JP6243778B2

JP6243778B2 - 微細気泡発生装置

Info

Publication number: JP6243778B2
Application number: JP2014069548A
Authority: JP
Inventors: 銀春曹; 伸昭内海
Original assignee: Sanso Electric Co Ltd
Current assignee: Sanso Electric Co Ltd
Priority date: 2014-03-28
Filing date: 2014-03-28
Publication date: 2017-12-06
Anticipated expiration: 2034-03-28
Also published as: JP2015188859A

Description

本発明は、微細気泡発生装置に関する。

気泡発生装置として、微細気泡を液槽内で発生させるための微細気泡発生装置がある。この微細気泡発生装置は、液槽内から吸入した液体を気体溶解タンクにおいて液体中に気体を加圧溶解させて気体溶解液体を生成し、生成した気体溶解液体を微細気泡発生ノズルにて減圧して微細気泡を液槽内の液体中に噴出させるものである（たとえば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の微細気泡発生装置は、少なくとも、液体を流す液体管路と、液体管路を流れる液体を流入させ、流入させた液体に気体を溶解させて気液溶解液体を生成する複数の気液溶解タンクと、気液溶解タンクにおいて生成した気液溶解液体を減圧して微細気泡を発生させる微細気泡発生ノズルと、から構成されている。気液溶解タンクには、液体管路から液体を吸入する吸込口や、気液溶解液体を液体管路に吐出する吐出口が設けられている。

特開２０１１−２３５２００号公報

ところで、気液溶解タンクでは、タンク内や、吸込口、吐出口に、液体に含まれる異物が付着する場合がある。吸込口や吐出口に異物が付着した場合、吐出口から流出する気液溶解液体の流れが悪くなり、溶解液体が吐出口から流出しなくなる場合がある。

そこで、上記課題を解決するために、本発明は、気液溶解タンクに異物が付着した場合であっても、気液溶解液体を微細気泡発生ノズルに流すことができる微細気泡発生装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明にかかる微細気泡発生装置は、液体が流れる液体管路と、前記液体管路を流れる液体を吸込口から流入させ、流入させた液体に気体を溶解させて気液溶解液体を生成し、生成した気液溶解液体を吐出口から前記液体管路に流出させ、微細気泡発生ノズルへの気液溶解液体の流入量を安定させる複数の気液溶解タンクと、前記気液溶解タンクから流出させた気液溶解液体を減圧して微細気泡を発生させる前記微細気泡発生ノズルと、が設けられ、前記液体管路は、上流主管と、前記上流主管の下流側に配され、前記上流主管から枝分かれした複数の枝管と、前記複数の枝管の下流側に配され、前記複数の枝管を合わせ束ねる下流主管と、を含み、前記複数の枝管夫々に、前記気液溶解タンクが配され、前記上流主管から、前記複数の枝管、前記下流主管の順に、液体が流れることによって、前記複数の気液溶解タンク夫々に液体が流入されるたことを特徴とする。

本発明によれば、前記気液溶解タンクに異物が付着した場合であっても、気液溶解液体を前記微細気泡発生ノズルに流すことが可能となる。その結果、前記気液溶解タンクに異物が付着した場合であっても、微細気泡含有液体を前記微細気泡発生ノズルから安定して吐出することが可能となる。

具体的には、前記複数の枝管夫々に、前記気液溶解タンクが配されるので、１つの前記気液溶解タンク（具体的には、前記吸込口や前記吐出口、タンク内部）に異物が付着して、当該気液溶解タンクへの液体の流入量や、当該気液溶解タンクからの気液溶解液体の流出量が減少した場合であっても、他の前記気液溶解タンクへの液体の流入量や、他の前記気液溶解タンクからの気液溶解液体の流出量が増えることで、当該気液溶解タンクにおいて減少した液体の流量（液体の流入量や、気液溶解液体の流出量）を補うことが可能となり、前記複数の気液溶解タンクへの液体の全流入量や、気液溶解液体の全流出量を安定させることが可能となる。その結果、前記気液溶解タンクに異物が付着した場合であっても、気液溶解液体を前記微細気泡発生ノズルに流すことが可能となり、微細気泡含有液体を前記微細気泡発生ノズルから安定して吐出することが可能となる。

また、本発明によれば、前記吸込口や前記吐出口、タンク内部への異物の付着や、他の不具合（ポンプなどの電気系トラブルや機械系トラブル）により、１つの前記気液溶解タンクを使用することができなくなった場合であっても、残りの前記気液溶解タンクにより気液溶解液体を生成することが可能となる。その結果、従来の１つの気液溶解タンクのみが設けられた微細気泡発生装置では、１つの気液溶解タンクが使用できなくなると微細気泡を発生させることができないが、本発明によれば、１つの気液溶解タンクが使用できなくなっても残りの前記気液溶解タンクを用いて微細気泡を発生させることが可能となり、微細気泡含有液体を安定して吐出することができないといったトラブル回数を減らすことが可能となる。

また、本発明によれば、前記複数の気液溶解タンクを用いるので、１つの気液溶解タンクを用いた形態に比べて、前記複数の気液溶解タンクへの液体の全流入量／気液溶解液体の全流出量を多くすることが可能となる。

前記構成において、前記下流主管では、前記微細気泡発生ノズルの上流側に、前記下流主管を流れる気液溶解液体を検出する検出部が設けられてもよい。

この場合、前記下流主管では、前記微細気泡発生ノズルの上流側に、前記下流主管を流れる気液溶解液体を検出する検出部が設けられているので、前記微細気泡発生ノズルへの気液溶解液体の流入量を把握することが可能となる。

前記構成において、前記気液溶解タンク内における液体を検出する第２検出部が、前記複数の気液溶解タンク夫々に設けられたことを特徴とする微細気泡発生装置。

この場合、前記気液溶解タンク内における液体を検出する第２検出部が設けられているので、前記気液溶解タンクの液体の量を把握することが可能となる。

前記構成において、前記気液溶解タンクに液体と気体とを送り込むポンプが設けられ、前記ポンプの吸引量は、予め設定された値に制御されてもよい。

この場合、前記ポンプの吸引量は、予め設定された値に制御されているので、３つの前記気液溶解タンクへの液体と気体との送り込み量を一定に制御することが可能となる。このような構成とすることで、１つの前記気液溶解タンクへの液体の流入量が減少した場合、他の前記気液溶解タンクへの液体の流入量が増加する。そのため、３つの前記気液溶解タンクの全流入量を安定させることが可能となる。

本発明によれば、気液溶解タンクに異物が付着した場合であっても、気液溶解液体を微細気泡発生ノズルに流すことができる。

図１は、本実施の形態にかかる微細気泡発生装置の概略構成図である。図２は、本実施の形態にかかる複数の気液溶解タンクと液体管路と微細気泡発生ノズルの関係を示した概略構成図である。図３は、本実施の形態にかかる微細気泡発生装置における制御部と、第１流量検出部及び第２流量検出部との関係を示した概略ブロック図である。図４は、他の実施の形態にかかる複数の気液溶解タンクと液体管路と微細気泡発生ノズルの関係を示した概略構成図である。図５は、他の実施の形態にかかる複数の気液溶解タンクと液体管路と微細気泡発生ノズルの関係を示した概略構成図である。

以下、本発明の実施の形態（本実施の形態）について図面を参照して説明する。

本実施の形態にかかる微細気泡発生装置１は、液槽２内の液体に微細気泡を発生させるためのものであり、少なくとも図１に示す構成からなる。

微細気泡発生装置１には、図１，２に示すように、外部（本実施の形態では液槽２）から液体を吸込む液体吸込部１１と、液体が流れる液体管路１２と、空気などの雰囲気の気体を液体管路１２に導入する気体導入管１３と、気体と液体とを吸込むポンプ１４と、液体に気体を溶解させて気液溶解液体を生成する３つの気液溶解タンク１５と、気液溶解液体を減圧して微細気泡を発生させる微細気泡発生ノズル１６とが設けられている。

気体導入管１３は、ポンプ１４の吸引により気体を吸い込む気体吸込部１３１を有する。

ポンプ１４は、３つの気液溶解タンク１５に液体と気体とを送り込むものであり、ポンプ１４の吸引量は、制御部３（図３参照）により予め設定された値（一定値）に制御されている。そのため、３つの気液溶解タンク１５への液体と気体とを送り込む圧は一定に保たれている。

３つの気液溶解タンク１５では、吸込口１５１と吐出口１５２とが設けられ、液体管路１２を流れる液体を吸込口１５１から流入させ、流入させた液体に気体を溶解させて気液溶解液体を生成し、生成した気液溶解液体を吐出口１５２から流出させる。

微細気泡発生ノズル１６では、気液溶解タンク１５から流出させた気液溶解液体を減圧して微細気泡を発生させる。

液体管路１２は、１つの上流主管１２１と、上流主管１２１の下流側に配され、上流主管１２１から枝分かれした３つの枝管１２２と、３つの枝管１２２の下流側に配され、３つの枝管１２２を合わせ束ねる１つの下流主管１２３から構成され、液体は、上流主管１２１、３つの枝管１２２、下流主管１２３の順に流れる。また、３つの枝管１２２夫々に、気液溶解タンク１５が配されている。

図１に示すように、上流主管１２１の先端に液体吸込部１１が配され、液体吸込部１１の下流側に気体導入管１３が配され、気体導入管１３の下流側にポンプ１４が配されている。

ポンプ１４の下流側において、図２に示すように３つの枝管１２２が上流主管１２１から枝分かれし、３つの枝管１２２夫々に気液溶解タンク１５が配されている。

また、３つの気液溶解タンク１５の下流側において、図２に示すように３つの枝管１２２が合わさって１つの束の下流主管１２３となり、下流主管１２３の下流側に微細気泡発生ノズル１６が配されている。

また、微細気泡発生装置１では、図１〜３に示すように、下流主管１２３において、微細気泡発生ノズル１６の上流側に、気液溶解液体の流量を検出する検出部１７（流圧センサ）が設けられている。本実施の形態では、検出部１７は、気液溶解液体の流圧を検出する。

検出部１７は、制御部３によって制御されており、制御部３は、検出部１７での検出結果（流圧値）に基づいて、液体吸込部１１における液体の吸込み量と、気体導入管１３における気体を吸込む量とをポンプ１４に可変制御指示する。すなわち、制御部３により、検出部１７で検出する流圧が一定となるようにポンプ１４での吸引量が可変制御され、その結果、３つの気液溶解タンク１５への液体の流入量が安定する。そのため、１つの気液溶解タンク１５への液体の流入量が減少した場合、他の気液溶解タンク１５への液体の流入量を増加させて、３つの気液溶解タンク１５の全流入量が一定となる。なお、検出部１７における気液溶解液体の流量（具体的には流圧値）を、制御部３を介してディスプレイなど出力部４で出力することもできる。

上記構成からなる微細気泡発生装置１の微細気泡発生ノズル１６と液体吸込部１１とを配し、外部の液槽２の液体を微細気泡発生装置１に循環させて、液槽２の液体に微細気泡を含有させる。

本実施の形態にかかる微細気泡発生装置１によれば、気液溶解液体を微細気泡発生ノズル１６に流すことができる。その結果、気液溶解タンク１５に異物が付着した場合であっても、微細気泡含有液体を微細気泡発生ノズル１６から安定して吐出することができる。また、気液溶解タンク１５に異物が付着した場合であっても、所望量の気液溶解液体を微細気泡発生ノズル１６に流すことができる。

具体的には、３つの枝管１２２夫々に、気液溶解タンク１５が配されるので、１つの気液溶解タンク１５（吸込口１５１や吐出口１５２、タンク内部）に異物が付着して、当該気液溶解タンク１５への液体の流入量や、当該気液溶解タンク１５からの気液溶解液体の流出量が減少した場合であっても、他の気液溶解タンク１５への液体の流入量や、他の気液溶解タンク１５からの気液溶解液体の流出量を増やして、当該気液溶解タンク１５において減少した液体の流量（液体の流入量や、当該気液溶解タンク１５からの気液溶解液体の流出量）を補うことができ、３つの気液溶解タンク１５への液体の全流入量や、気液溶解液体の全流出量を安定させることができる。その結果、気液溶解タンク１５に異物が付着した場合であっても、気液溶解液体を微細気泡発生ノズル１６に流すことができ、微細気泡含有液体を微細気泡発生ノズル１６から安定して吐出することができる。

また、本実施の形態によれば、吸込口１５１や吐出口１５２、タンク内部への異物の付着や、他の不具合（ポンプ１４などの電気系トラブルや、機械系トラブル）により、１つの気液溶解タンク１５を使用することができなくなった場合であっても、残りの気液溶解タンク１５により気液溶解液体を生成することができる。その結果、従来の１つの気液溶解タンクのみが設けられた微細気泡発生装置では、１つの気液溶解タンクが使用できなくなると微細気泡を発生させることができないが、本実施の形態によれば、１つの気液溶解タンク１５が使用できなくなっても残りの気液溶解タンク１５を用いて微細気泡を発生させることができ、微細気泡含有液体を安定して吐出することができないといったトラブルを減らすことができる。

また、本実施の形態によれば、３つの気液溶解タンク１５を用いるので、１つの気液溶解タンクを用いた形態に比べて、３つの気液溶解タンク１５への液体の全流入量／気液溶解液体の全流出量を多くすることができる。

また、本実施の形態によれば、下流主管１２３では、微細気泡発生ノズル１６の上流側に、下流主管１２３を流れる気液溶解液体（本実施の形態では、気液溶解液体の流圧）を検出する検出部１７が設けられているので、微細気泡発生ノズル１６への気液溶解液体の流入量を把握することができる。

また、本実施の形態によれば、ポンプ１４の吸引量は、予め設定された値に制御されているので、３つの気液溶解タンク１５への液体と気体との送り込み量を一定に制御することができ、１つの気液溶解タンク１５への液体の流入量が減少した場合、他の気液溶解タンク１５への液体の流入量が増加する。そのため、３つの気液溶解タンク１５の全流入量を安定させることができる。

なお、本実施の形態では、３つの気液溶解タンク１５を用いているが、これに限定されるものではなく、２つ以上の複数の気液溶解タンク１５を用いてもよい。

また、本実施の形態では、３つの枝管１２２を用いているが、これに限定されるものではなく、気液溶解タンク１５の数に対応させた枝管を用いればよい。

また、本実施の形態では、検出部１７を微細気泡発生ノズル１６の上流側近傍に設けているが、これに限定されるものではなく、下流主管１２３を対象とした位置に設けていればよく、複数の枝管１２２の下流側直下であってもよい。

また、本実施の形態では、検出部１７は気液溶解液体の流圧を測定しているが、これは好適な例であり、これに限定されるものではなく、流量であってもよい。なお、検出部１７は気液溶解液体の流圧及び流量を同時に測定することが最適である。

また、本実施形態では、３つの気液溶解タンク１５の配置や向き、吸込口１５１と吐出口１５２の位置を限定していないが、重力を考慮した３つの気液溶解タンク１５の配置や向き、吸込口１５１と吐出口１５２の位置とすることが微細気泡発生装置１の簡易化や小型化に好ましい。すなわち、重力に抗した液体の流れとする場合、液体を流すために別途圧力を加えるなどの装置が必要になるが、重力を考慮した液体の流れとする場合、このような別途装置は必ずしも要しない。

また、本実施の形態では、下流主管１２３において、微細気泡発生ノズル１６の上流側に、下流主管１２３を流れる気液溶解液体の量を検出する検出部１７が設けられているが、これに限定されるものではなく、図４に示すように、検出部１７を設けずに、気液溶解タンク１５内における液体の量を検出する第２検出部１８が設けられてもよい。

この図４に示す形態では、吸込口１５１から流入する液体の流圧（図３に示す吸込口側１８１参照）と、吐出口１５２から流出する気液溶解液体の流圧（図３に示す吐出口側１８２参照）と、を検出する第２検出部１８（流圧センサ）が設けられている。第２検出部１８は、制御部３によって制御されており、制御部３は、第２検出部１８での検出結果（流圧値）に基づいて、液体吸込部１１における液体の吸込み量と、気体導入管１３における気体を吸込む量とをポンプ１４に可変制御指示する。そのため、ポンプ１４では、制御部３の制御により気体と液体との吸引量が制御される。このように、制御部３により、検出部１７で検出する流圧が一定となるようにポンプ１４での吸引量が可変制御され、３つの気液溶解タンク１５それぞれへの液体の流入量が安定する。そのため、１つの気液溶解タンク１５への液体の流入量が減少した場合、他の気液溶解タンク１５への液体の流入量を増加させて、３つの気液溶解タンク１５の全流入量が一定となる。このように、制御部３により、第２検出部１８での流量（流圧）が個別で分かるので、３つの気液溶解タンク１５のうち、どの気液溶解タンク１５で異物が付着しているのかが分かる。そのため、図４に示す形態では、故障箇所や、掃除箇所、修復箇所が容易に分かる。

この図４に示す形態によれば、気液溶解タンク１５内における液体の流圧値を検出する第２検出部１８が設けられているので、例えば、１つの気液溶解タンク１５への液体の流入量や、当該気液溶解タンク１５からの気液溶解液体の流出量の減少を、第２検出部１８が検出した検出結果（流圧値）から分かった場合、当該気液溶解タンク１５以外の他の気液溶解タンク１５への液体の流入量や、他の気液溶解タンク１５からの気液溶解液体の流出量を増やすことで、微細気泡発生ノズル１６へ流入する気液溶解液体の流入量を制御部３において一定にすることができ、その結果、所望量の微細気泡含有液体を微細気泡発生ノズル１６から安定して吐出することができる。

また、図４に示す形態によれば、気液溶解タンク１５の液体の流圧値から気液溶解タンク１５の液体の量を把握することができる。つまり、３つの気液溶解タンク１５のうち、液体の流入量や、気液溶解液体の流出量が可変（減少／増加）した気液溶解タンク１５を正確に見つけることができる。

また、図４に示す形態では、第２検出部１８は、符号１８１，１８２に示す２つのセンサを用い、吸込口１５１から流入する液体の流圧と、吐出口１５２から流出する気液溶解液体の流圧を検出しているが、これに限定されるものではなく、吸込口１５１から流入する液体の流圧と、吐出口１５２から流出する気液溶解液体の流圧とのいずれか一方を検出できる構成であってもよい。すなわち、気液溶解タンク１５を対象として１箇所での液体もしくは気液溶解液体の流圧を検出することで、本実施の形態の効果を有することができる。または、符号１８１，１８２に示す２つの流圧センサを用いずに、気液溶解タンク１５のタンク内の液体の流圧を検出する流圧センサ（図示省略）を用いてもよい。この気液溶解タンク１５のタンク内の液体の流圧を検出する流圧センサであっても、本実施の形態の効果を有することができる。

上記の図２，４に示す形態では、検出部１７、第２検出部１８がそれぞれ設けられているが、これらの形態に限定されるものではなく、図５に示すように、検出部１７及び第２検出部１８がともに設けられてもよい。

この図５に示す形態によれば、検出部１７及び第２検出部１８が設けられているので、図２，４に形態による作用効果を同時に有することができる。

また、図４，５に示す形態では、全ての気液溶解タンク１５夫々を対象とした第２検出部１８が設けられているが、複数の気液溶解タンク１５への液体の全流圧値や、複数の気液溶解タンク１５からの気液溶解液体の全流圧値が分かればよく、その数は限定されるものではない。例えば、３つの気液溶解タンク１５を用いた形態であれば、２つの気液溶解タンク１５に対して第２検出部１８を設け、残り１つの気液溶解タンク１５における液体の流圧を、２つの第２検出部１８で検出した流圧値に基づいて制御部３で算出してもよい。

なお、本発明は、その精神や主旨または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。

また、本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

本発明は、気泡発生装置、特に微細気泡発生装置に適用できる。

１微細気泡発生装置
２液槽
１１液体吸込部
１２液体管路
１２１上流主管
１２２枝管
１２３下流主管
１３気体導入管
１３１気体吸込部
１４ポンプ
１５気液溶解タンク
１５１吸込口
１５２吐出口
１６微細気泡発生ノズル
１７検出部
１８第２検出部
１８１吸込口側
１８２吐出口側
３制御部
４出力部

Claims

微細気泡発生装置において、
液体が流れる液体管路と、
前記液体管路を流れる液体を吸込口から流入させ、流入させた液体に気体を溶解させて気液溶解液体を生成し、生成した気液溶解液体を吐出口から前記液体管路に流出させ、微細気泡発生ノズルへの気液溶解液体の流入量を安定させる複数の気液溶解タンクと、
前記気液溶解タンクから流出させた気液溶解液体を減圧して微細気泡を発生させる前記微細気泡発生ノズルと、が設けられ、
前記液体管路は、上流主管と、前記上流主管の下流側に配され、前記上流主管から枝分かれした複数の枝管と、前記複数の枝管の下流側に配され、前記複数の枝管を合わせ束ねる下流主管とを含み、
前記複数の枝管夫々に、前記気液溶解タンクが配され、
前記上流主管から、前記複数の枝管、前記下流主管の順に、液体が流れることによって、前記複数の気液溶解タンク夫々に液体が流入されることを特徴とする微細気泡発生装置。
請求項１に記載の微細気泡発生装置において、
前記下流主管では、前記微細気泡発生ノズルの上流側に、前記下流主管を流れる気液溶解液体を検出する検出部が設けられたことを特徴とする微細気泡発生装置。
請求項１または２に記載の微細気泡発生装置において、
前記気液溶解タンク内における液体を検出する第２検出部が、前記複数の気液溶解タンク夫々に設けられたことを特徴とする微細気泡発生装置。
請求項１乃至３のうちいずれか１つに記載の微細気泡発生装置において、
前記気液溶解タンクに液体と気体とを送り込むポンプが設けられ、
前記ポンプの吸引量は、予め設定された値に制御されていることを特徴とする微細気泡発生装置。