JPWO2017149654A1 - Gas introduction holding device, gas introduction holding method, and gas discharge head - Google Patents
Gas introduction holding device, gas introduction holding method, and gas discharge head Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2017149654A1 JPWO2017149654A1 JP2016556331A JP2016556331A JPWO2017149654A1 JP WO2017149654 A1 JPWO2017149654 A1 JP WO2017149654A1 JP 2016556331 A JP2016556331 A JP 2016556331A JP 2016556331 A JP2016556331 A JP 2016556331A JP WO2017149654 A1 JPWO2017149654 A1 JP WO2017149654A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- discharge head
- gas discharge
- liquid
- head
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 87
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 199
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 12
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 26
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 26
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 23
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 23
- 239000002101 nanobubble Substances 0.000 description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 13
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 11
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 6
- 238000011978 dissolution method Methods 0.000 description 3
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005653 Brownian motion process Effects 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005537 brownian motion Methods 0.000 description 2
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 2
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 2
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 2
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009360 aquaculture Methods 0.000 description 1
- 244000144974 aquaculture Species 0.000 description 1
- 230000003796 beauty Effects 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 229930182830 galactose Natural products 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
- 230000005514 two-phase flow Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/20—Mixing gases with liquids
- B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
- B01F23/237—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids characterised by the physical or chemical properties of gases or vapours introduced in the liquid media
- B01F23/2373—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids characterised by the physical or chemical properties of gases or vapours introduced in the liquid media for obtaining fine bubbles, i.e. bubbles with a size below 100 µm
- B01F23/2375—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids characterised by the physical or chemical properties of gases or vapours introduced in the liquid media for obtaining fine bubbles, i.e. bubbles with a size below 100 µm for obtaining bubbles with a size below 1 µm
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/20—Mixing gases with liquids
- B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
- B01F23/231—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids by bubbling
- B01F23/23105—Arrangement or manipulation of the gas bubbling devices
- B01F23/2312—Diffusers
- B01F23/23123—Diffusers consisting of rigid porous or perforated material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/20—Mixing gases with liquids
- B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
- B01F23/231—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids by bubbling
- B01F23/23105—Arrangement or manipulation of the gas bubbling devices
- B01F23/2312—Diffusers
- B01F23/23126—Diffusers characterised by the shape of the diffuser element
- B01F23/231265—Diffusers characterised by the shape of the diffuser element being tubes, tubular elements, cylindrical elements or set of tubes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/20—Mixing gases with liquids
- B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
- B01F23/237—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids characterised by the physical or chemical properties of gases or vapours introduced in the liquid media
- B01F23/2373—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids characterised by the physical or chemical properties of gases or vapours introduced in the liquid media for obtaining fine bubbles, i.e. bubbles with a size below 100 µm
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/20—Mixing gases with liquids
- B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
- B01F23/238—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using vibrations, electrical or magnetic energy, radiations
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F2215/00—Auxiliary or complementary information in relation with mixing
- B01F2215/04—Technical information in relation with mixing
- B01F2215/0409—Relationships between different variables defining features or parameters of the apparatus or process
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F2215/00—Auxiliary or complementary information in relation with mixing
- B01F2215/04—Technical information in relation with mixing
- B01F2215/0413—Numerical information
- B01F2215/0418—Geometrical information
- B01F2215/0431—Numerical size values, e.g. diameter of a hole or conduit, area, volume, length, width, or ratios thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F2215/00—Auxiliary or complementary information in relation with mixing
- B01F2215/04—Technical information in relation with mixing
- B01F2215/0413—Numerical information
- B01F2215/0436—Operational information
- B01F2215/045—Numerical flow-rate values
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F2215/00—Auxiliary or complementary information in relation with mixing
- B01F2215/04—Technical information in relation with mixing
- B01F2215/0413—Numerical information
- B01F2215/0436—Operational information
- B01F2215/0454—Numerical frequency values
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Mixers With Rotating Receptacles And Mixers With Vibration Mechanisms (AREA)
- Accessories For Mixers (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
Abstract
【課題】液体中における気体の溶存量を増大させることができる気体導入保持装置及び気体導入保持方法並びに気体導入保持装置に使用される気体放出ヘッドを提供する。【解決手段】液体を貯留する液体貯留槽10と、孔径が2.5μm以下の多数の微細孔を有する気体放出ヘッド20と、気体放出ヘッド20に気体を供給する気体供給手段30と、気体放出ヘッド20に振動を印加する振動子41を有する振動印加手段40とを備えており、液体に浸漬した気体放出ヘッド20に振動を連続的に印加しながら気体放出ヘッド20から気体を放出するようになっている。振動子41が気体放出ヘッド20に印加する振動は、周波数が30kHz以上、振幅が1mm以下に設定されており、(気体放出ヘッド20の1つの微細孔から放出される気体の放出量μm3/分)/(振動子41の振動周波数Hz)≦300となるように、気体放出ヘッド20のへの気体の供給量が調整されている。【選択図】 図1The present invention provides a gas introduction holding device, a gas introduction holding method, and a gas discharge head used in the gas introduction holding device capable of increasing the dissolved amount of gas in a liquid. A liquid storage tank 10 for storing liquid, a gas discharge head 20 having a large number of micropores having a hole diameter of 2.5 μm or less, a gas supply means 30 for supplying gas to the gas discharge head 20, and a gas discharge And a vibration applying means 40 having a vibrator 41 for applying vibration to the head 20 so as to discharge gas from the gas discharge head 20 while continuously applying vibration to the gas discharge head 20 immersed in the liquid. It has become. The vibration applied to the gas discharge head 20 by the vibrator 41 is set such that the frequency is 30 kHz or more and the amplitude is 1 mm or less. ) / (Vibration frequency Hz of the vibrator 41) ≦ 300, the gas supply amount to the gas discharge head 20 is adjusted. [Selection] Figure 1
Description
この発明は、液体内に気体を導入して保持する気体導入保持装置及び気体導入保持方法並びに気体導入保持装置に使用される気体放出ヘッドに関する。 The present invention relates to a gas introduction and holding device that introduces and holds a gas in a liquid, a gas introduction and holding method, and a gas discharge head used in the gas introduction and holding device.
液体内に気体を導入して保持する方法としては、散気管等を用いたバブリングにより気体を液体内に気泡として吹きだすことで、液体に気体を溶解させる気泡溶解法が一般的に採用されているが、液体内に放出された通常の気泡は急速に上昇して液体表面で破裂するので、気泡として液体内に放出された気体の大半が液体に溶解することなく大気中に放散してしまい、液体に気体を効率よく溶解させることができない。 As a method for introducing and holding a gas in a liquid, a bubble dissolution method is generally employed in which a gas is blown into the liquid as a bubble by bubbling using an air diffuser or the like to dissolve the gas in the liquid. However, since normal bubbles released into the liquid rise rapidly and burst on the liquid surface, most of the gas released into the liquid as bubbles is released into the atmosphere without dissolving in the liquid. The gas cannot be efficiently dissolved in the liquid.
一方、発生時の直径を50μm以下まで微細化した気泡(以下、マイクロバブルという。)は、液体中での上昇速度が小さく、内部に含まれる気体を効率的に溶解させながら収縮していき、場合によっては、液体表面に届く前に消滅してしまうという特性を有している。 On the other hand, bubbles that are refined to 50 μm or less in diameter at the time of generation (hereinafter referred to as microbubbles) have a low ascent rate in the liquid and shrink while efficiently dissolving the gas contained therein, In some cases, it has the property of disappearing before reaching the liquid surface.
このため、液体中でマイクロバブルを発生させる種々の方法が提案されており、具体的には、軽石状のガラクトースを水などに溶解したときに結晶の隙間から気泡が析出する現象を利用してマイクロバブルを生成する方法、圧力に比例して溶解する気体量が増加するという特性を利用してマイクロバブルを生成する方法(加圧溶解法)、液体と気体を攪拌することでマイクロバブルを生成する方法(気液2相流旋回法)等が挙げられる。 For this reason, various methods for generating microbubbles in a liquid have been proposed. Specifically, when a pumice-like galactose is dissolved in water or the like, bubbles are precipitated from a crystal gap. A method of generating microbubbles, a method of generating microbubbles using the property that the amount of gas dissolved in proportion to pressure increases (pressure dissolution method), and generating microbubbles by stirring liquid and gas (Gas-liquid two-phase flow swirl method) and the like.
しかしながら、一定温度、一定圧力下における液体に対する気体の溶解度は、気体及びその気体を溶解させる液体の組み合わせ毎に定まっているので、液体に気体を効率よく溶解させることができたとしても、溶解度を超えることはできず、マイクロバブルを利用した気体の溶解法には限界がある。 However, the solubility of a gas in a liquid at a constant temperature and a constant pressure is determined for each combination of the gas and the liquid that dissolves the gas. Therefore, even if the gas can be efficiently dissolved in the liquid, the solubility is reduced. There is a limit to the gas dissolution method using microbubbles.
ところで、液体中に発生させたマイクロバブルの一部は単純に消滅することなく、極微細化した状態で一時的に液体中に残存することが知られており、これらの気泡は、その直径が数百nmよりも小さく、ナノバブル(ウルトラファインバブル)と呼ばれている。従って、液体中に多量のナノバブルを安定した状態で生成することができれば、溶解度を超えて液体中に気体を溶存させることが可能となる。 By the way, it is known that some of the microbubbles generated in the liquid do not simply disappear but remain in the liquid temporarily in an extremely fine state, and these bubbles have a diameter of It is smaller than a few hundred nm and is called nanobubble (ultra fine bubble). Therefore, if a large amount of nanobubbles can be stably generated in the liquid, it becomes possible to dissolve the gas in the liquid beyond the solubility.
近年、液体中に生成したマイクロバブルに物理的刺激を加えることにより、マイクロバブルを急激に収縮させて圧壊を起こさせることによってナノバブルを発生させると共に、発生したナノバブルを保持するために液体中に電解質イオンを添加することでナノバブルを安定化させる方法が提案されている。 In recent years, by applying a physical stimulus to the microbubbles generated in the liquid, the microbubbles are rapidly contracted to cause crushing to generate nanobubbles, and the electrolyte in the liquid to hold the generated nanobubbles A method of stabilizing nanobubbles by adding ions has been proposed.
しかしながら、上述したマイクロバブルの圧壊を利用したナノバブルの生成方法では、マイクロバブルの圧壊時に発生する急激な温度上昇と衝撃波とによって、液体中に一旦溶解した気体が気液面から自然放出されるので、液体内における気体の溶存量を増大させることは難しく、しかも、マイクロバブルの圧壊時に発生する衝撃波は連続的に増幅するため、その増幅された衝撃波によってナノバブル自体が圧壊してしまうので、生成されたナノバブルの保持すら難しいという問題がある。 However, in the method of generating nanobubbles using the above-described collapse of microbubbles, the gas once dissolved in the liquid is spontaneously released from the gas-liquid surface due to the rapid temperature rise and shock wave generated when the microbubbles are collapsed. It is difficult to increase the dissolved amount of gas in the liquid, and the shock wave generated when the microbubbles are crushed is continuously amplified. There is a problem that it is difficult to hold nanobubbles.
そこで、この発明の課題は、液体中における気体の溶存量を増大させることができる気体導入保持装置及び気体導入保持方法並びに気体導入保持装置に使用される気体放出ヘッドを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a gas introduction / holding device, a gas introduction / holding method, and a gas discharge head used in the gas introduction / holding device, capable of increasing the dissolved amount of gas in a liquid.
上記の課題を解決するため、請求項1に係る発明は、液体内に気体を導入して保持する気体導入保持装置であって、液体に浸漬される、微細孔を有する気体放出ヘッドと、前記気体放出ヘッドに気体を供給する気体供給手段と、液体内に気体を放出している前記気体放出ヘッドに振動を連続的に印加する振動子とを備え、前記気体放出ヘッドの微細孔は、その孔径が2.5[μm]以下であり、前記振動子が前記気体放出ヘッドに印加する振動は、周波数が30000[Hz]以上、振幅が1[mm]以下であり、(1つの前記微細孔から放出される気体の放出量[μm3/分])/(前記振動子の振動周波数[Hz])≦300となるように、前記気体放出ヘッドのへの気体の供給量が調整されていることを特徴とする気体導入保持装置を提供するものである。In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
また、請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明の気体導入保持装置において、前記気体放出ヘッドは、少なくとも片面が気体放出面となる板状のヘッド本体を有し、前記振動子は、前記ヘッド本体の気体放出面に対してなす小さい方の角度が−15度〜15度の範囲内の方向に振動を付与することを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, in the gas introduction / holding device according to the first aspect of the present invention, the gas discharge head has a plate-shaped head main body having at least one surface as a gas discharge surface, and the vibrator has The small angle formed with respect to the gas discharge surface of the head body imparts vibrations in a direction within a range of −15 degrees to 15 degrees.
また、請求項3に係る発明は、請求項1に記載の気体導入保持装置に使用される気体放出ヘッドであって、孔径が2.5[μm]以下の多数の微細孔を有する多孔質体によって板状に形成されたヘッド本体を有し、前記ヘッド本体の内部には、前記ヘッド本体の表面に沿って異なる方向に延びる複数の気体供給路が形成されていることを特徴としている。
The invention according to claim 3 is a gas discharge head used in the gas introduction / holding device according to
また、請求項4に係る発明は、液体内に気体を導入して保持する気体導入保持方法であって、液体に浸漬した、孔径が2.5[μm]以下の多数の微細孔を有する気体放出ヘッドに、周波数が30000[Hz]以上、振幅が1[mm]以下の振動を連続的に印加しながら、(1つの微細孔から放出される気体の放出量[μm3/分])/(振動子の振動周波数[Hz])≦300となるように、気体放出ヘッドから気体を液体内に放出することを特徴としている。The invention according to claim 4 is a gas introduction / holding method for introducing and holding a gas in a liquid, wherein the gas has a large number of micropores having a pore diameter of 2.5 [μm] or less immersed in the liquid. While continuously applying vibration with a frequency of 30000 [Hz] and an amplitude of 1 [mm] to the discharge head, (amount of gas discharged from one microhole [μm 3 / min]) / It is characterized in that gas is discharged from the gas discharge head into the liquid so that (vibration frequency [Hz] of the vibrator) ≦ 300.
また、請求項5に係る発明は、請求項1に記載の気体導入保持方法において、液体に0.01重量%以上の過酸化水素を添加したことを特徴としている。
The invention according to claim 5 is characterized in that, in the gas introduction and holding method according to
以上のように、請求項1に係る発明の気体導入保持装置及び請求項4に係る発明の気体導入保持方法では、(1つの微細孔から放出される気体の放出量[μm3/分])/(振動子の振動周波数[Hz])≦300となるように、気体放出ヘッドの孔径が2.5[μm]以下の微細孔から放出される気体が、気体放出ヘッドに印加された周波数が30000[Hz]以上、振幅が1[mm]以下の振動によって微細気泡に分断されながら液体中に放出され、液体中の微細気泡はゆっくりと収縮しながらブラウン運動を起こすので、ナノサイズの微細気泡として液体中に保持することができる。As described above, in the gas introduction / holding device of the invention according to
このように、本発明の気体導入保持装置及び気体導入保持方法では、マイクロバブルを圧壊させることなくナノバブルを生成することができるので、マイクロバブルの圧壊を利用した従来のナノバブルの生成方法のように、圧壊時に発生する温度上昇によって液体中に一旦溶解した気体が気液面から自然放出したり、マイクロバブルの圧壊時に発生して連続的に増幅された衝撃波によって一旦生成されたナノバブルが圧壊したりすることもないので、液体中における気体の溶存量を確実に増大させることができる。 As described above, in the gas introduction and holding device and the gas introduction and holding method of the present invention, nanobubbles can be generated without crushing the microbubbles. Therefore, as in the conventional nanobubble generation method using the crushing of microbubbles, The gas once dissolved in the liquid is spontaneously released from the gas-liquid surface due to the temperature rise generated at the time of crushing, or the nanobubbles once generated by the shock wave generated continuously when the microbubbles are crushed Therefore, the dissolved amount of gas in the liquid can be surely increased.
また、請求項2に係る発明は、気体放出ヘッドは、少なくとも片面が気体放出面となる板状のヘッド本体を有し、振動子は、ヘッド本体の気体放出面に対してなす小さい方の角度が−15度〜15度の範囲内の方向に振動を付与するので、気体放出面から放出される気体を効率よく微細気泡に分断することができる。 According to a second aspect of the present invention, the gas discharge head has a plate-like head main body having at least one side as a gas discharge surface, and the vibrator has a smaller angle with respect to the gas discharge surface of the head main body. Since the vibration is applied in the direction within the range of −15 degrees to 15 degrees, the gas discharged from the gas discharge surface can be efficiently divided into fine bubbles.
また、請求項3に係る発明の気体放出ヘッドは、孔径が2.5[μm]以下の多数の微細孔を有する多孔質体によって板状に形成されたヘッド本体の内部に、ヘッド本体の表面に沿って異なる方向に延びる複数の気体供給路が形成されているので、ヘッド本体に供給される気体が板状に形成されたヘッド本体の両面から略均等に放出され、しかも、板状のヘッド本体を完全な中空構造にする場合に比べて十分な強度を確保することができるという効果が得られる。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a gas discharge head comprising: a surface of a head main body formed inside a head main body formed in a plate shape by a porous body having a large number of micropores having a pore diameter of 2.5 [μm] or less. Since a plurality of gas supply passages extending in different directions are formed, the gas supplied to the head body is discharged almost uniformly from both sides of the head body formed into a plate shape, and the plate-like head As compared with the case where the main body has a completely hollow structure, an effect that a sufficient strength can be secured is obtained.
特に、液体に0.01重量%以上の過酸化水素を添加した請求項5に係る発明の気体導入保持方法では、添加した過酸化水素が微細気泡の電荷によりOHラジカル化して微細気泡を包み込むので、ナノサイズの微細気泡が安定化し、液体中の存在時間を大幅に伸ばすことができる。 In particular, in the gas introduction and holding method of the invention according to claim 5 in which 0.01% by weight or more of hydrogen peroxide is added to the liquid, the added hydrogen peroxide becomes OH radicals by the charge of the fine bubbles and wraps the fine bubbles. , Nano-sized fine bubbles are stabilized, and the existence time in the liquid can be greatly extended.
以下、実施の形態について図面を参照して説明する。図1及び図2は、この発明の気体導入保持装置の概略構成を示している。同図に示すように、この気体導入保持装置1は、液体を貯留する液体貯留槽10と、この液体貯留槽10に貯留された液体中に浸漬される気体放出ヘッド20と、この気体放出ヘッド20に気体を供給する気体供給手段30と、気体放出ヘッド20に振動を印加する振動印加手段40とを備えており、液体に浸漬した気体放出ヘッド20に振動を連続的に印加しながら気体放出ヘッド20から気体を液体内に放出するように構成されている。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. 1 and 2 show a schematic configuration of the gas introduction and holding device of the present invention. As shown in the figure, the gas introduction /
前記液体貯留槽10は、図1及び図2に示すように、合成樹脂板によって形成された角筒状の胴部11と、この胴部11の下端開口部を閉塞する、合成樹脂板によって形成された底部12とから構成されており、液体貯留槽10内に気体放出ヘッド20が収容保持されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
前記気体放出ヘッド20は、図1及び図2に示すように、例えば、セラミックス等によって形成された通気型の多孔質体からなる、先端が閉塞された中空棒状のヘッド本体21と、このヘッド本体21の基端部に取り付けられた、気体供給手段30を接続するための接続金具22とを備えており、ヘッド本体21は、その中空部分と外部とを連通する孔径が2.5μm以下の多数の微細孔を有している。従って、ヘッド本体21の中空部分に気体を供給すると、微細孔から外部に気体が放出されるようになっている。微細孔の孔径は小さい方がナノバブルを生成しやすくなるが、微細孔の孔径が小さすぎると気体の放出抵抗が大きくなるので、好ましくは、0.01μm〜2.5μm、より好ましくは、0.1μm〜1.0μmの範囲内で微細孔の孔径を設定しておくことが望ましい。また、2.5μm以下の微細孔の数は特に限定されないが、多ければ多いほど液体内への気体の導入量が増えるので好ましい。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
前記気体供給手段30は、図1及び図2に示すように、気体放出ヘッド20の接続金具22に接続される気体供給用のチューブ31と、このチューブ31に取り付けた流量調整弁32と、チューブ31を介して、気体を気体放出ヘッド20に供給するポンプ33とを備えており、流量調整弁32の開度やポンプ33の電圧を調整することによって、気体の供給量を調整するようになっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the gas supply means 30 includes a
前記振動印加手段40は、図1及び図2に示すように、液体貯留槽10の内部に収容される、防水処理が施された振動子41と、図示しない高周波変換回路とを備えており、振動子41としては、2つの金属ブロック41b、41cで2個の圧電素子41a、41aを挟持したランジュバン型振動子が採用されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the vibration applying means 40 includes a
前記振動子41は、振動放射側の金属ブロック41bを上にした状態で、他方の金属ブロック41cが液体貯留槽10の底部12に固着されており、金属ブロック41bの振動放射面には、気体放出ヘッド20のヘッド本体21部分が接着固定されている。
In the
前記振動子41が気体放出ヘッド20のヘッド本体21に印加する振動は、周波数が30000Hz以上、振幅が1mm以下に設定されており、(ヘッド本体21の1つの微細孔から放出される気体の放出量[μm3/分])/(振動子の振動周波数[Hz])≦300となるように、気体放出ヘッド20のへの気体の供給量が調整されている。(ヘッド本体21の1つの微細孔から放出される気体の放出量[μm3/分])/(振動子の振動周波数[Hz])は、小さい方がナノバブルを生成しやすいので、好ましくは200以下、より好ましくは100以下に設定しておくことが望ましい。The vibration applied by the
このように、気体放出ヘッドに周波数が30000Hz以上、振幅が1mm以下の振動を印加しながら、(ヘッド本体21の1つの微細孔から放出される気体の放出量μm3/分)/(振動子の振動周波数Hz)≦300となるように、気体放出ヘッド20の孔径が2.5μm以下の微細孔から気体を放出すると、気体放出ヘッド20の微細孔から放出される気体が気体放出ヘッド20に印加された振動によって微細気泡に分断されながら液体中に放出され、液体中に放出された微細気泡はゆっくりと収縮しながらブラウン運動を起こすので、ナノサイズの微細気泡として液体中に保持されることになる。In this way, while applying vibration having a frequency of 30000 Hz or more and an amplitude of 1 mm or less to the gas discharge head, (amount of gas discharged from one microhole of the
以下、上述した気体導入保持装置1を用いて純水に酸素ガスを導入保持する本発明の実施例1〜6及び比較例1〜4、さらに従来装置を用いて純水に酸素ガスを導入保持する従来例について、表1及び表2を参照しながら説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではないことはいうまでもない。
Hereinafter, Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 4 in which oxygen gas is introduced and held in pure water using the gas introduction and holding
(実施例1)
表1に示すように、20℃の室内で、液体貯留槽10内に純水2lを導入し、ヘッド本体21が平均孔径1μmの微細孔を約300万個有する気体放出ヘッド20から濃度が99.7容量%以上の酸素ガスを4000mm3/分で放出しながら、気体放出ヘッド20に周波数が40000Hz、振幅が0.5mmの振動を2分間連続的に印加し続けた。なお、この条件では、(ヘッド本体21の1つの微細孔から放出される酸素ガスの放出量μm3/分)/(振動子41の振動周波数Hz)=33である。Example 1
As shown in Table 1, 2 l of pure water was introduced into the
(実施例2)
表1に示すように、孔径が2.5μm、平均孔数が約48万個の微細孔を有するヘッド本体21を採用した点を除いて、実施例1と同様の方法で、純水に酸素ガスを導入した。なお、この条件では、(ヘッド本体21の1つの微細孔から放出される酸素ガスの放出量μm3/分)/(振動子41の振動周波数Hz)=208である。(Example 2)
As shown in Table 1, oxygen was added to pure water in the same manner as in Example 1 except that a
(実施例3)
表1に示すように、周波数が30000Hz、振幅が0.5mmの振動を気体放出ヘッド20に印加した点を除いて、実施例1と同様の方法で、純水に酸素ガスを導入した。なお、この条件では、(ヘッド本体21の1つの微細孔から放出される酸素ガスの放出量μm3/分)/(振動子41の振動周波数Hz)=44である。(Example 3)
As shown in Table 1, oxygen gas was introduced into pure water in the same manner as in Example 1 except that a vibration having a frequency of 30000 Hz and an amplitude of 0.5 mm was applied to the
(実施例4)
表1に示すように、周波数が40000Hz、振幅が1mmの振動を気体放出ヘッド20に印加した点を除いて、実施例1と同様の方法で、純水に酸素ガスを導入した。なお、この条件では、(ヘッド本体21の1つの微細孔から放出される酸素ガスの放出量μm3/分)/(振動子41の振動周波数Hz)=33である。Example 4
As shown in Table 1, oxygen gas was introduced into pure water in the same manner as in Example 1 except that a vibration having a frequency of 40000 Hz and an amplitude of 1 mm was applied to the
(実施例5)
表1に示すように、気体放出ヘッド20からの酸素ガスの放出量が36000mm3/分である点を除いて、実施例1と同様の方法で、純水に酸素ガスを導入した。なお、この条件では、(ヘッド本体21の1つの微細孔から放出される酸素ガスの放出量μm3/分)/(振動子41の振動周波数Hz)=300である。(Example 5)
As shown in Table 1, oxygen gas was introduced into pure water in the same manner as in Example 1 except that the amount of oxygen gas released from the
(実施例6)
表1に示すように、液体貯留槽10内に導入した純水2lに0.01重量%の過酸化水素を添加した点を除いて、実施例1と同様の方法で、純水に酸素ガスを導入した。なお、この条件では、(ヘッド本体21の1つの微細孔から放出される酸素ガスの放出量μm3/分)/(振動子41の振動周波数Hz)=33である。(Example 6)
As shown in Table 1, oxygen gas was added to pure water in the same manner as in Example 1 except that 0.01 wt% hydrogen peroxide was added to 2 l of pure water introduced into the
(比較例1)
表1に示すように、孔径が3μm、平均孔数が約30万個の微細孔を有するヘッド本体21を採用した点を除いて、実施例1と同様の方法で、純水に酸素ガスを導入した。なお、この条件では、(ヘッド本体21の1つの微細孔から放出される酸素ガスの放出量μm3/分)/(振動子41の振動周波数Hz)=333である。(Comparative Example 1)
As shown in Table 1, oxygen gas was introduced into pure water in the same manner as in Example 1 except that the
(比較例2)
表1に示すように、周波数が25000Hz、振幅が0.5mmの振動を気体放出ヘッド20に印加した点を除いて、実施例1と同様の方法で、純水に酸素ガスを導入した。なお、この条件では、(ヘッド本体21の1つの微細孔から放出される酸素ガスの放出量μm3/分)/(振動子41の振動周波数Hz)=53である。(Comparative Example 2)
As shown in Table 1, oxygen gas was introduced into pure water in the same manner as in Example 1 except that a vibration having a frequency of 25000 Hz and an amplitude of 0.5 mm was applied to the
(比較例3)
表1に示すように、周波数が40000Hz、振幅が2mmの振動を気体放出ヘッド20に印加した点を除いて、実施例1と同様の方法で、純水に酸素ガスを導入した。なお、この条件では、(ヘッド本体21の1つの微細孔から放出される酸素ガスの放出量μm3/分)/(振動子41の振動周波数Hz)=33である。(Comparative Example 3)
As shown in Table 1, oxygen gas was introduced into pure water in the same manner as in Example 1 except that vibration having a frequency of 40000 Hz and an amplitude of 2 mm was applied to the
(比較例4)
表1に示すように、気体放出ヘッド20からの酸素ガスの放出量が40000mm3/分である点を除いて、実施例1と同様の方法で、純水に酸素ガスを導入した。なお、この条件では、(ヘッド本体21の1つの微細孔から放出される酸素ガスの放出量μm3/分)/(振動子41の振動周波数Hz)=333である。(Comparative Example 4)
As shown in Table 1, oxygen gas was introduced into pure water in the same manner as in Example 1 except that the amount of oxygen gas released from the
(従来例)
従来装置としては、ポンプの吸引力により気体と液体とを同時に吸引して気液混合槽に供給し、この気液混合槽内の気液混合状態にある溶存液を、2以上の貫通小穴を有するノズルの外部からその貫通小穴を通して大気圧以上の圧力で噴射し、そのノズルの内部で衝突させることによって、マイクロ・ナノバブルを発生させるマイクロ・ナノバブル発生装置(シグマテクノロジー有限会社製 ΣPM−5)を使用した。(Conventional example)
As a conventional apparatus, gas and liquid are simultaneously sucked by a suction force of a pump and supplied to a gas-liquid mixing tank, and a dissolved liquid in a gas-liquid mixing state in this gas-liquid mixing tank is passed through two or more through small holes. A micro / nano bubble generator (ΣPM-5 manufactured by Sigma Technology Co., Ltd.) that generates micro / nano bubbles by injecting from outside the nozzle with a pressure higher than atmospheric pressure through the small through hole and colliding inside the nozzle. used.
従来装置の液吸込口と吐出口を別容器に貯留されている純水中に浸漬し、1l/分で循環させながら安定するまで10分間予備運転を行った後、液吸込口と吐出口とを液体貯留槽内に貯留されている2lの純水中に浸漬し、液体貯留槽内の純水を1l/分で2分間循環させた。 After immersing the liquid suction port and discharge port of the conventional apparatus in pure water stored in a separate container and performing a preliminary operation for 10 minutes until it stabilizes while circulating at 1 l / min, the liquid suction port and discharge port Was immersed in 2 l of pure water stored in the liquid storage tank, and the pure water in the liquid storage tank was circulated at 1 l / min for 2 minutes.
上述した実施例1〜6、比較例1〜4及び従来例について、装置運転中における所定時間経過時点(運転開始時点、30秒経過時点、60秒経過時点、90秒経過時点、120秒経過時点)で、溶存酸素計(セントラル科学株式会社製 CGS−5型)を用いて酸素溶存量を測定し、その結果を表2及び図3のグラフに示した。なお、図3のグラフに示した、「溶解度(20℃において1atmの酸素が水1cm3中に溶解するときの容積[cm3]=0.031)に相当する酸素溶存量」は、0.031[l/l]/22.4[l/mol]×32[g/mol]×103=44.3[mg/l]とした。For the above-described Examples 1 to 6, Comparative Examples 1 to 4, and the conventional example, a predetermined time elapsed time during operation of the apparatus (operation start time, 30 seconds elapsed time, 60 seconds elapsed time, 90 seconds elapsed time, 120 seconds elapsed time ), The amount of dissolved oxygen was measured using a dissolved oxygen meter (CGS-5 manufactured by Central Science Co., Ltd.), and the results are shown in the graphs of Table 2 and FIG. As shown in the graph of FIG. 3, “the solubility (the amount of dissolved oxygen corresponding to the volume [cm 3 ] = 0.031 when 1 atm of oxygen is dissolved in 1 cm 3 of water at 20 ° C.)” is 0. 031 [l / l] /22.4 [l / mol] × 32 [g / mol] × 10 3 = 44.3 [mg / l].
表2及び図3から分かるように、気体導入保持装置1において、気体放出ヘッド20の微細孔の孔径が3μm(>2.5μm)である比較例1、振動子41が印加する振動の周波数が25000Hz(<30000Hz)である比較例2、振動子41が付与する振動の振幅が2mm(>1mm)である比較例3及び(ヘッド本体21の1つの微細孔から放出される気体の放出量μm3/分)/(振動子41の振動周波数Hz)が333(>300)である比較例4は、運転停止時点である2分経過後における酸素溶存量が、溶解度に相当する酸素溶存量を大きく下回っているが、気体放出ヘッド20の微細孔の孔径が2.5μm以下、振動子41が付与する振動の周波数が30000Hz以上、振動子41が印加する振動の振幅が1mm以下及び(ヘッド本体21の1つの微細孔から放出される気体の放出量μm3/分)/(振動子41の振動周波数Hz)≦300である実施例1〜5は、運転停止時点である2分経過後における酸素溶存量が、溶解度に相当する酸素溶存量(44.3mg/l)を上回っており、溶解度を超えて純水中に酸素を溶存させることができる。As can be seen from Table 2 and FIG. 3, in the gas introduction and holding
また、従来例においても、運転停止時点である2分経過後における酸素溶存量が45.2mg/lであり、溶解度に相当する酸素溶存量(44.3mg/l)を若干上回っているが、実施例1〜4については、2分経過後における酸素溶存量が58mg/l以上、特に、実施例1については、酸素溶存量が80mg/l以上で、溶解度に相当する酸素溶存量(44.3mg/l)を大きく上回っており、優れた酸素導入保持性能を有していることが分かる。 Also in the conventional example, the dissolved oxygen amount after 2 minutes, which is the operation stop point, is 45.2 mg / l, which is slightly higher than the dissolved oxygen amount (44.3 mg / l) corresponding to the solubility. For Examples 1 to 4, the dissolved oxygen amount after 2 minutes passed was 58 mg / l or more, and in particular for Example 1, the dissolved oxygen amount was 80 mg / l or more, and the dissolved oxygen amount (44. 3 mg / l) greatly exceeding, and it can be seen that it has excellent oxygen introduction and retention performance.
また、気体放出ヘッド20の微細孔の孔径、振動子41が印加する振動の周波数、振幅のうち、気体放出ヘッド20の微細孔の孔径(孔数)だけが異なる実施例1と実施例2とを比較すると、気体放出ヘッド20の微細孔の孔径が1μmの実施例1は、気体放出ヘッド20の微細孔の孔径が2.5μmの実施例2に比べて2分経過後における酸素溶存量が20mg/l以上高いので、気体放出ヘッド20の微細孔の孔径は1μm以下に設定しておくことが望ましい。
Further, the first and second embodiments differ only in the hole diameter (number of holes) of the fine holes of the
また、気体放出ヘッド20の微細孔の孔径、振動子41が印加する振動の周波数、振幅のうち、振動子41が印加する振動の周波数だけが異なる実施例1と実施例3とを比較すると、振動子41が印加する振動の周波数が40000Hzの実施例1は、振動子41が印加する振動の周波数が30000Hzの実施例3に比べて2分経過後における酸素溶存量が20mg/l以上高いので、振動子41が印加する振動の周波数は40000Hz以上に設定しておくことが望ましい。
Further, comparing Example 1 and Example 3 in which only the vibration frequency applied by the
また、気体放出ヘッド20の微細孔の孔径、振動子41が印加する振動の周波数、振幅のうち、振動子41が印加する振動の振幅だけが異なる実施例1と実施例4とを比較すると、振動子41が印加する振動の振幅が0.5mmの実施例1は、振動子41が印加する振動の振幅が1mmの実施例4に比べて2分経過後における酸素溶存量が20mg/l以上高いので、振動子41が印加する振動の振幅は0.5mm以下に設定しておくことが望ましい。
Further, comparing Example 1 and Example 4 in which only the amplitude of the vibration applied by the
また、気体放出ヘッド20の微細孔の孔径、振動子41が印加する振動の周波数、振幅、(ヘッド本体21の1つの微細孔から放出される気体の放出量μm3/分)/(振動子41の振動周波数Hz)のうち、(ヘッド本体21の1つの微細孔から放出される気体の放出量μm3/分)/(振動子41の振動周波数Hz)だけが異なる実施例1と実施例5とを比較すると、(ヘッド本体21の1つの微細孔から放出される気体の放出量μm3/分)/(振動子41の振動周波数Hz)=33の実施例1は、(ヘッド本体21の1つの微細孔から放出される気体の放出量μm3/分)/(振動子の振動周波数Hz)=300の実施例5に比べて2分経過後における酸素溶存量が30mg/l以上高いので、(ヘッド本体21の1つの微細孔から放出される気体の放出量μm3/分)/(振動子41の振動周波数Hz)は200以下、より好ましくは100以下に設定しておくことが望ましい。Further, the hole diameter of the fine holes of the
また、純水に過酸化水素を添加した点だけが異なる実施例1と実施例6とを比較すると、純水に過酸化水素を0.01重量%添加した実施例6は、純水に過酸化水素を添加していない実施例1に比べて、装置の運転を停止した後の酸素溶存量の低下率が抑えられているので、酸素の溶存状態を長期間保持したい場合は、過酸化水素を0.01重量%以上添加しておくことが望ましい。 Further, comparing Example 1 and Example 6 which differ only in the addition of hydrogen peroxide to pure water, Example 6 in which 0.01% by weight of hydrogen peroxide was added to pure water was excessive. Compared with Example 1 in which hydrogen oxide is not added, the rate of decrease in the amount of dissolved oxygen after the operation of the apparatus is stopped is suppressed. Therefore, when it is desired to maintain the dissolved state of oxygen for a long period of time, hydrogen peroxide It is desirable to add 0.01% by weight or more.
なお、上述した各実施例では純水に酸素を導入しているが、これに限定されるものではなく、水道水、海水、温泉水、汚染水、油等の各種液体に、空気、オゾン、水素、炭酸ガス、窒素等の各種気体を導入して溶存させることができる。 In each embodiment described above, oxygen is introduced into pure water, but is not limited to this, and various liquids such as tap water, seawater, hot spring water, contaminated water, oil, air, ozone, Various gases such as hydrogen, carbon dioxide and nitrogen can be introduced and dissolved.
また、上述した実施形態では、液体貯留槽10の内部に振動子41を収容保持しているが、これに限定されるものではなく、例えば、図4及び図5に示すように、液体貯留槽10Aを、液体を貯留する槽本体13と、この槽本体13を支持する角筒状の台座15とによって構成し、槽本体13の下側の台座15内に振動子41を配設することも可能である。
In the above-described embodiment, the
具体的には、槽本体13の底部を金属板14によって構成し、この金属板14に形成されたボルト挿通孔に挿通したボルト42を振動子41の振動放出面にねじ込んで締め込むことによって振動子41を金属板14に固定すると共に、金属板14の上面に突出しているボルト42の頭部に気体放出ヘッド20のヘッド本体21を接着固定することで、槽本体13の底部を構成している金属板14を共振させながら、ボルト42を介して振動子41の振動をヘッド本体21に印加するようにしておくことが望ましい。
Specifically, the bottom portion of the
また、上述した実施形態では、先端が閉塞された中空棒状のヘッド本体21を有する気体放出ヘッド20を使用しているが、これに限定されるものではなく、例えば、図6及び図7に示すように、板状のヘッド本体21Aを有する気体放出ヘッド20Aを採用することも可能である。
In the above-described embodiment, the
このような板状のヘッド本体21Aを採用する場合は、同図に示すように、気体供給手段30のチューブ31が接続されるチャンバ22Aをヘッド本体21Aの下端部に連設しておき、ヘッド本体21Aの内部には、チャンバ22Aに開放される、ヘッド本体21Aの表面に沿って上下方向に延びる複数の縦気体供給路21Aaと、これらの縦気体供給路21Aaに連通した状態でヘッド本体21Aの表面に沿って横方向に延びる複数の横気体供給路21Abとを形成しておくと、チャンバ22Aを介してヘッド本体21Aに供給される気体が板状に形成されたヘッド本体21Aの両面から略均等に放出され、しかも、板状のヘッド本体21Aを完全な中空構造にする場合に比べて十分な強度を確保することができる。
When such a plate-like head
また、こういった板状のヘッド本体21Aを採用する場合は、図8に示すように、ヘッド本体21Aの気体放出面fに対してなす小さい方の角度αが−15度〜15度の範囲内の方向に振動が付与されるように、ヘッド本体21Aを振動子41(金属ブロック41b)の振動放射面に固定しておくと、気体放出面から放出される気体を効率よく微細気泡に分断することができる。特に、ヘッド本体21Aの気体放出面に対してなす角度が0度の方向、即ち、ヘッド本体21Aの気体放出面に沿う方向に振動を付与すると、気体の放出方向に対して直交する方向に振動が付与されるので、気体放出面から放出される気体を最も効率よく微細気泡に分断することができる。
Further, when such a plate-
また、上述した各実施形態では、振動印加手段40の振動子41としてランジュバン型振動子を採用しているが、これに限定されるものではなく、種々の振動子を採用することができる。
Further, in each of the above-described embodiments, a Langevin type vibrator is used as the
本発明の気体導入保持装置は、各種気体を各種液体に高濃度で溶存させることができるので、液体及び液体に導入する気体を適宜選択することによって、工場廃液処理、洗浄、殺菌、消毒、生鮮商品の鮮度保持、魚介類の養殖といった各種分野において利用することができる。 Since the gas introduction / holding device of the present invention can dissolve various gases in various liquids at a high concentration, by appropriately selecting the liquid and the gas to be introduced into the liquid, the factory waste liquid treatment, washing, disinfection, disinfection, fresh It can be used in various fields such as maintaining the freshness of merchandise and aquaculture.
1 気体導入保持装置
10、10A 液体貯留槽
11 胴部
12 底部
13 槽本体
14 金属板
15 台座
20、20A 気体放出ヘッド
21、21A ヘッド本体
21Aa 縦気体供給路
21Ab 横気体供給路
22 接続金具
22A チャンバ
30 気体供給手段
31 チューブ
32 流量調整弁
33 ポンプ
40 振動印加手段
41 振動子
41a 圧電素子
41b、41c 金属ブロック
42 ボルトDESCRIPTION OF
Claims (5)
液体に浸漬される、微細孔を有する気体放出ヘッドと、
前記気体放出ヘッドに気体を供給する気体供給手段と、
液体内に気体を放出している前記気体放出ヘッドに振動を連続的に印加する振動子と
を備え、
前記気体放出ヘッドの微細孔は、その孔径が2.5[μm]以下であり、
前記振動子が前記気体放出ヘッドに印加する振動は、周波数が30000[Hz]以上、振幅が1[mm]以下であり、
(1つの前記微細孔から放出される気体の放出量[μm3/分])/(前記振動子の振動周波数[Hz])≦300となるように、前記気体放出ヘッドのへの気体の供給量が調整されていることを特徴とする気体導入保持装置。A gas introduction and holding device for introducing and holding a gas in a liquid,
A gas discharge head having micropores immersed in a liquid;
Gas supply means for supplying gas to the gas discharge head;
A vibrator that continuously applies vibration to the gas discharge head that discharges gas into the liquid;
The fine hole of the gas discharge head has a hole diameter of 2.5 [μm] or less,
The vibration applied to the gas discharge head by the vibrator has a frequency of 30000 [Hz] or more and an amplitude of 1 [mm] or less,
Supply of gas to the gas discharge head so that (amount of gas discharged from one micropore [μm 3 / min]) / (vibration frequency of the vibrator [Hz]) ≦ 300 A gas introducing and holding device, wherein the amount is adjusted.
前記振動子は、前記ヘッド本体の気体放出面に対してなす小さい方の角度が−15度〜15度の範囲内の方向に振動を付与する請求項1に記載の気体導入保持装置。The gas discharge head has a plate-like head body having at least one surface as a gas discharge surface,
The gas introducing / holding device according to claim 1, wherein the vibrator imparts vibration in a direction in which a smaller angle formed with respect to a gas discharge surface of the head body is in a range of −15 degrees to 15 degrees.
孔径が2.5[μm]以下の多数の微細孔を有する多孔質体によって板状に形成されたヘッド本体を有し、
前記ヘッド本体の内部には、前記ヘッド本体の表面に沿って異なる方向に延びる複数の気体供給路が形成されていることを特徴とする気体放出ヘッド。A gas discharge head used in the gas introduction and holding device according to claim 1,
Having a head body formed in a plate shape by a porous body having a large number of micropores having a pore diameter of 2.5 [μm] or less,
In the head main body, a plurality of gas supply paths extending in different directions along the surface of the head main body are formed.
液体に浸漬した、孔径が2.5[μm]以下の多数の微細孔を有する気体放出ヘッドに、周波数が30000[Hz]以上、振幅が1[mm]以下の振動を連続的に印加しながら、(1つの微細孔から放出される気体の放出量[μm3/分])/(振動子の振動周波数[Hz])≦300となるように、気体放出ヘッドから気体を液体内に放出することを特徴とする気体導入保持方法。A gas introduction and holding method for introducing and holding a gas in a liquid,
While continuously applying vibrations having a frequency of 30000 [Hz] and an amplitude of 1 [mm] or less to a gas discharge head having a large number of micropores having a pore diameter of 2.5 [μm] or less immersed in a liquid , (Amount of gas released from one microhole [μm 3 / min]) / (vibration frequency of the vibrator [Hz]) ≦ 300, gas is discharged from the gas discharge head into the liquid. A gas introduction and retention method characterized by the above.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2016/056247 WO2017149654A1 (en) | 2016-03-01 | 2016-03-01 | Gas introducing/retaining device, gas introducing/retaining method, and gas release head |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP6039139B1 JP6039139B1 (en) | 2016-12-07 |
JPWO2017149654A1 true JPWO2017149654A1 (en) | 2018-03-08 |
Family
ID=57483179
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016556331A Active JP6039139B1 (en) | 2016-03-01 | 2016-03-01 | Gas introduction holding device, gas introduction holding method, and gas discharge head |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3424588B1 (en) |
JP (1) | JP6039139B1 (en) |
ES (1) | ES2879870T3 (en) |
PT (1) | PT3424588T (en) |
WO (1) | WO2017149654A1 (en) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017196546A (en) * | 2016-04-25 | 2017-11-02 | 学校法人明星学苑 | Gas introduction device and gas introduction method |
JP2019181323A (en) * | 2018-04-03 | 2019-10-24 | 中西金属工業株式会社 | Nanosize bubble generator and nanosize bubble generating method |
JP6669896B1 (en) * | 2018-04-24 | 2020-03-18 | 株式会社超微細科学研究所 | Fine bubble generation method and fine bubble generation device |
CN108722213B (en) * | 2018-06-04 | 2021-09-07 | 河海大学常州校区 | Method and device for discharging bubbles by underwater high-voltage pulse |
WO2020189270A1 (en) * | 2019-03-19 | 2020-09-24 | 株式会社村田製作所 | Air bubble generation device |
CN113396011B (en) * | 2019-03-20 | 2023-04-04 | 株式会社村田制作所 | Bubble generating device |
CN110980915B (en) * | 2019-12-23 | 2022-08-02 | 解冰 | Application of nano oxygen free radical water in anticancer medicine |
CN113087108A (en) * | 2019-12-23 | 2021-07-09 | 解冰 | Nano hydrogen free radical water for targeted eliminating cytotoxic active oxygen and preparation thereof |
CN113172041A (en) * | 2021-05-08 | 2021-07-27 | 伞锕镅 | Clinical apparatus belt cleaning device that uses of gastroenterology |
CN113182268A (en) * | 2021-05-08 | 2021-07-30 | 伞锕镅 | Clinical apparatus belt cleaning device that uses of gastroenterology |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6398195B1 (en) * | 1998-04-10 | 2002-06-04 | Grt, Inc. | Method of and apparatus for producing sub-micron bubbles in liquids and slurries |
JP2003093858A (en) * | 2001-09-21 | 2003-04-02 | Nkk Corp | Method and apparatus for forming fine gas bubble |
JP4505560B2 (en) * | 2003-12-15 | 2010-07-21 | 宮崎県 | Generation method of monodisperse bubbles |
JP4566669B2 (en) * | 2004-09-21 | 2010-10-20 | 日本碍子株式会社 | Bubble jet device |
KR100759834B1 (en) * | 2006-07-26 | 2007-10-04 | 한국과학기술연구원 | Silica or alumina ceramic membrane diffuser for generating microbubbles, manufacturing method and manufacturing device |
JP2013180265A (en) * | 2012-03-05 | 2013-09-12 | Hisanori Makuta | Sonochemistry reaction apparatus |
CN104968607A (en) * | 2012-12-04 | 2015-10-07 | 中央大学校产学协力团 | Device for producing microbubble water by using ultrasonic vibrator, cell culture medium containing microbubble water, cell culturing method using same, high efficiency mixed fuel using microbubbles, and method for manufacturing same |
-
2016
- 2016-03-01 WO PCT/JP2016/056247 patent/WO2017149654A1/en unknown
- 2016-03-01 JP JP2016556331A patent/JP6039139B1/en active Active
- 2016-03-01 PT PT168924991T patent/PT3424588T/en unknown
- 2016-03-01 ES ES16892499T patent/ES2879870T3/en active Active
- 2016-03-01 EP EP16892499.1A patent/EP3424588B1/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
PT3424588T (en) | 2021-07-06 |
EP3424588A4 (en) | 2019-10-30 |
EP3424588A1 (en) | 2019-01-09 |
EP3424588B1 (en) | 2021-05-26 |
ES2879870T3 (en) | 2021-11-23 |
JP6039139B1 (en) | 2016-12-07 |
WO2017149654A1 (en) | 2017-09-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6039139B1 (en) | Gas introduction holding device, gas introduction holding method, and gas discharge head | |
JP5836973B2 (en) | Improved ultrasonic cleaning method and apparatus | |
JP4921333B2 (en) | Method for producing carbon dioxide nanobubble water | |
US20060060991A1 (en) | Method and apparatus for controlled transient cavitation | |
US20070189972A1 (en) | Method of forming nanobubbles | |
JP2011218308A (en) | Gas-dissolved liquid generating apparatus and method for generation | |
JP2008021672A (en) | Ultrasonic cleaning method and cleaning device using gas supersaturation solution | |
JP2008212788A (en) | Cleaning apparatus and cleaning method | |
JP4921332B2 (en) | Method for producing nitrogen nanobubble water | |
JP2009226230A (en) | Device of generating microbubble, and method of generating microbubble | |
JP5015717B2 (en) | Substrate cleaning device | |
TW201605538A (en) | Disinfection liquid generating apparatus | |
JP4085121B1 (en) | Dental gargle water supply device | |
KR102353296B1 (en) | Micro-Nano Bubble Generator using Porous membrane with gas supply fuction | |
JP2016002533A (en) | Production apparatus and method of ozone water using dissolved oxygen contained in raw water as raw material | |
JP2008168293A (en) | Microbubble generator | |
KR101402369B1 (en) | Gas-liquid mixing device of high concentrations using a rotating spray nozzle | |
JP2012106189A (en) | Device of generating bubble-containing liquid | |
JP2013123701A (en) | System and method for production of gas-dissolved solution | |
JP2014226616A (en) | Nanobubble water/foam generator | |
JP2012020273A (en) | Air diffusing pipe | |
JP2009112947A (en) | Manufacturing apparatus and manufacturing method of processing liquid | |
JP2019181336A (en) | Nanosize bubble generator and nanosize bubble generating method | |
JP6653692B2 (en) | Cleaning equipment | |
CN112892255A (en) | Device for generating liquid containing ozone-containing fine bubbles |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160908 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20160908 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20161021 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20161101 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20161102 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6039139 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |