JPH1094723A - 気体混合液中の気体の微粒化装置 - Google Patents

気体混合液中の気体の微粒化装置

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JPH1094723A
JPH1094723A JP25024196A JP25024196A JPH1094723A JP H1094723 A JPH1094723 A JP H1094723A JP 25024196 A JP25024196 A JP 25024196A JP 25024196 A JP25024196 A JP 25024196A JP H1094723 A JPH1094723 A JP H1094723A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 混合気体の微細化を十分に行え、かつ時間あ
たり多量の処理量が得られる気体混合液中の気体の微粒
化装置の提供。 【解決手段】 微粒化装置４は相互間に混合流路を形成
する互いに同心の外側流路部材８と内側流路部材９とを
有し、外側流路部材８の内面及び内側流路部材９の外面
は円筒面状を成すとともに、これらの少なくとも一方は
螺旋溝面８ａ，９ａとして形成されており、外側流路部
材及び内側流路部材の軸方向一方及び他方の側がそれぞ
れ前記混合流路の入口側及び出口側となっており、螺旋
溝面８ａ，９ａは右回りの第１螺旋溝と、該第１螺旋溝
と交差する左回りの第２螺旋溝とを有し、該第１螺旋溝
と第２螺旋溝との交差部において、互いに異なる方向か
ら流入する気体混合液が衝突するようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は気体混合液中のの気
体の微粒化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】液体中の気体を微粒化することは、液体
中の気体の溶存効率を向上させる用途、特に浄水場、プ
ール、或いは糞尿処理場等において処理水中に浄化のた
めのオゾンを溶存させる用途において非常に望まれてい
る。従来の気体微粒化装置としては、例えば、液体を給
送するポンプ（渦巻ポンプ）の入口側に空気取入弁を設
ける構成が提案されている。このような構成では、空気
取入弁から導入された空気と液体の混合流が渦巻ポンプ
内でインペラによる攪拌作用を受けて空気が微粒化され
るようになっている。また、別の気体微粒化装置として
は、ポンプの出口側で空気を導入し、邪魔板等を設けて
これへの衝突作用により微粒化を図る、いわゆるエゼク
タ方式の装置が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の微粒化装置では
単にインペラの羽根による攪拌或いは邪魔板との単純な
衝突に頼るものであるから、微粒化作用が十分でなく、
また上記の浄水場、プール、或いは糞尿処理場等のよう
に時間あたり多量の処理量が必要とされる用途には実際
上利用できない問題点が有った。したがって本発明の目
的は、混合気体の微細化を十分に行え、かつ時間あたり
多量の処理量が得られる微粒化装置の提供にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願発明は、気体混合液中の気体を微粒化するため
の微粒化装置であって、互いに対向配置されて相互間に
混合流路を形成する少なくとも２つの流路部材を有し、
前記混合流路は前記流路部材の長手方向一方及び他方の
側が入口側及び出口側となっており、前記流路部材の互
いに対向する面の少なくとも一方には、前記入口側から
出口側に連続する第１の溝と、この第１の溝に複数箇所
で交差する、同様に前記入口側から出口側に連続する第
２の溝とを形成し、これらの交差部において互いに異な
る方向から流入する気体混合液が衝突するようになって
いることを特徴とする。上記構成によれば、混合流路の
入口側から供給された気体混合液は一方では第１の溝を
通じて、また他方では第２の溝を通じて混合流路に流入
し、第１の溝と第２の溝の交差部において衝突して微粒
化され、ついでこの交差部から第１の溝側及び第２の溝
側に二手に分かれて次の交差部に至り、そこでさらに微
粒化されてまた次の交差部に到ることとなる。このよう
に、気体混合液が複数の交差部において多数回にわたり
微粒化されるので、気体混合液は非常に微細な気体を含
んだ混合液となって出口から吐出される。また本発明の
請求項２の発明は請求項１の発明において流路部材は同
心円筒状の外側流路部材と内側流路部材とからなり、互
いに対向する前記外側流路部材の内面及び前記内側流路
部材の外面の少なくとも一方が前記第１の溝及び前記第
２の溝を有する溝面となっており、前記第１の溝は右回
りの螺旋溝であり、前記第２の溝は左回りの螺旋溝であ
ることを特徴とする。このような構成では流路部材が円
筒であるため製造が簡単であり、かつ混合流路が円筒状
をなしているので流路の断面全体において均一な流れと
混合効果が得られ、このため均質に微粒化された気泡を
含んだ混合液が得られる。しかも第１の溝及び第２の溝
を構成する螺旋溝は通常のねじ加工技術で簡単に形成で
きるので製造がさらに簡単である。また、請求項３の発
明は請求項２の発明において螺旋溝が多条の螺旋溝であ
ることを特徴とするものである。このような構成によ
り、混合流路の入口が第１の溝の条数と第２の溝の条数
とを加えた数になり、多量の流量が確保できる。またこ
れと同時に交差部の数が大きくなるので、多量の流量を
確保しつつ微粒化を十分に行うことができる。さらに、
請求項４の発明は、請求項２の発明において溝面は前記
外側流路部材の内面及び前記内側流路部材の一方のみに
形成されていることを特徴とするものである。この構成
により、混合流路を流れる流体の半径方向の動きが規制
され、螺旋溝の交差部における衝突作用が効率的に行わ
れて、より優れた微細化を行うことができる。加えて、
請求項５の発明は、請求項２の発明において前記内側流
路部材は同心で複数設けられており、内外に隣接するこ
れらの内側流路部材の互いに対向する面の少なくとも一
方の面も溝面として形成されていることを特徴とするも
のである。この構成により、混合流路が外側流路部材の
内側流路部材との間に加えて内側流路部材相互間にも形
成されるので、多量の流量を確保しつつ微粒化を十分に
行うことができる。
【０００５】
【実施の形態】以下、添付図面に基づいてこの発明の実
施の形態を説明する。図１には本発明の第１実施形態の
気体混合液の気体微粒化装置を適用した微粒気体混合液
製造装置の概略が図示してあり、同製造装置は貯水池等
の汚水溜１から汚水を汲み上げるポンプ２と、汚水溜１
からポンプ２に到る管路の中途（本実施形態ではポンプ
２の直前）において気体、例えばオゾンを汚水中に導入
する気体吸入弁３と、ポンプ２の出口側に接続された気
体微粒化装置４とからなっており、気体微粒化装置４で
微粒化された混合液は圧力調節バルブ５を介して汚水溜
１に再び戻されるようになっている。
【０００６】ここで、気体吸入弁３はポンプ２の流量に
応じて気体の吸入量を自動的に調節して気体の汚水に対
する混合割合が常に一定となるように構成されており、
また混合割合自体の調節も可能となっているものであ
る。このような気体吸入弁の構造は例えば本願出願人に
よる実公昭第５７−４７４３９号に開示されたものが利
用できる。また、ポンプ２は液体と気体との予混合に適
したポンプ、特に本願出願人による特開平３−１３０５
９８に開示された渦巻ポンプを利用するのが好ましい。
次に、上記微粒化装置４の構成を図２〜図５を参照して
説明する。
【０００７】図２に全体を示した微粒化装置４は上記ポ
ンプ２の下流側に接続される筒状の入口側接続部材６
と、上記圧力調節バルブ５に接続される出口側接続部材
７と、上記入口側接続部材６及び出口側接続部材７との
間に固定接続され、かつ互いに同心で配置された円筒状
の外側流路部材８及び中実円柱状の内側流路部材９とか
らなっている。入口側接続部材６は外側流路部材８の一
端側外周に螺合されており、一方出口側接続部材７は外
側流路部材８の他端側外周に螺合されている。ここで、
出口側接続部材７は、上記外側流路部材８との螺合のた
めの雌ネジ部を備えたフランジ部１０を一端側に、また
圧力調節バルブ５のケーシングとの螺合のための雌ネジ
部を備えたフランジ部１１を他端側に備えている。ま
た、これらの中間部内には図３に示すように同一円周上
に配置された複数の流通穴１２ａ〜１２ａと、軸心を貫
通して形成された貫通穴１２ｂを備えた円板部１２が一
体で形成されている。
【０００８】図１に示すように組付状態において、円板
部１２は内側流路部材９に軸方向で突出形成された小径
突部９ａ（上記流通穴１２ａ〜１２ａに内接する円より
も小径）の端面に当接しており、ボルト１３を円板部１
２の貫通穴１２ｂに挿通して、小径突部９ａに形成され
た有底のネジ穴９ａ１に螺合し、緊締することで出口側
接続部材７と内側流路部材９が互いに位置固定されてい
る。なお、外側流路部材８は上記のように出口側接続部
材７のフランジ部１０に螺合しているので、内側流路部
材９と外側流路部材８は出口側接続部材７に対する位置
を同心状態に固定されている。また、上記外側流路部材
８の内周面と内側流路部材９の外周面の間には殆ど隙間
がなく、ほぼ接触状態にあるが、これらの双方の面は図
３に展開状態で示すように右回りの４条溝１４と、これ
と同ピッチかつ同角度の左回りの４条溝１５とが形成さ
れた螺旋溝面８Ａ，９Ａとなっており、４条溝１４及び
１５はそれぞれ４本の溝部１４ａ〜１４ｄ、１５ａ〜１
５ｄを有している。
【０００９】図示を簡略化するため、図５にこれらの螺
旋溝面８Ａ（９Ａ）の一部が溝底を示す線で代表的に示
してあり、同図に示すように、入口側から溝部１４ａ内
に流入した混合液は点Ａにおいて溝部１５ａに流入した
混合液に衝突して、溝部１４ａ側と溝部１５ａ側に再び
分かれ、１４ａ側の混合液は次いで点Ｂにおいて溝部１
５ｂに流入した混合液に衝突して、溝部１４ａ側と溝部
１５ｂ側に再び分かれ、１４ａ側の混合液は次いで点Ｃ
において溝部１５ｃに流入した混合液に衝突して、溝部
１４ａ側と溝部１５ｃ側に再び分かれ、１４ａ側の混合
液は次いで点Ｄにおいて溝部１５ｄに流入した混合液に
衝突して、溝部１４ａ側と溝部１５ｄ側に再び分かれ、
さらに、次の条の溝部１５ａを流れる混合液と衝突す
る。一方、点Ａから溝部１５ａ側に分かれた混合液は点
Ｅにおいて溝部１４ｂに流入した混合液に衝突して、溝
部１５ａ側と溝部１４ｂ側とに再び分かれ、１５ａ側の
混合液は次いで点Ｆにおいて溝部１４ｃに流入した混合
液に衝突して、溝部１５ａ側と溝部１４ｃ側に再び分か
れ、１５ａ側の混合液は次いで点Ｇにおいて溝部１４ｄ
に流入した混合液に衝突して、溝部１５ａ側と溝部１４
ｄ側に再び分かれ、１５ａ側の混合液は次いで、次の条
の溝部１４ａを流れる混合液と衝突する。このような衝
突と分岐作用は他の溝部においても同様であり、図示の
各線の交点において行われる。
【００１０】このように衝突と分岐により混合液中に含
まれたまだ各々が大きな容積を有する気体の粒が微粒化
され、このような気体粒は次の交点でさらに微粒化され
てまた次の交点で微粒化されることとなる。このよう
に、気体混合液が複数の交点において多数回にわたり微
粒化されるので、混合液は非常に微細な気体を含んだ混
合液となって出口側接続部材７に到ることとなる。
【００１１】また、特に本実施形態では４条溝１４，１
５を採用したので、混合液の入口は４条溝１４の入口の
４箇所と４条溝１５の入口の４箇所の合計８箇所となる
ので十分な流量を確保でき、また、交点の数も単条の溝
を利用した場合よりも多くなるので、流量を確保してし
かも十分な微細化を果たすことができる。さらに、本実
施形態では４条溝１４，１５が外側流路部材８の内周面
と内側流路部材９の外周面の双方に形成してあるので、
一方の側にだけ設けた場合と比較して２倍の流量を得る
ことができる。
【００１２】さて、上記のように外側流路部材８の内周
面と内側流路部材９との間の混合流路を通って微細化さ
れた気体粒を含む混合液は、出口側接続部材７の円板部
１２の流通穴１２ａ〜１２ａを通り、圧力調整バルブ５
を介して汚水溜１に再び戻される。
【００１３】本願出願人は気体として空気を利用して上
記ポンプ２の吐出圧（流量）、気体吸入弁３による気体
の混入率及び圧力調節バルブ５の圧力を種々に変更して
微粒化度の測定を行ない、下記の実験結果を得た。 実験結果 実験Ａ 実験Ｂ ポンプ吐出圧（kg/cm2) ７．０ ９．０ 空気混入率 (%) ２〜２．５ ２〜２．５ 圧力調節バルブ調節圧（kg/cm2) ６．０ ８．０ 微粒化度（白濁消失時間）（秒） １２０ １５０ なお、実験は一貫して下記の仕様の外側流路部材８及び
内側流路部材９を利用し、また、微粒化度は液体として
水（汚水ではなく通常の水道水）を用いて、圧力調節バ
ルブ５を通じて出た微粒化混合液をガラス容器（容量３
００ｍｌ）に１００ｍｍの水位まで取り、空気が煙状で
白濁した混合液を得た。各実験において、白濁がほぼな
くなるまでの時間を測定し、その時間を記した。つま
り、白濁がなくなる時間が長いものほど微粒化度が高い
ものと判断できる。 実験に供した外側流路部材及び内側流路部材の仕様 外側流路部材 内径（螺旋溝の山径） ５０ｍｍ 全長 ２００ｍｍ 螺旋溝ピッチ ４ｍｍ 螺旋溝角度（左右とも） ３０° 溝深さ ２ｍｍ 内側流路部材 外径（螺旋溝の山径） ５０ｍｍ（＋０〜−０．１５ｍｍ） 全長（軸方向突部を除く） ２００ｍｍ 螺旋溝ピッチ ４ｍｍ 螺旋溝角度（左右とも） ３０° 溝深さ ２ｍｍ なお、螺旋溝角度とは外側流路部材或いは内側流路部材
の軸に直角な面に対する螺旋溝の傾き角のことである。
上記のように、実験Ｂで良好な微粒化度が得られ、この
場合の混合液流量は３０リットル／ｍｉｎであった。こ
れは時間あたり１８００リットルとなり、特に大きな処
理量が要求される浄水場、プール等の用途に十分に対処
できるものである。
【００１４】なお、以上は外側流路部材の内側に一つの
内側流路部材を設けた例を説明したが、内側流路部材を
多重に設けててもよく、このような実施形態を以下第２
実施形態として図６及び図７を参照して説明する。図示
した微粒化装置５４は上記第１実施形態と同様ポンプ２
の下流側に接続される入口側接続部材５６と、圧力調節
バルブ５に接続される出口側接続部材５７と、上記入口
側接続部材５６及び出口側接続部材５７との間に固定接
続され、かつ互いに同心で配置された外側流路部材５８
及び３つの内側流路部材５９Ａ，５９Ｂ．５９Ｃとから
なっている。ここで、外側流路部材５８と、内側流路部
材５９Ａ，５９Ｂは円筒状であるが、最も中心に位置す
る内側流路部材５９Ｃは中実円柱状をなしている。ま
た、内側流路部材５９Ｃの外面とその外側の内側流路部
材５９Ｂの内面とは上記実施形態と同様な左右回りの４
条溝を形成した螺旋溝面となっており、内側流路部材５
９Ｂの外面とその外側に位置する内側流路部材５９Ａの
内面とは左右回りの５条溝を形成した螺旋溝面となって
おり、内側流路部材５９Ａの外面とこれに対面する外側
流路部材５８の内面は左右回りの６条溝を形成した螺旋
溝面となっている。なお、これらの５条溝及び６条溝を
設けた螺旋溝面における螺旋溝の交差形状は溝本数が増
えただけで上記第１実施形態で説明したと基本的に同様
であり、図示を省略する。
【００１５】本実施の形態を具体化した微粒化装置の外
側流路部材及び内側流路部材の代表的な径寸法は以下の
とおりである。 外径（外ねじ径）mm 内径（内ねじ径）mm 外側流路部材５８ １０６ ９３ 内側流路部材５９Ａ ９３ ７０ 内側流路部材５９Ｂ ７０ ４９ 内側流路部材５９Ｃ ４９ −− なお、外側流路部材及び内側流路部材はいれも全長２０
０mmとし、螺旋溝のピッチは全て同一（３mm）であり、
ねじ深さ（高さ）はいずれも２．５mmとした。
【００１６】入口側接続部材５６は外側流路部材５８の
一端側外周に溶接等により一体で形成されたフランジ５
８ａに図示しない複数のボルトを介して接続されてお
り、一方出口側接続部材５７は外側流路部材５８の他端
側外周に溶接等により一体で形成されたフランジ５８ｂ
に同様に図示しないボルトを介して接続されている。入
口側接続部材５６と出口側接続部材５７の構成はほぼ同
様であり、出口側接続部材５７の構成について説明する
と、出口側接続部材５７は上記外側流路部材５８及び３
つの内側流路部材５９Ａ，５９Ｂ．５９Ｃに軸方向で当
接する当接部５７ａを有しており、この当接部５７ａに
は図７に示すように上記外側流路部材５８と内側流路部
材５９Ａの間の螺旋溝、内側流路部材５９Ａと内側流路
部材５９Ｂの間の螺旋溝及び内側流路部材５９Ｂと内側
流路部材５９Ｃの間の螺旋溝にそれぞれ対面する部位に
おいて、同心環状の溝６０，６１及び６２が形成されて
いる。
【００１７】また、上記当接部５７ａには溝６０，６１
及び６２を接続する半径方向の連結溝６３が円周方向４
箇所に設けられており、各連結溝６３の半径方向中心側
の端部は出口側接続部材５７に軸方向で形成された流通
穴６４に接続されている。また、当接部５７ａには最も
中心に位置する中実の内側流路部材５９ｃに形成された
ネジ穴６５に螺合するボルト６６が挿通する貫通穴６７
が形成されており、ボルト６６を緊締することで、出口
側接続部材５７が内側流路部材５９ｃに固定されるよう
になっている。入口側接続部材５６の構成は出口側接続
部材５７と同様であり、同様な部分には同一符号を付し
て説明を省略するが、貫通穴６７はボルトの挿通穴とし
ては利用されていない。
【００１８】本実施の形態において、汚水溜１から上記
ポンプ２を介して入口側接続部材５６の流通穴６４に至
った混合液は、流通穴６４より４箇所の連結溝６３を介
して溝６０，６１及び６２に流入し、次いで、外側流路
部材５８と内側流路部材５９Ａとの間、内側流路部材５
９Ａと５９Ｂとの間、及び内側流路部材５９Ｂと５９Ｃ
との間をそれぞれ通って上記実施形態と同様左右回りの
螺旋溝による衝突と分岐作用を繰り返し受けて、出口側
接続部材５７の溝６０，６１及び６２に流入し、連結溝
６３を介して流通穴６４より流出し、圧力調整バルブ５
を介して汚水溜１に再び戻される。すなわち本実施形態
では上記実施形態と同様な衝突と分岐作用により微粒化
を行う混合通路が同心で複数設けられていることとな
り、全体としての外径を大きくすることなく、コンパク
トな構造でしかも多量の微粒化混合液を得ることが出来
る。また、このように混合通路を同心で設けた場合に
は、外側の通路ほど入口から出口に到る経路が長くな
り、その分だけ溝底の交点間の距離が長くなるが、本実
施形態では、外側の混合通路を形成する螺旋面ほど条数
を多くしてあるので、交点間の距離が３つの混合通路を
通じてほほ均等になり、従って３つの混合通路における
微粒化が均等に行われるようになっている。
【００１９】次に外側流路部材の内側に８つの内側流路
部材を設けた例を以下第３実施形態として図８及び図９
を参照して説明する。図示した微粒化装置１０４は上記
第２実施形態と同様ポンプ２の下流側に接続される入口
側接続部材１０６と、圧力調節バルブ５に接続される出
口側接続部材１０７と、上記入口側接続部材１０６及び
出口側接続部材１０７との間に固定接続され、かつ互い
に同心で配置された外側流路部材１０８及び８つの内側
流路部材１０９Ａ〜１０９Ｈとからなっている。ここ
で、外側流路部材１０８と、内側流路部材１０９Ａ〜１
０９Ｇは円筒状であるが、最も中心に位置する内側流路
部材１０９Ｈは中実円柱状をなしている。また、内側流
路部材１０９Ａの外面には左右まわりの８条溝が、内側
流路部材１０９Ｂの外面には左右まわりの７条溝が、内
側流路部材１０９Ｃの外面には左右まわりの６条溝が、
流路部材１０９Ｄの外面には左右まわりの５条溝が、流
路部材１０９Ｅの外面には左右まわりの４条溝が、流路
部材１０９Ｆの外面には左右まわりの３条溝が、流路部
材１０９Ｇの外面には左右まわりの２条溝が、流路部材
１０９Ｇの外面には左右まわりの１条溝が、それぞれ形
成されている。
【００２０】なお、本第３実施形態では、第１及び第２
実施形態とは異なり、外側流路部材１０８及び内側流路
部材１０９Ａ〜１０９Ｇの内面には螺旋溝は設けられて
おらず、平滑な面となっている。このため、外側流路部
材１０８、内側流路部材１０９Ａ〜１０９Ｈのそれぞれ
の間に外側が平滑面、内側が螺旋溝面となした流路が形
成されている。本第３実施形態を具体化した微粒化装置
の外側流路部材及び内側流路部材の代表的な径寸法は以
下のとおりである。 外径（外ねじ径）mm 内径mm 外側流路部材１０８ １１４ １００ 内側流路部材１０９Ａ １００ ８８ 内側流路部材１０９Ｂ ８８ ７６ 内側流路部材１０９Ｃ ７６ ６５ 内側流路部材１０９Ｄ ６５ ５４ 内側流路部材１０９Ｅ ５４ ４４ 内側流路部材１０９Ｆ ４４ ３４ 内側流路部材１０９Ｇ ３４ ２４ 内側流路部材１０９Ｈ ２４ −− なお、外側流路部材及び内側流路部材はいれも全長２０
０mmとし、螺旋溝のピッチは全て同一（４．５mm）であ
り、ねじ深さ（高さ）はいずれも３mmとした。
【００２１】入口側接続部材１０６は外側流路部材１０
８の一端側外周に一体で形成されたフランジ１０８ａに
図示しない複数のボルトを介して接続されており、一方
出口側接続部材１０７は外側流路部材１０８の他端側外
周に一体で形成されたフランジ１０８ｂに同様に図示し
ないボルトを介して接続されている。上記入口側接続部
材１０６及び出口側接続部材１０７の構成はほぼ同様で
あり、またこれらの構成も上記第２実施形態の入口側接
続部材５６及び出口側接続部材５７と基本的にほぼ同様
であって、以下出口側接続部材１０７の構成についての
み説明すると、出口側接続部材１０７は上記８つの内側
流路部材１０９Ａ〜１０９Ｈに軸方向で当接する当接部
１０７ａを有しており、この当接部１０７ａに対面する
８つの内側流路部材１０９Ａ〜１０９Ｈの端部には各間
の流路と連通する外周部位において、同心環状の溝１１
０Ａ〜１１０Ｈがそれぞれ形成されている。
【００２２】また、上記当接部１０７ａには溝１１０Ａ
〜１１０Ｈが開口する半径方向の連結溝１１３が円周方
向４箇所に設けられており、各連結溝１１３の半径方向
中心側の端部は出口側接続部材１０７に軸方向で形成さ
れた流通穴１１４に接続されている。また、当接部１０
７ａには最も中心に位置する中実の内側流路部材１０９
Ｈの端部に螺入されたボルトの貫通穴（図示しない）が
形成されており、ボルトを緊締することで、出口側接続
部材１０７が内側流路部材１０９Ｈに固定されるように
なっている。
【００２３】本実施形態において、汚水溜１からポンプ
２を介して入口側接続部材１０６の流通穴１１４に至っ
た混合液は、流通穴１１４より４箇所の連結溝１１３を
介して内側流路部材１０９Ａ〜１０９Ｈの端部の溝１１
０Ａ〜１１０Ｈより外側流路部材１０８及び内側流路部
材１０９Ａ〜１０９Ｈの各間の流路に流入し、上記実施
形態と同様左右回りの螺旋溝による衝突と分岐作用を繰
り返し受けて、出口側接続部材１０７側の溝１１０Ａ〜
１１０Ｈより連結溝１１３を経て流通穴１１４から流出
し、圧力調整バルブ５を介して汚水溜１に再び戻され
る。
【００２４】すなわち本実施形態では各流路の外側は平
滑面で内側にのみ螺旋溝が設けてあり、上記第１及び第
２実施形態のように内外の両側の面に螺旋溝を形成した
場合と比較して混合流の半径方向内側及び外側に向かう
制限され、かつ全体として流路の幅が狭くなることか
ら、上記で説明した溝の交点における衝突作用を効率的
に行うことができる。このため、内外の両側の面に螺旋
溝を形成した場合と比較して、微粒化効率が向上する利
点を有する。また、上記のように流路幅が狭くなるた
め、各流路における流量は先の実施形態よりも少なくな
るが、本実施形態では８つの内側流路部材１０９Ａ〜１
０９Ｈが設けられているため、流路の数が多く、このた
め、上記第２実施形態のものと比較しても遜色のない流
量が得られるものである。つまり、内側流路部材１０９
Ａ〜１０９Ｈの数を所望とする流量に応じて設定するこ
とで、過不足のなくかつ非常に微細化された気体を含む
気体混合液を得ることができるのである。さらに、本実
施の形態においても外側の混合通路を形成する螺旋面ほ
ど条数を多くしてあるので、螺旋溝の交点間の距離が８
つの混合通路を通じてほほ均等になり、第２実施例と同
様各混合通路における微粒化が均等に行われるようにな
っている。
【００２５】なお、本第３実施形態においては外側流路
部材１０８及び内側流路部材１０９Ａ〜１０９Ｈの外面
を平滑な面として微粒化効率の向上を図ったが、上記第
２実施形態の構造において、外側流路部材５８と内側流
路部材５９Ａとの間、内側流路部材５９Ａと５９Ｂとの
間、及び内側流路部材５９Ｂと５９Ｃとの間にそれぞれ
平滑な円筒面を内外に有する円筒を介在させることによ
り、外側が螺旋溝面でで内側が平滑面の流路と外側が平
滑面で内側が螺旋溝面の流路とを各間に形成できる。
【００２６】また、以上の第２及び第３実施形態の各々
において外側流路部材及び内側流路部材の螺旋溝のピッ
チは同様としたが、例えば中心側のものほどピッチを大
きくしても良く、特に螺旋溝の条数とピッチの両方を各
流路部材で適宜異ならせる（例えば中心側のものほど条
数を減少させかつピッチを増加させる）ことで、各流路
を流れる流体の流量、微細化度を容易に均一に設定で
き、均質度に優れた微細気体含有流体が得られることと
なる。さらに、汚水溜１における混合液の吐出箇所の水
面からの深さに応じて螺旋溝角度（外側流路部材或いは
内側流路部材の軸に直角な面に対する螺旋溝の角度）を
適宜に設定するのが好ましい。例えば第３実施形態の場
合で、深さが１ｍの位置で吐出させる場合には、内側流
路部材１０９Ａ〜１０９Ｈの螺旋溝角度は共通して１５
°付近の値に設定することが好ましく、深さがこれより
も深くなれば螺旋溝角度を１５°よりも大きく（例えば
１７°或いは１８°のように）設定される。つまり、外
側流路部材の内径、内側流路部材の内外径、内側流路部
材の数、螺旋溝のピッチ、条数、螺旋溝の角度等のパラ
メータを適宜に設定することで、用途に応じた最適な微
粒化装置が得られるのである。
【００２７】さらに、以上の第１〜第３実施の形態は、
流路部材の溝を螺旋溝としたが、このような溝として
は、螺旋溝に限らず、入口側から出口側に向けて直線状
あるいは曲線状に連続する溝を複数設けて、これらの溝
が互いに複数箇所で交差するようにしたものでも良い。
例えば各々入口側から出口側に向けて連続しかつ右回り
にねじれた第１の溝を複数円周方向に並列状に形成し、
一方、これらと交差状で、各々入口側から出口側に向け
て連続しかつ左回りにねじれた第２の溝を複数円周方向
に並列状に形成したものであっても良い。但し、本第１
〜第３実施形態のように螺旋溝とした場合にはこのよう
な溝は通常のねじ加工で形成できるので製造が簡単であ
り、しかも円滑な流れが得られる点で最も望ましい。
【００２８】また、流路部材を円筒状とせず、互いに対
向する平板状とし、これらの長手方向一方の側を入口、
他方の側を出口とし、両側を塞いで流路を形成して、平
板の対向する面の一方或いは両方に上記と同様、入口側
から出口側に向けて直線状あるいは曲線状に連続する複
数の溝を互いに交差状に設けることもできる。このよう
な構成でも溝の複数の交点における混合効果により気泡
の微細化を得ることができるが、この場合には入口から
出口に至り溝を流路の断面全体に均等に設けることはで
きず、かつ両側部の影響もあって、流路の断面全体にお
ける均一な流れが得られない点で不利が有る。従って、
上記第１〜第３実施形態のように流路部材を円筒状とす
ることが、流路の断面全体における均一な流れ、さらに
は微細な気泡を均等に含む混合流体を得るのに最も好ま
しいのである。
【００２９】また、上記実施の形態は特に気体としてオ
ゾンを処理水中に溶存させる用途に有利に利用できる
が、他の気体、例えば空気を水中に溶存させる用途、或
いは気体を溶存させる必要はないが、微粒化気体を含む
液体が要求される他のあらゆる用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による気体微粒化装置を利
用した微粒気体混合液製造装置の概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態による気体微粒化装置の
縦断面図である。
【図３】第１実施形態の出口側接続部材の側面図であ
る。
【図４】第１実施形態の外側流路部材及び内側流路部材
に設けられた螺旋溝を部分的に展開状態で示した図であ
る。
【図５】左右の螺旋溝の交差状態を簡略化して示した説
明図である。
【図６】本発明の第２実施形態による気体微粒化装置の
縦断面図である。
【図７】第２実施形態の出口側接続部材の側面図であ
る。
【図８】本発明の第３実施形態による気体微粒化装置の
縦断面図である。
【図９】第３実施形態の出口側接続部材の側面図であ
る。
【符号の説明】
４，５４，１０４ 微粒化装置 ８，５８，１０８ 外側流路部材 ９，５９Ａ〜５９Ｃ，１０９Ａ〜１０９Ｈ 内側流路
部材 ８Ａ，９Ａ 螺旋溝面 １４，１５ ４条溝 １４ａ〜１４ｄ，１５ａ〜１５ｄ 溝部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 気体混合液中の気体を微粒化するための
    微粒化装置であって、互いに対向配置されて相互間に混
    合流路を形成する少なくとも２つの流路部材を有し、前
    記混合流路は前記流路部材の長手方向一方及び他方の側
    が入口側及び出口側となっており、前記流路部材の互い
    に対向する面の少なくとも一方には、前記入口側から出
    口側に連続する第１の溝と、この第１の溝に複数箇所で
    交差する、同様に前記入口側から出口側に連続する第２
    の溝とを形成し、これらの交差部において互いに異なる
    方向から流入する気体混合液が衝突するようになってい
    る微粒化装置。
  2. 【請求項２】 前記流路部材は同心円筒状の外側流路部
    材と内側流路部材とからなり、互いに対向する前記外側
    流路部材の内面及び前記内側流路部材の外面の少なくと
    も一方が前記第１の溝及び前記第２の溝を有する溝面と
    なっており、前記第１の溝は右回りの螺旋溝であり、前
    記第２の溝は左回りの螺旋溝である請求項１の微粒化装
    置。
  3. 【請求項３】 前記右回りの螺旋溝及び左回りの螺旋溝
    はそれぞれ多条の螺旋溝である請求項２の微粒化装置。
  4. 【請求項４】 前記溝面は前記外側流路部材の内面及び
    前記内側流路部材の外面の一方のみに形成されている請
    求項２の微粒化装置。
  5. 【請求項５】 前記内側流路部材は同心で複数設けられ
    ており、内外に隣接するこれらの内側流路部材の互いに
    対向する面の少なくとも一方の面も前記溝面として形成
    されている請求項２の微粒化装置。
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BR9705533A (pt) 1999-05-04

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