JP5825852B2 - Fine bubble generating nozzle and fine bubble generating device - Google Patents

Fine bubble generating nozzle and fine bubble generating device Download PDF

Info

Publication number
JP5825852B2
JP5825852B2 JP2011122268A JP2011122268A JP5825852B2 JP 5825852 B2 JP5825852 B2 JP 5825852B2 JP 2011122268 A JP2011122268 A JP 2011122268A JP 2011122268 A JP2011122268 A JP 2011122268A JP 5825852 B2 JP5825852 B2 JP 5825852B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nozzle
fine bubble
bubble generating
liquid
pressurized liquid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2011122268A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2012250138A (en
Inventor
雅一 柏
雅一 柏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Idec Corp
Original Assignee
Idec Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Idec Corp filed Critical Idec Corp
Priority to JP2011122268A priority Critical patent/JP5825852B2/en
Publication of JP2012250138A publication Critical patent/JP2012250138A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5825852B2 publication Critical patent/JP5825852B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、気体を加圧溶解させた加圧液を対象液中に噴出することにより、対象液中に気体の微細気泡を生成する微細気泡生成ノズル、および、当該微細気泡生成ノズルを備える微細気泡生成装置に関する。   The present invention relates to a fine bubble generating nozzle that generates fine gas bubbles in a target liquid by ejecting a pressurized liquid in which the gas is dissolved under pressure into the target liquid, and a fine equipped with the fine bubble generating nozzle. The present invention relates to a bubble generating device.

近年、直径が1mm以下の微細な気泡を含む液体が多様な分野で利用されており、液体中に微細気泡を発生させる様々な装置が提案されている。例えば、特許文献1の微細気泡発生装置では、流体旋回室内において気体と液体とが混合された混合流体を高速に旋回させ、旋回流に発生する剪断力により気泡が微細化される。そして、微細化された気泡が液体と共に供給される。   In recent years, liquids containing fine bubbles having a diameter of 1 mm or less have been used in various fields, and various apparatuses for generating fine bubbles in liquids have been proposed. For example, in the fine bubble generator of Patent Document 1, a mixed fluid in which a gas and a liquid are mixed is swirled at high speed in a fluid swirl chamber, and the bubbles are refined by a shearing force generated in the swirl flow. The refined bubbles are supplied together with the liquid.

また、特許文献2の気液溶解混合装置では、管路を流れる混合流体が、ベンチュリ管を有する再分配器を通過した後、端面に複数のノズル孔が設けられたノズル部から噴出される。再分配器では、液体と管路の上部に集まった気泡とが、ベンチュリ管の喉部にて加速される。また、当該液体と気泡とは、ノズル部のダクト内において混合された後、気泡が液体内に分布した状態で、複数のノズル孔から噴出される。ノズル孔は、ダクトに比べて小さいため、ノズル孔を通過する液体は加速されて静圧が低くなる。このため、液体中に溶解している気体が微小気泡として析出する。また、液体に溶解していない気泡も、ノズル孔で加速される際の流れの乱れ等により細分化される。特許文献2によれば、再分配器の喉部の断面積は、複数のノズル孔の総断面積の約1.5倍であることが好ましい。   Moreover, in the gas-liquid dissolution mixing apparatus of patent document 2, the mixed fluid which flows through a pipe line is ejected from the nozzle part by which the several nozzle hole was provided in the end surface, after passing through the redistributor which has a venturi pipe. In the redistributor, liquid and air bubbles gathered at the top of the conduit are accelerated at the throat of the venturi. Further, the liquid and the bubbles are mixed in the duct of the nozzle portion and then ejected from the plurality of nozzle holes in a state where the bubbles are distributed in the liquid. Since the nozzle hole is smaller than the duct, the liquid passing through the nozzle hole is accelerated and the static pressure is lowered. For this reason, the gas melt | dissolved in the liquid precipitates as a microbubble. In addition, bubbles that are not dissolved in the liquid are also subdivided due to, for example, turbulence in the flow when accelerated by the nozzle holes. According to Patent Document 2, the cross-sectional area of the throat portion of the redistributor is preferably about 1.5 times the total cross-sectional area of the plurality of nozzle holes.

特許第4129290号公報Japanese Patent No. 4129290 特公平6−93991号公報Japanese Patent Publication No. 6-93991

ところで、近年、直径が1μm未満の微細気泡(いわゆる、ナノバブル)を含む液体が、多様な分野において注目されており、微細気泡を安定して大量に生成し、微細気泡を含む液体を様々な流量で供給する技術が求められている。   By the way, in recent years, a liquid containing fine bubbles (so-called nanobubbles) having a diameter of less than 1 μm has been attracting attention in various fields. A large amount of fine bubbles can be stably generated, and a liquid containing fine bubbles can be supplied at various flow rates. The technology to supply with

しかしながら、特許文献1の装置では、旋回流を発生させる構造が複雑で設計パラメータが多いため、供給流量を変更した場合、微細気泡を安定的に生成するための設計に多大な時間を要する。また、供給流量を増大させる場合、水槽等に気泡と液体とを供給するためのノズルに加わる力が大きくなってしまう。ノズルに加わる力を軽減するために、生成された気泡を複数のノズルに分配することが考えられるが、特許文献1の装置では、装置の僅かな傾きによっても、生成された気泡が一方に偏ってしまい、複数のノズルにより均等に安定して気泡を供給することができない。   However, in the apparatus of Patent Document 1, the structure for generating the swirl flow is complicated and there are many design parameters. Therefore, when the supply flow rate is changed, a long time is required for the design for stably generating fine bubbles. Moreover, when increasing a supply flow rate, the force added to the nozzle for supplying a bubble and a liquid to a water tank etc. will become large. In order to reduce the force applied to the nozzle, it is conceivable to distribute the generated bubbles to a plurality of nozzles. However, in the apparatus of Patent Document 1, the generated bubbles are biased to one side even if the apparatus is slightly inclined. Therefore, the bubbles cannot be supplied uniformly and stably by the plurality of nozzles.

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、微細気泡を安定して生成することを目的としている。   This invention is made | formed in view of the said subject, and aims at producing | generating a fine bubble stably.

請求項1に記載の発明は、気体を加圧溶解させた加圧液を対象液中に噴出することにより、前記対象液中に前記気体の微細気泡を生成する微細気泡生成ノズルであって、ノズル流路の中心軸を中心とする円錐面の一部である内面を有し、加圧液の流れる方向に向かって流路面積が漸次減少するテーパ部と、略円筒面状の内面を有し、前記対象液に向かって開口する噴出口と前記テーパ部とを連絡し、ノズル流路において流路面積が最も小さい喉部と、前記噴出口の周囲を前記噴出口から離間して囲むことにより、前記噴出口と前記対象液との間における加圧液の流路面積を拡大する拡大部と、を備え、前記テーパ部、前記喉部および前記拡大部が、前記中心軸上に連続して設けられ、前記拡大部の内面が、前記噴出口を中心とする円環状の噴出口端面と、前記中心軸を中心とする略円筒面状であり、前記噴出口端面と前記拡大部の端部に設けられた拡大部開口との間の外部流路を形成する内側面とを備え、前記中心軸を含む断面において、前記テーパ部の前記内面の成す角度が、90°以下であり、前記喉部の長さが、前記喉部の直径の1.1倍以上10倍以下である
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の微細気泡生成ノズルであって、前記噴出口の中心を通り、前記拡大部開口に接する接線と、前記中心軸との成す角度が、14.3°以上である。
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の微細気泡生成ノズルであって、前記噴出口端面と前記中心軸との成す角度が90°である。
The invention according to claim 1 is a fine bubble generating nozzle that generates fine bubbles of the gas in the target liquid by ejecting a pressurized liquid in which the gas is dissolved under pressure into the target liquid, It has an inner surface which is part of a circle cone shall be the central axis of the nozzle passage, and a tapered portion flow path area is gradually reduced in the direction of flow of the pressurized liquid, a substantially cylindrical shape of the inner surface The nozzle and the tapered portion are connected to each other, and the throat portion having the smallest channel area in the nozzle channel and the periphery of the nozzle are separated from the nozzle. An enlarging part that enlarges the flow area of the pressurized liquid between the jet outlet and the target liquid by surrounding, the taper part, the throat part and the enlarging part are on the central axis An annular jet centered on the jet outlet is provided continuously. An end face of the mouth and a substantially cylindrical surface centered on the central axis, and an inner side surface forming an external flow path between the jet outlet end face and the enlarged portion opening provided at the end of the enlarged portion. An angle formed by the inner surface of the tapered portion is 90 ° or less, and a length of the throat portion is 1.1 times or more and 10 times or less of a diameter of the throat portion. There is .
The invention according to claim 2 is the fine bubble generating nozzle according to claim 1, wherein an angle formed between a tangent line passing through the center of the ejection port and in contact with the enlarged portion opening and the central axis is 14 .3 ° or more.
A third aspect of the present invention is the fine bubble generating nozzle according to the first or second aspect, wherein an angle formed by the end face of the jet outlet and the central axis is 90 °.

請求項に記載の発明は、請求項1ないしのいずれかに記載の微細気泡生成ノズルであって、加圧液を前記ノズル流路ともう1つのノズル流路に分岐させる分岐部と、前記テーパ部および前記喉部と同様の構造を有し、前記もう1つのノズル流路を形成するもう1組のテーパ部および喉部と、前記拡大部と同様の構造を有し、前記もう1つのノズル流路に連続するもう1つの外部流路を形成するもう1つの拡大部とをさらに備える。 Invention of Claim 4 is the fine bubble production | generation nozzle in any one of Claim 1 thru | or 3 , Comprising: The branch part which branches a pressurized liquid into the said nozzle flow path and another nozzle flow path, The taper portion and the throat portion have the same structure, the taper portion and the throat portion forming another nozzle flow path, and the structure similar to the enlarged portion. And another enlarged portion that forms another external flow channel continuous with the one nozzle flow channel.

請求項に記載の発明は、微細気泡生成装置であって、請求項1ないしのいずれかに記載の微細気泡生成ノズルと、加圧液を生成して前記微細気泡生成ノズルに供給する加圧液生成部とを備える。 A fifth aspect of the present invention is a fine bubble generating device, wherein the fine bubble generating nozzle according to any one of the first to fourth aspects, and a pressure generating liquid that is supplied to the fine bubble generating nozzle. A pressure fluid generating unit.

請求項に記載の発明は、請求項に記載の微細気泡生成装置であって、前記加圧液生成部が、前記気体と液体とを混合して噴出する混合ノズルと、前記混合ノズルから噴出された後の混合流体が加圧環境下にて流れるとともに、前記混合流体に前記混合ノズルから噴出された直後の混合流体が衝突する第1流路と、前記第1流路の下方に位置し、前記第1流路から落下した前記混合流体が加圧環境下にて流れる第2流路とを備える。 The invention according to claim 6 is the fine bubble generating device according to claim 5 , wherein the pressurized liquid generating unit mixes and ejects the gas and the liquid, and the mixing nozzle. The mixed fluid after being ejected flows in a pressurized environment, and the first fluid flow path where the mixed fluid immediately after being ejected from the mixing nozzle collides with the mixed fluid, and is positioned below the first fluid flow path. And a second flow path in which the mixed fluid dropped from the first flow path flows in a pressurized environment.

請求項に記載の発明は、請求項またはに記載の微細気泡生成装置であって、前記加圧液生成部と前記微細気泡生成ノズルとを接続する接続配管と、前記接続配管に設けられて前記接続配管内の加圧液の圧力を調整する調整弁と、前記加圧液生成部内の圧力を測定する圧力センサと、前記圧力センサからの出力に基づいて前記調整弁を制御する弁制御部とをさらに備える。 The invention according to claim 7 is the fine bubble generating device according to claim 5 or 6, and is provided in the connection pipe for connecting the pressurized liquid generation unit and the fine bubble generation nozzle, and the connection pipe. A regulating valve that adjusts the pressure of the pressurized liquid in the connection pipe, a pressure sensor that measures the pressure in the pressurized liquid generating section, and a valve that controls the regulating valve based on an output from the pressure sensor And a control unit.

本発明では、微細気泡を安定して生成することができる。   In the present invention, fine bubbles can be stably generated.

第1の実施の形態に係る微細気泡生成装置の断面図である。It is sectional drawing of the microbubble production | generation apparatus which concerns on 1st Embodiment. 混合ノズルの拡大断面図である。It is an expanded sectional view of a mixing nozzle. 微細気泡生成ノズルの拡大断面図である。It is an expanded sectional view of a fine bubble production nozzle. 他の微細気泡生成装置の断面図である。It is sectional drawing of another microbubble production | generation apparatus. 他の微細気泡生成ノズルの拡大断面図である。It is an expanded sectional view of another fine bubble production | generation nozzle. 第2の実施の形態に係る微細気泡生成ノズルの断面図である。It is sectional drawing of the fine bubble production | generation nozzle which concerns on 2nd Embodiment. 他の微細気泡生成装置の一部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a part of other fine bubble production | generation apparatus. 第3の実施の形態に係る微細気泡生成ノズルの断面図である。It is sectional drawing of the fine bubble production | generation nozzle which concerns on 3rd Embodiment. 微細気泡生成ノズルの正面図である。It is a front view of a fine bubble production | generation nozzle. 微細気泡生成ノズルの背面図である。It is a rear view of a fine bubble production | generation nozzle. 第4の実施の形態に係る微細気泡生成ノズルの平面図である。It is a top view of the fine bubble production | generation nozzle which concerns on 4th Embodiment. 微細気泡生成ノズルの正面図である。It is a front view of a fine bubble production | generation nozzle. 微細気泡生成ノズルの断面図である。It is sectional drawing of a fine bubble production | generation nozzle.

図1は、本発明の第1の実施の形態に係る微細気泡生成装置1を示す断面図である。微細気泡生成装置1は、微細気泡生成ノズル2、加圧液生成部3および接続配管4を備える。接続配管4は、微細気泡生成ノズル2と加圧液生成部3とを接続する。加圧液生成部3は、気体を加圧溶解させた加圧液71を生成し、接続配管4を介して微細気泡生成ノズル2に供給する。微細気泡生成ノズル2は、加圧液71を水槽91中の対象液92中に噴出することにより、対象液92中に上記気体の微細気泡を生成する。本実施の形態に係る微細気泡生成装置1では、水に空気を加圧溶解させた加圧液71を、水である対象液92中に噴出することにより、直径が1μm未満の空気の微細気泡(いわゆる、ナノバブル)を対象液92中に生成する。図1では、図の理解を容易にするために、対象液92等の流体に破線にて平行斜線を付す(図4および図7においても同様)。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing a microbubble generator 1 according to a first embodiment of the present invention. The fine bubble generating device 1 includes a fine bubble generating nozzle 2, a pressurized liquid generating unit 3, and a connection pipe 4. The connection pipe 4 connects the fine bubble generating nozzle 2 and the pressurized liquid generating unit 3. The pressurized liquid generating unit 3 generates a pressurized liquid 71 in which a gas is dissolved under pressure, and supplies the pressurized liquid 71 to the fine bubble generating nozzle 2 through the connection pipe 4. The fine bubble generating nozzle 2 generates the gas fine bubbles in the target liquid 92 by ejecting the pressurized liquid 71 into the target liquid 92 in the water tank 91. In the fine bubble generating apparatus 1 according to the present embodiment, air bubbles having a diameter of less than 1 μm are ejected by ejecting a pressurized liquid 71 obtained by pressurizing and dissolving air in water into a target liquid 92 that is water. (So-called nanobubbles) are generated in the target liquid 92. In FIG. 1, in order to facilitate understanding of the drawing, a parallel oblique line is given to the fluid such as the target liquid 92 by a broken line (the same applies to FIGS. 4 and 7).

加圧液生成部3は、混合ノズル31および加圧液生成容器32を備える。加圧液生成部3では、図示省略のポンプにより混合ノズル31に圧送された液体(本実施の形態では、水)と、外部から吸引された気体(本実施の形態では、空気)とが、混合ノズル31により混合され、加圧液生成容器32内に向けて噴出される。加圧液生成容器32内は加圧されて大気圧よりも圧力が高い状態(以下、「加圧環境」という。)となっており、混合ノズル31から噴出された液体と気体とが混合された流体(以下、「混合流体72」という。)が、加圧液生成容器32内を加圧環境下にて流れる間に、気体が液体に加圧溶解して加圧液71が生成される。   The pressurized liquid generating unit 3 includes a mixing nozzle 31 and a pressurized liquid generating container 32. In the pressurized liquid generating unit 3, the liquid (water in the present embodiment) pumped to the mixing nozzle 31 by a pump (not shown) and the gas sucked from the outside (air in the present embodiment) It is mixed by the mixing nozzle 31 and ejected toward the pressurized liquid generating container 32. The pressurized liquid generating container 32 is pressurized and in a state where the pressure is higher than the atmospheric pressure (hereinafter referred to as “pressurized environment”), and the liquid and gas ejected from the mixing nozzle 31 are mixed. While the fluid (hereinafter referred to as “mixed fluid 72”) flows in the pressurized liquid generating container 32 under a pressurized environment, the gas is pressurized and dissolved in the liquid to generate the pressurized liquid 71. .

図2は、混合ノズル31を拡大して示す断面図である。混合ノズル31は、上述のポンプにより圧送された液体が流入する液体流入口311、気体が流入する気体流入口319、並びに、液体流入口311から流入した液体および気体流入口319から流入した気体が混合された混合流体72(図1参照)を噴出する混合流体噴出口312を備える。液体流入口311、気体流入口319および混合流体噴出口312はそれぞれ略円形である。液体流入口311から混合流体噴出口312に向かうノズル流路310の流路断面、および、気体流入口319からノズル流路310に向かう気体流路3191の流路断面も略円形である。流路断面とは、ノズル流路310や気体流路3191等の流路の中心軸に垂直な断面、すなわち、流路を流れる流体の流れに垂直な断面を意味する。また、以下の説明では、流路断面の面積を「流路面積」という。ノズル流路310は、流路面積が流路の中間部で小さくなるベンチュリ管状である。   FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the mixing nozzle 31. The mixing nozzle 31 includes a liquid inlet 311 into which the liquid pumped by the above-mentioned pump flows in, a gas inlet 319 into which gas flows in, a liquid flowing in from the liquid inlet 311, and a gas flowing in from the gas inlet 319. A mixed fluid ejection port 312 is provided for ejecting the mixed fluid 72 (see FIG. 1). The liquid inlet 311, the gas inlet 319, and the mixed fluid outlet 312 are each substantially circular. The flow path cross section of the nozzle flow path 310 from the liquid inlet 311 to the mixed fluid outlet 312 and the flow path cross section of the gas flow path 3191 from the gas inlet 319 to the nozzle flow path 310 are also substantially circular. The channel cross section means a cross section perpendicular to the central axis of the flow path such as the nozzle flow path 310 and the gas flow path 3191, that is, a cross section perpendicular to the flow of fluid flowing through the flow path. In the following description, the area of the channel cross section is referred to as “channel area”. The nozzle flow path 310 is a Venturi tube having a flow path area that becomes smaller in the middle of the flow path.

混合ノズル31は、液体流入口311から混合流体噴出口312に向かって順に連続して配置される導入部313、第1テーパ部314、喉部315、気体混合部316、第2テーパ部317および導出部318を備える。混合ノズル31は、また、内部に気体流路3191が設けられた気体供給部3192を備える。   The mixing nozzle 31 includes an introduction part 313, a first taper part 314, a throat part 315, a gas mixing part 316, a second taper part 317, and the like, which are sequentially arranged from the liquid inlet 311 toward the mixed fluid outlet 312. A derivation unit 318 is provided. The mixing nozzle 31 also includes a gas supply unit 3192 in which a gas flow path 3191 is provided.

導入部313では、流路面積は、ノズル流路310の中心軸J1方向の各位置においてほぼ一定である。第1テーパ部314では、液体の流れる方向に向かって(すなわち、下流側に向かって)流路面積が漸次減少する。喉部315では、流路面積はほぼ一定である。喉部315の流路面積は、ノズル流路310において最も小さい。なお、ノズル流路310では、喉部315において流路面積が僅かに変化する場合であっても、流路面積がおよそ最も小さい部分全体が喉部315と捉えられる。気体混合部316では、流路面積はほぼ一定であり、喉部315の流路面積よりも少し大きい。第2テーパ部317では、下流側に向かって流路面積が漸次増大する。導出部318では、流路面積はほぼ一定である。気体流路3191の流路面積もほぼ一定であり、気体流路3191は、ノズル流路310の気体混合部316に接続される。   In the introduction part 313, the flow path area is substantially constant at each position in the direction of the central axis J1 of the nozzle flow path 310. In the first taper portion 314, the flow path area gradually decreases in the liquid flow direction (that is, toward the downstream side). In the throat 315, the flow path area is substantially constant. The channel area of the throat 315 is the smallest in the nozzle channel 310. In the nozzle channel 310, even if the channel area slightly changes in the throat 315, the entire portion having the smallest channel area is regarded as the throat 315. In the gas mixing unit 316, the flow channel area is substantially constant and is slightly larger than the flow channel area of the throat 315. In the second taper portion 317, the flow path area gradually increases toward the downstream side. In the derivation unit 318, the flow path area is substantially constant. The channel area of the gas channel 3191 is also substantially constant, and the gas channel 3191 is connected to the gas mixing unit 316 of the nozzle channel 310.

混合ノズル31では、液体流入口311からノズル流路310に流入した液体が、喉部315で加速されて静圧が低下し、喉部315および気体混合部316において、ノズル流路310内の圧力が大気圧よりも低くなる。これにより、気体流入口319から気体が吸引され、気体流路3191を通過して気体混合部316に流入し、液体と混合されて混合流体72(図1参照)が生成される。混合流体72は、第2テーパ部317および導出部318において減速されて静圧が増大し、混合流体噴出口312を介して加圧液生成容器32内に噴出される。   In the mixing nozzle 31, the liquid that has flowed into the nozzle channel 310 from the liquid inlet 311 is accelerated by the throat portion 315 and the static pressure is lowered, and the pressure in the nozzle channel 310 is reduced in the throat portion 315 and the gas mixing portion 316. Becomes lower than atmospheric pressure. Thereby, gas is attracted | sucked from the gas inflow port 319, passes the gas flow path 3191, flows in into the gas mixing part 316, is mixed with the liquid, and the mixed fluid 72 (refer FIG. 1) is produced | generated. The mixed fluid 72 is decelerated at the second tapered portion 317 and the outlet portion 318 to increase the static pressure, and is ejected into the pressurized liquid generating container 32 via the mixed fluid ejection port 312.

図1に示すように、加圧液生成容器32は、上下方向に積層される第1流路321、第2流路322、第3流路323、第4流路324および第5流路325を備える。以下の説明では、第1流路321、第2流路322、第3流路323、第4流路324および第5流路325をまとめて指す場合、「流路321〜325」と呼ぶ。流路321〜325は、水平方向に延びる管路であり、流路321〜325の長手方向に垂直な断面は略矩形である。本実施の形態では、流路321〜325の幅は、約40mmである。   As shown in FIG. 1, the pressurized liquid generation container 32 includes a first flow path 321, a second flow path 322, a third flow path 323, a fourth flow path 324, and a fifth flow path 325 that are stacked in the vertical direction. Is provided. In the following description, the first flow path 321, the second flow path 322, the third flow path 323, the fourth flow path 324, and the fifth flow path 325 are collectively referred to as “flow paths 321 to 325”. The flow paths 321 to 325 are pipelines extending in the horizontal direction, and the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the flow paths 321 to 325 is substantially rectangular. In the present embodiment, the width of the flow paths 321 to 325 is about 40 mm.

第1流路321の上流側の端部(すなわち、図1中の左側の端部)には、混合ノズル31が取り付けられており、混合ノズル31から噴出された後の混合流体72は、加圧環境下にて図1中の右側に向かって流れる。本実施の形態では、混合ノズル31から噴出された直後の混合流体72は、第1流路321内の混合流体72の液面よりも上方から噴出し、第1流路321の下流側の壁面(すなわち、図1中の右側の壁面)に衝突する前に、上記液面に直接衝突する。混合ノズル31から噴出された混合流体72を液面に直接衝突させるためには、第1流路321の長さを、混合ノズル31の混合流体噴出口312(図2参照)の中心と第1流路321の下面との間の上下方向の距離の7.5倍よりも大きくすることが好ましい。   The mixing nozzle 31 is attached to the upstream end portion of the first flow path 321 (that is, the left end portion in FIG. 1), and the mixed fluid 72 after being ejected from the mixing nozzle 31 is added. It flows toward the right side in FIG. 1 under a pressure environment. In the present embodiment, the mixed fluid 72 immediately after being ejected from the mixing nozzle 31 is ejected from above the liquid level of the mixed fluid 72 in the first flow path 321, and the wall surface on the downstream side of the first flow path 321. Before colliding with (that is, the right wall surface in FIG. 1), it directly collides with the liquid surface. In order to cause the mixed fluid 72 ejected from the mixing nozzle 31 to directly collide with the liquid surface, the length of the first flow path 321 is set to the center of the mixed fluid ejection port 312 (see FIG. 2) of the mixing nozzle 31 and the first. It is preferable to make it larger than 7.5 times the vertical distance between the lower surface of the channel 321.

加圧液生成部3では、混合ノズル31の混合流体噴出口312の一部または全体が、第1流路321内の混合流体72の液面よりも下側に位置してもよい。これにより、上述と同様に、第1流路321内において、混合ノズル31から噴出された直後の混合流体72が、第1流路321内を流れる混合流体72に直接衝突する。   In the pressurized liquid generating unit 3, a part or the whole of the mixed fluid ejection port 312 of the mixing nozzle 31 may be located below the liquid level of the mixed fluid 72 in the first flow path 321. As a result, in the same manner as described above, the mixed fluid 72 immediately after being ejected from the mixing nozzle 31 directly collides with the mixed fluid 72 flowing in the first channel 321 in the first channel 321.

第1流路321の下流側の端部の下面には、略円形の開口321aが設けられており、第1流路321を流れる混合流体72は、第1流路321の下方に位置する第2流路322へと開口321aを介して落下する。第2流路322では、第1流路321から落下した混合流体72が加圧環境下にて図1中の右側から左側へと流れ、第2流路322の下流側の端部の下面に設けられた略円形の開口322aを介して、第2流路322の下方に位置する第3流路323へと落下する。第3流路323では、第2流路322から落下した混合流体72が加圧環境下にて図1中の左側から右側へと流れ、第3流路323の下流側の端部の下面に設けられた略円形の開口323aを介して、第3流路323の下方に位置する第4流路324へと落下する。図1に示すように、第1流路321〜第4流路324では、混合流体72は、気泡を含む液体の層と、その上方に位置する気体の層に分かれている。   A substantially circular opening 321 a is provided on the lower surface of the downstream end portion of the first flow path 321, and the mixed fluid 72 flowing through the first flow path 321 is located below the first flow path 321. It falls to the two flow paths 322 through the opening 321a. In the second flow path 322, the mixed fluid 72 that has dropped from the first flow path 321 flows from the right side to the left side in FIG. 1 in a pressurized environment, and on the lower surface of the downstream end of the second flow path 322. The liquid drops to the third flow path 323 located below the second flow path 322 through the provided substantially circular opening 322a. In the third flow path 323, the mixed fluid 72 dropped from the second flow path 322 flows from the left side to the right side in FIG. 1 in a pressurized environment, and on the lower surface of the downstream end of the third flow path 323. It drops to the fourth flow path 324 located below the third flow path 323 through the provided substantially circular opening 323a. As shown in FIG. 1, in the first flow path 321 to the fourth flow path 324, the mixed fluid 72 is divided into a liquid layer containing bubbles and a gas layer located thereabove.

第4流路324では、第3流路323から落下した混合流体72が加圧環境下にて図1中の右側から左側へと流れ、第4流路324の下流側の端部の下面に設けられた略円形の開口324aを介して、第4流路324の下方に位置する第5流路325へと流入(すなわち、落下)する。第5流路325では、第1流路321〜第4流路324とは異なり、気体の層は存在しておらず、第5流路325内に充満する液体内において、第5流路325の上面近傍に気泡が僅かに存在する状態となっている。第5流路325では、第4流路324から流入した混合流体72が加圧環境下にて図1中の左側から右側へと流れる。   In the fourth flow path 324, the mixed fluid 72 dropped from the third flow path 323 flows from the right side to the left side in FIG. 1 in a pressurized environment, and on the lower surface of the downstream end portion of the fourth flow path 324. It flows (i.e., falls) into the fifth flow path 325 located below the fourth flow path 324 through the provided substantially circular opening 324a. In the fifth channel 325, unlike the first channel 321 to the fourth channel 324, there is no gas layer, and the fifth channel 325 is in the liquid that fills the fifth channel 325. There are slight bubbles in the vicinity of the upper surface. In the fifth flow path 325, the mixed fluid 72 flowing in from the fourth flow path 324 flows from the left side to the right side in FIG.

加圧液生成部3では、加圧液生成容器32の流路321〜325を、段階的に緩急を繰り返しつつ上から下に流れ落ちる(すなわち、水平方向への流れと下方向への流れとを交互に繰り返しつつ流れる)混合流体72において、気体が液体に徐々に加圧溶解する。第5流路325においては、液体中に溶解している気体の濃度は、加圧環境下における当該気体の(飽和)溶解度の60%〜90%にほぼ等しい。そして、液体に溶解しなかった余剰な気体が、第5流路325内において、視認可能な大きさの気泡として存在している。   In the pressurization liquid production | generation part 3, the flow paths 321-325 of the pressurization liquid production | generation container 32 flow down from top to bottom, repeating steps gradually (namely, the flow in a horizontal direction and the flow in a downward direction). In the mixed fluid 72 (flowing alternately and repeatedly), the gas is gradually dissolved in the liquid under pressure. In the fifth flow path 325, the concentration of the gas dissolved in the liquid is substantially equal to 60% to 90% of the (saturated) solubility of the gas under a pressurized environment. And the excess gas which was not melt | dissolved in the liquid exists in the 5th flow path 325 as a bubble of the magnitude | size which can be visually recognized.

加圧液生成容器32は、第5流路325の下流側の上面から上方へと延びる余剰気体分離部326をさらに備え、余剰気体分離部326には混合流体72が充満している。余剰気体分離部326の上下方向に垂直な断面は略矩形であり、余剰気体分離部326の上端部は、圧力調整用の絞り部327を介して大気開放されている。第5流路325を流れる混合流体72の気泡は、余剰気体分離部326内を上昇して大気中に放出される。このように、混合流体72から余剰な気体が分離されることにより、少なくとも容易に視認できる大きさの気泡を実質的に含まない加圧液71が生成され、第5流路325の下流側の端部(ずなわち、図中の右側の端部)に接続された接続配管4へと送出される。本実施の形態では、加圧液71には、大気圧下における気体の(飽和)溶解度の約2倍以上の気体が溶解している。加圧液生成容器32において流路321〜325を流れる混合流体72の液体は、生成途上の加圧液71と捉えることもできる。 The pressurized liquid generation container 32 further includes a surplus gas separation unit 326 extending upward from the upper surface on the downstream side of the fifth flow path 325, and the surplus gas separation unit 326 is filled with the mixed fluid 72. The cross section perpendicular to the vertical direction of the surplus gas separation part 326 is substantially rectangular, and the upper end of the surplus gas separation part 326 is opened to the atmosphere via a pressure adjustment throttle part 327. The bubbles of the mixed fluid 72 flowing through the fifth flow path 325 rise in the surplus gas separation unit 326 and are released into the atmosphere. In this manner, the excess gas is separated from the mixed fluid 72, whereby the pressurized liquid 71 that does not substantially include bubbles of a size that can be easily visually recognized is generated. It is sent out to the connecting pipe 4 connected to the end (that is, the right end in FIG. 1 ). In the present embodiment, the pressurized liquid 71 dissolves a gas that is about twice or more the gas (saturated) solubility under atmospheric pressure. The liquid of the mixed fluid 72 flowing through the flow paths 321 to 325 in the pressurized liquid generation container 32 can also be regarded as the pressurized liquid 71 in the process of generation.

微細気泡生成装置1は、調整弁51、圧力センサ52および弁制御部53をさらに備える。調整弁51は、接続配管4に設けられて接続配管4内の加圧液71の圧力を調整する。圧力センサ52は、第1流路321の上方に配置され、加圧液生成部3の加圧液生成容器32内の圧力を測定する。第1流路321の上方には、排気弁61も設けられる。微細気泡生成装置1では、圧力センサ52から出力された加圧液生成容器32内の圧力の測定値が、予め定められた所定の圧力(好ましくは、0.1MPa〜0.45MPa)となるように、弁制御部53により調整弁51が制御される。換言すれば、弁制御部53は、圧力センサ52からの出力に基づいて調整弁51を制御する。接続配管4を通過した加圧液71は、微細気泡生成ノズル2に流入する。   The fine bubble generating device 1 further includes a regulating valve 51, a pressure sensor 52, and a valve control unit 53. The adjustment valve 51 is provided in the connection pipe 4 and adjusts the pressure of the pressurized liquid 71 in the connection pipe 4. The pressure sensor 52 is disposed above the first flow path 321 and measures the pressure in the pressurized liquid generating container 32 of the pressurized liquid generating unit 3. An exhaust valve 61 is also provided above the first flow path 321. In the fine bubble generating device 1, the measured value of the pressure in the pressurized liquid generating container 32 output from the pressure sensor 52 is set to a predetermined pressure (preferably 0.1 MPa to 0.45 MPa). Further, the regulating valve 51 is controlled by the valve control unit 53. In other words, the valve control unit 53 controls the adjustment valve 51 based on the output from the pressure sensor 52. The pressurized liquid 71 that has passed through the connection pipe 4 flows into the fine bubble generating nozzle 2.

図3は、微細気泡生成ノズル2を拡大して示す断面図である。微細気泡生成ノズル2は、接続配管4から加圧液71が流入する加圧液流入口21、および、対象液92に向かって開口する加圧液噴出口22を備える。加圧液流入口21および加圧液噴出口22はそれぞれ略円形であり、加圧液流入口21から加圧液噴出口22に向かうノズル流路20の流路断面も略円形である。   FIG. 3 is an enlarged sectional view showing the fine bubble generating nozzle 2. The fine bubble generating nozzle 2 includes a pressurized liquid inlet 21 through which the pressurized liquid 71 flows from the connection pipe 4 and a pressurized liquid outlet 22 that opens toward the target liquid 92. The pressurized liquid inlet 21 and the pressurized liquid outlet 22 are each substantially circular, and the cross section of the nozzle flow path 20 from the pressurized liquid inlet 21 toward the pressurized liquid outlet 22 is also substantially circular.

微細気泡生成ノズル2は、加圧液流入口21から加圧液噴出口22に向かって順に連続して配置される導入部23、テーパ部24および喉部25を備える。導入部23では、流路面積は、ノズル流路20の中心軸J2方向の各位置においてほぼ一定である。テーパ部24では、加圧液71(図1参照)の流れる方向に向かって(すなわち、下流側に向かって)流路面積が漸次減少する。テーパ部24の内面は、ノズル流路20の中心軸J2を中心とする略円錐面の一部である。当該中心軸J2を含む断面において、テーパ部24の内面の成す角度αは、10°以上90°以下であることが好ましい。   The fine bubble generating nozzle 2 includes an introduction part 23, a taper part 24, and a throat part 25 that are sequentially arranged from the pressurized liquid inlet 21 toward the pressurized liquid outlet 22. In the introduction portion 23, the flow channel area is substantially constant at each position in the direction of the central axis J <b> 2 of the nozzle flow channel 20. In the taper portion 24, the flow path area gradually decreases in the direction in which the pressurized liquid 71 (see FIG. 1) flows (that is, toward the downstream side). The inner surface of the tapered portion 24 is a part of a substantially conical surface with the central axis J2 of the nozzle channel 20 as the center. In the cross section including the central axis J2, the angle α formed by the inner surface of the tapered portion 24 is preferably 10 ° or more and 90 ° or less.

喉部25は、テーパ部24と加圧液噴出口22とを連絡する。喉部25の内面は略円筒面であり、喉部25では、流路面積はほぼ一定である。喉部25における流路断面の直径は、ノズル流路20において最も小さく、喉部25の流路面積は、ノズル流路20において最も小さい。喉部25の長さは、好ましくは、喉部25の直径の1.1倍以上10倍以下であり、より好ましくは、1.5倍以上2倍以下である。なお、ノズル流路20では、喉部25において流路面積が僅かに変化する場合であっても、流路面積がおよそ最も小さい部分全体が喉部25と捉えられる。   The throat part 25 connects the taper part 24 and the pressurized liquid ejection port 22. The inner surface of the throat portion 25 is a substantially cylindrical surface, and the flow path area is substantially constant in the throat portion 25. The diameter of the channel cross section in the throat 25 is the smallest in the nozzle channel 20, and the channel area of the throat 25 is the smallest in the nozzle channel 20. The length of the throat 25 is preferably 1.1 to 10 times the diameter of the throat 25, and more preferably 1.5 to 2 times. In the nozzle channel 20, even if the channel area slightly changes in the throat portion 25, the entire portion having the smallest channel area is regarded as the throat portion 25.

微細気泡生成ノズル2は、また、喉部25に連続して設けられ、加圧液噴出口22の周囲を加圧液噴出口22から離間して囲む拡大部27、および、拡大部27の端部に設けられた拡大部開口28を備える。加圧液噴出口22と拡大部開口28との間の流路29は、加圧液噴出口22の外部に設けられた流路であり、以下、「外部流路29」という。外部流路29の流路断面および拡大部開口28は略円形であり、外部流路29の流路面積はほぼ一定である。外部流路29の直径は、喉部25の直径(すなわち、加圧液噴出口22の直径)よりも大きい。以下の説明では、拡大部27の内周面の加圧液噴出口22側のエッジと加圧液噴出口22のエッジとの間の円環状の面を、「噴出口端面221」という。本実施の形態では、ノズル流路20および外部流路29の中心軸J2と噴出口端面221との成す角度は約90°である。また、外部流路29の直径は10mm〜20mmであり、外部流路29の長さは、外部流路29の直径におよそ等しい。微細気泡生成ノズル2では、加圧液流入口21とは反対側の端部に、凹部である外部流路29が形成され、当該凹部の底部に、当該底部よりも小さい開口である加圧液噴出口22が形成されている、と捉えられる。拡大部27では、加圧液噴出口22と水槽91内の対象液92との間における加圧液71の流路面積が拡大される。   The fine bubble generating nozzle 2 is also provided continuously to the throat portion 25 and encloses the periphery of the pressurizing liquid jet port 22 away from the pressurizing liquid jet port 22, and the end of the enlarging unit 27 An enlarged portion opening 28 provided in the portion is provided. The flow path 29 between the pressurized liquid jet port 22 and the enlarged portion opening 28 is a flow path provided outside the pressurized liquid jet port 22 and is hereinafter referred to as an “external flow path 29”. The channel cross section of the external channel 29 and the enlarged portion opening 28 are substantially circular, and the channel area of the external channel 29 is substantially constant. The diameter of the external flow path 29 is larger than the diameter of the throat portion 25 (that is, the diameter of the pressurized liquid ejection port 22). In the following description, an annular surface between the edge of the inner peripheral surface of the enlarged portion 27 on the side of the pressurized liquid jet port 22 and the edge of the pressurized liquid jet port 22 is referred to as a “jet port end surface 221”. In the present embodiment, the angle formed by the central axis J2 of the nozzle flow path 20 and the external flow path 29 and the jet end face 221 is about 90 °. The diameter of the external channel 29 is 10 mm to 20 mm, and the length of the external channel 29 is approximately equal to the diameter of the external channel 29. In the fine bubble generating nozzle 2, an external channel 29 that is a recess is formed at the end opposite to the pressurizing liquid inlet 21, and the pressurizing liquid that is an opening smaller than the bottom at the bottom of the recess. It can be understood that the spout 22 is formed. In the enlargement unit 27, the flow path area of the pressurized liquid 71 between the pressurized liquid ejection port 22 and the target liquid 92 in the water tank 91 is enlarged.

微細気泡生成ノズル2では、加圧液流入口21からノズル流路20に流入した加圧液71が、テーパ部24において徐々に加速されつつ喉部25へと流れ、喉部25を通過して加圧液噴出口22から噴流として噴出される。喉部25における加圧液71の流速は、好ましくは秒速10m〜30mであり、本実施の形態では、秒速約20mである。喉部25では、加圧液71の静圧が低下するため、加圧液71中の気体が過飽和となって微細気泡として液中に析出する。微細気泡は、加圧液71と共に拡大部27の外部流路29を通過して、水槽91中の対象液92中へと拡散する。微細気泡生成ノズル2では、加圧液71が外部流路29を通過する間にも、微細気泡の析出が生じる。微細気泡生成ノズル2にて生成される微細気泡は、直径が1μm未満のいわゆるナノバブルである。なお、微細気泡生成ノズル2からの液体および微細気泡の噴出が停止されている場合、外部流路29は対象液92により満たされる。   In the fine bubble generating nozzle 2, the pressurized liquid 71 that has flowed into the nozzle flow path 20 from the pressurized liquid inlet 21 flows to the throat part 25 while being gradually accelerated in the tapered part 24, and passes through the throat part 25. It is ejected as a jet from the pressurized liquid ejection port 22. The flow rate of the pressurizing liquid 71 in the throat 25 is preferably 10 m to 30 m per second, and in this embodiment is about 20 m per second. In the throat 25, the static pressure of the pressurized liquid 71 is reduced, so that the gas in the pressurized liquid 71 becomes supersaturated and precipitates in the liquid as fine bubbles. The fine bubbles pass through the external flow path 29 of the enlarged portion 27 together with the pressurized liquid 71 and diffuse into the target liquid 92 in the water tank 91. In the fine bubble generating nozzle 2, the fine bubbles are deposited while the pressurized liquid 71 passes through the external flow path 29. The fine bubbles generated by the fine bubble generating nozzle 2 are so-called nano bubbles having a diameter of less than 1 μm. When the ejection of the liquid and the fine bubbles from the fine bubble generating nozzle 2 is stopped, the external flow path 29 is filled with the target liquid 92.

以上に説明したように、微細気泡生成ノズル2では、加圧液71の流れる方向に向かって流路面積が漸次減少するテーパ部24、および、ノズル流路20において流路面積が最も小さい喉部25が設けられることにより、微細気泡、特に、直径が1μm未満の微細気泡(ナノバブル)を安定して大量に生成することができる。日本カンタム・デザイン株式会社のナノサイトによる計測では、微細気泡生成ノズル2により、直径が約100nmを中心として1μm未満の範囲に分布するナノバブルが、1cmの対象液92中に1億〜2億個程度生成される。以下の説明では、微細気泡生成ノズル2により生成されたナノバブルの1cmの対象液92中における個数を、「ナノバブルの生成密度」という。 As described above, in the fine bubble generating nozzle 2, the tapered portion 24 in which the flow passage area gradually decreases in the direction in which the pressurized liquid 71 flows, and the throat portion in which the flow passage area is the smallest in the nozzle flow passage 20. By providing 25, it is possible to stably generate a large amount of fine bubbles, particularly fine bubbles (nanobubbles) having a diameter of less than 1 μm. According to the measurement by Nippon Kantam Design Co., Ltd. nanosite, the nanobubbles distributed in the range of less than 1 μm centered on about 100 nm by the fine bubble generation nozzle 2 are 100 million to 200 million in the target liquid 92 of 1 cm 3. About one is generated. In the following description, the number of nanobubbles generated by the fine bubble generating nozzle 2 in the 1 cm 3 target liquid 92 is referred to as “nanobubble generation density”.

微細気泡生成ノズル2では、加圧液噴出口22の周囲を囲む拡大部27が設けられることにより、水槽91内における対象液92の流れが、加圧液噴出口22から噴出された直後の加圧液71に対して影響を与えることを抑制することができる。これにより、加圧液噴出口22からの噴出直後の加圧液71においても、ナノバブルの析出が安定して行われるため、ナノバブルをより安定して大量に生成することができる。   In the fine bubble generating nozzle 2, the enlarged portion 27 surrounding the periphery of the pressurized liquid ejection port 22 is provided, so that the flow of the target liquid 92 in the water tank 91 is added immediately after being ejected from the pressurized liquid ejection port 22. An influence on the pressure fluid 71 can be suppressed. Thereby, also in the pressurizing liquid 71 immediately after jetting from the pressurizing liquid jet port 22, nanobubbles are deposited stably, so that a large amount of nanobubbles can be generated more stably.

上述のように、微細気泡生成ノズル2では、テーパ部24の内面が、ノズル流路20の中心軸J2を中心とする円錐面の一部であり、中心軸J2を含む断面において、テーパ部24の内面の成す角度αが90°以下である。これにより、ナノバブルをより安定して大量に生成することができる。また、微細気泡生成ノズル2の導入部23および喉部25の直径を維持しつつ微細気泡生成ノズル2の長さを短くするという観点からは、テーパ部24の内面の成す角度αが10°以上であることが好ましい。   As described above, in the fine bubble generating nozzle 2, the inner surface of the tapered portion 24 is a part of a conical surface centered on the central axis J <b> 2 of the nozzle flow path 20, and the tapered portion 24 in the cross section including the central axis J <b> 2. The angle α formed by the inner surface is 90 ° or less. Thereby, a large amount of nanobubbles can be generated more stably. Further, from the viewpoint of shortening the length of the fine bubble generating nozzle 2 while maintaining the diameters of the introduction portion 23 and the throat portion 25 of the fine bubble generating nozzle 2, the angle α formed by the inner surface of the tapered portion 24 is 10 ° or more. It is preferable that

微細気泡生成ノズル2では、喉部25の長さが、喉部25の直径の1.1倍以上10倍以下である。喉部25の長さが直径の1.1倍以上であることにより、ナノバブルをより安定して大量に生成することができる。例えば、喉部25の長さが直径の0.53倍である場合のナノバブルの生成密度は約5600万個であるのに対し、喉部25の長さが直径の1.57倍である場合のナノバブルの生成密度は約11000万個である。また、喉部25の長さが直径の10倍以下であることにより、喉部25において加圧液71に生じる抵抗が過剰に大きくなることを防止することができるとともに、喉部25の高精度な形成を容易とすることもできる。ナノバブルをより一層安定して大量に生成するという観点からは、喉部25の長さが直径の1.5倍以上2倍以下であることが、さらに好ましい。   In the fine bubble generating nozzle 2, the length of the throat portion 25 is 1.1 to 10 times the diameter of the throat portion 25. When the length of the throat part 25 is 1.1 times or more of the diameter, a large amount of nanobubbles can be generated more stably. For example, when the length of the throat 25 is 0.53 times the diameter, the generation density of nanobubbles is about 56 million, whereas the length of the throat 25 is 1.57 times the diameter. The generation density of nanobubbles is about 11 million. Further, since the length of the throat portion 25 is 10 times or less of the diameter, it is possible to prevent the resistance generated in the pressurized liquid 71 in the throat portion 25 from becoming excessively large, and the high accuracy of the throat portion 25. Can be easily formed. From the viewpoint of more stably generating a large amount of nanobubbles, it is more preferable that the length of the throat portion 25 is 1.5 to 2 times the diameter.

図1に示す微細気泡生成装置1では、微細気泡の生成を停止する際には、加圧液生成部3の混合ノズル31に液体を圧送するポンプの駆動が停止される。そして、当該ポンプから混合ノズル31への液体の流れが停止するまでの間に排気弁61が開放される。これにより、加圧液生成容器32内の加圧された気体が、排気弁61を介して外部へと放出される。その結果、加圧液生成容器32内の気体の膨張により液体が混合ノズル31およびポンプへと逆流することを防止することができる。   In the fine bubble generating device 1 shown in FIG. 1, when the fine bubble generation is stopped, the driving of the pump that pumps the liquid to the mixing nozzle 31 of the pressurized liquid generating unit 3 is stopped. The exhaust valve 61 is opened until the liquid flow from the pump to the mixing nozzle 31 stops. Thereby, the pressurized gas in the pressurized liquid generating container 32 is released to the outside through the exhaust valve 61. As a result, it is possible to prevent the liquid from flowing back to the mixing nozzle 31 and the pump due to the expansion of the gas in the pressurized liquid generating container 32.

図4は、接続配管4に設けられる調整弁51の他の好ましい配置を示す図である。微細気泡生成装置1では、接続配管4が、加圧液生成容器32と微細気泡生成ノズル2とを接続する主管41、および、主管41に接続される支管42を備え、調整弁51は、接続配管4の支管42に設けられる。この場合も、上述と同様に、弁制御部53により、調整弁51が圧力センサ52からの出力に基づいて制御されることにより、加圧液生成容器32内の圧力が、予め定められた所定の圧力となる。   FIG. 4 is a view showing another preferred arrangement of the regulating valve 51 provided in the connection pipe 4. In the fine bubble generating device 1, the connection pipe 4 includes a main pipe 41 that connects the pressurized liquid generating container 32 and the fine bubble generating nozzle 2, and a branch pipe 42 that is connected to the main pipe 41. It is provided in the branch pipe 42 of the pipe 4. Also in this case, similarly to the above, the pressure in the pressurized liquid generating container 32 is set to a predetermined value by controlling the adjustment valve 51 based on the output from the pressure sensor 52 by the valve control unit 53. Pressure.

上述の微細気泡生成ノズル2では、拡大部27の内側面は、外部流路29の中心軸J2を中心とする略円筒面であるが、本発明に関連する技術では、他の形状とされてもよい。図5は、関連技術に係る微細気泡生成ノズル2を示す断面図であり、上述の図3に対応する。図5に示すように、微細気泡生成ノズル2では、拡大部27の内側面が、外部流路29の中心軸J2を中心とする略円錐面の一部であり、外部流路29の流路面積が加圧液噴出口22から離れるに従って漸次増大する。図5に示す例では、外部流路29の中心軸J2を含む断面において、加圧液噴出口22の中心を通って拡大部27に接する接線272と、当該中心軸J2との成す角度βは、およそ45°である。
In the fine bubble generating nozzle 2 described above, the inner side surface of the enlarged portion 27 is a substantially cylindrical surface centered on the central axis J2 of the external flow path 29. However, in the technology related to the present invention, other shapes are used. Also good. FIG. 5 is a cross-sectional view showing the fine bubble generating nozzle 2 according to the related art, and corresponds to FIG. 3 described above. As shown in FIG. 5, in the fine bubble generating nozzle 2, the inner surface of the enlarged portion 27 is a part of a substantially conical surface centered on the central axis J <b> 2 of the external flow channel 29. The area gradually increases with distance from the pressurized liquid jet port 22. In the example shown in FIG. 5, in the cross section including the central axis J2 of the external flow path 29, the angle β formed between the tangent line 272 that is in contact with the enlarged portion 27 through the center of the pressurized liquid ejection port 22 and the central axis J2 is , Approximately 45 °.

外部流路29の内側面は、略円筒面や略円錐面以外の形状であってもよい。ただし、上述の角度βは、14.3°以上であることが好ましい。これにより、加圧液噴出口22から噴出される加圧液71の噴流に対して、外部流路29の内側面が与える影響を低減することができ、ナノバブルをより安定して大量に生成することができる。   The inner side surface of the external channel 29 may have a shape other than a substantially cylindrical surface or a substantially conical surface. However, the above-mentioned angle β is preferably 14.3 ° or more. Thereby, the influence which the inner surface of the external flow path 29 has with respect to the jet of the pressurizing liquid 71 ejected from the pressurizing liquid spout 22 can be reduced, and a large amount of nanobubbles can be generated more stably. be able to.

次に、本発明の第2の実施の形態に係る微細気泡生成装置について説明する。第2の実施の形態に係る微細気泡生成装置では、図3に示す微細気泡生成ノズル2に代えて、図6に示す微細気泡生成ノズル2aが設けられる。その他の構成は、図1に示す微細気泡生成装置1と同様であり、以下の説明では、対応する構成に同符号を付す。   Next, a microbubble generator according to a second embodiment of the present invention will be described. In the fine bubble generating apparatus according to the second embodiment, a fine bubble generating nozzle 2a shown in FIG. 6 is provided instead of the fine bubble generating nozzle 2 shown in FIG. Other configurations are the same as those of the fine bubble generating device 1 shown in FIG. 1, and the same reference numerals are given to the corresponding configurations in the following description.

図6に示すように、微細気泡生成ノズル2aは、導入部23、分岐部231、並びに、2組のテーパ部24、喉部25および拡大部27を備える。2組のテーパ部24、喉部25および拡大部27は、互いに同様の構造を有する。微細気泡生成ノズル2aでは、1組のテーパ部24および喉部25により1つのノズル流路20が形成され、もう1組のテーパ部24および喉部25により、上記ノズル流路20に平行に延びるもう1つのノズル流路20が形成される。また、1つの拡大部27により外部流路29が形成され、もう1つの拡大部27によりもう1つの外部流路29が形成される。各ノズル流路20および各外部流路29の形状は、第1の実施の形態と同様である。   As shown in FIG. 6, the fine bubble generating nozzle 2 a includes an introduction part 23, a branch part 231, and two sets of a taper part 24, a throat part 25, and an enlarged part 27. The two sets of the taper portion 24, the throat portion 25, and the enlarged portion 27 have the same structure. In the fine bubble generating nozzle 2 a, one nozzle flow path 20 is formed by one set of taper portion 24 and throat portion 25, and the other set of taper portion 24 and throat portion 25 extends in parallel to the nozzle flow path 20. Another nozzle channel 20 is formed. Further, an external flow path 29 is formed by one enlarged portion 27, and another external flow path 29 is formed by another enlarged portion 27. The shapes of the nozzle channels 20 and the external channels 29 are the same as those in the first embodiment.

微細気泡生成ノズル2aでは、接続配管4から流入した加圧液71(図1参照)は、導入部23の共通流路232を通過し、微細気泡生成ノズル2aの中心軸J3上に設けられた分岐部231により2つのノズル流路20に分岐する。各ノズル流路20では、喉部25において加圧液71から微細気泡が析出し、加圧液71と共に各ノズル流路20の加圧液噴出口22から噴出される。そして、拡大部27の外部流路29を通過して対象液92(図1参照)中へと拡散する。微細気泡生成ノズル2aでは、2つの加圧液噴出口22から同じ方向に向けて加圧液71が噴出される。   In the fine bubble generating nozzle 2a, the pressurized liquid 71 (see FIG. 1) flowing in from the connection pipe 4 passes through the common flow path 232 of the introducing portion 23 and is provided on the central axis J3 of the fine bubble generating nozzle 2a. The branched portion 231 branches into two nozzle channels 20. In each nozzle channel 20, fine bubbles are deposited from the pressurized liquid 71 at the throat 25, and are ejected together with the pressurized liquid 71 from the pressurized liquid ejection port 22 of each nozzle channel 20. Then, it passes through the external flow path 29 of the enlarged portion 27 and diffuses into the target liquid 92 (see FIG. 1). In the fine bubble generating nozzle 2a, the pressurized liquid 71 is ejected from the two pressurized liquid ejection ports 22 in the same direction.

微細気泡生成ノズル2aでは、複数のノズル流路20および複数の加圧液噴出口22を設けることにより、各加圧液噴出口22の直径を大きくすることなく、あるいは、直径の増大を抑制しつつ、対象液92に対する加圧液71の供給量を増大させることができる。これにより、加圧液71の噴出により微細気泡生成ノズル2aに加わる力の増大を抑制することができる。また、水槽91(図1参照)および微細気泡生成装置の大型化を抑制することができる。このように、微細気泡生成ノズル2aを利用することにより、加圧液71の流量の変更、すなわち、微細気泡の供給量の変更に容易に対応することができる。   In the fine bubble generating nozzle 2a, by providing a plurality of nozzle flow paths 20 and a plurality of pressurized liquid ejection ports 22, the diameter of each pressurized liquid ejection port 22 is not increased or an increase in diameter is suppressed. Meanwhile, the supply amount of the pressurized liquid 71 to the target liquid 92 can be increased. Thereby, increase of the force added to the fine bubble production | generation nozzle 2a by ejection of the pressurized liquid 71 can be suppressed. Moreover, the enlargement of the water tank 91 (refer FIG. 1) and the fine bubble production | generation apparatus can be suppressed. Thus, by using the fine bubble generating nozzle 2a, it is possible to easily cope with a change in the flow rate of the pressurized liquid 71, that is, a change in the supply amount of the fine bubbles.

微細気泡生成ノズル2aでは、分岐部231よりも上流側において気体は加圧液71中に溶解しており、加圧液71中に均等に存在している。したがって、分岐部231により複数のノズル流路20に分岐する際に、気体がいずれかのノズル流路20に偏ってしまうことが防止される。その結果、複数の加圧液噴出口22から噴出される微細気泡の量を均等とすることができる。   In the fine bubble generating nozzle 2 a, the gas is dissolved in the pressurizing liquid 71 on the upstream side of the branching portion 231, and exists uniformly in the pressurizing liquid 71. Therefore, it is possible to prevent the gas from being biased to any one of the nozzle channels 20 when branching to the plurality of nozzle channels 20 by the branch portion 231. As a result, the amount of fine bubbles ejected from the plurality of pressurized liquid ejection ports 22 can be made uniform.

図7は、微細気泡生成ノズル2aが2つ設けられた微細気泡生成装置1aの一部を示す断面図である。図7に示すように、微細気泡生成装置1aでは、接続配管4が2つの配管43に分岐され、各配管43の先端に微細気泡生成ノズル2aが設けられる。微細気泡生成装置1aでは、接続配管4内において気体は加圧液71中に溶解しており、加圧液71中に均等に存在している。したがって、複数の配管43に分岐する際に、気体がいずれかの配管43に偏ってしまうことが防止される。その結果、複数の微細気泡生成ノズル2aから噴出される微細気泡の量を均等とすることができる。   FIG. 7 is a cross-sectional view showing a part of the fine bubble generating device 1a provided with two fine bubble generating nozzles 2a. As shown in FIG. 7, in the fine bubble generating device 1 a, the connection pipe 4 is branched into two pipes 43, and the fine bubble generating nozzle 2 a is provided at the tip of each pipe 43. In the fine bubble generating device 1 a, the gas is dissolved in the pressurized liquid 71 in the connection pipe 4 and is present uniformly in the pressurized liquid 71. Therefore, when branching to the plurality of pipes 43, the gas is prevented from being biased to any one of the pipes 43. As a result, the amount of fine bubbles ejected from the plurality of fine bubble generating nozzles 2a can be made uniform.

次に、本発明の第3の実施の形態に係る微細気泡生成装置について説明する。図8は、第3の実施の形態に係る微細気泡生成装置の微細気泡生成ノズル2bの断面図である。図9は、微細気泡生成ノズル2bを拡大部開口28側から見た正面図であり、図10は、微細気泡生成ノズル2bを加圧液流入口21側から見た背面図である。第3の実施の形態に係る微細気泡生成装置では、図3に示す微細気泡生成ノズル2に代えて、図8ないし図10に示す微細気泡生成ノズル2bが設けられる。その他の構成は、図1に示す微細気泡生成装置1と同様であり、以下の説明では、対応する構成に同符号を付す。   Next, a microbubble generator according to a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 is a cross-sectional view of the fine bubble generating nozzle 2b of the fine bubble generating apparatus according to the third embodiment. 9 is a front view of the fine bubble generating nozzle 2b as viewed from the enlarged portion opening 28 side, and FIG. 10 is a rear view of the fine bubble generating nozzle 2b as viewed from the pressurized liquid inlet 21 side. In the fine bubble generating apparatus according to the third embodiment, a fine bubble generating nozzle 2b shown in FIGS. 8 to 10 is provided instead of the fine bubble generating nozzle 2 shown in FIG. Other configurations are the same as those of the fine bubble generating device 1 shown in FIG. 1, and the same reference numerals are given to the corresponding configurations in the following description.

図8ないし図10に示すように、微細気泡生成ノズル2bは、導入部23、分岐部231、並びに、6組のテーパ部24、喉部25および拡大部27を備える。6組のテーパ部24、喉部25および拡大部27は、同様の構造を有する。微細気泡生成ノズル2bでは、6組のテーパ部24および喉部25により、互いに平行に延びる6つのノズル流路20が形成され、6つの拡大部27により6つの外部流路29が形成される。分岐部231は、微細気泡生成ノズル2bの中心軸J4を中心とする円錐状であり、頂点が加圧液流入口21を向く。6組のノズル流路20および外部流路29は、微細気泡生成ノズル2bの中心軸J4を中心として円周状に、例えば、等間隔に配置される。各ノズル流路20および各外部流路29の形状は、第1の実施の形態と同様である。   As shown in FIGS. 8 to 10, the fine bubble generating nozzle 2 b includes an introduction part 23, a branch part 231, and six sets of a taper part 24, a throat part 25, and an enlargement part 27. The six sets of the taper portion 24, the throat portion 25, and the enlarged portion 27 have the same structure. In the fine bubble generating nozzle 2 b, six nozzle channels 20 extending in parallel with each other are formed by the six sets of taper portions 24 and throat portions 25, and six external channels 29 are formed by the six enlarged portions 27. The branching portion 231 has a conical shape centered on the central axis J4 of the fine bubble generating nozzle 2b, and the apex faces the pressurized liquid inlet 21. The six sets of nozzle flow paths 20 and the external flow paths 29 are arranged circumferentially around the central axis J4 of the fine bubble generating nozzle 2b, for example, at equal intervals. The shapes of the nozzle channels 20 and the external channels 29 are the same as those in the first embodiment.

微細気泡生成ノズル2bでは、接続配管4から流入した加圧液71は、導入部23の共通流路232を通過し、分岐部231により6つのノズル流路20に分岐する。各ノズル流路20では、喉部25において加圧液71から微細気泡が析出し、加圧液71と共に各ノズル流路20の加圧液噴出口22から噴出される。そして、拡大部27の外部流路29を通過して対象液92中へと拡散する。微細気泡生成ノズル2bでは、6つの加圧液噴出口22から同じ方向に向けて加圧液71が噴出される。   In the fine bubble generating nozzle 2 b, the pressurized liquid 71 that has flowed in from the connection pipe 4 passes through the common flow path 232 of the introduction part 23 and branches into six nozzle flow paths 20 by the branching part 231. In each nozzle channel 20, fine bubbles are deposited from the pressurized liquid 71 at the throat 25, and are ejected together with the pressurized liquid 71 from the pressurized liquid ejection port 22 of each nozzle channel 20. Then, it passes through the external flow path 29 of the enlarged portion 27 and diffuses into the target liquid 92. In the fine bubble generating nozzle 2b, the pressurized liquid 71 is ejected from the six pressurized liquid ejection ports 22 in the same direction.

微細気泡生成ノズル2bでは、複数のノズル流路20および複数の加圧液噴出口22を設けることにより、微細気泡生成ノズル2a(図6参照)と同様に、加圧液71の流量の変更、すなわち、微細気泡の供給量の変更に容易に対応することができる。また、複数の加圧液噴出口22から噴出される微細気泡の量を均等とすることができる。   In the fine bubble generating nozzle 2b, by providing a plurality of nozzle flow paths 20 and a plurality of pressurized liquid ejection ports 22, as with the fine bubble generating nozzle 2a (see FIG. 6), the flow rate of the pressurized liquid 71 is changed. That is, it is possible to easily cope with a change in the supply amount of fine bubbles. Further, the amount of fine bubbles ejected from the plurality of pressurized liquid ejection ports 22 can be made uniform.

次に、本発明の第4の実施の形態に係る微細気泡生成装置について説明する。図11および図12はそれぞれ、第4の実施の形態に係る微細気泡生成装置の微細気泡生成ノズル2cの平面図および正面図である。図13は、微細気泡生成ノズル2cを図12中のA−Aの位置にて切断した断面図である。第4の実施の形態に係る微細気泡生成装置では、図3に示す微細気泡生成ノズル2に代えて、図11ないし図13に示す微細気泡生成ノズル2cが設けられる。また、加圧液71を供給する接続配管4が微細気泡生成ノズル2cの上端に接続された状態で、微細気泡生成ノズル2cが水槽91の上部開口から対象液92中に沈められる。その他の構成は、図1に示す微細気泡生成装置1と同様であり、以下の説明では、対応する構成に同符号を付す。   Next, a microbubble generator according to a fourth embodiment of the present invention will be described. FIGS. 11 and 12 are a plan view and a front view, respectively, of the fine bubble generating nozzle 2c of the fine bubble generating device according to the fourth embodiment. FIG. 13 is a cross-sectional view of the fine bubble generating nozzle 2c cut at the position AA in FIG. In the fine bubble generating apparatus according to the fourth embodiment, a fine bubble generating nozzle 2c shown in FIGS. 11 to 13 is provided instead of the fine bubble generating nozzle 2 shown in FIG. Further, the fine bubble generating nozzle 2 c is submerged in the target liquid 92 from the upper opening of the water tank 91 in a state where the connection pipe 4 for supplying the pressurized liquid 71 is connected to the upper end of the fine bubble generating nozzle 2 c. Other configurations are the same as those of the fine bubble generating device 1 shown in FIG. 1, and the same reference numerals are given to the corresponding configurations in the following description.

図11ないし図13に示すように、微細気泡生成ノズル2cは、導入部23、4つの分岐部231、並びに、4組のテーパ部24、喉部25および拡大部27を備える。4組のテーパ部24、喉部25および拡大部27は、同様の構造を有する。微細気泡生成ノズル2cでは、4組のテーパ部24および喉部25により4つのノズル流路20が形成され、4つの拡大部27により4つの外部流路29が形成される。各ノズル流路20および各外部流路29の形状は、第1の実施の形態と同様である。4組のノズル流路20および外部流路29は、上下方向に延びる導入部23の共通流路232の中心軸J5を中心として放射状に配置される。隣接する各2つのノズル流路20の中心軸J2が成す角度は90°である。4つの分岐部231は、共通流路232の中心軸J5を中心とする円周上において、隣接する各2つのテーパ部24の間に配置される。   As shown in FIGS. 11 to 13, the fine bubble generating nozzle 2 c includes an introduction part 23, four branch parts 231, and four sets of a taper part 24, a throat part 25, and an enlarged part 27. The four sets of the taper portion 24, the throat portion 25, and the enlarged portion 27 have the same structure. In the fine bubble generating nozzle 2 c, four nozzle channels 20 are formed by the four sets of taper portions 24 and throat portions 25, and four external channels 29 are formed by the four enlarged portions 27. The shapes of the nozzle channels 20 and the external channels 29 are the same as those in the first embodiment. The four sets of nozzle flow paths 20 and external flow paths 29 are arranged radially about the central axis J5 of the common flow path 232 of the introduction portion 23 extending in the vertical direction. The angle formed by the central axis J2 of each of the two adjacent nozzle channels 20 is 90 °. The four branch portions 231 are arranged between the two adjacent taper portions 24 on the circumference around the central axis J5 of the common flow path 232.

微細気泡生成ノズル2cでは、接続配管4から流入した加圧液71は、導入部23の共通流路232を通過し、4つの分岐部231により4つのノズル流路20に分岐する。各ノズル流路20では、喉部25において加圧液71から微細気泡が析出し、加圧液71と共に各ノズル流路20の加圧液噴出口22から噴出される。そして、拡大部27の外部流路29を通過して対象液92中へと拡散する。微細気泡生成ノズル2cでは、4つの加圧液噴出口22から水平方向に向けて放射状に加圧液71が噴出される。   In the fine bubble generating nozzle 2 c, the pressurized liquid 71 that has flowed in from the connection pipe 4 passes through the common flow path 232 of the introduction part 23 and branches into the four nozzle flow paths 20 by the four branch parts 231. In each nozzle channel 20, fine bubbles are deposited from the pressurized liquid 71 at the throat 25, and are ejected together with the pressurized liquid 71 from the pressurized liquid ejection port 22 of each nozzle channel 20. Then, it passes through the external flow path 29 of the enlarged portion 27 and diffuses into the target liquid 92. In the fine bubble generating nozzle 2c, the pressurized liquid 71 is ejected radially from the four pressurized liquid ejection ports 22 in the horizontal direction.

微細気泡生成ノズル2cでは、複数のノズル流路20および複数の加圧液噴出口22を設けることにより、微細気泡生成ノズル2a(図6参照)と同様に、加圧液71の流量の変更、すなわち、微細気泡の供給量の変更に容易に対応することができる。また、複数の加圧液噴出口22から噴出される微細気泡の量を均等とすることができる。   In the fine bubble generating nozzle 2c, by providing a plurality of nozzle channels 20 and a plurality of pressurized liquid ejection ports 22, as with the fine bubble generating nozzle 2a (see FIG. 6), the flow rate of the pressurized liquid 71 is changed. That is, it is possible to easily cope with a change in the supply amount of fine bubbles. Further, the amount of fine bubbles ejected from the plurality of pressurized liquid ejection ports 22 can be made uniform.

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention has been described, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible.

本願発明の関連技術に係る微細気泡生成ノズルでは、テーパ部24の内面は必ずしも略円錐面の一部である必要はなく、例えば、テーパ部24の内面が、略円錐面よりも内側に凸状に膨らむ曲面や、略円錐面よりも外側に凹状に膨らむ曲面であってもよい。また、加圧液噴出口22から噴出された直後の加圧液71が、水槽91内における対象液92の流れの影響をあまり受けないように微細気泡生成ノズルが配置されるのであれば、微細気泡生成ノズルから拡大部27が省略されてもよい。
In the fine bubble generating nozzle according to the related art of the present invention, the inner surface of the taper portion 24 does not necessarily need to be a part of a substantially conical surface. For example, the inner surface of the taper portion 24 is convex inward from the substantially conical surface. It may be a curved surface that swells in a concave shape or a curved surface that swells in a concave shape outside the substantially conical surface. In addition, if the fine bubble generating nozzle is arranged so that the pressurized liquid 71 immediately after being ejected from the pressurized liquid ejection port 22 is not significantly affected by the flow of the target liquid 92 in the water tank 91, the The enlargement unit 27 may be omitted from the bubble generation nozzle.

加圧液生成部3では、混合ノズル31から供給される気体が、接続配管4に到達するまでに全て液体に溶解するのであれば、余剰気体分離部326は省略されてもよい。加圧液生成容器32では、5つの流路321〜325は、必ずしも上下方向に積層される必要はなく、各流路における混合流体の流れる方向が同じになるように、階段状に配置されてもよい。また、流路の数も5つには限定されず、様々に変更されてよい。ただし、混合ノズル31が取り付けられる流路から落下した混合流体が流れるもう1つの流路が設けられることにより、液体に加圧溶解する気体の量を増大させることができる。   In the pressurized liquid generation unit 3, if the gas supplied from the mixing nozzle 31 is completely dissolved in the liquid before reaching the connection pipe 4, the surplus gas separation unit 326 may be omitted. In the pressurized liquid generating container 32, the five flow paths 321 to 325 are not necessarily stacked in the vertical direction, and are arranged in a stepped manner so that the mixed fluid flows in the same flow path in the same flow direction. Also good. Further, the number of flow paths is not limited to five, and may be variously changed. However, by providing another flow path for the mixed fluid that has fallen from the flow path to which the mixing nozzle 31 is attached, the amount of gas that is pressurized and dissolved in the liquid can be increased.

加圧液生成部は、上述の構造を有するものには限定されず、様々な構造を有するものが利用されてよい。例えば、加圧されたタンクの上部から液体を噴霧すると同時に気体を送り込み、タンク内にて加圧溶解が行われる加圧タンクが加圧液生成部として利用されてもよい。また、上記実施の形態では、混合ノズル31において、気体混合部316におけるノズル流路310内の圧力が大気圧よりも低くなることにより、気体流入口319から気体が吸引されるが、気体流入口319にボンベ等が接続されることにより、気体混合部316におけるノズル流路310内の圧力が大気圧以上の状態で、気体流入口319を介して気体混合部316に気体が供給されてもよい。   The pressurized liquid generating unit is not limited to those having the above-described structure, and those having various structures may be used. For example, a pressurized tank that sprays liquid from the upper part of a pressurized tank and sends gas at the same time and performs pressure dissolution in the tank may be used as the pressurized liquid generating unit. In the above embodiment, the gas is sucked from the gas inlet 319 when the pressure in the nozzle flow path 310 in the gas mixing unit 316 is lower than the atmospheric pressure in the mixing nozzle 31. By connecting a cylinder or the like to 319, the gas may be supplied to the gas mixing unit 316 via the gas inlet 319 in a state where the pressure in the nozzle flow path 310 in the gas mixing unit 316 is equal to or higher than atmospheric pressure. .

上述の微細気泡生成装置は、直径が1μm以上1mm未満の微細気泡(いわゆる、マイクロバブル)の生成に利用されてもよい。この場合も、上記実施の形態と同様に、マイクロバブルを安定して大量に生成することができる。   The above-mentioned fine bubble generating apparatus may be used for generating fine bubbles (so-called microbubbles) having a diameter of 1 μm or more and less than 1 mm. Also in this case, a large amount of microbubbles can be stably generated as in the above embodiment.

上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。   The configurations in the above-described embodiments and modifications may be combined as appropriate as long as they do not contradict each other.

1,1a 微細気泡生成装置
2,2a〜2c 微細気泡生成ノズル
3 加圧液生成部
4 接続配管
20 ノズル流路
22 加圧液噴出口
24 テーパ部
25 喉部
27 拡大部
31 混合ノズル
51 調整弁
52 圧力センサ
53 弁制御部
71 加圧液
72 混合流体
92 対象液
231 分岐部
272 接線
321 第1流路
322 第2流路
323 第3流路
324 第4流路
325 第5流路
J2 中心軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1a Fine bubble production | generation apparatus 2,2a-2c Fine bubble production | generation nozzle 3 Pressurization liquid production | generation part 4 Connection piping 20 Nozzle flow path 22 Pressurization liquid ejection outlet 24 Taper part 25 Throat part 27 Expansion part 31 Mixing nozzle 51 Adjustment valve 52 Pressure Sensor 53 Valve Control Unit 71 Pressurized Liquid 72 Mixed Fluid 92 Target Liquid 231 Branching Section 272 Tangent 321 First Channel 322 Second Channel 323 Third Channel 324 Fourth Channel 325 Fifth Channel J2 Central Axis

Claims (7)

気体を加圧溶解させた加圧液を対象液中に噴出することにより、前記対象液中に前記気体の微細気泡を生成する微細気泡生成ノズルであって、
ノズル流路の中心軸を中心とする円錐面の一部である内面を有し、加圧液の流れる方向に向かって流路面積が漸次減少するテーパ部と、
略円筒面状の内面を有し、前記対象液に向かって開口する噴出口と前記テーパ部とを連絡し、ノズル流路において流路面積が最も小さい喉部と、
前記噴出口の周囲を前記噴出口から離間して囲むことにより、前記噴出口と前記対象液との間における加圧液の流路面積を拡大する拡大部と、
を備え、
前記テーパ部、前記喉部および前記拡大部が、前記中心軸上に連続して設けられ、
前記拡大部の内面が、
前記噴出口を中心とする円環状の噴出口端面と、
前記中心軸を中心とする略円筒面状であり、前記噴出口端面と前記拡大部の端部に設けられた拡大部開口との間の外部流路を形成する内側面と、
を備え
前記中心軸を含む断面において、前記テーパ部の前記内面の成す角度が、90°以下であり、
前記喉部の長さが、前記喉部の直径の1.1倍以上10倍以下であることを特徴とする微細気泡生成ノズル。
A fine bubble generating nozzle that generates fine bubbles of the gas in the target liquid by ejecting a pressurized liquid in which the gas is dissolved under pressure, into the target liquid,
A tapered portion having an inner surface which is part of a circle cone shall be the central axis of the nozzle channel, the flow passage area in the direction of flow of the pressurized liquid gradually decreased,
An inner surface having a substantially cylindrical surface shape, communicating the jet opening opening toward the target liquid and the tapered portion, and the throat portion having the smallest channel area in the nozzle channel;
Enlarging the flow passage area of the pressurized liquid between the jet outlet and the target liquid by surrounding the jet outlet apart from the jet outlet,
With
The tapered portion, the throat portion, and the enlarged portion are provided continuously on the central axis,
The inner surface of the enlarged portion is
An annular spout end face centering on the spout;
An inner surface that forms an external flow path between the end face of the ejection port and an enlarged portion opening provided at an end of the enlarged portion;
Equipped with a,
In a cross section including the central axis, an angle formed by the inner surface of the tapered portion is 90 ° or less,
The length of the throat is 1.1 to 10 times the diameter of the throat .
請求項1に記載の微細気泡生成ノズルであって、
前記噴出口の中心を通り、前記拡大部開口に接する接線と、前記中心軸との成す角度が、14.3°以上であることを特徴とする微細気泡生成ノズル。
It is a fine bubble production | generation nozzle of Claim 1, Comprising:
The fine bubble generating nozzle, wherein an angle formed between a tangent line passing through the center of the jet port and in contact with the opening of the enlarged portion and the central axis is 14.3 ° or more.
請求項1または2に記載の微細気泡生成ノズルであって、
前記噴出口端面と前記中心軸との成す角度が90°であることを特徴とする微細気泡生成ノズル。
The fine bubble generating nozzle according to claim 1 or 2,
The fine bubble generating nozzle, wherein an angle formed between the end face of the jet port and the central axis is 90 °.
請求項1ないしのいずれかに記載の微細気泡生成ノズルであって、
加圧液を前記ノズル流路ともう1つのノズル流路に分岐させる分岐部と、
前記テーパ部および前記喉部と同様の構造を有し、前記もう1つのノズル流路を形成するもう1組のテーパ部および喉部と、
前記拡大部と同様の構造を有し、前記もう1つのノズル流路に連続するもう1つの外部流路を形成するもう1つの拡大部と、
をさらに備えることを特徴とする微細気泡生成ノズル。
The fine bubble generating nozzle according to any one of claims 1 to 3 ,
A branching portion for branching the pressurized liquid into the nozzle channel and another nozzle channel;
Another set of taper and throat having the same structure as the taper and throat, and forming the another nozzle channel;
Another enlarged portion having the same structure as the enlarged portion and forming another external flow channel continuous with the other nozzle flow channel;
A fine bubble generating nozzle further comprising:
微細気泡生成装置であって、
請求項1ないしのいずれかに記載の微細気泡生成ノズルと、
加圧液を生成して前記微細気泡生成ノズルに供給する加圧液生成部と、
を備えることを特徴とする微細気泡生成装置。
A microbubble generator,
A fine bubble generating nozzle according to any one of claims 1 to 4 ,
A pressurized liquid generating unit that generates a pressurized liquid and supplies the pressurized liquid to the fine bubble generating nozzle;
A fine bubble generating apparatus comprising:
請求項に記載の微細気泡生成装置であって、
前記加圧液生成部が、
前記気体と液体とを混合して噴出する混合ノズルと、
前記混合ノズルから噴出された後の混合流体が加圧環境下にて流れるとともに、前記混合流体に前記混合ノズルから噴出された直後の混合流体が衝突する第1流路と、
前記第1流路の下方に位置し、前記第1流路から落下した前記混合流体が加圧環境下にて流れる第2流路と、
を備えることを特徴とする微細気泡生成装置。
It is a fine bubble production | generation apparatus of Claim 5 , Comprising:
The pressurizing liquid generator is
A mixing nozzle for mixing and ejecting the gas and the liquid;
A first flow path in which the mixed fluid after being ejected from the mixing nozzle flows in a pressurized environment, and the mixed fluid immediately after being ejected from the mixing nozzle collides with the mixed fluid;
A second channel that is located below the first channel and in which the mixed fluid dropped from the first channel flows in a pressurized environment;
A fine bubble generating apparatus comprising:
請求項またはに記載の微細気泡生成装置であって、
前記加圧液生成部と前記微細気泡生成ノズルとを接続する接続配管と、
前記接続配管に設けられて前記接続配管内の加圧液の圧力を調整する調整弁と、
前記加圧液生成部内の圧力を測定する圧力センサと、
前記圧力センサからの出力に基づいて前記調整弁を制御する弁制御部と、
をさらに備えることを特徴とする微細気泡生成装置。
It is a fine bubble production | generation apparatus of Claim 5 or 6 ,
A connection pipe for connecting the pressurized liquid generating unit and the fine bubble generating nozzle;
An adjustment valve that is provided in the connection pipe and adjusts the pressure of the pressurized liquid in the connection pipe;
A pressure sensor for measuring the pressure in the pressurized liquid generating unit;
A valve control unit that controls the regulating valve based on an output from the pressure sensor;
A fine bubble generating apparatus, further comprising:
JP2011122268A 2011-05-31 2011-05-31 Fine bubble generating nozzle and fine bubble generating device Active JP5825852B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011122268A JP5825852B2 (en) 2011-05-31 2011-05-31 Fine bubble generating nozzle and fine bubble generating device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011122268A JP5825852B2 (en) 2011-05-31 2011-05-31 Fine bubble generating nozzle and fine bubble generating device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012250138A JP2012250138A (en) 2012-12-20
JP5825852B2 true JP5825852B2 (en) 2015-12-02

Family

ID=47523483

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011122268A Active JP5825852B2 (en) 2011-05-31 2011-05-31 Fine bubble generating nozzle and fine bubble generating device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5825852B2 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6334434B2 (en) * 2015-02-24 2018-05-30 株式会社テックコーポレーション Fine bubble generating apparatus and fine bubble generating method
WO2016178436A2 (en) * 2015-05-07 2016-11-10 株式会社ウォーターデザイン Liquid processing nozzle, liquid processing method using same, gas dissolution method, and gas dissolution device
SG10202104027WA (en) 2017-01-31 2021-05-28 Kinboshi Inc Composition For Fine Bubble Production, And Generation Apparatus
WO2018225904A1 (en) * 2017-06-07 2018-12-13 황재구 Pipe structure enabling bubble generation
CN110268948B (en) * 2019-06-19 2023-11-10 浙江师范大学 Piezoelectric micro-spraying device and seedling culture equipment using same
WO2024009940A1 (en) * 2022-07-04 2024-01-11 国立大学法人 鹿児島大学 Air bubble forming device, air bubble forming method, evaluation device, and evaluation method

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2574736B2 (en) * 1993-01-22 1997-01-22 和泉電気株式会社 Gas-liquid pressurized mixing equipment and waste liquid treatment equipment using the same
US6142456A (en) * 1996-10-25 2000-11-07 Idec Izumi Corporation Method and apparatus for dissolving and mixing gas and liquid
JP2973305B2 (en) * 1998-01-22 1999-11-08 株式会社山広 Pressurized oxygen dissolution method
JP2008168221A (en) * 2007-01-12 2008-07-24 Toshiba Corp Method for generating microbubble and microbubble generating device
JP5024144B2 (en) * 2008-03-24 2012-09-12 ダイキン工業株式会社 Gas dissolver
JP4915602B2 (en) * 2010-12-03 2012-04-11 パナソニック株式会社 Microbubble generator

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012250138A (en) 2012-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6118544B2 (en) Fine bubble generating nozzle and fine bubble generating device
JP5825852B2 (en) Fine bubble generating nozzle and fine bubble generating device
JP6129390B1 (en) Nanobubble generating nozzle and nanobubble generating apparatus
KR0173996B1 (en) Apparatus for dissolving a gas into and mixing the same with a liquid
US8939436B2 (en) Microbubble-generating apparatus
KR101483412B1 (en) Micro bubble nozzle
CN107530650A (en) Micro air bubble generating means
JP2008086868A (en) Microbubble generator
WO1993023340A1 (en) Method and apparatus for dissolving a gas into and mixing the same with a liquid
JP2010075838A (en) Bubble generation nozzle
JP2010120609A (en) Hull frictional resistance reduction device
JP2007209953A (en) Microbubble generating system
TWM483123U (en) Generation device for gas dissolution into liquid and fluid nozzle
JP2007117799A (en) Microbubble generator and microbubble generating apparatus using the same
JP2007307450A (en) Bubble generating device
JPH1094722A (en) Fine bubble feeder
JP2013146714A (en) Microscopic bubble generation device
JP2003245533A (en) Ultrafine air bubble generator
JP2013000626A (en) Fine air bubble generator
JP5024144B2 (en) Gas dissolver
JP2007268390A (en) Bubble generating device
JP2011183328A (en) Aerator
JP2019166493A (en) Fine bubble generation nozzle
JP7092358B2 (en) Ultra-fine bubble generator and ultra-fine bubble generator
JPH1176780A (en) Fine foam supply device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20131115

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140718

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140728

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140926

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150316

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150513

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20151005

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20151013

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5825852

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150