TWI653094B - 循環流式氣泡產生噴嘴 - Google Patents

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Abstract

提供一種循環流式氣泡產生噴嘴,該循環流式氣泡產生噴嘴係即使使用含有雜質之液體,亦不會降低氣泡產生效率,又,可比以往更提高氣泡產生效率。
循環流式氣泡產生噴嘴10具有:截面圓形之有底管狀的有底構件1、與被嵌入有底構件1之另一端側的筒狀構件2。將由有底構件1及筒狀構件2所包圍之大致圓柱形的空間作為氣液循環流式攪拌混合室6。筒狀構件2係在其中央具有可使液體及氣體流入之流入孔7、及可噴出液體及氣體之第1噴出孔8a與第2噴出孔8b。流入孔7形成從第1噴出孔8a朝向氣液循環流式攪拌混合室6之方向連續地擴徑之錐狀。又,在流入孔7之氣液循環流式攪拌混合室6側的端面,設置複數個缺口部7a。

Description

循環流式氣泡產生噴嘴
本發明係有關於一種產生含有細氣泡(奈米氣泡或/及微米氣泡)之氣泡(bubble)的循環流式氣泡產生噴嘴。
自以往,本發明者們係如下述之專利文獻1的揭示所示,發明了可產生氣泡之噴嘴。此噴嘴係一種循環流式氣泡產生噴嘴,其特徵為具有:氣液循環流式攪拌混合室,係藉循環狀之流動將液體及氣體攪拌混合,作為混合流體;液體供給孔,係設置於該氣液循環流式攪拌混合室之一端,並將已被加壓之液體供給至該氣液循環流式攪拌混合室;氣體所流入之一個以上的氣體流入孔;氣體供給室,係設置於該氣液循環流式攪拌混合室之另一端側,並使從該氣體流入孔所流入之氣體一面以該液體供給孔之中心軸為中心環繞,一面從周圍之全部或一部分的位置朝向該氣液循環流式攪拌混合室之一端側,被供給至該氣液循環流式攪拌混合室;以及噴出孔,係以與該液體供給孔之中心軸一致的方式設置於該氣液循環流式攪拌混合室之另一端,並具有比該液體供給孔之孔徑更大的孔徑,使該混合流體從該氣液循環流式攪拌混合室噴出。
【先行專利文獻】 【專利文獻】
[專利文獻1]特開2009-189984號公報
可是,在專利文獻1所記載之氣泡產生噴嘴,若使用含有比較多之鈣或微生物(包含貝類之浮游生物等。以下相同。)等之雜質的液體(污泥、海水等)來產生氣泡,在噴嘴之氣液循環流式攪拌混合室與氣體供給室之間,因空洞(在液體之流動中因壓力差而在短時間內發生氣泡之產生與消滅的物理現象)所造成的噴灑現象(液體飛濺的現象),而有由鈣或微生物之屍體等的雜質所構成之污泥(固態物)或/及積垢(所謂的水垢)析出、固著的情況。在此情況,從氣體供給室往氣液循環流式攪拌混合室之氣體供給受到阻礙,而氣體供給量減少,使氣泡產生效率逐漸降低。又,在由專利文獻1所代表之氣泡產生噴嘴,亦被要求進一步提高氣泡產生效率。
因此,本發明之目的在於提供一種循環流式氣泡產生噴嘴,該循環流式氣泡產生噴嘴係即使使用含有雜質之液體,亦不會降低氣泡產生效率,又,可比以往更提高氣泡產生效率。
(1)本發明之循環流式氣泡產生噴嘴的特徵為具有:氣液循環流式攪拌混合室,係藉循環狀之流動將液體及氣體攪拌混合,作為混合流體;液體供給孔,係設置於該氣液循環流式攪拌混合室之一端,並將已被加壓之液體供給至該氣液循環流式攪拌混合室;氣體所流入之一個以上的氣體流入孔; 氣體供給室,係設置於該氣液循環流式攪拌混合室之另一端側,並使從該氣體流入孔所流入之氣體一面以該液體供給孔之中心軸為中心環繞,一面從周圍之全部或一部分的位置朝向該氣液循環流式攪拌混合室之一端側,被供給至該氣液循環流式攪拌混合室;噴出孔,係以與該液體供給孔之中心軸一致的方式設置於該氣液循環流式攪拌混合室之另一端,並具有比該液體供給孔之孔徑更大的孔徑,使該混合流體從該氣液循環流式攪拌混合室噴出;以及錐部,係設置成從該噴出孔朝向該氣液循環流式攪拌混合室之方向連續地擴徑;至少一個缺口部形成於該錐部之該氣液循環流式攪拌混合室側的端部。
若依據該(1)之構成,經由液體供給孔將液體供給至氣液循環流式攪拌混合室,而且經由氣體供給室將氣體供給至氣液循環流式攪拌混合室。藉此,從噴出孔噴出氣液循環流式攪拌混合室內之混合流體時,在氣液循環流式攪拌混合室內,產生含有氣體之液體之循環狀的流動(有時以「循環流動」或「循環流」表達)。
在此,循環流動意指按照在從液體供給孔往噴出孔之液體的流動流動後,在噴出孔附近,因來自噴出孔之外部氣體及/或外部液體的流入而反轉後,沿著氣液循環流式攪拌混合室的內壁流動,再按照從液體供給孔所供給之液體的流動流動之一連串的流動。此外,所產生之循環流動的速度係可根據液體及氣體之供給量與壓力,進行從低速至高速之某種程度的控制。因此,調整液體及氣體之供給量與壓力,使循環流動的速度更增加,藉此,亦可形成高速循環流動。
從噴出孔噴出氣液循環流式攪拌混合室內之混合流體時,因為氣液循環流式攪拌混合室內成為負壓,所以氣體從氣體流入孔經由氣體供給室流入,而且因為噴出孔之孔徑形成為比液體供給孔的孔徑更大,所以在噴出孔,外部氣體或/及外部液體從噴出孔的內壁與混合流體的周圍之間流入氣液循環流式攪拌混合室(根據外部環境,外部氣體及/或外部液體流入。)。
在此,(a)從氣體供給室被供給至氣液循環流式攪拌混合室內的氣體係藉在氣體供給室與氣液循環流式攪拌混合室之邊界所產生的擾流細分化後,(b)一面在循環流動被攪拌、剪斷,(c)一面藉在一部分與從液體供給孔所供給之液體碰撞時所產生的擾流更細分化後,從噴出孔噴出。(d)此外,藉從噴出孔流入氣液循環流式攪拌混合室內之外部氣體或外部液體,將循環流動中之氣體更細分化。在這些(a)~(d)的步驟被微細化之氣泡的產生機制是循環流式氣泡產生噴嘴的特徵,是其他的噴嘴所缺少的優點。
進而,(e)從氣體流入孔所流入之氣體係在氣體供給室一面以液體供給孔之中心軸為中心環繞,一面從周圍之全部或一部分的位置朝向氣液循環流式攪拌混合室之一端側,被供給至氣液循環流式攪拌混合室內。藉該(e)之步驟,因為提高氣液循環流式攪拌混合室內之真空度,所以可使從氣體流入孔所流入之氣體的量更增加,而促進氣泡的產生。
因此,雖然是比以往製品更簡單的構成,卻可產生平均直徑未滿100μm之氣泡,尤其包含平均直徑約20μm之 微米氣泡及奈米氣泡的細氣泡。又,因為是比以往製品更簡單的構成,所以可比以往製品更小形化。
又,若依據該(1)的構成,利用流入孔(錐部之氣液循環流式攪拌混合室側的端部)之缺口部,藉高速循環流動所產生之擾流可將氣體攪拌、剪斷、更細分化。又,即使(a)因在是氣體供給室與氣液循環流式攪拌混合室之邊界的氣液邊界部所產生之空洞所造成的噴灑現象,從氣液循環流式攪拌混合室進入氣體供給室內的飛沫液體、或/及(b)氣液邊界部附近之細氣泡在氣液邊界部附近乾燥、濃縮、或聚集,而在氣體供給室的壁部,鈣等之積垢或/及污泥析出並固著,亦因為流入孔之缺口部的部分依然以空間存在,所以例如不會成為連續之環狀的積垢或/及污泥。又,因為流入孔之缺口部具有充分的空間,所以即使進入缺口部的周圍之氣體供給室內的飛沫液體成為積垢或/及污泥,亦這次係可藉在空洞之自動崩潰時所產生之震波及對細氣泡等之碰撞時因崩潰所產生之震波破壞至少在缺口部之側部所析出並固著的積垢或/及污泥。因此,因為氣體供給室不會塞住(鈣等不會析出並固著於缺口部之空間部分及缺口部之至少側部),所以可防止阻礙來自氣體供給室的氣體供給。結果,在該(1)之循環流式氣泡產生噴嘴,即使使用含有雜質之液體,氣泡產生效率亦不會降低。藉此,因為從氣體流入孔所流入之氣體被穩定地供給至氣液循環流式攪拌混合室,所以可使氣液循環流式攪拌混合室內之高速循環流動變成穩定。
(2)在該(1)之循環流式氣泡產生噴嘴,從該缺口部 朝向該氣體供給室更延設缺口較佳。
若依據該(2)的構成,進而因為鈣等不會析出並固著於缺口之空間部分,所以可確實地防止阻礙來自氣體供給室的氣體供給。結果,在本發明之循環流式氣泡產生噴嘴,即使使用含有雜質之液體,氣泡產生效率亦確實地不會降低。藉此,因為從氣體流入孔所流入之氣體被穩定地供給至氣液循環流式攪拌混合室,所以可使氣液循環流式攪拌混合室內之高速循環流動確實地變成穩定。
(3)作為別的觀點,本發明之循環流式氣泡產生噴嘴的特徵為具有:氣液循環流式攪拌混合室,係藉循環狀之流動將液體及氣體攪拌混合,作為混合流體;液體供給孔,係設置於該氣液循環流式攪拌混合室之一端,並將已被加壓之液體供給至該氣液循環流式攪拌混合室;氣體所流入之一個以上的氣體流入孔;氣體供給室,係設置於該氣液循環流式攪拌混合室之另一端側,並使從該氣體流入孔所流入之氣體一面以該液體供給孔之中心軸為中心環繞,一面從周圍之全部或一部分的位置朝向該氣液循環流式攪拌混合室之一端側,被供給至該氣液循環流式攪拌混合室;噴出孔,係以與該液體供給孔之中心軸一致的方式設置於該氣液循環流式攪拌混合室之另一端,並具有比該液體供給孔之孔徑更大的孔徑,使該混合流體從該氣液循環流式攪拌混合室噴出;以及凹狀之氣體積存部,係設置於該氣體供給室之該氣液循環流式攪拌混合室側,並形成於該氣體供給室之周圍的全部或一部分的位置。
若依據該(3)的構成,與該(1)之循環流式氣泡產生 噴嘴一樣,雖然是比以往製品更簡單的構成,卻可產生平均直徑未滿100μm之氣泡,尤其包含平均直徑約20μm之微米氣泡及奈米氣泡的細氣泡。又,因為是比以往製品更簡單的構成,所以可比以往製品更小形化。
又,藉氣體積存部,可使從氣體流入孔所流入之氣體的量更增加,促進氣泡的產生。又,即使(a)因在是氣體供給室與氣液循環流式攪拌混合室之邊界的氣液邊界部所產生之空洞所造成的噴灑現象,進入氣體供給室內的飛沫液體、或/及(b)氣液邊界部附近之細氣泡在氣液邊界部附近乾燥、濃縮、或聚集,而在氣體供給室的壁部(例如在氣體供給室距離氣液循環流式攪拌混合室約數mm的位置),鈣等之積垢或/及污泥析出並固著成環狀,亦因為藉氣體積存部確保充分的空間,所以氣體供給室不會被阻塞。結果,在該(3)之循環流式氣泡產生噴嘴,即使使用含有雜質之液體,氣泡產生效率亦不會降低。藉此,因為從氣體流入孔所流入之氣體被穩定地供給至氣液循環流式攪拌混合室,所以可使氣液循環流式攪拌混合室內之高速循環流動變成穩定。
(4)在該(3)之循環流式氣泡產生噴嘴,亦可係在該氣液循環流式攪拌混合室的內壁,設置將該氣液循環流式攪拌混合室內之混合流體進一步攪拌混合之凹狀的攪拌混合部。
若依據該(4)的構成,因為可更形成循環流,所以可將氣液循環流式攪拌混合室內之混合流體進一步攪拌混合。藉此,可更高效率地產生細氣泡。
(5)作為別的觀點,本發明之循環流式氣泡產生噴 嘴的特徵為具有:氣液循環流式攪拌混合室,係藉循環狀之流動將液體及氣體攪拌混合,作為混合流體;液體供給孔,係設置於該氣液循環流式攪拌混合室之一端,並將已被加壓之液體供給至該氣液循環流式攪拌混合室;氣體所流入之一個以上的氣體流入孔;氣體供給室,係設置於該氣液循環流式攪拌混合室之另一端側,並使從該氣體流入孔所流入之氣體一面以該液體供給孔之中心軸為中心環繞,一面從周圍之全部或一部分的位置朝向該氣液循環流式攪拌混合室之一端側,被供給至該氣液循環流式攪拌混合室;噴出孔,係以與該液體供給孔之中心軸一致的方式設置於該氣液循環流式攪拌混合室之另一端,並具有比該液體供給孔之孔徑更大的孔徑,使該混合流體從該氣液循環流式攪拌混合室噴出;以及凹狀之攪拌混合部,係設置於該氣液循環流式攪拌混合室的內壁,並將該氣液循環流式攪拌混合室內之混合流體進一步攪拌混合。
若依據該(5)的構成,與該(1)之循環流式氣泡產生噴嘴一樣,雖然是比以往製品更簡單的構成,卻可高效率地產生平均直徑未滿100μm之氣泡,尤其包含平均直徑約20μm之微米氣泡及奈米氣泡的細氣泡。又,因為是比以往製品更簡單的構成,所以可比以往製品更小形化。
1、21、31、41、51‧‧‧有底構件
2、22、32、42、52‧‧‧筒狀構件
3、23、33、43、53‧‧‧氣體流入孔
4、24、34、44、54‧‧‧氣體供給室
4a、24a、34a、44a、54a‧‧‧間隙
4b、24b、34b、44b、54b‧‧‧槽部
5a、25a、35a、45a、55a‧‧‧第1液體供給孔
5b、25b、35b、45b、55b‧‧‧第2液體供給孔
6、26、36、46、56‧‧‧氣液循環流式攪拌混合室
7、27、37、47、57‧‧‧流入孔
7a、27a、37a、37b、47a、57a、57b‧‧‧缺口部
8a、28a、38a、48a、58a‧‧‧第1噴出孔
8b、28b、38b、48b、58b‧‧‧第2噴出孔
10、20、30、40、50‧‧‧循環流式氣泡產生噴嘴
11‧‧‧軟管
12‧‧‧蓮蓬頭
13‧‧‧氣體用供給管
13a‧‧‧止回閥
14‧‧‧節流閥
24c、44c、54c‧‧‧氣體積存部
55c‧‧‧攪拌混合部
第1圖(a)係表示第1實施形態之氣泡產生噴嘴的示意剖面圖,第1圖(b)係第1圖(a)之I-I箭視剖面圖,第1圖(c)係第1圖(a)之Ⅱ-Ⅱ箭視剖面圖,第1圖(d)係第1圖(a)之Ⅲ- Ⅲ箭視剖面圖。
第2圖係第1圖之循環流式氣泡產生噴嘴的動作說明圖。
第3圖(a)係表示第1實施形態之變形例之循環流式氣泡產生噴嘴的示意剖面圖,第3圖(b)係第3圖(a)之I-I箭視剖面圖,第3圖(c)係第3圖(a)之Ⅱ-Ⅱ箭視剖面圖。
第4圖(a)係表示第2實施形態之氣泡產生噴嘴的示意剖面圖,第4圖(b)係第4圖(a)之I-I箭視剖面圖,第4圖(c)係第4圖(a)之Ⅱ-Ⅱ箭視剖面圖。
第5圖(a)係表示第2實施形態之第1變形例之循環流式氣泡產生噴嘴的示意剖面圖,第5圖(b)係第5圖(a)之I-I箭視剖面圖,第5圖(c)係第5圖(a)之Ⅱ-Ⅱ箭視剖面圖。
第6圖(a)係表示第2實施形態之第2變形例之氣泡產生噴嘴的示意剖面圖,第6圖(b)係第6圖(a)之I-I箭視剖面圖,第6圖(c)係第6圖(a)之Ⅱ-Ⅱ箭視剖面圖。
[第1實施形態]
根據第1圖及第2圖,在以下說明本發明之第1實施形態。第1圖(a)係表示第1實施形態之循環流式氣泡產生噴嘴10的示意剖面圖,第1圖(b)係第1圖(a)之I-I箭視剖面圖,第1圖(c)係第1圖(a)之Ⅱ-Ⅱ箭視剖面圖,第1圖(d)係第1圖(a)之Ⅲ-Ⅲ箭視剖面圖。第2圖係循環流式氣泡產生噴嘴10的動作說明圖。
(循環流式氣泡產生噴嘴10的構成)
如第1圖(a)所示,循環流式氣泡產生噴嘴10具有 截面圓形的有底管狀之作為第1構件的有底構件1、與被嵌入有底構件1的另一端側之作為第2構件的筒狀構件2。而且,將由有底構件1及筒狀構件2所包圍之大致圓柱形的空間作為氣液循環流式攪拌混合室6。
有底構件1係在其側部具有氣體流入孔3,該氣體流入孔3係將循環流式氣泡產生噴嘴10之外部與內部連通,且氣體所流入。此外,氣體流入孔3亦可是2個以上。又,有底構件1係在其底部中央具有被供給從外部所加壓之液體(只要被施加少許壓力之狀態的液體。在以下,有時稱為「加壓液體」。)第1液體供給孔5a與第2液體供給孔5b。從外部所供給之加壓液體係依序通過第1液體供給孔5a、第2液體供給孔5b後,被供給至氣液循環流式攪拌混合室6。第1液體供給孔5a及第2液體供給孔5b之各中心軸係與氣體流入孔3之中心軸交叉。
第2液體供給孔5b係形成從第1液體供給孔5a朝向氣液循環流式攪拌混合室6之方向連續地擴徑之錐狀。此第2液體供給孔5b係在氣液循環流式攪拌混合室6內,使高速循環流從與加壓液體之流動相反的方向與加壓液體之流動匯流,發揮激烈地產生擾流的功用。
筒狀構件2係在其中央具有可使液體及氣體流入之流入孔7、及可噴出液體及氣體之第1噴出孔8a與第2噴出孔8b。流入孔7、第1噴出孔8a以及第2噴出孔8b之各中心軸係與第1液體供給孔5a及第2液體供給孔5b之各中心軸一致。
流入孔7係形成從第1噴出孔8a朝向氣液循環流式攪拌混合室6之方向連續地擴徑之錐狀。又,在流入孔7之氣液循環流式攪拌混合室6側的端面,設置複數個缺口部7a。此流入孔7係發揮使在氣液循環流式攪拌混合室6內之高速循環流動加速的功用。第1噴出孔8a係以一端與流入孔7之一端連接,而且另一端與第2噴出孔8b之一端連接的方式所形成。第2噴出孔8b係形成從第1噴出孔8a朝向與氣液循環流式攪拌混合室6之方向相反的方向連續地擴徑之錐狀。此第2噴出孔8b發揮調整從第1噴出孔8a流入氣液循環流式攪拌混合室6內之外部氣體及/或外部液體的量,而且使第1噴出孔8a之外部側周邊的流動(來自第1噴出孔8a之混合流體的噴出、及外部氣體及/或外部液體的流入)變成穩定的功用。
又,筒狀構件2係在與氣體流入孔3相對向之位置,具有在圓周方向連續的槽部4b。而且,將由槽部4b與有底構件1之內壁面所包圍之環狀的空間作為氣體供給室4。氣體供給室4係藉間隙4a與氣液循環流式攪拌混合室6連通。
如第1圖(d)所示,氣體流入孔3與氣體供給室4係藉間隙4a連通。從氣體流入孔3所流入之氣體係在氣體供給室4,一面以第1液體供給孔5a之中心軸為中心環繞,一面從周圍之全部或一部分的位置通過間隙4a後,朝向氣液循環流式攪拌混合室6之一端側,被供給至氣液循環流式攪拌混合室6。藉此,在氣液循環流式攪拌混合室6之內壁,產生氣體之膜、氣泡或/及微米氣泡,而且高速循環流動被加速。
此外,在有底構件1及筒狀構件2,可使用 SUS304、SUS316等之金屬、樹脂、木材、玻璃、陶瓷、陶瓷器等,但是只要是固體材料,任何材料都可使用。又,在各元件,亦可選擇適材適所的材料。此外,若選擇樹脂、玻璃、陶瓷等,因為耐腐蝕,所以可使循環流式氣泡產生噴嘴10之壽命變長。
氣液循環流式攪拌混合室6係藉循環狀之流動將從第2液體供給孔5b所供給之液體與從氣體供給室4所供給之氣體攪拌混合的空間。將第2液體供給孔5b設置於氣液循環流式攪拌混合室6的一端,並將流入孔7設置於氣液循環流式攪拌混合室6的另一端。又,在氣液循環流式攪拌混合室6之另一端側,設置氣體供給室4與氣體流入孔3。此外,在氣液循環流式攪拌混合室6之內壁,形成凹凸形狀(例如,與所謂的粗皮、陶瓷之熱噴霧塗層相同者、及/或單純的突起形狀等),但是不必施加於內壁整體,亦可僅形成於一部分。此內壁之凹凸形狀係發揮使高速循環流動加速,並提高氣液循環流式攪拌混合室6內之真空度的功用。
(循環流式氣泡產生噴嘴10的動作)
其次,使用第2圖,說明循環流式氣泡產生噴嘴10的動作。第2圖係表示第1圖之循環流式氣泡產生噴嘴10、與循環流式氣泡產生噴嘴10之有底構件1的一端側連接的軟管11、與循環流式氣泡產生噴嘴10之筒狀構件2的另一端側連接的蓮蓬頭12、與循環流式氣泡產生噴嘴10之有底構件1的氣體流入孔3連接的氣體用供給管13、以及調整往氣體用供給管13之外部氣體的流入量之節流閥14的圖。此外,為了簡 化,僅循環流式氣泡產生噴嘴10以示意剖面圖表示。又,氣體用供給管13之一端係可取入外氣,並為了可穩定地產生氣泡,將止回閥13a設置於氣體用供給管13的內部。
首先,從軟管11經由第1液體供給孔5a、第2液體供給孔5b,將加壓液體供給至氣液循環流式攪拌混合室6。在此時,加壓液體係沿著連接第2圖之第1液體供給孔5a、第2液體供給孔5b、與流入孔7及第1噴出孔8a的線上流動後,其大部分從第1噴出孔8a一面擴大一面噴出,而且從第2噴出孔8b經由第1噴出孔8a,藉外部氣體及/或外部液體的流入,其一部分形成高速循環流(第2圖之氣液循環流式攪拌混合室6內之大致橢圓形部分)。在此時,藉加壓液體之一部分,高速循環流之速度更增加。
又,因為氣液循環流式攪拌混合室6內成為負壓,所以氣體從氣體用供給管13經由氣體供給室4,流入氣液循環流式攪拌混合室6內。
在此,從氣體供給室4被供給至氣液循環流式攪拌混合室6內的氣體係(a)藉在氣體供給室4與氣液循環流式攪拌混合室6之邊界所產生的擾流細分化後,(b)在藉流入孔7及第2液體供給孔5b所加速之高速循環流動被攪拌、剪斷,(c)再與氣液循環流式攪拌混合室6之內壁的凹凸形狀碰撞,(d)藉在中途一部分與從第1液體供給孔5a所供給之加壓液體碰撞時所產生的擾流更細分化,(e)在第1噴出孔8a,與流入之外部氣體及/或外部液體碰撞,而被更細分化後,作為包含氣泡或/及微米氣泡等之細氣泡的混合流體,從第2噴出孔8b被 噴出。
進而,(f)從氣體流入孔3所流入之氣體係在氣體供給室4一面以第1液體供給孔5a之中心軸為中心環繞,一面從周圍之全部或一部分的位置朝向氣液循環流式攪拌混合室6之一端側,被供給至氣液循環流式攪拌混合室6內。藉此,因為提高氣液循環流式攪拌混合室6內之真空度,所以可使從氣體流入孔3所流入之氣體的量更增加,而促進氣泡的產生。
藉如這些之一連串的動作,不斷並連續地產生氣泡或/及微米氣泡等之細氣泡。
又,因為藉形成錐狀之流入孔7,高速循環流動被加速,而且藉第2液體供給孔5b產生激烈之擾流,所以可使氣液循環流式攪拌混合室6內之氣體更細分化。
又,藉流入孔7之複數個缺口部7a,可對在高速循環流之氣體攪拌、剪斷、更細分化。又,即使(a)因在是氣體供給室4與氣液循環流式攪拌混合室6之邊界的氣液邊界部所產生之空洞所造成的噴灑現象,進入間隙4a內的飛沫液體、及/或(b)氣液邊界部附近之細氣泡在氣液邊界部附近乾燥、濃縮、或聚集,而在間隙4a內之筒狀構件2的外表面或/及有底構件1的內表面,鈣等之積垢或/及污泥析出,並固著成環狀,亦因為流入孔7之複數個缺口部7a的部分依然以空間存在,所以例如不會成為連續之環狀的積垢或/及污泥。又,因為缺口部7a具有充分的空間,所以即使進入缺口部7a的周圍之氣體供給室4內的飛沫液體成為積垢或/及污泥,亦這次係可藉在空洞之自動崩潰時所產生之震波及對細氣泡等之碰撞時因 崩潰所產生之震波破壞至少在缺口部7a之側部析出並固著的積垢或/及污泥。因此,因為氣體供給室4不會塞住(鈣等不會析出並固著於缺口部7a之空間部分及缺口部7a之至少側部),所以可防止阻礙來自氣體供給室4的氣體供給。結果,在本實施形態之循環流式氣泡產生噴嘴10,即使使用含有雜質之液體,氣泡產生效率亦不會降低。藉此,因為從氣體流入孔3所流入之氣體被穩定地供給至氣液循環流式攪拌混合室6,所以可使氣液循環流式攪拌混合室6內之高速循環流動變成穩定。
又,藉形成錐狀之第2噴出孔8b,調整從第1噴出孔8a流入氣液循環流式攪拌混合室6內之外部氣體及/或外部液體的量,而且第1噴出孔8a之外部側周邊的流動(來自第1噴出孔8a之混合流體的噴出、及外部氣體及/或外部液體的流入)變成穩定。
又,因為氣液循環流式攪拌混合室6係大致圓柱形之空間,所以可易於形成高速循環流,而可易於得到上述的動作。而且,因為在氣液循環流式攪拌混合室6的內壁形成凹凸形狀,所以藉由進行高速循環流動之液體與氣體的混合流體碰撞凹凸形狀,可使氣液循環流式攪拌混合室6內之氣體更細分化,而且使高速循環流動加速,而可提高氣液循環流式攪拌混合室6內之真空度。
若依據上述之構成的循環流式氣泡產生噴嘴10,因為進行如上述所示的動作,所以可產生與以往同等以下(約20μm)之直徑的微米氣泡等之細氣泡。
此外,在上述之循環流式氣泡產生噴嘴10的動作,說明了使加壓液體依序通過第1液體供給孔5a、第2液體供給孔5b後,供給至氣液循環流式攪拌混合室6的情況,但是未限定如此,即使供給含有雜質之污泥或海水、或者自來水,亦可產生微米氣泡等之細氣泡。
[第1實施形態之變形例]
其次,說明本發明之第1實施形態的變形例之循環流式氣泡產生噴嘴。第3圖係表示第1實施形態之變形例之循環流式氣泡產生噴嘴20的示意剖面圖。
[循環流式氣泡產生噴嘴20的構成]
如第3圖(a)所示,循環流式氣泡產生噴嘴20具有截面圓形的有底管狀之作為第1構件的有底構件21、與被嵌入有底構件21的另一端側之作為第2構件的筒狀構件22。而且,將由有底構件21及筒狀構件22所包圍之大致圓柱形的空間作為氣液循環流式攪拌混合室26。
筒狀構件22係在與氣體流入孔23相對向之外周位置具有在圓周方向連續的槽部24b。而且,將由槽部24b與筒狀構件22之內面所包圍之環狀的空間作為氣體供給室24。氣體供給室24係藉間隙24a與氣液循環流式攪拌混合室26連通。又,在間隙24a之氣液循環流式攪拌混合室26側,沿著間隙24a之周圍的全部設置凹狀的氣體積存部24c。
如第3圖(a)所示,氣體流入孔23與氣體供給室24係藉間隙24a連通。從氣體流入孔23所流入之氣體係在氣體供給室24,一面以第1液體供給孔25a之中心軸為中心環 繞,一面從周圍之全部或一部分的位置通過間隙24a後,朝向氣液循環流式攪拌混合室26之一端側,被供給至氣液循環流式攪拌混合室26。藉此,在氣液循環流式攪拌混合室26之內壁,產生氣體之膜、氣泡或/及微米氣泡,而且高速循環流動被加速。又,藉氣體供給室24之附近的氣體積存部24c,可使從氣體流入孔23所流入之氣體的量更增加,而促進氣泡的產生。又,即使(a)因在是氣體供給室24與氣液循環流式攪拌混合室26之邊界的氣液邊界部所產生之空洞所造成的噴灑現象,進入間隙24a內的飛沫液體、及/或(b)氣液邊界部附近之細氣泡在氣液邊界部附近乾燥、濃縮、或聚集,而在間隙24a內之筒狀構件22的外表面或/及有底構件21的內表面,鈣等之積垢或/及污泥析出,並固著成環狀,亦因為藉氣體積存部24c確保充分的空間,所以間隙24a(氣體供給室24)不會被阻塞。結果,在本變形例之循環流式氣泡產生噴嘴20,即使使用含有雜質之液體,氣泡產生效率亦不會降低。藉此,因為從氣體流入孔23所流入之氣體被穩定地供給至氣液循環流式攪拌混合室26,所以可使氣液循環流式攪拌混合室26內之高速循環流動變成穩定。
因為其他的構成及動作係與第1實施形態相同,所以省略其說明。
(本實施形態之概要)
如以上所示,本實施形態之循環流式氣泡產生噴嘴10、20的構成具有:氣液循環流式攪拌混合室6、26,係藉循環狀之流動將液體及氣體攪拌混合,作為混合流體;第1液 體供給孔5a、25a及第2液體供給孔5b、25b,係設置於氣液循環流式攪拌混合室6、26之一端,並將已被加壓之液體供給至氣液循環流式攪拌混合室6、26;氣體所流入之一個以上的氣體流入孔3、23;氣體供給室4、24,係設置於氣液循環流式攪拌混合室6、26之另一端側,並使從氣體流入孔3、23所流入之氣體一面以第1液體供給孔5a、25a之中心軸為中心環繞,一面從周圍之全部或一部分的位置朝向氣液循環流式攪拌混合室6、26之一端側,被供給至氣液循環流式攪拌混合室6、26;流入孔7、27,係以與第1液體供給孔5a、25a之中心軸一致的方式設置於氣液循環流式攪拌混合室6、26之另一端,並具有複數個缺口部7a、27a;以及第1噴出孔8a、28a及第2噴出孔8b、28b,係從氣液循環流式攪拌混合室6、26噴出混合流體。
若依據上述的構成,經由第1液體供給孔5a、25a及第2液體供給孔5b、25b,將液體供給至氣液循環流式攪拌混合室6、26,而且經由氣體供給室4、24,將氣體供給至氣液循環流式攪拌混合室6、26。藉此,從第2噴出孔8b、28b噴出氣液循環流式攪拌混合室6、26內之混合流體時,在氣液循環流式攪拌混合室6、26內,產生含有氣體之液體之循環狀的流動(有時以「循環流動」或「循環流」表達)。
從第2噴出孔8b、28b噴出氣液循環流式攪拌混合室6、26內之混合流體時,因為氣液循環流式攪拌混合室6、26內成為負壓,所以氣體從氣體流入孔3、23經由氣體供給室4、24流入,而且因為第1噴出孔8a、28a之孔徑形成為比第 1液體供給孔5a、25a的孔徑更大,所以在第1噴出孔8a、28a,外部氣體或/及外部液體從第1噴出孔8a、28a的內壁與混合流體的周圍之間流入氣液循環流式攪拌混合室6、26。
在此,從氣體供給室4、24被供給至氣液循環流式攪拌混合室6、26內的氣體係(a)藉在氣體供給室4、24與氣液循環流式攪拌混合室6、26之邊界所產生的擾流細分化後,(b)在藉流入孔7、27及第2液體供給孔5b、25b所加速之高速循環流動被攪拌、剪斷,(c)再與氣液循環流式攪拌混合室6、26之內壁的凹凸形狀碰撞,(d)藉在中途一部分與從第1液體供給孔5a、25a所供給之加壓液體碰撞時所產生的擾流更細分化,(e)在第1噴出孔8a、28a,與流入之外部氣體及/或外部液體碰撞,而被更細分化後,作為包含氣泡或/及微米氣泡等之細氣泡的混合流體,從第2噴出孔8b、28b被噴出。在這些(a)~(e)的步驟被微細化之產生氣泡的機制係循環流式氣泡產生噴嘴10、20的特徵,係其他的噴嘴所缺少的優點。
進而,(f)從氣體流入孔3、23所流入之氣體係在氣體供給室4、24一面以第1液體供給孔5a、25a之中心軸為中心環繞,一面從周圍之全部或一部分的位置朝向氣液循環流式攪拌混合室6、26之一端側,被供給至氣液循環流式攪拌混合室6、26內。藉該(f)之步驟,因為提高氣液循環流式攪拌混合室6、26內之真空度,所以可使從氣體流入孔3、23所流入之氣體的量更增加,而促進氣泡的產生。
因此,可產生平均直徑未滿100μm之氣泡,尤其平均直徑約20μm之與以往同等以下之直徑的微米氣泡。又, 藉流入孔7、27之複數個缺口部7a、27a,攪拌、剪斷在高速循環流動的氣體,因為更細分化,所以在是氣體供給室4、24與氣液循環流式攪拌混合室6、26之邊界的氣液邊界部,可比以往更提高氣泡或/及微米氣泡之產生效率。又,因在是氣體供給室4、24與氣液循環流式攪拌混合室6、26之邊界的氣液邊界部所產生之空洞所造成的噴灑現象,產生飛沫液體,該飛沫液體進入間隙4a、24a內並被乾燥,而在間隙4a、24a內之筒狀構件2、22的外表面或/及有底構件1、21的內表面,成為鈣等之積垢或/及污泥並析出,可能固著成環狀。可是,因為藉缺口部7a、27a設置積垢或/及污泥不會析出的部分、或藉氣體積存部24c確保充分的空間,所以間隙4a、24a不會被阻塞。結果,在本實施形態之循環流式氣泡產生噴嘴10、20,即使使用含有雜質之液體,氣泡產生效率亦不會降低。又,因為從氣體流入孔3、23所流入之氣體被穩定地供給至氣液循環流式攪拌混合室6、26,所以可使氣液循環流式攪拌混合室6、26內之高速循環流動變成穩定。
又,因為藉形成錐狀之流入孔7、27,高速循環流動被加速,而且藉第2液體供給孔5b、25b產生激烈之擾流,所以可使氣液循環流式攪拌混合室6、26內之氣體更細分化。
又,藉形成錐狀之第2噴出孔8b、28b,調整從第1噴出孔8a、28a流入氣液循環流式攪拌混合室6、26內之外部氣體及/或外部液體的量,而且第1噴出孔8a、28a之外部側周邊的流動(來自第1噴出孔8a、28a之混合流體的噴出、及外部氣體及/或外部液體的流入)變成穩定。
又,因為在氣液循環流式攪拌混合室6、26的內壁形成凹凸形狀,所以藉由進行高速循環流動之液體與氣體的混合流體碰撞凹凸形狀,可使氣液循環流式攪拌混合室6、26內之氣體更細分化,而且使高速循環流動加速,而可提高氣液循環流式攪拌混合室6、26內之真空度。
[第2實施形態]
根據第4圖,在以下說明本發明之第2實施形態。第4圖係表示第2實施形態之氣泡產生噴嘴30的示意剖面圖。
(循環流式氣泡產生噴嘴30的構成)
如第4圖(a)所示,循環流式氣泡產生噴嘴30具有截面圓形的有底管狀之作為第1構件的有底構件31、與被嵌入有底構件31的另一端側之作為第2構件的筒狀構件32。而且,將由有底構件31及筒狀構件32所包圍之大致圓柱形的空間作為氣液循環流式攪拌混合室36。
筒狀構件32係在其中央具有可使液體及氣體流入之流入孔37、與可噴出液體及氣體之第1噴出孔38a與第2噴出孔38b。流入孔37係形成從第1噴出孔38a朝向氣液循環流式攪拌混合室36之方向連續地擴徑之錐狀。又,在流入孔37之氣液循環流式攪拌混合室36側的端面,設置複數個缺口部37a,其中在適當個數之位置,從缺口部37a朝向氣體供給室34延設缺口部37b。此流入孔37係發揮使在氣液循環流式攪拌混合室36內之高速循環流動加速的功用。又,流入孔37之複數個缺口部37a及37b係發揮將在高速循環流動之氣體攪拌、剪斷、更細分化的功用。又,即使因在是氣體供給室34 與氣液循環流式攪拌混合室36之邊界的氣液邊界部所產生之空洞所造成的噴灑現象,進入間隙34a內的飛沫液體乾燥、濃縮、或聚集,而在間隙34a內之筒狀構件32的外表面或/及有底構件31的內表面,鈣等之積垢或/及污泥析出,並固著成環狀,亦因為複數個缺口部37a及37b的部分依然以空間存在(鈣等不會析出並固著於缺口部37a及37b之空間部分),所以間隙34a不會被阻塞。結果,在本實施形態之循環流式氣泡產生噴嘴30,即使使用含有雜質之液體,氣泡產生效率亦不會降低。藉此,因為從氣體流入孔33所流入之氣體被穩定地供給至氣液循環流式攪拌混合室36,所以可使氣液循環流式攪拌混合室36內之高速循環流動變成穩定。
因為其他的構成及動作係與第1實施形態一樣,所以省略說明。
[第2實施形態之第1變形例]
其次,說明本發明之第2實施形態的第1變形例之循環流式氣泡產生噴嘴。第5圖係表示第2實施形態之第1變形例之循環流式氣泡產生噴嘴40的示意剖面圖。
[循環流式氣泡產生噴嘴40的構成]
如第5圖(a)所示,循環流式氣泡產生噴嘴40具有截面圓形的有底管狀之作為第1構件的有底構件41、與被嵌入有底構件41的另一端側之作為第2構件的筒狀構件42。而且,將由有底構件41及筒狀構件42所包圍之大致圓柱形的空間作為氣液循環流式攪拌混合室46。
筒狀構件42係在與氣體流入孔43相對向之外周 位置具有在圓周方向連續的槽部44b。而且,將由槽部44b與筒狀構件42之內面所包圍之環狀的空間作為氣體供給室44。氣體供給室44係藉間隙44a與氣液循環流式攪拌混合室46連通。又,在氣體供給室44之附近,設置氣體積存部44c。
如第5圖(a)所示,氣體流入孔43與氣體供給室44係藉間隙44a連通。從氣體流入孔43所流入之氣體係在氣體供給室44,一面以第1液體供給孔45a之中心軸為中心環繞,一面從周圍之全部或一部分的位置通過間隙44a後,朝向氣液循環流式攪拌混合室46之一端側,被供給至氣液循環流式攪拌混合室46。藉此,在氣液循環流式攪拌混合室46之內壁,產生氣體之膜、氣泡或/及微米氣泡,而且高速循環流動被加速。又,藉氣體供給室44之附近的氣體積存部44c,可使從氣體流入孔43所流入之氣體的量更增加,而促進氣泡的產生。又,即使因在是氣體供給室44與氣液循環流式攪拌混合室46之邊界的氣液邊界部所產生之空洞所造成的噴灑現象,進入間隙44a內的飛沫液體乾燥、濃縮、或聚集,而在間隙44a內之筒狀構件42的外表面或/及有底構件41的內表面,鈣等之積垢或/及污泥析出,並固著成環狀,亦因為藉氣體積存部44c確保充分的空間,所以間隙44a不會被阻塞。結果,在本變形例之循環流式氣泡產生噴嘴40,即使使用含有雜質之液體,氣泡產生效率亦不會降低。藉此,因為從氣體流入孔43所流入之氣體被穩定地供給至氣液循環流式攪拌混合室46,所以可使氣液循環流式攪拌混合室46內之高速循環流動變成穩定。
因為其他的構成及動作係與第1實施形態相同,所以省略其說明。
[第2實施形態之第2變形例]
其次,說明本發明之第2實施形態的第2變形例之循環流式氣泡產生噴嘴。第6圖係表示第2實施形態之第2變形例之循環流式氣泡產生噴嘴40的示意剖面圖。
[循環流式氣泡產生噴嘴50的構成]
如第6圖(a)所示,循環流式氣泡產生噴嘴50係與上述之本發明的第2實施形態之第1變形例的循環流式氣泡產生噴嘴40大致相同的構成,但是在設置將氣液循環流式攪拌混合室56內之混合流體進一步攪拌混合的攪拌混合部55c上相異。
攪拌混合部55c係在第2液體供給孔55b的中途,設置成使中心軸大致相同的環狀之凹狀的槽。在此攪拌混合部55c,藉由產生大小比在氣液循環流式攪拌混合室56內所產生之循環流更小的循環流,進一步將氣液循環流式攪拌混合室56內之混合流體攪拌混合,而可高效率地產生氣泡。
因為其他的構成及動作係與第1實施形態及第2實施形態之第1變形例相同,所以省略其說明。
(本實施形態之概要)
如以上所示,本實施形態之循環流式氣泡產生噴嘴30、40、50的構成具有:氣液循環流式攪拌混合室36、46、56,係藉循環狀之流動將液體及氣體攪拌混合,作為混合流體;第1液體供給孔35a、45a、55a及第2液體供給孔35b、 45b、55b,係設置於氣液循環流式攪拌混合室36、46、56之一端,並將已被加壓之液體供給至氣液循環流式攪拌混合室36、46、56;氣體所流入之一個以上的氣體流入孔33、43、53;氣體供給室34、44、54,係設置於氣液循環流式攪拌混合室36、46、56之另一端側,並使從氣體流入孔33、43、53所流入之氣體一面以第1液體供給孔35a、45a、55a之中心軸為中心環繞,一面從周圍之全部或一部分的位置朝向氣液循環流式攪拌混合室36、46、56之一端側,被供給至氣液循環流式攪拌混合室36、46、56;流入孔37、47、57,係以與第1液體供給孔35a、45a、55a之中心軸一致的方式設置於氣液循環流式攪拌混合室36、46、56之另一端,並具有複數個缺口部37a、47a、57a及37b、47b、57b;以及第1噴出孔38a、48a、58a及第2噴出孔38b、48b、58b,係從氣液循環流式攪拌混合室36、46、56噴出混合流體。
若依據上述的構成,經由第1液體供給孔35a、45a、55a及第2液體供給孔35b、45b、55b,將液體供給至氣液循環流式攪拌混合室36、46、56,而且經由氣體供給室34、44、54,將氣體供給至氣液循環流式攪拌混合室36、46、56。藉此,從第2噴出孔38b、48b、58b噴出氣液循環流式攪拌混合室36、46、56內之混合流體時,在氣液循環流式攪拌混合室36、46、56內,產生含有氣體之液體之循環狀的流動(有時以「循環流動」或「循環流」表達)。又,可得到與第1實施形態一樣之效果。
[各實施形態之變形例]
以上,說明了本發明之實施形態,但是只不過舉例表示具體例,不是特別限定本發明,具體的構成等係可適當地設計變更。又,在發明之實施形態所記載之作用及效果係只不過舉例表示從本發明所產生之最適合之作用及效果,本發明之作用及效果係不是限定於在本發明之實施形態所記載者。
例如,在各實施形態及各變形例,循環流式氣泡產生噴嘴係由以樹脂覆蓋之構件所構成者,或者亦可是僅以樹脂成形者。藉此,因為在污泥水或海水等之惡劣的環境中,亦以樹脂覆蓋構件的表面,或者,循環流式氣泡產生噴嘴本身以樹脂成形,所以可防止腐蝕。結果,可提供使用壽命長、便宜之循環流式氣泡產生噴嘴。
又,在各實施形態及各變形例,循環流式氣泡產生噴嘴係作成具有氣體流入孔的構成,但是在氣體溶入從液體供給孔所供給之液體的情況,亦可是不具有氣體流入孔的構成。在此情況,溶入液體之氣體係在氣液循環流式攪拌混合室內被氣泡化。
又,亦可在各實施形態之循環流式氣泡產生噴嘴,具有氣體流入孔之有底構件在氣液循環流式攪拌混合室的周面,更具有在與氣液循環流式攪拌混合室的周面之切線平行的方向開口並與外部連通的外部連通孔。藉此,因為外部氣體及/或外部液體從外部連通孔流入氣液循環流式攪拌混合室內,所以除了循環流以外,還可產生沿著在氣液循環流式攪拌混合室之周面所流動的渦流,而可使循環流之流動方向對從液體供給孔所供給之液體的供給方向傾斜。結果,因為可使循環 流之平均一圈的距離變長,因為藉循環流所產生之擾流剪斷氣體的機會變多,所以可使氣液循環流式攪拌混合室內之氣體更細分化。
又,氣液循環流式攪拌混合室或流入孔之缺口部的形狀係未限定為在各實施形態及各變形例所示者。亦可氣液循環流式攪拌混合室的形狀係大致角筒狀、大致三角錐狀、截面為五角形或六角形等之多角形者、或截面為星形等之複雜的形狀(包含不規則的形狀)者。
又,在各實施形態及各變形例,亦可氣體流入孔係形成於靠近噴出孔。
又,在各實施形態及各變形例,亦可氣體積存部係形成於筒狀構件的表面。又,在各實施形態及各變形例,亦可氣體積存部係沿著間隙之周圍的全部形成凹狀(環狀),但是未限定如此,亦可作成在間隙內之筒狀構件的外表面或/及有底構件的內表面,將凹狀僅形成於在以往積垢或/及污泥易析出之一部分的位置,以免阻礙氣體供給。
又,在各實施形態及各變形例,亦可將與設置於第2實施形態之第2變形例的循環流式氣泡產生噴嘴50之攪拌混合部55c一樣者設置於氣液循環流式攪拌混合室內的任何部分。又,攪拌混合部55c係採用環形的凹狀,但是未限定如此,只要是可將氣液循環流式攪拌混合室內之混合流體進一步攪拌混合者,不論形成一個以上之單純的凹狀(凹部等)、或是形成螺旋狀的槽(凹部)都可。
本發明之氣泡產生噴嘴/循環流式氣泡產生噴嘴係 可製作從大型者至小型者。關於大型之氣泡產生噴嘴/循環流式氣泡產生噴嘴,可應用於工業領域、下水道等之污水處理、河川及海水等之淨化、藍藻等之除去、海鮮類之復育、繁殖、養殖、水田之水稻種植用及除草作用等,關於小型之氣泡產生噴嘴/循環流式氣泡產生噴嘴,可應用於水槽、養魚槽之淨化、水耕栽培之種植用、微米氣泡浴、洗淨機、攜帶用超小型微米氣泡產生器、不想要溫度上昇的情況之小型的水槽內等可利用微米氣泡者的全部。又,亦檢討對醫療相關的利用。進而,在本發明之氣泡產生噴嘴/循環流式氣泡產生噴嘴,亦可利用於脫色、殺菌。

Claims (5)

  1. 一種循環流式氣泡產生噴嘴,其特徵為具有:氣液循環流式攪拌混合室,係藉循環狀之流動將液體及氣體攪拌混合,作為混合流體;液體供給孔,係設置於該氣液循環流式攪拌混合室之一端,並將已被加壓之液體供給至該氣液循環流式攪拌混合室;氣體所流入之一個以上的氣體流入孔;氣體供給室,係設置於該氣液循環流式攪拌混合室之另一端側,並使從該氣體流入孔所流入之氣體一面以該液體供給孔之中心軸為中心環繞,一面從周圍之全部或一部分的位置朝向該氣液循環流式攪拌混合室之一端側,被供給至該氣液循環流式攪拌混合室;噴出孔,係以與該液體供給孔之中心軸一致的方式設置於該氣液循環流式攪拌混合室之另一端,並具有比該液體供給孔之孔徑更大的孔徑,使該混合流體從該氣液循環流式攪拌混合室噴出;以及錐部,係設置成從該噴出孔朝向該氣液循環流式攪拌混合室之方向連續地擴徑;至少一個缺口部形成於該錐部之該氣液循環流式攪拌混合室側的端部。
  2. 如申請專利範圍第1項之循環流式氣泡產生噴嘴,其中從該缺口部朝向該氣體供給室更延設缺口。
  3. 一種循環流式氣泡產生噴嘴,其特徵為具有:氣液循環流式攪拌混合室,係藉循環狀之流動將液體及氣體攪拌混合,作為混合流體;液體供給孔,係設置於該氣液循環流式攪拌混合室之一端,並將已被加壓之液體供給至該氣液循環流式攪拌混合室;氣體所流入之一個以上的氣體流入孔;氣體供給室,係設置於該氣液循環流式攪拌混合室之另一端側,並使從該氣體流入孔所流入之氣體一面以該液體供給孔之中心軸為中心環繞,一面從周圍之全部或一部分的位置朝向該氣液循環流式攪拌混合室之一端側,被供給至該氣液循環流式攪拌混合室;噴出孔,係以與該液體供給孔之中心軸一致的方式設置於該氣液循環流式攪拌混合室之另一端,並具有比該液體供給孔之孔徑更大的孔徑,使該混合流體從該氣液循環流式攪拌混合室噴出;以及凹狀之氣體積存部,係設置於該氣體供給室之該氣液循環流式攪拌混合室側,並形成於該氣體供給室之周圍的全部或一部分的位置;該氣體積存部係設置於環狀的該氣體供給室的外周方向上。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之循環流式氣泡產生噴嘴,其中在該氣液循環流式攪拌混合室的內壁,設置將該氣液循環流式攪拌混合室內之混合流體進一步攪拌混合之凹狀的攪拌混合部。
  5. 一種循環流式氣泡產生噴嘴,其特徵為具有:氣液循環流式攪拌混合室,係藉循環狀之流動將液體及氣體攪拌混合,作為混合流體;液體供給孔,係設置於該氣液循環流式攪拌混合室之一端,並將已被加壓之液體供給至該氣液循環流式攪拌混合室;氣體所流入之一個以上的氣體流入孔;氣體供給室,係設置於該氣液循環流式攪拌混合室之另一端側,並使從該氣體流入孔所流入之氣體一面以該液體供給孔之中心軸為中心環繞,一面從周圍之全部或一部分的位置朝向該氣液循環流式攪拌混合室之一端側,被供給至該氣液循環流式攪拌混合室;噴出孔,係以與該液體供給孔之中心軸一致的方式設置於該氣液循環流式攪拌混合室之另一端,並具有比該液體供給孔之孔徑更大的孔徑,使該混合流體從該氣液循環流式攪拌混合室噴出;以及凹狀之攪拌混合部,係設置於該氣液循環流式攪拌混合室的內壁,並將該氣液循環流式攪拌混合室內之混合流體進一步攪拌混合。
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Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107960075B (zh) * 2015-05-01 2019-12-31 Ok工程有限公司 具备环流式气泡产生喷嘴的液体供给装置
JP6472139B2 (ja) * 2015-06-15 2019-02-20 富士フイルム株式会社 オリフィス、及びこれを用いた送液装置、塗布装置、並びに光学フィルムの製造方法
US10413920B2 (en) * 2015-06-29 2019-09-17 Arizona Board Of Regents On Behalf Of Arizona State University Nozzle apparatus and two-photon laser lithography for fabrication of XFEL sample injectors
JP6804855B2 (ja) * 2016-03-28 2020-12-23 ミクニ総業株式会社 マイクロ・ナノバブル発生器及び配管洗浄方法
JP6129390B1 (ja) 2016-07-28 2017-05-17 株式会社カクイチ製作所 ナノバブル生成ノズル及びナノバブル生成装置
CN106076135B (zh) * 2016-08-01 2019-04-16 江苏揽山环境科技股份有限公司 微气泡发生装置
JP6290366B1 (ja) * 2016-12-21 2018-03-07 東芝ライフスタイル株式会社 微細気泡発生器、微細気泡発生器を備えた家電機器
KR101947051B1 (ko) * 2016-12-28 2019-02-12 이명재 나노 버블을 이용한 기능성 용수 제조장치
JP2018122294A (ja) * 2017-02-03 2018-08-09 トスレック株式会社 バブル生成ノズルおよび、これを備えるバブル含有液製造システム
USD849226S1 (en) * 2017-05-24 2019-05-21 Hamworthy Combustion Engineering Limited Atomizer
KR101840166B1 (ko) * 2017-06-22 2018-03-19 최기영 분사모듈
JP2019025468A (ja) * 2017-07-28 2019-02-21 株式会社Ppl Next 簡易ナノバブル発生ノズル
JP6961219B2 (ja) * 2017-09-21 2021-11-05 ミクニ総業株式会社 マイクロ・ナノバブル発生器及び配管洗浄方法
KR101969772B1 (ko) * 2017-12-13 2019-04-17 한국이엠비기술 주식회사 기체 용존수 생성장치
CN107930422B (zh) * 2017-12-22 2023-11-14 宁波聚清源环保科技有限公司 气泡制造系统
BR112020023543A2 (pt) * 2018-05-30 2021-02-09 Aquasolution Corporation dispositivo de geração de bolhas ultrafinas
US11872583B2 (en) 2018-06-14 2024-01-16 Regents Of The University Of Minnesota Counterflow mixer and atomizer
KR102028038B1 (ko) 2018-09-05 2019-10-04 지니스(주) 나노 버블 노즐을 갖는 공기 접촉식 수소수 전해조
WO2021009830A1 (ja) * 2019-07-16 2021-01-21 株式会社KB.cuento マイクロバブル生成ユニット及び水浄化システム
JP6806941B1 (ja) * 2020-06-08 2021-01-06 株式会社エムテック 気液混合装置
IT202000016327A1 (it) * 2020-07-06 2022-01-06 Omitaly Srl Dispositivo generatore di micro e nano bolle
CN112023741B (zh) * 2020-08-28 2021-11-05 中南大学 一种两段式空化泡发生器
CN112794596B (zh) * 2020-12-24 2023-06-09 湖南军信环保股份有限公司 一种泥水分离式的污泥厌氧消化处理系统及方法
CN113369033A (zh) * 2021-07-26 2021-09-10 中原康 一种微纳米气泡喷头
JP7143540B1 (ja) 2022-02-03 2022-09-28 日本タングステン株式会社 ファインバブル生成器
CN115672081B (zh) * 2022-12-07 2023-08-08 浙江爱科乐环保有限公司 一种利用餐厨垃圾输送风道施药除臭的除臭系统

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2689639B2 (ja) * 1989-09-08 1997-12-10 松下電器産業株式会社 気泡噴出装置
JPH084799B2 (ja) * 1992-08-26 1996-01-24 孝 山本 曝気装置
JP3443728B2 (ja) * 1998-02-09 2003-09-08 孝 山本 汚水の浄化処理装置
US6536685B2 (en) * 2001-03-16 2003-03-25 Unilever Home And Personal Care Usa, Division Of Conopco, Inc. Foamer
DK1720660T3 (da) * 2004-02-26 2010-03-22 Pursuit Dynamics Plc Forbedringer af fremgangsmåde og apparat til frembringelse af en tåge
JP2008062151A (ja) * 2006-09-06 2008-03-21 Nishida Marine Boiler Co Ltd 気泡発生装置
JP2008114098A (ja) * 2006-10-31 2008-05-22 Sanyo Facilities Industry Co Ltd マイクロバブル生成ノズル及びマイクロバブル生成設備
JP2008119623A (ja) * 2006-11-14 2008-05-29 Ok Engineering:Kk ループ流式バブル発生ノズル
WO2008068828A1 (ja) * 2006-12-03 2008-06-12 Shinichi Kawamoto アスピレータおよび混合装置および混合方法
KR100845785B1 (ko) * 2007-05-29 2008-07-11 (주)지앤지코리아 미세기포 발생장치 및 미세기포 발생방법
JP5002480B2 (ja) * 2008-02-15 2012-08-15 有限会社オーケー・エンジニアリング ループ流式バブル発生ノズル
JP2014014796A (ja) * 2012-07-11 2014-01-30 Shinyu Giken Kk 流体循環混合装置
JP2014033999A (ja) * 2012-08-08 2014-02-24 Ok Engineering:Kk バブル発生ノズル、及び、ループ流式バブル発生ノズル

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