JP5493153B2 - Microbubble generating pump, moving blade for microbubble generating pump and stationary blade for microbubble generating pump - Google Patents

Microbubble generating pump, moving blade for microbubble generating pump and stationary blade for microbubble generating pump Download PDF

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Description

この発明は、新規な原理に基づくマイクロバブル発生ポンプならびにこのマイクロバブル発生ポンプに用いられるマイクロバブル発生ポンプ用動翼およびマイクロバブル発生ポンプ用静翼に関する。   The present invention relates to a microbubble generating pump based on a novel principle, a moving blade for a microbubble generating pump used for the microbubble generating pump, and a stationary blade for a microbubble generating pump.

マイクロバブルは、発生時において気泡径が一般に10〜数10μmである微細気泡であり、水中で普通に発生する直径数mm程度の気泡と比べると極めて小さい。マイクロバブルは、このように極端に小さいため、微細なゴミを吸着して水面に浮上させる性質を持ち、水産物の洗浄や水質浄化などの各種の処理に応用されている。
従来、このマイクロバブルの発生装置としては、旋回流型マイクロバブル発生装置が多く用いられている。この旋回流型マイクロバブル発生装置としては、液体の旋回流の中心部に気体を注入し、遠心分離を利用してマイクロバブルを発生させるものが知られている(例えば、国際公開第01/097958号パンフレット参照)。また、渦崩壊現象を利用した旋回流型マイクロバブル発生装置も知られている(例えば、特開2005−169286号公報および国際公開第06/075452号パンフレット参照)。
上述の従来の旋回流型マイクロバブル発生装置においては、液体の旋回流を生成しながら所望の流量を得るためには、管路に供給する液体に圧力を掛ける必要があるため、実用的にはポンプ、取り分け揚程の高いポンプが必ず必要である。この揚程の高いポンプとしては、ターボ型ポンプがよく用いられる。
しかしながら、本発明者の検討によれば、旋回流型マイクロバブル発生装置とターボ型ポンプとからなる系全体で見た場合には、多くのエネルギーの無駄が生じており、エネルギー効率が低いという欠点があった。
特に、旋回流型マイクロバブル発生装置を水域の浄化などを目的として広範囲、長時間にわたり使用する場合には、マイクロバブルの発生のエネルギー効率の向上がその運用に際して重要な課題となる。
そこで、この発明が解決しようとする課題は、高いエネルギー効率でマイクロバブルを発生させることができるマイクロバブル発生ポンプならびにこのマイクロバブル発生ポンプに用いられるマイクロバブル発生ポンプ用動翼およびマイクロバブル発生ポンプ用静翼を提供することである。
この発明が解決しようとする他の課題は、小型のモータでも高いエネルギー効率でマイクロバブルを発生させることができるマイクロバブル発生ポンプならびにこのマイクロバブル発生ポンプに用いられるマイクロバブル発生ポンプ用動翼およびマイクロバブル発生ポンプ用静翼を提供することである。
Microbubbles are fine bubbles having a bubble diameter of generally 10 to several tens of μm at the time of generation, and are extremely small compared to bubbles having a diameter of several millimeters that are normally generated in water. Since microbubbles are extremely small in this way, they have the property of adsorbing fine dust and floating on the surface of the water, and are applied to various processes such as washing of marine products and water purification.
Conventionally, swirl type microbubble generators are often used as the microbubble generators. As this swirling flow type microbubble generator, a device that injects gas into the center of a swirling flow of liquid and generates microbubbles using centrifugal separation is known (for example, International Publication No. 01/097958). Issue pamphlet). In addition, a swirl type microbubble generator using a vortex breakdown phenomenon is also known (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-169286 and International Publication No. 06/075452).
In the above-described conventional swirling flow type microbubble generator, in order to obtain a desired flow rate while generating a swirling flow of liquid, it is necessary to apply pressure to the liquid supplied to the pipe line. A pump, especially a pump with a high head, is indispensable. A turbo pump is often used as a pump having a high head.
However, according to the study of the present inventor, when viewed in the entire system composed of the swirling flow type microbubble generator and the turbo pump, a lot of energy is wasted and the energy efficiency is low. was there.
In particular, when the swirl type microbubble generator is used over a wide range and for a long time for the purpose of purifying the water area, improving the energy efficiency of the generation of microbubbles is an important issue in its operation.
Therefore, the problem to be solved by the present invention is a microbubble generating pump capable of generating microbubbles with high energy efficiency, a moving blade for a microbubble generating pump used for the microbubble generating pump, and a microbubble generating pump It is to provide a stationary blade.
Another problem to be solved by the present invention is a microbubble generating pump capable of generating microbubbles with high energy efficiency even with a small motor, a moving blade for a microbubble generating pump used in the microbubble generating pump, and a microblade. It is to provide a stationary blade for a bubble generating pump.

本発明者の検討によれば、旋回流型マイクロバブル発生装置にターボ型ポンプを接続する場合には、旋回流型マイクロバブル発生装置とターボ型ポンプとを一体として分析すると、ターボ型ポンプの動翼で発生した旋回流を静翼で制止し、旋回流型マイクロバブル発生装置で再度、旋回流を発生させているため、エネルギーの無駄が生じ、エネルギー効率の低下を招いていた。
そこで、本発明者は、マイクロバブル発生のエネルギー効率の向上を図るために、鋭意研究を行った結果、従来とは全く異なる新しい発想の下に、液体の旋回流の生成、液体の輸送および渦崩壊によるマイクロバブル発生の機能を持つ新規なポンプを案出するに至った。
すなわち、上記課題を解決するために、この発明は、
ケーシングの内部に吸込口から吐出口に向かって同軸に順次配置された動翼、静翼および渦崩壊ノズルを有し、
上記吸込口から吸い込まれる液体を上記動翼に供給して旋回流を生成し、
上記旋回流を上記静翼に供給し、上記静翼または上記静翼の後段において上記旋回流の中心に気体を導入し、この気体を導入した上記旋回流を上記渦崩壊ノズルに供給して渦崩壊を起こさせることによりマイクロバブルを発生させ、上記液体とともに上記吐出口から吐き出すようにしたマイクロバブル発生ポンプである。
ここで、動翼は、渦崩壊発生条件を満足するために、中心軸方向の流速の2倍以上の旋回流速を発生させる形状とすることが必要である。動翼は、典型的には、円柱状の本体とこの円柱状の本体の外周面に設けられた複数の翼とからなり、これらの複数の翼は、円柱状の本体の外周面上を縦断するように、かつ円柱状の本体の液体の出口側の一端部から他端部に向かうにつれて彎曲するように設けられる。複数の翼は、円柱状の本体の外周面に互いに同じ形状のものが互いに等間隔で設けられる。この場合、複数の翼の上記の他端部側の縁における動翼の周方向(接線方向)に対する角度は、好適には、動翼に供給される液体の流れが複数の翼から剥離しないように選ばれる。具体的には、例えば、複数の翼の上記の他端部側の縁における動翼の周方向に対する角度をθとした時、動翼とともに回転する回転座標系から見た時の動翼に供給される液体の流れに対する迎角の絶対値|θ−α|(ただし、α=tan−1(U/RΩ)、Uは静止座標系から見た時の動翼への液体の吸い込み流速、Rは動翼の半径、Ωは動翼の角速度)が0度よりも大きく20度以下に選ばれるが、これに限定されるものではない。また、複数の翼の上記の一端部側の縁における動翼の周方向に対する角度θは、好適には例えば60度以上90度以下、より好適には85度以上90度以下に選ばれるが、これに限定されるものではない。
静翼は、典型的には、円柱状の本体とこの円柱状の本体の外周面に設けられた複数の翼とからなり、これらの複数の翼は、円柱状の本体の外周面上を縦断するように、かつ円柱状の本体の旋回流が供給される側の一端部から他端部に向かうにつれて彎曲するように設けられる。複数の翼は、円柱状の本体の外周面に互いに同じ形状のものが互いに等間隔で設けられる。この場合、複数の翼の上記の一端部側の縁における静翼の周方向に対する角度は、好適には、動翼から供給される旋回流が複数の翼から剥離しないように選ばれる。具体的には、例えば、複数の翼の上記の一端部側の縁における静翼の周方向に対する角度をφ、静止座標系から見た時の動翼からの液体の噴出し角をαとした時、α>φの場合には、静翼に供給される液体の流れに対する迎角(α−φ)が0度よりも大きく20度以下に選ばれ、φ>αの場合には、静翼に供給される液体の流れに対する迎角(φ−α)が0度よりも大きく20度以下に選ばれる。好適には、複数の翼は、静翼の中心軸方向に投影したときに隙間が現れないように構成され、具体的には、例えば、複数の翼が静翼の中心軸方向に投影したときに互いに重なり合うように構成される。
静翼または静翼の後段における旋回流への気体の導入は、種々の方法によって行うことが可能である。典型的な一つの例では、静翼は、複数の翼のうちの一つの翼に設けられた給気孔と円柱状の本体の上記の他端部、例えば他端部の中心に設けられた噴射孔とを有し、これらの給気孔と噴射孔とは円柱状の本体内に設けられた通路を介して互いに連通している。典型的には、一つの翼に設けられた給気孔に対応する部分のケーシングに孔が設けられ、この孔に外部から気体導入用の配管が接続される。
渦崩壊ノズルは、典型的には、縮流部および渦崩壊部を有し、この縮流部に気体を導入した旋回流を供給することにより渦崩壊部からマイクロバブルを発生させる。典型的には、渦崩壊部は円筒形状を有する第1の部分と出口に向かって広がった形状の第2の部分とを有し、第1の部分の内周面と第2の部分の端面とがなす角度をθとした時、0度<θ<180度であり、第1の部分の内周面と第2の部分の端面とが滑らかに繋がっているが、これに限定されるものではない。θは、好適には、90度<θ<180度、例えば100度程度である。縮流部は、典型的には、渦崩壊部に向かって断面積が徐々に減少しており(あるいは、縮流部は渦崩壊部に向かってすぼまっており)、渦崩壊部との境界部(あるいは接続部)において渦崩壊部と同一の断面形状を有する。第1の部分の内周面と第2の部分の端面とが滑らかに繋がっているため、渦崩壊ノズルの噴出し面である第2の部分の端面に旋回流を付着させることができ、コアンダ効果により渦崩壊を効率的に起こさせることができる。ここで、コアンダ効果とは、流れの中に物体を置いたときに、置いた物体に沿って流れの向きが変わる流体の性質のことを言う。渦崩壊ノズルは、ケーシングと別体に設け、これをケーシングに取り付けてもよいし、ケーシング自体を渦崩壊ノズルの内周面と同一の形状に加工してもよい。
マイクロバブル発生ポンプは、動翼の吸込口側に、吸込口から吐出口に向かって同軸に順次配置されたもう一つの動翼およびもう一つの静翼を有するようにしてもよい。この構成は、高揚程のマイクロバブル発生ポンプを得る場合に適している。この場合、もう一つの動翼は、典型的には、円柱状の本体とこの円柱状の本体の外周面に設けられた複数の翼とからなり、これらの複数の翼は、円柱状の本体の外周面上を縦断するように、かつ円柱状の本体の液体の出口側の一端部から他端部に向かうにつれて彎曲するように設けられる。これらの複数の翼は、円柱状の本体の外周面に互いに同じ形状のものが互いに等間隔で設けられる。また、もう一つの静翼は、典型的には、円柱状の本体とこの円柱状の本体の外周面に設けられた複数の翼とからなり、これらの複数の翼は、円柱状の本体の外周面上をこのもう一つの静翼の中心軸の方向に縦断するように設けられる。これらの複数の翼は、円柱状の本体の外周面に互いに同じ形状のものが互いに等間隔で設けられる。また、元からある動翼は、典型的には、円柱状の本体とこの円柱状の本体の外周面に設けられた複数の翼とからなり、これらの複数の翼は、円柱状の本体の外周面上を縦断するように、かつ円柱状の本体の液体の出口側の一端部から他端部に向かうにつれて彎曲するように設けられる。また、元からある静翼は、典型的には、円柱状の本体とこの円柱状の本体の外周面に設けられた複数の翼とからなり、これらの複数の翼は、円柱状の本体の外周面上を縦断するように、かつ円柱状の本体の液体の流入側の一端部から他端部に向かうにつれて彎曲するように設けられる。
このマイクロバブル発生ポンプにおいては、動翼を斜流ポンプの動翼と同様に構成してもよい。具体的には、この場合、動翼は、例えば、マイクロバブル発生ポンプの吸込口から吐出口に向かう方向に断面積が増加する円錐台状の本体とこの円錐台状の本体の外周面に設けられた複数の翼とからなり、これらの複数の翼は、円錐台状の本体の外周面上を縦断するように、かつ円錐台状の本体の液体の流入側の一端部から他端部に向かうにつれて彎曲するように設けられるが、これに限定されるものではない。
このマイクロバブル発生ポンプにおいては、渦崩壊ノズルの下流側の端面側に、渦崩壊ノズルと対向し、かつ同軸に設けられた圧力遮断用ノズルを有するようにしてもよい。この場合、渦崩壊ノズルの下流側の端面と圧力遮断用ノズルの上流側の端面との間に間隙が形成され、この間隙の間隔は渦崩壊ノズルおよび圧力遮断用ノズルの中心軸から放射方向に増大し、圧力遮断用ノズルのうちの渦崩壊ノズルの出口と対向する部分は渦崩壊ノズルの出口から出てくる旋回流の中心部の低圧部を圧力遮断用ノズルの下流側と遮断するように構成され、圧力遮断用ノズルのうちの渦崩壊ノズルの出口と対向する部分は渦崩壊ノズルの出口に貫入しないように構成される。渦崩壊ノズルの出口から噴出されたマイクロバブルは、渦崩壊ノズルの下流側の端面と圧力遮断用ノズルの上流側の端面との間の間隙を通って外部に向かう。気柱内圧力の極小化、言い換えると吸い込み圧力の極大化の観点からは、渦崩壊ノズルの下流側の端面の頂角をθVB、圧力遮断用ノズルの上流側の端面の頂角をθSUとした時、θSU≦θVBであることが好ましく、Δθ≡θVB−θSU=0°〜20°であることがより好ましい。これに加えて、気柱内圧力の極小化、言い換えると吸い込み圧力の極大化の観点から、渦崩壊ノズルの下流側の端面における出口の直径をD、渦崩壊ノズルおよび圧力遮断用ノズルの中心軸上における渦崩壊ノズルと圧力遮断用ノズルとの間隔をtとした時、tがほぼD/4であることが好ましい。渦崩壊ノズルの出口は典型的には円筒形状であり、この場合はこの円筒形状の出口の全長にわたって直径Dは一定であるが、これに限定されるものではなく、必要に応じて、出口の長さ方向で直径Dを変化させてもよい。
圧力遮断用ノズルは、ケーシング内に収容し、渦崩壊ノズルの出口から噴出されたマイクロバブルは上記の間隙を通り、さらにケーシングと圧力遮断用ノズルの外周面にこの圧力遮断用ノズルの中心軸に平行に設けられた複数の溝との間の空間を通って外部に放出されるように構成してもよい。あるいは、圧力遮断用ノズルの外周面に溝を形成する代わりに、この圧力遮断用ノズルの内部のこの圧力遮断用ノズルの外周面に近接する部分に、この圧力遮断用ノズルの中心軸に平行な複数の孔を設けてもよい。あるいは、圧力遮断用ノズルは下流側にすぼまった形状を有し、かつ圧力遮断用ノズルの内部には、ケーシングの内壁に隣接する部分の上記の間隙と圧力遮断用ノズルの下流側の端面との間を連通し、かつ圧力遮断用ノズルの下流側の端面で互いに合流する複数の孔が設けられており、上記の出口から噴出されたマイクロバブルは上記の間隙を通り、さらに圧力遮断用ノズルの上記の複数の孔を通って外部に放出されるように構成してもよい。これらの溝または孔のアスペクト比(長さ/内径)は、1より大きいことが好ましい。
このマイクロバブル発生ポンプにおいては、ケーシングの吸込口と動翼との間の部分において渦崩壊を起こさせるようにしてもよい。このためには、例えば、ケーシングの断面積が吸込口から動翼に向かって減少して最小断面積となった後、断面積が動翼に向かって増加するようにケーシングを構成するようにすればよい。この場合、吸込口と動翼との間の部分、好適には最小断面積となる部分のケーシング内に外部から気体を導入する。
マイクロバブルを発生させる液体は、基本的にはどのようなものであってもよいが、具体的には、例えば、水(温水を含む)、各種の有機溶剤(アルコール、アセトン、トルエンなど)、石油、ガソリンなどの液体燃料などである。
旋回流の中心に供給する気体および吸込口と動翼との間の部分のケーシング内に外部から導入する気体は、基本的にはどのようなものであってもよいが、具体的には、例えば、空気、酸素、オゾン、水素、アルゴンなどである。
また、この発明は、
ケーシングの内部に吸込口から吐出口に向かって同軸に順次配置された動翼、静翼および渦崩壊ノズルを有し、
上記吸込口から吸い込まれる液体を上記動翼に供給して旋回流を生成し、
上記旋回流を上記静翼に供給し、上記静翼または上記静翼の後段において上記旋回流の中心に気体を導入し、この気体を導入した上記旋回流を上記渦崩壊ノズルに供給して渦崩壊を起こさせることによりマイクロバブルを発生させ、上記液体とともに上記吐出口から吐き出すようにしたマイクロバブル発生ポンプに用いられるマイクロバブル発生ポンプ用動翼であって、
円柱状の本体とこの円柱状の本体の外周面に設けられた複数の翼とからなり、これらの複数の翼は、上記円柱状の本体の外周面上を縦断するように、かつ上記円柱状の本体の上記液体の出口側の一端部から他端部に向かうにつれて彎曲するように設けられ、かつ上記複数の翼の上記他端部側の縁における上記動翼の周方向に対する角度は、上記動翼に供給される上記液体の流れが上記複数の翼から剥離しないように選ばれているものである。
また、この発明は、
ケーシングの内部に吸込口から吐出口に向かって同軸に順次配置された動翼、静翼および渦崩壊ノズルを有し、
上記吸込口から吸い込まれる液体を上記動翼に供給して旋回流を生成し、
上記旋回流を上記静翼に供給し、上記静翼または上記静翼の後段において上記旋回流の中心に気体を導入し、この気体を導入した上記旋回流を上記渦崩壊ノズルに供給して渦崩壊を起こさせることによりマイクロバブルを発生させ、上記液体とともに上記吐出口から吐き出すようにしたマイクロバブル発生ポンプに用いられるマイクロバブル発生ポンプ用静翼であって、
円柱状の本体とこの円柱状の本体の外周面に設けられた複数の翼とからなり、これらの複数の翼は、上記円柱状の本体の外周面上を縦断するように、かつ上記円柱状の本体の上記旋回流が供給される側の一端部から他端部に向かうにつれて彎曲するように設けられ、かつ上記複数の翼の上記一端部側の縁における上記静翼の周方向に対する角度は、上記動翼から供給される上記旋回流が上記複数の翼から剥離しないように選ばれているものである。
上記のマイクロバブル発生ポンプ用動翼およびマイクロバブル発生ポンプ用静翼の発明においては、上記のマイクロバブル発生ポンプの発明に関連して説明したことが成立する。
さらに、この発明は、
ケーシングの内部に吸込口から吐出口に向かって同軸に順次配置された動翼および渦崩壊ノズルを有し、
上記ケーシングの上記吸込口に上記吸込口を閉塞するように、中心に貫通孔を有する吸込板が上記動翼および上記渦崩壊ノズルと同軸に設けられ、
上記動翼は上記ケーシングの内径より直径が小さい渦流羽根車からなり、
上記吸込口に設けられた上記吸込板の上記貫通孔から吸い込まれる液体を上記渦流羽根車に供給して旋回流を生成し、
上記旋回流の中心に気体を導入し、この気体を導入した上記旋回流を上記渦崩壊ノズルに供給して渦崩壊を起こさせることによりマイクロバブルを発生させ、上記液体とともに上記吐出口から吐き出すようにしたマイクロバブル発生ポンプである。
このマイクロバブル発生ポンプは、用途などに応じて、渦流羽根車と渦崩壊ノズルとの間に静翼を有する。
このマイクロバブル発生ポンプの発明においては、その性質に反しない限り、上記のマイクロバブル発生ポンプの発明に関連して説明したことが成立する。
この発明によれば、高いエネルギー効率でマイクロバブルを発生させることができるマイクロバブル発生ポンプを実現することができる。このマイクロバブル発生ポンプは、例えば、水域の浄化などを目的として広範囲、長時間にわたり使用する場合にも適している。また、このマイクロバブル発生ポンプは、小型のモータでマイクロバブルを発生させる場合にも適している。
According to the study by the present inventor, when a turbo pump is connected to the swirl type micro bubble generator, if the swirl type micro bubble generator and the turbo pump are analyzed as a unit, the operation of the turbo type pump is determined. Since the swirl flow generated by the blades is stopped by the stationary blade and the swirl flow is generated again by the swirl flow type microbubble generator, energy wasted and energy efficiency was reduced.
In view of this, the present inventor conducted extensive research to improve the energy efficiency of microbubble generation, and as a result, under the new idea completely different from the conventional one, generation of liquid swirl, liquid transport, and vortex It came to devise a new pump with the function of generating microbubbles by collapse.
That is, in order to solve the above problems, the present invention provides:
Inside the casing, it has a moving blade, a stationary blade and a vortex breakdown nozzle arranged sequentially coaxially from the suction port toward the discharge port,
Supplying the liquid sucked from the suction port to the moving blade to generate a swirling flow;
The swirling flow is supplied to the stationary blade, a gas is introduced into the center of the swirling flow at the stationary blade or the latter stage of the stationary blade, and the swirling flow into which the gas has been introduced is supplied to the vortex breaking nozzle to be swirled. It is a microbubble generating pump that generates microbubbles by causing collapse and discharges them from the discharge port together with the liquid.
Here, in order to satisfy the vortex breakdown generation condition, the moving blade needs to have a shape that generates a swirling flow velocity that is twice or more the flow velocity in the central axis direction. A moving blade typically includes a cylindrical main body and a plurality of blades provided on the outer peripheral surface of the cylindrical main body, and the plurality of blades run vertically on the outer peripheral surface of the cylindrical main body. The cylindrical body is provided so as to bend from the one end portion on the liquid outlet side toward the other end portion. A plurality of blades having the same shape are provided at equal intervals on the outer peripheral surface of the cylindrical main body. In this case, the angle with respect to the circumferential direction (tangential direction) of the moving blade at the edge on the other end side of the plurality of blades is preferably such that the liquid flow supplied to the moving blade does not separate from the plurality of blades. Chosen. Specifically, for example, when the angle with respect to the circumferential direction of the moving blade at the edge on the other end side of the plurality of blades is θ I , the moving blade as viewed from the rotating coordinate system rotating with the moving blade The absolute value of the angle of attack with respect to the flow of the supplied liquid | θ I −α I | (where α I = tan −1 (U I / RΩ), U I represents the moving blade as viewed from the stationary coordinate system The liquid suction velocity, R is the moving blade radius, and Ω is the moving blade angular velocity) are selected to be greater than 0 degrees and 20 degrees or less, but are not limited thereto. In addition, the angle θ F with respect to the circumferential direction of the moving blade at the edge on the one end side of the plurality of blades is preferably 60 degrees or more and 90 degrees or less, and more preferably 85 degrees or more and 90 degrees or less. However, the present invention is not limited to this.
A stationary blade typically includes a cylindrical main body and a plurality of wings provided on the outer peripheral surface of the cylindrical main body, and the plurality of wings run vertically on the outer peripheral surface of the cylindrical main body. The cylindrical body is provided so as to bend as it goes from the one end to the other end on the side where the swirling flow is supplied. A plurality of blades having the same shape are provided at equal intervals on the outer peripheral surface of the cylindrical main body. In this case, the angle with respect to the circumferential direction of the stationary blade at the edge on the one end side of the plurality of blades is preferably selected so that the swirl flow supplied from the moving blade does not separate from the plurality of blades. Specifically, for example, the angle with respect to the circumferential direction of the stationary blade at the edge on the one end side of the plurality of blades is φ I , and the ejection angle of the liquid from the moving blade when viewed from the stationary coordinate system is α F When α F > φ I , the angle of attack (α F −φ I ) with respect to the flow of the liquid supplied to the stationary blade is selected to be greater than 0 degree and 20 degrees or less, and φ I > α In the case of F, the angle of attack (φ I −α F ) with respect to the flow of the liquid supplied to the stationary blade is selected to be greater than 0 degree and 20 degrees or less. Preferably, the plurality of blades are configured such that no gap appears when projected in the direction of the central axis of the stationary blade. Specifically, for example, when the plurality of blades are projected in the direction of the central axis of the stationary blade, Configured to overlap each other.
The introduction of the gas into the swirling flow in the stationary blade or the latter stage of the stationary blade can be performed by various methods. In one typical example, the stationary blade is an injection hole provided at the above-mentioned other end of the cylindrical body and the other end of the cylindrical body, for example, at the other end. The air supply hole and the injection hole communicate with each other through a passage provided in the cylindrical main body. Typically, a hole is provided in a portion of the casing corresponding to the air supply hole provided in one blade, and a gas introduction pipe is connected to the hole from the outside.
The vortex breakdown nozzle typically has a contraction part and a vortex breakdown part, and microbubbles are generated from the vortex breakdown part by supplying a swirl flow into which gas has been introduced. Typically, the vortex breakdown portion has a first portion having a cylindrical shape and a second portion having a shape extending toward the outlet, and the inner peripheral surface of the first portion and the end surface of the second portion. when the angle theta 0 to preparative forms, is 0 ° <theta 0 <180 °, but an inner circumferential surface of the first portion and the end face of the second portion are connected smoothly, limited to It is not something. θ 0 is preferably 90 degrees <θ 0 <180 degrees, for example, about 100 degrees. Typically, the cross-sectional area of the contracted flow part gradually decreases toward the vortex breakdown part (or the contraction part squeezes toward the vortex breakdown part), and The boundary portion (or connection portion) has the same cross-sectional shape as the vortex breakdown portion. Since the inner peripheral surface of the first portion and the end surface of the second portion are smoothly connected, a swirl flow can be attached to the end surface of the second portion which is the ejection surface of the vortex breakdown nozzle. The effect makes it possible to efficiently cause vortex breakdown. Here, the Coanda effect refers to the property of a fluid that changes the flow direction along the placed object when the object is placed in the flow. The vortex breakdown nozzle may be provided separately from the casing and attached to the casing, or the casing itself may be processed into the same shape as the inner peripheral surface of the vortex breakdown nozzle.
The microbubble generating pump may have another moving blade and another stationary blade arranged sequentially coaxially from the suction port toward the discharge port on the suction port side of the moving blade. This configuration is suitable for obtaining a high-lift microbubble generating pump. In this case, the other moving blade typically includes a cylindrical main body and a plurality of wings provided on the outer peripheral surface of the cylindrical main body, and the plurality of the wings is a cylindrical main body. The cylindrical body is provided so as to bend as it goes from the one end on the liquid outlet side to the other end. The plurality of blades having the same shape as each other are provided at equal intervals on the outer peripheral surface of the cylindrical main body. The other stationary blade is typically composed of a cylindrical main body and a plurality of wings provided on the outer peripheral surface of the cylindrical main body. The outer peripheral surface is provided so as to run longitudinally in the direction of the central axis of the other stationary blade. The plurality of blades having the same shape as each other are provided at equal intervals on the outer peripheral surface of the cylindrical main body. The original moving blade typically includes a cylindrical main body and a plurality of wings provided on the outer peripheral surface of the cylindrical main body, and the plurality of wings are formed of the cylindrical main body. It is provided so as to bend in the longitudinal direction on the outer peripheral surface and from the one end portion on the liquid outlet side of the columnar main body toward the other end portion. The original stationary vane is typically composed of a cylindrical main body and a plurality of wings provided on the outer peripheral surface of the cylindrical main body. It is provided so as to bend along the outer peripheral surface as it goes from the one end portion on the liquid inflow side to the other end portion of the cylindrical main body.
In this microbubble generating pump, the moving blade may be configured in the same manner as the moving blade of the mixed flow pump. Specifically, in this case, for example, the moving blades are provided on a frustoconical body whose cross-sectional area increases in a direction from the suction port to the discharge port of the microbubble generating pump, and on the outer peripheral surface of the frustoconical body. The plurality of wings are arranged so as to vertically cross the outer peripheral surface of the frustoconical main body and from one end of the frustoconical main body to the other end of the liquid inflow side. Although it is provided to bend as it goes, it is not limited to this.
In this microbubble generating pump, a pressure blocking nozzle provided opposite to the vortex breakdown nozzle and coaxially may be provided on the downstream end face side of the vortex breakdown nozzle. In this case, a gap is formed between the downstream end face of the vortex breaking nozzle and the upstream end face of the pressure blocking nozzle, and the gap is spaced radially from the central axis of the vortex breaking nozzle and the pressure blocking nozzle. The portion of the pressure blocking nozzle that faces the outlet of the vortex breaking nozzle is cut off from the downstream side of the pressure blocking nozzle at the center of the swirling flow that exits from the outlet of the vortex breaking nozzle. The portion of the pressure blocking nozzle that faces the outlet of the vortex breakdown nozzle is configured not to penetrate the outlet of the vortex breakdown nozzle. The microbubbles ejected from the outlet of the vortex breaking nozzle go to the outside through a gap between the downstream end face of the vortex breaking nozzle and the upstream end face of the pressure blocking nozzle. From the viewpoint of minimizing the pressure in the air column, in other words, maximizing the suction pressure, the apex angle of the downstream end face of the vortex breakdown nozzle is θ VB , and the apex angle of the upstream end face of the pressure blocking nozzle is θ SU In this case, θ SU ≦ θ VB is preferable, and Δθ≡θ VB −θ SU = 0 to 20 ° is more preferable. In addition, from the viewpoint of minimizing the pressure in the air column, in other words, maximizing the suction pressure, the diameter of the outlet at the downstream end face of the vortex breakdown nozzle is set to D e , the center of the vortex breakdown nozzle and the pressure blocking nozzle when the distance between the vortex breakdown nozzle and pressure shut-off nozzle is t on an axis, it is preferable that t is approximately D e / 4. The exit of the vortex breaker nozzle is typically cylindrical, in which case the diameter De is constant over the entire length of the cylindrical outlet, but is not limited thereto, of it may be changed diameter D e in the length direction.
The pressure blocking nozzle is accommodated in the casing, and the microbubbles ejected from the outlet of the vortex breakdown nozzle pass through the gap, and further on the outer peripheral surface of the casing and the pressure blocking nozzle on the central axis of the pressure blocking nozzle. You may comprise so that it may discharge | release outside through the space between several groove | channels provided in parallel. Alternatively, instead of forming a groove on the outer peripheral surface of the pressure blocking nozzle, a portion of the pressure blocking nozzle adjacent to the outer peripheral surface of the pressure blocking nozzle is parallel to the central axis of the pressure blocking nozzle. A plurality of holes may be provided. Alternatively, the pressure blocking nozzle has a shape that swells on the downstream side, and the pressure blocking nozzle has a gap adjacent to the inner wall of the casing and the downstream end face of the pressure blocking nozzle. And a plurality of holes that merge with each other on the downstream end face of the pressure blocking nozzle, and the microbubbles ejected from the outlet pass through the gap, and further for pressure blocking You may comprise so that it may discharge | release outside through said several hole of a nozzle. The aspect ratio (length / inner diameter) of these grooves or holes is preferably greater than 1.
In this microbubble generating pump, vortex breakdown may be caused in the portion between the suction port of the casing and the moving blade. For this purpose, for example, the casing is configured so that the cross-sectional area increases toward the rotor blade after the cross-sectional area of the casing decreases from the suction port toward the rotor blade to the minimum cross-sectional area. That's fine. In this case, gas is introduced from the outside into the casing between the suction port and the moving blade, preferably the portion having the minimum cross-sectional area.
The liquid that generates the microbubbles may be basically any type, specifically, for example, water (including hot water), various organic solvents (alcohol, acetone, toluene, etc.), Liquid fuels such as oil and gasoline.
The gas supplied to the center of the swirling flow and the gas introduced from the outside into the casing in the portion between the suction port and the rotor blade may be basically any type, specifically, For example, air, oxygen, ozone, hydrogen, argon and the like.
In addition, this invention
Inside the casing, it has a moving blade, a stationary blade and a vortex breakdown nozzle arranged sequentially coaxially from the suction port toward the discharge port,
Supplying the liquid sucked from the suction port to the moving blade to generate a swirling flow;
The swirling flow is supplied to the stationary blade, a gas is introduced into the center of the swirling flow at the stationary blade or the latter stage of the stationary blade, and the swirling flow into which the gas has been introduced is supplied to the vortex breaking nozzle to be swirled. A microbubble generating pump moving blade used in a microbubble generating pump that generates microbubbles by causing collapse and discharges the liquid from the discharge port together with the liquid,
It consists of a cylindrical main body and a plurality of wings provided on the outer peripheral surface of the cylindrical main body, and the plurality of wings cut vertically on the outer peripheral surface of the cylindrical main body and the cylindrical shape. The angle of the main blade of the plurality of blades with respect to the circumferential direction of the moving blade is set to bend from the one end portion on the liquid outlet side toward the other end portion. The flow of the liquid supplied to the moving blade is selected so as not to separate from the plurality of blades.
In addition, this invention
Inside the casing, it has a moving blade, a stationary blade and a vortex breakdown nozzle arranged sequentially coaxially from the suction port toward the discharge port,
Supplying the liquid sucked from the suction port to the moving blade to generate a swirling flow;
The swirling flow is supplied to the stationary blade, a gas is introduced into the center of the swirling flow at the stationary blade or the latter stage of the stationary blade, and the swirling flow into which the gas has been introduced is supplied to the vortex breaking nozzle to be swirled. A microbubble generating pump stationary blade used for a microbubble generating pump that generates microbubbles by causing collapse and discharges the liquid from the discharge port together with the liquid,
It consists of a cylindrical main body and a plurality of wings provided on the outer peripheral surface of the cylindrical main body, and the plurality of wings cut vertically on the outer peripheral surface of the cylindrical main body and the cylindrical shape. The angle of the plurality of blades with respect to the circumferential direction of the stationary blade at the edge on the one end portion side is provided so as to bend from the one end portion on the side to which the swirl flow is supplied toward the other end portion. The swirl flow supplied from the moving blade is selected so as not to separate from the plurality of blades.
In the above-described invention of the moving blade for the microbubble generating pump and the stationary blade for the microbubble generating pump, what has been described in relation to the invention of the microbubble generating pump is valid.
Furthermore, this invention
Inside the casing, it has a moving blade and a vortex breakdown nozzle sequentially arranged coaxially from the suction port toward the discharge port,
A suction plate having a through hole in the center is provided coaxially with the moving blade and the vortex breaking nozzle so as to close the suction port at the suction port of the casing,
The moving blade comprises a vortex impeller having a diameter smaller than the inner diameter of the casing,
Supplying the liquid sucked from the through hole of the suction plate provided in the suction port to the vortex impeller to generate a swirl flow,
A gas is introduced into the center of the swirling flow, and the swirling flow into which the gas has been introduced is supplied to the vortex breakdown nozzle to cause vortex breakdown, thereby generating microbubbles and discharging the liquid together with the liquid from the discharge port. This is a microbubble generating pump.
This microbubble generating pump has a stationary blade between the vortex impeller and the vortex breakdown nozzle depending on the application.
In the invention of the microbubble generating pump, what has been described in relation to the invention of the microbubble generating pump is valid as long as it is not contrary to the nature.
According to the present invention, it is possible to realize a microbubble generating pump capable of generating microbubbles with high energy efficiency. This microbubble generating pump is also suitable for use over a wide range and for a long time, for the purpose of purifying water areas, for example. The microbubble generation pump is also suitable for generating microbubbles with a small motor.

第1図は、この発明の第1の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプを示す断面図である。
第2図は、この発明の第1の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプの動翼および静翼の部分を示す略線図である。
第3図は、この発明の第1の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプの動翼および静翼の部分を示す略線図である。
第4図は、この発明の第1の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプの動翼および静翼の部分を示す略線図である。
第5図は、この発明の第1の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプの動翼の翼の液体の流入側の端の迎角Δαを説明するための略線図である。
第6図は、この発明の第1の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプの静翼を示す断面図である。
第7図は、この発明の第1の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプの静翼を示す斜視図である。
第8図は、この発明の第1の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプの動翼の具体例を示す展開図である。
第9図Aおよび第9図Bは、この発明の第1の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプの静翼の設計例を示す略線図である。
第10図は、この発明の第1の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプの渦崩壊ノズルを示す断面図である。
第11図は、この発明の第1の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプを池の水質浄化に適用した例を示す略線図である。
第12図は、この発明の第2の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプを示す断面図である。
第13図は、この発明の第3の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプの動翼を示す略線図である。
第14図Aおよび第14図Bは、この発明の第3の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプの動翼を示す略線図である。
第15図は、この発明の第4の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプを示す断面図である。
第16図は、この発明の第4の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプの動翼の具体例を示す略線図である。
第17図は、この発明の第4の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプを用いて行った実験の結果を示す略線図である。
第18図は、この発明の第4の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプを用いて行った実験の結果を示す略線図である。
第19図は、この発明の第5の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプを示す断面図である。
第20図は、この発明の第5の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプを用いて行った実験の結果を示す略線図である。
第21図は、この発明の第5の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプを用いて行った実験の結果を示す略線図である。
第22図は、この発明の第6の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプを示す断面図である。
第23図は、この発明の第7の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプを示す断面図である。
第24図は、この発明の第8の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプを示す断面図である。
第25図は、この発明の第8の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプの吸込板を示す斜視図である。
第26図は、この発明の第8の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプの渦流羽根車の設計例を示す平面図である。
第27図は、この発明の第8の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプの渦流羽根車の設計例を示す平面図である。
第28図は、この発明の第8の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプの渦流羽根車の設計例を示す平面図である。
第29図は、第28図に示す渦流羽根車の側面図である。
第30図は、この発明の第8の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプにおいて吸込板から給気を行う場合の吸込板の一例を示す断面図である。
第31図は、この発明の第8の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプにおいて吸込板から給気を行う場合の吸込板の他の例を示す断面図である。
第32図は、第31図に示す吸込板の貫通孔の角の曲がり部を拡大して示す断面図である。
第33図は、この発明の第9の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプを示す断面図である。
第34図は、この発明の第11の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプの静翼の具体例を示す平面図である。
第35図は、第34図に示す静翼の側面図である。
第36図は、この発明の第12の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプを示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a microbubble generating pump according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing portions of a moving blade and a stationary blade of the microbubble generating pump according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram showing portions of a moving blade and a stationary blade of the microbubble generating pump according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic diagram showing portions of a moving blade and a stationary blade of the microbubble generating pump according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the angle of attack Δα of the liquid inflow end of the blade of the moving blade of the microbubble generating pump according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a sectional view showing a stationary blade of the microbubble generating pump according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a perspective view showing a stationary blade of the microbubble generating pump according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a developed view showing a specific example of the moving blade of the microbubble generating pump according to the first embodiment of the present invention.
FIGS. 9A and 9B are schematic diagrams showing a design example of a stationary blade of the microbubble generating pump according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a sectional view showing a vortex breakdown nozzle of the microbubble generating pump according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a schematic diagram showing an example in which the microbubble generating pump according to the first embodiment of the present invention is applied to water purification of a pond.
FIG. 12 is a sectional view showing a microbubble generating pump according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a schematic diagram showing a moving blade of a microbubble generating pump according to a third embodiment of the present invention.
14A and 14B are schematic diagrams showing a moving blade of a microbubble generating pump according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a sectional view showing a microbubble generating pump according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a schematic diagram showing a specific example of a moving blade of a microbubble generating pump according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a schematic diagram showing the results of an experiment conducted using the microbubble generating pump according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a schematic diagram showing the results of an experiment conducted using the microbubble generating pump according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a sectional view showing a microbubble generating pump according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a schematic diagram showing the results of an experiment conducted using the microbubble generating pump according to the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a schematic diagram showing the results of an experiment conducted using the microbubble generating pump according to the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a sectional view showing a microbubble generating pump according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 23 is a sectional view showing a microbubble generating pump according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 24 is a sectional view showing a microbubble generating pump according to an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 25 is a perspective view showing a suction plate of a microbubble generating pump according to an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 26 is a plan view showing a design example of the vortex impeller of the microbubble generating pump according to the eighth embodiment of the present invention.
FIG. 27 is a plan view showing a design example of the vortex impeller of the microbubble generating pump according to the eighth embodiment of the present invention.
FIG. 28 is a plan view showing a design example of the vortex impeller of the microbubble generating pump according to the eighth embodiment of the present invention.
FIG. 29 is a side view of the vortex impeller shown in FIG.
FIG. 30 is a sectional view showing an example of a suction plate when air is supplied from the suction plate in the microbubble generating pump according to the eighth embodiment of the present invention.
FIG. 31 is a sectional view showing another example of the suction plate when air is supplied from the suction plate in the microbubble generating pump according to the eighth embodiment of the present invention.
FIG. 32 is an enlarged cross-sectional view showing a bent portion of a corner of the through hole of the suction plate shown in FIG.
FIG. 33 is a sectional view showing a microbubble generating pump according to a ninth embodiment of the present invention.
FIG. 34 is a plan view showing a specific example of a stationary blade of a microbubble generating pump according to an eleventh embodiment of the present invention.
FIG. 35 is a side view of the stationary blade shown in FIG. 34.
FIG. 36 is a sectional view showing a microbubble generating pump according to a twelfth embodiment of the present invention.

11 ケーシング
12 吸込口
13 吐出口
14 動翼
14a 回転軸
14b 本体
14c 翼
15 静翼
15a 本体
15b 翼
16 渦崩壊ノズル
16a 縮流部
16b 渦崩壊部
18 旋回流
22 マイクロバブル発生ポンプ
23 マイクロバブル
41 圧力遮断用ノズル
61 吸込板
61a 貫通孔
62 渦流羽根車
62a 円板
62b 羽根
11 Casing 12 Suction port 13 Discharge port 14 Rotor blade 14a Rotating shaft 14b Main body 14c Blade 15 Stator blade 15a Main body 15b Blade 16 Vortex collapse nozzle 16a Constricted flow portion 16b Vortex collapse portion 18 Swirling flow 22 Micro bubble generating pump 23 Micro bubble 41 Pressure Blocking nozzle 61 Suction plate 61a Through hole 62 Swirl impeller 62a Disc 62b Blade

以下、発明を実施するための形態(以下「実施の形態」という。)について説明する。
第1図はこの発明の第1の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプを示す。
第1図に示すように、このマイクロバブル発生ポンプは、円筒状のパイプからなるケーシング11の内部に吸込口12から吐出口13に向かって同軸に順次配置された動翼14、静翼15および渦崩壊ノズル16を有する。動翼14はこの動翼14と一体に設けられた軸14aを有する。この軸14aはモータ17の回転軸に直結されており、この軸14aをモータ17により回転させることにより動翼14を中心軸の周りに回転させることができるようになっている。モータ17としては、例えば水中モータが用いられるが、これに限定されるものではない。
このマイクロバブル発生ポンプが水などの液体中に置かれたとき、吸込口12から吸い込まれる液体を中心軸の周りに回転している動翼14に供給して旋回流を生成する。すなわち、吸込口12から吸い込まれた液体は、動翼14の後述の円柱状の本体14bによって中心部が閉塞されるため、動翼14の本体14bの外周面に存在する翼14cの間の溝に沿って流れ、動翼14が中心軸の周りに回転していることにより旋回流が生成される。この旋回流を静翼15に供給し、静翼15または静翼15の後段において旋回流の中心に気体を導入し、この中心に気体を導入した旋回流を渦崩壊ノズル16に供給する。そして、この渦崩壊ノズル16において、コアンダ効果を用いて渦崩壊を起こさせることによりマイクロバブルを発生させ、液体とともに吐出口13から吐き出す。
ここで、気体を導入した旋回流が渦崩壊ノズル16に入ると、旋回流は縮流され、吐出口13から静翼15の中心に向かって正の圧力勾配が発生することで渦崩壊が起きる。この渦崩壊により大きな気泡が細かく潰され、マイクロバブルが発生する。
動翼14および静翼15の詳細について説明する。第2図および第3図はα≧φ(φは静翼15の終端部15dにおける翼15bの周方向に対する角度)の場合の動翼14および静翼15を示す。第4図はα<φの場合の動翼14および静翼15を示す。
第2図、第3図および第4図に示すように、動翼14は、円柱状の本体14bとこの円柱状の本体14bの外周面に互いに同じ角度離れて設けられた互いに同じ形状の複数の翼14cとからなる。これらの複数の翼14cは、円柱状の本体14bの外周面上を縦断するように、かつ円柱状の本体14bの液体の出口側の一端部、すなわち終端部14dから他端部、すなわち始端部14eに向かうにつれて彎曲するように設けられている。この場合、複数の翼14cの始端部14e側の縁における動翼14の周方向に対する角度は、動翼14に供給される液体の流れが複数の翼14cから剥離しないように選ばれている。具体的には、複数の翼14cの始端部14e側の縁における動翼14の周方向に対する角度をθとした時、動翼14とともに回転する回転座標系から見た時の動翼14に供給される液体の流れに対する迎角Δα=(θ−α)が0度より大きく20度以下、典型的には5度以上20度以下に選ばれる(第5図参照。)。ここで、α=tan−1(U/RΩ)であり、Uは静止座標系から見た時の動翼14への液体の吸い込み流速、Rは動翼14の半径、Ωは動翼14の角速度である。また、複数の翼14cの終端部14d側の縁における動翼14の周方向に対する角度θは、例えば85度以上90度以下に選ばれる。
このマイクロバブル発生ポンプを通過する液体の体積流量をQとおくと、
が成立する。ここで、S、Sはそれぞれ動翼14の始端部14eおよび終端部14dにおける流体断面積である。軸方向流速U、Uは動翼14とともに回転する回転座標系で見ても不変である。したがって、動翼14とともに回転する回転座標系から見た時の動翼14の終端部14dにおける流速の回転方向成分は、回転方向と逆向きにU/tanθとなる。以上から、静止座標系から見た時の動翼14からの流体の噴出し角α
を満たす(ただし、動翼14の終端部14dで流れが剥離しないと仮定する)。
静翼15は、円柱状の本体15aとこの円柱状の本体15aの外周面に互いに同じ角度離れて設けられた互いに同じ形状の複数の翼15bとからなる。これらの複数の翼15bは、円柱状の本体15aの外周面上を縦断するように、かつ円柱状の本体15aの旋回流が供給される側の一端部、すなわち始端部15cから他端部、すなわち終端部15dに向かうにつれて彎曲するように設けられる。この場合、複数の翼15bの始端部15c側の縁における静翼15の周方向に対する角度φは、動翼14から供給される旋回流が複数の翼15bから剥離しないように選ばれている。具体的には、α>φの場合には、迎角(α−φ)が0度よりも大きく20度以下に選ばれ、φ>αの場合には、迎角(φ−α)が0度よりも大きく20度以下に選ばれる。
静翼15は次のようにして設計される。
まず、渦崩壊を発生させる条件、すなわち旋回流速が中心軸方向の流速の2倍以上の条件から、静翼15の終端部15dにおける翼15bの、静翼15の周方向に対する角度φ
cotφ≧2(φ≦26度)
を満たすように決定する。次に、φとα(静止座標系から見た動翼14からの流体の噴出し角)との大小を比較し、以下の条件、すなわち流れが剥離しない条件を満たすように決定する。
φ≦αのときは、
φ≦φかつα−20度<φ≦α(0度<α−φ≦20度より)
φ>αのときは、
φ≦φかつα<φ≦α+20度(0度<φ−α≦20度より)
この場合、複数の翼15bは、静翼15の中心軸方向に投影したときに隙間が現れないように構成され、具体的には、複数の翼15bが静翼15の中心軸方向に投影したときに互いに重なり合うように構成されている。
ただし、αとφとの大小にかかわらず、渦崩壊を発生させるには最終的な流速の向きがφとなり、かつ、この流速の向きで渦崩壊条件を満たすように設計すればよい。ただし、最終的な流速の向きがφとなるためには、流れが静翼15に沿う方向となるように制御されることが必要である。そのためには、上述のように、複数の翼15bが、静翼15の中心軸方向に投影したときに互いに重なり合うように構成されることが必要である。このように複数の翼15bが、静翼15の中心軸方向に投影したときに互いに重なり合うように構成されていることにより、発生した旋回流によりケーシング11内が低圧となるために生じる逆流(ポンプの吐出口13から吸い込まれた液体がポンプの吸込口12から排出されること)を有効に防止することもできる。
第6図および第7図はそれぞれ静翼15の縦断面図および斜視図である。第6図および第7図に示すように、静翼15の複数の翼15bのうちの一つの翼には給気孔15eが設けられている。また、円柱状の本体15aの他端部15dの中心軸上には噴射孔15fが設けられている。給気孔15eと噴射孔15fとは円柱状の本体15a内に設けられた通路15gを介して互いに連通している。一つの翼15bに設けられた給気孔15eに対応する部分のケーシング11に孔(図示せず)が設けられ、この孔に外部から気体導入用の配管(図示せず)が接続される。
動翼14の具体例を第8図に示す。この動翼14は4枚の翼14cを有する。第8図は動翼14の円柱状の本体14bの外周面の周方向の展開図であり、4枚の翼14cの形状が示されている。動翼14の中心軸方向の長さ(翼長)は4.1cmである。
第9図Aは静翼15の具体例、第9図Bは静翼15がケーシング11の内部に入っている状態を示す。この静翼15は4枚の翼15bを有する。第9図Aにおいて、矢印は流れの方向を示す。第9図Aおよび第9図Bに示すように、この静翼15においては、逆流を防止するために、4枚の翼15bは、静翼15の中心軸方向に投影した時にそれらの間に隙間が生じないように構成されている。また、静翼15の翼15bの旋回流が出て行く側の縁が周方向となす角度はほぼ0度となっている。
渦崩壊ノズル16の詳細を第10図に示す。
第10図に示すように、渦崩壊ノズル16は、テーパー状に成形した縮流部16aと渦崩壊部16bとからなる。縮流部16aは、テーパー状に細くなる管であり、狭い側は渦崩壊部16bに連接される。縮流部16aの細くなる角度(テーパー角)16eは、ケーシング11の大きさに依存し、必要に応じて選ばれる。この角度16eの一例を挙げると約20度であるが、これに限定されるものではない。渦崩壊部16bの先端にはテーパー部16hが設けられ、出口がテーパー状に広がっている。渦崩壊部16bの出口の角度(テーパー角)16iは、例えば、60度または80度程度にするが、これに限定されるものではない。
この渦崩壊ノズル16では、旋回流18の中心に形成される気柱は渦崩壊部16bを通過し、テーパー部16hにおいて、コアンダ効果により気泡となって張り付く。テーパー部16hに張り付いた気泡は、旋回流18により剪断または破砕され、マイクロバブルが発生する。このように気柱がテーパー部16hに張り付くことにより、気泡が剪断を受ける時間が長くなり、気泡の微粒化が促進される。
なお、コアンダ効果により、旋回流18が渦崩壊部16bからテーパー部16hに入ってテーパー状に広がることで気柱も広がり、気泡がテーパー部16hに張り付く。
この渦崩壊ノズル16の寸法は、円筒状の渦崩壊部16bの長さ16gについては、内径16fと同程度である。
次に、このマイクロバブル発生ポンプの適用例について説明する。以下においては、このマイクロバブル発生ポンプを池水の水質浄化に適用した例について説明する。この例を第11図に示す。
第11図に示すように、この例では、池21の底21aの近くにこのマイクロバブル発生ポンプ22を設置し、このマイクロバブル発生ポンプ22からマイクロバブル23を発生させ、池21の水に供給する。このマイクロバブル発生ポンプ22のモータ17としては、例えば水中モータが用いられる。このモータ17の電力は、太陽光を受けて発電を行う太陽電池パネル24からケーブル25を介して供給される。このマイクロバブル発生ポンプ22のエネルギー効率は高く、したがってモータ17の消費電力も低いため、太陽電池パネル24により供給される電力でもモータ17を駆動するのに十分である。例えば、太陽電池パネル24の発電能力は0.3kW程度でもよい。
この第1の実施の形態によれば、マイクロバブル発生ポンプは、ケーシング11の内部に吸込口12から吐出口13に向かって同軸に順次配置された動翼14、静翼15および渦崩壊ノズル16を有し、吸込口12から液体を吸い込み、渦崩壊ノズル16において渦崩壊を起こさせることによりマイクロバブルを発生させ、液体とともに吐出口13から吐き出すようにしているので、高いエネルギー効率でマイクロバブルを発生させることができる。また、このマイクロバブル発生ポンプは、低揚程で大流量の用途に適している。このため、このマイクロバブル発生ポンプは、水域の浄化などを目的として広範囲、長時間にわたり使用する場合に適用して好適なものである。
次に、この発明の第2の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプについて説明する。
第12図に示すように、このマイクロバブル発生ポンプは、第1の実施の形態と同様に、円筒状のパイプからなるケーシング11の内部に吸込口12から吐出口13に向かって同軸に順次配置された動翼14、静翼15および渦崩壊ノズル16を有する。このマイクロバブル発生ポンプは、これらに加えて、動翼14の吸込口12側に、吸込口12から吐出口13に向かって同軸に順次配置された動翼31および静翼32を有する。動翼31は動翼14の軸14aと一体に設けられ、この軸14aをモータ17により回転させることにより、動翼14とともに中心軸の周りに回転させることができるようになっている。
この場合、動翼31は、円柱状の本体31aとこの円柱状の本体31aの外周面に設けられた複数の翼31bとからなる。これらの複数の翼31bは、円柱状の本体31aの外周面上を縦断するように、かつ円柱状の本体31aの液体の出口側の一端部、すなわち終端部31cから他端部、すなわち始端部31dに向かうにつれて彎曲するように設けられる。これらの複数の翼31bは、円柱状の本体31aの外周面に互いに同じ形状のものが互いに等間隔に設けられる。また、静翼32は、円柱状の本体32aとこの円柱状の本体32aの外周面に設けられた複数の翼32bとからなる。これらの複数の翼32bは、円柱状の本体32aの外周面上をこの静翼32の中心軸の方向に縦断するように設けられる。すなわち、複数の翼32bは静翼32の中心軸に平行な方向に設けられている。また、動翼14は、第1の実施の形態と同様に、円柱状の本体14bとこの円柱状の本体14bの外周面に設けられた複数の翼14cとからなり、これらの複数の翼14cは、円柱状の本体14bの外周面上を縦断するように、かつ円柱状の本体14bの終端部14dから始端部14eに向かうにつれて彎曲するように設けられている。また、静翼15は、第1の実施の形態と同様に、円柱状の本体15aとこの円柱状の本体15aの外周面に設けられた複数の翼15bとからなり、これらの複数の翼15bは、円柱状の本体15aの外周面上を縦断するように、かつ円柱状の本体15aの始端部15cから終端部15dに向かうにつれて彎曲するように設けられている。
この第2の実施の形態によれば、第1の実施の形態と同様な利点に加えて、第1の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプに比べて高揚程のマイクロバブル発生ポンプを実現することができるという利点を得ることができる。
次に、この発明の第3の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプについて説明する。
このマイクロバブル発生ポンプにおいては、第1の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプにおける動翼14として、揚程を液体の遠心力により発生させる斜流ポンプの動翼と同様の形状のものを用いる。この動翼14の形状の一例を第13図、第14図Aおよび第14図Bに示す。この動翼14の複数の翼14cの吸込口12側の縁の形状は高い揚程を得ることができる形状に選ばれており、吐出口13側の形状は旋回流18を得ることができる形状に選ばれている。具体的には、この場合、動翼14は、例えば、マイクロバブル発生ポンプの吸込口12から吐出口13に向かう方向に断面積が増加する円錐台状の本体14bとこの本体14bの外周面に設けられた複数の翼14cとからなり、これらの翼14cは、本体14bの外周面上を縦断するように、かつ本体14bの終端部から始端部に向かうにつれて彎曲するように設けられている。このように動翼14の複数の翼14cの吐出口13側の形状が旋回流18を得ることができる形状に選ばれていることは、斜流ポンプと大きく異なる点である。参考までに、第14図Bに斜流ポンプにおける翼14cの形状を一点鎖線で示す。
このマイクロバブル発生ポンプの上記以外の構成は第1の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプと同様である。
この第3の実施の形態によれば、第1の実施の形態と同様な利点に加えて、より高揚程のマイクロバブル発生ポンプを得ることができるという利点を得ることができる。
次に、この発明の第4の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプについて説明する。
第15図に示すように、このマイクロバブル発生ポンプにおいては、第1の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプにおいて、渦崩壊ノズル16の先端(下流側)に圧力遮断用ノズル41が設けられている。より詳細には、渦崩壊ノズル16の渦崩壊部16bの下流側の端面P1側に、この渦崩壊ノズル16と同軸に、かつ渦崩壊部16bと対向して圧力遮断用ノズル41が設置されている。圧力遮断用ノズル41の外形は渦崩壊ノズル16と同様に円柱形状を有し、例えばケーシング11の外径と同じ直径を有するが、これに限定されるものではない。渦崩壊部16bは円柱形状の、マイクロバブルの噴出口Tを有する。渦崩壊部16bの下流側の端面P1と圧力遮断用ノズル41の上流側の端面P2との間には間隙42が形成されている。この間隙42の間隔は渦崩壊ノズル16および圧力遮断用ノズル41の中心軸から放射方向に直線的に徐々に増加している。圧力遮断用ノズル41のうちの噴出口Tと対向する部分は、この噴出口Tから出てくる旋回流の中心部の低圧部をこの圧力遮断用ノズル41の下流側と遮断するように構成されている。言い換えると、この場合、圧力遮断用ノズル41のうちの噴出口Tと対向する部分には貫通孔が設けられていない。また、この圧力遮断用ノズル41のうちの噴出口Tと対向する部分は渦崩壊部16b、より詳細には噴出口Tに貫入していない。この場合、渦崩壊部16bの噴出口Tから気液混相流(例えば、水と空気などの混相流)が噴出され、エッジ16kおよびテーパー部16hでマイクロバブルが生成され、間隙42を通って外部(水などの液体)にマイクロバブルが放出される。
渦崩壊ノズル16の先端に圧力遮断用ノズル41が設けられていることにより、次のような効果を得ることができる。
(a)音波の発生に伴う騒音を低減することができる。
音波の発生は、マイクロバブル発生ポンプを民生品もしくは水質改善に使用する際の騒音問題を引き起こし、また、マイクロバブル発生ポンプから発せられる音波は旋回周波数とポンプ内部に形成される気柱の固有周波数との二種類の周波数の振動が存在する。この場合、圧力遮断用ノズル41を渦崩壊ノズル16の下流側に設置しているので、渦崩壊をスパイラル型からバブル型に遷移させることができる。バブル型の渦崩壊は気柱を伸縮させる外力が小さいため、気柱音が小さくなる。また、圧力遮断用ノズル41は渦崩壊ノズル16の下流側の端面P1側に固定しているため、旋回流18の乱れが小さくなり、旋回音および気柱音が軽減される。
(b)水中放出時の放出流体の再吸い込みを防止することができる。
マイクロバブルによるフロックの泡沫浮上分離時に放出流体を再吸い込みすることでフロックが破壊され、液中に分散されることを阻止することができる。すなわち、圧力遮断用ノズル41により放出されたマイクロバブル水は再吸い込みされない。
(c)旋回流の中心における低圧部の生成による溶解気体の再気泡化を防止することができる。
マイクロバブル発生ポンプでは旋回流中心部の圧力が低下し、この気体圧力の低下は、生成気泡径の縮小と同時に、溶存気体が気体として析出することを意味する。この場合、圧力遮断用ノズル41の設置により縮流部を設けることで、渦崩壊部16bの噴出口Tにおける圧力を高くすることができる。
このマイクロバブル発生ポンプを用いて実験を行った結果について説明する。
この実験は、ケーシング11の内径を79mm、渦崩壊ノズル16の渦崩壊部16bの内径16fを30mmとし、圧力遮断用ノズル41を用いた場合(渦崩壊ノズル16と圧力遮断用ノズル41との間の最小距離h=3.0mm)と用いない場合とについて流量および吸い込み圧力を測定した。第16図に示すように、動翼14の外形の直径は78mm、円柱状の本体14bの長さ(翼長)は41.8mmまたは23.0mm、本体14bの直径は38mm、翼14cの高さは20mm、翼14cの枚数は4枚である。ただし、動翼14の翼14c間の溝の断面積が小さいと十分な流量を得ることができないため、翼14cを一旦、第16図に示すように形成した後に、第16図中点線で示すように、翼14cの前縁部をカットして翼14c間の溝の断面積を十分に大きくして実験を行った。静翼15の外形の直径は79mm、円柱状の本体15aの長さ(翼長)は10mm、本体15aの直径は38mm、翼15cの高さは20mm、翼15cの枚数は4枚である。また、モータ17としては水中モータを用いた。
第17図および第18図に実験結果を示す。第17図および第18図は、水中モータの消費電力に対する流量(L/min)および吸い込み圧力(kPa)をプロットしたものである。第17図および第18図に示すように、流量および吸い込み圧力ともに、圧力遮断用ノズル41の影響を大きく受ける。渦崩壊ノズル16と圧力遮断用ノズル41との間の最小距離hを最適値である3.0mmに選ぶことにより、流量は圧力遮断用ノズル41がないときに比べて5割以上増加している。
また、動翼14の翼長を短くすることにより、同じ消費電力における流量および吸い込み圧力は逆に大きくなっている。これは、翼14cの形状を最適に選ぶことにより、マイクロバブル発生ポンプのエネルギー効率のさらなる向上を図ることができることを示している。
図示は省略するが、動翼14の翼長を20.0mmとした実験では、圧力遮断用ノズル41を最適に配置することで流量は100L/minになった。一方で、圧力遮断用ノズル41を用いない場合には、消費電力0.75kWで流量は60L/minであった。
マイクロバブルの生成効率は流量に比例するため、このマイクロバブル発生ポンプは、消費電力の少ないマイクロバブル発生機構を持つことが示された。
一方で、空気の吸い込み圧力は圧力遮断用ノズル41を設置することで幾分小さくなる傾向にあるが、動翼14および静翼15を最適に選ぶことで、制御することができる。
この第4の実施の形態によれば、第1の実施の形態と同様な利点を得ることができる。
次に、この発明の第5の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプについて説明する。
第1の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプにおいては、ケーシング11の内部に渦崩壊ノズル16が収容固定されていたのに対し、第19図に示すように、このマイクロバブル発生ポンプにおいては、この渦崩壊ノズル16に対応する部分のケーシング11がこの渦崩壊ノズル16の縮流部16aおよび渦崩壊部16bの内周面と同一の形状に加工されており、この部分が渦崩壊ノズル16となっている。第19図においては、動翼14の駆動用のモータ17の図示は省略されている。その他のことは第1の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプと同様である。
このマイクロバブル発生ポンプを用いて実験を行った結果について説明する。
この実験は、マイクロバブル発生ポンプの各部の寸法を第19図に示すように設定し、圧力遮断用ノズル41(第19図においては図示せず)を用いた場合(渦崩壊ノズル16と圧力遮断用ノズル41との間の最小距離h=5.0mm)と用いない場合、また、渦崩壊ノズル16の内径16fを4cmまたは3cmとした場合について消費電力、流量および吸い込み圧力を測定した。ケーシング11の吸込口12側にはフランジ部11aを設け、吸込口12側を底板51で蓋をした。底板51はフランジ部11aにねじ52により固定した。動翼14はモータ17により回転されるが、第19図においては動翼14の軸14aと直結されたモータ17の回転軸17aだけが示されている。モータ17としては水中モータを用いた。この水中モータは定格0.3kWで0.55kWまで負荷可能である。底板51の中心には、回転軸17aの直径よりも大きな直径を有する貫通孔51aが設けられている。そして、この貫通孔51aと回転軸17aとの間の隙間から水が吸い込まれるようになっている。
第20図および第21図に実験結果を示す。第20図および第21図は、水中モータの消費電力に対する流量(L/min)および吸い込み圧力(kPa)をプロットしたものである。第20図および第21図に示すように、渦崩壊ノズル16の内径16fを大きくすると、流量は増えるが、吸い込み圧力は低下する。また、圧力遮断用ノズル41を設けると、流量および吸い込み圧力とも増加し、効率が高くなる。
この第5の実施の形態によれば、第1の実施の形態と同様な利点を得ることができる。
次に、この発明の第6の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプについて説明する。
このマイクロバブル発生ポンプにおいては、動翼14は、その下流のみでなく上流においても旋回流を発生させることができるように、翼14cの両端の角度はともに、円柱状の本体14bの周方向に対して例えば90度から85度程度とする。第22図に示すように、このマイクロバブル発生ポンプにおいては、第5の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプと同様に、渦崩壊ノズル16に対応する部分のケーシング11がこの渦崩壊ノズル16の縮流部16aおよび渦崩壊部16bの内周面と同一の形状に加工されている。これに加えて、吸込口12と動翼14との間の部分のケーシング11は、吸込口12から動翼14に向かうにつれて断面積が減少し、最小の断面積となった後、動翼14に向かって再び増加するように加工されている。吸込口12と動翼14との間の部分のケーシング11の内部、好適には最小の断面積となる部分に外部から気体(空気など)が自給されるようになっている。そして、この最小の断面積となった部分のケーシング11の内部で渦崩壊が起きる。このとき、渦崩壊が起きる条件は、断面積が最小となった断面の部分で流れが超臨界となることである。具体的には、ポンプ流量をQ、断面積が最小となる断面の半径をr、動翼14の回転角速度をωとしたとき、下記の条件が満足されるときである。
計算すると、
となる。ここで、Se,crは臨界サーキュレーション数で2程度となる。
この場合、吸込口12から吸い込まれた液体は、この吸込口12から動翼14に向かってケーシング11の断面積が減少しているため、縮流されて旋回流が生成される。このとき、旋回流が生成されやすいように、動翼14の翼14cの上流側(吸込口12側)の縁の迎角Δαは大きめに、具体的には、例えば20度<Δα<90度の範囲内に選ばれている。この旋回流は、ケーシング11の最小の断面積の部分から断面積が増加する部分に入ると不安定となり(渦核の不安定性)、渦崩壊が発生する。このとき、流れは超臨界から亜臨界となり、強い乱流が発生する。
以上のことから分かるように、このマイクロバブル発生ポンプにおいては、コアンダ効果を利用して渦崩壊を起こさせる渦崩壊ノズル16に加えて、その前段(吸込口12側)に、渦核の不安定性により渦崩壊を起こさせるもう一つの渦崩壊ノズルが設けられていると考えることができる。
この第6の実施の形態によれば、第1の実施の形態と同様な利点を得ることができるほか、次のような利点を得ることができる。すなわち、このマイクロバブル発生ポンプは、例えば水中で使用しマイクロバブルの生成にかかわらなければ、水の体積流量の数%の体積流量の空気を微粒化して水中に大量に放出することができる。このため、一般的なマイクロバブル発生装置に比べて溶存酸素供給効率の大幅な向上を図ることができる。
次に、この発明の第7の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプについて説明する。
第1の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプにおいては、モータ17として水中モータを用いているが、必ずしも水中モータを用いる必要はない。そこで、このマイクロバブル発生ポンプにおいては、モータ17として水中モータではない、通常のモータを用いる場合について説明する。
すなわち、第23図に示すように、ケーシング11に孔を開け、この孔に動翼14の回転軸14aを通す。そして、モータ17にメカニカルシールを施す。こうすることで、マイクロバブル発生ポンプを水中に入れても、モータ17が浸水または漏水しないようにすることができるので、モータ17として通常のモータを用いることができる。
次に、この発明の第8の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプについて説明する。
第24図に示すように、このマイクロバブル発生ポンプにおいては、第1の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプの動翼14が設けられていない代わりに、吸込板61および渦流羽根車62が静翼15および渦崩壊ノズル16と同軸に、吸込口12から静翼15に向かって順次設けられている。吸込板61はケーシング11に固定されている。これに対し、渦流羽根車62にはモータ17の回転軸17aの先端に直結された軸63が取り付けられており、この軸63をモータ17により回転させることにより渦流羽根車62を回転させることができるようになっている。
吸込板61の斜視図を第25図に示す。第25図に示すように、吸込板61の中心には貫通孔61aが設けられている。この吸込板61の中心軸に垂直な方向のこの貫通孔61aの断面形状は円形である。この吸込板61はケーシング11の吸込口12にはめ込まれており、貫通孔61aを除いて吸込口12を閉塞している。液体は吸込板61の貫通孔61aから内部に吸い込まれる。
渦流羽根車62は円板62aとこの円板62aの一方の面にこの面に対して垂直に設けられた複数の羽根62bとからなる。これらの羽根62bは渦流羽根車62の中心軸の周りに回転対称に、かつ、円板62aの中心軸から半径Dmiの円周から円板62aの外周まで延在して設けられている。これらの羽根62bの形状は、この渦流羽根車62に入ってくる液体により旋回流を生成することができる限り特に限定されないが、例えば、第26図に示すように、渦流羽根車62の中心軸から放射方向に直線状に延在するように設けるのが好ましい。これらの羽根62bの形状は、第27図に示すように、内側から外側に向かって湾曲するように設けてもよい。これらの羽根62bの数は必要に応じて選ばれが、例えば3〜6枚である。
渦流羽根車62の羽根62bの形状をより一般的に説明する。第28図にこの渦流羽根車62の平面図を示す。第29図はこの渦流羽根車62の側面図を示す。第28図には、一例として羽根62bの数が5枚である場合が示されているが、これに限定されるものではない。円板62aの半径方向と羽根62bの接線とがなす角度をθFdeg(度で表した角度)とする。羽根62bの形状はθFdeg=一定の式で示される曲線で表される。具体的には、第28図に示す(x,y)座標系および極座標系(r,θ)を考えると、
x=r(θ)cosθ,y=r(θ)sinθ
r(θ)=Rinexp(θcotθ
θ=π(θFdeg/180)
と表される。ここで、Rin=Dmi/2、R=Dmo/2である(第29図参照。)。θFdeg=0度のときは羽根62bの形状は直線状である(第26図参照。)。θFdegが大きくなるにしたがって、旋回流は小さくなり、放射方向の流れが大きくなる。第28図に示す例では、θFdeg=40度、Rin=4mm、R=15mmである。
このマイクロバブル発生ポンプにおいては、第24図において矢印で示されるように、吸込口12から吸い込まれる液体は吸込板61の貫通孔61aを通り、渦流羽根車62の羽根62bの間の溝を通り、渦流羽根車62の外側から静翼15の翼15bの間の溝を通って渦崩壊ノズル16に入るようになっている。
渦流羽根車62の直径をDm0、静翼15の本体15aの直径をDとすると、渦流羽根車62で生成された旋回流およびマイクロバブル発生ポンプの中心軸方向の流れが静翼15を通過することができるようにするために、Dm0≧Dに選ばれる。また、渦流羽根車62の中心部の羽根62bのない部分(直径Dmiの部分)では吸込板61の貫通孔61aを通過する噴流が形成される。この場合、吸込板61の貫通孔61aの直径をDとすると、吸い込み圧力が大きくなるためには、一般に、Dmi〜Dとする。また、吸込板61の貫通孔61aに、モータ17の回転軸17aと直結された軸63が挿入される場合は、流体断面積を確保するために、軸63の直径をDとしたとき、D>Dとするが、軸63の直径DはDに対してできる限り小さい方がよく、例えばD≧2Dとするのが好ましい。
吸込口12から吸い込まれる液体への給気は、静翼15またはその後段において行ってもよいが、吸込板61から行うようにしてもよい。第30図は吸込板61の中心軸を含む断面図である。第30図に示すように、貫通孔61aの内面に給気孔61cが設けられている。この給気孔61cは吸込板61の内部に設けられた通路61dを介して吸込板61の外周面に達している。この通路61dに対応する部分のケーシング11に孔(図示せず)が設けられ、この孔に外部から気体導入用の配管(図示せず)が接続される。
この場合、吸込板61の貫通孔61aの形状は次のように選ぶのが好ましい。例えば、第31図に示すように、貫通孔61aの形状をこの貫通孔61aの直径が液体の流れ方向に漸次拡大するテーパー形状とする。テーパー角θは例えば2〜5度程度であるが、これに限定されるものではない。貫通孔61aの入り口の角は流れが剥離するように曲率を大きくする。こうすることで、第32図に示すように、貫通孔61aの内面に空気膜64が生成するため、渦流羽根車62の周方向に満遍なく気体が供給される。
上述のように吸込板61から給気を行う利点は、気泡が渦流羽根車62で砕かれ、また、渦流羽根車62の揚程により加圧溶解されるため、微細気泡の発生効率の向上を図ることができることである。
静翼15の設計は、具体的には次のように行うことができる。静翼15の半径をR、また簡単のためD=Dm0≡2Rとする。このとき、静止座標系から見た渦流羽根車62からの流体の噴出し角αは近似的に
から見積もることができる。ここで、U、Uはそれぞれ渦流羽根車62の始端部および終端部における軸方向流速、θは渦流羽根車62の終端部における羽根62bの、渦流羽根車62の周方向に対する角度、hは羽根62bの高さ、Ωは渦流羽根車62の角速度である。式(3)から求めたαを0度<α−φ≦20度の式に代入することで静翼15の始端角φを見積もることができる。
吸込板61の吸込口、すなわち貫通孔61aで圧力が十分に低下するためには、渦流羽根車62の放射方向の流れがケーシング11の内壁に極度に拘束されないことが必要である。そのためには、R≫Rとすることが望ましい。
渦流羽根車62の典型的な例としてR≫Rおよびθ=90度のときには、
である。さらに、一般にQ/(πR Ω)<1であるから、R≫Rのとき、式(5)より
となる。R≫Rについては、R≧2Rが必要と考えられる。
ケーシング11の内半径Rと渦流羽根車62の半径Rとの関係については次の通りである。
渦流羽根車62の回転によって回転軸から外向きに圧力勾配が発生し、ケーシング11の内壁近くでは圧力が上昇する。この圧力は静翼15に流体を流す力として作用する。また、ケーシング11の内壁の圧力はケーシング11の内半径Rが大きいほど大きくなる。したがって、より多くの流量を流すためにはR≫Rが望ましい。
ここでは、渦流羽根車62について、渦流羽根車62の中心軸から放射方向の距離をrとし、渦流羽根車62による圧力を大まかに見積もることでRとRとの関係について考察する。
まず、ケーシング11内の流れを3つの領域に分け、半径方向流速V、周方向流速Vφを求める。すなわち、
領域I:渦流羽根車62の羽根62bのない領域(r<Rin
領域II:渦流羽根車62の羽根62bのある領域(Rin<r<R
領域III:渦流羽根車62の外側の領域(r>R
ここで、Qは吸込板61の貫通孔61a、すなわち吸込口から供給される流量である。
この流れによる圧力Pは、粘性を無視し、オイラーの運動方程式
から算定する。ここで、ρは流体の密度である。最終的に
となる。ただし、Pはr=0における圧力である。式(13)からr→∞のとき、圧力は
に漸近する。これがケーシング11を十分に大きくしたときに対応する最大圧力となる。したがって、ケーシング11の内径Rは式(13)の圧力がPinfに十分に近くなるように選べばよい。そこで、無次元量
を算定し、これが1よりも十分に小さくなるときのrを求める。分かりやすくするために、次式で定義される無次元量ε、M、nを導入する。
式(16)を式(15)に代入すると
となる。渦流ポンプの翼ではMは2程度、またε≪1であるから、式(17)は
となる。仮にΛ=0.1とするとn=2.2であり、このとき放射方向の流れがケーシング11によって拘束されることによる影響は十分に小さいと見なすことができる。一方でn=1.5のときはΛ=0.22、n=1ではΛ=0.5で旋回流による圧力の半分がケーシング11の影響により生かされないことになる。
この第8の実施の形態によれば、第1の実施の形態と同様な利点を得ることができるほか、小型で低消費電力のモータ17を用いて効率よくマイクロバブルを発生させることができる。
次に、この発明の第9の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプについて説明する。
第33図に示すように、渦流羽根車62によって生成された流れの旋回方向流速を小さくし、軸方向流速を大きくしたい場合には、静翼15の翼15bを単純な形状として直線状に形成する。このマイクロバブル発生ポンプのその他のことは第8の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプと同様である。
この第9の実施の形態によれば、第8の実施の形態と同様な利点を得ることができる。
次に、この発明の第10の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプについて説明する。
このマイクロバブル発生ポンプにおいては、静翼15の本体15aの内部にモータ17が組み込まれており、このモータ17により渦流羽根車62を回転させることができるようになっている。このマイクロバブル発生ポンプのその他の構成は第8の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプと同様である。
この第10の実施の形態によれば、第8の実施の形態と同様な利点に加えて、モータ17の回転軸17aが吸込板61の貫通孔61aを貫通していないので、貫通孔61aの全体に液体を流すことができ、マイクロバブル発生ポンプに流すことができる流量を大きくすることができるという利点を得ることができる。
次に、この発明の第11の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプについて説明する。
このマイクロバブル発生ポンプにおいては、第8の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプと異なり、静翼15の翼15bを静翼15の中心軸の方向に投影したとき、これらの翼15bが相互に重なり合っていない。すなわち、渦流羽根車62によって生成された流れは逆流を生じないため、静翼15の翼15bに重なりは不要である。結果的に翼15bの間の隙間が大きくなり、この隙間を通して液体中の浮遊物(繊維や固形物など)を容易に通過させることができる。具体的には、例えば、第34図に示すように、静翼15の翼15bを静翼15の中心軸の方向に投影したとき、翼15bと翼15bとの間には空隙がある。渦流羽根車62ではφ>αが成立するため、静翼15の翼15bの形状は第1の実施の形態と同様とすることができる。また、φはφ≦26度を満たす必要があるため、渦流羽根車62の羽根62bの始端で剥離するおそれはほとんどないことから(渦崩壊ノズル16で縮流しても渦崩壊条件を満たすには、φ≦20度となる)、羽根62bを直線状(φ=φ)としてもよい。静翼15の側面図を第35図に示す。第34図および第35図に示すように、静翼15の複数の翼15bのそれぞれに給気孔15eが設けられている。また、本体15aの始端部15dの中心軸上には噴射孔15fが設けられている。給気孔15eと噴射孔15fとは、本体15aおよび翼15b内に設けられた通路15gを介して互いに連通している。それぞれの給気孔15eに対応する部分のケーシング11に孔(図示せず)が設けられ、この孔に外部から気体導入用の配管(図示せず)が接続される。第35図に示すように、静翼15の翼15bの傾斜角Θを大きくすることにより、マイクロバブル発生ポンプの流量を増加させることができる。ただし、Θが20度以上となると剥離が生じるため流量は逆に小さくなる。
この第11の実施の形態によれば、第8の実施の形態と同様な利点を得ることができるほか、静翼15の翼15bを静翼15の中心軸の方向に投影したとき、翼15bと翼15bとの間に空隙があるため、静翼15を通り抜ける流量を増やすことができ、マイクロバブルの発生効率を十分に高くすることができる。
次に、この発明の第12の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプについて説明する。
第36図に示すように、このマイクロバブル発生ポンプにおいては、第8の実施の形態によるマイクロバブル発生ポンプと異なり、静翼15が設けられていない。
このように静翼15を設けずに渦崩壊ノズル16で渦崩壊を発生させるための条件を以下に示す。
渦崩壊ノズル16の渦崩壊部16bの内面の半径をr(渦崩壊部16bの内径16fの1/2)とおくと、この渦崩壊部16bにおける軸方向の平均流速は
で与えられる。一方で、渦崩壊ノズル16の渦崩壊部16bにおける旋回流速は、渦流羽根車62で生成された旋回流が循環の法則に従うとして算定することができる。渦流羽根車62で生成される循環Cは
であり、渦崩壊ノズル16の渦崩壊部16bでは周方向流速をVとおくと、
となる。式(20)、(21)から
が得られる。Uは流量の連続条件から
となる。
さて、渦崩壊ノズル16の渦崩壊部16bのサーキュレーション数Γ
となる。渦流羽根車62で発生する流量Qは、羽根62bの面積および回転速度に比例するため、
と置くことができる。ここで、ζは渦崩壊ノズル16の渦崩壊部16bの内面の半径r、吸込板61の貫通孔61aの半径R(=D/2)およびθに依存する無次元係数である。式(25)を式(24)に代入すると
となる。渦崩壊が発生するためにはΓ≧2である必要があるから、
となるように渦流羽根車62および渦崩壊ノズル16を設計すれば、静翼15がない場合でも、渦崩壊を発生させ、マイクロバブルを発生させることができる。次元解析からζはR/rおよびθに依存するため、式(27)においてパラメータ間の関係を明示すると、
となる。
式(28)からhが小さい方が渦崩壊には有利となる。これは、流量よりも旋回流の方が強くなるためである。また、R≪rのとき、すなわち渦崩壊ノズル16がない場合には、流量は最大となり
となる。式(29)中の最大値は、一般の渦流ポンプではO(ζ)=0.1であるから、0.1のオーダーになると考えられる。
さらに、旋回流速が強くなるθ=90度のときは、式(28)は
となる。
実験によれば、式(27)または式(28)の条件は必然的に満たされていることが判明した。逆に、マイクロバブルの発生効率を高くするためには、軸方向流速を大きくして流量を増やす必要がある。そのためには、動翼14のθを40度程度とすることが有利である。
この第12の実施の形態によれば、第8の実施の形態と同様な利点に加えて、静翼15を設けていないことにより、マイクロバブル発生ポンプを通る液体中の浮遊物(繊維や固形物など)の寸法を大きくすることができるとともに、マイクロバブル発生ポンプの構成を簡単にすることができるという利点を得ることができる。
以上、この発明の実施の形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
例えば、上述の実施の形態において挙げた数値、形状、構造、配置などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じて、これらと異なる数値、形状、構造、配置などを用いてもよい。
  Hereinafter, modes for carrying out the invention (hereinafter referred to as “embodiments”) will be described.
  FIG. 1 shows a microbubble generating pump according to a first embodiment of the present invention.
  As shown in FIG. 1, the microbubble generating pump includes a moving blade 14, a stationary blade 15, and a stationary blade 15 that are sequentially arranged coaxially from a suction port 12 toward a discharge port 13 inside a casing 11 formed of a cylindrical pipe. A vortex breakdown nozzle 16 is provided. The moving blade 14 has a shaft 14 a provided integrally with the moving blade 14. The shaft 14 a is directly connected to the rotating shaft of the motor 17, and the rotating blade 14 can be rotated around the central axis by rotating the shaft 14 a by the motor 17. For example, a submersible motor is used as the motor 17, but is not limited to this.
  When this microbubble generating pump is placed in a liquid such as water, the liquid sucked from the suction port 12 is supplied to the moving blade 14 rotating around the central axis to generate a swirling flow. That is, the liquid sucked from the suction port 12 is closed at the center by a later-described cylindrical main body 14b of the rotor blade 14, and therefore a groove between the blades 14c existing on the outer peripheral surface of the main body 14b of the rotor blade 14. The swirl flow is generated by the rotation of the moving blade 14 around the central axis. This swirling flow is supplied to the stationary blade 15, and a gas is introduced into the center of the swirling flow at the stationary blade 15 or the subsequent stage of the stationary blade 15, and the swirling flow with the gas introduced into the center is supplied to the vortex breakdown nozzle 16. In the vortex breakdown nozzle 16, microbubbles are generated by causing vortex breakdown using the Coanda effect and discharged from the discharge port 13 together with the liquid.
  Here, when the swirl flow into which the gas has been introduced enters the vortex breakdown nozzle 16, the swirl flow is contracted, and a vortex breakdown occurs by generating a positive pressure gradient from the discharge port 13 toward the center of the stationary blade 15. . Due to this vortex breakdown, large bubbles are finely crushed and microbubbles are generated.
  Details of the moving blade 14 and the stationary blade 15 will be described. 2 and 3 show αF≧ φFFShows the rotor blade 14 and the stator blade 15 in the case of the angle of the terminal portion 15d of the stator blade 15 with respect to the circumferential direction of the blade 15b. Figure 4 shows αFFThe moving blade 14 and the stationary blade 15 in the case of are shown.
  As shown in FIG. 2, FIG. 3 and FIG. 4, the rotor blade 14 is composed of a cylindrical main body 14b and a plurality of same-shaped pieces provided on the outer peripheral surface of the cylindrical main body 14b at the same angle from each other. Wing 14c. The plurality of blades 14c are arranged so as to cut vertically on the outer peripheral surface of the cylindrical main body 14b, and from one end of the cylindrical main body 14b on the liquid outlet side, that is, from the end 14d to the other end, that is, the start end. It is provided to bend as it goes to 14e. In this case, the angle with respect to the circumferential direction of the moving blade 14 at the edge on the start end portion 14e side of the plurality of blades 14c is selected so that the liquid flow supplied to the moving blade 14 does not separate from the plurality of blades 14c. Specifically, the angle with respect to the circumferential direction of the moving blade 14 at the edge on the start end portion 14e side of the plurality of blades 14c is θ.I, The angle of attack Δα = (θ with respect to the flow of the liquid supplied to the moving blade 14 as viewed from the rotating coordinate system rotating with the moving blade 14II) Is larger than 0 degree and 20 degrees or less, typically 5 degrees or more and 20 degrees or less (see FIG. 5). Where αI= Tan-1(UI/ RΩ), UIIs the flow velocity of the liquid sucked into the moving blade 14 when viewed from the stationary coordinate system, R is the radius of the moving blade 14, and Ω is the angular velocity of the moving blade 14. Further, an angle θ with respect to the circumferential direction of the moving blade 14 at the edge on the terminal end 14d side of the plurality of blades 14c.FIs selected, for example, from 85 degrees to 90 degrees.
  If the volume flow rate of the liquid passing through the microbubble generating pump is Q,
Is established. Where SI, SFAre the fluid cross-sectional areas at the start end 14e and the end end 14d of the rotor blade 14, respectively. Axial flow velocity UI, UFIs invariant even when viewed in a rotating coordinate system that rotates with the moving blade 14. Therefore, the rotational direction component of the flow velocity at the end portion 14d of the moving blade 14 when viewed from the rotating coordinate system rotating with the moving blade 14 is UF/ TanθFIt becomes. From the above, the ejection angle α of the fluid from the moving blade 14 when viewed from the stationary coordinate systemFIs
(However, it is assumed that the flow does not separate at the end portion 14d of the rotor blade 14).
  The stationary blade 15 includes a columnar body 15a and a plurality of blades 15b having the same shape and provided on the outer peripheral surface of the columnar body 15a at the same angle. The plurality of wings 15b are arranged so as to be longitudinally cut on the outer peripheral surface of the cylindrical main body 15a and to one end on the side to which the swirling flow of the cylindrical main body 15a is supplied, that is, from the start end 15c to the other end, That is, it is provided so as to bend toward the end portion 15d. In this case, an angle φ with respect to the circumferential direction of the stationary blade 15 at the edge of the plurality of blades 15b on the start end portion 15c side.IIs selected so that the swirl flow supplied from the moving blade 14 does not separate from the plurality of blades 15b. Specifically, αF> ΦIIs the angle of attack (αF−φI) Is selected to be greater than 0 degree and 20 degrees or less, and φI> ΑFIn the case of the angle of attack (φIF) Is selected to be greater than 0 degrees and 20 degrees or less.
  The stationary blade 15 is designed as follows.
  First, the angle φ of the blade 15b at the end portion 15d of the stationary blade 15 with respect to the circumferential direction of the stationary blade 15 from the condition for causing vortex breakdown, that is, the condition where the swirling flow velocity is twice or more the flow velocity in the central axis directionFBut
  cotφF≧ 2 (φF≦ 26 degrees)
Decide to meet. Next, φFAnd αFThe size is compared with (the ejection angle of the fluid from the moving blade 14 as seen from the stationary coordinate system), and determined so as to satisfy the following condition, that is, the condition that the flow does not separate.
  φF≦ αFWhen
  φF≦ φIAnd αF-20 degrees <φI≦ αF(0 degrees <αF−φI≤ 20 degrees)
  φF> ΑFWhen
  φI≦ φFAnd αFI≦ αF+20 degrees (0 degrees <φIF≤ 20 degrees)
  In this case, the plurality of blades 15 b are configured such that no gap appears when projected in the central axis direction of the stationary blade 15. Specifically, the plurality of blades 15 b are projected in the central axis direction of the stationary blade 15. Sometimes configured to overlap each other.
  Where αFAnd φFIn order to generate vortex breakdown, the final flow velocity direction is φFIn addition, the design may be made so as to satisfy the vortex breakdown condition in the direction of the flow velocity. However, the final flow direction is φFIn order to achieve this, it is necessary to control the flow so as to be in the direction along the stationary blade 15. For this purpose, as described above, the plurality of blades 15b need to be configured to overlap each other when projected in the direction of the central axis of the stationary blade 15. As described above, the plurality of blades 15b are configured to overlap each other when projected in the central axis direction of the stationary blade 15, and thus the reverse flow (pump) generated because the inside of the casing 11 has a low pressure due to the generated swirling flow. It is also possible to effectively prevent the liquid sucked from the discharge port 13 from being discharged from the suction port 12 of the pump.
  6 and 7 are a longitudinal sectional view and a perspective view of the stationary blade 15, respectively. As shown in FIGS. 6 and 7, one of the plurality of blades 15b of the stationary blade 15 is provided with an air supply hole 15e. An injection hole 15f is provided on the central axis of the other end 15d of the cylindrical main body 15a. The air supply hole 15e and the injection hole 15f communicate with each other through a passage 15g provided in the cylindrical main body 15a. A hole (not shown) is provided in a portion of the casing 11 corresponding to the air supply hole 15e provided in one blade 15b, and a pipe for gas introduction (not shown) is connected to the hole from the outside.
  A specific example of the moving blade 14 is shown in FIG. The moving blade 14 has four blades 14c. FIG. 8 is a developed view in the circumferential direction of the outer peripheral surface of the cylindrical main body 14b of the moving blade 14, and shows the shape of the four blades 14c. The length (blade length) of the moving blade 14 in the central axis direction is 4.1 cm.
  FIG. 9A shows a specific example of the stationary blade 15, and FIG. 9B shows a state where the stationary blade 15 is inside the casing 11. The stationary blade 15 has four blades 15b. In FIG. 9A, the arrows indicate the direction of flow. As shown in FIGS. 9A and 9B, in this stationary blade 15, in order to prevent backflow, the four blades 15b are interposed between them when projected in the direction of the central axis of the stationary blade 15. It is comprised so that a clearance gap may not arise. In addition, the angle formed by the circumferential edge of the edge on the side where the swirling flow of the blade 15b of the stationary blade 15 exits is approximately 0 degrees.
  Details of the vortex breakdown nozzle 16 are shown in FIG.
  As shown in FIG. 10, the vortex breakdown nozzle 16 includes a contracted flow portion 16a and a vortex collapse portion 16b that are formed in a tapered shape. The contracted flow portion 16a is a tube that is tapered, and the narrow side is connected to the vortex collapse portion 16b. The narrowing angle (taper angle) 16e of the contracted flow portion 16a depends on the size of the casing 11 and is selected as necessary. An example of the angle 16e is about 20 degrees, but is not limited thereto. A tapered portion 16h is provided at the tip of the vortex breaking portion 16b, and the outlet extends in a tapered shape. The exit angle (taper angle) 16i of the vortex breakdown part 16b is, for example, about 60 degrees or 80 degrees, but is not limited thereto.
  In this vortex breakdown nozzle 16, the air column formed at the center of the swirl flow 18 passes through the vortex breakdown portion 16b and sticks as bubbles in the tapered portion 16h by the Coanda effect. The bubbles stuck to the taper portion 16h are sheared or crushed by the swirling flow 18, and microbubbles are generated. As the air column sticks to the tapered portion 16h in this way, the time during which the bubbles are subjected to shearing becomes longer, and the atomization of the bubbles is promoted.
  Note that due to the Coanda effect, the swirling flow 18 enters the tapered portion 16h from the vortex breaking portion 16b and spreads in a tapered shape, so that the air column also spreads, and the bubbles stick to the tapered portion 16h.
  The size of the vortex breakdown nozzle 16 is about the same as the inner diameter 16f for the length 16g of the cylindrical vortex breakdown portion 16b.
  Next, application examples of the microbubble generation pump will be described. Below, the example which applied this microbubble generation pump to the water purification of pond water is demonstrated. An example of this is shown in FIG.
  As shown in FIG. 11, in this example, the microbubble generating pump 22 is installed near the bottom 21 a of the pond 21, the microbubbles 23 are generated from the microbubble generating pump 22, and supplied to the water of the pond 21. To do. For example, a submersible motor is used as the motor 17 of the microbubble generating pump 22. The electric power of the motor 17 is supplied via a cable 25 from a solar cell panel 24 that receives sunlight and generates electric power. Since the energy efficiency of the microbubble generating pump 22 is high and therefore the power consumption of the motor 17 is also low, the power supplied by the solar cell panel 24 is sufficient to drive the motor 17. For example, the power generation capacity of the solar cell panel 24 may be about 0.3 kW.
  According to the first embodiment, the microbubble generating pump includes a moving blade 14, a stationary blade 15, and a vortex breaking nozzle 16 that are sequentially arranged coaxially from the suction port 12 toward the discharge port 13 inside the casing 11. The microbubbles are generated by sucking the liquid from the suction port 12 and causing the vortex breakup nozzle 16 to cause vortex collapse, and the microbubbles are discharged from the discharge port 13 together with the liquid. Can be generated. Moreover, this microbubble generating pump is suitable for low flow and large flow rate applications. For this reason, this microbubble generating pump is suitable for application over a wide range of time for the purpose of purifying water areas.
  Next explained is a microbubble generating pump according to the second embodiment of the invention.
  As shown in FIG. 12, this micro-bubble generating pump is sequentially arranged coaxially from the suction port 12 to the discharge port 13 inside the casing 11 formed of a cylindrical pipe, as in the first embodiment. The rotor blades 14, the stationary blades 15, and the vortex breakdown nozzle 16. In addition to these, the microbubble generating pump includes a moving blade 31 and a stationary blade 32 that are sequentially arranged coaxially from the suction port 12 toward the discharge port 13 on the suction port 12 side of the moving blade 14. The moving blade 31 is provided integrally with the shaft 14 a of the moving blade 14, and the shaft 14 a can be rotated around the central axis together with the moving blade 14 by rotating the shaft 14 a by the motor 17.
  In this case, the moving blade 31 includes a cylindrical main body 31a and a plurality of blades 31b provided on the outer peripheral surface of the cylindrical main body 31a. The plurality of blades 31b are arranged so as to cut vertically on the outer peripheral surface of the columnar main body 31a and from one end of the columnar main body 31a on the liquid outlet side, that is, from the terminal end 31c to the other end, that is, the start end. It is provided so as to bend toward 31d. The plurality of blades 31b have the same shape on the outer peripheral surface of the cylindrical main body 31a and are provided at equal intervals. The stationary blade 32 includes a columnar main body 32a and a plurality of blades 32b provided on the outer peripheral surface of the columnar main body 32a. The plurality of blades 32 b are provided so as to cut vertically on the outer peripheral surface of the cylindrical main body 32 a in the direction of the central axis of the stationary blade 32. That is, the plurality of blades 32 b are provided in a direction parallel to the central axis of the stationary blade 32. Similarly to the first embodiment, the moving blade 14 includes a cylindrical main body 14b and a plurality of blades 14c provided on the outer peripheral surface of the cylindrical main body 14b. Are provided so as to be longitudinally cut on the outer peripheral surface of the columnar main body 14b and to bend from the end portion 14d to the start end portion 14e of the columnar main body 14b. Similarly to the first embodiment, the stationary blade 15 includes a cylindrical main body 15a and a plurality of blades 15b provided on the outer peripheral surface of the cylindrical main body 15a. Are provided so as to be longitudinally cut on the outer peripheral surface of the columnar main body 15a and to bend from the start end portion 15c to the end portion 15d of the columnar main body 15a.
  According to the second embodiment, in addition to the same advantages as those of the first embodiment, a high-lift microbubble generating pump can be realized as compared with the microbubble generating pump according to the first embodiment. The advantage of being able to
  Next explained is a microbubble generating pump according to the third embodiment of the invention.
  In this microbubble generating pump, the moving blade 14 in the microbubble generating pump according to the first embodiment has the same shape as the moving blade of the mixed flow pump that generates the head by the centrifugal force of the liquid. An example of the shape of the moving blade 14 is shown in FIGS. 13, 14A and 14B. The shape of the edge on the suction port 12 side of the plurality of blades 14c of the moving blade 14 is selected to be a shape capable of obtaining a high head, and the shape on the discharge port 13 side is a shape capable of obtaining the swirling flow 18. Has been chosen. Specifically, in this case, the moving blade 14 is formed on, for example, a truncated cone-shaped main body 14b whose cross-sectional area increases in the direction from the suction port 12 to the discharge port 13 of the microbubble generating pump, and the outer peripheral surface of the main body 14b. The blades 14c are provided so as to be longitudinally cut on the outer peripheral surface of the main body 14b and to bend from the terminal portion to the starting end portion of the main body 14b. As described above, the shape on the discharge port 13 side of the plurality of blades 14c of the moving blade 14 is selected to be a shape capable of obtaining the swirling flow 18, which is largely different from the mixed flow pump. For reference, the shape of the blade 14c in the mixed flow pump is shown by a one-dot chain line in FIG. 14B.
  Other configurations of the microbubble generating pump are the same as those of the microbubble generating pump according to the first embodiment.
  According to the third embodiment, in addition to the same advantages as those of the first embodiment, it is possible to obtain the advantage that a higher-lift microbubble generating pump can be obtained.
  Next explained is a microbubble generating pump according to the fourth embodiment of the invention.
  As shown in FIG. 15, in this microbubble generating pump, a pressure blocking nozzle 41 is provided at the tip (downstream side) of the vortex breaking nozzle 16 in the microbubble generating pump according to the first embodiment. . More specifically, a pressure blocking nozzle 41 is installed on the downstream end face P1 side of the vortex breakdown nozzle 16b, coaxially with the vortex breakdown nozzle 16 and facing the vortex breakdown nozzle 16b. Yes. The outer shape of the pressure blocking nozzle 41 has a cylindrical shape like the vortex breaking nozzle 16 and has the same diameter as the outer diameter of the casing 11, for example, but is not limited thereto. The vortex breaking portion 16b has a cylindrical bubble outlet T. A gap 42 is formed between the end face P1 on the downstream side of the vortex breaking portion 16b and the end face P2 on the upstream side of the pressure blocking nozzle 41. The gap 42 gradually increases linearly from the central axis of the vortex breaking nozzle 16 and the pressure blocking nozzle 41 in the radial direction. The portion of the pressure blocking nozzle 41 facing the jet outlet T is configured to block the low pressure portion at the center of the swirling flow coming out of the jet outlet T from the downstream side of the pressure blocking nozzle 41. ing. In other words, in this case, a through hole is not provided in a portion of the pressure blocking nozzle 41 that faces the ejection port T. Further, the portion of the pressure blocking nozzle 41 that faces the jet outlet T does not penetrate the vortex collapse portion 16b, more specifically, the jet outlet T. In this case, a gas-liquid mixed phase flow (for example, a mixed phase flow of water and air) is ejected from the outlet T of the vortex breaking portion 16b, and microbubbles are generated at the edge 16k and the tapered portion 16h. Microbubbles are released into (liquid such as water).
  By providing the pressure blocking nozzle 41 at the tip of the vortex breaking nozzle 16, the following effects can be obtained.
(A) Noise accompanying generation of sound waves can be reduced.
  The generation of sound waves causes noise problems when the microbubble generation pump is used for consumer goods or water quality improvement, and the sound waves emitted from the microbubble generation pump are the swirl frequency and the natural frequency of the air column formed inside the pump. There are two types of vibrations. In this case, since the pressure blocking nozzle 41 is installed on the downstream side of the vortex breakdown nozzle 16, the vortex breakdown can be changed from the spiral type to the bubble type. The bubble-type vortex collapse has a small external force to expand and contract the air column, so the air column sound is reduced. Moreover, since the pressure blocking nozzle 41 is fixed to the end face P1 side on the downstream side of the vortex breakdown nozzle 16, the turbulence of the swirling flow 18 is reduced, and swirling noise and air column noise are reduced.
(B) It is possible to prevent re-suction of the released fluid when released in water.
  It is possible to prevent the floc from being broken and dispersed in the liquid by re-inhaling the released fluid when the floc is floated and separated by microbubbles. That is, the microbubble water discharged by the pressure blocking nozzle 41 is not re-sucked.
(C) Re-foaming of the dissolved gas due to the generation of the low-pressure part at the center of the swirling flow can be prevented.
  In the microbubble generating pump, the pressure at the center of the swirling flow decreases, and this decrease in gas pressure means that dissolved gas precipitates as a gas simultaneously with the reduction of the generated bubble diameter. In this case, the pressure at the jet outlet T of the vortex collapsing portion 16b can be increased by providing the contracted flow portion by installing the pressure blocking nozzle 41.
  The results of experiments using this microbubble generating pump will be described.
  In this experiment, the inner diameter of the casing 11 is 79 mm, the inner diameter 16f of the vortex breaking portion 16b of the vortex breaking nozzle 16 is 30 mm, and the pressure blocking nozzle 41 is used (between the vortex breaking nozzle 16 and the pressure blocking nozzle 41). The minimum flow distance h = 3.0 mm) and when not used were measured for flow rate and suction pressure. As shown in FIG. 16, the outer diameter of the rotor blade 14 is 78 mm, the length (blade length) of the cylindrical main body 14 b is 41.8 mm or 23.0 mm, the diameter of the main body 14 b is 38 mm, and the height of the blade 14 c is high. The length is 20 mm, and the number of blades 14c is four. However, if the cross-sectional area of the groove between the blades 14c of the rotor blade 14 is small, a sufficient flow rate cannot be obtained. Therefore, after the blade 14c is once formed as shown in FIG. 16, it is indicated by a dotted line in FIG. As described above, the experiment was performed by cutting the front edge portion of the blade 14c and sufficiently increasing the cross-sectional area of the groove between the blades 14c. The outer diameter of the stationary blade 15 is 79 mm, the length (blade length) of the cylindrical main body 15a is 10 mm, the diameter of the main body 15a is 38 mm, the height of the blade 15c is 20 mm, and the number of the blades 15c is four. Further, a submersible motor was used as the motor 17.
  17 and 18 show the experimental results. 17 and 18 are plots of the flow rate (L / min) and the suction pressure (kPa) against the power consumption of the submersible motor. As shown in FIGS. 17 and 18, both the flow rate and the suction pressure are greatly affected by the pressure blocking nozzle 41. By selecting the minimum distance h between the vortex breaking nozzle 16 and the pressure blocking nozzle 41 to be the optimum value of 3.0 mm, the flow rate is increased by more than 50% compared to when the pressure blocking nozzle 41 is not provided. .
  In addition, by reducing the blade length of the moving blade 14, the flow rate and suction pressure at the same power consumption are increased. This indicates that the energy efficiency of the microbubble generating pump can be further improved by optimally selecting the shape of the blade 14c.
  Although illustration is omitted, in the experiment in which the blade length of the moving blade 14 is 20.0 mm, the flow rate becomes 100 L / min by optimally arranging the pressure blocking nozzle 41. On the other hand, when the pressure blocking nozzle 41 was not used, the power consumption was 0.75 kW and the flow rate was 60 L / min.
  Since the generation efficiency of microbubbles is proportional to the flow rate, it was shown that this microbubble generation pump has a microbubble generation mechanism with low power consumption.
  On the other hand, the air suction pressure tends to be somewhat reduced by installing the pressure blocking nozzle 41, but can be controlled by optimally selecting the moving blade 14 and the stationary blade 15.
  According to the fourth embodiment, the same advantages as in the first embodiment can be obtained.
  Next explained is a microbubble generating pump according to the fifth embodiment of the invention.
  In the microbubble generating pump according to the first embodiment, the vortex breaking nozzle 16 is accommodated and fixed inside the casing 11, whereas in the microbubble generating pump, as shown in FIG. The casing 11 corresponding to the vortex breakdown nozzle 16 is processed into the same shape as the inner peripheral surface of the contracted flow portion 16 a and the vortex breakdown portion 16 b of the vortex breakdown nozzle 16, and this portion becomes the vortex breakdown nozzle 16. ing. In FIG. 19, the motor 17 for driving the rotor blade 14 is not shown. Others are the same as those of the microbubble generating pump according to the first embodiment.
  The results of experiments using this microbubble generating pump will be described.
  In this experiment, the dimensions of each part of the microbubble generating pump are set as shown in FIG. 19 and a pressure blocking nozzle 41 (not shown in FIG. 19) is used (vortex breaking nozzle 16 and pressure blocking). The power consumption, the flow rate, and the suction pressure were measured for the case where the minimum distance h to the nozzle 41 for use h = 5.0 mm) was not used and the inner diameter 16f of the vortex breaking nozzle 16 was 4 cm or 3 cm. A flange portion 11 a is provided on the suction port 12 side of the casing 11, and the suction port 12 side is covered with a bottom plate 51. The bottom plate 51 was fixed to the flange portion 11a with screws 52. The moving blade 14 is rotated by a motor 17, but only the rotating shaft 17a of the motor 17 directly connected to the shaft 14a of the moving blade 14 is shown in FIG. A submersible motor was used as the motor 17. This submersible motor can be loaded up to 0.55 kW with a rating of 0.3 kW. In the center of the bottom plate 51, a through hole 51a having a diameter larger than the diameter of the rotating shaft 17a is provided. And water is sucked from the gap between the through hole 51a and the rotating shaft 17a.
  20 and 21 show the experimental results. 20 and 21 plot the flow rate (L / min) and the suction pressure (kPa) against the power consumption of the submersible motor. As shown in FIGS. 20 and 21, when the inner diameter 16f of the vortex breakdown nozzle 16 is increased, the flow rate is increased, but the suction pressure is decreased. Further, when the pressure blocking nozzle 41 is provided, both the flow rate and the suction pressure increase, and the efficiency increases.
  According to the fifth embodiment, the same advantages as those of the first embodiment can be obtained.
  Next explained is a microbubble generating pump according to the sixth embodiment of the invention.
  In this microbubble generating pump, both the angles of both ends of the blade 14c are in the circumferential direction of the cylindrical main body 14b so that the rotor blade 14 can generate a swirling flow not only downstream but also upstream. For example, the angle is about 90 to 85 degrees. As shown in FIG. 22, in this microbubble generating pump, as in the microbubble generating pump according to the fifth embodiment, the portion of the casing 11 corresponding to the vortex breaking nozzle 16 is compressed. It is processed into the same shape as the inner peripheral surface of the flow part 16a and the vortex breaking part 16b. In addition to this, the casing 11 in the portion between the suction port 12 and the moving blade 14 has a cross-sectional area that decreases from the suction port 12 toward the moving blade 14, and reaches the minimum cross-sectional area. It is processed to increase again toward. Gas (air or the like) is supplied from the outside to the inside of the casing 11, preferably the portion having the smallest cross-sectional area, between the inlet 12 and the rotor blade 14. Then, vortex breakdown occurs inside the casing 11 at the portion having the minimum cross-sectional area. At this time, the condition for causing vortex breakdown is that the flow becomes supercritical in the section of the cross section where the cross sectional area is minimized. Specifically, when the pump flow rate is Q, the radius of the cross section where the cross sectional area is minimum is r, and the rotational angular velocity of the moving blade 14 is ω, the following conditions are satisfied.
  When calculating
It becomes. Where Se, crIs about 2 in terms of critical circulation.
  In this case, the liquid sucked from the suction port 12 is contracted and a swirl flow is generated because the cross-sectional area of the casing 11 decreases from the suction port 12 toward the moving blade 14. At this time, the angle of attack Δα on the upstream side (suction port 12 side) of the blade 14c of the rotor blade 14 is set to be large so that a swirl flow is easily generated, specifically, for example, 20 degrees <Δα <90 degrees. Is selected within the range. This swirling flow becomes unstable (instability of the vortex core) and enters into a portion where the cross-sectional area increases from the minimum cross-sectional area portion of the casing 11, and vortex collapse occurs. At this time, the flow changes from supercritical to subcritical, and strong turbulence is generated.
  As can be seen from the above, in this microbubble generation pump, in addition to the vortex breakdown nozzle 16 that causes the vortex breakdown using the Coanda effect, the instability of the vortex core is provided in the preceding stage (on the suction port 12 side). Therefore, it can be considered that another vortex breakdown nozzle for causing vortex breakdown is provided.
  According to the sixth embodiment, the same advantages as those of the first embodiment can be obtained, and the following advantages can be obtained. That is, this microbubble generating pump can be used in water, for example, and can produce a large amount of air having a volume flow rate of several percent of the volume flow rate of water and release it in water in a large amount unless microbubble generation is involved. For this reason, compared with a general microbubble generator, the dissolved oxygen supply efficiency can be greatly improved.
  Next explained is a microbubble generating pump according to the seventh embodiment of the invention.
  In the microbubble generating pump according to the first embodiment, a submersible motor is used as the motor 17, but it is not always necessary to use a submersible motor. Therefore, in this microbubble generating pump, a case where a normal motor other than the submersible motor is used as the motor 17 will be described.
  That is, as shown in FIG. 23, a hole is made in the casing 11, and the rotating shaft 14a of the rotor blade 14 is passed through this hole. Then, a mechanical seal is applied to the motor 17. In this way, even if the microbubble generating pump is put in water, the motor 17 can be prevented from being submerged or leaked.
  Next explained is a microbubble generating pump according to the eighth embodiment of the invention.
  As shown in FIG. 24, in this micro-bubble generating pump, the suction plate 61 and the vortex impeller 62 are provided with a stationary blade instead of the moving blade 14 of the micro-bubble generating pump according to the first embodiment. 15 and the vortex breaking nozzle 16 are sequentially provided from the suction port 12 toward the stationary blade 15. The suction plate 61 is fixed to the casing 11. On the other hand, the vortex impeller 62 is provided with a shaft 63 directly connected to the tip of the rotating shaft 17 a of the motor 17, and the vortex impeller 62 can be rotated by rotating the shaft 63 by the motor 17. It can be done.
  A perspective view of the suction plate 61 is shown in FIG. As shown in FIG. 25, a through hole 61a is provided in the center of the suction plate 61. The cross-sectional shape of the through hole 61a in the direction perpendicular to the central axis of the suction plate 61 is circular. The suction plate 61 is fitted into the suction port 12 of the casing 11 and closes the suction port 12 except for the through hole 61a. The liquid is sucked into the inside through the through hole 61 a of the suction plate 61.
  The vortex impeller 62 includes a disk 62a and a plurality of blades 62b provided on one surface of the disk 62a perpendicular to the surface. These blades 62b are rotationally symmetric about the central axis of the vortex impeller 62 and have a radius D from the central axis of the disk 62a.miExtending from the circumference of the disc to the outer circumference of the disc 62a. The shape of the blades 62b is not particularly limited as long as a swirl flow can be generated by the liquid entering the swirl impeller 62. For example, as shown in FIG. It is preferable to provide it so that it may extend linearly in the radial direction. The shape of these blades 62b may be provided so as to curve from the inside to the outside as shown in FIG. The number of the blades 62b is selected as necessary, but is 3 to 6, for example.
  The shape of the blade 62b of the vortex impeller 62 will be described more generally. FIG. 28 shows a plan view of the vortex impeller 62. As shown in FIG. FIG. 29 shows a side view of the vortex impeller 62. FIG. 28 shows a case where the number of blades 62b is five as an example, but the present invention is not limited to this. The angle formed by the radial direction of the disc 62a and the tangent of the blade 62b is θFdeg(Angle expressed in degrees). The shape of the blade 62b is θFdeg= Represented by a curve represented by a certain formula. Specifically, considering the (x, y) coordinate system and polar coordinate system (r, θ) shown in FIG.
  x = r (θ) cos θ, y = r (θ) sin θ
  r (θ) = Rinexp (θcotθF)
  θF= Π (θFdeg/ 180)
It is expressed. Where Rin= Dmi/ 2, RI= Dmo/ 2 (see FIG. 29). θFdegWhen = 0, the shape of the blade 62b is linear (see FIG. 26). θFdegAs the value increases, the swirl flow decreases and the radial flow increases. In the example shown in FIG.Fdeg= 40 degrees, Rin= 4mm, RI= 15 mm.
  In this microbubble generating pump, as shown by an arrow in FIG. 24, the liquid sucked from the suction port 12 passes through the through hole 61a of the suction plate 61 and passes through the groove between the blades 62b of the vortex impeller 62. The vortex breaking nozzle 16 is entered from the outside of the vortex impeller 62 through the groove between the blades 15 b of the stationary blade 15.
  The diameter of the vortex impeller 62 is Dm0When the diameter of the main body 15a of the stationary blade 15 is D, the swirl flow generated by the vortex impeller 62 and the flow in the central axis direction of the microbubble generating pump can pass through the stationary blade 15. , Dm0≧ D is selected. Further, the portion (diameter D) where the vortex impeller 62 does not have the vane 62b.mi), A jet passing through the through hole 61a of the suction plate 61 is formed. In this case, the diameter of the through hole 61a of the suction plate 61 is DsThen, in order to increase the suction pressure, in general, Dmi~ DsAnd Further, when the shaft 63 directly connected to the rotating shaft 17a of the motor 17 is inserted into the through hole 61a of the suction plate 61, the diameter of the shaft 63 is set to D to ensure a fluid cross-sectional area.pDs> Dp, But the diameter D of the shaft 63pIs DsShould be as small as possible, for example Ds≧ 2DpIs preferable.
  Air supply to the liquid sucked from the suction port 12 may be performed in the stationary blade 15 or the subsequent stage, but may be performed from the suction plate 61. FIG. 30 is a sectional view including the central axis of the suction plate 61. As shown in FIG. 30, an air supply hole 61c is provided on the inner surface of the through hole 61a. The air supply hole 61 c reaches the outer peripheral surface of the suction plate 61 through a passage 61 d provided in the suction plate 61. A hole (not shown) is provided in a portion of the casing 11 corresponding to the passage 61d, and a gas introduction pipe (not shown) is connected to the hole from the outside.
  In this case, the shape of the through hole 61a of the suction plate 61 is preferably selected as follows. For example, as shown in FIG. 31, the through hole 61a has a tapered shape in which the diameter of the through hole 61a gradually increases in the liquid flow direction. The taper angle θ is, for example, about 2 to 5 degrees, but is not limited to this. The corner of the through hole 61a has a large curvature so that the flow is separated. By doing so, as shown in FIG. 32, an air film 64 is generated on the inner surface of the through hole 61a, so that gas is evenly supplied in the circumferential direction of the vortex impeller 62.
  As described above, the advantage of supplying air from the suction plate 61 is that the bubbles are crushed by the vortex impeller 62 and are pressurized and dissolved by the lift of the vortex impeller 62, so that the generation efficiency of fine bubbles is improved. Be able to.
  Specifically, the stationary blade 15 can be designed as follows. The radius of the stationary blade 15 is RDFor simplicity, D = Dm0≡2RIAnd At this time, the ejection angle α of the fluid from the vortex impeller 62 viewed from the stationary coordinate systemFIs approximately
Can be estimated from Where UD, UFAre the axial flow velocities at the beginning and end of the vortex impeller 62, θFIs the angle of the blade 62 b at the end of the vortex impeller 62 with respect to the circumferential direction of the vortex impeller 62, h is the height of the blade 62 b, and Ω is the angular velocity of the vortex impeller 62. Α obtained from equation (3)F0 degrees <αF−φI≦ Starting angle φ of stator blade 15 by substituting into the equation of 20 degreesICan be estimated.
  In order for the pressure to sufficiently decrease at the suction port of the suction plate 61, that is, the through hole 61 a, it is necessary that the radial flow of the vortex impeller 62 is not extremely restricted by the inner wall of the casing 11. To that end, RD≫RIIs desirable.
  As a typical example of the vortex impeller 62, RD≫RIAnd θF= 90 degrees
It is. Furthermore, generally Q / (πRI 3Ω) <1, so RD≫RIFrom equation (5)
It becomes. RD≫RIAbout RD≧ 2RIIs considered necessary.
  Inner radius R of casing 11DAnd radius R of the vortex impeller 62IThe relationship with is as follows.
  Due to the rotation of the vortex impeller 62, a pressure gradient is generated outward from the rotation shaft, and the pressure increases near the inner wall of the casing 11. This pressure acts as a force for flowing fluid through the stationary blade 15. The pressure on the inner wall of the casing 11 is equal to the inner radius R of the casing 11.DThe larger the value, the larger. Therefore, in order to flow a larger flow rate, RD≫RIIs desirable.
  Here, with respect to the vortex impeller 62, the distance in the radial direction from the central axis of the vortex impeller 62 is r, and the pressure by the vortex impeller 62 is roughly estimated to be RDAnd RIConsider the relationship.
  First, the flow in the casing 11 is divided into three regions, and the radial flow velocity Vr, Circumferential flow velocity VφAsk for. That is,
Region I: a region without the blades 62b of the vortex impeller 62 (r <Rin)
Region II: Region where the blade 62b of the vortex impeller 62 is present (Rin<R <RI)
Region III: Region outside the vortex impeller 62 (r> RI)
Here, Q is a flow rate supplied from the through hole 61a of the suction plate 61, that is, the suction port.
  The pressure P caused by this flow ignores the viscosity, and Euler's equation of motion
Calculate from Here, ρ is the density of the fluid. Finally
It becomes. However, P0Is the pressure at r = 0. When r → ∞ from equation (13), the pressure is
Asymptotically. This is the maximum pressure corresponding to a sufficiently large casing 11. Therefore, the inner diameter R of the casing 11DThe pressure in equation (13) is PinfChoose to be close enough. Therefore, dimensionless quantity
And r when this is sufficiently smaller than 1 is obtained. For the sake of simplicity, dimensionless quantities ε, M, and n defined by the following equations are introduced.
Substituting equation (16) into equation (15)
It becomes. In the vortex pump blade, M is about 2 and ε << 1, so equation (17) is
It becomes. If Λ = 0.1, then n = 2.2. At this time, it can be considered that the influence of the flow in the radial direction being restricted by the casing 11 is sufficiently small. On the other hand, when n = 1.5, Λ = 0.22, and when n = 1, Λ = 0.5, and half of the pressure due to the swirling flow is not utilized due to the influence of the casing 11.
  According to the eighth embodiment, advantages similar to those of the first embodiment can be obtained, and microbubbles can be efficiently generated using the small motor 17 with low power consumption.
  Next explained is a microbubble generating pump according to the ninth embodiment of the invention.
  As shown in FIG. 33, when it is desired to reduce the swirl direction flow velocity of the flow generated by the vortex impeller 62 and increase the axial flow velocity, the vane 15b of the stationary blade 15 is formed in a straight line as a simple shape. To do. The rest of the microbubble generating pump is the same as that of the microbubble generating pump according to the eighth embodiment.
  According to the ninth embodiment, the same advantages as in the eighth embodiment can be obtained.
  Next explained is a microbubble generating pump according to the tenth embodiment of the invention.
  In this microbubble generating pump, a motor 17 is incorporated in the main body 15 a of the stationary blade 15, and the vortex impeller 62 can be rotated by the motor 17. Other configurations of the microbubble generating pump are the same as those of the microbubble generating pump according to the eighth embodiment.
  According to the tenth embodiment, in addition to the same advantages as in the eighth embodiment, the rotating shaft 17a of the motor 17 does not penetrate the through hole 61a of the suction plate 61. An advantage can be obtained in that the liquid can be flowed throughout, and the flow rate that can be passed through the microbubble generating pump can be increased.
  Next explained is a microbubble generating pump according to the eleventh embodiment of the invention.
  In this microbubble generating pump, unlike the microbubble generating pump according to the eighth embodiment, when the blade 15b of the stationary blade 15 is projected in the direction of the central axis of the stationary blade 15, these blades 15b overlap each other. Not. That is, since the flow generated by the vortex impeller 62 does not generate a backflow, it is not necessary to overlap the blade 15b of the stationary blade 15. As a result, the gap between the blades 15b becomes large, and suspended matters (fibers, solids, etc.) in the liquid can be easily passed through the gap. Specifically, for example, as shown in FIG. 34, when the blade 15b of the stationary blade 15 is projected in the direction of the central axis of the stationary blade 15, there is a gap between the blade 15b and the blade 15b. In the vortex impeller 62, φF> ΑFTherefore, the shape of the blade 15b of the stationary blade 15 can be the same as that of the first embodiment. ΦFIs φFSince it is necessary to satisfy ≦ 26 degrees, there is almost no possibility of separation at the starting end of the blade 62b of the vortex impeller 62 (in order to satisfy the vortex breakdown condition even if the vortex breakdown nozzle 16 contracts, φF≦ 20 degrees), the blade 62b is straight (φF= ΦI). A side view of the stationary blade 15 is shown in FIG. As shown in FIGS. 34 and 35, each of the plurality of blades 15b of the stationary blade 15 is provided with an air supply hole 15e. An injection hole 15f is provided on the central axis of the start end 15d of the main body 15a. The air supply hole 15e and the injection hole 15f communicate with each other via a passage 15g provided in the main body 15a and the blade 15b. A hole (not shown) is provided in a portion of the casing 11 corresponding to each air supply hole 15e, and a gas introduction pipe (not shown) is connected to the hole from the outside. As shown in FIG. 35, by increasing the inclination angle Θ of the blade 15b of the stationary blade 15, the flow rate of the microbubble generating pump can be increased. However, when Θ is 20 degrees or more, separation occurs, and the flow rate becomes smaller.
  According to the eleventh embodiment, the same advantages as in the eighth embodiment can be obtained, and when the blade 15b of the stationary blade 15 is projected in the direction of the central axis of the stationary blade 15, the blade 15b. Since there is a gap between the blade 15b and the blade 15b, the flow rate through the stationary blade 15 can be increased, and the generation efficiency of microbubbles can be sufficiently increased.
  Next explained is a microbubble generating pump according to the twelfth embodiment of the invention.
  As shown in FIG. 36, in this microbubble generating pump, unlike the microbubble generating pump according to the eighth embodiment, the stationary blade 15 is not provided.
  Conditions for generating vortex breakdown by the vortex breakdown nozzle 16 without providing the stationary blade 15 in this way are shown below.
  The radius of the inner surface of the vortex breakdown portion 16b of the vortex breakdown nozzle 16 is defined as r.eIf it is set as (1/2 of the inner diameter 16f of the vortex collapse part 16b), the average flow velocity in the axial direction in the vortex collapse part 16b is
Given in. On the other hand, the swirling flow velocity in the vortex breaking portion 16b of the vortex breaking nozzle 16 can be calculated assuming that the swirling flow generated by the vortex impeller 62 follows the law of circulation. Circulation C generated by the vortex impeller 62 is
In the vortex breakdown portion 16b of the vortex breakdown nozzle 16, the circumferential flow velocity is VeAfter all,
It becomes. From equations (20) and (21)
Is obtained. UFIs based on continuous flow conditions
It becomes.
  Now, the circulation number Γ of the vortex breakdown portion 16b of the vortex breakdown nozzle 16eIs
It becomes. Since the flow rate Q generated in the vortex impeller 62 is proportional to the area and rotational speed of the blade 62b,
And can be put. Here, ζ is the radius r of the inner surface of the vortex breakdown portion 16b of the vortex breakdown nozzle 16.eThe radius R of the through hole 61a of the suction plate 61s(= Ds/ 2) and θFIt is a dimensionless coefficient that depends on. Substituting equation (25) into equation (24)
It becomes. Γ for vortex breakdown to occureSince it needs to be ≧ 2,
If the vortex impeller 62 and the vortex breakdown nozzle 16 are designed so as to be, even if there is no stationary blade 15, vortex breakdown can be generated and microbubbles can be generated. From dimensional analysis, ζ is Rs/ ReAnd θFTherefore, if the relationship between parameters is specified in equation (27),
It becomes.
  From formula (28), a smaller h is advantageous for vortex breakdown. This is because the swirl flow is stronger than the flow rate. Rs≪reIn this case, that is, when the vortex breaking nozzle 16 is not provided, the flow rate becomes maximum.
It becomes. The maximum value in the equation (29) is considered to be on the order of 0.1 because O (ζ) = 0.1 in a general eddy current pump.
  In addition, θF= 90 degrees, equation (28) becomes
It becomes.
  Experiments have shown that the condition of formula (27) or formula (28) is necessarily satisfied. Conversely, to increase the generation efficiency of microbubbles, it is necessary to increase the flow rate by increasing the axial flow rate. For that purpose, θ of the rotor blade 14FIt is advantageous to set the angle to about 40 degrees.
  According to the twelfth embodiment, in addition to the same advantages as those of the eighth embodiment, by not providing the stationary blade 15, the suspended matter (fiber or solid in the liquid passing through the microbubble generating pump). And the like can be enlarged, and the configuration of the microbubble generating pump can be simplified.
  Although the embodiment of the present invention has been specifically described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications based on the technical idea of the present invention are possible.
  For example, the numerical values, shapes, structures, arrangements, and the like given in the above-described embodiments are merely examples, and different numerical values, shapes, structures, arrangements, and the like may be used as necessary.

Claims (19)

ケーシングの内部に吸込口から吐出口に向かって同軸に順次配置された動翼、静翼および渦崩壊ノズルを有し、
上記吸込口から吸い込まれる液体を上記動翼に供給して旋回流を生成し、
上記動翼は円柱状の本体とこの円柱状の本体の外周面に設けられた複数の翼とからなり、これらの複数の翼は、上記円柱状の本体の外周面上を縦断するように、かつ上記円柱状の本体の上記液体の出口側の一端部から他端部に向かうにつれて彎曲するように設けられ、
上記旋回流を上記静翼に供給し、上記静翼または上記静翼の後段において上記旋回流の中心に気体を導入し、この気体を導入した上記旋回流を上記渦崩壊ノズルに供給して渦崩壊を起こさせることによりマイクロバブルを発生させ、上記液体とともに上記吐出口から吐き出すようにしたマイクロバブル発生ポンプ。
Inside the casing, it has a moving blade, a stationary blade and a vortex breakdown nozzle arranged sequentially coaxially from the suction port toward the discharge port,
Supplying the liquid sucked from the suction port to the moving blade to generate a swirling flow;
The moving blade is composed of a cylindrical main body and a plurality of wings provided on the outer peripheral surface of the cylindrical main body, and the plurality of wings run vertically on the outer peripheral surface of the cylindrical main body. And it is provided so as to bend as it goes from the one end portion on the liquid outlet side of the cylindrical main body to the other end portion,
The swirling flow is supplied to the stationary blade, a gas is introduced into the center of the swirling flow at the stationary blade or the latter stage of the stationary blade, and the swirling flow into which the gas has been introduced is supplied to the vortex breaking nozzle to be swirled. A microbubble generation pump that generates microbubbles by causing collapse and discharges the bubbles together with the liquid from the discharge port.
上記複数の翼の上記他端部側の縁における上記動翼の周方向に対する角度は、上記動翼に供給される上記液体の流れが上記複数の翼から剥離しないように選ばれている請求項1記載のマイクロバブル発生ポンプ。The angle with respect to the circumferential direction of the moving blade at the edge on the other end side of the plurality of blades is selected so that the flow of the liquid supplied to the moving blade does not separate from the plurality of blades. The microbubble generating pump according to 1. 上記複数の翼の上記他端部側の縁における上記動翼の周方向に対する角度をθThe angle with respect to the circumferential direction of the moving blade at the edge on the other end side of the plurality of blades is θ I I とした時、上記動翼とともに回転する回転座標系から見た時の上記動翼に供給される上記液体の流れに対する迎角の絶対値|θ, The absolute value of the angle of attack for the liquid flow supplied to the blade as seen from the rotating coordinate system rotating with the blade | θ I I −α I I |(ただし、α| (However, α I I =tan= Tan -1-1 (U(U I I /RΩ)、U/ RΩ), U I I は静止座標系から見た時の上記動翼への上記液体の吸い込み流速、上記動翼の半径、Ωは上記動翼の角速度)が0度よりも大きく20度以下である請求項2記載のマイクロバブル発生ポンプ。3. The flow velocity of the liquid sucked into the moving blade when viewed from a stationary coordinate system, the radius of the moving blade, and Ω is the angular velocity of the moving blade) is greater than 0 degrees and 20 degrees or less. Micro bubble generation pump. 上記複数の翼の上記一端部側の縁における上記動翼の周方向に対する角度θThe angle θ with respect to the circumferential direction of the moving blade at the edge on the one end side of the plurality of blades F F は60度以上90度以下である請求項1記載のマイクロバブル発生ポンプ。The microbubble generating pump according to claim 1, wherein is 60 degrees or more and 90 degrees or less. 上記静翼は円柱状の本体とこの円柱状の本体の外周面に設けられた複数の翼とからなり、これらの複数の翼は、上記円柱状の本体の外周面上を縦断するように、かつ上記円柱状の本体の上記旋回流が供給される側の一端部から他端部に向かうにつれて彎曲するように設けられている請求項1記載のマイクロバブル発生ポンプ。The stationary vane is composed of a cylindrical main body and a plurality of wings provided on the outer peripheral surface of the cylindrical main body, and the plurality of wings are vertically cut on the outer peripheral surface of the cylindrical main body. 2. The microbubble generating pump according to claim 1, wherein the microbubble generating pump is provided so as to bend as it goes from one end of the cylindrical main body to the other end to which the swirl flow is supplied. 上記複数の翼の上記一端部側の縁における上記静翼の周方向に対する角度は、上記動翼から供給される上記旋回流が上記複数の翼から剥離しないように選ばれている請求項5記載のマイクロバブル発生ポンプ。The angle with respect to the circumferential direction of the stationary blade at the edge on the one end side of the plurality of blades is selected so that the swirl flow supplied from the moving blade does not separate from the plurality of blades. Micro bubble generating pump. 上記複数の翼は、上記中心軸方向に投影したときに隙間が現れないように構成されている請求項5記載のマイクロバブル発生ポンプ。6. The microbubble generating pump according to claim 5, wherein the plurality of blades are configured such that no gap appears when projected in the direction of the central axis. 上記静翼は、上記複数の翼のうちの一つの翼に設けられた給気孔と上記円柱状の本体の上記他端部に設けられた噴射孔とを有し、上記給気孔と上記噴射孔とは上記円柱状の本体内に設けられた通路を介して互いに連通している請求項5記載のマイクロバブル発生ポンプ。The stationary blade has an air supply hole provided in one of the plurality of blades and an injection hole provided in the other end of the cylindrical main body, and the air supply hole and the injection hole 6. The microbubble generating pump according to claim 5, wherein said microbubble generating pump communicates with each other through a passage provided in said cylindrical main body. 上記渦崩壊ノズルは縮流部および渦崩壊部を有し、上記縮流部に上記気体を導入した上記旋回流を供給することにより上記渦崩壊部から上記マイクロバブルを発生させるようにした請求項1記載のマイクロバブル発生ポンプ。The vortex breakdown nozzle has a contraction part and a vortex breakdown part, and the microbubbles are generated from the vortex breakdown part by supplying the swirl flow into which the gas is introduced into the contraction part. The microbubble generating pump according to 1. 上記渦崩壊部は円筒形状を有する第1の部分と出口に向かって広がった形状の第2の部分とを有し、上記第1の部分の内周面と上記第2の部分の端面とがなす角度をθThe vortex breakdown part has a first part having a cylindrical shape and a second part having a shape spreading toward the outlet, and an inner peripheral surface of the first part and an end face of the second part are The angle formed is θ 0 0 とした時、0度<θ0 degree <θ 0 0 <180度であり、上記第1の部分の内周面と上記第2の部分の端面とが滑らかに繋がっている請求項9記載のマイクロバブル発生ポンプ。The microbubble generating pump according to claim 9, wherein the angle is 180 degrees, and the inner peripheral surface of the first portion and the end surface of the second portion are smoothly connected. 上記動翼の上記吸込口側に、上記吸込口から上記吐出口に向かって同軸に順次配置されたもう一つの動翼およびもう一つの静翼を有する請求項1記載のマイクロバブル発生ポンプ。2. The microbubble generating pump according to claim 1, further comprising another moving blade and another stationary blade arranged sequentially coaxially from the suction port toward the discharge port on the suction port side of the moving blade. 上記もう一つの動翼は円柱状の本体とこの円柱状の本体の外周面に設けられた複数の翼とからなり、これらの複数の翼は、上記円柱状の本体の外周面上を縦断するように、かつ上記円柱状の本体の上記液体の出口側の一端部から他端部に向かうにつれて彎曲するように設けられ、上記もう一つの静翼は円柱状の本体とこの円柱状の本体の外周面に設けられた複数の翼とからなり、これらの複数の翼は、上記円柱状の本体の外周面上を上記もう一つの静翼の中心軸の方向に縦断するように設けられ、上記動翼は円柱状の本体とこの円柱状の本体の外周面に設けられた複数の翼とからなり、これらの複数の翼は、上記円柱状の本体の外周面上を縦断するように、かつ上記円柱状の本体の上記液体の出口側の一端部から他端部に向かうにつれて彎曲するように設けられ、上記静翼は円柱状の本体とこの円柱状の本体の外周面に設けられた複数の翼とからなり、これらの複数の翼は、上記円柱状の本体の外周面上を縦断するように、かつ上記円柱状の本体の上記液体の流入側の一端部から他端部に向かうにつれて彎曲するように設けられている請求項11記載のマイクロバブル発生ポンプ。The other moving blade comprises a cylindrical main body and a plurality of wings provided on the outer peripheral surface of the cylindrical main body, and the plurality of wings cut longitudinally on the outer peripheral surface of the cylindrical main body. And the other stationary blade is provided between the cylindrical body and the cylindrical body. A plurality of wings provided on the outer peripheral surface, the plurality of wings are provided on the outer peripheral surface of the cylindrical main body so as to be longitudinally cut in the direction of the central axis of the other stationary blade, The rotor blades are composed of a cylindrical main body and a plurality of blades provided on the outer peripheral surface of the cylindrical main body, and the plurality of blades are vertically cut on the outer peripheral surface of the cylindrical main body, and The curvature of the cylindrical main body from one end to the other end on the liquid outlet side The stationary blade includes a cylindrical main body and a plurality of wings provided on the outer peripheral surface of the cylindrical main body, and the plurality of wings are arranged on the outer peripheral surface of the cylindrical main body. 12. The microbubble generating pump according to claim 11, wherein the microbubble generating pump is provided so as to bend in a longitudinal direction, and to bend from one end portion on the liquid inflow side toward the other end portion of the cylindrical main body. 上記動翼は上記吸込口から上記吐出口に向かう方向に断面積が増加する円錐台状の本体とこの円錐台状の本体の外周面に設けられた複数の翼とからなり、これらの複数の翼は、上記円錐台状の本体の外周面上を縦断するように、かつ上記円錐台状の本体の上記液体の流入側の一端部から他端部に向かうにつれて彎曲するように設けられている請求項1記載のマイクロバブル発生ポンプ。The moving blade is composed of a truncated cone-shaped body whose cross-sectional area increases in a direction from the suction port toward the discharge port, and a plurality of blades provided on the outer peripheral surface of the truncated cone-shaped body. The wing is provided so as to be longitudinally cut on the outer peripheral surface of the frustoconical main body and to bend as it goes from one end portion on the liquid inflow side to the other end portion of the frustoconical main body. The microbubble generating pump according to claim 1. 上記渦崩壊ノズルの下流側の端面側に、上記渦崩壊ノズルと対向し、かつ同軸に設けられた圧力遮断用ノズルを有し、上記渦崩壊ノズルの下流側の端面と上記圧力遮断用ノズルの上流側の端面との間に間隙が形成され、この間隙の間隔は上記渦崩壊ノズルおよび上記圧力遮断用ノズルの中心軸から放射方向に増大し、上記圧力遮断用ノズルのうちの上記渦崩壊ノズルの出口と対向する部分は上記渦崩壊ノズルの上記出口から出てくる上記旋回流の中心部の低圧部を上記圧力遮断用ノズルの下流側と遮断するように構成され、上記圧力遮断用ノズルのうちの上記渦崩壊ノズルの上記出口と対向する部分は上記渦崩壊ノズルの上記出口に貫入していない請求項1記載のマイクロバブル発生ポンプ。There is a pressure blocking nozzle provided on the downstream end face side of the vortex breakdown nozzle so as to face and coaxially with the vortex breakdown nozzle, and the downstream end face of the vortex breakdown nozzle and the pressure blocking nozzle A gap is formed between the upstream end face and the gap increases radially from the central axis of the vortex breakdown nozzle and the pressure blocking nozzle, and the vortex breakdown nozzle of the pressure blocking nozzles The portion facing the outlet of the vortex breakdown nozzle is configured to shut off the low pressure portion at the center of the swirling flow coming out of the outlet of the vortex breakdown nozzle from the downstream side of the pressure blocking nozzle. The microbubble generating pump according to claim 1, wherein a portion of the vortex breaking nozzle facing the outlet is not penetrated into the outlet of the vortex breaking nozzle. 上記ケーシングの断面積が上記吸込口から上記動翼に向かって減少して最小断面積となった後、上記動翼に向かって増加するように上記ケーシングが構成され、The casing is configured to increase toward the moving blade after the sectional area of the casing decreases from the suction port toward the moving blade and becomes the minimum sectional area,
上記吸込口と上記動翼との間の部分の上記ケーシング内に外部から気体を導入し、Gas is introduced from the outside into the casing in the portion between the suction port and the rotor blade,
上記ケーシングの上記吸込口と上記動翼との間の部分において渦崩壊を起こさせるようにした請求項1記載のマイクロバブル発生ポンプ。The microbubble generating pump according to claim 1, wherein vortex breakdown is caused in a portion between the suction port and the moving blade of the casing.
ケーシングの内部に吸込口から吐出口に向かって同軸に順次配置された動翼、静翼および渦崩壊ノズルを有し、Inside the casing, it has a moving blade, a stationary blade and a vortex breakdown nozzle arranged sequentially coaxially from the suction port toward the discharge port,
上記吸込口から吸い込まれる液体を上記動翼に供給して旋回流を生成し、Supplying the liquid sucked from the suction port to the moving blade to generate a swirling flow;
上記静翼は円柱状の本体とこの円柱状の本体の外周面に設けられた複数の翼とからなり、これらの複数の翼は、上記円柱状の本体の外周面上を縦断するように、かつ上記円柱状の本体の上記旋回流が供給される側の一端部から他端部に向かうにつれて彎曲するように設けられ、The stationary vane is composed of a cylindrical main body and a plurality of wings provided on the outer peripheral surface of the cylindrical main body, and the plurality of wings are vertically cut on the outer peripheral surface of the cylindrical main body. And it is provided so as to bend as it goes from the one end portion on the side where the swirl flow of the cylindrical body is supplied to the other end portion,
上記旋回流を上記静翼に供給し、上記静翼または上記静翼の後段において上記旋回流の中心に気体を導入し、この気体を導入した上記旋回流を上記渦崩壊ノズルに供給して渦崩壊を起こさせることによりマイクロバブルを発生させ、上記液体とともに上記吐出口から吐き出すようにしたマイクロバブル発生ポンプに用いられるマイクロバブル発生ポンプ用動翼であって、The swirling flow is supplied to the stationary blade, a gas is introduced into the center of the swirling flow at the stationary blade or the latter stage of the stationary blade, and the swirling flow into which the gas has been introduced is supplied to the vortex breaking nozzle to be swirled. A microbubble generating pump moving blade used in a microbubble generating pump that generates microbubbles by causing collapse and discharges the liquid from the discharge port together with the liquid,
円柱状の本体とこの円柱状の本体の外周面に設けられた複数の翼とからなり、これらの複数の翼は、上記円柱状の本体の外周面上を縦断するように、かつ上記円柱状の本体の上記液体の出口側の一端部から他端部に向かうにつれて彎曲するように設けられ、かつ上記複数の翼の上記他端部側の縁における上記動翼の周方向に対する角度は、上記動翼に供給される上記液体の流れが上記複数の翼から剥離しないように選ばれているマイクロバブル発生ポンプ用動翼。It consists of a cylindrical main body and a plurality of wings provided on the outer peripheral surface of the cylindrical main body, and the plurality of wings cut vertically on the outer peripheral surface of the cylindrical main body and the cylindrical shape. The angle of the main blade of the plurality of blades with respect to the circumferential direction of the moving blade is set to bend from the one end portion on the liquid outlet side toward the other end portion. A moving blade for a microbubble generating pump selected so that the flow of the liquid supplied to the moving blade does not separate from the plurality of blades.
ケーシングの内部に吸込口から吐出口に向かって同軸に順次配置された動翼、静翼および渦崩壊ノズルを有し、Inside the casing, it has a moving blade, a stationary blade and a vortex breakdown nozzle arranged sequentially coaxially from the suction port toward the discharge port,
上記吸込口から吸い込まれる液体を上記動翼に供給して旋回流を生成し、Supplying the liquid sucked from the suction port to the moving blade to generate a swirling flow;
上記動翼は円柱状の本体とこの円柱状の本体の外周面に設けられた複数の翼とからなり、これらの複数の翼は、上記円柱状の本体の外周面上を縦断するように、かつ上記円柱状の本体の上記液体の出口側の一端部から他端部に向かうにつれて彎曲するように設けられ、The moving blade is composed of a cylindrical main body and a plurality of wings provided on the outer peripheral surface of the cylindrical main body, and the plurality of wings run vertically on the outer peripheral surface of the cylindrical main body. And it is provided so as to bend as it goes from the one end portion on the liquid outlet side of the cylindrical main body to the other end portion,
上記旋回流を上記静翼に供給し、上記静翼または上記静翼の後段において上記旋回流の中心に気体を導入し、この気体を導入した上記旋回流を上記渦崩壊ノズルに供給して渦崩壊を起こさせることによりマイクロバブルを発生させ、上記液体とともに上記吐出口から吐き出すようにしたマイクロバブル発生ポンプに用いられるマイクロバブル発生ポンプ用静翼であって、The swirling flow is supplied to the stationary blade, a gas is introduced into the center of the swirling flow at the stationary blade or the latter stage of the stationary blade, and the swirling flow into which the gas has been introduced is supplied to the vortex breaking nozzle to be swirled. A microbubble generating pump stationary blade used for a microbubble generating pump that generates microbubbles by causing collapse and discharges the liquid from the discharge port together with the liquid,
円柱状の本体とこの円柱状の本体の外周面に設けられた複数の翼とからなり、これらの複数の翼は、上記円柱状の本体の外周面上を縦断するように、かつ上記円柱状の本体の上記旋回流が供給される側の一端部から他端部に向かうにつれて彎曲するように設けられ、かつ上記複数の翼の上記一端部側の縁における上記静翼の周方向に対する角度は、上記動翼から供給される上記旋回流が上記複数の翼から剥離しないように選ばれているマイクロバブル発生ポンプ用静翼。It consists of a cylindrical main body and a plurality of wings provided on the outer peripheral surface of the cylindrical main body, and the plurality of wings cut vertically on the outer peripheral surface of the cylindrical main body and the cylindrical shape. The angle of the plurality of blades with respect to the circumferential direction of the stationary blade at the edge on the one end portion side is provided so as to bend from the one end portion on the side to which the swirl flow is supplied toward the other end portion. A stationary blade for a microbubble generating pump selected so that the swirl flow supplied from the moving blade does not separate from the plurality of blades.
ケーシングの内部に吸込口から吐出口に向かって同軸に順次配置された動翼および渦崩壊ノズルを有し、Inside the casing, it has a moving blade and a vortex breakdown nozzle sequentially arranged coaxially from the suction port toward the discharge port,
上記ケーシングの上記吸込口に上記吸込口を閉塞するように、中心に貫通孔を有する吸込板が上記動翼および上記渦崩壊ノズルと同軸に設けられ、A suction plate having a through hole in the center is provided coaxially with the moving blade and the vortex breaking nozzle so as to close the suction port at the suction port of the casing,
上記動翼は上記ケーシングの内径より直径が小さい渦流羽根車からなり、The moving blade comprises a vortex impeller having a diameter smaller than the inner diameter of the casing,
上記吸込口に設けられた上記吸込板の上記貫通孔から吸い込まれる液体を上記渦流羽根車に供給して旋回流を生成し、Supplying the liquid sucked from the through hole of the suction plate provided in the suction port to the vortex impeller to generate a swirl flow,
上記旋回流の中心に気体を導入し、この気体を導入した上記旋回流を上記渦崩壊ノズルに供給して渦崩壊を起こさせることによりマイクロバブルを発生させ、上記液体とともに上記吐出口から吐き出すようにしたマイクロバブル発生ポンプ。A gas is introduced into the center of the swirling flow, and the swirling flow into which the gas has been introduced is supplied to the vortex breakdown nozzle to cause vortex breakdown, thereby generating microbubbles and discharging the liquid together with the liquid from the discharge port. Microbubble generation pump.
上記渦流羽根車と上記渦崩壊ノズルとの間に静翼を有する請求項18記載のマイクロバブル発生ポンプ。The microbubble generating pump according to claim 18, further comprising a stationary blade between the vortex impeller and the vortex breakdown nozzle.
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