JP4887555B2 - 微細気泡発生装置のノズル - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液中に気泡を発生させる微細気泡発生装置のノズルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、浴槽内に空気や各種ガスを含んだ浴水を噴出して微細気泡を発生させ、温熱効果やマッサージ効果や洗浄効果が得られることにより、快適な入浴を行うというニーズが高まりつつある。従来、この種の微細気泡を発生させる気泡発生装置としては、特公平３−１４４６４号公報等により提案されている。
【０００３】
以下に、従来の技術として特公平３−１４４６４号公報に記載の技術について図６〜図９に従い説明を行う。
【０００４】
図６は従来の噴流浴装置のシステム構成図、図７は同噴流浴装置におけるシャトルバルブの断面図、図８は同噴流浴装置におけるレリーフバルブの断面図、図９は同噴流浴装置における低圧噴流ノズルの断面図である。
【０００５】
先ず構成について説明する。この噴流浴装置は、図６に示すように温水１０２をいれた浴槽１０１と、温水１０２を循環させるポンプ１０３を備えたポンプユニット１０４と、吸入器１０６と低圧噴流ノズル１０９および高圧噴流ノズル１１０を備えて浴槽１０１内にセットされるノズルユニット１１１を主要構成部として構成されている。
【０００６】
前記ポンプユニット１０４におけるポンプ１０３の吸込み側にはジェット流路１１２を設けてあり、また、ポンプ１０３の吐出側に吐出側管路１０７を接続するとともに、吐出側管路１０７から分岐流路１１４を介してジェット流路１１２の間にシャトルバルブ１１３を設けている。ポンプユニット１０４におけるポンプ１０３の吸込み側は、吸込側管路１０５によりノズルユニット１１１における吸入器１０６に接続され、ポンプユニット１０４におけるポンプ１０３の吐出側は、吐出側管路１０７によりノズルユニット１１１における２方弁１０８を介して低圧噴流ノズル１０９および高圧噴流ノズル１１０に接続されている。
【０００７】
前記噴流浴装置におけるシャトルバルブ１１３は、図７に示すように構成され、すなわち、スプリング１１５と、スプリング１１５により付勢された円錐弁１１６と、円錐弁１１６に連結された弁棒１１７とで構成され、このバルブの下流側には空気取り入れ流路１１８が設けられ、また、バルブの上流側は空気流路１１９を介してポンプ１０３の吸込み側のジェット流路１１２に連通している。
【０００８】
前記ノズルユニット１１１における高圧噴流ノズル１１０は図８に示すように構成され、すなわち、螺旋流路Ａ１２０と螺旋流路Ｂ１２１とを交互に備えた気液混合器１２２を有し、その下流側にスプリング１２３により付勢された弁体１２４と噴流吐出口１２５と噴流吐出口１２５を備えたレリーフバルブ１２６を接続している。
【０００９】
また、前記ノズルユニット１１１における低圧噴流ノズル１０９は図９に示すように構成され、すなわち、低圧噴流ノズルに設けられた流動流路１２７と、この流動流路１２７の外周に形成された空気流入流路１２８と、流動流路１２７の下流に設けられた細い流路１２９と、空気流入流路１２８の下流に設けた細い流路１３２と、細い流路１２９および１３２が接続された広い流路１３０と、広い流路１３０の流路端に設けたノズル１３１により構成されている。
【００１０】
次に上記構成の噴流浴装置の動作について説明する。微細気泡の発生時にはポンプユニット１０４におけるポンプ１０３を運転すると、浴槽１０１内の温水１０２は、ノズルユニット１１１における吸入器１０６から吸入側管路１０５を介してポンプユニット１０４におけるポンプ１０３に吸引される。その後ポンプ１０３から吐出側管路１０７を介してノズルユニット１１１における高圧噴流ノズル１１０から微細気泡が噴出される。このときにはポンプ１０３の吐出圧は分岐流路１１４に作用し、吐出圧が大きくなり、シャトルバルブ１１３における弁棒１１７に連結した円錐弁１１６がスプリング１１５の付勢に打ち勝って円錐弁１１６を開くことで、シャトルバルブ１１３における空気取り入れ流路１１８と円錐弁１１６と空気流路１１９を介してジェット流路１１２に空気が吸引され、この空気がポンプ１０３に吸引される。吸引された空気はポンプ１０３により吐出側管路１０７および２方弁１０８を介してノズルユニット１１１における高圧噴流ノズル１１０に圧送され、高圧噴流ノズル１１０の気液混合器１２２で温水と空気が微細に混合され、レリーフバルブ１２６を経て浴槽１０１に吐出される。
【００１１】
一方、大気泡発生動作時には２方弁１０８が切り替わり、ポンプ１０３からの温水はノズルユニット１１１における低圧噴流ノズル１０９から大気泡が浴槽１０１内に吐出される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記噴流浴装置の構成では、微細気泡発生の運転時において、ポンプ１０３に吸込まれた空気と温水１０２を高圧噴流ノズル１１０の螺旋流路１２０，１２１により微細化し混合するため、高圧で大型のポンプが必要であった。また、空気吸入部にシャトルバルブ１１３を用いていることにより、ポンプ１０３の吐出圧変化により、シャトルバルブ１１３に設けられたスプリング１１５の円錐弁１１６への付勢が変化し、これによりジェット流路１１２を通じてのポンプ１０３への空気供給量が変化し、ポンプ１０３の吐出圧も変化し、これらが繰り返されることから、安定した微細気泡の発生ができなくなるという課題があった。
【００１３】
本発明は前記従来の問題に留意し、小型のポンプを用い、簡単な構成で、かつ、性能が安定し、信頼性の高い微細気泡発生装置のノズルを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成すめるために本発明は、ノズル本体と、前記ノズル本体の外郭と流体の流路を形成するノズルケーシングと、前記ノズルケーシング内に設けられた流体の流路を形成する流路形成部材と、前記流路形成部材の流路下流側に設けられた衝突壁と、前記流路形成部材と前記衝突壁の流路下流側に設けられ流体の流路を形成する粒状体内包流路とで形成された微細気泡発生装置のノズルであって、前記流路形成部材で形成された流路がリング形状であり、前記粒状体内包流路は、内径が上流側から下流側へ錘状に大きくなるノズルケーシング内周面の上流側に設けた網と下流側に設けた網の間に、多数の粒状体を保持した流路である構成の微細気泡発生装置のノズルとする。
【００１５】
本発明によれば、ノズル本体において流体内に溶解していた気体が再気体化する場合、流体の流路がリング形状と粒状内包流路で形成されていることにより、気体が再気体化する過程において、ノズル本体の流体の流路内で短時間に拡散と衝突が行われ、近接する気泡との距離が拡大していくため、再気体化した気泡が成長し難く、微細気泡を効率的に発生させることができ、小型のポンプを用い、簡単な構成で性能が安定し信頼性の高い微細気泡発生装置を提供することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、ノズル本体のノズルケーシング内にノズルケーシングとで流体の流路を形成する流路形成部材を設け、流路の下流側に衝突壁を設け、流路形成部材と衝突壁の流路下流側に粒状体内包流路を形成した微細気泡発生装置のノズルであって、ノズルケーシングと流路形成部材で形成された流路がリング形状であり、粒状体内包流路は、内径が上流側から下流側へ錘状に大きくなるノズルケーシング内周面の上流側に設けた網と下流側に設けた網の間に、多数の粒状体を保持した流路である微細気泡発生装置のノズルであり、ノズル本体において流体内に溶解していた気体が再気体化する場合、流体の流路がリング形状と粒状内包流路で形成されていることにより、気体が再気体化する過程において、ノズル本体の流体の流路内で短時間に拡散と衝突が行われ、近接する気泡との距離が拡大していくため、再気体化した気泡が成長し難く、微細気泡を効率的に発生させることができ、小型のポンプを用いて簡単に構成でき、しかも性能を安定させるという作用を有する。
【００１７】
本発明の請求項２に記載の発明は、ノズル本体のノズルケーシング内にノズルケーシングとで流体の流路を形成する流路形成部材を設け、流路の下流側に衝突壁を設け、流路形成部材と衝突壁の流路下流側にメッシュ内包流路を形成した微細気泡発生装置のノズルであって、ノズルケーシングと流路形成部材で形成された流路がリング形状であり、メッシュ内包流路は、内径が上流側から下流側へ錘状に大きくなるノズルケーシング内周面の上流側に設けた網と下流側に設けた網の間に、メッシュを保持した流路である微細気泡発生装置のノズルであり、ノズル本体において流体内に溶解していた気体が再気体化する場合、流体の流路がリング形状とメッシュ内包流路で形成されていることにより、気体が再気体化する過程において、ノズル本体の流体の流路内で短時間に均一な拡散と衝突が行われ、近接する気泡との距離が拡大していくため、再気体化した気泡が成長し難く、微細気泡を効率的に発生させることができ、小型のポンプを用いて簡単に構成でき、しかも性能を安定させるという作用を有する。
【００１８】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の微細気泡発生装置のノズルにおいて、流路形成部材の流路側表面に複数の凹凸部を設けたものであり、流路形成部材の流体の流路内においても拡散と衝突が促進されるため、微細気泡を効率的に発生させることができ、小型のポンプを用いて簡単に構成でき、しかも性能を安定させるという作用を有する。
【００１９】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施の形態１の微細気泡発生装置のシステム構成図、図２は、同微細気泡発生装置におけるノズルの断面図、図３は、同微細気泡発生装置における微細気泡の気泡径の分布図である。
【００２１】
図１に示すように、この実施の形態１の微細気泡発生装置１５は、水槽１と、循環ポンプ２と、水槽１と循環ポンプ２の吸込み側を連通する供給管３と、水槽１と循環ポンプ２を連通する吐出管４と、吐出管４に設けられた気体供給部５と、吐出管４の水槽１内に位置する端部に設けられたノズル本体１０と、吐出管４に設けられた気液溶解タンク１１と、微細気泡発生装置１５を制御する制御部１６を主要な構成部として構成されている。
【００２２】
前記気体供給部５は、エジェクタ６と、気体供給管７と、気体供給管７に設けられた弁８と，気体供給管７に設けられた逆止弁９を備えて構成されている。
【００２３】
前記気液溶解タンク１１は、粒状体の集合体である未溶解気泡流出防止手段１１ａと、上限水位検知用の水位センサ１２ａおよび下限水位検知用の水位センサ１２ｂよりなる水位センサ１２と、気体１３と、流体１４を内蔵して構成されている。
【００２４】
前記微細気泡発生装置１５を制御する制御部１６は、循環ポンプ２に対しケーブル１７で、また、気体供給部５の弁８に対しケーブル１８で、また、気液溶解タンク１１の水位センサ１２に対しケーブル１９で接続されている。
【００２５】
図中の２０は流体の流れ、２１は水槽１内の液体、２２は水槽１に吐出された微細気泡である。
【００２６】
前記ノズル本体１０は図２に示すように構成されている。すなわち、キャップ状で外郭を形成するノズルケーシング３０は、吐出管４と連通された吐出流路３１を有し、内部には上流側より下流側に向かって第１の流路形成部材３２と第２の流路形成部材３３を配置している。前記第１の流路形成部材３２と第２の流路形成部材３３は座板状に形成され、前記第１の流路形成部材３２には、その中央部に流通用の孔３２ａを形成している。前記第１の流路形成部材３２と第２の流路形成部材３３間には、小片状の第３の流路形成部材３４を介在させてあり、さらに、第２の流路形成部材３３の流路下流側に衝突壁３５を設け、前記ノズルケーシング３０と第１の流路形成部材３２と第２の流路形成部材３３と第３の流路形成部材３４と衝突壁３５によってリング形状の流路を形成している。また、前記ノズルケーシング３０の下流側には、上流側と下流側に網３８ａ，３８ｂをもち、粒状体３６を内包したノズルケーシング下部を配置して、粒状体内包流路を形成している。図中の３９は流体の流れである。
【００２７】
次に、前記構成の微細気泡発生装置１５の動作について説明を行う。循環ポンプ２が運転をスタートすると、供給管３を通じて水槽１の液体２１が吸引され、循環ポンプ２から吐出管４へ液体２１が吐出され、気体供給部５に液体２１が供給される。この液体２１が供給されると、気体供給部５ではエジェクタ効果により気体供給管７と弁８と逆止弁９とを通じて気体がエジェクタ６へ吸引され、エジェクタ６で液体２１と気体が混合溶解されながら気液溶解タンク１１内に噴出される。
【００２８】
前記エジェクタ６の吐出側から気液溶解タンク１１へ供給された流体は、気液溶解タンク１１の上部から気液溶解タンク１１の流体１４の水面に衝突し、気液溶解タンク１１内の気体１３を巻き込みながら流体１４の中に吐出されて混合溶解され、気体の溶解した流体１４は気液溶解タンク１１の吐出側の吐出管４を通じてノズル本体１０に供給され、水槽１内の液体２１の中に吐出されて微細気泡２２を発生させる。
【００２９】
前記気液溶解タンク１１に気体が供給されて水位センサ１２ｂ（例：電極間抵抗測定タイプ、マイクロ波タイプ、光電スイッチタイプ、静電容量タイプ）が水位の低下を検知すると、制御部１６へ検知信号が送られ、制御部１６は気体供給管７に設けられた弁８を閉じることにより、エジェクタ６からの気体の吸引が停止し、気液溶解タンク１１からの未溶解気泡の流出を防止することができる。弁８を閉じられていることにより気液溶解タンク１１内の気体１３が流体１４に混合溶解されて徐々に減少し、水位センサ１２ａが水位の上昇を検知すると制御部１６は弁８を開放し、エジェクタ６からの気体の吸引が開始されるため、気液溶解タンク１１からの未溶解気泡の流出の防止効果があり、気液溶解タンク１１内の気体１３の量も確保されるため、安定して混合溶解を行うことができる。また、気液溶解タンク１１には未溶解気泡流出防止手段１１ａが設けられているため、気液溶解タンク１１内の大部分の気泡は未溶解気泡流出防止手段１１ａの表面で捕集後気泡が成長浮上し、未溶解気泡流出防止手段１１ａの粒状体の隙間を通過した気泡も流体の流速が減速されるため、未溶解気泡流出防止手段１１ａの下部で気泡が成長し浮上するため、未溶解気泡が気液溶解タンク１１から流出することが殆どなくなる。このため、ノズル本体１０での微細気泡の発生が安定して行うことができる。
【００３０】
次に、本発明の特徴である微細気泡発生装置１５のノズル本体１０について説明を行う。
【００３１】
微細気泡発生装置１５の運転がスタートし、気液溶解タンク１１から気体の溶解した流体が吐出管４を通じて図２に示すノズル本体１０の吐出流路３１に供給され、吐出流路３１に供給された気体の溶解した流体は、第１の流路形成部材３２の孔３２ａを通過し、この第１の流路形成部材３２と第２の流路形成部材３３と第３の流路形成部材３４と衝突壁３５で形成されるリング形状流路で拡散し衝突することにより、流体中に溶解した気体の一部が再気体化し、つぎに粒状体３６中を一部が再気体化した気泡を含む流体が通過し、さらに拡散と衝突が繰り返されることにより、流体中に溶解した気体の再気体化が促進される。この気体が再気体化する拡散と衝突の過程において、再気体化した気泡は短時間に拡散衝突し近接する気泡との距離が概ね拡大していくため、再気体化した気泡が成長し難く、微細気泡を効率的に発生させることができる。
【００３２】
ここで、図３にノズル本体１０の吐出流路３１の圧力が約０．２ＭＰａで、第１の流路形成部材３２と孔３２ａと第２の流路形成部材３３と第３の流路形成部材３４と衝突壁３５で形成されるリング形状流路の流体初速が約１０ｍ／ｓｅｃにおいて、粒状体３６の径を変化させた場合の気泡径の分布図を示しているが、粒状体３６の径がφ２とφ４では平均粒径が約３０μｍで良好な気泡の分布を示しているが、粒状体３６の径がφ０．５とφ８の場合分布が良好とはいえない。これは、粒状体３６の径がφ０．５と小さい場合、粒状体保持具の網３８ａ，３８ｂに保持される粒状体３６の個数が多くなり、それにより粒状体３６の個々の隣あう距離が短くなり、リング形状流路から吐出される流体は拡散衝突を繰り返すが、粒状体３６の個々の隙間が狭いため再気体化した気泡間の距離が短くなり衝突回数も増加するため、近接する再気体化した気泡が成長し易くなるためである。粒状体３６の径がφ８と大きい場合、粒状体保持具の網３８ａ，３８ｂに保持される粒状体３６の個数が少なくなり、それにより粒状体３６の個々の隣あう距離が長くなり、リング形状流路から吐出される流体は拡散衝突を繰り返すが、粒状体３６の個々の隙間が広いため再気体化した気泡間の距離が長くなり衝突回数が減少するが、流速が遅くなるため周囲の溶解していた気体が再気体化した気泡に集まり易くなり、結果として再気体化する気泡が成長し易くなっているためである。
【００３３】
さらに、第１の流路形成部材３２と第２の流路形成部材３３と第３の流路形成部材３４と衝突壁３５で形成されるリング形状流路内においても、流路側表面に複数の凹凸部を設けることにより、リング形状流路内においても流体の拡散と衝突が促進されるため、微細気泡を効率的に発生させることができる。
【００３４】
また、粒状体３６の代りにメッシュを用いた場合、メッシュ内包流路の中を一部が再気体化した気泡を含む流体が通過することにより、さらに拡散と衝突が繰り返され、流体中に溶解した気体の再気体化が促進される。この気体が再気体化する拡散と衝突の過程において、再気体化した気泡は短時間に拡散衝突し、近接する気泡との距離が概ね拡大していくため、再気体化した気泡が成長し難く、微細気泡を効率的に発生させることができる。
【００３５】
以上のような構成とすることで、ノズル本体１０において流体内に溶解していた気体が再気体化する場合、流体の流路がリング形状と粒状内包流路で形成されていることにより、ノズル本体１０の流体の流路内で短時間に拡散と衝突が行われるため、気体が再気体化する過程において、近接する気泡との距離が拡大していくため、再気体化した気泡が成長し難く、微細気泡を効率的に発生させることができ、小型のポンプを用い、簡単な構成で性能が安定し信頼性の高い微細気泡発生装置を提供することができる。
【００３６】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２の微細気泡発生装置におけるノズルの断面図、図５は、同微細気泡発生装置における微細気泡の気泡径の分布図である。
【００３７】
以下、この実施の形態２の微細気泡発生装置におけるノズル本体について図面を用いて説明する。
【００３８】
前記ノズル本体１０は図４に示すように構成されている。すなわち、キャップ状で外郭を形成するノズルケーシング４０は、吐出管４と連通された吐出流路４１を有し、内部には上流側より下流側に向かって第１の流路形成部材４２と第２の流路形成部材４３を配置している。前記第１の流路形成部材４２と第２の流路形成部材４３は座板状に形成され、前記第１の流路形成部材４２には、その中央部に流通用の孔４２ａを形成している。前記第１の流路形成部材４２と第２の流路形成部材４３間には、小片状の第３の流路形成部材４４を介在させてあり、さらに、第２の流路形成部材４３の流路下流側に衝突壁４５を設け、前記ノズルケーシング４０と第１の流路形成部材４２と第２の流路形成部材４３と第３の流路形成部材４４と衝突壁４５によってリング形状の流路を形成している。また、前記ノズルケーシング４０の下流側には、拡散衝突流路形成部材４６を配置している。
【００３９】
この拡散衝突流路形成部材４６は、外郭をなすノズルケーシング下部４６ａとその内部に配置した内部体４６ｂよりなり、かつ、ノズルケーシング下部４６ａの内周面を下流側に次第に外径が大きくなる階段状内周部とし、内部体４６ｂの外周面を同じく下流側に次第に外径が大きくなる階段状外周部とし、ノズルケーシング下部４６ａの内周面と内部体４６ｂの外周面間に拡散衝突流路を形成している。図中の４７は流体の流れである。
【００４０】
次に、本発明の実施の形態２の微細気泡発生装置の動作について説明を行う。なお、ノズル本体１０の動作以外の動作は先に述べた実施の形態１とおなじ動作であり、したがって、ノズル本体１０の動作以外の動作の説明は省略する。
【００４１】
次に本発明の実施の形態２の微細気泡発生装置におけるノズル本体の動作について説明を行う。
【００４２】
気泡発生装置１５の運転がスタートし、気液溶解タンク１１から気体の溶解した流体が吐出管４を通じて吐出流路４１に供給され、吐出流路４１に供給された気体の溶解した流体は第１の流路形成部材４２の孔４２ａを通過し、第１の流路形成部材４２と第２の流路形成部材４３と第３の流路形成部材４４と衝突壁４５で形成されるリング形状流路で拡散し衝突することにより、流体中に溶解した気体の一部が再気体化し、次に拡散衝突流路形成部材４６で形成される拡散衝突流路中を一部が再気体化した気泡を含む流体が通過し、さらに拡散と衝突が繰り返されることにより、流体中に溶解した気体の再気体化が促進される。この気体が再気体化する拡散と衝突の過程において、再気体化した気泡は短時間に拡散衝突し、近接する気泡との距離が概ね拡大していくため、再気体化した気泡が成長し難く、微細気泡を効率的に発生させることができる。
【００４３】
ここで、図５に拡散衝突流路形成部材４６で形成される拡散衝突流路の隙間を変化させた場合の気泡径の分布図を示しているが、拡散衝突流路形成部材４６で形成される拡散衝突流路の隙間が１ｍｍでは平均粒径が約３０μｍで良好な気泡の分布を示しているが、拡散衝突流路形成部材４６で形成される拡散衝突流路の隙間が０．５ｍｍと１．５ｍｍの場合、分布が良好でない。これは、拡散衝突流路形成部材４６で形成される拡散衝突流路の隙間が０．５ｍｍと小さい場合、流路が狭いためリング形状より吐出された一部が再気体化した流体は拡散衝突流路内では拡散衝突が促進されず、ノズル本体１０から吐出された後に一気に再気体化し気泡化するため、近接する気泡が結合し易くなり再気体化した気泡が成長し易くなるためである。拡散衝突流路形成部材４６で形成される拡散衝突流路の隙間が１．５ｍｍと大きい場合、流路が広いためリング形状より吐出された一部が再気体化した流体は拡散衝突流路内では拡散衝突が促進されず、隙間が広いため再気体化した気泡間の距離が長くなり衝突回数が減少するが、流速が遅くなるため周囲の溶解した気体が再気体化した気泡に集まり易くなり、結果として再気体化する気泡が成長し易くなっているためである。
【００４４】
以上のような構成とすることで、ノズル本体１０において流体内に溶解していた気体が再気体化する場合、流体の流路がリング形状と拡散衝突流路で形成されていることにより、気体が再気体化する過程において、ノズル本体の流体の流路内で短時間に拡散と衝突が行われ、近接する気泡との距離が拡大していくため、再気体化した気泡が成長し難く、微細気泡を効率的に発生させることができ、小型のポンプを用い、簡単な構成で性能が安定し、信頼性の高い気泡発生装置を提供することができる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明は前記の説明より明らかなように、ノズル本体において流体内に溶解していた気体が再気体化する場合、流体の流路がリング形状と、粒状体内包流路またはメッシュ内包流路または拡散衝突流路、で形成されていることにより、気体が再気体化する過程において、ノズル本体の流体の流路内で短時間に拡散と衝突が行われ、近接する気泡との距離が拡大していくため、再気体化した気泡が成長し難く、微細気泡を効率的に発生させることができ、小型のポンプを用い簡単な構成で性能が安定し信頼性の高い微細気泡発生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の微細気泡発生装置のシステム構成図
【図２】同微細気泡発生装置におけるノズル本体の断面図
【図３】同微細気泡発生装置における微細気泡の気泡径の分布図
【図４】本発明の実施の形態２の気泡発生装置におけるノズルの断面図
【図５】同微細気泡発生装置における微細気泡の気泡径の分布図
【図６】従来の噴流浴装置のシステム構成図
【図７】同噴流浴装置におけるシャトルバルブの断面図
【図８】同噴流浴装置におけるレリーフバルブの断面図
【図９】同噴流浴装置における低圧噴流ノズルの断面図
【符号の説明】
１ 水槽
２ 循環ポンプ
３ 供給管
４ 吐出管
５ 気体供給部
６ エジェクタ
７ 気体供給管
８ 弁
９ 逆止弁
１０ ノズル本体
１１ 気液溶解タンク
１１ａ 未溶解気泡流出防止手段
１２ 水位センサ
１２ａ 水位センサ
１２ｂ 水位センサ
１３ 気体
１４ 流体
１５ 微細気泡発生装置
１６ 制御部
１７ ケーブル
１８ ケーブル
１９ ケーブル
２０ 流体の流れ
２１ 液体
２２ 微細気泡
３０ ノズルケーシング
３１ 吐出流路
３２ 第１の流路形成部材
３２ａ 孔
３３ 第２の流路形成部材
３４ 第３の流路形成部材
３５ 衝突壁
３６ 粒状体
３８ａ 粒状体保持具の網
３８ｂ 粒状体保持具の網
３９ 流体の流れ
４０ ノズルケーシング
４１ 吐出流路
４２ 第１の流路形成部材
４２ａ 孔
４３ 第２の流路形成部材
４４ 第３の流路形成部材
４５ 衝突壁
４６ 拡散衝突流路形成部材
４６ａ ノズルケーシング下部
４６ｂ 内部体
４７ 流体の流れ
【発明の属する技術分野】
本発明は、液中に気泡を発生させる微細気泡発生装置のノズルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、浴槽内に空気や各種ガスを含んだ浴水を噴出して微細気泡を発生させ、温熱効果やマッサージ効果や洗浄効果が得られることにより、快適な入浴を行うというニーズが高まりつつある。従来、この種の微細気泡を発生させる気泡発生装置としては、特公平３−１４４６４号公報等により提案されている。
【０００３】
以下に、従来の技術として特公平３−１４４６４号公報に記載の技術について図６〜図９に従い説明を行う。
【０００４】
図６は従来の噴流浴装置のシステム構成図、図７は同噴流浴装置におけるシャトルバルブの断面図、図８は同噴流浴装置におけるレリーフバルブの断面図、図９は同噴流浴装置における低圧噴流ノズルの断面図である。
【０００５】
先ず構成について説明する。この噴流浴装置は、図６に示すように温水１０２をいれた浴槽１０１と、温水１０２を循環させるポンプ１０３を備えたポンプユニット１０４と、吸入器１０６と低圧噴流ノズル１０９および高圧噴流ノズル１１０を備えて浴槽１０１内にセットされるノズルユニット１１１を主要構成部として構成されている。
【０００６】
前記ポンプユニット１０４におけるポンプ１０３の吸込み側にはジェット流路１１２を設けてあり、また、ポンプ１０３の吐出側に吐出側管路１０７を接続するとともに、吐出側管路１０７から分岐流路１１４を介してジェット流路１１２の間にシャトルバルブ１１３を設けている。ポンプユニット１０４におけるポンプ１０３の吸込み側は、吸込側管路１０５によりノズルユニット１１１における吸入器１０６に接続され、ポンプユニット１０４におけるポンプ１０３の吐出側は、吐出側管路１０７によりノズルユニット１１１における２方弁１０８を介して低圧噴流ノズル１０９および高圧噴流ノズル１１０に接続されている。
【０００７】
前記噴流浴装置におけるシャトルバルブ１１３は、図７に示すように構成され、すなわち、スプリング１１５と、スプリング１１５により付勢された円錐弁１１６と、円錐弁１１６に連結された弁棒１１７とで構成され、このバルブの下流側には空気取り入れ流路１１８が設けられ、また、バルブの上流側は空気流路１１９を介してポンプ１０３の吸込み側のジェット流路１１２に連通している。
【０００８】
前記ノズルユニット１１１における高圧噴流ノズル１１０は図８に示すように構成され、すなわち、螺旋流路Ａ１２０と螺旋流路Ｂ１２１とを交互に備えた気液混合器１２２を有し、その下流側にスプリング１２３により付勢された弁体１２４と噴流吐出口１２５と噴流吐出口１２５を備えたレリーフバルブ１２６を接続している。
【０００９】
また、前記ノズルユニット１１１における低圧噴流ノズル１０９は図９に示すように構成され、すなわち、低圧噴流ノズルに設けられた流動流路１２７と、この流動流路１２７の外周に形成された空気流入流路１２８と、流動流路１２７の下流に設けられた細い流路１２９と、空気流入流路１２８の下流に設けた細い流路１３２と、細い流路１２９および１３２が接続された広い流路１３０と、広い流路１３０の流路端に設けたノズル１３１により構成されている。
【００１０】
次に上記構成の噴流浴装置の動作について説明する。微細気泡の発生時にはポンプユニット１０４におけるポンプ１０３を運転すると、浴槽１０１内の温水１０２は、ノズルユニット１１１における吸入器１０６から吸入側管路１０５を介してポンプユニット１０４におけるポンプ１０３に吸引される。その後ポンプ１０３から吐出側管路１０７を介してノズルユニット１１１における高圧噴流ノズル１１０から微細気泡が噴出される。このときにはポンプ１０３の吐出圧は分岐流路１１４に作用し、吐出圧が大きくなり、シャトルバルブ１１３における弁棒１１７に連結した円錐弁１１６がスプリング１１５の付勢に打ち勝って円錐弁１１６を開くことで、シャトルバルブ１１３における空気取り入れ流路１１８と円錐弁１１６と空気流路１１９を介してジェット流路１１２に空気が吸引され、この空気がポンプ１０３に吸引される。吸引された空気はポンプ１０３により吐出側管路１０７および２方弁１０８を介してノズルユニット１１１における高圧噴流ノズル１１０に圧送され、高圧噴流ノズル１１０の気液混合器１２２で温水と空気が微細に混合され、レリーフバルブ１２６を経て浴槽１０１に吐出される。
【００１１】
一方、大気泡発生動作時には２方弁１０８が切り替わり、ポンプ１０３からの温水はノズルユニット１１１における低圧噴流ノズル１０９から大気泡が浴槽１０１内に吐出される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記噴流浴装置の構成では、微細気泡発生の運転時において、ポンプ１０３に吸込まれた空気と温水１０２を高圧噴流ノズル１１０の螺旋流路１２０，１２１により微細化し混合するため、高圧で大型のポンプが必要であった。また、空気吸入部にシャトルバルブ１１３を用いていることにより、ポンプ１０３の吐出圧変化により、シャトルバルブ１１３に設けられたスプリング１１５の円錐弁１１６への付勢が変化し、これによりジェット流路１１２を通じてのポンプ１０３への空気供給量が変化し、ポンプ１０３の吐出圧も変化し、これらが繰り返されることから、安定した微細気泡の発生ができなくなるという課題があった。
【００１３】
本発明は前記従来の問題に留意し、小型のポンプを用い、簡単な構成で、かつ、性能が安定し、信頼性の高い微細気泡発生装置のノズルを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成すめるために本発明は、ノズル本体と、前記ノズル本体の外郭と流体の流路を形成するノズルケーシングと、前記ノズルケーシング内に設けられた流体の流路を形成する流路形成部材と、前記流路形成部材の流路下流側に設けられた衝突壁と、前記流路形成部材と前記衝突壁の流路下流側に設けられ流体の流路を形成する粒状体内包流路とで形成された微細気泡発生装置のノズルであって、前記流路形成部材で形成された流路がリング形状であり、前記粒状体内包流路は、内径が上流側から下流側へ錘状に大きくなるノズルケーシング内周面の上流側に設けた網と下流側に設けた網の間に、多数の粒状体を保持した流路である構成の微細気泡発生装置のノズルとする。
【００１５】
本発明によれば、ノズル本体において流体内に溶解していた気体が再気体化する場合、流体の流路がリング形状と粒状内包流路で形成されていることにより、気体が再気体化する過程において、ノズル本体の流体の流路内で短時間に拡散と衝突が行われ、近接する気泡との距離が拡大していくため、再気体化した気泡が成長し難く、微細気泡を効率的に発生させることができ、小型のポンプを用い、簡単な構成で性能が安定し信頼性の高い微細気泡発生装置を提供することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、ノズル本体のノズルケーシング内にノズルケーシングとで流体の流路を形成する流路形成部材を設け、流路の下流側に衝突壁を設け、流路形成部材と衝突壁の流路下流側に粒状体内包流路を形成した微細気泡発生装置のノズルであって、ノズルケーシングと流路形成部材で形成された流路がリング形状であり、粒状体内包流路は、内径が上流側から下流側へ錘状に大きくなるノズルケーシング内周面の上流側に設けた網と下流側に設けた網の間に、多数の粒状体を保持した流路である微細気泡発生装置のノズルであり、ノズル本体において流体内に溶解していた気体が再気体化する場合、流体の流路がリング形状と粒状内包流路で形成されていることにより、気体が再気体化する過程において、ノズル本体の流体の流路内で短時間に拡散と衝突が行われ、近接する気泡との距離が拡大していくため、再気体化した気泡が成長し難く、微細気泡を効率的に発生させることができ、小型のポンプを用いて簡単に構成でき、しかも性能を安定させるという作用を有する。
【００１７】
本発明の請求項２に記載の発明は、ノズル本体のノズルケーシング内にノズルケーシングとで流体の流路を形成する流路形成部材を設け、流路の下流側に衝突壁を設け、流路形成部材と衝突壁の流路下流側にメッシュ内包流路を形成した微細気泡発生装置のノズルであって、ノズルケーシングと流路形成部材で形成された流路がリング形状であり、メッシュ内包流路は、内径が上流側から下流側へ錘状に大きくなるノズルケーシング内周面の上流側に設けた網と下流側に設けた網の間に、メッシュを保持した流路である微細気泡発生装置のノズルであり、ノズル本体において流体内に溶解していた気体が再気体化する場合、流体の流路がリング形状とメッシュ内包流路で形成されていることにより、気体が再気体化する過程において、ノズル本体の流体の流路内で短時間に均一な拡散と衝突が行われ、近接する気泡との距離が拡大していくため、再気体化した気泡が成長し難く、微細気泡を効率的に発生させることができ、小型のポンプを用いて簡単に構成でき、しかも性能を安定させるという作用を有する。
【００１８】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の微細気泡発生装置のノズルにおいて、流路形成部材の流路側表面に複数の凹凸部を設けたものであり、流路形成部材の流体の流路内においても拡散と衝突が促進されるため、微細気泡を効率的に発生させることができ、小型のポンプを用いて簡単に構成でき、しかも性能を安定させるという作用を有する。
【００１９】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施の形態１の微細気泡発生装置のシステム構成図、図２は、同微細気泡発生装置におけるノズルの断面図、図３は、同微細気泡発生装置における微細気泡の気泡径の分布図である。
【００２１】
図１に示すように、この実施の形態１の微細気泡発生装置１５は、水槽１と、循環ポンプ２と、水槽１と循環ポンプ２の吸込み側を連通する供給管３と、水槽１と循環ポンプ２を連通する吐出管４と、吐出管４に設けられた気体供給部５と、吐出管４の水槽１内に位置する端部に設けられたノズル本体１０と、吐出管４に設けられた気液溶解タンク１１と、微細気泡発生装置１５を制御する制御部１６を主要な構成部として構成されている。
【００２２】
前記気体供給部５は、エジェクタ６と、気体供給管７と、気体供給管７に設けられた弁８と，気体供給管７に設けられた逆止弁９を備えて構成されている。
【００２３】
前記気液溶解タンク１１は、粒状体の集合体である未溶解気泡流出防止手段１１ａと、上限水位検知用の水位センサ１２ａおよび下限水位検知用の水位センサ１２ｂよりなる水位センサ１２と、気体１３と、流体１４を内蔵して構成されている。
【００２４】
前記微細気泡発生装置１５を制御する制御部１６は、循環ポンプ２に対しケーブル１７で、また、気体供給部５の弁８に対しケーブル１８で、また、気液溶解タンク１１の水位センサ１２に対しケーブル１９で接続されている。
【００２５】
図中の２０は流体の流れ、２１は水槽１内の液体、２２は水槽１に吐出された微細気泡である。
【００２６】
前記ノズル本体１０は図２に示すように構成されている。すなわち、キャップ状で外郭を形成するノズルケーシング３０は、吐出管４と連通された吐出流路３１を有し、内部には上流側より下流側に向かって第１の流路形成部材３２と第２の流路形成部材３３を配置している。前記第１の流路形成部材３２と第２の流路形成部材３３は座板状に形成され、前記第１の流路形成部材３２には、その中央部に流通用の孔３２ａを形成している。前記第１の流路形成部材３２と第２の流路形成部材３３間には、小片状の第３の流路形成部材３４を介在させてあり、さらに、第２の流路形成部材３３の流路下流側に衝突壁３５を設け、前記ノズルケーシング３０と第１の流路形成部材３２と第２の流路形成部材３３と第３の流路形成部材３４と衝突壁３５によってリング形状の流路を形成している。また、前記ノズルケーシング３０の下流側には、上流側と下流側に網３８ａ，３８ｂをもち、粒状体３６を内包したノズルケーシング下部を配置して、粒状体内包流路を形成している。図中の３９は流体の流れである。
【００２７】
次に、前記構成の微細気泡発生装置１５の動作について説明を行う。循環ポンプ２が運転をスタートすると、供給管３を通じて水槽１の液体２１が吸引され、循環ポンプ２から吐出管４へ液体２１が吐出され、気体供給部５に液体２１が供給される。この液体２１が供給されると、気体供給部５ではエジェクタ効果により気体供給管７と弁８と逆止弁９とを通じて気体がエジェクタ６へ吸引され、エジェクタ６で液体２１と気体が混合溶解されながら気液溶解タンク１１内に噴出される。
【００２８】
前記エジェクタ６の吐出側から気液溶解タンク１１へ供給された流体は、気液溶解タンク１１の上部から気液溶解タンク１１の流体１４の水面に衝突し、気液溶解タンク１１内の気体１３を巻き込みながら流体１４の中に吐出されて混合溶解され、気体の溶解した流体１４は気液溶解タンク１１の吐出側の吐出管４を通じてノズル本体１０に供給され、水槽１内の液体２１の中に吐出されて微細気泡２２を発生させる。
【００２９】
前記気液溶解タンク１１に気体が供給されて水位センサ１２ｂ（例：電極間抵抗測定タイプ、マイクロ波タイプ、光電スイッチタイプ、静電容量タイプ）が水位の低下を検知すると、制御部１６へ検知信号が送られ、制御部１６は気体供給管７に設けられた弁８を閉じることにより、エジェクタ６からの気体の吸引が停止し、気液溶解タンク１１からの未溶解気泡の流出を防止することができる。弁８を閉じられていることにより気液溶解タンク１１内の気体１３が流体１４に混合溶解されて徐々に減少し、水位センサ１２ａが水位の上昇を検知すると制御部１６は弁８を開放し、エジェクタ６からの気体の吸引が開始されるため、気液溶解タンク１１からの未溶解気泡の流出の防止効果があり、気液溶解タンク１１内の気体１３の量も確保されるため、安定して混合溶解を行うことができる。また、気液溶解タンク１１には未溶解気泡流出防止手段１１ａが設けられているため、気液溶解タンク１１内の大部分の気泡は未溶解気泡流出防止手段１１ａの表面で捕集後気泡が成長浮上し、未溶解気泡流出防止手段１１ａの粒状体の隙間を通過した気泡も流体の流速が減速されるため、未溶解気泡流出防止手段１１ａの下部で気泡が成長し浮上するため、未溶解気泡が気液溶解タンク１１から流出することが殆どなくなる。このため、ノズル本体１０での微細気泡の発生が安定して行うことができる。
【００３０】
次に、本発明の特徴である微細気泡発生装置１５のノズル本体１０について説明を行う。
【００３１】
微細気泡発生装置１５の運転がスタートし、気液溶解タンク１１から気体の溶解した流体が吐出管４を通じて図２に示すノズル本体１０の吐出流路３１に供給され、吐出流路３１に供給された気体の溶解した流体は、第１の流路形成部材３２の孔３２ａを通過し、この第１の流路形成部材３２と第２の流路形成部材３３と第３の流路形成部材３４と衝突壁３５で形成されるリング形状流路で拡散し衝突することにより、流体中に溶解した気体の一部が再気体化し、つぎに粒状体３６中を一部が再気体化した気泡を含む流体が通過し、さらに拡散と衝突が繰り返されることにより、流体中に溶解した気体の再気体化が促進される。この気体が再気体化する拡散と衝突の過程において、再気体化した気泡は短時間に拡散衝突し近接する気泡との距離が概ね拡大していくため、再気体化した気泡が成長し難く、微細気泡を効率的に発生させることができる。
【００３２】
ここで、図３にノズル本体１０の吐出流路３１の圧力が約０．２ＭＰａで、第１の流路形成部材３２と孔３２ａと第２の流路形成部材３３と第３の流路形成部材３４と衝突壁３５で形成されるリング形状流路の流体初速が約１０ｍ／ｓｅｃにおいて、粒状体３６の径を変化させた場合の気泡径の分布図を示しているが、粒状体３６の径がφ２とφ４では平均粒径が約３０μｍで良好な気泡の分布を示しているが、粒状体３６の径がφ０．５とφ８の場合分布が良好とはいえない。これは、粒状体３６の径がφ０．５と小さい場合、粒状体保持具の網３８ａ，３８ｂに保持される粒状体３６の個数が多くなり、それにより粒状体３６の個々の隣あう距離が短くなり、リング形状流路から吐出される流体は拡散衝突を繰り返すが、粒状体３６の個々の隙間が狭いため再気体化した気泡間の距離が短くなり衝突回数も増加するため、近接する再気体化した気泡が成長し易くなるためである。粒状体３６の径がφ８と大きい場合、粒状体保持具の網３８ａ，３８ｂに保持される粒状体３６の個数が少なくなり、それにより粒状体３６の個々の隣あう距離が長くなり、リング形状流路から吐出される流体は拡散衝突を繰り返すが、粒状体３６の個々の隙間が広いため再気体化した気泡間の距離が長くなり衝突回数が減少するが、流速が遅くなるため周囲の溶解していた気体が再気体化した気泡に集まり易くなり、結果として再気体化する気泡が成長し易くなっているためである。
【００３３】
さらに、第１の流路形成部材３２と第２の流路形成部材３３と第３の流路形成部材３４と衝突壁３５で形成されるリング形状流路内においても、流路側表面に複数の凹凸部を設けることにより、リング形状流路内においても流体の拡散と衝突が促進されるため、微細気泡を効率的に発生させることができる。
【００３４】
また、粒状体３６の代りにメッシュを用いた場合、メッシュ内包流路の中を一部が再気体化した気泡を含む流体が通過することにより、さらに拡散と衝突が繰り返され、流体中に溶解した気体の再気体化が促進される。この気体が再気体化する拡散と衝突の過程において、再気体化した気泡は短時間に拡散衝突し、近接する気泡との距離が概ね拡大していくため、再気体化した気泡が成長し難く、微細気泡を効率的に発生させることができる。
【００３５】
以上のような構成とすることで、ノズル本体１０において流体内に溶解していた気体が再気体化する場合、流体の流路がリング形状と粒状内包流路で形成されていることにより、ノズル本体１０の流体の流路内で短時間に拡散と衝突が行われるため、気体が再気体化する過程において、近接する気泡との距離が拡大していくため、再気体化した気泡が成長し難く、微細気泡を効率的に発生させることができ、小型のポンプを用い、簡単な構成で性能が安定し信頼性の高い微細気泡発生装置を提供することができる。
【００３６】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２の微細気泡発生装置におけるノズルの断面図、図５は、同微細気泡発生装置における微細気泡の気泡径の分布図である。
【００３７】
以下、この実施の形態２の微細気泡発生装置におけるノズル本体について図面を用いて説明する。
【００３８】
前記ノズル本体１０は図４に示すように構成されている。すなわち、キャップ状で外郭を形成するノズルケーシング４０は、吐出管４と連通された吐出流路４１を有し、内部には上流側より下流側に向かって第１の流路形成部材４２と第２の流路形成部材４３を配置している。前記第１の流路形成部材４２と第２の流路形成部材４３は座板状に形成され、前記第１の流路形成部材４２には、その中央部に流通用の孔４２ａを形成している。前記第１の流路形成部材４２と第２の流路形成部材４３間には、小片状の第３の流路形成部材４４を介在させてあり、さらに、第２の流路形成部材４３の流路下流側に衝突壁４５を設け、前記ノズルケーシング４０と第１の流路形成部材４２と第２の流路形成部材４３と第３の流路形成部材４４と衝突壁４５によってリング形状の流路を形成している。また、前記ノズルケーシング４０の下流側には、拡散衝突流路形成部材４６を配置している。
【００３９】
この拡散衝突流路形成部材４６は、外郭をなすノズルケーシング下部４６ａとその内部に配置した内部体４６ｂよりなり、かつ、ノズルケーシング下部４６ａの内周面を下流側に次第に外径が大きくなる階段状内周部とし、内部体４６ｂの外周面を同じく下流側に次第に外径が大きくなる階段状外周部とし、ノズルケーシング下部４６ａの内周面と内部体４６ｂの外周面間に拡散衝突流路を形成している。図中の４７は流体の流れである。
【００４０】
次に、本発明の実施の形態２の微細気泡発生装置の動作について説明を行う。なお、ノズル本体１０の動作以外の動作は先に述べた実施の形態１とおなじ動作であり、したがって、ノズル本体１０の動作以外の動作の説明は省略する。
【００４１】
次に本発明の実施の形態２の微細気泡発生装置におけるノズル本体の動作について説明を行う。
【００４２】
気泡発生装置１５の運転がスタートし、気液溶解タンク１１から気体の溶解した流体が吐出管４を通じて吐出流路４１に供給され、吐出流路４１に供給された気体の溶解した流体は第１の流路形成部材４２の孔４２ａを通過し、第１の流路形成部材４２と第２の流路形成部材４３と第３の流路形成部材４４と衝突壁４５で形成されるリング形状流路で拡散し衝突することにより、流体中に溶解した気体の一部が再気体化し、次に拡散衝突流路形成部材４６で形成される拡散衝突流路中を一部が再気体化した気泡を含む流体が通過し、さらに拡散と衝突が繰り返されることにより、流体中に溶解した気体の再気体化が促進される。この気体が再気体化する拡散と衝突の過程において、再気体化した気泡は短時間に拡散衝突し、近接する気泡との距離が概ね拡大していくため、再気体化した気泡が成長し難く、微細気泡を効率的に発生させることができる。
【００４３】
ここで、図５に拡散衝突流路形成部材４６で形成される拡散衝突流路の隙間を変化させた場合の気泡径の分布図を示しているが、拡散衝突流路形成部材４６で形成される拡散衝突流路の隙間が１ｍｍでは平均粒径が約３０μｍで良好な気泡の分布を示しているが、拡散衝突流路形成部材４６で形成される拡散衝突流路の隙間が０．５ｍｍと１．５ｍｍの場合、分布が良好でない。これは、拡散衝突流路形成部材４６で形成される拡散衝突流路の隙間が０．５ｍｍと小さい場合、流路が狭いためリング形状より吐出された一部が再気体化した流体は拡散衝突流路内では拡散衝突が促進されず、ノズル本体１０から吐出された後に一気に再気体化し気泡化するため、近接する気泡が結合し易くなり再気体化した気泡が成長し易くなるためである。拡散衝突流路形成部材４６で形成される拡散衝突流路の隙間が１．５ｍｍと大きい場合、流路が広いためリング形状より吐出された一部が再気体化した流体は拡散衝突流路内では拡散衝突が促進されず、隙間が広いため再気体化した気泡間の距離が長くなり衝突回数が減少するが、流速が遅くなるため周囲の溶解した気体が再気体化した気泡に集まり易くなり、結果として再気体化する気泡が成長し易くなっているためである。
【００４４】
以上のような構成とすることで、ノズル本体１０において流体内に溶解していた気体が再気体化する場合、流体の流路がリング形状と拡散衝突流路で形成されていることにより、気体が再気体化する過程において、ノズル本体の流体の流路内で短時間に拡散と衝突が行われ、近接する気泡との距離が拡大していくため、再気体化した気泡が成長し難く、微細気泡を効率的に発生させることができ、小型のポンプを用い、簡単な構成で性能が安定し、信頼性の高い気泡発生装置を提供することができる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明は前記の説明より明らかなように、ノズル本体において流体内に溶解していた気体が再気体化する場合、流体の流路がリング形状と、粒状体内包流路またはメッシュ内包流路または拡散衝突流路、で形成されていることにより、気体が再気体化する過程において、ノズル本体の流体の流路内で短時間に拡散と衝突が行われ、近接する気泡との距離が拡大していくため、再気体化した気泡が成長し難く、微細気泡を効率的に発生させることができ、小型のポンプを用い簡単な構成で性能が安定し信頼性の高い微細気泡発生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の微細気泡発生装置のシステム構成図
【図２】同微細気泡発生装置におけるノズル本体の断面図
【図３】同微細気泡発生装置における微細気泡の気泡径の分布図
【図４】本発明の実施の形態２の気泡発生装置におけるノズルの断面図
【図５】同微細気泡発生装置における微細気泡の気泡径の分布図
【図６】従来の噴流浴装置のシステム構成図
【図７】同噴流浴装置におけるシャトルバルブの断面図
【図８】同噴流浴装置におけるレリーフバルブの断面図
【図９】同噴流浴装置における低圧噴流ノズルの断面図
【符号の説明】
１ 水槽
２ 循環ポンプ
３ 供給管
４ 吐出管
５ 気体供給部
６ エジェクタ
７ 気体供給管
８ 弁
９ 逆止弁
１０ ノズル本体
１１ 気液溶解タンク
１１ａ 未溶解気泡流出防止手段
１２ 水位センサ
１２ａ 水位センサ
１２ｂ 水位センサ
１３ 気体
１４ 流体
１５ 微細気泡発生装置
１６ 制御部
１７ ケーブル
１８ ケーブル
１９ ケーブル
２０ 流体の流れ
２１ 液体
２２ 微細気泡
３０ ノズルケーシング
３１ 吐出流路
３２ 第１の流路形成部材
３２ａ 孔
３３ 第２の流路形成部材
３４ 第３の流路形成部材
３５ 衝突壁
３６ 粒状体
３８ａ 粒状体保持具の網
３８ｂ 粒状体保持具の網
３９ 流体の流れ
４０ ノズルケーシング
４１ 吐出流路
４２ 第１の流路形成部材
４２ａ 孔
４３ 第２の流路形成部材
４４ 第３の流路形成部材
４５ 衝突壁
４６ 拡散衝突流路形成部材
４６ａ ノズルケーシング下部
４６ｂ 内部体
４７ 流体の流れ
Claims (3)
- ノズル本体のノズルケーシング内に前記ノズルケーシングとで流体の流路を形成する流路形成部材を設け、前記流路の下流側に衝突壁を設け、前記流路形成部材と前記衝突壁の流路下流側に粒状体内包流路を形成した微細気泡発生装置のノズルであって、前記ノズルケーシングと流路形成部材で形成された流路がリング形状であり、前記粒状体内包流路は、内径が上流側から下流側へ錘状に大きくなるノズルケーシング内周面の上流側に設けた網と下流側に設けた網の間に、多数の粒状体を保持した流路であることを特徴とする微細気泡発生装置のノズル。
- ノズル本体のノズルケーシング内に前記ノズルケーシングとで流体の流路を形成する流路形成部材を設け、前記流路の下流側に衝突壁を設け、前記流路形成部材と前記衝突壁の流路下流側にメッシュ内包流路を形成した微細気泡発生装置のノズルであって、前記ノズルケーシングと流路形成部材で形成された流路がリング形状であり、前記メッシュ内包流路は、内径が上流側から下流側へ錘状に大きくなるノズルケーシング内周面の上流側に設けた網と下流側に設けた網の間に、メッシュを保持した流路であることを特徴とする微細気泡発生装置のノズル。
- 流路形成部材の流路側表面に複数の凹凸部を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の微細気泡発生装置のノズル。
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