JP2022551900A - 摩擦を利用したナノバブル生成システム - Google Patents
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Abstract
Description
気液混合流体に含まれた気泡を微細化させるための内部空間及び流入口と吐出口を備え、駆動軸が設けられるチャンバ、
上記チャンバ内に流入する気液混合流体に衝撃を加えると共に流体を回転させて上記チャンバの内壁に摩擦させるための複数の突出部を胴体に備え、上記駆動軸に設けられる一つ以上の打撃子、
上記気液混合流体に摩擦力を印加するために駆動軸に設けられる複数の摩擦子、及び
上記駆動軸を含み、上記打撃子及び摩擦子を回転させるための駆動手段を含み、
上記摩擦子は、
上記駆動軸に任意の間隔で空間をおいて配列され、
胴体の周面が上記チャンバの内壁と任意の間隔をおいて直接向かい合い、
上記摩擦子のうちいずれか一つ以上は、胴体における軸線との直交方向最先端の線速度が8m/sec以上とされ、
上記一つ以上の打撃子と複数の摩擦子のうちいずれか一つ以上は、気液混合流体の流動を軸線に対する直交面に誘導するための分配孔又は切開型通路のうちいずれか一方以上が形成されることを特徴とする。
気液混合流体に含まれた気泡を微細化させるための内部空間及び流入口と吐出口を備え、駆動軸が設けられるチャンバ、
上記チャンバ内に流入する気液混合流体に衝撃を加えると共に流体を回転させて上記チャンバの内壁に摩擦させるための複数の突出部を胴体に備え、上記駆動軸に設けられる一つ以上の打撃子、
上記気液混合流体に摩擦力を印加するために駆動軸に設けられる複数の摩擦子、及び
上記駆動軸を含み、上記打撃子及び摩擦子を回転させるための駆動手段を含み、
上記複数の摩擦子は、駆動軸に任意の間隔で空間をおいて配列され、胴体の周面が上記チャンバの内壁と任意の間隔をおいて直接向かい合い、
一つ以上の小径摩擦子と、上記小径摩擦子と対比して相対的に半径が大きく形成される一つ以上の大径摩擦子とが任意の間隔で空間をおいて配列されることを特徴とする。
流動の流れにおいて上記剪断部以降に備えられ、マイクロ段階に微細化された気泡をナノバブルに極微細化させるために上記摩擦子が一つ以上配列されるナノ微細化領域とが順に備えられることができる。
上記固定子は環状の内面周りに複数の突出部が形成されることができる。
気液混合流体に衝撃及び剪断力を印加して気泡をマイクロ段階に微細化させる一つ以上のマイクロ段階微細化装置、及び
上記マイクロ段階微細化装置を経由した気液混合流体に摩擦力を印加して気泡をナノバブルに微細化させるナノバブル生成装置を含み、
上記ナノバブル生成装置は、
気液混合流体を収容する空間を構成すると共に流体に摩擦力を印加するための内壁を備え、流体の流入口及び吐出口を含んでなる第1チャンバ、
上記第1チャンバ内に駆動軸を用いて回転自在に設けられ、遠心力を発生させて流体を上記内壁に押し付けると共に自体が流体の摩擦手段として機能する一つ以上の摩擦子、及び
上記摩擦子の回転のために上記駆動軸を含んでなる第1駆動手段を含んでなり、
上記マイクロ段階微細化装置は、
気液混合流体に含まれた気泡を微細化させるための内部空間及び流入口と吐出口を備え、駆動軸が設けられる第2チャンバ、
上記駆動軸に設けられ、流体に衝撃を印加するための複数の突出部が備えられる一つ以上の打撃子又はインペラ、及び
上記駆動軸を含み、上記打撃子又はインペラを駆動させるための第2駆動手段を含んでなることを特徴とする。
胴体の外郭周りと上記凹段の内側又は外側周りのうちいずれか一方以上に上記複数の突出部が備えられることができる。
上記打撃子のうち一つ以上は、上記突出部が少なくとも胴体の周りに複数形成され、
上記第2チャンバは、内壁の一部以上に直接又は間接的に突出部が複数形成されることができる。
上記インペラの流入口は、チャンバの流入口と流入管で連結され、
上記第2チャンバの内壁には突出部が放射状に形成されるポンプ型マイクロ段階微細化装置とされることができる。
気液混合流体に含まれた気泡を微細化させるための内部空間及び流入口と吐出口を備え、駆動軸が設けられるチャンバ、
上記チャンバ内に流入する気液混合流体に衝撃を加え流体を回転させて上記チャンバの内壁に摩擦させるための複数の突出部と共に摩擦力の印加のための摩擦部を備え、上記駆動軸に設けられる一つ以上の打撃兼用摩擦子、及び
上記駆動軸を含み、上記打撃兼用摩擦子を回転させるための駆動手段を含み、
上記打撃兼用摩擦子は、上記駆動軸に任意の間隔で空間をおいて配列され、胴体の周面が上記チャンバの内壁と任意の間隔をおいて直接向かい合うことを特徴とする。
上記吐出口は、上記漏斗部に続いて形成され、チャンバに設けられる駆動軸の中心線の延長線上に形成されることができる。
上記複数の摩擦子20は、駆動軸回転時、気液混合流体が摩擦子の胴体における周面及び軸線と直交する両面に摩擦されると共に上記チャンバの内壁と摩擦して、気液混合流体に含まれた気泡が引張変形及び微細化されるように任意の間隔で空間をおいて配列され、胴体の周面11が上記チャンバの内壁33と任意の間隔をおいて直接向かい合い、
一つ以上の小径摩擦子10Sと、上記小径摩擦子10Sと対比して相対的に半径が大きく形成される一つ以上の大径摩擦子10Lとが任意の間隔で空間をおいて配列されるものである。
上記打撃兼用摩擦子10bは、上記駆動軸41に任意の間隔で空間をおいて配列され、胴体の周面が上記チャンバの内壁33と任意の間隔Iをおいて直接向かい合うものである(図29、30参照)。
2.実験温度:24±0.5℃
3.注入気体及び注入方法:酸素(O2 100%)、自吸
4.DO測定時間:ナノバブル生成システムから吐出20秒後
5.ナノバブル生成判定方法:実験実施後に試料を採取して5秒間振り3分間静止してマイクロバブルが消滅可能な時間経過後、暗室でグリーンレーザービーム(波長532nm)を透過して肉眼で確認する方法で判定した。
上記チャンバ内に流入する気液混合流体に衝撃を加えると共に流体を回転させて上記チャンバの内壁に摩擦させるための複数の突出部を胴体に備え、上記駆動軸に設けられる一つ以上の打撃子、
上記気液混合流体に摩擦力を印加するために駆動軸に設けられる複数の摩擦子、及び
上記駆動軸を含み、上記打撃子及び摩擦子を回転させるための駆動手段を含み、
上記摩擦子は、
上記駆動軸に任意の間隔で空間をおいて配列され、
胴体の周面が上記チャンバの内壁と任意の間隔をおいて直接向かい合い、
上記摩擦子のうちいずれか一つ以上は、胴体における軸線との直交方向最先端の線速度が8m/sec以上とされ、
上記一つ以上の打撃子と複数の摩擦子のうちいずれか一つ以上は、気液混合流体の流動を軸線に対する直交面に誘導するための分配孔又は切開型通路のうちいずれか一方以上が形成されることを特徴とする。
気液混合流体に含まれた気泡を微細化させるための内部空間及び流入口と吐出口を備え、駆動軸が設けられるチャンバ、
上記チャンバ内に流入する気液混合流体に衝撃を加えると共に流体を回転させて上記チャンバの内壁に摩擦させるための複数の突出部を胴体に備え、上記駆動軸に設けられる一つ以上の打撃子、
上記気液混合流体に摩擦力を印加するために駆動軸に設けられる複数の摩擦子、及び
上記駆動軸を含み、上記打撃子及び摩擦子を回転させるための駆動手段を含み、
上記複数の摩擦子は、駆動軸に任意の間隔で空間をおいて配列され、胴体の周面が上記チャンバの内壁と任意の間隔をおいて直接向かい合い、
一つ以上の小径摩擦子と、上記小径摩擦子と対比して相対的に半径が大きく形成される一つ以上の大径摩擦子とが任意の間隔で空間をおいて配列されることを特徴とする。
流動の流れにおいて上記剪断部以降に備えられ、マイクロ段階に微細化された気泡をナノバブルに極微細化させるために上記摩擦子が一つ以上配列されるナノ微細化領域とが順に備えられることができる。
上記固定子は環状の内面周りに複数の突出部が形成されることができる。
気液混合流体に衝撃及び剪断力を印加して気泡をマイクロ段階に微細化させる一つ以上のマイクロ段階微細化装置、及び
上記マイクロ段階微細化装置を経由した気液混合流体に摩擦力を印加して気泡をナノバブルに微細化させるナノバブル生成装置を含み、
上記ナノバブル生成装置は、
気液混合流体を収容する空間を構成すると共に流体に摩擦力を印加するための内壁を備え、流体の流入口及び吐出口を含んでなる第1チャンバ、
上記第1チャンバ内に駆動軸を用いて回転自在に設けられ、遠心力を発生させて流体を上記内壁に押し付けると共に自体が流体の摩擦手段として機能する一つ以上の摩擦子、及び
上記摩擦子の回転のために上記駆動軸を含んでなる第1駆動手段を含んでなり、
上記マイクロ段階微細化装置は、
気液混合流体に含まれた気泡を微細化させるための内部空間及び流入口と吐出口を備え、駆動軸が設けられる第2チャンバ、
上記駆動軸に設けられ、流体に衝撃を印加するための複数の突出部が備えられる一つ以上の打撃子又はインペラ、及び
上記駆動軸を含み、上記打撃子又はインペラを駆動させるための第2駆動手段を含んでなることを特徴とする。
上記打撃子のうち一つ以上は、上記突出部が少なくとも胴体の周りに複数形成され、
上記第2チャンバは、内壁の一部以上に直接又は間接的に突出部が複数形成されることができる。
上記インペラの流入口は、チャンバの流入口と流入管で連結され、
上記第2チャンバの内壁には突出部が放射状に形成されるポンプ型マイクロ段階微細化装置とされることができる。
気液混合流体に含まれた気泡を微細化させるための内部空間及び流入口と吐出口を備え、駆動軸が設けられるチャンバ、
上記チャンバ内に流入する気液混合流体に衝撃を加え流体を回転させて上記チャンバの内壁に摩擦させるための複数の突出部と共に摩擦力の印加のための摩擦部を備え、上記駆動軸に設けられる一つ以上の打撃兼用摩擦子、及び
上記駆動軸を含み、上記打撃兼用摩擦子を回転させるための駆動手段を含み、
上記打撃兼用摩擦子は、上記駆動軸に任意の間隔で空間をおいて配列され、胴体の周面が上記チャンバの内壁と任意の間隔をおいて直接向かい合うことを特徴とする。
2.実験温度:24±0.5℃
3.注入気体及び注入方法:酸素(O2 100%)、自吸
4.DO測定時間:ナノバブル生成システムから吐出20秒後
5.ナノバブル生成判定方法:実験実施後に試料を採取して5秒間振り3分間静止してマイクロバブルが消滅可能な時間経過後、暗室でグリーンレーザービーム(波長532nm)を透過して肉眼で確認する方法で判定した。
Claims (31)
- 気液混合流体に含まれた気泡を微細化させるための内部空間及び流入口と吐出口を備え、駆動軸が設けられるチャンバ、
上記チャンバ内に流入する気液混合流体に衝撃を加えると共に流体を回転させて上記チャンバの内壁に摩擦させるための複数の突出部を胴体に備え、上記駆動軸に設けられる一つ以上の打撃子、
上記気液混合流体に摩擦力を印加するために駆動軸に設けられる複数の摩擦子、及び
上記駆動軸を含み、上記打撃子及び摩擦子を回転させるための駆動手段を含み、
上記摩擦子は、上記駆動軸に任意の間隔で空間をおいて配列され、胴体の周面が上記チャンバの内壁と任意の間隔をおいて直接向かい合い、
上記摩擦子のうちいずれか一つ以上は、胴体における軸線との直交方向最先端の線速度が8m/sec以上とされ、
上記一つ以上の打撃子と複数の摩擦子のうちいずれか一つ以上は、気液混合流体の流動を軸線に対する直交面に誘導するための分配孔又は切開型通路のうちいずれか一方以上が形成されることを特徴とする摩擦を利用したナノバブル生成システム。 - 気液混合流体に含まれた気泡を微細化させるための内部空間及び流入口と吐出口を備え、駆動軸が設けられるチャンバ、
上記チャンバ内に流入する気液混合流体に衝撃を加えると共に流体を回転させて上記チャンバの内壁に摩擦させるための複数の突出部を胴体に備え、上記駆動軸に設けられる一つ以上の打撃子、
上記気液混合流体に摩擦力を印加するために駆動軸に設けられる複数の摩擦子、及び
上記駆動軸を含み、上記打撃子及び摩擦子を回転させるための駆動手段を含み、
上記複数の摩擦子は、駆動軸に任意の間隔で空間をおいて配列され、
胴体の周面が上記チャンバの内壁と任意の間隔をおいて直接向かい合い、
一つ以上の小径摩擦子と、上記小径摩擦子と対比して相対的に半径が大きく形成される一つ以上の大径摩擦子とが任意の間隔で空間をおいて配列されることを特徴とする摩擦力を利用したナノバブル生成システム。 - 上記駆動軸には上記チャンバに流入する気液混合流体に含まれた気泡をマイクロバブル段階に微細化させるために流体の流動方向に沿って上記打撃子が一つ以上配列されるマイクロ微細化領域と、
流動の流れにおいて上記マイクロ微細化領域以降に備えられ、マイクロ段階に微細化された気泡をナノバブルに極微細化させるために上記摩擦子が一つ以上配列されるナノ微細化領域とが順に備えられることを特徴とする請求項1又は2に記載の摩擦を利用したナノバブル生成システム。 - 上記ナノ微細化領域内に強力な遠心力を発生させるために一つ以上の打撃子が設けられることを特徴とする請求項3に記載の摩擦を利用したナノバブル生成システム。
- 上記マイクロ微細化領域には上記打撃子に対向してチャンバの内壁に設けられる環状の固定子が備えられ、
上記固定子は、環状の内面周りに複数の突出部が形成されることを特徴とする請求項3に記載の摩擦を利用したナノバブル生成システム。 - 気液混合流体に衝撃及び剪断力を印加して気泡をマイクロ段階に微細化させる一つ以上のマイクロ段階微細化装置、及び
上記マイクロ段階微細化装置を経由した気液混合流体に摩擦力を印加して気泡をナノバブルに微細化させるナノバブル生成装置を含み、
上記ナノバブル生成装置は、
気液混合流体を収容する空間を構成すると共に流体に摩擦力を印加するための内壁を備え、流体の流入口と吐出口を含んでなる第1チャンバ、
上記第1チャンバ内に駆動軸を用いて回転自在に設けられ、遠心力を発生させて流体を上記内壁に押し付けると共に自体が流体の摩擦手段として機能する一つ以上の摩擦子、及び
上記摩擦子の回転のために上記駆動軸を含んでなる第1駆動手段を含んでなり、
上記マイクロ段階微細化装置は、
気液混合流体に含まれた気泡を微細化させるための内部空間及び流入口と吐出口を備え、駆動軸が設けられる第2チャンバ、
上記駆動軸に設けられ、流体に衝撃を印加するための複数の突出部が備えられる一つ以上の打撃子又はインペラ、及び
上記駆動軸を含み、上記打撃子又はインペラを駆動させるための第2駆動手段を含んでなることを特徴とする摩擦を利用したナノバブル生成システム。 - 上記摩擦子及び打撃子のうちいずれか一方以上の一つ以上は、気液混合流体の流動を軸線に対する直交面に誘導するための分配孔又は切開型通路のうちいずれか一方以上が形成されることを特徴とする請求項2又は6に記載のナノバブル生成システム。
- 上記摩擦子のうちいずれか一つ以上は、胴体における軸線との直交方向最先端の線速度が8m/sec以上とされることを特徴とする請求項2又は6のいずれか一項に記載の摩擦力を利用したナノバブル生成システム。
- 上記摩擦子のうちいずれか一つ以上は、気液混合流体にチャンバの内壁を利用して摩擦力を印加するために、軸線に対する直交面の端部と摩擦子が設けられるチャンバの内壁との間隔が摩擦子の半径の1/2以下とされることを特徴とする請求項1、2及び6のいずれか一項に記載の摩擦力を利用したナノバブル生成システム。
- 上記摩擦子及び打撃子のうちいずれか一つ以上は、胴体において軸線と直交する両面のうちいずれか一面以上に一つ以上の凹段が形成されることを特徴とする請求項1、2及び6のいずれか一項に記載の摩擦力を利用したナノバブル生成システム。
- 上記摩擦子及び打撃子のうちいずれか一つ以上は、胴体の表面の一部以上に微細凹凸が形成されることを特徴とする請求項1、2及び6のいずれか一項に記載の摩擦力を利用したナノバブル生成システム。
- 上記摩擦子又は打撃子は、二個以上が連結部を介して単一体となる多重摩擦子又は多重打撃子とされることを特徴とする請求項1、2及び6のいずれか一項に記載の摩擦を利用したナノバブル生成システム。
- 上記摩擦子のうちいずれか一つ以上は、複数の羽根を有するインペラ型摩擦子とされることを特徴とする請求項1、2及び6のいずれか一項に記載の摩擦を利用したナノバブル生成システム。
- 上記打撃子のうちいずれか一つ以上は、上記突出部が円盤型胴体の周面及び軸線と直交する両面のうちいずれか一面以上に形成されることを特徴とする請求項1、2及び6のいずれか一項に記載の摩擦を利用したナノバブル生成システム。
- 上記打撃子のうちいずれか一つ以上は、円盤型胴体において軸線と直交する両面のうちいずれか一面以上に一つ以上の凹段と複数の分配孔が形成され、
胴体の外郭周りと上記凹段の内側又は外側周りのうちいずれか一方以上に上記複数の突出部が備えられることを特徴とする請求項1、2及び6のいずれか一項に記載の摩擦力を利用したナノバブル生成システム。 - 上記打撃子のうちいずれか一つ以上は、上記突出部が羽根型突出部で構成されることを特徴とする請求項1、2及び6のいずれか一項に記載の摩擦を利用したナノバブル生成システム。
- 上記ナノバブル生成装置で摩擦子は、駆動軸に任意の間隔で空間をおいて配列され、一つ以上の小径摩擦子と、上記小径摩擦子と対比して相対的に半径が大きく形成される一つ以上の大径摩擦子とが任意の間隔で空間をおいて混合配列されることを特徴とする請求項6に記載の摩擦を利用したナノバブル生成システム。
- 上記ナノバブル生成装置の駆動軸には上記一つ以上の摩擦子と共に上記マイクロ段階微細化装置の打撃子が一つ以上設けられることを特徴とする請求項6に記載の摩擦を利用したナノバブル生成システム。
- 上記ナノバブル生成装置の第1チャンバ内に設けられる摩擦子は、円筒形態である一つの筒型摩擦子とされることを特徴とする請求項6に記載の摩擦を利用したナノバブル生成システム。
- 上記筒型摩擦子は、摩擦面積の増大及び気液混合流体の旋回流動誘導のために周面に凹段又は凸段が一つ以上形成されることを特徴とする請求項19に記載のナノバブル生成システム。
- 上記マイクロ段階微細化装置で、
上記打撃子のうち一つ以上は、上記突出部が少なくとも胴体の周りに複数形成され、
上記第2チャンバは、内壁の一部以上に直接又は間接的に突出部が複数形成されることを特徴とする請求項6に記載の摩擦を利用したナノバブル生成システム。 - 上記マイクロ段階微細化装置は、駆動軸に上記インペラが設けられ、
上記インペラの流入口は、チャンバの流入口と流入管で連結され、
上記第2チャンバの内壁には突出部が放射状に形成されるポンプ型マイクロ段階微細化装置とされることを特徴とする請求項6に記載の摩擦を利用したナノバブル生成システム。 - 上記ポンプ型マイクロ段階微細化装置のインペラと第2チャンバの内壁との間には気液混合流体を吸入して第2チャンバの内壁に誘導するボリュート型ダクトが備えられることを特徴とする請求項22に記載の摩擦を利用したナノバブル生成システム。
- 気液混合流体に含まれた気泡を微細化させるための内部空間及び流入口と吐出口を備え、駆動軸が設けられるチャンバ、
上記チャンバ内に流入する気液混合流体に衝撃を加え流体を回転させて上記チャンバの内壁に摩擦させるための複数の突出部と共に摩擦力の印加のための摩擦部を備え、上記駆動軸に設けられる一つ以上の打撃兼用摩擦子、及び
上記駆動軸を含み、上記打撃兼用摩擦子を回転させるための駆動手段を含み、
上記打撃兼用摩擦子は、上記駆動軸に任意の間隔で空間をおいて配列され、胴体の周面が上記チャンバの内壁と任意の間隔をおいて直接向かい合うことを特徴とする摩擦を利用したナノバブル生成システム。 - 上記打撃兼用摩擦子のうちいずれか一つ以上は、気液混合流体の流動を軸線に対する直交面に誘導するための分配孔又は切開型通路のうちいずれか一方以上が形成されることを特徴とする請求項24に記載の摩擦を利用したナノバブル生成システム。
- 上記打撃兼用摩擦子は、上記駆動軸に任意の間隔で空間をおいて複数配列され、気液混合流体に含まれた気泡をマイクロバブル段階からナノバブル段階に順次微細化させるために流動の流れ方向の配列順に沿って上記突出部の突出サイズが相対的に徐々に小さくなることを特徴とする請求項24に記載の摩擦を利用したナノバブル生成システム。
- 上記打撃兼用摩擦子のうちいずれか一つ以上は、上記突出部が胴体の周面及び軸線と直交する両面のうちいずれか一面以上に形成されることを特徴とする請求項24に記載の摩擦を利用したナノバブル生成システム。
- 上記チャンバは、内壁に気液混合流体を誘導するための螺旋状溝が形成されることを特徴とする請求項1、2、6及び24のいずれか一項に記載の摩擦を利用したナノバブル生成システム。
- 上記チャンバは、吐出口側に漏斗部が備えられ、
上記吐出口は、上記漏斗部に続いて形成され、チャンバに設けられる駆動軸の中心線の延長線上に形成されることを特徴とする請求項1、2、6及び24のいずれか一項に記載の摩擦を利用したナノバブル生成システム。 - 上記チャンバは、内壁の一部以上に微細凹凸が形成されることを特徴とする請求項1、2、6及び24のいずれか一項に記載の摩擦を利用したナノバブル生成システム。
- 上記駆動軸にはチャンバの流入口に隣接して一つ以上のインペラがさらに設けられることを特徴とする請求項1、2、6及び24のいずれか一項に記載の摩擦を利用したナノバブル生成システム。
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