JP2021037497A - Fine bubble generation nozzle - Google Patents
Fine bubble generation nozzle Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021037497A JP2021037497A JP2019162097A JP2019162097A JP2021037497A JP 2021037497 A JP2021037497 A JP 2021037497A JP 2019162097 A JP2019162097 A JP 2019162097A JP 2019162097 A JP2019162097 A JP 2019162097A JP 2021037497 A JP2021037497 A JP 2021037497A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressurized water
- gas
- side opening
- dissolved pressurized
- dissolved
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 144
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 9
- 230000006837 decompression Effects 0.000 claims description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 12
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 8
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 6
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 5
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
- 239000008400 supply water Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Landscapes
- Nozzles (AREA)
Abstract
Description
本明細書で開示する技術は、微細気泡発生ノズルに関する。 The technique disclosed herein relates to a fine bubble generating nozzle.
特許文献1には、微細気泡発生ノズルが開示されている。この微細気泡発生ノズルは、微細な噴出孔を有する筒状部材であるノズル本体と、ノズル本体の先端に取り付けられるノズルカバーとを備える。ノズルカバーは、噴出孔に対向する壁と、噴出孔よりも微細な流出孔とを有する。 Patent Document 1 discloses a nozzle for generating fine bubbles. The fine bubble generating nozzle includes a nozzle body which is a tubular member having fine ejection holes, and a nozzle cover attached to the tip of the nozzle body. The nozzle cover has a wall facing the ejection hole and an outflow hole finer than the ejection hole.
特許文献1の微細気泡発生ノズルでは、気体(例えば空気、炭酸ガス、水素等)が水に溶解している気体溶解加圧水がノズル本体に供給されると、気体溶解加圧水は、ノズル本体を通って噴出孔から壁に向けて噴出される。噴出孔から噴出された気体溶解加圧水は、壁に衝突してノズルカバー内で迂回した後、流出孔から流出箇所(具体的には浴槽)に流出される。気体溶解加圧水は、微細な噴出孔、及び、さらに微細な流出孔を通過することにより、大気圧まで徐々に減圧される。気体溶解加圧水が減圧される過程において、気体溶解加圧水に溶解されていた気体が析出し、微細気泡が発生する。即ち、特許文献1の微細気泡発生ノズルでは、気体溶解加圧水の流通過程で気体溶解加圧水を減圧することにより、流出箇所(具体的には浴槽)に流出される気体溶解加圧水に微細気泡を含ませることができる。 In the fine bubble generating nozzle of Patent Document 1, when gas-dissolved pressurized water in which a gas (for example, air, carbon dioxide, hydrogen, etc.) is dissolved in water is supplied to the nozzle body, the gas-dissolved pressurized water passes through the nozzle body. It is ejected from the ejection hole toward the wall. The gas-dissolved pressurized water ejected from the ejection hole collides with the wall and detours in the nozzle cover, and then flows out from the outflow hole to the outflow point (specifically, the bathtub). The gas-dissolved pressurized water is gradually depressurized to atmospheric pressure by passing through a fine ejection hole and a finer outflow hole. In the process of depressurizing the gas-dissolved pressurized water, the gas dissolved in the gas-dissolved pressurized water is precipitated and fine bubbles are generated. That is, in the fine bubble generation nozzle of Patent Document 1, the gas dissolution pressurized water is depressurized in the flow process of the gas dissolution pressurized water, so that the gas dissolution pressurized water flowing out to the outflow point (specifically, the bathtub) contains the fine bubbles. be able to.
しかしながら、特許文献1の微細気泡発生ノズルでは、流出箇所に流出される気体溶解加圧水に含まれる微細気泡の量が不十分であるという状況が発生する。 However, in the fine bubble generating nozzle of Patent Document 1, a situation occurs in which the amount of fine bubbles contained in the gas-dissolved pressurized water flowing out to the outflow portion is insufficient.
本明細書では、流出箇所に流出される気体溶解加圧水に微細気泡を大量に含ませることができる技術を提供する。 The present specification provides a technique capable of containing a large amount of fine bubbles in the gas-dissolved pressurized water flowing out to the outflow point.
本明細書によって開示される微細気泡発生ノズルは、減圧流通部であって、上流側端部から下流側端部に向けて、気体が水に溶解している気体溶解加圧水を通過させる減圧管と、前記上流側端部に開口され、外部から前記減圧管内に前記気体溶解加圧水を導入する導入口と、前記減圧管のうち前記導入口よりも下流側に設けられ、前記減圧管内に導入された前記気体溶解加圧水を通過させる入口側開口部と、前記入口側開口部よりも下流側である前記下流側端部に開口された出口側開口部と、を備えており、前記入口側開口部の開口面積は前記導入口の開口面積よりも小さく、前記出口側開口部の開口面積は前記入口側開口部の開口面積よりも大きい、前記減圧流通部と、前記減圧流通部の下流側に設けられる衝突室であって、前記出口側開口部から排出された前記気体溶解加圧水を通過させる流路空間と、前記出口側開口部に対向する範囲に設けられ、前記出口側開口部から排出される前記気体溶解加圧水が衝突することによって前記気体溶解加圧水の流れる向きを変更させる衝突壁と、前記衝突壁のうち、前記出口側開口部から排出される前記気体溶解加圧水の流れ方向の中心軸を含む中心範囲に対向する特定領域に開口される少なくとも1個の通孔であって、前記気体溶解加圧水の一部を前記衝突壁の外部に通過させる前記少なくとも1個の通孔と、を有する、前記衝突室と、前記衝突壁に衝突して前記衝突室を通過した後の前記気体溶解加圧水を流出箇所に流出させる流出部と、を備える。 The fine bubble generating nozzle disclosed by the present specification is a decompression flow unit, and is a decompression tube for passing gas-dissolved pressurized water in which a gas is dissolved in water from an upstream end to a downstream end. , An introduction port opened at the upstream end to introduce the gas-dissolved pressurized water into the pressure reducing pipe from the outside, and a pressure reducing pipe provided on the downstream side of the introduction port and introduced into the pressure reducing pipe. An inlet-side opening through which the gas-dissolved pressurized water is passed and an outlet-side opening opened at the downstream-side end portion downstream of the inlet-side opening are provided, and the inlet-side opening is provided. The opening area is smaller than the opening area of the introduction port, and the opening area of the outlet side opening is larger than the opening area of the inlet side opening. The collision chamber, which is provided in a flow path space through which the gas-dissolved pressurized water discharged from the outlet-side opening passes and a range facing the outlet-side opening, and is discharged from the outlet-side opening. A collision wall that changes the flow direction of the gas-dissolved pressurized water when the gas-dissolved pressurized water collides, and a center of the collision wall including the central axis of the gas-dissolved pressurized water discharged from the outlet-side opening in the flow direction. The collision having at least one through hole opened in a specific region facing the range and at least one through hole for passing a part of the gas-dissolved pressurized water to the outside of the collision wall. It includes a chamber and an outflow portion that allows the gas-dissolved pressurized water after colliding with the collision wall and passing through the collision chamber to flow out to the outflow portion.
上記の構成によると、気体溶解加圧水は、外部から減圧管内に導入される際に入口側開口部を通過することによって流速が上昇し、その結果減圧される(ベンチュリー効果)。気体溶解加圧水が減圧されることにより、気体溶解加圧水に溶解していた気体が析出し、微細気泡の元になる気泡(気泡核とも言う)が発生する。その後、気体溶解加圧水は、減圧管の出口側開口部に向かって流れる間に徐々に増圧される。減圧によって気泡が析出させられた後の気体溶解加圧水が増圧されると、気体溶解加圧水に含まれる気泡が分裂して微細気泡になる。 According to the above configuration, when the gas-dissolved pressurized water is introduced into the pressure reducing pipe from the outside, the flow velocity is increased by passing through the inlet side opening, and as a result, the pressure is reduced (Venturi effect). When the gas-dissolved pressurized water is depressurized, the gas dissolved in the gas-dissolved pressurized water is precipitated, and bubbles (also called bubble nuclei) that are the source of fine bubbles are generated. After that, the gas-dissolved pressurized water is gradually increased in pressure while flowing toward the outlet side opening of the pressure reducing pipe. When the pressure of the gas-dissolving pressurized water after the bubbles are precipitated by the reduced pressure is increased, the bubbles contained in the gas-dissolving pressurized water are split into fine bubbles.
そして、上記の構成によると、出口側開口部から衝突室内に排出される気体溶解加圧水のうち、流れ方向の中心軸を含む中心範囲の水が通孔を通って衝突壁の外部に排出される。中心範囲の水が衝突壁に衝突することなく通孔を通過することで、減圧管内の流れ方向の中心付近の気体溶解加圧水の流速が低下しにくくなる。一方、減圧管内を流れる気体溶解加圧水のうち、中心範囲以外の範囲である周辺範囲の水は、減圧管の内壁との間に生じる摩擦によって流速が低下する。その結果、減圧管内を流れる気体溶解加圧水のうち、中心付近と周辺付近との流速差が大きくなる。中心付近と周辺付近との流速差が大きくなることで、減圧管内の気体溶解加圧水中により大きな流速差を発生させることができ、その結果として気体溶解加圧水中に発生した気泡核をより多く分裂させ、より多くの微細気泡を発生させることができる。従って、上記の構成によると、流出箇所に流出される気体溶解加圧水に微細気泡を大量に含ませることができる。 Then, according to the above configuration, of the gas-dissolved pressurized water discharged from the outlet side opening into the collision chamber, the water in the central range including the central axis in the flow direction is discharged to the outside of the collision wall through the through hole. .. Since the water in the central range passes through the through hole without colliding with the collision wall, the flow velocity of the gas-dissolved pressurized water near the center in the flow direction in the pressure reducing pipe is less likely to decrease. On the other hand, among the gas-dissolved pressurized water flowing in the pressure reducing pipe, the flow velocity of the water in the peripheral range other than the central range decreases due to the friction generated between the water flowing in the pressure reducing pipe and the inner wall of the pressure reducing pipe. As a result, the difference in flow velocity between the vicinity of the center and the vicinity of the periphery of the gas-dissolved pressurized water flowing in the pressure reducing pipe becomes large. By increasing the flow velocity difference between the vicinity of the center and the vicinity of the periphery, it is possible to generate a larger flow velocity difference in the gas-dissolved pressurized water in the pressure reducing tube, and as a result, more bubble nuclei generated in the gas-dissolved pressurized water are split. , More fine bubbles can be generated. Therefore, according to the above configuration, a large amount of fine bubbles can be contained in the gas-dissolved pressurized water flowing out to the outflow point.
ここで言う「特定領域に開口される少なくとも1個の通孔」は、特定領域のうち、流れ方向の中心軸に対向する部分に開口される1個の通孔と、特定領域のうち、流れ方向の中心軸から少しずらして開口される1個又は複数個の通孔と、のどちらも含む。 The "at least one through hole opened in a specific area" referred to here is one through hole opened in a portion of the specific area facing the central axis in the flow direction, and the flow of the specific area. Includes either one or more through holes that are opened slightly offset from the central axis of direction.
前記少なくとも1個の通孔の合計開口面積は、前記入口側開口部の開口面積よりも小さくてもよい。 The total opening area of the at least one through hole may be smaller than the opening area of the inlet side opening.
上記の構成によると、衝突室内に排出される気体溶解加圧水のうち、流れ方向の中心軸を含む中心範囲の水のみが通孔を通過することができる。そのため、中心付近と周辺付近との流速差が大きい状態が適切に維持される。 According to the above configuration, of the gas-dissolved pressurized water discharged into the collision chamber, only the water in the central range including the central axis in the flow direction can pass through the through hole. Therefore, a state in which the flow velocity difference between the vicinity of the center and the vicinity of the periphery is large is appropriately maintained.
前記衝突室は、前記衝突壁のうち、前記少なくとも1個の通孔のそれぞれの周囲に設けられ、前記衝突壁から前記出口側開口部に向かって突出する突出部をさらに備えてもよい。 The collision chamber may be further provided with a protrusion that is provided around each of the at least one through hole in the collision wall and projects from the collision wall toward the outlet side opening.
上記の構成によると、衝突室が、通孔の周囲を突出させた突出部を有することで、周辺範囲の気体溶解加圧水の流れが、突出部に衝突することで、通孔に入りにくくなる。そのため、中心範囲の気体溶解加圧水の流れだけを通孔に導入することができる。その結果、中心付近と周辺付近との流速差が大きい状態が適切に維持される。 According to the above configuration, since the collision chamber has a protruding portion protruding around the through hole, the flow of gas-dissolved pressurized water in the peripheral range collides with the protruding portion, so that it becomes difficult to enter the through hole. Therefore, only the flow of gas-dissolved pressurized water in the central range can be introduced into the through hole. As a result, a state in which the flow velocity difference between the vicinity of the center and the vicinity of the periphery is large is appropriately maintained.
(実施例)
(微細気泡発生ノズル10の構成)
図1〜図4を参照して、実施例の微細気泡発生ノズル10について説明する。微細気泡発生ノズル10は、浴槽(図示省略)等の流出箇所に微細気泡を含む水を供給するためのノズルである。図1に示すように、微細気泡発生ノズル10は、ノズル本体20と、ホルダ部40と、を備える。図1、図2において、ノズル本体20は、ホルダ部40に支持されている。
(Example)
(Structure of Fine Bubble Generation Nozzle 10)
The fine
(ノズル本体20の構成)
図1〜図3を参照して、ノズル本体20の構成について説明する。なお、以下の説明では、図2中のX軸方向を左右方向、Y軸方向を上下方向、Z軸方向を前後方向と呼ぶ場合がある。図3に示すように、ノズル本体20は、減圧管22と鍔部28とを備える。
(Structure of nozzle body 20)
The configuration of the
図1〜図3に示すように、減圧管22は、空気が水に溶解している空気溶解加圧水の圧力を減圧することができる管状部材である。図2に示すように、減圧管22の内部には、減圧管22内を2本の管部に区画する区画壁25が設けられている。減圧管22の後方側の上流側端部22a(図中Z軸の負方向側の端部)には、2個の導入口23が開口されている。導入口23には、空気が水に溶解している空気溶解加圧水を供給するための給水手段(図示しない)から、空気溶解加圧水が供給される。導入口23には上記給水手段が接続されていてもよい。ここで、空気溶解加圧水は、流出箇所に供給される微細気泡を含む水の原料となる液体である。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
減圧管22のうち、上流側端部22aの近傍であって、2個の導入口23よりもやや前方寄り(即ち、下流側寄り。Z軸の正方向寄りとも言う)の位置には、2個の入口側開口部24が開口されている。入口側開口部24の開口面積は、導入口23の開口面積よりも小さい。言い換えると、減圧管22は、入口側開口部24において縮径されている。区画壁25は、減圧管22の後方側の上流側端部22a(図中Z軸の負方向側の端部)から、減圧管22の途中までの区間を2本の管部に区画している。そのため、減圧管22の前方側の下流側端部22b(図中Z軸の正方向側の端部)は、区画壁25によって2本の管部に区画されていない。下流側端部22bには、1個の出口側開口部26のみが開口されている。本実施例では、出口側開口部26の開口面積(即ちXY平面上の面積)は、2個の入口側開口部24の開口面積(即ちXY平面上の面積)の合計面積よりも大きい。言い換えると、減圧管22は、入口側開口部24から出口側開口部26に向かって拡径されている。
Of the
図1〜図3に示すように、鍔部28は、減圧管22の前後方向中間部付近の外面に設けられている円板状部材である。図2に示すように、鍔部28の外径は、減圧管22の外径よりも大きい。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
(ホルダ部40の構成)
続いて、図1、図2、図4を参照して、ホルダ部40の構成について説明する。図4に顕著に示されるように、ホルダ部40は、外側円筒部42と、内側円筒部44と、2個の連結部52と、を備える。外側円筒部42と2個の連結部52とは連続して一体に成形されている。内側円筒部44は、外側円筒部42の内側に収容されて形成されている。
(Structure of holder portion 40)
Subsequently, the configuration of the
外側円筒部42は、円筒状の部材である。図2、図4に示すように、後方側の開口部には、上述のノズル本体20の鍔部28を収容するための段差43が形成されている。
The outer
2個の連結部52は、それぞれ、外側円筒部42の外周面から外側に突出して形成されている。連結部52には、ネジ穴Bが設けられている。連結部52のネジ穴Bは、ホルダ部40を浴槽接続具(図示省略)に取付けるためのネジ穴である。なお、浴槽接続具は、微細気泡発生ノズル10を浴槽に取付けるための機具である。ホルダ部40内に、ノズル本体20を挿入した後に、浴槽接続具の取付穴(図示省略)と連結部52のネジ穴Bを位置合わせし、ネジ部材(図示省略)をネジ穴Bに螺合させることで、微細気泡発生ノズル10と浴槽接続具が連結される。
Each of the two connecting
内側円筒部44は、外側円筒部42の内側に収容されて形成されている筒状部材である。内側円筒部44は、4個の接続部48を介して外側円筒部42の内面と接続されている。内側円筒部44と外側円筒部42との間の隙間により、4個の流出口50が形成されている。
The inner
内側円筒部44の前方側端部には、円板部46が形成されている。円板部46は、内側円筒部44の前方側端部に配置されている。円板部46のXY平面における中心部には、Y軸に沿って突出壁部49が形成されている。突出壁部49は、円板部46の後側の面から後方に向けて突出する略壁状の突起部材である。図5に顕著に示されるように、突出壁部49によって、円板部46の後側の面が左右に分断される。図2に示すように、突出壁部49の先端付近は、後方から前方に向かう方向(即ち、空気溶解加圧水の流れ方向(図2中矢印参照))に沿って見た場合に、当該方向に対してやや傾斜している。言い換えると、突出壁部49の先端付近は、後方に向かって丸く尖るように形成されている。
A
さらに、円板部46のうち、突出壁部49の左側と右側の位置には、それぞれ、円板部46の前側の面と後側の面とを連通する1個の通孔70が形成されている。図2に示すように、本実施例では、各通孔70は、減圧管22の出口側開口部26から排出される空気溶解加圧水の流れ方向の中心軸を含む中心範囲に対向する領域に開口されている。また、各通孔70の開口面積は、減圧管22の入口側開口部24の開口面積よりも小さい。さらに、円板部46のうち、各通孔70の周囲には、円板部46の後側の面から後方に向かって(即ち出口側開口部26に向かって)突出する突出部72が形成されている。
Further, in the
図2に示すように、円板部46に通孔70が形成されていることで、出口側開口部26から排出される空気溶解加圧水のうち、流れ方向の中心軸を含む中心範囲の水が通孔70を通って円板部46の外側(即ち流出箇所)に排出される。上記の通り、通孔70の開口面積は、減圧管22の入口側開口部24の開口面積よりも小さい。そのため、出口側開口部26から排出される空気溶解加圧水のうち、流れ方向の中心軸を含む中心範囲の水のみが通孔70を通過することができる(図2の矢印参照)。また、通孔70の周囲に突出部72が形成されていることで、出口側開口部26から排出される空気溶解加圧水のうち、中心範囲以外の範囲である周辺範囲の水の流れが突出部72に衝突し、通孔70に入りにくくなる。そのため、中心範囲の空気溶解加圧水の流れだけを通孔70に導入することができる。
As shown in FIG. 2, since the through
(ノズル本体20がホルダ部40に支持される状態)
続いて、ノズル本体20がホルダ部40に支持される状態における各構成要素の位置関係について説明する。図1、図2に示すように、ノズル本体20がホルダ部40に支持されることにより、本実施例の微細気泡発生ノズル10が形成される。この状態では、ノズル本体20のうち、減圧管22の下流側端部22b及び鍔部28がホルダ部40内に差し込まれている。具体的には、減圧管22の下流側端部22bは、ホルダ部40の内側円筒部44(後述)内に差し込まれている。また、鍔部28は、外側円筒部42の開口部に形成されている段差43内に収容されている。この際、鍔部28の前面28aは、段差43と当接する。ノズル本体20がホルダ部40に支持されている状態では、減圧管22の上流側端部22aは、ホルダ部40の後方側に突出している。
(A state in which the
Subsequently, the positional relationship of each component in a state where the
図2に示すように、ノズル本体20がホルダ部40に支持される状態では、突出壁部49の先端部分は、減圧管22の下流側端部22bに対向して配置される。さらに言うと、突出壁部49の先端部分は、区画壁25の前端部と対向している。そして、この状態では、減圧管22の下流側端部22bと円板部46とが対向するように配置される。
As shown in FIG. 2, in a state where the
さらに、ノズル本体20がホルダ部40に支持される状態では、通孔70は、減圧管22内を流れ、出口側開口部26から排出される空気溶解加圧水の流れの中心軸を含む中心範囲(図2中の矢印参照)に対向する。
Further, in a state where the
ノズル本体20がホルダ部40に支持されることにより、ノズル本体20とホルダ部40とによって、流路空間62、通路64、流路空間66、及び、通路68が形成される。流路空間62、通路64、流路空間66、通路68は、いずれも、空気溶解加圧水をこの順で流通させるための空間及び通路である。
When the
流路空間62は、減圧管22の下流側端部22bと円板部46との間に形成される。流路空間62の流路面積は、どの部分においても、上述の出口側開口部26の流路面積の合計面積よりも大きい。詳しく言うと、減圧管22の下流側端部22bの前方における、下流側端部22bの延長線と突出壁部49との間の空間のXY平面上の面積、および、下流側端部22bと円板部46との間の空間の面積(より詳しくは、円板部46のXY平面上の中心から垂直に伸びる軸線を中心軸とし、かつ、XY平面上における上記中心軸と下流側端部22bの外側とを結ぶ線を半径とする仮想的な円柱のうち、下流側端部22bと円板部46との間の範囲の外側面部分の面積)のいずれもが、上述の出口側開口部26の流路面積の合計面積よりも大きい。
The
通路64は、流路空間62の下流側に形成される。通路64は、内側円筒部44の内面と、内側円筒部44内に配置された減圧管22の外面との間に形成される。ここで、通路64の流路面積(即ちXY平面上の面積)は、上述の流路空間62のどの部分の流路面積よりも大きい。
The
流路空間66は、通路64の下流側に形成される。流路空間66は、内側円筒部44の後端と鍔部28の前面28aとの間に形成される。流路空間66は、内側円筒部44の後端、外側円筒部42の内面、減圧管22の外面、及び、鍔部28の前面28aによって画定される空間である。流路空間66の流路面積は、どの部分においても、上述の通路64の流路面積よりも大きい。詳しく言うと、内側円筒部44の後端と減圧管22の外面の間の空間のXY平面上の面積、内側円筒部44の後端と鍔部28の前面28aとの間の空間の面積(より詳しくは、円板部46のXY平面上の中心から垂直に伸びる軸線を中心軸とし、かつ、XY平面上における上記中心軸と内側円筒部44の外側とを結ぶ線を半径とする仮想的な円柱のうち、内側円筒部44の後端と前面28aとの間の範囲の外側面部分の面積)、および、内側円筒部44の後端と外側円筒部42の内面との間の空間のXY平面上の面積、のいずれもが、上述の通路64の流路面積よりも大きい。
The
通路68は、流路空間66の下流側に形成される。通路68は、流路空間66と流出口50とを接続する通路である。通路68は、外側円筒部42の内面と内側円筒部44の外面との間の隙間によって形成される。ここで、通路68の流路面積(即ちXY平面上の面積)は、上述の流路空間66のどの部分の流路面積よりも大きい。
The
(空気溶解加圧水の流れ)
図2を参照して、微細気泡発生ノズル10内における空気溶解加圧水の流れ、及び、それに伴って微細気泡が形成される過程について説明する。図2において、実線矢印が空気溶解加圧水の流路を示している。
(Flow of air-dissolved pressurized water)
With reference to FIG. 2, the flow of air-dissolved pressurized water in the fine
図2に示すように、まず、ノズル本体20の導入口23を介して、外部から空気溶解加圧水が減圧管22内に導入される。この時点における空気溶解加圧水の圧力は、大気圧よりも大きい。
As shown in FIG. 2, first, air-dissolved pressurized water is introduced into the
導入口23から導入された空気溶解加圧水は、導入口23よりも開口面積が小さい入口側開口部24を通過する。これにより、空気溶解加圧水の流速が上昇し、空気溶解加圧水が大気圧よりも低い圧力まで減圧される(即ちベンチュリー効果による減圧)。空気溶解加圧水が減圧されることにより、空気溶解加圧水に溶解していた空気が析出し、気泡が発生する。
The air-dissolved pressurized water introduced from the
上記の通り、本実施例では、減圧管22は、入口側開口部24から出口側開口部26に向けて流路面積が増加するように形成されている。そのため、入口側開口部24を通過したことで減圧された減圧管22内の空気溶解加圧水が入口側開口部24から出口側開口部26に向かって減圧管22内を流れる間に、空気溶解加圧水の流速が低下する。流速が低下する結果、空気溶解加圧水が増圧される。空気溶解加圧水が増圧されることにより、空気溶解加圧水に含まれる気泡の一部が分裂して微細気泡になる。
As described above, in the present embodiment, the
出口側開口部26に向かって減圧管22内を流れてきた空気溶解加圧水は、出口側開口部26から流路空間62内へと排出される。上記の通り、流路空間62の流路面積は、出口側開口部26の流路面積より大きい。そのため、出口側開口部26を通って流路空間62内へと排出された空気溶解加圧水の流速はさらに低下する。これにより、空気溶解加圧水はさらに増圧される。その結果、空気溶解加圧水に含まれる気泡の一部がさらに分裂して微細気泡になる。
The air-dissolved pressurized water that has flowed through the
さらに、本実施例では、上述の通り、円板部46には通孔70が形成されている。図2に示すように、円板部46に通孔70が形成されていることで、出口側開口部26から排出される空気溶解加圧水のうち、流れ方向の中心軸を含む中心範囲の水が通孔70を通って円板部46の外側(即ち流出箇所)に排出される(図2の矢印参照)。中心範囲の水が円板部46に衝突することなく通孔70を通過することで、減圧管22内の流れ方向の中心付近の空気溶解加圧水の流速が低下しにくくなる。一方、減圧管22内を流れる空気溶解加圧水のうち、中心範囲以外の範囲である周辺範囲の水は、減圧管22の内壁との間に生じる摩擦によって流速が低下する。その結果、減圧管22内を流れる空気溶解加圧水のうち、中心付近と周辺付近との流速差が大きくなる。中心付近と周辺付近との流速差が大きくなることで、減圧管22内の空気溶解加圧水中により大きな流速差を発生させることができ、その結果として空気溶解加圧水中に発生した気泡核をより多く分裂させ、より多くの微細気泡を発生させることができる。
Further, in this embodiment, as described above, a through
また、本実施例では、通孔70の開口面積は、減圧管22の入口側開口部24の開口面積よりも小さい。そのため、出口側開口部26から排出される空気溶解加圧水のうち、流れ方向の中心軸を含む中心範囲の水のみが通孔70を通過することができる(図2の矢印参照)。また、通孔70の周囲に突出部72が形成されていることで、出口側開口部26から排出される空気溶解加圧水のうち、中心範囲以外の範囲である周辺範囲の水の流れが突出部72に衝突し、通孔70に入りにくくなる。そのため、中心範囲の空気溶解加圧水の流れだけを通孔70に導入することができる。流れ方向の中心付近と周辺付近との流速差が大きくなる状況を適切に形成することができる。
Further, in this embodiment, the opening area of the through
円板部46に衝突した後の空気溶解加圧水(即ち、流れ方向の周辺付近の空気溶解加圧水)は、通路64を通過して流路空間66内へと排出される。上記の通り、通路64の流路面積は、流路空間62のどの部分の流路面積よりも大きい。そして、流路空間66の流路面積は、通路64の流路面積よりも大きい。そのため、通路64を通過して流路空間66内へと排出された空気溶解加圧水の流速はさらに低下する。空気溶解加圧水がさらに増圧され、結果として、空気溶解加圧水に含まれる気泡の一部がさらに分裂して微細気泡になる。
The air-dissolved pressurized water (that is, the air-dissolved pressurized water near the periphery in the flow direction) after colliding with the
そして、流路空間66内へと排出された空気溶解加圧水は、鍔部28の前面28aに衝突する。これにより、空気溶解加圧水が流れる向きが変更されるとともに、空気溶解加圧水の流速がさらに低下する。空気溶解加圧水もさらに増圧される。その結果、空気溶解加圧水に含まれる気泡の一部がさらに分裂して微細気泡になる。
Then, the air-dissolved pressurized water discharged into the
鍔部28の前面28aに衝突した後の空気溶解加圧水は、通路68を通過し、流出口50から流出箇所(浴槽等)に向けて流出する。上記の通り、通路68の流路面積は、流路空間66のどの部分の流路面積よりも大きい。通路68を通過する空気溶解加圧水の流速はさらに低下する。そして、流出箇所に空気溶解加圧水が流出されることにより、空気溶解加圧水の流速がさらに低下し、空気溶解加圧水はさらに増圧される。その結果、空気溶解加圧水に含まれる気泡の一部がさらに分裂して微細気泡になる。
The air-dissolved pressurized water after colliding with the front surface 28a of the
以上、本実施例の微細気泡発生ノズル10の構成及び作用について説明した。上記の通り、本実施例では、円板部46に通孔70が形成されていることで、出口側開口部26から排出される空気溶解加圧水のうちの中心付近と周辺付近との流速差が大きくなる。その結果、空気溶解加圧水により多くの微細気泡を発生させることができる。従って、本実施例の構成によると、流出箇所に流出される空気溶解加圧水に微細気泡を大量に含ませることができる。
The configuration and operation of the fine
本実施例のノズル本体20が「減圧流通部」の一例である。流路空間62が「衝突室」の一例である。円板部46が「衝突壁」の一例である。通路64、流路空間66、通路68、流出口50が「流出部」の一例である。
The
以上、実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。 Although the examples have been described in detail above, these are merely examples and do not limit the scope of claims. The techniques described in the claims include various modifications and modifications of the specific examples illustrated above.
(変形例1)上記の実施例では、通孔70は、減圧管22の出口側開口部26から排出される空気溶解加圧水の流れ方向の中心軸を含む中心範囲に対向する領域に1個ずつ開口されている。これに限られず、通孔は、空気溶解加圧水の流れ方向の中心軸を含む中心範囲に対向する領域に複数個開口されていてもよい。この場合、複数個の通孔は、流れ方向の中心軸から少しずらして開口されていてもよい。一般的に言うと、衝突壁のうち、出口側開口部から排出される気体溶解加圧水の流れ方向の中心軸を含む中心範囲に対向する特定領域に開口される少なくとも1個の通孔であって、気体溶解加圧水の一部を前記衝突壁の外部に通過させる前記少なくとも1個の通孔が設けられればよい。また、この変形例において、複数個の通孔の合計開口面積も、入口側開口部24の開口面積よりも小さくてもよい。
(Modification 1) In the above embodiment, one through
(変形例2)上記の実施例では、通孔70の開口面積は、入口側開口部24の開口面積よりも小さい。これに限られず、通孔70の開口面積が入口側開口部24の開口面積以上であってもよい。
(Modification 2) In the above embodiment, the opening area of the through
(変形例3)上記の実施例では、通孔70の周囲に突出部72が設けられているが、変形例では、突出部が省略されてもよい。
(Modification 3) In the above embodiment, the
(変形例4)上記の各実施例では、微細気泡発生ノズル10は、空気が水に溶解した空気溶解加圧水の供給を受け、空気溶解加圧水内の空気を析出させて微細気泡に変え、空気の微細気泡を含む水を流出箇所に供給する。これに限られず、微細気泡発生ノズルは、空気以外の他の気体(例えば、炭酸ガスや水素等)が水に溶解した気体溶解加圧水の供給を受け、当該気体溶解加圧水内の気体を析出させて微細気泡に変え、その期待の微細気泡を含む水を流出箇所に供給するようにしてもよい。即ち、「気体」は空気に限られず、炭酸ガスや水素等の任意の気体であってもよい。
(Modification 4) In each of the above embodiments, the fine
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 The technical elements described herein or in the drawings exhibit their technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the techniques illustrated in the present specification or drawings can achieve a plurality of purposes at the same time, and achieving one of the purposes itself has technical usefulness.
10 :微細気泡発生ノズル
20 :ノズル本体
22 :減圧管
22a :上流側端部
22b :下流側端部
23 :導入口
24 :入口側開口部
25 :区画壁
26 :出口側開口部
28 :鍔部
28a :前面
40 :ホルダ部
42 :外側円筒部
43 :段差
44 :内側円筒部
46 :円板部
48 :接続部
49 :突出壁部
50 :流出口
52 :連結部
62 :流路空間
64 :通路
66 :流路空間
68 :通路
70 :通孔
72 :突出部
B :ネジ穴
10: Fine bubble generation nozzle 20: Nozzle body 22:
Claims (3)
上流側端部から下流側端部に向けて、気体が水に溶解している気体溶解加圧水を通過させる減圧管と、
前記上流側端部に開口され、外部から前記減圧管内に前記気体溶解加圧水を導入する導入口と、
前記減圧管のうち前記導入口よりも下流側に設けられ、前記減圧管内に導入された前記気体溶解加圧水を通過させる入口側開口部と、
前記入口側開口部よりも下流側である前記下流側端部に開口された出口側開口部と、を備えており、
前記入口側開口部の開口面積は前記導入口の開口面積よりも小さく、
前記出口側開口部の開口面積は前記入口側開口部の開口面積よりも大きい、
前記減圧流通部と、
前記減圧流通部の下流側に設けられる衝突室であって、
前記出口側開口部から排出された前記気体溶解加圧水を通過させる流路空間と、
前記出口側開口部に対向する範囲に設けられ、前記出口側開口部から排出される前記気体溶解加圧水が衝突することによって前記気体溶解加圧水の流れる向きを変更させる衝突壁と、
前記衝突壁のうち、前記出口側開口部から排出される前記気体溶解加圧水の流れ方向の中心軸を含む中心範囲に対向する特定領域に開口される少なくとも1個の通孔であって、前記気体溶解加圧水の一部を前記衝突壁の外部に通過させる前記少なくとも1個の通孔と、
を有する、前記衝突室と、
前記衝突壁に衝突して前記衝突室を通過した後の前記気体溶解加圧水を流出箇所に流出させる流出部と、
を備える、微細気泡発生ノズル。 It is a decompression distribution department,
A decompression pipe that allows gas-dissolved pressurized water in which gas is dissolved in water to pass from the upstream end to the downstream end.
An introduction port that is opened at the upstream end and introduces the gas-dissolved pressurized water into the pressure reducing pipe from the outside.
An inlet side opening provided in the pressure reducing pipe on the downstream side of the introduction port and for passing the gas-dissolved pressurized water introduced into the pressure reducing pipe.
It is provided with an outlet-side opening opened at the downstream-side end, which is downstream of the inlet-side opening.
The opening area of the inlet side opening is smaller than the opening area of the introduction port.
The opening area of the outlet side opening is larger than the opening area of the entrance side opening.
With the decompression distribution section
A collision chamber provided on the downstream side of the decompression distribution section.
A flow path space through which the gas-dissolved pressurized water discharged from the outlet-side opening is passed, and
A collision wall provided in a range facing the outlet-side opening and changing the flow direction of the gas-dissolving pressurized water by colliding with the gas-dissolving pressurized water discharged from the outlet-side opening.
The gas is at least one through hole opened in a specific region of the collision wall facing a central range including the central axis in the flow direction of the gas-dissolved pressurized water discharged from the outlet-side opening. The at least one through hole for passing a part of the dissolved pressurized water to the outside of the collision wall, and
With the collision chamber
An outflow portion that causes the gas-dissolved pressurized water to flow out to the outflow portion after colliding with the collision wall and passing through the collision chamber.
A nozzle that generates fine bubbles.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019162097A JP7285176B2 (en) | 2019-09-05 | 2019-09-05 | Fine bubble generation nozzle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019162097A JP7285176B2 (en) | 2019-09-05 | 2019-09-05 | Fine bubble generation nozzle |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021037497A true JP2021037497A (en) | 2021-03-11 |
JP7285176B2 JP7285176B2 (en) | 2023-06-01 |
Family
ID=74847939
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019162097A Active JP7285176B2 (en) | 2019-09-05 | 2019-09-05 | Fine bubble generation nozzle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7285176B2 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006116518A (en) * | 2004-10-25 | 2006-05-11 | Fujio Negoro | Shower for generating microbubble |
JP2007307450A (en) * | 2006-05-17 | 2007-11-29 | Yamaha Motor Co Ltd | Bubble generating device |
JP2011083772A (en) * | 2010-12-03 | 2011-04-28 | Panasonic Electric Works Co Ltd | Apparatus for producing microbubble |
JP2011245406A (en) * | 2010-05-26 | 2011-12-08 | Panasonic Electric Works Co Ltd | Microbubble generation device |
JP2017176950A (en) * | 2016-03-29 | 2017-10-05 | 三相電機株式会社 | Nozzle and fine bubble generator |
JP2018015715A (en) * | 2016-07-28 | 2018-02-01 | 株式会社カクイチ製作所 | Nano-bubble generation nozzle and nano-bubble generation device |
JP2020054987A (en) * | 2018-09-26 | 2020-04-09 | リンナイ株式会社 | Fine bubble generation nozzle |
-
2019
- 2019-09-05 JP JP2019162097A patent/JP7285176B2/en active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006116518A (en) * | 2004-10-25 | 2006-05-11 | Fujio Negoro | Shower for generating microbubble |
JP2007307450A (en) * | 2006-05-17 | 2007-11-29 | Yamaha Motor Co Ltd | Bubble generating device |
JP2011245406A (en) * | 2010-05-26 | 2011-12-08 | Panasonic Electric Works Co Ltd | Microbubble generation device |
JP2011083772A (en) * | 2010-12-03 | 2011-04-28 | Panasonic Electric Works Co Ltd | Apparatus for producing microbubble |
JP2017176950A (en) * | 2016-03-29 | 2017-10-05 | 三相電機株式会社 | Nozzle and fine bubble generator |
JP2018015715A (en) * | 2016-07-28 | 2018-02-01 | 株式会社カクイチ製作所 | Nano-bubble generation nozzle and nano-bubble generation device |
JP2020054987A (en) * | 2018-09-26 | 2020-04-09 | リンナイ株式会社 | Fine bubble generation nozzle |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7285176B2 (en) | 2023-06-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6487041B2 (en) | Atomizer nozzle | |
KR100555747B1 (en) | Liquid Sprayers | |
JP2010120609A (en) | Hull frictional resistance reduction device | |
JP5825852B2 (en) | Fine bubble generating nozzle and fine bubble generating device | |
JP2017225961A (en) | Fine bubble generation nozzle | |
JP2020054987A (en) | Fine bubble generation nozzle | |
KR101667492B1 (en) | Apparatus for generating micro bubbles | |
TW201914686A (en) | Bubble generating device and bubble generating method | |
JP7265934B2 (en) | Fine bubble generation nozzle | |
JP7285176B2 (en) | Fine bubble generation nozzle | |
JP7329397B2 (en) | Fine bubble generating nozzle body | |
JP7232713B2 (en) | Fine bubble generation nozzle | |
JP2021122524A (en) | Fine bubble generation nozzle body | |
JP2019166493A (en) | Fine bubble generation nozzle | |
KR101633235B1 (en) | Microbuble generator | |
JP2010022919A (en) | Microair bubble generating nozzle | |
JP7213143B2 (en) | Fine bubble generation nozzle | |
US20230390713A1 (en) | Fine bubble generating nozzle | |
JP6319861B1 (en) | Microbubble generator | |
CN110947535A (en) | Micro-bubble generating nozzle | |
WO2019069350A1 (en) | Air bubble generator and air bubble generation method | |
CN110975193A (en) | Compressed air foam fluid mixing device | |
JP4357989B2 (en) | Fluid ejecting nozzle and fluid ejecting apparatus using the same | |
JP2008161830A (en) | Bubble generator | |
KR102446818B1 (en) | Device for dissolving gas into liquid |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220722 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230419 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230509 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230522 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7285176 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |