JP5785158B2 - Microbubble generator - Google Patents
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Description
本発明は、被処理液体中へ微細気泡混じりの液体を供給することのできる微細気泡発生装置に関する。 The present invention relates to a fine-bubble onset NamaSo location capable of supplying the liquid of fine air bubbles to the treated liquid.
空気中の酸素を水中に溶解させたり、水中に溶存している不要な気体や揮発性物質などを除去したりするために使用される微細気泡発生器については、従来、様々な構造、機能を有するものが提案されているが、本願発明に関連する微細気泡発生器として、円筒状容器の円周接線方向に沿って当該円筒状容器内へ液体を送り込み、当該円筒状容器内に形成される気液旋回流によって微細気泡を発生させるものがある(例えば、特許文献1〜4参照。)。 Conventional microbubble generators used to dissolve oxygen in the air in water and remove unnecessary gases and volatile substances dissolved in water have various structures and functions. As a fine bubble generator related to the present invention, a liquid is fed into the cylindrical container along the circumferential tangential direction of the cylindrical container, and is formed in the cylindrical container. Some generate fine bubbles by a gas-liquid swirl flow (see, for example, Patent Documents 1 to 4).
特許文献1記載の「微細気泡発生器」においては、二つの噴射口(主噴射口及び副噴射口)から発生筒体内へ向かって噴射された気泡液と同量の微細気泡液が放出口から放出されるので、主噴射口及び副噴射口から発生筒体内への気泡液供給量を増やすと、発生筒体内における気泡液の滞留時間が減少し、微細気泡の生成量が減少する可能性がある。 In the “fine bubble generator” described in Patent Document 1, the same amount of fine bubble liquid as that injected from the two injection ports (main injection port and sub-injection port) into the generating cylinder is discharged from the discharge port. Therefore, if the amount of bubble liquid supplied from the main injection port and the sub-injection port to the generating cylinder is increased, the residence time of the bubble liquid in the generating cylinder decreases, and the amount of fine bubbles generated may decrease. is there.
また、引用文献2,3記載の「気体溶解器」においては、気体の溶解を促進させる手段として、筒状ケーシング内に複数の突起部材が設けられたり、流路形成部材が配置されたりしているため、筒状ケーシング内を流動する流体の圧力損失が大きい。また、筒状ケーシング内に突起部材や流路形成部材が存在することにより、流路が狭隘化しているため、流体中に含まれる異物が詰まる可能性が高い。 Further, in the “gas dissolver” described in the cited documents 2 and 3, as a means for promoting gas dissolution, a plurality of protruding members are provided in the cylindrical casing, or a flow path forming member is disposed. Therefore, the pressure loss of the fluid flowing in the cylindrical casing is large. Further, since the projecting member and the flow path forming member are present in the cylindrical casing, the flow path is narrowed, so there is a high possibility that the foreign matter contained in the fluid is clogged.
引用文献4記載の「マイクロ・ナノバブル水生成装置」においても、管の内部に螺旋部材が配置されているため、前述と同様、管内を流れる水流の圧力損失が大きく、水流に含まれる異物が詰まる可能性も高い。 Also in the “micro / nano bubble water generation device” described in the cited document 4, since the spiral member is arranged inside the pipe, the pressure loss of the water flow flowing in the pipe is large as described above, and the foreign matters contained in the water flow are clogged. The possibility is high.
本発明が解決しようとする課題は、大量の微細気泡混じりの流体を効率的且つ安定的に供給することができる微細気泡発生装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide is to provide a fine bubble onset NamaSo location which can supply a large amount of fine air bubbles in the fluid efficiently and stably.
本発明の微細気泡発生装置は、仮想中心軸線が曲線状、螺旋状若しくは多角形の一部をなす形状の筒状ケーシングと、前記筒状ケーシングの片端部を閉塞する隔壁と、前記筒状ケーシングの他端部に設けられた吐出口と、前記仮想中心軸線に対してねじれの位置をなす方向に沿って前記筒状ケーシング内へ流体を導入するため前記筒状ケーシングに連通して設けられた流体導入経路と、を備え、前記筒状ケーシング内に気体を導入するため前記筒状ケーシングに連通する気体導入経路を設けた微細気泡発生器の二つを、それぞれの前記吐出口同士が対向するように配置して形成したことを特徴とする。 The fine bubble generating apparatus of the present invention includes a cylindrical casing having a virtual center axis that is curved, spiral, or part of a polygon, a partition wall that closes one end of the cylindrical casing, and the cylindrical casing. And provided in communication with the cylindrical casing for introducing fluid into the cylindrical casing along a direction that forms a twisted position with respect to the virtual center axis. Each of the discharge ports face each other in two fine bubble generators provided with a gas introduction path that communicates with the cylindrical casing in order to introduce gas into the cylindrical casing. It is characterized by being arranged as described above .
このような構成の微細気泡発生器を被処理液に浸漬し、前記流体導入経路を経由して前記筒状ケーシング内に向かって気体と液体との混合流体を供給すれば、混合流体は前記筒状ケーシングの仮想中心軸線に対してねじれの位置をなす方向に沿って前記筒状ケーシング内へ流入するので、前記筒状ケーシング内に、前記仮想中心軸線の周りで一定方向に回転する気液旋回流が形成されるとともに、その中心部分である前記仮想中心軸線付近に負圧空洞部が発生する。 If the fine bubble generator having such a configuration is immersed in the liquid to be treated and a mixed fluid of gas and liquid is supplied into the cylindrical casing via the fluid introduction path, the mixed fluid is the cylinder. A gas-liquid swirl that rotates in a certain direction around the virtual central axis in the cylindrical casing because it flows into the cylindrical casing along a direction that forms a twisted position with respect to the virtual central axis of the cylindrical casing A flow is formed, and a negative pressure cavity is generated in the vicinity of the imaginary central axis that is the central portion.
この負圧空洞部は、前記気液旋回流の回転力によって引き千切られながら、ここに含まれる気体が微細気泡となって液体と共に筒状ケーシングの他端部の吐出口から吐出されるので、大量の微細気泡混じりの流体を供給することができる。また、筒状ケーシング内に気液旋回流を形成するための部材を配置する必要がないので、圧力損失が小さく、異物が詰まる可能性も低い。このため、微細気泡混じりの流体を効率的且つ安定的に供給することができる。 Since this negative pressure cavity is torn off by the rotational force of the gas-liquid swirl flow, the gas contained therein becomes fine bubbles and is discharged from the discharge port at the other end of the cylindrical casing together with the liquid. A fluid containing a large amount of fine bubbles can be supplied. Moreover, since it is not necessary to arrange a member for forming a gas-liquid swirl flow in the cylindrical casing, the pressure loss is small and the possibility of clogging with foreign substances is low. For this reason, the fluid containing fine bubbles can be supplied efficiently and stably.
さらに、仮想中心軸線が曲線状、螺旋状若しくは多角形の一部をなす形状の筒状ケーシングは、これと仮想中心軸線方向の長さが等しい直線状の筒状ケーシングよりも占有スペースの縮小を図ることができるため、大型化を回避することができる。 Furthermore, the cylindrical casing whose virtual center axis forms a curved shape, a spiral, or a part of a polygon has a smaller occupied space than a straight cylindrical casing having the same length in the virtual center axis direction. Since it can achieve, enlargement can be avoided.
なお、仮想中心軸線が直線状の筒状ケーシング内に比べ、仮想中心軸線が曲線状、螺旋状若しくは多角形の一部をなす形状の筒状ケーシング内の方が大量の微細気泡が発生する理由については不明な点が多いが、現時点では、以下のように推測される。即ち、仮想中心軸線が直線状の筒状ケーシング内で発生する負圧空洞部は一本の連続形状を維持し続けるので、引き千切られる箇所が負圧空洞部の端部のみに限られているのに対し、仮想中心軸線が曲線状、螺旋状若しくは多角形の一部をなす形状の筒状ケーシング内で発生する負圧空洞部は、当該筒状ケーシング内にて、連続した直線形状を維持することができないので、複数箇所で分断されるように引き千切られ、それぞれの分断箇所で微細気泡が形成されるからではないかと、推測される。 The reason why a larger number of fine bubbles are generated in a cylindrical casing whose virtual center axis is curved, spiral, or part of a polygonal shape than in a cylindrical casing whose virtual center axis is linear. There are many unclear points about, but at present, it is estimated as follows. That is, since the negative pressure cavity portion generated in the cylindrical casing having a straight virtual center axis keeps a single continuous shape, the portion to be shredded is limited to only the end portion of the negative pressure cavity portion. On the other hand, the negative pressure cavity generated in the cylindrical casing whose virtual center axis forms a curved, spiral or polygonal shape maintains a continuous linear shape in the cylindrical casing. Since it cannot be performed, it is presumed that it is shredded so as to be divided at a plurality of places, and fine bubbles are formed at each of the divided places.
また、前記筒状ケーシング内に気体を導入するため前記筒状ケーシングに連通する気体導入経路を設けたことにより、前記流体導入経路を経由して前記筒状ケーシング内に気体と液体との混合流体を供給しながら、前記気体導入経路を経由して前記筒状ケーシング内へ気体を供給することが可能となるため、前記筒状ケーシング内における微細気泡発生量を増大させることができる。 Further , by providing a gas introduction path that communicates with the cylindrical casing to introduce gas into the cylindrical casing, a mixed fluid of gas and liquid is introduced into the cylindrical casing via the fluid introduction path. Since the gas can be supplied into the cylindrical casing via the gas introduction path while supplying the gas, the amount of fine bubbles generated in the cylindrical casing can be increased.
また、前記流体導入経路を経由して前記筒状ケーシング内へ液体のみを供給しながら、前記気体導入経路を経由して気体を前記筒状ケーシング内へ供給することにより、液体と気体とを別々に前記筒状ケーシング内へ供給することもできるので、それぞれの供給量を独立してコントロールすることも可能となり、使い勝手が向上する。 In addition, the liquid and the gas are separately supplied by supplying the gas into the cylindrical casing via the gas introduction path while supplying only the liquid into the cylindrical casing via the fluid introduction path. In addition, since it can be supplied into the cylindrical casing, it is also possible to independently control the amount of each supply, improving usability.
一方、前記筒状ケーシング内への気体導入口となる前記気体導入経路の開口部を前記筒状ケーシング内に配置することもできる。このような構成とすれば、前記筒状ケーシング内の任意の領域に気体を供給することが可能となるので、当該筒状ケーシング内において微細気泡が形成され易い領域に気体導入経路の開口部を配置することにより、微細気泡発生量の増大を図ることができる。 On the other hand, an opening of the gas introduction path serving as a gas introduction port into the cylindrical casing can be arranged in the cylindrical casing. With such a configuration, it is possible to supply gas to an arbitrary region in the cylindrical casing. Therefore, an opening of the gas introduction path is provided in a region where fine bubbles are easily formed in the cylindrical casing. By arranging, the generation amount of fine bubbles can be increased.
なお、前述した微細気泡発生器の材質は限定しないので、金属、セラミックス、合成樹脂、天然素材、カーボン材などあるいはこれらを組み合わせた材料を用いて形成することができる。また、前記微細気泡発生器を用いて微細気泡を供給する対象となる被処理液としては真水、塩水などが想定されるが、これらに限定しないので、アルコール、石油、植物油、動物油、化学合成あるいは天然醸成によって生成された各種液体などへの微細気泡供給手段として使用することもできる。さらに、微細気泡を生成するために前記微細気泡発生器へ供給する気体も限定しないので、空気、酸素、二酸化炭素、オゾンあるいは各種用途に応じた様々な気体を用いることができる。 In addition, since the material of the microbubble generator mentioned above is not limited, it can be formed using a metal, ceramics, a synthetic resin, a natural material, a carbon material, etc., or the material which combined these. In addition, as the liquid to be treated for supplying fine bubbles using the fine bubble generator, fresh water, salt water and the like are assumed, but not limited thereto, alcohol, petroleum, vegetable oil, animal oil, chemical synthesis or It can also be used as means for supplying fine bubbles to various liquids produced by natural brewing. Furthermore, since the gas supplied to the fine bubble generator for generating fine bubbles is not limited, air, oxygen, carbon dioxide, ozone, or various gases according to various applications can be used.
また、前記筒状ケーシング内へ流体を導入するため、前記筒状ケーシングの周壁に、前記筒状ケーシングに連通する副流体導入経路を設けることもできる。このような構成とすれば、前記副流体導入経路から前記筒状ケーシング内へ流体(気体若しくは液体のいずれか一方または気体と液体との混合流体)を導入することにより、前記流体導入経路のみから流体を導入する場合より大量の流体を筒状ケーシング内へ導入することが可能となるため、さらに大量の微細気泡混じりの流体を供給することができる。 In order to introduce fluid into the cylindrical casing, a sub-fluid introduction path communicating with the cylindrical casing may be provided on the peripheral wall of the cylindrical casing. With such a configuration, by introducing a fluid (either gas or liquid or a mixed fluid of gas and liquid) from the auxiliary fluid introduction path into the cylindrical casing, only from the fluid introduction path. Since a larger amount of fluid can be introduced into the cylindrical casing than when fluid is introduced, a larger amount of fluid containing fine bubbles can be supplied.
さらに、本発明の微細気泡発生装置は、前述した微細気泡発生器を用いたものであって、二つの前記微細気泡発生器を、それぞれの前記吐出口同士が対向するように配置して形成したことを特徴とする。 In addition, the fine bubble generating device of the present invention, which uses a micro bubble generator described above, by arranging such two of the fine-bubble generator, to each other each of the discharge port facing formed It is characterized by that.
このような構成とすれば、二つの前記微細気泡発生器の吐出口から吐出された微細気泡混じりの流体が回転しながら互いに干渉し合うことによって微細気泡が圧壊して、その数量が増大するので、装置の大型化を回避しながら、大量の微細気泡混じりの流体を効率的且つ安定的に供給することができる。 With such a configuration, since the fluid containing a mixture of micro bubbles discharged from the discharge ports of the two micro-bubble generators interferes with each other while rotating, the micro-bubbles are crushed and the number thereof increases. Thus, it is possible to efficiently and stably supply a fluid containing a large amount of fine bubbles while avoiding an increase in the size of the apparatus.
本発明により、大量の微細気泡混じりの流体を、効率的且つ安定的に供給することができる微細気泡発生装置を提供することができる。 The present invention, a large amount of fine air bubbles in the fluid, can be efficiently and stably supply capable of providing microbubbles onset NamaSo location.
図1に示すように、微細気泡発生装置100は、それぞれの仮想中心軸線10Lc,10Rcが曲線の一種である円弧状(半円形状)をなすケーシング11R,11Lなどを備えた二つの微細気泡発生器10L,10Rを、それぞれの吐出口12L,12R同士が対向するように配置し、ケーシング11R,11Lを帯板状の連結部材11aで連結することによって形成されている。
As shown in FIG. 1, the
ここで、微細気泡発生器10R,10Lの構造、機能について説明する。図1に示すように、二つの微細気泡発生器10R,10Lは、X−X線を挟んで互いに鏡面対称の構造であるため、微細気泡発生器10R,10Lにおいて共通する構成部分は、微細気泡発生器10Rにおける該当部分と同じ符号を付して説明を省略する。
Here, the structure and function of the
微細気泡発生器10R,10Lは、図2,図3に示すように、仮想中心軸線10Rc,10Lcが円弧状をなす円筒状のケーシング11R,11Lと、ケーシング11R,11Lの片端部を閉塞する隔壁14と、ケーシング11R,11Lの他端部を閉塞する隔壁15に開設された吐出口12R,12Lと、仮想中心軸線10Rc,10Lcに対してそれぞれねじれの位置をなす方向に沿ってケーシング11R,11L内へ液体Wを導入するためケーシング11R,11Lに連通して設けられた液体導入経路16と、ケーシング11R,11L内に気体Gを導入するためケーシング11R,11Lに連通する気体導入経路17と、を備えている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
液体導入経路16は、ケーシング11R,11Lの周壁18を貫通して開設され、周壁18の外周側に接続された給液管19に連通している。気体導入経路17は、ケーシング11R,11Lの片端部を閉塞する隔壁14の中心部分を貫通して開設され、隔壁14の外側に接続された給気管13と連通している。これにより、ケーシング11R,11L内にそれぞれ円弧状(半円形状)の気液旋回室11Rs,11Lsが形成される。
The
微細気泡発生装置100を使用する場合、二つの微細気泡発生器10L,10Rを備えた微細気泡発生装置100を被処理液に浸漬し、ポンプ(図示せず)に接続された給液管19から液体導入経路16を経由してケーシング11R,11L内に向かって液体Wを供給するとともに、給気管13から気体導入経路17を経由してケーシング11R,11L内へ気体Gを供給する。給気管13からケーシング11R,11L内への気体供給方法は限定しないので、用途や使用条件などに応じて、気体ポンプ(図示せず)による圧送方式あるいは気液旋回室11Rs,11Ls内に生じる負圧を利用した自然給気方式などを採用することができる。
When the
図2,図3に示すように、液体導入経路16を経由して供給された液体Wはケーシング11R,11Lの仮想中心軸線10Rc,10Lcに対してねじれの位置をなす方向に沿ってケーシング11R,11L内へ流入するので、ケーシング11R,11L内に、それぞれ仮想中心軸線10Rc,10Lcの周りで一定方向に回転しながら吐出口12R,12Lに向かって流動する気液旋回流RV,LVが形成されるとともに、その中心部分である仮想中心軸線10Rc付近に負圧空洞部Vが発生する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the liquid W supplied via the
そして、この負圧空洞部Vに含まれる気体が、気液旋回流RV,LVの回転力によって引き千切られながら、微細気泡MBとなり、それぞれケーシング11R,11Lの吐出口12R,12Lから液体Wとともに吐出されるので、大量の微細気泡MB混じりの液体Wを被処理液中に供給することができる。また、円筒状のケーシング11R,11Lの内部は空洞であるため、気液旋回室11Rs,11Ls内を流動する気液旋回流RV,LVの圧力損失が小さく、異物が詰まる可能性も低い。このため、微細気泡MB混じりの液体Wを効率的且つ安定的に供給することができる。
Then, the gas contained in the negative pressure cavity V is shredded by the rotational force of the gas-liquid swirl flows RV and LV to become fine bubbles MB, and together with the liquid W from the
なお、本実施形態の微細気泡発生装置100を構成するケーシング11R,11Lの内周面は平滑な曲面形状であるが、これに限定しないので、それぞれの前記内周面に気液旋回流RV,LVの流動方向に沿った螺旋状の溝、リブあるいは凸条を形成してもよい。また、本実施形態では、ケーシング11R,11Lの内周の横断面形状(仮想中心軸線10Rc,10Lcと直交する面の形状)はいずれも円形であるが、これに限定しないので、楕円形状、長円形状、扁平円形状あるいは多角形状とすることもできる。
The inner peripheral surfaces of the
微細気泡発生装置100においては、ケーシング11R,11L内に気体Gを導入するため、液体導入経路16とは別に、ケーシング11R,11Lに連通する気体導入経路17を設けている。従って、液体導入経路16を経由してケーシング11R,11L内へ液体Wを供給しながら、気体導入経路17を経由して気体Gをケーシング11R,11L内へ供給することができる。このように、液体Wと気体Gとを別々にケーシング11R,11L内へ供給することができるので、給液管19及び給気管13の上流側に設けられた調整弁(図示せず)を操作することにより、それぞれの供給量を独立してコントロールすることも可能であり、使い勝手に優れている。また、給液管19による液体Wの供給量及び給気管13による気体Gの供給量を、それぞれケーシング11R,11Lごとに独立して増減調節可能としたり、供給停止したりすることが可能な構成とすることもできる。
In the
また、図1に示すように、微細気泡発生器10Rのケーシング11Rの気液旋回室11Rs内には、隔壁14側から隔壁15に向かって右ネジを描くように回転流動する気液旋回流RVが形成され、微細気泡発生器10Lのケーシング11Lの気液旋回室11Ls内には、隔壁14側から隔壁15に向かって左ネジを描くように回転流動する気液旋回流LVが形成される。従って、同軸上で対向するように配置された吐出口12R,12Lから吐出された微細気泡MB混じりの液体Wは互いに同じ方向に回転しながら被処理液体中へ拡散していく。
Further, as shown in FIG. 1, a gas-liquid swirl flow RV that rotates and flows in a gas-liquid swirl chamber 11Rs of the
このように、二つの微細気泡発生器10R,10Lの吐出口12R,12Lから吐出された微細気泡MB混じりの流体同士が互いに同じ方向に回転しながら干渉し合うことにより、微細気泡MBの圧壊が進行して、その数量が増大するので、装置の大型化を回避しながら、大量の微細気泡MB混じりの流体Wを効率的且つ安定的に供給することができる。本実施形態では、二つの微細気泡発生器10R,10Lの吐出口12R,12Lは同軸上で対向するように配置されているが、これに限定するものではなく、吐出口12Rの仮想中心軸と吐出口12Lの仮想中心軸とのなす角度が180±5度程度の範囲内であることが望ましい。
As described above, the fluids mixed with the microbubbles MB discharged from the
本実施形態では、二つの微細気泡発生器10R,10Lのケーシング11R,11L内に液体W、気体Gをそれぞれ独立して導入するための気体導入経路17、液体導入経路16を設けているが、これに限定しないので、気体導入経路17を閉塞した構造とし、液体Wと気体Gとの混合流体を液体導入経路16からケーシング11R,11L内へ導入する方式とすることもできる。この場合、液体導入経路16が流体導入経路として機能する。
In the present embodiment, the
微細気泡発生装置100は二つの微細気泡発生器10R,10Lを備えているが、それぞれの微細気泡発生器10R,10L単独でも微細気泡MBを発生させ、吐出口12R,12Lから微細気泡MB混じりの流体を吐出さることができる。また、微細気泡発生器10R,10Lを構成するケーシング11R,11Lはそれぞれの仮想中心軸線10Rc,10Lcが円弧状(半円形状)をなす形状であるが、これに限定しないので、その他の曲線状(例えば、楕円弧曲線状、長円弧曲線状、波形曲線状、渦巻き曲線状など)あるいは多角形の一部をなす形状とすることもできる。
The
次に、図4,図5に基づいて、その他の実施形態である微細気泡発生器20rR,20lLについて説明する。なお、図4,図5に示す微細気泡発生器20rR,20lLにおいて、前述した微細気泡発生器10Rと共通する部分については、図1〜図3中の符号と同符号を付して説明を省略する。
Next, FIG. 4, on the basis of FIG. 5, another embodiment is a fine-bubble generator 20rR of that for 20lL be described. In the fine bubble generators 20rR and 20lL shown in FIGS. 4 and 5, the same parts as those of the
図4に示す微細気泡発生器20rRは、仮想中心軸線20Rcが右ネジ螺旋状をなす円筒状のケーシング21Rと、ケーシング21Rの片端部を閉塞する隔壁24と、ケーシング21Rの他端部を閉塞する隔壁25に開設された吐出口22Rと、仮想中心軸線20Rcに対してねじれの位置をなす方向に沿ってケーシング21R内へ液体Wを導入するためケーシング21Rの隔壁24寄りの周壁28の外周側に接続された給液管19と、ケーシング21R内に気体Gを導入するためケーシング21Rの隔壁24に接続された給気管13と、を備えている。
A microbubble generator 20rR shown in FIG. 4 has a
給液管19、給気管13を経由して液体W、気体Gをケーシング21R内へ供給すると、ケーシング21Rの気液旋回室21Rs内に、仮想中心軸線20Rcの周りで右ネジを描くように回転しながら吐出口22Rに向かって気液旋回室21Rs内を流動する気液旋回流RVが形成される。即ち、気液旋回流RVは右ネジを描きながら気液旋回室21Rsを流動し、且つ、全体的に右ネジ螺旋を描くようにケーシング21R内を流動していき、吐出口22Rから吐出される。
When the liquid W and the gas G are supplied into the
図5に示す微細気泡発生器20lLは、仮想中心軸線20Lcが左螺旋状をなす円筒状のケーシング21Lと、ケーシング21Lの片端部を閉塞する隔壁24と、ケーシング21Lの他端部を閉塞する隔壁25に開設された吐出口22Lと、仮想中心軸線20Lcに対してねじれの位置をなす方向に沿ってケーシング21L内へ液体Wを導入するためケーシング21Lの隔壁24寄りの周壁28の外周側に接続された給液管19と、ケーシング21L内に気体Gを導入するためケーシング21Lの隔壁24に接続された給気管13と、を備えている。
A microbubble generator 20lL shown in FIG. 5 includes a
給液管19、給気管13を経由して液体W、気体Gをケーシング21L内へ供給すると、ケーシング21Lの気液旋回室21Ls内に、仮想中心軸線20Lcの周りで左ネジを描くように回転しながら吐出口22Lに向かって気液旋回室21Ls内を流動する気液旋回流LVが形成される。即ち、気液旋回流LVは左ネジを描きながら気液旋回室21Ls内を流動し、且つ、全体的に左ネジ螺旋を描くようにケーシング21L内を流動していき、吐出口22Lから吐出される。
When the liquid W and the gas G are supplied into the
微細気泡発生器20rR,20lLにおいて、ケーシング21R,21Lを螺旋状としたことにより、ケーシング21R,21L内での滞留時間の長い気液旋回流RV,LVが形成されるため、ケーシング21R,21L内を流動する液体W中に大量の微細気泡が形成される結果、吐出口22R,22Lから大量の微細気泡混じりの液体を吐出することができる。また、螺旋状のケーシング21R,21Lは占有スペースの増大を抑制しながら比較的長い気液旋回室21Rs,21Lsを確保することができるため、装置の大型化を回避することができる。
In the fine bubble generators 20rR and 20lL, since the
なお、筒状のケーシング内における気液旋回流の回転方向及びケーシングの螺旋方向は図4,図5に示すものに限定しないので、右螺旋状のケーシング内に左ネジ方向の気液旋回流を形成する方式、あるいは左螺旋状のケーシング内に右ネジ方向の気液旋回流を形成する方式とすることもできる。また、白熱電灯の二重フィラメントのように、仮想中心軸線が螺旋状をなす円筒状のケーシングがさらに全体的に螺旋状を描くような形状とすることもできる。 Since the rotation direction of the gas-liquid swirl flow in the cylindrical casing and the spiral direction of the casing are not limited to those shown in FIGS. 4 and 5, a left-screw direction gas-liquid swirl flow is provided in the right spiral casing. It is also possible to adopt a method of forming a gas-liquid swirling flow in the right screw direction in a left spiral casing. Further, like a double filament of an incandescent lamp, a cylindrical casing having a spiral center axis can be formed into a spiral shape as a whole.
図6に示す微細気泡発生装置200は、微細気泡発生器20rR,20lRを、それぞれの吐出口22R,22Rが同軸上で対向するように配置して形成されている。微細気泡発生器20rRは図4に示すものと同じであるが、微細気泡発生器20lRは、右螺旋状のケーシング21R内に左ネジ方向の気液旋回流LVを形成する構造となっている。
The
このような構成とすれば、二つの微細気泡発生器20rR,20lRの吐出口22R,22Rから吐出された微細気泡MB混じりの流体同士が互いに同じ方向に回転しながら干渉し合うことにより、微細気泡MBの圧壊が進行して、その数量が増大するので、装置の大型化を回避しながら、大量の微細気泡MB混じりの流体Wを効率的且つ安定的に供給することができる。
With such a configuration, the fine bubbles MB mixed fluids discharged from the
図7に示す微細気泡発生器300は、図4に示す微細気泡発生器20rRと、図5に示す微細気泡発生器20lLと、をそれぞれの吐出口22R,22Lが同軸上で対向するように配置して形成されている。このような構成とすれば、二つの微細気泡発生器20rR,20lLの吐出口22R,22Lから吐出された微細気泡MB同士が互いに同じ方向に回転しながら干渉し合うことにより、微細気泡MBの圧壊が進行して、その数量が増大するので、大量の微細気泡MB混じりの流体Wを効率的且つ安定的に供給することができ、装置の大型化も回避することができる。
The
図6に示す微細気泡発生装置200は二つの微細気泡発生器20rR,20lRで構成され、図7に示す微細気泡発生装置300は二つの微細気泡発生器20rR,20lLで構成されているが、本発明はこれらに限定するものではないので、仮想中心軸線が螺旋状をなす筒状ケーシングを有する二つの微細気泡発生器を、二重螺旋を描くように配置することもできる。
6 includes two microbubble generators 20rR and 20lR, and the
図1〜図7に示す微細気泡発生器10L,10R,20rR,20lL,20lRはそれぞれ円筒状のケーシング11R,11L,21R,21Lで形成されているが、本発明はこれらに限定しないので、例えば、内周面が多角筒状、楕円筒状、長円筒状あるいは扁平円筒状をしたケーシングで形成することもできる。
The
次に、図8,図9に基づいて、その他の実施形態である微細気泡発生器30L,30Rについて説明する。
Next,
図8示す微細気泡発生器30Lは、仮想中心軸線30Lcが円弧形状(1/4円形状)をなす円筒状のケーシング31Lと、ケーシング31Lの片端部を閉塞する隔壁34と、ケーシング31Lの他端部を閉塞する隔壁35に開設された吐出口32Lと、仮想中心軸線30Lcに対してねじれの位置をなす方向に沿ってケーシング31L内へ液体Wを導入するためケーシング31Lに連通して設けられた液体導入経路36と、ケーシング31L内に気体Gを導入するためケーシング31Lに連通する気体導入経路37と、を備えている。
A
液体導入経路36は、ケーシング31Lの周壁38を貫通して開設され、周壁38の外周側に接続された給液管19に連通している。気体導入経路37は、ケーシング31Lの片端部を閉塞する隔壁34の中心部分を貫通して開設され、隔壁34の外側に接続された給気管13と連通している。これにより、ケーシング31L内に1/4円形状の気液旋回室31Lsが形成される。
The
微細気泡発生器31Lを被処理液に浸漬し、ポンプ(図示せず)に接続された給液管19から液体導入経路36を経由してケーシング31L内に向かって液体Wを供給するとともに、給気管13から気体導入経路37を経由してケーシング31L内へ気体Gを供給する。これにより、ケーシング31L内に、仮想中心軸線30Lcの周りで、隔壁35に向かって左方向に回転しながら吐出口32Lに向かって流動する気液旋回流LVが形成されるとともに、その中心部分である仮想中心軸線30Lc付近に負圧空洞部(図示せず)が発生する。
The
そして、この負圧空洞部に含まれる気体が、気液旋回流LVの回転力によって細かく引き千切られながら微細気泡MBとなり、ケーシング31Lの吐出口32Lから液体Wとともに吐出されるので、大量の微細気泡MB混じりの液体Wを被処理液中に供給することができる。
The gas contained in the negative pressure cavity is finely bubbled MB while being finely shredded by the rotational force of the gas-liquid swirl flow LV, and is discharged together with the liquid W from the
一方、図9に示す微細気泡発生器30Rは、仮想中心軸線30Rcが円弧形状(1/4円形状)をなす円筒状のケーシング31Rと、ケーシング31Rの片端部を閉塞する隔壁34と、ケーシング31Rの他端部を閉塞する隔壁35に開設された吐出口32Rと、仮想中心軸線30Rcに対してねじれの位置をなす方向に沿ってケーシング31R内へ液体Wを導入するためケーシング31Rに連通して設けられた液体導入経路36と、ケーシング31R内に気体Gを導入するためケーシング31Rに連通する気体導入経路37と、を備えている。
On the other hand, the
微細気泡発生器30Rを被処理液に浸漬し、ポンプ(図示せず)に接続された給液管19から液体導入経路36を経由してケーシング31R内に向かって液体Wを供給するとともに、給気管13から気体導入経路37を経由してケーシング31L内へ気体Gを供給すると、ケーシング31R内に、仮想中心軸線30Rcの周りで、隔壁35に向かって右回転しながら吐出口32Rに向かって流動する気液旋回流RVが形成され、大量の微細気泡MB混じりの液体Wを被処理液中に供給することができる。
The
微細気泡発生器30L,30Rは、被処理液中への微細気泡MB供給手段として、それぞれ単独で使用することができるが、微細気泡発生器30Lと微細気泡発生器30Rとをそれぞれの吐出口32L,32R同士が同軸上で対向するように配置して微細気泡発生装置(図示せず)を形成することもできる。微細気泡発生器30L,30Rのケーシング30L,30Rの仮想中心軸線30Lc,30Rcはいずれも1/4円形状であるが、これらに限定しないので、仮想中心軸線30Lc,30Rcが1/3円形状や3/4円形状などの部分円形状とすることができる。
The
次に、図10に基づいて、その他の実施形態である微細気泡発生器40rRについて説明する。図10に示す微細気泡発生器40rRは、仮想中心軸線40Rcが右ネジ螺旋状をなす円筒状のケーシング41Rと、ケーシング41Rの片端部を閉塞する隔壁44と、ケーシング41Rの他端部を閉塞する隔壁45に開設された吐出口42Rと、仮想中心軸線40Rcに対してねじれの位置をなす方向に沿ってケーシング41R内へ液体Wを導入するためケーシング41Rの隔壁24寄りの周壁48の外周側に接続された給液管19と、ケーシング41R内に気体Gを導入するためケーシング41Rの隔壁44に接続された給気管13と、を備えている。
Next, a microbubble generator 40rR which is another embodiment will be described based on FIG. A fine bubble generator 40rR shown in FIG. 10 has a
給気管13は、ケーシング41R内に延設された気体導入経路43に連通している。気体導入経路43は円管体で形成され、隔壁44から隔壁45に向かってケーシング41R内の仮想中心軸線40Rcと同軸をなすように延設され、ケーシング41R内への気体導入口となる先端開口部43a及び複数の開口部43bがケーシング41R内に配置されている。複数の開口部43bは、先端開口部43a寄りの気体導入経路43の周壁に開設されている。
The
給液管19と、給気管13及び気体導入経路43と、それぞれを経由して、液体W、気体Gをケーシング41R内へ供給すると、ケーシング41Rの気液旋回室41Rs内に、気体導入経路43周りや仮想中心軸線40Rc周りで右ネジを描くように回転しながら吐出口42Rに向かって気液旋回室41Rs内を流動する気液旋回流RVが形成される。この気液旋回流RVは右ネジを描きながら気液旋回室41Rsを流動し、且つ、全体的に右ネジ螺旋を描くようにケーシング41R内を流動していき、吐出口42Rからケーシング41R外へ吐出される。
When the liquid W and the gas G are supplied into the
微細気泡発生器40rRにおいては、ケーシング41R内に配置した気体導入経路43の先端開口部43a及び開口部43bからケーシング41R内に気体Gを供給することができるので、先端開口部43aや開口部43bを微細気泡が発生し易い箇所に配置することにより、微細気泡発生量の増大を図ることができる。本実施形態では、ケーシング41Rの全長(隔壁44内面から隔壁45内面までの長さ)の中央付近に先端開口部43aが位置するように気体導入経路43を配設しているが、これに限定しないので、隔壁44寄りの領域や隔壁45寄りの領域など、微細気泡が発生し易い箇所を選択して、先端開口部43aや開口部43bを配置することができる。また、先端開口部43aまたは開口部43bのいずれか一方のみを設けたり、円形状の開口部43bの代わりにスリット状の開口部を設けたりすることもできる。さらに、気体導入経路43の周壁全体あるいは周壁の特定部分に複数の開口部43bを分散させた状態で開設することもできる。
In the fine bubble generator 40rR, the gas G can be supplied into the
また、気体導入経路43は、図10に示す微細気泡発生器40rRのケーシング41R内に配置したものに限定しないので、図1〜図9に示す微細気泡発生器10L,10R,20rR,20lL,20lR,30L,30Rのケーシング11R,11L,21R,21L,31L,31R,41Rなどの内部に配置することもできる。
Further, since the
次に、図11に基づいて、その他の実施形態である微細気泡発生器50Rについて説明する。なお、微細気泡発生器50Rにおいて図3に示す微細気泡発生器10Rと共通する部分については図3中の符号と同符号を付して説明を省略する。
Next, based on FIG. 11, a
図11に示すように、微細気泡発生器50Rにおいては、円筒状のケーシング51Rの仮想中心軸線50Rcに対し、給液管19aが、その中心軸(図示せず)が斜めをなすように周壁18に取り付けられている。隔壁14aの内側(ケーシング51R内に臨む側)には、給液管19の中心軸と平行をなす傾斜面14bが設けられている。隔壁15aの内側(ケーシング51R内に臨む側)には、周壁18の内周面から吐出口12Rに向かって連続的に縮径した漏斗面15bが設けられている。
As shown in FIG. 11, in the
給液管19aからケーシング51R内へ導入される液体Wが、仮想中心軸線50Rcに対して斜め方向から気液旋回室51Rsに流入することにより、気液旋回室51Rs内においては、液体Wの吐出口12Rに向かう流動が高まるので、気液旋回室51Rs内で形成された微細気泡MB混じりの流体を吐出口12Rから効率良く吐出することができる。
The liquid W introduced into the
また、隔壁15a内側に漏斗面15bを設けたことにより、気液旋回室51Rsと吐出口12Rとの境界領域での乱流発生を抑制することができるので、気液旋回室51Rsで形成された気液旋回流RVを吐出口12Rから効率良く吐出することができる。なお、ケーシング51Rの周壁18の内周面に気液旋回流RVの旋回方向に沿ったフィン(図示せず)を設け、気体導入経路17の気液旋回室51Rs側の開口付近に負圧を発生させ、気体導入作用を高めることもできる。
Further, by providing the
次に、図12に基づいて、その他の実施形態である微細気泡発生器50rRについて説明する。なお、微細気泡発生器50rRにおいて図4に示す微細気泡発生器20rRと共通する部分については図4中の符号と同符号を付して説明を省略する。 Next, a microbubble generator 50rR as another embodiment will be described with reference to FIG. In the fine bubble generator 50rR, portions common to the fine bubble generator 20rR shown in FIG. 4 are given the same reference numerals as those in FIG.
微細気泡発生器50rRにおいては、円筒状のケーシング21R内へ流体を導入するため、ケーシング21Rの周壁28に、ケーシング21Rに連通する複数の副流体導入経路52,53とそれぞれ連通する流体供給管54,55が設けられている。流体供給管54,55はいずれも、ケーシング21Rに対する給液管19の接続構造と同じ構造で接続されている。複数の流体供給管54,55は、ケーシング21Rの基端側(給気管13が接続された隔壁24側)から先端側(吐出口22Rが開設された隔壁25側)に向かって間隔を置いて周壁28に接続されている。
In the fine bubble generator 50rR, in order to introduce the fluid into the
図12に示すように、微細気泡発生器50rRにおいては、給気管13及び給液管13を経由してそれぞれ気体G及び液体Wが供給されるとともに、流体供給管54から副流体導入経路52へ液体Wが供給され、流体供給管55から副流体導入経路53へ気体Gが供給される。これにより、給気管13及び給液管13からそれぞれ気体G及び液体Wを導入する場合より大量の流体をケーシング21R内へ導入することが可能となるため、さらに大量の微細気泡混じりの流体を供給することができる。なお、副流体導入経路の個数、配置位置及びそれぞれの副流体導入経路から導入する流体の種類については、前述の形態に限定しないので、用途及び使用条件等に応じて設定することができる。
As shown in FIG. 12, in the fine bubble generator 50rR, the gas G and the liquid W are supplied through the
次に、図13,図14に基づいて、その他の実施形態である微細気泡発生装置400について説明する。なお、微細気泡発生装置400において図1に示す微細気泡発生装置100と共通する部分については図1中の符号と同符号を付して説明を省略する。
Next, a
図13,図14に示すように、微細気泡発生装置400は、複数の微細気泡発生装置100(図1参照)を所定間隔を置いて層状に配列し、それぞれの連結部材11aを棒状(若しくは管状)の支持部材56によって連結することによって形成されている。微細気泡発生装置400においては、複数の微細気泡発生装置100からそれぞれ微細気泡MB混じりの流体が吐出されるので、極めて大量の微細気泡MB混じりの流体を広範囲に渡って供給することができる。微細気泡発生装置100は支持部材56に着脱可能であり、支持部材56の長さも限定しないので、複数の微細気泡発生装置100の個数や配置間隔などは図14に示す形態に限定することなく、用途及び使用条件等に応じて設定することができる。
As shown in FIGS. 13 and 14, the
本発明の微細気泡発生装置は、農作物などの植物類の栽培用水、魚介類の養殖用水、家畜類の畜養用水、洗浄用水、健康増進用の飲料水、入浴用水、足浴用水あるいは医療用水などへ酸素を含有する微細気泡を供給する手段、各種排水の浄化処理手段あるいは河川、湖沼、貯水池、海洋などの水質浄化手段などとして、広く利用することができる。 Fine bubbles onset NamaSo location of the present invention, cultivation of water for plants such as agricultural products, fish and shellfish farming water, farming water for livestock, cleaning water, drinking water for health promotion, bathing water, foot bath water or medical water It can be widely used as a means for supplying fine bubbles containing oxygen to water, a purification means for various wastewaters, or a water quality purification means for rivers, lakes, reservoirs, oceans and the like.
100,200,300,400 微細気泡発生装置
10L,10R,20rR,20lL,20lR,30L,30R,40rR,50R,50rR 微細気泡発生器
10Lc,10Rc,20Rc,20Lc,30Lc,30Rc,40Rc,50Rc 仮想中心軸線
11a 連結部材
11R,11L,21R,21L,31L,31R,41R,51R,52R ケーシング
11Rs,21Ls,21Rs,31Lc,31Rc,41Rs,51Rs 気液旋回室
12R,12L,22R,22L,32L,32R,42R 吐出口
13 給気管
14,14a,15,15a,24,25,34,35,44,45 隔壁
14b 傾斜面
15b 漏斗面
16,36 液体導入経路
17,37,43 気体導入経路
18,28,38 周壁
19,19a 給液管
43a 先端開口部
43b 開口部
52,53 副流体導入経路
54,55 流体供給管
56 支持部材
RV,LV 気液旋回流
V 負圧空洞部
MB 微細気泡
G 気体
W 液体100, 200, 300, 400
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