JP2005152824A - Air bubble generator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、気泡発生装置に関するものである。 The present invention relates to a bubble generating device.
従来、この種の気泡発生装置としては、例えば、気体を加圧溶解した液体を減圧して微細気泡を発生させるために、減圧板と網が設けられた微細気泡発生ノズルを用いているものがあった(特許文献1参照)。 Conventionally, as this type of bubble generating device, for example, a device using a fine bubble generating nozzle provided with a decompression plate and a net is used to generate a fine bubble by depressurizing a liquid in which a gas is dissolved under pressure. (See Patent Document 1).
図9は前記文献に記載された従来の気泡発生装置を示すものである。図9において、微細気泡発生ノズル1の内部には孔2が設けられた減圧板3とその下流に網4が設けられている。そして空気を吸引した水を高圧ポンプ(図示せず)等で高圧に加圧し、孔2、減圧板3から網4に水流を衝突させることにより、急激に減圧され水中に溶解されていた空気が分離し微細気泡となる。
FIG. 9 shows a conventional bubble generating apparatus described in the above document. In FIG. 9, a decompression plate 3 provided with
また、他の従来の微細気泡発生装置としては、例えば、レリーフバルブが設けられた微細気泡発生ノズルを用いて、液体が通過するときの内部の圧力が所定圧に達したときにレリーフバルブが開き微細気泡が発生するようにしたものがあった(特許文献2参照)。 As another conventional fine bubble generating device, for example, a fine bubble generating nozzle provided with a relief valve is used to open the relief valve when the internal pressure when the liquid passes reaches a predetermined pressure. There was one in which fine bubbles were generated (see Patent Document 2).
図10において、気体を加圧溶解した液体を減圧して微細気泡を発生させるために、微細気泡発生ノズル5の吐出管路6内部の圧力によって開閉する弁体7と、この弁体7を付勢するスプリング8で構成されたレリーフバルブ9が設けられている。そして上記液体が吐出管路6を通過するときの内部の圧力が所定圧に達したときにレリーフバルブ9が開き微細気泡が発生する。
しかしながら、前記特許文献1の構成では、減圧板3の孔から網に水流が衝突するため、網にゴミが溜まり、微細気泡の発生能力が次第に低下してくるという課題があった。 However, in the configuration of Patent Document 1, a water flow collides with the net from the hole of the decompression plate 3, so that dust accumulates on the net and the ability to generate fine bubbles gradually decreases.
また、特許文献2の構成においては、レリーフバルブ9と吐出管路6の内部における隙間において微細気泡を発生させているが、吐出管路6内を流れる水の流れにより吐出管路6の内部と弁体7との隙間が一定に保たれず安定して微細気泡が発生しないという課題があった。
Further, in the configuration of
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、ゴミが溜まらずかつ長期間に渡って安定して微細気泡を多量発生するという性能を確保できる気泡発生装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a bubble generating device capable of ensuring the performance that dust does not accumulate and stably generates a large amount of fine bubbles over a long period of time.
前記従来の課題を解決するために、本発明の気泡発生装置は、中空部を有する器体に開口された流入口と、流入口に接続される加圧液導入管と、器体に開口した気液噴出孔とを備え、気体が加圧溶解した液体を流入口に導入して器体内で旋回流とし気液噴出孔より噴出させることで減圧し、気泡を発生できるようにしたものである。 In order to solve the above-described conventional problems, the bubble generating device of the present invention has an inflow opening opened in a container having a hollow portion, a pressurized liquid introduction pipe connected to the inflow opening, and an opening in the container. It is equipped with a gas-liquid jet hole, which introduces a liquid in which gas is pressurized and dissolved into the inlet and turns it into a swirling flow inside the container to eject it from the gas-liquid jet hole so that bubbles can be generated. .
これによって、気体を加圧溶解している液体を、流入口から導入して器体内で旋回流を生じさせると、旋回外周部は高圧に中心部は低圧になるので、旋回中心近傍では導入された加圧液体の一部に減圧が生じて溶解気体が分離するとともに旋回中心部に収束して気体軸が形成される。この気体軸を有する器体内の旋回流が気液噴出孔より噴出する際に、気体軸が剪断されて微細気泡となり、噴出した液体は噴出抵抗により減圧され前述の微細気泡を核として溶解気体を分離し、多量の微細気泡を発生させることができる。 As a result, when a liquid in which gas is dissolved under pressure is introduced from the inlet and a swirling flow is generated in the vessel, the swirling outer peripheral portion is high pressure and the central portion is low pressure, so that it is introduced near the swirling center. A reduced pressure is generated in a part of the pressurized liquid so that the dissolved gas is separated and converges at the center of rotation to form a gas axis. When the swirling flow in the container having the gas axis is ejected from the gas-liquid ejection hole, the gas axis is sheared into fine bubbles, and the ejected liquid is depressurized by the ejection resistance, and the dissolved gas is generated using the fine bubbles as a nucleus. It can separate and generate a lot of fine bubbles.
本発明の気泡発生装置は、微細気泡発生部を微細なオリフィス形状や網を用いたものにしないので、確実な微細気泡発生とゴミの付着停滞防止の両立を図ることができる。 The bubble generating apparatus of the present invention does not make the fine bubble generating part a fine orifice shape or a net, so that it is possible to achieve both reliable generation of fine bubbles and prevention of stagnation of dust.
第1の発明は中空部を有する器体と、器体に開口された流入口と、流入口に接続される加圧液導入管と、器体に開口した気液噴出孔とを備え、気体が加圧溶解した液体を流入口に導入して器体内で旋回流とし気液噴出孔より噴出させることで、減圧が生じて気泡を発生できるようにすることにより、気体を加圧溶解している液体を、流入口から導入して器体内で旋回流を生じさせると、旋回外周部は高圧に中心部は低圧になるので、旋回中心近傍では導入された加圧液体の一部に減圧が生じて溶解気体が分離するとともに、気体と液体の比重差によりこの分離した気体が旋回中心部に収束して細紐状の気体軸が形成される。この気体軸を有する器体内の旋回流が気液噴出孔より噴出する際に、気体軸が剪断されて微細気泡となり、噴出した液体は噴出抵抗により減圧され前述の微細気泡を核として溶解気体を分離し、多量の微細気泡を発生させることができる。このように、微細気泡発生部を微細なオリフィス形状や網を用いたものにしないので、確実な微細気泡発生とゴミの付着停滞防止の両立を図ることができる。 1st invention is equipped with the container which has a hollow part, the inflow port opened to the container body, the pressurized liquid inlet tube connected to an inflow port, and the gas-liquid ejection hole opened to the container body, and gas By introducing the pressurized and dissolved liquid into the inlet and turning it into a swirling flow through the gas-liquid jet hole, the pressure is dissolved and the gas is pressurized and dissolved. If the liquid is introduced from the inlet and a swirling flow is generated in the vessel, the swirling outer peripheral portion becomes high pressure and the central portion becomes low pressure, so that the pressure of the introduced pressurized liquid is reduced in the vicinity of the swirling center. As a result, the dissolved gas is separated, and the separated gas converges on the center of rotation due to the difference in specific gravity between the gas and the liquid, thereby forming a thin string-like gas shaft. When the swirling flow in the container having the gas axis is ejected from the gas-liquid ejection hole, the gas axis is sheared into fine bubbles, and the ejected liquid is depressurized by the ejection resistance, and the dissolved gas is generated using the fine bubbles as a nucleus. It can separate and generate a lot of fine bubbles. As described above, since the fine bubble generating portion is not made of a fine orifice shape or a net, it is possible to achieve both the reliable generation of fine bubbles and the prevention of stagnation of dust.
第2の発明は、特に 第1の発明の器体の中空部を略回転対称に形成し、流入口は器体の周壁部に接線方向に開口して構成することにより、回転対称の器体中空部に、その周壁部接線方向に開口した流入口から加圧液体を導入することで、器体内に強い旋回流を生じさせることが可能になるので、旋回中心近傍の減圧による気体軸の形成と、核となる微細気泡の発生を促進し、ゴミ付着を起こす微細流路なしに、確実に減圧分離による多量の微細気泡を発生することができる。 In the second invention, in particular, the hollow portion of the vessel body of the first invention is formed in a substantially rotationally symmetric manner, and the inflow port is configured to open in a tangential direction to the peripheral wall portion of the vessel body. By introducing pressurized liquid into the hollow part from the inlet opening in the tangential direction of the peripheral wall part, it becomes possible to generate a strong swirling flow in the body, so the formation of the gas shaft by decompression near the swirling center In addition, it is possible to promote generation of fine bubbles as a core and reliably generate a large amount of fine bubbles by vacuum separation without a fine flow path causing dust adhesion.
第3の発明は、特に 第2の発明の器体の周壁部に接線方向に開口された流入口を、器体の周壁部の円周上に所定の間隔を置いて複数個備えることにより、旋回流の同一円周上に複数の流入口を備えて、同一回転方向に複数の箇所から旋回を促進させるので、強く安定した旋回流を生じさせることができ、旋回中心近傍の液体の減圧と溶解気体分離による旋回中心の気体軸の形成を確保し、微細気泡の多量発生をより確実に実現することができる。 According to a third aspect of the present invention, in particular, by providing a plurality of inflow ports opened in a tangential direction to the peripheral wall portion of the container body of the second invention at predetermined intervals on the circumference of the peripheral wall portion of the container body, A plurality of inlets are provided on the same circumference of the swirl flow, and the swirl is promoted from a plurality of locations in the same rotation direction, so that a strong and stable swirl flow can be generated, and the liquid near the swirl center can be depressurized. The formation of the gas axis at the center of rotation by the dissolved gas separation can be ensured, and a large amount of fine bubbles can be generated more reliably.
第4の発明は、特に 第1〜3のいずれか1つの発明の器体を略中空円筒状に形成した構成とすることにより、円筒状器体の内部中空部は、回転対称軸両端部が軸に垂直な略平面の円柱状空間になり、この円柱状空間の円周部から接線方向に液体が流入することで、旋回流を乱す旋回軸方向の流速成分がほとんど無くなり、旋回軸に垂直な旋回の流速成分ばかりにすることができるので、強く安定した旋回流を生じさせることができ、旋回中心近傍の液体の減圧と溶解気体分離による旋回中心の気体軸の形成を確保し、微細気泡の多量発生をより確実に実現することができる。 According to a fourth aspect of the present invention, in particular, the inner hollow portion of the cylindrical vessel body is configured so that both end portions of the rotational symmetry axis are formed by forming the vessel body of any one of the first to third inventions into a substantially hollow cylindrical shape. It becomes a substantially planar cylindrical space perpendicular to the axis, and liquid flows in tangentially from the circumference of this cylindrical space, so that there is almost no flow velocity component in the swirl axis direction disturbing the swirl flow, and perpendicular to the swivel axis. As a result, it is possible to produce only a swirling flow velocity component, so that a strong and stable swirling flow can be generated, and the formation of a gas axis at the swirling center is ensured by depressurization of liquid near the swirling center and separation of dissolved gas. Can be realized more reliably.
第5の発明は、特に 第1〜4のいずれか1つの発明の器体の外部に、気液噴出孔と所定の間隔を有して噴出流が衝突する衝突部を備えることにより、溶解気体を含む液体が気液噴出孔を出て急減圧による微細気泡を発生した後流で、この噴出流が勢いよく衝突部に衝突することにより、さらに多くの微細気泡が発生するので、ゴミの付着防止と微細気泡の多量発生の両立が実現できる。 The fifth aspect of the invention is a dissolved gas, in particular, by providing a collision part on the outside of the container of any one of the first to fourth aspects of the present invention, where the jet flow collides with a gas-liquid jet hole at a predetermined interval. Since the liquid containing the gas exits the gas-liquid jet holes and generates fine bubbles due to sudden decompression, this jet flow vigorously collides with the collision part, so that more fine bubbles are generated, so that dust adheres. Both prevention and generation of a large amount of fine bubbles can be realized.
第6の発明は、特に 第1〜3のいずれか1つの発明の器体内に、器体中空部の周壁部近傍に羽根を有し旋回流の旋回軸を回転軸とする羽根車を設けた構成とすることにより、流入口から導入された液体の流れにより中空部周壁部にある羽根が接線方向に力を受けて羽根車が旋回流とともに回転し、旋回軸方向の流速成分に乱される等の影響を防止して旋回流を安定させることができ、旋回中心近傍の液体の減圧と溶解気体分離による旋回中心の気体軸の形成を確保し、微細気泡の多量発生をより確実に実現することができる。 According to a sixth aspect of the present invention, an impeller having a blade near the peripheral wall of the hollow portion of the container and having a swirling axis as a rotation axis is provided in the container of any one of the first to third aspects of the invention. With this configuration, the blades in the peripheral wall of the hollow portion are subjected to a tangential force by the liquid flow introduced from the inlet, and the impeller rotates together with the swirling flow, and is disturbed by the flow velocity component in the swirling axis direction. The swirl flow can be stabilized by preventing the influence of etc., and the formation of the gas axis at the swivel center by the decompression of the liquid near the swivel center and the separation of dissolved gas is ensured, and the generation of a large amount of fine bubbles is more reliably realized. be able to.
第7の発明は、特に 第1〜3のいずれか1つの発明の気液噴出孔を旋回流の旋回軸の両軸端の一方に開口し、器体は気液噴出孔にむかって断面積が縮小する先細り形状とすることにより、液体の旋回流の旋回半径が気液噴出孔に近づくにつれて小さくなり流路も狭くなるので、流速が早くなるとともに流路抵抗が増大して圧力が大きくなり、増速に伴う気体軸の剪断力増大と気液噴出孔前後の圧力差の増大で、微細気泡の発生が促進される。また、器体内の流路抵抗の増大に抗して液体を流通させるために液体の導入圧力を増大させることになり、圧力が大きくなるので溶解する気体量も大きくなり、このことによっても微細気泡の発生量が大きくなり、ゴミの付着防止と確実な微細気泡多量発生の両立が実現できる。 In the seventh invention, in particular, the gas-liquid ejection hole of any one of the first to third inventions is opened at one of both ends of the swirling shaft of the swirling flow, and the vessel body has a cross-sectional area facing the gas-liquid ejection hole. By reducing the taper shape, the swirl radius of the liquid swirl becomes smaller as the gas-liquid jet hole approaches, and the flow path becomes narrower. Therefore, the flow velocity is increased and the flow resistance is increased to increase the pressure. The generation of fine bubbles is promoted by an increase in the shearing force of the gas shaft accompanying the increase in speed and an increase in the pressure difference before and after the gas-liquid ejection hole. In addition, in order to circulate the liquid against the increase in the flow resistance in the body, the liquid introduction pressure is increased, and the amount of dissolved gas increases because the pressure increases. As a result, the generation of dust and the generation of a large amount of fine bubbles can be realized.
第8の発明は、特に 第1〜3のいずれか1つの発明の気液噴出孔を器体中空部の回転対称軸の両軸端の一方に開口し、器体の流入口を回転対称軸の軸長中心よりも気液噴出孔側に設けた構成とすることにより、流入口から器体対称軸の他端までの距離を十分に設けることになり、流入口から導入された液体が気液噴出孔へすぐに向かわず、他端の方へ旋回流を成長・促進することができるので旋回流が安定し、旋回中心近傍の液体の減圧と溶解気体分離による旋回中心の気体軸の形成を確保し、微細気泡の多量発生をより確実に実現することができる。 In the eighth aspect of the invention, in particular, the gas-liquid ejection hole according to any one of the first to third aspects of the invention is opened at one of both ends of the rotational symmetry axis of the body hollow portion, and the inlet of the body is defined as the rotational symmetry axis. By providing the gas-liquid jet hole side with respect to the axial length center, a sufficient distance is provided from the inlet to the other end of the symmetry axis of the vessel body. The swirling flow can be grown and promoted toward the other end without being immediately directed to the liquid ejection hole, so the swirling flow is stable, and the gas axis at the swirling center is formed by depressurizing the liquid near the swirling center and separating dissolved gas. And a large amount of fine bubbles can be generated more reliably.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。従来例および各実施の形態において、同じ構成、同じ動作をする部分については同一符号を付与し、詳細な説明を省略する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the conventional example and each embodiment, parts having the same configuration and the same operation are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
図1は本発明の第1の実施の形態における気泡発生装置の概略回路構成図であり、図2は本発明の第1の実施の形態における気泡発生装置の微細気泡発生部の斜視図、図3は同微細気泡発生部の断面図である。図1〜3において、水槽11内には液体としての水Wが貯留され、水槽11の側壁には吸込口12及び吐出口13が形成されている。吸込口12には吸込管路14を介してポンプ15が連結されるとともに、このポンプ15の吸込管路14側には、気体としての空気を吸い込む空気吸込口16が連結されている。また、ポンプ15の下流側には溶解タンク17が配置され、ポンプ15と溶解タンク17との間は接続管路18によって連通されている。そして、水槽11の吐出口13には微細気泡発生部19が設けられ、溶解タンク17と微細気泡発生部19との間は、吐出管路20により連通されている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic circuit configuration diagram of a bubble generation device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of a fine bubble generation unit of the bubble generation device according to the first embodiment of the present invention. 3 is a cross-sectional view of the fine bubble generating portion. 1 to 3, water W as a liquid is stored in the
次に、図2および図3において微細気泡発生部19は、略長楕円球体状に形成された回転対称の中空部21を有する器体22と、器体22の周囲壁に設けられ回転対称軸に垂直な円形断面の接線方向に開口された流入口23と、吐出管路20を連通する加圧液導入管24とで構成されるとともに、中空部21の回転対称軸の両端部には、それぞれ開口された気液噴出孔25が設けられ、この2つの気液噴出孔25の外側には衝突部である円形状のバッフル板26が配置されている。このバッフル板26は器体22から伸びた4本の支柱27によって2つの気液噴出孔25それぞれと所定の間隔を有して取り付けられている。
Next, in FIG. 2 and FIG. 3, the fine
以上の構成において、その動作、作用について説明する。図1〜3に示す実施の形態の気泡発生装置において、ポンプ15を運転するとポンプの吸引力が生じて、水槽11内の水Wは吸込口12から、空気吸込口16からは空気が、吸込管路14を介してポンプ15内に吸い込まれ、ポンプ15内から接続管路18を経て溶解タンク17にかけての高圧部で空気は水Wに加圧溶解される。そして、溶解タンク17内では溶解しきれなかった空気が余剰空気として分離され、溶解空気を含有する水Wは混気水となり、吐出管路20を通って微細気泡発生部19に搬送される。吐出管路20から繋がる加圧液導入管24を経て流入口23を通り器体22の中空部21に入った混気水は、内周壁の接線方向から流入するので中空部21の周壁に沿って旋回する。
The operation and action of the above configuration will be described. 1 to 3, when the
この水流の旋回運動によって旋回外周部と中心部には圧力差が生じ、旋回速度が大きければ大きいほど外周部と中心部との圧力差は大きくなって、旋回外周部は高圧に中心部は低圧になるので、旋回中心近傍では導入された混気水の一部に減圧が生じて溶解気体が分離するとともに、旋回中心となる器体22回転対称軸部に気体と液体の比重差によってこの分離した気体が収束して細紐状の気体軸28が形成される。
Due to the swirling motion of the water flow, a pressure difference is produced between the outer periphery and the center of the swirl, and the larger the swirl speed, the greater the pressure difference between the outer periphery and the center. Therefore, in the vicinity of the swirling center, a part of the introduced mixed water is decompressed and the dissolved gas is separated, and this separation is caused by the specific gravity difference between the gas and the liquid at the rotational axis of the
中空部21内の混気水は、旋回しながら2つの気液噴出孔25に近づくにつれて断面積が縮小する先細り形状となっているので旋回半径が小さくなり流路も狭くなるので、気液噴出孔25付近でその旋回速度および圧力は最大となり、外部側の水と気液噴出孔25の出口で押し合う状態になる。気体軸28に集まった空気は、この外部の水と旋回状態の混気水との境界面や境界域で圧縮、剪断され、微細気泡を含有した流体として2つの気液噴出孔25から外部の水中へ噴出される。噴出した流体は噴出抵抗により減圧され前述の微細気泡を核とすることができるので、溶解気体を分離し微細気泡を多量に発生させることができるようになる。このように、微細気泡発生部を微細なオリフィス形状や網を用いたものにしないので、確実な微細気泡発生とゴミの付着停滞防止の両立を図ることができる。
The mixed water in the
また、器体中空部の周壁部接線方向に加圧液体を導入することで、器体内に強い旋回流を生じさせることが可能になるので、旋回中心近傍の減圧による気体軸の形成と、核となる微細気泡の発生を促進し、ゴミ付着を起こす微細流路なしに、確実に減圧分離による多量の微細気泡を発生することができる。 In addition, by introducing a pressurized liquid in the tangential direction of the peripheral wall portion of the hollow body, it is possible to generate a strong swirling flow in the hollow body, so that the formation of the gas shaft by decompression near the swirling center and the nucleus The generation of microbubbles can be promoted, and a large amount of microbubbles can be reliably generated by vacuum separation without a microchannel causing dust adhesion.
なお、本実施の形態では加圧液導入管24につながる流入口23を、器体22の周囲壁に接線方向に開口して設けているが、器体22の回転対称軸方向に速度成分を有するように流入口23を傾けて開口設置しても、混気水の流入流速が早ければ十分に、回転対称軸上に気体軸が生成されるので、気泡核の発生を促して同様の効果が得られる。
In this embodiment, the
そして、器体22内の中空部21形状を気液噴出孔25にむかって先細り形状にしたことにより、流速が早くなるとともに流路抵抗が増大して圧力が大きくなり、増速に伴う気体軸の剪断力増大と気液噴出孔前後の圧力差の増大で、微細気泡の発生が促進される。また、器体22内の流路抵抗の増大に抗して液体を流通させるためにポンプ15の運転圧力を大きくして液体の導入圧力を増大させることになり、圧力が大きくなるので溶解する気体量も大きくなり、このことによっても微細気泡の発生量が大きくなり、ゴミの付着防止と確実な微細気泡多量発生の両立が実現できる。
Then, the
その上、溶解気体を含む液体が気液噴出孔を出た直後の急減圧による微細気泡を発生した後も、その下流でさらに噴出流が勢いよく衝突部に衝突することにより微細気泡やその核の発生が生じて、より多くの微細気泡が発生することになるので、ゴミの付着防止と微細気泡の多量発生の両立が実現できる。 In addition, even after the liquid containing dissolved gas has generated fine bubbles due to sudden decompression immediately after exiting the gas-liquid jet holes, the jet flow further vigorously collides with the collision part downstream so that the fine bubbles and their nuclei As a result, more fine bubbles are generated, so that it is possible to realize both prevention of dust adhesion and generation of a large amount of fine bubbles.
(実施の形態2)
図4は本発明の第2の実施の形態における気泡発生装置の微細気泡発生部の斜視図、図5は同微細気泡発生部の断面図である。なお、第1の実施の形態の気泡発生装置と同一構造のものは同一符号を付与し、説明を省略する。図4〜図5において、第1の実施の形態の構成と異なるところは、半球に円柱を接続した形状に形成された中空部29を有する器体30において、中空部29の回転対称軸の半球側の端部には、外側にバッフル板26が配置された気液噴出孔31が設けられている点にある。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a perspective view of a fine bubble generating portion of the bubble generating apparatus according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view of the fine bubble generating portion. In addition, the thing of the same structure as the bubble generator of 1st Embodiment gives the same code | symbol, and abbreviate | omits description. 4 to 5, the difference from the configuration of the first embodiment is that in the
以上の構成で、その動作、作用について説明する。図に示す実施の形態の気泡発生装置においてポンプを運転すると、吸い込まれた空気が水Wに加圧溶解されて混気水となり、微細気泡発生部19に搬送される。加圧液導入管24を経て流入口23から器体30の中空部29に入った混気水は、内周壁の接線方向から流入するので中空部29の周壁に沿って旋回する。この水流の旋回運動によって旋回外周部と中心部には圧力差が生じ、旋回外周部は高圧に中心部は低圧になるので、旋回中心近傍では導入された混気水の一部に減圧が生じて溶解気体が分離するとともに、旋回中心となる器体30の回転対称軸部に気体軸28が形成される。中空部29内の混気水は、旋回しながら気液噴出孔31に近づくにつれて断面積が縮小する先細り形状となっているので旋回半径が小さくなり流路も狭くなるので、気液噴出孔31付近でその旋回速度および圧力は最大となり、増速に伴う気体軸28の剪断力増大と気液噴出孔31前後の圧力差の増大で、気体軸が剪断された微細気泡が発生するとともに、圧力差で溶解しきれず析出する微細気泡の発生が促進される。
The operation and action of the above configuration will be described. When the pump is operated in the bubble generator of the embodiment shown in the figure, the sucked air is pressurized and dissolved in the water W to become mixed water, and is conveyed to the
このように、核となる微細気泡の発生を促進し、ゴミ付着を起こす微細流路なしに、確実に減圧分離による多量の微細気泡を発生することができる。また、器体内の流路抵抗の増大に抗して液体を流通させるために液体の導入圧力、すなわちポンプの動作圧力を増大させることになり、溶解液体の圧力が大きくなるので溶解する気体量も大きくなり、このことによっても微細気泡の発生量が大きくなり、ゴミの付着防止と確実な微細気泡多量発生の両立が実現できる。 In this way, it is possible to promote generation of micro bubbles as a core and reliably generate a large amount of micro bubbles by decompression separation without a micro flow path causing dust adhesion. In addition, the liquid introduction pressure, that is, the pump operating pressure is increased in order to circulate the liquid against the increase in the flow path resistance in the body, and the dissolved liquid pressure increases, so the amount of dissolved gas also increases. This also increases the amount of microbubbles generated, thereby realizing both prevention of dust adhesion and reliable generation of a large amount of microbubbles.
(実施の形態3)
図6は本発明の第3の実施の形態における気泡発生装置の微細気泡発生部の断面図である。なお、第1の実施の形態および第2の実施の形態の気泡発生装置と同一構造のものは同一符号を付与し、説明を省略する。図6において、第1の実施の形態および第2の実施の形態の構成と異なるところは、円錐台形状に形成された中空部32を有するように器体33が構成され、中空部32の回転対称軸端部の小底円側に気液噴出孔34が設けられている点にある。
(Embodiment 3)
FIG. 6 is a cross-sectional view of the fine bubble generating part of the bubble generating device according to the third embodiment of the present invention. In addition, the thing of the same structure as the bubble generator of 1st Embodiment and 2nd Embodiment attaches | subjects the same code | symbol, and abbreviate | omits description. In FIG. 6, the difference from the configuration of the first embodiment and the second embodiment is that the
以上の構成とすることにより、器体33内の中空部32形状を気液噴出孔34にむかって先細りの円錐台形状になっているので、実施の形態2と同様の効果が生じることは明らかである。
By adopting the above configuration, the shape of the
(実施の形態4)
図7は本発明の第4の実施の形態における気泡発生装置の微細気泡発生部の断面図である。なお、第1〜第3の実施の形態の気泡発生装置と同一構造のものは同一符号を付与し、説明を省略する。図7において、第1〜第3の実施の形態の構成と異なるところは、円柱形状に形成された中空部35を有するように器体36が有底有蓋円筒状に構成され、気液噴出孔37は中空部35の回転対称軸の両軸端の一方に開口し、器体36への流入口23を回転対称軸の軸長中心よりも気液噴出孔37側に設けるとともに、中空部35の周壁部近傍に径方向の複数の羽根38を有し、旋回流の旋回軸を回転軸とする羽根車39を中空部35内に設けられている点にある。
(Embodiment 4)
FIG. 7 is a cross-sectional view of a fine bubble generation unit of a bubble generation device according to a fourth embodiment of the present invention. In addition, the thing of the same structure as the bubble generator of 1st-3rd embodiment gives the same code | symbol, and abbreviate | omits description. In FIG. 7, the difference from the configurations of the first to third embodiments is that the
以上の構成で、その動作、作用について説明する。図に示す実施の形態の気泡発生装置においてポンプを運転することにより、空気が加圧溶解された混気水が流入口23から器体36の中空部35に内周壁の接線方向から流入する。この流れは中空部35の周壁に沿って旋回するとともに、中空部35の周壁部にある羽根38を周方向に押すことで羽根車39が旋回流とともに回転し、安定した旋回流を発生させる。この水流の旋回運動によって旋回外周部と中心部には圧力差が生じ、旋回外周部は高圧に中心部は低圧になるので、旋回中心近傍では導入された混気水の一部に減圧が生じて溶解気体が分離するとともに、旋回中心となる器体36の回転対称軸部に気体軸28が形成される。
The operation and action of the above configuration will be described. By operating the pump in the bubble generator of the embodiment shown in the figure, the mixed water in which air is pressurized and dissolved flows from the
このとき、中空部35は回転対称軸両端部が軸に垂直な略平面の円柱状空間になり、この円柱状空間の円周部から接線方向に液体が流入することで、旋回流を乱す旋回軸方向の流速成分がほとんど無くなり、旋回軸に垂直な旋回の流速成分ばかりにすることができるので、強く安定した旋回流を生じさせることができるので、気体軸28の形成が容易になる。この気体軸28を有する器体36内の旋回流が気液噴出孔37より噴出する際に、気体軸28が剪断されて微細気泡となり、噴出した混気水は噴出抵抗により減圧され、前述の微細気泡を核として溶解気体を分離し、多量の微細気泡を発生させることができる。このように、微細気泡発生部19を微細なオリフィス形状や網を用いたものにしないので、確実な微細気泡発生とゴミの付着停滞防止の両立を図ることができる。
At this time, the
また、羽根車39の作用により旋回軸方向の流速成分に乱されることなく旋回流がより一層安定して生じるので、旋回中心近傍の液体の減圧と溶解気体分離による旋回中心の気体軸の形成を確保し、微細気泡の多量発生をより確実に実現することができる。
Further, since the swirl flow is more stably generated by the action of the
さらに、流入口23を気液噴出孔37側に近づけて配置し、流入口23から器体対称軸の他端までの距離を十分に設けることにより、流入口23から導入された混気水が気液噴出孔37へすぐに向かわず、他端の方へ旋回流を成長・促進することができるので旋回流が安定し、旋回中心近傍の混気水の減圧と溶解気体分離による旋回中心の気体軸の形成を確保し、微細気泡の多量発生をより確実に実現することができる。
Furthermore, by arranging the
なお、本実施の形態では器体36の周囲壁に接線方向に開口された流入口23に対して、中空部35の周壁部近傍に径方向の複数の羽根38を有し、旋回流の旋回軸を回転軸とする羽根車39を中空部35内に設けた構成としたが、加圧液導入管24からの水流の力を受けて旋回を生じる羽根車であればよく、例えば中空部35の周壁部近傍では略径方向のひねり羽根を用いた構成や、器体36周囲壁接線方向から傾けて設けた流入口とひねり羽根との組み合わせでも同様の効果が得られる。
In the present embodiment, a plurality of
(実施の形態5)
図8は本発明の第5の実施の形態における気泡発生装置の微細気泡発生部の斜視図である。なお、第1〜第4の実施の形態の気泡発生装置と同一構造のものは同一符号を付与し、説明を省略する。図8において、第1〜第4の実施の形態の構成と異なるところは、円柱形状に形成された中空部35を有するように器体36が有底有蓋円筒状に構成され、器体36周囲壁円周上の回転対称軸を挟んで対向する位置に接線方向に開口した2つの流入口40が設けられ、分岐した2本の加圧液導入管41を通って2つの流入口40から混気水が中空部35に送られるようになっているとともに、気液噴出孔37は中空部35の回転対称軸の両軸端の一方に開口し、2つの流入口40は気液噴出孔37側に近づけて配置され、流入口40と気液噴出孔37との距離が回転対称軸軸長の半分よりも短くなっている点にある。
(Embodiment 5)
FIG. 8 is a perspective view of a fine bubble generating part of a bubble generating apparatus according to the fifth embodiment of the present invention. In addition, the thing of the same structure as the bubble generator of 1st-4th embodiment gives the same code | symbol, and abbreviate | omits description. In FIG. 8, the difference from the configuration of the first to fourth embodiments is that the
以上の構成で、その動作、作用について説明する。図に示す実施の形態の気泡発生装置においてポンプを運転することにより、空気が加圧溶解された混気水が2つの流入口40から器体36の中空部35に内周壁の接線方向から流入し、中空部35の周壁に沿って旋回する。この水流の旋回運動によって旋回外周部と中心部には圧力差が生じ、旋回外周部は高圧になり中心部は低圧になるので、旋回中心近傍では導入された混気水の一部に減圧が生じて溶解気体が分離するとともに、旋回中心となる器体36の回転対称軸部に気体軸が形成される。
The operation and action of the above configuration will be described. By operating the pump in the bubble generator of the embodiment shown in the figure, the mixed water in which air is pressurized and dissolved flows from the two
このとき、中空部35は回転対称軸両端部が軸に垂直な略平面の円柱状空間になり、この円柱状空間の円周部から接線方向に液体が流入することで、旋回流を乱す旋回軸方向の流速成分がほとんど無くなり、旋回軸に垂直な旋回の流速成分ばかりにすることができるので、強く安定した旋回流を生じさせることができるので、気体軸の形成が容易になる。この気体軸を有する器体36内の旋回流が気液噴出孔37より噴出する際に、気体軸が剪断されて微細気泡となり、噴出した混気水は噴出抵抗により減圧され、前述の微細気泡を核として溶解気体を分離し、多量の微細気泡を発生させることができる。このように、微細気泡発生部19を微細なオリフィス形状や網を用いたものにしないので、確実な微細気泡発生とゴミの付着停滞防止の両立を図ることができる。
At this time, the
また、旋回流の同一円周上に2つの流入口40を備えて、同一回転方向に複数の箇所から旋回を促進させるので、強く安定した旋回流を生じさせることができ、旋回中心近傍の液体の減圧と溶解気体分離による旋回中心の気体軸の形成を確保し、微細気泡の多量発生をより確実に実現することができる。
In addition, since two
なお、本実施の形態では器体36周囲壁円周上の対向する位置に2つの流入口40を設けた構成としたが、中空部35周壁の同一円周上に対向しなくとも所定の間隔を置いて2個以上配置した構成としても同様の効果が得られる。
In the present embodiment, the two
以上のように、本発明にかかる気泡発生装置は、微細気泡発生部を微細なオリフィス形状や網状部材の使用を避けて確実な微細気泡発生とゴミの付着停滞防止の両立を図ることが可能となるので、微細気泡風呂や、湖沼などの汚濁水の水質浄化装置、溶存酸素濃度増加用などの曝気装置、水生生物などの養殖用装置、飲料水や食品の改質装置、健康福祉機器、気液反応装置等の用途にも適用できる。 As described above, the bubble generating apparatus according to the present invention can achieve both the generation of fine bubbles and the prevention of stagnation of dust by avoiding the use of a fine orifice shape or a net-like member in the fine bubble generation unit. Therefore, a microbubble bath, water purification equipment for polluted water such as lakes, aeration equipment for increasing dissolved oxygen concentration, aquaculture equipment such as aquatic organisms, drinking water and food reforming equipment, health and welfare equipment, It can also be applied to applications such as liquid reactors.
21 中空部
22 器体
23 流入口
24 加圧液導入管
25 気液噴出孔
26 バッフル板
28 気体軸
29 中空部
30 器体
31 気液噴出孔
32 中空部
33 器体
34 気液噴出孔
35 中空部
36 器体
37 気液噴出孔
38 羽根
39 羽根車
40 流入口
41 加圧液導入管
DESCRIPTION OF
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003396876A JP2005152824A (en) | 2003-11-27 | 2003-11-27 | Air bubble generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003396876A JP2005152824A (en) | 2003-11-27 | 2003-11-27 | Air bubble generator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005152824A true JP2005152824A (en) | 2005-06-16 |
Family
ID=34722182
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003396876A Pending JP2005152824A (en) | 2003-11-27 | 2003-11-27 | Air bubble generator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005152824A (en) |
-
2003
- 2003-11-27 JP JP2003396876A patent/JP2005152824A/en active Pending
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