JPWO2019069350A1 - Bubble generation device, bubble generation method - Google Patents
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Abstract
気体と液体とを混合した気体含有液中に微小な気泡を生成する気泡生成装置であって、複数の貫通孔が形成された第1の筒状部と、前記第1の筒状部の外径よりも太い内径を有し前記第1の筒状部を覆い、前記第1の筒状部に形成された前記貫通孔から排出された気体含有液が内部に流入する第2の筒状部と、を有する気泡生成モジュールを備え、前記第2の筒状部には、当該第2の筒状部の内部から外部へと気体含有液が流れる第2貫通孔が形成されている。A bubble generator that generates minute bubbles in a gas-containing liquid that is a mixture of a gas and a liquid, and has a first tubular portion in which a plurality of through holes are formed and a outside of the first tubular portion. A second tubular portion having an inner diameter larger than the diameter and covering the first tubular portion, and a gas-containing liquid discharged from the through hole formed in the first tubular portion flows into the inside. A bubble generation module having the above is provided, and a second through hole through which a gas-containing liquid flows from the inside to the outside of the second tubular portion is formed in the second tubular portion.
Description
本発明は、気泡生成装置、気泡生成方法に関し、特に、ナノバブルなどの微細な気泡を含む液体を生成する気泡生成装置、気泡生成方法に関する。 The present invention relates to a bubble generating device and a bubble generating method, and more particularly to a bubble generating device and a bubble generating method for generating a liquid containing fine bubbles such as nanobubbles.
ナノバブルなどの微細な気泡を生成するための技術が知られている。 Techniques for generating fine bubbles such as nano bubbles are known.
例えば、特許文献1には、気体と液体とを混合して気体含有液を生成する気液混合部と気体含有液処理部と気泡生成部とを有する気体含有液生成装置が記載されている。具体的には、気体生成部は、収容部と、開閉部材と、弾性部材と、支持部と、を備えている。また、開閉部材と支持部との隙間は、気体含有液の流れが開閉部材を下流側に移動させることで拡大し、弾性力が開閉部材を上流側に移動させることで縮小するよう構成されており、気体生成部は、気体含有液を、隙間を介して入口から出口へと流すよう構成されている。特許文献1によると、上記構成により微細な気泡を高濃度に含有する気体含有液を生成することが出来る。
For example,
気泡を用いる用途によっては、より微細な気泡を安定的に生成したい、という要望があった。しかしながら、特許文献1に記載されているような技術では、必ずしも微細な気泡を安定的に生成することが出来ない場合があった。
There has been a demand for stable generation of finer bubbles depending on the application in which bubbles are used. However, with the technique described in
このように、微細な気泡を安定的に生成することが難しい、という問題が生じていた。 As described above, there has been a problem that it is difficult to stably generate fine bubbles.
そこで、本発明の目的は、微細な気泡を安定的に生成することが難しい、という問題を解決する気泡生成装置、気泡生成方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a bubble generating device and a bubble generating method that solve the problem that it is difficult to stably generate fine bubbles.
かかる目的を達成するため本発明の一形態である気泡生成装置は、
気体と液体とを混合した気体含有液中に微小な気泡を生成する気泡生成装置であって、
複数の貫通孔が形成された第1の筒状部と、前記第1の筒状部の外径よりも太い内径を有し前記第1の筒状部を覆い、前記第1の筒状部に形成された前記貫通孔から排出された気体含有液が内部に流入する第2の筒状部と、を有する気泡生成モジュールを備え、
前記第2の筒状部には、当該第2の筒状部の内部から外部へと気体含有液が流れる第2貫通孔が形成されている
という構成をとる。The bubble generator, which is one embodiment of the present invention, in order to achieve such an object
A bubble generator that generates minute bubbles in a gas-containing liquid that is a mixture of gas and liquid.
The first tubular portion having a plurality of through holes formed therein and the first tubular portion having an inner diameter larger than the outer diameter of the first tubular portion and covering the first tubular portion, the first tubular portion A bubble generation module having a second tubular portion through which the gas-containing liquid discharged from the through hole formed in the above flows into the inside is provided.
The second tubular portion is formed with a second through hole through which the gas-containing liquid flows from the inside to the outside of the second tubular portion.
また、本発明の他の形態である気泡生成方法は、
気体と液体とを混合した気体含有液中に微小な気泡を生成する気泡生成装置により行われる気泡生成方法であって、
複数の貫通孔が形成された第1の筒状部の内部に流入した後、当該第1の筒状部が有する前記貫通孔を介して、前記第1の筒状部の外径よりも太い内径を有し前記第1の筒状部を覆う第2の筒状部へと気体含有液が流れた後、前記第2の筒状部に形成された第2貫通孔を介して前記第2の筒状部の内部から外部へと気体含有液が流れる
という構成をとる。In addition, the bubble generation method, which is another embodiment of the present invention,
It is a bubble generation method performed by a bubble generator that generates minute bubbles in a gas-containing liquid that is a mixture of a gas and a liquid.
After flowing into the inside of the first tubular portion in which a plurality of through holes are formed, the diameter of the first tubular portion is larger than the outer diameter of the first tubular portion through the through holes of the first tubular portion. After the gas-containing liquid flows into the second tubular portion having an inner diameter and covering the first tubular portion, the second through hole formed in the second tubular portion is used. The gas-containing liquid flows from the inside to the outside of the tubular part of the.
本発明は、以上のように構成されることにより、微細な気泡を安定的に生成することが難しい、という問題を解決する気泡生成装置、気泡生成方法を提供することが可能となる。 The present invention can provide a bubble generating device and a bubble generating method that solve the problem that it is difficult to stably generate fine bubbles by being configured as described above.
[第1の実施形態]
本発明の第1の実施形態を図1から図10までを参照して説明する。図1は、気泡生成装置1の全体の構成の一例を示す図である。図2は、気液混合部2の構成の一例を示す図である。図3は、気泡生成部3の構成の一例を示す図である。図4は、仕切板32の構成の一例を示す図である。図5は、気泡生成モジュール33の構成の一例を示す図である。図6は、気泡生成モジュール33内の突起3321の配置例を示す図である。図7は、気体含有液処理部31内における気体含有液の流れの一例を示す図である。図8、図9は、仕切板32の他の構成の一例を示す図である。図10は、気体含有液処理部の他の構成の一例を示す図である。[First Embodiment]
The first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 10. FIG. 1 is a diagram showing an example of the overall configuration of the
第1の実施形態では、空気などの気体と水などの液体とを混合した気体含有液中にナノバブルを生成する気泡生成装置1について説明する。本実施形態における気泡生成装置1は、仕切板32と気泡生成モジュール33とを有する気体含有液処理部31と、絞り部34と、を有する気泡生成部3を有している。後述するように、本実施形態における仕切板32は、気体含有液処理部31の内部の空間を、気体含有液処理部31への気体含有液の流入路として機能する流路41側の空間(第1の空間)と、気体含有液処理部31からの気体含有液の排出路として機能する流路42側の空間(第2の空間)と、の2つの空間に分割する。また、仕切板32には、気泡生成モジュール33を装着するための貫通孔321が形成されており、貫通孔321に気泡生成モジュール33を装着することで、仕切板32に気泡生成モジュール33を固定することが出来る。このような構成により、流入路として機能する流路41を介して気体含有液処理部31の内部に侵入した気体含有液は、気泡生成モジュール33の内部を流れた後、排出路として機能する流路42側の空間に移動して、流路42から気体含有液処理部31の外部へと流出する。
In the first embodiment, the
まず、図1を参照して、気泡生成装置1の全体の構成の概要について説明する。図1は、気泡生成装置1の全体の構成の一例を示している。図1を参照すると、気泡生成装置1は、気液混合部2と気泡生成部3とを有している。
First, with reference to FIG. 1, an outline of the overall configuration of the
図1で示すように、気液混合部2には、流体流入口を介して水などの流体が供給される。また、気液混合部2には、気体流入口を介して空気などの気体が供給される。気液混合部2は、供給された流体と気体とを混合して気体含有液を生成する。
As shown in FIG. 1, a fluid such as water is supplied to the gas-
また、気液混合部2と気泡生成部3とは、流路を介して連結している。気液混合部2が生成した気体含有液は、上記流路を介して気泡生成部3へと供給される。
Further, the gas-
気泡生成部3では、所定の処理を行うことにより、供給された気体含有液内にナノバブルを生成する。ナノバブルは、粒径が1マイクロメートル以下のナノメートル(nm)単位となる微細な気泡であり、例えば、粒径50〜500nm程度である。気泡生成部3で生成されたナノバブルを含む気体含有液であるナノバブル水は、排出口を介して気泡生成装置1の外部へと排出される。
The
以上が、気泡生成装置1の全体の構成の概要である。
The above is an outline of the overall configuration of the
なお、上記説明はあくまで例示である。気泡生成装置1は、上記例示した以外の構成を有していても構わない。例えば、気泡生成装置1は、図1で示す排出口と流体流入口とを図示しない清成槽などを介して連結することで、気体含有液やナノバブル水が気泡生成装置1内を循環するよう構成しても構わない。また、例えば、気泡生成装置1は、流体流入口を介して外部から水などの流体が供給されるよう構成するとともに、排出口を介して外部へとナノバブル水を排出するよう構成しても構わない。また、気泡生成装置1は、圧力計などの各種センサや流路における逆流を防止する弁など既知の様々な構成を有することが出来る。
The above description is merely an example. The
続いて、気泡生成装置1を構成する各構成の詳細について説明する。まず、図2を参照して、気液混合部2の構成について説明する。
Subsequently, the details of each configuration constituting the
図2は、気液混合部2の構成の一例を示している。図2を参照すると、気液混合部2は、エジェクタ23とポンプ25とを有している。また、気液混合部2には、流路21と流路22と流路24と流路26とが形成されている。
FIG. 2 shows an example of the configuration of the gas-
流路21は一方の端部に流体流入口が形成されており、他方の端部にエジェクタ23が連結されている。また、流路24は、一方の端部にエジェクタ23が連結されており、他方の端部にポンプ25が連結されている。また、ポンプ25には流路26の一方の端部が連結されており、流路26の他方の端部には、気泡生成部3が連結されている。このように、気液混合部2においては、流路21、エジェクタ23、流路24、ポンプ25、流路26が連結されることで、水などの流体が流れる流路が形成されている。つまり、上記構成によると、ポンプ25は、流路21、エジェクタ23、流路24、により形成される流路を介して水などの流体を吸引する。また、ポンプ25は、吸引した流体を流路26に排出する。
A fluid inlet is formed at one end of the
また、エジェクタ23には流路22が連結されている。流路22は、一方の端部に気体流入口が形成され、他方の端部にエジェクタ23が形成された、気体の流路を形成している。
Further, a
エジェクタ23には、流路21や流路24などの内径よりも内径が細くなる箇所である絞り部などが形成されている。エジェクタ23は、ベンチュリ効果を利用することで、流路22を介して供給される空気などの気体を、上述した流体が流れる流路に供給する。このように、エジェクタ23を用いて流体が流れる流路に気体を供給することで、気液混合部2は気体と流体とを混ぜ合わせ気体含有液を生成する。
The
以上のように、気液混合部2は、液体と気体とを混合して気体含有液を生成するための構成を有している。なお、本実施形態においては、気液混合部2の具体的な構成は特に限定しない。気液混合部2は、既知の様々な変形例を採用して構わない。
As described above, the gas-
続いて、図3から図10までを参照して、気泡生成部3の構成について説明する。図3は、気泡生成部3の構成の一例を示す図である。図3を参照すると、気泡生成部3は、気体含有液処理部31と絞り部34とを有している。後述するように、気泡生成部3は、気体含有液処理部31で所定の処理を施した後、例えば流路の幅を狭める(内径が細くなる)絞りを形成した、絞り部34を通過させることで、気体含有液内にナノバブルを発生させる。このように、気泡生成部3においては、気体含有液処理部31及び絞り部34において、気体含有液内にナノバブルを発生させる。また、気泡生成部3には、流路41と流路42と流路43とが形成されている。
Subsequently, the configuration of the
流路41の一方の端部は気液混合部2と連結しており、流路41の他方の端部は気体含有液処理部31と連結している。つまり、流路26を介して排出された気体含有液は、流路41を介して気体含有液処理部31へと供給される。また、気体含有液処理部31には流路42が連結されており、流路42のうちの他方の端部は絞り部34と連結されている。また、絞り部34には流路43が連結されており、流路43の他方の端部には排出口が形成されている。
One end of the
このような構成のため、気体含有液処理部31には、流路41を介して気液混合部2で生成された気体含有液が供給される。また、気体含有液処理部31を排出された気体含有液は流路42を介して絞り部34に供給され、絞り部34を通過した気体含有液は、流路43を介して外部へと排出される。つまり、流路41は、気体含有液処理部31に気体含有液を流入する流入路しての機能を有しており、流路42は気体含有液処理部31から気体を排出する排出路としての機能を有している。また、流路42は、絞り部34に気体含有液を流入する流入路しての機能を有しており、流路43は絞り部34から気体を排出する排出路としての機能を有している。
Due to such a configuration, the gas-containing liquid produced by the gas-
気体含有液処理部31は、例えば、内部に空洞を有する略円柱形状を有している。気体含有液処理部31には、気泡生成モジュール33を装着した仕切板32(仕切り部材)が固定されている。また、気体含有液処理部31の側面には流路41や流路42が形成されている。
The gas-containing
例えば、気体含有液処理部31は、一方の端部にフランジ3111が形成され他方の端部に端面3112が形成された、円筒形状を有する第1の筒状部311(第1の筐体)と、一方の端部にフランジ3121が形成され他方の端部に端面3122が形成された、円筒形状を有する第2の筒状部312(第2の筐体)とを有している。また、第1の筒状部311の側面所定箇所において流路41の端部が連結されており、第2の筒状部312の側面所定箇所において流路42の端部が連結されている。気体含有液処理部31は、第1の筒状部311に形成されたフランジ3111と第2の筒状部312に形成されたフランジ3121との間に後述する仕切板32の外周側部分を挟み込んだ状態で、連結部材313により第1の筒状部311と第2の筒状部312とを連結することで形成されている。なお、連結部材313は、例えばナットやボルトなどである。連結部材313は、フランジ3111やフランジ3121に形成された貫通孔や仕切板32に形成された固定用貫通孔322に挿通されることで、第1の筒状部311と第2の筒状部312とを連結する。
For example, the gas-containing
なお、図3で示すように、第2の筒状部312の側面の長さは、第1の筒状部311の側面の長さよりも長くなっている。また、第1の筒状部311の側面に形成された流路41や第2の筒状部312の側面に形成された流路42は、例えば、フランジ3111やフランジ3121の近傍に形成されている。このような構成のため、気体含有液処理部31のうち、第2の筒状部312の端面3122から流路42までの長さは、第1の筒状部311の端面3112から流路41までの長さより長くなっている。
As shown in FIG. 3, the length of the side surface of the second
仕切板32は、正面視で略円形の形状を有する板状の部材である。仕切板32は、気体含有液処理部31に固定されることにより、気体含有液処理部31を構成する筐体の内部空間を2つの空間に仕切る。具体的には、仕切板32は、気体含有液処理部31を構成する筐体内の空間を、気体含有液の流入路として機能する流路41側の第1の空間と、気体含有液の排出路として機能する流路42側の第2の空間と、に仕切る。換言すると、仕切板32は、気体含有液処理部31内の空間を、第1の筒状部311側の空間である第1の空間と、第2の筒状部312側の空間である第2の空間と、に仕切る。なお、上述したように、第2の筒状部の側面の長さは、第1の筒状部311の側面の長さよりも長くなっている。そのため、第1の空間よりも第2の空間の方が内部の空間が広くなっている。
The
図4は、仕切板32の構成の一例を示している。図4を参照すると、仕切板32には、複数の貫通孔321と複数の固定用貫通孔322とが形成されている。例えば、図4の場合、仕切板32には、3つの貫通孔321と、8つの固定用貫通孔322と、が形成されている。
FIG. 4 shows an example of the configuration of the
貫通孔321は、気泡生成モジュール33を仕切板32に装着する際に用いる貫通孔である。つまり、貫通孔321には、気泡生成モジュール33が装着される。貫通孔321に気泡生成モジュール33を装着する方法は特に限定しないが、例えば、ネジ式、溶接、などの方法を採用して構わない。または、例えば、貫通孔321の内周面に形成された雌ネジ部に、外周面に雄ネジ部が形成された気泡生成モジュール33をねじ込んで気泡生成モジュール33を所定位置まで挿入した後溶接を行うなど、ネジと溶接の組み合わせた方法を採用しても構わない。貫通孔321の大きさは、例えば、直径約20〜30mm程度であるが、例示した以外の大きさであっても構わない。図4を参照すると、貫通孔321は、仕切板32のうち中央付近に例えば等間隔に形成されている。
The through
固定用貫通孔322は、仕切板32を気体含有液処理部31に固定する際に用いる貫通孔である。固定用貫通孔322には、連結部材313が挿通される。固定用貫通孔322は、仕切板32の外周側であって、フランジ3111やフランジ3121に形成された貫通孔の形成位置に応じた位置に形成されている。固定用貫通孔322の大きさは、連結部材313の大きさに応じた大きさとなっている。固定用貫通孔322の数は、フランジ3111やフランジ3121に形成された貫通孔の数に応じて、変更されても構わない。
The fixing through
仕切板32は、例えば、上述したような構成を有している。このように、仕切板32は、気体含有液処理部31を構成する筐体の内部を第1の空間と第2の空間とに仕切るとともに、気泡生成モジュール33が固定可能なよう構成されている。上述した構成を有することで、仕切板32は、固定用貫通孔322を用いて気体含有液処理部31に固定されることになる。また、仕切板32に形成された貫通孔321には、気泡生成モジュール33が装着される。
The
気泡生成モジュール33は、内部に空間を有する円筒形状のモジュールである。気泡生成モジュール33は、当該気泡生成モジュール33への流入口が流路41側(第1の空間内)に位置し、当該気泡生成モジュール33からの排出口が流路42側(第2の空間内)に位置する状態で、仕切板32に固定されている。このような状態のため、気泡生成モジュール33のうちの一方の端部から当該気泡生成モジュール33の内部に供給された気体含有液は、気泡生成モジュール33の内部を通過した後、気泡生成モジュール33の他方の端部から外部へと排出される。換言すると、流路41を介して気体含有液処理部31のうちの第1の空間内に供給された気体含有液は、気泡生成モジュール33の内部を通過した後、気体含有液処理部31のうちの第2の空間内に到達する。このように、気泡生成モジュール33は、内部を気体含有液が通過することが可能な円筒形状を有している。
The
図5は、気泡生成モジュール33の構成の一例を示している。具体的には、図5(A)は、気泡生成モジュール33の構成の一例を示しており、図5(B)、図5(C)は、気泡生成モジュール33の構成の他の一例を示している。なお、仕切板32には、図5(A)で示す気泡生成モジュール33が装着されても構わないし、図5(B)で示す気泡生成モジュール33や図5(C)で示す気泡生成モジュール33が装着されても構わない。仕切板32には、図5(A)、図5(B)、図5(C)で示す気泡生成モジュール33のうちのいずれか、又は、組み合わせたものを装着しても構わない。
FIG. 5 shows an example of the configuration of the
図5(A)を参照すると、気泡生成モジュール33は、例えば、螺旋流路331と、突起部332と、から構成されている。
With reference to FIG. 5A, the
螺旋流路331は、螺旋状に形成された流路である。気泡生成モジュール33の内部に侵入した気体含有液は、螺旋流路331内を通過することで、螺旋流を形成する。なお、螺旋流路331は、螺旋流を形成可能であれば回転する羽根部など螺旋流路以外の構成であっても構わない。
The
突起部332内では、複数の突起3321が形成されている。突起3321は、例えばネジである。突起3321は、円筒形状の気泡生成モジュール33にねじ込まれることで、気泡生成モジュール33に固定されている。突起3321は、気泡生成モジュール33に溶接されていても構わない。
A plurality of
図6は、突起部332においてねじ込まれる突起3321の位置関係の一例を示している。具体的には、図6(A)は、突起3321の位置関係の一例を示しており、図6(B)は、突起3321の位置関係の他の一例を示している。図6(A)を参照すると、突起部332においては、図6(A)の上側を0度として、例えば、0度、120度、240度、の各箇所に突起3321が形成されている。また、図6(B)を参照すると、例えば、60度、180度、300度、の各箇所に突起3321が形成されている。このように、突起部332は、3本の突起3321を一組とした、複数の組により形成されている。
FIG. 6 shows an example of the positional relationship of the
例えば、図5で示す場合、6つの組(つまり、18本の突起3321)により突起部332が形成されている。また、突起部332においては、例えば、隣接する組において突起3321の位置関係が異なるよう各箇所に突起3321が形成されている。具体的には、例えば、図6(A)で示す位置関係で突起3321がねじ込まれた組、図6(B)で示す位置関係で突起3321がねじ込まれた組、が相互に出現するよう、突起部332は構成されている。
For example, in the case shown in FIG. 5, the
なお、隣接する組において突起3321の位置関係が異なれば、図6(A)や図6(B)で示すような位置関係以外の位置関係で突起3321が形成されていても構わない。また、1つの組における突起3321の数は、3つに限定されない。例えば、1つの組における突起3321の数は、1つまたは2つであっても構わないし、4つ以上であっても構わない。
If the positional relationship of the
以上説明したように、気泡生成モジュール33は、例えば、螺旋流路331と、6つの組から構成される突起部332と、から構成されている。なお、気泡生成モジュール33は、既知の様々な変形例を採用して構わない。たとえば、突起部332においては、突起3321が設けられている箇所以外の箇所に置いて、V状の溝が1つまたは複数形成されていても構わない。
As described above, the
また、気泡生成モジュール33は、図5(B)で示すような構成を有していても構わない。図5(B)を参照すると、気泡生成モジュール33は、例えば、螺旋流路331と、突起部332と、絞り部333と、から構成されている。図5(B)で示す気泡生成モジュール33の場合、図5(A)で示す場合と比較して、突起部332の一部が絞り部333へと置換されている。換言すると、図5(B)で示す場合、気泡生成モジュール33は、例えば、螺旋流路331と、3つの組から構成される突起部332と、絞り部333と、から構成されている。
Further, the
絞り部333は、気泡生成モジュール33において、突起部332よりも内径が細く形成されている箇所である。絞り部333においては、図5で示すように、下流側に進むにつれて徐々に内径が細くなった後、内径が最初の箇所から下流側に進むにつれて徐々に内径が太くなるよう形成されている。なお、絞り部333の具体的な構成は図5(B)で示す場合に特に限定しない。絞り部333は、当該絞り部333において内径が細くなっているなど気体含有液の流れる流路が狭くなっていれば、図5(B)で例示するような形状以外であっても構わない。
The narrowing
また、気泡生成モジュール33は、図5(C)で示すような構成を有していても構わない。図5(C)を参照すると、気泡生成モジュール33は、例えば、螺旋流路331と、突起部332と、から構成されている。図5(C)で示す場合、図5(A)で示す場合と比較して、突起部332を構成する組の数が少なくなっている。つまり、図5(C)で示す場合、気泡生成モジュール33は、例えば、螺旋流路331と、3つの組から構成される突起部332と、から構成されている。
Further, the
気泡生成モジュール33は、例えば、上述したような構成を有している。
The
なお、上述したような構成によると、気体含有液処理部31の内部における気体含有液の流れは、例えば、図7で示すようになる。図7を参照すると、流路41を介して気体含有液処理部31の内部へと供給された気体含有液は、第1の空間から気泡生成モジュール33の内部に流れる。具体的には、気泡生成モジュール33を形成する螺旋流路331へと気体含有液が流れる。これにより、螺旋流が形成される。また、螺旋流を形成した気体含有液は、突起部332に形成された突起3321と衝突しながら気泡生成モジュール33の内部を通過し、その後第2の空間へと流れる。この際、第1の空間と第2の空間とは仕切板32により仕切られている。そのため、気泡生成モジュール33の内部を経ずに第1の空間から第2の空間へと気体含有液が流れることはない。また、第2の空間においては、気泡生成モジュール33の端部から排出された気体含有液は、端面3122などにより進行を妨げられ、第2の空間の内部において乱流を形成する。その後、第2の空間のうちの仕切板32近傍に連結された流路42から気体含有液処理部31の外部へと、気泡生成モジュール33による処理を経た気体含有液が排出される。なお、上述したように、第2の筒状部312の端面3122から流路42までの長さが長くなるよう、流路42は仕切板32の近傍に固定されている。このような構成のため、気泡生成モジュール33から排出された気体含有液が乱流を形成することなく直接流路42へと流れることを防ぐ事が出来る。その結果、第2の空間内において十分に乱流を形成することが可能となり、より多量のナノバブルをより安定的に生成することが可能となる。
According to the configuration as described above, the flow of the gas-containing liquid inside the gas-containing
絞り部34は、流路42や流路43などの内径よりも内径が細いなど、流路42や流路43などよりも狭い箇所を気体含有液が通過するよう構成されている。つまり、絞り部34は、気体含有液の流れを制限するよう構成されている。なお、本実施形態においては、絞り部34の具体的な構成については特に限定しない。絞り部34は、例えば、筐体と球体とバネとを有し、気体含有液の流れにより球体が押されて、筐体と球体との間に形成される隙間を気体含有液が流れるよう調整した構成を有していても構わない。上記構成の場合、筐体と球体との隙間の大きさは、気体含有液の流れの速さとバネにより球体を押し戻す力とにより調整されることになる。また、絞り部34は、下流に向かって内径を細くするよう形成された絞りを有する構成などであっても構わない。絞り部34は、例えば、気体含有液の流量などに応じて、1つまたは複数の絞り部を気体含有液が流れるよう調整可能に構成されていても構わない。絞り部34は、その他既知の構成を有していても構わない。
The
以上が、気泡生成部3の構成の一例である。
The above is an example of the configuration of the
このように、本実施形態における気泡生成装置1は、仕切板32と気泡生成モジュール33とを有する気体含有液処理部31と、絞り部34と、を有する気泡生成部3を有している。このような構成により、流入路として機能する流路41を介して気体含有液処理部31の内部に侵入した気体含有液は、気泡生成モジュール33の内部を通過した後、排出路として機能する流路42側の空間である第2の空間に移動して、流路42から気体含有液処理部31の外部へと流出する。また、気体含有液処理部31を流出した気体含有液は絞り部34を通過する。このように、気泡生成モジュール33、第2の空間、絞り部34、を気体含有液が通過することで、気体含有液の衝突や圧力変動などが生じ、気体含有液内に多量のナノバブルが発生することになる。
As described above, the
また、本実施形態によると、有する貫通孔321の数が異なる仕切板32を使い分けることで、第1の空間と第2の空間とをつなぐ気泡生成モジュール33の数を容易に調整することが出来る。その結果、ナノバブル水の生成量を容易に調整することが可能となる。
Further, according to the present embodiment, the number of
例えば、図8で示すような1つの貫通孔321のみが設けられた仕切板32を気体含有液処理部31に固定することで、1つの気泡生成モジュール33のみを気体含有液処理部31の内部に形成することが出来る。一方、例えば、図9で示すような5つの貫通孔321が設けられた仕切板32を気体含有液処理部31に固定することで、5つの気泡生成モジュール33を気体含有液処理部31の内部に形成することが出来る。このように、気体含有液処理部31に固定する仕切板32を変更することで、容易にナノバブル水の生成量を調整することが出来る。なお、上述したように、仕切板32に形成される貫通孔321の数は、1つ以上の任意の数であって構わない。
For example, by fixing the
なお、気体含有液処理部31の内部に形成する気泡生成モジュール33の数に応じて、気体含有液処理部自体の径を変更しても構わない。例えば、図10は、気泡生成部3が気体含有液処理部31の代わりに有することが可能な気体含有液処理部35の一例を示している。
The diameter of the gas-containing liquid treatment unit itself may be changed according to the number of
図10を参照すると、気体含有液処理部35は、仕切板32と気泡生成モジュール33とを有している。仕切板32及び気泡生成モジュール33の構成は、概ね上述したものと一緒である。そのため、詳細な説明は省略する。なお、気体含有液処理部35の場合、仕切板32は、気体含有液処理部35により挟み込まれる形で固定されている。そのため、仕切板32には、固定用貫通孔322は設けられていない。このように、仕切板32には、必ずしも固定用貫通孔322が形成されていなくても構わない。
Referring to FIG. 10, the gas-containing
また、図10で示す場合、流路41は第1の筒状部351の側面ではなく半球形状を有する端面に連結されている。このように、気泡生成モジュール33の数が1つ又は2つなどである場合、第1の筒状部351の端面に流路41を連結しても構わない。一方、流路42は第2の筒状部352の側面に形成されている。換言すると、流路41を端面に連結する場合であっても、流路42は第2の筒状部352が有する半球形状の端面ではなく、仕切板32近傍の側面に連結することが望ましい。このように構成することで、気泡生成モジュール33の後の第2の筒状部352の内部において乱流を起こした後、気体含有液処理部35の外に気体含有液を排出することが出来る。これにより、より安定的に気体含有液内にナノバブルを発生させることが可能となる。
Further, in the case of FIG. 10, the
[第2の実施形態]
次に、図11から図14までを参照して、本発明の第2の実施形態について説明する。図11は、気泡生成モジュール5の構成の一例を示す図である。図12は、貫通孔511の様子の一例を示す図である。図13は、第2の実施形態において気体含有液処理部31内における気体含有液の流れの一例を示す図である。図14は、気泡生成モジュール5の他の活用例を示す図である。[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 11 to 14. FIG. 11 is a diagram showing an example of the configuration of the
本発明の第2の実施形態では、第1の実施形態において説明した気泡生成モジュール33の別の構成例について説明する。後述するように、本実施形態において説明する気泡生成モジュール5は、気泡生成モジュール33の代わりに仕切板32に装着することが出来る。なお、仕切板32に複数のモジュールを装着可能である場合、仕切板32には、気泡生成モジュール33と気泡生成モジュール5とが同時に装着されても構わない。
In the second embodiment of the present invention, another configuration example of the
図11は、気泡生成モジュール33の代わりに用いることが可能な気泡生成モジュール5の構成の一例を示している。図11を参照すると、気泡生成モジュール5は、第1の筒状部51と、第1の筒状部51の外径よりも大きな内径を有し、内部の空間に第1の筒状部51を挿入した状態で第1の筒状部51が固定された(つまり、第1の筒状部51を覆う)第2の筒状部52と、を有している。なお、気泡生成モジュール5全体の外径(例えば、第2の筒状部52の外径)は、例えば、気泡生成モジュール33全体の外径と等しい。そのため、気泡生成モジュール5は、気泡生成モジュール33の代わりに、仕切板32に形成された貫通孔321に装着することが出来る。
FIG. 11 shows an example of the configuration of the
第1の筒状部51は、一方の端部が開口し他方の端部が閉塞する円筒形状を有している。また、第1の筒状部51の側面には、複数の貫通孔511が形成されている。貫通孔511の大きさは、例えば、直径1mm程度である。なお、貫通孔511の大きさは、例示したもの以外であっても構わない。
The first
図12は、第1の筒状部51の側面に形成された貫通孔511の位置関係の一例を示している。具体的には、図12(A)は、貫通孔511の位置関係の一例を示しており、図12(B)は、貫通孔511の位置関係の他の一例を示している。また、図12(C)は、貫通孔511の他の構成例を示している。図12(A)を参照すると、第1の筒状部51においては、図12(A)の上側を0度として、例えば、0度、120度、240度、の各箇所に貫通孔511が形成されている。また、図12(B)を参照すると、例えば、60度、180度、300度、の各箇所に貫通孔511が形成されている。このように、貫通孔511は、例えば、3つの貫通孔511を一組として、複数組、第1の筒状部51に形成されている。
FIG. 12 shows an example of the positional relationship of the through
なお、第1の筒状部51においては、例えば、隣接する組において貫通孔511の位置関係が異なるよう各箇所に貫通孔511が形成されている。具体的には、例えば、図12(A)で示す位置関係で貫通孔511が形成された組、図12(B)で示す位置関係で貫通孔511が形成された組、が相互に出現するよう、第1の筒状部51は構成されている。なお、本実施形態においては、第1の筒状部51に形成される貫通孔511の組の数は特に限定しない。
In the first
また、図12(C)で示すように、同一の組に属する3つの貫通孔511のうち、1つの貫通孔511は、例えばビスなどにより予め塞がれていても構わない。換言すると、1つの組あたりの貫通孔511の数は3つに限定されない。1つの組あたりの貫通孔511の数は、1つ、又は、2つでも構わない。1つの組あたりの貫通孔511の数は、4つ以上の複数でも構わない。
Further, as shown in FIG. 12C, one of the three through
第2の筒状部52は、円筒形状を有する前筒状部521と前筒状部521よりも内径の細い円筒形状を有する後筒状部522とを連結した構成となっている。なお、図11で示す場合、前筒状部521の外径と後筒状部522の外径とは等しくなっている。
The second
前筒状部521の内径は、第1の筒状部51の外径よりも太くなっている。前筒状部521のうちの一方の端部は、第1の筒状部を挿入するための貫通孔が形成された端面となっており、前筒状部521のうちの他方の端部では、後筒状部522が連結されている。また、前筒状部521の内部に第1の筒状部51が挿入された状態で、第1の筒状部51は前筒状部521に固定されている。
The inner diameter of the front
後筒状部522の内径は、上述したように、前筒状部521の内径よりも細くなっている。例えば、後筒状部522の内径は、第1の筒状部51の内径よりも細くなっている。後筒状部522のうちの一方の端部では、上述したように、前筒状部521が連結されている。また、後筒状部522のうちの他方の端部には、貫通孔523が形成されている。貫通孔523の大きさは、例えば、直径0.20mmから0.36mm程度である。このように、後筒状部522のうちの他方の端部には、貫通孔511の大きさよりも小さな大きさを有する貫通孔523が形成されている。なお、貫通孔523の大きさは例示したもの以外であっても構わない。
As described above, the inner diameter of the rear
気泡生成モジュール5は、例えば、上述したような構成を有している。上述したような構成によると、気体含有液処理部31の内部における気体含有液の流れは、例えば、図13で示すようになる。図13を参照すると、流路41を介して気体含有液処理部31の内部へと供給された気体含有液は、第1の空間から気泡生成モジュール5の内部に流れる。具体的には、気泡生成モジュール5を形成する第1の筒状部51のうちの開口する側の端部から気泡生成モジュール5の内部へと気体含有液が流れる。その後、気体含有液は、貫通孔511を介して第1の筒状部51から第2の筒状部52の前筒状部521へと流れる。そして、気体含有液は、前筒状部521から後筒状部522へと流れ、貫通孔523を介して第2の空間へと流れる。この際、第1の空間と第2の空間とは仕切板32により仕切られている。そのため、気泡生成モジュール5の内部を経ずに第1の空間から第2の空間へと気体含有液が流れることはない。また、第2の空間においては、気泡生成モジュール5の貫通孔523から排出された気体含有液は、端面3122などにより進行を妨げられ、乱流を形成する。その後、第2の空間のうちの仕切板32近傍に連結された流路42から気体含有液処理部31の外部へと、気泡生成モジュール5による処理を経た気体含有液が排出される。なお、上述したように、第2の筒状部312の端面3122から流路42までの長さが長くなるよう、流路42は仕切板32の近傍に固定されている。このような構成のため、気泡生成モジュール33から排出された気体含有液が乱流を形成することなく直接流路42へと流れることを防ぐ事が出来る。その結果、第2の空間内において十分に乱流を形成することが可能となり、より多量のナノバブルをより安定的に生成することが可能となる。
The
このように、気泡生成モジュール5は、気泡生成モジュール33の代わりに用いることが出来る。このような構成によると、貫通孔523を通過する際に生成される非常に微細な気泡を安定的に生成することが出来る。つまり、本実施形態で説明した気泡生成モジュール5を用いることで、より微細な気泡を安定的に生成することが可能となる。
In this way, the
なお、気泡生成モジュール5は、上述した構成以外の構成を有していても構わない。例えば、気泡生成モジュール5は、気泡生成モジュール33が有する突起3321などを有していても構わない。また、気泡生成モジュール5を用いる場合、例えば、気泡生成部3が絞り部34を有していなくても構わない。また、本実施形態においては、気泡生成モジュール5の第2の筒状部52は、前筒状部521と後筒状部522とを連結した構成を有するとした。しかしながら、気泡生成モジュール5の第2の筒状部52は、内径の異なる2つの構成を連結した構成を有していなくても構わない。例えば、第2の筒状部52は、内径が等しい前筒状部521や後筒状部522(つまり、一つの筒状部)から構成されていても構わない。気泡生成モジュール5は、その他既知の構成を有することが出来る。
The
また、気泡生成モジュール5は、気体含有液処理部31全体の代わりに用いられても構わない。つまり、例えば図14で示すように、第1の筒状部51のうちの開口側端部と流路41とを連結することが出来る。また、気泡生成モジュール5のうちの貫通孔523が形成されている側端部と流路42とを連結し、気泡生成モジュール5から排出された気体含有水が流路42へと流れ出るように構成することが出来る。このように構成することで、気泡生成モジュール5は、気体含有液処理部31全体の代わりに用いることが出来る。
Further, the
以上、上記各実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明の範囲内で当業者が理解しうる様々な変更をすることが出来る。 Although the present invention has been described above with reference to each of the above embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the structure and details of the present invention within the scope of the present invention.
1 気泡生成装置
2 気液混合部
21 流路
22 流路
23 エジェクタ
24 流路
25 ポンプ
26 流路
3 気泡生成部
31 気体含有液処理部
311 第1の筒状部
3111 フランジ
3112 端面
312 第2の筒状部
3121 フランジ
3122 端面
313 連結部材
32 仕切板
321 貫通孔
322 固定用貫通孔
33 気泡生成モジュール
331 螺旋流路
332 突起部
3321 突起
333 絞り部
34 絞り部
35 気体含有液処理部
351 第1の筒状部
352 第2の筒状部
41 流路
42 流路
43 流路
5 気泡生成モジュール
51 第1の筒状部
511 貫通孔
52 第2の筒状部
521 前筒状部
522 後筒状部
523 貫通孔
1
Claims (5)
複数の貫通孔が形成された第1の筒状部と、前記第1の筒状部の外径よりも太い内径を有し前記第1の筒状部を覆い、前記第1の筒状部に形成された前記貫通孔から排出された気体含有液が内部に流入する第2の筒状部と、を有する気泡生成モジュールを備え、
前記第2の筒状部には、当該第2の筒状部の内部から外部へと気体含有液が流れる第2貫通孔が形成されている
気泡生成装置。A bubble generator that generates minute bubbles in a gas-containing liquid that is a mixture of gas and liquid.
The first tubular portion having a plurality of through holes formed therein and the first tubular portion having an inner diameter larger than the outer diameter of the first tubular portion and covering the first tubular portion, the first tubular portion A bubble generation module having a second tubular portion through which the gas-containing liquid discharged from the through hole formed in the above flows into the inside is provided.
A bubble generating device in which a second through hole through which a gas-containing liquid flows from the inside to the outside of the second tubular portion is formed in the second tubular portion.
前記第2の筒状部は、前記第1の筒状部の外径よりも太い内径を有し、前記第1の筒状部を覆う前筒状部と、前記前筒状部よりも細い内径を有し、一方の端部で前記前筒状部と連結され他方の端部に前記第2貫通孔が形成された端面を有する後筒状部と、から構成されており、
前記第1の筒状部に形成された前記貫通孔から排出された気体含有液は、前記前筒状部に流入した後、前記第後筒状部に流入するよう構成されている
気泡生成装置。The bubble generating device according to claim 1.
The second tubular portion has an inner diameter larger than the outer diameter of the first tubular portion, and is thinner than the front tubular portion covering the first tubular portion and the front tubular portion. It is composed of a rear tubular portion having an inner diameter and having an end surface connected to the front tubular portion at one end and having the second through hole formed at the other end.
The gas-containing liquid discharged from the through hole formed in the first tubular portion flows into the front tubular portion and then flows into the rear tubular portion. ..
前記第1の筒状部のうちの側面に複数の前記貫通孔が形成されている
気泡生成装置。The bubble generator according to claim 1 or 2.
A bubble generator in which a plurality of the through holes are formed on a side surface of the first tubular portion.
気体含有液が流入する流入路と、気体含有液を外部に排出する排出路と、を有する筐体と、
前記筐体の内部を前記流入路側の第1の空間と前記排出路側の第2の空間とに仕切るとともに、前記気泡生成モジュールが固定可能なよう構成されている仕切り部材と、
を備える
気泡生成装置。The bubble generator according to any one of claims 1 to 3.
A housing having an inflow path for the gas-containing liquid to flow in and an discharge path for discharging the gas-containing liquid to the outside.
A partition member configured to partition the inside of the housing into a first space on the inflow path side and a second space on the discharge path side, and to fix the bubble generation module.
A bubble generator equipped with.
複数の貫通孔が形成された第1の筒状部の内部に流入した後、当該第1の筒状部が有する前記貫通孔を介して、前記第1の筒状部の外径よりも太い内径を有し前記第1の筒状部を覆う第2の筒状部へと気体含有液が流れた後、前記第2の筒状部に形成された第2貫通孔を介して前記第2の筒状部の内部から外部へと気体含有液が流れる
気泡生成方法。
It is a bubble generation method performed by a bubble generator that generates minute bubbles in a gas-containing liquid that is a mixture of a gas and a liquid.
After flowing into the inside of the first tubular portion in which a plurality of through holes are formed, the diameter of the first tubular portion is larger than the outer diameter of the first tubular portion through the through holes of the first tubular portion. After the gas-containing liquid flows into the second tubular portion having an inner diameter and covering the first tubular portion, the second through hole formed in the second tubular portion is used. A method of generating bubbles in which a gas-containing liquid flows from the inside to the outside of the tubular part of the.
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