JP2010508143A - 曝気および他の目的のための泡生成 - Google Patents
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Abstract
Description
好ましくは、本発明の前記第1および第2の形態が組み合わされ、前記流体発振器によってもたらされる前記振動が1と100Hzとの間、好ましくは5と50Hzとの間、より好ましくは10と30Hzとの間の周波数にて与えられる。
Claims (51)
- 気体の小さな泡を液体中に作り出す方法であって、
加圧気体の供給源を用意するステップと、
前記気体よりも低圧の液体中に開口し、内部に前記気体が介在する管路を用意するステップと、
振動する前記気体の何らかの反作用による以外に前記管路を振動させることなく、この管路内を伝わる前記気体を振動させるステップと
を具え、前記振動が流体発振器によってもたらされることを特徴とする方法。 - 前記流体発振器によってもたらされる前記振動が1と100Hzとの間、好ましくは5と50Hzとの間、より好ましくは10と30Hzとの間の周波数であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 気体の小さな泡を液体中に作り出す方法であって、
加圧気体の供給源を用意するステップと、
前記気体よりも低圧の液体中に開口し、内部に前記気体が介在する管路を用意するステップと、
振動する前記気体の何らかの反作用による以外に前記管路を振動させることなく、この管路内を伝わる前記気体を振動させるステップと
を具え、前記振動が1と100Hzとの間、好ましくは5と50Hzとの間、より好ましくは10と30Hzとの間の周波数であることを特徴とする方法。 - 前記振動は、発生する泡の30%以下が気体へと逆流するようになっていることを特徴とする請求項1から請求項3の何れかに記載の方法。
- 前記振動は、発生する泡の10から30%が気体へと逆流するようになっていることを特徴とする請求項4に記載の方法。
- 前記泡は、直径が0.1から2mm、より好ましくは0.5から1.0mmの間で形成されることを特徴とする請求項1から請求項5の何れかに記載の方法。
- 前記流体発振器は、気体の流れを2つの通路の間で振動させる機構を具え、少なくとも一方の前記通路が前記加圧気体の供給源を形成していることを特徴とする請求項1から請求項6の何れかに記載の方法。
- 前記発振器は、個々の出力ポートへと分岐する供給ポートを介して一定圧力の前記気体が供給され、一方の出力ポートから他方の出力ポートまでの流れを振動させる手段を含む分流器を具えていることを特徴とする請求項7に記載の方法。
- 前記手段が個々の制御ポートによって制御される個々の出力ポートを具えていることを特徴とする請求項8に記載の方法。
- 前記制御ポートは閉ループによって相互に接続され、かつそれぞれがその個々の出力ポートを通って前記気体が流れる場合に減少した圧力を有すると共にその個々の出力ポートを通って流れる前記気体が存在しない場合に増大した圧力を有し、かつ前記気体が前記制御ポートからその個々の出力ポートへと流出する際に前記気体の流れがその出力ポートから他方へと切り替わるように配され、それによって前記供給ポートへの流れが前記出力ポートの間で振動することを特徴とする請求項9に記載の方法。
- 前記振動の周波数は、前記閉ループの長さを変更することによって調整可能であることを特徴とする請求項10に記載の方法。
- 個々の出力ポートの分岐が前記個々の制御ポートに与えられ、それによって出力ポートにおける流れの一部がその出力ポートから他の出力ポートへの供給流れを切り替える制御流れになっていることを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 前記管路が少なくとも2つあり、個々の出力ポートが前記管路の一方または他方に接続していることを特徴とする請求項8から請求項12の何れかに記載の方法。
- 前記管路は、この管路を形成する材料の表面にて液体中に開口し、前記表面が重力に関してほぼ垂直な平面にあることを特徴とする請求項1から請求項13の何れかに記載の方法。
- 前記管路を形成する表面の前記材料は、前記気体によって濡らすことができず、好ましくは泡がこれに付着しないようになっていることを特徴とする請求項1から請求項14の何れかに記載の方法。
- 前記材料がガラスまたはテフロン(登録商標)であることを特徴とする請求項15に記載の方法。
- 前記振動する気体の体積流量は、前記複数の管路が管路のそれぞれにて振動が切り替えられる前に少なくとも半球の大きさまで泡を満たすのに充分であるそれぞれの振動周期に対する体積流量割合を同時に与えるのに充分であり、すべての泡が圧力の破壊によって管路から分離される前にほぼ同じ大きさを有するようになっていることを特徴とする請求項1から請求項16の何れかに記載の方法。
- 前記管路は、常閉のスリットを有する薄膜を具え、この薄膜の後方の気体の圧力は、薄膜を膨張させてスリットを開き、気体の泡がスリットを通って形成するのを可能にするのに役立ち、前記スリットは泡の後方を閉じ、前記気体の流れの振動は、小さな泡の形成を助長するために圧力と、流速と、薄膜の弾性振幅および周波数とに関して同期することを特徴とする請求項1から請求項17の何れかに記載の方法。
- 振動する気体の一方の局面は、振動の他方の局面における泡の形成後に管路中に液体を駆動するために用いられ、それにより前記泡が前記駆動される液体の力によって分離されることを特徴とする請求項1から請求項17の何れかに記載の方法。
- 前記管路の出力ポートのそれぞれは、傾斜した角度にて相互に向かい合うように、好ましくは相互に直角に配され、一方の出力ポートに液体が充填されるように維持されることを特徴とする請求項13に従属する場合を除く請求項19に記載の方法。
- 第1の出力ポートが振動の第1の局面中にその管路の開口にて泡を満たすのに対し、その第2の局面にて、液体が他の管路の外に駆動され、第1の管路に形成された泡を剥離させることを特徴とする請求項20に記載の方法。
- 複数の管路があり、これらは1つの出力ポートから並列に供給される気体の管路であり、液体の管路である同様な複数の管路が前記気体の管路の反対側に配され、他の出力ポートにより並列に液体が供給されることを特徴とする請求項21に記載の方法。
- 請求項20または請求項21または請求項22に記載の方法を達成する装置であって、2つの平行なマニホールドを有する板であって、前記マニホールドが前記液体と接するこの板の表面と平行であって前記分流器の個々の出力ポートによって与えられる板と、前記表面にあって前記マニホールドの間にこれらと平行に配される溝と、この溝の反対側から前記マニホールドへと導く管路とを具えたことを特徴とする装置。
- 前記溝がV字形状であることを特徴とする請求項23に記載の装置。
- 前記V字形状の溝が直角であることを特徴とする請求項24に記載の装置。
- 前記液体の管路を与えるマニホールドに送り込む分流器の出力に気体吹き出し弁が設けられ、それにより前記液体の管路が前記液体で充填されることを特徴とする請求項23または請求項24または請求項25に記載の装置。
- 前記液体の管路が前記気体の管路よりも大きな断面であることを特徴とする請求項23から請求項26の何れかに記載の装置。
- 前記気体の管路が前記溝の底と上面との間の中間位置に開口すると共に前記液体の管路が前記溝の底の位置に開口することを特徴とする請求項23から請求項26の何れかに記載の装置。
- 前記液体の管路が前記気体の管路を含む前記溝の側面と平行に配されていることを特徴とする請求項28に記載の装置。
- 加圧気体の供給源と、この供給源により供給され、前記液体中に開口する複数の管路を含む1つ以上の泡発生装置とを具えた既存の装置を後付けすることであって、前記供給源と泡発生装置との間に気体発振器に介在させることにより、前記気体の流れを振動させるようになっていることを特徴とする後付け。
- 請求項1から請求項18の何れかに記載の方法を行うことができることを特徴とする請求項30に記載の後付け。
- 前記泡発生装置は、前記気体の供給源に接続するチャンバと、このチャンバを前記液体から分離させると共に前記複数の管路を具えた当該チャンバの多孔質壁とを具えていることを特徴とする請求項30または請求項31に記載の後付け。
- 前記管路が前記壁に形成した開口であってよい請求項32に記載の後付け。
- 前記壁が金属であることを特徴とする請求項33に記載の後付け。
- 前記金属が焼結金属であり、前記管路が前記金属中の小孔であることを特徴とする請求項34に記載の後付け。
- 前記壁が多孔質セラミックスであり、前記管路が前記セラミックの小孔であることを特徴とする請求項35に記載の後付け。
- 加圧気体の供給源と、
この供給源に接続し、前記気体よりも低い圧力の下で液体中に開口する管路と、
この管路内にあって、振動する前記気体の何らかの反作用による以外に当該管路を振動させることなく、該管路内を伝わる前記気体を振動させる流体発振器と
を具えたことを特徴とする気体泡発生装置。 - 前記流体発振器は、前記気体を1と100Hzとの間、好ましくは5と50Hzとの間、より好ましくは10と30Hzとの間の周波数にて振動させることを特徴とする請求項37に記載の泡発生装置。
- 前記流体発振器は、気体の流れを2つの気体流動通路の間で割り振ることを特徴とする請求項37または請求項38に記載の泡発生装置。
- 前記流体発振器は、前記供給源に接続する供給ポートと、この供給ポートから分かれる少なくとも2つの出力ポートと、前記供給ポート内を一方の出力ポートから他方の出力ポートまで流れる気体を振動させる手段とを有する分流器を具えていることを特徴とする請求項39に記載の泡発生装置。
- 前記手段が出力ポートのそれぞれと結び付けられる個々の制御ポートを具えていることを特徴とする請求項40に記載の泡発生装置。
- 前記制御ポートは閉ループにより相互に接続され、気体が供給ポート内を流れる場合で前記気体がその個々の出力ポートを通って流れる場合に制御ポートのそれぞれが低減した気体の圧力を有し、その個々の出力ポートを通る流れがない場合に増大した気体の圧力を有し、気体が前記制御ポートの外にその個々の出力ポートへと流れる場合、前記気体の流れがその出力ポートから他の出力ポートへと切り替えられるように配され、それによって供給ポートへの流れが前記出力ポートの間で振動することを特徴とする請求項41に記載の泡発生装置。
- 出力ポートのそれぞれの分岐部が個々の制御ポートに接続し、それによって1つの出力ポートにおける任意の流れの一部がその出力のために制御ポートに入り、その出力ポートから他の出力ポートまでの供給流れを切り替えるようになっていることを特徴とする請求項41に記載の泡発生装置。
- 前記管路が少なくとも2つあり、出力ポートのそれぞれが前記気体流路の一方または他方に接続していることを特徴とする請求項39から請求項43の何れかに記載の泡発生装置。
- 前記管路は、この管路が形成される材料の表面にて液体中に開口し、前記表面が重力に関してほぼ垂直の平面にあることを特徴とする請求項39から請求項44の何れかに記載の泡発生装置。
- 前記管路が形成される表面の材料が気体によって濡らすことができず、泡がこれに付着しにくくなっていることを特徴とする請求項39から請求項45の何れかに記載の泡発生装置。
- 前記材料がガラスまたはテフロン(登録商標)であることを特徴とする請求項46に記載の泡発生装置。
- 前記管路は、常閉のスリットを有する薄膜を具え、この薄膜の後方の気体の圧力は、当該薄膜を膨張させて前記スリットを開け、気体の泡が前記スリットを通って形成されるのを可能にするのに役立ち、このスリットは泡の後方を閉じ、この気体の流れの振動は、小さな泡の形成を助長するために圧力と、流速と、薄膜の弾性振幅および周波数とに関して同期していることを特徴とする請求項39から請求項47の何れかに記載の泡発生装置。
- 加圧気体の供給源と、
この供給源に接続し、前記気体よりも低い圧力の下の液体中に開口する管路と、
前記管路内を伝わる気体を振動する前記気体の何らかの反作用による以外に前記管路を振動させることなく振動させ、この振動が1と100Hzとの間、好ましくは5と50Hzとの間、より好ましくは10と30Hzとの間の周波数にある発振器と
を具えたことを特徴とする泡発生装置。 - 液体中に気体の小さな泡を作り出す方法であって、
加圧した前記気体の供給源を用意するステップと、
前記管路の複数の開口を通る前記気体よりも低い圧力下の液体中に開口する管路を用意するステップであって、前記開口は、開口端および前記管路と接する端部とを有し、前記気体が前記管路内にあるステップと、
前記管路内を伝わる前記ガスを振動させるステップであって、液体が少なくとも1つの前記開口を通って前記管路へと引き込まれ、前記管路内に前記気体により前記管路を伝って押される液体の栓を形成し、前記栓が前記開口の他端に達した場合、前記気体が前記液体の栓によって前記開口から押し出されるようになっており、それにより前記栓が前記開口の開口端に達した時に泡を形成するステップと
を具えたことを特徴とする方法。 - 実質的にすべての添付図面を参照して前述したような液体中に泡を生成するシステムおよび方法ならびに泡発生装置。
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