JP2016034605A - Microbubble-mixed fluid generation device - Google Patents

Microbubble-mixed fluid generation device Download PDF

Info

Publication number
JP2016034605A
JP2016034605A JP2014157688A JP2014157688A JP2016034605A JP 2016034605 A JP2016034605 A JP 2016034605A JP 2014157688 A JP2014157688 A JP 2014157688A JP 2014157688 A JP2014157688 A JP 2014157688A JP 2016034605 A JP2016034605 A JP 2016034605A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fluid
shear
shearing
fluid shear
rotation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2014157688A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6352099B2 (en
Inventor
晴太郎 日▲高▼
Seitaro Hidaka
晴太郎 日▲高▼
昭敏 中元
Akitoshi Nakamoto
昭敏 中元
正寛 川島
Masahiro Kawashima
正寛 川島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Transportation Equipment Engineering and Service Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Transportation Equipment Engineering and Service Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Transportation Equipment Engineering and Service Co Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Transportation Equipment Engineering and Service Co Ltd
Priority to JP2014157688A priority Critical patent/JP6352099B2/en
Publication of JP2016034605A publication Critical patent/JP2016034605A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6352099B2 publication Critical patent/JP6352099B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Accessories For Mixers (AREA)
  • Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently generate microbubble-mixed fluid by means of structure which is simple, small-sized and is excellent in maintainability.SOLUTION: A micro air bubble-mixed fluid generation device includes: a stationary side fluid shear members 15, 19 forming a plurality of stationary side fluid shear surfaces 15a, 19a which have different diameters and are superimposed in the radial direction and in the axial direction; a rotation side fluid shear member 27 which forms a plurality of movable side fluid shear surfaces 27a, 27b opposite to respective surfaces of the plurality of stationary side fluid shear surfaces 15a, 19a; a plurality of fluid shear spaces 31, 32 which are formed between respective shear surfaces 15a, 19a, 27a, 27b, have different diameters, are superimposed in the radial direction and in the axial direction and are successively communicated with each other; rugged fluid shear shapes of the respective shear surfaces; a rotationally driving member which rotationally drives the rotation side fluid shear member 27; a gas mixing part which mixes gas to fluid; a fluid inlet part 36 causing fluid to which gas is mixed to flow into the fluid shear spaces 31, 32 on an upstream side; and a fluid outlet part 37 which causes the fluid to flow out from the fluid shear spaces 31, 32 on a downstream side.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、気体が混合された水等の流体を攪拌し、混合されている気体を微小気泡化する微小気泡混合流体生成装置に関するものである。   The present invention relates to a microbubble mixed fluid generating apparatus that stirs a fluid such as water mixed with a gas to make the mixed gas into microbubbles.

ウルトラファインバブル、ナノバブル等と呼称される微小気泡は、直径が1ミクロン以下の、肉眼では視認できない極小の泡であり、例えばこのような微小気泡が混合された水は、通常の水に比べて洗浄力が高いこと、酸素含有量が多いこと、化学物質を含有せず後処理が容易なこと等から、工業製品や食品等の洗浄分野、排水処理分野、美容分野、養殖分野、水耕栽培分野等において幅広く利用されている。   Microbubbles called ultrafine bubbles, nanobubbles, etc. are extremely small bubbles with a diameter of 1 micron or less that cannot be seen with the naked eye. For example, water mixed with such microbubbles is less than normal water. High detergency, high oxygen content, easy chemical treatment and post-treatment, industrial products and food cleaning, wastewater treatment, beauty, aquaculture, hydroponics Widely used in fields.

微小気泡は、予め気体を混合させた流体を物理的に攪拌および剪断することにより生成可能であり、その従来技術として、例えば特許文献1に記載されている微小気泡生成装置が挙げられる。   The microbubbles can be generated by physically stirring and shearing a fluid in which a gas is mixed in advance, and the conventional technology includes, for example, a microbubble generating device described in Patent Document 1.

特許文献1の微小気泡生成装置は、同文献の図2、図3に示されるように、縦置きに設置された筒体41の内部に、シャフト44aによってローター42が軸支され、ローター42の外周面42aと、筒体41の内側に固定されたステータ43の面43aとに、それぞれ軸方向に延びるリブ状の凹凸形状が設けられている。また、筒体41の上端部付近に流体が流入する流入口41aが設けられ、筒体41の上端部付近に流体が流出する流出口41bが設けられている。そして、筒体41の上部に設置されたモータ44によってローター42が回転駆動されるようになっている。   As shown in FIG. 2 and FIG. 3 of the same document, the microbubble generating device of Patent Document 1 is such that a rotor 42 is pivotally supported by a shaft 44a inside a cylinder 41 installed vertically, and the rotor 42 The outer circumferential surface 42a and the surface 43a of the stator 43 fixed to the inner side of the cylindrical body 41 are provided with rib-shaped irregularities extending in the axial direction, respectively. An inflow port 41 a through which fluid flows is provided near the upper end of the cylinder 41, and an outflow port 41 b through which fluid flows out is provided near the upper end of the cylinder 41. The rotor 42 is driven to rotate by a motor 44 installed on the upper portion of the cylinder 41.

この微小気泡生成装置において、水素や空気等の気体を比較的大きな気泡状で予め混合した水等の流体を流入口41aから流入させながら、モータ44によりローター42を回転駆動すると、ローター42の外周面42aとステータ43の面43aとに形成された凹凸形状がすれ違うことによって流体が攪拌・剪断され、流体中に混合されていた気体が目視できない位の微小気泡となって微小気泡混合流体が生成される。なお、ローター42の下部には、筒体41内における流体の流通を促進するファン47が、ローター42と一体に回転するように設けられている。   In this microbubble generating device, when the rotor 42 is rotationally driven by the motor 44 while a fluid such as water in which a gas such as hydrogen or air is premixed in a relatively large bubble shape is introduced from the inlet 41a, the outer circumference of the rotor 42 is increased. The irregular shapes formed on the surface 42a and the surface 43a of the stator 43 pass each other, so that the fluid is agitated and sheared, and the gas mixed in the fluid becomes microbubbles that cannot be seen, and a microbubble mixed fluid is generated. Is done. A fan 47 that promotes fluid flow in the cylinder 41 is provided below the rotor 42 so as to rotate integrally with the rotor 42.

特許第5475273号公報Japanese Patent No. 5475273

特許文献1の微小気泡生成装置において、微小気泡を生成する能力(効率)は、ローター42とステータ43との間に形成された凹凸状の流体剪断形状の面積を大きくする程高くできる。しかしながら、そのためには、ローター42およびステータ43の軸方向の長さと径を大きくしなければならず、これによって装置の大型化を余儀無くされてしまう。また、ローター42の重量が増大し、その回転慣性モーメントが大きくなるため、ローター42を回転駆動するモータ44を大出力なものにする必要があり、消費電力および製造コストの増大に繋がっていた。   In the microbubble generating device of Patent Document 1, the capability (efficiency) of generating microbubbles can be increased as the area of the uneven fluid shear shape formed between the rotor 42 and the stator 43 is increased. However, for that purpose, the axial length and diameter of the rotor 42 and the stator 43 must be increased, which necessitates an increase in the size of the apparatus. Further, since the weight of the rotor 42 is increased and the rotational moment of inertia is increased, the motor 44 that rotationally drives the rotor 42 needs to have a large output, leading to an increase in power consumption and manufacturing cost.

さらに、特許文献1の微小気泡生成装置は、中実状で重量の大きなローター42を両端で支持する必要があるため、ローター42を軸支しているシャフト44aが、その上端をモータ44の支持台に軸支され、下端を床部材46に軸支された構造である。このため、装置のメンテナンスや調整等のためにローター42およびステータ43を着脱する場合には、装置全体の分解を必要とし、保守性が極めて悪かった。   Furthermore, since the microbubble generating device of Patent Document 1 needs to support a solid and heavy rotor 42 at both ends, a shaft 44 a that supports the rotor 42 is supported at the upper end thereof by a support base for the motor 44. The lower end is pivotally supported by the floor member 46. For this reason, when attaching and detaching the rotor 42 and the stator 43 for maintenance and adjustment of the apparatus, the entire apparatus needs to be disassembled, and the maintainability is extremely poor.

また、筒体41内における流体の流通を促進させるためにファン47等の付加物を設けなければならず、構造が複雑化していた。   Further, in order to promote the flow of the fluid in the cylinder 41, additional components such as the fan 47 must be provided, and the structure is complicated.

本発明は、これらの事情に鑑みてなされたものであり、簡素で小型、且つ保守性の良い構造により、微小気泡混合流体を効率良く生成することのできる微小気泡混合流体生成装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of these circumstances, and provides a microbubble mixed fluid generating apparatus capable of efficiently generating a microbubble mixed fluid with a simple, small, and maintainable structure. With the goal.

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
即ち、本発明に係る微小気泡混合流体生成装置は、共通の中心軸線回りに形成されて異なる径を持ち、且つ径方向および軸方向に重複する複数の固定側流体剪断面を形成する固定側流体剪断部材と、前記中心軸線回りに回転可能に軸支され、前記複数の固定側流体剪断面の各々に対向する複数の可動側流体剪断面を形成する回転側流体剪断部材と、前記複数の固定側流体剪断面と前記複数の可動側流体剪断面との間に形成されて径が異なり、径方向および軸方向に重複するとともに順次連通している複数の流体剪断空間と、前記複数の流体剪断空間の各々において、前記固定側流体剪断面および前記可動側流体剪断面の少なくとも一方に形成された凹凸状の流体剪断形状と、前記回転側流体剪断部材を回転駆動する回転駆動部材と、前記流体剪断空間に流体を供給する流体供給部と、前記流体に気体を混合する気体混合部と、前記気体混合部によって気体が混合された前記流体を上流側の前記流体剪断空間に流入させる流体入口部と、下流側の前記流体剪断空間から前記流体を流出させる流体出口部と、を備えることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
That is, the microbubble mixed fluid generating apparatus according to the present invention is a fixed-side fluid that is formed around a common central axis, has different diameters, and forms a plurality of fixed-side fluid shear surfaces that overlap in the radial direction and the axial direction. A shearing member, a rotation-side fluid shearing member pivotally supported around the central axis and forming a plurality of movable-side fluid shearing surfaces facing each of the plurality of stationary-side fluid shearing surfaces; and the plurality of fixings A plurality of fluid shearing spaces formed between the side fluid shearing surface and the plurality of movable side fluid shearing surfaces, having different diameters, overlapping in the radial direction and the axial direction and sequentially communicating with each other; In each of the spaces, an uneven fluid shear shape formed on at least one of the fixed-side fluid shear surface and the movable-side fluid shear surface, a rotation drive member that rotationally drives the rotation-side fluid shear member, and the fluid A fluid supply unit that supplies fluid to the cut space, a gas mixing unit that mixes gas with the fluid, and a fluid inlet unit that allows the fluid mixed with gas by the gas mixing unit to flow into the fluid shear space on the upstream side And a fluid outlet for allowing the fluid to flow out of the fluid shear space on the downstream side.

上記構成の微小気泡混合流体生成装置によれば、固定側流体剪断部材が有する複数の固定側流体剪断面と、回転側流体剪断部材が有する複数の可動側流体剪断面との間に複数の流体剪断空間が径方向および軸方向に重複して形成される。
そして、流体供給部から供給される流体に、気体混合部において気体が混合されることによって気液混合流体が生成され、この気液混合流体が、流体入口部から上流側の流体剪断空間に流入し、下流側の流体剪断空間に設けられた流体出口部から流出する。
この間に、回転駆動部材によって回転側流体剪断部材が回転駆動されることにより、各流体剪断空間の内部において流体が流体剪断形状により剪断され、流体に混合されている気体が細かい微小気泡となって微小気泡混合流体が生成される。
According to the microbubble mixed fluid generation device having the above-described configuration, a plurality of fluids are provided between the plurality of fixed-side fluid shearing surfaces of the fixed-side fluid shearing member and the plurality of movable-side fluid shearing surfaces of the rotation-side fluid shearing member. A shear space is formed overlapping in the radial direction and the axial direction.
A gas-liquid mixed fluid is generated by mixing the gas supplied from the fluid supply unit with the gas in the gas mixing unit, and this gas-liquid mixed fluid flows into the fluid shear space on the upstream side from the fluid inlet. And flows out from the fluid outlet provided in the fluid shear space on the downstream side.
During this time, the rotation-side fluid shearing member is rotationally driven by the rotation driving member, so that the fluid is sheared by the fluid shearing shape inside each fluid shearing space, and the gas mixed in the fluid becomes fine microbubbles. A microbubble mixed fluid is generated.

この微小気泡混合流体生成装置では、上記の通り、複数の流体剪断空間が径方向および軸方向に重複して形成されているため、固定側流体剪断部材および回転側流体剪断部材の軸方向の長さおよび径を大きくすることなく、流体剪断空間が有する流体剪断形状の面積を大きくし、微小気泡混合流体を効率良く生成することができる。   In this microbubble mixed fluid generating device, as described above, since the plurality of fluid shearing spaces are formed overlapping in the radial direction and the axial direction, the axial lengths of the stationary fluid shearing member and the rotating fluid shearing member are the same. Without increasing the thickness and diameter, the area of the fluid shear shape of the fluid shear space can be increased, and the microbubble mixed fluid can be efficiently generated.

しかも、回転側流体剪断部材の内部にも可動側流体剪断面が形成されているため、回転側流体剪断部材が中空状となる。このため、可動側流体剪断面の合計面積を増大させながら回転側流体剪断部材の重量を軽減させることができる。
これにより、回転側流体剪断部材の回転慣性モーメントを大幅に軽減させ、これを回転駆動するモータ等の回転駆動部材を小型化することができ、製造コストおよび消費電力を低減させることができる。
Moreover, since the movable fluid shearing surface is also formed inside the rotational fluid shearing member, the rotational fluid shearing member is hollow. For this reason, the weight of the rotation-side fluid shearing member can be reduced while increasing the total area of the movable-side fluid shearing surface.
As a result, the rotational moment of inertia of the rotation-side fluid shearing member can be greatly reduced, and the rotational driving member such as a motor for rotationally driving the rotational fluidic member can be reduced in size, and the manufacturing cost and power consumption can be reduced.

上記構成の微小気泡混合流体生成装置において、前記流体入口部は前記回転側流体剪断部材の回転中心部から前記複数の流体剪断空間のうちの径方向内側にある前記流体剪断空間に前記流体を供給するように設けられ、前記流体出口部は径方向外側にある前記流体剪断空間から前記流体を流出させるように設けられていることが好ましい。   In the microbubble mixed fluid generation device having the above-described configuration, the fluid inlet portion supplies the fluid from the rotation center portion of the rotation-side fluid shearing member to the fluid shearing space that is radially inward of the plurality of fluid shearing spaces. It is preferable that the fluid outlet portion is provided so as to allow the fluid to flow out from the fluid shearing space on the radially outer side.

上記構成によれば、径方向内側にある流体剪断空間が上流側となり、径方向外側にある流体剪断空間が下流側となり、回転側流体剪断部材の回転中心部に設けられた流体入口部から流入した流体が径方向内側(上流側)の流体剪断空間から流入して径方向外側(下流側)の流体剪断空間から流出する。   According to the above configuration, the fluid shear space on the radially inner side becomes the upstream side, and the fluid shear space on the radially outer side becomes the downstream side, and flows in from the fluid inlet portion provided at the rotation center portion of the rotation-side fluid shear member. The fluid flows from the fluid shear space on the radially inner side (upstream side) and flows out from the fluid shear space on the radially outer side (downstream side).

回転側流体剪断部材の回転時には、径方向内側(上流側)の流体剪断空間よりも径方向外側(下流側)の流体剪断空間に大きな遠心力が加わる。このため、回転側流体剪断部材の回転中心部に設けられた流体入口部から径方向内側の流体剪断空間に流入した流体は、遠心ポンプの作用と同様に、遠心力によって流体出口部から排出される径方向外側の流体剪断空間の流体を補うべく、径方向内側から外側の流体剪断空間に向かって流れる。このため、常に流体が流体入口部から流入して流体出口部から排出されるようになり、流体の流通を促進させるためのファン等の付加物が不要になる。したがって、微小気泡混合流体生成装置の構成を簡素にすることができる。   During the rotation of the rotation-side fluid shear member, a larger centrifugal force is applied to the fluid shear space on the radially outer side (downstream side) than the fluid shear space on the radially inner side (upstream side). For this reason, the fluid that has flowed into the fluid shear space radially inward from the fluid inlet provided in the rotation center of the rotating side fluid shearing member is discharged from the fluid outlet by centrifugal force in the same manner as the action of the centrifugal pump. In order to supplement the fluid in the outer fluid shear space, the fluid flows from the radially inner side toward the outer fluid shear space. For this reason, the fluid always flows in from the fluid inlet portion and is discharged from the fluid outlet portion, and an additive such as a fan for promoting the circulation of the fluid becomes unnecessary. Therefore, the configuration of the microbubble mixed fluid generating device can be simplified.

上記構成の微小気泡混合流体生成装置において、前記回転側流体剪断部材は片持ち状に軸支され、その軸方向自由端側に向かって着脱可能であることが好ましい。   In the microbubble mixed fluid generating apparatus having the above-described configuration, it is preferable that the rotating-side fluid shearing member is pivotally supported in a cantilever shape and is detachable toward the free end in the axial direction.

上記構成によれば、回転側流体断部材を容易に着脱させることができるため、微小気泡混合流体生成装置の保守性を良くすることができる。   According to the above configuration, the rotation-side fluid cutoff member can be easily attached and detached, so that the maintainability of the microbubble mixed fluid generation device can be improved.

上記構成の微小気泡混合流体生成装置において、前記固定側流体剪断部材と、前記回転側流体剪断部材と、前記回転駆動部材は、前記中心軸線が縦向きになるように設置され、前記回転駆動部材の上に前記固定側流体剪断部材と前記回転側流体剪断部材とが着脱可能に設置されていることが好ましい。   In the microbubble mixed fluid generation device having the above-described configuration, the stationary fluid shearing member, the rotation fluid shearing member, and the rotation driving member are installed such that the central axis is vertically oriented, and the rotation driving member It is preferable that the fixed-side fluid shearing member and the rotation-side fluid shearing member are detachably installed on the top.

上記構成によれば、縦向きに起立した円筒状の回転側流体断部材を上方に向かって取り外すようになるため、回転側流体断部材をさらに容易に着脱させることができる。   According to the said structure, since the cylindrical rotation side fluid cutoff member standing upright is removed upwards, a rotation side fluid cutoff member can be attached or detached still more easily.

上記のように前記回転側流体剪断部材が片持ち状に軸支されている場合には、該回転側流体剪断部材を軸支する軸受の少なくとも1つが、該回転側流体剪断部材の軸方向中間部に配置されていることが好ましい。   When the rotation side fluid shearing member is pivotally supported in a cantilever manner as described above, at least one of the bearings that pivotally support the rotation side fluid shearing member is an axially intermediate portion of the rotation side fluid shearing member. It is preferable to arrange in the part.

上記構成によれば、片持ち状に軸支された回転側流体剪断部材の駆動軸の、軸受からのオーバーハング量を短くすることができ、これによって回転側流体剪断部材の径方向への振れに対する剛性を高めて精度良く回転させ、微小気泡混合流体を効率良く生成することができる。   According to the above configuration, it is possible to reduce the amount of overhang from the bearing of the drive shaft of the rotating side fluid shearing member that is pivotally supported in a cantilevered manner. The microbubble mixed fluid can be efficiently generated by increasing the rigidity with respect to and rotating with high accuracy.

以上のように、本発明に係る微小気泡混合流体生成装置によれば、簡素で小型、且つ保守性の良い構造により、微小気泡混合流体を効率良く生成することができる。   As described above, according to the micro-bubble mixed fluid generating apparatus according to the present invention, the micro-bubble mixed fluid can be efficiently generated with a simple, small-sized, and maintainable structure.

本発明に係る微小気泡混合流体生成装置の機器構成図である。It is an apparatus block diagram of the microbubble mixed fluid production | generation apparatus which concerns on this invention. 本発明の第1実施形態を示す流体剪断部の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the fluid shearing part which shows 1st Embodiment of this invention. 図2のIII−III線に沿う横断面図である。FIG. 3 is a transverse sectional view taken along line III-III in FIG. 2. 本発明の第2実施形態を示す流体剪断部の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the fluid shearing part which shows 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態を示す流体剪断部の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the fluid shearing part which shows 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態を示す流体剪断部の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the fluid shearing part which shows 4th Embodiment of this invention.

[第1実施形態]
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明に係る微小気泡混合流体生成装置の機器構成図である。この微小気泡混合流体生成装置1は、流体(本実施形態では水を例示する)に、空気、酸素、二酸化炭素、窒素等の気体(本実施形態では空気を例示する)の微小気泡を混合させて微小気泡混合流体を生成するものである。流体が水である場合はスーパーファインバブル水(ナノバブル水)が生成される。
[First Embodiment]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an apparatus configuration diagram of a microbubble mixed fluid generating apparatus according to the present invention. This micro-bubble mixed fluid generating apparatus 1 mixes micro-bubbles of gas (exemplifies air in this embodiment) such as air, oxygen, carbon dioxide, and nitrogen into a fluid (exemplifies water in this embodiment). Thus, a microbubble mixed fluid is generated. When the fluid is water, super fine bubble water (nano bubble water) is generated.

微小気泡混合流体生成装置1は箱状のユニットケース2を備えており、このユニットケース2の内部は、隔壁3を境にモータ室4とポンプ室5とに区画されている。モータ室4には、インバータモータ6(回転駆動部材)が、その主軸7を鉛直上方に向けて縦置きに設置され、ポンプ室5には後述するポンプ45およびエジェクタ49等の機器類が収容されている。また、モータ室4の上部には円柱状の流体剪断部8が設置されている。流体剪断部8は下記のように構成されている。   The microbubble mixed fluid generating apparatus 1 includes a box-shaped unit case 2, and the inside of the unit case 2 is partitioned into a motor chamber 4 and a pump chamber 5 with a partition wall 3 as a boundary. In the motor chamber 4, an inverter motor 6 (rotation drive member) is installed vertically with its main shaft 7 facing vertically upward, and the pump chamber 5 accommodates devices such as a pump 45 and an ejector 49 described later. ing. In addition, a cylindrical fluid shearing portion 8 is installed in the upper portion of the motor chamber 4. The fluid shearing portion 8 is configured as follows.

まず、図2に示すように、モータ室4の天板をなす厚手の鋼鈑等から形成された仕切り板11が複数のボルト12でユニットケース2の上面に締結され、この仕切り板11を貫通する形で鉛直方向に沿う円筒状のベアリングホルダ13が固定されている。また、仕切り板11の上面に、ベアリングホルダ13よりも径の大きな円筒容器状で上部が閉塞されたアウターケーシング15(固定側流体剪断部材)が複数のボルト16で着脱可能に固定されている(図1も参照)。仕切り板11とアウターケーシング15との間はO−リング17で液密的にシールされている。   First, as shown in FIG. 2, a partition plate 11 formed of a thick steel plate or the like that forms the top plate of the motor chamber 4 is fastened to the upper surface of the unit case 2 with a plurality of bolts 12, and passes through the partition plate 11. A cylindrical bearing holder 13 is fixed along the vertical direction. Further, an outer casing 15 (fixed-side fluid shearing member) having a cylindrical container shape larger in diameter than the bearing holder 13 and closed at the top is detachably fixed to the upper surface of the partition plate 11 with a plurality of bolts 16 ( (See also FIG. 1). A partition between the partition plate 11 and the outer casing 15 is liquid-tightly sealed with an O-ring 17.

さらに、図3にも示すように、ベアリングホルダ13の外周面に円筒状のインナーケーシング19(固定側流体剪断部材)が着脱可能に固定されている。インバータモータ6の主軸7とベアリングホルダ13とアウターケーシング15とインナーケーシング19と後述するインナーロータ27は、共通の鉛直な中心軸線Cに沿って一直線上に配列されている。図2、図3に示すように、アウターケーシング15の内周面は固定側流体剪断面15aとなっており、インナーケーシング19の外周面は固定側流体剪断面19aとなっている。これらの固定側流体剪断面15a,19aは共通の中心軸線C回りに形成されて異なる径を持ち、且つ径方向および軸方向に重複している。固定側流体剪断面15a,19aは後述するように凹凸状である。   Further, as shown in FIG. 3, a cylindrical inner casing 19 (fixed-side fluid shearing member) is detachably fixed to the outer peripheral surface of the bearing holder 13. The main shaft 7, the bearing holder 13, the outer casing 15, the inner casing 19, and the inner rotor 27 described later are arranged in a straight line along a common vertical central axis C. As shown in FIGS. 2 and 3, the inner peripheral surface of the outer casing 15 is a fixed-side fluid shear surface 15a, and the outer peripheral surface of the inner casing 19 is a fixed-side fluid shear surface 19a. These fixed-side fluid shear surfaces 15a and 19a are formed around a common central axis C, have different diameters, and overlap in the radial direction and the axial direction. The fixed-side fluid shear surfaces 15a and 19a are uneven as will be described later.

図2に示すように、ベアリングホルダ13の上下両端に圧入された上下一対のベアリング21,22(軸受)によって鉛直な駆動軸23が中心軸線C回りに回転自在に軸支され、この駆動軸23の下端部が継手24を介してインバータモータ6の主軸7に連結されている。駆動軸23の上部には、インナーケーシング19に被さる円柱形状のインナーロータ27(回転側流体剪断部材)が、例えば複数のボルト28によって回転一体に、且つ駆動軸23に対して着脱可能に固定されている。つまり、インナーロータ27は、ベアリング21,22および駆動軸23によって下方から片持ち状に軸支されており、アウターケーシング15が取り外されていれば、ボルト28を抜くことによって軸方向自由端側(ここでは上側)に向かって取り外すことができる。   As shown in FIG. 2, a vertical drive shaft 23 is rotatably supported around a central axis C by a pair of upper and lower bearings 21 and 22 (bearings) press-fitted into both upper and lower ends of the bearing holder 13. Is connected to the main shaft 7 of the inverter motor 6 through a joint 24. A columnar inner rotor 27 (rotation-side fluid shearing member) covering the inner casing 19 is fixed to the upper portion of the drive shaft 23 by, for example, a plurality of bolts 28 so as to be detachable from the drive shaft 23. ing. That is, the inner rotor 27 is pivotally supported from below by the bearings 21 and 22 and the drive shaft 23, and if the outer casing 15 is removed, the bolt 28 is removed to remove the axially free end side ( Here, it can be removed toward the upper side).

インナーロータ27は、インバータモータ6により回転駆動されてアウターケーシング15の内部で回転する。ここで、このインナーロータ27を軸支しているベアリング21,22のうち、上側のベアリング22は、インナーロータ27の軸方向中間部に配置されている。即ち、インナーロータ27の下端部27cと上端部27dとの間の高さにベアリング22が配置されている。なお、ベアリングホルダ13の上部には駆動軸23の抜け止めおよび防水を行うメカニカルシール30が設けられている。   The inner rotor 27 is driven to rotate by the inverter motor 6 and rotates inside the outer casing 15. Here, of the bearings 21 and 22 that pivotally support the inner rotor 27, the upper bearing 22 is disposed at an intermediate portion in the axial direction of the inner rotor 27. That is, the bearing 22 is disposed at a height between the lower end portion 27 c and the upper end portion 27 d of the inner rotor 27. A mechanical seal 30 is provided on the bearing holder 13 to prevent the drive shaft 23 from coming off and waterproof.

図2、図3に示すように、インナーロータ27の外周面は、アウターケーシング15の固定側流体剪断面15aに対して例えば2〜3ミリの間隔を空けて対向する可動側流体剪断面27aとなっている。また、インナーロータ27の内周面は、インナーケーシング19の固定側流体剪断面19aに対して例えば2〜3ミリの間隔を空けて対向する可動側流体剪断面27bとなっている。そして、アウターケーシング15およびインナーケーシング19の固定側流体剪断面15a,19aと、これらに対向しているインナーロータ27の可動側流体剪断面27a,27bとの間に、それぞれ流体剪断空間31,32が形成されている。これらの流体剪断空間31,32は径が異なり、径方向および軸方向に重複するとともに、相互に連通している。即ち、流体剪断空間32は流体剪断空間31よりも径が小さくて流体剪断空間31の内周側に重複しており、インナーロータ27と仕切り板11との間に形成された連通路33を介して連通している。   As shown in FIGS. 2 and 3, the outer peripheral surface of the inner rotor 27 is opposed to the movable fluid shear surface 27 a facing the fixed fluid shear surface 15 a of the outer casing 15 with an interval of, for example, 2 to 3 mm. It has become. Further, the inner peripheral surface of the inner rotor 27 is a movable fluid shear surface 27b that is opposed to the fixed fluid shear surface 19a of the inner casing 19 with an interval of, for example, 2 to 3 mm. The fluid shear spaces 31 and 32 are disposed between the stationary fluid shear surfaces 15a and 19a of the outer casing 15 and the inner casing 19 and the movable fluid shear surfaces 27a and 27b of the inner rotor 27 facing the outer casing 15 and the inner casing 19, respectively. Is formed. These fluid shear spaces 31 and 32 have different diameters, overlap in the radial direction and the axial direction, and communicate with each other. That is, the fluid shear space 32 has a diameter smaller than that of the fluid shear space 31 and overlaps with the inner peripheral side of the fluid shear space 31, and the communication space 33 is formed between the inner rotor 27 and the partition plate 11. Communicate.

これらの流体剪断空間31,32の各々において、固定側流体剪断面15a,19aおよび可動側流体剪断面27a,27bの少なくとも一方には、凹凸状の流体剪断形状が形成されている。例えば、流体剪断空間31においては、固定側流体剪断面15aと可動側流体剪断面27aの両方に、中心軸線Cに直交する断面が歯車状となるように凹凸状の流体剪断形状が付与されている(図3中には簡略化して記載してある)。
また、流体剪断空間32においては、固定側流体剪断面19aと可動側流体剪断面27bの両方に、同様な凹凸状(歯車状)の流体剪断形状が付与されている。(図3中には簡略化して記載してある)
なお、固定側流体剪断面19aは、円筒状のインナーケーシング19の全周に亘って軸方向に延びるスリット穴を多数穿設し、このインナーケーシング19をベアリングホルダ13とメカニカルシール30の外周面に密に嵌合させることによって、上記スリット穴の位置における横断面形状を凹凸形状に形成したものである。
In each of these fluid shear spaces 31 and 32, at least one of the fixed-side fluid shear surfaces 15a and 19a and the movable-side fluid shear surfaces 27a and 27b has an uneven fluid shear shape. For example, in the fluid shear space 31, both the fixed fluid shear surface 15a and the movable fluid shear surface 27a are provided with an uneven fluid shear shape so that the cross section perpendicular to the central axis C is a gear shape. (It is described in a simplified manner in FIG. 3).
Further, in the fluid shear space 32, the same uneven (gear-like) fluid shear shape is given to both the fixed-side fluid shear surface 19a and the movable-side fluid shear surface 27b. (In FIG. 3, the description is simplified)
The fixed-side fluid shearing surface 19 a has a large number of slit holes extending in the axial direction over the entire circumference of the cylindrical inner casing 19. By closely fitting, the cross-sectional shape at the position of the slit hole is formed into an uneven shape.

図1、図2に示すように、アウターケーシング15の上面中央部に流体入口部36が設けられ、アウターケーシング15の上部外周面に流体出口部37が設けられている。流体入口部36は、インナーロータ27の回転中心部から、後述のポンプ45およびエジェクタ49によって空気や酸素等の気体が混合された水を、径方向内側にある上流側の流体剪断空間32に流入させるように設けられている。また、流体出口部37は、径方向外側にある下流側の流体剪断空間31から水を流出させるように設けられている。   As shown in FIGS. 1 and 2, a fluid inlet portion 36 is provided at the center of the upper surface of the outer casing 15, and a fluid outlet portion 37 is provided at the upper outer peripheral surface of the outer casing 15. The fluid inlet 36 flows water, which is mixed with gas such as air and oxygen by a pump 45 and an ejector 49, which will be described later, into the fluid shear space 32 on the upstream side in the radial direction from the center of rotation of the inner rotor 27. It is provided to let you. Further, the fluid outlet portion 37 is provided so as to allow water to flow out from the downstream fluid shear space 31 on the radially outer side.

具体的には、流体入口部36は、例えば中心軸線Cに沿うようにアウターケーシング15の上面中央部に固定された管状であり、駆動軸23の上端部から軸心に沿って形成された軸心流入通路40に連通している。この流体入口部36に対して駆動軸23(軸心流入通路40)は相対回転するため、流体入口部36と軸心流入通路40との間には両部材36,40間の相対回転を可能にしつつ、水が流体入口部36から下流側の流体剪断空間31に流入することを阻止する図示しないシール部材が介装されている。   Specifically, the fluid inlet 36 is a tube fixed to the center of the upper surface of the outer casing 15 along the central axis C, for example, and is a shaft formed along the axis from the upper end of the drive shaft 23. It communicates with the heart inflow passage 40. Since the drive shaft 23 (axial inflow passage 40) rotates relative to the fluid inlet portion 36, the relative rotation between both members 36, 40 is possible between the fluid inlet portion 36 and the axial inflow passage 40. On the other hand, a seal member (not shown) that prevents water from flowing into the fluid shear space 31 on the downstream side from the fluid inlet 36 is interposed.

図2に示すように、駆動軸23には、軸心流入通路40の下端部から水平に伸びる複数の水平通路41が形成され、これらの水平通路41が、それぞれインナーロータ27の内部に形成された複数の鉛直通路42に連通し、各鉛直通路42は流体剪断空間32に連通している。このため、流体入口部36から流入した水が軸心流入通路40と水平通路41と鉛直通路42とを経て流体剪断空間32に供給されるようになっている。   As shown in FIG. 2, the drive shaft 23 is formed with a plurality of horizontal passages 41 extending horizontally from the lower end portion of the axial inflow passage 40, and these horizontal passages 41 are respectively formed inside the inner rotor 27. The vertical passages 42 communicate with the fluid shear space 32. For this reason, the water flowing in from the fluid inlet 36 is supplied to the fluid shear space 32 via the axial inflow passage 40, the horizontal passage 41 and the vertical passage 42.

一方、流体出口部37は、平面視でアウターケーシング15の外周輪郭に対して接線方向に水平に延出するパイプ状であり、図2に示すように、流体剪断空間31の最上部に連通している。そして、インナーロータ27の回転とともに、下流側の流体剪断空間31内の水が流体出口部37から流出するようになっている。
流体剪断部8は以上のように構成されている。
On the other hand, the fluid outlet portion 37 has a pipe shape extending horizontally in a tangential direction with respect to the outer peripheral contour of the outer casing 15 in a plan view, and communicates with the uppermost portion of the fluid shear space 31 as shown in FIG. ing. As the inner rotor 27 rotates, water in the downstream fluid shear space 31 flows out from the fluid outlet portion 37.
The fluid shearing portion 8 is configured as described above.

図1に示すように、ユニットケース2のポンプ室5にはポンプ45(流体供給部)が設置されており、このポンプ45の吸入口45aには外部から水を供給する水供給管46が接続されている。水供給管46には逆止弁47が設けられている。
一方、ポンプ45の吐出口45bには気体混合管48が接続され、この気体混合管48の中間部にエジェクタ49(気体混合部)が接続されている。なお、吐出口45bにおける水の吐出圧力を計測する圧力計50が設けられている。
As shown in FIG. 1, a pump 45 (fluid supply unit) is installed in the pump chamber 5 of the unit case 2, and a water supply pipe 46 for supplying water from the outside is connected to the suction port 45 a of the pump 45. Has been. The water supply pipe 46 is provided with a check valve 47.
On the other hand, a gas mixing pipe 48 is connected to the discharge port 45 b of the pump 45, and an ejector 49 (gas mixing part) is connected to an intermediate part of the gas mixing pipe 48. A pressure gauge 50 for measuring the discharge pressure of water at the discharge port 45b is provided.

さらに、エジェクタ49の下流側に、逆止弁51を介して気液混合管52が接続され、エジェクタ49と吐出口45bとの間から分岐するリリーフ管53が流量調整式(手動)のリリーフバルブ54を介して水供給管46に合流している。   Further, a gas-liquid mixing pipe 52 is connected to the downstream side of the ejector 49 via a check valve 51, and a relief pipe 53 branched from between the ejector 49 and the discharge port 45b is a flow-regulated (manual) relief valve. The water supply pipe 46 is joined via 54.

また、エジェクタ49には耐圧チューブを用いた気体供給管55aが逆止弁(非図示)を介して接続されている。この気体供給管55aの他端は、ユニットケース2の外面に設けられた気体流量計56の一端に接続され、気体流量計56の他端に接続された気体供給管55bが、同じくユニットケース2の外面に設けられた気体供給口57に接続されている。気体流量計56には流量調整ツマミ56aが設けられている。気体供給口57には、空気を供給する図示しないコンプレッサやエアタンクが接続される。なお、空気以外の気体を用いる場合は、その気体が圧縮充填されたボンベや気体発生装置等が接続される。   A gas supply pipe 55a using a pressure-resistant tube is connected to the ejector 49 via a check valve (not shown). The other end of the gas supply pipe 55 a is connected to one end of a gas flow meter 56 provided on the outer surface of the unit case 2, and the gas supply pipe 55 b connected to the other end of the gas flow meter 56 is also connected to the unit case 2. Is connected to a gas supply port 57 provided on the outer surface. The gas flow meter 56 is provided with a flow rate adjusting knob 56a. The gas supply port 57 is connected to a compressor and an air tank (not shown) that supply air. In addition, when using gas other than air, the cylinder, the gas generator, etc. with which the gas was compression-filled are connected.

気液混合管52はポンプ45からユニットケース2から突出し、その先端が流体剪断部8(アウターケーシング15)の流体入口部36に接続されている。
また、流体剪断部8の流体出口部37には排出管58が接続されている。この排出管58の中間部には、エア抜きバルブ59と、目視で流量を確認できる流量計60とが接続されている。エア抜きバルブ59は流体出口部37と同等以上の高さに設置されている。
The gas-liquid mixing tube 52 projects from the unit case 2 from the pump 45, and the tip thereof is connected to the fluid inlet 36 of the fluid shearing section 8 (outer casing 15).
A discharge pipe 58 is connected to the fluid outlet 37 of the fluid shearing section 8. An air vent valve 59 and a flow meter 60 capable of visually confirming the flow rate are connected to an intermediate portion of the discharge pipe 58. The air vent valve 59 is installed at a height equal to or higher than that of the fluid outlet portion 37.

以上のように構成された微小気泡混合流体生成装置1は次のように作動する。
即ち、図1に示す水供給管46からポンプ45の吸入口45aに水を供給しながら、ポンプ45を作動させる。これにより、ポンプ45の吐出口45bから吐出された水が気体混合管48を流れる。この時には、圧力計50を見ながら、所定のポンプ圧になるようにリリーフバルブ54の開度を調整する。
The microbubble mixed fluid generating apparatus 1 configured as described above operates as follows.
That is, the pump 45 is operated while supplying water from the water supply pipe 46 shown in FIG. 1 to the suction port 45a of the pump 45. Thereby, the water discharged from the discharge port 45 b of the pump 45 flows through the gas mixing pipe 48. At this time, while viewing the pressure gauge 50, the opening degree of the relief valve 54 is adjusted so that a predetermined pump pressure is obtained.

また、気体流量計56を見ながら、所定の空気流量となるように流量調整ツマミ56aの開度を調整する。これにより、気体供給口57から供給された空気が、気体供給管55bと気体流量計56と気体供給管55aと逆止弁(非図示)とを経てエジェクタ49に供給され、エジェクタ49から気体混合管48を流れる水に混合されて気液混合水が生成される。この気液混合水は、逆止弁51を経て気液混合管52に送給され、流体剪断部8の流体入口部36に供給される。   Further, while looking at the gas flow meter 56, the opening degree of the flow rate adjusting knob 56a is adjusted so that a predetermined air flow rate is obtained. Thereby, the air supplied from the gas supply port 57 is supplied to the ejector 49 through the gas supply pipe 55b, the gas flow meter 56, the gas supply pipe 55a, and the check valve (not shown), and the gas is mixed from the ejector 49. Mixed with the water flowing through the pipe 48, gas-liquid mixed water is generated. The gas-liquid mixed water is supplied to the gas-liquid mixing pipe 52 through the check valve 51 and supplied to the fluid inlet 36 of the fluid shearing unit 8.

流体剪断部8の流体入口部36に供給された気液混合水は、図2中に矢印で示すように、駆動軸23の軸心流入通路40および水平通路41と、インナーロータ27の鉛直通路42とを経て流体剪断空間32に流入する。流体剪断空間32では、気液混合水が上方から下方に流れながら、固定されているインナーケーシング19の凹凸状の固定側流体剪断面19aと、回転しているインナーロータ27の凹凸状の可動側流体剪断面27bとの間で撹拌・剪断され、気液混合水に含まれている気体が細かい気泡に細分化される。   The gas-liquid mixed water supplied to the fluid inlet portion 36 of the fluid shearing portion 8 is, as indicated by arrows in FIG. 2, the axial inflow passage 40 and the horizontal passage 41 of the drive shaft 23, and the vertical passage of the inner rotor 27. 42 and the fluid shear space 32. In the fluid shearing space 32, the gas-liquid mixed water flows downward from above, while the concave and convex fixed side fluid shearing surface 19 a of the inner casing 19 that is fixed and the concave and convex movable side of the rotating inner rotor 27. The gas is stirred and sheared with the fluid shearing surface 27b, and the gas contained in the gas-liquid mixed water is subdivided into fine bubbles.

次に、この細かい気泡を含む気液混合水は、流体剪断空間32から連通路33を経て流体剪断空間31に流れ、流体剪断空間31の内部を下方から上方に流れながら、固定されているアウターケーシング15の凹凸状の固定側流体剪断面15aと、回転しているインナーロータ27の凹凸状の可動側流体剪断面27aとの間で、より激しく撹拌・剪断され、気液混合水に含まれている気体がさらに細かい気泡に細分化される。こうして、気液混合水は微小気泡混合水(微小気泡混合流体)となり、流体出口部37と排出管58とを経て排出され、需要部に供給される。なお、排出管58に接続された流量計60によって微小気泡混合水の排出量を確認することができる。   Next, the gas-liquid mixed water containing fine bubbles flows from the fluid shear space 32 to the fluid shear space 31 via the communication path 33, and flows through the fluid shear space 31 from the lower side to the upper side while being fixed. Stirring and shearing more intensely between the uneven fixed side fluid shear surface 15a of the casing 15 and the uneven movable side fluid shear surface 27a of the rotating inner rotor 27 is included in the gas-liquid mixed water. Gas is subdivided into finer bubbles. Thus, the gas-liquid mixed water becomes microbubble mixed water (microbubble mixed fluid), is discharged through the fluid outlet 37 and the discharge pipe 58, and is supplied to the demand section. The discharge amount of the microbubble mixed water can be confirmed by the flow meter 60 connected to the discharge pipe 58.

このように構成された微小気泡混合流体生成装置1は、その流体剪断部8において、アウターケーシング15およびインナーケーシング19が有する2つの凹凸状の固定側流体剪断面15a,19aと、インナーロータ27が有する2つの凹凸状の可動側流体剪断面27a,27bとの間に、2つの流体剪断空間31,32が径方向および軸方向に重複して形成されている。このため、アウターケーシング15やインナーロータ27の軸方向の長さおよび径を大きくすることなく、流体剪断空間31,32が有する流体剪断形状(固定側流体剪断面15a,19a、及び可動側流体剪断面27a,27b)の面積を大きく確保し、この広い流体剪断形状によって微小気泡混合水を効率良く生成することができる。   The microbubble mixed fluid generating apparatus 1 configured as described above includes, in the fluid shearing portion 8, two uneven fixed-side fluid shearing surfaces 15a and 19a of the outer casing 15 and the inner casing 19, and an inner rotor 27. Two fluid shear spaces 31 and 32 are formed overlapping in the radial direction and the axial direction between the two concave and convex movable fluid shear surfaces 27a and 27b. For this reason, without increasing the axial length and diameter of the outer casing 15 and the inner rotor 27, the fluid shearing shapes (the fixed-side fluid shearing surfaces 15a and 19a and the movable-side fluid shearing) of the fluid shearing spaces 31 and 32 are provided. A large area of the surfaces 27a and 27b) is ensured, and the microbubble mixed water can be efficiently generated by this wide fluid shearing shape.

しかも、インナーロータ27の内部にも可動側流体剪断面27bが形成されているため、インナーロータ27が中空状となっている。このため、可動側流体剪断面27a,27bの合計面積を増大させながらインナーロータ27の重量を軽減させることができる。
これにより、インナーロータ27の回転慣性モーメントを大幅に軽減させ、これを回転駆動するインバータモータ6を小型化することができ、製造コストおよび消費電力を低減させることができる。
Moreover, since the movable fluid shearing surface 27b is also formed inside the inner rotor 27, the inner rotor 27 is hollow. For this reason, it is possible to reduce the weight of the inner rotor 27 while increasing the total area of the movable fluid shear surfaces 27a and 27b.
Thereby, the rotational moment of inertia of the inner rotor 27 can be greatly reduced, and the inverter motor 6 for rotationally driving the inner rotor 27 can be reduced in size, and the manufacturing cost and power consumption can be reduced.

また、流体剪断部8に気液混合水を供給する流体入口部36がインナーロータ27の回転中心部から径方向内側にある流体剪断空間32に気液混合水を供給するように設けられている。一方、流体出口部37が径方向外側にある流体剪断空間31から気液混合水(微小気泡混合水)を流出させるように設けられている。このために、流体入口部36から流体剪断部8に流入した気液混合水が、流体剪断空間32から流体剪断空間31に流れやすくなる。   A fluid inlet 36 for supplying gas / liquid mixed water to the fluid shearing section 8 is provided so as to supply gas / liquid mixed water from the center of rotation of the inner rotor 27 to the fluid shearing space 32 radially inward. . On the other hand, the fluid outlet portion 37 is provided so as to allow gas-liquid mixed water (microbubble mixed water) to flow out from the fluid shearing space 31 on the radially outer side. For this reason, the gas-liquid mixed water that has flowed into the fluid shearing portion 8 from the fluid inlet portion 36 easily flows from the fluid shearing space 32 to the fluid shearing space 31.

即ち、径方向内側にある流体剪断空間32が上流側となり、径方向外側にある流体剪断空間31が下流側となるため、インナーロータ27の回転時には、径方向内側(上流側)の流体剪断空間32よりも径方向外側(下流側)の流体剪断空間31に大きな遠心力が加わる。
このため、インナーロータ27の回転中心部に設けられた流体入口部36から径方向内側の流体剪断空間32に流入した流体は、遠心ポンプの作用と同様に、遠心力によって流体出口部37から排出される径方向外側の流体剪断空間31の流体を補うべく、径方向内側の流体剪断空間32から径方向外側の流体剪断空間31に向かって流れる。
これにより、常に流体が流体入口部36から流入して流体出口部37から排出されるようになる。したがって、流体剪断部8の内部に、気液混合水の流通を促進させるためのファン等の付加物を設ける必要がなく、微小気泡混合流体生成装置1の構成を簡素にすることができる。
That is, since the fluid shear space 32 on the radially inner side becomes the upstream side and the fluid shear space 31 on the radially outer side becomes the downstream side, when the inner rotor 27 rotates, the fluid shear space on the radially inner side (upstream side). A large centrifugal force is applied to the fluid shear space 31 on the radially outer side (downstream side) than 32.
For this reason, the fluid that has flowed into the fluid shear space 32 on the radially inner side from the fluid inlet portion 36 provided at the rotation center portion of the inner rotor 27 is discharged from the fluid outlet portion 37 by centrifugal force, similarly to the action of the centrifugal pump. In order to supplement the fluid in the radially outer fluid shear space 31, the fluid flows from the radially inner fluid shear space 32 toward the radially outer fluid shear space 31.
Accordingly, the fluid always flows in from the fluid inlet portion 36 and is discharged from the fluid outlet portion 37. Therefore, it is not necessary to provide an additive such as a fan for promoting the flow of the gas-liquid mixed water inside the fluid shearing section 8, and the configuration of the microbubble mixed fluid generating apparatus 1 can be simplified.

また、この微小気泡混合流体生成装置1は、インナーロータ27が片持ち状に軸支されており、このインナーロータ27は、その軸方向自由端側に向かって着脱可能となっている。このため、インナーロータ27を容易に着脱させることができ、これによって微小気泡混合流体生成装置1の保守性を良くすることができる。   Further, in the microbubble mixed fluid generating apparatus 1, the inner rotor 27 is pivotally supported in a cantilevered manner, and the inner rotor 27 is detachable toward the free end side in the axial direction. For this reason, the inner rotor 27 can be easily attached and detached, and thereby the maintainability of the microbubble mixed fluid generating apparatus 1 can be improved.

さらに、この微小気泡混合流体生成装置1は、固定側流体剪断部材であるアウターケーシング15およびインナーケーシング19と、回転側流体剪断部材であるインナーロータ27と、インバータモータ6とが、その中心軸線Cが縦向きになるように設置され、インバータモータ6の上にアウターケーシング15とインナーケーシング19とインナーロータ27とが着脱可能に設置されている。   Further, the microbubble mixed fluid generating apparatus 1 includes an outer casing 15 and an inner casing 19 that are fixed-side fluid shear members, an inner rotor 27 that is a rotation-side fluid shear member, and an inverter motor 6 having a central axis C Are installed so that the outer casing 15, the inner casing 19, and the inner rotor 27 are detachably mounted on the inverter motor 6.

このように、流体剪断部8(アウターケーシング15、インナーロータ27等)が縦向きに起立した姿勢で微小気泡混合流体生成装置1に配置されていることと、インナーロータ27の駆動軸23が下方から片持ち支持されていることとにより、アウターケーシング15およびインナーロータ27を上方に向かって取り外すようになり、その着脱が非常に容易である。したがって、微小気泡混合流体生成装置1の保守性をさらに良くすることができる。   As described above, the fluid shearing portion 8 (the outer casing 15, the inner rotor 27, etc.) is arranged in the microbubble mixed fluid generating device 1 in a vertically standing posture, and the drive shaft 23 of the inner rotor 27 is positioned downward. Since the outer casing 15 and the inner rotor 27 are removed upward, the outer casing 15 and the inner rotor 27 can be detached and attached very easily. Therefore, the maintainability of the microbubble mixed fluid generating apparatus 1 can be further improved.

また、この微小気泡混合流体生成装置1は、図2に示すように、インナーロータ27を軸支する2つのベアリング21,22のうちの1つ(例えば上側のベアリング22)が、インナーロータ27の軸方向中間部に配置されている。このため、片持ち状に軸支されたインナーロータ27の駆動軸23の、ベアリング22からのオーバーハング量を短くすることができ、これによってインナーロータ27の径方向への振れに対する剛性を高めて精度良く回転させ、微小気泡混合水を効率良く生成することに貢献することができる。   In addition, as shown in FIG. 2, the microbubble mixed fluid generating apparatus 1 includes one of two bearings 21 and 22 that pivotally support the inner rotor 27 (for example, the upper bearing 22). It is arrange | positioned in the axial direction intermediate part. For this reason, the amount of overhang from the bearing 22 of the drive shaft 23 of the inner rotor 27 supported in a cantilevered manner can be shortened, thereby increasing the rigidity against the deflection of the inner rotor 27 in the radial direction. It can be rotated with high accuracy and can contribute to the efficient generation of microbubble mixed water.

[第2実施形態]
図4は、本発明の第2実施形態を示す流体剪断部の縦断面図である。
この流体剪断部61は、第1実施形態の流体剪断部8と同じく、固定されたアウターケーシング62(固定側流体剪断部材)と、駆動軸63に回転駆動されるインナーロータ64(回転側流体剪断部材)とが組み合わされている。
[Second Embodiment]
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a fluid shearing portion showing a second embodiment of the present invention.
Similar to the fluid shearing unit 8 of the first embodiment, the fluid shearing unit 61 includes a fixed outer casing 62 (fixed-side fluid shearing member) and an inner rotor 64 (rotation-side fluid shearing) that is rotationally driven by the drive shaft 63. Member).

アウターケーシング62とインナーロータ64は、互いに近接して噛み合う多重の固定側流体剪断部材62aと可動側流体剪断面64aとを備えており、これらの剪断部材62a,64aの内面には、第1実施形態を同様な、平面視で歯車状の流体剪断形状(非図示)が設けられている。また、流体剪断部61の中央部に流体入口部65が設けられ、外周部に流体出口部66が設けられている。   The outer casing 62 and the inner rotor 64 are provided with a plurality of fixed-side fluid shearing members 62a and movable-side fluid shearing surfaces 64a that mesh with each other in close proximity, and the inner surfaces of these shearing members 62a and 64a are arranged in the first embodiment. A gear-like fluid shearing shape (not shown) having a similar shape in plan view is provided. In addition, a fluid inlet 65 is provided at the center of the fluid shearing portion 61 and a fluid outlet 66 is provided at the outer periphery.

流体入口部65から気液混合水を供給しながらインナーロータ64を回転させると、固定されている固定側流体剪断部材62aと、回転している可動側流体剪断面64aとの間で気液混合流体が撹拌・剪断され、気液混合水に含まれている気体が細かい気泡に細分化されて、気液混合水が微小気泡混合水(微小気泡混合流体)となり、流体出口部66から排出される。   When the inner rotor 64 is rotated while supplying gas-liquid mixed water from the fluid inlet 65, gas-liquid mixing is performed between the fixed stationary fluid shearing member 62a and the rotating movable fluid shearing surface 64a. The fluid is agitated and sheared, the gas contained in the gas-liquid mixed water is subdivided into fine bubbles, and the gas-liquid mixed water becomes microbubble mixed water (microbubble mixed fluid), which is discharged from the fluid outlet 66. The

この流体剪断部61によれば、多重に設けられた固定側流体剪断部材62aと可動側流体剪断面64aの表面積を大きくすることができるため、第1実施形態の流体剪断部8よりも効率良く微小気泡混合水を生成することができる。   According to the fluid shearing portion 61, the surface areas of the fixed-side fluid shearing members 62a and the movable-side fluid shearing surface 64a that are provided in multiple can be increased, and therefore more efficiently than the fluid shearing portion 8 of the first embodiment. Microbubble mixed water can be generated.

[第3実施形態]
図5は、本発明の第3実施形態を示す流体剪断部の縦断面図である。
この流体剪断部71は、上述の第2実施形態(図4参照)における流体剪断部61を上下に2基重ね、各々のインナーロータ64を共通の駆動軸72で回転駆動させている。気液混合水は、上側の流体剪断部61の中央部に設けられた流体入口部73から流入し、下側の流体剪断部61の外周部に設けられた流体出口部74から排出される。この流体剪断部71によれば、第2実施形態の構成よりもさらに効率良く微小気泡混合水を生成することができる。特に、上側の流体剪断部61にて生成された微小気泡混合水を下側の流体剪断部61に通水して再度撹拌・剪断しているため、微小気泡混合水の気泡濃度を高濃度化することができる。
[Third Embodiment]
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a fluid shearing part showing a third embodiment of the present invention.
In this fluid shearing portion 71, two fluid shearing portions 61 in the second embodiment (see FIG. 4) are vertically stacked, and the respective inner rotors 64 are rotationally driven by a common drive shaft 72. The gas-liquid mixed water flows in from the fluid inlet 73 provided at the center of the upper fluid shearing portion 61 and is discharged from the fluid outlet 74 provided at the outer peripheral portion of the lower fluid shearing portion 61. According to the fluid shearing unit 71, the microbubble mixed water can be generated more efficiently than the configuration of the second embodiment. In particular, since the microbubble mixed water generated in the upper fluid shearing section 61 is passed through the lower fluid shearing section 61 and stirred and sheared again, the bubble concentration of the microbubble mixing water is increased. can do.

[第4実施形態]
図6は、本発明の第4実施形態を示す流体剪断部の縦断面図である。
この流体剪断部81は、上述の第3実施形態(図5参照)における流体剪断部71とほぼ同様な構成である。しかし、第3実施形態では上下の流体剪断部61が連通していたのに対し、この第4実施形態では上下の流体剪断部61が独立しており、それぞれの流体剪断部61に流体入口部73から気液混合水が個別に供給され、各流体剪断部61にて生成された微小気泡混合水が、各々の流体剪断部61に設けられた流体出口部74から個別に排出されるようになっている。
[Fourth Embodiment]
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a fluid shearing part showing a fourth embodiment of the present invention.
The fluid shearing portion 81 has substantially the same configuration as the fluid shearing portion 71 in the above-described third embodiment (see FIG. 5). However, in the third embodiment, the upper and lower fluid shearing portions 61 communicate with each other, whereas in the fourth embodiment, the upper and lower fluid shearing portions 61 are independent, and each fluid shearing portion 61 has a fluid inlet portion. The gas-liquid mixed water is individually supplied from 73 and the micro-bubble mixed water generated in each fluid shearing portion 61 is individually discharged from the fluid outlet portion 74 provided in each fluid shearing portion 61. It has become.

本構成によれば、第3実施形態における流体剪断部71に比べて、生成される微小気泡混合水の気泡濃度は低くなるものの、微小気泡混合水の生成量を多くすることができる。   According to this configuration, although the bubble concentration of the generated fine bubble mixed water is lower than that of the fluid shearing unit 71 in the third embodiment, the amount of generated fine bubble mixed water can be increased.

以上のように、本実施形態に係る微小気泡混合流体生成装置によれば、簡素で小型、且つ保守性の良い構造により、微小気泡混合水を効率良く生成することができる。   As described above, according to the micro-bubble mixed fluid generating apparatus according to the present embodiment, the micro-bubble mixed water can be efficiently generated with a simple, small, and maintainable structure.

なお、本発明は上記実施形態の構成のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更や改良を加えることができ、このように変更や改良を加えた実施形態も本発明の権利範囲に含まれるものとする。   It should be noted that the present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment, and can be appropriately modified or improved within a scope not departing from the gist of the present invention. Are also included in the scope of rights of the present invention.

例えば、上記各実施形態では、流体として水を用い、気体として空気を用いた例について説明したが、他の種類の流体及び気体を用いても良い。   For example, in each of the above embodiments, an example in which water is used as a fluid and air is used as a gas has been described. However, other types of fluids and gases may be used.

1 微小気泡混合流体生成装置
6 インバータモータ(回転駆動部材)
7 インバータモータの主軸
8 流体剪断部
15 アウターケーシング(固定側流体剪断部材)
15a 固定側流体剪断面
19 インナーケーシング(固定側流体剪断部材)
19a 固定側流体剪断面
21,22 ベアリング(軸受)
23 駆動軸
27 インナーロータ(回転側流体剪断部材)
27a,27b 可動側流体剪断面
31,32 流体剪断空間
36 流体入口部
37 流体出口部
45 ポンプ(流体供給部)
49 エジェクタ(気体供給部)
C 中心軸線
1 Microbubble mixed fluid generator 6 Inverter motor (rotary drive member)
7 Main shaft of inverter motor 8 Fluid shearing part 15 Outer casing (fixed-side fluid shearing member)
15a Fixed side fluid shearing surface 19 Inner casing (fixed side fluid shearing member)
19a Fixed-side fluid shear surface 21, 22 Bearing (bearing)
23 Drive shaft 27 Inner rotor (rotational fluid shear member)
27a, 27b Movable fluid shearing surfaces 31, 32 Fluid shearing space 36 Fluid inlet portion 37 Fluid outlet portion 45 Pump (fluid supply portion)
49 Ejector (Gas supply part)
C Center axis

Claims (5)

共通の中心軸線回りに形成されて異なる径を持ち、且つ径方向および軸方向に重複する複数の固定側流体剪断面を形成する固定側流体剪断部材と、
前記中心軸線回りに回転可能に軸支され、前記複数の固定側流体剪断面の各々に対向する複数の可動側流体剪断面を形成する回転側流体剪断部材と、
前記複数の固定側流体剪断面と前記複数の可動側流体剪断面との間に形成されて径が異なり、径方向および軸方向に重複するとともに順次連通している複数の流体剪断空間と、
前記複数の流体剪断空間の各々において、前記固定側流体剪断面および前記可動側流体剪断面の少なくとも一方に形成された凹凸状の流体剪断形状と、
前記回転側流体剪断部材を回転駆動する回転駆動部材と、
前記流体剪断空間に流体を供給する流体供給部と、
前記流体に気体を混合する気体混合部と、
前記気体混合部によって気体が混合された前記流体を上流側の前記流体剪断空間に流入させる流体入口部と、
下流側の前記流体剪断空間から前記流体を流出させる流体出口部と、を備えることを特徴とする微小気泡混合流体生成装置。
A stationary fluid shearing member formed around a common central axis and having different diameters and forming a plurality of stationary fluid shearing surfaces overlapping in the radial and axial directions;
A rotation-side fluid shearing member that is rotatably supported around the central axis and forms a plurality of movable-side fluid shearing surfaces facing each of the plurality of fixed-side fluid shearing surfaces;
A plurality of fluid shear spaces formed between the plurality of fixed-side fluid shear surfaces and the plurality of movable-side fluid shear surfaces, having different diameters, overlapping in the radial direction and the axial direction and sequentially communicating with each other;
In each of the plurality of fluid shear spaces, an uneven fluid shear shape formed on at least one of the fixed-side fluid shear surface and the movable-side fluid shear surface;
A rotational drive member for rotationally driving the rotational fluid shear member;
A fluid supply for supplying fluid to the fluid shear space;
A gas mixing section for mixing a gas with the fluid;
A fluid inlet for allowing the fluid mixed with the gas to flow into the fluid shear space on the upstream side;
And a fluid outlet portion for allowing the fluid to flow out from the fluid shear space on the downstream side.
前記流体入口部は前記回転側流体剪断部材の回転中心部から前記複数の流体剪断空間のうちの径方向内側にある前記流体剪断空間に前記流体を供給するように設けられ、前記流体出口部は径方向外側にある前記流体剪断空間から前記流体を流出させるように設けられていることを特徴とする請求項1に記載の微小気泡混合流体生成装置。   The fluid inlet portion is provided so as to supply the fluid from the rotation center portion of the rotation-side fluid shear member to the fluid shear space that is radially inward of the plurality of fluid shear spaces, and the fluid outlet portion is The microbubble mixed fluid generating device according to claim 1, wherein the fluid is provided so as to flow out from the fluid shear space located radially outside. 前記回転側流体剪断部材は片持ち状に軸支され、その軸方向自由端側に向かって着脱可能であることを特徴とする請求項1または2に記載の微小気泡混合流体生成装置。   3. The microbubble mixed fluid generating device according to claim 1, wherein the rotation-side fluid shearing member is pivotally supported in a cantilever shape and is detachable toward a free end in the axial direction thereof. 前記固定側流体剪断部材と、前記回転側流体剪断部材と、前記回転駆動部材は、前記中心軸線が縦向きになるように設置され、前記回転駆動部材の上に前記固定側流体剪断部材と前記回転側流体剪断部材とが着脱可能に設置されていることを特徴とする請求項3に記載の微小気泡混合流体生成装置。   The fixed-side fluid shear member, the rotation-side fluid shear member, and the rotation drive member are installed such that the central axis is in a vertical direction, and the fixed-side fluid shear member and the rotation drive member are placed on the rotation drive member. 4. The microbubble mixed fluid generating device according to claim 3, wherein the rotating side fluid shearing member is detachably installed. 前記回転側流体剪断部材を軸支する軸受の少なくとも1つが、該回転側流体剪断部材の軸方向中間部に配置されていることを特徴とする請求項3または4に記載の微小気泡混合流体生成装置。   5. The microbubble mixed fluid generation according to claim 3, wherein at least one of the bearings that pivotally support the rotation-side fluid shearing member is disposed at an intermediate portion in the axial direction of the rotation-side fluid shearing member. apparatus.
JP2014157688A 2014-08-01 2014-08-01 Microbubble mixed fluid generator Active JP6352099B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014157688A JP6352099B2 (en) 2014-08-01 2014-08-01 Microbubble mixed fluid generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014157688A JP6352099B2 (en) 2014-08-01 2014-08-01 Microbubble mixed fluid generator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016034605A true JP2016034605A (en) 2016-03-17
JP6352099B2 JP6352099B2 (en) 2018-07-04

Family

ID=55522851

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014157688A Active JP6352099B2 (en) 2014-08-01 2014-08-01 Microbubble mixed fluid generator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6352099B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019214003A (en) * 2018-06-11 2019-12-19 株式会社ニクニ Mixer and fluid mixing system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002001142A (en) * 2000-06-21 2002-01-08 Kawasaki Heavy Ind Ltd Fine grinding machine
JP2010137203A (en) * 2008-12-15 2010-06-24 Hic:Kk Microbubble production apparatus, and apparatus and method of producing hydrogen water
JP2011240265A (en) * 2010-05-19 2011-12-01 Aisin Seiki Co Ltd Apparatus and system for forming fine foam cluster
WO2012029663A1 (en) * 2010-08-30 2012-03-08 株式会社Mgグローアップ Nitrogen-treated-water generating device, nitrogen-treated-water generating method, nitrogen-treated water, and processing method for maintaining freshness of fresh fishery products processed by means of nitrogen-treated water

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002001142A (en) * 2000-06-21 2002-01-08 Kawasaki Heavy Ind Ltd Fine grinding machine
JP2010137203A (en) * 2008-12-15 2010-06-24 Hic:Kk Microbubble production apparatus, and apparatus and method of producing hydrogen water
JP2011240265A (en) * 2010-05-19 2011-12-01 Aisin Seiki Co Ltd Apparatus and system for forming fine foam cluster
WO2012029663A1 (en) * 2010-08-30 2012-03-08 株式会社Mgグローアップ Nitrogen-treated-water generating device, nitrogen-treated-water generating method, nitrogen-treated water, and processing method for maintaining freshness of fresh fishery products processed by means of nitrogen-treated water

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019214003A (en) * 2018-06-11 2019-12-19 株式会社ニクニ Mixer and fluid mixing system

Also Published As

Publication number Publication date
JP6352099B2 (en) 2018-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102093837B1 (en) Nano-bubble generating and gas-liquid mixing apparatus
JP6746298B2 (en) Micro bubble generation system
KR101252673B1 (en) Waste water purification apparatus using ozone nano bubble and vortex and method thereof
KR101869487B1 (en) Nano bubble generator for bathtub or sink with cleaning and sterilizing function
KR20100045422A (en) Micro bubble equipment using multistage pump
KR20140035193A (en) Gas soluble device
CN101954253A (en) Mixing agitator
JP5749463B2 (en) Mixing and stirring device
JP2019155210A (en) Aerator
JP6027153B2 (en) Gas-liquid mixing device and method for producing fine bubble mixture
JP6352099B2 (en) Microbubble mixed fluid generator
CN209362497U (en) A kind of flow rotation mixer
JP2018020304A (en) Cavitation shearing device and cavitation shear mixing system with use of same
KR101898605B1 (en) Aaeration apparatus with self air suction function
JP5760205B2 (en) Mixing method, mixing apparatus, and mixed fluid
KR20170089098A (en) Two kinds of fluids Mixing Apparatus
JP2010099574A (en) Mixing device and mixing system
CN205841310U (en) A kind of air-water mixing pump
KR20190076819A (en) Nano-micro bubble generator and gas mixed nano-micro bubble generating system using the same
JP2010280342A (en) Fine-bubble generating apparatus in hull
JP2008274394A (en) Pickling apparatus and method
CN108404700A (en) A kind of gas-lifting type rotation circulation efficient circulation mixing arrangement of no inner draft tube
JP2012200715A (en) Mixing agitator
KR102130543B1 (en) Apparatus for generating nano bubble
KR101206667B1 (en) Flotation system in river

Legal Events

Date Code Title Description
A625 Written request for application examination (by other person)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A625

Effective date: 20170601

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180122

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180130

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180402

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180508

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180606

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6352099

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R371 Transfer withdrawn

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350