JP4915602B2 - Microbubble generator - Google Patents
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Description
本発明は、水廻り設備に最適な微細気泡発生装置に関する。 The present invention relates to a fine bubble generating apparatus that is most suitable for a watering facility.
従来、水に空気が加圧溶解された気水溶解流体を減圧手段で圧力開放して、微細気泡を発生させながら吐出ノズルから浴槽(水廻り設備の一例)内に吐出させるようにした微細気泡発生装置がある(特許文献1参照)。 Conventionally, fine air bubbles were released from a discharge nozzle into a bathtub (an example of a watering facility) by releasing the pressure of the air-water dissolved fluid in which water was pressurized and dissolved in water using decompression means. There exists a generator (refer patent document 1).
前記のような微細気泡発生装置を水廻り設備である浴槽に適用する場合、浴槽とエプロンとの隙間のような狭いスペースに微細気泡発生装置を設置する必要があるために、大掛かりな装置や長い経路を用いることなく、簡単な構成で微細気泡の発生量を大幅に増加させたいという要望がある。 When the fine bubble generator as described above is applied to a bathtub that is a watering facility, it is necessary to install the fine bubble generator in a narrow space such as a gap between the bathtub and the apron. There is a desire to greatly increase the amount of microbubbles generated with a simple configuration without using a route.
本発明は、前記要望に応えるためになされたもので、簡単な構成で微細気泡の発生量を大幅に増加させることで、白濁性を向上させることができる微細気泡発生装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made to meet the above-mentioned demand, and an object of the present invention is to provide a microbubble generator capable of improving the cloudiness by greatly increasing the amount of microbubbles generated with a simple configuration. It is what.
前記課題を解決するために、本発明は、水に空気が加圧溶解された気水溶解流体を減圧手段で圧力開放して、微細気泡を発生させながら吐出ノズルから吐出させる微細気泡発生装置であって、前記吐出ノズルに前記減圧手段が設けられ、この減圧手段はベンチュリ管で構成され、このベンチュリ管の吐出側の端部に、側面視で略V字状断面の窪みおよびこの窪みの下流側に設けられ、流路内に突出する断面略直角の突出部よりなるエッジが形成されていることを特徴とする微細気泡発生装置を提供するものである。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a microbubble generator that discharges air-dissolved fluid, in which air is pressurized and dissolved in water, with a decompression unit and discharges it from a discharge nozzle while generating microbubbles. The discharge nozzle is provided with the pressure reducing means, the pressure reducing means is constituted by a venturi tube, and a recess having a substantially V-shaped cross section in a side view and a downstream of the recess at the discharge side end of the venturi tube. The present invention provides a fine bubble generating device characterized in that an edge formed by a projecting portion having a substantially right-angled cross section projecting into a flow path is formed.
請求項2のように、前記吐出ノズルに、前記減圧手段である複数個のベンチュリ管が形成されたノズル本体が設けられ、このノズル本体の吐出側の端部に、吐出方向に延在するホルダーが設けられ、このホルダーに、中央部分の複数個のベンチュリ管の内径部分の最外周囲を取り囲む筒状部が形成され、この筒状部のノズル本体側の端部がベンチュリ管の吐出側の端部に接近されるとともに、筒状部のノズル本体側の端部の口径が、中央部分の複数個のベンチュリ管の吐出側の端部の外接円よりも小径に設定されることで、中央部分の複数個のベンチュリ管の吐出側の端部にエッジが形成されるようにした構成とすることが好ましい。
As
本発明によれば、吐出ノズルのベンチュリ管の吐出側の端部に、側面視で略V字状断面の窪みおよびこの窪みの下流側に設けられ、流路内に突出する断面略直角の突出部よりなるエッジを形成することにより、エッジと、このエッジの下流側で発生する渦流とで微細気泡が強制的に分裂され、さらに微細化されることで、微細気泡の発生量が大幅に増加するようになる。このように、大掛かりな装置や長い経路を用いることなく、吐出ノズルのベンチュリ管の吐出側の端部にエッジを形成するだけの簡単な構成で、微細気泡の発生量を大幅に増加させることができ、白濁性を向上させることができる。 According to the present invention, the discharge nozzle end of the venturi tube on the discharge side is provided with a recess having a substantially V-shaped cross section in a side view and a protrusion at a right angle in cross section that protrudes into the flow path. By forming an edge consisting of a part , microbubbles are forcibly split and further refined by the edge and the vortex generated downstream of the edge, and the amount of microbubbles generated is greatly increased. To come. In this way, without using a large-scale device or a long path, the amount of microbubbles generated can be greatly increased with a simple configuration in which an edge is formed at the discharge side end of the venturi tube of the discharge nozzle. And the cloudiness can be improved.
請求項2によれば、ベンチュリ管を形成したノズル本体と、筒状部を形成したホルダーとの2部品で構成して、ノズル本体とホルダーとを組み付けるだけで、複数個のベンチュリ管の吐出側の端部に微小なエッジを簡単に形成できるようになる。
According to
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態の微細気泡発生装置を備えた浴槽装置の基本構成図で、浴槽1に使用され浴槽1内の浴水中に微細気泡を発生させるように構成されており、浴槽1の内側面に吸込口2と吐出口3とが設けられ、浴槽1のフランジ部に空気吸込口4が設けられている。
FIG. 1 is a basic configuration diagram of a bathtub device provided with a fine bubble generating device of one embodiment of the present invention, and is configured to generate fine bubbles in bath water used in the bathtub 1. A
吸込口2は、接続管5を介して電動ポンプ6の吸い込み側に接続され、電動ポンプ6の吐出側は流入管7を介して空気溶解装置8の吸込側の噴射口9に接続されている。空気溶解装置8の吐出側の流出口10は、流出管11を介して圧力開放部となるベンチュリ管12の一端に接続され、ベンチュリ管12の他端は接続管13を介して浴槽1の側面に設置された吐出口3に接続されている。また、空気吸込口4は、電動ポンプ6の入口側近傍の接続管5に接続管14を介して接続され、接続管14には、逆止弁15が設けられている。
The
そして、空気が溶解した湯水が吐出口3より浴槽1内の浴水中に吐出されると、浴水中で溶解空気が析出して微細気泡が発生するようになる。
When hot water in which air is dissolved is discharged from the
前記空気溶解装置8は、図2および図3に詳細に示すように、断面円形の直筒状をした側壁部21と、この側壁部21の両側の端部を閉塞する端壁部22とからなるタンク状の筒状体23で構成されて、長手方向すなわち略円筒状をした側壁部21の中心軸イ(図2の一点鎖線参照)が水平方向ロ(図2の矢印参照)に対して10〜45度の傾斜角度θで傾斜する姿勢で配置されている。
As shown in detail in FIG. 2 and FIG. 3, the air dissolving
この傾斜姿勢の筒状体23は、上方側の端部が上流側Aの端部になるとともに、下方側の端部が下流側Bの端部となり、上流側Aに気水混合流体を筒状体23内に噴射するための噴射口9が形成されるとともに、下流側Bに水を筒状体23内から流出する流出口10が形成されている。
The
筒状体23内には、溶質となる空気と、溶媒となる水とが貯留されるもので、略円筒状をした側壁部21の上下方向の略中央付近には空気と水との界面24が位置し、界面24より上部の上流側Aの部分は、空気が貯留される空気貯留部25になるとともに、界面24より下流側Bの部分は、水が貯留される水貯留部26となる。
In the
前記噴射口9は、空気貯留部25の内壁面(界面24より上流側Aの側壁部21または端壁部22の内壁面)か、界面24寄りの位置か、あるいは界面24より若干下側の水貯留部26の内壁面(界面24より下流側Bの側壁部21の内壁面)に形成され、流出口10は、水貯留部26の端部付近の内壁面(界面24より下流側Bの側壁部21または端壁部22の内壁面)に形成される。
The
筒状体23の側壁部21には、弁(図示せず)を設けた空気抜き口27が形成してあり、この空気抜き口27の位置が空気貯留部25に貯留される空気と水貯留部26に貯留される水の界面24のレベルとなる。
An
次に、空気溶解装置8の作用を説明する。噴射口9から筒状体23内に貯留されているのと同じ水および空気が噴射されると、噴射口9と対向する側壁部21の上側の内壁面に衝突し、この内壁面で跳ね返って界面24にて水貯留部26に貯留されている水に衝突して攪拌される。また、水貯留部26に貯留されている水は、気水混合流体が界面24に衝突して攪拌される他に、噴射口9から筒状体23内に噴射される気水混合流体によっても攪拌される。
Next, the operation of the air dissolving
このように、気水混合流体の側壁部21の内壁面との衝突や界面24での衝突による攪拌、噴射される際の水の攪拌等により、筒状体23内に貯留している空気および水、気水混合流体中の空気および水が混合され、空気の水への溶解が促進される。すなわち、混合攪拌によるせん断により、水に混合している気泡(空気)が細分化されて、水と接する総表面積が大きくなるのに加えて、水と空気との界面付近における空気の溶解濃度が混合攪拌による均一化により低減されて、空気の水への溶解速度が上昇するため、空気の水への溶解が促進される。
As described above, the air stored in the
空気の溶解が進行した水は筒状体23の水貯留部26に貯留されるが、貯留されている水には未溶解の気泡も数多く混合し、このような気泡は上方に行くほど密に存在しており、水貯留部26の下端部近傍では気泡はあまり存在せず、大きな気泡は殆ど存在しない。そして、空気の溶解が進行して大きな気泡が殆ど存在しない水貯留部26の下端部の水が流出口10から筒状体23外に流出されるようになる。
The water in which the dissolution of the air has progressed is stored in the
図4は、前記ベンチュリ管12の基本構成図である。前記流出管11のベンチュリ管12は、中央1個の上流側ベンチュリ管12aと複数個(図4の例では5個)の下流側ベンチュリ管12bとの2段構成となっている。このように、下流側ベンチュリ管12bを並列で複数個を設けることにより、上流側ベンチュリ管12aで気水混合液中の気泡を粉砕してある程度小さな微細気泡とした後に、下流側ベンチュリ管12bでより小さな微細気泡化させることができるので、より小さい微細気泡を大量に発生させることができる。
FIG. 4 is a basic configuration diagram of the
図5および図6は、図1〜図4の基本構成を具体化した微細気泡発生装置であり、基本構成と同一構成は同一番号を付して詳細な説明は省略する。 FIGS. 5 and 6 are microbubble generators embodying the basic configuration of FIGS. 1 to 4, and the same configuration as the basic configuration is denoted by the same reference numeral, and detailed description thereof is omitted.
浴槽1の側壁1aに吐出ノズル30が取付けられ、この吐出ノズル30に、前述した吸込口2、吐出口3、ベンチュリ管12(12a,12b)等が組み込まれてユニット化されている。
A
吐出ノズル30には、側面視でL字状のノズルケース31が設けられ、ノズルケース31の内部には、外形状に倣ったL字状の流路31aが形成されて、この流路31aの入口側(縦向き部分)には、前記流出管11がOリング32を介して接続されるとともに、入口側の流路31aには、前記中央1個の上流側ベンチュリ管12aが嵌め込まれている。
The
出口側(横向き部分)の流路31aには、前記複数個の下流側ベンチュリ管12bを形成したノズル本体29がOリング33を介して嵌め込まれている。
A
ノズル本体29には、ノズルケース31の出口側(横向き部分)の流路31aにOリング33を介して嵌め込むための円筒状嵌め込み部29aと、この嵌め込み部29aから前方(吐出方向)に突出する円筒状突出部29bと、この円筒状突出部29bと嵌め込み部29aとの間に板状閉塞部29cとが形成され、この閉塞部29cに、内外2重の同心円が設定され、内側の小径円に沿って、円周上等角度間隔で複数個(本例では、6個)の下流側ベンチュリ管12bが形成され、外側の大径円に沿って、円周上等角度間隔で複数個(本例では10個)の下流側ベンチュリ管12bが形成されている(本例では下流側ベンチュリ管12bが合計16個)。複数個のベンチュリ管12bは、ベンチュリ管群と呼ぶことができる。
The
ノズル本体29の吐出側の端部に、吐出方向に延在する円筒状のホルダー37が設けられて、ノズル本体29の突出部29bの前端部の雄ねじ29dに、ホルダー37の雌ねじ37aをねじ込むことで、ノズル本体29にホルダー37が取付けられるようになる。なお、ノズル本体29の下流側ベンチュリ管12bの具体的な構造、ホルダー37の具体的な構造、およびノズル本体29とホルダー37との組付け関係は、後で詳細に説明する。
A
浴槽1の側壁1aの取付け穴1bには、側面視でU字状断面のパッキン40が嵌め込まれ、浴槽1の外側からノズルケース31の出口側(横向き部分)のフランジ部31bをパッキン40に当てがうとともに、浴槽1の内側から円筒状固定フランジ41の後端部の雄ねじ41aをノズルケース31のフランジ部31bの雌ねじ31cにねじ込むことで、固定フランジ41の前端部のフランジ部41bがパッキン40に水密に密着し、ノズルケース31のフランジ部31bがパッキン40に水密に密着するようになる。これにより、ノズルケース31が固定フランジ41で浴槽1の側壁1aに固定状態で取付けられるようになる。
A packing 40 having a U-shaped cross-section is fitted into the mounting
そして、浴槽1の内側から円筒状ノズルカバー42の後端部の雌ねじ42aを固定フランジ41のフランジ部41bの雄ねじ41cにねじ込むことで、ノズルカバー42が固定フランジ41のフランジ部41bに取付けられるようになる。ノズルカバー42には、前記吐出口3が形成されている。
The
固定フランジ41には、図8に詳細に示すように、ホルダー37の外周面との間を閉塞する板状閉塞部41dが形成され、この閉塞部41dに内外2重の同心円が設定され、内側の小径円に沿って、円周上等角度間隔で多数個の貫通孔41eが形成され、外側の大径円に沿って、内側の小径円の貫通孔41eと半ピッチずらせた状態で、円周上等角度間隔で多数個の貫通孔41eが形成されている。この閉塞部41dの内周面とホルダー37の外周面との間にパッキン(図示せず)を介在させることで、水密性を向上させることができる。
As shown in detail in FIG. 8, the fixing
ノズルカバー42の外周面には、図5および図6に示したように、円周上等角度間隔で複数個の前記吸込口2が形成されている。
As shown in FIGS. 5 and 6, a plurality of the
図9(a)に詳細に示すように、ノズル本体29の各下流側ベンチュリ管12bは、上流側の入口部分12cが外向きラッパ状に形成され、その直ぐ下流側に短いストレート部12dが形成され、その下流側に、上流側から下流側に向かって拡径した長いテーパー部12eが形成されている。このテーパー部12eの吐出側の端部(出口部分)12fが外向きラッパ状に形成されている。
As shown in detail in FIG. 9A, each
また、ホルダー37には、図6および図7(a)に示したように、全てのベンチュリ管12bの内径部分の周囲をそれぞれ取り囲む筒状部37bが形成されている。この筒状部37bは、上流側から下流側に向かって拡径するテーパー穴に形成されている。なお、ホルダー37には、全てのベンチュリ管12bの内径部分の周囲を取り囲む筒状部37bを形成する必要は必ずしも無く、少なくとも1個のベンチュリ管12bの内径部分の周囲を取り囲む筒状部37bを形成すれば良い。
Further, as shown in FIGS. 6 and 7A, the
そして、ホルダー37の筒状部37bのノズル本体29側の端部が下流側ベンチュリ管12bの吐出側の端部12fに接触状態で接近されるとともに、筒状部37bのノズル本体29側の端部の口径D1が、下流側ベンチュリ管12bの吐出側の端部12fの口径D2よりも小径(D1<D2)に設定されることで、下流側ベンチュリ管12bの吐出側の端部12fにエッジ(側面視で略V字状断面の窪みおよびこの窪みの下流側に設けられ、流路内に突出する断面略直角の突出部よりなる)12gが形成されるようになる。
The end portion of the
前記のように構成した吐出ノズル30であれば、図6に示したように、空気が溶解した湯水は、矢印aのように、流出管11からノズルケース31の流路31aの上流側ベンチュリ管12aと下流側ベンチュリ管12bとを介してノズルカバー42の吐出口3より浴槽1内の浴水中に吐出されることで、浴水中で溶解空気が析出して微細気泡が発生するようになる。
In the case of the
また、浴槽1内の浴水は、矢印bのように、ノズルカバー42の吸込口2からノズルカバー42内に吸い込まれ、固定フランジ41の閉塞部41dの貫通孔41eを通って、図5のように、ノズルケース31の外側部に接続された接続管5から電動ポンプ6に吸い込まれるようになる。
Further, the bath water in the bathtub 1 is sucked into the
そして、吐出ノズル30の下流側ベンチュリ管12bの吐出側の端部12fにエッジ12gを形成することにより、図9(a)のように、エッジ12gと、このエッジ12gの下流側で発生する渦流とで微細気泡が強制的に分裂され、さらに微細化されることで、微細気泡の発生量が大幅に増加するようになる。
Then, by forming an
このように、大掛かりな装置や長い経路を用いることなく、吐出ノズル30の下流側ベンチュリ管12bの吐出側の端部12fにエッジ12gを形成するだけの簡単な構成で、微細気泡の発生量を大幅に増加させることができ、白濁性を向上させることができる。
In this way, the amount of fine bubbles generated can be reduced with a simple configuration in which the
また、下流側ベンチュリ管12bを形成したノズル本体29と、筒状部27bを形成したホルダー27との2部品で構成して、ノズル本体29とホルダー27とを組み付けるだけで、下流側ベンチュリ管12bの吐出側の端部12fに微小なエッジ12gを簡単に形成できるようになる。
Further, the
さらに、ホルダー37の各筒状部37bで全ての下流側ベンチュリ管12bの内径部分の周囲を取り囲むことにより、エッジ12gの個数が増加するので、微細気泡の発生量がより増加するようになる。
Further, by surrounding each of the
また、ホルダー37の筒状部37bを上流側から下流側に向かって拡径するテーパー穴として徐々に減圧することで、さらに微細化された微細気泡を、白濁化のために要求される外径にまで徐々に成長(大きく)させることができる。
Further, by gradually depressurizing the
図9(b)の実施形態は、筒状部37bのノズル本体29側の端部の口径D3を、図9(a)の実施形態の口径D1よりもさらに小径(D3<D1<D2)に設定したもので、これにより、下流側ベンチュリ管12bの吐出側の端部12fのエッジ12gがより深く形成されることで、微細気泡の発生量がさらに増加するようになる。
In the embodiment of FIG. 9B, the diameter D3 of the end portion on the
前記各実施形態は、全てのベンチュリ管12bの内径部分の周囲をそれぞれ取り囲む筒状部37b(少なくとも1個のベンチュリ管12bの内径部分の周囲を取り囲む筒状部37bを形成することも可)をホルダー37に形成したものであったが、図10(a)〜(d)に示すように、ホルダー37の板状閉塞部37cに、中央部分の複数個(本例では6個)の下流側ベンチュリ管12bの内径部分の最外周囲を取り囲む大径の筒状部37bを形成することもできる。
In each of the above embodiments, the
この場合には、筒状部37bのノズル本体29側の端部の口径D4が、中央部分の複数個の下流側ベンチュリ管12bの吐出側の端部12fの外接円D5よりも小径(D4<D5)に設定されることで、中央部分の複数個の下流側ベンチュリ管12bの吐出側の端部12fにエッジ12gを形成することができる。また、筒状部37bのノズル本体29側の端部の外径D6が、外周部分の複数個の下流側ベンチュリ管12bの吐出側の端部12fの内接円D7よりも大径(D7<D6)に設定されることで、外周部分の複数個の下流側ベンチュリ管12bの吐出側の端部12fにエッジ12gを形成することができる。なお、外周部分の複数個(本例では10個)の下流側ベンチュリ管12bの流路を確保するために、ホルダー37の板状閉塞部37cに、複数個(本例では4個)の円弧状開口37dが開けられている。
In this case, the diameter D4 of the end portion of the
この構成であっても、下流側ベンチュリ管12bを形成したノズル本体29と、筒状部37bを形成したホルダー37との2部品で構成して、ノズル本体29とホルダー39とを組み付けるだけで、複数個の下流側ベンチュリ管12bの吐出側の端部12fに微小なエッジ12gを簡単に形成できるようになる。
Even in this configuration, the nozzle
前記実施形態は、水廻り設備として、白濁化のために微細気泡を吐出させる浴槽であったが、ボウル洗浄のために微細気泡を吐出させる水洗便器等にも本発明を適用できることは勿論である。 In the above embodiment, the water supply facility is a bathtub that discharges fine bubbles for turbidity, but the present invention can of course be applied to a flush toilet that discharges fine bubbles for bowl cleaning. .
1 浴槽
2 吸込口
3 吐出口
8 空気溶解装置
12b 下流側ベンチュリ管(減圧手段)
12f 吐出側の端部
12g エッジ
30 吐出ノズル
37 ホルダー
37b 筒状部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
前記吐出ノズルに前記減圧手段が設けられ、この減圧手段はベンチュリ管で構成され、このベンチュリ管の吐出側の端部に、側面視で略V字状断面の窪みおよびこの窪みの下流側に設けられ、流路内に突出する断面略直角の突出部よりなるエッジが形成されていることを特徴とする微細気泡発生装置。 A fine bubble generating device that discharges pressure from a discharge nozzle while releasing pressure with a decompression unit and generating a fine bubble by releasing air-water dissolved fluid in which air is pressurized and dissolved in water,
The discharge nozzle is provided with the pressure-reducing means, and the pressure-reducing means is constituted by a venturi tube, and is provided at a discharge-side end portion of the venturi tube at a substantially V-shaped cross section in a side view and downstream of the recess. The fine bubble generating device is characterized in that an edge made of a protruding portion having a substantially right-angle cross section protruding into the flow path is formed.
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