JP2017170277A - Apparatus for manufacturing bubble-containing liquid and method for using the same - Google Patents

Apparatus for manufacturing bubble-containing liquid and method for using the same Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus for manufacturing bubble-containing liquid, comprising a microbubble generator which is easily maintained, and a suitable method for using bubble-containing liquid.SOLUTION: A apparatus 1 for manufacturing bubble-containing liquid BLQ comprises a microbubble generator 10 which has: a housing 10H having a gas inflow port 10J, a liquid inflow port 10I, and a liquid outflow port 10D; and a bubble-generating element 10K, and in which the housing and the bubble-generating element configures a gas chamber GR and a liquid chamber LR, liquid LQ is flown from the liquid inflow port into the liquid chamber and gas GA is supplied from the gas inflow port into the gas chamber to generate microbubbles BB of the gas from the bubble-generating element into the liquid, and the bubble-containing liquid BLQ is flown from the liquid outflow port. The apparatus 1 further comprises; a gas supply route GS that supplies the gas GA into the gas inflow port; a liquid upstream route LSU that flows the liquid into the liquid inflow port; a pump PU that force-feeds the liquid LQ into the liquid inflow port; and a liquid downstream route LSD that flow the bubble-containing liquid, the gas supply route having a gas valve 31, the liquid upstream route LSU having an upstream valve 21, and the liquid downstream route LSD having a downstream valve 22.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、液体中に気泡を含ませた気泡含有液体の製造装置及びその製造方法に関する。   The present invention relates to an apparatus for producing a bubble-containing liquid in which bubbles are included in a liquid, and a method for producing the same.

近年、マイクロバブル、ナノバブルと呼ばれる微小気泡を用いた技術の有用性が注目されている。例えば、微小気泡を含む液体を用いた洗浄技術、水の除菌及び脱臭、オゾン水の生成、健康・医療機器分野や、湖沼や養殖場の水質浄化、工場・畜産等の各種排水処理、及び、水素水などの機能水の製造などへの利用が検討されている。   In recent years, the usefulness of techniques using microbubbles called microbubbles and nanobubbles has attracted attention. For example, cleaning technology using liquids containing microbubbles, sterilization and deodorization of water, generation of ozone water, health and medical equipment fields, water purification of lakes and farms, various wastewater treatment such as factories and livestock, and The use for the production of functional water such as hydrogen water is under consideration.

このようなマイクロバブル、ナノバブルを発生させ、気泡含有液体を製造する製造装置として、種々の構造を有する装置が提案されている(例えば、特許文献1〜3等参照)。   Devices having various structures have been proposed as manufacturing devices for producing such bubble-containing liquid by generating such microbubbles and nanobubbles (see, for example, Patent Documents 1 to 3).

特開2011−224461号公報JP2011-224461A 特開2013−34976号公報JP 2013-34976 A 特開2009−101299号公報JP 2009-101299 A

このような気泡含有液体の製造装置として、ハウジング内に多孔質体からなるパイプ状の気泡発生管などの気泡発生素子を保持し、ハウジングと気泡発生素子で気体室と液体室を構成した微小気泡発生装置において、液上流路から液体室に液体を流すと共に、気体室に気体供給路から気体を供給して、気泡発生素子を介して液体内に微小気泡を発生させ、液体室から気泡含有液体を液下流路に流出させるタイプの気泡含有液体の製造装置がある。この形態の気泡含有液体の製造装置では、多孔質パイプ内の液体の液圧に対し、多孔質パイプ外の気体の気圧を大きくして、液体中に気体の微小気泡を生成する。   As an apparatus for producing such a bubble-containing liquid, a microbubble in which a bubble generating element such as a pipe-shaped bubble generating tube made of a porous body is held in a housing, and a gas chamber and a liquid chamber are constituted by the housing and the bubble generating element. In the generator, the liquid flows from the liquid upper flow path to the liquid chamber, the gas is supplied from the gas supply path to the gas chamber, microbubbles are generated in the liquid via the bubble generating element, and the bubble-containing liquid is supplied from the liquid chamber. There is an apparatus for producing a bubble-containing liquid of the type that causes the liquid to flow into the sub-flow channel. In the bubble-containing liquid manufacturing apparatus of this aspect, the pressure of the gas outside the porous pipe is increased relative to the liquid pressure of the liquid in the porous pipe to generate gas microbubbles in the liquid.

しかしながら、気泡含有液体の製造装置のうち、微小気泡発生装置内のクリーニングや気泡発生素子を交換するなど、微小気泡発生装置のメンテナンスをしたい場合がある。このような場合には、微小気泡発生装置のハウジングを分解する必要があるが、微小気泡発生装置には、気体供給路のほか、液上流路、液下流路が接続しているため、これらから液体を抜く必要があるなど、微小気泡発生装置のメンテナンスに手間が掛かる。   However, among the bubble-containing liquid manufacturing apparatuses, there are cases where it is desired to maintain the microbubble generator, such as cleaning the microbubble generator or replacing the bubble generating element. In such a case, it is necessary to disassemble the housing of the microbubble generator, but the microbubble generator is connected to the liquid supply channel and the liquid flow channel in addition to the gas supply path. The maintenance of the microbubble generator is troublesome because it is necessary to drain the liquid.

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、微小気泡発生装置のメンテナンスが容易な気泡含有液体の製造装置、及び、適切な気泡含有液体の製造装置の使用方法を提供するものである。   The present invention has been made in view of such problems, and provides an apparatus for producing a bubble-containing liquid in which maintenance of the microbubble generator is easy, and a method for using an appropriate apparatus for producing a bubble-containing liquid. is there.

上記課題を解決するための本発明の一態様は、気体流入口、液流入口、及び液流出口を有するハウジング、及び、上記ハウジング内に保持され、多孔質体からなる気泡発生素子を有し、上記ハウジングと上記気泡発生素子は、上記ハウジングの一部と上記気泡発生素子とで囲まれ、上記気体流入口に連通する気体室と、上記ハウジングの他の一部と上記気泡発生素子とで囲まれ、上記液流入口及び上記液流出口に連通する液体室とを構成してなり、上記液流入口から上記液体室に液体を流入させると共に、上記気体流入口から上記気体室に気体を供給し、上記気泡発生素子から上記液体中に上記気体の微小気泡を発生させて、気泡含有液体を上記液流出口から流出させる微小気泡発生装置と、上記気体流入口に接続し、上記気体流入口へ上記気体を供給する気体供給路と、上記液流入口に接続し、上記液流入口へ上記液体を流す液上流路と、上記液上流路を介して上記液流入口に、上記液体を圧送するポンプと、上記液流出口に接続し、上記液流出口から上記気泡含有液体を流す液下流路と、を備え、上記気体供給路は、上記気体流入口への上記気体の流通を開閉する気体バルブを有し、上記液上流路は、上記液流入口への上記液体の流通を開閉する上流バルブを有し、上記液下流路は、上記液流出口からの上記気泡含有液体の流通を開閉する下流バルブを有する気泡含有液体の製造装置である。   One aspect of the present invention for solving the above problems includes a housing having a gas inlet, a liquid inlet, and a liquid outlet, and a bubble generating element that is held in the housing and is made of a porous body. The housing and the bubble generating element are surrounded by a part of the housing and the bubble generating element, and are connected to the gas inlet, the other part of the housing and the bubble generating element. A liquid chamber that is surrounded by and communicates with the liquid inflow port and the liquid outflow port, allows liquid to flow into the liquid chamber from the liquid inflow port, and allows gas to flow into the gas chamber from the gas inflow port. A gas bubble generating device for generating the gas microbubbles in the liquid from the bubble generating element and causing the bubble-containing liquid to flow out from the liquid outlet; and the gas inlet for connecting the gas flow To the entrance above A gas supply path for supplying a body; a liquid upper flow path connected to the liquid flow inlet for flowing the liquid to the liquid flow inlet; and a pump for pumping the liquid to the liquid flow inlet through the liquid upper flow path And a sub-flow channel that is connected to the liquid outlet and that allows the bubble-containing liquid to flow from the liquid outlet, and the gas supply path opens and closes the gas flow to the gas inlet. The liquid upstream channel has an upstream valve that opens and closes the flow of the liquid to the liquid inlet, and the liquid lower channel opens and closes the flow of the bubble-containing liquid from the liquid outlet. It is an apparatus for producing a bubble-containing liquid having a downstream valve.

この気泡含有液体の製造装置(以下単に、製造装置ともいう)では、上流バルブよりも上流側の液体、及び下流バルブよりも下流側の気泡含有液体を排出しなくても、微小気泡発生装置の内部のメンテナンスや気泡発生素子の交換等を行うことができる。   In this bubble-containing liquid manufacturing apparatus (hereinafter, also simply referred to as a manufacturing apparatus), a microbubble generator can be used without discharging the liquid upstream of the upstream valve and the bubble-containing liquid downstream of the downstream valve. Internal maintenance and replacement of bubble generating elements can be performed.

この製造装置のうち、微小気泡発生装置としては、例えば、板状、半球殻状、球殻状とした多孔質体を気泡発生素子に用いて、ハウジングと気泡発生素子とで、気体室と液体室を構成するようにしたものが挙げられる。また、多孔質体をパイプ状とした気泡発生管を用いて、ハウジングと気泡発生管とで気体室と液体室を構成した上で、気泡発生管の内側に気体を、外側に液体を供給するようにしたものや、気泡発生管の内側に液体を、外側に気体を供給するようにしたものも挙げられる。   Among these manufacturing apparatuses, the microbubble generator includes, for example, a plate-like, hemispherical, and spherical shell-like porous body used as a bubble generating element, and a gas chamber and a liquid between the housing and the bubble generating element. The thing which comprised the room is mentioned. Also, a gas generating chamber and a liquid chamber are constituted by the housing and the bubble generating tube using a bubble generating tube having a porous porous body, and then gas is supplied inside the bubble generating tube and liquid is supplied outside. The thing which made it do, and the thing which supplied the liquid inside the bubble generation tube and gas outside are also mentioned.

また、多孔質体としては、例えば、アルミナ、チタニア、シリカ、ムライト、ジルコニアなどの酸化物セラミックスや、窒化ケイ素などの窒化物セラミックス、炭化ケイ素などの炭化物セラミックスなどからなる多孔質セラミックスが挙げられる。また、ステンレス、アルミニウム、銅合金、ニッケル合金、チタン合金等の金属からなる多孔質金属も用いうる。
多孔質体の細孔径Dが、D(10)≦2μmの多孔質体を用いると、効率よく、直径1μm以下の微小気泡を効率よく生成して、液中にこの微小気泡を吹き込むことができるので特に好ましい。なお、細孔径分布の測定手法としては、例えば、水銀圧入法を用いる。D(10)は、得られた累積細孔径分布曲線において、細孔容積全体のうち大径側の上位10%を占める細孔径である。
Examples of the porous body include porous ceramics made of oxide ceramics such as alumina, titania, silica, mullite, and zirconia, nitride ceramics such as silicon nitride, and carbide ceramics such as silicon carbide. In addition, a porous metal made of a metal such as stainless steel, aluminum, copper alloy, nickel alloy, or titanium alloy can also be used.
When a porous body having a pore diameter D of D (10) ≦ 2 μm is used, microbubbles having a diameter of 1 μm or less can be efficiently generated and blown into the liquid. Therefore, it is particularly preferable. As a method for measuring the pore size distribution, for example, a mercury intrusion method is used. D (10) is the pore diameter that occupies the top 10% of the larger diameter side in the total pore volume in the obtained cumulative pore diameter distribution curve.

また、気体バルブ、上流バルブ、下流バルブとしては、バタフライ弁、ボール弁、ダイヤフラム弁など気体操作や液体操作に使用する各種の弁を使用することができる。また、手動で開閉する手動バルブのほか、電磁バルブ、電動バルブ、空圧バルブ、油圧バルブなどの自動バルブも用いることができる。   As the gas valve, upstream valve, and downstream valve, various valves used for gas operation and liquid operation such as a butterfly valve, a ball valve, and a diaphragm valve can be used. In addition to manual valves that are manually opened and closed, automatic valves such as electromagnetic valves, electric valves, pneumatic valves, and hydraulic valves can also be used.

また、微小気泡を含ませる液体としては、純水、飲料水、海水、各種の培養液、各種の水溶液、各種の汚水などの水系の液体や、有機溶媒、食用油や鉱物油などの油類、その他各種の液体が挙げられる。また、液体に微小気泡として含ませる気体としては、空気、酸素、オゾン、塩素ガス、水素、窒素、二酸化炭素など各種の気体が挙げられる。   In addition, liquids containing microbubbles include water-based liquids such as pure water, drinking water, seawater, various culture solutions, various aqueous solutions, various sewage, and oils such as organic solvents, edible oils, and mineral oils. And various other liquids. In addition, examples of the gas included in the liquid as microbubbles include various gases such as air, oxygen, ozone, chlorine gas, hydrogen, nitrogen, and carbon dioxide.

また、気泡含有液体の製造装置であって、前記気体バルブは、自動バルブからなる気体自動バルブであり、前記上流バルブは、自動バルブからなる上流自動バルブであり、前記下流バルブは、自動バルブからなる下流自動バルブであり、前記ポンプの駆動、並びに上記気体自動バルブ、上記上流自動バルブ、及び上記下流自動バルブの開閉を制御する制御部を備える気泡含有液体の製造装置とすると良い。   The bubble-containing liquid manufacturing apparatus, wherein the gas valve is a gas automatic valve composed of an automatic valve, the upstream valve is an upstream automatic valve composed of an automatic valve, and the downstream valve is composed of an automatic valve. It is preferable that the apparatus includes a bubble-containing liquid manufacturing apparatus including a control unit that controls driving of the pump and opening / closing of the gas automatic valve, the upstream automatic valve, and the downstream automatic valve.

この製造装置では、各バルブが自動バルブであり、これら及びポンプを制御する制御部を有するので、製造装置の起動や停止、運転などにおいて、制御部により、適切な順序やタイミングで、ポンプの駆動や停止、各バルブの開閉等の動作を行わせることができる。   In this manufacturing apparatus, since each valve is an automatic valve and has a control unit for controlling the pump and the pump, the pump is driven in an appropriate order and timing by the control unit when starting, stopping, and operating the manufacturing apparatus. It is possible to perform operations such as stopping, opening and closing each valve.

自動バルブとしては、電磁バルブ、電動バルブを用いることができる。また、空圧や油圧で弁の開閉を行う空圧バルブ、油圧バルブを用いることもできる。なかでも、電気信号で直接制御できる点で、電磁バルブ、電動バルブを用いるのが好ましく、さらに応答速度の点で、電磁バルブを用いるのが好ましい。一方、防爆のために、空圧バルブや油圧バルブを用いることもできる。
制御部としては、PLC(プログラマブル ロジック コントローラ)やマイクロコンピュータを用いることができる。
As the automatic valve, an electromagnetic valve or an electric valve can be used. Also, an air pressure valve or a hydraulic valve that opens and closes the valve with air pressure or oil pressure can be used. Among these, it is preferable to use an electromagnetic valve or an electric valve in that it can be directly controlled by an electric signal, and it is preferable to use an electromagnetic valve in terms of response speed. On the other hand, a pneumatic valve or a hydraulic valve can be used for explosion prevention.
As the control unit, a PLC (programmable logic controller) or a microcomputer can be used.

さらに、上述の気泡含有液体の製造装置であって、前記制御部は、上記気泡含有液体の製造装置の停止にあたり、前記ポンプを停止させるのに加え、前記気体自動バルブを閉じ、前記上流自動バルブ及び前記下流自動バルブを閉じさせる気泡含有液体の製造装置とすると良い。   Furthermore, in the above-mentioned bubble-containing liquid manufacturing apparatus, the control unit closes the gas automatic valve in addition to stopping the pump when stopping the bubble-containing liquid manufacturing apparatus, and the upstream automatic valve And it is good to set it as the manufacturing apparatus of the bubble containing liquid which closes the said downstream automatic valve.

この製造装置のポンプを停止させると、ポンプの下流では、液体の液圧がほぼゼロにまで低下する。一方、気体自動バルブを閉じない場合はもちろん、気体自動バルブを閉じた場合でも、気体室内の気圧は、気泡となって気体が減少する分しか低下しないから、高い値に保たれる。このため、微小気泡発生装置では、気体室内の気圧と液体室内の液圧との差である、差圧(=気圧−液圧)が大きくなり、多量の気体が液体室中の液体に吹き込まれるため、大きな気泡が液体室内のみならず、液上流路や液下流路に拡がる。このため、この製造装置を再起動させるに当たり、この気泡を除去する必要があるなどの面倒が生じていた。   When the pump of this manufacturing apparatus is stopped, the liquid pressure of the liquid decreases to almost zero downstream of the pump. On the other hand, not only when the gas automatic valve is not closed, but also when the gas automatic valve is closed, the air pressure in the gas chamber is reduced only by the amount of gas reduction due to bubbles, and thus is maintained at a high value. For this reason, in the microbubble generator, the differential pressure (= atmospheric pressure−hydraulic pressure), which is the difference between the atmospheric pressure in the gas chamber and the liquid pressure in the liquid chamber, becomes large, and a large amount of gas is blown into the liquid in the liquid chamber. Therefore, large bubbles expand not only in the liquid chamber but also in the liquid upper flow path and the liquid lower flow path. For this reason, in order to restart this manufacturing apparatus, troubles such as the need to remove the bubbles have occurred.

これに対し、この製造装置では、制御部が、ポンプを停止させるのみならず、上流自動バルブ及び下流自動バルブを閉じさせる。このため、製造装置を停止させたことにより、気体が液体室中の液体に吹き込まれても、大きな気泡が上流自動バルブ及び下流自動バルブを越えて、液上流路や液下流路に拡がることが防止される。
なお、気体自動バルブを閉じることで、気体室内の気圧を、気体自動バルブを開いたままとした場合に比して、気泡として気体が消費される分、低下させることができる。
しかも、上流自動バルブ及び下流自動バルブを閉じた後も、気体は、気体室の残圧によって、液体室の液体に気泡を生じさせようとするが、上下流を上流自動バルブ及び下流自動バルブで締め切られた液体室では、気泡が吹き込まれると液体の液圧が上がるので、気圧と液圧がバランスする差圧の大きさまでに、気泡の吹き込みが抑制されることにより、多量の気体が液体に吹き込まれない利点も有る。
On the other hand, in this manufacturing apparatus, the control unit not only stops the pump but also closes the upstream automatic valve and the downstream automatic valve. For this reason, by stopping the manufacturing apparatus, even if gas is blown into the liquid in the liquid chamber, large bubbles may spread over the upstream automatic valve and the downstream automatic valve and spread into the liquid flow path and liquid flow path. Is prevented.
In addition, by closing the gas automatic valve, the atmospheric pressure in the gas chamber can be reduced by the amount of gas consumed as bubbles, compared to when the gas automatic valve is left open.
Moreover, even after the upstream automatic valve and the downstream automatic valve are closed, the gas tries to generate bubbles in the liquid in the liquid chamber due to the residual pressure in the gas chamber. In the closed liquid chamber, the liquid pressure of the liquid rises when bubbles are blown in, so that a large amount of gas is converted into liquid by suppressing the blowing of bubbles up to the magnitude of the differential pressure that balances atmospheric pressure and liquid pressure. There is also an advantage that is not blown.

なお、上流自動バルブ及び下流自動バルブを閉じるに当たっては、バルブの上流側に水撃が生じ、下流側に水柱分離に伴う液圧低下が生じるのを緩和するべく、急激に閉じることを避け、バルブの閉じる速度を緩やかにするとよい。またポンプを停止させるに当たっては、ポンプの上流側に水撃が生じ、下流側に水柱分離に伴う液圧低下が生じるのを緩和するべく、急激に停止することを避け、停止速度を低下させる制御を行うとよい。   When closing the upstream automatic valve and the downstream automatic valve, avoid abrupt closing to alleviate the occurrence of water hammer on the upstream side of the valve and the decrease in hydraulic pressure due to water column separation on the downstream side. The closing speed of the should be slow. Also, when stopping the pump, control to reduce the stop speed by avoiding a sudden stop in order to mitigate the occurrence of water hammer on the upstream side of the pump and the decrease in hydraulic pressure due to water column separation on the downstream side. It is good to do.

さらに、上述の気泡含有液体の製造装置であって、前記制御部は、上記気泡含有液体の製造装置の停止にあたり、前記ポンプの停止以前に、前記気体自動バルブを閉じる気泡含有液体の製造装置とすると良い。   Furthermore, in the above-described bubble-containing liquid manufacturing apparatus, the control unit is configured to close the gas automatic valve before stopping the pump when the bubble-containing liquid manufacturing apparatus is stopped. Good.

製造装置の停止後は、液体室への気体の吹き込みを考慮すると、気体室の気圧(残圧)を低くするのが好ましい。
この製造装置では、製造装置の停止に当たり、気体自動バルブを早期に閉じることで、製造装置の停止後の気体室における気体の気圧(残圧)を低くして、停止中に液体室の液体に気泡が吹き込まれる量を抑制できる。
After stopping the manufacturing apparatus, it is preferable to lower the pressure (residual pressure) of the gas chamber in consideration of the blowing of gas into the liquid chamber.
In this manufacturing apparatus, when the manufacturing apparatus is stopped, the gas automatic valve is closed early to reduce the pressure (residual pressure) of the gas in the gas chamber after the manufacturing apparatus is stopped, and the liquid in the liquid chamber is stopped during the stop. The amount of bubbles blown can be suppressed.

さらに、上述のいずれか一項に記載の気泡含有液体の製造装置であって、前記気泡発生素子は、多孔質体からなるパイプ状の気泡発生管であり、上記気泡発生管内に前記液体を流通させる気泡含有液体の製造装置とすると良い。   Furthermore, the bubble-containing liquid manufacturing apparatus according to any one of the above, wherein the bubble generation element is a pipe-shaped bubble generation tube made of a porous body, and the liquid is circulated in the bubble generation tube. It is preferable to use a bubble-containing liquid manufacturing apparatus.

気泡発生素子として気泡発生管を用いる微小気泡発生装置を備える製造装置では、液体に接する気泡発生管の面積が大きく、液体中により多くの気泡を吹き込むことができる。   In a manufacturing apparatus including a microbubble generator using a bubble generating tube as a bubble generating element, the area of the bubble generating tube in contact with the liquid is large, and more bubbles can be blown into the liquid.

気泡発生管は、この気泡発生管のうち、少なくとも一方端部と他方端部の間の中央部(長手方向の中央部)が、多孔質体、具体的には、互いに三次元網目状に連結した多数の通気路を構成する多孔質体からなる。例えば、気泡発生管全体が多孔質セラミックスなどの多孔質体からなる気泡発生管が挙げられる。
また、中央部(長手方向の中央部)が多孔質体からなる一方、一方端部及び他方端部は緻密質の材質からなる気泡発生管や、全体が多孔質体からなるが、一方端部及び他方端部については、ガラス、樹脂、溶融金属などを含浸させることより、気孔を塞いで通気性を無くした気泡発生管も挙げられる。
The bubble generating tube has at least a central portion (central portion in the longitudinal direction) between one end portion and the other end portion of the bubble generating tube connected to a porous body, specifically, a three-dimensional network. It consists of a porous body constituting a large number of ventilation paths. For example, a bubble generating tube in which the entire bubble generating tube is made of a porous material such as porous ceramics can be mentioned.
In addition, while the central portion (the central portion in the longitudinal direction) is made of a porous body, the one end and the other end are made of a dense material, or the whole is made of a porous body. As for the other end, a bubble generating tube in which the pores are closed by impregnating with glass, resin, molten metal or the like to eliminate air permeability is also included.

気泡発生管の形状としては、円管状、角管状など、軸線方向に亘り横断面の形状が変化しない形態のほか、円錐台状、角錐台状など、軸線方向の一方側ほどテーパ状に窄まる形態や、軸線方向に進むに連れて径が周期的に変化する形状であっても良い。また、軸線が直線状に延びる直管状の形態のほか、軸線がU字状や蛇行状やらせん状に曲がった形態であっても良い。さらに、気泡発生管は、内部に貫通穴を1本設けた単管状のほか、多数の貫通孔を設けた多穴管状でも良い。また、気泡発生管は、1本でも複数本でも良い。   As for the shape of the bubble generating tube, in addition to the shape in which the cross-sectional shape does not change in the axial direction, such as a circular tube or a rectangular tube, the shape of the bubble generating tube narrows toward the one side in the axial direction such as a truncated cone shape or a truncated pyramid shape. It may be a shape or a shape whose diameter changes periodically as it advances in the axial direction. Moreover, in addition to the straight tubular form in which the axis extends linearly, the form in which the axis is bent in a U shape, a meandering shape, or a spiral shape may be used. Further, the bubble generating tube may be a single tube having one through hole inside, or a multi-hole tube having many through holes. Further, the bubble generating tube may be one or plural.

さらに、気体流入口、液流入口、及び液流出口を有するハウジング、及び、上記ハウジング内に保持され、多孔質体からなる気泡発生素子を有し、上記ハウジングと上記気泡発生素子は、上記ハウジングの一部と上記気泡発生素子とで囲まれ、上記気体流入口に連通する気体室と、上記ハウジングの他の一部と上記気泡発生素子とで囲まれ、上記液流入口及び上記液流出口に連通する液体室とを構成してなり、上記液流入口から上記液体室に液体を流入させると共に、上記気体流入口から上記気体室に気体を供給し、上記気泡発生素子から上記液体中に上記気体の微小気泡を発生させて、気泡含有液体を上記液流出口から流出させる微小気泡発生装置と、上記気体流入口に接続し、上記気体流入口へ上記気体を供給する気体供給路と、上記液流入口に接続し、上記液流入口へ上記液体を流す液上流路と、上記液上流路を介して上記液流入口に、上記液体を圧送するポンプと、上記液流出口に接続し、上記液流出口から上記気泡含有液体を流す液下流路と、を備え、上記気体供給路は、上記気体流入口への上記気体の流通を開閉する気体バルブを有し、上記液上流路は、上記液流入口への上記液体の流通を開閉する上流バルブを有し、上記液下流路は、上記液流出口からの上記気泡含有液体の流通を開閉する下流バルブを有する気泡含有液体の製造装置の使用方法であって、上記気泡含有液体の製造装置の停止にあたり、駆動している前記ポンプを停止させるステップと、前記気体バルブを閉じるステップと、上記上流バルブを閉じるステップと、上記下流バルブを閉じるステップと、を備える気泡含有液体の製造装置の使用方法である。   And a housing having a gas inlet, a liquid inlet, and a liquid outlet, and a bubble generating element that is held in the housing and is made of a porous body. The housing and the bubble generating element include the housing And the bubble generating element, the gas chamber communicating with the gas inlet, the other part of the housing and the bubble generating element, and the liquid inlet and the liquid outlet. A liquid chamber communicating with the liquid chamber, and a liquid is introduced into the liquid chamber from the liquid inlet, and a gas is supplied to the gas chamber from the gas inlet, and the bubble generating element enters the liquid. A microbubble generating device that generates microbubbles of the gas and causes the bubble-containing liquid to flow out of the liquid outlet; a gas supply path that is connected to the gas inlet and supplies the gas to the gas inlet; Above liquid A liquid upstream channel for connecting the liquid to the liquid inlet, a pump for pumping the liquid to the liquid inlet via the liquid upstream channel, and a liquid outlet for connecting the liquid to the liquid inlet. A sub-flow channel for flowing the bubble-containing liquid from the outlet, the gas supply path has a gas valve for opening and closing the flow of the gas to the gas inlet, and the liquid channel is Use of an apparatus for producing a bubble-containing liquid having an upstream valve that opens and closes the flow of the liquid to the inflow port, and the downstream flow path includes a downstream valve that opens and closes the flow of the bubble-containing liquid from the liquid flow outlet A method for stopping the bubble-containing liquid producing apparatus, the step of stopping the pump being driven, the step of closing the gas valve, the step of closing the upstream valve, and the step of closing the downstream valve When A method of using a production apparatus of the bubble-containing liquid with a.

この製造装置では、ポンプを停止させると、ポンプの下流では、液体の液圧がほぼゼロにまで低下する。一方、気体バルブを閉じない場合はもちろん、気体バルブを閉じた場合でも、気体室内の気圧は、気泡となって気体が減少する分しか低下しないから、高い値に保たれる。このため、微小気泡発生装置では、気体室内の気圧と液体室内の液圧との差である、差圧(=気圧−液圧)が大きくなり、多量の気体が液体室中の液体に吹き込まれるため、大きな気泡が液体室内のみならず、液上流路や液下流路に拡がる。このため、この製造装置を再起動させるに当たり、この気泡を除去する必要があるなどの面倒が生じていた。   In this manufacturing apparatus, when the pump is stopped, the liquid pressure of the liquid is reduced to almost zero downstream of the pump. On the other hand, not only when the gas valve is not closed, but also when the gas valve is closed, the atmospheric pressure in the gas chamber is kept high because it is reduced only by the amount of gas that is reduced by bubbles. For this reason, in the microbubble generator, the differential pressure (= atmospheric pressure−hydraulic pressure), which is the difference between the atmospheric pressure in the gas chamber and the liquid pressure in the liquid chamber, becomes large, and a large amount of gas is blown into the liquid in the liquid chamber. Therefore, large bubbles expand not only in the liquid chamber but also in the liquid upper flow path and the liquid lower flow path. For this reason, in order to restart this manufacturing apparatus, troubles such as the need to remove the bubbles have occurred.

これに対し、この気泡含有液体の製造装置の使用方法では、ポンプを停止するのみならず、上流バルブ及び下流バルブを閉じる。このため、製造装置を停止したことにより、気体が液体室中の液体に吹き込まれても、大きな気泡が上流バルブ及び下流バルブを越えて、液上流路や液下流路に拡がることが防止される。
なお、気体バルブを閉じることで、気体室内の気圧を、気体バルブを開いたままとした場合に比して、気泡として気体が消費される分、低下させることができる。
しかも、上流バルブ及び下流バルブを閉じた後も、気体は、気体室の残圧によって、液体室の液体に気泡を生じさせようとするが、上下流を上流バルブ及び下流バルブで締め切られた液体室では、気泡が吹き込まれると液体の液圧が上がるので、気圧と液圧がバランスする差圧の大きさまでに、気泡の吹き込みが抑制されることにより、多量の気体が液体に吹き込まれない利点も有る。
On the other hand, in the method of using the bubble-containing liquid manufacturing apparatus, not only the pump is stopped, but the upstream valve and the downstream valve are closed. For this reason, by stopping the manufacturing apparatus, even when gas is blown into the liquid in the liquid chamber, large bubbles are prevented from spreading over the upstream valve and the downstream valve and spreading into the liquid flow path and liquid flow path. .
Note that by closing the gas valve, the pressure in the gas chamber can be reduced by the amount of gas consumed as bubbles, compared to when the gas valve is left open.
Moreover, even after the upstream valve and the downstream valve are closed, the gas tries to generate bubbles in the liquid in the liquid chamber due to the residual pressure in the gas chamber, but the liquid in which the upstream and downstream valves are closed by the upstream valve and the downstream valve. In the chamber, when the bubbles are blown, the liquid pressure of the liquid rises. Therefore, by blowing the bubbles up to the magnitude of the differential pressure that balances the atmospheric pressure and the liquid pressure, a large amount of gas is not blown into the liquid. There is also.

また上述の気泡含有液体の製造装置の使用方法であって、前記気体バルブは、自動バルブからなる気体自動バルブであり、前記上流バルブは、自動バルブからなる上流自動バルブであり、前記下流バルブは、自動バルブからなる下流自動バルブであり、気泡含有液体の製造装置は、前記ポンプ、上記気体自動バルブ、上記上流自動バルブ、及び上記下流自動バルブの駆動を制御する制御部を備える気泡含有液体の製造装置の使用方法とすると良い。   Further, in the above method for using the bubble-containing liquid manufacturing apparatus, the gas valve is a gas automatic valve composed of an automatic valve, the upstream valve is an upstream automatic valve composed of an automatic valve, and the downstream valve is The bubble-containing liquid manufacturing apparatus is a downstream automatic valve composed of an automatic valve, and the bubble-containing liquid manufacturing apparatus includes the pump, the gas automatic valve, the upstream automatic valve, and a control unit that controls driving of the downstream automatic valve. It is preferable to use the manufacturing apparatus.

この製造装置の使用方法では、各バルブが自動バルブであり、ポンプ及び各バルブを制御する制御部を備えているので、この制御部を用いて、上述の使用方法を容易に実現できる。   In this method of using the manufacturing apparatus, each valve is an automatic valve and includes a control unit that controls the pump and each valve. Therefore, the above-described use method can be easily realized using this control unit.

実施形態に係る気泡含有液体の製造装置の概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure of the manufacturing apparatus of the bubble containing liquid which concerns on embodiment. 実施形態に係る気泡含有液体の製造装置のうち、微小気泡発生装置の縦断面図を含む説明図である。It is explanatory drawing containing the longitudinal cross-sectional view of a microbubble generator among the manufacturing apparatuses of the bubble containing liquid which concerns on embodiment. 実施形態に係る微小気泡発生装置の横断面図である。It is a cross-sectional view of the microbubble generator according to the embodiment. 気泡含有液体の製造の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of manufacture of a bubble containing liquid. 気泡含有液体の製造のうち、起動処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of a starting process among manufacture of bubble containing liquid. 気泡含有液体の製造のうち、停止処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of a stop process among manufacture of bubble containing liquid.

(実施形態)
第1の実施形態を、図1〜図6を参照して説明する。このうち、図1は、本実施形態に係る気泡含有液体の製造装置(以下、単に製造装置ともいう)1の概略構成を示す説明図である。また、図2は、実施形態に係る製造装置のうち、微小気泡発生装置(以下、単に発生装置ともいう)10の断面構造を模式的に示す縦断面図を含む説明図であり、図3は発生装置10の横断面図である。
(Embodiment)
A first embodiment will be described with reference to FIGS. Among these, FIG. 1 is explanatory drawing which shows schematic structure of the manufacturing apparatus (henceforth only a manufacturing apparatus) 1 of the bubble containing liquid which concerns on this embodiment. FIG. 2 is an explanatory view including a vertical cross-sectional view schematically showing a cross-sectional structure of a microbubble generator (hereinafter also simply referred to as a generator) 10 in the manufacturing apparatus according to the embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the generator 10. FIG.

本実施形態に係る気泡含有液体の製造装置1は、図1にその概略を示すように、タンクTK1に貯留した液体LQ(例えば、水)をポンプPUにより圧送し、微小気泡発生装置10を通過させて、微小気泡BBを含む気泡含有液体BLQを製造し、別のタンクTK2に貯留する。製造装置1のうち発生装置10では、ハウジング10H内に気泡発生素子10Kが保持されている。ハウジング10Hの一部(図1においては、ハウジング10Hの上部)がなす気体室構成部10HGと気泡発生素子10Kとは、これらで囲み、気体流入口10Jに連通する気体室GRをなしている。また、ハウジング10Hの他の一部(図1においては、ハウジング10Hの下部)がなす液体室構成部10HLと気泡発生素子10Kとは、これらで囲み、液流入口10I及び液流出口10Dに連通する液体室LRをなしている。   The bubble-containing liquid manufacturing apparatus 1 according to the present embodiment, as schematically shown in FIG. 1, pumps the liquid LQ (for example, water) stored in the tank TK1 by the pump PU and passes through the microbubble generator 10. The bubble-containing liquid BLQ containing the microbubbles BB is manufactured and stored in another tank TK2. In the generator 10 of the manufacturing apparatus 1, the bubble generating element 10K is held in the housing 10H. The gas chamber constituting portion 10HG and the bubble generating element 10K formed by a part of the housing 10H (in FIG. 1, the upper portion of the housing 10H) are surrounded by these and form a gas chamber GR communicating with the gas inlet 10J. Further, the liquid chamber constituting part 10HL and the bubble generating element 10K formed by another part of the housing 10H (in FIG. 1, the lower part of the housing 10H) are surrounded by these and communicated with the liquid inlet 10I and the liquid outlet 10D. Liquid chamber LR.

この製造装置1では、ポンプPUにより圧送した液体LQを、液配管LSを通じて、これに接続した液流入口10Iから液体室LRに流入させる。これと共に、ガスボンベGBから送出され、レギュレータRGによりゲージ圧で2気圧に調圧された気体GA(例えば、空気、水素)を、ガス配管GSを通じて、これに接続した気体流入口10Jから発生装置10の気体室GR内に流入させる。すると、この気体GAは、発生装置10内に保持された気泡発生素子10Kを介して、液体LQ中に、微小気泡BBとして吹き込まれ、気泡含有液体BLQが製造され、液流出口10DからタンクTK2に向けて流入させる。   In this manufacturing apparatus 1, the liquid LQ pumped by the pump PU is caused to flow into the liquid chamber LR from the liquid inlet 10I connected thereto through the liquid pipe LS. At the same time, the gas GA (for example, air, hydrogen) sent out from the gas cylinder GB and adjusted to 2 atm. By the regulator RG through the gas pipe GS is connected to the generator 10 through the gas inlet 10J. Into the gas chamber GR. Then, the gas GA is blown into the liquid LQ as the microbubble BB via the bubble generating element 10K held in the generator 10, and the bubble-containing liquid BLQ is manufactured, and the tank TK2 is supplied from the liquid outlet 10D. Let it flow toward.

この製造装置1では、上述したように、気体供給路をなすガス配管GSが、ハウジング10Hの気体流入口10Jに接続しており、気体GAを気体流入口10Jに、更には気体室GRに供給している。このガス配管GSには、気体流入口10Jへの気体GAの流通を開閉する気体バルブ31が設けられている。
また、液配管LSのうち、液上流路をなす液上流配管LSUが、ハウジング10Hの液流入口10Iに接続しており、液体LQを液流入口10Iに、更には液体室LRに供給している。この液上流配管LSUには、液流入口10Iへの液体LQの流通を開閉する上流バルブ21が設けられている。
さらに、液配管LSのうち、液下流路をなす液下流配管LSDが、ハウジング10Hの液流出口10Dに接続しており、液体室LRで製造された気泡含有液体BLQを液流出口10DからタンクTK2に向けて流している。この液下流配管LSDには、液流出口10Dへの気泡含有液体BLQの流通を開閉する下流バルブ22が設けられている。
加えて、液下流配管LSDのうち、下流バルブ22の上流側(図2において左側)には、液下流配管LSDから分岐して排出配管LHが設けられており、この排出配管LHは排出バルブ23で開閉可能(通常時は閉)となっている。
In the manufacturing apparatus 1, as described above, the gas pipe GS forming the gas supply path is connected to the gas inlet 10J of the housing 10H, and the gas GA is supplied to the gas inlet 10J and further to the gas chamber GR. doing. The gas pipe GS is provided with a gas valve 31 that opens and closes the flow of the gas GA to the gas inlet 10J.
In addition, the liquid upstream pipe LSU that forms the liquid flow path in the liquid pipe LS is connected to the liquid inlet 10I of the housing 10H, and supplies the liquid LQ to the liquid inlet 10I and further to the liquid chamber LR. Yes. The liquid upstream pipe LSU is provided with an upstream valve 21 for opening and closing the flow of the liquid LQ to the liquid inlet 10I.
Furthermore, the liquid downstream pipe LSD which forms the liquid flow path in the liquid pipe LS is connected to the liquid outlet 10D of the housing 10H, and the bubble-containing liquid BLQ produced in the liquid chamber LR is tanked from the liquid outlet 10D. It is flowing towards TK2. The liquid downstream pipe LSD is provided with a downstream valve 22 that opens and closes the flow of the bubble-containing liquid BLQ to the liquid outlet 10D.
In addition, a discharge pipe LH is provided on the upstream side (left side in FIG. 2) of the downstream valve 22 in the liquid downstream pipe LSD, and is branched from the liquid downstream pipe LSD. It can be opened and closed with (normally closed).

本実施形態においては、上述の気体バルブ31、上流バルブ21、下流バルブ22、及び排出バルブ23は、いずれもバタフライバルブである。しかも、気体バルブ31、上流バルブ21、及び下流バルブ22は、モータによって駆動される電動バルブであり、破線で示す制御線CLを用いて、プログラマブルロジックコントローラ(PLC)で構成される制御部CNTにより、その開閉駆動が制御可能となっている。この制御部CNTは、制御線CLを用いて、ポンプPUの起動、運転、及び停止についても制御を行っている。なお、排出バルブ23は、手動である。   In the present embodiment, the gas valve 31, the upstream valve 21, the downstream valve 22, and the discharge valve 23 described above are all butterfly valves. Moreover, the gas valve 31, the upstream valve 21, and the downstream valve 22 are electric valves driven by a motor, and are controlled by a control unit CNT configured by a programmable logic controller (PLC) using a control line CL indicated by a broken line. The opening / closing drive can be controlled. The control unit CNT controls the start, operation, and stop of the pump PU using the control line CL. The discharge valve 23 is manual.

次いで、気泡含有液体BLQを製造する発生装置10について説明する(図2,図3参照)。発生装置10は、複数(本実施形態では13本)の気泡発生管110(図1における気泡発生素子10Kに対応)と、これを保持し包囲するハウジング120(10H)とからなる。この発生装置10は、各々の気泡発生管110が水平に保持されるように設置される。
このうち、気泡発生管110は、断面円形の直円管形状で、その全体が多孔質アルミナからなる。この気泡発生管110のうち、図2において左端部を上流端部112とし、右端部を下流端部113とし、上流端部112と下流端部113との間の部位を中央部114とする。気泡発生管110は、水銀圧入法(JIS R1655)を用いて細孔径分布を測定し、この細孔径分布において、大径側の上位10%となる細孔径をD(10)とすると、D(10)=2μm以下の多孔質アルミナからなる。具体的には、本実施形態では、D(10)=1.4μmである。このため、この気泡発生管110を用いて、その管外にゲージ圧で2気圧程度の気体GAを送り込むと、管内の液体LQ中に、1μm以下の気泡を含む微小気泡BBを吹き込むことができる。
Next, the generator 10 for producing the bubble-containing liquid BLQ will be described (see FIGS. 2 and 3). The generating device 10 includes a plurality (13 in the present embodiment) of bubble generating tubes 110 (corresponding to the bubble generating element 10K in FIG. 1) and a housing 120 (10H) that holds and surrounds the bubbles. This generator 10 is installed so that each bubble generating tube 110 is held horizontally.
Among these, the bubble generating tube 110 has a circular tube shape with a circular cross section, and the whole is made of porous alumina. In FIG. 2, the bubble generating tube 110 has a left end portion as an upstream end portion 112, a right end portion as a downstream end portion 113, and a portion between the upstream end portion 112 and the downstream end portion 113 as a central portion 114. The bubble generating tube 110 measures the pore size distribution using a mercury intrusion method (JIS R1655). In this pore size distribution, if the top 10% pore size on the large diameter side is D (10), D (10 10) It consists of porous alumina of 2 μm or less. Specifically, in this embodiment, D (10) = 1.4 μm. For this reason, when a gas GA having a gauge pressure of about 2 atm is sent to the outside of the tube using the bubble generating tube 110, a microbubble BB containing bubbles of 1 μm or less can be blown into the liquid LQ in the tube. .

一方、ハウジング120は、複数の気泡発生管110の上流端部112(図2において左端部)をそれぞれ支持する上流側支持部130と、気泡発生管110の下流端部113(図2において右端部)をそれぞれ支持する下流側支持部150と、上流側支持部130と下流側支持部150との間隔を保って複数の気泡発生管110の周囲を包囲する筒状の胴部170と、を備える。   On the other hand, the housing 120 includes an upstream support portion 130 that supports upstream ends 112 (left end portions in FIG. 2) of the plurality of bubble generation tubes 110, and a downstream end portion 113 (right end portions in FIG. 2) of the bubble generation tubes 110. ), And a cylindrical body 170 that surrounds the plurality of bubble generating tubes 110 while maintaining a distance between the upstream support 130 and the downstream support 150. .

このうち上流側支持部130は、概略円板状の上流側保持具131と、第1パッキン139と、上流側保持具131を気泡発生管110の長手方向NXの一方側NX1(即ち、上流側)から覆う上流側カバー具140とからなる。   Among these, the upstream support portion 130 includes a substantially disc-shaped upstream holder 131, a first packing 139, and the upstream holder 131 on one side NX1 in the longitudinal direction NX of the bubble generating tube 110 (that is, upstream side). ) To cover the upstream side cover 140.

ステンレス材からなる上流側保持具131のうち、液分配部136には、気泡発生管110の上流端部112を挿通する13ヶの発生管挿通孔132が、軸線AXを中心とした所定の配置にそれぞれ穿孔されている(図3参照)。各々の発生管挿通孔132には、環状に拡径するパッキン溝133が設けられており、EPDMからなる第1パッキン139(Oリング)が、このパッキン溝133内に配置されている。このため、発生管挿通孔132に気泡発生管110の上流端部112を挿通することにより、この気泡発生管110の上流端部112が、第1パッキン139を介して、それぞれ上流側保持具131に気密及び液密に保持され、上流側保持具131の一方側NX1(上流側)から、液体LQを各気泡発生管110内に送り込むことができる。   Among the upstream side holder 131 made of stainless steel, the liquid distributor 136 has 13 generation tube insertion holes 132 through which the upstream end 112 of the bubble generation tube 110 is inserted with a predetermined arrangement around the axis AX. (See FIG. 3). Each of the generating tube insertion holes 132 is provided with a packing groove 133 that expands in an annular shape, and a first packing 139 (O-ring) made of EPDM is disposed in the packing groove 133. For this reason, by inserting the upstream end 112 of the bubble generating tube 110 through the generating tube insertion hole 132, the upstream end 112 of the bubble generating tube 110 is respectively connected to the upstream holding tool 131 via the first packing 139. The liquid LQ can be fed into each bubble generating tube 110 from one side NX1 (upstream side) of the upstream side holder 131.

また、上流側保持具131のうち周囲部分は、段状に切り欠かれており、後述する管包囲部材171(胴部170)のうち一方側NX1の第1フランジ部173を嵌め込んで係止する係止段部134とされている。また、後述するように、上流側カバー具140、上流側保持具131及び管包囲部材171の第1フランジ部173を締結するボルト146の軸部147を挿通するボルト挿通孔135が、6箇所穿孔されている。   Further, the peripheral portion of the upstream holding tool 131 is cut out in a stepped shape, and the first flange portion 173 on one side NX1 of the tube surrounding member 171 (body portion 170) described later is fitted and locked. It is set as the latching step part 134 to do. Further, as will be described later, the bolt insertion holes 135 through which the shaft portion 147 of the bolt 146 that fastens the upstream cover tool 140, the upstream holding tool 131, and the first flange portion 173 of the tube surrounding member 171 are drilled at six locations. Has been.

また液分配部136には、各発生管挿通孔132が存在する範囲に亘って、凹状の液分配凹部137が設けられており、後述する液流入部143から流入した液体LQが、図2において黒矢印で示すように、液分配凹部137を介して、各々の気泡発生管110(上流端部112)の管内に分配される。   In addition, the liquid distributor 136 is provided with a concave liquid distribution recess 137 over the range where each of the generating tube insertion holes 132 exists, and the liquid LQ that has flowed in from the liquid inlet 143 described later is shown in FIG. As indicated by the black arrows, the bubbles are distributed through the liquid distribution recesses 137 into the respective tubes of the bubble generation tubes 110 (upstream end portions 112).

ステンレス材からなる上流側カバー具140は、円板状の上流端部カバー部141と、この中央から長手方向一方側NX1に突出する液流入部143とを有する。この液流入部143がなす液流入口144は、液配管LSのうち液上流配管LSU(図1も1参照)が接続され、液体LQが流入する液流入口10Iとなっている。また、上流端部カバー部141は、液分配凹部137を覆い、上流側保持具131の液分配部136との間に、流入した液体LQを各気泡発生管110に分配する空間を形成する。
また、上流側カバー具140のうち周囲部分にも、ボルト146の軸部147を挿通するボルト挿通孔142が、上流側保持具131のボルト挿通孔135に重なる配置で、6箇所穿孔されている。
The upstream cover 140 made of stainless steel has a disc-shaped upstream end cover portion 141 and a liquid inflow portion 143 that protrudes from the center to one side NX1 in the longitudinal direction. The liquid inlet 144 formed by the liquid inlet 143 is connected to a liquid upstream pipe LSU (see also 1 in FIG. 1) of the liquid pipe LS, and serves as a liquid inlet 10I into which the liquid LQ flows. Further, the upstream end cover portion 141 covers the liquid distribution recess 137 and forms a space for distributing the flowing liquid LQ to each bubble generating tube 110 between the upstream portion 131 and the liquid distribution portion 136 of the upstream holder 131.
Further, the bolt insertion hole 142 through which the shaft portion 147 of the bolt 146 is inserted overlaps with the bolt insertion hole 135 of the upstream holder 131 in the peripheral portion of the upstream cover tool 140 so as to be drilled at six locations. .

一方、下流側支持部150は、概略円板状の下流側保持具151と、第2パッキン159と、下流側保持具151を長手方向NXの他方側NX2(即ち、下流側)から覆う下流側カバー具160とからなる。   On the other hand, the downstream support portion 150 is a downstream side that covers the substantially disc-shaped downstream holding tool 151, the second packing 159, and the downstream holding tool 151 from the other side NX2 in the longitudinal direction NX (that is, the downstream side). And a cover device 160.

ステンレス材からなる下流側保持具151のうち、集合経路部156には、気泡発生管110の下流端部113を挿通する13ヶの発生管挿通孔152が、軸線AXを中心とした所定の配置にそれぞれ穿孔されている(図3参照)。各々の発生管挿通孔152には、環状に拡径するパッキン溝153が設けられており、EPDMからなる第2パッキン159(Oリング)が、このパッキン溝153内に配置されている。このため、発生管挿通孔152に気泡発生管110の下流端部113を挿通することにより、この気泡発生管110の下流端部113が、第2パッキン159を介して、それぞれ下流側保持具151に気密及び液密に保持されている。   Among the downstream side holders 151 made of stainless steel, in the collecting path portion 156, 13 generation tube insertion holes 152 through which the downstream end portion 113 of the bubble generation tube 110 is inserted have a predetermined arrangement centered on the axis AX. (See FIG. 3). Each generating tube insertion hole 152 is provided with a packing groove 153 having an annular diameter, and a second packing 159 (O-ring) made of EPDM is disposed in the packing groove 153. For this reason, by inserting the downstream end 113 of the bubble generating tube 110 through the generating tube insertion hole 152, the downstream end 113 of the bubble generating tube 110 is respectively connected to the downstream side holder 151 via the second packing 159. Are kept airtight and liquid tight.

また、下流側保持具151のうち周囲部分は、段状に切り欠かれており、後述する管包囲部材171(胴部170)の他方側NX2の第2フランジ部174を嵌め込んで係止する係止段部154とされている。また、後述するように、下流側カバー具160、下流側保持具151及び管包囲部材171の第2フランジ部174を締結するボルト166の軸部167を挿通するボルト挿通孔155が、6箇所穿孔されている。   Further, the peripheral portion of the downstream side holder 151 is cut out in a step shape, and a second flange portion 174 on the other side NX2 of the tube surrounding member 171 (body portion 170) described later is fitted and locked. A locking step 154 is provided. Further, as will be described later, bolt insertion holes 155 through which the shaft portion 167 of the bolt 166 that fastens the downstream cover 160, the downstream holder 151, and the second flange portion 174 of the tube surrounding member 171 are drilled at six locations. Has been.

また集合経路部156には、各発生管挿通孔152が存在する範囲に亘って、凹状の集合経路凹部157が設けられており、各気泡発生管110の下流端部113から流出した気泡含有液体BLQが、図2において縞状黒矢印で示すように、集合経路凹部157を介して集められ、次述する液流出部163に導かれる。   In addition, the collective path portion 156 is provided with a concave collective path recess 157 over the range where each of the generating tube insertion holes 152 exists, and the bubble-containing liquid that has flowed out from the downstream end portion 113 of each bubble generating tube 110. The BLQ is collected through the collecting path recess 157 as shown by the striped black arrow in FIG. 2 and guided to the liquid outflow portion 163 described below.

ステンレス材からなる下流側カバー具160は、円板状の下流端部カバー部161と、この中央から長手方向他方側NX2に突出する液流出部163を有する。この液流出部163がなす液流出口164には、液配管LSのうち液下流配管LSD(図1も参照)が接続され、気泡含有液体BLQが流出する液流出口10Dとなっている。また、下流端部カバー部161は、集合経路凹部157を覆い、下流側保持具151の集合経路部156との間に、各気泡発生管110の下流端部113から流出した気泡含有液体BLQを液流出部163に導く空間を形成する。
また、下流側カバー具160のうち周囲部分にも、ボルト166の軸部167を挿通するボルト挿通孔162が、下流側保持具151のボルト挿通孔155に重なる配置で、6箇所穿孔されている。
The downstream cover 160 made of stainless steel has a disc-shaped downstream end cover part 161 and a liquid outflow part 163 protruding from the center to the other side NX2 in the longitudinal direction. A liquid downstream pipe LSD (see also FIG. 1) of the liquid pipe LS is connected to the liquid outlet 164 formed by the liquid outlet 163, thereby forming a liquid outlet 10D from which the bubble-containing liquid BLQ flows out. Further, the downstream end cover portion 161 covers the collecting path concave portion 157, and the bubble-containing liquid BLQ that has flowed out from the downstream end portion 113 of each bubble generating tube 110 between the collecting path portion 156 of the downstream side holding tool 151. A space that leads to the liquid outflow portion 163 is formed.
Further, in the peripheral portion of the downstream cover 160, bolt insertion holes 162 through which the shaft portions 167 of the bolts 166 are inserted are perforated at six locations so as to overlap the bolt insertion holes 155 of the downstream holder 151. .

本実施形態において、胴部170は、上流側支持部130と下流側支持部150との間隔を保つと共に、気泡発生管110を包囲する管包囲部材171、及びボルト146,166を含む。ステンレスからなる筒状の管包囲部材171は、13本の気泡発生管110の周囲を囲む、概略円筒状の管包囲部172のほか、この管包囲部172の長手方向一方側NX1の端部から径方向外側に向けて拡がる第1フランジ部173、管包囲部172の長手方向他方側NX2の端部から径方向外側に向けて拡がる第2フランジ部174を有する。   In the present embodiment, the body portion 170 includes a tube surrounding member 171 that surrounds the bubble generating tube 110 and bolts 146 and 166 while maintaining a distance between the upstream support portion 130 and the downstream support portion 150. A cylindrical tube surrounding member 171 made of stainless steel surrounds the periphery of the 13 bubble generating tubes 110, as well as a substantially cylindrical tube surrounding portion 172, as well as from the end of one side NX1 in the longitudinal direction of the tube surrounding portion 172. It has the 1st flange part 173 expanded toward a radial direction outer side, and the 2nd flange part 174 expanded toward a radial direction outer side from the edge part NX2 of the longitudinal direction other side of the tube surrounding part 172.

さらに、円筒状の管包囲部172の長手方向NX中央部分のうち上方には、気体流入口177(10J)をなす気体流入部176が、外側に突出する形態に設けられている(図1も参照)。   Further, a gas inflow portion 176 that forms a gas inflow port 177 (10J) is provided in a form projecting outward in the central portion in the longitudinal direction NX of the cylindrical tube surrounding portion 172 (FIG. 1 also). reference).

この管包囲部材171の第1フランジ部173を、上流側保持具131の係止段部134に嵌め込み、上流側カバー具140のボルト挿通孔142と上流側保持具131のボルト挿通孔135とを挿通したボルト146の雄ネジ部148を、第1フランジ部173に設けた雌ネジ孔173Hにねじ込むことにより、上流側カバー具140、上流側保持具131及び管包囲部材171(第1フランジ部173)が互いに締結されている。
また、管包囲部材171の第2フランジ部174を、下流側保持具151の係止段部154に嵌め込み、下流側カバー具160のボルト挿通孔162と下流側保持具151のボルト挿通孔155とを挿通したボルト166の雄ネジ部168を、第2フランジ部174に設けた雌ネジ孔174Hにねじ込むことにより、下流側カバー具160,下流側保持具151及び管包囲部材171(第2フランジ部174)が互いに締結されている。
また、この管包囲部材171により、上流側支持部130(上流側保持具131)と下流側支持部150(下流側保持具151)との間の間隔Mが、所定の寸法に規制されている。
The first flange portion 173 of the tube surrounding member 171 is fitted into the locking step portion 134 of the upstream holding tool 131, and the bolt insertion hole 142 of the upstream cover tool 140 and the bolt insertion hole 135 of the upstream holding tool 131 are connected. By screwing the male screw part 148 of the inserted bolt 146 into the female screw hole 173H provided in the first flange part 173, the upstream cover tool 140, the upstream holding tool 131, and the tube surrounding member 171 (first flange part 173). ) Are fastened to each other.
Further, the second flange portion 174 of the tube surrounding member 171 is fitted into the locking step portion 154 of the downstream holding tool 151, and the bolt insertion hole 162 of the downstream cover tool 160 and the bolt insertion hole 155 of the downstream holding tool 151 are Is inserted into a female screw hole 174H provided in the second flange portion 174, whereby the downstream cover device 160, the downstream holding device 151, and the tube surrounding member 171 (second flange portion). 174) are fastened together.
Further, the tube surrounding member 171 regulates the interval M between the upstream support portion 130 (upstream holding tool 131) and the downstream support portion 150 (downstream holding tool 151) to a predetermined size. .

発生装置10において、13本の気泡発生管110は、図3に示すように配置されている。この図3は、図2おける発生装置10のC−C断面のうち、13本の気泡発生管110及び管包囲部材171(管包囲部172)の端面のみを示したものである。13本の気泡発生管110は、軸線AXの周りに60度毎の回転対称に配置され、且つ、各々の気泡発生管110の中心が、互いに合同な仮想正三角形の頂点に位置する形態に配置されている。
複数の気泡発生管110を、このような形態に配置すると、複数の気泡発生管110を、中央の気泡発生管110を中心として、偏りなく配置することができ、複数の気泡発生管110を、上流側支持部130(上流側保持具131)及び下流側支持部150(下流側保持具151)で確実に支持した発生装置10とすることができる。
In the generator 10, the 13 bubble generating tubes 110 are arranged as shown in FIG. FIG. 3 shows only the end faces of the 13 bubble generating tubes 110 and the tube surrounding member 171 (tube surrounding portion 172) in the CC cross section of the generator 10 in FIG. The thirteen bubble generating tubes 110 are arranged in a rotationally symmetric manner every 60 degrees around the axis AX, and the centers of the respective bubble generating tubes 110 are arranged at the apexes of virtual equilateral triangles that are congruent with each other. Has been.
When the plurality of bubble generating tubes 110 are arranged in such a form, the plurality of bubble generating tubes 110 can be arranged without any deviation around the central bubble generating tube 110. It can be set as the generator 10 supported reliably by the upstream support part 130 (upstream side holder 131) and the downstream side support part 150 (downstream side holder 151).

またこの発生装置10では、気泡発生素子10Kとして、複数(本実施形態1では13本)の気泡発生管110を用いており、液体LQを各々の気泡発生管110に分配しているので、各々の気泡発生管110内で微小気泡BBを発生させることができる。つまり、液体LQに接する気泡発生管110(多孔質体)の面積を増やすことができ、液体LQ中により多くの微小気泡BBを吹き込むことができる。しかも、一本の長い気泡発生管を用いる場合に比して、各々の気泡発生管110の長さを短くできるので、各々の気泡発生管110の強度が高く信頼性のある気泡含有液体BLQの発生装置10となる。   Further, in this generator 10, a plurality of (13 in the first embodiment) bubble generating tubes 110 are used as the bubble generating elements 10K, and the liquid LQ is distributed to each bubble generating tube 110. The microbubble BB can be generated in the bubble generating tube 110. That is, the area of the bubble generating tube 110 (porous body) in contact with the liquid LQ can be increased, and more microbubbles BB can be blown into the liquid LQ. In addition, since the length of each bubble generation tube 110 can be shortened as compared with the case where one long bubble generation tube is used, the strength of each bubble generation tube 110 is high and the bubble-containing liquid BLQ is reliable. It becomes the generator 10.

しかも、本実施形態の発生装置10では、液体LQに気体GAの微小気泡BBを吹き込むに当たり、液体LQが外気に触れることがないので、清浄な状態で、液体LQを気泡含有液体BLQにすることができる。   Moreover, in the generator 10 of the present embodiment, the liquid LQ does not come into contact with the outside air when the micro bubbles BB of the gas GA are blown into the liquid LQ, so that the liquid LQ is made into the bubble-containing liquid BLQ in a clean state. Can do.

本実施形態では、発生装置10のうち、上流側保持具131の液分配部136、下流側保持具151の集合経路部156、及び管包囲部材171の管包囲部172と、気泡発生管110とで囲まれた空間が、気体室GRである。この気体室GRは、管包囲部材171の気体流入部176がなす気体流入口177(10J)に連通している。
また、発生装置10のうち、上流側保持具131の液分配部136と上流側カバー具140の上流端部カバー部141、下流側保持具151の集合経路部156と下流側カバー具160の下流端部カバー部161、及び気泡発生管110で囲まれた空間が、液体室LRである。この液体室LRは、上流側カバー具140の143がなす液流入口144(10I)及び下流側カバー具160の液流出部163がなす液流出口164(10D)に連通している。
In the present embodiment, in the generating device 10, the liquid distribution part 136 of the upstream holding tool 131, the collecting path part 156 of the downstream holding tool 151, the tube surrounding part 172 of the tube surrounding member 171, and the bubble generating pipe 110 The space surrounded by is the gas chamber GR. The gas chamber GR communicates with a gas inlet 177 (10J) formed by a gas inflow portion 176 of the tube surrounding member 171.
Further, in the generator 10, the liquid distributor 136 of the upstream holding tool 131 and the upstream end cover part 141 of the upstream cover tool 140, the collecting path part 156 of the downstream holding tool 151, and the downstream of the downstream cover tool 160. A space surrounded by the end cover portion 161 and the bubble generating tube 110 is a liquid chamber LR. The liquid chamber LR is in communication with a liquid inlet 144 (10I) formed by the upstream cover member 140 143 and a liquid outlet 164 (10D) formed by the liquid outlet 163 of the downstream cover member 160.

この製造装置1では、上流バルブ21及び下流バルブ22を有しているので、これらを閉じることで、上流バルブ21よりも上流側の液上流配管LSU内の液体LQ、及び下流バルブ22よりも下流側の液下流配管LSD内の気泡含有液体BLQを排出しなくても、発生装置10の内部のメンテナンスや気泡発生管110(気泡発生素子)の交換等を行うことができる。   Since the manufacturing apparatus 1 includes the upstream valve 21 and the downstream valve 22, the liquid LQ in the liquid upstream pipe LSU upstream of the upstream valve 21 and the downstream of the downstream valve 22 are closed by closing these. Even if the bubble-containing liquid BLQ in the liquid downstream pipe LSD on the side is not discharged, maintenance inside the generator 10, replacement of the bubble generation tube 110 (bubble generation element), and the like can be performed.

なお、本実施形態においては、発生装置10のメンテナンス等において、発生装置10のハウジング120(10H)の分解等を行う前に、上流バルブ21及び下流バルブ22を閉じ、さらに、排出バルブ23を開いて、排出配管LHから発生装置10の液体LQを排出するとよい。   In the present embodiment, the upstream valve 21 and the downstream valve 22 are closed and the discharge valve 23 is opened before the housing 120 (10H) of the generator 10 is disassembled during maintenance of the generator 10 and the like. Thus, the liquid LQ of the generator 10 may be discharged from the discharge pipe LH.

またこの製造装置1では、各バルブ21,22,31が電動バルブ(自動バルブ)であり、これら及びポンプPUを制御する制御部CNTを有するので、製造装置1の起動や停止、運転などにおいて、制御部CNTにより、適切な順序で、ポンプPUの駆動や各バルブ21等の開閉の動作を行わせることができる。   Moreover, in this manufacturing apparatus 1, since each valve | bulb 21, 22, 31 is an electric valve (automatic valve) and has control part CNT which controls these and pump PU, in starting of a manufacturing apparatus 1, a stop, an operation | movement, etc. The controller CNT can drive the pump PU and open / close the valves 21 in an appropriate order.

次いで、本実施形態の製造装置1における、制御部CNTによるポンプPU及び各バルブ21,22,31の制御について、図4〜図6を参照して説明する。なお、排出バルブ23は閉じているとする。
製造装置1による気泡含有液体BLQの製造では、電源を投入し、制御部CNTの制御が立ち上がると、図4に示すように、まず、ポンプPUの起動や各バルブ21等の開閉等などの起動処理ステップS1を行い、製造装置1を起動し、気泡含有液体BLQを製造する(製造装置1を運転する)。
Next, control of the pump PU and the valves 21, 22, 31 by the control unit CNT in the manufacturing apparatus 1 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. It is assumed that the discharge valve 23 is closed.
In the production of the bubble-containing liquid BLQ by the production apparatus 1, when the power is turned on and the control of the control unit CNT is started, as shown in FIG. 4, first, activation of the pump PU, opening and closing of each valve 21, etc. Processing step S1 is performed, the manufacturing apparatus 1 is started, and the bubble-containing liquid BLQ is manufactured (the manufacturing apparatus 1 is operated).

その後、ステップS2では、作業者から制御部CNTへの停止指示の有無を確認する。ここで、Yes即ち、停止指示が入力された場合には、次述するステップS3をスキップして、停止処理ステップS4を行う。一方、No、即ち、停止指示が入力されていない場合には、ステップS3に進む。
ステップS3では、図示しない各所に設置したセンサあるいはポンプPUの図示しない駆動回路などから、異常ありの信号が有るか否かを検知する。ここで、No、即ち、異常ありの信号が入力されていない場合には、ステップS2に戻る。一方、Yes即ち、異常ありの信号が入力された場合には、停止処理ステップS4を行う。
Thereafter, in step S2, the presence or absence of a stop instruction from the operator to the control unit CNT is confirmed. Here, if Yes, that is, if a stop instruction is input, step S3 described below is skipped, and stop processing step S4 is performed. On the other hand, if No, that is, if a stop instruction has not been input, the process proceeds to step S3.
In step S3, it is detected whether or not there is an abnormal signal from sensors installed at various locations (not shown) or drive circuits (not shown) of the pump PU. Here, if No, that is, if an abnormal signal is not input, the process returns to step S2. On the other hand, if Yes, that is, if an abnormal signal is input, stop processing step S4 is performed.

停止処理ステップS4では、製造装置1の運転を停止し、気泡含有液体BLQの製造を終了する。なお、製造装置1の運転停止中には、前述のように、発生装置10のメンテナンス等を行うことができる。   In the stop processing step S4, the operation of the manufacturing apparatus 1 is stopped and the manufacture of the bubble-containing liquid BLQ is ended. In addition, while the operation of the manufacturing apparatus 1 is stopped, the maintenance of the generator 10 can be performed as described above.

これらのステップのうち、起動処理ステップS1は、図5に示すように、ステップS11において、作業者から制御部CNTへの起動指示の有無を確認する。即ち、起動信号が入力されるまで待つ。起動信号が入力されると、まずステップS12において、気体バルブ31を開く。次いで、ステップS13において、下流バルブ22を開き、続いて、上流バルブ21を開き(ステップS14)さらに、ポンプPUを起動する(ステップS15)。気体バルブ31を最初に開くのは、気体室GRの気圧を高くし、気泡発生管110を介して、液体室LR(管内)の液体LQが漏れ出すのを防止するためである。   Among these steps, the activation processing step S1 confirms the presence or absence of an activation instruction from the operator to the control unit CNT in step S11 as shown in FIG. That is, it waits until an activation signal is input. When the activation signal is input, first, in step S12, the gas valve 31 is opened. Next, in step S13, the downstream valve 22 is opened, then the upstream valve 21 is opened (step S14), and the pump PU is started (step S15). The reason why the gas valve 31 is opened first is to increase the atmospheric pressure of the gas chamber GR and prevent the liquid LQ in the liquid chamber LR (in the tube) from leaking through the bubble generating tube 110.

これにより、ガス配管GS及び気体流入口177(10J)を通じて、気体GAが気体室GRに、つまり、管包囲部172内に流入し、所定のゲージ圧が気泡発生管(気泡発生素子)110に掛かる。また、ポンプから圧送された液体LQが、液上流配管LSU及び液流入口144(10I)を通じて、液体室LRに、つまり気泡発生管110内に流入する。これにより、気泡発生管110内において、液体LQ中に微小気泡BBが吹き込まれて気泡含有液体BLQが製造され、液流出口164(10D)及び液下流配管LSDを通じて、タンクTK2に貯留される。   As a result, the gas GA flows into the gas chamber GR, that is, into the tube surrounding portion 172 through the gas pipe GS and the gas inlet 177 (10J), and a predetermined gauge pressure is applied to the bubble generating tube (bubble generating element) 110. It takes. Further, the liquid LQ pumped from the pump flows into the liquid chamber LR, that is, into the bubble generation tube 110 through the liquid upstream pipe LSU and the liquid inlet 144 (10I). Thereby, in the bubble generation tube 110, the microbubbles BB are blown into the liquid LQ to produce the bubble-containing liquid BLQ, which is stored in the tank TK2 through the liquid outlet 164 (10D) and the liquid downstream pipe LSD.

また、停止信号の入力(ステップS2)あるいは異常信号の入力(ステップS3)により行われる、停止処理ステップS4は、図6に示すように、ステップS41において、まず気体バルブ31を閉じ、続いてポンプPUを停止する(ステップS42)。その後、上流バルブ21を閉じ(ステップS43)、さらに、下流バルブ22を閉じる(ステップS44)。これにより、液体LQ及び気体GAの発生装置10への供給は停止され、気泡含有液体BLQの製造も停止される。また、発生装置10の気体室GRは気体バルブ31で閉じられ、液体室LRは、上流バルブ21及び下流バルブ22で閉じられる。   Further, as shown in FIG. 6, the stop processing step S4, which is performed by inputting a stop signal (step S2) or an abnormal signal (step S3), first closes the gas valve 31 in step S41, and then continues to pump. The PU is stopped (step S42). Thereafter, the upstream valve 21 is closed (step S43), and further the downstream valve 22 is closed (step S44). Thereby, supply to the generator 10 of the liquid LQ and gas GA is stopped, and manufacture of the bubble containing liquid BLQ is also stopped. Further, the gas chamber GR of the generator 10 is closed by the gas valve 31, and the liquid chamber LR is closed by the upstream valve 21 and the downstream valve 22.

このようにする理由について、以下に説明する。
本実施形態の製造装置1を運転している途中で、ポンプPUを停止させると、ポンプPUの下流では、液体LQの液圧がほぼゼロにまで低下する。一方、気体室GR内の気圧は、気体バルブ31を閉じない場合は、レギュレータRGで調圧された気圧となる。一方、気体バルブ31を閉じた場合でも、気体バルブ31を閉じた後、微小気泡BBなどとなって気体GAが減少する分しか、気圧は低下しないから、気体室GRの気圧(残圧)は高い値に保たれる。このため、発生装置10では、気体室GR内の気体GAの気圧と液体室LR内の液体LQの液圧との差である、差圧(=気圧−液圧)が大きくなり、多量の気体GAが液体室LR中の液体LQに吹き込まれるため、大きな気泡が液体室LR内のみならず、液上流路LSUや液下流路LSDに拡がる。このため、この製造装置1を再起動させるに当たり、この気泡を除去する必要があるなどの面倒が生じていた。
The reason for this will be described below.
If the pump PU is stopped during the operation of the manufacturing apparatus 1 of the present embodiment, the liquid pressure of the liquid LQ is reduced to almost zero downstream of the pump PU. On the other hand, when the gas valve 31 is not closed, the atmospheric pressure in the gas chamber GR is the atmospheric pressure adjusted by the regulator RG. On the other hand, even when the gas valve 31 is closed, after the gas valve 31 is closed, the atmospheric pressure is reduced only by the amount of the gas GA that decreases as a microbubble BB or the like, so the atmospheric pressure (residual pressure) of the gas chamber GR is Kept high. For this reason, in the generator 10, the differential pressure (= atmospheric pressure−hydraulic pressure), which is the difference between the atmospheric pressure of the gas GA in the gas chamber GR and the hydraulic pressure of the liquid LQ in the liquid chamber LR, increases, and a large amount of gas Since GA is blown into the liquid LQ in the liquid chamber LR, large bubbles expand not only in the liquid chamber LR but also in the liquid upper flow path LSU and the liquid lower flow path LSD. For this reason, when restarting the manufacturing apparatus 1, troubles such as the need to remove the bubbles have occurred.

これに対し、この製造装置1では、制御部CNTが、ポンプPUを停止させるのみならず、上流バルブ21及び下流バルブ22を閉じさせる。このため、製造装置1を停止させたことにより、気体が液体室LR中の液体LQに吹き込まれても、大きな気泡が上流バルブ及び21や下流バルブ22を越えて、液上流路LSUや液下流路LSDに拡がることが防止される。
なお、気体バルブ31を閉じることで、気体室LR内の気圧を、気体バルブ31を開いたままとした場合に比して、気泡として気体GAが消費される分、低下させることができる。
In contrast, in the manufacturing apparatus 1, the control unit CNT not only stops the pump PU but also closes the upstream valve 21 and the downstream valve 22. For this reason, by stopping the manufacturing apparatus 1, even if gas is blown into the liquid LQ in the liquid chamber LR, large bubbles pass through the upstream valve 21 and the downstream valve 22, and the liquid upstream flow path LSU and liquid downstream. The road LSD is prevented from expanding.
In addition, by closing the gas valve 31, the atmospheric pressure in the gas chamber LR can be reduced as much as the gas GA is consumed as bubbles as compared with the case where the gas valve 31 is left open.

しかも、上流バルブ21及び下流バルブ22を閉じた後も、気体GAは、気体室GRの残圧によって、液体室LRの液体LQに気泡が生じさせようとするが、上下流を上流バルブ21及び下流バルブ22で締め切られた液体室LRでは、気泡が吹き込まれると液体LQの液圧が上がるので、気圧と液圧がバランスする差圧の大きさまでに、気泡の吹き込みが抑制されることにより、多量の気体GAが液体LQに吹き込まれない。   In addition, even after the upstream valve 21 and the downstream valve 22 are closed, the gas GA tends to generate bubbles in the liquid LQ in the liquid chamber LR due to the residual pressure in the gas chamber GR. In the liquid chamber LR closed by the downstream valve 22, the liquid pressure of the liquid LQ rises when bubbles are blown, so that the blowing of bubbles is suppressed to the magnitude of the differential pressure that balances the atmospheric pressure and the liquid pressure. A large amount of gas GA is not blown into the liquid LQ.

また、この製造装置1では、各バルブ21,22,31が自動バルブであり、ポンプPU及び各バルブ21,22,31を制御する制御部CNTを備えているので、製造装置1の起動や停止、運転などにおいて、制御部CNTにより、適切な順序やタイミングで、ポンプPUの駆動や停止、各バルブ21等の開閉等の動作を行わせることができる。また、この制御部CNTを用いて、上述の使用方法を容易に実現できている。   Moreover, in this manufacturing apparatus 1, since each valve 21,22,31 is an automatic valve and is provided with control part CNT which controls pump PU and each valve 21,22,31, starting and a stop of the manufacturing apparatus 1 are carried out. In operation, the controller CNT can perform operations such as driving and stopping the pump PU and opening and closing of the valves 21 and the like in an appropriate order and timing. In addition, the above-described usage method can be easily realized by using the control unit CNT.

前述したように、本実施形態では、ステップS42〜S44を、図6に示す順序とした。
しかし、上流バルブ21と下流バルブ22とは、相前後して閉じれば良く、同時あるいは下流バルブ22を先に閉じても良い。
As described above, in this embodiment, steps S42 to S44 are performed in the order shown in FIG.
However, the upstream valve 21 and the downstream valve 22 may be closed before and after, or the simultaneous downstream or downstream valve 22 may be closed first.

また、上流バルブ21及び下流バルブ22を閉じるに当たっては、流れている液体LQの慣性により、これらのバルブ21,22の上流側に水撃が生じ、下流側に液圧低下が生じる。これらを緩和するべく、各バルブ21,22を急激に閉じることを避け、バルブ21,22の閉じる速度を緩やかにする。具体的には、上流バルブ21及び下流バルブ22として、電動のバタフライバルブを用い、バルブを閉じる速度を制御し、全開から全閉までを1〜3秒程度で遷移させるとよい。
さらに、ポンプPUを停止させるに当たっては、ポンプPUの上流側に水撃が生じ、下流側に液圧低下の圧力波が生じるのを緩和するべく、急激に停止することを避け、インバータ制御による停止速度を低下させる制御を行い、ポンプPUの駆動から停止までを1〜5秒で遷移させるとよい。
Further, when closing the upstream valve 21 and the downstream valve 22, due to the inertia of the flowing liquid LQ, water hammer occurs on the upstream side of these valves 21 and 22, and the hydraulic pressure decreases on the downstream side. In order to alleviate these, avoid closing the valves 21 and 22 abruptly, and slow the closing speed of the valves 21 and 22. Specifically, an electric butterfly valve is used as the upstream valve 21 and the downstream valve 22, the valve closing speed is controlled, and the transition from fully open to fully closed may be made in about 1 to 3 seconds.
Furthermore, when stopping the pump PU, in order to mitigate the occurrence of water hammer on the upstream side of the pump PU and the pressure wave of the hydraulic pressure drop on the downstream side, avoid sudden stop, stop by inverter control It is good to perform control which reduces a speed and to make transition from the drive of pump PU to a stop in 1 to 5 seconds.

なお、上流バルブ21は、液上流配管LSUのうち液流入口144(10I)に近い位置に設けると良い。即ち、ポンプPUと液流入口144(10I)との間の液上流配管LSUの経路のうち、液流入口144(10I)側に配置すると良い。発生装置10に近い位置で、液体LQの流れの開閉を行うことができ、上流バルブ21と下流バルブ22の間に存在する液体LQの量を少なくでき、発生装置10のメンテナンスなどの場合に、廃棄する液体LQの量を減少できる。
また同様に、下流バルブ22は、液下流配管LSDのうち液流出口164(10D)に近い位置に設けると良い。即ち、タンクTK2と液流出口164(10D)との間の液下流配管LSDの経路のうち、液流出口164(10D)側に配置すると良い。発生装置10に近い位置で、液体LQの流れの開閉を行うことができ、上流バルブ21と下流バルブ22の間に存在する液体LQの量を少なくでき、発生装置10のメンテナンスなどの場合に、廃棄する液体LQの量を減少できる。
The upstream valve 21 is preferably provided at a position near the liquid inlet 144 (10I) in the liquid upstream pipe LSU. That is, it is good to arrange | position to the liquid inflow port 144 (10I) side among the path | routes of the liquid upstream piping LSU between pump PU and the liquid inflow port 144 (10I). In a position close to the generator 10, the flow of the liquid LQ can be opened and closed, the amount of the liquid LQ existing between the upstream valve 21 and the downstream valve 22 can be reduced, and in the case of maintenance of the generator 10, etc. The amount of liquid LQ to be discarded can be reduced.
Similarly, the downstream valve 22 may be provided at a position near the liquid outlet 164 (10D) in the liquid downstream pipe LSD. That is, it is preferable to arrange the liquid downstream pipe LSD between the tank TK2 and the liquid outlet 164 (10D) on the liquid outlet 164 (10D) side. In a position close to the generator 10, the flow of the liquid LQ can be opened and closed, the amount of the liquid LQ existing between the upstream valve 21 and the downstream valve 22 can be reduced, and in the case of maintenance of the generator 10, etc. The amount of liquid LQ to be discarded can be reduced.

なお、本実施形態では、前述のように、製造装置1の停止にあたり、ポンプPUの停止(ステップS42)以前に、気体バルブ31を閉じた(ステップS41:図6参照)。
早期に気体バルブ31を閉じて気体GAの供給を止めると、製造装置1の停止後の気体室GRにおける気体GAの気圧(残圧)を低くして、停止中に液体室LRの液体LQに気泡が吹き込まれる量を抑制できる。
In the present embodiment, as described above, when the manufacturing apparatus 1 is stopped, the gas valve 31 is closed before the pump PU is stopped (step S42) (step S41: see FIG. 6).
When the gas valve 31 is closed early and the supply of the gas GA is stopped, the pressure (residual pressure) of the gas GA in the gas chamber GR after the production apparatus 1 is stopped is lowered, and the liquid LQ in the liquid chamber LR is stopped during the stop. The amount of bubbles blown can be suppressed.

しかも、本実施形態の製造装置1は、気泡発生素子として、多孔質体からなるパイプ状の気泡発生管110を用いており、この気泡発生管110内に液体LQを流通させている。
このように、気泡発生管110を用いる発生装置10を備える本実施形態の製造装置1では、液体LQに接する気泡発生管110の面積が大きく、液体LQ中により多くの微小気泡BBを吹き込むことができる。
Moreover, the manufacturing apparatus 1 of the present embodiment uses a pipe-shaped bubble generating tube 110 made of a porous material as the bubble generating element, and the liquid LQ is circulated in the bubble generating tube 110.
As described above, in the manufacturing apparatus 1 of the present embodiment including the generating device 10 using the bubble generating tube 110, the area of the bubble generating tube 110 in contact with the liquid LQ is large, and more micro bubbles BB can be blown into the liquid LQ. it can.

以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、実施形態の製造装置1では、発生装置10に、多孔質体からなる筒状の気泡発生管110を気泡発生素子10Kとして用い、その内側に液体LQを流す形態を例示した。
しかし、発生装置としては、板状、半球殻状、球殻状の多孔質体を気泡発生素子に用いて、ハウジングと気泡発生素子とで、気体室と液体室を構成するようにしても良い。気泡発生管を用い、気泡発生管の内側に気体を、外側に液体を供給するようにした発生装置を用いることもできる。
In the above, the present invention has been described with reference to the embodiment. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that the present invention can be appropriately modified and applied without departing from the gist thereof. .
For example, in the manufacturing apparatus 1 of the embodiment, the form in which the cylindrical bubble generating tube 110 made of a porous body is used as the bubble generating element 10K and the liquid LQ is allowed to flow inside the generator 10 is illustrated.
However, as a generating device, a plate-like, hemispherical, or spherical shell-like porous body may be used for the bubble generating element, and the gas chamber and the liquid chamber may be configured by the housing and the bubble generating element. . It is also possible to use a generator that uses a bubble generating tube and supplies gas inside and inside the bubble generating tube.

また、実施形態の製造装置1では、タンクTK1の液体LQから、気泡含有液体BLQを製造して、タンクTK2に貯留する形態とした。しかし、タンクTK2を無くし、製造した気泡含有液体BLQをタンクTK1に戻し、繰り返し、液体LQ中に微小気泡BBを吹き込むようにしても良い。   In the manufacturing apparatus 1 of the embodiment, the bubble-containing liquid BLQ is manufactured from the liquid LQ in the tank TK1 and stored in the tank TK2. However, the tank TK2 may be eliminated, the produced bubble-containing liquid BLQ may be returned to the tank TK1, and the microbubbles BB may be blown into the liquid LQ repeatedly.

1 微小気泡含有液体の製造装置
10 微小気泡発生装置
10I 液流入口
10D 液流出口
10J 気体流入口
10H (微小気泡発生装置の)ハウジング
10HG (ハウジングのうち)気体室構成部
10HL (ハウジングのうち)液体室構成部
10K 気泡発生素子
GR 気体室
LR 液体室
PU ポンプ
LS 液配管
LSU 液上流配管(液上流路)
LSD 液下流配管(液下流路)
LH 排出配管
21 上流バルブ(上流自動バルブ)
22 下流バルブ(下流自動バルブ)
LQ 液体
BLQ 気泡含有液体
GA 気体
BB 微小気泡
GS ガス配管(気体供給路)
31 気体バルブ(気体自動バルブ)
CNT 制御部
NX (気泡発生管の)長手方向
NX1 (長手方向の)一方側
NX2 (長手方向の)他方側
110 気泡発生管(気泡発生素子)
120 ハウジング
130 上流側支持部
150 下流側支持部
170 胴部
131 (上流側支持部のうち)上流側保持具
139 (上流側支持部のうち)第1パッキン
140 (上流側支持部のうち)上流側カバー具
143 液流入部
144 液流入口
151 (下流側支持部のうち)下流側保持具
159 (下流側支持部のうち)第2パッキン
160 (下流側支持部のうち)下流側カバー具
163 液流出部
164 液流出口
171 管包囲部材(胴部)
172 (管包囲部材の)管包囲部
176 気体流入部
177 気体流入口
S42 ポンプを停止させるステップ
S41 気体バルブを閉じるステップ
S43 上流バルブを閉じるステップ
S44 下流バルブを閉じるステップ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Microbubble containing liquid manufacturing apparatus 10 Microbubble generator 10I Liquid inlet 10D Liquid outlet 10J Gas inlet 10H Housing 10HG (of microbubble generator) Gas chamber component 10HL (Of housing) Liquid chamber component 10K Bubble generating element GR Gas chamber LR Liquid chamber PU Pump LS Liquid pipe LSU Liquid upstream pipe (upper liquid flow path)
LSD liquid downstream piping (liquid flow path)
LH discharge pipe 21 Upstream valve (Upstream automatic valve)
22 Downstream valve (downstream automatic valve)
LQ Liquid BLQ Bubble-containing liquid GA Gas BB Microbubble GS Gas pipe (gas supply path)
31 Gas valve (Automatic gas valve)
CNT control unit NX Longitudinal direction NX1 (longitudinal direction) one side NX2 (longitudinal direction) other side 110 Bubble generating pipe (bubble generating element)
120 Housing 130 Upstream support 150 Downstream support 170 Body 131 (Upstream support) Upstream holder 139 (Upstream support) First packing 140 (Upstream support) Upstream Side cover 143 Liquid inflow portion 144 Liquid inflow port 151 (outside of downstream support portion) Downstream holding device 159 (out of downstream side support portion) Second packing 160 (out of downstream side support portion) Downstream side cover device 163 Liquid outflow portion 164 Liquid outflow port 171 Tube surrounding member (body)
172 Pipe surrounding portion 176 (of the tube surrounding member) 176 Gas inflow portion 177 Gas inlet S42 Step of stopping pump S41 Step of closing gas valve S43 Step of closing upstream valve S44 Step of closing downstream valve

Claims (7)

気体流入口、液流入口、及び液流出口を有するハウジング、及び、
上記ハウジング内に保持され、多孔質体からなる気泡発生素子を有し、
上記ハウジングと上記気泡発生素子は、
上記ハウジングの一部と上記気泡発生素子とで囲まれ、上記気体流入口に連通する気体室と、
上記ハウジングの他の一部と上記気泡発生素子とで囲まれ、上記液流入口及び上記液流出口に連通する液体室とを構成してなり、
上記液流入口から上記液体室に液体を流入させると共に、上記気体流入口から上記気体室に気体を供給し、上記気泡発生素子から上記液体中に上記気体の微小気泡を発生させて、気泡含有液体を上記液流出口から流出させる
微小気泡発生装置と、
上記気体流入口に接続し、上記気体流入口へ上記気体を供給する気体供給路と、
上記液流入口に接続し、上記液流入口へ上記液体を流す液上流路と、
上記液上流路を介して上記液流入口に、上記液体を圧送するポンプと、
上記液流出口に接続し、上記液流出口から上記気泡含有液体を流す液下流路と、を備え、
上記気体供給路は、上記気体流入口への上記気体の流通を開閉する気体バルブを有し、
上記液上流路は、上記液流入口への上記液体の流通を開閉する上流バルブを有し、
上記液下流路は、上記液流出口からの上記気泡含有液体の流通を開閉する下流バルブを有する
気泡含有液体の製造装置。
A housing having a gas inlet, a liquid inlet, and a liquid outlet; and
It has a bubble generating element that is held in the housing and is made of a porous body,
The housing and the bubble generating element are:
A gas chamber surrounded by a part of the housing and the bubble generating element and communicating with the gas inlet;
Surrounded by the other part of the housing and the bubble generating element, the liquid inlet and the liquid chamber communicating with the liquid outlet are configured,
Contains liquid from the liquid inlet to the liquid chamber, supplies gas from the gas inlet to the gas chamber, generates microbubbles of the gas in the liquid from the bubble generating element, and contains bubbles A microbubble generator for causing liquid to flow out of the liquid outlet,
A gas supply path connected to the gas inlet and supplying the gas to the gas inlet;
A liquid upper flow path connected to the liquid inlet and for flowing the liquid to the liquid inlet;
A pump for pumping the liquid to the liquid inlet through the liquid flow path;
A sub-flow channel that is connected to the liquid outlet and allows the bubble-containing liquid to flow from the liquid outlet;
The gas supply path has a gas valve that opens and closes the flow of the gas to the gas inlet,
The liquid flow path has an upstream valve that opens and closes the flow of the liquid to the liquid inlet,
The submerged flow path is a device for producing a bubble-containing liquid having a downstream valve that opens and closes the flow of the bubble-containing liquid from the liquid outlet.
請求項1に記載の気泡含有液体の製造装置であって、
前記気体バルブは、自動バルブからなる気体自動バルブであり、
前記上流バルブは、自動バルブからなる上流自動バルブであり、
前記下流バルブは、自動バルブからなる下流自動バルブであり、
前記ポンプの駆動、並びに、上記気体自動バルブ、上記上流自動バルブ、及び上記下流自動バルブの駆動を制御する制御部を備える
気泡含有液体の製造装置。
An apparatus for producing a bubble-containing liquid according to claim 1,
The gas valve is a gas automatic valve composed of an automatic valve,
The upstream valve is an upstream automatic valve composed of an automatic valve,
The downstream valve is a downstream automatic valve composed of an automatic valve,
An apparatus for producing a bubble-containing liquid, comprising: a controller that controls driving of the pump and driving of the gas automatic valve, the upstream automatic valve, and the downstream automatic valve.
請求項2に記載の気泡含有液体の製造装置であって、
前記制御部は、
上記気泡含有液体の製造装置の停止にあたり、
前記ポンプを停止させるのに加え、
前記気体自動バルブを閉じ、
前記上流自動バルブ及び前記下流自動バルブを閉じさせる
気泡含有液体の製造装置。
An apparatus for producing a bubble-containing liquid according to claim 2,
The controller is
In stopping the production apparatus for the bubble-containing liquid,
In addition to stopping the pump,
Close the gas automatic valve,
An apparatus for producing a bubble-containing liquid for closing the upstream automatic valve and the downstream automatic valve.
請求項3に記載の気泡含有液体の製造装置であって、
前記制御部は、
上記気泡含有液体の製造装置の停止にあたり、
前記ポンプの停止以前に、前記気体自動バルブを閉じる
気泡含有液体の製造装置。
An apparatus for producing a bubble-containing liquid according to claim 3,
The controller is
In stopping the production apparatus for the bubble-containing liquid,
An apparatus for producing a bubble-containing liquid that closes the gas automatic valve before the pump is stopped.
請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の気泡含有液体の製造装置であって、
前記気泡発生素子は、
多孔質体からなるパイプ状の気泡発生管であり、
上記気泡発生管内に前記液体を流通させる
気泡含有液体の製造装置。
An apparatus for producing a bubble-containing liquid according to any one of claims 1 to 4,
The bubble generating element is:
It is a pipe-shaped bubble generator tube made of a porous material,
An apparatus for producing a bubble-containing liquid for circulating the liquid in the bubble generation tube.
気体流入口、液流入口、及び液流出口を有するハウジング、及び、
上記ハウジング内に保持され、多孔質体からなる気泡発生素子を有し、
上記ハウジングと上記気泡発生素子は、
上記ハウジングの一部と上記気泡発生素子とで囲まれ、上記気体流入口に連通する気体室と、
上記ハウジングの他の一部と上記気泡発生素子とで囲まれ、上記液流入口及び上記液流出口に連通する液体室とを構成してなり、
上記液流入口から上記液体室に液体を流入させると共に、上記気体流入口から上記気体室に気体を供給し、上記気泡発生素子から上記液体中に上記気体の微小気泡を発生させて、気泡含有液体を上記液流出口から流出させる
微小気泡発生装置と、
上記気体流入口に接続し、上記気体流入口へ上記気体を供給する気体供給路と、
上記液流入口に接続し、上記液流入口へ上記液体を流す液上流路と、
上記液上流路を介して上記液流入口に、上記液体を圧送するポンプと、
上記液流出口に接続し、上記液流出口から上記気泡含有液体を流す液下流路と、を備え、
上記気体供給路は、上記気体流入口への上記気体の流通を開閉する気体バルブを有し、
上記液上流路は、上記液流入口への上記液体の流通を開閉する上流バルブを有し、
上記液下流路は、上記液流出口からの上記気泡含有液体の流通を開閉する下流バルブを有する
気泡含有液体の製造装置の使用方法であって、
上記気泡含有液体の製造装置の停止にあたり、
駆動している前記ポンプを停止させるステップと、
前記気体バルブを閉じるステップと、
上記上流バルブを閉じるステップと、
上記下流バルブを閉じるステップと、を備える
気泡含有液体の製造装置の使用方法。
A housing having a gas inlet, a liquid inlet, and a liquid outlet; and
It has a bubble generating element that is held in the housing and is made of a porous body,
The housing and the bubble generating element are:
A gas chamber surrounded by a part of the housing and the bubble generating element and communicating with the gas inlet;
Surrounded by the other part of the housing and the bubble generating element, the liquid inlet and the liquid chamber communicating with the liquid outlet are configured,
Contains liquid from the liquid inlet to the liquid chamber, supplies gas from the gas inlet to the gas chamber, generates microbubbles of the gas in the liquid from the bubble generating element, and contains bubbles A microbubble generator for causing liquid to flow out of the liquid outlet,
A gas supply path connected to the gas inlet and supplying the gas to the gas inlet;
A liquid upper flow path connected to the liquid inlet and for flowing the liquid to the liquid inlet;
A pump for pumping the liquid to the liquid inlet through the liquid flow path;
A sub-flow channel that is connected to the liquid outlet and allows the bubble-containing liquid to flow from the liquid outlet;
The gas supply path has a gas valve that opens and closes the flow of the gas to the gas inlet,
The liquid flow path has an upstream valve that opens and closes the flow of the liquid to the liquid inlet,
The sub-flow channel is a method of using a bubble-containing liquid production apparatus having a downstream valve that opens and closes the flow of the bubble-containing liquid from the liquid outlet.
In stopping the production apparatus for the bubble-containing liquid,
Stopping the pump being driven;
Closing the gas valve;
Closing the upstream valve;
Closing the downstream valve; and a method of using an apparatus for producing a bubble-containing liquid.
請求項6に記載の気泡含有液体の製造装置の使用方法であって、
前記気体バルブは、自動バルブからなる気体自動バルブであり、
前記上流バルブは、自動バルブからなる上流自動バルブであり、
前記下流バルブは、自動バルブからなる下流自動バルブであり、
気泡含有液体の製造装置は、
前記ポンプ、上記気体自動バルブ、上記上流自動バルブ、及び上記下流自動バルブの駆動を制御する制御部を備える
気泡含有液体の製造装置の使用方法。
It is a usage method of the manufacturing apparatus of the bubble containing liquid of Claim 6, Comprising:
The gas valve is a gas automatic valve composed of an automatic valve,
The upstream valve is an upstream automatic valve composed of an automatic valve,
The downstream valve is a downstream automatic valve composed of an automatic valve,
The apparatus for producing the bubble-containing liquid is:
A method for using an apparatus for producing a bubble-containing liquid, comprising: a controller that controls driving of the pump, the automatic gas valve, the upstream automatic valve, and the downstream automatic valve.
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