JP5770811B2 - Hole with hole and nanobubble generator equipped with the same - Google Patents

Hole with hole and nanobubble generator equipped with the same Download PDF

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Description

この発明は、液体中にナノバブル(超微細な気泡)を発生させるナノバブル生成装置、特に気泡の微細化を促進する孔付リングに関する。   The present invention relates to a nanobubble generator that generates nanobubbles (ultrafine bubbles) in a liquid, and more particularly to a ring with a hole that promotes the refinement of bubbles.

ナノバブルの生成は、例えば加圧ポンプからマイクロバブル(微細な気泡)ノズルに水と空気を送り、加圧混入させることにより生成したマイクロバブルに対して、別途、超音波により物理的な刺激を付与して圧壊させる方法が知られている。しかし、この様な方法を採用するナノバブル生成装置では、その装置を構成する各機器が複雑化し、しかもナノバブル生成のエネルギー効率が低い。そのため、ナノバブルの生成に係る費用対効果が満足し得るものとはならないという問題がある。   For the generation of nanobubbles, for example, water and air are sent from a pressure pump to a microbubble (fine bubble) nozzle and mixed under pressure, and physical stimulation is separately applied by ultrasonic waves. The method of crushing is known. However, in a nanobubble generating device that employs such a method, each device constituting the device is complicated, and the energy efficiency of nanobubble generation is low. Therefore, there is a problem that the cost-effectiveness related to the generation of nanobubbles is not satisfactory.

この問題に対し、特許文献1に開示されたナノバブル生成装置は、円基板に複数の羽根を備えたインペラを回転駆動軸の回転により液体と共に気体を吸引して管状ケーシング内に気体を含む液流を発生させる。これと共に、この液流を流水口を通過させて直進液流となし、該液流をインペラの羽根の回転面に直交する方向に流出させ、該インペラの羽根で直進液流をせん断することにより微細気泡を生成させる、というものである。   In response to this problem, the nanobubble generating device disclosed in Patent Document 1 is a liquid flow in which an impeller having a plurality of blades on a circular substrate sucks a gas together with a liquid by rotation of a rotary drive shaft and contains the gas in a tubular casing. Is generated. At the same time, this liquid flow is passed through the water outlet to form a straight liquid flow, and the liquid flow is discharged in a direction perpendicular to the rotation surface of the impeller blades, and the straight liquid flow is sheared by the impeller blades. This is to generate fine bubbles.

特開2009−39600号公報JP 2009-39600 A

しかしながら、特許文献1に開示されたナノバブル生成装置による超微細気泡(ナノバブル)の生成は、上記の工程で生成した微細気泡(マイクロバブル)を繰返しせん断するような機械的刺激を該マイクロバブルに与えて生成するというものである。そのため、インペラの回転方向は、一般に流通している通常の水中ターボファン(あるいは水中ポンプ)のインペラの回転方向とは逆に回転させる必要がある。
また、気液混合の直進液流をインペラの羽根でせん断しながら、さらに掻き込むように作用させて羽根内に留まる時間を長くすることにより、繰り返しのせん断を実現している。つまり、羽根内に溜まっている気液混合流体を円周方向へ直接放出する作用は生じない。そのため、回転中心部の近傍の圧力を高めることで外に向けて放出(排出)させている。その結果、回転中心部近傍の圧力が高まれば流水口から流入する直進液流も押し返してしまい、相反する圧力の微妙な制御が必要になると共に、ナノバブル生成の効率向上が図れない、という問題が残る。
However, the generation of ultrafine bubbles (nanobubbles) by the nanobubble generator disclosed in Patent Document 1 gives the microbubbles a mechanical stimulus that repeatedly shears the fine bubbles (microbubbles) generated in the above process. Is generated. Therefore, the rotation direction of the impeller needs to be rotated in the opposite direction to the rotation direction of the impeller of a normal submerged turbofan (or submersible pump) that is generally distributed.
In addition, while shearing the straight liquid flow of the gas-liquid mixture with the impeller blades, it is further scraped to increase the time for staying in the blades, thereby realizing repeated shearing. That is, there is no effect of directly releasing the gas-liquid mixed fluid accumulated in the blades in the circumferential direction. Therefore, the pressure in the vicinity of the rotation center is increased (discharged) outward. As a result, if the pressure in the vicinity of the rotation center increases, the straight liquid flow flowing in from the water flow port also pushes back, and it is necessary to delicately control the opposite pressure, and the efficiency of nanobubble generation cannot be improved. Remain.

また、特許文献1に開示されたナノバブル生成装置では、少なくとも吸入フィンとインペラの2つの羽根車を必要とし、さらに、これらが取付けられた回転軸の上下の軸受けから発塵する恐れがある。また、一般に流通している水中ポンプのインペラの回転方向とは逆方向の回転にする必要があり、装置の製造においてこれらを流用するには困難が伴う。そのため、装置製造のコストダウンが図れない、という問題が残る。   Further, the nanobubble generator disclosed in Patent Document 1 requires at least two impellers of a suction fin and an impeller, and may generate dust from the upper and lower bearings of the rotating shaft to which these are attached. In addition, it is necessary to rotate in the direction opposite to the direction of rotation of the impeller of a submerged pump that is generally in circulation, and it is difficult to divert these in the manufacture of the device. Therefore, there remains a problem that the cost for manufacturing the apparatus cannot be reduced.

本発明は、上記の問題を解消し、効率良くナノバブルを生成することができるナノバブル生成装置を提供することを、主たる課題とする。また、効率良くナノバブルを生成するための孔付リングを提供する。   This invention makes it a main subject to provide the nano bubble production | generation apparatus which eliminates said problem and can produce | generate a nano bubble efficiently. Moreover, the ring with a hole for producing | generating a nano bubble efficiently is provided.

本発明のナノバブル生成装置は、気泡が内在する気液混合流体が流入する内部空間を有するケーシングと、このケーシングの内部空間に、前記気液混合流体が流入する第1空間と、前記気液混合流体を流出させるための第2空間とを形成するとともに、前記第1空間と前記第2空間とを連通させる孔部を有する孔付リングと、前記第1空間に流入した第1の気液混合流体に内在する気泡をせん断するための端部を有するインペラと、その気泡が前記端部でせん断され、さらに前記孔部を経て前記第2空間に流入した第2の気液混合流体をケーシング外に向けて排出する排出機構と、を有することを特徴とする。
これにより、第1空間に気液混合流体が流入してから第2空間を経由して排出されるまでの一連の液流がスムースになり、第一機能として効率良くナノバブルを生成することができる。
The nanobubble generating device of the present invention includes a casing having an internal space into which a gas-liquid mixed fluid containing bubbles flows, a first space into which the gas-liquid mixed fluid flows into the internal space of the casing, and the gas-liquid mixing. A ring with a hole that forms a second space for allowing the fluid to flow out and communicates the first space with the second space; and a first gas-liquid mixture that has flowed into the first space An impeller having an end portion for shearing bubbles contained in the fluid, and the second gas-liquid mixed fluid that has been bubbled at the end portion and flows into the second space through the hole portion outside the casing. And a discharge mechanism for discharging toward the head.
As a result, a series of liquid flows from when the gas-liquid mixed fluid flows into the first space until it is discharged via the second space is smooth, and nanobubbles can be efficiently generated as the first function. .

また、本発明の他のナノバブル生成装置は、気泡が内在する気液混合流体が流入する内部空間を有するケーシングと、このケーシングの内部空間に、前記気液混合流体が流入する第1空間と、前記気液混合流体を流出させるための第2空間とを形成するとともに、前記第1空間と前記第2空間とを孔部を通じて連通させる孔付リングと、この孔付リングの内側に配設され、その端部が、前記孔付リングの内壁に対向して配備され、前記第1空間において回転可能に構成されたインペラと、前記インペラの回転により付勢され、前記第1空間に流入して前記孔付リングの孔部に到達した気液混合流体に内在する気泡を、前記孔付リングの内壁側の孔部の縁と当該インペラの端部とによりせん断するせん断機構と、このせん断機構により気泡がせん断された気液混合流体が、前記孔部と前記第2空間を経由してケーシング外に向けて排出する排出機構と、を有することを特徴とする。これにより、孔付リングの孔部に到達した気液混合流体に内在する気泡は、この孔部の縁とインペラの端部とにより効率良くせん断することができる。そのため、第二機能として効率良くナノバブルを生成することができる。
Further, another nanobubble generating apparatus of the present invention includes a casing having an internal space into which a gas-liquid mixed fluid containing bubbles flows, a first space into which the gas-liquid mixed fluid flows into the internal space of the casing, A ring with a hole that forms a second space for allowing the gas-liquid mixed fluid to flow out, and communicates the first space and the second space through a hole, and is disposed inside the ring with the hole. The impeller is disposed opposite to the inner wall of the ring with holes and is configured to be rotatable in the first space, and is biased by the rotation of the impeller and flows into the first space. A shearing mechanism that shears bubbles in the gas-liquid mixed fluid that has reached the hole of the holed ring by the edge of the hole on the inner wall side of the holed ring and the end of the impeller, and this shearing mechanism Bubble Sectional been gas-liquid mixture fluid, and having a a discharge mechanism for discharging towards the outside the casing via said holes the second space. Thereby, the air bubbles existing in the gas-liquid mixed fluid that has reached the hole of the holed ring can be efficiently sheared by the edge of the hole and the end of the impeller. Therefore, nanobubbles can be efficiently generated as the second function.

また、本発明の孔付リングは、気泡が内在する気液混合流体が流入する内部空間を有するケーシングを備え、回転可能に構成されたインペラの回転により付勢され、この内部空間に流入した気液混合流体を当該ケーシング外に向けて排出するポンプに装着する孔付リングであって、このケーシングの内部空間に、前記気液混合流体が流入する第1空間と、前記気液混合流体を流出させるための第2空間とを形成するリングと、前記第1空間と前記第2空間とを連通させるために前記リングに設けられた孔部と、を有しており、前記リングの内側に配設され、その端部が、前記リングの内壁に対向して配備され、前記第1空間において前記インペラの回転により付勢され、当該第1空間に流入して前記孔部に到達した気液混合流体に内在する気泡を、当該リングの内壁側の孔部の縁と当該インペラの端部とによりせん断し、当該気泡がせん断された気液混合流体を、前記孔部と前記第2空間を経由してケーシング外に向けて排出するように構成される、孔付リングである。これにより、孔付リングの孔部に到達した気液混合流体に内在する気泡は、この孔部の縁とインペラの端部とにより効率良くせん断することができる。そのため、効率良くナノバブルを生成することができる。


The ring with holes of the present invention includes a casing having an internal space into which a gas-liquid mixed fluid containing bubbles flows, and is energized by rotation of an impeller configured to be rotatable. A ring with a hole attached to a pump that discharges the liquid mixture fluid to the outside of the casing, and a first space in which the gas-liquid mixture fluid flows into the internal space of the casing, and the gas-liquid mixture fluid flows out. A ring that forms a second space to be connected, and a hole provided in the ring for communicating the first space and the second space, and is arranged inside the ring. The gas-liquid mixture is provided with an end thereof facing the inner wall of the ring, energized by the rotation of the impeller in the first space, and flowing into the first space and reaching the hole. Qi inherent in fluid And shearing by the end of the edge and the impeller of the hole portion of the inner wall of the ring, the gas-liquid mixed fluid in which the bubbles were sheared, outside the casing through the said hole second space It is a perforated ring configured to discharge towards. Thereby, the air bubbles existing in the gas-liquid mixed fluid that has reached the hole of the holed ring can be efficiently sheared by the edge of the hole and the end of the impeller. Therefore, nanobubbles can be generated efficiently.


本発明によれば、付勢されて第1空間に流入した気液混合流体が孔付リングの孔部に到達し、これに内在する気泡は孔部の縁とインペラの端部とによりせん断される。そして、気泡せん断後の気液混合流体は、第2空間を経由してケーシング外に向けて排出される。そのため、第1空間に気液混合流体が流入してから第2空間を経由して排出されるまでの一連の液流をスムースにすることができる。また、孔付リングの孔部に到達した気液混合流体に内在する気泡は、この孔部の縁とインペラの端部とにより効率良くせん断することができる。これにより、効率良くナノバブルを生成することができる。   According to the present invention, the gas-liquid mixed fluid that is energized and flows into the first space reaches the hole of the holed ring, and the air bubbles contained therein are sheared by the edge of the hole and the end of the impeller. The And the gas-liquid mixed fluid after bubble shearing is discharged | emitted outside a casing via 2nd space. Therefore, a series of liquid flows from when the gas-liquid mixed fluid flows into the first space until it is discharged via the second space can be made smooth. Further, the bubbles existing in the gas-liquid mixed fluid that has reached the hole of the holed ring can be efficiently sheared by the edge of the hole and the end of the impeller. Thereby, nanobubbles can be generated efficiently.

(a)は、本実施形態のナノバブル生成装置の概略縦断面図。(b)は、本実施形態のナノバブル生成装置の側面図。(A) is a schematic longitudinal cross-sectional view of the nanobubble production | generation apparatus of this embodiment. (B) is a side view of the nanobubble generator of this embodiment. (a)、(b)は、インペラの構成例を示す図。(A), (b) is a figure which shows the structural example of an impeller. (a)、(b)は、せん断リングの構成例を示す図。(A), (b) is a figure which shows the structural example of a shear ring. マイクロバブルを含んだ気液混合流体について説明するための図表。The figure for demonstrating the gas-liquid mixed fluid containing microbubble. 第1空間へ取り込まれた第1の気液混合流体が、インペラ及びせん断リングによるせん断過程を経て、孔部を通過し、第2の気液混合流体として第2空間へと流動するまでを模式的に示した図。The first gas-liquid mixed fluid taken into the first space passes through the hole through the shearing process by the impeller and the shearing ring, and flows schematically to the second space as the second gas-liquid mixed fluid. Figure shown. インペラとせん断リングの凹部によるせん断過程について説明するための図。The figure for demonstrating the shear process by the recessed part of an impeller and a shear ring. (a)、(b)は、本実施形態のナノバブル生成装置において、せん断リング装着の有無によるナノバブル生成数の差異を検証した結果を説明するための図表。(A), (b) is the chart for demonstrating the result of having verified the difference of the nano bubble production | generation number by the presence or absence of a shear ring attachment in the nano bubble production | generation apparatus of this embodiment. (a)は、気泡サイズ0.2[μm]のものについて、せん断リング14装着の有無による差異を表したグラフ。(b)は、気泡サイズ0.3[μm]のものについて、せん断リング14装着の有無による差異を表したグラフ。(A) is the graph showing the difference by the presence or absence of the shear ring 14 about the thing of bubble size 0.2 [micrometer]. (B) is the graph showing the difference by the presence or absence of the shear ring 14 about the thing of bubble size 0.3 [micrometer]. 気泡サイズ0.5[μm]のものについて、せん断リング14装着の有無による差異を表したグラフ。The graph which showed the difference by the presence or absence of the shear ring 14 about the thing of bubble size 0.5 [micrometer].

以下、図面を参照しながら実施形態を説明する。なお、本実施形態においては、過流ポンプの一例である磁気浮上型ポンプに、後述する孔付リングを装着した場合の例を挙げて説明する。なお、説明においてこの孔付リングを「せん断リング」と呼ぶ場合もある。
ここで磁気浮上型ポンプとは、例えばレビトロポンプとも呼ばれるものであり、インペラ(羽根車)を回転させるための回転軸(シャフトと軸受)を必要としない形式のポンプである。具体的には、ケーシング内に非接触状態で配備されたインペラを高速回転させることにより過流を発生させて液体を吸上げ、その後、吸い上げた液体を所定の排出口から排出する。そのため、ケーシング内での発塵を防止することができる。また、インペラの回転は、インペラの筺体内部に配備されたロータと、ケーシング側に配備されたコイルとを作用させることにより回転駆動する構成が採用されている。
なお、説明においてマイクロバブルと示す場合には、気泡サイズが1.0[μm]以上のバブル(気泡)を指すものとし、ナノバブルと示す場合には、気泡サイズが1.0[μm]未満のバブルを指すものとする。また、マイクロバブル及びナノバブルを区別する必要がない場合には、気泡又は単にバブルと示す。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, an example in which a holed ring described later is attached to a magnetic levitation pump that is an example of an overflow pump will be described. In the description, this perforated ring may be referred to as a “shear ring”.
Here, the magnetic levitation type pump is also called a Levitro pump, for example, and is a type of pump that does not require a rotating shaft (shaft and bearing) for rotating an impeller (impeller). Specifically, an impeller disposed in a non-contact state in the casing is rotated at a high speed to generate an overflow to suck up the liquid, and then discharge the sucked up liquid from a predetermined discharge port. Therefore, dust generation in the casing can be prevented. Moreover, the rotation of the impeller employs a configuration in which the rotor is rotationally driven by acting a rotor disposed inside the casing of the impeller and a coil disposed on the casing side.
In the description, when it is indicated as a micro bubble, it is assumed that the bubble size is 1.0 [μm] or more, and when it is indicated as a nano bubble, the bubble size is less than 1.0 [μm]. It shall refer to a bubble. When there is no need to distinguish between microbubbles and nanobubbles, they are indicated as bubbles or simply bubbles.

図1は、本実施形態のナノバブル生成装置の概略縦断面図(a)と、側面図(b)である。図1(a)に示すナノバブル生成装置1は、本体ケーシング10、上蓋ケーシング11、上蓋ケーシング11に設けられた管状の吸引ノズル12、インペラ13、せん断リング14、排出ノズル15を含んで構成される。ナノバブル生成装置1は、インペラ13の回転開始又は停止、単位時間当たりの回転数などを制御するための制御部20に接続される。なお、本体ケーシング10の外側には、インペラ13を回転駆動するための図示しないコイルが配備される。   FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view (a) and a side view (b) of the nanobubble generating apparatus of the present embodiment. A nanobubble generator 1 shown in FIG. 1A includes a main body casing 10, an upper lid casing 11, a tubular suction nozzle 12, an impeller 13, a shear ring 14, and a discharge nozzle 15 provided in the upper lid casing 11. . The nanobubble generating device 1 is connected to a control unit 20 for controlling the rotation start or stop of the impeller 13, the number of rotations per unit time, and the like. A coil (not shown) for rotating the impeller 13 is provided outside the main casing 10.

ナノバブル生成装置1のインペラ13は、図1(a)に示すように、本体ケーシング10と上蓋ケーシング11とにより形成されるケーシングの内部空間に、且つ、せん断リング14の内側となるように配備される。また、インペラ13は、図1(b)に示すように、側面形状が平面と曲面とを組み合わせた断面弓形状の羽根13aを4枚備えており、この羽根13aそれぞれが一体的に時計回り方向に回転する。なお、羽根13aの回転方向は、例えば、一般に流通している過流ポンプの、円基板の上面側に面形状が円弧状の羽根を突出させたインペラの回転方向と同じ方向である。   As shown in FIG. 1A, the impeller 13 of the nanobubble generating device 1 is disposed in the inner space of the casing formed by the main body casing 10 and the upper cover casing 11 and inside the shear ring 14. The Further, as shown in FIG. 1B, the impeller 13 includes four blades 13a having a cross-sectional arc shape in which a side surface is a combination of a flat surface and a curved surface, and each of the blades 13a is integrally formed in a clockwise direction. Rotate to. The rotation direction of the blade 13a is, for example, the same direction as the rotation direction of an impeller in which a blade having an arcuate shape is projected on the upper surface side of a circular substrate of a generally circulating pump.

ナノバブル生成装置1のせん断リング14は、図1(a)に示すように、本体ケーシング10と上蓋ケーシング11とにより形成されるケーシングの内部空間に配備される。また、せん断リング14は、図1(a)に示すように、その内壁と羽根13aの端部との間に所定の隙間(例えば、1[mm])を設けて、このインペラ13の外周を覆うことができるサイズに形成される。つまり、インペラ13は、せん断リング14の内側に配設される。なお、この場合の羽根13aの端部は、羽根13aの側面の端側である。
ケーシングの内部空間にせん断リング14を配備し、インペラ13と上蓋ケーシング11、せん断リング14の内壁面とにより形成される空間を、第1空間(S1)と呼ぶ。また、本体ケーシング10の内壁面とせん断リング14の外壁面とで形成される空間を第2空間(S2)と呼ぶ。このように、せん断リング14を装着することにより、第1空間S1と第2空間S2が形成される。
As shown in FIG. 1A, the shear ring 14 of the nanobubble generating device 1 is disposed in the internal space of the casing formed by the main body casing 10 and the upper lid casing 11. Further, as shown in FIG. 1A, the shear ring 14 is provided with a predetermined gap (for example, 1 [mm]) between the inner wall and the end of the blade 13a, and the outer periphery of the impeller 13 is provided. It is formed in a size that can be covered. That is, the impeller 13 is disposed inside the shear ring 14. In addition, the edge part of the blade | wing 13a in this case is an edge side of the side surface of the blade | wing 13a.
A space in which the shear ring 14 is arranged in the internal space of the casing and is formed by the impeller 13, the upper lid casing 11, and the inner wall surface of the shear ring 14 is referred to as a first space (S1). A space formed by the inner wall surface of the main casing 10 and the outer wall surface of the shear ring 14 is referred to as a second space (S2). Thus, by attaching the shear ring 14, the first space S1 and the second space S2 are formed.

ナノバブル生成装置1は、インペラ13を回転させて、吸引ノズル12の吸引口からマイクロバブル(微細気泡)を含んだ気液混合流体を第1空間S1へと取り込む。その後、第1空間へと流入した気液混合流体に内在する気泡を、回転するインペラ13とせん断リング14とよりせん断してナノバブル(超微細気泡)化する。そして、気泡がせん断された気液混合流体は、第2空間S2を経由して排出ノズル15よりケーシング外に向けて流出(排出)される。このように、ナノバブル生成装置1は、回転可能に構成された1ンペラ13、気液混合流体に内在する気泡をせん断するせん断機構、気泡がせん断された後の気液混合流体をケーシング外に排出する排出機構を含んで構成される。
以下、インペラ13の構成例、せん断リング14の構成例、並びに、せん断過程の詳細について説明する。
The nanobubble generating device 1 rotates the impeller 13 and takes in the gas-liquid mixed fluid containing microbubbles (fine bubbles) from the suction port of the suction nozzle 12 into the first space S1. After that, bubbles existing in the gas-liquid mixed fluid flowing into the first space are sheared by the rotating impeller 13 and the shearing ring 14 to form nanobubbles (ultrafine bubbles). The gas-liquid mixed fluid in which the bubbles are sheared flows out (discharges) from the discharge nozzle 15 toward the outside of the casing via the second space S2. As described above, the nanobubble generating device 1 includes a rotatable 1 impeller 13, a shearing mechanism that shears bubbles contained in the gas-liquid mixed fluid, and discharges the gas-liquid mixed fluid after the bubbles are sheared out of the casing. Including a discharge mechanism.
Hereinafter, a configuration example of the impeller 13, a configuration example of the shear ring 14, and details of the shearing process will be described.

図2は、インペラ13の構成例を示す図である。図2(a)は、インペラ13の上面図であり、図2(b)は、図2(a)に示すインペラ13のA−A断面図である。
インペラ13は、開口部130が設けられた円環形状の蓋部131、その内部に図示しないロータが配備された円柱形状のロータケース部132、断面弓形状の4枚の羽根13aを含んで構成される。羽根13aは、同軸芯状に配置された蓋部131とロータケース部132により狭着される。これにより、本体ケーシング10の外側に配備された図示しないコイルと、ロータケース部132の内部に配備された図示しないロータによる回転駆動力が羽根13aに伝達される。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the impeller 13. FIG. 2A is a top view of the impeller 13, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line AA of the impeller 13 shown in FIG.
The impeller 13 includes an annular lid portion 131 provided with an opening 130, a cylindrical rotor case portion 132 in which a rotor (not shown) is provided, and four blades 13a having a cross-sectional arc shape. Is done. The blades 13 a are tightly attached by a lid portion 131 and a rotor case portion 132 that are arranged coaxially. Thereby, the rotational driving force by the coil (not shown) arranged outside the main body casing 10 and the rotor (not shown) arranged inside the rotor case part 132 is transmitted to the blade 13a.

蓋部131とロータケース部132により狭着される羽根13aは、図2(a)に示すように、その側面のなかで平面と曲面とが交わる2つの辺の内、一方の辺が開口部130の縁に接するように配置される。さらに、羽根13aの一辺が開口部130に接する位置を起点にして、この縁上を反時計回りに90[°]回転した位置から、外方向に向かう法線上に他の一方の辺が接するように配置される。なお、羽根13aの枚数の他、羽根の形状やサイズ、吸引する流体の粘性度合などの要因に合わせて、羽根13aの配置方法、例えば角度や向きなどを変えることができる。   As shown in FIG. 2 (a), the blade 13a closely attached by the lid portion 131 and the rotor case portion 132 has an opening portion on one side of two sides where a plane and a curved surface intersect. It arrange | positions so that the edge of 130 may be touched. Furthermore, from the position where one side of the blade 13a is in contact with the opening 130 as a starting point, the other side is in contact with the normal line outward from the position rotated 90 [deg.] Counterclockwise on this edge. Placed in. In addition to the number of blades 13a, the arrangement method of the blades 13a, for example, the angle and orientation can be changed according to factors such as the shape and size of the blades and the viscosity of the fluid to be sucked.

羽根13aの側面と蓋部131の下底面、ロータケース部132の上底面、せん断リング14の内周側壁とにより囲まれる空間は、第1空間S1の一部を構成する。例えば、第1空間S1に流入し、開口部130を通過した第1の気液混合流体(図2(b)中の矢印点線x)は、インペラ13の回転力により付勢され、図2(b)中の矢印点線yで示すように流動する。その後、せん断リング14の内壁に到達する。   A space surrounded by the side surface of the blade 13a, the lower bottom surface of the lid portion 131, the upper bottom surface of the rotor case portion 132, and the inner peripheral side wall of the shear ring 14 constitutes a part of the first space S1. For example, the first gas-liquid mixed fluid that flows into the first space S1 and passes through the opening 130 (the arrow dotted line x in FIG. 2B) is urged by the rotational force of the impeller 13, and FIG. b) It flows as indicated by the dotted line y in the arrow. Thereafter, the inner wall of the shear ring 14 is reached.

図3は、せん断リング14の構成例を示す図である。図3(a)は、せん断リング14の上面図であり、図38(b)は、図3(a)に示すせん断リング14のB−B断面図である。
せん断リング14は、図3(a)に示すように、それぞれが円環形状に形成され、同軸芯状に配置された上鍔部141、下鍔部142、側壁部143を含んで構成されたリングである。せん断リング14の側壁部143には、第1空間S1と第2空間S2とを連通するための孔部145が複数個配備される。この孔部145は、例えば直径5[mm]の円形状をしており、側壁部143の壁面に均等に配備される。なお、孔部145の形状及びサイズ、配備間隔などは任意に設定することができる。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the shear ring 14. 3A is a top view of the shear ring 14, and FIG. 38B is a cross-sectional view taken along the line BB of the shear ring 14 shown in FIG.
As shown in FIG. 3A, the shear ring 14 is formed to include an upper collar portion 141, a lower collar portion 142, and a side wall portion 143 that are each formed in an annular shape and arranged in a coaxial core shape. It is a ring. A plurality of hole portions 145 for communicating the first space S1 and the second space S2 are provided in the side wall portion 143 of the shear ring 14. The hole 145 has, for example, a circular shape with a diameter of 5 [mm], and is evenly arranged on the wall surface of the side wall 143. In addition, the shape and size of the hole part 145, a deployment space | interval, etc. can be set arbitrarily.

せん断リング14の上鍔部141は、図3(b)に示すように、側壁部143の上端部から外側方向へ所定の長さだけ延出するようにして配備される。また、せん断リング14の下鍔部142は、図3(b)に示すように、側壁部143の下端部から外側方向に所定の長さだけ延出する部位と、内側方向に所定の長さだけ延出する部位が生じるように配備される。下鍔部142の内側方向に延出した部位の上底面には、側壁部143に配備された孔部145の間隔に合わせて、その縁の形状の一部と連設された凹部146が形成される。なお、この凹部146は、羽根13aの弓形状底面の一方と所定の隙間(例えば、1.5[mm])を設けた状態で対向する。側壁部143を基準にして、その内側方向に延出している部位を第1の鍔部と呼び、外側方向に延出している部位を第2の鍔部と呼ぶ。   As shown in FIG. 3B, the upper collar portion 141 of the shear ring 14 is provided so as to extend a predetermined length from the upper end portion of the side wall portion 143 toward the outer side. Further, as shown in FIG. 3B, the lower collar portion 142 of the shear ring 14 has a portion extending from the lower end portion of the side wall portion 143 by a predetermined length in the outer direction and a predetermined length in the inner direction. Deployed to produce a site that only extends. A concave portion 146 is formed on the upper bottom surface of the portion extending inward of the lower collar portion 142 so as to be connected to a part of the edge shape in accordance with the interval between the hole portions 145 provided in the side wall portion 143. Is done. In addition, this recessed part 146 opposes one of the arch-shaped bottom faces of the blade | wing 13a in the state which provided the predetermined clearance gap (for example, 1.5 [mm]). A portion extending in the inner direction with respect to the side wall portion 143 is referred to as a first flange portion, and a portion extending in the outer direction is referred to as a second flange portion.

上鍔部141の上底面は、せん断リング14をケーシング内に装着した際に、本体ケーシング10の所定部位に密接する形状に形成される(図1(a)参照)。また、下鍔部142の下底面は、上蓋ケーシング11の所定部位に密接する形状に形成される(図1(a)参照)。上鍔部141及び下鍔部142それぞれの第2の鍔部は、本体ケーシング10の内壁の所定部位に密接する形状に形成される(図1(a)参照)。ケーシングの内部空間にこのような形状に形成されたせん断リング14を配備することにより、第1空間S1及び第2空間S2が形成される。また、ケーシングの内部空間の壁面に密接させることにより、せん断リング14とインペラ13とが共回りしてしまうことを防止することができる。   The upper bottom surface of the upper collar 141 is formed in a shape that is in close contact with a predetermined portion of the main casing 10 when the shear ring 14 is mounted in the casing (see FIG. 1A). The lower bottom surface of the lower collar 142 is formed in a shape that is in close contact with a predetermined portion of the upper lid casing 11 (see FIG. 1A). The second collar part of each of the upper collar part 141 and the lower collar part 142 is formed in a shape in close contact with a predetermined part of the inner wall of the main body casing 10 (see FIG. 1A). By arranging the shear ring 14 formed in such a shape in the internal space of the casing, the first space S1 and the second space S2 are formed. Moreover, it can prevent that the shear ring 14 and the impeller 13 rotate together by making it closely contact with the wall surface of the internal space of a casing.

図4は、第1空間S1に取り込まれるマイクロバブルを含んだ気液混合流体について説明するための図表である。図4に示す表は、一般に広く流通しているマイクロバブル発生機を用いて、超純水をマイクロバブル水として生成し、生成回数別の単位量(10[cc])に内在する気泡の気泡サイズ及びその個数の計測結果を示している。なお、この計測においては、リオン製パーティクルカウンタを使用している。具体的な計測機器の構成は、パーティクルカウンタ(型式:KL−22)、シリンジサンプラ(型式:KZ−30S)、プリンタ(型式:KP−05L)である。   FIG. 4 is a chart for explaining a gas-liquid mixed fluid containing microbubbles taken into the first space S1. The table shown in FIG. 4 shows the generation of ultra-pure water as micro-bubble water using micro-bubble generators that are generally widely distributed, and the bubbles contained in the unit amount (10 [cc]) according to the number of generations. The measurement result of size and the number is shown. In this measurement, a Lion particle counter is used. Specific configuration of the measuring device is a particle counter (model: KL-22), a syringe sampler (model: KZ-30S), and a printer (model: KP-05L).

図4に示す表は、マイクロバブル水の生成を、条件を同じくして計5回行い、各生成回毎に気泡サイズ0.2[μm]、0.3[μm]、0.5[μm]、1.0[μm]、2.0[μm]の10[cc]当たりの個数の計測結果である。図4に示すように、1回目から5回目まで各回の平均値は、気泡サイズ0.2[μm]のものが853個、0.3[μm]のものが268個、0.5[μm]のものが27個、1.0[μm]のものが4個、2.0[μm]のものが331個という結果である。
このようにして生成されたマイクロバブル水には、マイクロバブルの他、ナノバブルも含まれていることが見て取れる。
The table shown in FIG. 4 shows that microbubble water was generated a total of 5 times under the same conditions, and the bubble size was 0.2 [μm], 0.3 [μm], and 0.5 [μm] for each generation. ], 1.0 [μm], and 2.0 [μm] are the measurement results of the number per 10 [cc]. As shown in FIG. 4, the average value of each time from the first time to the fifth time is 853 when the bubble size is 0.2 [μm], 268 when the bubble size is 0.3 [μm], and 0.5 [μm]. ] Is 27, 1.0 [μm] is 4, and 2.0 [μm] is 331.
It can be seen that the microbubble water generated in this manner includes nanobubbles in addition to microbubbles.

本実施形態のナノバブル生成装置1では、予め生成された気液混合流体(例えば、マイクロバブル水)を第1空間S1へと取り込み、取り込んだマイクロバブル水に内在する気泡をせん断する。気泡をせん断することにより、単位量当たりのナノバブルの総個数を増加させる。つまり、気泡全体におけるナノバブルの割合を高めることができる。その他、このマイクロバブル水に内在するナノバブルをより微細なナノバブルにすることもできる。
以下、インペラ13及びせん断リング14によるせん断過程の詳細について説明する。
In the nanobubble generating device 1 of the present embodiment, a gas-liquid mixed fluid (for example, microbubble water) generated in advance is taken into the first space S1, and the bubbles present in the taken microbubble water are sheared. By shearing the bubbles, the total number of nanobubbles per unit amount is increased. That is, the ratio of nanobubbles in the entire bubbles can be increased. In addition, the nanobubbles inherent in the microbubble water can be made into finer nanobubbles.
Hereinafter, details of the shearing process by the impeller 13 and the shear ring 14 will be described.

図5は、第1空間S1へ取り込んだ気液混合流体の気泡を、インペラ13とせん断リング14とによるせん断過程を経て、気泡せん断後の気液混合流体が第2空間S2に流入するまでを模式的に示した図である。図5中に示す矢印点線は、開口部130を介して流入する気液混合流体の液流経路の一例を示すものである。
インペラ13が回転することにより、第2空間S2の圧力に比べて第1空間S1の圧力が相対的に高まる。そのため、図5に示すように、第1空間S1においてインペラ13の回転力により付勢された気液混合流体は、孔部145を通過して第2空間S2へとスムースに流入する。さらに、せん断リング14の側壁部143により、孔部145以外では気液混合流体の通過は阻まれる。そのため、孔部145に到達した気液混合流体に加わる圧力は、第1空間S1内の他の気液混合流体に加わる圧力よりも相対的に高いものとなる。これにより、気泡せん断後の気液混合流体が孔部145を通過する際の流速が高まり、第2空間S2への流入をよりスムースに行うことができる。
また、相対的に高い圧力が加えられた状態で孔部145に到達した気液混合流体に内在する気泡は、せん断リング14の内壁に沿って流体をそぎ切るように移動している羽根13aの端部と孔部145の縁とによりせん断される。このようにして、気泡はせん断され、微細化される。
また、孔部145に到達した気液混合流体に内在する気泡には、さらに、せん断する際の圧力も付与される。そのため、気泡に物理的刺激(例えば、せん断)を与えることにより、当該気泡を潰す圧壊をより促進させることができる。
FIG. 5 shows how the gas-liquid mixed fluid bubbles taken into the first space S1 are subjected to a shearing process by the impeller 13 and the shear ring 14 until the gas-liquid mixed fluid after bubble shearing flows into the second space S2. It is the figure shown typically. An arrow dotted line shown in FIG. 5 shows an example of a liquid flow path of the gas-liquid mixed fluid that flows in through the opening 130.
As the impeller 13 rotates, the pressure in the first space S1 is relatively higher than the pressure in the second space S2. Therefore, as shown in FIG. 5, the gas-liquid mixed fluid urged by the rotational force of the impeller 13 in the first space S1 passes through the hole 145 and smoothly flows into the second space S2. Further, the side wall portion 143 of the shear ring 14 prevents passage of the gas-liquid mixed fluid except for the hole portion 145. Therefore, the pressure applied to the gas-liquid mixed fluid that has reached the hole 145 is relatively higher than the pressure applied to the other gas-liquid mixed fluid in the first space S1. Thereby, the flow velocity when the gas-liquid mixed fluid after bubble shearing passes through the hole 145 is increased, and the flow into the second space S2 can be performed more smoothly.
In addition, bubbles existing in the gas-liquid mixed fluid that has reached the hole portion 145 in a state where a relatively high pressure is applied to the blade 13 a moving so as to cut off the fluid along the inner wall of the shear ring 14. It is sheared by the end and the edge of the hole 145. In this way, the bubbles are sheared and refined.
Further, a pressure at the time of shearing is further applied to the bubbles present in the gas-liquid mixed fluid that has reached the hole 145. Therefore, by applying a physical stimulus (for example, shearing) to the bubbles, the crushing of the bubbles can be further promoted.

図6は、インペラ13とせん断リング14の凹部146とによるせん断過程について説明するための図である。図6中に示す矢印点線は、開口部130を介して流入する気液混合流体の液流経路の一例を示すものである。
図5において説明したように、インペラ13が回転力することにより、第2空間S2の圧力に比べて第1空間S1の圧力が相対的に高まる。そのため、図6に示すように、第1空間S1においてインペラ13の回転力により付勢された気液混合流体は、凹部146から孔部145を経て第2空間S2へとスムースに流入する。さらに、第1の鍔部である下鍔部142により、凹部146以外では気液混合流体の孔部145の通過が阻まれる。そのため、凹部146に到達した気液混合流体に加わる圧力は、第1空間S1内の他の気液混合流体に加わる圧力よりも相対的に高いものとなる。これにより、気泡せん断後の気液混合流体が孔部145を通過する際の流速が高まり、第2空間S2への流入をよりスムースに行うことができる。
また、相対的に高い圧力が加えられた状態で凹部146に到達した気液混合流体に内在する気泡は、凹部146が形成されている下鍔部142の上底面に沿って流体をそぎ切るように移動している羽根13aの端部と凹部146の縁とによりせん断される。このようにして、気泡はせん断され、微細化される。なお、この場合の羽根13aの端部とは、凹部146と対向する羽根13aの弓形状底面の端部である。
また、凹部146に到達した気液混合流体に内在する気泡には、さらに、せん断する際の圧力も付与される。そのため、気泡に物理的刺激(例えば、せん断)を与えることにより、当該気泡を潰す圧壊をより促進させることができる。
FIG. 6 is a view for explaining a shearing process by the impeller 13 and the recess 146 of the shear ring 14. An arrow dotted line shown in FIG. 6 shows an example of a liquid flow path of the gas-liquid mixed fluid flowing in through the opening 130.
As described with reference to FIG. 5, the impeller 13 rotates to increase the pressure in the first space S1 relative to the pressure in the second space S2. Therefore, as shown in FIG. 6, the gas-liquid mixed fluid biased by the rotational force of the impeller 13 in the first space S <b> 1 smoothly flows from the recess 146 through the hole 145 into the second space S <b> 2. Further, the lower collar part 142 which is the first collar part prevents passage of the gas-liquid mixed fluid through the hole part 145 except for the concave part 146. Therefore, the pressure applied to the gas-liquid mixed fluid that has reached the recess 146 is relatively higher than the pressure applied to other gas-liquid mixed fluid in the first space S1. Thereby, the flow velocity when the gas-liquid mixed fluid after bubble shearing passes through the hole 145 is increased, and the flow into the second space S2 can be performed more smoothly.
In addition, bubbles existing in the gas-liquid mixed fluid that has reached the recess 146 in a state where a relatively high pressure is applied so as to cut off the fluid along the upper bottom surface of the lower collar 142 where the recess 146 is formed. Is sheared by the end of the blade 13 a moving to the edge of the concave portion 146. In this way, the bubbles are sheared and refined. In addition, the edge part of the blade | wing 13a in this case is an edge part of the bow-shaped bottom face of the blade | wing 13a facing the recessed part 146. FIG.
Further, a pressure at the time of shearing is further applied to the bubbles present in the gas-liquid mixed fluid that has reached the recess 146. Therefore, by applying a physical stimulus (for example, shearing) to the bubbles, the crushing of the bubbles can be further promoted.

このように、羽根13aの側面の端部と孔部145の縁とによる気泡のせん断に加えて、羽根13aの底面の端部と凹部146の縁とによる気泡のせん断も行われる。そのため、さらに効率良くナノバブルを生成することができる。   In this manner, in addition to the shearing of the bubbles by the end of the side surface of the blade 13a and the edge of the hole 145, the shearing of the bubble by the end of the bottom surface of the blade 13a and the edge of the recess 146 is also performed. Therefore, nanobubbles can be generated more efficiently.

図7は、本実施形態のナノバブル生成装置1において、せん断リング14装着の有無によるナノバブル生成数の差異を検証した結果を説明するための図表である。図7(a)は、ナノバブル生成装置1にせん断リング14を装着しなかった場合における、インペラ13の単位時間当たりの回転数に応じた、気泡サイズ別の生成個数の計測結果を示している。また、図7(b)は、ナノバブル生成装置1にせん断リング14を装着した場合における、インペラ13の単位時間当たりの回転数に応じた、気泡サイズ別の生成個数の計測結果を示している。なお、共に、図4を用いて既に説明したマイクロバブル水を使用し、前述したリオン製パーティクルカウンタを用いて気泡サイズ1.0[μm]以下のものを計測している。   FIG. 7 is a chart for explaining the result of verifying the difference in the number of nanobubbles generated depending on whether or not the shear ring 14 is attached in the nanobubble generator 1 of the present embodiment. FIG. 7A shows the measurement result of the number of bubbles generated for each bubble size according to the number of rotations of the impeller 13 per unit time when the nanobubble generator 1 is not equipped with the shear ring 14. FIG. 7B shows a measurement result of the number of bubbles generated for each bubble size according to the number of rotations of the impeller 13 per unit time when the shear ring 14 is attached to the nanobubble generator 1. In both cases, the microbubble water already described with reference to FIG. 4 is used, and the bubble size of 1.0 [μm] or less is measured using the above-described particle counter made of Lion.

図7(a)に示す表は、せん断リング14を装着しなかった場合の、インペラ13の単位時間当たりの回転数別に、気泡サイズ0.2[μm]、0.3[μm]、0.5[μm]、1.0[μm]の10[cc]当たりの個数を計測した結果である。
図7(a)の表に示す計測結果と、図4の表に示す計測結果とを比較すると、気泡サイズ0.2[μm]、0.3[μm]、0.5[μm]のそれぞれにおいて、計測された気泡の個数が増加していることが見て取れる。
The table shown in FIG. 7A shows that the bubble sizes are 0.2 [μm], 0.3 [μm], 0..., Depending on the number of rotations per unit time of the impeller 13 when the shear ring 14 is not attached. It is the result of measuring the number per 10 [cc] of 5 [μm] and 1.0 [μm].
When the measurement results shown in the table of FIG. 7A are compared with the measurement results shown in the table of FIG. 4, each of the bubble sizes of 0.2 [μm], 0.3 [μm], and 0.5 [μm] is obtained. It can be seen that the number of measured bubbles has increased.

図7(b)に示す表は、せん断リング14を装着した場合の、インペラ13の単位時間当たりの回転数別に気泡サイズ0.2[μm]、0.3[μm]、0.5[μm]、1.0[μm]の10[cc]当たりの個数を計測した結果である。
図7(a)の表に示す計測結果と、図7(b)の表に示す計測結果とを比較すると、インペラ13の単位時間当たりの回転数に関わらず、気泡サイズ0.2[μm]、0.3[μm]、0.5[μm]のそれぞれにおいて、計測された気泡の個数が増加していることが見て取れる。ナノバブル生成装置1にせん断リング14を装着することにより、せん断リング14が未装着の場合と比べて、全体として生成されるナノバブルの全体数が平均して16[%]増加している。
The table shown in FIG. 7B shows the bubble sizes of 0.2 [μm], 0.3 [μm], and 0.5 [μm] according to the number of rotations per unit time of the impeller 13 when the shear ring 14 is attached. , 1.0 [μm] per 10 [cc].
When the measurement results shown in the table of FIG. 7A are compared with the measurement results shown in the table of FIG. 7B, the bubble size is 0.2 [μm] regardless of the number of rotations of the impeller 13 per unit time. , 0.3 [μm], and 0.5 [μm], it can be seen that the number of measured bubbles increases. By attaching the shear ring 14 to the nanobubble generating device 1, the total number of nanobubbles generated as a whole is increased by 16 [%] on average as compared with the case where the shear ring 14 is not attached.

図8(a)、(b)、図9のそれぞれは、図7に示す検証結果を気泡サイズ別にグラフ化したものである。図8(a)は、気泡サイズ0.2[μm]のものについて、せん断リング14装着の有無による差異を表したグラフである。図8(b)は、気泡サイズ0.3[μm]のものについて、せん断リング14装着の有無による差異を表したグラフである。図9は、気泡サイズ0.5[μm]のものについて、せん断リング14装着の有無による差異を表したグラフである。各グラフそれぞれの縦軸は、10[cc]当たりの気泡の個数を示しており、横軸は、インペラ13の単位時間当たりの回転数を示している。   8A, 8B, and 9 are graphs of the verification results shown in FIG. 7 for each bubble size. FIG. 8A is a graph showing the difference depending on the presence or absence of the shear ring 14 for a bubble size of 0.2 [μm]. FIG. 8B is a graph showing the difference depending on whether or not the shear ring 14 is attached for a bubble size of 0.3 [μm]. FIG. 9 is a graph showing the difference depending on whether or not the shear ring 14 is attached for a bubble size of 0.5 [μm]. The vertical axis of each graph indicates the number of bubbles per 10 [cc], and the horizontal axis indicates the number of rotations of the impeller 13 per unit time.

各グラフからは、気泡サイズ0.2[μm]、気泡サイズ0.3[μm]、気泡サイズ0.5[μm]の何れにおいても、インペラ13の単位時間当たりの回転数に関わらず、せん断リング14を装着した方が、生成されるナノバブルの数が増加していることが見て取れる。   From each graph, shearing is performed regardless of the rotation speed per unit time of the impeller 13 regardless of the bubble size 0.2 [μm], the bubble size 0.3 [μm], and the bubble size 0.5 [μm]. It can be seen that the number of nanobubbles generated is increased when the ring 14 is attached.

この様に、本実施形態のナノバブル生成装置1は、予め生成しておいたマイクロバブル水を第1空間S1へと取り込み、取り込んだマイクロバブル水に内在する気泡をインペラ13及びせん断リング14によりせん断する。これにより、単位量当たりに含まれるナノバブルの個数を増加させることができる。さらに、マイクロバブル水に内在するナノバブルをせん断し、より微細なナノバブルにすることができる。   As described above, the nanobubble generating device 1 of the present embodiment takes in the microbubble water generated in advance into the first space S1, and shears the air bubbles contained in the taken microbubble water by the impeller 13 and the shear ring 14. To do. Thereby, the number of nanobubbles contained per unit amount can be increased. Furthermore, the nanobubbles inherent in the microbubble water can be sheared to form finer nanobubbles.

また、本実施形態のナノバブル生成装置1では、せん断リング14により第1空間S1、第2空間S2が形成される。これにより、インペラ13の回転により第1空間に流入した気液混合流体が、これに内在する気泡をせん断した後に第2空間Sを経て排出ノズル15からケーシング外へ向けて排出されるまでの一連の液流をスムースにすることができる。そのため、効率良くナノバブルを生成することができる。   Further, in the nanobubble generator 1 of the present embodiment, the first space S1 and the second space S2 are formed by the shear ring 14. As a result, the gas-liquid mixed fluid that has flowed into the first space due to the rotation of the impeller 13 is sheared from the air bubbles contained therein and then discharged from the discharge nozzle 15 toward the outside of the casing through the second space S. The liquid flow can be made smooth. Therefore, nanobubbles can be generated efficiently.

また、本実施形態のナノバブル生成装置1の構成の一部として、一般に広く流通している過流型ポンプを採用することができる。これにより、機器製造コストの低減を図ることができる。   In addition, as a part of the configuration of the nanobubble generating device 1 of the present embodiment, a generally-used overflow pump can be employed. Thereby, reduction of apparatus manufacturing cost can be aimed at.

また、本実施形態のせん断リング14は、孔部145及び凹部146を有する。そのため、羽根13aの側面の端部と孔部145の縁とによる気泡のせん断に加えて、羽根13aの底面の端部と凹部146の縁とによる気泡のせん断も行われる。これより、より効率良くナノバブルの生成を行うことができる。
また、孔部145、並びに、凹部146に到達した気液混合流体に内在する気泡には、さらに、せん断する際の圧力も付与される。そのため、気泡に物理的刺激(例えば、せん断)を与えることにより、当該気泡を潰す圧壊が促進され、効率良くより多くのナノバブルを生成することができる。
In addition, the shear ring 14 of this embodiment has a hole 145 and a recess 146. Therefore, in addition to the shearing of the bubbles by the edge of the side surface of the blade 13a and the edge of the hole 145, the shearing of the bubble by the edge of the bottom surface of the blade 13a and the edge of the recess 146 is also performed. As a result, nanobubbles can be generated more efficiently.
In addition, a pressure at the time of shearing is further applied to the bubbles existing in the gas-liquid mixed fluid that has reached the hole 145 and the recess 146. Therefore, by applying physical stimulation (for example, shearing) to the bubbles, crushing of the bubbles is promoted, and more nanobubbles can be efficiently generated.

上記説明した実施形態は、本発明をより具体的に説明するためのものであり、本発明の範囲が、これらの例に限定されるものではない。   The embodiment described above is for explaining the present invention more specifically, and the scope of the present invention is not limited to these examples.

1・・・ナノバブル生成装置、10・・・本体ケーシング、11・・・上蓋ケーシング、12・・・吸引ノズル、13・・・インペラ、13a・・・羽根、14・・・せん断リング(孔付リング)、15・・・排出ノズル、20・・・制御部、130・・・開口部、131・・・蓋部、132・・・ロータケース部、141・・・上鍔部、142・・・下鍔部、143・・・側壁部、145・・・孔部、S1・・・第1空間、S2・・・第2空間。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Nano bubble production | generation apparatus, 10 ... Main body casing, 11 ... Upper cover casing, 12 ... Suction nozzle, 13 ... Impeller, 13a ... Blade | wing, 14 ... Shear ring (with a hole) Ring), 15 ... discharge nozzle, 20 ... control part, 130 ... opening, 131 ... lid part, 132 ... rotor case part, 141 ... upper collar part, 142 ... -Lower collar part, 143 ... side wall part, 145 ... hole, S1 ... 1st space, S2 ... 2nd space.

Claims (9)

気泡が内在する気液混合流体が流入する内部空間を有するケーシングと、
このケーシングの内部空間に、前記気液混合流体が流入する第1空間と、前記気液混合流体を流出させるための第2空間とを形成するとともに、前記第1空間と前記第2空間とを孔部を通じて連通させる孔付リングと、
この孔付リングの内側に配設され、その端部が、前記孔付リングの内壁に対向して配備され、前記第1空間において回転可能に構成されたインペラと、
前記インペラの回転により付勢され、前記第1空間に流入して前記孔付リングの孔部に到達した気液混合流体に内在する気泡を、前記孔付リングの内壁側の孔部の縁と当該インペラの端部とによりせん断するせん断機構と、
このせん断機構により気泡がせん断された気液混合流体が、前記孔部と前記第2空間を経由してケーシング外に向けて排出する排出機構と、を有することを特徴とする、
ナノバブル生成装置。
A casing having an internal space into which a gas-liquid mixed fluid containing bubbles is introduced;
In the internal space of the casing, a first space into which the gas-liquid mixed fluid flows and a second space for allowing the gas-liquid mixed fluid to flow out are formed, and the first space and the second space are formed. A ring with a hole communicating through the hole,
An impeller disposed on the inner side of the ring with holes and having an end thereof facing the inner wall of the ring with holes and configured to be rotatable in the first space;
Bubbles existing in the gas-liquid mixed fluid that is energized by the rotation of the impeller and flows into the first space and reaches the hole portion of the holed ring, and the edge of the hole on the inner wall side of the holed ring A shearing mechanism that shears with the end of the impeller;
The gas-liquid mixed fluid in which the bubbles are sheared by the shearing mechanism has a discharge mechanism that discharges the gas outside the casing through the hole and the second space.
Nano bubble generator.
前記孔付リングは、その上端部又は下端部の少なくとも一方の端部から当該孔付リングの内側方向に延出した第1の鍔部を有しており、
前記第1の鍔部は、前記インペラの端部とは異なる端部と対向する外壁に前記孔部の縁の一部と連設された凹部が形成されており、
前記せん断機構は、前記インペラの回転により付勢され、前記第1空間に流入して前記凹部に到達した気液混合流体に内在する気泡を、当該凹部の縁と前記インペラの端部とは異なる端部とによりせん断すること特徴とする、
請求項1に記載のナノバブル生成装置。
The holed ring has a first flange extending from the upper end or the lower end of the holed ring toward the inner side of the holed ring,
The first flange portion is formed with a recess connected to a part of an edge of the hole portion on an outer wall facing an end portion different from the end portion of the impeller,
The shear mechanism is energized by the rotation of the impeller, and the bubbles in the gas-liquid mixed fluid flowing into the first space and reaching the recess are different from the edge of the recess and the end of the impeller. It is characterized by shearing with the end part,
The nanobubble generating apparatus according to claim 1.
前記孔付リングは、その上端部及び下端部のそれぞれから当該孔付リングの外側方向に延出した第2の鍔部を有しており、
前記第2の鍔部は、前記ケーシングの内部空間の壁面と密接する形状に形成されており、この第2の鍔部を有する孔付リングを当該内部空間に配備することにより前記第2空間が形成されることを特徴とする、
請求項1又は2に記載のナノバブル生成装置。
The hole ring has a second flange extending from the upper end portion and the lower end portion in the outer direction of the hole ring,
The second flange is formed in a shape that is in close contact with the wall surface of the internal space of the casing, and the second space is formed by disposing a ring with a hole having the second flange in the internal space. Characterized by being formed,
The nanobubble production | generation apparatus of Claim 1 or 2.
前記せん断機構は、前記第2の気液混合流体に内在する気泡全体におけるナノバブルの割合が、前記第1の気液混合流体に内在する気泡全体におけるナノバブルの割合よりも高い割合となるように前記気泡をせん断することを特徴とする、
請求項1又は2に記載のナノバブル生成装置。
The shearing mechanism is configured so that a ratio of nano bubbles in all the bubbles existing in the second gas-liquid mixed fluid is higher than a ratio of nano bubbles in the entire bubbles existing in the first gas-liquid mixed fluid. It is characterized by shearing bubbles,
The nanobubble production | generation apparatus of Claim 1 or 2.
気泡が内在する気液混合流体が流入する内部空間を有するケーシングを備え、回転可能に構成されたインペラの回転により付勢され、この内部空間に流入した気液混合流体を当該ケーシング外に向けて排出するポンプに装着する孔付リングであって、
このケーシングの内部空間に、前記気液混合流体が流入する第1空間と、前記気液混合流体を流出させるための第2空間とを形成するリングと、
前記第1空間と前記第2空間とを連通させるために前記リングに設けられた孔部と、を有しており、
前記リングの内側に配設され、その端部が、前記リングの内壁に対向して配備され、前記第1空間において前記インペラの回転により付勢され、当該第1空間に流入して前記孔部に到達した気液混合流体に内在する気泡を、当該リングの内壁側の孔部の縁と当該インペラの端部とによりせん断し、当該気泡がせん断された気液混合流体を、前記孔部と前記第2空間を経由してケーシング外に向けて排出するように構成される、
孔付リング。
A casing having an internal space into which a gas-liquid mixed fluid in which bubbles are contained flows and is energized by rotation of an impeller configured to be rotatable, and the gas-liquid mixed fluid that has flowed into the internal space is directed to the outside of the casing. A ring with a hole attached to the pump to be discharged,
A ring that forms a first space into which the gas-liquid mixed fluid flows in an internal space of the casing and a second space for allowing the gas-liquid mixed fluid to flow out;
A hole provided in the ring for communicating the first space and the second space;
Arranged inside the ring, the end thereof is arranged opposite to the inner wall of the ring, and is urged by the rotation of the impeller in the first space, and flows into the first space to enter the hole portion. The air bubbles in the gas-liquid mixed fluid that has reached the edge are sheared by the edge of the hole on the inner wall side of the ring and the end of the impeller, and the gas-liquid mixed fluid in which the bubbles are sheared is It is configured to discharge toward the outside of the casing via the second space,
Ring with holes.
前記リングは、その上端部又は下端部の少なくとも一方の端部から当該リングの内側方向に延出した第1の鍔部を有しており、
前記第1の鍔部は、前記インペラの端部とは異なる端部と対向する外壁に前記孔部の縁の一部と連設された凹部が形成されており、
前記インペラの回転により付勢され、前記第1空間に流入して前記凹部に到達した気液混合流体に内在する気泡を、当該凹部の縁と前記インペラの端部とは異なる端部とによりせん断するように構成される、
請求項5に記載の孔付リング。
The ring has a first flange extending from the upper end or the lower end of the ring toward the inner side of the ring,
The first flange portion is formed with a recess connected to a part of an edge of the hole portion on an outer wall facing an end portion different from the end portion of the impeller,
Air bubbles contained in the gas-liquid mixed fluid that is energized by the rotation of the impeller and flows into the first space and reaches the recess are sheared by an edge of the recess and an end different from the end of the impeller. Configured to
The ring with a hole according to claim 5.
前記リングは、その上端部及び下端部のそれぞれから当該リングの外側方向に延出した第2の鍔部を有しており、
前記第2の鍔部は、前記ケーシングの内部空間の壁面と密接する形状に形成されており、この第2の鍔部を有するリングを当該内部空間に配備することにより前記第2空間が形成されるように構成される、
請求項5又は6に記載の孔付リング。
The ring has a second flange extending from the upper end and the lower end of the ring in the outer direction of the ring,
The second flange is formed in a shape in close contact with the wall surface of the internal space of the casing, and the second space is formed by disposing a ring having the second flange in the internal space. Configured to
The ring with a hole of Claim 5 or 6.
前記孔部の縁と前記インペラの一の端部とによる前記気泡のせん断は、前記気泡がせん断された気液混合流体に内在する気泡全体におけるナノバブルの割合が、前記第1空間に流入して前記孔部に到達した気液混合流体に内在する気泡全体におけるナノバブルの割合よりも高い割合となるようにせん断することを特徴とする、
請求項5に記載の孔付リング。
The shearing of the bubbles by the edge of the hole and one end of the impeller is such that the ratio of nanobubbles in the total bubbles contained in the gas-liquid mixed fluid in which the bubbles are sheared flows into the first space. It is characterized by shearing so as to have a higher ratio than the ratio of nanobubbles in all the bubbles inherent in the gas-liquid mixed fluid that has reached the hole,
The ring with a hole according to claim 5.
前記凹部の縁と前記インペラの端部とは異なる端部とによる前記気泡のせん断は、前記気泡がせん断された気液混合流体に内在する気泡全体におけるナノバブルの割合が、前記第1空間に流入して前記孔部に到達した気液混合流体に内在する気泡全体におけるナノバブルの割合よりも高い割合となるようにせん断することを特徴とする、
請求項6に記載の孔付リング。
The shearing of the bubbles by the edge of the recess and the end different from the end of the impeller is such that the ratio of nanobubbles in the total bubbles contained in the gas-liquid mixed fluid in which the bubbles are sheared flows into the first space. Then, shearing so as to be higher than the ratio of nanobubbles in the entire bubble inherent in the gas-liquid mixed fluid that has reached the hole,
The perforated ring according to claim 6.
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