JPH04164450A - 気泡水流発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ポンプにより水を循環させることによって水
槽内に気泡を発生させる気泡水流発生装置に関するもの
である。

従来の技術 従来、この種の気泡水流発生装置は、第６図に示す様に
なっていた。すなわち、水槽ｌからの水を循環ポンプ２
で吸引し、この循環ポンプ２の下流側に混合室３を設け
、その先端は前記水槽ｌに開口させる構成になっていた
。そして前記混合室３は、水平方向の軸を持つ噴出ノズ
ル４と混合ノズル５、及びその軸が前記２つのノズル軸
と直交する混合空気吸入部６とから成っていた。（例え
ば実開昭６３−１８８０２７号公報）。

発明が解決しようとする課題 しかしながら従来の様な構成においては、吸入空気は水
流のジェット作用により、噴流水の周囲から吸い込まれ
るため、気泡サイズは比較的大きなものしか生成されな
かった。何故ならば、空気の塊は最初、流速の遅い噴流
水周辺部の層流拡散層で水流と接触するため、ここでの
層流剪断力により空気塊は小さくされる。しかしながら
水と空気の接触面積は小さいため、大きなエネルギの授
受は行われず、微細化には限界があった。

次に空気塊は層流境界層から乱流領域に移送され、ここ
で水粒子との運動量交換による乱流剪断力により微細化
されるわけであるが、−皮形成された空気塊を壊すには
非常に大きなエネルギを必要とするため、微細化には限
界があった０本発明は、かかる従来の欠点を解消するも
ので、大きな気泡から微細気泡まで気泡径を可変できる
気泡水流発生装置を提供することを目的とするものであ
る。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために、本発明の気泡水流発生装置
は、水槽と、前記水槽を循環する循環回路と、前記循環
回路に設けられた循環ポンプと、前記循環ポンプの吐出
側に一端が接続され他端が前記水槽に接続された噴出ノ
ズルと、前記噴出ノズルの下流側に、一端を前記水槽に
開放し、空気噴出方向を前記噴出ノズルの水流流出方向
と略直角になる如く設けた空気供給手段と、前記空気供
給手段の流量制御手段とを構成したものである。

作用 循環ポンプを運転して、噴出ノズルから水流を噴射する
とともに、噴出ノズルの下流側に設けた空気供給手段の
一端から空気を供給する。そうするとこの供給された空
気塊は、先ず水流の動圧エネルギにより薄い層に引き伸
ばされ、その後水流の剪断力によりふきちぎられ独立し
た気泡となる。

そして空気供給手段からの供給空気量を変化させること
により、単位時間当りの空気供給量が変わり気泡径を可
変することが出来るものである。しかも空気の供給方向
を水流噴出軸と略直角になる如く設置している。その結
果空気塊は水流の速度勾配が最大となる方向に噴出され
るため空気塊に働く水流の剪断力が最大となり、空気塊
を切断する効率も大きくなる。

実施例 以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて説明する
。第１図〜第３図において、７は水槽であり、この水槽
７には循環ポンプ８が配設された循環回路９が配管され
ている６前記循環ポンプ８の吐出側には、一端を水槽７
に接続された噴出ノズル１０が配設されている。また前
記噴出ノズル１０の下流側には空気供給用の比較的小口
径の空気供給管１１が前記水槽７に開放する樟に設けら
れている。前記空気供給管１１の上流側には空気供給手
段であるエアーポンプ１２と空気の供給量を調節する流
量制御手段のバルブ１３が設けられている。　１４は気
泡である。

次に動作を説明する。この様な構成において循環ポンプ
８を運転すると、水槽７から循環回路９を通して吸引さ
れた水は、循環ポンプ８の吐出側に設けられた噴出ノズ
ル１０から水槽７に噴出される。これと同時にエアーポ
ンプ１２を運転すると、空気供給管１１から水槽内に供
給されたエアーは水流の剪断力により吹きちぎられて空
気塊となり気泡流状態で水槽７内に噴出される。この時
空気供給方向を水流噴出方向と略直角になる如く設置し
ている。その結果空気塊は速度勾配の最大となる方向に
噴出されるため、空気塊に働く剪断力も最大となり、切
断効率も最大となる。

そして空気供給管１１からの空気の供給量をバルブ１３
で制御することによりいろんな大きさの気泡径を作り出
すことができる。即ち、空気の供給量が少ないと空気供
給管１１から水槽７内に供給される単位時間当りの空気
量は少なくなる。ここで噴出ノズル１０から一定流速で
水が噴出され水流の動圧エネルギで空気層を薄くすると
同時に、水流の剪断力で吹きちぎるため、吹きちぎられ
た空気塊の大きさは小さくなり、微細気泡を作り出すこ
とが出来るものである。

一方、空気供給管１１からの空気の供給量が多い場合は
、第３図のごとく、前記空気供給管１１がら水槽７内へ
の空気の供給量は多くなり、前記噴出ノズルｌＯからの
流速が一定であるため動圧エネルギは前記と同等である
ため、吹きちぎられた空気の大きさは大きくなり大きな
気泡を作り出すことが出来るものである。

第４図、第５図は本発明における他の実施例を示したも
のである。第４図においては流量制御手段としてモータ
駆動バルブ１５を用いた例である。

この場合コントローラ１６によりモータ駆動バルブ１５
の開度調節を行ない供給空気量を調節し気泡径を変化す
ることが可能である。

第５図は空気供給管１７の上流にエアーポンプを設けな
い例である。この場合には噴出ノズル１８から噴出され
る水流により空気供給管１７の先端が負圧となり、エア
ーが小口径管１７より吸引されるものである。当然バル
ブ１９の調節により気泡径を変化することが可能である
。

発明の効果 以上のように、本発明の気泡水流発生装置は、水槽と、
前記水槽を循環する循環回路と、前記循環回路に設けら
れた循環ポンプと、前記循環ポンプの吐出側に一端が接
続され他端が前記水槽に接続された噴出ノズルと、前記
噴出ノズルの下流側に、一端を前記水槽に開放し、空気
噴出方向を前記噴出ノズルの水流噴出方向と略直角にな
る如く設けた空気供給手段と、前記空気供給手段の流量
制御手段とで構成することにより下記の効果を有する。

（１）空気供給手段からの供給空気量を変化することに
より、噴出ノズルから出た噴流内に供給する単位時間当
りの空気量が変化し、前記噴流により吹きちぎられる空
気量が変わることにより、気泡径を容易に可変すること
ができる。即ち、微細気泡から大きな気泡まで自由に造
ることが出来る。

（２）　　空気塊は水流速度勾配の最大となる方向に噴
出される為、空気塊に働く剪断力も最大となり、少ない
エネルギで空気塊を切断することが可能となり、その切
断効率を大きくすることができる。

（３）気泡を造る位置が水槽の内部であり供給空気　゛
が気泡に分割される際の騒音振動が水槽の外壁等に伝わ
ることがな〈従来に比べ低騒音化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す気泡水流発生装置の断
面図、第２図、第３図はそれぞれ同装置における動作状
態を示す断面図、第４図は本発明の第２の実施例を示す
断面図、第５図は本発明の第３の実施例を示す断面図、
第６図は従来の気泡水流発生装置を示す断面図である。 ７・・・・・・水槽、８・・・・・・循環ポンプ、９・
・・・・・循環回路、１０・・・・・・噴出ノズル、１
１・・・・・・空気供給手段、１３・・・・・・流量制
御手段。 代理人の氏名　弁理士　小鍜治　明　ばか２名第１図 １１２図 り 第３図 第４図 １１５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 水槽と、前記水槽の中の水を循環させる循環回路と、前
   記循環回路に設けられた循環ポンプと、一端を前記循環
   ポンプの吐出側に他端を前記水槽に接続された噴出ノズ
   ルと、前記噴出ノズルの下流側に、一端を前記水槽に開
   放し空気の噴出方向を前記噴出ノズルの水流吐出方向と
   略直角になるごとく設けた空気供給手段と、前記空気供
   給手段の流量制御手段とを備えた気泡水流発生装置。