TWI757082B - 超微細氣泡產生裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明之超微細氣泡產生裝置包括至少一盒蓋部、至少一壓縮氣體源、至少一盒體部、至少一氣泡產生介質及一噴流器。其中，盒蓋部包括至少一入氣通道，而壓縮氣體源是用以將一壓縮氣體傳送至入氣通道。氣泡產生介質包括一傳導通道，氣泡產生介質的材質為一多孔性材質，且傳導通道與入氣通道相互導通。盒體部與盒蓋部形成一噴流通道，且氣泡產生介質位於該噴流通道內。噴流器是用以噴射一水流至噴流通道內。
Description
本發明是指一種超微細氣泡產生裝置，可應用於水產養殖以及汙水處裡、農作物及醫療 ，等多種領域的氣泡產生裝置。
水產養殖係指於水中放養具有高經濟價值之魚類、貝類等水產養殖生物。其中，為了提供該些水產養殖生物一個良好的養殖環境，一般會於該水產養殖池中置入如圖1所示之習用氣泡產生裝置9，以於水中形成空氣氣泡，如此可以藉由空氣之導入維持水中含氧量於一定值，以增強該些水生養殖生物的活力，並加速水中有機物質的氧化分解，減少該些水生養殖生物發生病害的機率，有助於該些水產養殖生物的快速生長。
請再參閱圖1，習用氣泡產生裝置9包含一氣泡產生介質91、一空氣導管92、及一壓縮氣體源93，氣泡產生介質91之周壁設有多個排出孔(未繪製)，空氣導管92是連通氣泡產生介質91及壓縮氣體源93，使壓縮氣體源93所產生之空氣可以經由空氣導管92導入氣泡產生介質91內，並經由氣泡產生介質91的排出孔排出，以形成多個氣泡。然而，這些氣泡容易依附於氣泡產生介質91的表面上，這會產生更大的氣泡，氣泡越大浮力越強，從而導致氣泡溶於水中的程度不高。
因此，如何改善上述的問題，便是值得本領域具有通常知識者去思量地。
本發明之目的在於提供一超微細氣泡產生裝置，該超微細氣泡產生裝置能將形成於氣泡產生介質的表面上的氣泡進行沖刷，以防止該表面形成較大的氣泡，增加氣泡溶於水中的機率。
本發明之超微細氣泡產生裝置包括至少一盒蓋部、至少一壓縮氣體源、至少一盒體部、至少一氣泡產生介質及一噴流器。其中，盒蓋部包括至少一入氣通道，而壓縮氣體源是用以將一壓縮氣體傳送至入氣通道。氣泡產生介質包括一傳導通道，氣泡產生介質的材質為一多孔性材質，且傳導通道與入氣通道相互導通。盒體部與盒蓋部形成一噴流通道，且氣泡產生介質位於該噴流通道內。另外，噴流器是用以噴射一水流至噴流通道內。
在上所述之超微細氣泡產生裝置，其中該氣泡產生介質與該盒蓋部相互垂直。
在上所述之超微細氣泡產生裝置，其中傳導通道包括多個V字型通道。
在上所述之超微細氣泡產生裝置，其中盒體部的內部表面設有多個相互平行的磁條，且磁條的延伸方向與該水流的方向互相垂直，且該磁鐵是由永久磁石所製成。
本發明另一種超微細氣泡產生裝置包括一主體部、至少一壓縮氣體源、至少一氣泡產生介質、二個噴流通道及一噴流器。其中，一主體部是包括至少一入氣通道，壓縮氣體源是用以將一壓縮氣體傳送至入氣通道。此外，氣泡產生介質是設置在該主體部內，主體部與氣泡產生介質之間形成一環狀空間。另外，入氣通道與環狀空間相互導通，氣泡產生介質為一管狀體，且該氣泡產生介質的材質為一多孔性材質。其中，噴流器是用以噴射一水流至該管狀體的內部空間。
本發明再一種超微細氣泡產生裝置包括一主體部、一壓縮氣體源、一轉動機構及多個氣泡產生介質。其中，主體部包括一入氣區、一中軸區、一轉動區及一分氣區，入氣區包括一入氣通道。此外，中軸區是包括一第一中間通道，第一中間通道與該入氣通道相互導通。另外，轉動區包括一第二中間通道，第二中間通道與第一中間通道相互導通。分氣區包括一主幹通道及多個分支通道，主幹通道與該第二中間通道相互導通，而多個分支通道是與該主幹通道相互導通。另外，壓縮氣體源是用以將一壓縮氣體傳送至入氣通道。轉動機構是連結轉動區。多個氣泡產生介質是連結分氣區，且氣泡產生介質的材質為一多孔性材質。其中，每一個分支通道各自對應一個該氣泡產生介質。
在上所述之超微細氣泡產生裝置，其中分氣區的外部表面設有多個相互平行的磁條，且磁條是由永久磁石所製成。
在上所述之超微細氣泡產生裝置，其中多孔性材質為人造石墨(Graphite) 、碳化矽、或氮化矽。
在上所述之超微細氣泡產生裝置，其中氣泡產生介質的平均晶粒大小為10微米，氣泡產生介質的容積密度為1.80~1.92 g/cm³。
在上所述之超微細氣泡產生裝置，氣泡產生介質的外部表面經由超高密度磨光的方式處理。
本發明具有下述優點：超微細氣泡產生裝置能將大量超微細氣泡沖入於水中，增加水中的含氧量。
為讓本之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
請參閱圖2A及圖2B，圖2A所繪示為第一實施例之超微細氣泡產生裝置10的立體圖，圖2B所繪示為盒蓋部12、氣泡產生介質15及盒體部14的剖視圖。超微細氣泡產生裝置10包括一盒蓋部12、一壓縮氣體源13、一盒體部14、一氣泡產生介質15及一噴流器16。其中，盒蓋部12是組裝在盒體部14上方，且盒體部14與盒蓋部12之間形成一噴流通道14P。
此外，氣泡產生介質15是位於噴流通道14P內，在本實施例中的氣泡產生介質15是呈矩形板狀。並且，氣泡產生介質15為一多孔性材質，例如為人造石墨(Graphite) 、碳化矽、或氮化矽。值得注意的是，氣泡產生介質15是連結盒蓋部12，且氣泡產生介質15與盒蓋部12是相互垂直(請參閱圖2C，圖2C所繪示為氣泡產生介質15連結在盒蓋部12的示意圖)。在本實施例中，噴流通道14P內只有一個氣泡產生介質15。然而，在其他的實施例中，噴流通道14P內也可同時存在多個氣泡產生介質15，且這些氣泡產生介質15都相互平行排列。
另外， 氣泡產生介質15的平均晶粒大小為10微米，氣泡產生介質15的容積密度為1.80~1.92 g/cm³，這些特性有有助於氣泡產生介質15產生綿密且細緻的微氣泡，原因會在下方段落進行說明。
請再次參閱圖2B，盒蓋部12是包括至少一入氣通道12P，而氣泡產生介質15是包括一傳導通道15P。此外，傳導通道15P是包括多個V字型通道151。並且，傳導通道15P是與入氣通道12P相互導通。
請再次參閱圖2A，壓縮氣體源13是用以將一壓縮氣體傳送至入氣通道12P內，該壓縮氣體例如為氧氣。之後，該壓縮氣體便經由傳導通道15P導入氣泡產生介質15，以使氣泡產生介質15的外部表面產生超微細氣泡。並且，由於V字型通道151幾乎佈滿了氣泡產生介質15，所以該壓縮氣體能透過V字型通道151傳導至氣泡產生介質15的各個區域。
此外，噴流器16是連結盒體部14，噴流器16是用以噴射一水流至噴流通道14P內。具體來說，噴流器16是經由一定速度的水流噴射至噴流通道14P內，所以該水流會沖擊氣泡產生介質15的外部表面，以使剛剛冒出該外部表面的超微細氣泡沖入水中。這樣一來，便能防止氣泡產生介質15的表面形成較大的氣泡，增加氣泡溶於水中的機率。並且，由於超微細氣泡產生裝置10所產生的氣泡便迅速的溶在水中，故水產養殖生物具有足夠的含氧量來維持正常的生理活動。
請參閱圖2D，圖2D所繪示為盒體部14具有多個磁條14M的示意圖。盒體部14的內部表面是設有多個相互平行的磁條14M，磁鐵14M是由永久磁石所製成。其中，磁條14M的延伸方向是與噴流器16所噴射的水流的方向互相垂直。這樣一來，通過磁條14M的水流會轉化為磁化水，關於磁化水的原理茲簡述如下段。
根據法拉第定律（如下式(1)所述），磁通率Φ
B的變化會產生感應電動勢ε，而由於水是極性分子，故感應電動勢ε會改變水分子的排列，從而對水的性質產生影響。在本案中，由於磁鐵14M是呈間格的排列且延伸方向又與水流的方向垂直，故通過磁條14M的水流所感受的磁通量又不斷改變，從而產生感應電動勢ε，進而改變水的性質。
……..(1)
請參閱圖2E，圖2E所繪示為另一種態樣的超微細氣泡產生裝置10’的示意圖。超微細氣泡產生裝置10’ 與超微細氣泡產生裝置10的差異在於：超微細氣泡產生裝置10’是包括兩個盒蓋部12、兩個壓縮氣體源13、兩個盒體部14及兩個氣泡產生介質15。其中，兩個盒體部14是能相互串接，所以噴流器16所噴射的水流便能一次沖擊兩個氣泡產生介質15的外部表面，以使更多的超微細氣泡沖入水中。
請參閱圖3，圖3所繪示為氣泡產生介質15與對照組在實驗室進行微氣泡粒徑測試的分析結果。其中，名稱單位為「17-600-19」的多孔材質是對應到本案的氣泡產生介質15。也就是說，名稱單位「17-600-19」的多孔材質的容積密度為1.80~1.92 g/cm³。此外，名稱單位為「17-600-p」的多孔材質屬於氣泡產生介質15的對照組，對照組的容積密度小於1.80g/cm³。
經由圖3的微氣泡粒徑測試的分析結果能得知，在三階段不同時間長度的情況下，名稱單位「17-600-19」的多孔材質所產生的微氣泡顆粒數是皆多於該對照組所產生的微氣泡顆粒數。並且，「17-600-19」的多孔材質在1.0Kg/cm
2的壓力下還能形成9千八百萬個氣泡，遠遠超過對照組所形成的氣泡數(3千3百萬個氣泡)。因此，圖3的微氣泡粒徑測試的分析結果已證實了本案的氣泡產生介質15所產生的微氣泡除了更加細緻之外，微氣泡的顆粒數量還能達到極佳的水平，這是其他密度的多孔材質所無法達到的。
此外，上述中的氣泡產生介質15的外部表面也可經由超高密度磨光的方式處理。根據實驗結果，同樣能幫助氣泡產生介質15產生更細緻的微氣泡。
請參閱圖4A及圖4B，圖4A所繪示為第二實施例之超微細氣泡產生裝置20的立體圖，圖4B所繪示為主體部24及氣泡產生介質25的剖視圖。超微細氣泡產生裝置20包括主體部24、壓縮氣體源13、二個氣泡產生介質25及噴流器16。其中，氣泡產生介質25為一管狀體，且二個氣泡產生介質25是串接設置在主體部24內，氣泡產生介質25為多孔性材質。值得注意的是，主體部24與氣泡產生介質25之間是形成一環狀空間25S。此外，主體部24是包括至少一入氣通道24P，且入氣通道24P與環狀空間相互導通。
另外，壓縮氣體源13是用以將一壓縮氣體傳送至入氣通道24P。之後，該壓縮氣體便經由環狀空間25S導入氣泡產生介質25內，以使氣泡產生介質25的內部表面產生超微細氣泡。換句話說，該超微細氣泡是形成在該管狀體的內部空間。
此外，噴流器16是連結主體部24，噴流器16是用以噴射一水流至該管狀體的內部空間，所以該水流會沖擊氣泡產生介質25的內部表面，以使剛剛冒出的超微細氣泡沖入水中。這樣一來，超微細氣泡產生裝置20同樣能防止氣泡產生介質25的表面上形成較大的氣泡，以增加氣泡溶於水中的機率。此外，相較於矩形板狀的氣泡產生介質15，管狀型態的氣泡產生介質25的內部水流較穩定(矩形板狀的氣泡產生介質15會切分水流)，不會產亂流，所以不易形成較大的氣泡。
請參閱圖5A及圖5B，圖5A所繪示為第三實施例之超微細氣泡產生裝置30的立體圖，圖5B所繪示為主體部34及氣泡產生介質35的剖視圖。圖5B所繪示為主體部34、轉動機構36及氣泡產生介質35的剖視圖。超微細氣泡產生裝置30包括一壓縮氣體源13、一主體部34、一轉動機構36及多個氣泡產生介質35。其中，主體部34包括一入氣區341、一中軸區342、一轉動區343及一分氣區344，入氣區341是連結中軸區342，入氣區341包括一入氣通道341P，中軸區342包括一第一中間通道342P，第一中間通道342P與入氣通道341P相互導通。
此外，轉動區343是連結中軸區342及轉動機構36，轉動區343是包括一第二中間通道343P，第二中間通道343P又與第一中間通道342P相互導通。另外，分氣區344是連結轉動區343，分氣區344是包括一主幹通道344A及多個分支通道344B，主幹通道344A與第二中間通道343P相互導通，而分支通道344B是與主幹通道344A相互導通。另外，分氣區344的外部表面還設有多個相互平行的磁條344M，且這些磁條344M同樣是由永久磁石所製成。
請再次參閱圖5B，每一個氣泡產生介質35是連結主體部34的分氣區344，氣泡產生介質35為多孔性材質，且氣泡產生介質35會是在水面下。值得注意的是，每一個分支通道344B是各自對應一個氣泡產生介質35。
上述中，壓縮氣體源13是用以將一壓縮氣體傳送至入氣通道341P內。之後，該壓縮氣體依序導入第一中間通道342P、第二中間通道343P、主幹通道344A及所有的分支通道344B。之後，該壓縮氣體便經由所有的分支通道344B導入氣泡產生介質35內部，以使氣泡產生介質35的外部表面產生超微細氣泡。
另外，轉動機構36是用以帶動分氣區344進行轉動。詳細來說，當轉動機構36快速轉動時，轉動機構36會同時帶動轉動區343及分氣區344進行轉動。因此，位於分氣區344下方的氣泡產生介質35也會跟移動。這樣一來，氣泡產生介質35的外部表面同樣會受到水流的沖擊，其所產生的超微細氣泡會被沖刷於水中。
此外，當分氣區344進行轉動時，磁條344M的延伸方向也會與該水流的方向互相垂直。因此，被動通過磁條344的水流同樣會轉化為磁化水。
上述中，該壓縮氣體是以氧氣作為範例。然而，在其他的實施例中，該壓縮氣體也可以為臭氧，用以增加水中臭氧的濃度。
綜上所述，本實施例之超微細氣泡產生裝置能減少氣泡產生介質的表面上形成較大的氣泡，以增加氣泡溶於水中的機率。並且，其還能產生的綿密且細緻的超微細氣泡，有助於維持水中的含氧量。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
9:習用氣泡產生裝置
91:氣泡產生介質
92:空氣導管
93:壓縮氣體源
10、10’、20、30:超微細氣泡產生裝置
12:盒蓋部
12P:入氣通道
13:壓縮氣體源
14:盒體部
14P:噴流通道
14M:磁條
15、25、35:氣泡產生介質
15P:傳導通道
151:V字型通道
16:噴流器
24、34:主體部
24P:入氣通道
25S:環狀空間
341:入氣區
342:中軸區
343:轉動區
344:分氣區
344A:主幹通道
344B:分支通道
344M:磁條
36:轉動機構
圖1所繪示為習知的氣泡產生裝置9。
圖2A所繪示為第一實施例之超微細氣泡產生裝置10的立體圖。
圖2B所繪示為盒蓋部12、氣泡產生介質15及盒體部14的剖視圖。
圖2C所繪示為氣泡產生介質15連結在盒蓋部12的示意圖。
圖2D所繪示為盒體部14具有多個磁條14M的示意圖。
圖2E所繪示為另一種態樣的超微細氣泡產生裝置10’的示意圖。
圖3所繪示為氣泡產生介質15與對照組在實驗室進行微氣泡粒徑測試的分析結果。
圖4A所繪示為第二實施例之超微細氣泡產生裝置20的立體圖。
圖4B所繪示為主體部24及氣泡產生介質25的剖視圖。
圖5A所繪示為第三實施例之超微細氣泡產生裝置30的立體圖。
圖5B所繪示為主體部34、轉動機構36及氣泡產生介質35的剖視圖。
10:超微細氣泡產生裝置
12:盒蓋部
12p:入氣通道
13:壓縮氣體源
14:盒體部
16:噴流器
Claims (6)
- 一種超微細氣泡產生裝置，包括：至少一盒蓋部，包括至少一入氣通道；至少一壓縮氣體源，用以將一壓縮氣體傳送至該入氣通道；至少一氣泡產生介質，內設有一傳導通道，該傳導通道包括多個V字型通道，這些V字型通道佈滿該氣泡產生介質，該傳導通道與該入氣通道相互導通，且該氣泡產生介質的材質為一多孔性材質；至少一盒體部，與該盒蓋部形成一噴流通道，且該氣泡產生介質位於該噴流通道內；及一噴流器，用以噴射一水流至該噴流通道內；其中，該壓縮氣體是傳送至該入氣通道後再傳送至該傳導通道，該壓縮氣體經由該傳導通道導入該氣泡產生介質，該壓縮氣體滲透該氣泡產生介質而於該氣泡產生介質的表面形成多個氣泡，而這些氣泡則藉由該水流而被帶離該氣泡產生介質的表面。
- 如請求項1所述之超微細氣泡產生裝置，其中該氣泡產生介質與該盒蓋部相互垂直。
- 如請求項1所述之超微細氣泡產生裝置，其中該盒體部的內部表面設有多個相互平行的磁條，該磁條的延伸方向與該水流的方向互相垂直，且該磁條是由永久磁石所製成。
- 如請求項1所述之超微細氣泡產生裝置，其中該多孔性材質為人造石墨(Graphite)、碳化矽、或氮化矽。
- 如請求項1所述之超微細氣泡產生裝置，其中該氣泡產生介質的平均晶粒大小為10微米，該氣泡產生介質的容積密度為1.80~1.92g/cm3。
- 如請求項1所述之超微細氣泡產生裝置，其中該氣泡產生介質的外部表面經由超高密度磨光的方式處理。
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