JP2000000563A - Apparatus and method for improving liquid quality - Google Patents

Apparatus and method for improving liquid quality

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JP2000000563A
JP2000000563A JP11104122A JP10412299A JP2000000563A JP 2000000563 A JP2000000563 A JP 2000000563A JP 11104122 A JP11104122 A JP 11104122A JP 10412299 A JP10412299 A JP 10412299A JP 2000000563 A JP2000000563 A JP 2000000563A
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vortex
liquid quality
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Teruo Masumoto
輝男 増本
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英則 大隈
Mamoru Tanaka
守 田中
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve liquid quality by accelerating the destruction of bacterial cells or deactivation of bacteria by positively utilizing cavitation bubbles by forming liquid jet streams in a closed space such as a rectangular box or a cylindrical space and generating liquid jet streams and generating vortex streams in the jet streams and generating dynamic vortex streams in the vortex streams. SOLUTION: A liquid quality modifying apparatus 1 is constituted of a turbulent flow generation box 2 and a duplex nozzle 3. The duplex nozzle 3 is constituted of a cavitation generation part 5 and a gas-liquid introducing part 6. Further, the cavitation generation part 5 is formed in the turbulent flow generating box 2 and the gas introducing part 6 is formed of a liquid introducing part 7 and a gas introducing part 8. A jet hole 14 is opened to one side wall of the turbulent flow generation part 2 and an axial liquid introducing port 15 and a radial liquid introducing port 16 are opened to the liquid introducing part 7 and an axial gas introducing hole 18 is opened to the gas introducing part 8 and a cavitation generating nozzle is formed by the jet hole 4 and the axial liquid introducing hole 15. A liquid discharge port 19 is opened to the other side wall of the turbulent flow generation box 2.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は、キャビテーション
を利用して液体の脱気、混合、攪拌、殺菌、殺虫、分
解、乳化等を行う液質改質装置及び液質改質方法に関す
る。更に詳しくは、液体を噴出させて積極的にキャビテ
ーションを起こし、そのキャビテーション・エロージョ
ンの作用による生物細胞の破壊、液中の有害な塩素ガス
等の溶存気体の脱気、液体への物質の混合・攪拌、液中
の菌の殺菌、寄生虫の殺虫、有機物の分解、油の乳化
等、その液質を改質するための液質改質装置及び液質改
質方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid quality reforming apparatus and method for performing degassing, mixing, stirring, sterilization, insecticide, decomposition, emulsification, and the like of a liquid using cavitation. More specifically, cavitation is actively generated by ejecting liquid, destroying biological cells by the action of cavitation erosion, degassing of dissolved gas such as harmful chlorine gas in liquid, mixing of substances into liquid, The present invention relates to a liquid quality reforming apparatus and a liquid quality reforming method for reforming liquid quality such as stirring, sterilization of bacteria in a liquid, killing of parasites, decomposition of organic matter, emulsification of oil, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】液体中のガス、雑菌などを分離・破壊し
てそのガス、雑菌等の特有の効果を減殺する技術、例え
ば湖水中のアオコ、飲料水・浴槽の水中のレジオネラ属
菌の細胞活性を消失させること、水道水中に溶存する塩
素を除去する等の有効な技術が求められている。これら
の土壌、池・沼、湖、河川などの淡水に生息する自然環
境中のレジオネラ属菌に加えて、空調用冷却塔水、ため
水、切削油、家庭・業務用の給湯器中の水、公園の噴
水、超音波・蒸留式加湿器中の水、循環式渦流浴(通称
24時間風呂)用水、歯科治療用スプレー水、病院内の
多種用途の水の中で増殖する人工的環境中のレジオネラ
属菌の生理・細胞活性の無効化が特に要求されている。
2. Description of the Related Art Techniques for separating and destroying gas and various bacteria in a liquid to reduce the specific effects of the gas, various bacteria, etc., for example, blue-green algae in lake water, cells of the genus Legionella in drinking water and bathtub water. There is a need for effective techniques such as eliminating the activity and removing chlorine dissolved in tap water. In addition to the Legionella spp. In the natural environment that lives in fresh water such as soil, ponds and swamps, lakes, and rivers, cooling tower water for air conditioning, irrigation water, cutting oil, and water in home and commercial water heaters , Fountains in parks, water in ultrasonic / distillation humidifiers, water for circulating whirlpools (so-called 24-hour baths), spray water for dental treatments, and artificial environment growing in multipurpose water in hospitals In particular, there is a particular need to inactivate the physiological and cellular activities of Legionella spp.

【0003】1996年現在で40種以上も知られてい
るこのようなレジオネラ属菌は、(0.3〜0.7)・
(2〜5)ミクロンのグラム陰性菌であるが、好気性で
あるため大気に触れる水の中で容易に増殖し人体に悪影
響を与えるだけでなく、半導体製造用の超純水中で増殖
して半導体製造の歩留まりを悪くしている。レジオネラ
属菌は、培養時間が大腸菌に比べてきわめて長く、その
存在の確認に手間取り有効な対処が遅れがちである。緑
藻類などと共生し細胞外代謝産物を炭素源、エネルギー
源として利用し、生体中のマクロファージや同一環境で
生息しているアメーバのような原生動物の細胞内でも増
殖するため通性細胞内増殖細菌ともいわれるレジオネラ
属菌の有効な退治が特に求められている。
[0003] As of 1996, more than 40 species of such Legionella spp. Are known (0.3-0.7).
(2-5) Gram-negative micron of micron, but it is aerobic and easily proliferates in water that comes into contact with the air, not only adversely affecting the human body, but also proliferating in ultrapure water for semiconductor production. This has reduced the yield of semiconductor manufacturing. The culture time of Legionella spp. Is much longer than that of Escherichia coli, and it takes a lot of time to confirm the existence of Escherichia coli. A facultative intracellular bacterium that coexists with green algae, uses extracellular metabolites as a carbon source and energy source, and proliferates in the cells of protozoa such as macrophages in the body and amoeba living in the same environment. There is a particular need for effective elimination of Legionella spp.

【0004】一方、アオコなどの破壊のために、ジェッ
ト・キャビテーションを利用することが提案されてい
る。ジェット流を衝撃板にぶつける際の衝撃でアオコ、
淡水赤潮と呼ばれる有害植物プランクトンの無効化装置
の実用化もされているが、一般に生物活性の無効化技術
は、緒についたばかりである。キャビテーションによる
物理的活性は、キャビテーション・エロージョンといわ
れる一連の物理的・技術的熟語に示されるように、古く
から知られている。
[0004] On the other hand, it has been proposed to use jet cavitation for destroying blue-green algae and the like. Aoko with the impact when the jet stream hits the impact plate,
Although a device for disabling harmful phytoplankton called freshwater red tide has been put into practical use, a technology for disabling biological activity has just begun. The physical activity due to cavitation has been known for a long time, as shown by a series of physical and technical idioms called cavitation erosion.

【0005】イケス、魚養殖装置等の海水又は水には、
各種の空気中の成分を主とする気体が含まれている。酸
素、窒素、二酸化炭素等の常温で気体である空気中の各
種成分が含まれている。更に魚類が排出する有害なアン
モニアが微生物等の作用によって変わった亜硝酸(HN
2)、亜硝酸塩、硝酸塩等の成分となることが知られ
ている。又、深層海水は、植物の成長に必要な無機栄養
塩類、燐酸塩、珪酸塩に富んでいる。水道水等の真水の
場合、消毒のために塩素等も含んだものである。
[0005] Sea water or water for ikesu, fish farming equipment, etc.
It contains gases mainly composed of various components in the air. It contains various components in air that is a gas at normal temperature, such as oxygen, nitrogen, and carbon dioxide. In addition, harmful ammonia emitted by fish is converted to nitrite (HN)
It is known to be a component such as O 2 ), nitrite and nitrate. Deep seawater is rich in mineral nutrients, phosphates and silicates necessary for plant growth. In the case of fresh water such as tap water, it contains chlorine and the like for disinfection.

【0006】これらのものは、水中の生物には、概ね有
害なものとなるので、可能な限り除去するか生物に影響
のない安定した塩類に変えることが望ましい。しかしな
がら、これらの有害物質を化学薬品で中和等により安定
化、又は選択的に吸着させることは限られた容量である
魚養殖装置では事実上不可能である。
[0006] Since these substances are generally harmful to organisms in water, it is desirable to remove them as much as possible or to change them into stable salts which do not affect the organisms. However, it is practically impossible to stabilize or selectively adsorb these harmful substances with chemicals by neutralization or the like with a fish culture apparatus having a limited capacity.

【0007】すなわち、微量でも除去のための薬品が残
留すると生物で濃縮され、悪影響を残す。こうした問題
から、陸上の養殖装置は、大量の海水を汲み上げてリサ
イクルすることなく短期で廃棄されている。このために
エネルギーの消費と共に近海の海水を汚染する原因とも
なっている。
[0007] That is, if a small amount of a chemical for removal remains, it is concentrated in living organisms, leaving an adverse effect. Due to these problems, onshore aquaculture equipment is disposed of in a short time without pumping and recycling a large amount of seawater. For this reason, it consumes energy and causes polluting seawater in the near sea.

【0008】また、キャビテーションは、タービン・ブ
レードの金属表面を壊食することから知られているよう
に、物体を破壊する能力を有している。このようなキャ
ビテーションの破壊作用は嫌われているが、これを利用
しようとする技術は例外的に知られているだけであり、
一般的ではない。そのため、その研究も遅れている。ま
た、キャビテーション、高速ジェット流体の渦流は、複
雑系の力学により解析されるものであり、学問的にも未
熟であるから、試行錯誤的研究の成果をも取り入れつ
つ、理論的成果がすでに確定している研究結果とあわせ
て、工学的・実用的開発を進めることが好ましい。
[0008] Cavitation also has the ability to destroy objects, as is known from eroding the metal surfaces of turbine blades. While the destruction of cavitation is disliked, techniques that try to exploit it are only exceptionally known,
Not common. As a result, their research has been delayed. Cavitation and the vortex of a high-speed jet fluid are analyzed by the dynamics of a complex system, and they are inexperienced in learning.Theoretical results have already been determined while incorporating the results of trial and error research. It is preferable to proceed with engineering and practical development in conjunction with the results of research that has been conducted.

【0009】このような研究に基づく技術が先行して存
在する。同一発明者に係る特願平10−316020号
に示されるその先行技術は、空気導入を重要な技術事項
としている。しかし、そのような空気の積極的導入は、
細胞破壊、気液分離を目的とする場合はむしろ不適切で
あることが、その後の実証実験により明らかになってき
た。なお、本明細書において、キャビテーション、キャ
ビテーション泡、キャビテーション気泡は同義で用い
る。また、キャビテーション流、渦流も、同義で用い
る。更に、エロージョン、壊食も、同義で用いる。
[0009] Techniques based on such research exist in advance. The prior art shown in Japanese Patent Application No. 10-316020 of the same inventor makes air introduction an important technical matter. However, the active introduction of such air,
Subsequent demonstration experiments have revealed that it is rather inappropriate for the purpose of cell destruction and gas-liquid separation. In this specification, cavitation, cavitation bubbles, and cavitation bubbles are used synonymously. In addition, cavitation flow and eddy current are used synonymously. Furthermore, erosion and erosion are used synonymously.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような技
術的背景に基づいてなされたものであり、下記のような
目的を達成する。本発明の目的は、キャビテーション泡
を積極的に利用して細胞破壊又は細胞活性の無効化を効
率的に行う液質改質装置及び液質改質方法を提供するこ
とにある。本発明の他の目的は、キャビテーション泡を
積極的に利用して液中に溶存している気体の分離を効率
的に行う液質改質装置及び液質改質方法を提供すること
にある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made based on such a technical background, and achieves the following objects. An object of the present invention is to provide a liquid quality reforming apparatus and a liquid quality reforming method for effectively utilizing cavitation bubbles to efficiently destroy cells or invalidate cell activity. Another object of the present invention is to provide a liquid quality reforming apparatus and a liquid quality reforming method for efficiently separating gas dissolved in a liquid by actively utilizing cavitation bubbles.

【0011】本発明の更に他の目的は、キャビテーショ
ン泡の渦流を形成させて前記目的をより効果的に達成す
る液質改質装置及び液質改質方法を提供することにあ
る。本発明の更に他の目的は、キャビテーション泡の渦
流を移動させて前記目的をより効果的に達成する液質改
質装置及び液質改質方法を提供することにある。本発明
の更に他の目的は、キャビテーションされた後の液体
に、空気等の気体を混入させて効率的に液中の不要な気
体の脱気を行う液質改質装置及び液質改質方法を提供す
ることにある。
Still another object of the present invention is to provide a liquid quality reforming apparatus and a liquid quality reforming method which achieve the above object more effectively by forming a vortex of cavitation bubbles. It is still another object of the present invention to provide a liquid quality reforming apparatus and a liquid quality reforming method that achieve the above object more effectively by moving the vortex of cavitation bubbles. Still another object of the present invention is to provide a liquid quality reforming apparatus and a liquid quality reforming method for efficiently degassing unnecessary gas in a liquid by mixing a gas such as air into a liquid after cavitation. Is to provide.

【0012】本発明の更に他の目的は、キャビテーショ
ン効果を高めるための理論的・実験的な数学的条件を明
確にして技術の利用を容易化し効率的な細胞活性の無効
化、不純物の除去、液中の気体の脱気等を行う液質改質
装置及び液質改質方法を提供することにある。本発明の
更に他の目的は、以下に、実施の形態を通じてより具体
的に明らかにされるはずである。
Still another object of the present invention is to clarify theoretical and experimental mathematical conditions for enhancing the cavitation effect, to facilitate the use of the technology, to efficiently nullify cell activity, to remove impurities, An object of the present invention is to provide a liquid quality reforming apparatus and a liquid quality reforming method for degassing a gas in a liquid. Still other objects of the present invention will be more specifically described below through embodiments.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明による液質改質装
置及び液質改質方法は、既述の課題を解決するために次
のような手段が採用する。長方体状の箱本体、円筒空間
等のように閉鎖された空間に液体のジェット流を形成
し、そのジェット流の中に渦流を発生させ、その渦流の
中に動的渦流を発生させる。動的とは、その渦流の中心
領域が運動することである。
The liquid quality reforming apparatus and the liquid quality reforming method according to the present invention employ the following means to solve the above-mentioned problems. A liquid jet stream is formed in a closed space such as a rectangular box main body or a cylindrical space, a vortex is generated in the jet stream, and a dynamic vortex is generated in the vortex stream. Dynamic is movement of the central region of the vortex.

【0014】その中心領域の運動は、幾何学的運動であ
るが、物理的運動ではない。渦流を形成する水分子は、
激しい渦状の運動をするが、中心領域の運動と水分子の
運動とは、実質的には、全く関係がない。このような中
心領域の運動は、台風の移動に似ている。これらの閉じ
られた空間での運動は、本発明では乱流発生部又は乱流
発生手段ともいう。
The movement of the central region is a geometric movement, but not a physical movement. Water molecules that form eddies are
Although it has a violent spiral motion, the motion of the central region and the motion of the water molecule have substantially no relation. Such movement of the central region is similar to movement of a typhoon. The motion in these closed spaces is also referred to as a turbulence generating unit or a turbulence generating means in the present invention.

【0015】このようなキャビテーション泡の渦流中心
の運動は、箱又は筒等の閉鎖空間の内面を境界条件とす
る複雑な運動方程式により記述されるが、その厳密解を
求めることができない複雑系を形成している。微小な無
数の泡は、その泡の境界面は例えば球面の近傍の圧力・
応力勾配は極めて大きく、且つ、それは時間的に急激に
変化する。このような時間的変化を示す圧力・応力勾配
を持つ液体に触れる細胞は、その細胞活性を瞬時に失
う。また、その圧力勾配は、新たな泡の発生の種を生成
しながら、液中の気体の気化を促進し、その結果、気液
分離を促進する。
The motion of the center of the vortex of the cavitation bubble is described by a complicated equation of motion having the inner surface of a closed space such as a box or a cylinder as a boundary condition. Has formed. A myriad of tiny bubbles have a boundary surface of, for example, a pressure near the spherical surface.
The stress gradient is very large and changes rapidly with time. A cell that comes into contact with a liquid having a pressure / stress gradient showing such a temporal change instantly loses its cell activity. The pressure gradient also promotes the vaporization of the gas in the liquid, creating new seeds of bubble generation, and consequently the gas-liquid separation.

【0016】箱本体又は円筒等の容器に設けられている
入口から出口に向かって全体としての渦流は進むが、こ
のように進む途中で渦流を形成する。この渦流は、1つ
の出口について原則的に1つが発生し巨視的である。微
視的には、渦の発生初期では無数の渦が観測されるが、
全水分子のそれぞれの角運動量の合計が、1つの角運動
量となって現れる。このような渦流の中心領域は、2次
的にも動的であり、閉じた系即ち既述の境界条件下で、
周期的な閉じた運動を行う。
The eddy current as a whole proceeds from an inlet provided in a box body or a container such as a cylinder to an outlet, and a vortex is formed in the course of the eddy current. This eddy current is macroscopic, with one in principle occurring per outlet. Microscopically, countless vortices are observed at the beginning of vortex generation,
The sum of the respective angular momentums of all water molecules appears as one angular momentum. The central region of such a vortex is also quadratic in nature, and in a closed system, ie under the described boundary conditions,
Perform a periodic closed motion.

【0017】このような渦運動を起こさせるジェット流
の入射速度などの初期条件、噴流核を適正に分布させる
ノズル形状、既述の境界条件は、同時に渦流にせん断応
力が働き、キャビテーションが発生する条件にもなって
いる。即ち、泡の渦流の発生は、細胞破壊に適正なキャ
ビテーションの発生を規定しているということができ
る。
Under the initial conditions such as the incident velocity of the jet flow causing the vortex motion, the nozzle shape for appropriately distributing the jet nucleus, and the above-described boundary conditions, shear stress acts on the vortex flow at the same time, and cavitation occurs. It is also a condition. In other words, it can be said that the generation of the vortex of the foam defines the generation of cavitation appropriate for cell destruction.

【0018】ノズルは、少なくともキャビテーションの
発生には水、又は海水等の液体のみを導入するようにシ
ングルノズルとして形成し空気を積極的に導入しない方
が、キャビテーションを発生させるには効果的であり、
細胞破壊、気体の脱気、混合等のためにはすぐれてい
る。しかしながら、目的によってはそのノズルは、水、
又は海水等の液体を導入するための第1ノズルと空気等
の気体、又は液体を導入するための第2ノズルを持つダ
ブルノズルとして形成することもできる。
It is more effective to generate cavitation if the nozzle is formed as a single nozzle so as to introduce only a liquid such as water or seawater at least for the generation of cavitation and does not actively introduce air. ,
Excellent for cell destruction, gas degassing, mixing, etc. However, for some purposes, the nozzle may be water,
Alternatively, it may be formed as a double nozzle having a first nozzle for introducing a liquid such as seawater and a second nozzle for introducing a gas such as air or a liquid.

【0019】この場合、キャビテーションの発生を優先
するためには、その第2ノズルの機能を喪失させるため
に、栓をし、又は流量制御が可能で、かつ完全遮断も可
能なバルブで栓をすればよい。その栓を着脱自在にする
ことにより、その箱、筒等は他の用途にも利用すること
ができる。ノズルへの供給の吐出圧力は、用途、効果に
より2Kg/mm2以上の範囲から選択して選ぶ。望ましく
は、水道水の塩素の脱気は2Kg/mm2以下で良く、攪拌・
混合、分離、殺菌は10Kg/mm2以下で良く、脱気、殺菌
は30Kg/mm2以下で良く、トリクロロエチレン、ダイオ
キシン等の有機物の分解は100Kg/mm2以上の範囲が望
ましい。
In this case, in order to give priority to the occurrence of cavitation, the second nozzle should be plugged in order to lose its function, or be plugged with a valve capable of controlling the flow rate and capable of completely shutting off. I just need. By making the stopper detachable, the box, tube, and the like can be used for other purposes. The discharge pressure for supply to the nozzle is selected and selected from the range of 2 kg / mm 2 or more depending on the application and effect. Desirably, the deaeration of chlorine in tap water should be 2 kg / mm 2 or less.
Mixing, separation and sterilization may be 10 kg / mm 2 or less, degassing and sterilization may be 30 kg / mm 2 or less, and the decomposition of organic substances such as trichlorethylene and dioxin is desirably 100 kg / mm 2 or more.

【0020】乱流発生部の境界条件として望ましくは、
内部空間が扁平であることである。扁平であることは、
ある角運動量を持つ渦を立体的に回転させない条件であ
り(ベクトルである角運動量は平面に直交する回転中心
軸心線の向きを持つ)、この条件は渦流を安定させる。
渦流を円滑に運動させるためには、運動の方向に乱流発
生部の空間には曲面を備えたものが効果的である。この
ような渦流は、強力なせん断応力を有し泡の崩壊を促進
し、泡の崩壊は衝撃波を液中に発生させる。
Preferably, the boundary condition of the turbulence generating portion is
The inner space is flat. Being flat is
This is a condition in which a vortex having a certain angular momentum is not three-dimensionally rotated (the angular momentum, which is a vector, has a direction of a rotation center axis perpendicular to a plane), and this condition stabilizes the vortex flow.
In order to smoothly move the eddy current, it is effective to provide a turbulence generating portion having a curved surface in the direction of the motion. Such a vortex has strong shear stress and promotes the collapse of the foam, which generates a shock wave in the liquid.

【0021】内部空間の概ねの高さをHで、それの概ね
の幅をWで表し、そのノズルの開口の有効直径をD1で
表すと、ジェット流は長さ方向に向いてその内部空間の
概ねの中心線の方向に射出される。好適な渦流の発生の
条件は、 D1<H、且つ、W/H>4. で表現される。これは、実験式であるが理論的根拠を有
している。
If the approximate height of the internal space is denoted by H, its approximate width is denoted by W, and the effective diameter of the nozzle opening is denoted by D1, the jet flow is directed in the longitudinal direction and Injected in the direction of the approximate center line. Suitable conditions for the generation of the vortex are D1 <H and W / H> 4. Is represented by This is an empirical formula but has a theoretical basis.

【0022】ノズルは下流側流路と上流側流路とからな
る。即ち狭い通路から急に広い通路に出る液体には、キ
ャビテーションが発生する。下流側流路の有効直径をD
1で上流側流路の有効直径をD2で表し、その下流側流
路の有効長さをLで表すと、好適な渦流の発生条件は、 L/D2≧5、且つ、D1/D2≧2. で表現される。これは、実験式であるが理論的根拠を有
している。より好ましくは、次式で表される。 L/D2≧8、且つ、4≧D1/D2≧3. 出口を形成するノズルの噴射口は、その開口形状又はそ
の断面形状が円であることが好ましいが、必ずしも円形
である必要はなく、楕円的、多角形的であってもよい。
本発明における流体は、その流線がいわゆる流線形であ
る必要はなく、即ち整流ではなく、キャビテーションを
発生させるためのものであり、局所的に徹底した渦流・
渦流が大域的に合成されたものであればよからである。
有効直径Dは、断面積をSで表せば、概ね、S=π(D
の2乗)/4の関係で表現される。
The nozzle comprises a downstream flow path and an upstream flow path. That is, cavitation occurs in the liquid that suddenly enters the wide passage from the narrow passage. The effective diameter of the downstream channel is D
When the effective diameter of the upstream flow path is represented by D2 and the effective length of the downstream flow path is represented by L in 1, the suitable conditions for generating the vortex are L / D2 ≧ 5 and D1 / D2 ≧ 2. . Is represented by This is an empirical formula but has a theoretical basis. More preferably, it is represented by the following formula. L / D2 ≧ 8 and 4 ≧ D1 / D2 ≧ 3. It is preferable that the opening of the nozzle forming the outlet or the cross-sectional shape of the nozzle is circular. However, the opening is not necessarily circular and may be elliptical or polygonal.
The fluid in the present invention does not have to have a streamline that is a so-called streamline, that is, it is not for rectification, but for generating cavitation, and has a locally thorough eddy current.
It is only necessary that the eddy current is synthesized globally.
The effective diameter D is approximately given by S = π (D
Is represented by the following relationship:

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】[液質改質装置の実施の形態1]
次に、本発明による液質改質装置の実施の形態1につい
て具体的に説明する。図1は、本発明による液質改質装
置の実施の形態を示している。液質改質装置1は、乱流
発生箱2と複式ノズル3とから構成されている。複式ノ
ズル3は、キャビテーション発生部5と気液導入部6と
から構成されている。キャビテーション発生部5は、詳
しくは後述するように、乱流発生箱2そのもに形成され
ている。
[First Embodiment of Liquid Quality Reforming Apparatus]
Next, Embodiment 1 of the liquid quality reforming apparatus according to the present invention will be specifically described. FIG. 1 shows an embodiment of a liquid quality reforming apparatus according to the present invention. The liquid quality reforming apparatus 1 includes a turbulence generating box 2 and a multiple nozzle 3. The multiple nozzle 3 includes a cavitation generation section 5 and a gas-liquid introduction section 6. The cavitation generating section 5 is formed on the turbulence generating box 2 itself, as described later in detail.

【0024】気液導入部6は、図2に示すように、液体
導入部7と気体導入部8とから形成されている。気液導
入部6は、乱流発生箱2に固定されている。その固定の
ための固定手段は、例えば、ボルト穴11(図1参照)
とボルト(図示せず)により固定されている。気体導入
部8は、液体導入部7に固定されている。
As shown in FIG. 2, the gas-liquid introduction section 6 includes a liquid introduction section 7 and a gas introduction section 8. The gas-liquid introduction unit 6 is fixed to the turbulence generation box 2. The fixing means for fixing is, for example, a bolt hole 11 (see FIG. 1).
And bolts (not shown). The gas inlet 8 is fixed to the liquid inlet 7.

【0025】その固定手段は、例えば、液体導入部7に
形成されているボルト穴12と気体導入部8に形成され
ているボルト13とから構成されている。着脱自在であ
る液体導入部7と気体導入部8との間からの液漏れを防
止するために、液体導入部7と気体導入部8との間に
は、パッキン又はOリング10が介設されている。
The fixing means comprises, for example, a bolt hole 12 formed in the liquid introduction section 7 and a bolt 13 formed in the gas introduction section 8. A packing or O-ring 10 is interposed between the liquid introduction part 7 and the gas introduction part 8 in order to prevent liquid leakage from between the liquid introduction part 7 and the gas introduction part 8 which are detachable. ing.

【0026】気体導入部8を取り除いてそれの代わりに
栓(図示せず)を液体導入部7のボルト穴12にねじ込
めば、複式ノズル3をシングルノズルに簡単に変更する
ことができる。図示の通りの気液導入部6は複式ノズル
3を形成しているが、液体のみを噴射させる単式ノズル
に改変することができる。また、気体導入部8は、空
気、酸素等の常温で気体は勿論、液体である界面活性
剤、油剤等、食品等の微小粉体、気体と液体の混合剤等
を導入するためのものである。従って、ここでいう気体
導入部8は、気体のみの導入を意味するものではない。
If the gas inlet 8 is removed and a plug (not shown) is screwed into the bolt hole 12 of the liquid inlet 7 instead, the dual nozzle 3 can be easily changed to a single nozzle. Although the gas-liquid introduction part 6 as shown in the figure forms the double nozzle 3, it can be modified to a single nozzle that ejects only liquid. The gas introduction unit 8 is for introducing not only gas at room temperature such as air and oxygen, but also liquid surfactants, oils, and the like, fine powders of foods and the like, and a mixture of gas and liquid. is there. Therefore, the gas introduction part 8 here does not mean introduction of only gas.

【0027】乱流発生箱2の中の内部空間Vは、概ね、
扁平な直方体である。扁平の物理的・幾何学的意義は、
後に詳述される。内部空間Vの中心点を通る長手方向中
心線CLを軸心線とする乱流発生箱2は、外見も概ね直
方体形状であり、6面壁を備える。乱流発生箱2の側壁
に、直径がD1である噴流穴14が開けられている。噴
流穴14は、キャビテーション発生部5に一致してい
る。キャビテーション発生部5である噴流穴14の軸心
線は長手方向中心線CLに一致している。
The internal space V in the turbulence generating box 2 is approximately
It is a flat rectangular parallelepiped. The physical and geometric significance of flat is
It will be described in detail later. The turbulent flow generation box 2 having a longitudinal center line CL passing through the center point of the internal space V as an axis line has a substantially rectangular parallelepiped appearance, and has a six-sided wall. A jet hole 14 having a diameter D1 is formed in a side wall of the turbulence generation box 2. The jet hole 14 coincides with the cavitation generating section 5. The axis of the jet hole 14, which is the cavitation generating section 5, coincides with the longitudinal center line CL.

【0028】液体導入部7には、軸方向液体導入孔15
と半径方向液体導入孔16が開けられている。軸方向液
体導入孔15と半径方向液体導入孔16は、軸心部で接
続されている。ボルト穴12の外側開口には、高圧液体
導入管(図示せず)が接続される。軸方向液体導入孔1
5が後方側へ延長されて形成されている延長部に既述の
ボルト穴12が形成されている。気体導入部8は、軸心
線として長手方向中心線CLを共有して、軸方向液体導
入孔15とその延長部に挿入されている。
The liquid introduction part 7 has an axial liquid introduction hole 15.
And a radial liquid introduction hole 16. The axial liquid introduction hole 15 and the radial liquid introduction hole 16 are connected at an axial center. A high-pressure liquid introduction pipe (not shown) is connected to an outer opening of the bolt hole 12. Axial liquid inlet 1
The above-mentioned bolt hole 12 is formed in an extension portion formed by extending the rear portion 5. The gas introduction part 8 is inserted in the axial liquid introduction hole 15 and its extension part, sharing the longitudinal center line CL as the axis.

【0029】気体導入部8は、中心線として長手方向中
心線CLを共有する軸方向気体導入孔18を有してい
る。軸方向液体導入孔15及び軸方向気体導入孔18
は、同一開口面を有して噴流穴14の後端で開放され噴
流穴14に接続している。内部空間Vは、その幅が図1
に示すWであり、その高さが図に示すHであり、その長
さは特には規定されていない。内部空間Vの長さ方向
は、噴流穴14の軸心線方向として定義される。
The gas introducing portion 8 has an axial gas introducing hole 18 sharing a longitudinal center line CL as a center line. Axial liquid inlet 15 and axial gas inlet 18
Have the same opening surface and are opened at the rear end of the jet hole 14 and connected to the jet hole 14. The width of the internal space V is shown in FIG.
, And its height is H shown in the figure, and its length is not particularly defined. The length direction of the internal space V is defined as the axial direction of the jet hole 14.

【0030】内部空間Vの高さH、幅W、噴流穴14の
直径D1、軸方向液体導入孔18の直径D2が、図3,
4に概念化されて規定されている。噴流穴14と軸方向
液体導入孔15とでキャビテーション発生用ノズルが形
成されている。内部空間Vは、ノズルに相当する入口と
排出口19(図1参照)とで部分的に開放されている
が、高圧流体が導入される内部空間は実質的に閉じられ
た空間として扱うことができる。即ち、直方体状の内部
空間Vを形成する6面壁は、境界条件を規定している。
The height H and width W of the internal space V, the diameter D1 of the jet hole 14, and the diameter D2 of the axial liquid introduction hole 18 are shown in FIG.
4 is conceptualized and defined. A nozzle for generating cavitation is formed by the jet hole 14 and the axial liquid introduction hole 15. The internal space V is partially open at the inlet corresponding to the nozzle and the outlet 19 (see FIG. 1), but the internal space into which the high-pressure fluid is introduced may be treated as a substantially closed space. it can. That is, the six-sided walls forming the rectangular parallelepiped internal space V define boundary conditions.

【0031】キャビテーションの発生条件は、一般的に
知られているように、特に液体が水であれば、L/D2
≧5、で表現できる。Lは、噴流穴14の軸方向長さで
ある。この関係は、液体の粘性抵抗にあまり影響されな
い。このような関係は、従来、キャビテーションの発生
を抑制するために研究されてきた関係(逆関係)であ
る。積極的にキャビテーションを発生させるためには、
好ましくは、L/D2≧8、である。
As is generally known, the condition for generating cavitation is L / D2, especially when the liquid is water.
≧ 5. L is the axial length of the jet hole 14. This relationship is less affected by the viscous drag of the liquid. Such a relationship is a relationship (reverse relationship) that has been conventionally studied to suppress the occurrence of cavitation. In order to actively generate cavitation,
Preferably, L / D2 ≧ 8.

【0032】更に、キャビテーション発生条件は、次の
関係を充足しなければならない。D1/D2≧2。この
関係も従来はキャビテーション発生抑制のため研究され
てきた関係(逆関係)である。積極的にキャビテーショ
ンを発生させるためには、好ましくは、4≧D1/D2
≧3。キャビテーション発生の条件を定性的にいうと、
狭いところから広い所に急激に高速高圧流体が流れるこ
とである。ベルヌーイの定理が成立するところでは、キ
ャビテーションは当然発生しない。
Further, the cavitation occurrence condition must satisfy the following relationship. D1 / D2 ≧ 2. This relationship is also a relationship (reverse relationship) that has been studied for suppressing cavitation. In order to positively generate cavitation, preferably, 4 ≧ D1 / D2
≧ 3. Qualitatively speaking, the conditions for cavitation are:
High-speed high-pressure fluid rapidly flows from a narrow place to a wide place. Cavitation does not occur wherever Bernoulli's theorem holds.

【0033】キャビテーション流は、更に、台風のよう
に流体が渦流化する場合に広域で生じる。噴流穴14の
出口を出たところの噴流核の近傍で誕生した無数の気泡
(キャビテーション)は、やがて消滅する。渦流が生じ
ておれば、気泡の誕生が持続する。渦のせん断力により
気泡が他の気泡を生むための種になる。即ち、ノズルか
ら発生する気泡が種になって渦中で気泡を再生産する。
The cavitation flow is also generated in a wide area when the fluid is swirled like a typhoon. The countless bubbles (cavitation) generated near the jet nucleus at the exit of the jet hole 14 eventually disappear. If a vortex is generated, the bubbling continues. Due to the shear force of the vortex, the bubbles become seeds for producing other bubbles. That is, the bubbles generated from the nozzles become seeds and reproduce the bubbles in the vortex.

【0034】渦の発生条件は、知られているように、乱
流発生部を構成する空間の大きさがD1<H、且つ、W
/H>4、である。即ち、高さHが大きいと、渦はそれ
が一旦発生しても持続せずすぐに破壊されて消滅する。
角運動量を有する渦は、立体空間では安定せず平面内で
安定するからである。このような渦の中心領域は、後述
するように、高さ方向に直交する平面内で概ね内部空間
の全体で上下2面壁を除く4面壁に沿うように周回運動
する。即ち、内部空間内の液体全体は、その一部が排出
口から排出されながら、渦中心の回転速度に比べてゆっ
くりした速度の角運動量を持つ。
As is known, the condition for generating the vortex is such that the size of the space constituting the turbulence generating portion is D1 <H and W
/ H> 4. That is, if the height H is large, the vortex does not continue even if it occurs once, and is immediately destroyed and disappears.
This is because a vortex having angular momentum is not stabilized in a three-dimensional space but is stabilized in a plane. As will be described later, the central region of such a vortex orbits in a plane orthogonal to the height direction along substantially the entire inner space along the four-sided walls except the upper and lower two-sided walls. That is, the entire liquid in the internal space has angular momentum at a speed slower than the rotation speed of the vortex center while a part of the liquid is discharged from the discharge port.

【0035】乱流発生部を構成する内部空間は、概ね扁
平であれば効果的である。単式(シングル)ノズルを複
式ノズルに変えて、気体導入部8により液中に空気泡を
導入し、キャビテーション流の中にその空気泡を混入さ
せてもよい。キャビテーションが生じている状況では、
気泡の周辺領域で圧力勾配は空間的に非常に大きくな
り、キャビテーション泡の近傍で液中に溶解している物
質の分解・分離、混合・乳化・攪拌、気体の分離、逆に
酸素等の気体の溶解等もをさせることもできる。
It is effective if the internal space constituting the turbulence generating section is substantially flat. Instead of the single type (single) nozzle, a double type nozzle may be used to introduce air bubbles into the liquid by the gas introduction unit 8 and mix the air bubbles into the cavitation flow. In situations where cavitation is occurring,
The pressure gradient becomes extremely large spatially in the area around the bubbles, and the decomposition and separation, mixing, emulsification, and stirring of substances dissolved in the liquid near the cavitation bubbles, gas separation, and conversely, gases such as oxygen Can also be dissolved.

【0036】本発明による液質改質装置は、高圧ポンプ
と併用される。出口付近の圧力を高くすることができる
ように、高圧ポンプとしてプランジャ式ポンプが適切で
ある。ノズルへの供給圧力は、用途、効果により2Kg/m
m2以上の範囲から選択して選ぶ。望ましくは、水道水の
塩素の脱気は2Kg/mm2以下で良く、攪拌・混合、分離、
殺菌は10Kg/mm2以下で良く、脱気、殺菌は30Kg/mm2
以下で良く、トリクロロエチレン、ダイオキシン等の有
機物の分解は100Kg/mm2以上の範囲が望ましい。
The liquid quality reforming apparatus according to the present invention is used together with a high pressure pump. A plunger pump is suitable as a high-pressure pump so that the pressure near the outlet can be increased. The supply pressure to the nozzle is 2 kg / m depending on the application and effect.
choose and select from m 2 or more of the range. Desirably, degassing of tap water chlorine is 2 kg / mm 2 or less, and stirring, mixing, separation,
Sterilization may be 10 kg / mm 2 or less, and degassing and sterilization may be 30 kg / mm 2.
Decomposition of organic substances such as trichlorethylene and dioxin is preferably in the range of 100 kg / mm 2 or more.

【0037】液質改質装置1は、例えばその内部空間の
幅が7cm程度、長さが15cm程度、高さが2cm程
度のものとして設計することにより、キャビテーション
渦流を形成させることができる。図21は、乱流発生箱
2内でキャビテーションが発生した噴流層を高速度カメ
ラで撮影した写真を抽象化した抽象図である。渦流の回
転方向は、ノズルの向きの僅かな非対称性による初期条
件により定められ、そのスピン軸の向きは全系の角運動
量保存則により保存される。渦流は、中心部31を有す
る。中心部31は、一定方向に向きつけられ閉じた軌跡
線32上を運動する。例えば、2秒間で軌跡線32上を
1周する。
The cavitation vortex can be formed by designing the liquid quality reforming apparatus 1 to have, for example, an inner space having a width of about 7 cm, a length of about 15 cm, and a height of about 2 cm. FIG. 21 is an abstract drawing that abstracts a photograph of a spouted bed in which cavitation has occurred in the turbulence generation box 2 taken by a high-speed camera. The direction of rotation of the vortex is determined by initial conditions due to slight asymmetry of the direction of the nozzle, and the direction of the spin axis is preserved by the law of conservation of angular momentum of the whole system. The vortex has a central portion 31. The central portion 31 moves on a closed trajectory line 32 oriented in a certain direction. For example, it makes one round on the trajectory line 32 in two seconds.

【0038】図22は、図21中に示す軌跡線32上を
渦流の中心部31が運動して約半周した状態を示してい
る。キャビテーション泡も収縮膨張して特に膨張して崩
壊するまでにその渦流中にある。このような泡の物理的
活性(圧力断層)は、液中の細菌の細胞膜の破壊、物質
の分解、混合、微細化等の作用を行う。また、急速な泡
の膨張に誘導され液中の溶存ガス例えばメタンその他の
有機溶媒、塩素などの不純ガスは、圧力断層に湧出し泡
中に蒸発し、排出口19から放出され圧力が低下した状
態で大気中に放出される。内部空間Vの中で周回する渦
中心部の周囲では激しい渦流が生じ、その渦流はその空
間内で万遍なく液体を攪拌する。
FIG. 22 shows a state in which the central portion 31 of the vortex moves about half way around the trajectory line 32 shown in FIG. The cavitation bubbles are also in the vortex before contracting and expanding, especially expanding and collapsing. The physical activity (pressure fault) of such a foam performs actions such as destruction of the cell membrane of bacteria in the liquid, decomposition of the substance, mixing, and miniaturization. In addition, the dissolved gas in the liquid, such as methane or other organic solvent, or an impurity gas such as chlorine, is induced by the rapid expansion of the foam, flows out into the pressure fault, evaporates in the foam, is released from the outlet 19, and the pressure is reduced. Released into the atmosphere in a state. A violent vortex is generated around the center of the vortex orbiting in the internal space V, and the vortex agitates the liquid uniformly in the space.

【0039】次に、キャビテーションの細胞破壊の理解
を容易にするために、参考までに理論的背景を説明す
る。噴流は、せん断応力(レイノルズ応力)に基づく運
動方程式により記述されることが古来より知られてい
る。具体的な理論展開が、本発明者により行われている
(公表ずみ)。
Next, in order to facilitate understanding of cell destruction by cavitation, the theoretical background will be described for reference. It has long been known that a jet is described by an equation of motion based on shear stress (Reynolds stress). The specific theoretical development has been carried out by the present inventors (published).

【0040】図5は、ノズルから真空中に放出される自
由渦流噴流を解析するための平面断面図である。仮想的
なノズル51(仮想化するため噴出口の近くは円錐面に
形成されている)の中心線に一致させてx軸を設定す
る。噴流の広がり方向即ち噴流中心の進行方向に直交す
る方向にy軸を設定する。従って、座標系x−yは、直
交座標系である。ノズル51の円錐面を延長して面が交
わるあたりに円錐状のジェット流コア52の先端が生じ
る。ジェット流コア52から十分に離れた位置Xにおけ
る噴流の広がりをbで示す。実験式として、 b=k#j・x………(1) 本明細書で、下付右添字はその前(左側)に#をつけ
る。k#jは、噴流広がり係数と呼ばれ、噴流特性の重
要な基本因子である。
FIG. 5 is a plan sectional view for analyzing a free vortex jet discharged from a nozzle into a vacuum. The x-axis is set to coincide with the center line of the virtual nozzle 51 (a portion near the ejection port is formed as a conical surface for virtualization). The y-axis is set in the direction in which the jet spreads, that is, in the direction orthogonal to the direction of travel of the jet center. Therefore, the coordinate system xy is a rectangular coordinate system. When the conical surfaces of the nozzle 51 are extended and the surfaces intersect, a tip of the conical jet flow core 52 is generated. The spread of the jet at a position X sufficiently distant from the jet flow core 52 is indicated by b. As an empirical formula, b = k # j · x (1) In this specification, a subscript right subscript is preceded (left side) by #. k # j is called a jet divergence coefficient and is an important basic factor of jet characteristics.

【0041】渦流特性を持つ場合には、 b=24k・x………(2) 定数kは、渦流特性を表す係数である。せん断応力τを
次の展開式即ち多項式で表す。
In the case of having the eddy current characteristic, b = 24 k · x (2) The constant k is a coefficient representing the eddy current characteristic. The shear stress τ is expressed by the following expansion formula, that is, a polynomial.

【0042】[0042]

【数1】 係数C#nは、運動方程式の境界条件に対するせん断応
力から定まる。レイノルズ応力に関するPrandtlの仮定
を適用すると、4次までの近似式では速度分布は次式で
表される。
(Equation 1) The coefficient C # n is determined from the shear stress for the boundary condition of the equation of motion. Applying Prandtl's assumption on the Reynolds stress, the velocity distribution is expressed by the following equation in an approximate expression up to the fourth order.

【0043】[0043]

【数2】 せん断応力の条件より導かれている式(3−1)は、自
由噴流、拘束噴流の2次元、3次元流のいずれにも適用
可能である。式(3−1)の右辺が0となるηの値は1
であるから、ある距離だけx軸から離れた位置で噴流速
度は零になる。
(Equation 2) Equation (3-1) derived from the conditions of the shear stress can be applied to any of the two-dimensional and three-dimensional flows of the free jet and the restricted jet. The value of η at which the right side of equation (3-1) is 0 is 1
Therefore, the jet velocity becomes zero at a position away from the x-axis by a certain distance.

【0044】直径Dの有限出口断面積のノズル51から
液体が無限空間に放出されると、圧力勾配がない場合に
即ち中心軸上における噴流の速度減衰は、運動量保存則
から、
When the liquid is discharged from the nozzle 51 having a finite exit cross-sectional area having a diameter D into an infinite space, when there is no pressure gradient, that is, the velocity decay of the jet on the central axis is determined by the law of conservation of momentum.

【数3】 (Equation 3)

【0045】中心軸上でノズル出口の速度は零であるか
ら、出口以降で速度は急に増大して、図5に矢で示すよ
うに、距離x離れた位置でy軸方向に等距離両側に離れ
た位置での速度ベクトルは対称に現れる。噴流は、噴流
核の長さX#cまでの範囲即ち初期領域53とそれより
後流側の範囲、即ち主領域54とに分かれる。参考まで
に計算すると、噴流核の長さは、
Since the speed at the nozzle outlet is zero on the central axis, the speed rapidly increases after the outlet, and as shown by arrows in FIG. Velocity vectors at positions apart from each other appear symmetrically. The jet is divided into a range up to the length X # c of the jet nucleus, that is, an initial region 53 and a range downstream thereof, that is, a main region 54. Calculating for reference, the length of the jet core is

【数4】 (Equation 4)

【0046】式(4,5)は、Albertsonの実験結果を
フォローしている。式(4,5)から噴流核の長さX#
cが求められ、式(6)から式(1)の噴流広がり係数
k#jが求められ、従って、式(2)の係数kも求める
ことができる。実験的には、噴流中心上速度u#mの測
定によって噴流核長さX#cが求まり、噴流幅b、噴流
広がり係数k#jが得られる。
Equations (4, 5) follow the experimental results of Albertson. From equation (4,5), the jet core length X #
c is obtained, and the jet spread coefficient k # j of Expression (1) is obtained from Expression (6). Therefore, the coefficient k of Expression (2) can also be obtained. Experimentally, the jet nucleus length X # c is determined by measuring the velocity u # m above the jet center, and the jet width b and the jet spread coefficient k # j are obtained.

【0047】水中高速水噴流におけるキャビテーション
現象が、上記解析のもとで考察することができる。Rous
eによる気流ジェットの渦流特性観点から次のように見
積もることができる。自由噴流の渦動粘性係数εは、 ε=kbu#m.………(7) 渦流特性に係わる係数kは、Prandtleの仮定から、
Cavitation phenomena in a high-speed underwater water jet can be considered based on the above analysis. Rous
It can be estimated as follows from the viewpoint of the eddy current characteristics of the airflow jet by e. The eddy viscosity coefficient ε of the free jet is given by: ε = kbu # m (7) The coefficient k relating to the eddy current characteristic is given by Prandtle's assumption.

【数5】 (Equation 5)

【0048】式(8,9)により、bがxに比例しu#
mがxに逆比例する(式(4)の関係)3次元流と、b
がxに比例しu#mがxの平方根に逆比例する(式
(5)の関係)2次元流の各噴流について、式(3−
1)が得られる。エネルギー方程式から係数kを計算に
より求めることができる。
According to equations (8, 9), b is proportional to x and u #
a three-dimensional flow in which m is inversely proportional to x (the relationship of equation (4)), and b
Is proportional to x and u # m is inversely proportional to the square root of x (relationship of equation (5)). For each jet of a two-dimensional flow, equation (3-
1) is obtained. The coefficient k can be obtained by calculation from the energy equation.

【0049】[0049]

【数6】 キャビテーション現象と密接に関連するレイノルズ応力
τは、
(Equation 6) The Reynolds stress τ, which is closely related to the cavitation phenomenon, is

【数7】 渦流拡散係数χが大きいと、キャビテーション効果をも
たらすエネルギーの拡散をひきおこしやすい。噴流広が
り係数k#jが式(10,11)に線形にもろに現れる
ように、キャビテーション効果の促進に直接に影響す
る。このことは、ノズル周辺に壁があって噴流が拘束さ
れると、噴流広がり係数k#jの大きさに変化が生じ
る。
(Equation 7) When the eddy current diffusion coefficient 大 き い is large, the diffusion of energy that causes the cavitation effect is easily caused. As the jet spread coefficient k # j appears linearly in Equations (10, 11), it directly affects the promotion of the cavitation effect. This means that when the jet is confined due to a wall around the nozzle, the jet spread coefficient k # j changes.

【0050】拘束されたジェット流を起こすモデルとし
て、ホーン型側壁を有する噴流モデルが知られている。
図6に示すように、点線で示す円錐面状の側壁即ち拘束
壁55が設けられている場合の噴流広がり係数k#jを
計算すると、3次元で、
A jet model having a horn-type side wall is known as a model that causes a constrained jet flow.
As shown in FIG. 6, when the jet spread coefficient k # j in the case where the conical side wall shown by the dotted line, that is, the constraining wall 55 is provided, the three-dimensional

【数8】 これは、2次元の場合でも同様である。式(12)の意
義は、噴流広がり係数k#jと側壁角θ#wとの関係が
得られることである。扁平な直方体状の箱の中の2次元
流と円筒形の箱の中の3次元流では、噴流の最大流速u
#mは、xの平方根で減衰するかxに比例して減衰する
かの相違があり、本発明ではその減衰が少ないように扁
平形状の箱の中に形成される2次元流が用いられてい
る。しかも、2次元流は、既述の通り安定性がよい。
(Equation 8) This is the same in the two-dimensional case. The significance of equation (12) is that a relationship between the jet spread coefficient k # j and the side wall angle θ # w is obtained. For a two-dimensional flow in a flat rectangular box and a three-dimensional flow in a cylindrical box, the maximum velocity u of the jet is
#M has a difference of attenuating at the square root of x or attenuating in proportion to x. In the present invention, a two-dimensional flow formed in a flat box is used so that the attenuation is small. I have. Moreover, the two-dimensional flow has good stability as described above.

【0051】式(10)と式(12)とからキャビテー
ション初生係数σ#iをグラフで示すと、図7に示され
るように、θ#wが30度の付近で最大になる。このグ
ラフは、沼知の実験報告から引用したものである(速研
報告、第16巻、1960−1961、第158号、第
159号)。この明細書で上記のように抜粋引用した理
論解析(”噴流の基本特性について”、噴流工学 Vol.
12、No.2、1995、23−32)により柳井田
(真下)が明らかにしたものであり、理論と実験のよい
一致を示している。
When the cavitation initiation coefficient σ # i is represented by a graph from the equations (10) and (12), as shown in FIG. 7, the maximum value is obtained when θ # w is around 30 degrees. This graph is quoted from Numachi's experimental report (Hayaken Report, Vol. 16, 1960-1961, No. 158, No. 159). Theoretical analysis excerpted as described above in this specification (“About the basic characteristics of jets”, Jet Engineering Vol.
12, No. 2, 1995, 23-32) by Yanaida (directly below), showing good agreement between theory and experiment.

【0052】図8は、その図中に示すDとdの比とキャ
ビテーション初生係数σ#iの関係を示している。即
ち、キャビテーション初生係数σ#iは、比(D/d)
(これは、図3においてD1/D2)が3のあたりで最
大になる。したがって、D1を単位長さの3倍とすると
Lは単位長さの8倍であることが好ましい。複式ノズル
では、次のように設定することが経験則的に好ましい。
FIG. 8 shows the relationship between the ratio of D and d shown in the figure and the cavitation initiation coefficient σ # i. That is, the cavitation initiation coefficient σ # i is determined by the ratio (D / d)
(This is the maximum at around D1 / D2 in FIG. 3). Therefore, if D1 is three times the unit length, L is preferably eight times the unit length. It is empirically preferable to set the following for a multiple nozzle.

【0053】[0053]

【数9】 ここで、d1とd2は、複数ノズルの内側直径と外側直
径である(図2参照)。d2が零であれば、このような
場合、例えば、次式で表されることが好ましい。
(Equation 9) Here, d1 and d2 are the inside diameter and the outside diameter of the plurality of nozzles (see FIG. 2). If d2 is zero, in such a case, for example, it is preferable to be expressed by the following equation.

【0054】[0054]

【数10】 横幅B、縦幅Aについては、当然に、(Equation 10) For the width B and height A, of course,

【数11】 ここで、Aは図1においてWに一致している。これらの
条件は、レイノルズ数が2300以上であることが前提
である。これらの式から、それらの値の絶対値の範囲が
定められる。キャビテーション効果のみを考えれば、値
W,B,Hは小さくてよいが、渦流の運動と浄化効率を
考えて、箱の容積はある程度に大きいサイズが必要であ
る。
[Equation 11] Here, A coincides with W in FIG. These conditions are based on the premise that the Reynolds number is 2300 or more. From these equations, the range of the absolute values of those values is determined. If only the cavitation effect is considered, the values W, B, and H may be small, but the volume of the box needs to be somewhat large in consideration of the eddy motion and the purification efficiency.

【0055】噴流の付着距離X#Rは、図9中のd、噴
流広がり係数k#j及び側壁角θ#wを用いて、次式で
表される。
The attachment distance X # R of the jet is expressed by the following equation using d in FIG. 9, the jet spread coefficient k # j, and the side wall angle θ # w.

【数12】 なお参考のために計算結果を示すと、(Equation 12) Note that the calculation results are shown for reference.

【数13】 (Equation 13)

【0056】図9,10は、キャビテーションエロージ
ョンを示す実験結果(”Hydraulicsof Pipelines”、J.
Paul Tullis、JOHN WILEY & SONS、1989、P17
0)からの引用である。X#cpは、キャビテーション
エロージョンの発生領域即ちキャビテーション・ピッチ
ング・ゾーンの中間のx座標を示している。図10は、
超音波最大発生位置の座標と側壁角θ#wとの関係を示
している。この両実験結果から、キャビテーションエロ
ージョンが起こる特定領域の存在は、超音波発生の特定
領域の存在と概ね一致していることが傍証されている。
FIGS. 9 and 10 show experimental results showing cavitation erosion (“Hydraulics of Pipelines”;
Paul Tullis, JOHN WILEY & SONS, 1989, P17
0). X # cp indicates the region where cavitation erosion occurs, that is, the x coordinate in the middle of the cavitation pitching zone. FIG.
The relationship between the coordinates of the ultrasonic maximum generation position and the side wall angle θ # w is shown. The results of these two experiments prove that the existence of the specific region where cavitation erosion occurs substantially coincides with the existence of the specific region where ultrasonic waves are generated.

【0057】図9,10に、真方の研究によるコア長さ
X#cが併記されている。図10に示されるように、キ
ャビテーション超音波の最大位置は、真方のコア長さに
概ね一致している。図9に示されるように、急拡大に相
当するオリフィス・キャビテーションの崩壊実験も真方
の研究に概ね一致している。せん断応力τ、渦流拡散係
数χと噴流コア長さが密接に関係するキャビテーション
効果は、ノズル形状、箱の形状に適切なディメンジョン
を与えることにより促進される。
FIGS. 9 and 10 also show the core length X # c according to the study in the square. As shown in FIG. 10, the maximum position of the cavitation ultrasonic wave substantially corresponds to the square core length. As shown in FIG. 9, the collapse test of orifice cavitation corresponding to the rapid expansion is almost in agreement with the study in the square. The cavitation effect, in which the shear stress τ, the eddy current diffusion coefficient χ, and the jet core length are closely related, is promoted by giving appropriate dimensions to the nozzle shape and box shape.

【0058】ノズルの形状は、図11〜図14に示すよ
うにタイプ分けされるが、本発明はこのようなノズルの
タイプの種類とは原理的に無関係である。円筒面容器の
軸直角側壁面で小径噴流穴が開口する図14に図示した
もので最も原理的なノズル23、図14のノズル23の
前記軸直角壁面が円錐面に代わった図13に図示のノズ
ル22、図13のものと図14のものの折衷案であり軸
直角壁面に続いて円錐面が形成されている図11図示の
ノズル20、噴流穴自体が円錐面を形成する図12図示
のノズル21の4タイプに分類されうる。
The shapes of the nozzles are classified into types as shown in FIGS. 11 to 14, but the present invention is in principle irrelevant to the types of such nozzle types. The nozzle 23 shown in FIG. 14 in which a small-diameter jet hole is opened at the side wall surface perpendicular to the axis of the cylindrical surface container is the most fundamental nozzle 23, and the nozzle 23 shown in FIG. Nozzle 22, a nozzle 20 shown in FIG. 11 in which a conical surface is formed following a wall perpendicular to the axis, which is a compromise between those shown in FIGS. 13 and 14, and a nozzle shown in FIG. 12 in which the jet holes themselves form a conical surface 21 types.

【0059】以上に、コア核を単位とする座標系上で記
述される運動量分布に基づくせん断応力の運動方程式か
ら、キャビテーション発生領域、その度合い等をグロー
バルに解析することができ、その解析はシンプルである
ことが示された。次に、キャビテーション泡1個に関す
るローカルな検討も必要である。
As described above, the cavitation generation region, its degree, and the like can be analyzed globally from the equation of motion of the shear stress based on the momentum distribution described on the coordinate system with the core nucleus as a unit, and the analysis is simple. It was shown to be. Next, a local study on one cavitation bubble is also required.

【0060】空気含有率とキャビテーション初生係数の
関係にも注目すべき報告がある。第12回国際 Towing
Tank 会議( ITTC )で発表された実験報告によると、
実験水に含まれるキャビテーション核の状態が異なれ
ば、キャビテーションの発生状態が著しく変わるという
ことである。図15( R.Oba等、Cavitation-Nuclei Me
asurements by a Newly Made Coulter-Counter without
Adding Salt in Water,Rep. Inst. High Speed Mech.,
Tohoku University, Sendai, 43-340(1981),173 )
は、水道水中の水中核(空気核、塩素核など)の直径と
核の数との関係を示している。採取直後から24時間後
の核径とその数の分布が大きく変化している。このよう
に水道水中のキャビテーション核の存在は安定している
のではない。
There are also reports to note the relationship between the air content and the cavitation initiation coefficient. 12th International Towing
According to an experimental report released at the Tank Conference (ITTC),
This means that if the state of the cavitation nuclei contained in the experimental water is different, the state of cavitation changes significantly. Figure 15 (R. Oba et al., Cavitation-Nuclei Me
asurements by a Newly Made Coulter-Counter without
Adding Salt in Water, Rep.Inst.High Speed Mech.,
Tohoku University, Sendai, 43-340 (1981), 173)
Shows the relationship between the diameter of underwater nuclei (air nuclei, chlorine nuclei, etc.) in tap water and the number of nuclei. The distribution of the nucleus diameter and its number 24 hours after the collection has changed significantly. Thus, the presence of cavitation nuclei in tap water is not stable.

【0061】図16(沼知の研究)は、水中核数(数密
度分布)と核径に関係する空気含有量と初生キャビテー
ション係数Kとの関係を示している。温度変化に係わら
ず空気含有量は、初生キャビテーション係数(その定義
は、小林陵二:キャビテーション、ウオータージェッ
ト、1−2(1984、1−13)に詳しく説明されて
いる)に著しく影響することが明瞭に示されている。空
気含有量α/α#sの分子は現実の空気含有量であり、
α#sは飽和空気含有量を示す。
FIG. 16 (Numachi's study) shows the relationship between the number of underwater nuclei (number density distribution) and the air content related to the nucleus diameter and the initial cavitation coefficient K. Regardless of the temperature change, the air content can significantly affect the primary cavitation coefficient (the definition is described in detail in Ryoji Kobayashi: Cavitation, Waterjet, 1-2 (1984, 1-13)). It is clearly shown. The numerator of the air content α / α # s is the actual air content,
α # s indicates the saturated air content.

【0062】キャビテーションは肉眼で観察すると白い
雲状に見えるが、高速度写真と瞬間写真で見ると、運動
する気泡群と固体表面に固定された空洞から形成されて
いることがわかる。気泡の時間的変動を見ると、気泡に
は一生涯があり、成長期と消滅期とがあり、消滅後にレ
バウンド過程を伴う場合がある。 Rayleighの理論(1
917)によると、1個の球状の蒸気泡が十分に広い静
止空間にあるとすれば、その気泡が初期半径R#0から
半径Rになって消滅したときに気泡近傍に発生する圧力
の最大値p#maxは、次式で示される。
Although cavitation looks like a white cloud when observed with the naked eye, it can be seen from high-speed photography and instant photography that cavitation is formed from moving bubbles and cavities fixed to the solid surface. Looking at the temporal fluctuation of bubbles, a bubble has a lifetime, has a growth period and a disappearance period, and may be accompanied by a rebound process after disappearance. Rayleigh's Theory (1
According to 917), assuming that one spherical vapor bubble is in a sufficiently wide still space, the maximum pressure generated near the bubble when the bubble disappears from the initial radius R # 0 to the radius R is lost. The value p # max is represented by the following equation.

【0063】[0063]

【数14】 p#∞は、周囲空間の圧力である。気泡半径Rが初期半
径の1/20になったとすると、最大圧力は周囲空間の
圧力の1280倍になる。ガスを僅かながら含んでいる
1つの蒸気泡が消滅してレバウンドする際の半径方向の
圧力分布p(r)とその時間変化の理論値は、レバウン
ド期に衝撃波と見られる急激な圧力上昇が現れる。
[Equation 14] p # ∞ is the pressure of the surrounding space. Assuming that the bubble radius R is 1/20 of the initial radius, the maximum pressure is 1280 times the pressure of the surrounding space. The theoretical value of the pressure distribution p (r) in the radial direction when one vapor bubble containing a small amount of gas disappears and rebounds and its time change shows a sharp pressure rise that is seen as a shock wave during the rebound period. .

【0064】これは、シュリーレン写真撮影により確認
されている。このような気泡の消滅・レバウンド期に発
生する衝撃圧が、キャビテーション・エロージョンを記
述するメカニズムの重要な原因であると認められるよう
になった。その原因の1つは、消滅するキャビテーショ
ン気泡の内部に形成されるマイクロジェットであるとす
るマイクロジェット説が有力である。
This has been confirmed by schlieren photography. It has been recognized that the impact pressure generated during the bubble extinction / rebound period is an important cause of the mechanism for describing cavitation erosion. One of the causes is the microjet theory, which is based on the assumption that the microjets are formed inside the disappearing cavitation bubbles.

【0065】図17は、固体表面上にある球状気泡の消
滅過程の数値シュミレーションを示し、気泡内に形成さ
れたマイクロジェットが固体表面をヒットする様子を示
している。このような現象は、実験によっても確認され
ている。
FIG. 17 shows a numerical simulation of the extinction process of a spherical bubble on a solid surface, and shows how a microjet formed in the bubble hits the solid surface. Such a phenomenon has been confirmed by experiments.

【0066】キャビテーションの研究は、従来、材料損
傷、固体表面の洗浄などの観点で行われてきたが、キャ
ビテーションの崩壊時の衝撃的圧力変動を積極的空気の
導入によるキャビテーション効果と組み合わせて、有効
な破壊浄化、分離という技術手段のために行われたこと
はない。均質に分散・拡散させたキャビテーション泡の
衝撃的圧力は、細胞を有効に破壊し、気液を有効に分離
することができる。
Conventionally, cavitation research has been conducted from the viewpoints of material damage, cleaning of solid surfaces, and the like. However, the impact pressure fluctuation at the time of cavitation collapse is combined with the cavitation effect due to the active introduction of air. It has never been done for the technical means of destructive purification and separation. The impact pressure of the cavitation bubbles uniformly dispersed and diffused can effectively destroy cells and effectively separate gas and liquid.

【0067】噴流核は回転翼の回転によっても生じる。
この場合は、空気は空洞化された回転翼の一部に開けた
孔から回転翼表面から発生するジェット流に空気を引き
込むことができる。細胞破壊の有効性は、空気導入には
あまり影響されない。キャビテーションの発生及びその
消滅の過程における空間的・時間的な圧力勾配(dP/dx.
・dP/dt)に大きく依存する。キャビテーションは、ノズ
ルの噴出口から下流側に形成される既述のコアの周辺で
発生する。キャビテーションの発生量とコアの形状・分
布は、直接には関係しない。キャビテーションの発生量
は、直径が小さい口からその口の直径よりも大きい直径
の噴出孔に流体が高速で流れ出る場合に増大する。
The jet nucleus is also generated by the rotation of the rotor.
In this case, the air can be drawn into the jet stream generated from the surface of the rotor from a hole formed in a part of the hollow rotor. The effectiveness of cell disruption is less affected by air introduction. Spatial and temporal pressure gradients (dP / dx.
DP / dt). Cavitation occurs around the above-described core formed downstream from the nozzle outlet. The amount of cavitation and the shape and distribution of the core are not directly related. The amount of cavitation increases when the fluid flows from a small-diameter port to a large-diameter orifice at a high velocity.

【0068】図18は、定常ウオータジェットノズルの
公知の代表例を示している。これは、ノズル縮流部の角
度(10゜〜14゜)、出口の円管部長さと出口直径
(d0)の比(4倍)に注意され設計されたノズルであ
り、キャビテーション発生を防止するように配慮されて
いる。図19,20は、逆に、キャビテーション発生を
促すように設計されたノズルである。
FIG. 18 shows a known representative example of a stationary water jet nozzle. This nozzle is designed with attention to the angle of the nozzle contraction part (10 ° to 14 °) and the ratio (4 times) of the length of the outlet pipe to the diameter of the outlet (d0) so as to prevent cavitation. Is considered. 19 and 20 show nozzles designed to promote the occurrence of cavitation.

【0069】図19は、ロッド81と開口82とで狭く
形成された噴出口から急激に広いところへ出る時にキャ
ビテーションを大量に発生させるノズルを示している。
図20は、狭い噴出口で流れを拘束され輪状(トーラス
状)のキャビテーション泡が発生する様子を示してい
る。図19,20のノズルに示されるように、むしろ、
噴流核(コア)が明白に存在しない方がキャビテーショ
ン発生のためには、有利である。
FIG. 19 shows a nozzle that generates a large amount of cavitation when it suddenly exits a wide area from a nozzle formed narrow by a rod 81 and an opening 82.
FIG. 20 shows a state in which the flow is constrained by a narrow jet port and ring-shaped (torus-shaped) cavitation bubbles are generated. Rather, as shown in the nozzles of FIGS.
It is advantageous for the occurrence of cavitation that the jet core (core) is not clearly present.

【0070】キャビテーションは、既述の数学的解析に
見られる噴流核より後方に発生するノズル依存型のもの
以外に、渦流中にその中のせん断応力によって発生する
渦依存型のものの両方が検討される必要がある。脱気、
混合、殺菌、分解等のためには、後者が有効であること
が実験により判明してきた。前者が後者の発生に大きく
影響しているものと推定される。渦流のせん断応力はキ
ャビテーションと関係なしに細胞破壊に大きく影響して
いるのかもしれない。このように、噴流核依存キャビテ
ーションと渦流依存キャビテーションが生ずること、又
は、これらを生じさせる条件が、細胞破壊にとって重要
な因子であることは否定できない。
As for the cavitation, in addition to the nozzle-dependent type generated behind the jet nucleus found in the mathematical analysis described above, both the cavitation type and the vortex-dependent type generated due to the shear stress in the vortex are examined. Need to be Degassing,
Experiments have shown that the latter is effective for mixing, sterilization, decomposition, and the like. It is presumed that the former greatly affected the occurrence of the latter. The vortex shear stress may have a significant effect on cell destruction independently of cavitation. Thus, it cannot be denied that the occurrence of jet nucleus-dependent cavitation and the vortex-dependent cavitation, or the conditions under which they occur, are important factors for cell destruction.

【0071】[液質改質装置の実施の形態2]前記実施
の形態1では、液質改質装置1の乱流発生箱2は、扁平
で箱形のもので内部の空間は長方体状の空間を有するも
のであった。この形状は前述したように効率的にキュビ
テーションを発生させるものであったが、必ずしもこの
形状でなければならないことはない。図23に示すもの
は、液質改質装置の実施の形態2を示し、乱流発生部の
内部空間を円筒状にした例である。円筒本体30の両端
には、円板状のフランジ29が配置されこの端面に形成
された溝33に円筒本体30が挿入されている。
[Second Embodiment of Liquid Quality Reforming Apparatus] In the first embodiment, the turbulence generating box 2 of the liquid quality reforming apparatus 1 is flat and box-shaped, and the internal space is rectangular. It had a space in the shape of a circle. Although this shape efficiently generates cavitation as described above, this shape is not necessarily required. FIG. 23 shows an embodiment 2 of the liquid quality reforming apparatus, in which the internal space of the turbulence generating section is cylindrical. At both ends of the cylindrical body 30, disk-shaped flanges 29 are arranged, and the cylindrical body 30 is inserted into a groove 33 formed on this end face.

【0072】2個のフランジ29と円筒本体30は、ボ
ルト34とナット35により連結され互いに固定されて
いる。一方のフランジ29の側面には、前述した実施の
形態1と同一形状の複式ノズル3が配置固定されてい
る。一方のフランジ29には、円筒の貫通孔であるキャ
ビテーション発生部5が形成されている。また、気液導
入部6は、図23に示すように、液体導入部7と気体導
入部8とから形成されているが、これらの原理、機能は
前述した実施の形態1と実質的に同一であるからその説
明は省略する。ただし、前記した実施の形態1と同様
に、気体導入部8は閉じて使用しなくても良い。
The two flanges 29 and the cylindrical body 30 are connected to each other by bolts 34 and nuts 35 and are fixed to each other. On the side surface of one flange 29, a multiple nozzle 3 having the same shape as that of the first embodiment is arranged and fixed. One of the flanges 29 is formed with a cavitation generating portion 5 which is a cylindrical through hole. Further, as shown in FIG. 23, the gas-liquid introduction part 6 is formed of a liquid introduction part 7 and a gas introduction part 8, but the principle and function thereof are substantially the same as those of the first embodiment. Therefore, the description is omitted. However, similarly to Embodiment 1 described above, the gas introduction unit 8 does not have to be closed and used.

【0073】他のフランジ29の中心には、貫通孔であ
る排出口36が形成されている。更に、他のフランジ2
9の側面には、排出案内筒36aの一端が固定されてい
る。円筒本体30内の筒状の空間である乱流発生室37
は、キャビテーション気泡の崩壊、及び渦流等の乱流が
発生するための空間を形成する。乱流発生室37は、殺
菌、殺虫、脱気、乳化、混合等の物理的、化学的作用を
行う。
At the center of the other flange 29, a discharge port 36, which is a through hole, is formed. Furthermore, another flange 2
One end of a discharge guide cylinder 36a is fixed to the side surface of the pipe 9. The turbulent flow generation chamber 37 which is a cylindrical space in the cylindrical main body 30
Creates a space for turbulence such as collapse of cavitation bubbles and vortex flow. The turbulence generation chamber 37 performs physical and chemical actions such as sterilization, insecticidal, degassing, emulsification, and mixing.

【0074】[液質改質装置の実施の形態3]図24
は、液質改質装置の実施の形態3を示し、乱流発生室3
7は実施の形態3と同一であるがキャビテーション発生
のための機構が異なる。液体を導通する軸方向液体導入
孔とキャビテーション発生部を乱流発生室37に配置し
た例である。軸方向液体導入孔38は、加圧された液体
を通すものであり、その液体を同心に形成されたキャビ
テーション発生部39に噴射しキャビテーションを発生
させる。このタイプのキャビテーションノズル40は、
実施の形態1及び2と相違してシングルノズルタイプで
あり、気体は混合できない。キャビテーションノズル4
0が内部に突出しているので、全体がコンパクトになる
という特徴がある。
[Third Embodiment of Liquid Quality Reforming Apparatus] FIG.
Shows a third embodiment of the liquid quality reforming apparatus,
7 is the same as the third embodiment, but differs in the mechanism for generating cavitation. This is an example in which an axial liquid introduction hole for conducting liquid and a cavitation generating section are arranged in a turbulent flow generation chamber 37. The axial liquid introduction hole 38 allows the pressurized liquid to pass therethrough, and injects the liquid to a cavitation generating section 39 formed concentrically to generate cavitation. This type of cavitation nozzle 40
Unlike Embodiments 1 and 2, the single nozzle type is used, and gas cannot be mixed. Cavitation nozzle 4
Since 0 protrudes inside, there is a feature that the whole becomes compact.

【0075】[液質改質装置の実施の形態4]図25
は、液質改質装置の実施の形態4を示し、キャビテーシ
ョンノズル40と乱流発生室37は実施の形態3と同一
であるが、キャビテーションノズル40を任意の位置に
移動できる点で異なる。キャビテーションノズル40
は、連結金具41の一端にねじ込んで固定され、連結金
具41の他端は位置調節管42に連結されている。位置
調節管42は、フランジ29にねじ込まれた固定ビス4
3によりフランジ29に固定されている。
[Fourth Embodiment of Liquid Quality Reforming Apparatus] FIG. 25
Shows a fourth embodiment of the liquid quality reforming apparatus. The cavitation nozzle 40 and the turbulence generation chamber 37 are the same as those of the third embodiment, but differ in that the cavitation nozzle 40 can be moved to an arbitrary position. Cavitation nozzle 40
Is screwed and fixed to one end of a connection fitting 41, and the other end of the connection fitting 41 is connected to a position adjusting tube 42. The position adjusting pipe 42 is provided with a fixing screw 4 screwed into the flange 29.
It is fixed to the flange 29 by 3.

【0076】位置調節管42は、フランジ29の中心に
形成された挿入孔44に摺動自在に配置されている。従
って、固定ビス43を緩めることにより、位置調節管4
2を移動させてキャビテーションノズル40をキャビテ
ーション発生部39の任意の位置に固定することができ
る。乱流発生室37は、キャビテーション気泡の崩壊、
及び渦流等の乱流が発生するための空間を形成する。乱
流は、キャビテーションノズル40の位置によってキャ
ビテーションの発生効率が相違するので、現場でキャビ
テーションノズル40の位置を調節できるようにするた
めのものである。
The position adjusting tube 42 is slidably disposed in an insertion hole 44 formed in the center of the flange 29. Therefore, by loosening the fixing screw 43, the position adjusting tube 4
2 can be moved to fix the cavitation nozzle 40 at an arbitrary position of the cavitation generating section 39. The turbulence generation chamber 37 is used for collapse of cavitation bubbles,
And a space for generating a turbulent flow such as a vortex. The turbulence causes the cavitation generation efficiency to vary depending on the position of the cavitation nozzle 40, so that the position of the cavitation nozzle 40 can be adjusted on site.

【0077】[液質改質装置の実施の形態5]図26
は、液質改質装置の実施の形態5を示し、陸上の魚の養
殖装置の海水の改質に適用したときの液質改質装置60
である。乱流発生箱61は、前述した実施の形態1と同
様の扁平の長方体状のものである。乱流発生箱61の内
部には、乱流発生室62が形成されている。乱流発生箱
61は、概略は前述した形状であるがキャビテーション
が発生し渦流の流れを円滑にするために内部を湾曲部6
3を形成したものである。
[Fifth Embodiment of Liquid Quality Reforming Apparatus] FIG. 26
Shows a fifth embodiment of the liquid quality reforming apparatus, and shows a liquid quality reforming apparatus 60 when applied to seawater reforming of a land-based fish culture apparatus.
It is. The turbulence generating box 61 has a flat rectangular shape similar to that of the first embodiment. A turbulence generation chamber 62 is formed inside the turbulence generation box 61. The turbulence generating box 61 has the above-described shape, but the inside thereof has a curved portion 6 in order to generate cavitation and smoothen the vortex flow.
3 is formed.

【0078】乱流発生箱61の端面には、フランジ64
がボルト65により固定されている。乱流発生箱61の
一面は実施の形態1と同様に蓋部材(図示せず)により
蓋をされている。フランジ64には、加圧された海水を
噴射する噴射ノズル66が固定されている。噴射ノズル
66の噴射方向の乱流発生箱61には、断面が円筒空間
であるキャビテーション発生部67が形成されている。
The end of the turbulence generating box 61 has a flange 64
Are fixed by bolts 65. One surface of the turbulence generating box 61 is covered with a cover member (not shown) as in the first embodiment. A jet nozzle 66 for jetting pressurized seawater is fixed to the flange 64. In the turbulent flow generation box 61 in the injection direction of the injection nozzle 66, a cavitation generation section 67 having a cylindrical space in cross section is formed.

【0079】噴射ノズル66が配置されている反対側の
乱流発生箱61には、乱流発生室62と連通する吐出口
68が形成されている。吐出口68には、吐出ノズル6
9の一端がねじ込んで固定配置されている。吐出ノズル
69の他端には、連結具70の一端が固定されている。
連結具70には、吐出ノズル69から吐出される海水の
吐出方向と直交する方向に空気管71の一端がねじ込ん
である。
In the turbulence generating box 61 on the opposite side where the injection nozzle 66 is disposed, a discharge port 68 communicating with the turbulence generating chamber 62 is formed. The discharge nozzle 68 is provided at the discharge port 68.
One end of 9 is screwed and fixedly arranged. One end of a connecting member 70 is fixed to the other end of the discharge nozzle 69.
One end of an air pipe 71 is screwed into the connector 70 in a direction perpendicular to the direction in which seawater is discharged from the discharge nozzle 69.

【0080】空気管71は、吐出ノズル69から吐出さ
れる海水の負圧により空気を引き込むためのものであ
る。連結具70の他端には、管継手72がねじ込んであ
る。従って、管継手72の先端から空気を含んだ海水が
吐出されることになる。以上のような構造で、液質改質
装置60は、次のような機能がある。噴射ノズル66か
ら噴射された海水は、キャビテーション発生部67でキ
ャビテーションが発生し乱流発生室62に入る。
The air pipe 71 is for drawing air in by the negative pressure of seawater discharged from the discharge nozzle 69. A pipe joint 72 is screwed into the other end of the connecting tool 70. Therefore, seawater containing air is discharged from the end of the pipe joint 72. With the above structure, the liquid quality reforming device 60 has the following functions. The seawater injected from the injection nozzle 66 undergoes cavitation in the cavitation generation section 67 and enters the turbulence generation chamber 62.

【0081】乱流発生室62に入った海水は、前述した
ものと同様にキャビテーション気泡、及び渦流等の乱流
を発生させる。キャビテーション作用により、海水中の
アンモーニア、硝酸窒素、二酸化炭素、塩素、酸素等を
脱気する。更に、海水中の魚の寄生虫、寄生虫の卵、幼
虫、大腸菌等を破壊、殺菌、殺虫する。このキャビテー
ション処理された海水は、吐出ノズル69から吐出され
るが、この吐出による負圧で空気管71から大気中の空
気を吸い込み海水と混合される。
The seawater entering the turbulence generating chamber 62 generates turbulence such as cavitation bubbles and eddy currents in the same manner as described above. By the cavitation action, ammonia, nitrogen nitrate, carbon dioxide, chlorine, oxygen, etc. in seawater are degassed. Furthermore, it destroys, sterilizes, and kills fish parasites, parasite eggs, larvae, and Escherichia coli in seawater. The seawater subjected to the cavitation treatment is discharged from the discharge nozzle 69, and the air in the atmosphere is sucked from the air pipe 71 by the negative pressure due to the discharge and mixed with the seawater.

【0082】空気を混合したキャビテーション処理され
た海水は、管継手72は海水槽(図示せず)に吐出され
る。このとき、キャビテーション処理で脱気されて出て
きた微細気泡を多量の空気管71から吸い込まれた空気
と共に空中に放出される。このために、前述した海水中
のアンモーニア、硝酸窒素、二酸化炭素、塩素、酸素等
を脱気する。しかしながら、同時に大量の空気を吸い込
むので、魚の養殖に有用な溶存酸素量は均衡し低下する
ことはない。
The cavitation-treated seawater mixed with air is discharged from the pipe joint 72 to a seawater tank (not shown). At this time, the fine bubbles that have been degassed by the cavitation process and are discharged are released into the air together with a large amount of air sucked from the air pipe 71. For this purpose, the above-mentioned seawater is degassed for ammonia, nitrogen nitrate, carbon dioxide, chlorine, oxygen and the like. However, since a large amount of air is sucked in at the same time, the amount of dissolved oxygen useful for fish cultivation is balanced and does not decrease.

【0083】また、空気の混入により上昇した海水を若
干冷却する効果もある。この空気を海水に混合すること
により、乱流発生室62で脱気された魚に有害な気体を
効果的に大気中に放出することができる。結果として、
海水のPH値も自然の海水(8.3)に近い数値になっ
た。次の表1は、これらのデータの代表例を示すもので
ある。
Further, there is also an effect of slightly cooling seawater that has risen due to the incorporation of air. By mixing this air with seawater, gas harmful to fish degassed in the turbulence generation chamber 62 can be effectively released to the atmosphere. as a result,
The PH value of seawater was also close to that of natural seawater (8.3). Table 1 below shows representative examples of these data.

【0084】[0084]

【表1】 [Table 1]

【発明の効果】本発明による液質改質装置及びその改質
方法は、キャビテーションとその渦流によって、脱気、
混合、攪拌、殺菌、殺虫、分解、乳化等が効果的にでき
る。また、本発明は、簡単な閉鎖空間を形成する容器と
キャビテーションノズルだけで形成することができ、極
めてコストが低い。
According to the liquid quality reforming apparatus and the reforming method of the present invention, degassing,
Mixing, stirring, sterilization, insecticide, decomposition, emulsification, etc. can be effectively performed. Further, the present invention can be formed only by a container and a cavitation nozzle which form a simple closed space, and the cost is extremely low.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、本発明の液質改質装置の実施の形態を
示す平面断面図である。
FIG. 1 is a plan sectional view showing an embodiment of a liquid quality reforming apparatus of the present invention.

【図2】図2は、図1の正面断面図である。FIG. 2 is a front sectional view of FIG. 1;

【図3】図3は、ある瞬間の渦流の高速度写真から抽象
化してトレースした平面図である。
FIG. 3 is a plan view abstracted and traced from a high-speed photograph of a vortex at a certain moment.

【図4】図4は、図3の瞬間よりも1秒後の渦流の高速
度写真から抽象化してトレースした平面図である。
FIG. 4 is a plan view abstracted and traced from a high-speed photograph of the eddy current one second after the moment in FIG. 3;

【図5】図5は、噴流解析のための座標系を示す断面図
である。
FIG. 5 is a sectional view showing a coordinate system for jet flow analysis.

【図6】図6は、拘束噴流モデルについての噴流解析の
ための座標系を示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a coordinate system for jet analysis of a restricted jet model.

【図7】図7は、ノズルの開き形状とキャビテーション
初生係数の関係を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing a relationship between a nozzle opening shape and a cavitation initiation coefficient.

【図8】図8は、急拡大ノズルとキャビテーション初生
係数の関係を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing a relationship between a rapidly expanding nozzle and a cavitation initiation coefficient.

【図9】図9は、キャビテーション壊食と噴流コア長さ
の関係を示すグラフである。
FIG. 9 is a graph showing the relationship between cavitation erosion and jet core length.

【図10】図10は、キャビテーション超音波最高値位
置と噴流コア長さとの関係を示すグラフである。
FIG. 10 is a graph showing a relationship between a cavitation ultrasonic maximum value position and a jet core length.

【図11】図11は、ノズル形状の例を示す断面図であ
る。
FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating an example of a nozzle shape.

【図12】図12は、ノズル形状の他の例を示す断面図
である。
FIG. 12 is a sectional view showing another example of the nozzle shape.

【図13】図13は、ノズル形状の更に他の例を示す断
面図である。
FIG. 13 is a sectional view showing still another example of the nozzle shape.

【図14】図14は、ノズル形状の更に他の例を示す断
面図である。
FIG. 14 is a sectional view showing still another example of the nozzle shape.

【図15】図15は、核の直径とその数の関係を示すグ
ラフである。
FIG. 15 is a graph showing the relationship between the diameter of a nucleus and the number thereof.

【図16】図16は、空気含有率と初生キャビテーショ
ン係数との関係を示すグラフである。
FIG. 16 is a graph showing the relationship between the air content and the initial cavitation coefficient.

【図17】図17は、キャビテーションの発生・消滅を
示すグラフである。
FIG. 17 is a graph showing the occurrence and disappearance of cavitation.

【図18】図18は、定常型ジェット発生用の公知のノ
ズルを示す断面図である。
FIG. 18 is a cross-sectional view showing a known nozzle for generating a stationary jet.

【図19】図19は、非定常型ジェット発生用の公知の
ノズルを示す断面図である。
FIG. 19 is a cross-sectional view showing a known nozzle for generating an unsteady jet.

【図20】図20は、非定常型ジェット発生用の公知の
他のノズルを示す断面図である。
FIG. 20 is a cross-sectional view showing another known nozzle for generating an unsteady jet.

【図21】図21は、渦流の1動態を示す平面図であ
る。
FIG. 21 is a plan view showing one dynamic of the eddy current.

【図22】図22は、渦流の他の動態を示す平面図であ
る。
FIG. 22 is a plan view showing another dynamic state of the eddy current.

【図23】図23は、液質改質装置の実施の形態2を示
し、乱流発生部の内部空間を円筒状にした例である。
FIG. 23 shows a second embodiment of the liquid quality reforming apparatus, and is an example in which the internal space of the turbulence generating unit is cylindrical.

【図24】図24は、液質改質装置の実施の形態3を示
し、液質改質装置の実施の形態2のノズルの形状を変え
た例である。
FIG. 24 shows a third embodiment of the liquid quality reforming apparatus, and is an example in which the shape of the nozzle of the second embodiment of the liquid quality reforming apparatus is changed.

【図25】図25は、液質改質装置の実施の形態4を示
し、液質改質装置の実施の形態3のノズルの形状を変え
た例である。
FIG. 25 shows a fourth embodiment of the liquid quality reforming apparatus, and is an example in which the shape of the nozzle of the third embodiment of the liquid quality reforming apparatus is changed.

【図26】図26は、液質改質装置の実施の形態5を示
し、陸上の魚の養殖装置の海水の改質に適用したときの
液質改質装置である。
FIG. 26 shows a liquid quality reforming apparatus according to a fifth embodiment of the present invention, which is applied to seawater reforming of a land-based fish culture apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…液質改質装置 2…乱流発生箱 3…複式ノズル 5…キャビテーション発生部 6…気液導入部 7…液体導入部 8…気体導入部 14…噴流穴 15…軸方向液体導入孔 CL…長手方向中心線 62,37…乱流発生室 40…キャビテーションノズル 67…キャビテーション発生部 69…吐出ノズル 71…空気管 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Liquid reformer 2 ... Turbulence generation box 3 ... Double nozzle 5 ... Cavitation generation part 6 ... Gas-liquid introduction part 7 ... Liquid introduction part 8 ... Gas introduction part 14 ... Jet hole 15 ... Axial liquid introduction hole CL ... Longitudinal center lines 62,37 ... Turbulence generation chamber 40 ... Cavitation nozzle 67 ... Cavitation generation part 69 ... Discharge nozzle 71 ... Air tube

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成11年4月21日(1999.4.2
1)
[Submission date] April 21, 1999 (1999.4.2
1)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図2[Correction target item name] Figure 2

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図2】 FIG. 2

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図4[Correction target item name] Fig. 4

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図4】 FIG. 4

【手続補正3】[Procedure amendment 3]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図8[Correction target item name] Fig. 8

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図8】 FIG. 8

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図9[Correction target item name] Fig. 9

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図9】 FIG. 9

【手続補正5】[Procedure amendment 5]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図11[Correction target item name] FIG.

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図11】 FIG. 11

【手続補正6】[Procedure amendment 6]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図12[Correction target item name] FIG.

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図12】 FIG.

【手続補正7】[Procedure amendment 7]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図13[Correction target item name] FIG.

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図13】 FIG. 13

【手続補正8】[Procedure amendment 8]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図14[Correction target item name] FIG.

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図14】 FIG. 14

【手続補正9】[Procedure amendment 9]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図18[Correction target item name] FIG.

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図18】 FIG.

【手続補正10】[Procedure amendment 10]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図19[Correction target item name] FIG.

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図19】 FIG.

【手続補正11】[Procedure amendment 11]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図20[Correction target item name] FIG.

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図20】 FIG.

【手続補正12】[Procedure amendment 12]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図21[Correction target item name] FIG.

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図21】 FIG. 21

【手続補正13】[Procedure amendment 13]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図22[Correction target item name] FIG.

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図22】 FIG.

【手続補正14】[Procedure amendment 14]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図23[Correction target item name] FIG.

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図23】 FIG. 23

【手続補正15】[Procedure amendment 15]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図24[Correction target item name] FIG.

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図24】 FIG. 24

【手続補正16】[Procedure amendment 16]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図25[Correction target item name] Fig. 25

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図25】 FIG. 25

【手続補正17】[Procedure amendment 17]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図26[Correction target item name] FIG. 26

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図26】 FIG. 26

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 増本 輝男 佐賀県唐津市原1534番地 株式会社ワイビ ーエム内 (72)発明者 大隈 英則 佐賀県唐津市原1534番地 株式会社ワイビ ーエム内 (72)発明者 田中 守 佐賀県唐津市原1534番地 株式会社ワイビ ーエム内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Teruo Masumoto 1534 Hara, Karatsu-shi, Saga Prefecture, Japan W72M Co., Ltd. 1534 Hara, Karatsu-shi, Saga Prefecture

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】加圧された液体を噴射してキャビテーショ
ンを発生するためのキャビテーション発生手段と、 前記キャビテーション発生手段から噴射された前記液体
がジェット流として形成され、前記ジェット流が動的渦
流になるように実質的に閉鎖された空間を備えた乱流発
生手段と、 前記乱流発生手段から前記液体を排出するための排出口
とを備えた液質改質装置。
Cavitation generating means for generating cavitation by injecting a pressurized liquid, wherein the liquid jetted from the cavitation generating means is formed as a jet stream, and the jet stream is transformed into a dynamic vortex. A liquid quality reforming apparatus comprising: a turbulence generating means having a substantially closed space; and a discharge port for discharging the liquid from the turbulence generating means.
【請求項2】請求項1において、 前記キャビテーション発生手段は、前記液体のみを噴射
するためのノズルとして形成されていることを特徴とす
る液質改質装置。
2. A liquid quality reforming apparatus according to claim 1, wherein said cavitation generating means is formed as a nozzle for injecting only said liquid.
【請求項3】請求項1又は2において、 前記動的渦流は渦流であり前記渦流の中心領域が前記乱
流発生手段内で運動することを特徴とする液質改質装
置。
3. The liquid quality reforming apparatus according to claim 1, wherein the dynamic vortex is a vortex, and a central region of the vortex moves in the turbulence generating means.
【請求項4】請求項3において、 前記運動は前記空間内の周期運動であることを特徴とす
る液質改質装置。
4. The liquid quality reforming device according to claim 3, wherein the movement is a periodic movement in the space.
【請求項5】請求項4において、 前記乱流発生手段は、3次元の空間で扁平であり、 前記空間の概ねの高さをHで、それの概ねの幅をWで表
し、前記ノズルの開口の有効直径をD1で表すと、 前記ジェット流は長さ方向に向いて前記空間の概ねの中
心線の方向に射出され、前記渦流の発生条件として、 D1<H、且つ、W/H>4 であることを特徴とする液質改質装置。
5. The turbulent flow generating means according to claim 4, wherein the turbulence generating means is flat in a three-dimensional space, a general height of the space is represented by H, and a general width thereof is represented by W, When the effective diameter of the opening is represented by D1, the jet stream is emitted in the direction of the approximate center line of the space in the longitudinal direction, and the vortex generation conditions are D1 <H and W / H>. 4. A liquid quality reforming device, which is characterized in that:
【請求項6】請求項5において、 前記ノズルは下流側流路と上流側流路とからなり、 前記下流側流路の有効直径をD1で前記上流側流路の有
効直径をD2で表し、前記下流側流路の有効長さをLで
表すと、 前記渦流の発生条件として、 L/D2≧5、且つ、D1/D2≧2 であることを特徴とする液質改質装置。
6. The nozzle according to claim 5, wherein the nozzle comprises a downstream flow path and an upstream flow path, and the effective diameter of the downstream flow path is represented by D1 and the effective diameter of the upstream flow path is represented by D2. When the effective length of the downstream flow path is represented by L, the condition for generating the vortex is L / D2 ≧ 5 and D1 / D2 ≧ 2.
【請求項7】請求項6において、 前記ノズルは下流側流路と上流側流路とからなり、 前記下流側流路の有効直径をD1で前記上流側流路の有
効直径をD2で表し、前記下流側流路の有効長さをLで
表すと、 前記渦流の発生条件として、 L/D2≧8、且つ、4≧D1/D2≧3 であることを特徴とする液質改質装置。
7. The nozzle according to claim 6, wherein the nozzle comprises a downstream flow path and an upstream flow path, and the effective diameter of the downstream flow path is represented by D1 and the effective diameter of the upstream flow path is represented by D2. When the effective length of the downstream flow path is represented by L, the vortex generation condition is L / D2 ≧ 8 and 4 ≧ D1 / D2 ≧ 3.
【請求項8】請求項7において、 前記空間は扁平であり、 前記ノズルは下流側流路と上流側流路とからなり、 前記空間の概ねの高さをHで、それの概ねの幅をWで表
し、前記下流側流路の有効直径をD1で表し前記上流側
流路の有効直径をD2で表し、 前記ジェット流は長さ方向に向いて前記空間の概ねの中
心線の方向に射出され、前記渦流の発生条件として、 D1<H、且つ、W/H>4 であり、前記渦流の発生条件として、 L/D2≧5、且つ、D1/D2≧2 であることを特徴とする液質改質装置。
8. The space according to claim 7, wherein the space is flat, the nozzle includes a downstream flow passage and an upstream flow passage, and the approximate height of the space is H, and the approximate width of the space is H. W, the effective diameter of the downstream flow path is represented by D1, the effective diameter of the upstream flow path is represented by D2, and the jet flow is directed in the longitudinal direction and in the direction of the approximate center line of the space. The condition for generating the eddy current is D1 <H and W / H> 4, and the condition for generating the eddy current is L / D2 ≧ 5 and D1 / D2 ≧ 2. Liquid quality reformer.
【請求項9】請求項1乃至8から選択される1請求項に
おいて、 前記液体中の生物細胞の破壊のために用いられることを
特徴とする液質改質装置。
9. The liquid quality reforming apparatus according to claim 1, wherein the liquid quality reforming apparatus is used for destroying biological cells in the liquid.
【請求項10】請求項1乃至8から選択される1請求項
において、 前記液体中の溶存気体を脱気するために用いられること
を特徴とする液質改質装置。
10. A liquid quality reforming apparatus according to claim 1, wherein the liquid quality reforming apparatus is used for degassing a dissolved gas in the liquid.
【請求項11】請求項1乃至8から選択される1請求項
において、 前記排出口に吐出ノズルを配置し、 前記吐出ノズルに前記液体の吐出による負圧により気体
を吸入するための気体吸入管を配置したことを特徴とす
る液質改質装置。
11. The gas suction pipe according to claim 1, wherein a discharge nozzle is disposed at the discharge port, and a gas is sucked into the discharge nozzle by a negative pressure due to discharge of the liquid. A liquid quality reforming device, characterized in that:
【請求項12】請求項11において、 前記気体吸入管は、空気を吸い込むためのものであるこ
とを特徴とする液質改質装置。
12. The liquid quality reforming apparatus according to claim 11, wherein the gas suction pipe is for sucking air.
【請求項13】一定の容積の区画された空間の中にノズ
ルにより加圧された液体を噴射してジェット流を形成し
てキャビテーションを発生させて、 前記ジェット流の中に渦流を発生させること、 前記渦流の中に渦流を発生させること、 前記渦流の中心領域を運動させることの事象を含む液質
改質方法。
13. A jet stream formed by jetting a liquid pressurized by a nozzle into a space defined by a fixed volume to generate cavitation and generate a vortex in the jet stream. A liquid quality reforming method including generating a vortex in the vortex; and moving a central region of the vortex.
【請求項14】請求項13において、 前記運動は前記空間内の周期運動であることを特徴とす
る液質改質方法。
14. The liquid quality reforming method according to claim 13, wherein the movement is a periodic movement in the space.
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