JP4545564B2 - 微細気泡発生装置 - Google Patents

Description

この発明は、水質浄化、活性化その他の目的で容存酸素量を増大させるべく液中に微細な気泡を発生させる微細気泡発生装置に関するものである。

この種の微細気泡発生装置は、有底円筒形のスペースを有する容器本体と、前記スペースの内壁円周面の一部にその接線方向に開設された加圧液体導入口と、前記円筒形のスペースの底壁に開設された気体導入孔と、前記スペースの先部に開設された旋回気液混合体導出口とを備えている（例えば、特許文献１。）。

上記微細気泡発生装置によると、気体導入孔から容器本体内に導入された気体は、微細気泡（マイクロバブル：直径５０μｍ以下）として容器本体から放出される。

しかしながら、一般に容器本体は縦長であり、加圧液体導入口に繋がれる管は容器本体の長手方向に対して直角方向に延びるものであるから、これを利用すべく装置内に収容させた場合には、メンテナンス等を考慮すると実質的占有空間はかなり大きくなってしまうという問題がある。
国際公開第００／６９５５０号パンフレット

そこでこの発明では、微細気泡を発生させることができ且つ実質的占有空間が小さい微細気泡発生装置を提供することを課題とする。

（請求項１記載の発明）
この発明の微細気泡発生装置は、有底円筒形のスペースを有する容器本体と、前記容器本体の底壁を介して容器本体外部から内部に導かれた液体導入路及び気体導入路と、前記容器本体の先部に設けられた旋回気液混合体導出口とを備えており、前記気体導入路は容器本体の軸芯上又はその近傍に配置され、液体導入路の少なくとも内端域は容器本体の軸芯周りに螺旋形状に配置されている。
（請求項２記載の発明）
この発明の微細気泡発生装置は、有底円筒形のスペースを有する容器本体と、前記容器本体の底壁を介して容器本体外部から内部に導かれた液体導入路及び気体導入路と、前記容器本体の先部に設けられた旋回気液混合体導出口とを備えており、前記気体導入路は容器本体の軸芯上又はその近傍に配置され、液体導入路の少なくとも内端域は、容器本体の内周面に沿って配置されている。
（請求項３記載の発明）
この発明の微細気泡発生装置は、上記請求項１又は２に記載の発明に関し、気体導入路の外周部側に液体導入路が形成されている。
（請求項４記載の発明）
この発明の微細気泡発生装置は、上記請求項１乃至３のいずれかに記載の発明に関し、 気体導入路への気体量を調整する気体量調整手段を備えている。

この発明の微細気泡発生装置によると、微細気泡を発生させることができ且つ実質的占有空間が小さいものとなる。

以下にこの発明の微細気泡発生装置を実施するための最良の形態としての実施例について詳細に説明する。

図１はこの発明の実施例１における微細気泡発生装置Ｂの断面図、図２は前記微細気泡発生装置Ｂの平面図を示している。
（この微細気泡発生装置Ｂの基本的構成について）
この微細気泡発生装置Ｂは、図１や図２に示すように、有底円筒形のスペースを有する容器本体１と、前記容器本体１の底壁を介して容器本体外部から内部に導かれた液体導入路２及び気体導入路３と、前記容器本体１の先部に設けられた旋回気液混合体導出口４とを備えており、前記気体導入路３は容器本体１の軸芯Ｊ上又はその近傍に配置され、液体導入路２の少なくとも内端域は容器本体１の軸芯Ｊ周りに螺旋形状に配置されている。
（容器本体について）
容器本体１は、図１や図２に示すように全体が円筒状に形成されており、液体導入路２の存在が気体及び液体の旋回を阻害しないようにするため、区画壁１０により液体導入路２及び気体導入路３が配置される収容室１ａと、気体と液体とが旋回する旋回室１ｂとに区画してある。
（液体導入路２及び気体導入路３について）
液体導入路２は、コイル状のチューブにより形成されており、図１や図２に示すように、外部から収容室１ａの内部への挿入位置は軸芯Ｊからズレた位置に設定してあると共に、その位置から液体導入路２の少なくとも内端域が容器本体１の内周面に沿って配置されるようにしてある。そして、液体導入路２の内端域を区画壁１０の斜孔１０ａに挿入し、当該液体導入路２の内端開放部を旋回室１ｂに臨ませている。

気体導入路３についても、直線状のチューブにより形成されており、図１や図２に示すように、外部から収容室１ａの内部への挿入位置を軸芯Ｊの位置に設定すると共に、その内端を区画壁１０を貫通させた後その内端開放部を旋回室１ｂに臨ませてある。

ここで、上記した液体導入路２及び気体導入路３は、上記軸芯Ｊと同方向に延びるようにしてある。

なお、この気体導入路３から吸入される空気量により発生される微細気泡の大きさが変化するので、当該気体導入路３には空気量を調整する手段を設けることが好ましい。
（旋回気液混合体導出口４について）
旋回気液混合体導出口４は、図１や図２に示すように、軸芯Ｊ上に形成された円孔により構成されている。
（この微細気泡発生装置Ｂの働きについて）
この微細気泡発生装置Ｂを使用する際には、少なくとも容器本体１の旋回気液混合体導出口４を液体中に漬け、液体導入路２に加圧液体を圧送する。

すると、液体導入路２の内端域は容器本体１の軸芯Ｊ周りに螺旋形状に配置され（容器本体１の内周面に沿って配置され）ているから、旋回室１ｂ内には加圧液の旋回流が生成され、これに伴い軸芯Ｊ付近には負圧部分が形成される。この負圧によって、気体導入路３から気体が吸い込まれ、圧力が最も低い軸芯Ｊ付近を気体が通過することによって、旋回室１ｂには細い紐状の旋回気体空洞部Ｖが形成される。

そして、上記旋回室１ｂ内を旋回しながら移動した液体及び気体が旋回室１ｂの開放部である旋回気液混合体導出口４を通過するとき液体中に大量の微細気泡が発生することになる。なお、この微細気泡の発生メカニズムは公知であるので詳説はしない。
（この微細気泡発生装置Ｂの優れた作用・効果について）
上記の如く、この微細気泡発生装置Ｂを用いると、従来のものと同様に微細気泡を発生させることができる。

また、この微細気泡発生装置Ｂでは液体導入路２及び気体導入路３は、比較的縦長である容器本体１の軸芯方向と同方向に突出しているから、装置等に組み込んだ場合において実質的占有空間が小さいものとなる。これにより取扱いやメンテナンスが容易になる。
（形態が類似する微細気泡発生装置Ｂについて）
上記実施例１の微細気泡発生装置Ｂでは区画壁１０を設けてあるが、これに限定されることなく、区画壁１０を有さないものとしてもよい。

図３はこの発明の実施例２の微細気泡発生装置Ｂの断面図であり、上記実施例１のそれを更に具体化したものを示している。
（この微細気泡発生装置Ｂの基本的構成について）
この微細気泡発生装置Ｂは、上記実施例１と基本的構造は同じであり、図３に示すように、有底円筒形のスペースを有する容器本体１と、前記容器本体１の底壁を介して容器本体外部から内部に導かれた液体導入路２及び気体導入路３と、前記容器本体１の先部に設けられた旋回気液混合体導出口４とを備えており、前記気体導入路３は容器本体１の軸芯Ｊ上又はその近傍に配置され、液体導入路２の少なくとも内端域は容器本体１の軸芯Ｊ周りに螺旋形状に配置されている。
（容器本体１の底壁の構成について）
容器本体１の一部を構成する底壁は、図３に示すように、本体部１２の開放部に雄・雌部材１３，１４及びＣ型ピン１５を組み込むようにして構成されている。

雄部材１３は、図３に示すように、筒体の外周面に雄ネジを形成するようにしてあり、その外端面に管状の繋ぎ部１３ａを突設してある。

雌部材１４は、図３に示すように、筒体の内周面に雌ネジを形成するようにして構成されている。

そして、具体的には、本体部１２の開放部に雌部材１４を嵌入すると共に前記雌部材１４をＣ型ピン１５で抜け止め状態にし、前記雌部材１４に雄部材１３を螺入するようにしている。
（容器本体１の中央部の構成について）
容器本体１の中央部には、図３や図４に示すように、断面角状の螺旋条５０ａを有する短い円柱部５０に円錐台形部５１を一体化すると共にその軸芯（軸芯Ｊと同軸上にある）に円孔５２が穿設されて成る液体導入路形成体５を収容させてある。ここで、上記螺旋条５０ａの外端面は、図３に示すように容器本体１の構成壁内面と接触しており、これにより螺旋状の液体導入路２が形成されている。また、上記液体導入路形成体５には、図４に示すように、雄部材１３を構成する筒体内からの液体を螺旋状の液体導入路２に導くための開口５３を設けてある。なお、前記開口５３の大きさ、形状、個数は適宜変更できる。（容器本体１へのチューブＴ１，Ｔ２の接続について）
図３に示すように、気体用チューブＴ１を、雄部材１３を構成する筒体内に挿通すると共に円孔５２内に挿入して接続し、また、液体用チューブＴ２を繋ぎ部１３ａに外挿して接続することにより、容器本体１の底壁を介して容器本体外部から内部に導かれた液体導入路２及び気体導入路３が形成される。

なお、図３に示していないが、気体用チューブＴ１は液体用チューブＴ２から外周気密状態に貫通突出させてあり、その端部には空気量調整用手段を備えてある。
（液体導入路２及び気体導入路３について）
液体導入路２は、液体用チューブＴ２と気体用チューブＴ１との間の空間→雄部材１３と気体用チューブＴ１との間の空間→液体導入路形成体５の開口５３→液体導入路形成体５の螺旋条５０ａ，５０ａ相互間の螺旋状の空間→円錐台形部５１周りの空間から成る経路をいい、この経路により旋回気液混合空間Ｋまで液体を旋回させながら移動させるものである。

気体導入路３は、気体用チューブＴ１内の経路をいい、この経路により旋回気液混合空間Ｋまで気体を吸引せしめるようになっている。
（旋回気液混合体導出口４について）
旋回気液混合体導出口４は、図３に示すように、軸芯Ｊに形成された円孔により構成されている。
（この微細気泡発生装置Ｂの働きについて）
この微細気泡発生装置Ｂを使用する際においても、少なくとも容器本体１の旋回気液混合体導出口４を液体中に漬け、液体導入路２に加圧液体を圧送すると、実施例１のそれと同様に、上記旋回室１ｂ内を旋回しながら移動した液体及び気体が旋回室１ｂの開放部である旋回気液混合体導出口４を通過するとき液体中に大量の微細気泡が発生することになる。
（その他の実施の形態について）
上記実施例１、２では、液体導入路２は螺旋形状としてあるが、図５に示すように、液体導入路２の内端域は、容器本体の内周面に沿った直線状としてもよい。この場合においても、同等に液体の旋回流を形成することができる。

この発明の実施例１における微細気泡発生装置の断面図。 前記微細気泡発生装置の平面図。前記細径チューブ継手の斜視図。 この発明の実施例２における微細気泡発生装置の断面図。 前記実施例２に使用されている液体導入路形成体の平面図。 他の実施形態の微細気泡発生装置の液体導入路の平面図。

符号の説明

Ｂ 微細気泡発生装置
Ｊ 軸芯
１ 容器本体
２ 液体導入路
３ 気体導入路
４ 旋回気液混合体導出口

Claims (6)

1. 有底円筒形の空間を有する容器本体と、
   前記有底円筒形空間の底部を画定する底壁を介して容器本体外部から内部に導かれた液体導入路及び気体導入路と、
   前記有底円筒形の内径よりも小さい内径を有するとともに、前記容器本体において前記有底円筒形よりも先部よりに配置される旋回気液混合空間と、
   前記有底円筒形の空間と前記旋回気液混合空間とを連絡する円錐台形に沿った隙間と、
   前記容器本体の前記先部に設けられた旋回気液混合体導出口と、
   前記容器本体内に収容される液体導入路形成体を備え、
   前記気体導入路が容器本体の軸心上又はその近傍に配置されるとともに、前記液体導入路が前記軸心周りに螺旋形状に配置される螺旋状空間を介して前記旋回気液混合空間へと導かれ、
   前記液体導入路形成体が、円柱部と円錐台形部とから形成されるとともに前記円柱部の外周部に前記螺旋状空間が形成され、前記円錐台形部と前記容器本体との間に前記螺旋条空間からの液体を前記旋回気液混合空間へと導く前記円錐台形に沿った前記隙間が形成される
   ことを特徴とする微細気泡発生装置。
2. 前記円柱部の外周部には螺旋条が設けられ、前記螺旋条が前記有底円筒形の内周面と接触することにより前記螺旋条空間が形成されることを特徴とする請求項１に記載の微細気泡発生装置。
3. 前記液体導入路形成体に円孔が穿設され、前記気体導入路が前記円孔を通ることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の、微細気泡発生装置。
4. 前記容器本体の前記先部とは反対側の端部に開放部が設けられ、前記有底円筒形の空間の前記底壁が、前記開放部に嵌入される雄部材および雌部材によって形成され、前記雌部材が前記容器本体に固定されるとともに前記雄部材が前記雌部材に螺着されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の微細気泡発生装置。
5. 前記気体導入路および前記液体導入路が、前記雄部材を通して前記有底円筒形の空間内に導かれ、前記気体導入路が前記液体導入路の内側に配置されることを特徴とする請求項４に記載の微細気泡発生装置。
6. 前記気体導入路への気体量を調整する気体量調整手段を備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の微細気泡発生装置。

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