TW201827121A - 用以產生包含微細氣泡之氣液之裝置及系統 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種能夠高效產生包含微細氣泡之氣液之小型構成之氣液混合裝置、泵裝置、氣泡微細化裝置及系統。 本發明之用以產生包含微細氣泡之氣液之氣液混合裝置100具備：容器本體101，其具有外壁及內壁；液體導入部103，其用以將液體導入至容器本體101內；氣體導入部102，其用以將氣體導入至容器本體101內；容器本體101內之迴旋部110，其用以使液體及氣體迴旋，而產生氣液；及氣液噴出部104，其將氣液噴出。

Description

用以產生包含微細氣泡之氣液之裝置及系統

本發明係關於一種用以產生包含微細氣泡之氣液體之氣液混合裝置、泵裝置、氣泡微細化裝置及系統，尤其關於氣液中之氣泡之微細化。

先前以來，已知有用以將空氣、煤氣等氣體有效率地溶解於水、其他液體等，例如淨化水質使水環境復蘇之微細氣泡產生裝置。微細氣泡產生裝置被要求除了應用於湖澤或池塘、河川等大規模水環境以外，最近亦要求應用於浴缸或供水管等小規模水環境。例如，於專利文獻1中，揭示有迴旋方式之微細氣泡產生裝置。專利文獻1中記載之微細氣泡產生裝置中，使氣液二相之氣液中產生高速迴旋流，且藉由氣液之離心分離作用，於迴旋流中心部形成包含負壓氣體之迴旋空洞部，利用氣液之高速迴旋流與負壓空洞部之迴旋速度差，剪切氣體進行微細氣泡化。因此，必須使氣液高速迴旋以產生微細氣泡，因此，需要用以將液體以高壓泵送至容器內之較大之泵或用於增大迴旋半徑之較大之容器等。因此，專利文獻1中記載之微細氣泡產生裝置雖能夠用於大規模水環境，但存在對於家庭用之淨水器或蓮蓬頭、浴缸等之裝配等對於小規模水環境之應用較為困難之類問題。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本專利特開2012-239953號公報

[發明所欲解決之問題] 本發明之課題在於獲得一種用於能夠藉由液體之泵送進行氣泡之產生至氣泡之微細化且高效產生包含微細氣泡之氣液之小型系統。 [解決問題之技術方式] 本發明者等人進行研究開發之結果，完成了能夠高效產生包含微細氣泡之氣液之小型構成之氣液混合裝置、能夠一邊將氣液中包含之氣泡微細化一邊泵送氣液之泵裝置、以及能夠僅藉由使包含氣泡之氣液通過便將氣液中包含之氣泡微細化之氣泡微細化裝置。藉由使用該等裝置之1個或複數個，能夠實現用以高效產生包含微細氣泡之氣液之小型系統。根據本發明之系統，能夠藉由液體之泵送進行氣體之取入、氣泡之產生乃至氣泡之微細化。 本發明係提供例如以下之項目。 (項目1) 一種氣液混合裝置，其係用以產生包含微細氣泡之氣液者，且具備： 容器本體，其具有外壁及內壁； 液體導入部，其用以將液體導入至上述容器本體內； 氣體導入部，其用以將氣體導入至上述容器本體內； 上述容器本體內之迴旋部，其用以使上述液體及上述氣體迴旋，而產生上述氣液；及 氣液噴出部，其將上述氣液噴出。 (項目2) 如項目1中記載之氣液混合裝置，其中上述迴旋部為大致圓柱體，且上述迴旋部之表面之至少一部分沿大致軸向具有至少1個沿著上述迴旋部之圓周方向之凹部。 (項目3) 如項目2中記載之氣液混合裝置，其中上述至少1個凹部具有至少1個繞上述迴旋部之軸朝向內壁突出之突起部。 (項目4) 如項目3中記載之氣液混合裝置，其中上述至少1個突起部係相對於上述迴旋部之徑向傾斜。 (項目5) 如項目1至4中任一項之氣液混合裝置，其中上述內壁至少局部地具有朝向上述氣液噴出部縮徑之形狀。 (項目6) 如項目1至5中任一項之氣液混合裝置，其中上述液體導入部係於切線方向上連接於上述內壁。 (項目7) 一種泵裝置，其係用以產生包含微細氣泡之氣液者，且具備： 泵本體，其具有外壁及內壁； 泵吸入部，其吸入上述氣液； 旋轉部，其係以吸入之上述氣液迴旋之方式旋轉； 驅動部，其使上述旋轉部旋轉；及 氣液噴出部，其將上述迴旋之氣液噴出。 (項目8) 如項目7中記載之泵裝置，其中上述旋轉部具有至少1個離心翼片。 (項目9) 如項目7或8中記載之泵裝置，其中上述內壁具有至少1個於上述內壁之圓周方向上配置之突起部。 (項目10) 如附屬於項目8之項目9中記載之泵裝置，其中上述離心翼片之配向與上述突起部之配向不同。 (項目11) 一種氣泡微細化裝置，其係用以產生包含微細氣泡之氣液者，且具備： 氣泡微細化裝置本體，其具有外壁及內壁； 氣液導入部，其將上述氣液導入； 迴旋部，其使導入之上述氣液迴旋；及 氣液噴出部，其將上述氣液噴出。 (項目12) 如項目11中記載之氣泡微細化裝置，其中上述迴旋部為大致圓柱體，且於表面之至少一部分具有沿大致軸向排列之凹凸。 (項目13) 如項目11或12中記載之氣泡微細化裝置，其中上述內壁於至少一部分具有沿上述內壁之大致軸向排列之凹凸。 (項目14) 如附屬於項目12之項目13中記載之氣泡微細化裝置，其中上述迴旋部之凹凸與上述內壁之凹凸互為嵌套狀。 (項目15) 如項目14中記載之氣泡微細化裝置，其中上述迴旋部之凹凸以及上述內壁之凹凸係以螺旋狀設置。 (項目16) 一種用以產生包含微細氣泡之氣液之系統，其具備： 如項目1至6中任一項之氣液混合裝置； 如項目7至10中任一項之泵裝置；及 如項目11至15中任一項之氣泡微細化裝置。 (項目17) 一種氣液混合方法，其係用以使用如項目1中記載之微細混合裝置產生包含微細氣泡之氣液者，且包括： 液體導入步驟，其係將液體自液體導入部導入至容器本體內； 氣體導入步驟，其係將氣體自氣體導入部導入至上述容器本體內； 利用上述容器本體內之迴旋部，使導入至上述容器本體內之上述液體及上述氣體迴旋，而產生氣液之步驟；及 利用氣液噴出部將上述氣液噴出之步驟。 (項目18) 一種用以使用如項目7記載之泵裝置產生包含微細氣泡之氣液之方法，其包括如下步驟： 將氣液吸入至泵吸入部； 利用旋轉部使吸入至上述泵吸入部之上述氣液以迴旋之方式旋轉；及 利用氣液噴出部將以迴旋之方式旋轉之上述氣液噴出。 (項目19) 一種氣泡微細化方法，其係用於以如項目11記載之氣泡微細化裝置產生包含微細氣泡之氣液者，且包括如下步驟： 將氣液導入至氣液導入部； 利用迴旋部使導入之上述氣液迴旋；及 利用氣液噴出部將迴旋之上述氣液噴出。 (項目20) 一種產生包含微細氣泡之氣液之方法，其包括： 如項目17中記載之氣液混合方法中之各步驟； 如項目18中記載之方法中之各步驟；及 如項目19中記載之氣泡微細化方法中之各步驟。 [發明之效果] 根據本發明，提供一種能夠高效產生包含微細氣泡之氣液之構成之氣液混合裝置、能夠一邊將氣液中包含之氣泡微細化一邊泵送氣液之泵裝置、能夠僅藉由使包含氣泡之氣液通過便將氣液中包含之氣泡微細化之氣泡微細化裝置、或其等之組合。進而，能夠實現用以藉由使用該等裝置而高效產生包含微細氣泡之氣液之小型系統。

於本說明書中，所謂「微細氣泡」係對通常所稱的微氣泡及奈米氣泡之統稱，意指大約直徑50 μm以下之氣泡。 本發明中之「約」係指後續數字之正負10%之範圍內。 以下，一邊參照圖式一邊對本發明之實施形態進行說明。 (實施形態1-氣液混合裝置) 圖1係用以說明本發明之實施形態1之迴旋方式之氣液混合裝置之圖，圖1(a)表示氣液混合裝置100之外觀，圖1(b)表示圖1(a)之Ib-Ib線剖面之構造，圖1(c)表示圖1(b)之Ic-Ic剖面之構造。 該氣液混合裝置100具有：混合容器(容器本體)101，其具有內壁及外壁，用以進行液體與氣體之混合；大致圓柱體之迴旋部(流路形成體)110，其用以使液體及氣體迴旋；氣體導入部102，其用以將氣體導入至混合容器；液體導入部103，其用以將液體導入至混合容器；及氣液噴出部104，其用以將氣液從混合容器101之內部排出。 將氣體導入至氣體導入部102之方式可為自供式，亦可為強制式。於較佳之實施形態中，氣體以自供式從氣體導入部102導入至混合容器101之內部。於自供式之情形時，無需使氣體之供給動作另外具有驅動源，從而能夠實現裝置之小型化。進而，於自供式之情形時，能夠一邊使與導入至液體導入部103之供給液體量對應之氣體量隨著供給液體量之變動可變，一邊始終調整為適量進行穩定供給。進而，亦可設置調整氣體導入量之控制閥。 於將導入氣體之方式設為強制式之情形時，可將氣體從圖1所示之氣體導入部102導入，亦可從下述泵200與氣泡微細化裝置300之間之管路導入，亦可從該等兩者導入。於以強制式導入大量氣體之情形時，較佳為從泵200與氣泡微細化裝置300之間之管路導入。 於代表性之實施形態中，導入至液體導入部103之液體可為自來水或加壓水，但並不限定於該等。本發明之氣液混合裝置100亦可更具備用以對應於液體之供給壓力之變動之減壓閥。 亦可對於本發明之氣液混合裝置100之液體導入部103導入複數種不同液體。此處，所謂「不同液體」不僅表示液體之種類不同，亦指供給壓力或供給源不同。於將第1液體及第2液體導入至液體導入部103之實施形態中，本發明之氣液混合裝置100亦可具備用以導入第1液體之第1管路、及用以導入第2液體之第2管路。可藉由如此地設置不同管路，進而利用減壓閥調整各自之壓力，而有效率地產生微細氣泡。例如，第1液體為自來水，第2液體為加壓水，但並不限定於此。 混合容器101之形狀可於不阻礙由液體導入部103導入之液體藉由迴旋部成為迴旋流之範圍內設為任意形狀。例如，可為大致圓筒體，亦可為大致橢圓體，亦可為大致球體。即，混合容器之形狀係其內壁與迴旋流之迴旋中心軸正交之剖面(圖1(b)之Ic-Ic剖面)為大致圓形狀即可。又，混合容器101可局部地具有內壁朝向氣液噴出部104縮徑之縮徑部101b，亦可不具有縮徑部101b。於較佳之實施形態中，如圖1(a)所示，混合容器101具有圓筒部101a及縮徑部101b。其原因在於：藉由如此設置，而於縮徑部101b，迴旋之角速度增大，藉此，從噴出部噴出之氣液之剪切力變大，因此，實現氣泡之分割。於一實施形態中，縮徑部101b之形狀可為圓錐狀，亦可為半球狀。於較佳之實施形態中，如圖1(a)所示，縮徑部101b為圓錐狀，但本發明並不限定於此。 於圓筒部101a收容有迴旋部110，且於混合容器101之內壁面與迴旋部110之外周面之間，形成有用以使液體及氣體一邊迴旋一邊流動之迴旋流路Rp。於迴旋部110之上表面上，形成有氣體導入部102，且於迴旋部110之上部，形成有用以將液體從氣體導入部102引導至迴旋通路Rp之氣體通路111。於圓筒部101a之上部，形成有用以將液體導入至迴旋通路Rp之液體導入部103。迴旋部110之形狀並不限定於本實施形態中之大致圓柱體，只要為由液體導入部103導入之液體藉由迴旋部成為迴旋流之形狀，則例如既可為大致橢圓柱體，亦可為大致球體。即，迴旋部110之形狀係與迴旋流之迴旋中心軸正交之剖面(圖1(b)之Ic-Ic剖面)形成為大致圓形狀之形狀即可。 於迴旋部110之表面，沿軸向具備至少1個沿著圓周方向之凹部即槽121。具備複數個槽121時，槽121與槽121之間隔或槽121之數可為任意者。於例示性之實施形態中，如圖1(b)所示，沿軸向以固定間隔形成有3個槽121，但本發明並不限定於此。再者，槽121亦可沿迴旋部110之外周面以螺旋狀形成。於一實施形態中，槽121之形狀可取任意之形狀。例如，於包含迴旋中心軸之剖面中，例如既可為四邊形，亦可為三角形，亦可為半圓形。於較佳之實施形態中，如圖1(b)所示，槽121於包含迴旋中心軸之剖面上為三角形，但本發明並不限定於此。 於槽121內，圍繞迴旋部110、即迴旋部本體110a之軸具備至少1個作為突起部之檔板110b。繞迴旋部本體110a之軸具備複數個檔板110b時，檔板110b與檔板110b之間隔或檔板110b之個數可為任意者。於設置複數個檔板110b之實施形態中，檔板間之間隔或檔板之個數可由業者基於迴旋部之直徑適當地決定。於供給之液體之水壓固定之情形時，若迴旋部之直徑過小，則周速變得過快，從而因離心力之作用碰撞檔板之液流較多，從而不易產生迴旋流。又，氣體因較輕而容易聚集於迴旋部之中心部，導致使氣泡成為微細泡之攪拌能力下降。反之，若迴旋部之直徑變得過大，則周速變慢，雖容易產生迴旋流，但碰撞檔板之液流變弱，與迴旋流之壓力差較小，因此，氣體與液體之混合能力容易下降。迴旋部之直徑之大小可由業者基於要求之水壓或氣液之流量適當地選擇。於較佳之實施形態中，檔板110b與檔板110b之間隔大致等於(正負10%)檔板110b之前端與迴旋部本體110a之內壁之間之距離。 於一實施形態中，檔板110b與檔板110b之間隔可為約10 mm～約50 mm、約15 mm～約40 mm、或約20 mm～約30 mm。 於一實施形態中，檔板110b之個數可為1個～20個、4個～16個、6個～14個或10個～12個。 於較佳之實施形態中，如圖1(c)所示，檔板110b繞迴旋部本體110a之軸以固定間隔配置有12個，但本發明並不限定於此。 於一實施形態中，檔板110b之形狀只要為與藉由迴旋部而迴旋之迴旋流碰撞將氣泡分解之形狀，則可取任意形狀。例如，於與迴旋部本體110a之軸垂直之剖面形狀中，既可為平板狀，亦可彎曲。於較佳之實施形態中，如圖1(c)所示，與迴旋部本體110a之軸垂直之剖面形狀為平板。檔板110b能夠藉由各種方法成形，例如可使材料流入鑄模而成形，亦可將材料機械加工而成形。 又，檔板110b之配向(圖1(c)中所示之傾斜角度A)若為由液體導入部103導入之液體藉由迴旋部成為迴旋流之形狀，則可取任意之配向。例如，可將傾斜角度A設為約90°，亦可設為0°～未達90°(以沿著迴旋方向S之朝向傾斜)，亦可設為超過90°～未達180°(以與迴旋方向S相反之朝向傾斜)。於一實施形態中，傾斜角度A可為約30°～約80°、約40°～約80°、約50°～約80°、約30°～約70°、約40°～約70°、或約45°～約65°，為使氣泡產生及微細化，較佳為約45°～約65°。傾斜角度A於每個檔板既可相同，亦可不同。於較佳之實施形態中，如圖1(c)所示，以沿著迴旋方向S之朝向將傾斜角度A設為約60°，但本發明並不限定於此。 縮徑部101b之內部為中空區域，縮徑部101b係隨著朝向氣液噴出部104而直徑變小之圓錐梯形之筒狀體，且流入縮徑部101b之氣液於縮徑部101b內，使其迴旋之角速度不斷增大。於縮徑部101b之下端部，形成有用以將氣液從混合容器101之內部排出之氣液噴出部104。 其次，對於動作進行說明。 供給至氣液混合裝置100之氣體Ar係自氣體導入部102經由液體通路111導入至迴旋通路Rp。又，供給至氣液混合裝置100之液體Wa係經由液體導入部103而自迴旋部本體110a之外周面之切線方向供給至迴旋通路Rp。供給至迴旋通路Rp之液體Wa係於殼體圓筒部101a之上部，與自液體通路111噴出之氣體Ar混合，作為包含氣體Ar之液體Wa(氣液M1)，一邊沿著迴旋部本體110a之外周面迴旋，一邊不斷流向氣液噴出部104。 如此，氣液M1於一邊沿迴旋部本體110a之外周面迴旋一邊不斷流向氣液噴出部104之中途，與設置於迴旋部本體110a之槽121之檔板110b碰撞，從而氣液M1中包含之氣泡被更細地分解。 當通過殼體圓筒部101a之迴旋通路Rp之氣液M1到達殼體圓錐台部(縮徑部)101b時，於殼體圓錐台部101b，內徑朝向氣液噴出部104變小，因此，迴旋角速度增大，氣液M1被吸引至縮徑部101b之內周面，從而於縮徑101b之中央部分產生負壓。於氣液M1自氣液噴出部104噴出時，藉由因縮徑部101b增大迴旋角速度之氣液M1之流動而產生較大之剪切力，因此，藉由該剪切力，而將氣液M1中包含之氣泡更細地分解。 根據本實施形態1，氣液混合裝置100具備用以進行氣體Ar與液體Wa之混合之混合容器(容器本體)101、及用以使包含氣體Ar及液體Wa之氣液M1迴旋之迴旋部(流路形成體)110，且於混合容器101之內壁面與迴旋部110之外周面之間，形成用以使液體及氣體一邊迴旋一邊流動之迴旋流路Rp，於迴旋部110之表面，沿軸向以固定之間隔形成沿著圓周方向之槽121，於槽121內，繞迴旋部本體110a之軸以固定之間隔配置有檔板110b，因此，氣液M1於一邊沿迴旋部本體110a之外周面迴旋一邊不斷流向氣液噴出部104之中途，與迴旋部本體110a之槽121中設置之檔板110b碰撞，從而將氣液M1中包含之氣泡更細地分割。如此，本發明之氣液混合裝置100因於迴旋部110具備突起部(檔板110b)，故與不具備突起部(檔板110b)之情況相比，能夠有效率地產生微細之氣泡，因此，能夠實現氣液混合裝置及微細氣泡產生系統之小型化。又，本發明之氣液混合裝置除了具有將氣體與液體混合產生氣液之氣液混合裝置本來之功能以外，更能夠具有將混合而成之氣液中包含之氣泡微細化之新穎之功能。 (實施形態2-泵裝置) 圖2係用以說明本發明之實施形態2之泵裝置之圖，圖2(a)表示泵裝置200之外觀，圖2(b)表示圖2(a)之IIb-IIb線剖面之構造，圖2(c)表示圖2(b)之IIc-IIc線剖面之構造。 如圖2(a)所示，該實施形態2之泵裝置200具有泵本體200a、及驅動泵本體200a之泵驅動部201a。泵本體200a具有圓筒狀之殼體(泵殼體)201，且於泵殼體201設置有用以將氣液吸入至泵殼體201內之泵吸入部202、及將氣液從泵殼體201內噴出至外部之泵噴出部203。 如圖2(b)及圖2(c)所示，於泵殼體201內，設置有以吸入之氣液迴旋之方式旋轉之旋轉部即翼片旋轉體(葉輪)211，翼片旋轉體211經由旋轉體驅動軸201b安裝於使翼片旋轉部211旋轉之驅動部即泵驅動部201a。 翼片旋轉體211具有：軸側旋轉板211a，其固定於旋轉體驅動軸201b；對向旋轉板211b，其以與軸側旋轉板211a對向之方式配置；及至少1個離心翼片211c，其安裝於軸側旋轉板211a與對向旋轉板211b之間。 於一實施形態中，離心翼片211c之形狀於對於被泵吸入部202吸入之氣液賦予離心力從而可產生迴旋流之範圍內，可取任意形狀。例如，於垂直於旋轉體驅動軸201b之剖面形狀中，既可為平板狀，亦可為具有特定曲率半徑之彎曲板狀。於較佳之實施形態中，如圖2(c)所示，離心翼片211c係作為垂直於旋轉體驅動軸201b之剖面形狀為圓弧狀之彎曲板，但本發明並不限定於此。又，於一實施形態中，離心翼片211c之形狀既可沿旋轉體驅動軸201b之軸向平坦，亦可為扭曲而成之螺旋狀。於較佳之實施形態中，離心翼片211c之形狀沿旋轉體驅動軸201b之軸向為螺旋狀。藉此，能夠使泵裝置100之氣液吸引力進一步提昇。 於設置複數個離心翼片211c之實施形態中，離心翼片211c與離心翼片211c之間隔為約10 mm～約50 mm、約15 mm～約40 mm或約20 mm～約30 mm，但本發明並不限定於此。業者能夠根據泵裝置100之大小、泵裝置100之輸出等選擇適當之間隔。 於一實施形態中，離心翼片211c之個數可為1個～20個、4個～16個、6個～14個或10個～12個。若繞旋轉體驅動軸201b之軸以固定間隔配置10～12個(於圖2(c)之例中為12個)離心翼片211c，則能夠有效地實現氣泡之微細化。 又，離心翼片211c之配向(圖2(c)中所示之傾斜角度B)於能夠對於被泵吸入部202吸入之氣液賦予離心力之範圍內，可取任意之配向。例如，可既可為與旋轉體驅動軸201b之旋轉方向垂直(傾斜角度B為約90°)之朝向，亦可以沿著旋轉方向之朝向傾斜(傾斜角度B超過0°～未達90°)，亦可以與旋轉方向相反之朝向傾斜(傾斜角度B超過90°～未達180°)。於一實施形態中，傾斜角度B可為約120°～約170°、約130°～約170°、約130°～約160°、約120°～約150°、約120°～約140、或約130°～約140°。傾斜角度B可於每個離心翼片相同，亦可不同。於較佳之實施形態中，如圖2(c)所示，以沿著與旋轉體驅動軸201b之旋轉方向X相反之方向之朝向，將傾斜角度B設為約135°，但本發明並不限定於此。 離心翼片211c之配向(傾斜角度B)於離心翼片211c為具有特定曲率半徑之彎曲板狀之情形時，由其曲率半徑決定。若使曲率半徑(傾斜角度B)過大，則雖流體壓力上升，迴旋流速變快，故能夠有效率地實現氣泡之微細化，但亦存在導致空穴作用之產生，阻礙穩定之氣液供給之情形。又，若使曲率半徑(傾斜角度B)過小，則相反地流體壓力下降，迴旋流速變慢，因此，存在氣泡之微細化變得無效率之情形，但空穴作用之產生受到抑制，能夠進行穩定之氣液供給。業者可基於所要求之微細氣泡之效率性及氣液供給之穩定性，適當選擇離心翼片211c之配向(傾斜角度B)。例如，離心翼片211c之曲率半徑之大小可為動葉輪212之外形之大小之約1/4～約1/1、約1/3～約3/4、或約1/2～約2/3。 離心翼片211c之配置於能夠對被泵吸入部202吸入之氣液賦予離心力產生迴旋流之範圍內，可於任意之位置配置任意之數量。例如，既可配置1個離心翼片211c，亦可於旋轉體驅動軸201b之圓周方向，以固定間隔配置複數個離心翼片211c，亦可於旋轉體驅動軸201b之圓周方向，分別以不同間隔配置複數個離心翼片211c。於較佳之實施形態中，如圖2(c)所示，沿旋轉體驅動軸201b之圓周方向，以固定間隔配置有4個離心翼片211c，但本發明並不限定於此。於旋轉體驅動軸201b沿箭頭X之方向旋轉時，離心翼片211c使從泵吸入部202流入至翼片旋轉體211內之氣液於泵殼體201內，沿圓弧狀之離心翼片211c，朝向泵殼體201之外側移動。 進而，於泵殼體201之內壁，沿其內周面配置有至少1個作為突起部之動葉輪(檔板)212。動葉輪212之形狀在能夠與氣液碰撞之範圍內，可取任意之形狀，所述氣液因離心翼片211c之離心力，朝向泵殼體201之外側迴旋。動葉輪212之形狀例如作為垂直於泵殼體201之軸之剖面形狀，既可為平板狀，亦可為具有特定曲率半徑之彎曲板狀。於較佳之實施形態中，如圖2(c)所示，作為垂直於泵殼體201之軸之剖面形狀為平板狀，但本發明並不限定於此。又，於一實施形態中，離心翼片211c之形狀可沿旋轉體驅動軸201b之軸向平坦，亦可為扭曲而成之螺旋狀。於較佳之實施形態中，離心翼片211c之形狀係沿旋轉體驅動軸201b之軸向為螺旋狀。藉此，能夠使泵裝置100之氣液吸引力進一步提昇。 又，動葉輪212之配向(圖2(c)所示之傾斜角度C)於能夠與氣液碰撞之範圍內，可取任意配向，所述氣液因離心翼片211c之離心力而朝向泵殼體201之外側迴旋。例如，既可為與旋轉方向X垂直(傾斜角度C為約90°)之朝向，亦可以沿著旋轉方向X之朝向傾斜(傾斜角度C超過0°～未達90°)，亦可以與旋轉方向X相反之朝向傾斜(傾斜角度C超過90°～未達180°)。於一實施形態中，傾斜角度C可為約30°～約80°、約40°～約80°、約50°～約80°、約30°～約70°、約40°～約70°、或約45°～約60°。傾斜角度C於每個動葉輪212中既可相同，亦可不同。於較佳之實施形態中，如圖2(c)所示，動葉輪212以沿著旋轉方向X之朝向，將傾斜角度C設為約60°，但本發明並不限定於此。若傾斜角度C成為約30°以下，則由泵殼體201及動葉輪212形成之空間變得過小，藉由離心翼片211c迴旋之迴旋流變得難以良好地進入空間，從而無法產生所需之亂流。 於動葉輪212為具有特定曲率半徑之彎曲板狀之情形時，動葉輪212之配向(傾斜角度C)由其曲率半徑決定。若使曲率半徑(傾斜角度C)過大，則流體壓力上升，迴旋流速變快，因此，雖能夠有效率地實現氣泡之微細化，但存在導致空穴作用之產生，阻礙穩定之氣液供給之情形。又，若曲率半徑(傾斜角度C)過小，則相反地流體壓力下降，迴旋流速變慢，因此，雖存在氣泡之微細化變得無效率之情形，但空穴作用之產生受到抑制，能夠進行穩定之氣液供給。業者可基於所要求之微細氣泡之效率性及氣液供給之穩定性，適當選擇動葉輪212之配向(傾斜角度C)。例如，動葉輪212之曲率半徑之大小可為動葉輪212之外形之大小之約1/4～約1/1、約1/3～約3/4、或約1/2～約2/3。 於一實施形態中，離心翼片211c之配向與動葉輪212之配向之關係可取任意之關係。例如，離心翼片211c與動葉輪212之配向可相同，離心翼片211c與動葉輪212之配向亦可不同。於較佳之實施形態中，於離心翼片211c進行旋轉，離心翼片211c之前端與動葉輪212之前端相互對向時，離心翼片211c與動葉輪212成為大致直線。如此，藉由設為直線，而迴旋流能夠順暢地流入至泵殼體201之內壁與動葉輪212間之空間。 動葉輪212之配置於能夠與氣液碰撞之範圍內，可於任意位置配置任意數量，上述氣液藉由離心翼片211c之離心力而朝向泵殼體201之外側迴旋。例如，可配置1個動葉輪212，亦可沿泵殼體201之圓周方向，以固定間隔配置複數個動葉輪212，亦可沿泵殼體201之圓周方向，分別以不同間隔配置複數個動葉輪212。於較佳之實施形態中，如圖2(c)所示，沿泵殼體201之圓周方向，以固定間隔配置有10個之動葉輪212，但本發明並不限定於此。 於一實施形態中，離心翼片211c與動葉輪212之間之小間隙(clearance)可取任意之值。若使間隙過小，則雖迴旋流速提昇，但噴出水量下降，從而無法確保所需之氣液噴出量。相反地，若使間隙過大，則雖可確保所需之氣液噴出量，但迴旋流速下降，於離心翼片211c與動葉輪212之間無法獲得所需之亂流，從而氣泡之微細化變得困難。基於所要求之氣液噴出量及微細氣泡徑等條件，選擇離心翼片211c與動葉輪212之間之間隙。例如，間隙之距離為約0.5 mm～約5 mm、約0.7 mm～約3 mm、或約1 mm～約2 mm。 根據此種構造之泵裝置200，於利用泵驅動部201a驅動泵本體200a之旋轉部即翼片旋轉體211，將包含氣泡之氣液M1從泵吸入部202供給至泵殼體201內之狀態下，藉由翼片旋轉體211之旋轉，泵殼體201內之氣液M1於泵殼體201內迴旋。如此，若氣液M1於泵殼體201內迴旋，則藉由離心力，而使泵殼體201內之氣液M1一邊於泵殼體201內迴旋，一邊從泵殼體201之中心吸引至泵殼體201之內壁面側，與泵殼體201之內壁上設置之動葉輪212碰撞。如此，藉由氣液M1碰撞動葉輪212，而將氣液M1中包含之氣泡更細地分割。又，離心翼片211c與動葉輪212之間之較小之間隙中存在之氣液受到成為剪切力之離心翼片211c之離心力，藉此，將氣泡更細地分解。如此，本發明之泵裝置200藉由於泵本體200a之內壁設置突起部(動葉輪212)，而與不設置突起部(動葉輪212)之情況相比，能夠有效率地產生微細氣泡，因此，能夠實現泵裝置及微細氣泡產生系統之小型化。又，本發明之泵裝置200除了具有吸入氣液且將氣液噴出至外部之泵本來之功能以外，亦具有將氣液中包含之氣泡微細化之新穎之功能。 (實施形態3-氣泡微細化裝置) 圖3係用以說明本發明之實施形態3之氣泡微細化裝置300之圖，圖3(a)表示氣泡微細化裝置300之外觀，圖3(b)表示圖3(a)之IIIb-IIIb線剖面之構造，圖3(c)係將圖3(b)之IIIc部分放大表示。 如圖3(a)及圖3(b)所示，該實施形態3之氣泡微細化裝置300具有：外側筒狀體310，其係氣泡微細化裝置本體，且具有內壁及外壁；內側柱狀體320，其係使氣液迴旋之迴旋部；氣液導入部301，其用以將氣液導入至外側筒狀體310內部；及氣液噴出部302，其用以將氣液從外側筒狀體310內部噴出至外部。此處，氣液導入部301設置於外側筒狀體310之一端，氣液噴出部302設置於外側筒狀體310之另一端。 如圖3(b)所示，外側筒狀體310與內側柱狀體320係內側柱狀體320嵌合於外側筒狀體310內，藉此，形成用以使氣液M2一邊迴旋一邊從外側筒狀體310之一端側流向另一端側之迴旋通路Rp2。 圖4係用以說明圖3(b)所示之氣泡微細化裝置300之零件之圖，圖4(a)表示氣泡微細化裝置300之外側筒狀體310，圖4(b)表示構成氣泡微細化裝置300之內側柱狀體320。 外側筒狀體310具有：導入側周壁部311，其具有氣液導入部301；噴出側周壁部313，其具有氣液噴出部302；及筒狀體凹凸部312，其位於導入側周壁部311與噴出側周壁部313之間，且沿外側筒狀體310之大致軸向排列。於一實施形態中，設置於筒狀體凹凸部312之凹凸之形狀可取任意形狀。例如，於外側筒狀體310之軸向之剖面(圖4(a)所示之剖面)中，例如，可為四邊形，亦可為三角形，亦可為半圓形。於一實施形態中，設置於筒狀體凹凸部312之凹凸之外側筒狀體310之軸向之配置間隔可為任意間隔。例如，可為固定間隔，亦可根據配置之部位使凹凸之間隔不同，亦可為螺旋狀。例如，設置於筒狀體凹凸部312之凹凸之外側筒狀體310之軸向之配置間隔為固定間隔，且為約0.5～約7 mm、約1～約5 mm、約2～約3 mm。於較佳之實施形態中，如圖3(c)所示，設置於筒狀體凹凸部312之凹凸為螺旋狀之螺溝312a，以與下述設置於柱狀體凹凸部之凹凸成為嵌套狀態之方式配置，但本發明並不限定於此。 內側柱狀體320具有嵌合於外側筒狀體310之導入側周壁部311之導入側端部321、嵌合於外側筒狀體310之噴出側周壁部313之噴出側端部325、及與外側筒狀體310之筒狀體凹凸部312對向之柱狀體凹凸部323。 於一實施形態中，設置於柱狀體凹凸部323之凹凸之形狀可取任意形狀。例如，於內側柱狀體320之軸向之剖面(圖4(b)所示之剖面)中，例如，可為四邊形，亦可為三角形，亦可為半圓形。於一實施形態中，設置於柱狀體凹凸部323之凹凸沿內側柱狀體320之軸向之配置間隔可為任意間隔。例如，可為固定間隔，亦可根據配置之部位使凹凸之間隔不同，亦可為螺旋狀。 例如，設置於筒狀體凹凸部312之凹凸沿外側筒狀體310之軸向之配置間隔為固定間隔，且為約0.5～約7 mm、約1～約5 mm、約2～約3 mm。於較佳之實施形態中，如圖3(c)所示，設置於柱狀體凹凸部323之凹凸為螺旋狀之螺牙323a，以與設置於筒狀體凹凸部312之螺溝312a成為嵌套狀態之方式配置，但本發明並不限定於此。 於一實施形態中，設置於柱狀體凹凸部323之螺牙323a與設置於筒狀體凹凸部312之螺溝312a之間隙之距離可為任意距離。例如，可為固定間隔，亦可根據配置之部位使凹凸之間隔不同。例如，設置於柱狀體凹凸部323之螺牙323a與設置於筒狀體凹凸部312之螺溝312a之間隙之距離為約0.5～約7 mm、約1～約5 mm、約1.5～約3 mm。 內側柱狀體320之導入側端部321與柱狀體凹凸部323之間之部分成為對於導入之氣液M2賦予迴旋力之導入側迴旋部322，內側柱狀體320之噴出側端部325與柱狀體凹凸部323之間之部分成為對於噴出之氣液M3賦予迴旋力之噴出側迴旋部324。 此處，如圖3(c)、圖4(a)、圖4(b)所示，於柱狀體凹凸部323之外周面，以與螺溝312a成為互相嵌套狀態之方式，形成有螺紋旋向相反之螺牙323a，所述螺溝312a形成於筒狀體凹凸部312之內周面。於外側筒狀體310之筒狀體凹凸部312之內周面與內側柱狀體320之柱狀體凹凸部323之外周面對向之部分，一邊沿外側筒狀體310之筒狀體凹凸部312之螺溝312a迴旋一邊從外側筒狀體310之一端側流至另一端側之氣液M2，與內側柱狀體320之柱狀體凹凸部323之螺牙323a碰撞。 根據此種構成之實施形態3之氣泡微細化裝置300，將供給至氣泡微細化裝置300的氣液M2從氣液導入部301導入至迴旋通路Rp2。導入至迴旋通路Rp2之氣液M2藉由從氣液導入部301導入之勢頭，而於外側筒狀體310之導入側周壁部311與內側柱狀體320之導入側迴旋部322之間，被賦予迴旋力。被賦予迴旋力之氣液M2通過外側筒狀體310之筒狀體凹凸部312之內周面與內側柱狀體320之柱狀體凹凸部323之外周面對向之部分，流入至外側筒狀體310之噴出側周壁部313與內側柱狀體320之噴出側迴旋部324之間之部分。氣液M2通過外側筒狀體310之筒狀體凹凸部312之內周面與內側柱狀體320之柱狀體凹凸部323之外周面對向之部分時，一邊沿外側筒狀體310之筒狀體凹凸部312之螺溝312a迴旋一邊從外側筒狀體310之一端側流至另一端側，因此，氣液M2與內側柱狀體320之柱狀體凹凸部323之螺牙323a碰撞。藉由該碰撞，氣液M2中包含的氣泡被更細地分割。其後，氣泡經微細化之氣液M3於外側筒狀體310之噴出側周壁部313與內側柱狀體320之噴出側迴旋部324之間之部分，被賦予迴旋力，從而從氣液噴出部302排出至氣泡微細化裝置300之外部。如此，本發明之氣泡微細化裝置300藉由於外側筒狀體310具備凹凸(螺溝312a)及/或於內側柱狀體320具備凹凸(螺牙323a)，而與於外側筒狀體310及/或內側柱狀體320不具備凹凸之情況相比，能夠有效率地產生微細氣泡，因此，能夠實現氣泡微細化裝置及微細氣泡產生系統之小型化。 氣泡微細化裝置300亦可基於要求之微細氣泡之大小或量，視需要將複數個(例如，3個以上)串聯連結而使用。尤其，於將氣體之導入設為強制式，從氣體導入部102及/或泵裝置200與微細氣泡化裝置300之間之管路進行導入之情形時有效，且能夠產生大量微細氣泡。 (實施形態4-微細氣泡產生系統) 本實施形態4之微細氣泡產生系統1000具備實施形態1之氣液混合裝置100、實施形態2之泵裝置200及實施形態3之氣泡微細化裝置300中之任意1個以上。於一實施形態中，本發明之微細氣泡產生系統具備實施形態1之氣液混合裝置100及實施形態2之泵裝置200。於另一實施形態中，本發明之微細氣泡產生系統具備實施形態2之泵裝置200及實施形態3之氣泡微細化裝置300。於另一實施形態中，本發明之微細氣泡產生系統具備實施形態1之氣液混合裝置100及實施形態3之氣泡微細化裝置300。 圖5係用以說明本發明之實施形態4之微細氣泡產生系統1000之圖，且模式性地表示該微細氣泡產生系統1000之構成。本實施形態4之微細氣泡產生系統1000具備實施形態1之氣液混合裝置100、實施形態2之泵裝置200及實施形態3之氣泡微細化裝置300。此處，氣液混合裝置100之氣液噴出部104藉由配管(未圖示)連接於泵裝置200之泵殼體201，泵裝置200之泵噴出部203藉由配管(未圖示)連接於氣泡微細化裝置300之氣液導入部301。藉此，於該微細氣泡產生系統1000中，所供給之氣體Ar及液體Wa藉由泵裝置200之泵送力導入至氣液混合裝置100，且導入至氣液混合裝置100之氣體Ar及液體Wa藉由泵裝置200之泵送力，在氣液混合裝置100中進行混合，且作為氣液M1供給至泵裝置200。進而，於泵裝置200中，藉由泵裝置200之泵送力，於泵裝置200內部，進一步進行氣泡之微細化，進而包含經微細化之氣泡之氣液M2從泵裝置200供給至氣泡微細化裝置300。於氣泡微細化裝置300中，所供給之氣液M2藉由泵裝置200之泵送力一邊迴旋，一面從氣泡微細化裝置300之氣液導入部301送至氣液噴出部302，此時，產生氣液M2中包含之氣泡經進一步微細化而成之氣液M3。 如此，本發明之微細氣泡產生系統1000於氣液混合裝置100具備檔板110b，於泵裝置200具備動葉輪212及於氣泡微細化裝置300具備螺溝312a、螺牙323a，藉此，即便分別單獨使用氣液混合裝置100、泵裝置200以及氣泡微細化裝置300，亦能夠更有效率地產生微細氣泡，因此，能夠實現微細氣泡產生系統之小型化。又，亦應注意本發明之微細氣泡產生系統1000能夠同時有效率地進行送水及微細氣泡產生。 本發明之微細氣泡產生系統1000中產生之氣液M3從氣泡微細化裝置300排出，對於各種用途、例如對浴缸之供水、對蓮蓬頭之供水、或者對洗衣機之供水等小規模水環境有用，此外，當然亦能夠用於大規模水環境。 圖6係用以說明圖5所示之微細氣泡產生系統1000之使用例之立體圖。 於圖6所示之微細氣泡產生系統1000之使用例中，微細氣泡產生系統1000所產生之氣液M3被供給至浴缸50。此處，於浴缸本體51設置有浴缸供水口52及浴缸排水口53。浴缸供水口52與微細氣泡產生系統1000之氣液噴出部302連接，浴缸排水口53與微細氣泡產生系統1000之液體導入部103連接。 根據此種構成，氣液M3於微細氣泡產生系統1000與浴缸50之間循環，於浴缸50中，不斷從微細氣泡產生系統1000供給氣泡經微細化之氣液M3。 如上所述，使用本發明之較佳之實施形態對本發明進行了例示，但本發明不應限定於該實施形態進行解釋。應理解本發明應僅根據申請專利範圍解釋其範圍。應理解業者能夠根據本發明之具體之較佳之實施形態之記載，基於本發明之記載及技術常識，在相等之範圍內進行實施。應理解本說明書中引用的文獻，其內容本身具體地與本說明書中記載之內容同樣地，其內容應作為對本說明書之參考進行援用。 [產業上之可利用性] 本發明於產生包含微細氣泡之氣液之領域中有用。

50‧‧‧浴缸

51‧‧‧浴缸本體

52‧‧‧浴缸入口

53‧‧‧浴缸出口

100‧‧‧氣液混合裝置

101‧‧‧混合容器(容器本體)

101a‧‧‧圓筒部

101b‧‧‧縮徑部

102‧‧‧氣體導入部

103‧‧‧液體導入部

104‧‧‧氣液噴出部

110‧‧‧迴旋部

110a‧‧‧迴旋部本體

110b‧‧‧檔板

111‧‧‧氣體通路

121‧‧‧槽

200‧‧‧泵裝置

200a‧‧‧泵本體

201‧‧‧泵殼體

201a‧‧‧泵驅動部

201b‧‧‧旋轉體驅動軸

202‧‧‧泵吸入部

203‧‧‧泵噴出部

211‧‧‧翼片旋轉體

211a‧‧‧軸側旋轉板

211b‧‧‧對向旋轉板

211c‧‧‧離心翼片

212‧‧‧動葉輪

300‧‧‧氣泡微細化裝置

301‧‧‧氣液導入部

302‧‧‧氣液噴出部

310‧‧‧外側筒狀體

311‧‧‧導入側周壁部

312‧‧‧筒狀體凹凸部

312a‧‧‧螺溝

313‧‧‧噴出側周壁部

320‧‧‧內側柱狀體

321‧‧‧導入側端部

322‧‧‧導入側迴旋部

323‧‧‧柱狀體凹凸部

323a‧‧‧螺牙

324‧‧‧噴出側迴旋部

325‧‧‧噴出側端部

1000‧‧‧微細氣泡產生系統

A‧‧‧傾斜角度

B‧‧‧傾斜角度

C‧‧‧傾斜角度

Ba‧‧‧氣泡

M1‧‧‧氣液

M2‧‧‧氣液

M3‧‧‧氣液

Rp‧‧‧迴旋流路

Rp2‧‧‧迴旋通路

S‧‧‧迴旋方向

Wa‧‧‧液體

Wb‧‧‧液體

X‧‧‧旋轉方向

圖1係用以說明本發明之實施形態1之旋風方式之氣液混合裝置之圖，圖1(a)表示氣液混合裝置100之外觀，圖1(b)表示圖1(a)之Ib-Ib線剖面之構造，圖1(c)表示圖1(b)之Ic-Ic剖面之構造。 圖2係用以說明本發明之實施形態2之泵裝置之圖，圖2(a)表示泵裝置200之外觀，圖2(b)表示圖2(a)之IIb-IIb線剖面之構造，圖2(c)表示圖2(b)之IIc-IIc線剖面之構造。 圖3係用以說明本發明之實施形態3之氣泡微細化裝置300之圖，圖3(a)表示氣泡微細化裝置300之外觀，圖3(b)表示圖3(a)之IIIb-IIIb線剖面之構造，圖3(c)係將圖3(b)之IIIc部分放大表示。 圖4係用以說明圖3(b)所示之氣泡微細化裝置300之零件之圖，圖4(a)表示氣泡微細化裝置300之外側筒狀體310，圖4(b)表示構成氣泡微細化裝置300之內側柱狀體320。 圖5係用以說明本發明之實施形態4之微細氣泡產生系統1000之圖，且模式性地表示該微細氣泡產生系統1000之構成。 圖6係用以說明圖5所示之微細氣泡產生系統1000之使用例之立體圖。

Claims (20)

1. 一種氣液混合裝置，其係用以產生包含微細氣泡之氣液者，且具備： 容器本體，其具有外壁及內壁； 液體導入部，其用以將液體導入至上述容器本體內； 氣體導入部，其用以將氣體導入至上述容器本體內； 上述容器本體內之迴旋部，其用以使上述液體及上述氣體迴旋，而產生上述氣液；及 氣液噴出部，其將上述氣液噴出。
2. 如請求項1之氣液混合裝置，其中上述迴旋部為大致圓柱體，且上述迴旋部之表面之至少一部分沿大致軸向具有至少1個沿著上述迴旋部之圓周方向之凹部。
3. 如請求項2之氣液混合裝置，其中上述至少1個凹部具有至少1個繞上述迴旋部之軸朝向內壁突出之突起部。
4. 如請求項3之氣液混合裝置，其中上述至少1個突起部係相對於上述迴旋部之徑向傾斜。
5. 如請求項1至4中任一項之氣液混合裝置，其中上述內壁至少局部地具有朝向上述氣液噴出部縮徑之形狀。
6. 如請求項1至5中任一項之氣液混合裝置，其中上述液體導入部係於切線方向上連接於上述內壁。
7. 一種泵裝置，其係用以產生包含微細氣泡之氣液者，且具備： 泵本體，其具有外壁及內壁； 泵吸入部，其吸入上述氣液； 旋轉部，其係以吸入之上述氣液迴旋之方式旋轉； 驅動部，其使上述旋轉部旋轉；及 氣液噴出部，其將上述迴旋之氣液噴出。
8. 如請求項7之泵裝置，其中上述旋轉部具有至少1個離心翼片。
9. 如請求項7或8之泵裝置，其中上述內壁具有至少1個於上述內壁之圓周方向上配置之突起部。
10. 如附屬於請求項8之請求項9之泵裝置，其中上述離心翼片之配向與上述突起部之配向不同。
11. 一種氣泡微細化裝置，其係用以產生包含微細氣泡之氣液者，且具備： 氣泡微細化裝置本體，其具有外壁及內壁； 氣液導入部，其將上述氣液導入； 迴旋部，其使導入之上述氣液迴旋；及 氣液噴出部，其將上述氣液噴出。
12. 如請求項11之氣泡微細化裝置，其中上述迴旋部為大致圓柱體，且於表面之至少一部分具有沿大致軸向排列之凹凸。
13. 如請求項11或12之氣泡微細化裝置，其中上述內壁於至少一部分具有沿上述內壁之大致軸向排列之凹凸。
14. 如附屬於請求項12之請求項13之氣泡微細化裝置，其中上述迴旋部之凹凸與上述內壁之凹凸互為嵌套狀。
15. 如請求項14之氣泡微細化裝置，其中上述迴旋部之凹凸及上述內壁之凹凸係以螺旋狀設置。
16. 一種用以產生包含微細氣泡之氣液之系統，其具備： 如請求項1至6中任一項之氣液混合裝置； 如請求項7至10中任一項之泵裝置；及 如請求項11至15中任一項之氣泡微細化裝置。
17. 一種氣液混合方法，其係用以使用如請求項1記載之氣液混合裝置產生包含微細氣泡之氣液者，且包括： 液體導入步驟，其係將液體自液體導入部導入至容器本體內； 氣體導入步驟，其係將氣體自氣體導入部導入至上述容器本體內； 利用上述容器本體內之迴旋部，使導入至上述容器本體內之上述液體及上述氣體迴旋，而產生氣液之步驟；及 利用氣液噴出部將上述氣液噴出之步驟。
18. 一種用以使用如請求項7之泵裝置產生包含微細氣泡之氣液之方法，其包括如下步驟： 將氣液吸入至泵吸入部； 利用旋轉部使吸入至上述泵吸入部之上述氣液以迴旋之方式旋轉；及 利用氣液噴出部將以迴旋之方式旋轉之上述氣液噴出。
19. 一種氣泡微細化方法，其係用以使用如請求項11之氣泡微細化裝置產生包含微細氣泡之氣液者，且包括如下步驟： 將氣液導入至氣液導入部； 利用迴旋部使導入之上述氣液迴旋；及 利用氣液噴出部將迴旋之上述氣液噴出。
20. 一種產生包含微細氣泡之氣液之方法，其包括： 如請求項17之氣液混合方法中之各步驟； 如請求項18之方法中之各步驟；及 如請求項19之氣泡微細化方法中之各步驟。