JP2003135946A - 液質改質装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】海水、真水等の液体を噴流にして微細化し、殺
菌をしかつ溶存酸素濃度を高めて海水、真水等の攪拌・
混合、乳化、殺菌等を行う。 【解決手段】第１のノズル３から海水等の液体を噴流５
にして噴流発生室２へ噴射して渦流を発生させ、噴流発
生室２の側面に設けられた第２のノズル６から空気等の
流体を噴流５の渦中心核５ａに向けて噴出させるように
構成した。この構成によりキャビテーションを発生させ
るとともに、コアンダ効果により海水等の液体を殺菌力
を高め、溶存酸素濃度を高めるように浄化し海水に戻
す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、噴流発生室を利用
して異質の液体と流体の混合撹拌を行う液質改質装置に
関する。更に詳しくは、噴流発生箱に液体を噴射させる
ノズルに加え、気体、液体等の流体を供給するための流
体供給管をノズル取り付け面と異なる他の面に設けて、
液体と流体の混合・攪拌、乳化、液体の改質、液体の浄
化等を行う液質改質装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近は、環境保全の観点から生活環境を
よくするため、湖や沼等の水質を浄化することが多く通
常に行われるようになっている。そのための水質浄化装
置が種々提案されている。従来から一般的に行われてい
るのは、循環ばっ気を伴う対流式のものが多い。この方
式は、湖沼等の水をポンプにより汲み上げ、その水に水
質を浄化させる要素を混入させ対象とする湖沼に戻す方
式である。

【０００３】ダムや貯水池、湖沼等においては、しばし
ば酸素不足による水質悪化がもたらされており、溶存酸
素の量を多くし湖沼等を元の状態に浄化し戻す方法も多
くなされている。これに関連し、本出願人も特開２００
０−５６３号等でキャビテーションを発生させ、このキ
ャビテーション流を渦流とすることで脱気、混合、撹
拌、殺菌、殺虫、分解、乳化等を行い浄化する方法を提
案している。最近は更に環境基準が厳しくなり、従来よ
り更に効率のよい浄化方法が望まれている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】キャビテーションによ
る浄化の方法は、特に殺菌に効果のある方法であり、水
中のプランクトン、寄生虫、寄生虫卵等の破壊に威力が
ある。この方法による浄化装置を例えば海水魚の養殖場
等に適用し海水浄化に使用する場合、キャビテーション
のみでは水中の酸素がどうしても不足になってしまうた
め、前述の特開２０００−５６３号では、図１２に示す
ように、キャビテーション噴流を発生させた流れの出口
にエジェクターを取り付け、空気を自吸させるようにし
て海水を浄化させる方法が提案されている。

【０００５】この方法による装置は、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、このキャビテーション発生手段から
噴射された液体がジェット流として形成され、このジェ
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、この乱流発生手段から液体を
排出するための排出口を備えたものである。

【０００６】図１２において概略説明すると、海水の改
質に適用した装置であるが、乱流発生箱６１は扁平の長
方体状をなしている。この乱流発生箱６１内は乱流発生
室６２になっていて、キャビテーションが発生し易く渦
流の流れを円滑にするため湾曲部６３を構成している。
加圧された海水は、矢印の方向から噴射ノズル６６を介
して乱流発生室６２に噴射される。乱流発生室６２に噴
射された海水は、キャビテーション気泡及び渦流等の乱
流を発生させる。

【０００７】このキャビテーション作用により、海水中
のアンモニア、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から吐出負圧で空気管７
１を介して矢印の方向より大気中の空気を吸い込み海水
と混合される。

【０００８】このような構成の装置はそれなりに従来よ
り効果のあるものであるが、空気管７１を介して空気を
吸入するこのエジェクター方式は、気体の溶解効率が低
いので必ずしも効率良く溶存酸素濃度を高めるものとは
ならず、更に効率のよい方法が嘱望されていた。本発明
は、この装置を更に発展させ改良を加えたもので、前述
のような社会環境や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。

【０００９】本発明の目的は、噴流発生室によりキャビ
テーション泡をより多くしてプランクトン等の水中有機
物の破壊、殺菌を行い水の浄化を効率的に行う液質改質
装置を提供することにある。本発明の他の目的は、どの
ような水質の水に対しても噴流を微細な気泡にし、溶存
酸素濃度を高め効率のよい浄化が行える低コストの液質
改質装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するため、次の手段を採る。本発明の液質改質装置
は、供給される液体を渦流になる噴流を発生させる噴流
発生箱と、この噴流発生箱に加圧された液体を供給する
液体供給装置と、前記噴流発生箱の内部空間に前記液体
を噴射するため前記噴流発生室の壁面に設けられたノズ
ルと、前記内部空間に流体を供給するために前記壁面と
異なる他の壁面に設けられた流体供給管と、前記ノズル
から噴射される噴流液体に前記流体供給かから前記流体
を供給し、噴流を形成して混合撹拌するものである。

【００１１】前記ノズルから噴射される液体は、海水、
真水等の常温で液体である。前記流体供給管に供給する
前記流体は、前記ノズルから噴射される液体とは異なる
海水、真水等の常温で他の液体を意味し、又は空気、酸
素等の常温で気体を意味する。流体供給管へ供給される
流体は、流体加圧装置で加圧された流体、又は加圧され
ていない流体を自吸させて供給するものであっても良
い。前記噴流発生室の内部空間Ｖは、３次元の立方体状
の空間で扁平のものが良い。

【００１２】具体的な前記噴流発生室の内部空間Ｖは、
３次元の箱状の空間で扁平であり、前記内部空間の概ね
の高さをＨで、それの概ねの幅をＷで表し、前記ノズル
の開口の有効直径をＤ１で表すと、前記噴流は長さ方向
に向いて前記内部空間の概ねの中心線の方向に噴射さ
れ、前記渦流の発生条件として、Ｄ１＜Ｈ、且つ、Ｗ／
Ｈ＞４，であると良い。

【００１３】前記噴流発生室の内部空間Ｖは、３次元の
箱状の空間で扁平であり、前記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、前記空間の長手方向
の長さをＬ１とし、前記ノズルの開口の有効直径をＤ１
で表すと、前記渦流の発生条件として、Ｄ１＜Ｈ、Ｗ／
Ｈ＞４，且つ、Ｈ＜Ｌ１、の関係にあると良い。

【００１４】前記ノズルは、下流側流路と上流側流路と
からなり、キャビテーションで渦流を発生させる形状と
し、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であると良い。

【００１５】前記ノズルは、下流側流路と上流側流路と
からなり、キャビテーションで渦流を発生させる形状と
し、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であると良い。

【００１６】前記内部空間の形状は扁平であり、前記ノ
ズルは下流側流路と上流側流路とからなり、キャビテー
ションで渦流を発生させる形状とし、前記内部空間の概
ねの高さをＨで、それの概ねの幅をＷで表し、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、噴出される流れは長さ方向に向いて前記内
部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、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、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であると良い。

【００１７】前記流体は、エアー、酸素、及びオゾンで
選択されるいずれかの１以上の気体を救急すると良い。
更に、前記流体供給管は、２つ以上設けられると良く、
噴射される液体の条件により最適な数のノズルを取り付
ければよい。

【００１８】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
に従って説明する。図１は、本発明の液質改質装置の実
施の形態である液質浄化装置１の正面断面図であり、図
２はその側面断面図である。キャビテーションを発生さ
せるためのノズル形状の条件については、特開２０００
−５６３号にその詳細が記載され、かつ他の文献等でも
公知であるので、詳細な説明は省略する。

【００１９】本実施の形態の液質浄化装置１の基本とな
る部分は、噴流発生箱２（本明細書では噴流発生函とも
いう。）と液体を噴射させキャビテーションを発生させ
る第１のノズル３、および噴流発生箱２の側面４に設け
られ流体を噴流発生箱２内に噴射された噴流５に向けて
供給する第２のノズル６（「流体供給管」とも称す
る。）とから構成されている。

【００２０】本実施の形態においては、第１のノズル３
は、噴射方向に段差を有する構成のものであり液体を噴
射するとキャビテーションを発生させる。本実施の形態
の液質浄化装置１のシステムは、この噴流発生箱２に液
体を第１のノズル３に供給するための液体供給装置７
と、流体、又は気体を第２のノズル６に供給するための
流体供給装置８が配管を介して接続されている。又、噴
流発生箱２内で発生した噴流は、渦流を伴ったもので微
細な気泡に形成され、キャビテーションで破壊、殺菌さ
れた残骸を含み排出口９よりこの噴流発生箱２外の海水
等に排出される。

【００２１】噴流発生箱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、
後に詳述する。内部空間Ｖの中心点を通る長手方向の中
心線ＣＬを軸心線とする噴流発生箱２は、外見も概ね直
方体形状であり、６面壁を備える。図１の噴流発生箱２
の内部空間を表す断面を図３及び図４に示す。図４は図
３のＸ−Ｘ線断面図である。噴流発生箱２の一壁面に、
直径がＤ１である噴流穴１０が設けられている。

【００２２】噴流穴１０は、キャビテーション発生部に
一致している。キャビテーション発生部である噴流穴１
０の軸心線は長手方向中心線ＣＬに一致している。この
噴流穴１０と連通している軸線方向液体導入孔１１に液
体供給装置７から高圧の液体が供給される。噴流５が噴
射される内部空間Ｖは、その幅が図に示すＷであり、そ
の高さがＨであり、その長さＬ１は特に規定はされてい
ない。内部空間Ｖの長さ方向は、噴流穴１０の軸心線方
向として定義される。

【００２３】また、内部空間Ｖの高さＨ、噴流穴の直径
Ｄ１、軸線方向液体導入孔１１の直径Ｄ２が、更に、噴
流の流れ方向に対して直角方向に加圧された流体を供給
するための流体供給孔１２（本明細書では、「第２のノ
ズル」ともいう。）の直径Ｄ３が図に概念化されて配置
されている。

【００２４】噴流穴１０と軸線方向液体導入孔１１と
で、キャビテーション発生用ノズルとして第１のノズル
３が形成されている。又、この第１のノズル３の取り付
け面に対して直角な方向の幅広の側壁４に第２のノズル
６が噴流５の渦に対応して２箇所に設けられている（図
２参照）。この噴流５は渦流となっていて、通常１個か
らなる渦中心核５ａを有する。

【００２５】この渦中心核５ａは空隙状態となってい
て、噴射される液体の中心線（内部空間Ｖの長手方向の
中心線でもある。）ＣＬから外れ内部空間Ｖ内を移動し
てたえず揺動するかの如く位置を変えている。この最も
渦流が発生する確率が高い２箇所の位置に２本の第２の
ノズル６を固定配置し、渦流の渦中心核５ａに向けて流
体を流体供給装置８から供給するようにしている。

【００２６】流体は、空気、酸素、オゾン等の気体であ
るが、用途によっては、液肥、農薬等の液体であっても
良く、更に薬品等を混入したミスト状の気体と液体を混
合したものであってもよい。この流体を渦中心核５ａに
向けて供給することで噴流５を壁側にもたらしコアンダ
効果を促す。噴流５が壁際に沿って流れることで噴流５
は一層撹拌混合し発生した気泡はせん断される。キャビ
テーションによる超音波の影響等による破壊とコアンダ
効果が相乗して噴流５は一層微細化され、液体内の細菌
等の殺菌効果も生じることになる。

【００２７】次に構造的な特徴について説明する。内部
空間Ｖは、第１のノズル３に相当する入口および第２の
ノズル６の入口と排出口９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Ｖ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、液体の境界を規定して
いる。キャビテーション発生条件は、一般的に知られる
ように、特に液体が水であれば、Ｌ／Ｄ２≧５、で表現
できる。

【００２８】Ｌは、噴流穴１０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。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。

【００２９】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
い空間に急激に拘束高圧流体が流れることである。即
ち、水流に空虚な水のない部分が生ずる現象をいう。

【００３０】一般に水力機械等において、キャビテーシ
ョンは振動や材料の腐食、破損をもたらすので避けなけ
ればならないが、本実施の形態の液質浄化装置１におい
ては、水の殺菌等に積極的にこの現象を利用するもので
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。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。

【００３１】噴流穴１０の出口を出たところの噴流の渦
中心核５ａ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、噴流穴１０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。渦の発生条
件は、噴流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。

【００３２】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Ｖ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Ｖ内の液体全体は、その一部が排出
口９から排出されながら、渦中心核５ａの回転速度に比
べゆっくりした速度の角運動量を持つ。

【００３３】渦流を伴う噴流を発生させる構成の内部空
間Ｖは、概ね扁平であれば効果的である。液体のみの噴
流穴１０を気体も導入する複式ノズルに置き換え、キャ
ビテーション流の中に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・撹拌、気体の分離、逆に酸素等の気体の溶解
等も促進させることもできる。

【００３４】本実施の形態は、噴流５の渦中心核５ａに
空気等の流体を供給するものである。この供給により、
渦流は一層渦化され微細な気泡を多く発生させることが
できる。この渦流の構成は、図１に示すように渦は中心
部を有してどちらかに寄り発生し、幅の広い壁面に沿っ
て矢印の方向に回転運動した状態となっている。渦流の
渦中心核５ａは移動するが、その最も効果的な位置にあ
る渦中心核５ａに向けて流体を噴出させる。

【００３５】本実施の形態では、２箇所に第２のノズル
を設ける構成にしたが、２箇所に限定されることはな
い。１つであってもよく、２つ以上であってもよい。こ
の噴出に伴い、渦の中心を壁面側に導きコアンダ効果渦
中心領域に空気を吸引させ、更に渦発生を促す。このこ
とにより、発生したキャビテーションの衝撃力で殺菌や
プランクトンの破壊等を行い、更に、コアンダ効果によ
り撹拌・混合することによるせん断力で、キャビテーシ
ョンの衝撃力と合わせ微細な気泡を多く発生させること
ができる。

【００３６】図５及び図６は、第１のノズルの形状を変
えた変形例を示している。図６は図５の側面図である。
液体供給装置７と流体供給装置８は図１及び図２に示す
実施例のものと同一なので省略している。この例の場
合、軸線方向液体導入孔１１から噴出穴１０にかけてテ
ーパ状にしたものである。この場合も図１及び図２に示
すものと同様に、キャビテーションを発生させることで
は同じ機能を示すものであり、同じ効果が得られる。

【００３７】図７は、図３と同様に、図５及び図６の内
部空間の寸法関係を示した模式的な断面図である。図８
及び図９は、キャビテーションを抑えるタイプに適用し
た例を示していて、図９は図８の側面図である。第１の
ノズル３は段差形状、又はテーパ形状となっていない。
軸線方向液体導入孔１１のみで流体供給用のノズルを構
成している。この第１のノズル３を介して噴射される噴
流は、殺菌効果では劣る構成ではあるが、液体中の融存
酸素量を増やす点では有効である。むしろ殺菌作用を避
けるような限定された使用用途に適用できる。

【００３８】前述のコアンダ効果は、流体が壁に引き寄
せられる現象をいい、噴流においては、ウオータージェ
ットが内部空間Ｖの壁に引き寄せられ渦を発生させる。
更に、噴流では渦が左右交互に揺動する発振現象が伴
う。このコアンダ効果を図１０によって更に説明する。
図に示す噴流発生箱２０は、扁平の長方体状のものであ
り、基本的に図１と同様な構成と考えてよい。この１０
図に示す実施の形態では、長手方向が鉛直になるように
配置されている。噴流発生箱２０の上面には、加圧され
た海水等をポンプユニット２６から供給し下方に噴射す
る噴射ノズル２１が固定されている。

【００３９】噴射ノズル２１は、断面が円筒の環状空間
である。噴流発生箱２０の内部には区画された噴流発生
室２２が形成されている。噴流発生室２２の内部空間Ｖ
は、３次元の箱状の空間で扁平であり、空間の概ねの高
さをＨで、それの概ねの幅をＷで表し、鉛直（垂直）方
向の長さをＬ１とし、噴射ノズル２１の開口の有効直径
をＤ１とすると、概略すると前述のように、渦流の発生
条件として、Ｄ１＜Ｈ、Ｗ／Ｈ＞４、且つＨ＜Ｌ１の関
係にある。ただし、前記関係に加えてＷ＜Ｌ１の関係に
あるものが好ましい。噴射ノズル２１から噴出された主
噴流２３は、鉛直方向で内部空間Ｖの概ねの中心線の方
向に噴射される。

【００４０】主噴流２３が噴射されると、噴流発生室２
２の８隅にはコアンダ効果により低圧渦である付着渦２
４が発生し、主噴流２３には付着噴流が発生する。噴流
発生室２２には、図１０に示したような主噴流２３は、
２方向のいずれかに分かれて流れるが、この流れは不安
定であるので、他方の流れに切り替わる。即ち、主噴流
２３は不安定であり、図１０に示す紙面と平行な面内で
揺れながら流れが発生することになる。

【００４１】これらの噴流は、海水と気体（酸素、空気
等）、海水と薬品等の液体、水と気体、水と液体（液
肥、農薬等）等のように、液体と気体、又は液体を均一
に混合・攪拌、乳化、液体の改質、液体の浄化等を行う
機能がある。内部空間Ｖで微細化された気泡（大部分
は、消滅している。）を含む噴流は、排出口２７より海
水等に戻される。

【００４２】コアンダ効果は、前述した寸法条件でなく
てもその効果はあるが、好ましくは前述した形状条件に
すれば、図に示すように内部空間に渦流の伴った噴流が
発生し効果的である。この噴流はいずれかの方向に片寄
った流れになり、交互に揺動する。図１０には、噴射ノ
ズル２１の中心に空気吸入管２５が配置されているが、
これは噴射ノズル２１から噴射される海水等の負圧によ
り空気を大気中から引き込むためのものである。前述の
複式ノズルに相当し、前述のような効果がある。

【００４３】図１０には示していないが、この図の状態
で側壁に第２のノズル６を設けることにより、前述した
実施の形態と同様の構成を備えている。供給される空気
等により噴流５の流れは壁側に吸引され付着渦が発生す
る。内部空間Ｖはキャビテーション現象とコアンダ効果
の入り交じった複雑な渦乱流となっている。

【００４４】［本実施の形態の作用］以上詳記したよう
に、渦流の伴った噴流の流れを内部空間Ｖ、噴流発生室
２２に発生させることにより、前述したように海水中の
アンモニア、二酸化炭素、塩素、酸素等を脱気する。更
に、海水、真水中の魚の寄生虫の卵、幼虫、大腸菌等を
破壊、殺菌、殺虫する。

【００４５】特に、キャビテーションを発生することが
できる第１のノズル３を備えたものは、従来破壊が困難
であった寄生虫の卵も完全に破壊でき殺菌効果を高めた
上、海水、真水の浄化に際しても気泡を微細化すること
ができ溶存酸素濃度を高めることとなり、従来に比べそ
の機能は大きく向上した。

【００４６】本実施の形態は海水、真水を浄化すること
で説明したが、具体的には海水の陸上、又は海上での養
殖水の浄化、淡水の養殖場の浄化、池、ダム、湖沼等で
の溶存酸素量の増加、これらの場所での寄生虫、寄生虫
卵の不活、アオコ、赤潮、大腸菌等の除去、殺菌等に適
用できる。更には、水と油の乳化、汚染水に空気を吹き
込んでこの中の揮発性有機物の除去等にも適用できる。

【００４７】図１１は、本発明を適用したシステム例を
示すものであり、海水浄化システムである。海水等に筏
３０を浮かべ、この筏３０に本発明の液質浄化装置１の
噴流発生箱２及び関連するポンプユニット３１，酸素濃
縮機３２，発電機３３等の機材を搭載したものである。
図の吸い込み口３４から海水を汲み上げ、ポンプユニッ
ト３１を介して噴流発生箱２の第１のノズルに海水を供
給し、酸素濃縮機３２から酸素を第２のノズルに供給し
て前述の処理過程を経て海水を浄化し、再び排出口３５
から処理水として汲み上げ位置と異なる場所に放出する
システムである。例えば、海水中のプランクトンを破壊
し、同時に酸素を溶解させるシステムである。

【００４８】[その他の実施の形態]以上詳記したように
本発明は、種々な形態のシステムに適用することが可能
である。従って、実施例の記載内容に限定されないこと
はいうまでもない。例えば、流体供給管６は、ポンプで
加圧した流体（空気、酸素、液体等）を供給するもので
あったが、流体供給管６は負圧であるので、流体を加圧
するポンプ装置に接続することなく単に流体供給管６を
配置し、空気、酸素等を自吸させるものでも良い。

【００４９】また、流体供給管６は、主噴流の流れ方向
に直角方向に向けて流体を噴出させる構成としたが、傾
斜させて固定して、供給するものでもよい。また、前述
した以外の用途としては、水と油の乳化、食品類の攪拌
・混合にも使用できる。

【００５０】

【発明の効果】以上詳記したように、本発明の液質改質
装置は、液体にキャビテーションを発生させ、その渦流
に側面の壁面から空気、酸素、オゾン等の気体、又は液
肥、薬品等の液体を供給することにより、殺菌効果を高
めたり、液体中に酸素等の気体、又は異質な液体の濃度
を高めるための混合攪拌装置としての機能も果たす。ま
た、本発明は、簡素な形状の内部空間を有し、キャビテ
ーションを発生させコアンダ効果を有する極めてコスト
の低い液質改質装置となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の液質改質装置の噴流発生箱を
示した正面断面図であり、第１のノズルが段差形状を示
したものである。

【図２】図２は、図１の側面断面図である。

【図３】図３は、図１の内部空間の寸法関係を示す正面
断面図である。

【図４】図４は、図３のＸ−Ｘ断面図である。

【図５】図５は、本発明の液質改質装置の噴流発生箱を
示した正面断面図であり、第１のノズルがテーパ形状を
示したものである。

【図６】図６は、図５の側面断面図である。

【図７】図７は、図５の内部空間の寸法関係を示す正面
断面図である。

【図８】図８は、本発明の液質改質装置の噴流発生箱を
示した正面断面図であり、第１のノズルが軸方向液体導
入穴のみの形状を示したものである。

【図９】図９は、図８の側面断面図である。

【図１０】図１０は、コアンダ効果による噴流発生状態
を示す噴流発生箱の断面図である。

【図１１】図１１は、本発明の液質改質装置を適用した
浄化システムの説明図である。

【図１２】図１２は、従来の乱流発生装置の断面図であ
る。

【符号の説明】

１…液質浄化装置 ２…噴流発生室 ３…第１のノズル ５…噴流 ５ａ…渦中心核 ６…流体供給管 ７…液体供給装置 ８…流体供給装置 ９…排出口 １０…噴流穴 １１…軸方向液体導入孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 真方 勝哉 福岡県福岡市東区馬出２丁目３番31−904 号 (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 田中 守 佐賀県唐津市原1534番地 株式会社ワイビ ーエム内 Ｆターム(参考） 4D037 AA01 AA05 AB03 BA23 BA26 BB01 BB02 BB03 CA12 4F033 AA00 BA01 BA03 CA01 DA03 EA01 KA03 4G035 AB05 AB16 AC44 AE13

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】供給される液体を渦流になる噴流を発生さ
   せる噴流発生箱と、 この噴流発生箱に加圧された液体を供給する液体供給装
   置と、 前記噴流発生箱の内部空間に前記液体を噴射するため前
   記噴流発生室の壁面に設けられたノズルと、 前記内部空間に流体を供給するために前記壁面と異なる
   他の壁面に設けられた流体供給管と、 前記ノズルから噴射される噴流液体に前記流体供給かか
   ら前記流体を供給し、噴流を形成して混合撹拌するもの
   であることを特徴とする液質改質装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の液質改質装置において、 前記噴流発生室の内部空間Ｖは、３次元の箱状の空間で
   扁平であり、前記内部空間の概ねの高さをＨで、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、前記噴流は長さ方向に向いて前記内部空間の概ね
   の中心線の方向に噴射され、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。
3. 【請求項３】請求項１に記載の液質改質装置において、 前記噴流発生室の内部空間Ｖは、３次元の箱状の空間で
   扁平であり、前記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、前記内部空間の長手方向の長さを
   Ｌ１とし、前記ノズルの開口の有効直径をＤ１で表す
   と、前記渦流の発生条件として、Ｄ１＜Ｈ、Ｗ／Ｈ＞
   ４，且つ、Ｈ＜Ｌ１、の関係にあることを特徴とする液
   質改質装置。
4. 【請求項４】請求項１又は２に記載の液質改質装置にお
   いて、 前記ノズルは、下流側流路と上流側流路とからなり、キ
   ャビテーションで渦流を発生させる形状とし、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。
5. 【請求項５】請求項１又は２に記載の液質改質装置にお
   いて、 前記ノズルは、下流側流路と上流側流路とからなり、キ
   ャビテーションで渦流を発生させる形状とし、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。
6. 【請求項６】請求項１又は２に記載の液質改質装置にお
   いて、 前記内部空間の形状は扁平であり、前記ノズルは下流側
   流路と上流側流路とからなり、キャビテーションで渦流
   を発生させる形状とし、前記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、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、
   噴出される流れは長さ方向に向いて前記内部空間の概ね
   の中心線の方向に射出され、前記渦流の発生条件とし
   て、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、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。
7. 【請求項７】請求項１から６に記載されるいずれか１項
   に記載の液質改質装置において、 前記流体は、エアー、酸素、及びオゾンから選択される
   いずれかの１以上の気体であることを特徴とする液質改
   質装置。
8. 【請求項８】請求項１から６に記載されるいずれか１項
   に記載の液質改質装置において、 前記流体供給管は、２つ以上設けられていることを特徴
   とする液質改質装置。