再びナノバブル発生器5へ供給される。貯液槽2に貯留された微細気泡液は、気泡液排出部8を介して排出される。
The
微細気泡液に含有するナノバブルの量は、ナノバブル生成装置1の稼働時間と、媒体液供給部3から供給される媒体液の供給速度と、気泡液排出部8から排出される微細気泡液の排出速度との関係とで調整可能である。ナノバブル生成装置1は、媒体液の供給及び微細気泡液の排出を行わない状態で、バッチ式で微細気泡液を生成しても良く、媒体液を供給しながら微細気泡液を排出しても良い。このとき、媒体液の供給速度よりも微細気泡液の排出速度を小さくすることでより多くのナノバブルを微細気泡液に含有することができる。
The amount of nanobubbles contained in the fine bubble liquid depends on the operation time of the
媒体液としては、特に限定されず、用途に応じて適宜選択される。例えば水、水溶液、有機溶媒など種々の液体が使用できるが、水又は水溶液であることが好ましい。水としては、水道水や電解水、純水、精製水など種々のものを使用できる。また、前段に各種フィルターを設置することにより、不純物などの不要成分を除去した水を使用しても良い。 The medium liquid is not particularly limited and is appropriately selected depending on the application. For example, various liquids such as water, an aqueous solution, and an organic solvent can be used, but water or an aqueous solution is preferable. Various kinds of water such as tap water, electrolyzed water, pure water, and purified water can be used. Moreover, you may use the water which removed unnecessary components, such as an impurity, by installing various filters in the front | former stage.
ナノバブルとして含有させる気体としては、特に制限されず、用途に応じて適宜選択される。例えば、空気、水素、酸素、二酸化炭素などが好ましい。これらの気体は、例えばポンプ4の前段又は後段に設けられたポートや、ポンプ4が有するポートなどを介して媒体液に混合される。
The gas to be contained as nanobubbles is not particularly limited and is appropriately selected depending on the application. For example, air, hydrogen, oxygen, carbon dioxide and the like are preferable. These gases are mixed with the medium liquid via, for example, a port provided at the front stage or the rear stage of the
ナノバブル発生器5には、供給管11を介して貯液槽2より媒体液又は微細気泡液が供給される。なお図1では、便宜上、媒体液の進行方向を破線で、旋回方向を実線で示している。
The
供給管11は、円筒形状の外筒部12に媒体液を供給する。外筒部12は、その内部に円筒状の内筒部13を有しており、水平方向に切った断面図がドーナツ形状を有している。
The
外筒部12は、媒体液を反時計回りに旋回させながら、鉛直下方向へ進行させる。媒体液は、外筒部12の端面12bに衝突して進行方向が鉛直上方向へと180°変化し、内筒部13へ進む。
The
内筒部13は、直線部13aとカーブ部13bとを有している。直線部13aは、下端が開口しており、当該開口部から進入する媒体液を反時計回りに旋回させながら、鉛直上方向へ進行させる。
The
カーブ部13bは、カーブ外側の壁面に媒体液を衝突させることにより、鉛直上方向に進行する媒体液の進行方向を水平方向へと90°変化させ、当該媒体液を第3の円筒部14へ進行させる。
The
第3の円筒部14は円筒形状を有しており、その上端近傍から媒体液が供給されると共に、下端中央に開口部15を有している。従って、第3の円筒部14は、鉛直上方向から供給される媒体液を壁面に沿って旋回させながら鉛直下方向に進行させて開口部15から排出し、媒体液を貯留タンク16に供給する。
The third
すなわち、ナノバブル発生器5は、気体と媒体液とを旋回させて速度を出した状態で、比重差による気液界面を作り出し、界面で生じる気液の摩擦によりナノバブルを生成する。さらに、ナノバブル発生器5は、媒体液を壁面に衝突させてその進行方向を変化させることにより、媒体液の流れを乱し、気体と媒体液とを激しく撹拌して混合する。この結果、気体と媒体液との物理的な衝突作用により気泡が細かくなり、さらに多くのナノバブルが形成される。
That is, the
ナノバブル発生器5は、媒体液を高速旋回させながら、当該媒体液の進行方向を急変化させる。これにより、ナノバブル発生器5は、媒体液に対してより大きな加速度を加えることができ、気体と媒体液との物理的な衝突作用により気泡を分散させて微細にすることができる。
The
ナノバブル発生器5は、高速旋回する媒体液を壁面である端面12bやカーブ部13bに衝突させることにより、当該媒体液の旋回方向を80°以上の急角度で変化させる。
The
すなわち、ナノバブル発生器5は、一方向である鉛直上方向端部近傍に設けられ、媒体液及び気体を供給する液体供給部としての供給管11と、鉛直上方向から他方向である鉛直下方向へ向かう旋回流を発生させる外筒部12と、外筒部12の内側に設けられ、鉛直下方向の端部が開口した状態で設けられた円筒状の内筒部13と、内筒部13から延設され、内筒部13から供給される媒体液の旋回方向を変化させるカーブ部13bと、カーブ部13bから供給される媒体液を旋回させる第3の円筒部14と、第3の円筒部14から供給される媒体液を貯留する貯留タンク16とを有する。
That is, the
これにより、ナノバブル発生器5は、3度に亘って旋回流の進行方向を変化させることができるため、効果的に気泡を砕いてより多くのナノバブルを媒体液中に発生させて微細気泡液を生成し、貯留タンク16に貯留することができる。
Thereby, since the
貯留タンク16は、鉛直上方向に接続された排出管19に媒体液を供給する。排出管19は、微細気泡液を補助部7へ供給する。
The
補助部7は、供給管11よりも細い径を有する管状部材である。補助部7は、ナノバブル発生器5に対して媒体液を供給する供給管11よりも断面積が小さく形成されており、補助部7の内部において、供給管11よりも圧力が大きくなる。補助部7は、内部で微細気泡液に大きい圧力を加えることができ、高圧力の効果により微細気泡液中のナノバブルを増加させ、供給された微細気泡液を貯液槽2に放出する。
The
ヘンリーの法則により、液体に加わる圧力が大きいと気体の溶解度が向上する。したがって、気体の存在下で液体に圧力をかけ、急激に圧力を下げることにより、溶解していた気体が液体中で微細気泡となることが知られている。 According to Henry's Law, the solubility of a gas improves when the pressure applied to the liquid is large. Therefore, it is known that when a pressure is applied to a liquid in the presence of gas and the pressure is rapidly decreased, the dissolved gas becomes fine bubbles in the liquid.
すなわち、ナノバブル発生器5において、高速旋回によって気体が媒体液中に拡散し、微細気泡液が生成される。この微細気泡液は、ナノオーダーだけでなく、マイクロオーダー及びミリオーダーの気泡をも内包している。補助部7は、高圧力によって気体の溶解度が向上した状態の微細気泡液を貯液槽2に放出することにより、高圧の微細気泡液を一気に大気圧へ開放する。この結果、微細気泡液が内包するナノバブルが増大するのではないかと考えられる。また、補助部7内部の高圧力により気泡が潰れて小さくなる効果も考えられる。
That is, in the
補助部7の形状は特に限定されず、円管や角管など種々の形状のものを使用することができる。また、その材質に制限はなく、プラスチックやガラス、金属など種々の材料を用いることができる。補助部7の断面積は、供給管11の断面積よりも小さく形成される。好ましくは、供給管11の断面積を1としたとき、補助部7の断面積が好ましくは0.1〜0.6(0.1以上、0.6以下、以下同様の意味で〜を使用する)、より好ましくは0.15〜0.5、さらに好ましくは0.2〜0.45である。断面積が小さすぎると、ナノバブル生成装置1全体における媒体液及び微細気泡液の流量が減少し、高速旋回による微細気泡の発生効果が低下する一方、断面積が大きいと高圧力による微細気泡の増加効果が得られないからである。
The shape of the
補助部7の長さは、特に制限はないが、好ましくは0.5〜10m、より好ましくは1〜8m、さらに好ましくは2〜7mの範囲内である。短すぎると、高圧になる時間も短くなるため、微細気泡の増加効果を十分に得ることができず、長すぎるとナノバブル生成装置1全体における媒体液及び微細気泡液の流量が減少してしまうからである。なお、補助部7の断面積及び長さは、ポンプ4及びナノバブル発生器5の性能に応じて適宜選択される。
Although the length of the auxiliary |
ナノバブル生成装置1は、複数回に亘って貯液槽2に貯留された微細気泡液を循環させて十分な量のナノバブルを含有する微細気泡液を生成する。この微細気泡液は、気泡液排出部8を介して排出される。なお、ナノバブル生成装置1は、気泡液排出部8の後段に貯留タンク(図示せず)を有しており、ユーザの要望に応じて貯留タンクから微細気泡液を供給すると共に、当該貯留タンクの容量に応じて微細気泡液を生成するようにしてもよい。
The
次に、ナノバブル生成装置1について行った実験の結果について説明する。
Next, the result of the experiment performed on the
ナノバブル発生器5(MN−20、株式会社テックコーポレーション製)に対し、補助部7として軟質塩化ビニル製のブレードホースを接続し、10分間に亘って稼働させた。本実施例では、補助部7の径と長さを変化させて実験を行った。媒体液としてはフィルターで異物を濾過した水を20リットル使用し、気体として酸素ガスを使用した。なお、供給管11の直径(内径)は15mmであった。また、酸素ガスは、ポンプ4の後段に設けられたポートから取り入れられた。
A blade hose made of soft vinyl chloride was connected as the
ポンプ4としてはSUS製汎用渦流タービンポンプ20NPD07Z(株式会社ニクニ製)を使用し、稼働時間が0分、5分、10分のときの貯液槽2から微細気泡液を抽出し、溶存酸素量の測定を行った。溶存酸素量の測定は、ポータブル溶存酸素系DO−31P(高濃度タイプ、東亜ディーケーケー株式会社製)を使用した。表1及び図2に、補助部7の直径(内径)と長さを変化させたときの溶存酸素量を示している。なお図2は、補助部7の長さと、ナノバブル生成装置1を10分間稼働させたときとの関係を示しており、プロットマークの形状によって補助部7の直径を示している。
As the
表1及び図2からわかるように、運転時間が10分の場合において、直径が12mmのときには38.2mg/lであったDO(Dissolved Oxygen)値は、補助部7の長さに拘わらず、直径が9mm以下の補助部7を用いることにより、43.0mg/l異常に上昇した。特に、直径が8mm及び9mmの補助部7を使用した場合には、いずれもDO値が49mg/l以上と、高い値を示した。
As can be seen from Table 1 and FIG. 2, when the operating time is 10 minutes, the DO (Dissolved Oxygen) value that was 38.2 mg / l when the diameter was 12 mm was irrespective of the length of the
供給管11の直径が15mmであることから、供給管11を径方向に切ったときの断面積を「1」としたとき、直径12mm、9mm、8mm、6mmの補助部7の断面積はそれぞれ「0.64」、「0.36」、「0.28」、「0.16」である。従って、供給管11の断面積を「1」としたとき、補助部7の断面積を0.1〜0.6、より好ましくは0.15〜0.5、さらに好ましくは0.2〜0.45に設定することにより、DO値を向上させることができることがわかった。
Since the diameter of the
また、補助部7の径及び長さを変えたときの運転時間10分の微細気泡液に関して、粒子測定器(日本カンタムデザイン株式会社製、ナノ粒子解析システムNono Sight)を用いて粒子数の測定を行った。なお表2において、原水とは、異物除去用のフィルターを通過させた水道水であり、ナノバブル生成装置1に供給される媒体液となるものである。
In addition, regarding the fine bubble liquid with an operation time of 10 minutes when the diameter and length of the
表2から分かるように、DO値が高くなると粒子数も増加しており、粒子の大きさではなく、粒子数の上昇によってDO値が増加しており、ナノバブルが確実に増加していることが確認された。 As can be seen from Table 2, as the DO value increases, the number of particles also increases, and the DO value increases due to the increase in the number of particles, not the size of the particles, and the nanobubbles increase reliably. confirmed.
表3及び表4に、ナノバブル生成装置1において補助部7の径と長さを変化させたときの水圧と水量との関係を示す。ポンプの稼働条件は以下の通りである。
ポンプA:60Hz
ポンプB:55Hz
なお、ポンプBは表1の実験で使用したものと同じであり、10分間稼働させたときのDO値を併せて示している。
Tables 3 and 4 show the relationship between the water pressure and the amount of water when the diameter and length of the
Pump A: 60Hz
Pump B: 55Hz
The pump B is the same as that used in the experiment of Table 1, and also shows the DO value when operated for 10 minutes.
図3に、水圧と水量との関係を示している。ポンプA、ポンプBのいずれにおいても、補助部7の径や長さに関係なく、水圧が高まると水量が低下している事が分かる。なお、グラフにおいて「8A」とあるのは、径が8mm、ポンプAを使用しているという意味である。
FIG. 3 shows the relationship between the water pressure and the amount of water. In both pump A and pump B, it can be seen that the amount of water decreases as the water pressure increases regardless of the diameter or length of the
図4に示したように、補助部7の径が12mmのときには、水圧が0.43MPaであり、DO値は38.2mg/lであったが、径が6mm、8mmのときにはいずれもDO値が40mg/l以上、水圧も0.5MPa以上と高い値を示した。このことから、水圧を高く設定することにより、DO値を高めることができることがわかる。なお、図3に示したように、水圧の上昇に伴って水量が低下するが、水量よりも水圧が大きく影響し、DO値を上昇させることが確認された。
As shown in FIG. 4, when the diameter of the
以上の構成によれば、本発明の微細気泡生成装置(ナノバブル生成装置1)は、
物理的な衝突作用により、媒体液に気体を含有させて微細気泡を発生させる微細気泡発生部(ナノバブル発生器5)と、
微細気泡発生部に対して媒体液を供給する供給管(供給管11)と、
微細気泡発生部における液圧を高めると共に、当該高められた液圧を開放する補助部(補助部7)とを有する。
According to the above configuration, the fine bubble generating device (nanobubble generating device 1) of the present invention is
A fine bubble generating part (nanobubble generator 5) for generating fine bubbles by containing a gas in the medium liquid by a physical collision action;
A supply pipe (supply pipe 11) for supplying the medium liquid to the fine bubble generating section;
It has an auxiliary part (auxiliary part 7) for increasing the hydraulic pressure in the fine bubble generating part and releasing the increased hydraulic pressure.
これにより、微細気泡生成装置は、物理的な衝突作用により微細気泡を含有させると共に気体と媒体液との接触面積を増大させた状態で液圧を高めてより多くの気体を媒体液に溶解させて微細気泡液とし、この圧力を開放することで微細気泡をさらに発生させることができ、微細気泡液中のナノバブル含有量を増大させ得る。 As a result, the micro-bubble generating device increases the hydraulic pressure in a state where the micro-bubbles are contained by the physical collision action and the contact area between the gas and the medium liquid is increased, and more gas is dissolved in the medium liquid. By forming a fine bubble liquid and releasing this pressure, fine bubbles can be further generated, and the nanobubble content in the fine bubble liquid can be increased.
微細気泡発生部は、高速旋回を用いて媒体液に微細気泡を発生させることにより、効果的に多くのナノバブルを含有する微細気泡液を生成できる。 The fine bubble generating unit can effectively generate a fine bubble liquid containing many nanobubbles by generating fine bubbles in the medium liquid using high-speed rotation.
微細気泡発生部において、高められた液圧は、0.46MPa以上である。これにより、高い液圧の効果によって微細気泡液中のナノバブル含有量を増大させ得る。 In the fine bubble generating part, the increased hydraulic pressure is 0.46 MPa or more. Thereby, the nanobubble content in the fine bubble liquid can be increased by the effect of high hydraulic pressure.
補助部は、微細気泡発生部によって生成された微細気泡液を通過させる管状部材で形成され、供給管の長さ方向に対して垂直な断面の断面積を1.0としたとき、微細気泡液を排出する排出口の面積が0.1〜0.6である。 The auxiliary part is formed of a tubular member that allows the fine bubble liquid generated by the fine bubble generation part to pass through. When the cross-sectional area of the cross section perpendicular to the length direction of the supply pipe is 1.0, the fine bubble liquid The area of the discharge port for discharging is 0.1 to 0.6.
これにより、微細気泡生成装置は、簡易な構成で微細気泡発生部に対して液圧を高める事ができると共に、排出口から一気に液圧を開放できる。 Thereby, the fine bubble generating apparatus can increase the hydraulic pressure with respect to the fine bubble generating unit with a simple configuration, and can release the hydraulic pressure at once from the discharge port.
補助部は、長さが0.5〜10mである。これにより、微細気泡生成装置は、補助部の長さを利用して、微細気泡水が微細気泡生成装置に滞留する時間を稼ぐことができ、溶存酸素量を高めてナノバブルを増大させ得る。 The auxiliary part has a length of 0.5 to 10 m. Thereby, the fine bubble production | generation apparatus can earn time for fine bubble water to stay in a fine bubble production | generation apparatus using the length of an auxiliary | assistant part, can raise the amount of dissolved oxygen, and can increase a nano bubble.
補助部は、供給管へ媒体液を供給するときに媒体液に加えられる液圧を10%以上増大させる。これにより、微細気泡生成装置は、ポンプ4の性能に拘わらず、ナノバブルを増大させる効果を確実に得ることができる。
The auxiliary unit increases the hydraulic pressure applied to the medium liquid by 10% or more when the medium liquid is supplied to the supply pipe. Thereby, the fine bubble generating apparatus can reliably obtain the effect of increasing the nanobubbles regardless of the performance of the
微細気泡液を冷却する冷却部が設けられている。これにより、微細気泡生成装置は、微細気泡水における溶存酸素量を高めてナノバブルを増大させ得る。 A cooling unit for cooling the fine bubble liquid is provided. Thereby, the fine bubble production | generation apparatus can raise the amount of dissolved oxygen in fine bubble water, and can increase a nano bubble.
媒体液を貯留する貯留槽(貯液槽2)を有し、補助部は、貯留槽に対して微細気泡液を供給することにより、微細気泡発生部及び補助部に対して微細気泡液を循環させる。これにより、微細気泡生成装置は、微細気泡液を媒体液として、複数回に亘って微細気泡発生部及び補助部に循環させるため、微細気泡液におけるナノバブルを増大させ得る。 It has a storage tank (liquid storage tank 2) for storing the medium liquid, and the auxiliary part circulates the fine bubble liquid to the fine bubble generating part and the auxiliary part by supplying the fine bubble liquid to the storage tank. Let Thereby, since the fine bubble generating apparatus circulates the fine bubble liquid as the medium liquid to the fine bubble generation unit and the auxiliary part over a plurality of times, the nanobubbles in the fine bubble liquid can be increased.
補助部は、後段に設けられた開放槽(貯液槽2)に対して微細気泡液を供給する。これにより、補助部は、簡易な構成で微細気泡液の液圧を開放できる。 The auxiliary unit supplies the fine bubble liquid to the open tank (liquid storage tank 2) provided in the subsequent stage. Thereby, the auxiliary | assistant part can open | release the liquid pressure of fine bubble liquid with a simple structure.
補助部は、供給管の長さ方向に対して垂直な断面の断面積を1.0としたとき、断面積が0.1〜0.6の管状部材である。これにより、微細気泡生成装置は、簡易な構成で微細気泡発生部に対して液圧を高める事ができると共に、排出口から一気に液圧を開放できる。 The auxiliary portion is a tubular member having a cross-sectional area of 0.1 to 0.6 when the cross-sectional area of the cross section perpendicular to the length direction of the supply pipe is 1.0. Thereby, the fine bubble generating apparatus can increase the hydraulic pressure with respect to the fine bubble generating unit with a simple configuration, and can release the hydraulic pressure at once from the discharge port.
また、微細気泡生成装置は、物理的な衝突作用により、媒体液中と気体とを混合して微細気泡を含有する微細気泡液を生成する微細気泡生成部と、
微細気泡生成部に対して媒体液を供給する供給管とを有し、
供給管の長さ方向に対して垂直な断面の断面積を1.0としたとき、微細気泡液を排出する排出口の面積が0.1〜0.6である。
Further, the fine bubble generating device, by a physical collision action, mixes the medium liquid and the gas to generate a fine bubble liquid containing fine bubbles,
A supply pipe for supplying the medium liquid to the fine bubble generating unit,
When the cross-sectional area of the cross section perpendicular to the length direction of the supply pipe is 1.0, the area of the discharge port for discharging the fine bubble liquid is 0.1 to 0.6.
これにより、微細気泡生成装置は、微細気泡液中のナノバブル含有量を増大させ得る。 Thereby, the microbubble production | generation apparatus can increase nanobubble content in a microbubble liquid.
さらに、微細気泡生成装置は、物理的な衝突作用により、媒体液中と気体とを混合して微細気泡を含有する微細気泡液を生成する微細気泡生成部と、
微細気泡生成部に対して媒体液を供給する供給管と、
微細気泡液を通過させ、供給管よりも断面積が小さく、1.0〜10mの管状部材からなる補助部とを有する。
Furthermore, the fine bubble generating device mixes the medium liquid and the gas by a physical collision action to generate a fine bubble liquid containing fine bubbles,
A supply pipe for supplying a medium liquid to the fine bubble generating unit;
The microbubble liquid is allowed to pass through, and the cross-sectional area is smaller than that of the supply pipe, and the auxiliary part is formed of a tubular member having a thickness of 1.0 to 10 m.
これにより、微細気泡生成装置は、微細気泡が補助部を通過する時間だけ長く気体と媒体液とを接触させて溶存気体量を増大させ得、結果として微細気泡液中のナノバブルを増大させることができる。また、断面積が小さい管状部材を使用するため、微細気泡液の滞留時間を短くでき、気体の分離を生じさせにくくできる。なお、供給管及び管状部材としては、複数本を並行して使用しても良い。 As a result, the fine bubble generating device can increase the amount of dissolved gas by bringing the gas and the medium liquid into contact with each other for a long time during which the fine bubbles pass through the auxiliary part, and as a result, the nanobubbles in the fine bubble liquid can be increased. it can. Further, since a tubular member having a small cross-sectional area is used, the residence time of the fine bubble liquid can be shortened, and gas separation can be hardly caused. A plurality of supply pipes and tubular members may be used in parallel.
また、微細気泡生成方法は、物理的な衝突作用により、媒体液中と気体とを混合して微細気泡を含有する微細気泡液を生成する際、
微細気泡液の液圧を、媒体液が供給されるときに加えられる液圧よりも高めた状態で微細気泡を含有させ、当該液圧を開放する。
In addition, the fine bubble generation method generates a fine bubble liquid containing fine bubbles by mixing the medium liquid and the gas by a physical collision action.
The fine bubbles are contained in a state where the liquid pressure of the fine bubble liquid is higher than the liquid pressure applied when the medium liquid is supplied, and the liquid pressure is released.
これにより、ポンプ能力よりも高い液圧においてより多くの微細気泡を生成できる。 Thereby, more fine bubbles can be generated at a hydraulic pressure higher than the pump capacity.
さらに、微細気泡生成方法は、0.46MPa以上の液圧を加えた状態で、物理的な衝突作用を生じさせることにより、媒体液中と気体とを混合して微細気泡を含有させた後、液圧を開放させる。 Furthermore, in the fine bubble generation method, after adding a liquid pressure of 0.46 MPa or more and causing a physical collision action, the medium liquid and the gas are mixed to contain fine bubbles, Release fluid pressure.
これにより、媒体液に効果的に気体を溶解させ得、多くの微細気泡を生成できる Thereby, gas can be dissolved effectively in the medium liquid, and many fine bubbles can be generated.
<他の実施の形態>
なお上述の実施の形態においては、補助部7は、直線状に配置されるようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、例えば図2に示すように、補助部27がコイル状に巻かれた状態で配置されても良く、また蛇行させたり、ジグザグに配置されたりしても良い。補助部を配置可能なスペースや補助部の材質などの特性によって、自由な状態で配置させることができる。また、補助部7としては、複数の管状部材を使用することも可能である。供給管11についても同様である。
<Other embodiments>
In the above-described embodiment, the case where the
また上述の実施の形態においては、高速旋回によるナノバブル発生器として、3回角度を急変化させるナノバブル発生器5を使用する場合について述べた。本発明はこれに限らず、例えば図2に示すように、第3の円筒部14を有さないナノバブル発生器25でもよく、要は高速旋回を利用してナノバブルを発生できる構成を有していればよい。また、必ずしも高速旋回させる必要はなく、例えば複数回に亘って媒体液を蛇行させるなどして物理的な衝突作用を生じさせることにより微細気泡を発生させても良い。
Moreover, in the above-mentioned embodiment, the case where the
さらに、上述の実施の形態においては、貯液槽2に媒体液及び微細気泡液を貯留し、一定時間に亘ってナノバブル発生器5及び補助部7を循環させる、いわゆるバッチ式方式で微細気泡液を生成する場合について述べた。本発明はこれに限らず、例えば図2に示すように、媒体液をナノバブル発生器25及び補助部27に供給し、そのまま気泡液排出部8から排出される、いわゆる連続式で微細気泡液を生成しても良い。もちろん、ナノバブル発生器25及び補助部27を2セット以上繋げることも可能である。この場合、補助部27から一気に圧力を開放するため、開放槽28が設けられることが好ましい。開放槽28は、密閉されていてもよく、例えば上部が開放されていても良い。補助部27から供給される微細気泡液は、開放槽28に貯留された微細気泡液の中に開放されても良く、微細気泡液の上部に形成された空気層に解法されても良い。
Furthermore, in the above-described embodiment, the medium liquid and the fine bubble liquid are stored in the
また、上述の実施の形態においては、ナノバブルの生成を常温で行い、水温についての調整を特に行わないようにした場合について述べた。気体の溶解度は、液温が低下すると高くなる。このため、補助部7における液温を低下させるよう、冷却機能を付加することができる。例えば、補助部7の周囲に冷却装置を設けたり、貯液槽2に冷却装置を設けることができる。この場合、冷却される部位は金属やガラスなど、熱伝導率の高い材質で形成されることが好ましい。これにより、より多くの気体を媒体液に溶解させることができ、補助部7の効果を一段と高めることができる。
Moreover, in the above-mentioned embodiment, the case where generation of nanobubbles was performed at room temperature and adjustment for water temperature was not performed was described. The solubility of gas increases as the liquid temperature decreases. For this reason, a cooling function can be added so that the liquid temperature in the auxiliary |
また上述の実施の形態においては、補助部として補助部7を設けるようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、例えば図6に示すように、ナノバブル発生器5に接続された排出管19の先端の排出口の面積を制限してもよく、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。この場合、排出管19が補助部としての役割を果たす。面積の制限としては、単数又はシャワーのように複数の孔を設けることができる。また、排出口に可動式の弁を形成し、排出口の面積を自由に設定するようにしても良い。これにより、状況に応じてナノバブルの含有量を調整可能にできる。
Moreover, in the above-mentioned embodiment, the case where the auxiliary |
さらに上述の実施の形態においては、ナノバブル生成装置1を単体で使用するようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、例えばナノバブル生成装置1を電解水生成装置と併用し、生成された電解水を媒体液としてナノバブル電解水を生成しても良い。
Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the
さらに上述の実施の形態においては、微細気泡発生部としてのナノバブル発生器5と、供給管としての供給管11と、補助部としての補助部7とによって微細気泡生成装置としてのナノバブル生成装置1を構成するようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、種々の構成による微細気泡発生部と、供給管と、補助部とによって本発明の微細気泡生成装置を構成するようにすしても良い。
Furthermore, in the above-described embodiment, the
本発明は、例えばナノバブルを含有するナノバブル水を生成するナノバブル生成装置に使用することができる。 The present invention can be used, for example, in a nanobubble generating device that generates nanobubble water containing nanobubbles.
1 :ナノバブル生成装置
2 :貯液槽
3 :媒体液供給部
4 :ポンプ
5,25 :ナノバブル発生器
7,27 :補助部
8 :気泡液排出部
11 :供給管
12 :外筒部
12b :端面
13 :内筒部
13a :直線部
13b :カーブ部
14 :第3の円筒部
15 :開口部
16 :貯留タンク
19 :排出管
28 :開放槽
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Nano bubble production | generation apparatus 2: Liquid storage tank 3: Medium liquid supply part 4:
Claims (13)
前記微細気泡発生部に対して前記媒体液を供給する供給管と、
前記排出管に接続され、管状部材で形成され、前記供給管の長さ方向に対して垂直な径方向の断面の断面積を1.0としたとき、前記管状部材の径方向の断面積が0.1〜0.6であり、前記微細気泡液を通過させて前記微細気泡発生部における液圧を高めると共に、前記微細気泡液を排出口から排出する際、当該高められた液圧を開放する補助部と
を有し、
前記補助部は、
長さ1〜7mであり、前記高められた液圧が0.46MPa以上、0.61MPa以下である
ことを特徴とする微細気泡生成装置。 A cylindrical member that generates a fine bubble liquid by a high-speed swirling method that generates nano- sized fine bubbles in a medium liquid by a swirling flow that travels in a direction substantially perpendicular to the swirling direction, and a fine bubble liquid that is supplied from the cylindrical member And a fine bubble generating part having a storage tank for discharging the fine bubble liquid from an upper discharge pipe ,
A supply pipe for supplying the medium liquid to the fine bubble generating unit;
When the cross sectional area of the radial cross section perpendicular to the longitudinal direction of the supply pipe connected to the discharge pipe is 1.0, the radial cross sectional area of the tubular member is is 0.1 to 0.6, the passed through a fine bubble solution to increase the hydraulic pressure in the micro bubble generating portion, when discharging the fine bubbles liquid from the discharge port, opening the elevated fluid pressure And an auxiliary part to
The auxiliary part is
A microbubble generator characterized by having a length of 1 to 7 m and an increased hydraulic pressure of 0.46 MPa or more and 0.61 MPa or less.
0.50MPa以上である
ことを特徴とする請求項1に記載の微細気泡生成装置。 The increased hydraulic pressure is
It is 0.50 MPa or more. The fine bubble generating apparatus according to claim 1, wherein
樹脂製のホースでなる
ことを特徴とする請求項1〜2のいずれかに記載の微細気泡生成装置。 The auxiliary part is
It consists of resin hoses. The microbubble production | generation apparatus in any one of Claims 1-2 characterized by the above-mentioned.
前記微細気泡液を前記排出口から排出する際、当該高められた液圧を大気圧まで一気に開放する
ことを特徴とする請求項1に記載の微細気泡生成装置。 The auxiliary part is
The fine bubble generating device according to claim 1, wherein when the fine bubble liquid is discharged from the discharge port, the increased liquid pressure is released to atmospheric pressure all at once.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の微細気泡生成装置。 The auxiliary section has a radial cross-sectional area of the tubular member of 0.4 to 0.6 when a cross-sectional area of a radial cross-section of the supply pipe is 1.0. The fine bubble generating apparatus according to 1 or 2.
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の微細気泡生成装置。 The cooling device for cooling the fine bubble liquid is provided. The fine bubble generation device according to any one of claims 1 to 5.
前記補助部は、
前記貯留槽に対して前記微細気泡液を供給することにより、
前記微細気泡発生部及び前記補助部に対して前記微細気泡液を循環させる
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の微細気泡生成装置。 A storage tank for storing the medium liquid;
The auxiliary part is
By supplying the fine bubble liquid to the storage tank,
The microbubble generator according to any one of claims 1 to 6, wherein the microbubble liquid is circulated through the microbubble generator and the auxiliary unit.
開放槽である
ことを特徴とする請求項7に記載の微細気泡生成装置。 The storage tank is
It is an open tank. The microbubble production | generation apparatus of Claim 7 characterized by the above-mentioned.
径の変化しない管状部材である
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の微細気泡生成装置。 The auxiliary part is
The microbubble generator according to any one of claims 1 to 8, wherein the microbubble generator is a tubular member whose diameter does not change.
直径が6.0〜9.0mmである
ことを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の微細気泡生成装置。 The auxiliary part is
The diameter is 6.0 to 9.0 mm. The fine bubble generating device according to any one of claims 1 to 9, wherein
前記貯留タンクの内部に設けられている
ことを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の微細気泡生成装置。 The cylindrical member is
It is provided in the inside of the said storage tank. The microbubble production | generation apparatus in any one of Claims 1-10 characterized by the above-mentioned.
複数の円筒部を有し、当該複数の円筒部間において前記旋回流の進行方向を急角度で変化させるIt has a plurality of cylindrical parts and changes the direction of travel of the swirl flow at a steep angle between the plurality of cylindrical parts
ことを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載の微細気泡生成装置。The fine bubble generating apparatus according to any one of claims 1 to 11.
前記排出管に接続され、径方向の直径が6.0〜9.0mmでなり、1〜7mの管状部材を通過させてから前記0.46MPa以上、0.61MPa以下の液圧を開放する
ことを特徴とする微細気泡生成方法。 In a state where a liquid pressure of 0.46 MPa or more and 0.61 MPa or less is applied by a high-speed swirling method in which a swirling flow is advanced in a traveling direction substantially perpendicular to the swirling direction to generate nano-order fine bubbles in the medium liquid. by storing after swirling the liquid medium and the gas, after generating microbubbles liquid containing micro-bubbles by mixing the said liquid medium gas discharged at the top of the storage tank the fine air bubble liquid Drain from the tube,
It is connected to the discharge pipe, the diameter in the radial direction is 6.0 to 9.0 mm, and the hydraulic pressure of 0.46 MPa or more and 0.61 MPa or less is released after passing through a tubular member of 1 to 7 m. A method for generating fine bubbles.
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