JP2017185445A - Microbubble generation unit and microbubble generation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、微細気泡生成ユニットおよび微細気泡生成装置に関し、さらに詳細には、気体を所定径の微細気泡として混合させた液体を吐出させる微細気泡生成ユニット、および当該微細気泡生成ユニットを備える微細気泡生成装置に関する。 The present invention relates to a fine bubble generating unit and a fine bubble generating device, and more specifically, a fine bubble generating unit that discharges a liquid in which a gas is mixed as fine bubbles having a predetermined diameter, and a fine bubble including the fine bubble generating unit. The present invention relates to a generation device.
従来より、液体に対して気体を微細気泡として混合させることによって得られる作用効果を様々な用途に利用しようとする研究が行われている。一つの事例として、当該気体としてオゾンを用いることによって、汚水、屎尿等の浄化や、半導体基板等の洗浄、等に極めて高い作用効果が得られることがわかってきている。当然ながら、この事例に留まらず、工業、食品、医療、農業、漁業、等の様々な分野においても、微細気泡の有用性が明らかにされつつある。 2. Description of the Related Art Conventionally, research has been conducted to use the effects obtained by mixing a gas as a fine bubble with a liquid for various purposes. As one example, it has been found that by using ozone as the gas, extremely high effects can be obtained for purifying sewage, urine, etc., cleaning semiconductor substrates, and the like. Needless to say, the usefulness of the fine bubbles is being revealed in various fields such as industry, food, medicine, agriculture, fishery, and the like.
ここで、液体に対してオゾンを微細気泡として混合させる装置の一例として、コロナ放電によりあらかじめ生成しておいたオゾンをベンチュリ管状のインジェクターによって液体に混合させる技術が開示されている(特許文献1参照)。あるいは、他の例として、気体を液体に含ませる時点で当該気体に放電を行ってオゾンを発生させながら混合させる技術が開示されている(特許文献2参照)。 Here, as an example of a device that mixes ozone as fine bubbles with a liquid, a technique is disclosed in which ozone generated in advance by corona discharge is mixed with a liquid by a venturi-shaped injector (see Patent Document 1). ). Alternatively, as another example, a technique is disclosed in which gas is discharged at the time when the gas is included in the liquid and mixed while generating ozone (see Patent Document 2).
工業をはじめとする様々な分野において微細気泡の有用性が明らかになるにつれて、必要とする所定径の微細気泡を効率よく多量に供給可能な微細気泡生成装置を求める要請が高まっている。 As the usefulness of microbubbles becomes clear in various fields including industry, there is an increasing demand for a microbubble generator that can efficiently supply a large amount of microbubbles having a predetermined diameter.
その一方で、上記の特許文献に例示される微細気泡生成装置等を、例えば、汚水、屎尿等の浄化処理用途に適用しようとすると、オゾンを微細気泡として含ませた液体(すなわち、汚水、屎尿等)をポンプを用いて循環させる構成が必要となる場合がある。しかし、特にオゾンのような活性化気体は、ポンプのシール部材(ゴム製のOリング等)の劣化を早めてしまう作用を生じさせるため、液体の漏出が発生してポンプを長期に亘り使用できないという課題が生じ得る。さらには、電気系統の部品に腐食を発生させるという課題も生じ得る。 On the other hand, when the fine bubble generating device or the like exemplified in the above patent document is applied to a purification treatment application such as sewage and urine, for example, a liquid containing ozone as fine bubbles (that is, sewage and urine) Etc.) may be required to circulate using a pump. However, an activated gas such as ozone causes an action of accelerating the deterioration of a pump seal member (such as a rubber O-ring), so that liquid leakage occurs and the pump cannot be used for a long time. The problem may arise. Furthermore, the problem of causing corrosion in the components of the electrical system may also occur.
本発明は、上記事情に鑑みてなされ、シンプルな構成からなり、所定径の微細気泡を効率よく多量に生成させることが可能であると共に、オゾンに例示される活性化気体を微細気泡として混合させた液体の生成も可能で、且つ、生成された液体を循環させる使用に対しても耐久性を備える微細気泡生成ユニットおよび微細気泡生成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, has a simple configuration, can efficiently generate a large amount of fine bubbles having a predetermined diameter, and mixes activated gas exemplified by ozone as fine bubbles. An object of the present invention is to provide a fine bubble generating unit and a fine bubble generating device that can generate a liquid and have durability against the use of circulating the generated liquid.
本発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。 The present invention solves the above-described problems by the solving means described below.
本発明に係る微細気泡生成ユニットは、収容容器と、収容容器の一方側を閉塞し、処理前液体および処理前気体が取り入れられる開口部を有する第1部材と、前記第1部材によって一方側が閉塞されるように配設される筒状の処理容器と、前記処理容器の他方側を閉塞する第2部材と、前記処理容器の内部に回転可能に配設され、回転により液体流動を行わせる羽根部材と、を備え、前記処理容器は、液体流動の方向に対して交差する方向に配設される衝突板を内部に有すると共に、微細気泡の態様をなす処理後気体として混合された状態の処理後液体を前記収容容器内へ吐出させる吐出口を有することを要件とする。 The fine bubble generating unit according to the present invention includes a storage container, a first member that closes one side of the storage container, and has an opening through which a pre-processing liquid and a pre-processing gas are taken in, and one side closed by the first member. A cylindrical processing container arranged as described above, a second member that closes the other side of the processing container, and a blade that is rotatably arranged inside the processing container and allows liquid flow by rotation And the processing container has a collision plate disposed in a direction crossing the direction of liquid flow, and is mixed as a post-processing gas in the form of fine bubbles. It is a requirement to have a discharge port for discharging the rear liquid into the storage container.
また、本発明に係る微細気泡生成ユニットは、内部空間を有すると共に、処理前液体および処理前気体が取り入れられる開口部を有する処理容器と、前記処理容器の内部空間に回転可能に配設され、回転により液体流動を行わせる羽根部材と、を備え、前記処理容器は、液体流動の方向に対して交差する方向に配設される衝突板を内部に有すると共に、微細気泡の態様をなす処理後気体として混合された状態の処理後液体を外部へ吐出させる吐出口を有することを要件とする。 Further, the fine bubble generating unit according to the present invention has an internal space and is disposed rotatably in the internal space of the processing container, and a processing container having an opening for taking in the pre-processing liquid and the pre-processing gas, A blade member that causes liquid flow by rotation, and the processing container has a collision plate disposed in a direction intersecting with the direction of liquid flow inside, and after processing that forms a form of fine bubbles It is a requirement to have a discharge port for discharging the processed liquid in a mixed state as a gas to the outside.
また、本発明に係る微細気泡生成装置は、前記の微細気泡生成ユニットが複数、連続して配設されており、一の微細気泡生成ユニットの吐出口が、隣接する他の微細気泡生成ユニットの開口部に連通するように配設されていることを要件とする。 Further, in the fine bubble generation device according to the present invention, a plurality of the fine bubble generation units are continuously arranged, and the discharge port of one fine bubble generation unit is connected to another adjacent fine bubble generation unit. It is a requirement that it is disposed so as to communicate with the opening.
本発明に係る微細気泡生成ユニットによれば、処理前気体を送出させた処理後液体を用いて、直径が所定径(一例として、1[μm]以下程度)まで微細化された微細気泡が処理後気体として混合された処理後液体を供給することが可能となる。 According to the micro-bubble generating unit according to the present invention, the micro-bubbles whose diameter is refined to a predetermined diameter (for example, about 1 [μm] or less) are processed using the post-processing liquid in which the pre-processing gas is sent out. It becomes possible to supply the processed liquid mixed as a post-gas.
また、本発明に係る微細気泡生成装置によれば、処理後液体に処理後気体として混合される所定径の微細気泡を効率よく多量に生成させることが可能となる。また、オゾンに例示される活性化気体を微細気泡として混合させた液体の生成も可能で、且つ、生成された液体を循環させる使用に対しても耐久性を備えた、シンプルな構成の装置が実現可能となる。 Moreover, according to the fine bubble generating apparatus according to the present invention, it is possible to efficiently generate a large amount of fine bubbles having a predetermined diameter mixed with the processed liquid as the processed gas. In addition, it is possible to generate a liquid in which an activated gas exemplified by ozone is mixed as fine bubbles, and a device with a simple configuration that is durable even when used to circulate the generated liquid. It becomes feasible.
(第一の実施形態)
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る微細気泡生成装置1について詳しく説明する。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。
(First embodiment)
Hereinafter, with reference to drawings, fine bubble generating device 1 concerning an embodiment of the present invention is explained in detail. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiments, and the repetitive description thereof may be omitted.
この微細気泡生成装置1は、オゾンや空気等の気体を所定径の気泡として液体に混合させた状態にして当該液体を吐出させる微細気泡生成装置である。本装置によれば、直径が所定径(一例として、1[μm]以下程度)まで微細化された気泡(本願において「微細気泡」と称するが、一般に「マイクロナノバブル」、「ウルトラファインバブル」等のように称される場合もある)が混合された液体が得られる。したがって、例えば、当該液体として汚水・屎尿に適用することにより高い浄化作用が得られ、あるいは、当該液体として洗浄液に適用することにより基板等の工業製品の高い洗浄作用が得られる等、多様な工業分野において極めて有用な作用効果を得ることが可能となる。さらに、工業分野に留まらず、食品、医療、農業、漁業等、様々な分野においても、有用な作用効果が得られることが判明してきている。 The fine bubble generating device 1 is a fine bubble generating device that discharges a liquid in a state where a gas such as ozone or air is mixed with the liquid as bubbles having a predetermined diameter. According to the present apparatus, bubbles (referred to as “fine bubbles” in the present application, but generally “micro-nano bubbles”, “ultra fine bubbles”, etc.) whose diameter has been reduced to a predetermined diameter (as an example, about 1 [μm] or less). In this case, a mixed liquid is obtained. Therefore, for example, a high purification action can be obtained by applying the liquid as sewage and human waste, or a high cleaning action of an industrial product such as a substrate can be obtained by applying the liquid as a cleaning liquid. It is possible to obtain extremely useful effects in the field. Furthermore, it has been found that useful effects can be obtained not only in the industrial field but also in various fields such as food, medicine, agriculture, and fishery.
ここで、第一の実施形態に係る微細気泡生成装置1(1A)の斜視図(概略図)を図1に示す。この微細気泡生成装置1(1A)は、複数の微細気泡生成ユニット10が、連続して配設された構成を備えている。この微細気泡生成ユニット10は、単体で用いても処理前液体および処理前気体を取り入れて、微細気泡の態様をなす処理後気体として混合された状態の処理後液体を吐出させる作用を得ることができるものである。この微細気泡生成ユニット10を複数、連続して配設すると共に、一の微細気泡生成ユニットにおいて吐出口から吐出される微細気泡の態様をなす処理後気体として混合された状態の処理後液体を、隣接する他の微細気泡生成ユニットにおいて開口部から取り入れられる処理前液体および処理前気体として用いて、連続的に処理を行うことによって、微細気泡の直径を1[μm]以下程度となるまで微細化を図ることが可能で、且つ、当該微細気泡を極めて効率よく多量に生成することが可能となる。 Here, a perspective view (schematic diagram) of the fine bubble generating device 1 (1A) according to the first embodiment is shown in FIG. This fine bubble generating apparatus 1 (1A) has a configuration in which a plurality of fine bubble generating units 10 are continuously arranged. This fine bubble generating unit 10 can obtain the action of taking in the pre-process liquid and the pre-process gas even when used alone and discharging the post-process liquid in a mixed state as the post-process gas in the form of fine bubbles. It can be done. A plurality of the fine bubble generating units 10 are continuously disposed, and the processed liquid in a state of being mixed as a processed gas that forms an aspect of the fine bubbles discharged from the discharge port in one fine bubble generating unit, By using the pre-treatment liquid and pre-treatment gas taken from the opening in another adjacent micro-bubble generating unit and continuously performing the processing, the micro-bubble diameter is reduced to about 1 [μm] or less. In addition, a large amount of the fine bubbles can be generated extremely efficiently.
一例として、微細気泡生成装置1(1A)は、上流側となる微細気泡生成ユニット10Aから、下流側に向かって、10B、10C、10D、10E、10Fの順に、6個の微細気泡生成ユニット10が並設して配置された構成としている。ただし、微細気泡生成ユニット10の個数は、6個に限定されるものではなく、生成を目的とする微細気泡の直径や、必要とする生成量等の諸条件に応じて、適宜、増減すればよい。 As an example, the micro-bubble generating device 1 (1A) includes six micro-bubble generating units 10 in the order of 10B, 10C, 10D, 10E, and 10F from the micro-bubble generating unit 10A on the upstream side toward the downstream side. Are arranged side by side. However, the number of the fine bubble generating units 10 is not limited to six, and may be appropriately increased or decreased according to various conditions such as the diameter of the fine bubbles to be generated and the required generation amount. Good.
また、上記液体の例としては、水、その他の薬液、処理液(洗浄液、研磨液等)、浄化対象となる液体(汚水・屎尿等)が想定される。一方、上記気体の例としては、オゾン、空気、酸素、水素、二酸化炭素、窒素、その他ガス(不活性ガス、フッ素系ガス)等が想定される。 Examples of the liquid include water, other chemicals, processing liquids (cleaning liquid, polishing liquid, etc.), and liquids to be purified (sewage, manure, etc.). On the other hand, examples of the gas include ozone, air, oxygen, hydrogen, carbon dioxide, nitrogen, and other gases (inert gas, fluorine-based gas).
先ず、微細気泡生成ユニット10の構成について説明する。 First, the configuration of the fine bubble generating unit 10 will be described.
微細気泡生成ユニット10は、処理前液体および処理前気体が取り入れられる開口部を有する第1部材12と、第1部材12によって一方側が閉塞されるように配設される筒状の処理容器20と、処理容器20の他方側を閉塞する第2部材14とを備えて構成されている。一例として、第1部材12、第2部材14は略円形の板状部材であり、処理容器20は円筒状部材である。いずれも、処理前気体としてオゾンを用いる場合があることを想定して、オゾン耐用性を備えるSUS316を用いて構成されている。ただし、これに限定されるものではなく、処理前液体および処理前気体に応じて、適宜、材料を選定すればよい。 The fine bubble generating unit 10 includes a first member 12 having an opening into which a pre-processing liquid and a pre-processing gas are taken in, and a cylindrical processing container 20 disposed so that one side is closed by the first member 12. The second member 14 that closes the other side of the processing container 20 is provided. As an example, the first member 12 and the second member 14 are substantially circular plate-like members, and the processing container 20 is a cylindrical member. In any case, assuming that ozone may be used as the pre-treatment gas, it is configured using SUS316 having ozone durability. However, the present invention is not limited to this, and materials may be appropriately selected according to the pre-treatment liquid and the pre-treatment gas.
本実施形態においては、処理容器20および第2部材14を収容する筒状の収容容器16をさらに備えており、第1部材12は、収容容器16の一方側の開口部を閉塞するように配設されている。一例として、収容容器16は透明な樹脂材料(塩化ビニル樹脂等)を用いて構成されている。これによれば、内部を通流する処理後液体の状態の確認、すなわち、微細気泡が生成されているか、もしくは所定径に到達しているか、または、液体において所望の変化(浄化等)が進行しているか等の確認を容器外部から目視により行うことが可能となる。ただし、構成材料は上記に限定されるものではなく、金属材料等を用いてもよい。 In the present embodiment, a cylindrical storage container 16 that stores the processing container 20 and the second member 14 is further provided, and the first member 12 is arranged so as to close the opening on one side of the storage container 16. It is installed. As an example, the storage container 16 is configured using a transparent resin material (vinyl chloride resin or the like). According to this, confirmation of the state of the treated liquid flowing through the inside, that is, whether fine bubbles are generated or reach a predetermined diameter, or a desired change (purification, etc.) in the liquid proceeds. It can be confirmed visually from the outside of the container. However, the constituent material is not limited to the above, and a metal material or the like may be used.
ここで、収容容器16内に処理容器20が収容された状態を図2に示す。このとき、当該処理容器20は一端側(図中、下端側)が第1部材12により閉塞されており、他端側(図中、上端側)が第2部材14により閉塞されている。さらに、第1部材12は、収容容器16の一端側(図中、下端側)を閉塞する構成にもなっている。 Here, FIG. 2 shows a state where the processing container 20 is stored in the storage container 16. At this time, one end side (the lower end side in the drawing) of the processing container 20 is closed by the first member 12, and the other end side (the upper end side in the drawing) is closed by the second member 14. Further, the first member 12 is configured to close one end side (the lower end side in the drawing) of the storage container 16.
さらに、内部構造をより分かり易く説明するために、分解図を図3〜図5に示す。先ず、図3は図2の状態から収容容器16を取り外した状態である。図4は図3の状態から第2部材14を取り外した状態である。処理容器20の内部には後述する羽根部材30が収容されている。次に、図5は図4の状態から羽根部材30を取り外した状態である。 Furthermore, in order to explain the internal structure more easily, exploded views are shown in FIGS. First, FIG. 3 shows a state where the container 16 is removed from the state shown in FIG. FIG. 4 shows a state where the second member 14 is removed from the state shown in FIG. A blade member 30 described later is accommodated in the processing container 20. Next, FIG. 5 shows a state in which the blade member 30 is removed from the state of FIG.
図5に示すように、第1部材12には、処理前液体および処理前気体が取り入れられる開口部として、貫通形成された流入口12aが設けられている。本実施形態においては、流入口12aは、処理前液体および処理前気体の両方が取り入れられる共通の開口部として一つ設けられている。すなわち、処理前液体は、上流側において処理前気体が送出された状態で流入口12aに到達する構成となっている。より具体的には、図1に示す台座50において、処理前液体が供給される液体流路52と、処理前気体が供給される気体流路54とが設けられている。このとき、気体流路54が液体流路52に連通しており、液体流路52内を通流する処理前液体中に処理前気体が送出される構成となっている。一例として、台座50は樹脂材料(塩化ビニル樹脂等)を用いて構成されている。 As shown in FIG. 5, the first member 12 is provided with an inflow port 12 a formed so as to penetrate therethrough as an opening through which the pre-treatment liquid and the pre-treatment gas are taken. In the present embodiment, one inflow port 12a is provided as a common opening through which both the pre-treatment liquid and the pre-treatment gas are taken. That is, the pre-treatment liquid is configured to reach the inflow port 12a in a state where the pre-treatment gas is delivered on the upstream side. More specifically, the pedestal 50 shown in FIG. 1 is provided with a liquid channel 52 to which a pre-treatment liquid is supplied and a gas channel 54 to which a pre-treatment gas is supplied. At this time, the gas flow path 54 communicates with the liquid flow path 52, and the pre-treatment gas is sent into the pre-treatment liquid flowing through the liquid flow path 52. As an example, the base 50 is configured using a resin material (vinyl chloride resin or the like).
なお、変形例として、処理前液体が取り入れられる開口部と、処理前気体が取り入れられる開口部とを、別々に第1部材12に設けて、処理容器20内で両者を混合させつつ微細気泡生成処理を行う構成としてもよい(不図示)。 As a modification, an opening for taking in the pre-treatment liquid and an opening for taking in the pre-treatment gas are separately provided in the first member 12, and fine bubbles are generated while mixing both in the treatment container 20. It is good also as a structure which performs a process (not shown).
一方、図5に示すように、処理容器20には、微細気泡の態様をなす処理後気体として混合された状態の処理後液体を外部へ吐出させる吐出口20bが設けられている(微細気泡生成作用については後述する)。本実施形態においては、処理容器20は、内部空間20Aを有する筒状部20Bを備えており、吐出口20bは筒状部20Bの周壁部20aにおいて径方向に貫通して設けられている。 On the other hand, as shown in FIG. 5, the processing container 20 is provided with a discharge port 20b that discharges the processed liquid in a mixed state as a processed gas in the form of fine bubbles to the outside (microbubble generation). The action will be described later). In the present embodiment, the processing container 20 includes a cylindrical portion 20B having an internal space 20A, and the discharge port 20b is provided through the peripheral wall portion 20a of the cylindrical portion 20B in the radial direction.
次に、液体の通流作用をなす羽根部材30について説明する。羽根部材30は、処理容器20の内部空間20Aに回転可能に配設されており、主軸24に連結されて回転駆動される構成となっている。羽根部材30の構成を、図6(平面図)、図7(正面図)、図8(底面図)、図9(図7におけるA−A線断面図)に示す。各図における矢印Bは羽根部材30の回転方向である。なお、構造を解り易くするために、図7においては一部のブレードのみ(図9におけるブレード36A、ブレード36Bに対応)の図示としている。 Next, the blade member 30 that performs the flow of liquid will be described. The blade member 30 is rotatably disposed in the internal space 20 </ b> A of the processing container 20, and is configured to be connected to the main shaft 24 and rotationally driven. The structure of the blade member 30 is shown in FIG. 6 (plan view), FIG. 7 (front view), FIG. 8 (bottom view), and FIG. 9 (sectional view taken along line AA in FIG. 7). An arrow B in each figure is the rotation direction of the blade member 30. In order to make the structure easy to understand, only some blades (corresponding to the blades 36A and 36B in FIG. 9) are shown in FIG.
羽根部材30は、それぞれが円板状の第1プレート32および第2プレート34と、それらの間に配設される複数個の板状のブレード36とを備えて構成されている。いずれも、オゾン耐用性を備えるSUS316を用いて構成されているが、これに限定されるものではない。 The blade member 30 includes a disk-shaped first plate 32 and a second plate 34, and a plurality of plate-shaped blades 36 disposed therebetween. Both are configured using SUS316 having ozone resistance, but are not limited thereto.
ここで、第1プレート32の板面の中心に貫通形成された主軸連結孔32a、および第2プレート34の板面の中心に貫通形成された主軸連結孔34aに主軸24が挿通されて固定される。これによって、羽根部材30は主軸24に連結されて主軸24の回転に伴い、回転駆動される。なお、処理容器20の第2部材14には主軸挿通孔14bが設けられ、シール部材(不図示)によってシールされる。また、第1部材12については、主軸24を挿通させる場合には流入口12aが主軸挿通孔として共用される。 Here, the main shaft 24 is inserted into and fixed to the main shaft connecting hole 32a formed through the center of the plate surface of the first plate 32 and the main shaft connecting hole 34a formed through the center of the plate surface of the second plate 34. The Thus, the blade member 30 is connected to the main shaft 24 and is driven to rotate as the main shaft 24 rotates. The second member 14 of the processing container 20 is provided with a main shaft insertion hole 14b and is sealed by a seal member (not shown). Moreover, about the 1st member 12, when inserting the main axis | shaft 24, the inflow port 12a is shared as a main axis insertion hole.
また、ブレード36は第1プレート32および第2プレート34の両方に固定される構成となっており、径方向に対して板面のなす角αが所定角度をなすように配設されている。一例として、10[°]≦α≦80[°]程度に設定され、α=60[°]程度が好適である。ただし、上記の構成に限定されるものではなく、平板状以外にも液体流動を生じさせることが可能な形状であればよい。 Further, the blade 36 is configured to be fixed to both the first plate 32 and the second plate 34, and is disposed such that an angle α formed by the plate surface with respect to the radial direction forms a predetermined angle. As an example, 10 [°] ≦ α ≦ 80 [°] is set, and α = 60 [°] is preferable. However, the present invention is not limited to the above-described configuration, and any shape that can cause liquid flow other than the flat plate shape may be used.
上記構成を備える羽根部材30の作用について説明する。主軸24によって羽根部材30が矢印B方向に回転駆動されると、ブレード36が液体を押し流す作用を生じ、液体流動が発生する。より具体的には、図中矢印Cで示すように、第1プレート32の板面の中心寄りの位置に形成された吸引口32bから液体が羽根部材30内へ吸引され、隣接するブレード36とブレード36との間を通過して、その径方向端部に位置する送出口30aから羽根部材30外へ送出される。送出された液体は、回転しながら液体を押し流すブレード36の作用によって、矢印B方向に沿って通流する旋回流となる。 The operation of the blade member 30 having the above configuration will be described. When the blade member 30 is rotationally driven by the main shaft 24 in the direction of arrow B, the blade 36 has an action of pushing away the liquid, and a liquid flow is generated. More specifically, as indicated by an arrow C in the figure, the liquid is sucked into the blade member 30 from the suction port 32b formed near the center of the plate surface of the first plate 32, and the adjacent blade 36 and It passes between the blades 36 and is sent out of the blade member 30 from the outlet 30a located at the radial end thereof. The delivered liquid becomes a swirl flow that flows along the direction of arrow B by the action of the blade 36 that pushes the liquid while rotating.
次に、処理容器20は、液体流動の方向(矢印B方向に沿う方向)に対して交差する方向に配設される板状の衝突板22を内部に有する。本実施形態に係る衝突板22は、板面が径方向に沿う方向となるように筒状部20Bの周壁部20aの内面に複数個(一例として12個程度であるが、これに限定されるものではない)が配設されている。なお、変形例として、衝突板を第1プレート32もしくは第2プレート34に設ける構成としてもよい(不図示)。 Next, the processing container 20 has a plate-shaped collision plate 22 disposed in a direction intersecting with the liquid flow direction (direction along the arrow B direction). The collision plate 22 according to the present embodiment has a plurality (for example, about 12) on the inner surface of the peripheral wall portion 20a of the cylindrical portion 20B so that the plate surface is in a direction along the radial direction, but is not limited thereto. Is not provided). As a modification, the collision plate may be provided on the first plate 32 or the second plate 34 (not shown).
ここで、微細気泡生成作用について説明する。 Here, the fine bubble generating action will be described.
先ず、収容容器16内、処理容器20内に処理前液体を貯留させる。例えば、微細気泡生成ユニット10全体を処理前液体に浸漬させることにより、流入口12aから処理前液体を流入させてもよく、あるいは、流入口12a(もしくは液体流路52)に処理前液体を供給する配管を接続することにより、処理前液体を流入させてもよい。 First, the pre-processing liquid is stored in the storage container 16 and the processing container 20. For example, the pre-treatment liquid may be introduced from the inflow port 12a by immersing the entire fine bubble generating unit 10 in the pre-treatment liquid, or the pre-treatment liquid is supplied to the inflow port 12a (or the liquid channel 52). The pre-treatment liquid may be allowed to flow by connecting a pipe to be used.
次いで、モータ等の駆動源(不図示)によって主軸24を駆動させることにより、処理容器20内の羽根部材30を回転駆動させる。一例として、主軸24の回転数は、500〜5000[rpm]程度に設定される。 Next, the blade member 30 in the processing container 20 is rotationally driven by driving the main shaft 24 by a driving source (not shown) such as a motor. As an example, the rotational speed of the main shaft 24 is set to about 500 to 5000 [rpm].
これによって、処理容器20の内部空間20Aにおいて液体流動が発生する。前述の通り、羽根部材30の回転により、第1プレート32の吸引口32bから処理前液体が羽根部材30内へ吸引される。ここで、吸引される処理前液体は、第1部材の流入口12aから供給されたものである。なお、本実施形態においては、前述の通り、処理前液体に処理前気体が送出されて混合された状態で、流入口12aから処理容器20内に供給(流入)させている。 Thereby, a liquid flow is generated in the internal space 20 </ b> A of the processing container 20. As described above, the pre-treatment liquid is sucked into the blade member 30 from the suction port 32 b of the first plate 32 by the rotation of the blade member 30. Here, the pre-treatment liquid to be sucked is supplied from the inlet 12a of the first member. In the present embodiment, as described above, the pre-treatment gas is supplied (inflowed) into the processing container 20 from the inflow port 12a in a state where the pre-treatment gas is sent and mixed with the pre-treatment liquid.
一方、羽根部材30の回転により、送出口30aから羽根部材30外へ送出された処理前液体は、羽根部材30の径方向外縁部と処理容器20の周壁部20aの内面との間において、矢印B方向に沿って通流する旋回流となる。 On the other hand, the liquid before processing sent out of the blade member 30 from the outlet 30a by the rotation of the blade member 30 is indicated by an arrow between the radially outer edge portion of the blade member 30 and the inner surface of the peripheral wall portion 20a of the processing container 20. It becomes a swirl flow that flows along the B direction.
さらに、羽根部材30の外縁部と処理容器20の周壁部20aとの間で発生した旋回流は、周壁部20aに設けられた衝突板22に衝突する。ここで、衝突板22に衝突する前の処理前液体は、当所は必要とする所定径よりも大きい直径(例えば、ミリメートルの大きさ)を有する気泡として処理前気体が混合された状態となっている。このような処理前気体が混合された処理前液体は、衝突板22の板面(ここでは旋回流に対向する表面22a)に衝突することによって、せん断される作用が生じる。このとき、処理前液体に包含されている処理前気体の気泡にもせん断作用が生じるため、当該気泡の直径が小さくなって、微細気泡化される作用が生じる。このようにして、微細気泡の態様をなす処理後気体として混合された状態の処理後液体が得られることとなる。 Further, the swirl flow generated between the outer edge portion of the blade member 30 and the peripheral wall portion 20a of the processing container 20 collides with a collision plate 22 provided on the peripheral wall portion 20a. Here, the pre-treatment liquid before colliding with the collision plate 22 is in a state in which the pre-treatment gas is mixed as bubbles having a diameter (for example, a size of millimeter) larger than a predetermined diameter required by the place. Yes. The pre-processing liquid mixed with such a pre-processing gas collides with the plate surface of the collision plate 22 (here, the surface 22a facing the swirl flow), thereby causing a shearing action. At this time, since the shearing action also occurs in the bubbles of the pre-treatment gas contained in the pre-treatment liquid, the diameter of the bubbles becomes small, and the action of making fine bubbles occurs. In this way, a treated liquid in a state of being mixed as a treated gas in the form of fine bubbles is obtained.
これと同時に、衝突板22の裏面22bの位置において、処理前気体が混合された処理前液体はキャビテーションを発生させていると考えられる。なお、発生条件は、処理前液体の流速や、処理前気体の混合等に応じて変わるものである。このキャビテーション発生の作用によっても、微細気泡の態様をなす処理後気体として混合された状態の処理後液体が得られるものと考えられる。 At the same time, the pre-treatment liquid mixed with the pre-treatment gas is considered to cause cavitation at the position of the back surface 22b of the collision plate 22. The generation conditions vary depending on the flow rate of the liquid before treatment, the mixing of the gas before treatment, and the like. It is considered that a post-treatment liquid in a state of being mixed as a post-treatment gas in the form of fine bubbles is also obtained by the action of this cavitation generation.
仮に、衝突板22の裏面22bに対応する位置(すなわち衝突板22に対して液体流動(旋回流)の方向の下流側位置)において、処理容器20の周壁部20aに吐出口20bを形成してしまうと、吐出口20bに向かう液体流動、すなわち裏面22bと平行に径方向に向かう液体流動が生じて、衝突板22の裏面22bにおけるキャビテーション発生が減少もしくは皆無となってしまう問題が生じ得る。 Temporarily, the discharge port 20b is formed in the peripheral wall part 20a of the processing container 20 in the position corresponding to the back surface 22b of the collision plate 22 (that is, the downstream position in the liquid flow (swirl flow) direction with respect to the collision plate 22). As a result, a liquid flow toward the discharge port 20b, that is, a liquid flow in the radial direction parallel to the back surface 22b occurs, and there may be a problem that the occurrence of cavitation on the back surface 22b of the collision plate 22 is reduced or eliminated.
したがって、本実施形態においては、吐出口20bは、筒状部20Bの周壁部20aにおいて、全てのもしくは一部の衝突板22に対して液体流動(旋回流)の方向の上流側に隣接する位置に貫通形成されて設けられる構成としている。これによれば、上記の問題の解決が可能になると共に、衝突板22の板面(表面22a)によって、衝突した液体(処理後液体が含まれた状態である)を吐出口へと誘導して処理容器20外へ送出させる作用も生じさせることができる。 Therefore, in the present embodiment, the discharge port 20b is adjacent to the upstream side in the liquid flow (swirl flow) direction with respect to all or a part of the collision plate 22 in the peripheral wall portion 20a of the cylindrical portion 20B. It is set as the structure formed by penetrating through. According to this, the above-mentioned problem can be solved, and the colliding liquid (in a state containing the treated liquid) is guided to the discharge port by the plate surface (surface 22a) of the collision plate 22. Thus, it is possible to cause an action to be sent out of the processing container 20.
なお、衝突板22は、板面が径方向と平行(すなわち周壁部20aの内面と直交)となるように配設することによって、処理前液体との衝突量を増加させることができるため、微細気泡生成作用も増加させることができると考えられる。ただし、この構成に限定されるものではなく、液体流動の方向(矢印B方向に沿う方向)に対して交差する成分を有するように板面を配置する構成であれば、微細気泡生成作用を得ることは可能である。 In addition, since the collision plate 22 can increase the amount of collision with the pre-treatment liquid by being disposed so that the plate surface is parallel to the radial direction (that is, orthogonal to the inner surface of the peripheral wall portion 20a), the collision plate 22 is fine. It is thought that the bubble generating action can also be increased. However, the present invention is not limited to this configuration, and a fine bubble generating action is obtained as long as the plate surface is arranged so as to have a component that intersects the liquid flow direction (direction along arrow B). It is possible.
次いで、処理容器20の周壁部20aの吐出口20bから吐出された、微細気泡の態様をなす処理後気体として混合された状態の処理後液体は、当該処理容器20が収容されている収容容器16内に貯留される。その後、収容容器16の他端側から流出させて、そのまま処理後液体として利用に供せられるか、あるいは、全部もしくは一部が循環されて再度、流入口12aから処理前液体として用いられる構成としてもよい。 Next, the treated liquid in a state of being mixed as a treated gas in the form of fine bubbles discharged from the discharge port 20b of the peripheral wall portion 20a of the processing container 20 is the storage container 16 in which the processing container 20 is stored. Stored inside. Thereafter, it is allowed to flow out from the other end side of the container 16 and used as it is as a processed liquid as it is, or the whole or a part is circulated and used again as a pre-processing liquid from the inlet 12a. Also good.
以上説明した通り、微細気泡生成ユニット10によれば、処理前気体を送出させた処理後液体を取り入れて、直径が所定径(一例として、1[μm]以下程度)まで微細化された微細気泡が処理後気体として混合された処理後液体を供給することが可能となる。 As described above, according to the fine bubble generating unit 10, the fine bubbles that have been refined to a predetermined diameter (for example, about 1 [μm] or less) by taking the post-treatment liquid in which the pre-treatment gas is sent out. It becomes possible to supply a post-treatment liquid mixed as a post-treatment gas.
しかしながら、微細気泡生成ユニット10を一つのみ用いて、上記処理後液体を供給する場合には、所定径(一例として、1[μm]以下程度)の微細気泡が必要量に対して十分に得られない(包含されない)場合も生じ得る。そのような場合には、微細気泡が混合された処理後液体の作用効果が十分に得られないことにもなり得る。 However, when supplying the processed liquid using only one fine bubble generating unit 10, fine bubbles having a predetermined diameter (for example, about 1 [μm] or less) can be obtained sufficiently with respect to the required amount. There may also be cases where it is not (not included). In such a case, the effect of the treated liquid mixed with fine bubbles may not be sufficiently obtained.
この問題を解決すべく案出されたのが、本実施形態に係る微細気泡生成装置1(1A)である。微細気泡生成装置1(1A)は、複数の微細気泡生成ユニット10が、連続して配設された構成を備えている。ここで、図10の説明図(模式図)を用いて微細気泡生成装置1(1A)の作用について説明する。なお、図中のドット(黒点)は気泡を表している。 The microbubble generator 1 (1A) according to the present embodiment has been devised to solve this problem. The fine bubble generating apparatus 1 (1A) has a configuration in which a plurality of fine bubble generating units 10 are continuously arranged. Here, the effect | action of the fine bubble production | generation apparatus 1 (1A) is demonstrated using explanatory drawing (schematic diagram) of FIG. In addition, the dot (black dot) in a figure represents the bubble.
図10に示す微細気泡生成装置1(1A)は、図1と同様に上流側となる微細気泡生成ユニット10Aから、下流側に向かって、10B、10C、10D、10E、の順で並設され、最下流位置の微細気泡生成ユニットが10Fとなる6段の積層構造として構成されている。ただし、6段に限定されるものではなく、諸条件に応じて積層段数は適宜、設定される。なお、本実施形態においては、台座50と最上流位置の微細気泡生成ユニット10Aとの間に、収容容器16(同形部材)を一つ介在させて液体流路52の延長部として流用している。ただし、この収容容器16を省略して、液体流路52と流入口12aとを直結する構成としてもよい(不図示)。 10 is arranged in parallel in the order of 10B, 10C, 10D, and 10E from the fine bubble generation unit 10A on the upstream side toward the downstream side, as in FIG. In the most downstream position, the microbubble generating unit is configured as a six-stage laminated structure with 10F. However, the number of layers is not limited to six, and the number of layers is appropriately set according to various conditions. In the present embodiment, one storage container 16 (same shape member) is interposed between the base 50 and the fine bubble generating unit 10A at the most upstream position and used as an extension of the liquid flow path 52. . However, the container 16 may be omitted and the liquid channel 52 and the inflow port 12a may be directly connected (not shown).
上流側となる微細気泡生成ユニット(例として図中10A)において吐出口20bから吐出されて収容容器16内に貯留された処理後液体(処理前気体および処理後気体の両方が包含された状態)を、隣接する下流側の微細気泡生成ユニット(例として図中10B)において流入口12aから取り入れられる処理前液体として用いる構成である。これによれば、上流側の微細気泡生成ユニット(例として図中10A)の吐出口20bから吐出される処理後液体よりも、隣接する下流側の微細気泡生成ユニット(例として図中10B)の吐出口20bから吐出される処理後液体において、微細気泡の直径を小さくすることができ、且つ、微細気泡の量を増加させることができる。したがって、微細気泡生成ユニット10を複数、配設して、連続的に処理を行うことによって、最下流位置となる微細気泡生成ユニット(例として図中10F)の吐出口20bから吐出される処理後液体に関しては、包含される微細気泡の全て(もしくは、ほぼ全て)の直径を1[μm]以下程度となるまで微細化を図ることが可能となり、且つ、当該微細気泡を極めて効率よく多量に生成することが可能となる。 The processed liquid discharged from the discharge port 20b and stored in the storage container 16 in the fine bubble generating unit (10A in the figure as an example) on the upstream side (a state in which both the pre-processing gas and the post-processing gas are included) Is used as the pre-treatment liquid taken from the inlet 12a in the adjacent downstream fine bubble generating unit (for example, 10B in the figure). According to this, rather than the post-processing liquid discharged from the discharge port 20b of the upstream fine bubble generating unit (for example, 10A in the figure), the downstream fine bubble generating unit (for example, 10B in the figure) adjacent to the downstream side. In the processed liquid discharged from the discharge port 20b, the diameter of the fine bubbles can be reduced and the amount of the fine bubbles can be increased. Therefore, after the process discharged from the discharge port 20b of the fine bubble generation unit (for example, 10F in the figure) at the most downstream position by disposing a plurality of the fine bubble generation units 10 and continuously performing the processing. For liquids, it is possible to reduce the diameter of all (or almost all) of the included fine bubbles to about 1 [μm] or less, and to produce a large amount of such fine bubbles very efficiently. It becomes possible to do.
なお、本実施形態に係る微細気泡生成装置1(1A)においては、並設された各微細気泡生成ユニット10で連続的な処理が行われた後、最終的に微細気泡が処理後気体として混合された処理後液体が流出される流出口16bを、最下流位置となる微細気泡生成ユニット10Fの収容容器16の周壁部16aに貫通形成して設ける構成としている。ただし、これに限定されるものではなく、微細気泡生成ユニット10Fの収容容器16の他方側(ここでは他端部)を閉塞するために嵌合される蓋部材56に貫通形成して設ける構成としてもよい(不図示)。なお、蓋部材56は一例として樹脂材料(塩化ビニル樹脂等)を用いて構成されている。 In addition, in the fine bubble production | generation apparatus 1 (1A) which concerns on this embodiment, after a continuous process is performed in each parallel microbubble production | generation unit 10, a fine bubble is finally mixed as processed gas. The outflow port 16b through which the processed liquid is discharged is formed so as to penetrate the peripheral wall portion 16a of the storage container 16 of the fine bubble generating unit 10F at the most downstream position. However, the present invention is not limited to this, and is configured to be formed by penetrating through the lid member 56 that is fitted to close the other side (here, the other end portion) of the storage container 16 of the fine bubble generating unit 10F. It is good (not shown). In addition, the cover member 56 is comprised using the resin material (vinyl chloride resin etc.) as an example.
ここで、本実施形態に係る微細気泡生成装置1(1A)において、処理前液体の例として水を用い、処理前気体の例として空気を用いて処理を行って得られた、微細気泡の態様をなす処理後気体として混合された状態の処理後液体の写真を図11に示す。この写真のように、例えば、波長532[nm]のレーザ光を照射することによって、処理後液体中に微細気泡が混合されていることを確認することができる。つまり、処理後液体に照射されたレーザ光が処理後液体中の微細気泡に反射して光の軌跡が視認できるからである。なお、レーザ光を照射していない状態(あるいは照射していない部分)においては、人間の視力では透き通った状態として視認される。ちなみに、微細気泡の直径が数十[μm]程度までしか微細化されていない場合には、処理後液体は白濁した状態として視認されることが確認されている。また、微細気泡が含まれない水のみの場合には、レーザ光の軌跡はほぼ視認することはできない。 Here, in the fine bubble generating apparatus 1 (1A) according to the present embodiment, a mode of fine bubbles obtained by performing processing using water as an example of the pre-treatment liquid and using air as an example of the pre-treatment gas. FIG. 11 shows a photograph of the treated liquid in a state of being mixed as a treated gas that forms the following. As shown in this photograph, for example, by irradiating with a laser beam having a wavelength of 532 [nm], it can be confirmed that fine bubbles are mixed in the liquid after the treatment. That is, the laser light irradiated to the processed liquid is reflected by the fine bubbles in the processed liquid, and the light locus can be visually recognized. In a state where the laser beam is not irradiated (or a portion where the laser beam is not irradiated), it is visually recognized as a transparent state by human vision. Incidentally, it has been confirmed that the liquid after treatment is visually recognized as a cloudy state when the diameter of the fine bubbles is reduced to about several tens [μm]. Further, in the case of only water that does not contain fine bubbles, the locus of the laser beam cannot be almost visually recognized.
レーザ光の通過部分の拡大写真を図12に示す。この写真は、微細気泡生成装置1において処理を行った処理後液体を採取してから6カ月以上経過した後の様子であるが、所定径(一例として、1[μm]以下程度)の微細気泡は、浮力の影響を受けることなく、開放状態のビーカー内でブラウン運動を続けながら、消滅することなく処理後液体中において存在していることが確認された。 An enlarged photograph of the laser beam passage is shown in FIG. This photograph shows a state after more than 6 months have passed since the processed liquid that was processed in the fine bubble generating device 1 was collected, but the fine bubbles with a predetermined diameter (for example, about 1 [μm] or less) Was confirmed to be present in the treated liquid without disappearing while continuing Brownian motion in an open beaker without being affected by buoyancy.
なお、本願発明者は、処理前気体として、様々なガス(酸素、水素、窒素、等)を用いて実験を行い、上記と同様の微細気泡の生成を確認済みである。したがって、用途に応じて、処理前気体および処理前液体を適宜選定することによって、工業、食品、医療、農業、漁業、等の様々な分野において極めて有用な作用効果を得ることが可能となる。 In addition, this inventor experimented using various gas (oxygen, hydrogen, nitrogen, etc.) as gas before a process, and has confirmed the production | generation of the fine bubble similar to the above. Therefore, it is possible to obtain extremely useful effects in various fields such as industry, food, medical care, agriculture, and fishery by appropriately selecting the pre-treatment gas and the pre-treatment liquid according to the application.
その他の構成上の特徴として、本実施形態に係る微細気泡生成装置1(1A)は、図10に示すように、下流側の微細気泡生成ユニット(例として図中10B)における第1部材12を、上流側となる微細気泡生成ユニット(例として図中10A)における収容容器16の他端側を閉塞する部材として共用する構成としている。これによれば、微細気泡生成装置1(1A)全体の構成を簡素化して、コンパクトに形成することが可能となる。 As another structural feature, the fine bubble generating device 1 (1A) according to the present embodiment includes the first member 12 in the downstream fine bubble generating unit (for example, 10B in the figure) as shown in FIG. The other end side of the container 16 in the fine bubble generating unit (for example, 10A in the figure) on the upstream side is shared as a member for closing. According to this, it becomes possible to simplify the structure of the whole fine bubble production | generation apparatus 1 (1A), and to form compactly.
さらに、図10に示すように、複数の前記微細気泡生成ユニット10A〜10Fにおける全ての羽根部材30を一つの主軸24によって同軸で回転させる構成とすることで、駆動機構を簡素化することが可能となる。 Furthermore, as shown in FIG. 10, the drive mechanism can be simplified by adopting a configuration in which all the blade members 30 in the plurality of fine bubble generating units 10 </ b> A to 10 </ b> F are rotated coaxially by one main shaft 24. It becomes.
このように、本実施形態に係る微細気泡生成装置1(1A)は、全体構造が極めて簡素で、部品点数も少ないため、製造コストを低減することができ、保守も容易となる。 As described above, the fine bubble generating device 1 (1A) according to the present embodiment has an extremely simple overall structure and a small number of parts, so that the manufacturing cost can be reduced and maintenance is facilitated.
なお、複数の前記微細気泡生成ユニット10A〜10Fにおいて、最終の微細気泡生成ユニット10Fの吐出口20bから吐出される微細気泡の態様をなす処理後気体として混合された状態の処理後液体を、最初の微細気泡生成ユニット10Aにおいて開口部(流入口12a)から取り入れられる処理前液体の一部もしくは全部として循環させて用いれば、上記の作用効果をより一層、高めることが可能となる。したがって、特に、処理前液体として汚水・屎尿に適用して、連続的に循環させて処理を行えば、極めて高い浄化作用を得ることが可能となる。 In the plurality of fine bubble generating units 10A to 10F, the processed liquid in a state of being mixed as the processed gas in the form of fine bubbles discharged from the discharge port 20b of the final fine bubble generating unit 10F is first If the microbubble generation unit 10A is used by being circulated as a part or all of the pre-treatment liquid taken from the opening (inflow port 12a), the above-described effects can be further enhanced. Therefore, in particular, when applied to sewage and manure as a pre-treatment liquid and continuously circulated for treatment, an extremely high purification effect can be obtained.
(第二の実施形態)
続いて、本発明の第二の実施形態に係る微細気泡生成装置1(1B)について説明する。本実施形態に係る微細気泡生成装置1(1B)は、前述の第一の実施形態に係る微細気泡生成装置1(1A)と基本的な構成は同様であるが、特に、微細気泡生成ユニット10の構成において相違点を有する。以下、当該相違点を中心に本実施形態について説明する。
(Second embodiment)
Then, the microbubble generator 1 (1B) which concerns on 2nd embodiment of this invention is demonstrated. The fine bubble generating device 1 (1B) according to the present embodiment has the same basic configuration as the fine bubble generating device 1 (1A) according to the first embodiment described above. There is a difference in the configuration. Hereinafter, the present embodiment will be described focusing on the difference.
第二の実施形態に係る微細気泡生成装置1(1B)の概略図を図13に示す。本実施形態においては、処理容器20における吐出口に関して、第一の実施形態において周壁部20aに貫通形成されていた吐出口20bをなくし、処理容器20の他方側(ここでは他端部)を閉塞する第2部材14の板面(一例として中央部周辺)に貫通形成された吐出口14aとして設ける構成としている。なお、符号56aは、本実施形態における流出口である。 FIG. 13 shows a schematic diagram of the fine bubble generating device 1 (1B) according to the second embodiment. In the present embodiment, with respect to the discharge port in the processing container 20, the discharge port 20b penetratingly formed in the peripheral wall portion 20a in the first embodiment is eliminated, and the other side (here, the other end portion) of the processing container 20 is closed. It is set as the structure provided as the discharge port 14a penetrated and formed in the plate surface (for example, center part periphery) of the 2nd member 14 to do. In addition, the code | symbol 56a is an outflow port in this embodiment.
この構成によれば、図13に示すように、上流側となる微細気泡生成ユニット(例として図中10G)の吐出口14aと、隣接する下流側となる微細気泡生成ユニット(例として図中10H)の流入口12aとが連通して(例えば、直結されて)配設される構成が実現できる。したがって、第一の実施形態において備えていた収容容器16を省略することが可能となるため、より一層、装置全体を簡素することが可能となる。 According to this configuration, as shown in FIG. 13, the discharge port 14a of the fine bubble generating unit on the upstream side (for example, 10G in the figure) and the adjacent fine bubble generating unit on the downstream side (for example, 10H in the figure). ) Inflow port 12a can be realized (for example, directly connected). Therefore, since the storage container 16 provided in the first embodiment can be omitted, the entire apparatus can be further simplified.
ここで、本実施形態に係る微細気泡生成装置1(1B)を構成する微細気泡生成ユニット10の内部構造を図14に示す。上記の通り、本実施形態においては、処理容器20内で処理(微細気泡生成処理)が行われた処理後液体の吐出口14aを、処理容器20の周壁部20aではなく、処理容器20の他方側(ここでは他端部)を閉塞する第2部材14に設ける構成であることに起因して、羽根部材30の構成においても第一の実施形態との相違点を有する(なお、図14中の羽根部材30のブレード36は、図7に対応する36A、36Bを図示している)。 Here, the internal structure of the fine bubble generating unit 10 constituting the fine bubble generating device 1 (1B) according to the present embodiment is shown in FIG. As described above, in the present embodiment, the post-processing liquid discharge port 14 a that has been subjected to processing (microbubble generation processing) in the processing container 20 is not the peripheral wall portion 20 a of the processing container 20 but the other side of the processing container 20. Due to the configuration of the second member 14 that closes the side (here, the other end portion), the configuration of the blade member 30 also differs from that of the first embodiment (in FIG. 14). The blade 36 of the blade member 30 of FIG. 6 is shown by 36A and 36B corresponding to FIG.
より具体的には、羽根部材30の第1プレート32の外縁部が、衝突板22と径方向に重なるようにして周壁部20aの内面に近接する位置まで延びる形状に形成されている。これによれば、衝突板22と衝突して生成された処理後液体が流入口12a方向に向けて逆流してしまうことが防止(抑制)できる。 More specifically, the outer edge portion of the first plate 32 of the blade member 30 is formed in a shape extending to a position close to the inner surface of the peripheral wall portion 20a so as to overlap the collision plate 22 in the radial direction. According to this, it is possible to prevent (suppress) that the treated liquid generated by colliding with the collision plate 22 flows backward toward the inlet 12a.
その一方で、羽根部材30の第2プレート34の外縁部が、衝突板22と径方向に重ならないように、衝突板22の径方向の端部(中心側の端部)に近接する位置で留める形状に形成されている。これによれば、衝突板22と衝突して生成された処理後液体を、羽根部材30の第2プレート34と、第2部材14との間に流出させることができ、吐出口14a方向に向かう液体流動を生じさせることができる。 On the other hand, the outer edge portion of the second plate 34 of the blade member 30 is close to the radial end portion (center side end portion) of the collision plate 22 so as not to overlap the collision plate 22 in the radial direction. It is formed in the shape to fasten. According to this, the processed liquid generated by colliding with the collision plate 22 can flow out between the second plate 34 of the blade member 30 and the second member 14, and is directed toward the discharge port 14 a. Liquid flow can occur.
このような構成を備える第二の実施形態に係る微細気泡生成装置1(1B)によっても、第一の実施形態に係る微細気泡生成装置1(1A)と同様の作用効果を得ることができる。 The same effect as the fine bubble generating device 1 (1A) according to the first embodiment can be obtained also by the fine bubble generating device 1 (1B) according to the second embodiment having such a configuration.
以上、説明した通り、本発明に係る微細気泡生成装置によれば、処理後液体および処理前気体を取り入れて、直径が所定径(一例として、1[μm]以下程度)まで微細化された微細気泡が処理後気体として混合された処理後液体を供給することが可能となる。さらに、処理後液体に包含される微細気泡を効率的に、且つ、多量に供給することが可能となる。 As described above, according to the fine bubble generating apparatus according to the present invention, the fine liquid that has been refined to a predetermined diameter (for example, about 1 [μm] or less) by taking in the liquid after treatment and the gas before treatment. It becomes possible to supply a post-treatment liquid in which bubbles are mixed as a post-treatment gas. Furthermore, it becomes possible to supply fine bubbles contained in the treated liquid efficiently and in a large amount.
また、微細気泡生成装置の流出口から流出された処理後液体を、再度、微細気泡生成装置の流入口から処理前液体として取り入れて循環処理を行うことが可能となる。したがって、従来装置のように、循環処理の駆動源となるポンプを設ける必要がなく、その結果、ポンプ内のシール劣化等の問題の解決も可能となる。すなわち、オゾンに例示される活性化気体を微細気泡として混合させた液体の生成が可能となり、且つ、生成された液体を循環させる使用に対しても耐久性を備える装置が実現可能となる。これは、特に、オゾンを用いて、循環処理により汚水、屎尿等の浄化を行う用途に対して、極めて好適である。 In addition, it is possible to perform the circulation process by taking again the processed liquid that has flowed out from the outlet of the fine bubble generating device as the pre-processing liquid from the inlet of the fine bubble generating device. Therefore, unlike the conventional apparatus, there is no need to provide a pump as a driving source for circulation processing, and as a result, problems such as seal deterioration in the pump can be solved. That is, it is possible to generate a liquid in which an activated gas exemplified by ozone is mixed as fine bubbles, and it is possible to realize an apparatus having durability even when used to circulate the generated liquid. This is extremely suitable particularly for applications in which ozone is used to purify sewage, manure, etc. by circulation treatment.
また、本発明に係る微細気泡生成装置は、全体構造が極めて簡素で、部品点数も少ないため、製造コストを低減することができ、保守も容易となる。 Further, the fine bubble generating apparatus according to the present invention has an extremely simple overall structure and a small number of parts, so that the manufacturing cost can be reduced and maintenance is easy.
なお、本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、本発明を逸脱しない範囲において種々変更可能である。 The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications can be made without departing from the present invention.
1、1A、1B 微細気泡生成装置
10、10A、10B、10C、10D、10E、10F、10G、10H、10I、10J、10K、10L 微細気泡生成ユニット
12 第1部材
12a 流入口(開口部)
14 第2部材
14a 吐出口
16 収容容器
16b 流出口
20 処理容器
20A 内部空間
20B 筒状部
20a 周壁部
20b 吐出口
22 衝突板
24 主軸
30 羽根部材
30a 送出口
32 第1プレート
34 第2プレート
34b 吸引口
36 ブレード
50 台座
56 蓋部材
1, 1A, 1B Fine bubble generation device 10, 10A, 10B, 10C, 10D, 10E, 10F, 10G, 10H, 10I, 10J, 10K, 10L Fine bubble generation unit 12 First member 12a Inlet (opening)
14 Second member 14a Discharge port 16 Storage container 16b Outlet 20 Processing container 20A Inner space 20B Cylindrical portion 20a Peripheral wall portion 20b Discharge port 22 Collision plate 24 Main shaft 30 Blade member 30a Outlet 32 First plate 34 Second plate 34b Suction Mouth 36 blade 50 pedestal 56 lid member
Claims (7)
収容容器の一方側を閉塞し、処理前液体および処理前気体が取り入れられる開口部を有する第1部材と、
前記第1部材によって一方側が閉塞されるように配設される筒状の処理容器と、
前記処理容器の他方側を閉塞する第2部材と、
前記処理容器の内部に回転可能に配設され、回転により液体流動を行わせる羽根部材と、を備え、
前記処理容器は、液体流動の方向に対して交差する方向に配設される衝突板を内部に有すると共に、微細気泡の態様をなす処理後気体として混合された状態の処理後液体を前記収容容器内へ吐出させる吐出口を有すること
を特徴とする微細気泡生成ユニット。 A container,
A first member that closes one side of the container and has an opening through which pre-treatment liquid and pre-treatment gas are taken; and
A cylindrical processing container disposed so that one side is closed by the first member;
A second member for closing the other side of the processing container;
A blade member that is rotatably arranged inside the processing vessel, and that allows liquid flow by rotation,
The processing container includes a collision plate disposed in a direction intersecting with the liquid flow direction, and the treated container in a state of being mixed as a treated gas in the form of fine bubbles. A fine bubble generating unit having a discharge port for discharging inside.
前記処理容器の内部空間に回転可能に配設され、回転により液体流動を行わせる羽根部材と、を備え、
前記処理容器は、液体流動の方向に対して交差する方向に配設される衝突板を内部に有すると共に、微細気泡の態様をなす処理後気体として混合された状態の処理後液体を外部へ吐出させる吐出口を有すること
を特徴とする微細気泡生成ユニット。 A processing vessel having an internal space and having an opening into which the pre-processing liquid and the pre-processing gas are taken; and
A blade member that is rotatably disposed in the internal space of the processing vessel, and that allows liquid flow by rotation, and
The processing container has a collision plate disposed in a direction intersecting with the liquid flow direction, and discharges the processed liquid in a mixed state as a processed gas in the form of fine bubbles to the outside. A fine bubble generating unit characterized by having a discharge port.
前記衝突板は、板面が径方向に沿う方向となるように前記筒状部の周壁部の内面に複数配設されていること
を特徴とする請求項2記載の微細気泡生成ユニット。 The processing container is provided with a cylindrical portion having the internal space,
3. The fine bubble generating unit according to claim 2, wherein a plurality of the collision plates are arranged on the inner surface of the peripheral wall portion of the cylindrical portion so that the plate surface is in a direction along the radial direction.
を特徴とする請求項3記載の微細気泡生成ユニット。 The discharge port is provided to be formed so as to penetrate in a position adjacent to the upstream side in the liquid flow direction with respect to all or a part of the collision plate in the peripheral wall portion of the cylindrical portion. The fine bubble generating unit according to claim 3.
一の微細気泡生成ユニットの吐出口が、隣接する他の微細気泡生成ユニットの開口部に連通するように配設されていること
を特徴とする微細気泡生成装置。 A plurality of the fine bubble generating units according to any one of claims 1 to 4 are continuously arranged,
A fine bubble generating apparatus, wherein a discharge port of one fine bubble generating unit is arranged to communicate with an opening of another adjacent fine bubble generating unit.
を特徴とする請求項5記載の微細気泡生成装置。 The fine bubble generating apparatus according to claim 5, further comprising a main shaft that coaxially rotates all the blade members in the plurality of fine bubble generating units.
を特徴とする請求項5または請求項6記載の微細気泡生成装置。 In the plurality of fine bubble generating units arranged in succession, the processed liquid in a state of being mixed as the processed gas in the form of fine bubbles discharged from the discharge port of the final fine bubble generating unit is first 7. The fine bubble generating apparatus according to claim 5, wherein the fine bubble generating device is used as a part or all of the pre-treatment liquid taken from the opening in the fine bubble generating unit.
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