JP2016117058A - ノズル - Google Patents

Abstract

【課題】所要サイズの気泡を簡単に形成できるノズルを提供する。【解決手段】ノズル本体の内部に取り付けるスリーブの中空部を空気通路とすると共に、該スリーブの外周とノズル本体の内周の間に液体通路を設け、前記スリーブの前端の空気噴射口を前記ノズル本体の噴口に連通する気液旋回室内に配置し、かつ、該スリーブの前記空気噴射口から所要寸法をあけた外周面に前記液体通路に介設する旋回流発生用のワーラーを配置し、該ワーラーを通して前記気液旋回室内に液体を旋回させて流入させると共に、前記スリーブの空気噴射口から空気を旋回液体の中心に空気芯として噴射させて気泡を発生させる構成とし、前記スリーブの気液旋回室内への突出量を変えて空気吸い込み量を変え、所要サイズの気泡を発生させる構成としている。【選択図】図２

Description

本発明はノズルに関し、詳しくは、液体中に気体を噴射して気泡を発生させるノズルにおいて、発生させる気泡の大きさを簡単かつ安価に調節できるようにするものである。

ノズルを水等の液体中に浸漬し或いはノズルに液体供給管から液体を供給し、ノズル内部で液体を旋回させると共に、旋回液体の中心に空気を供給して気泡を発生させ、該気泡をノズルの噴口から噴射するノズルを備えた気泡発生装置が従来より種々提供されている。この種の気泡発生装置により液体中に発生させた気泡により、例えば、濾過装置においては排水中のゴミ等の懸濁物を浮き上がらせたり、濾槽中の中空糸膜や平膜を揺動させて膜表面に付着する懸濁物を浮き上がらせることができ、排水処理で利用できる。また、植物栽培装置において水に微小気泡を溶解させて空気を含ませることにより作物の生育を高めることができる等、各種分野で利用できる。

液体中に浸漬する気泡発生用のノズルは、液体導入口と噴口とを連続する流路に液体旋回部を設け、旋回する液体の中心に空気を導入して前記噴口から気泡を噴射する構成とされている場合が多い。（特許第５２６９４９３号公報、特許第４２０５１１２号公報等参照）
具体的には、液体中に浸漬するノズルの液体導入口から液体を液体流路に導入し、該流路の途中に旋回溝を設けたワーラーを配置して液体旋回部を形成し、ワーラーの旋回溝に沿って液体を流通させて旋回流を発生させ、あるいは流路を囲む筒体に液体導入口を接線方向に設けて液体旋回部を形成し、流入する液体に旋回流を発生させている。この液体旋回部の中心に空気供給管と接続した空気流路の吐出口を設け、旋回液体の中心に空気を吐出して旋回液体の中心に空気芯を設け、該空気芯を旋回液体と混合して気泡を発生させる構成とされている。

発生させる気泡の大きさ（気泡の平均サイズ）は空気流路の吐出口からの空気量に対応し、空気量が多いと気泡の平均サイズが大きくなり、空気量が少ないと気泡の平均サイズが小さくなる。適正な気泡のサイズは用途に応じて相違し、よって、用途に応じて空気量を調節する必要がある。この空気量の調節は、空気供給管に流量調節バルブを取り付け、あるいは適正な空気量となるように形状を変更したノズルを用いる必要がある。

特許第５２６９４９３号公報 特許第４２０５１１２号公報

前記のように、気泡サイズを用途に応じた適正サイズにするために空気量を調節する手段として、空気供給管に流量調節バルブを取り付けると、該流量調節バルブは高価であるためコスト高になる問題がある。
また、流量調節バルブを使用しない場合、空気量はノズルの液体導入口を増減する、或いは液体流路に設けるオリフィスの流路断面積を変えることで増減出来るが、同時に液体の供給流量も増減するため、比例的な調整が困難になる問題がある。

本発明は前記問題に鑑みてなされたもので、発生させる気泡サイズが用途に応じた適正サイズになるように、ノズルに吸い込む空気量を簡単かつコストをかけずに変更できるノズルを提供することを課題としている。

前記課題を解決するため、本発明は、ノズル本体の内部に取り付けるスリーブの中空部を空気通路とすると共に、該スリーブの外周とノズル本体の内周の間に液体通路を設け、前記スリーブの前端の空気噴射口を前記ノズル本体の噴口に連通する気液旋回室内に配置し、かつ、該スリーブの前記空気噴射口から所要寸法をあけた外周面に前記液体通路に介設する旋回流発生用のワーラーを配置し、該ワーラーを通して前記気液旋回室内に液体を旋回させて流入させると共に、該旋回させる液体の中心に前記スリーブの空気噴射口から空気を噴出させ、前記気液旋回室内で気泡を発生させると共に該気泡を前記噴口から噴射させ、
前記気液旋回室内に突出する前記スリーブの前端の空気噴射口と前記噴口までの寸法を変えて前記スリーブの空気噴射口に作用する負圧を変え、該負圧に応じて前記空気通路に吸い込む空気吸い込み量を変えて、発生させる気泡のサイズを変えることが出来る構成としていることを特徴とするノズルを提供している。

前記構成としたノズルでは、前記気液旋回室内に突出するスリーブの外周で前記ワーラーから導出する液体を旋回させ、この液体を旋回させることでスリーブの前端の空気噴射口に作用する負圧を発生させ、該負圧によりスリーブの中空部の空気通路に空気を吸い込んでいる。吸い込んだ空気はスリーブの前端の空気噴射口よりスリーブの外周を旋回する液体の中心に空気芯として噴射して気泡を発生させている。
スリーブの前端の空気噴射口に作用する旋回液体の負圧は、前記ノズルの噴口から前記スリーブの前端の空気噴射口までの寸法が長い（即ち、ワーラーの流出側面から突出するスリーブの寸法が短い）と、前記スリーブの前端の空気噴射口に作用する旋回液体の負圧は大きくなり、スリーブの空気通路に吸い込む空気量は多くなる。一方、前記ノズルの噴口から前記スリーブの前端の空気噴射口までの寸法が短い（即ち、ワーラーの流出側面から突出するスリーブの寸法が長い）と前記負圧は小さくなり、スリーブに吸い込む空気量は少なくなる。

気液旋回室内で発生させる気泡のサイズは、前記スリーブから噴射する空気量に応じて変化し、空気量が多いと気泡サイズは大きくなり、空気量が少ないと気泡サイズは小さくなる。したがって、ワーラーからのスリーブの突出寸法を短くすると、負圧が大となって空気吸い込み量が多くなり発生する気泡サイズを大きくできる。一方、ワーラーからのスリーブの突出寸法を長くすると、負圧が小さくなって空気吸い込み量が少なくなり、発生する気泡サイズを小さくできる。

前記ノズル本体およびワーラーの形状は変更せず、
前記スリーブはワーラー取付位置から前記空気噴射口を設けた前端までの寸法を変更した複数種を設け、該複数種のスリーブから所要の気泡サイズとなるスリーブを選択して前記ノズル本体に取り付け、あるいは、
前記ノズル本体または前記ワーラーにネジ穴を設ける一方、該ネジ穴に螺合するネジを前記スリーブの外周面に設け、螺合位置を前後方向に調節可能として、前記噴口と空気噴射口の間の寸法を調節可能としている。

前記のように、ノズル本体およびワーラーを変更せず、スリーブの一部寸法を変更したスリーブを用いるだけで、発生させる気泡サイズを用途に応じた適正サイズに簡単に変更できる。
あるいは、スリーブをノズル本体に前後位置を調節可能に取り付けることにより、組み立て部品を変えることなく、発生させる気泡サイズを用途に応じた適正サイズに簡単に変更できる。
よって、空気量を変更するために、流量調節バルブを空気導入管に取り付ける必要はなく、あるいはノズル本体の液体通路や空気通路の形状を変える等のノズルの全体形状を大きく変えることなく、発生させる気泡サイズを簡単かつ安価に調節することができる。

前記ノズル本体は、前記空気導入口および前記液体導入口を設けた筒形状のケーシングと、前記噴口および前記気液旋回室を設けたチップとからなり、前記ケーシングに前記スリーブおよび前記ワーラーを組み付けた状態で前記チップと連結して構成することが好ましい。

本発明のノズルは、具体的には、前記ケーシングの前端に前記チップの後端を連結してなる筒形状の前記ノズル本体と、該ノズル本体の内部に組み付ける液体旋回用の前記ワーラーと、空気通路を形成する前記スリーブを備え、
前記ケーシングの後端に空気導入口を設けると共に外周壁に液体導入口を設け、前記チップの前端に気泡の噴口を設け、
前記スリーブを前記ケーシングの中空部に中心軸線に沿って配置し、該スリーブの後端を前記空気導入口に連通させて該スリーブの中空部を空気通路とすると共に、該スリーブの外周面と前記ケーシングの内周面の間に設ける液体通路を前記液体導入口と連通させ、
前記スリーブの前端の空気噴射口から所要寸法をあけた外周位置と前記ケーシングの内周面の間に前記液体通路を遮断するように前記ワーラーを取り付け、
前記ワーラーは前記液体通路に連通する外周側の導入穴と、該導入穴と内周側の導出穴に連続する旋回溝を備え、前記導出穴から該スリーブの前部外周面と前記チップの内周面の間に旋回させながら液体を気液旋回室内に導出し、該気液旋回室内に突出した前記スリーブの前端の空気噴射口から旋回液体の中心に空気を噴射し、該気液旋回室で発生させる気泡を前記噴口から噴射する構成としていることが好ましい。

気泡サイズを更に小さくする場合は、前記ノズル本体の噴射側から衝突枠を突設し、該衝突枠に前記噴口と対向する位置に衝突ピンを設け、該衝突ピンに前記噴口から噴射する気泡を衝突させるようにしてもよい。
前記衝突ピンを備えた衝突枠はノズル本体に予め一体的に設けておいても良いし、必要時にノズル本体に取り付けてもよい。

このように、ノズルの噴口と対向する位置に衝突ピンを設けておくと、噴口から噴射する気泡を衝突ピンと衝突させると、気泡の微粒化が図れ、気泡サイズを微小とすることが必要な場合に好適に用いられる。さらに、衝突ピンと気泡が衝突すると、気泡を広範囲に噴霧でき、気泡の合体を防止できる。さらにまた、本発明のノズルを浸漬した液槽内において気泡の噴射により発生する液流を弱めて効果的に液中の異物を浮上させることができる。

本発明の前記ノズルの空気導入口に接続して前記スリーブの空気通路に空気を導入する空気導入管は、コンプレッサーやブロア等の圧力空気源に接続せず、大気解放とし、該空気導入管の前端に連通する前記スリーブの空気通路前端に作用する負圧により空気導入管を通して空気を吸い込むようにしている。

また、本発明の前記ノズルの液体導入口には、加圧液体導入管と接続して加圧液体を導入してもよいし、浸漬した液槽の液体をノズルの液体導入口に直接に流入させてもよい。該液体導入口から導入した液体は、前記液体通路に流入させている。

本発明では、例えば、排水処理槽に前記ノズルを浸漬し、ノズルから噴射する気泡でゴミ等の懸濁物を浮き上がらせたり、濾槽中に吊り下げている中空糸膜や平膜を揺動させて膜表面に付着する懸濁物を浮き上がらせるために用いることができる。あるいは、植物栽培装置において養液の貯溜槽に前記ノズルを浸漬し、空気を溶解した養液を植物に噴霧するために用いることができる。

前記のように、本発明のノズルは、ノズル本体の内部に組みつける空気流通用のスリーブの一部の長さを変更し、あるいはノズル本体に対するスリーブの取付位置を前後方向に調節するだけで、該スリーブに吸い込む空気量を調節でき、この吸い込み空気量に応じて発生させる気泡サイズを用途に応じた適正サイズに調節することができる。よって、空気量を調節する流量調節用バルブを取り付ける必要はなく、また、ノズルの全体形状を変更する必要はないため、用途に応じたサイズの気泡を簡単かつ安価に発生させることができる。

（Ａ）（Ｂ）は本発明の第１実施形態のノズルを示す斜視図である。 （Ａ）は前記ノズルの断面斜視図であり、（Ｂ）は前記ノズルの断面図である。 前記ノズルに取り付けるワーラーを示し、（Ａ）は右側面図、（Ｂ）は左側面図、（Ｃ）は右側から見た斜視図、（Ｄ）は左側から見た斜視図である。 前記ノズルの使用例を示す概略図である。 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は前記ノズルにおいて気泡サイズを変更するために用いるスリーブを示す断面図である。 第２実施形態のノズルの断面図である。 第３実施形態のノズルを示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は（Ａ）の左側面図、（Ｃ）は（Ａ）の要部拡大図である。 前記ノズルの使用例を示す概略図である。

以下、本発明のノズルの実施形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図５に第１実施形態のノズルを示す。

第１実施形態のノズル１は図４に示すように排水処理槽５０の排水５１中に浸漬し、該ノズル１の外周に開口した液体導入口２に水導入管５２を接続すると共に、ノズル１の後端に開口した空気導入口３に空気導入管５３を接続している。該空気導入管５３は水面上に空気吸込口５３ａを開口し、大気を吸い込むようにしている。前記水導入管５２は水源（図示せず）に接続している。なお、ノズル１を浸漬した処理槽中の液体をノズル１の液体導入口２を通してノズル１の内部に直接的に導入する場合は、水導入管５２を接続する必要はない。

ノズル１は、円筒形状としたケーシング５とチップ６とを連結して形成する筒形状のノズル本体４と、図２に示すように、該ノズル本体４の内部に組みつける空気通路形成用のスリーブ７と、液体旋回用のワーラー８とを組みつけて構成している。
ケーシング５は前端開口の筒形状で、前側内周面に雌ネジ５ａを備える一方、チップ６は後端開口の筒形状で、後側外周面に雄ネジ６ａを備えている。該チップ６の雄ネジ６ａをケーシング５の雌ネジ５ａに螺着して筒形状のノズル本体４を形成している。

ケーシング５は厚肉の後端閉鎖部５ｂの中央に前記スリーブ７を内嵌する前記空気導入口３を設け、該空気導入口３の外周から空気導入管５３と接続するネジ筒５ｄを突設している。該ケーシング５の周壁５ｃの後部に液体導入口２を設け、該周壁５ｃの前部内周面に前記雌ネジ５ａを設けている。周壁５ｃと後端閉鎖部５ｂとで中空部５ｅを囲み、該中空部５ｅの中心にスリーブ７を組みつけ、該スリーブ７の中空を空気通路１１とし、空気通路１１の後端開口を空気導入口３と連通している。ケーシング５の周壁５ｃは前部で中空部５ｅを拡大させてワーラー取付部５ｆを設けている。

チップ６は前端閉鎖壁６ｂの前面を噴射側頂面とし、その中央に小穴からなる噴口９を設け、該前端閉鎖壁６ｂと周壁６ｃとで囲んだ気液旋回室１０を設けている。該気液旋回室１０の後端は周壁６ｃを内部側へ突出させて小径部１０ａとし、該小径部１０ａの前端に拡径部１０ｂを連続させ、該拡径部１０ｂから前端閉鎖壁６ｂまでを大径部１０ｃとしている。

前記スリーブ７は前後両側に小径筒部７ａ、７ｂを備えると共に中央部に大径筒部７ｃを備え、中心軸線に沿った前記空気通路１１は前部を小径空気通路１１ａとし、前端を空気噴射口１１ｂとし、該空気噴射口１１ｂを気液旋回室１０内に突出している。後側の小径筒部７ｂをケーシング５の空気導入口３に内嵌してシールリング１３を介設し、前側の小径筒部７ａを前記気液旋回室１０内に突出している。該スリーブ７の大径筒部７ｃの後端は後端閉鎖部５ｂの前面に突き当てると共に前端はワーラー８の後端面に突き当ててスリーブ７を位置決め保持している。このようにスリーブ７をケーシング５の中空部５ｅに取り付けて、スリーブ７の外周面とケーシング５の周壁５ｃの内周面との間に環状の空間を設け、該空間を液体導入口２と連通させて液体通路１２としている。

液体旋回用のワーラー８は図３（Ａ）〜（Ｄ）に示すように略円盤形状で、チップ６の周壁６ｃの後端面に当接して、スリーブ７の前側の小径筒部７ａの外周面とケーシング５の周壁５ｃの内周面との間に取り付けて、環状の前記液体通路１２の前側に介設している。ワーラー８の中心穴８ａはスリーブ７の小径筒部７ａに外嵌する大きさとし、後端面８ｂには外周側に沿った位置に直径方向に対向して２個の液体流入穴８ｃ、８ｄを設け、各液体流入穴８ｃ、８ｄに内端面８ｅに開口する周方向の旋回溝８ｆ、８ｇを連続し、これら旋回溝８ｆ、８ｇを中央の円形の液体旋回流出溝８ｈに連続している。

ワーラー８の内部に、液体通路１２から液体流入穴８ｃ、８ｄを通して液体が流入し、旋回溝８ｆ、８ｇに沿って液体が周方向に旋回しながら流通し、中央の液体旋回流出溝８ｈから気液旋回室１０の後端の小径部１０ａに旋回しながら流出する。気液旋回室１０に流出した液体はスリーブ７の外周を旋回しながら小径部１０ａから拡径部１０ｂ、さらに大径部１０ｃへと噴口９に向かって流通する。該気液旋回室１０内で旋回する液体はスリーブ７の前端の空気噴射口１１ｂに負圧として作用させ、この負圧により空気通路１１内に空気を吸い込んでいる。

前記のように、ワーラー８を通して気液旋回室１０内に液体をスリーブ７の回りで旋回させながら流入させ、この旋回液体の中心にスリーブ７の前端の空気噴射口１１ｂから空気を噴射し、旋回液体の中心に空気芯を形成する。この空気芯となる空気を旋回する液体と接触させて気泡を発生させ、この気泡を噴口９より噴射させている。

本実施形態では、図４に示すように、ノズル１は排水処理槽５０の排水５１中に浸漬し、該ノズル１の液体通路１２に水導入管５２より水を流入すると共に、大気開放の空気導入管５３より空気通路１１に空気を吸い込んでいる。

ノズル１の液体通路１２に導入する水はワーラー８を通過して気液旋回室１０内にスリーブ７の外周を旋回しながら流出し、スリーブ７の前端の空気噴射口１１ｂに負圧を作用させる。該負圧により、空気通路１１、空気導入管５３を通して、大気に開放している空気吸込口５３ａから空気を吸い込み、スリーブ７の前端の空気噴射口１１ｂから空気を旋回する水の中心に空気芯として噴射する。噴射された空気は前端の噴口９に向けて、旋回する水により旋回しながら混合して気泡を発生する。発生する気泡（バブルＢ）は噴口９より排水処理槽５０の排水５１中に噴射する。このバブルＢにより排水処理槽中の懸濁物を浮上させ、あるいは、排水処理槽中に濾過膜となる中空糸膜や平膜が垂下されている場合、これらの濾過膜を気泡により揺動させて、濾過膜の表面から懸濁物を除去して濾過膜の洗浄期間を延長できる。

発生する気泡（バブルＢ）の大きさは、空気噴射口１１ｂから噴射する空気量、即ち、スリーブ７の空気通路１１への空気吸い込み量に応じて１０μｍ〜数百μｍの範囲で変化する。
前記スリーブ７の気液旋回室１０内への突出寸法が短い、即ち、噴口９から空気噴射口１１ｂまでの寸法が長いと空気噴射口１１ｂに作用する負圧が大きくなり、空気吸い込み量が増大し、発生する気泡サイズが大となる。逆に、スリーブ７の気液旋回室１０内への突出寸法が長く、即ち、噴口９から空気噴射口１１ｂまでの寸法が短いと空気噴射口１１ｂに作用する負圧が小さくなり、空気吸い込み量が減少し、発生する気泡サイズが小さくなる。

即ち、発生させる気泡サイズを大きくしたい場合、スリーブ７の気液旋回室１０内への突出寸法Ｌ１を短くし、空気噴射口１１ｂと噴口９との寸法Ｌ２を大として、空気噴射口１１ｂに作用する負圧を大とし、空気吸い込み量を増加させる。
逆に、発生させる気泡サイズを小さくしたい場合、スリーブ７の気液旋回室１０内への突出寸法Ｌ１を長くし、空気噴射口１１ｂと噴口９との寸法Ｌ２を短くして、空気噴射口１１ｂに作用する負圧を小さくし、空気吸い込み量を少なくする。

気泡のサイズを用途に応じて調節する場合、ノズル本体４を構成するケーシング５およびチップ６、ワーラー８は変更せず、スリーブ７のみ変更して用いる。其の際、図５（Ａ）〜（Ｃ）に示す標準スリーブ７−Ａ、長寸スリーブ７−Ｂ、短寸スリーブ７−Ｃを用意しておき、いずれかを選択して用いる。
標準スリーブ７−Ａ、長寸スリーブ７−Ｂ、短寸スリーブ７−Ｃは前側の小径筒部７ａの寸法だけ、標準寸法のＳ１、長寸のＳ２、短寸のＳ３と変化させ、中央の大径筒部７ｃおよび後側の小径筒部７ｂは共通とし、同一形状のケーシング５に位置決め保持して取り付けられるようにしている。
このように、スリーブ７のみ交換するだけで発生させる気泡サイズを調節することができ、用途に適したサイズの気泡を発生できるノズル１を安価に提供することができる。

本発明者の実験によれば、噴口９とスリーブの空気噴射口１１ｂとの間の寸法Ｌ２を２１ｍｍとすると、空気吸い込み量は０．２〜０．２５Ｌ／ｍｉｎとなり、発生する気泡サイズが平均１０μｍ〜１００μｍとなった。
一方、噴口９とスリーブの空気噴射口１１ｂとの間の寸法Ｌ２を２４ｍｍとすると、空気吸い込み量は０．５Ｌ／ｍｉｎとなり、発生する気泡サイズが平均１００μｍ〜５００μｍとなった。

図６に第２実施形態のノズル１−Ｂを示す。
ノズル１−Ｂはスリーブ７−１をノズル本体４にネジ込んで取り付け、ネジ込み量を調節して、スリーブ７−１の前端の空気噴射口１１ｂと噴口９の寸法Ｌ２、ワーラー８−１の前端と空気噴射口１１ｂの寸法Ｌ１を調節可能とし、スリーブ７−１の取り付け位置を変えるだけで発生させる気泡のサイズを調節できるようにしている。

ノズル本体４を構成するチップ６は第１実施形態のチップ６と同じ形状であり、ケーシング５は空気導入口３に連続するネジ筒を設けていない点が第１実施形態のケーシング５と相違し、他の構成は同様で、同一符号を付して説明を省略する。該ケーシング５とチップ６とは第１実施形態と同様に雌ネジ５ａと雄ネジ６ａとを螺合して連結している。

スリーブ７−１はケーシング５の空気導入口３に内嵌させて後端部を外方に突出させ、後端から空気噴射口１１ｂを開口した前端にかけて段状に小径化している。即ち、前端側の小径筒部７ａ、調節用ネジ筒部７ｆ、該調節用ネジ筒部７ｆより大径とした大径筒部７ｄ、ケーシングより突出した最大径の後端筒部７ｅとからなる。後端筒部７ｅは内周面にネジを設け空気導入管と螺合して連結している。調節用ネジ筒部７ｆは外周面に雄ネジ７ｎを設け、後述するワーラー８−１に設けたネジ筒部８ｔの内周面の雌ネジ８ｎと螺合している。大径筒部７ｄの前部の調節用ネジ筒部７ｆはワーラー８−１の中心穴にシールリング１４を介して貫通し、前端の小径筒部７ａを気液旋回室１０内に突出している。

ワーラー８−１は中心穴８ａの後端壁側の周縁より前記ネジ筒部８ｔを突設し、その内周面に雌ネジ８ｎを設けている。他の構成の液体通路１２に開口する２個の液体流入穴、旋回溝、中央の液体旋回流出溝を設けている点は、第１実施形態のワーラー８と同様である。

第２実施形態のノズル１−Ｂでは、ケーシング５に挿入するスリーブ７−１をワーラー８−１のネジ筒部８ｔ内にネジ込んで前端部をチップ６の気液旋回室１０内に突出させている。このワーラーのネジ筒部８ｔの雌ネジ８ｎとスリーブ７−１の雄ネジ７ｎとを螺合する際に、噴口９と空気噴射口１１ｂとの寸法Ｌ２が設定した所要寸法となるように螺合する。このようにネジ締め量を調節するだけでスリーブへの空気吸い込み量を簡単に調節でき、所要サイズの気泡を得ることができる。

なお、ノズル本体４内でのスリーブの前後位置を調節して、前記寸法Ｌ２を所要寸法とする手段は、前記第２実施形態に限定されず、例えば、ケーシング５の空気導入口の内周面にネジを設け、スリーブの外周面に形成したネジと螺合してもよい。また、スリーブの外周面に係止ピンを突設する一方、空気導入口の内周面にピンの挿通溝を軸線方向に設けると共に、長さ方向に間隔をあけ周方向溝を設け、所要位置でピンを周方向溝に嵌合して位置調節してもよい。

図７（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に第３実施形態のノズル１−Ｃを示す。
ノズル１−Ｃは第１実施形態のノズル１のノズルチップ６の噴射側に衝突枠２０を突設し、該衝突枠２０に噴口９との対向位置に衝突ピン２１を設け、該衝突ピン２１の突出端の衝突面２１ｓに噴口９から噴射する気泡を衝突させている。

詳細には、衝突枠２０は円環取付枠部２０ａをノズルチップ６の噴射側の外周面に螺合して取り付け、該円環取付枠部２０ａの噴射側端から図７（Ｂ）に示すように１２０度間隔をあけて３本の支持脚部２０ｂ、２０ｃ、２０ｄを突設している。各支持脚部２０ｂ、２０ｃ、２０ｄをＪ字形状とし屈曲部を設け、これら３つの屈曲部の先端を衝突ピン２１の基部２１ａの外周面に連結し、衝突ピン２１の中心軸線をノズルの噴口９の中心軸線と一致させている。

衝突ピン２１は基部２１ａを円柱形状とし、該基部２１ａから噴口９に向かって突出する先端部に台円錐部２１ｂを連続させ、該台円錐部２１ｂの頂面の円形平坦面を衝突面２１ｓとしている。前記衝突面２１ｓの面積は噴口９の先端面積の５０％〜１５０％、衝突面２１ｓと噴口９の間の寸法は例えば２〜１５ｍｍとしている。
他の構成は第１実施形態のノズルと同一としているため、同一符号を付して説明を省略する。なお、第２実施形態のノズルに衝突ピンを設けた衝突枠を取り付けてもよい。

前記のように、噴口９との対向位置に衝突ピン２１を配置すると、噴口９から噴射する気泡は衝突ピン２１と衝突して微粒化され、気泡サイズを微小とすることができる。衝突ピンと気泡が衝突すると、気泡を広範囲に噴霧でき、気泡の合体を防止できる。
さらに、図８に示すように、前記ノズル１−Ｃを排水処理槽５０の排水中に浸漬すると、該槽内において気泡の噴射により発生する液流を弱めて、効果的に液中の異物を浮上させることができる。

前記ノズル１−Ｃを図８に示すように、排水処理槽５０内において上向きに配置し、噴口から上方に位置する衝突ピンに向けて噴射させると、衝突により微細化した気泡を上昇させ、液中のゴミを浮上させることができる。

前記ノズル１−Ｃはノズルチップ６に着脱自在に取り付けて、気泡を微小とする必要がある場合に取り付けているが、ノズルチップ６と一体的に設けてもよい。ノズルチップがステンレス製であると、Ｊ字状の衝突枠をノズルチップと連続させて一体に設けてもよい。さらに、衝突枠に衝突ピン穴を設け、別体の衝突ピンを取り付けてもよい。

本発明のノズルの使用方法は前記実施形態に限定されず、液体導入口に水導入管を接続せず、浸漬した液槽中の異物が無い液体を液体導入口から直接にノズルの液体通路に導入してもよい。例えば、植物栽培装置において、養液貯溜槽にノズルを浸漬し、養液中に気泡を噴射して空気を養液に溶け込ませてもよい。

１ ノズル
２ 液体導入口
３ 空気導入口
４ ノズル本体
５ ケーシング
６ チップ
７ スリーブ
８ ワーラー
９ 噴口
１０ 気液旋回室
１１ 空気通路
１２ 液体通路
２０ 衝突枠
２１ 衝突ピン

Claims (4)

1. ノズル本体の内部に取り付けるスリーブの中空部を空気通路とすると共に、該スリーブの外周とノズル本体の内周の間に液体通路を設け、前記スリーブの前端の空気噴射口を前記ノズル本体の噴口に連通する気液旋回室内に配置し、かつ、該スリーブの前記空気噴射口から所要寸法をあけた外周面に前記液体通路に介設する旋回流発生用のワーラーを配置し、該ワーラーを通して前記気液旋回室内に液体を旋回させて流入させると共に、該旋回させる液体の中心に前記スリーブの空気噴射口から空気を噴出させ、前記気液旋回室内で気泡を発生させると共に該気泡を前記噴口から噴射させ、
   前記気液旋回室内に突出する前記スリーブの前端の空気噴射口と前記噴口までの寸法を変えて前記スリーブの空気噴射口に作用する負圧を変え、該負圧に応じて前記空気通路に吸い込む空気吸い込み量を変えて、発生させる気泡のサイズを変えることが出来る構成としていることを特徴とするノズル。
2. 前記ノズル本体およびワーラーの形状は変更せず、
   前記スリーブはワーラー取付位置から前記空気噴射口を設けた前端までの寸法を変更した複数種を設け、該複数種のスリーブから所要の気泡サイズとなるスリーブを選択して前記ノズル本体に取り付け、あるいは、
   前記ノズル本体または前記ワーラーにネジ穴を設ける一方、該ネジ穴に螺合するネジを前記スリーブの外周面に設け、螺合位置を前後方向に調節可能として、前記噴口と空気噴射口の間の寸法を調節可能としている請求項１に記載のノズル。
3. 前記ノズル本体は、空気導入口および液体導入口を設けた筒形状のケーシングと、前記噴口および前記気液旋回室を設けたチップとからなり、前記ケーシングに前記スリーブおよび前記ワーラーを組み付けた状態で前記チップと締結して構成し、
   前記ケーシングの後端に前記空気導入口を設けると共に周壁に前記液体導入口を設け、前記チップの前端に気泡の噴口を設け、
   前記スリーブを前記ケーシングの中空部に中心軸線に沿って配置し、該スリーブの後端を前記空気導入口に連通させて該スリーブの中空部を空気通路とすると共に、該スリーブの外周面と前記ケーシングの内周面の間に設ける液体通路を前記液体導入口と連通させ、 前記スリーブの前端の空気噴射口から所要寸法をあけた外周位置と前記ケーシングの内周面の間に前記液体通路を遮断するように前記ワーラーを取り付け、
   前記ワーラーは前記液体通路に連通する外周側の導入穴と、該導入穴と内周側の導出穴に連続する旋回溝を備え、前記導出穴から該スリーブの前部外周面と前記チップの内周面の間に旋回させながら液体を気液旋回室内に導出し、該気液旋回室内に突出した前記スリーブの前端の空気噴射口から旋回液体の中心に空気を噴射し、該気液旋回室で発生させる気泡を前記噴口から噴射する構成としている請求項１または請求項２に記載のノズル。
4. 前記ノズル本体の噴射側から衝突枠を突設し、該衝突枠に前記噴口と対向する位置に衝突ピンを設け、該衝突ピンに前記噴口から噴射する気泡を衝突させるようにしている請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のノズル。

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