JP5038600B2 - Microbubble generator - Google Patents
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本発明は、気液混合液中の気泡を減圧・加圧手段にて粉砕して微細気泡を発生する微細気泡発生装置に関するものである。 The present invention relates to a fine bubble generating device that generates fine bubbles by pulverizing bubbles in a gas-liquid mixed solution with a decompression and pressurizing means.
従来から、気液混合液中の気泡を減圧・加圧手段にて粉砕して微細気泡を発生する微細気泡発生装置が知られている(例えば特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a fine bubble generating device that generates fine bubbles by pulverizing bubbles in a gas-liquid mixed solution with a decompression and pressurizing means (see, for example, Patent Document 1).
この特許文献1に示された従来の微細気泡発生装置は、気液混合液の流路中に減圧・加圧手段を設け、気液混合液中の気泡を減圧・加圧手段の減圧および加圧により生じるせん断力によって粉砕して微細気泡を発生するものである。微細気泡はφ1mm以下(特に数μm〜数十μm程)の気泡で、液中において上昇し難いと共に体積当たりの表面積が大きいため汚れ等を吸着して浮上させる等の水質浄化能力が高いものである。
The conventional microbubble generator disclosed in
ところで従来の微細気泡発生装置にあっては、減圧・加圧手段にて粉砕して発生した微細気泡同士が衝突して連結し、より大きな気泡が多数発生してしまうものであった。大きな気泡が多数発生しないようにするには微細気泡同士の衝突機会を減らすことが有効であり、発生した微細気泡が一箇所に集中しないようにすることが考えられるものであった。
本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、その目的とするところは、減圧・加圧手段にて粉砕して発生した微細気泡が一箇所に集中して衝突することによりより大きな気泡が多数発生してしまうのを防止する微細気泡発生装置を提供することを課題とするものである。 The present invention was invented in view of the above-described conventional problems, and the object of the present invention is that fine bubbles generated by pulverization by a pressure reducing / pressurizing means collide in one place. It is an object of the present invention to provide a fine bubble generating device that prevents a large number of larger bubbles from being generated.
上記課題を解決するために本発明の微細気泡発生装置は、気液混合液中の気泡を減圧・加圧手段1にて粉砕して微細気泡を発生する微細気泡発生装置であって、液体の流路2に下流側の減圧・加圧手段1bとしてのベンチュリ管11bを並列に複数設け、前記複数のベンチュリ管11bの上流の基幹となる流路2aに上流側の減圧・加圧手段1aとしてのベンチュリ管11aを設け、下流側の減圧・加圧手段1bとしてのベンチュリ管11bのそれぞれの断面積を上流側の減圧・加圧手段1aとしてのベンチュリ管11aの断面積よりも小さくして成ることを特徴とするものである。
In order to solve the above problems, a fine bubble generating apparatus of the present invention is a fine bubble generating apparatus that generates fine bubbles by pulverizing bubbles in a gas-liquid mixed solution with a decompression and pressurizing means 1.
このような構成とすることで、微細気泡が一箇所に集中して多数衝突することにより大きな気泡が多数発生するのを抑えることができる。さらに、上流側のベンチュリ管11aにて気液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、下流側のベンチュリ管11bにて前記微細気泡を更に微細化させることができ、大量の微細気泡を発生させることが可能となる。さらに、複数設けた下流側のベンチュリ管11bの合計の断面積を上流側のベンチュリ管11aの断面積と同じに形成すれば、設計上流速(但しベンチュリ管11a、11b内を除く)の変化を考慮する必要がないものである。
With such a configuration, it is possible to suppress the generation of a large number of large bubbles due to a large number of fine bubbles concentrating at one place and colliding with each other. Furthermore, after the bubbles in the gas-liquid mixed liquid are pulverized by the
本発明は、微細気泡が一箇所に集中して多数衝突することにより大きな気泡が多数発生するのを抑えることができて、大量の微細気泡を発生させることが可能となる。 The present invention can suppress the generation of a large number of large bubbles due to a large number of fine bubbles colliding with each other and colliding with each other, and can generate a large amount of fine bubbles.
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。 Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the accompanying drawings.
微細気泡発生装置は、減圧・加圧手段1としてのベンチュリ管11にて主体が構成されるもので、例えば一端の吸込み口と他端の吐出口とがそれぞれ浴槽等の水槽に開口して連通した流路2に、図2に示すように上流側(吸込み口側)から下流側(ノズル側)にかけて、順に液体中に気体を取込んで液体中に気泡が混合された気液混合液を生成するための気体取込み部3と、気液混合液を加圧するためのポンプと、気液混合液中の気泡を粉砕して微細気泡を発生させる減圧・加圧手段1と、微細気泡を浴槽に吐出するノズル4を設けてある。
The microbubble generator is mainly composed of a venturi tube 11 as the pressure reducing / pressurizing means 1, and for example, a suction port at one end and a discharge port at the other end are opened to a water tank such as a bathtub to communicate with each other. As shown in FIG. 2, the gas-liquid mixed liquid in which the gas is taken into the liquid in order from the upstream side (suction port side) to the downstream side (nozzle side) and bubbles are mixed in the liquid is obtained. A
気体取込み部3としては、例えばエゼクタ機構を有する吸気弁を備え、ポンプを駆動することで液体が流路2を流れる際、外気をエゼクター効果により液体中に取込んで気体(気泡)を混入させるもの等が挙げられるが、特に限定されない。気体としては、酸素、オゾン、空気が挙げられるが特に限定されない。液体中に取込んで気体を混入させるもの等が挙げられるが、特に限定されない。
The
気液混合液体はポンプを通過した後、減圧・加圧手段1に送られる。 The gas-liquid mixed liquid passes through the pump and is then sent to the decompression / pressurization means 1.
減圧・加圧手段1は、本実施形態では上流側の減圧・加圧手段1aと下流側の減圧・加圧手段1bの二段に形成してある。上流側の減圧・加圧手段1は、図3に示すように一つのベンチュリ管11aを流路2(基幹流路2a)の一部として設けてある。下流側の減圧・加圧手段1は、図1に示すように流路2の前記上流側の減圧・加圧手段1を設けた部分より下流側を複数の分岐流路2bに分岐し、各分岐流路2bにそれぞれベンチュリ管11bを設けて構成される。本実施形態では、下流側のベンチュリ管11bは、上流側のベンチュリ管11aの径の1/2、断面積は1/4となるように発生させる微細気泡の径に応じて形成すると共に、分岐流路2bを四つ形成して各分岐流路2bにそれぞれベンチュリ管11bを設けてあり、下流側のベンチュリ管11bの断面積の合計は上流側のベンチュリ管11aの断面積に等しくなっている。
In this embodiment, the decompression /
ベンチュリ管11では、気泡がスロート部を通る際に流速が速くなるとともに減圧されて膨張し、その後は断面積が増加するに従って加圧されて収縮するが、この時に生じるせん断力によって気泡が微細化されて微細気泡が発生する。そして、発生した微細気泡が一箇所に集中すると連結してより大きな気泡となってしまうため、本発明においては複数の分岐流路2bに分岐して各分岐流路2bに下流側のベンチュリ管11bを設けることで、微細気泡が一箇所に集中して多数衝突することにより大きな気泡が発生するのを抑えることができる。
In the venturi tube 11, when the bubble passes through the throat portion, the flow velocity becomes faster and the pressure is reduced and the bubble expands. After that, the bubble is pressurized and contracted as the cross-sectional area increases. And fine bubbles are generated. When the generated fine bubbles are concentrated at one place, they are connected to become larger bubbles. Therefore, in the present invention, the
また、本実施形態では下流側のベンチュリ管11bの上流側にベンチュリ管11aを設けて二段に構成してあり、はじめに上流側のベンチュリ管11aにて気液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、下流側のベンチュリ管11bにて前記ある程度小さな微細気泡を更に微細化させてこれらが連結するのを抑え、大量の微細気泡を発生させることができる。またこの時、下流側のベンチュリ管11bのそれぞれの断面積を上流側のベンチュリ管11aの断面積よりも小さく形成して複数設けた下流側のベンチュリ管11bの合計の断面積を上流側のベンチュリ管11aの断面積と同じに形成してあるので、設計上流速(但しベンチュリ管11a、11b内を除く)の変化を考慮する必要がない。
Further, in this embodiment, the
図4に本実施形態の他の実施形態を示す。本実施形態では、基幹流路2aに設けた第一のベンチュリ管11aの下流側に、複数(四つ)並列に設けたベンチュリ管11bからなる第二の減圧・加圧手段1bを設けると共に、更に下流側に複数(四つ)並列に設けたベンチュリ管11cからなる第三の減圧・加圧手段1cを設けて三段に構成してある。これにより、第一のベンチュリ管11aにて気液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、第二のベンチュリ管11bにて前記ある程度小さな微細気泡を更に微細化させると共にこれらが連結するのを抑え、更にこの後第三のベンチュリ管11cにて微細気泡を更に微細化させると共にこれらが連結するのを抑えることができて、より一層大量で且つ微細な微細気泡を発生させることができる。
FIG. 4 shows another embodiment of the present embodiment. In the present embodiment, on the downstream side of the
1 減圧・加圧手段
11 ベンチュリ管
2 流路
3 気体取込み部
4 ノズル
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