JP3141846U - Microbubble generator - Google Patents
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Abstract
【課題】装置の簡素化が図れるとともに小型化が可能な構成を備えた微小気体含有液体の噴霧装置を提供する。
【解決手段】気液混合空間2Aを備えた本体部2と、気液混合空間2Aに導入される液体に旋回流を生起させる液体導入部3と、気液混合空間内の前記旋回流中心位置において該空間内に向けて張り出す凸部からなる液流絞り部2Bと、液流絞り部2Bを貫通して気液混合空間と外部とを連通して貫通方向の端部に最大収束部を備えた収束断面部2Cと、最大収束部に連続する拡散部2Eとを備え、最大収束部近傍に気体の導入が可能な気体導入部4の開口を位置決めしたことを特徴とする微小気泡含有液体の噴霧装置。
【選択図】図2Disclosed is a spray device for a liquid containing a minute gas, which can be simplified and can be miniaturized.
A main body portion 2 having a gas-liquid mixing space 2A, a liquid introduction portion 3 for generating a swirling flow in the liquid introduced into the gas-liquid mixing space 2A, and the swirling flow center position in the gas-liquid mixing space. A liquid flow restricting portion 2B formed of a convex portion projecting into the space, and a maximum converging portion at the end in the penetrating direction through the liquid flow restricting portion 2B and communicating with the gas-liquid mixing space and the outside. A microbubble-containing liquid comprising: a converging section 2C provided; and a diffusion part 2E continuous to the maximum converging part, wherein an opening of a gas introducing part 4 capable of introducing gas is positioned in the vicinity of the maximum converging part Spraying equipment.
[Selection] Figure 2
Description
本考案は、微小気泡発生装置に関し、さらに詳しくは、液体中にナノバブルを含有させる機構に関する。 The present invention relates to a microbubble generator, and more particularly to a mechanism for incorporating nanobubbles in a liquid.
微小気泡の一つであるマイクロバブルは、その生成方法として、高圧で流動する液体を低圧部に放出した際の圧力変化によって蒸発させることで気泡を生じさせ、その気泡を低下した圧力以上の環境下におくことで圧壊させて微細化して得られることが知られている(例えば、非特許文献1)。 Microbubbles, which are one of the microbubbles, are produced by creating a bubble by evaporating due to a change in pressure when a liquid flowing at high pressure is discharged to the low pressure part. It is known that it can be obtained by crushing and making it finer by placing it below (for example, Non-Patent Document 1).
マイクロバブルを発生させる構成としては、液中に気体を放出し、生成した気液混合物に噴流、旋回などの運動を与えて液/液間の剪断力により気泡を破砕・微細化する構成(例えば、特許文献1)、固定円筒中に回転円筒を設けて円筒間の円管壁状細隙に気液混合物を導入して気泡を微細化する構成(例えば、特許文献2)、固体と接触するように液体を保持し、液体中に気泡を存在させた状態で固体を破壊しない程度の打撃を加えて気泡を微細化する構成(例えば、特許文献3)、あるいは、微小気泡に超音波振動などの物理的刺激を加えて急激に気泡を縮径させてマイクロバブルよりも微細なナノバブルを製造する構成がある(例えば、特許文献4)。 A configuration for generating microbubbles is a configuration in which gas is discharged into a liquid, and the generated gas-liquid mixture is given a motion such as a jet or swirl to crush and refine bubbles by a shear force between the liquid and liquid (for example, , Patent Document 1), a configuration in which a rotating cylinder is provided in a fixed cylinder, and a gas-liquid mixture is introduced into a cylindrical wall-like slit between the cylinders to refine bubbles (for example, Patent Document 2), in contact with a solid In such a configuration, the liquid is held and the bubbles are made fine by applying a blow that does not destroy the solid in the state where the bubbles are present in the liquid (for example, Patent Document 3), or ultrasonic vibration is applied to the microbubbles. There is a configuration in which the bubbles are rapidly reduced in diameter by applying a physical stimulus of the above to produce nanobubbles finer than microbubbles (for example, Patent Document 4).
しかし、上記各特許文献に開示されているような液体中にナノバブルを含有させるための構成においては、水溶液の高圧旋回や気体の高圧縮が必要となることから使用する設備が比較的大型化しやすいという問題があり、ナノバブルを含む液体を放散する加湿器やミスト発生装置に適用することが難しいことがあった。 However, in the configuration for incorporating nanobubbles in the liquid as disclosed in each of the above patent documents, high-pressure swirling of the aqueous solution and high compression of the gas are required, so that the equipment used is relatively large. There is a problem that it is difficult to apply to a humidifier or a mist generating device that diffuses a liquid containing nanobubbles.
微小気泡は液体中に予め含有させて、いわゆる蒸気のような形態で用いられるばかりでなく、例えば、海水等の水中に放散させて水中の酸素濃度を高めたり、あるいは水中の浮遊塵を付着回収することにも用いられることがある。 Microbubbles are not only contained in liquid and used in the form of so-called vapor, but also, for example, diffused into water such as seawater to increase the oxygen concentration in water or to collect and collect suspended dust in water. Sometimes used to do.
この場合には、水中に浸される構造部品をステンレスなどの耐水性材料によって形成することが多い。しかし、微小気泡の生成過程においてキャビテーションにより微小気泡発生装置の構造部品にエロージョン(浸食、壊食)が発生し、構造部品が使用不能に陥る虞がある。 In this case, the structural component immersed in water is often formed of a water-resistant material such as stainless steel. However, erosion (erosion, erosion) may occur in the structural components of the microbubble generator due to cavitation during the microbubble generation process, and the structural components may become unusable.
本考案の目的は、上記従来の微小気泡発生装置における問題に鑑み、装置の簡素化が図れるとともに小型化が可能な構成を備え、さらには使用される構造部品の耐久性を確保することができる構成を備えた微小気泡発生装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a structure capable of simplifying the apparatus and miniaturizing in view of the problems in the conventional microbubble generator described above, and further ensuring the durability of the structural components used. It is providing the microbubble generator provided with the structure.
この目的を達成するため、本考案は、次の構成よりなる。
(1)気液混合空間を備えた本体部と、
前記気液混合空間に導入される液体に旋回流を生起させる液体導入部と、
前記気液混合空間内の前記旋回流中心位置において該空間内に向けて張り出す凸部からなる液流絞り部と、
前記液流絞り部を貫通して前記気液混合空間と外部とを連通する液流吐出部および液流吐出部内に気体を導入する気体導入部とを備え、
前記液流絞り部は、前記液流吐出部の貫通方向に沿って前記気液混合空間側から順次収束して最小内径部と該最小内径部に連続する大径部を形成された収束断面部を有し、
前記気体導入部の先端開口部は、前記収束断面部における最大収束部において液流が絞り込まれることで生成される最大流速生成部に位置決めして設けられていることを特徴とする微小気泡発生装置。
(2)前記気体導入部の先端開口は、前記液流絞り部において最小内径を有する収束断面部の近傍若しくは、前記貫通方向で最小内径部を超えない位置に位置決めされていることを特徴とする(1)に記載の微小気泡発生装置。
(3)前記気体導入部の先端開口近傍には、該気体導入部において微細化された気体を含む液体を衝突させて高周波振動を生起させる振動手段が配置されていることを特徴とする(1)または(2)に記載の微小気泡発生装置。
(4)気体導入部から酸素あるいはオゾンガスを導入することを特徴とする(1乃至(3)のいずれかに記載の微小気泡発生装置。
(5)前記気体導入部が耐蝕部により構成されていることを特徴とする(1)乃至(3)のいずれかに記載の微小気泡発生装置。
(6)前記耐蝕部には、チタン合金あるいはガラス等の耐蝕性材料を用いたりあるいは4フッ化エチレン樹脂を用いた耐蝕処理が施されていることを特徴とする(5)に記載の微小気泡発生装置。
(7)前記液体導入部には、用途に応じた液体が選択された導入されることを特徴とする(1)に記載の微小気泡発生装置。
(8)前記液体導入部に導入される液体として温水が用いられることを特徴とする(6)に記載の微小気泡発生装置。
(9)前記液体導入部に導入される液体としてオゾン水が用いられることを特徴とする(6)に記載の微小気泡発生装置。
In order to achieve this object, the present invention has the following configuration.
(1) a main body having a gas-liquid mixing space;
A liquid introduction section for causing a swirl flow in the liquid introduced into the gas-liquid mixing space;
A liquid flow restricting portion comprising a convex portion projecting toward the swirl flow center position in the gas-liquid mixing space;
A liquid flow discharge portion that penetrates the liquid flow restricting portion and communicates the gas-liquid mixing space and the outside, and a gas introduction portion that introduces gas into the liquid flow discharge portion,
The liquid flow restricting portion is a convergent cross-sectional portion formed by converging sequentially from the gas-liquid mixing space side along the penetrating direction of the liquid flow discharge portion to form a minimum inner diameter portion and a large diameter portion continuous to the minimum inner diameter portion. Have
A microbubble generator characterized in that the tip opening of the gas introduction part is positioned and provided at a maximum flow velocity generation part that is generated by narrowing the liquid flow at the maximum convergence part in the convergence cross section. .
(2) The front end opening of the gas introduction part is positioned in the vicinity of a converging cross-sectional part having a minimum inner diameter in the liquid flow constriction part or at a position not exceeding the minimum inner diameter part in the penetration direction. The microbubble generator described in (1).
(3) Vibrating means for causing high-frequency vibration by causing a liquid containing a gas refined in the gas introducing portion to collide is disposed in the vicinity of the front end opening of the gas introducing portion (1). ) Or the microbubble generator according to (2).
(4) The microbubble generator according to any one of (1) to (3), wherein oxygen or ozone gas is introduced from a gas introduction part.
(5) The microbubble generator according to any one of (1) to (3), wherein the gas introduction part is constituted by a corrosion-resistant part.
(6) The microbubbles according to (5), wherein the corrosion-resistant portion is subjected to a corrosion-resistant treatment using a corrosion-resistant material such as a titanium alloy or glass or a tetrafluoroethylene resin. Generator.
(7) The microbubble generator according to (1), wherein a liquid corresponding to a use is selected and introduced into the liquid introduction unit.
(8) The microbubble generator according to (6), wherein warm water is used as the liquid introduced into the liquid introduction part.
(9) The microbubble generator according to (6), wherein ozone water is used as the liquid introduced into the liquid introduction part.
本考案においては、旋回流とされて気液混合用空間内に導入される液体が液流絞り部において流速を高められるので、例えば、水道水のような低い圧力で導入された場合でも旋回流中心位置において高流速化することにより収束断面部付近の圧力低下が顕著となり、液体が収束断面部内に高速流の状態で自吸される。 In the present invention, since the liquid that is swirled and introduced into the gas-liquid mixing space can increase the flow velocity in the liquid flow constriction section, for example, even when the swirl flow is introduced at a low pressure such as tap water. By increasing the flow velocity at the center position, the pressure drop in the vicinity of the converging cross section becomes significant, and the liquid is self-primed in a high-speed flow state in the converging cross section.
これにより収束断面部に導入された液体は、その収束断面部内の断面形状により最大収束部に至るに従い高速流とされることになり、最大収束部を通過する際にはその部分での圧力低下が最大収束部を通過する直前よりも顕著となる。 As a result, the liquid introduced into the converging cross section becomes a high-speed flow as it reaches the maximum converging part due to the cross-sectional shape in the converging cross sectional part, and when passing through the maximum converging part, the pressure drop in that part Becomes more prominent than immediately before passing through the maximum convergence portion.
このため、最大収束部近傍に配置された気体導入部の開口から導入される気体は、液流において生じる旋回流中心部での圧力低下とこの圧力低下による負圧化に起因する逆流や拡散部との境界部において発生する液流の剥離による負圧化傾向によって引き出されることになる。 For this reason, the gas introduced from the opening of the gas introduction part arranged in the vicinity of the maximum converging part is a reverse flow or diffusion part caused by a pressure drop at the center of the swirl flow generated in the liquid flow and a negative pressure due to this pressure drop. It is pulled out by the negative pressure tendency due to the separation of the liquid flow generated at the boundary portion.
さらに、液流の剥離による負圧化傾向により引き出された気体は、最大収束部を通過する直前での液流の圧力を受けることにより、拡大することなく移動し、最大収束部を通過した直後の圧力上昇によって圧壊されるとともに、気泡同士の接触機会を少なくされて合一するのが防止されながら剪断・圧壊されてさらに微細化を促進される。 Furthermore, the gas extracted due to the negative pressure tendency due to the separation of the liquid flow moves without expanding by receiving the pressure of the liquid flow immediately before passing through the maximum convergence portion, and immediately after passing through the maximum convergence portion In addition to being crushed by an increase in pressure, the opportunity for contact between the bubbles is reduced and the coalescence is prevented while being united, and further miniaturization is promoted.
この結果として、特別な高圧旋回流生成手段などの大型設備を伴わせなくとも、旋回流の流速変化による気泡の引き出しおよび微細化が可能となるので、気体導入部に導入される気体を選択することで消毒、滅菌作用を持つ加湿作用が望まれる加湿器やミスト発生装置を小型化した状態で得ることができる。 As a result, bubbles can be drawn out and refined by changing the flow velocity of the swirling flow without using a large facility such as a special high-pressure swirling flow generating means, so the gas to be introduced into the gas introduction section is selected. Thus, it is possible to obtain a humidifier or a mist generating device that is desired to have a humidifying action having a disinfecting and sterilizing action in a miniaturized state.
しかも、気泡の圧壊が発生する箇所の一つである最大収束部の近傍に位置する気体導入部材にチタン合金やガラスなどの材料あるいは4フッ化エチレンによる耐蝕処理を施すことで、圧壊の際のキャビテーションによるエロージョンの影響を受けにくくすることができる。これにより、気体導入部およびこの周辺部の耐久性を高めることができるので、水中での酸素濃度の回復や藻やプランクトンあるいは浮遊塵などの付着回収を長期間継続させることができる。 Moreover, by applying a corrosion treatment with a material such as titanium alloy or glass or tetrafluoroethylene to the gas introducing member located in the vicinity of the maximum converging portion, which is one of the places where bubbles are crushed, It can be made less susceptible to erosion due to cavitation. Thereby, since durability of a gas introduction part and this peripheral part can be improved, recovery of oxygen concentration in water and adhesion collection of algae, plankton, floating dust, etc. can be continued for a long period of time.
以下、図示実施例により、本考案を実施するための最良の形態について説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the illustrated embodiments.
図1は、本考案実施例による微小気体含有液体の噴霧装置の一例として加湿器の噴霧部を示す外観図である。
同図において噴霧部1は、気液混合用の空間を内部に有する本体部2と、本体部2の空間部に対して旋回流を生成可能な位置に連結された液体導入部3と、後述する収束断面部に向け気体を供給可能な気体導入部4とを主要部として備えている。
FIG. 1 is an external view showing a spray portion of a humidifier as an example of a spray device for a micro gas-containing liquid according to an embodiment of the present invention.
In the figure, the spray unit 1 includes a
本体部2は、図1において符号(2)で示す方向の矢視断面図である図2および図2に示した気液混合用空間2Aおよびこれに連通する液流導入部3のみを抽出した平面視状態での断面図である図3において符号(3)で示す方向の矢視断面図である図3に示すように、ポンプにおけるインペラー室のような内部形状を有した気液混合用空間2Aを備えており、気液混合用空間2Aにおける外周部の一部には、接線方向に連通する液体導入部3が接続されている。なお図3において符号3Aは、気液混合用空間2Aに導入される気体の整流部材を示している。
The
気液混合用空間2Aにおける旋回流中心部には、空間2Aの内方に向け突出する傾斜面を有した凸部で構成された液流絞り部2Bが設けられている。
At the center of the swirl flow in the gas-
液流絞り部2Bは、気液混合用空間2A内に導入されて旋回する液流を絞ることにより旋回流中心部における流速を高速化する部分であり、旋回流中心部で圧力低下を生起させて旋回流を旋回流中心部に向けて吸引させることができるようになっている。
The liquid
液流絞り部2Bの中心部には、液流絞り部2Bを貫通する収束断面部2Cが設けられており、収束断面部2Cは、その貫通方向一端が液流絞り部2B側で開口し、その開口から貫通方向他端に至るに従って小径化され、最小内径を持つ開口部である最大収束部にはこの内径よりも大径の拡散部5が連続させてある。
A converging cross-sectional portion 2C that penetrates the liquid
収束断面部2Cは、貫通方向に沿って拡散部5側に向けて内径が小さくなることにより、最大収束部を通過する液流の流速が高められるとともに圧力が最大収束部を通過する直前の圧力よりも低くなる機能を有している。 The converging section 2C has an inner diameter that decreases toward the diffusion part 5 along the penetrating direction, so that the flow velocity of the liquid flow passing through the maximum converging part is increased and the pressure immediately before the pressure passes through the maximum converging part. It has a lower function.
最大収束部を通過する際の圧力低下は旋回流中心部での圧力低下よりも大きくなる関係とされ、これにより、旋回流中心の液流が収束断面部2C側に吸引される移動方向が得られるようになっている。上述した圧力低下の関係は、収束断面部2Cでの小径化寸法、換言すれば、収束断面部2Cの内部勾配量を適宜設定することで得られる。 The pressure drop when passing through the maximum converging part is greater than the pressure drop at the center of the swirling flow, and this provides a moving direction in which the liquid flow at the center of the swirling flow is sucked toward the converging section 2C. It is supposed to be. The above-described pressure drop relationship can be obtained by appropriately setting the size of the reduced diameter at the converging cross section 2C, in other words, the amount of internal gradient of the converging cross section 2C.
収束断面部2Cにおける最小内径部、つまり、最大収束部の近傍には、流量調整可能な閉止弁4Aを備えて、耐蝕性材料の一つであるチタン合金が用いられているニードル状の気体導入部4の先端が配置されている。なお、気体導入部4は上述したように耐蝕性材料を用いた耐蝕部として構成されているので、耐蝕性材料として、チタン合金だけでなくガラスを用いたりあるいは素材の対象区政を利用するだけでなく、4フッ化エチレン樹脂を被覆した耐蝕処理によって対象区部とすることも可能である。
Needle-like gas introduction using a titanium alloy, which is one of the corrosion-resistant materials, is provided with a shut-off
気泡の圧壊が生じる最大収束部の近傍に配置されている気体導入部4は、チタン合金などの耐蝕性材料で構成されているので、圧壊時に発生するキャビテーションエロージョンの影響を受けにくくすることができる。これにより、きわめて微細化された気泡を含有する液流を生成する箇所での耐久性を低下させないようにして水中での酸素濃度の回復や浮遊塵の付着回収を長期間に亘って継続させることができる。 Since the gas introduction part 4 arranged in the vicinity of the maximum converging part where bubbles are crushed is made of a corrosion-resistant material such as a titanium alloy, it can be made less susceptible to the effects of cavitation erosion that occurs during the crushing. . In this way, recovery of oxygen concentration in water and adhesion and recovery of suspended dust can be continued for a long period of time without deteriorating the durability at the location where a liquid flow containing extremely fine bubbles is generated. Can do.
気体導入部4の先端開口部は、収束断面部2Cの貫通方向で最小内径部が相当する最大流速生起部から拡散部5側にはみ出ないように最小内径部を超えない位置に位置決めされて気体を導入できるようになっている。 The tip opening of the gas introduction part 4 is positioned at a position not exceeding the minimum inner diameter part so that it does not protrude from the maximum flow velocity generating part corresponding to the minimum inner diameter part in the penetration direction of the convergent cross section 2C to the diffusion part 5 side. Can be introduced.
本実施例では、図2(B)に示すように、開口の位置が、後述する拡散部5の凹部2Eとの境界部Pよりも手前側に位置して境界部Pと開口との間に僅かな隙間が形成されている。この隙間は、最大収束部を通過した液流が境界部Pにおいて剥離する際の負圧化傾向によって開口からの気体を引き出すことができる領域とされている。
In this embodiment, as shown in FIG. 2 (B), the position of the opening is located on the front side of the boundary portion P with the
本実施例における気体導入部4として用いられるニードルの開口径は、噴霧される直前に行われる拡散部2Eでの圧壊・剪断による微小気泡の外径が得られる前の段階での気泡サイズに相当させてある。
The opening diameter of the needle used as the gas introduction part 4 in this embodiment corresponds to the bubble size at the stage before the outer diameter of the microbubbles is obtained by crushing / shearing in the
本実施例における気体導入部に導入される気体は、使用環境として病院や家庭などである場合、殺菌や消毒などの滅菌効果のある酸素やオゾンが用いられ、これら気体は、気体導入部4が接続されている図示しない供給源から導入される。 The gas introduced into the gas introduction part in this embodiment is oxygen or ozone having a sterilization effect such as sterilization or sterilization when the use environment is a hospital or home, and the gas is introduced by the gas introduction part 4. It is introduced from a connected source (not shown).
また、液体導入部3から導入される液体としては、常温以上の温水を用いることもあり、このような温水を使用する場合としては、茶葉等の植物類の乾燥防止が対象となる。
Moreover, as the liquid introduced from the
また、液体導入部3から導入される液体としては、精製水や温水に限らず、オゾン水を用いることもできる、この場合のオゾン水とは、本考案による液中での微小気泡発生構造によってオゾンを液体中に含有させたもの、あるいは他の周知方法により生成されたオゾン含有水が相当している。
In addition, the liquid introduced from the
酸素やオゾンの供給量に関して、微小気泡含有液体の噴射量中の濃度を管理する必要がある場合には、図4に示す構成が用いられる。 When it is necessary to manage the concentration in the injection amount of the microbubble-containing liquid with respect to the supply amount of oxygen and ozone, the configuration shown in FIG. 4 is used.
図4は、気体導入量制御機構を説明するために加湿器を対象とした場合のブロック図であり、同図において、微小気体含有液体の噴霧部1を備えた加湿器100には、液体導入部3に連通する管路中に設けられた液体ポンプP1と気体導入部4に連通する管路中に設けられたポンプP2と加湿器に付設あるいは使用箇所の雰囲気中での気体濃度を検知できる位置に設けられている気体濃度センサ101が接続されている制御部100が設けられている。
FIG. 4 is a block diagram when a humidifier is used as a target for explaining the gas introduction amount control mechanism. In FIG. 4, the liquid introduction is performed in the
制御部100では、気体濃度センサ101からの濃度検知結果に応じて角ポンプP1,P2の動作制御を行うことで適正な気体濃度の微小気泡を含んだ液滴の噴霧を行うようになっている。
The
収束断面部2Cの貫通方向他端が開口している拡散部5は、本体の気液混合用空間における液流吐出側に形成されたデフューザ部をなす凹部2Eと、気体導入部4を利用して支持されている板状の堰部5Aとで構成されている。
The diffusing portion 5 having the other end in the penetrating direction of the converging cross-sectional portion 2C is open by using a
拡散部5は、デフューザ部をなす凹部2Eに噴出した微小気泡が大気圧を受けて加圧されることにより圧壊・剪断作用を受ける部分であるとともに、気泡同士の接触機会を少なくして微小気泡同士を合一させない部分として用いられ、また、堰部5Aは、噴射される気泡を含んだ液流を衝突させて拡散させる部分として用いられる。
The diffusion part 5 is a part that receives a crushing / shearing action when the microbubbles ejected into the
堰板5は、本実施例の場合、超音波振動板が用いられ、衝突する気泡を含んだ液流に振動を与えることで気泡をさらに微細化するようになっている。 In the case of the present embodiment, an ultrasonic vibration plate is used as the dam plate 5, and the bubbles are further refined by applying vibration to the liquid flow including the colliding bubbles.
なお、堰板5を振動板として用いる代わりに、この堰板5Aを取り除いて拡散部2Eから放出された微小気泡含有液体を噴霧装置1の近傍に配置した超音波振動板を用いた通路内(図示されず)を通過させるようにしてもよい。
Instead of using the dam plate 5 as a vibration plate, inside the passage using an ultrasonic vibration plate in which the
本実施例は以上のような構成であるから、液体導入部3から導入された液流は、気液混合用空間2の内部で旋回流となり、旋回中心付近に位置する液流絞り部2Bでは流速が高められることで圧力低下し、さらに気液混合用空間2と連通している収束断面部2C内での圧力との関係により収束断面部2C内に自吸される。
Since the present embodiment is configured as described above, the liquid flow introduced from the
収束断面部2C内に導入された液流は、収束断面部2Cの内部形状に順じて流速が高められ、最大収束部を通過する際に圧力低下とこの圧力低下による負圧化に起因する逆流や拡散部との境界部で剥離による負圧化傾向が生じる。 The liquid flow introduced into the converging cross section 2C has a flow velocity increased in accordance with the internal shape of the converging cross section 2C, and is caused by a pressure drop and a negative pressure due to this pressure drop when passing through the maximum converging part. Negative pressure tends to occur due to separation at the boundary between the backflow and the diffusion part.
収束断面部2Cにおける最大収束部の近傍に対して気体導入部4の開口から導入された気体は、最大収束部で発生している圧力低下および剥離現象による負圧化傾向によって開口内から引き出される。 The gas introduced from the opening of the gas introducing portion 4 with respect to the vicinity of the maximum converging portion in the converging cross section 2C is drawn out from the opening due to the pressure drop generated in the maximum converging portion and the negative pressure tendency due to the separation phenomenon. .
最大収束部を通過した液流の圧力が最大収束部を通過する直前の圧力よりも低くされることを受けて気体導入部4の開口から引き出される気体は、不用意に拡大しない状態とされて引き出され、この状態で最大収束部を通過する。 The gas drawn out from the opening of the gas introduction part 4 in response to the pressure of the liquid flow passing through the maximum converging part being lower than the pressure immediately before passing through the maximum converging part is drawn out in a state where it does not inadvertently expand. In this state, it passes through the maximum convergence part.
開口内から引き出される気体は、液体側での剥離によって自身の導入圧力以上に強制的に引き出されることになるので、自身の導入圧による噴気量に比べて多量に導入されることになり、微細化対象となる気泡量を多くされることになる。 The gas drawn out from the opening is forcibly drawn above its own introduction pressure due to separation on the liquid side, so that it is introduced in a large amount compared to the amount of fumarole due to its own introduction pressure. The amount of bubbles to be converted is increased.
最大収束部を通過する気体は、最大収束部を通過する際の液流中から蒸発した気泡とともに圧力低下後に拡散部5に至ると、低下した圧力よりも高圧の大気圧を受けることで圧壊されて微細化されることになる。 When the gas passing through the maximum converging part reaches the diffusion part 5 after the pressure drops together with bubbles evaporated from the liquid flow when passing through the maximum converging part, the gas is crushed by receiving an atmospheric pressure higher than the reduced pressure. Will be refined.
最大収束部を液流のみが通過する際には、圧力低下による蒸発に起因して液中の気体が気泡化されるのが通常の現象である。 When only the liquid flow passes through the maximum converging part, it is a normal phenomenon that gas in the liquid is bubbled due to evaporation due to pressure drop.
しかし本実施例では、この気泡に加えて気体導入部4から導入された気体も混合されることになる。これにより、液中からの蒸発気泡のみの場合にはその気泡が微細化された状態でないのに対して、気体の挿入による圧力を受けて気泡を微細化することができる。 However, in this embodiment, in addition to the bubbles, the gas introduced from the gas introduction unit 4 is also mixed. Thereby, in the case of only evaporating bubbles from the liquid, the bubbles are not in a miniaturized state, but the bubbles can be refined by receiving pressure due to the insertion of the gas.
収束断面部2Cを通過して拡散部2Eに導入された微小気体含有液体は、大気圧を受けることで圧壊・剪断により気泡がさらに微細化されるとともに互いに接触しない状態とされて合一するのを防止されて放出され、堰板5Aに衝突した際に超音波振動によりさらに微細化されて放出される。
The micro gas-containing liquid introduced into the diffusing
以上のように本実施例においては、噴霧部1から放出される微小気体含有液体は含有されている気泡がきわめて微細なものとされるとともに、最終的な放出段階で超音波振動によりさらに細かくされた液滴とすることができる。 As described above, in the present embodiment, the fine gas-containing liquid discharged from the spraying section 1 is made fine in the bubbles contained therein and further refined by ultrasonic vibration in the final discharge stage. Droplets.
これにより、ウイルスなどの殺菌や滅菌に必要な気体を含有させた場合には、養鶏場や家庭内、あるいは病院などの公共の場におけるインフルエンザ対策として用いても液滴の大きさがきわめて小さく、液滴付着による濡れなどの不具合を招くことなく小型で簡単な構成を備えた加湿器として用いることができる。 As a result, when a gas necessary for sterilization and sterilization such as viruses is included, the size of the droplet is extremely small even if it is used as a countermeasure against influenza in poultry farms, homes, or public places such as hospitals. It can be used as a humidifier having a small and simple configuration without causing problems such as wetting due to droplet adhesion.
また、茶畑での茶葉の乾燥を防止するために適度な湿度を供給するような場合においても、微小気泡を含有させた液体を噴霧(ミスト状態)できるので、水滴などと違って霜発生の原因となるような大きさではなく、蒸発もしやすい状態の水分供給が可能となり、茶園での湿気の循環を良好に行えることになる。 Also, even when supplying moderate humidity to prevent drying of tea leaves in the tea plantation, the liquid containing fine bubbles can be sprayed (mist state), which causes frost generation unlike water droplets. Therefore, it is possible to supply moisture in a state that is easy to evaporate and not to be sized so that moisture can be circulated well in the tea garden.
また、本実施例によれば、旋回流中心部にベンチュリー構造を設け、旋回流中心において流路と直角な方向で気体を導入する構成を採用しているので、液流吐出方向を基準として、必要な気泡と液粒との混合状態が得られるための気液混合部が占めるスペース(図2において符号Lで示すスペース)を小さくすることができる。 Further, according to the present embodiment, the venturi structure is provided at the center of the swirling flow, and the configuration in which the gas is introduced in the direction perpendicular to the flow path at the center of the swirling flow is adopted. It is possible to reduce the space occupied by the gas-liquid mixing portion (the space indicated by the symbol L in FIG. 2) for obtaining a necessary mixed state of bubbles and liquid particles.
ちなみに、例えば、先行技術に関する非特許文献において第88頁〜89頁に記載されているような、旋回流を層流のままで用いるだけでその中心部を高速化する構造でない場合には、本実施例と違って、上述した気液混合部が占めるスペースは層流の旋回流を継続させる意味で長くなるのが一般的である。 Incidentally, for example, in a non-patent document relating to the prior art, as described in pages 88 to 89, if the structure is not a structure that speeds up the central part only by using the swirl flow as laminar flow, Unlike the embodiment, the space occupied by the above-described gas-liquid mixing section is generally longer in the sense that the laminar swirl flow is continued.
上記実施例では、気体導入部4から導入される気体を殺菌あるいは滅菌のための用途を対象として設定したが、本考案では、微小気泡に殺菌作用を持たせるものとして銀イオンを含ませることもできる。 In the above embodiment, the gas introduced from the gas introduction unit 4 is set for the purpose of sterilization or sterilization. However, in the present invention, silver ions may be included as a microbubble having a sterilizing action. it can.
この場合には、気体導入部4自体に銀メッキを施したりあるいはイオン化した銀を注入させることで可能となる。このような殺菌成分を用いることで、例えば、プールや浴槽などの水中での殺菌効果を期待できるようになる。 In this case, it is possible to apply silver plating to the gas introduction part 4 itself or to inject ionized silver. By using such a sterilizing component, for example, a sterilizing effect in water such as a pool or a bathtub can be expected.
1 噴霧部
2 本体部
2A 気液混合用空間
2B 液流絞り部
2C 収束断面部
2E 凹部
3 液体導入部
4 気体導入部
5 拡散部
5A 堰板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (9)
前記気液混合空間に導入される液体に旋回流を生起させる液体導入部と、
前記気液混合空間内の前記旋回流中心位置において該空間内に向けて張り出す凸部からなる液流絞り部と、
前記液流絞り部を貫通して前記気液混合空間と外部とを連通する液流吐出部および液流吐出部内に気体を導入する気体導入部とを備え、
前記液流絞り部は、前記液流吐出部の貫通方向に沿って前記気液混合空間側から順次収束して最小内径部と該最小内径部に連続する大径部を形成された収束断面部を有し、
前記気体導入部の先端開口部は、前記収束断面部における最大収束部において液流が絞り込まれることで生成される最大流速生成部に位置決めして設けられていることを特徴とする微小気泡発生装置。 A main body with a gas-liquid mixing space;
A liquid introduction section for causing a swirl flow in the liquid introduced into the gas-liquid mixing space;
A liquid flow restricting portion comprising a convex portion projecting toward the swirl flow center position in the gas-liquid mixing space;
A liquid flow discharge portion that penetrates the liquid flow restricting portion and communicates the gas-liquid mixing space and the outside, and a gas introduction portion that introduces gas into the liquid flow discharge portion,
The liquid flow restricting portion is a convergent cross-sectional portion formed by converging sequentially from the gas-liquid mixing space side along the penetrating direction of the liquid flow discharge portion to form a minimum inner diameter portion and a large diameter portion continuous to the minimum inner diameter portion. Have
A microbubble generator characterized in that the tip opening of the gas introduction part is positioned and provided at a maximum flow velocity generation part that is generated by narrowing the liquid flow at the maximum convergence part in the convergence cross section. .
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