JP6310047B1 - Nano bubble generator - Google Patents

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JP6310047B1 JP2016250129A JP2016250129A JP6310047B1 JP 6310047 B1 JP6310047 B1 JP 6310047B1 JP 2016250129 A JP2016250129 A JP 2016250129A JP 2016250129 A JP2016250129 A JP 2016250129A JP 6310047 B1 JP6310047 B1 JP 6310047B1
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Abstract

【課題】 効率良く微細気泡を生成できる【解決手段】本発明の第1及び第2の底面を有する円筒形状の外筒部と、前記外筒部より径の小さい内筒部と、前記第1の底面近傍において、前記外筒部及び前記内筒部間で媒体液の流れを作る空間である隙間部とを有し、前記第2の底面又は前記第2の底面近傍に形成された供給口から前記媒体液が供給される第1の円筒部と、第3の底面及び第4の底面を有する円筒形状でなり、前記第2の底面に対して前記第3の底面が対向した状態で接続され、前記第3の底面に前記供給口よりも面積の小さい中間孔が形成され、前記第4の底面又は前記第4の底面近傍に前記中間孔より面積の大きい排出口を有する第2の円筒部とを有することを特徴とする。【選択図】 図11PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently generate fine bubbles. A cylindrical outer cylinder having first and second bottom surfaces according to the present invention, an inner cylinder having a smaller diameter than the outer cylinder, and the first. A supply port formed in the vicinity of the second bottom surface or in the vicinity of the second bottom surface. A cylindrical portion having a first cylindrical portion to which the medium liquid is supplied, a third bottom surface and a fourth bottom surface, and the third bottom surface is opposed to the second bottom surface. An intermediate hole having a smaller area than the supply port is formed in the third bottom surface, and a second cylinder having a discharge port having a larger area than the intermediate hole in the fourth bottom surface or in the vicinity of the fourth bottom surface. Part. [Selection] FIG.

Description

従来、微細気泡生成装置としては、気体を混合した液体を高速旋回させることにより、液体に気泡を含有させるようになされた技術が広く知られている(例えば特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, as a fine bubble generating device, a technique in which bubbles are included in a liquid by rotating a liquid mixed with a gas at high speed is widely known (see, for example, Patent Document 1).

特許第4563496号Japanese Patent No. 4556396

かかる構成の微細気泡生成装置では、より効率良く微細気泡を生成したいという要望があった。   In the fine bubble generating apparatus having such a configuration, there has been a demand for generating fine bubbles more efficiently.

本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的は、効率良く微細気泡を生成できるナノバブル生成器を提供するものである。   The present invention has been made to solve such problems, and an object thereof is to provide a nanobubble generator capable of efficiently generating fine bubbles.

かかる課題を解決するため、本発明のナノバブル生成器は、
混合ガスを含む媒体液を旋回させる高速旋回方式により、微細気泡を発生させる旋回部と、
圧力を解放する圧力解放室と、
前記旋回部と前記圧力解放室とを隔てる中間フランジ部に設けられ、前記旋回部と前記圧力解放室とを接続する接続孔とを有し、
前記旋回部は、
第1及び第2の平面を有する円筒形状の外筒部と、前記外筒部より径の小さい内筒部と、前記第1の平面近傍において、前記外筒部及び前記内筒部間で媒体液の流れを作る空間である隙間部とを有し、前記第2の平面又は前記第2の平面近傍に形成された供給口から前記媒体液が供給される第1の円筒部であり、前記供給口から外筒部へ供給された媒体液は旋回しながら前記第1の平面へ向かって前記隙間部から内筒部へ進行し、前記内筒部を旋回しながら前記第2の平面へ向かって前記接続孔から前記圧力解放室へと進行し、
前記圧力解放室は、
第3の平面及び第4の平面を有する円筒形状でなり、前記第2の平面に対して前記第3の平面が対向した状態で接続され、前記第4の平面又は前記第4の平面近傍に排出口を有する第2の円筒部であり、
前記接続孔は、
前記第3の平面に形成された前記供給口よりも面積の小さい孔であり、
前記排出口は、
前記接続孔より面積が大きく、
前記中間フランジ部は、
前記第2の平面及び前記第3の平面を構成し、前記供給口及び前記接続孔が形成されると共に、前記第2の平面の中央にすり鉢状の凹部が形成されており、
前記接続孔は、
前記凹部の中心に設けられているようにした。
In order to solve such a problem, the nanobubble generator of the present invention,
A swirling unit that generates fine bubbles by a high-speed swirling method that swirls a medium liquid containing a mixed gas ;
A pressure release chamber to release pressure,
Provided in an intermediate flange part separating the swivel part and the pressure release chamber, and having a connection hole for connecting the swivel part and the pressure release chamber;
The swivel part is
A cylindrical outer cylinder having first and second planes , an inner cylinder having a smaller diameter than the outer cylinder, and a medium between the outer cylinder and the inner cylinder in the vicinity of the first plane and a space in which a gap portion to make the flow of liquid, a first cylindrical portion to which the liquid medium from the second plane or the second supply port formed in a plane near supplied, the The medium liquid supplied from the supply port to the outer cylinder part advances from the gap part toward the inner cylinder part toward the first plane while turning, and moves toward the second plane while turning the inner cylinder part. And proceed from the connection hole to the pressure release chamber,
The pressure release chamber is
Third becomes a cylindrical shape having a plane and a fourth plane, said relative second plane third plane are connected so as to face, in the fourth plane and the fourth plane near the A second cylindrical portion having a discharge port;
The connection hole is
A hole having a smaller area than the supply port formed in the third plane ;
The outlet is
The area is larger than the connection hole,
The intermediate flange portion is
The second plane and the third plane are configured, the supply port and the connection hole are formed, and a mortar-shaped recess is formed at the center of the second plane ,
The connection hole is
It was made to be provided at the center of the recess.

本発明は、効率良く微細気泡を生成できるナノバブル生成器を実現できる。 The present invention can realize a nanobubble generator that can efficiently generate fine bubbles.

電解気泡水生成装置の構成を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the structure of an electrolytic bubble water production | generation apparatus. 気液送出部の構成を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the structure of a gas-liquid delivery part. 供給経路の説明に供する略線図である。It is an approximate line figure used for explanation of a supply course. 気泡電解水生成処理の説明に供するフローチャートである。It is a flowchart with which it uses for description of bubble electrolyzed water production | generation processing. 電気分解部の構成を示す略線図(1)Outline diagram showing configuration of electrolysis section (1) 電気分解部の構成(2)を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the structure (2) of an electrolysis part. 電解水生成処理における流れの説明に供する略線図である。It is a basic diagram with which it uses for description of the flow in an electrolyzed water production | generation process. 入替処理における流れの説明に供する略線図である。It is an approximate line figure used for explanation of a flow in exchange processing. 洗浄処理における流れの説明に供する略線図である。It is a basic diagram with which it uses for description of the flow in a washing process. 圧力調整機構の説明に供する略線図である。It is a basic diagram with which it uses for description of a pressure adjustment mechanism. 本発明のナノバブル生成器の概念を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the concept of the nanobubble generator of this invention. ナノバブル生成部の斜視を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the perspective view of a nano bubble production | generation part. ナノバブル生成部の分解斜視を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the disassembled perspective view of a nano bubble production | generation part. ナノバブル生成部の中心近傍の断面を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the cross section of the center vicinity of a nano bubble production | generation part. フランジ面の構成を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the structure of a flange surface. 他の実施の形態によるナノバブル生成部(1)の構成を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the structure of the nano bubble production | generation part (1) by other embodiment. 他の実施の形態によるナノバブル生成部(2)の構成を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the structure of the nano bubble production | generation part (2) by other embodiment. 他の実施の形態によるナノバブル生成部(3)の構成を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the structure of the nano bubble production | generation part (3) by other embodiment.

次に本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。   Next, modes for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

<電解気泡水生成装置の構成>
次に、図1〜図5を用いて実施の形態について説明する。図1において10は、全体として電解気泡水生成装置を示している。電解気泡水生成装置10では、電気分解により生成した電解水を媒体液とし、ナノバブルを含む電解水である電解気泡水を生成する。
<Configuration of electrolytic bubble water generator>
Next, an embodiment will be described with reference to FIGS. In FIG. 1, reference numeral 10 denotes an electrolytic bubble water generator as a whole. In the electrolyzed bubble water generating apparatus 10, electrolyzed bubble water that is electrolyzed water containing nanobubbles is generated using electrolyzed water generated by electrolysis as a medium liquid.

電解気泡水生成装置10では、電気分解によってアルカリ性電解水及び酸性電解水の双方を生成し、アルカリ性電解水を循環・濃縮する一方、酸性電解水にナノバブルを含有させ、電解気泡水として電解気泡水提供部18から供給するようになされている。   In the electrolyzed bubble water generating device 10, both alkaline electrolyzed water and acidic electrolyzed water are generated by electrolysis, and the alkaline electrolyzed water is circulated and concentrated, while the acidic electrolyzed water contains nanobubbles, and the electrolyzed water is used as electrolyzed water. It is made to supply from the provision part 18. FIG.

なお図示しないが、電解気泡水生成装置10は、図示しないMPU(Micro Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)から構成される制御部20(図示せず)が電解気泡水生成装置10の全体を統括的に制御するようになされている。   Although not shown, the electrolyzed bubble water generating apparatus 10 includes a control unit 20 (not shown) including an MPU (Micro Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), and a RAM (Random Access Memory) (not shown). The entire water generator 10 is controlled in an integrated manner.

電解気泡水生成装置10では、電気分解部13によって生成した発生ガス及び電解水をそのまま気液送出部15、ポンプ16、ナノバブル生成部17へ送出することにより、ナノバブルとして発生ガスを含有する気泡電解水を生成する。このとき、全体の系(電気分解部13〜ナノバブル生成部17)を密閉系とし、所定の圧力下において発生ガス及び電解水を分離することなくそのまま混合することにより、発生ガスの成分を効率良く溶解及びナノバブル化することが可能となる。   In the electrolyzed bubble water generating device 10, the generated gas and the electrolyzed water generated by the electrolysis unit 13 are sent as they are to the gas-liquid delivery unit 15, the pump 16, and the nanobubble generation unit 17, thereby generating bubble electrolysis containing the generated gas as nanobubbles. Produce water. At this time, the entire system (electrolysis unit 13 to nanobubble generation unit 17) is a closed system, and the generated gas and electrolyzed water are mixed as they are without separation under a predetermined pressure, thereby efficiently generating the components of the generated gas. It can be dissolved and nanobubbled.

原水供給部11は、制御部20による開閉機構の開閉制御により、電解気泡水を生成するときにのみ原水を電気分解部13に供給する。原水供給部11は、圧力をかけた状態で電気分解部13に対して原水を供給する。また、接続された水道水などの水圧が高すぎる場合には、減圧バルブなどの減圧機構を構成しても良い。   The raw water supply unit 11 supplies the raw water to the electrolysis unit 13 only when electrolytic water is generated by the opening / closing control of the opening / closing mechanism by the control unit 20. The raw water supply unit 11 supplies raw water to the electrolysis unit 13 in a state where pressure is applied. Further, when the water pressure of the connected tap water or the like is too high, a pressure reducing mechanism such as a pressure reducing valve may be configured.

原水としては、水道水や電解水、純水、精製水など種々のものを使用できる。また、前段に各種フィルターを設置することにより、不純物などの不要成分を除去した水を使用しても良い。   Various raw materials such as tap water, electrolytic water, pure water, and purified water can be used as raw water. Moreover, you may use the water which removed unnecessary components, such as an impurity, by installing various filters in the front | former stage.

ナノバブルとして含有させる気体(混合ガス)としては、特に制限されず、用途に応じて適宜選択される。例えば、空気、水素、酸素、二酸化炭素などが好ましい。   The gas (mixed gas) to be contained as nanobubbles is not particularly limited and is appropriately selected depending on the application. For example, air, hydrogen, oxygen, carbon dioxide and the like are preferable.

電解質供給部12は、制御部20による制御により、電解質水溶液を電気分解部13に供給する。電解質としては特に制限されず、塩化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、塩酸、塩化カリウム、塩化カルシウムなど、水に溶解して電解質としての特性を示す既知の化合物を適宜使用することができる。特に、電気分解によって強酸性(pH4.0以下)及び強アルカリ性(pH10.0以上)の電解水が生成される電解質が好適に用いられる。便宜上、電解質として塩化ナトリウムを使用した場合について説明するが、これに限られない。   The electrolyte supply unit 12 supplies the electrolytic aqueous solution to the electrolysis unit 13 under the control of the control unit 20. It does not restrict | limit especially as electrolyte, The known compound which melt | dissolves in water, such as sodium chloride, sodium carbonate, sodium hydrogencarbonate, hydrochloric acid, potassium chloride, calcium chloride, and shows the characteristic as an electrolyte can be used suitably. In particular, an electrolyte capable of generating electrolyzed water of strong acidity (pH 4.0 or less) and strongly alkaline (pH 10.0 or more) by electrolysis is preferably used. For convenience, the case where sodium chloride is used as the electrolyte will be described, but the present invention is not limited thereto.

電気分解部13は、原水を電気分解して電解水を生成できる構成であればよく、陽極を有するアノード室51と、陰極を有するカソード室52とを有する2槽型の電解槽が用いられる。電気分解部13では、酸性電解水を気液送出部15に供給する一方、アルカリ性電解水を電解質供給部12に戻して循環させる構成を有している。電気分解部13の詳細な構成については後述する。   The electrolyzer 13 may be configured to electrolyze raw water to generate electrolyzed water, and a two-tank electrolytic cell having an anode chamber 51 having an anode and a cathode chamber 52 having a cathode is used. The electrolysis unit 13 has a configuration in which acidic electrolyzed water is supplied to the gas-liquid delivery unit 15 while alkaline electrolyzed water is returned to the electrolyte supply unit 12 and circulated. The detailed configuration of the electrolysis unit 13 will be described later.

気液送出部15は、発生ガス及び電解水を高速攪拌により混合したり、高速旋回させたりすることにより、一定時間に亘って発生ガスと電解水とを接触させつつ、発生ガスと電解水とを偏りがないようほぼ均等の割合でポンプ16に送出する。なお、この気液送出部15による混合では、ナノバブルの発生量は殆どない又は非常に少量である(ナノバブル生成部17と比較して個数比で10%未満)。   The gas-liquid delivery unit 15 mixes the generated gas and the electrolyzed water by high-speed agitation or rotates the gas at high speed to bring the generated gas and the electrolyzed water into contact with each other for a certain period of time. Are sent to the pump 16 at a substantially equal rate so that there is no bias. In addition, in the mixing by the gas-liquid delivery unit 15, the generation amount of nanobubbles is hardly or very small (less than 10% in terms of the number ratio as compared with the nanobubble generation unit 17).

気液送出部15の構成の一例を図2及び図3に示している。図2に示すように、気液送出部15は、円筒状の円筒部材70の上側の矩形状でなる板状部材71及び72と、下側の矩形状でなる板状部材73とで挟んだ形状を有している。   An example of the configuration of the gas-liquid delivery unit 15 is shown in FIGS. As shown in FIG. 2, the gas-liquid delivery unit 15 is sandwiched between plate members 71 and 72 having a rectangular shape on the upper side of a cylindrical member 70 and a plate member 73 having a lower rectangular shape. It has a shape.

板状部材71〜73は、円筒部材70の底面を構成すると共に、円筒部材70に対して電解水及び混合ガスを供給する供給経路を有している。図3に示すように、電解水(発生ガス含む)は、板状部材71に形成された供給経路71a〜71dを介して円筒部材70に供給される。また、板状部材72には供給経路72a及び72bが形成されており、ナノバブル生成部17によって生成された気泡電解水の一部がオーバーフローした場合に配管17Bを介して円筒部材70に供給される。   The plate-shaped members 71 to 73 constitute a bottom surface of the cylindrical member 70 and have a supply path for supplying electrolytic water and mixed gas to the cylindrical member 70. As shown in FIG. 3, the electrolyzed water (including the generated gas) is supplied to the cylindrical member 70 via supply paths 71 a to 71 d formed in the plate-like member 71. Further, supply paths 72a and 72b are formed in the plate-like member 72, and when a part of the bubble electrolyzed water generated by the nanobubble generating unit 17 overflows, it is supplied to the cylindrical member 70 via the pipe 17B. .

供給経路71a〜71d及び72〜72bは、円筒部材70に対して接線方向に略平行(±30°)に設けられており、流入した電解水(電解水及び気泡電解水)が円筒部材70の内面に沿って周回するように形成されている。   The supply paths 71 a to 71 d and 72 to 72 b are provided substantially parallel (± 30 °) in the tangential direction with respect to the cylindrical member 70, and the flowing electrolytic water (electrolyzed water and bubble electrolytic water) flows into the cylindrical member 70. It is formed so as to circulate along the inner surface.

また、板状部材73の中心部分には、電解水及び混合ガス(発生ガス)が混合された混合水を排出する孔である排出経路73aが設けられており、配管15Aを介して混合水が排出される。この配管15Aの内部では、低速旋回流が発生し、ポンプ16までの間、電解水及び混合ガスを攪拌されると考えられ、大きなガス溜りが形成されることを抑制できる。   In addition, a discharge path 73a that is a hole for discharging mixed water in which electrolyzed water and mixed gas (generated gas) are mixed is provided at the central portion of the plate-like member 73, and the mixed water passes through the pipe 15A. Discharged. Inside the pipe 15A, a low-speed swirling flow is generated, and it is considered that the electrolyzed water and the mixed gas are stirred up to the pump 16, and the formation of a large gas reservoir can be suppressed.

この結果、上側から供給され下側から排出される上下方向の力と、円筒部材70に沿って供給される電解水及び排出経路73aの位置関係により、電解水及び混合ガスは高速攪拌されながら円筒部材70内部を旋回し、混合ガスが小さな気泡となってよく混じり合った状態で配管15Aを介してポンプ16に供給される。   As a result, the electrolyzed water and the mixed gas are mixed while being stirred at a high speed by the vertical force supplied from the upper side and discharged from the lower side, and the positional relationship between the electrolyzed water supplied along the cylindrical member 70 and the discharge path 73a. The inside of the member 70 is swung, and the mixed gas is supplied to the pump 16 via the pipe 15A in a state where the mixed gas is well mixed with each other.

この気液送出部15では、例えば高速旋回による遠心分離効果によって大きな圧力を発生させ、大きな圧力下において発生ガス及び電解水を気相及び液層の界面で接触させて特に塩素ガスなど水に対する溶解性の高い気体の溶解を促進するだけでなく、ポンプ16によって発生する圧力の影響を電気分解部13に伝わらないようにする役割も担う。言い換えると、気液送出部15は、高速旋回によって電気分解部13−気液送出部15−ポンプ16間の圧力の伝達を分断して断ち切ることが可能である。   In this gas-liquid delivery unit 15, a large pressure is generated by, for example, a centrifugal effect by high-speed rotation, and the generated gas and the electrolyzed water are brought into contact with each other at the interface between the gas phase and the liquid layer under a large pressure, and particularly dissolved in water such as chlorine gas. In addition to facilitating the dissolution of highly gas, it also serves to prevent the influence of the pressure generated by the pump 16 from being transmitted to the electrolysis unit 13. In other words, the gas-liquid delivery unit 15 can cut off the transmission of pressure between the electrolysis unit 13, the gas-liquid delivery unit 15, and the pump 16 by high-speed turning.

なお、気液送出部15の前段(配管14A及び15A)における圧力は、例えば−15kpa〜+15kpa、より好ましくは−10kpa〜+10kpaになるように、制御されている。これにより、前段の電気分解部13に対して圧力が負荷されるのを抑制し、隔膜45の損傷などを未然に防止し得る。この制御は、配管17Bに設けられた電磁弁の調整によって行われる。調整の結果、上記圧力範囲に収まらない場合には、装置の保護のため緊急停止する。   In addition, the pressure in the front | former stage (piping 14A and 15A) of the gas-liquid delivery part 15 is controlled so that it may become -15 kpa-+15 kpa, for example, More preferably, -10 kpa-+10 kpa. Thereby, it can suppress that a pressure is loaded with respect to the electrolysis part 13 of a front | former stage, and can prevent damage to the diaphragm 45 etc. beforehand. This control is performed by adjusting a solenoid valve provided in the pipe 17B. As a result of adjustment, if the pressure does not fall within the above pressure range, an emergency stop is performed to protect the device.

ガス供給部14は、気液送出部15に対して供給する混合気体を供給する。例えば混合気体として空気を混合する場合、ガス供給部14としてエアーポンプや圧縮空気などが使用される。このガス供給部14は、発生ガスでは不足する気体量を補うためのものであり、必ずしも必須ではない。混合ガスとして発生ガスのみを使用することも可能である。なお、本実施形態では、発生ガスに含まれる塩素ガスを薄めることなく高割合で電解水へ溶解させるため、気液送出部15ではなくポンプ16に混合ガスを混合しているが、気液送出部15に混合ガスを供給しても良い。この場合、板状部材71及び72の上面、中央近傍から混合ガスを混合することにより、渦の中心に混合ガスが混合できるためが好ましい。   The gas supply unit 14 supplies a mixed gas to be supplied to the gas-liquid delivery unit 15. For example, when air is mixed as a mixed gas, an air pump or compressed air is used as the gas supply unit 14. This gas supply part 14 is for supplementing the amount of gas that is insufficient with the generated gas, and is not necessarily essential. It is also possible to use only the generated gas as the mixed gas. In this embodiment, the chlorine gas contained in the generated gas is dissolved in the electrolyzed water at a high rate without being diluted. Therefore, the mixed gas is mixed in the pump 16 instead of the gas-liquid delivery unit 15. A mixed gas may be supplied to the unit 15. In this case, it is preferable that the mixed gas can be mixed at the center of the vortex by mixing the mixed gas from the upper surfaces of the plate-like members 71 and 72 and the vicinity of the center.

ポンプ16(図2)としては、特に限定されず、公知の種々のものを使用することができる。例えば、羽根で回転するバブリングポンプ(例えばSUS製汎用渦流タービンポンプ20NPD07Z(株式会社ニクニ製))を用いると、ナノバブル生成部17の前段において気液の混合が進むため好ましい。ポンプ16は、配管15Aを介して供給される混合水に圧力を印可し、例えば20L/minの定量で配管16Aを介して当該混合水をナノバブル生成部17へ供給する。このとき、気液送出部15の効果により混合水に大きなガス溜りが殆ど存在せず、ガス噛みなどによりポンプ16に不具合が生じにくく、安定した流量で混合水をナノバブル生成部17へ供給することができる。   The pump 16 (FIG. 2) is not particularly limited, and various known pumps can be used. For example, it is preferable to use a bubbling pump (for example, a SUS general-purpose vortex turbine pump 20NPD07Z (manufactured by Nikuni Co., Ltd.)) that rotates with blades because gas-liquid mixing proceeds before the nanobubble generator 17. The pump 16 applies pressure to the mixed water supplied via the pipe 15A, and supplies the mixed water to the nanobubble generating unit 17 via the pipe 16A at a fixed amount of, for example, 20 L / min. At this time, due to the effect of the gas-liquid delivery unit 15, there is almost no large gas reservoir in the mixed water, and the pump 16 is less likely to malfunction due to gas biting, and the mixed water is supplied to the nanobubble generating unit 17 at a stable flow rate. Can do.

ナノバブル生成部17は、高速旋回によって媒体液(混合水)に気体からなるナノバブル(微細気泡)を含有させる高速旋回方式のナノバブル発生器でなり、その構成に制限はない。図示しないが、ナノバブル生成部17は、例えば複数の円筒部材内を旋回させながら衝突により角度を変化させる構成を有している。   The nanobubble generating unit 17 is a high-speed swirling nanobubble generator in which medium bubbles (mixed water) are made to contain nanobubbles (fine bubbles) made of gas by high-speed swirling, and the configuration thereof is not limited. Although not shown, the nanobubble generator 17 has a configuration in which the angle is changed by a collision, for example, while turning inside a plurality of cylindrical members.

ナノバブル生成部17は、気体と媒体液とを旋回させて速度を出した状態で、比重差による気液界面を作り出し、界面で生じる気液の摩擦によりナノバブルを生成する。さらに、ナノバブル生成部17は、媒体液を壁面に衝突させてその進行方向を変化させることにより、媒体液の流れを乱し、気体と媒体液とを激しく撹拌して混合する。この結果、気体と媒体液との物理的な衝突作用により気泡が細かくなり、さらに多くのナノバブルが形成される。   The nano-bubble generating unit 17 creates a gas-liquid interface due to a difference in specific gravity in a state where the gas and the medium liquid are swirled to generate a velocity, and generates nano-bubbles by gas-liquid friction generated at the interface. Further, the nanobubble generation unit 17 collides the medium liquid with the wall surface and changes the traveling direction thereof, thereby disturbing the flow of the medium liquid and vigorously stirring and mixing the gas and the medium liquid. As a result, the bubbles become fine due to the physical collision action between the gas and the medium liquid, and more nanobubbles are formed.

ナノバブル生成部17は、媒体液を高速旋回させながら、当該媒体液の進行方向を急変化させる。これにより、ナノバブル生成部17は、媒体液に対してより大きな加速度を加えることができ、気体と媒体液との物理的な衝突作用により気泡を分散させて微細にすることができる。ナノバブル生成部17は、高速旋回する媒体液を壁面に衝突させることにより、当該媒体液の旋回方向を80°以上の急角度で変化させることが好ましい。   The nanobubble generator 17 rapidly changes the traveling direction of the medium liquid while rotating the medium liquid at high speed. Thereby, the nano bubble production | generation part 17 can apply a bigger acceleration with respect to a medium liquid, and can disperse | distribute a bubble and make it fine by the physical collision effect | action of gas and a medium liquid. It is preferable that the nanobubble generator 17 changes the turning direction of the medium liquid at a steep angle of 80 ° or more by causing the medium liquid that rotates at high speed to collide with the wall surface.

ナノバブル生成部17は、所定の圧力下において高速旋回によりナノバブルが発生した電解気泡水を電解気泡水提供部18に供給する。電解気泡水提供部18は、開閉機構を有しており、制御部20の制御により開閉機構を開閉する。   The nanobubble generating unit 17 supplies the electrolytic bubble water in which the nanobubbles are generated by high-speed rotation under a predetermined pressure to the electrolytic bubble water providing unit 18. The electrolyzed bubble water providing unit 18 has an opening / closing mechanism, and opens / closes the opening / closing mechanism under the control of the control unit 20.

ヘンリーの法則により、液体に加わる圧力が大きいと気体の溶解度が向上する。したがって、気体の存在下で液体に圧力をかけ、急激に圧力を下げることにより、溶解していた気体が液体中で微細気泡となることが知られている。   According to Henry's Law, the solubility of a gas improves when the pressure applied to the liquid is large. Therefore, it is known that when a pressure is applied to a liquid in the presence of gas and the pressure is rapidly decreased, the dissolved gas becomes fine bubbles in the liquid.

電解気泡水提供部18が蛇口方式で気泡電解水をユーザに供給する場合、蛇口から排出された瞬間に圧力が解放される。また、後段に設置された洗浄装置などが接続された場合には、電解気泡水提供部18に配管(図示せず)が接続されることになり、後段の洗浄装置内部や貯留タンク内部で圧力が大気圧まで一気に解放されるよう、電解気泡水生成装置10の外部に圧力解放部(図示せず)が設けられている。このとき、電解気泡水中に溶解していた気体の一部がナノバブルとなり、電解気泡水中のナノバブルを増大させることができる。   When the electrolyzed bubble water providing unit 18 supplies the bubble electrolyzed water to the user in a faucet manner, the pressure is released at the moment when the electrolyzed bubble water is discharged from the faucet. In addition, when a cleaning device or the like installed in the subsequent stage is connected, a pipe (not shown) is connected to the electrolytic bubble water providing unit 18, and the pressure is increased in the subsequent cleaning device or the storage tank. Is released to the atmospheric pressure all at once, a pressure release part (not shown) is provided outside the electrolytic bubble water generator 10. At this time, a part of the gas dissolved in the electrolytic bubble water becomes nanobubbles, and the nanobubbles in the electrolytic bubble water can be increased.

このように、電解気泡水生成装置10では、ナノバブル生成部17よりも前段に気液送出部15を設け、ポンプ16の伝送経路を利用して混合ガスと電解水との接触時間を長く設けるようにした。これにより、電解水に対して混合ガスを馴染ませ、気泡が小さくなりやすい状態してナノバブル生成部17によるナノバブルの生成を増大できると共に、電解水に対する混合ガスの溶解度を向上させ、圧力解放時に生成されるナノバブルを増大させることができる。   As described above, in the electrolyzed bubble water generating apparatus 10, the gas-liquid delivery unit 15 is provided before the nanobubble generating unit 17, and the contact time between the mixed gas and the electrolyzed water is set longer by using the transmission path of the pump 16. I made it. As a result, the mixed gas can be adapted to the electrolyzed water, the bubbles can be easily reduced, and the generation of nanobubbles by the nanobubble generating unit 17 can be increased, and the solubility of the mixed gas in the electrolyzed water is improved and generated when the pressure is released. Nanobubbles that are generated can be increased.

また、発生ガスの一部として塩素ガスを発生させる(すなわち電解質に塩素を含む)場合、気体の溶解特性により水に対する溶解性の高い塩素が優先的に電解水に溶解する。この現象は、気体と液体との接触時間が長いほど顕著に表れる。従って、ナノバブル生成部17に供給される混合水において、混合気体及び酸素ガス(オゾンガスを含む)は気体として残るものの、塩素ガスの殆どは混合水中に溶解した状態となる。   Further, when chlorine gas is generated as a part of the generated gas (that is, chlorine is contained in the electrolyte), chlorine having high solubility in water is preferentially dissolved in the electrolyzed water due to the gas dissolution characteristics. This phenomenon becomes more prominent as the contact time between the gas and the liquid is longer. Therefore, in the mixed water supplied to the nanobubble generator 17, the mixed gas and oxygen gas (including ozone gas) remain as gases, but most of the chlorine gas is dissolved in the mixed water.

この状態で混合水をナノバブル生成部17に供給すると、高速旋回方式によって生成されるナノバブルに塩素ガスは殆ど含まれないことになる。もちろん、圧力解放時に塩素の一部がナノバブル化すると考えられるが、溶解度が高いため優先的に他の気体がナノバブル化されるため、塩素の多くは電解気泡水中に溶解した状態で存在することができる。   When mixed water is supplied to the nanobubble generating unit 17 in this state, chlorine gas is hardly contained in the nanobubbles generated by the high-speed swirling method. Of course, some of the chlorine is thought to be nanobubbled when the pressure is released, but because of the high solubility, other gases are preferentially nanobubbled, so much of the chlorine may exist in a state of being dissolved in the electrolytic bubble water. it can.

電解気泡水を殺菌・除菌剤などとして使用する場合、溶解させた状態の塩素濃度が非常に重要となる。電解気泡水生成装置10では、発生ガスの一部として塩素ガスを発生させる場合、電気分解により発生した塩素成分の殆どを電解気泡水中に溶解させた状態で存在させることが可能となるため、有効塩素濃度を向上させることができ、殺菌・除菌の効果を高めることができる。   When electrolytic water is used as a sterilizing / disinfecting agent, the concentration of dissolved chlorine is very important. In the electrolytic bubble water generating device 10, when generating chlorine gas as a part of the generated gas, it is possible to make most of the chlorine components generated by electrolysis exist in a state dissolved in the electrolytic bubble water. The chlorine concentration can be improved, and the effect of sterilization and sterilization can be enhanced.

すなわち、図4に示すように、本発明の気泡電解水生成処理RT1では、ステップSP101において原水を加圧供給し、ステップSP102において原水を電気分解することにより電解水を生成する。   That is, as shown in FIG. 4, in the bubble electrolyzed water generation process RT1 of the present invention, raw water is pressurized and supplied in step SP101, and electrolyzed water is generated by electrolyzing the raw water in step SP102.

ステップSP103において、電解水及び発生ガスが搬送され、ステップSP104において当該電解水及び発生ガスが高速攪拌により混合されて混合水が生成される。ステップSP105において、混合水はポンプを介して圧送され、ステップSP106において高速旋回方式によりナノバブルが生成される。   In step SP103, the electrolyzed water and the generated gas are conveyed, and in step SP104, the electrolyzed water and the generated gas are mixed by high-speed stirring to generate mixed water. In step SP105, the mixed water is pumped through a pump, and in step SP106, nanobubbles are generated by a high-speed swirling method.

そしてステップSP107において圧力が解放され、圧力解放方式によりナノバブルが生成される。   In step SP107, the pressure is released, and nanobubbles are generated by the pressure release method.

このように、ステップSP101〜ステップSP106までの間を密閉系として圧力下で高速旋回方式によりナノバブルを発生させた後、圧力解放方式によりナノバブルを発生させると共に、電解水と発生ガス(及び混合ガス)とを十分に馴染ませる時間を確保できるため、ナノバブルを一層増大させることが可能となる。   In this way, nano bubbles are generated by the high-speed swirling method under pressure using a sealed system between step SP101 and step SP106, and then the nano bubbles are generated by the pressure release method, and electrolyzed water and generated gas (and mixed gas). Therefore, it is possible to further increase the nanobubbles.

<電気分解部の構成>
次に、電気分解部13の構成について説明する。
<Configuration of electrolysis unit>
Next, the configuration of the electrolysis unit 13 will be described.

図5の断面図に示すように、透水性の陰極44及び陽極43の間に隔膜45を設けた2槽型の電解槽を用いることができる。電気分解部13では、アノード室51に原水を供給し、カソード室52に電解質水溶液を供給することにより、隔膜45を透過させて電解質(陰イオン)をカソード室52からアノード室51に移動させることにより電気分解を行う構成でなる。   As shown in the sectional view of FIG. 5, a two-cell type electrolytic cell in which a diaphragm 45 is provided between a water-permeable cathode 44 and an anode 43 can be used. In the electrolysis unit 13, raw water is supplied to the anode chamber 51 and an aqueous electrolyte solution is supplied to the cathode chamber 52, thereby allowing the electrolyte (anion) to move from the cathode chamber 52 to the anode chamber 51 through the diaphragm 45. Thus, the electrolysis is performed.

ここで、電気分解部13では、電気分解効率が最高に近い状態になるよう陰極44、隔膜45及び陽極43の間隔が、調整されている。具体的には、陰極44と隔膜45との間が1.0〜3.0cm、より好ましくは1.5〜2.0cm、陽極43と隔膜45との間が0.01〜1.0cm、より好ましくは0.01〜0.5cm、に設定されることが好ましい。   Here, in the electrolysis part 13, the space | interval of the cathode 44, the diaphragm 45, and the anode 43 is adjusted so that electrolysis efficiency may be in the state close | similar to the highest. Specifically, the gap between the cathode 44 and the diaphragm 45 is 1.0 to 3.0 cm, more preferably 1.5 to 2.0 cm, and the gap between the anode 43 and the diaphragm 45 is 0.01 to 1.0 cm. More preferably, it is set to 0.01 to 0.5 cm.

陽極43と隔膜45との間隔が小さいと、隔膜45が陽極43に接触して隔膜45の損傷に繋がったり、電解効率が低下する可能性が有り、陽極43と隔膜45との間隔が大きいと、陽極43の電解質に対する引力が不足し、十分な電解質がアノード室51に供給されず、電解効率が低下する可能性がある。従って、電極(陽極43)と隔膜45との距離は、設計された一定範囲内を維持することが好ましい。   If the distance between the anode 43 and the diaphragm 45 is small, the diaphragm 45 may come into contact with the anode 43 to cause damage to the diaphragm 45 or the electrolytic efficiency may be reduced. If the distance between the anode 43 and the diaphragm 45 is large, There is a possibility that the attractive force of the anode 43 to the electrolyte is insufficient, and a sufficient amount of electrolyte is not supplied to the anode chamber 51, resulting in a decrease in electrolysis efficiency. Therefore, it is preferable to maintain the distance between the electrode (anode 43) and the diaphragm 45 within a designed fixed range.

また、カソード室52と比してアノード室51の圧力が高い場合、圧力差により電解質がアノード室51に移動しにくくなり、電解効率が低下する可能性もある。このことからも、電極(陽極43)と隔膜45との距離は、設計された一定範囲内を維持することが要求される。   Further, when the pressure in the anode chamber 51 is higher than that in the cathode chamber 52, the electrolyte is less likely to move to the anode chamber 51 due to the pressure difference, and the electrolysis efficiency may be reduced. For this reason as well, it is required that the distance between the electrode (anode 43) and the diaphragm 45 be maintained within a designed fixed range.

なお、電解槽の全面に電極(陽極43及び陰極44)を設ける場合には、電極に孔を設けて電極間を原水や電解質水溶液を通すことが好ましい。この孔のサイズや割合に制限はないが、圧力差によって隔膜が伸びてしまうことを防止するため、孔のサイズは極力小さく(例えば直径1cm以下、より好ましくは0.7cm以下)し、特定の箇所に応力のかからない円形とすることが好ましい。また、陰極44に厚みを利用して、孔の形状をアノード室51側へ行くに従って径が大きくなるすり鉢状にしたり、角を丸くして隔膜の特定箇所に応力がかかりにくいようにすることが好ましい。   In addition, when providing electrodes (anode 43 and cathode 44) on the entire surface of the electrolytic cell, it is preferable to provide holes in the electrodes and pass raw water or an aqueous electrolyte solution between the electrodes. There is no limitation on the size and ratio of the holes, but in order to prevent the diaphragm from extending due to the pressure difference, the size of the holes is as small as possible (for example, a diameter of 1 cm or less, more preferably 0.7 cm or less). It is preferable to use a circular shape where no stress is applied to the location. Further, by utilizing the thickness of the cathode 44, the shape of the hole may be a mortar shape with a diameter increasing toward the anode chamber 51, or the corner may be rounded so that stress is not easily applied to a specific portion of the diaphragm. preferable.

図5及び図6に示すように、この電気分解部13では、電解槽の底面近傍にアノード室51に対して原水が供給される第1の原水供給口41が設けられている。また、電解槽の天面に酸性電解水を排出する酸性電解水排出口48が設けられている。なお電解槽の天面とは、アノード室51の内面の天面を指す。以下、同様である。   As shown in FIGS. 5 and 6, in the electrolysis unit 13, a first raw water supply port 41 through which raw water is supplied to the anode chamber 51 is provided near the bottom surface of the electrolytic cell. Moreover, the acidic electrolyzed water discharge port 48 for discharging acidic electrolyzed water is provided on the top surface of the electrolytic cell. The top surface of the electrolytic cell refers to the top surface of the inner surface of the anode chamber 51. The same applies hereinafter.

このため、原水は下から上へ向けて進行し、酸性電解水として上部の酸性電解水排出口48から排出される。このとき、電気分解によって発生する発生ガスは浮力により上部へ移動し、酸性電解水排出口48から効率良く排出される。   For this reason, raw | natural water advances toward the top from the bottom, and is discharged | emitted from the acidic electrolyzed water discharge port 48 of the upper part as acidic electrolyzed water. At this time, the generated gas generated by electrolysis moves upward by buoyancy and is efficiently discharged from the acidic electrolyzed water discharge port 48.

従って、電気分解部13から排出される酸性電解水は、発生ガス(塩素ガス及び酸素ガス)を含んだ状態となる。電気分解部13は、生成した発生ガス及び電解水を配管13Aを介して気液送出部15へ供給する。   Accordingly, the acidic electrolyzed water discharged from the electrolysis unit 13 includes a generated gas (chlorine gas and oxygen gas). The electrolysis unit 13 supplies the generated generated gas and electrolyzed water to the gas-liquid delivery unit 15 via the pipe 13A.

一方、電解槽の底面近傍にアノード室51に対して電解質(塩化ナトリウム)を溶解させた電解質水溶液が供給される電解質供給口42が設けらている。また、電解槽の天面にアルカリ性電解水を排出するアルカリ性電解水排出口49が設けられている。   On the other hand, an electrolyte supply port 42 to which an aqueous electrolyte solution in which an electrolyte (sodium chloride) is dissolved is supplied to the anode chamber 51 is provided near the bottom surface of the electrolytic cell. Further, an alkaline electrolyzed water discharge port 49 for discharging alkaline electrolyzed water is provided on the top surface of the electrolytic cell.

このため、電解質水溶液は下から上へ向けて進行し、アルカリ性電解水排出口49から排出される。このとき、電気分解によって発生する発生ガスは浮力により上部へ移動し、アルカリ性電解水排出口49から効率良く排出される。   For this reason, the aqueous electrolyte solution proceeds from bottom to top and is discharged from the alkaline electrolyzed water discharge port 49. At this time, the generated gas generated by electrolysis moves upward due to buoyancy and is efficiently discharged from the alkaline electrolyzed water outlet 49.

図7に示すように、アルカリ性電解水排出口49及び電解質供給口42には、配管61及び62を介して循環タンク63が接続されている。循環タンク63には、配管64及び67を介して電解質供給タンク65及び原水供給部11にそれぞれ接続されている。また、循環タンク63は、排出用の配管66を有している。配管61、62、64、66及び67には、いずれも開閉機構が設けられており、制御部20の制御により開閉操作される。   As shown in FIG. 7, a circulation tank 63 is connected to the alkaline electrolyzed water discharge port 49 and the electrolyte supply port 42 via pipes 61 and 62. The circulation tank 63 is connected to the electrolyte supply tank 65 and the raw water supply unit 11 via pipes 64 and 67, respectively. The circulation tank 63 has a discharge pipe 66. The pipes 61, 62, 64, 66 and 67 are all provided with an opening / closing mechanism, and are opened and closed under the control of the control unit 20.

制御部20は、電解水の供給時において、原水供給部11からアノード室51に原水を供給させる一方、循環タンク63からカソード室52に電解質水溶液を供給させる。   The control unit 20 supplies the raw water from the raw water supply unit 11 to the anode chamber 51 while supplying the electrolytic aqueous solution from the circulation tank 63 to the cathode chamber 52 when supplying the electrolytic water.

すなわち、電解気泡水生成装置10では、電解質水溶液を循環タンク63からカソード室52に供給して電気分解すると共に、当該電気分解によって生成したアルカリ性電解水を循環タンク63に戻し、電解質水溶液として再利用する。   That is, in the electrolytic bubble water generator 10, the electrolytic aqueous solution is supplied from the circulation tank 63 to the cathode chamber 52 to be electrolyzed, and the alkaline electrolyzed water generated by the electrolysis is returned to the circulation tank 63 and reused as the electrolytic aqueous solution. To do.

しかしながら、電解質水溶液の循環を長時間行うと、循環タンク63内の陰イオン(塩素イオン)濃度が低下する。   However, when the electrolyte aqueous solution is circulated for a long time, the anion (chlorine ion) concentration in the circulation tank 63 decreases.

そこで制御部20は、図8に示すように、所定の補充時間(例えば15〜120分稼働する)ごとに配管66を介して電解質水溶液を少量だけ(例えばタンク容量の1/20〜1/5程度)廃棄し、同量の電解質水溶液を循環タンク63に補充する。   Therefore, as shown in FIG. 8, the control unit 20 removes only a small amount of the aqueous electrolyte solution (for example, 1/20 to 1/5 of the tank capacity) through the pipe 66 every predetermined replenishment time (for example, it operates for 15 to 120 minutes). About) Discard and replenish the circulation tank 63 with the same amount of electrolyte aqueous solution.

また、電解質水溶液の循環を長時間行うと、電解質水溶液のpHの値が大きくなってしまう。また、そこで制御部20は、所定の交換時間(例えば5〜25時間)ごとに配管66を介して循環タンク63内部の電解質水溶液を全量廃棄し、タンク容量分の電解質水溶液を循環タンク63に充填する。   In addition, when the electrolyte aqueous solution is circulated for a long time, the pH value of the electrolyte aqueous solution increases. In addition, the control unit 20 discards the entire electrolyte aqueous solution in the circulation tank 63 via the pipe 66 every predetermined replacement time (for example, 5 to 25 hours), and fills the circulation tank 63 with the electrolyte aqueous solution for the tank capacity. To do.

さらに、制御部20は、図9に示すように、予め設定された洗浄時刻になると、循環タンク63及びカソード室52の洗浄処理を実行する。   Furthermore, as shown in FIG. 9, the control unit 20 executes a cleaning process for the circulation tank 63 and the cathode chamber 52 when a preset cleaning time is reached.

具体的に、制御部20は、配管66から循環タンク63内部の電解質水溶液を全量廃棄した後、原水供給部11から循環タンク63に原水を供給する。そして制御部20は、配管62及び61を介して循環タンク63及びカソード室52に原水を循環させる。この処理は、例えば1回当り10分〜1時間程度実行される。原水の供給を続け、随時一部の原水を廃棄しながら連続式に洗浄処理が行われても良く、一定量の原水が供給された後に循環し全量廃棄後に再度原水を供給するバッチ式に洗浄処理が行われても良い。また、洗浄処理は1回だけ行われても複数回行われても良い。   Specifically, the control unit 20 discards the entire electrolyte aqueous solution in the circulation tank 63 from the pipe 66 and then supplies the raw water from the raw water supply unit 11 to the circulation tank 63. Then, the control unit 20 circulates raw water to the circulation tank 63 and the cathode chamber 52 via the pipes 62 and 61. This process is executed for about 10 minutes to 1 hour, for example. The supply of raw water may be continued and the raw water may be washed continuously while discarding some raw water as needed. Processing may be performed. Further, the cleaning process may be performed only once or a plurality of times.

なお、配管66に対し、アルカリを中和するための中和装置を設けることが好ましい。これにより、濃縮されたアルカリ性電解水のpHを適正値に調製してから廃棄することができる。   In addition, it is preferable to provide a neutralizing device for neutralizing the alkali on the pipe 66. Thereby, it can be discarded after adjusting the pH of the concentrated alkaline electrolyzed water to an appropriate value.

このように、電解気泡水生成装置10では、隔膜45で隔たれた2槽型の電解槽構成の電気分解部13によって、カソード室52に電解質水溶液を供給すると共によって生成したアルカリ電解水をそのまま電解質水溶液として循環タンク63を介して循環させる一方、酸性電解水のみを電解気泡水として電解気泡水提供部18から供給する。   As described above, in the electrolytic bubble water generating apparatus 10, the electrolytic aqueous solution supplied to the cathode chamber 52 is supplied to the cathode chamber 52 by the electrolyzing unit 13 having a two-tank electrolytic cell configuration separated by the diaphragm 45, and the alkaline electrolyzed water generated as it is is used as an electrolyte. While being circulated through the circulation tank 63 as an aqueous solution, only acidic electrolyzed water is supplied from the electrolyzed water supply unit 18 as electrolyzed water.

そして電解気泡水生成装置10は、循環タンク63内の電解質水溶液を排出するための排出機構(配管66)及び充填機構(配管64及び電解質供給タンク65)により、電解質水溶液を自動的に交換可能とした。さらに、電解気泡水生成装置10は、原水供給部11と循環タンク63とを接続することにより、循環タンク63を自動的に洗浄可能とした。   The electrolytic bubble water generator 10 can automatically replace the aqueous electrolyte solution by the discharge mechanism (pipe 66) and the filling mechanism (pipe 64 and the electrolyte supply tank 65) for discharging the electrolyte aqueous solution in the circulation tank 63. did. Furthermore, the electrolyzed bubble water generating apparatus 10 can automatically wash the circulation tank 63 by connecting the raw water supply unit 11 and the circulation tank 63.

これにより、使用しないアルカリ性電解水を再利用することができ、使用する水の量を節約できると共に、アルカリ性電解水が濃縮されるため、廃棄するアルカリ性電解水の量を大幅に低減できる。また、アルカリ性電解水の濃縮に伴って生じるカソード室52及び循環タンク63、配管61及び62を原水を用いて洗浄できるため、ミネラル成分の付着などを解消できる。   Thereby, the alkaline electrolyzed water that is not used can be reused, the amount of water used can be saved, and the alkaline electrolyzed water is concentrated, so that the amount of alkaline electrolyzed water to be discarded can be greatly reduced. In addition, since the cathode chamber 52, the circulation tank 63, and the pipes 61 and 62 generated with the concentration of the alkaline electrolyzed water can be cleaned using raw water, adhesion of mineral components and the like can be eliminated.

次に、圧力調整について説明する。従来の構成では、電解槽の損傷を防止するため、循環タンク63から排出ラインを設け、そこにリリーフ弁を設置することにより、圧力が高まるとアノード室51からの電解質溶液を排出してしまい、洗浄を行う構成であった。しかしながら、詰まりが早く、高頻度で洗浄を行う必要があり、作業が繁雑であるという問題があった。   Next, pressure adjustment will be described. In the conventional configuration, in order to prevent damage to the electrolytic cell, by providing a discharge line from the circulation tank 63 and installing a relief valve there, the electrolyte solution from the anode chamber 51 is discharged when the pressure increases, It was the structure which performs washing | cleaning. However, there is a problem that clogging is fast, cleaning must be performed frequently, and work is complicated.

上述したように電解気泡水生成装置10の電気分解部13では、アノード室51とカソード室52とを隔膜45によって隔てているカソード室に対して電解質水溶液を供給し、隔膜45を通過することにより塩素イオンがアノード室51に対して供給される。この隔膜45は、アノード室51に対して適切に塩素イオンが供給できるよう、陽極43との位置が決定されている。また、隔膜45は陰極44に近い位置に配置されているが、隔膜45が陰極44側に引っ張られると、隔膜45が陰極44に形成された孔に吸い込まれ、隔膜45が伸びて破損したり、陰極44の発熱により焦げてしまったりするなどの事態が生じる恐れがある。   As described above, in the electrolysis unit 13 of the electrolytic bubble water generating apparatus 10, the electrolyte aqueous solution is supplied to the cathode chamber separating the anode chamber 51 and the cathode chamber 52 by the diaphragm 45, and passes through the diaphragm 45. Chlorine ions are supplied to the anode chamber 51. The position of the diaphragm 45 and the anode 43 is determined so that chlorine ions can be appropriately supplied to the anode chamber 51. Further, the diaphragm 45 is disposed at a position close to the cathode 44. However, when the diaphragm 45 is pulled toward the cathode 44, the diaphragm 45 is sucked into a hole formed in the cathode 44, and the diaphragm 45 is stretched and damaged. There is a risk that the cathode 44 may be burnt due to heat generation.

従って、アノード室51及びカソード室52の圧力をできる限り均等にすることにより、上述した問題を解決できないかと考えた。そこで本願発明では、循環タンク63から電解質供給室であるカソード室52までの間に、圧力を調整する圧力調整弁88を設けるようにした。   Therefore, it was considered that the above-described problems could be solved by making the pressures in the anode chamber 51 and the cathode chamber 52 as uniform as possible. Therefore, in the present invention, the pressure adjusting valve 88 for adjusting the pressure is provided between the circulation tank 63 and the cathode chamber 52 which is the electrolyte supply chamber.

図10に示すように、原水供給部11から延びる配管11A上には減圧バルブ81が設けられており、減圧バルブ81の後二股に分岐してアノード室51へと接続された配管11Aと、循環タンク63へと接続された配管67へと分岐する。配管11A及び65には、それぞれ開閉バルブ82及び85が設けられており、開閉バルブ82及び85の開閉に応じてアノード室51及び循環タンク63に原水が供給される。   As shown in FIG. 10, a pressure reducing valve 81 is provided on a pipe 11 </ b> A extending from the raw water supply unit 11, and the pipe 11 </ b> A branched to the back of the pressure reducing valve 81 and connected to the anode chamber 51 is circulated. Branches to a pipe 67 connected to the tank 63. The pipes 11A and 65 are provided with opening / closing valves 82 and 85, respectively, and raw water is supplied to the anode chamber 51 and the circulation tank 63 in accordance with the opening / closing of the opening / closing valves 82 and 85.

開閉バルブ82が開状態となると、原水供給部11から供給された原水は、配管11Aを通り、アノード室51へと供給される。このとき原水は、流量調整バルブ83によって流量が調整されると共に、逆止弁84によって逆流することを防止される。   When the open / close valve 82 is opened, the raw water supplied from the raw water supply unit 11 is supplied to the anode chamber 51 through the pipe 11A. At this time, the flow rate of the raw water is adjusted by the flow rate adjusting valve 83 and is prevented from flowing back by the check valve 84.

カソード室52から循環タンク63に接続された配管61上には、開閉バルブ87及び圧力調整弁88が設けられている。通常時において、開閉バルブ87は開状態となっている。   An open / close valve 87 and a pressure adjustment valve 88 are provided on the pipe 61 connected from the cathode chamber 52 to the circulation tank 63. In normal times, the opening / closing valve 87 is in an open state.

圧力調整弁88としては、バネやねじを用いて弾性のあるダイヤフラムを変形させることによって当該流路の一部又は全部を塞いで圧力を調整する、いわゆるダイヤフラム弁であることが好ましい。ダイヤフラム弁としては、リリーフ弁や背圧弁が好適に使用される。流体の入口である一次側又は二次側の圧力に応じて弁開及び弁閉を行ういわゆる一次圧力調整弁や二次圧力調整弁でも良いが、一次側流路及び二次流路の端部が一つの面上に位置して繋がる合流路部分を有し、ダイヤフラムによって当該一つの面上における一次側流路及び二次側流路の両方を塞ぐことが可能な構成を有することがさらに好ましい。これにより、一次側及び二次側の両方の圧力を適切に調整することが可能となる。かかる構成は、例えば以下のウェブサイト(http://www.iwakipumps.jp/blog/naruhodo/12)などに記載されている。   The pressure adjusting valve 88 is preferably a so-called diaphragm valve that adjusts the pressure by closing a part or all of the flow path by deforming an elastic diaphragm using a spring or a screw. As the diaphragm valve, a relief valve or a back pressure valve is preferably used. A so-called primary pressure regulating valve or secondary pressure regulating valve that opens and closes the valve according to the pressure on the primary side or the secondary side that is the fluid inlet may be used. It is more preferable to have a configuration that has a joint flow path portion that is located on and connected to one surface, and that can block both the primary flow path and the secondary flow path on the single surface by the diaphragm. . As a result, it is possible to appropriately adjust the pressure on both the primary side and the secondary side. Such a configuration is described in, for example, the following website (http://www.iwakipumps.jp/blog/naruhodo/12).

電解質水溶液は、電解質の濃度が比較的高いため、一定時間静置などされた場合、特に弁近傍に塩が析出し易く、詰まりの原因になってしまう。圧力調整弁88として弾性を有するダイヤフラム弁を用いると、変形しやすいその特性により常にダイヤフラムが揺動して変形を繰り返すため、析出によりダイヤフラムに付着した塩が稼働時の変形によって除去され易く、また、一時的なダイヤフラムの変形によって塩の塊などを通過させることが可能であり、長時間の稼働においても詰まってしまう可能性を極めて小さくすることができる。なお、弾性を有するとは、弾性率が10Pa〜10Pa、より好ましくは10Pa〜10Paであることをいう。ダイヤフラムの構成に制限はないが、十分な変形量を得るため、ダイアフラムの厚みが平均して1.0〜3.0mm(1.0mm以上、3.0mm以下)であることが好ましい。 Since the aqueous electrolyte solution has a relatively high electrolyte concentration, when it is left standing for a certain period of time, salt is likely to precipitate particularly in the vicinity of the valve, causing clogging. When a diaphragm valve having elasticity is used as the pressure regulating valve 88, the diaphragm always swings and repeats deformation due to its easily deformable characteristics, so that the salt adhering to the diaphragm due to precipitation is easily removed by deformation during operation. It is possible to pass a lump of salt or the like by temporary deformation of the diaphragm, and the possibility of clogging even during long-time operation can be extremely reduced. Note that having elasticity means that the elastic modulus is 10 5 Pa to 10 8 Pa, more preferably 10 6 Pa to 10 7 Pa. Although there is no restriction | limiting in the structure of a diaphragm, In order to obtain sufficient deformation, it is preferable that the thickness of a diaphragm is 1.0-3.0 mm (1.0 mm or more, 3.0 mm or less) on average.

本願発明人は、圧力調整弁88として、硬質プラスチック製の圧力調整弁を使用してみたが、、弁開するときの圧力が設定値よりも大きい値となってしまった。内部を確認すると、Oリング部分に電解質の塩が付着していることが確認された。流路を塞ぐ材料として硬質材料を使用すると、Oリングのように漏れを防止するいわゆるパッキンが必要となり、この部分に少しでも塩が付着すると漏れを生じさせ、圧力調整弁としての機能に狂いが生じてしまうためと考えられる。   The inventor of the present application tried to use a pressure regulating valve made of hard plastic as the pressure regulating valve 88, but the pressure when the valve was opened was larger than the set value. When the inside was confirmed, it was confirmed that the electrolyte salt adhered to the O-ring part. If a hard material is used as a material for blocking the flow path, a so-called packing is required to prevent leakage like an O-ring. If even a small amount of salt adheres to this part, leakage will occur and the function as a pressure regulating valve will be distorted. This is thought to occur.

これに対して、ダイヤフラム弁は、上述した効果により、長時間の使用後であっても弁解するときの圧力が一定の範囲内に保たれた。そして内部を確認すると、電解質の付着が殆ど見られなかった。   On the other hand, due to the above-described effects, the diaphragm valve maintained the pressure when exchanging even after a long period of use within a certain range. And when the inside was confirmed, adhesion of electrolyte was hardly seen.

循環タンク63からカソード室52に接続された配管62上には、ポンプ89が設置されており、循環タンク63の電解質水溶液を汲み上げてカソード室52へ圧送する。ポンプ89の構成に特に制限はなく、流量などのスペックに応じて適宜選択されるが、チューブポンプを使用することにより、筐体を小さくすることができ、好ましい。ポンプ89は、配管61上ではなく、配管62上に設けられており、循環タンク63とカソード室52とを繋ぐ2つの配管に対して離れて分配されていることにより、流量調整を行う圧力調整弁88における汲み上げ時のポンプ89に起因する脈動の影響を小さくすることができる。特に、ポンプ89としてチューブポンプを使用した場合には、脈動を効果的に小さくすることができ、ダイアフラム弁を効果的に発揮させることが可能である。   A pump 89 is installed on the pipe 62 connected to the cathode chamber 52 from the circulation tank 63, and the electrolyte aqueous solution in the circulation tank 63 is pumped and pumped to the cathode chamber 52. There is no restriction | limiting in particular in the structure of the pump 89, Although it selects suitably according to specifications, such as flow volume, a housing | casing can be made small by using a tube pump, and it is preferable. The pump 89 is provided not on the pipe 61 but on the pipe 62, and is distributed separately to the two pipes connecting the circulation tank 63 and the cathode chamber 52, thereby adjusting the flow rate. The influence of pulsation caused by the pump 89 at the time of pumping in the valve 88 can be reduced. In particular, when a tube pump is used as the pump 89, the pulsation can be effectively reduced and the diaphragm valve can be effectively exhibited.

なお、圧力調整弁88は、ねじによってダイヤフラムの位置を決定する固定式であってもよく、制御部20の制御によってカソード室52の圧力値や電気分解部13の電流値に応じて流量を調整する自動調整式であってもよい。   The pressure regulating valve 88 may be a fixed type that determines the position of the diaphragm by a screw, and the flow rate is adjusted according to the pressure value of the cathode chamber 52 and the current value of the electrolysis unit 13 by the control of the control unit 20. It may be an automatic adjustment type.

固定式の場合、例えば電解気泡水生成装置10が設置される際に、原水供給部11が供給する原水の供給量に応じて、適切な供給量の原水が供給されるように流量調整バルブ83が調整されると共に、電気分解部13における電流値やカソード室52内部の圧力値を測定することにより、電気分解部13の圧力が最適になるように調整されることが好ましい。   In the case of the fixed type, for example, when the electrolytic bubble water generator 10 is installed, the flow rate adjusting valve 83 is configured so that an appropriate supply amount of raw water is supplied according to the supply amount of the raw water supplied by the raw water supply unit 11. It is preferable that the pressure of the electrolysis unit 13 is adjusted to be optimal by measuring the current value in the electrolysis unit 13 and the pressure value inside the cathode chamber 52.

カソード室52に適切な流量の電解質溶液が供給されることにより、カソード室52及びアノード室51の圧力を適正値に調整することができる。この結果、圧力差によって隔膜45が一方の電極側に寄り、電極との距離が変化して電解質の通過量が変わり、結果として電解効率が低下することを防止したり、電極に対する接触によって隔膜45が損傷したり、隔膜45が伸びてしまったりすることを防止することができる。   By supplying an electrolyte solution at an appropriate flow rate to the cathode chamber 52, the pressures in the cathode chamber 52 and the anode chamber 51 can be adjusted to appropriate values. As a result, the diaphragm 45 is moved closer to one electrode due to the pressure difference, and the distance from the electrode changes to change the amount of electrolyte passing therethrough. As a result, the electrolytic efficiency is prevented from being lowered. Can be prevented from being damaged or the diaphragm 45 can be stretched.

このように、電解気泡水生成装置10では、流量調整バルブ83と圧力調整弁88とを設け、カソード室52及びアノード室51に供給される原水及び電解質水溶液の流量を調整することにより、電気分解部13の内部圧力を適正に保ち得るようになされている。   As described above, the electrolytic bubble water generator 10 is provided with the flow rate adjustment valve 83 and the pressure adjustment valve 88, and adjusts the flow rates of the raw water and the electrolyte aqueous solution supplied to the cathode chamber 52 and the anode chamber 51, thereby performing electrolysis. The internal pressure of the portion 13 can be kept appropriate.

<ナノバブル生成部の構成>
次に、ナノバブル生成部17の構成について説明する。
<Configuration of nanobubble generator>
Next, the configuration of the nanobubble generator 17 will be described.

図11に、本願発明のナノバブル生成部17の概念図を示している。ナノバブル生成部17は、第1底面103及び第2底面104を有する第1円筒部101と、第3底面105及び第4底面106を有する第2円筒部102とを有しており、第2底面104、第3底面105を対向させた状態で配置されている。第1円筒部101は、外筒部101Aと内筒部101Bとを有しており、第1底面103又はその近傍において外筒部101Aと内筒部101Bとの間に流体が往来可能な通路である隙間112が設けられている一方、第2底面104及びその近傍においては、かかる隙間は設けられておらず、外筒部101A及び内筒部101B間での流体の往来はできない。また、第2底面104及び第3底面105には、中間孔113が設けられており、第1円筒部101及び第2円筒部102間での流体の往来を可能にしている。   In FIG. 11, the conceptual diagram of the nano bubble production | generation part 17 of this invention is shown. The nanobubble generating unit 17 includes a first cylindrical portion 101 having a first bottom surface 103 and a second bottom surface 104, and a second cylindrical portion 102 having a third bottom surface 105 and a fourth bottom surface 106, and the second bottom surface. 104 and the third bottom surface 105 are arranged facing each other. The first cylindrical portion 101 includes an outer cylindrical portion 101A and an inner cylindrical portion 101B, and a passage through which fluid can pass between the outer cylindrical portion 101A and the inner cylindrical portion 101B at or near the first bottom surface 103. On the other hand, such a gap 112 is not provided in the second bottom surface 104 and the vicinity thereof, and fluid cannot flow between the outer cylinder portion 101A and the inner cylinder portion 101B. In addition, the second bottom surface 104 and the third bottom surface 105 are provided with an intermediate hole 113 to allow the fluid to pass between the first cylindrical portion 101 and the second cylindrical portion 102.

従って、第1円筒部101の第2底面104又はその近傍に設けられた供給口111から媒体液が供給されると、媒体液は旋回しながら第1底面103へと向かい、当該第1底面103に衝突して進行方向を変えると共に隙間112から内筒部101Bへと進行する。媒体液は、内筒部101Bを旋回しながら第2底面104へ向けて進行し、第2底面104に衝突すると共に中間孔113から第2円筒部102へと進む。媒体液は、第2円筒部102における第3底面105から第4底面106へ向かって進行し、第4底面106又はその近傍に設けられた排出口114から排出される。   Therefore, when the medium liquid is supplied from the second bottom surface 104 of the first cylindrical portion 101 or the supply port 111 provided in the vicinity thereof, the medium liquid turns toward the first bottom surface 103 while turning, and the first bottom surface 103 is rotated. And travels from the gap 112 to the inner cylinder portion 101B. The medium liquid advances toward the second bottom surface 104 while turning the inner cylinder portion 101B, collides with the second bottom surface 104, and advances from the intermediate hole 113 to the second cylindrical portion 102. The medium liquid travels from the third bottom surface 105 to the fourth bottom surface 106 in the second cylindrical portion 102 and is discharged from the discharge port 114 provided at or near the fourth bottom surface 106.

ここで、中間孔113の断面積は、供給口111及び排出口114の断面積よりも小さく形成されている。このため、第1円筒部101の内部圧力は第2円筒部102の内部圧力よりも大きくなる。すなわち、ナノバブル生成部17では、高圧下で媒体液を旋回させて第1底面103及び第2底面104へ衝突させることにより高速旋回方式でナノバブルを発生させると共に、断面積の小さい中間孔113を介してより低圧な第2円筒部102に媒体液を移行させることにより圧力を開放し、圧力開放方式でナノバブルを生成させる2段階のナノバブル発生機構を有している。   Here, the cross-sectional area of the intermediate hole 113 is formed smaller than the cross-sectional areas of the supply port 111 and the discharge port 114. For this reason, the internal pressure of the 1st cylindrical part 101 becomes larger than the internal pressure of the 2nd cylindrical part 102. FIG. That is, in the nanobubble generating unit 17, the medium liquid is swirled under high pressure and collided with the first bottom surface 103 and the second bottom surface 104 to generate nanobubbles by a high-speed swirling method, and through the intermediate hole 113 having a small cross-sectional area. In addition, it has a two-stage nanobubble generation mechanism that releases the pressure by transferring the medium liquid to the lower pressure second cylindrical portion 102 and generates nanobubbles by the pressure release method.

具体的なナノバブル生成部17の構成を図12に、分解斜視図を図13に、中央近傍で切断した断面図を図14に、サイズの関係を図15に示している。なお、図11との対応箇所には図11において使用した符号も合わせて表示している。紙面における上下方向を上下方向、横方向を水平方向として説明する。   A specific configuration of the nanobubble generator 17 is shown in FIG. 12, an exploded perspective view is shown in FIG. 13, a cross-sectional view cut near the center is shown in FIG. 14, and a size relationship is shown in FIG. In addition, the code | symbol used in FIG. 11 is also displayed in the location corresponding to FIG. The description will be made assuming that the vertical direction on the paper is the vertical direction and the horizontal direction is the horizontal direction.

ナノバブル生成部17は、第1円筒部121と、第2円筒部122と、これらを挟む3つのフランジ部123〜125から構成されている。いずれについても、材質に制限はなく、例えば硬質プラスチックや金属、ガラスなどの硬くて丈夫な材質で形成されている。   The nanobubble generating unit 17 includes a first cylindrical part 121, a second cylindrical part 122, and three flange parts 123 to 125 that sandwich them. In any case, the material is not limited, and is formed of a hard and strong material such as hard plastic, metal, or glass.

第1円筒部121は、径の大きい円筒部材である外筒部121Aと径の小さい円筒部材である内筒部121Bとからなり、外筒部121Aの内部に内筒部121Bが配置される。外筒部121A及び内筒部121Bは、上下方向の高さがほぼ同一であり、そのサイズに制限はないが、例えば外筒部121Aの外径が50〜100mm、内筒部121Bの外径が25〜50mm、高さが100〜175mmに形成されている。   The first cylindrical portion 121 includes an outer cylindrical portion 121A that is a cylindrical member having a large diameter and an inner cylindrical portion 121B that is a cylindrical member having a small diameter, and the inner cylindrical portion 121B is disposed inside the outer cylindrical portion 121A. The outer cylinder part 121A and the inner cylinder part 121B have substantially the same height in the vertical direction, and the size thereof is not limited. For example, the outer diameter of the outer cylinder part 121A is 50 to 100 mm, and the outer diameter of the inner cylinder part 121B. Is 25 to 50 mm, and the height is 100 to 175 mm.

第1円筒部121の最上部に位置するフランジ部123は、全体として直方体形状を有し、上面を構成するフランジ面123Aと、下面を構成するフランジ面123Bとを有している。フランジ面123Bには、外筒部121Aが嵌まるように外筒部121Aの壁厚よりわずかに大きい幅で浅く(例えば5〜10mm)形成された円盤状の溝123Eと、内筒部121Bの外径よりも5〜30mm程度大きく、かつ溝123Eよりも深く形成された円形の凹部123Cとが形成されている。   The flange portion 123 located at the uppermost portion of the first cylindrical portion 121 has a rectangular parallelepiped shape as a whole, and has a flange surface 123A constituting the upper surface and a flange surface 123B constituting the lower surface. The flange surface 123B has a disk-shaped groove 123E that is slightly shallower (for example, 5 to 10 mm) than the wall thickness of the outer cylinder portion 121A so that the outer cylinder portion 121A can be fitted, and the inner cylinder portion 121B. A circular recess 123C that is larger by about 5 to 30 mm than the outer diameter and deeper than the groove 123E is formed.

また、第1円筒部121と第2円筒部122との間に位置するフランジ部124は、全体として直方体形状を有し、その上面であるフランジ面124Aには、外筒部121A及び内筒部121Bが嵌まるように外筒部121A及び内筒部121Bの壁厚よりわずかに大きい幅で浅く(例えば1〜10mm)かつほぼ同一の深さに形成された円盤状の溝124E及び124Fとが形成されている。   Further, the flange portion 124 positioned between the first cylindrical portion 121 and the second cylindrical portion 122 has a rectangular parallelepiped shape as a whole, and the flange surface 124A which is the upper surface thereof has an outer cylindrical portion 121A and an inner cylindrical portion. Disk-shaped grooves 124E and 124F formed with a width slightly larger than the wall thickness of the outer cylindrical portion 121A and the inner cylindrical portion 121B (for example, 1 to 10 mm) and substantially the same depth so that 121B can be fitted. Is formed.

従って図14に示すように、フランジ面124Aとフランジ面123Bとに挟まれた外筒部121A及び内筒部121Bは、上端がほぼ同一位置となり、凹部123Cと内筒部121Bとの間に隙間112が形成される。   Therefore, as shown in FIG. 14, the outer cylinder part 121A and the inner cylinder part 121B sandwiched between the flange surface 124A and the flange surface 123B have substantially the same upper end, and there is a gap between the recess 123C and the inner cylinder part 121B. 112 is formed.

フランジ部124は、側面124Cに設けられた導入入口131Aから上方向へ向けて折れ曲る導入孔131が形成されており、フランジ面124Aにおける外筒部121Aより内側かつ内筒部121Bより外側の領域に導入孔131の出口である導入出口131Bが設けられている。   The flange portion 124 is formed with an introduction hole 131 that is bent upward from an introduction inlet 131A provided in the side surface 124C. The flange portion 124A has an inner side of the outer cylinder portion 121A and an outer side of the inner cylinder portion 121B. An introduction outlet 131B that is an outlet of the introduction hole 131 is provided in the region.

また、フランジ部124の中央には、円形の凹部136が設けられており、当該凹部136の中心に、導入孔131よりも径(断面積)が小さく、フランジ部124の上下面を繋ぐ中間孔133が設けられている。なお、導入孔131と中間孔133との断面積比率は、1:0.1〜1:0.5、より好ましくは1:0.2〜1:0.3に設定されることが好ましい。この凹部136には、中間孔133と同一又はわずかに(1-3mm程度)大きい径の孔を有する金属製の補強部材137がはめ込まれる。補強部材137は、中間孔133よりも下面が平面であるのに対し、上面がすり鉢状に凹んでいる。中間孔133のサイズに制限はないが、例えば、中間孔が5mm程度、補強部材の孔が7mm程度に形成される。導入孔131と中間孔133との断面積比率は、第1円筒部121内部の圧力を設定する上で重要であり、ポンプ16から中間孔133までの圧力が、好ましくは200〜1000kPa、より好ましくは440〜700kPa程度に保持されることにより、高速旋回方式と圧力解放方式とを同時に進行させることが可能である。   In addition, a circular recess 136 is provided at the center of the flange portion 124, and has a diameter (cross-sectional area) smaller than that of the introduction hole 131 at the center of the recess 136. 133 is provided. The cross-sectional area ratio between the introduction hole 131 and the intermediate hole 133 is preferably set to 1: 0.1 to 1: 0.5, more preferably 1: 0.2 to 1: 0.3. A metal reinforcing member 137 having a hole having a diameter that is the same as or slightly larger than the intermediate hole 133 (about 1 to 3 mm) is fitted into the recess 136. The reinforcing member 137 has a flat lower surface than the intermediate hole 133, whereas the upper surface is recessed in a mortar shape. Although there is no restriction | limiting in the size of the intermediate hole 133, For example, an intermediate hole is formed in about 5 mm and the hole of a reinforcement member is formed in about 7 mm. The cross-sectional area ratio between the introduction hole 131 and the intermediate hole 133 is important in setting the pressure inside the first cylindrical portion 121, and the pressure from the pump 16 to the intermediate hole 133 is preferably 200 to 1000 kPa, more preferably. Is maintained at about 440 to 700 kPa, so that the high-speed turning method and the pressure releasing method can be advanced simultaneously.

また、フランジ部124の側面には、中間孔133に繋がる横孔135が設けられている。この横孔135のサイズに制限はないが、例えば中間孔133と同一径(例えば2〜8mm程度)に形成されることが好ましい。   A lateral hole 135 connected to the intermediate hole 133 is provided on the side surface of the flange portion 124. Although there is no restriction | limiting in the size of this horizontal hole 135, For example, it is preferable to form in the same diameter (for example, about 2-8 mm) as the intermediate hole 133, for example.

第2円筒部122は、第1円筒部121の外筒部121Aとほぼ同一の円筒部材でなる。フランジ部124の下面であるフランジ面124B及びフランジ部125の上面であるフランジ面125Aには、第2円筒部122が嵌まるように外筒部121Aの壁厚よりわずかに大きい幅で浅く(例えば1〜10mm)形成された円盤状の溝124G及び125Eが形成されている。   The second cylindrical portion 122 is a cylindrical member that is substantially the same as the outer cylindrical portion 121 </ b> A of the first cylindrical portion 121. The flange surface 124B, which is the lower surface of the flange portion 124, and the flange surface 125A, which is the upper surface of the flange portion 125, are shallow with a width slightly larger than the wall thickness of the outer cylinder portion 121A so that the second cylindrical portion 122 fits (for example, 1 to 10 mm) formed disk-shaped grooves 124G and 125E are formed.

フランジ部125の中央近傍には、フランジ部125の上下面を繋ぐ4つの排出口134が形成されている。この排出口134は、接続される配管17Aの内径に収まるように形成されている(図15参照)。   Near the center of the flange portion 125, four discharge ports 134 that connect the upper and lower surfaces of the flange portion 125 are formed. The discharge port 134 is formed so as to fit within the inner diameter of the pipe 17A to be connected (see FIG. 15).

従って、導入孔131の入口に配管16Aが接続されることにより、外筒部121Aより内側かつ内筒部121Bに気液送出部15から混合ガス及び酸性電解水(以下、混合対象水と呼ぶ)が供給される。混合対象水は旋回しながら上方向へ向かい、隙間112を通って内筒部121Bへと進入し、旋回しながら下方向へと進行する。さらに混合対象水は、中間孔133を通って第2円筒部122へと進行する。   Therefore, by connecting the pipe 16A to the inlet of the introduction hole 131, the mixed gas and the acidic electrolyzed water (hereinafter referred to as mixing target water) from the gas-liquid delivery part 15 to the inner cylinder part 121B and the inner cylinder part 121B. Is supplied. The mixing target water turns upward while turning, enters the inner cylinder portion 121B through the gap 112, and advances downward while turning. Further, the water to be mixed proceeds through the intermediate hole 133 to the second cylindrical portion 122.

このとき、補強部材137がすり鉢状に形成されているため、混合対象水は旋回しながらスムーズに中間孔133へと誘導され、中間孔133近傍にかかる応力を減少させることができる。   At this time, since the reinforcing member 137 is formed in a mortar shape, the water to be mixed is smoothly guided to the intermediate hole 133 while turning, and the stress applied to the vicinity of the intermediate hole 133 can be reduced.

また、配管16A及び排出口134の断面積がほぼ同じであり、かつ配管16A及び排出口134よりも中間孔133の断面積が小さいため、第1円筒部121内の圧力が第2円筒部122と比して高い状態に保たれた状態で高速旋回方式によって微細気泡が発生すると共に、混合対象水の第2円筒部122への進入に伴って圧力が一気に解放されるため、圧力解放方式によって微細気泡が発生する。   Further, since the cross-sectional areas of the pipe 16A and the discharge port 134 are substantially the same, and the cross-sectional area of the intermediate hole 133 is smaller than that of the pipe 16A and the discharge port 134, the pressure in the first cylindrical part 121 is set to the second cylindrical part 122. In addition to the generation of fine bubbles by the high-speed swirling method while maintaining a high state compared to the pressure, the pressure is released at once as the mixing target water enters the second cylindrical portion 122. Fine bubbles are generated.

さらに、横孔135から空気を取り込むことにより、ベンチュリー方式によって微細気泡を発生させ、微細気泡を追加で発生させ、混合対象水における微細気泡を増大させることができる。この横孔135の直径を変化させることにより、追加で発生させる微細気泡のサイズを調整することができる。例えば、横孔135の直径を4.5〜7mm程度にすると、マイクロオーダー(1〜1000μm)のマイクロ気泡を中心に気泡量を増大させることができる。また、横孔135の直径を2〜4.5mm程度にすると、ナノオーダー(1〜1000nm)の微細気泡を中心に増大させることができる。なお、横孔135にガスボンベを接続することにより、任意のガスを混合することも可能である。   Furthermore, by taking in air from the lateral hole 135, fine bubbles can be generated by the venturi method, fine bubbles can be additionally generated, and the fine bubbles in the mixing target water can be increased. By changing the diameter of the horizontal hole 135, the size of the additionally generated fine bubbles can be adjusted. For example, when the diameter of the lateral hole 135 is about 4.5 to 7 mm, the amount of bubbles can be increased centering on micro-order (1 to 1000 μm) micro bubbles. Further, when the diameter of the lateral hole 135 is about 2 to 4.5 mm, it is possible to increase mainly nano-sized (1 to 1000 nm) fine bubbles. In addition, it is also possible to mix arbitrary gas by connecting a gas cylinder to the horizontal hole 135.

第2円筒部122に進入した混合対象水は、旋回しながら排出口134から排出され、配管17Aへと進行する。ここで、排出口134を4つの貫通孔として形成したことにより、第2円筒部122における旋回のエネルギーを分散させ、配管17Aに加わる応力を分散させることが可能となる。   The mixing target water that has entered the second cylindrical portion 122 is discharged from the discharge port 134 while turning, and proceeds to the pipe 17A. Here, by forming the discharge port 134 as four through holes, it is possible to disperse the energy of swirl in the second cylindrical portion 122 and disperse the stress applied to the pipe 17A.

このように、ナノバブル生成部17では、旋回方向を急激に変化させる二重円筒(第1円筒部121)と一重円筒(第2円筒部122)とを径の小さい中間孔133で繋げることにより、高圧力下で高速旋回を行った後に圧力を解放する。これにより、高速旋回方式と圧力解放方式の両方を用いて効率良く微細気泡を発生させることができる。また、中間孔133に対して横孔135を接続し、ベンチュリー方式によって微細気泡を発生させる。   As described above, in the nanobubble generation unit 17, by connecting the double cylinder (first cylinder part 121) and the single cylinder (second cylinder part 122) that rapidly change the turning direction by the intermediate hole 133 having a small diameter, Release pressure after high-speed turning under high pressure. Thereby, a fine bubble can be efficiently generated using both a high-speed turning system and a pressure release system. Moreover, the horizontal hole 135 is connected with respect to the intermediate hole 133, and a fine bubble is generated by a venturi system.

すなわち、円筒部材を上下に重ねると共に間に横孔を形成することにより、コンパクトな形状で3種類の方式を用いて微細気泡を発生させることができ、生成される微細気泡水中の微細気泡を増大させることができる。   In other words, by forming cylindrical holes on top of each other and forming a horizontal hole between them, it is possible to generate microbubbles using three types of systems in a compact shape, increasing the number of microbubbles in the generated microbubble water Can be made.

<動作及び効果>
以下、上記した実施形態から抽出される発明群の特徴について、必要に応じて課題及び効果等を示しつつ説明する。なお以下においては、理解の容易のため、上記各実施形態において対応する構成を括弧書き等で適宜示すが、この括弧書き等で示した具体的構成に限定されるものではない。また、各特徴に記載した用語の意味や例示等は、同一の文言にて記載した他の特徴に記載した用語の意味や例示として適用しても良い。
<Operation and effect>
Hereinafter, the characteristics of the invention group extracted from the above-described embodiment will be described while showing problems and effects as necessary. In the following, for easy understanding, the corresponding configuration in each of the above embodiments is appropriately shown in parentheses, but is not limited to the specific configuration shown in parentheses. In addition, the meanings and examples of terms described in each feature may be applied as the meanings and examples of terms described in other features described in the same wording.

以上の構成によれば、本発明のナノバブル生成器(ナノバブル生成部17)は、第1及び第2の底面(フランジ面123B及び124A)を有する円筒形状の外筒部(外筒部121A)と、前記外筒部より径の小さい内筒部(内筒部121B)と、前記第1の底面近傍において、前記外筒部及び前記内筒部間で媒体液(混合対象水)の流れを作る空間である隙間部(隙間112)とを有し、前記第2の底面又は前記第2の底面近傍に形成された供給口(導入出口131B)から前記媒体液が供給される第1の円筒部(第1円筒部121)と、
第3及び第4の底面(フランジ面124B及び125A)を有する円筒形状でなり、前記第2の底面に対して前記第3の底面が対向した状態で接続され、前記第3の底面に前記供給口よりも面積の小さい中間孔(中間孔133)が形成され、前記第4の底面又は前記第4の底面近傍に前記中間孔より面積の大きい排出口(排出口134)を有する第2の円筒部(第2円筒部122)とを有することを特徴とする。
According to the above configuration, the nanobubble generator (nanobubble generator 17) of the present invention includes a cylindrical outer cylinder (outer cylinder 121A) having first and second bottom surfaces (flange surfaces 123B and 124A) and The medium liquid (mixing target water) flows between the outer cylinder part and the inner cylinder part in the vicinity of the first bottom surface and the inner cylinder part (inner cylinder part 121B) having a smaller diameter than the outer cylinder part. A first cylindrical portion having a gap portion (gap 112) which is a space and to which the medium liquid is supplied from a supply port (introduction outlet 131B) formed near the second bottom surface or the second bottom surface. (First cylindrical portion 121);
It has a cylindrical shape having third and fourth bottom surfaces (flange surfaces 124B and 125A), is connected with the third bottom surface facing the second bottom surface, and is supplied to the third bottom surface. An intermediate hole (intermediate hole 133) having a smaller area than the mouth is formed, and a second cylinder having a discharge port (discharge port 134) having a larger area than the intermediate hole in the fourth bottom surface or in the vicinity of the fourth bottom surface. Part (2nd cylindrical part 122).

これにより、第1の円筒部を高圧状態にして高速旋回方式による微細気泡を発生させると共に、第2円筒部において圧力を解放して圧力解放方式によって微細気泡を発生させることができ、簡易な構成で2つの方式を用いて効率良く微細気泡を生成できる。   As a result, the first cylindrical part can be brought into a high pressure state to generate fine bubbles by the high-speed swirling method, and the pressure can be released from the second cylindrical part to generate the fine bubbles by the pressure releasing method. Thus, fine bubbles can be efficiently generated using the two methods.

前記外筒部及び前記内筒部間で媒体液の流れは、前記外筒部から前記内筒部へ向かう媒体液の流れであることを特徴とする。これにより、内筒部の中心に形成された中間孔133からの引き圧力を使って、均等な旋回流を形成することができる。   The medium liquid flow between the outer cylinder part and the inner cylinder part is a medium liquid flow from the outer cylinder part toward the inner cylinder part. Accordingly, an even swirl flow can be formed using the pulling pressure from the intermediate hole 133 formed at the center of the inner cylinder portion.

前記供給孔には、混合ガスを含有する媒体液が供給されることを特徴とする。これにより、媒体液に予め混合ガスが混合されているため、混合ガスと媒体液との接触時間を長くでき、微細気泡を発生させやすくできる。   A medium liquid containing a mixed gas is supplied to the supply hole. Thereby, since the mixed gas is mixed with the medium liquid in advance, the contact time between the mixed gas and the medium liquid can be extended, and fine bubbles can be easily generated.

前記第3の底面近傍に、気体を取り入れるための吸気孔(横孔135)を有することを特徴とする。これにより、ベンチュリー方式によって微細気泡を生成することができ、微細気泡の全体量を増大させることができる。   In the vicinity of the third bottom surface, there is provided an intake hole (horizontal hole 135) for taking in gas. Thereby, a fine bubble can be produced | generated by a venturi system, and the whole quantity of a fine bubble can be increased.

前記第2の底面及び前記第3の底面を構成し、前記供給口及び前記中間孔を有する中間フランジ部を有することを特徴とする。これにより、1つのフランジ部で2つの底面、供給口、中間孔を形成できるため、部品点数を減少させ、構成を簡易にすることができる。   The second bottom surface and the third bottom surface are formed, and an intermediate flange portion having the supply port and the intermediate hole is provided. Thereby, since two bottom surfaces, a supply port, and an intermediate hole can be formed by one flange part, a number of parts can be reduced and a structure can be simplified.

前記第1の底面を構成し、前記隙間部として前記内筒部と対向する凹みを有する第1の底面板を有することを特徴とする。これにより、凹みを利用して媒体液を中心近傍に引き寄せることができるため、媒体液の流れをスムーズにすることができる。   It has the 1st bottom face plate which constitutes the 1st bottom face and has a dent facing the inner cylinder part as the gap part. Thereby, since the medium liquid can be drawn to the vicinity of the center using the dent, the flow of the medium liquid can be made smooth.

前記第4の底面を構成し、当該第4の底面の中心又は中心近傍に前記排出口を有する第2の底面板を有することを特徴とする。これにより、例えば中心近傍など、底面板の任意の位置に排出口の入口を設けることができ、設計の自由度が向上する。   It has the 2nd bottom face plate which constitutes the 4th bottom face and has the discharge mouth in the center of the 4th bottom face, or near the center. Thereby, for example, the entrance of the discharge port can be provided at an arbitrary position of the bottom plate such as the vicinity of the center, and the degree of freedom in design is improved.

前記排出口は、排出管に接続されており、前記排出管の断面の内部に収まる複数の孔として形成されていることを特徴とする。これにより、排出管手前で乱流を形成させることができるため、排出管の特定箇所に対する応力の集中を防ぐことができる。   The discharge port is connected to a discharge pipe, and is formed as a plurality of holes that fit inside a cross section of the discharge pipe. Thereby, since a turbulent flow can be formed in front of the discharge pipe, concentration of stress on a specific portion of the discharge pipe can be prevented.

本発明のナノバブル生成器は、第1及び第2の底面を有する円筒形状の外筒部と、前記外筒部より径の小さい内筒部と、前記第1の底面近傍において、前記外筒部及び前記内筒部間で媒体液の流れを作る空間である隙間部と、前記第2の底面から前記内筒部の中心へ突出する棒状部材(棒状部材141)とを有し、前記第2の底面又は前記第2の底面近傍に形成された供給口から前記媒体液が供給される第1の円筒部とを有することを特徴とする。   The nanobubble generator of the present invention includes a cylindrical outer cylinder portion having first and second bottom surfaces, an inner cylinder portion having a smaller diameter than the outer cylinder portion, and the outer cylinder portion in the vicinity of the first bottom surface. And a gap that is a space for creating a medium liquid flow between the inner cylindrical portions, and a rod-shaped member (bar-shaped member 141) that protrudes from the second bottom surface to the center of the inner cylindrical portion, and the second And a first cylindrical portion to which the medium liquid is supplied from a supply port formed in the vicinity of the second bottom surface or the second bottom surface.

これにより、内筒部の中心に存在する棒状部材を中心とした旋回流の流れを形成しやすくでき、微細気泡を増大させることができる。   Thereby, it is possible to easily form a swirling flow centering on the rod-shaped member existing at the center of the inner cylinder portion, and it is possible to increase fine bubbles.

前記棒状部材は、表面の少なくとも一部に、螺旋状の溝が形成されていることを特徴とする。これにより、旋回流の流れの中で第1の底面に衝突し進行方向を変える際に発生する乱流の発生を防止することができ、流れをスムーズにしつつ、棒状部材の周囲では乱流を発生させ、スムーズな流れの中で微細気泡を増大させることができる。   The rod-like member is characterized in that a spiral groove is formed on at least a part of the surface. As a result, it is possible to prevent the generation of turbulent flow that occurs when the traveling direction is changed by colliding with the first bottom surface in the flow of the swirling flow, and the turbulent flow is generated around the rod-shaped member while smoothing the flow. It is possible to generate fine bubbles in a smooth flow.

前記棒状部材は、前記第1の底面に固定されたネジであることを特徴とする。これにより、底面に雌ねじ(孔)を形成してネジを差し込むだけの簡易な構成で内筒部に棒状部材を固定することが可能となる。   The rod-shaped member is a screw fixed to the first bottom surface. Thereby, it becomes possible to fix a rod-shaped member to an inner cylinder part by the simple structure which forms a female screw (hole) in a bottom face, and inserts a screw | thread.

本発明のナノバブル生成方法では、200〜1000kPaの圧力下で複数の旋回方向に媒体液を旋回させ、旋回を続けたまま前記圧力が解放されることを特徴とする。なお、「旋回を続けたまま前記圧力が解放される」とは、例えば旋回を行う旋回部から近接する位置(例えば20cm〜10cm)未満の位置で圧力が解放されることにより実行される。   In the nanobubble generating method of the present invention, the medium liquid is swirled in a plurality of swirling directions under a pressure of 200 to 1000 kPa, and the pressure is released while continuing swirling. The phrase “the pressure is released while continuing the turning” is executed by releasing the pressure at a position less than a position (for example, 20 cm to 10 cm) close to the turning unit that performs the turning.

これにより、高速旋回方式によるナノバブルの生成の直後に圧力を解放することができ、短時間で2つの方式によるナノバブルの生成が可能となる。   As a result, the pressure can be released immediately after the generation of nanobubbles by the high-speed swirling method, and nanobubbles can be generated by the two methods in a short time.

複数の旋回方向に媒体液を旋回させる旋回部(第1円筒部121)と、
圧力を解放する圧力解放室(第2円筒部122)と、
前記旋回部と前記圧力解放室とを接続する接続孔(中間孔133)と
を有するナノバブル生成器であることを特徴とする。
A swivel portion (first cylindrical portion 121) for swirling the medium liquid in a plurality of swiveling directions;
A pressure release chamber (second cylindrical portion 122) for releasing pressure;
It is a nano bubble generator which has a connection hole (intermediate hole 133) which connects the revolving part and the pressure release chamber.

これにより、高速旋回方式によるナノバブルの生成の直後に圧力を解放することができ、短時間で2つの方式によるナノバブルの生成が可能となる。なお、接続孔は、例えば20cm未満、さらには10cm未満であることが好ましい。例えば実施の形態では、旋回部と圧力解放室とが厚さ10cm未満のフランジによって隔たれ、フランジに設けられた貫通孔を接続孔として接続されている。   As a result, the pressure can be released immediately after the generation of nanobubbles by the high-speed swirling method, and nanobubbles can be generated by the two methods in a short time. In addition, it is preferable that a connection hole is less than 20 cm, for example, and also less than 10 cm. For example, in the embodiment, the swivel unit and the pressure release chamber are separated by a flange having a thickness of less than 10 cm, and a through hole provided in the flange is connected as a connection hole.

前記接続孔には、
気体が供給される気体供給口(横孔135)が設けられている
ことを特徴とする。
In the connection hole,
A gas supply port (horizontal hole 135) through which gas is supplied is provided.

これにより、高速旋回方式によるナノバブルの生成の直後にベンチュリー方式によるナノバブルを発生させ、さらに直後に圧力を解放することができ、短時間で3つの方式によるナノバブルの生成が可能となる。   Thereby, it is possible to generate the nanobubbles by the venturi method immediately after the generation of the nanobubbles by the high-speed swirling method, and to release the pressure immediately after that, and to generate the nanobubbles by the three methods in a short time.

<他の実施の形態>
なお上述実施形態では、図14に示したナノバブル生成部17を用いて微細気泡を生成するようにしたが、本発明はこれに限らず、例えば図16〜図18に示す構成のナノバブル生成部17X〜17Zを用いることができる。図16〜図18では、図12〜図15に示した各部と同一箇所に同一符号を附している。以下、相違点のみ説明する。
<Other embodiments>
In the above-described embodiment, the fine bubbles are generated by using the nanobubble generating unit 17 shown in FIG. 14, but the present invention is not limited to this. For example, the nanobubble generating unit 17X having the configuration shown in FIGS. ~ 17Z can be used. 16 to 18, the same reference numerals are assigned to the same portions as those shown in FIGS. 12 to 15. Only the differences will be described below.

図16に示すナノバブル生成部17Xでは、フランジ部123の中心から第1円筒部121の内筒部121Bへ向けて突出する棒状部材141が設けられている。この棒状部材は、表面がなだらかであっても良く、表面の少なくとも一部にねじのように螺旋状の溝が形成されていても良い。   In the nanobubble generating unit 17X illustrated in FIG. 16, a rod-shaped member 141 that protrudes from the center of the flange portion 123 toward the inner cylindrical portion 121B of the first cylindrical portion 121 is provided. The bar-shaped member may have a smooth surface, and a spiral groove like a screw may be formed on at least a part of the surface.

図では、フランジ部123の中心に設けられた孔(又は雌ねじ)に対し、フランジ面123B面から長ネジを嵌合又は螺合させ、ワッシャとナットを用いて固定することにより、フランジ面123Bから棒状部材141を突出させた状態を示している。棒状部材141の長さに制限はないが、第1円筒部121の高さを1としたとき00.1〜0.9程度の長さであることが好ましい。棒状部材141の存在により、旋回が促進され、微細気泡を増大させることができる。   In the drawing, a long screw is fitted or screwed into the hole (or female screw) provided in the center of the flange portion 123 from the flange surface 123B surface, and is fixed using a washer and a nut, thereby fixing the flange surface 123B. The state which protruded the rod-shaped member 141 is shown. Although there is no restriction | limiting in the length of the rod-shaped member 141, When the height of the 1st cylindrical part 121 is set to 1, it is preferable that it is about 00.1-0.9 length. Due to the presence of the rod-shaped member 141, the turning is promoted and the fine bubbles can be increased.

図17に示すナノバブル生成部17Yでは、二重円筒構成及び棒状部材141を有する2つの第1円筒部121が水平方向に並ぶと共に、中間孔133Yの径が導入孔131の径とほぼ同一に形成されている。従って、ナノバブル生成部17Yでは、高速旋回方式のみで微細気泡を発生させる構成でなる。すなわち、棒状部材141を用いる構成は、高速旋回方式だけのナノバブル生成部や、高速旋回方式とベンチュリー方式とを組み合わせた方式にも適用可能である。   In the nanobubble generating part 17Y shown in FIG. 17, the two first cylindrical parts 121 having the double cylindrical configuration and the rod-shaped member 141 are arranged in the horizontal direction, and the diameter of the intermediate hole 133Y is formed almost the same as the diameter of the introduction hole 131. Has been. Accordingly, the nanobubble generator 17Y has a configuration that generates fine bubbles only by the high-speed turning method. That is, the configuration using the rod-shaped member 141 can be applied to a nanobubble generating unit only for the high-speed turning method or a method combining the high-speed turning method and the venturi method.

図18に示すナノバブル生成部17Zでは、二重円筒構成及び棒状部材141を有する第1円筒部121が上下方向に2つ並ぶと共に、下段の第1円筒部121Zにおいて混合対象水が内から外へ進行する点と、フランジ123Zに凹部123Cを有さず、内筒部121Bが外筒部121Aの高さよりわずかに小さいことにより、隙間112が形成されている。すなわち、高速旋回方式は、内から外の流れを作るようにすることができる。この構成は、棒状部材141がない第1円筒部に適用することも可能である。   In the nanobubble generator 17Z shown in FIG. 18, two first cylinders 121 having a double cylinder configuration and a rod-shaped member 141 are arranged in the vertical direction, and the mixing target water flows from the inside to the outside in the lower first cylinder 121Z. The clearance 112 is formed by the point which advances and the flange 123Z does not have the recessed part 123C, and the inner cylinder part 121B is slightly smaller than the height of the outer cylinder part 121A. That is, the high-speed turning method can make a flow from the inside to the outside. This configuration can also be applied to the first cylindrical portion without the rod-shaped member 141.

また上述実施形態では、フランジ部124の側面124Cからフランジ面124Aへ向けて導入孔131が折れ曲るようにしたが、これに限らず、例えばフランジ2枚を組み合わせ、上部フランジが外筒部121Aの内径と同じ径の孔(以下、これを外筒孔と呼ぶ)を有すると共に当該外筒孔へ向けて側面から貫通する直線的な導入孔を設けるようにしても良い。この場合、上部フランジが外筒部101Aの一部を構成することになり、外筒部101Aの底面近傍に導入出口が設けられる。   In the above-described embodiment, the introduction hole 131 is bent from the side surface 124C of the flange portion 124 toward the flange surface 124A. However, the present invention is not limited to this. For example, two flanges are combined and the upper flange is the outer cylinder portion 121A. In addition to a hole having the same diameter as the inner diameter (hereinafter referred to as an outer cylinder hole), a linear introduction hole penetrating from the side surface toward the outer cylinder hole may be provided. In this case, the upper flange constitutes a part of the outer cylinder portion 101A, and an introduction outlet is provided in the vicinity of the bottom surface of the outer cylinder portion 101A.

なお上述実施形態では、カソード室を電解質供給室としてアルカリ性電解水を循環させるようにしたが、本発明はこれに限らず、アノード室を電解質供給室として酸性電解水を循環させてもよい。   In the above-described embodiment, the alkaline electrolyzed water is circulated using the cathode chamber as the electrolyte supply chamber. However, the present invention is not limited to this, and the acidic electrolyzed water may be circulated using the anode chamber as the electrolyte supply chamber.

さらに上述実施形態では、電気分解部13として1つの電解槽を有するようにしたが、2つ以上の電解槽を有しても良い。この場合、混合液(発生ガス及び電解水)が、複数の経路(配管)を介して気液送出部15に供給される。このとき気液送出部15は、複数の電解槽で製造された混合液を均等に混合する役割をも担う。   Furthermore, in the above-described embodiment, one electrolytic cell is provided as the electrolyzing unit 13, but two or more electrolytic cells may be provided. In this case, the mixed liquid (generated gas and electrolyzed water) is supplied to the gas-liquid delivery unit 15 via a plurality of paths (pipes). At this time, the gas-liquid delivery part 15 also plays the role which mixes the liquid mixture manufactured with the some electrolytic vessel equally.

また上述実施形態では、電解水に微細気泡を含有させるようにしたが、本発明はこれに限らず、生成した電解水をそのまま提供する電解水生成装置に本発明を適用できる。この場合、前記アノード室及び前記カソード室間で圧力差は発生しないため、前記アノード室及び前記カソード室間仕切るように電極を設ける必要はない。   In the above-described embodiment, the fine water bubbles are contained in the electrolyzed water. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to an electrolyzed water generating apparatus that provides generated electrolyzed water as it is. In this case, since a pressure difference does not occur between the anode chamber and the cathode chamber, it is not necessary to provide electrodes so as to partition the anode chamber and the cathode chamber.

さらに上述実施形態では、電解質供給タンク65から循環タンク63に対して電解質水溶液を供給したが、電解質と原水とを供給しても良い。この場合、循環タンク63内に攪拌羽根などの攪拌機構を有することが好ましい。   Furthermore, in the above-described embodiment, the electrolyte aqueous solution is supplied from the electrolyte supply tank 65 to the circulation tank 63, but the electrolyte and raw water may be supplied. In this case, the circulation tank 63 preferably has a stirring mechanism such as a stirring blade.

また、上述実施形態では、電解質供給タンク65に高濃度の電解質水溶液を供給することもできる。この場合、入替処理をなくして逐次(例えば15〜60分ごと)電解質水溶液の補充(又は循環タンク63内の電解質水溶液の一部交換)を行うと共に、例えば1日1回洗浄処理を実行する。これにより、電解質水溶液の補充(入替処理)に伴う処理時間を短縮できる。この場合、制御部20は、電解質供給タンク65から循環タンク63に電解質水溶液を供給させ、循環タンク63の容量を超えてオーバーフローした分を排出させる。電解質供給タンク65から供給される電解質水溶液の量は、循環タンク63から供給される電解質水溶液の量より少なく(例えば1/10〜1/30程度)に設定される。   In the above-described embodiment, a high concentration electrolyte aqueous solution can also be supplied to the electrolyte supply tank 65. In this case, the replacement process is not performed, and the aqueous electrolyte solution is replenished sequentially (for example, every 15 to 60 minutes) (or the electrolyte aqueous solution in the circulation tank 63 is partially replaced), and the cleaning process is executed once a day, for example. Thereby, the processing time accompanying replenishment (exchange process) of electrolyte aqueous solution can be shortened. In this case, the control unit 20 causes the electrolyte aqueous solution to be supplied from the electrolyte supply tank 65 to the circulation tank 63, and discharges the amount overflowed beyond the capacity of the circulation tank 63. The amount of the aqueous electrolyte solution supplied from the electrolyte supply tank 65 is set to be smaller than the amount of the aqueous electrolyte solution supplied from the circulation tank 63 (for example, about 1/10 to 1/30).

また上述の実施の形態においては、高速旋回によってナノバブルを生成するようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、必ずしも高速旋回させる必要はなく、例えば複数回に亘って媒体液を蛇行させるなどして物理的な衝突作用を生じさせることにより微細気泡を発生させても良い。   In the above-described embodiment, the case where nanobubbles are generated by high-speed turning has been described. The present invention is not limited to this, and it is not always necessary to rotate at high speed. For example, fine bubbles may be generated by causing a physical collision action by meandering the medium liquid a plurality of times.

さらに、上述の実施の形態においては、媒体液をナノバブル生成部17に供給し、そのまま電解気泡水提供部18から排出される、いわゆる連続式で微細気泡液を生成するようにしたが、貯液槽に媒体液及び微細気泡液を貯留し、一定時間に亘ってナノバブル生成部17を循環させる、いわゆるバッチ式方式で微細気泡液を生成しても良い。また、電解気泡水提供部18の後段に、微細気泡水を貯留する貯留タンクを設けるようにしても良い。   Furthermore, in the above-described embodiment, the medium liquid is supplied to the nanobubble generation unit 17 and is discharged as it is from the electrolytic bubble water providing unit 18 so as to generate a so-called continuous type fine bubble liquid. You may produce | generate a fine bubble liquid by what is called a batch type system which stores a medium liquid and a fine bubble liquid in a tank, and circulates the nanobubble production | generation part 17 over fixed time. Further, a storage tank for storing fine bubble water may be provided at the subsequent stage of the electrolytic bubble water providing unit 18.

また上述実施形態では、気液送出部15が一方向へ進行する高速旋回により、高速攪拌を行ったが、本発明はこれに限られない。例えば乱流を生じさせたり、羽根などを旋回させたりすることにより高速攪拌を行っても良い。   In the above-described embodiment, the high-speed stirring is performed by the high-speed turning in which the gas-liquid delivery unit 15 travels in one direction, but the present invention is not limited to this. For example, high-speed stirring may be performed by generating turbulent flow or swirling blades.

また、上述の実施の形態においては、ナノバブルの生成を常温で行い、水温についての調整を特に行わないようにした場合について述べた。気体の溶解度は、液温が低下すると高くなる。このため液温を低下させるための冷却機能を付加することができる。   Moreover, in the above-mentioned embodiment, the case where generation of nanobubbles was performed at room temperature and adjustment for water temperature was not performed was described. The solubility of gas increases as the liquid temperature decreases. For this reason, a cooling function for lowering the liquid temperature can be added.

また上述の実施の形態においては、2槽式の電気分解部13に循環タンク63を接続させたが、3槽式の電気分解部の中間室に循環タンク63を接続させても良い。また、循環タンク63ではなく、単に電解質水溶液を供給する(使用しなかったものは廃棄する構成の)電解質供給部を有することもできる。また、隔膜で隔たれ他2槽式の電気分解部13の各室に電解質水溶液を供給しても良い。   In the above-described embodiment, the circulation tank 63 is connected to the two-tank electrolysis unit 13, but the circulation tank 63 may be connected to an intermediate chamber of the three-tank electrolysis unit. Further, instead of the circulation tank 63, an electrolyte supply unit that simply supplies an aqueous electrolyte solution (is configured to discard those not used) can be provided. Alternatively, an aqueous electrolyte solution may be supplied to each chamber of the two-tank electrolysis unit 13 separated by a diaphragm.

さらに上述の実施の形態においては、電解水生成装置としての電解気泡水生成装置10と、原水供給部としてのアノード室51と、循環タンクとしての循環タンク63と、電解質排出部としての配管66と、電解質供給部としての電解質供給タンク65と制御部としての制御部20を構成するようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、種々の構成による原水供給部と、循環タンクと、電解質排出部と、電解質供給部と制御部とによって本発明の電解水生成装置を構成するようにすしても良い。   Furthermore, in the above-described embodiment, the electrolyzed bubble water generating device 10 as the electrolyzed water generating device, the anode chamber 51 as the raw water supply unit, the circulation tank 63 as the circulation tank, and the piping 66 as the electrolyte discharge unit The case where the electrolyte supply tank 65 as the electrolyte supply unit and the control unit 20 as the control unit are configured has been described. The present invention is not limited to this, and the electrolyzed water generating apparatus of the present invention may be configured by the raw water supply unit, the circulation tank, the electrolyte discharge unit, the electrolyte supply unit, and the control unit having various configurations. .

本発明は、例えばナノバブルを含有するナノバブル水を生成するナノバブル生成装置や電解気泡水を生成する電解気泡水生成装置などに使用することができる。   The present invention can be used for, for example, a nanobubble generating device that generates nanobubble water containing nanobubbles, an electrolytic bubble water generating device that generates electrolytic bubble water, and the like.

7 :ナノバブル生成部
10 :電解気泡水生成装置
101 :第1円筒部
101A :外筒部
101B :内筒部
102 :第2円筒部
103 :第1底面
104 :第2底面
105 :第3底面
106 :第4底面
111 :供給口
112 :隙間
113 :中間孔
114 :排出口
121 :第1円筒部
121A :外筒部
121B :内筒部
122 :第2円筒部
123、124、125 :フランジ部
123C、136 :凹部
123Z :フランジ
124C :側面
131 :導入孔
131B :導入出口
133 :中間孔
134 :排出口
135 :横孔
141 :棒状部材

7: Nanobubble generating unit 10: Electrolytic bubble water generating device 101: First cylindrical portion 101A: Outer cylindrical portion 101B: Inner cylindrical portion 102: Second cylindrical portion 103: First bottom surface 104: Second bottom surface 105: Third bottom surface 106 : Fourth bottom surface 111: supply port 112: gap 113: intermediate hole 114: discharge port 121: first cylindrical part 121A: outer cylinder part 121B: inner cylinder part 122: second cylindrical parts 123, 124, 125: flange part 123C 136: Recessed portion 123Z: Flange 124C: Side surface 131: Introduction hole 131B: Introduction outlet 133: Intermediate hole 134: Discharge port 135: Horizontal hole 141: Bar-shaped member

Claims (11)

混合ガスを含む媒体液を旋回させる高速旋回方式により、前記媒体液に微細気泡を発生させる旋回部と、
圧力を解放する圧力解放室と、
前記旋回部と前記圧力解放室とを隔てる中間フランジ部に設けられ、前記旋回部と前記圧力解放室とを接続し、引き圧力を使って前記旋回部に旋回流を形成する接続孔とを有し、
前記旋回部は、
第1及び第2の平面を有する円筒形状の外筒部と、前記外筒部より径の小さい内筒部と、前記第1の平面近傍において、前記外筒部及び前記内筒部間で前記媒体液の流れを作る空間である隙間部とを有し、前記第2の平面又は前記第2の平面近傍に形成された供給口から前記媒体液が供給される第1の円筒部であり、前記供給口から外筒部へ供給された媒体液は旋回しながら前記第1の平面へ向かって前記隙間部から内筒部へ進行し、前記内筒部を旋回しながら前記第2の平面へ向かって前記接続孔から前記圧力解放室へと進行し、
前記圧力解放室は、
第3の平面及び第4の平面を有する円筒形状でなり、前記第2の平面に対して前記第3の平面が対向した状態で接続され、前記第4の平面又は前記第4の平面近傍に排出口を有する第2の円筒部であり、
前記接続孔は、
前記第3の平面に形成された前記供給口よりも面積の小さい孔であり、
前記排出口は、
前記接続孔より面積が大きく、
前記中間フランジ部は、
前記第2の平面及び前記第3の平面を構成し、前記供給口及び前記接続孔が形成されると共に、前記第2の平面の中央にすり鉢状の凹部が形成されており、
前記接続孔は、
前記凹部の中心に設けられている
ことを特徴とするナノバブル生成器。
A swirl unit that generates fine bubbles in the medium liquid by a high-speed swirling method that swirls the medium liquid containing the mixed gas ;
A pressure release chamber to release pressure,
Provided in an intermediate flange portion that separates the swirling portion and the pressure release chamber, and has a connection hole that connects the swirling portion and the pressure release chamber and forms a swirling flow in the swirling portion using a pulling pressure. And
The swivel part is
A cylindrical outer tube portion having first and second planes , an inner tube portion having a diameter smaller than that of the outer tube portion, and between the outer tube portion and the inner tube portion in the vicinity of the first plane. A first cylindrical portion to which the medium liquid is supplied from a supply port formed in the second plane or in the vicinity of the second plane . The medium liquid supplied from the supply port to the outer cylinder part advances from the gap part to the inner cylinder part toward the first plane while turning, and moves to the second plane while turning the inner cylinder part. Proceed from the connection hole toward the pressure release chamber,
The pressure release chamber is
Third becomes a cylindrical shape having a plane and a fourth plane, said relative second plane third plane are connected so as to face, in the fourth plane and the fourth plane near the A second cylindrical portion having a discharge port;
The connection hole is
A hole having a smaller area than the supply port formed in the third plane ;
The outlet is
The area is larger than the connection hole,
The intermediate flange portion is
The second plane and the third plane are configured, the supply port and the connection hole are formed, and a mortar-shaped recess is formed at the center of the second plane ,
The connection hole is
A nanobubble generator characterized by being provided at the center of the recess.
前記中間フランジ部における第2の平面の中央には、前記接続孔の一部を構成する孔を有し、中央が凹むすり鉢に形成された金属性の補強部材が嵌め込まれている
ことを特徴とする請求項1に記載のナノバブル生成器。
A metal reinforcing member formed in a mortar having a hole forming a part of the connection hole and recessed in the center is fitted in the center of the second plane of the intermediate flange portion. The nanobubble generator according to claim 1.
前記排出口は、
排出管に接続されており、前記排出管の断面の内部に収まる複数の孔として形成されている
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のナノバブル生成器。
The outlet is
The nanobubble generator according to claim 1 or 2, wherein the nanobubble generator is connected to a discharge pipe and is formed as a plurality of holes that fit inside a cross section of the discharge pipe.
前記中間フランジ部は、
前記第1の円筒部に繋がる供給口が設けられている
ことを特徴とする請求項に記載のナノバブル生成器。
The intermediate flange portion is
The nanobubble generator according to claim 1 , wherein a supply port connected to the first cylindrical portion is provided .
前記第1の平面を構成し、前記隙間部として前記内筒部と対向する凹みを有する第1の平面
を有することを特徴とする請求項2〜4のいずれかに記載のナノバブル生成器。
The nanobubble generator according to any one of claims 2 to 4, further comprising: a first flat plate that constitutes the first flat surface and has a recess facing the inner tube portion as the gap portion.
前記第4の平面を構成し、当該第4の平面の中心又は中心近傍に前記排出口を有する第2の平面
を有することを特徴とする請求項2〜5のいずれかに記載のナノバブル生成器。
Constitute the fourth flat, nanobubbles produced according to any one of claims 2-5, characterized in that it comprises a second flat plate having said discharge port in the center or near the center of the fourth plane vessel.
前記排出口は、
4つの孔として形成されている
ことを特徴とする請求項1〜6に記載のナノバブル生成器。
The outlet is
The nanobubble generator according to claim 1, wherein the nanobubble generator is formed as four holes.
前記中間フランジ部は、
前記接続孔に対して横方向に接続されている吸気口が形成されている
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のナノバブル生成器。
The intermediate flange portion is
The nanobubble generator according to any one of claims 1 to 7, wherein an air inlet connected in a lateral direction with respect to the connection hole is formed.
前記第1及び第2の円筒部は、容積がほぼ同一である
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のナノバブル生成器。
The nanobubble generator according to any one of claims 1 to 8, wherein the first and second cylindrical portions have substantially the same volume.
前記第1の平面から前記内筒部の中心へ突出する棒状部材
を有することを特徴とする請求項2〜9のいずれかに記載のナノバブル生成器。
The nanobubble generator according to any one of claims 2 to 9, further comprising: a rod-like member protruding from the first plane to the center of the inner cylinder portion.
200〜1000kPaの圧力下で複数の旋回方向に媒体液を旋回させ、旋回を続けたまま前記圧力が解放される
ことを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載のナノバブル生成器。
The nanobubble generator according to any one of claims 1 to 10, wherein the medium liquid is swirled in a plurality of swirling directions under a pressure of 200 to 1000 kPa, and the pressure is released while swirling is continued.
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