JP2009136864A - Microbubble generator - Google Patents

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JP2009136864A
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Kazumi Yashima
和美 八島
Toshihiko Abe
利彦 阿部
Yoshinobu Yashima
芳信 八島
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Nippon Sozai KK
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Nippon Sozai KK
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To generate microbubbles with a simple structure not requiring a swirl by a high pressure pump. <P>SOLUTION: A microbubble generator generates microbubbles of dissolved air by using cavitation caused when high-speed water flow passes through a plurality of nozzles arranged at a narrow distance, and comprises (a) an inlet side first nozzle 3 for water passing whose cross sections orthogonal to its center axis decreases gradually from the inlet 2e to the outlet 2f, (b) an outlet side second nozzle 4 for water passing which is disposed to be connected to the inlet side first nozzle 3 through a communicating passage 8 and whose cross sections orthogonal to its center axis increases gradually from the inlet 4e to the outlet 4f, and (c) a side chamber 8b which opens only to the communicating passage 8. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、流水中に多量のマイクロバブルを発生させて、これらを水中に放出する、或いはこれらを多量に含む水をスプレーして形成した液滴やミスト又は霧を空気中に放出して、大気中の浮遊細菌の殺菌或は有機溶剤や悪臭などの脱臭などを行うための装置に関する。   The present invention generates a large amount of microbubbles in flowing water and releases them into the water, or discharges droplets, mist or mist formed by spraying water containing a large amount of these into the air, The present invention relates to an apparatus for sterilizing airborne bacteria in the atmosphere or deodorizing organic solvents and bad odors.

キャビテーション由来のマイクロバブルは直径数十μｍ以下の気泡で、きわめて不安定であって、破泡する際に中心部は１０００℃、５０００気圧以上の高温・高圧に達することが知られている。この時に反応性に富むフリーラジカルが発生するので、この化学作用を有効に活用することが望まれていた。   It is known that cavitation-derived microbubbles have a diameter of several tens of μm or less and are extremely unstable, and the center part reaches a high temperature and high pressure of 1000 ° C. and 5000 atm or more when breaking. Since free radicals rich in reactivity are generated at this time, it has been desired to effectively utilize this chemical action.

このようなキャビテーション由来のマイクロバブルを発生させる従来の装置はすべて水中に微細気泡(マイクロバブル)を大量に発生させて水の空気富化を図り、これを用いて洗浄などの効果を向上させるものであり、装置としては旋回流を利用する方式（特許文献１〜５）と、絞り部の高速水流が空気を吸い込む方式（特許文献５，６）とがある。
特開２０００−４４７号公報 特開２００２−８５９４９号公報 特開２００３−２０５２２８号公報 国際公開２００６／０７６８４３号パンフレット 特開２００７−２１３４３号公報 特開２００７−２６０５６３号公報 All the conventional devices that generate such cavitation-derived microbubbles generate a large amount of fine bubbles (microbubbles) in the water to enrich the air of the water, and use this to improve the effect of cleaning etc. As a device, there are a method using a swirling flow (Patent Documents 1 to 5) and a method (Patent Documents 5 and 6) in which a high-speed water flow in a throttle portion sucks air.
JP 2000-447 A JP 2002-85949 A JP 2003-205228 A International Publication No. 2006/076843 Pamphlet JP 2007-21343 A JP 2007-260563 A

上記特許文献１〜６はすべて、外部から流動水中に吸引した空気を微細化してマイクロバブルを発生させるものである。その中で、特許文献１と３は液体サイクロン方式、特許文献２は高速渦巻きポンプ方式、特許文献５はアスピレータ方式であって、いずれも旋回流を利用している。また、特許文献６は旋回を利用しないアスピレータ方式である。   All of the above Patent Documents 1 to 6 generate microbubbles by refining the air sucked into the flowing water from the outside. Among them, Patent Documents 1 and 3 are a hydrocyclone system, Patent Document 2 is a high-speed centrifugal pump system, and Patent Document 5 is an aspirator system, both of which utilize a swirling flow. Patent Document 6 is an aspirator system that does not use turning.

上記の１〜５の特許文献に記載の発明では、いずれもマイクロバブルの水中での使用を目的としているものであって水流を高速化した部分に外部から空気を引き込み、これを微細化するために水流に旋回を与えてマイクロバブルを発生させるものである。その際に流入空気量を制御する必要があり、そのために複雑な構造・機構を必要としている。またその目的のために高圧水流ポンプや空気圧縮装置を用いるという機構的な制約もあるだけでなく、その構造も複雑であり、大きくて重いという解決すべき課題もあった。   In the inventions described in the above-mentioned patent documents 1 to 5, all are intended for use of microbubbles in water, and air is drawn from the outside into a portion where the water flow has been speeded up so as to make it finer. The water stream is swirled to generate microbubbles. At that time, it is necessary to control the amount of inflow air, which requires a complicated structure and mechanism. In addition to the mechanical limitations of using a high-pressure water pump or an air compressor for that purpose, there is a problem to be solved that the structure is complicated and large and heavy.

上記のようにマイクロバブルは粒径が小さいので浮力が小さく、浮上しにくいために水中での滞留時間が長い特徴がある。また破泡の際の衝撃によって生じる超音波やこれによって発生するフリーラジカルは洗浄や殺菌作用があり、さらに水の密度や流水抵抗が低減するので水産業、洗浄、シャワーなど様々な分野での活用が期待されている。マイクロバブルの利用分野拡大のために、水中だけでなく空気中への散布でフリーラジカルの効果を発揮させることが望ましい。このためには、(イ)流入する全容積の水中でキャビテーションが発生するように装置を小型化する、(ロ)機構を簡素化する、或は、(ハ)大型の付属設備を必要としない発生装置が必要とされる。   As described above, since microbubbles have a small particle size, they have a small buoyancy and are difficult to lift, and thus have a long residence time in water. In addition, the ultrasonic waves generated by the impact of breaking bubbles and free radicals generated by this have cleaning and sterilizing effects, and further reduce the density and running resistance of water, so it can be used in various fields such as fisheries, cleaning and showering. Is expected. In order to expand the field of use of microbubbles, it is desirable to exert the effect of free radicals by spraying in air as well as in water. For this purpose, (a) the device is downsized so that cavitation occurs in the entire volume of water flowing in, (b) the mechanism is simplified, or (c) no large accessory is required. A generator is required.

このような観点から鋭意研究を進めた結果、高速水流によって発生するキャビテーションに着目して本発明を成すに至ったもので、外部から空気を吸引することなしに、本装置内に流入する全容積の水にキャビテーション由来のマイクロバブルを発生させて水中あるいは空気中に放出することが出来、しかもその装置自体の構造も簡単で且つ軽量であるマイクロバブル発生装置を開発することをその目的とする。   As a result of diligent research from this point of view, the present invention has been achieved by paying attention to cavitation generated by high-speed water flow, and the total volume flowing into the apparatus without sucking air from the outside. It is an object of the present invention to develop a microbubble generator that can generate cavitation-derived microbubbles in water and release them into water or air, and has a simple and lightweight structure.

請求項１に記載のマイクロバブル発生装置は、
(a)入口２ｅから出口２ｆに向かってその中心軸に直交する断面積を漸減する通水用入口側の第１ノズル３と、
(b)入口側の第１ノズル３の出口から連通して設けられた連通路８を介して連続して配設され、入口４ｅから出口４ｆに向かってその中心軸に直交する断面積を漸増する通水用出口側の第２ノズル４と、
(c)前記連通路８にのみ開口した隙間８ａ又は側室８ｂとを有することを特徴とする。 The microbubble generator according to claim 1,
(a) a first nozzle 3 on the water inlet side that gradually reduces the cross-sectional area perpendicular to the central axis from the inlet 2e toward the outlet 2f;
(b) The cross-sectional area which is continuously arranged through the communication path 8 provided in communication from the outlet of the first nozzle 3 on the inlet side and which is orthogonal to the central axis is gradually increased from the inlet 4e toward the outlet 4f. A second nozzle 4 on the outlet side for water flow,
(c) A gap 8a or a side chamber 8b opened only in the communication path 8 is provided.

請求項２に記載のマイクロバブル発生装置は請求項１の他の実施例で「第１、２ノズル３，４を１組とし、複数組を直列に配置した」ことを特徴とする。   A microbubble generator according to a second aspect is characterized in that, in another embodiment of the first aspect, "the first, second nozzles 3 and 4 are set as one set, and a plurality of sets are arranged in series".

請求項３に記載のマイクロバブル発生装置は請求項１又は２の改良で、「隙間８ａ又は側室８ｂの連通路８に対する開口幅Ｓが可変となっている」ことを特徴とする。   The microbubble generator according to claim 3 is an improvement of claim 1 or 2, characterized in that “the opening width S of the gap 8a or the side chamber 8b with respect to the communication passage 8 is variable”.

請求項４は、請求項１〜３に記載のマイクロバブル発生装置の更なる改良に関し、「通水用出口側の第２ノズル４の出口４ｆに対向して多孔体６を更に配設した」ことを特徴とする。   The fourth aspect relates to a further improvement of the microbubble generator according to any one of the first to third aspects, wherein “the porous body 6 is further disposed opposite to the outlet 4f of the second nozzle 4 on the outlet side for water flow”. It is characterized by that.

請求項５は請求項４に記載の多孔体６の例で「多孔体６が、金網、メッシュ板、セラミックフィルター、焼結体或は粒子である」ことを特徴とする。   A fifth aspect of the present invention is an example of the porous body 6 according to the fourth aspect, wherein “the porous body 6 is a wire mesh, a mesh plate, a ceramic filter, a sintered body, or particles”.

キャビテーションは高速回転するプロペラの表面や、超音波洗浄器内部で観察される現象である。その発生機構は、流れの急激な変化、あるいは超音波振動によって液体に局部的な圧力減少が発生し、溶存空気が気化する、或は局部的な水の蒸発によって微細な気泡が発生することによる。本発明の機構によれば、第１，２ノズル３，４の間に連通路８にのみ開口した側室８ｂを設け、第１ノズル３の出口に向かって絞られて増速した流入水１が連通路８の側室８ｂにより急膨張して流れの状態を急激に変化させ、これによって前述のメカニズムによりキャビテーションを効率的に発生し、外部からの空気を吸引することなしで十分な量のマイクロバブルを発生できるようになった。   Cavitation is a phenomenon observed on the surface of a propeller rotating at high speed or inside an ultrasonic cleaner. The generation mechanism is due to a rapid change in flow or a local pressure decrease in the liquid caused by ultrasonic vibration, resulting in vaporization of dissolved air, or generation of fine bubbles due to local water evaporation. . According to the mechanism of the present invention, the side chamber 8b that is opened only in the communication passage 8 is provided between the first, second, and third nozzles 4 and the inflowing water 1 that is squeezed and accelerated toward the outlet of the first nozzle 3 is provided. Sudden expansion by the side chamber 8b of the communication passage 8 causes a rapid change in the flow state, thereby efficiently generating cavitation by the above-described mechanism, and a sufficient amount of microbubbles without sucking air from outside. Can be generated.

そしてこの第１，２ノズル３，４の組を複数組直列に配置することで、各組を通過する度毎にキャビテーション発生が繰り返され、その結果、流出水７内に飽和状態までマイクロバブルを発生させることが出来る。   By arranging a plurality of sets of the first, second, and third nozzles in series, cavitation generation is repeated every time each set passes, and as a result, microbubbles are discharged into the spilled water 7 until saturated. Can be generated.

更に、本発明の機構によれば、隙間８ａや側室８ｂの開口幅Ｓや隙間８ａや側室８ｂのサイズを調節することによって、流入する全容積の流出水７にキャビテーションを最適化させて発生させることができ、かつ既存のマイクロバブル発生装置が必要としている旋回流を起こすための機構や、外部からの空気吸引を必要としないので、構造がきわめて簡単にできる特徴がある。   Furthermore, according to the mechanism of the present invention, by adjusting the opening width S of the gap 8a and the side chamber 8b and the size of the gap 8a and the side chamber 8b, cavitation is optimized and generated in the inflowing water 7 of the entire volume flowing in. In addition, it does not require a mechanism for generating a swirling flow required by existing microbubble generators or air suction from the outside, and thus has a feature that the structure can be very simple.

また、本発明によれば、前述のように第１，２ノズル３，４を用いて、キャビテーションによるマイクロバブルを発生させると共に、最終段のノズル４ｚの出口４ｆｚに多孔体６を設置し、これに発生したマイクロバブル含有の流出水７を衝突させることにより、マイクロバブルをさらに微細化し且つ泡数を増して流出させることが出来る。この場合、流出先が水中である場合には、大量且つ微細なマイクロバブルが水中に放出されることになり、水中の有機物の分解や殺菌による無臭化や無害化が可能となり、多孔体６がシャワー又はスプレーの多孔出口蓋の場合にはマイクロバブルが多量に含まれた散水又は霧が空気中に放出される事になり、空気中の匂い物質や細菌と前記散水(液滴やミスト)又は霧が接触することで散水又は霧中の多量のマイクロバブルの破泡(これによる超音波や発生フリーラジカル)によって、匂い物質の分解や殺菌を効率よく行うことが出来る。換言すれば、この方法によってマイクロバブルの放出効率を更に増強することができるのである。   Further, according to the present invention, as described above, the first, second, and third nozzles 4 are used to generate microbubbles by cavitation, and the porous body 6 is installed at the outlet 4fz of the nozzle 4z at the final stage. By causing the microbubble-containing effluent water 7 generated to collide with the microbubbles, the microbubbles can be further refined and the number of bubbles can be increased. In this case, when the outflow destination is in water, a large amount of fine microbubbles will be released into the water, and it becomes possible to make the porous body 6 deodorized or harmless by decomposition or sterilization of organic substances in the water. In the case of a shower or spray perforated outlet lid, sprinkling or mist containing a large amount of microbubbles will be released into the air, and odorous substances and bacteria in the air and the sprinkling (droplets and mist) or Oxidation can be efficiently decomposed and sterilized by sprinkling water or rupturing a large amount of microbubbles in the mist (ultrasonic waves and generated free radicals). In other words, the microbubble emission efficiency can be further enhanced by this method.

なお、多孔体６としては、例えば、細かい金網、メッシュ板、セラミックフィルター、焼結体、粒子を詰めた容器などを用いることができる。多孔体６は最終段のノズル４ｚの出口４ｆｚに密着させても、一定の間隔で離しても良い。また、多孔体６の表面は流出水７に対して直角あるいは斜角に設置してもよい。   As the porous body 6, for example, a fine wire net, a mesh plate, a ceramic filter, a sintered body, a container filled with particles, or the like can be used. The porous body 6 may be in close contact with the outlet 4fz of the final stage nozzle 4z or may be separated at a constant interval. The surface of the porous body 6 may be installed at a right angle or an oblique angle with respect to the effluent water 7.

以下、本発明の実施の形態を、連続するノズル３，４が２個の場合について、概念図である図１(a)(b)と図２(a)(b)を参照して説明する。なお、図１(a)の仮想線で示すように連続するノズル３，４を１組として直列にて複数組接続することもある。また、図１の場合は上部筒２と下部筒５とが別体で連結筒９により接続された例で、図２は上部筒２と下部筒５とが一体の場合である。また、図３は具体例の１例を示す。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 (a) and 2 (b) and FIGS. 2 (a) and 2 (b), which are conceptual diagrams, in the case where two continuous nozzles 3 and 4 are provided. . In addition, as shown by the phantom line in FIG. 1A, a plurality of continuous nozzles 3 and 4 may be connected in series as one set. 1 is an example in which the upper tube 2 and the lower tube 5 are separately connected by the connecting tube 9, and FIG. 2 is a case where the upper tube 2 and the lower tube 5 are integrated. FIG. 3 shows an example of a specific example.

本発明によるマイクロバブル発生装置はいずれも、流入水１を上部筒２に流入させて第１ノズル３によって高速水流化する部分と、この水流を下部筒５の第２ノズル４を通して広げる部分と、第１ノズル３と第２ノズル４との間に設けられた連通路８及び連通路８にのみ開口する隙間８ａ又は側室８ｂとで構成され、更には、下部筒５からの流出水７が通過する部分に多孔体６を配置する構造から構成される場合もある。   In any of the microbubble generators according to the present invention, the inflowing water 1 flows into the upper cylinder 2 and a high-speed water flow is generated by the first nozzle 3, and the water flow is extended through the second nozzle 4 of the lower cylinder 5, It is composed of a communication path 8 provided between the first nozzle 3 and the second nozzle 4 and a gap 8a or a side chamber 8b that opens only in the communication path 8, and further, effluent water 7 from the lower cylinder 5 passes therethrough. In some cases, the porous body 6 may be configured to be disposed on the portion to be formed.

図１の構造において、上部筒２は円筒状のもので、内部に入口３ｅから出口３ｆに向かってその中心軸に直交する断面積を漸減する通水用入口側の第１ノズル３が形成されている。出口３ｆ部分には連通路８の入口側部分を構成するストレート円筒部８イが形成され、出口３ｆ部分とストレート円筒部８イとの境界は段状に絞られていてその内径を急減させている。前記ストレート円筒部８イの内径をＷ１とする。なお、第１ノズル３はその断面積を出口３ｆに向かって漸減するものであるが、漸減状態は実線のように直線状であってもよいし、仮想線のように外側に凸曲線(或は図示していないが内側に凸曲線)を構成するようにしてもよい。   In the structure of FIG. 1, the upper cylinder 2 is cylindrical, and a first nozzle 3 on the water inlet side is formed in the interior to gradually reduce the cross-sectional area perpendicular to the central axis from the inlet 3 e toward the outlet 3 f. ing. A straight cylindrical portion 8a constituting the inlet side portion of the communication passage 8 is formed in the outlet 3f portion, and the boundary between the outlet 3f portion and the straight cylindrical portion 8a is narrowed in a step shape so that the inner diameter is rapidly reduced. Yes. The inner diameter of the straight cylindrical portion 8a is W1. The first nozzle 3 gradually decreases its cross-sectional area toward the outlet 3f. However, the gradually decreasing state may be a straight line as shown by a solid line, or a convex curve (or a phantom line). Although not shown, a convex curve may be formed inside.

下部筒５も上部筒２同様円筒状のもので、内部に入口４ｅから出口４ｆに向かってその中心軸に直交する断面積を漸増する通水用出口側の第２ノズル４が形成されている。出口４ｆ部分には連通路８の出口側部分を構成するストレート円筒部８ロが形成され、入口４ｅ部分とストレート円筒部８ロとの境界は段状に拡径されていてその内径を急増させている。前記ストレート円筒部８ロの内径をＷ２とする。ストレート円筒部８イ、８ロの関係は、等しくしても良いが、いずれか一方を他方より大きくするようにしてもよい。なお、第２ノズル４はその断面積を出口４ｆに向かって漸増するものであるが、漸増状態は上記同様実線のように直線状であってもよいし、仮想線のように外側に凸曲線(或は図示していないが内側に凸曲線)を構成するようにしてもよい。   The lower cylinder 5 is also cylindrical like the upper cylinder 2, and the second nozzle 4 on the outlet side for water passage is formed in the interior, which gradually increases the cross-sectional area perpendicular to the central axis from the inlet 4 e toward the outlet 4 f. . A straight cylindrical portion 8 b constituting the outlet side portion of the communication path 8 is formed in the outlet 4 f portion, and the boundary between the inlet 4 e portion and the straight cylindrical portion 8 b is expanded stepwise to rapidly increase the inner diameter. ing. The inner diameter of the straight cylindrical portion 8b is W2. The relationship between the straight cylindrical portions 8a and 8b may be equal, but either one may be made larger than the other. The second nozzle 4 gradually increases its cross-sectional area toward the outlet 4f, but the gradually increasing state may be a straight line like the solid line as described above, or may be a convex curve outward like a virtual line. (Although not shown, a convex curve may be formed inside.)

上記上部筒２と下部筒５は連結筒９に挿入されて直列に接続され、ストレート円筒部８イ、８ロ間に隙間８ａが全周にわたって形成され、ストレート円筒部８イからストレート円筒部８ロに至る隙間８ａを含んで全長が連通路８となる。接続方法は上・下部筒２、５を単に連結筒９に挿入し、図示しない止ネジで固定してもよいし、上・下部筒２、５の外周にネジを刻設し、連結筒９に螺入するようにしてもよい。挿入代を調節することにより隙間８ａの開口幅Ｓは自由に調節することができる。   The upper cylinder 2 and the lower cylinder 5 are inserted into the connecting cylinder 9 and connected in series, and a gap 8a is formed over the entire circumference between the straight cylindrical portions 8a and 8b. From the straight cylindrical portion 8a to the straight cylindrical portion 8 The entire length is a communication path 8 including a gap 8a leading to (b). For connection, the upper and lower tubes 2 and 5 may be simply inserted into the connecting tube 9 and fixed with a set screw (not shown), or a screw is engraved on the outer periphery of the upper and lower tubes 2 and 5 to connect the connecting tube 9. You may make it screw in. The opening width S of the gap 8a can be freely adjusted by adjusting the insertion allowance.

このように構成されたマイクロバブル発生装置に通水すると流入水１は上部筒２内に断面漸減状に形成された前記通水用入口側の第１ノズル３を通過する間に高速化し、第１ノズル３の下端出口３ｆで段状に絞られた連通路８にて急激に絞られて更に高速化し、上部筒２と下部筒５の間の連通路８を介して第２ノズル４に流入する。この時、連通路８にのみ開口する隙間８ａの側面を通過することによって、急激に絞られて高速化した流入水１はその一部がストレート円筒部８イから隙間８ａ内に入って急膨張し、再度ストレート円筒部８ロで急に絞られて激しい乱流を生じ、この流れに乱れを生じた状態で下部筒５の第２ノズル４に流入して急膨張する。そしてこのように流出水７は下部筒５の中で流れの幅を増すことによって生じる急膨張によって急激な圧力低下が生じる結果、隙間８ａから第２ノズル４の入口４ｅを越えるところまで流出水７の中に前述のようなキャビテーションが発生し、この結果、流出水７は多量のマイクロバブルを含有する状態で下部筒５から流出する。   When the water is passed through the microbubble generator configured as described above, the inflow water 1 is increased in speed while passing through the first nozzle 3 on the water inlet side formed in a gradually decreasing cross section in the upper tube 2, The speed is further rapidly increased by the communication passage 8 squeezed in a step shape at the lower end outlet 3 f of the nozzle 3, and flows into the second nozzle 4 through the communication passage 8 between the upper cylinder 2 and the lower cylinder 5. To do. At this time, a part of the inflowing water 1 that has been rapidly squeezed and speeded up by passing through the side surface of the gap 8a that opens only in the communication passage 8 enters the gap 8a from the straight cylindrical portion 8a and rapidly expands. Then, it is suddenly squeezed again by the straight cylindrical portion 8 b to generate a violent turbulent flow, and in a state in which this flow is turbulent, it flows into the second nozzle 4 of the lower cylinder 5 and rapidly expands. As a result of the sudden expansion caused by the rapid expansion caused by increasing the flow width in the lower cylinder 5, the effluent water 7 extends from the gap 8a to the point beyond the inlet 4e of the second nozzle 4. As described above, cavitation as described above occurs, and as a result, the outflow water 7 flows out from the lower cylinder 5 in a state containing a large amount of microbubbles.

高速の流出水７が下部筒５から流出する際に、出口４ｆ(或は最終段の出口４ｆｚ)部分に多孔体６を設置した場合には、マイクロバブルは多孔体６と衝突して更に微細化される。これによってマイクロバブルの数と密度を増すことができる。   When the porous body 6 is installed at the outlet 4f (or the outlet 4fz at the final stage) when the high-speed effluent 7 flows out from the lower cylinder 5, the microbubbles collide with the porous body 6 and become finer. It becomes. This can increase the number and density of microbubbles.

多孔体６としては、細かい金網、またはメッシュ板を一枚あるいは複数枚重ねて用いる、またはセラミックフィルター、焼結体、粒子を詰めた容器などを用いることができる。配置方法は、前述のように出口４ｆ(或は最終段の出口４ｆｚ)部分に対して一定の間隔で離しても良い。また、多孔体６の表面は流出水７に対して直角あるいは斜角に設置してもよい。また、多孔体６を構成する孔のサイズは１００μｍ以下が望ましく、金網の場合は２００メッシュ（目開き７４μｍ）以上が適している。孔のサイズが大きすぎるとマイクロバブルがそのまま通過してしまうからであり、小さすぎると流出水７の流速が低下して乱流度が下がり、反ってマイクロバブル発生を妨げる事になる。   As the porous body 6, it is possible to use a fine wire net or a single or a plurality of mesh plates, or a ceramic filter, a sintered body, a container filled with particles, or the like. As described above, the arrangement method may be separated from the exit 4f (or the final-stage exit 4fz) portion at a constant interval. The surface of the porous body 6 may be installed at a right angle or an oblique angle with respect to the effluent water 7. The size of the holes constituting the porous body 6 is preferably 100 μm or less, and in the case of a wire net, 200 mesh (mesh size 74 μm) or more is suitable. This is because if the size of the hole is too large, the microbubbles pass through as it is, and if the size is too small, the flow rate of the effluent water 7 is lowered, the turbulence is lowered, and the generation of microbubbles is prevented.

なお、第１ノズル３の出口３ｆ部分とストレート円筒部８イとの境界、及び第２ノズル４の入口４ｅ部分とストレート円筒部８ロとの境界が段状に形成されていて且つ連通路８に全周にわたって間隙８ａが形成されていることで前述のような激しい乱流が形成されるが、加えてストレート円筒部８イ、８ロの内径Ｗ１、Ｗ２を違えると更にその乱流度が増加する。また、前記間隙８ａの幅Ｓを選定すれば流入水１の流量や流速にも依るが乱流度を増加させることが出来る。また、第１、２ノズル３、４を図１(a)の破線で示すように内側に膨出するような曲線を構成するようにした場合には、ストレート円筒部８イに向かう流入水１の流速が直線の場合に比べて加速され、且つストレート円筒部８ロから出た流出水７の膨張度合いは急上昇し、マイクロバブルの発生をより増加させることが出来る。更に、図の実施例では間隙８ａは１つであるが、２以上併設してもよく、乱流度合いを更に向上させる。なお、連通路８に仮想線で示す内径の細いスリーブ１０を挿入し、スリーブ１０の貫通孔を連通路とすることで連通路８の孔径を調整することもできる。スリーブ１０の固定方法はねじ固定、圧入その他の方法を適宜採用することが出来る。この点は図２の場合でも同様である。   The boundary between the outlet 3f portion of the first nozzle 3 and the straight cylindrical portion 8a, and the boundary between the inlet 4e portion of the second nozzle 4 and the straight cylindrical portion 8b are formed in a step shape and the communication path 8 is formed. In addition, the turbulent flow as described above is formed by forming the gap 8a over the entire circumference, but if the inner diameters W1 and W2 of the straight cylindrical portions 8a and 8b are different, the degree of turbulence is further increased. To increase. If the width S of the gap 8a is selected, the degree of turbulence can be increased depending on the flow rate and flow velocity of the inflowing water 1. In addition, when the first and second nozzles 3 and 4 are formed so as to bulge inward as indicated by broken lines in FIG. 1 (a), the inflow water 1 toward the straight cylindrical portion 8a. Compared with the case where the flow velocity of the straight line is accelerated, the degree of expansion of the outflow water 7 that has come out of the straight cylindrical portion 8b rises rapidly, and the generation of microbubbles can be further increased. Furthermore, although the gap 8a is one in the embodiment shown in the figure, two or more gaps may be provided to further improve the degree of turbulence. In addition, the hole diameter of the communication path 8 can also be adjusted by inserting the sleeve 10 with a thin inner diameter shown by a virtual line into the communication path 8 and using the through hole of the sleeve 10 as the communication path. As the fixing method of the sleeve 10, screw fixing, press-fitting, and other methods can be appropriately employed. This also applies to the case of FIG.

図２の構造は、上・下部筒２、５を一体にした場合(これを本体Ａとする。)で、図１の隙間８ａに代えて連通路８のみに開口する２つ(勿論、これに限られず１つでも良いし、３以上でも良い。)の円筒状の側室８ｂを設けたものである。側室８ｂの形成方法の一例を示せば、図示していないが、本体Ａに外面から連通路８に向けて貫通孔を形成し、然る後、当該貫通孔を両側から閉塞して盲にすれば、連通路８２にのみ開口する側室８ｂが形成される。なお、図２の場合のマイクロバブル発生現象は、図１の場合と同じである。   In the structure of FIG. 2, when the upper and lower cylinders 2 and 5 are integrated (this body is referred to as a main body A), two openings that open only to the communication path 8 instead of the gap 8a of FIG. However, the number of the side chambers 8b may be one or three or more. An example of a method of forming the side chamber 8b is not shown, but although not shown, a through hole is formed in the main body A from the outer surface toward the communication path 8, and then the through hole is closed from both sides and blinded. For example, the side chamber 8b that opens only in the communication passage 82 is formed. 2 is the same as that in FIG.

図３は実際のマイクロバブル発生装置の一例で、上部筒２は下部筒５に捩じ込み式となっており、上部筒２の雄ネジ部２ｂを下部筒５の雌ネジ部５ｂに捩じ込むようになっている。間隙８ａの開口幅Ｓは捩じ込み量によって調節される。また、上部筒２にはホース接続用の突出部２ｃが設けられており、この部分に図示しないホースが接続される。突出部２ｃの内部には第１ノズル３の入口３ｅに連通するストレート孔２ｍには形成されている。また、本実施例では、上・下部筒２、５にはその端部に接して第１、２ノズル３、４の出口３ｆ、入口４ｅが形成されているため、連通路８は明確に表れていないが、この場合は間隙８ａにおける前記出口３ｆ、入口４ｅを結ぶ仮想の内周が連通路８に一致することになる。また、多孔体６は浅い皿状となっており、下部筒５の出口側外面に形成された雄ネジ部５ａにその内鍔６ａの内周に形成された雌ネジ部６ｂが捩じ込まれて固着されている。この場合、捩じ込み代を調節することにより、多孔面と下部筒５の出口面とを密着或いは離間させて取り付けることができる。マイクロバブル発生原理は図１の場合と同じである。   FIG. 3 shows an example of an actual microbubble generator. The upper tube 2 is screwed into the lower tube 5, and the male screw portion 2 b of the upper tube 2 is screwed into the female screw portion 5 b of the lower tube 5. It comes to include. The opening width S of the gap 8a is adjusted by the screwing amount. The upper tube 2 is provided with a protrusion 2c for connecting a hose, and a hose (not shown) is connected to this portion. A straight hole 2m communicating with the inlet 3e of the first nozzle 3 is formed inside the protrusion 2c. Further, in this embodiment, the upper and lower cylinders 2 and 5 are formed with the outlet 3f and the inlet 4e of the first and second nozzles 3 and 4 in contact with the ends thereof, so that the communication path 8 appears clearly. In this case, however, the virtual inner circumference connecting the outlet 3f and the inlet 4e in the gap 8a coincides with the communication path 8. The porous body 6 has a shallow dish shape, and a female screw portion 6b formed on the inner periphery of the inner flange 6a is screwed into a male screw portion 5a formed on the outer surface of the lower cylinder 5 on the outlet side. It is fixed. In this case, by adjusting the screwing allowance, the porous surface and the exit surface of the lower cylinder 5 can be attached in close contact or separated from each other. The microbubble generation principle is the same as in FIG.

図１〜３において、マイクロバブル発生装置を水中に設置した場合には、下部筒５或いは下部筒５に取り付けた多孔体６から出た流出水７は多量のマイクロバブルを伴って周囲の水に混入して前述のようなマイクロバブルの破泡により、水中の有機物や細菌を分解し、脱臭や無害化することができる。これに対して、マイクロバブル発生装置を大気中にセットした場合、多孔体６はシャワーの散水用蓋と同じ働きをし、大気中に細かい水滴や霧を放出する。そして、これら水滴や霧中には多量のマイクロバブルが伴われており、大気中の有機物や細菌が前記水滴や霧に接触して捕集されると、水滴や霧中で連続して破泡しているマイクロバブルによって効果的に分解され、前記同様、脱臭や無害化がなされることになる。   1-3, when the microbubble generator is installed in water, the effluent water 7 that has flowed out of the lower cylinder 5 or the porous body 6 attached to the lower cylinder 5 becomes a surrounding water with a large amount of microbubbles. By mixing and breaking microbubbles as described above, organic substances and bacteria in the water can be decomposed and deodorized and detoxified. On the other hand, when the microbubble generator is set in the atmosphere, the porous body 6 functions in the same manner as a shower watering lid, and discharges fine water droplets and mist into the atmosphere. These water droplets and mist are accompanied by a large amount of microbubbles, and when organic matter and bacteria in the atmosphere are collected in contact with the water droplets and mist, they continuously break in the water droplets and mist. It is effectively decomposed by the existing microbubbles, and deodorization and detoxification are performed as described above.

以下に本発明の実施例を示すが、これらはあくまで本発明の一例に過ぎず、下記の実施例の条件に本発明が制限されることはない。すなわち、本発明は明細書に記載する技術思想の範囲で、構成上の変更、変形又は他の実施例は当然含まれるものである。   Examples of the present invention are shown below, but these are merely examples of the present invention, and the present invention is not limited to the conditions of the following Examples. That is, the present invention naturally includes structural changes, modifications, and other embodiments within the scope of the technical idea described in the specification.

（実施例１）
図１の構造のマイクロバブル発生装置は、上部筒２と下部筒５は外径２５ｍｍ、それぞれの入り口、出口部の内径２０ｍｍ、ノズルの直径３ｍｍ、長さ８ｃｍのステンレス管として、連結筒９を介し隙間８aの間隔０．５ｍｍで固定した。上部筒に毎分４０リットルの水１を流入すると、外気の供給がない状態で下部筒からマイクロバブルを含む白濁した水が流出した。 (Example 1)
In the microbubble generator having the structure shown in FIG. 1, the upper cylinder 2 and the lower cylinder 5 have an outer diameter of 25 mm, each inlet and outlet have an inner diameter of 20 mm, a nozzle diameter of 3 mm, and a length of 8 cm. The gap 8a was fixed at an interval of 0.5 mm. When water 1 of 40 liters per minute flowed into the upper tube, cloudy water containing microbubbles flowed out from the lower tube in the absence of outside air supply.

透明容器を用いた実験によれば、図１の隙間８ａの間隔、あるいは図２の側室８ｂのサイズを変えることによって、キャビテーションの状況は大きく変化することが判明し、間隔が０、あるいは側室がない場合はキャビテーションの発生が弱く、一例として間隔が３ｍｍ、６ｍｍなどある特定の条件下では流入した水の全容積でキャビテーションが生じることが明らかになった。この流出水７を２００メッシュの金網から成る多孔体６に通すと、マイクロバブルが微細化して白濁の程度が増した。２００メッシュの金網を、微細孔を多数開けたパンチボード、あるいはセラミックフィルター、あるいは球状微粒子を詰めた容器と交換しても効果は同じであった。   According to an experiment using a transparent container, it was found that changing the interval of the gap 8a in FIG. 1 or the size of the side chamber 8b in FIG. In the absence of cavitation, the cavitation was weak, and as an example, it was found that cavitation occurs in the entire volume of water that flows in under certain conditions such as 3 mm and 6 mm. When this effluent 7 was passed through a porous body 6 made of a 200-mesh wire mesh, the microbubbles became finer and the degree of cloudiness increased. The effect was the same even when the 200 mesh wire mesh was replaced with a punch board with many fine holes, a ceramic filter, or a container filled with spherical fine particles.

（実施例２）
図２の構造において、上部筒２と下部筒５の接合部分に、側室８ｂ形成用として直径と深さが４ｍｍの２個の丸孔を開けた。この丸孔は外部に対して密閉されて連通路８のみに開口しているので、外部から空気を吸引することはない。上記のように、毎分４０リットルの水を流入すると、図１の装置の場合と同様にマイクロバブルが発生した。水の流量を毎分２０リットルに減少すると、マイクロバブルの発生量も減少したが、泡のサイズに大きな変化は認められなかった。 (Example 2)
In the structure of FIG. 2, two round holes having a diameter and a depth of 4 mm were formed in the joint portion between the upper cylinder 2 and the lower cylinder 5 for forming the side chamber 8b. Since this round hole is sealed with respect to the outside and opens only to the communication path 8, air is not sucked from the outside. As described above, when 40 liters of water was flown per minute, microbubbles were generated as in the case of the apparatus of FIG. When the water flow rate was reduced to 20 liters per minute, the amount of microbubbles generated was also reduced, but no significant change in the bubble size was observed.

多孔体６は下部筒５の流出孔に密着しても、あるいは離してもマイクロバブルの微細化効果が認められた。離して設置する場合は、流出水７に対して直角、あるいは斜角のいずれもマイクロバブルの微細化に同様な効果が認められた。   Even when the porous body 6 was in close contact with or separated from the outflow hole of the lower cylinder 5, the microbubble refining effect was observed. When installed separately, the same effect on the microbubble refinement was recognized, either at right angles to the effluent 7 or at an oblique angle.

（比較例）
図１の構造で上部筒２と下部筒５を密着させて、隙間８aを０にすると、流量に関係なくマイクロバブルは発生しなかった。図２の構造において、側室８ｂを設けないとマイクロバブルは発生しなかった。 (Comparative example)
When the upper cylinder 2 and the lower cylinder 5 were brought into close contact with each other in the structure of FIG. 1 and the gap 8a was set to 0, no microbubbles were generated regardless of the flow rate. In the structure of FIG. 2, microbubbles were not generated unless the side chamber 8b was provided.

また、隙間８a、あるいは側室８ｂの側壁に小孔を開けて外部から空気を吸引させると、泡の量は増すが、泡の直径も増すために、マイクロバブル発生装置として機能しなくなった。   Further, when a small hole was made in the side wall of the gap 8a or the side chamber 8b and air was sucked from the outside, the amount of bubbles increased, but the diameter of the bubbles also increased, so that it did not function as a microbubble generator.

本発明の第１実施例の概念構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the conceptual structure of 1st Example of this invention. 本発明の第２実施例の概念構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the conceptual structure of 2nd Example of this invention. 本発明の具体的構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the specific structure of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1． 流入水
2． 上部筒
3． 第１ノズル
4． 第２ノズル
5． 下部筒
6． 多孔体
7. 流出水
8a. 隙間
8b. 側室
9． 接続筒 1． Inflow water
2． Upper tube
3． 1st nozzle
Four. Second nozzle
Five. Lower cylinder
6． Porous material
7. Runoff
8a. Clearance
8b. Side chamber
9． Connection tube

Claims (5)

(a)入口から出口に向かってその中心軸に直交する断面積を漸減する通水用入口側の第１ノズルと、
(b)入口側の第１ノズルの出口から連通して設けられた連通路を介して連続して配設され、入口から出口に向かってその中心軸に直交する断面積を漸増する通水用出口側の第２ノズルと、
(c)前記連通路にのみ開口した隙間又は側室とを有することを特徴とするマイクロバブル発生装置。 (a) a first nozzle on the water inlet side that gradually reduces the cross-sectional area perpendicular to the central axis from the inlet toward the outlet;
(b) For water flow that is continuously arranged via a communication passage provided in communication from the outlet of the first nozzle on the inlet side and gradually increases in cross-sectional area perpendicular to the central axis from the inlet to the outlet. A second nozzle on the outlet side;
(c) A microbubble generator characterized by having a gap or a side chamber opened only in the communication path. 第１、２ノズルを１組とし、複数組を直列に配置したことを特徴とする請求項１に記載のマイクロバブル発生装置。    The microbubble generator according to claim 1, wherein the first and second nozzles are one set, and a plurality of sets are arranged in series. 隙間又は側室の連通路に対する開口幅が可変となっていることを特徴とする請求項１又は２に記載のマイクロバブル発生装置。   The microbubble generator according to claim 1 or 2, wherein an opening width with respect to the gap or the communication path of the side chamber is variable. 最終組の第２ノズルの出口に対向して多孔体を更に配設したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のマイクロバブル発生装置。   The microbubble generator according to any one of claims 1 to 3, wherein a porous body is further disposed to face an outlet of the second nozzle of the final set. 請求項４に記載の多孔体が、金網、メッシュ板、セラミックフィルター、焼結体或は粒子であることを特徴とするマイクロバブル発生装置。   The microbubble generator characterized by the porous body of Claim 4 being a metal-mesh, a mesh board, a ceramic filter, a sintered compact, or particle | grains.
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