JP6169749B1 - Microbubble generator - Google Patents
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Abstract
【課題】微小気泡を効率よく生成させると共に、微小気泡を含有する液体の噴出効率を向上させることを目的とする。【解決手段】微細気泡生成装置は、液体が流れる主流路と、主流路に気体を導入する給気路とを備える。具体的には、主流路は、周囲よりも内径が小さくなった絞り部と、当該絞り部の下流側に設けられ液体と気体とを混合する吸い込み室とを備え、給気路は、吸い込み室と連通する給気孔を備え、給気孔は、微細気泡生成装置の縦断面視において液体の流れる方向に傾斜しつつ吸い込み室と接続され、且つ気体の導入により主流路においてらせん状の旋回流を生成するように給気孔の中心軸と主流路の中心軸とが交わらないように配置される。【選択図】図1An object of the present invention is to efficiently generate microbubbles and improve the ejection efficiency of a liquid containing microbubbles. A fine bubble generating device includes a main channel through which a liquid flows and an air supply channel for introducing gas into the main channel. Specifically, the main flow path includes a throttle portion whose inner diameter is smaller than the surroundings, and a suction chamber that is provided on the downstream side of the throttle portion and mixes liquid and gas, and the air supply path is a suction chamber. The air supply hole is connected to the suction chamber while inclining in the liquid flow direction in a vertical cross-sectional view of the fine bubble generating device, and generates a spiral swirl flow in the main channel by introducing the gas. Thus, the central axis of the air supply hole and the central axis of the main flow path are arranged so as not to intersect. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、微細気泡生成装置に関する。 The present invention relates to a microbubble generator.
従来、いわゆるマイクロバブルと呼ばれる微小な気泡を生成する様々な技術が提案されている。例えば、気体吹き込み穴を、流路における液体の進行方向に対して鋭角に斜向させ、かつ、流路を包囲する壁面の接線方向の成分を持つように設けた循環流発生装置が提案されている(特許文献1)。本技術では、コンプレッサを接続し、気体吹き込み穴を通じて流路に気体を吹き込むことで、流路内に旋回流を発生させて循環流の発生と気液混合とを同時に行う。 Conventionally, various techniques for generating minute bubbles called so-called microbubbles have been proposed. For example, a circulating flow generator has been proposed in which a gas blowing hole is inclined at an acute angle with respect to the liquid traveling direction in the flow path and has a tangential component of the wall surface surrounding the flow path. (Patent Document 1). In the present technology, a compressor is connected and gas is blown into a flow path through a gas blowing hole, thereby generating a swirling flow in the flow path and simultaneously generating a circulating flow and gas-liquid mixing.
また、マイクロバブル発生器においていわゆるベンチュリ管を採用し、主通路に導入させる気体は送風機等により気体導入孔に圧送してもよいし、主通路側に自然吸引させてもよいとする技術も提案されている(特許文献2)。その他にも、バブル発生ノズルやバブル発生器においてベンチュリ管を採用し、負圧を発生させる技術は提案されている(特許文献3、4)。
Also proposed is a technology that employs a so-called Venturi tube in the microbubble generator, and the gas introduced into the main passage may be pumped into the gas introduction hole by a blower or the like, or may be naturally sucked into the main passage. (Patent Document 2). In addition, a technique for generating a negative pressure by using a venturi pipe in a bubble generating nozzle or a bubble generator has been proposed (
従来、マイクロバブルを生成するための様々な技術が提案されている。一方、マイクロバブルの用途には、洗浄や水質浄化が挙げられる。洗浄に用いる場合、マイクロバブルを含む水流と洗浄対象物とを衝突させることでマイクロバブルが圧壊し、その衝撃圧力によって汚れを洗浄対象物から容易に剥離することができる。また、池沼等の水質浄化に用いる場合、浄化対象全体にマイクロバブルを供給するためには、水の噴射流量に対して気泡量が多いほど噴力が大きく、かつ撹拌も大きくできるため、浄化作用効果が大きくなる。 Conventionally, various techniques for generating microbubbles have been proposed. On the other hand, the use of microbubbles includes washing and water purification. When used for cleaning, the microbubbles are crushed by colliding a water stream containing microbubbles with the object to be cleaned, and dirt can be easily separated from the object to be cleaned by the impact pressure. In addition, when used for water purification of ponds and marshes, in order to supply microbubbles to the entire purification target, the greater the amount of bubbles relative to the water injection flow rate, the greater the jet force and the greater the agitation. The effect is increased.
そこで、本発明は、微小気泡を効率よく生成させる装置の最適構造と共に、微小気泡を含有する液体の噴出効率を向上させることを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to improve the ejection efficiency of a liquid containing microbubbles, together with the optimum structure of an apparatus that efficiently generates microbubbles.
本実施形態に係る微細気泡生成装置は、液体が流れる主流路と、主流路に気体を導入する給気路とを備える。具体的には、主流路は、周囲よりも内径が小さくなった絞り部と、当該絞り部の下流側に設けられ液体の液流へ気体を誘導する吸い込み室とを備え、給気路は、吸い込み室と連通する給気孔を備え、給気孔は、微細気泡生成装置の縦断面視において液体の流れる方向に向かって角度をつけて吸い込み室と接続され、且つ気体の導入により主流路においてらせん状の旋回流を生成するように給気孔の中心軸と主流路の中心軸とが交わらないように配置される。 The fine bubble generating apparatus according to the present embodiment includes a main channel through which a liquid flows and an air supply channel that introduces gas into the main channel. Specifically, the main flow path includes a throttle portion whose inner diameter is smaller than the surroundings, and a suction chamber that is provided on the downstream side of the throttle portion and guides gas to the liquid flow of the liquid. It has air supply holes that communicate with the suction chamber, and the air supply holes are connected to the suction chamber at an angle in the liquid flow direction in a longitudinal sectional view of the fine bubble generating device, and spirally formed in the main flow path by introducing gas The central axis of the air supply hole and the central axis of the main flow path are arranged so as not to intersect with each other so as to generate a swirling flow.
このようにすれば、主流路内に設けられた絞り部からの水流は高速となり、いわゆるベンチュリ効果により負圧が生じ、絞り部の下流側に設けられた吸い込み室において給気孔
を介して気体をスムーズに吸引することができるようになる。また、給気孔は主流路における液体の流れる方向に角度をつけて吸い込み室と接続されているため、気体の導入による液流の流速のロスを低減することができる。したがって、微細気泡生成装置の噴出効率を向上させることができる。また、給気孔と主流路の中心軸をずらす構成により、主流路において種々の強さの旋回流を生成することができ、主流路内に生じるせん断力により微細気泡を効率的に生成することができる。
In this way, the water flow from the throttle part provided in the main flow path becomes high speed, negative pressure is generated by the so-called venturi effect, and gas is supplied through the air supply holes in the suction chamber provided downstream of the throttle part. It becomes possible to suck smoothly. Further, since the air supply hole is connected to the suction chamber at an angle in the liquid flow direction in the main flow path, it is possible to reduce the loss of the liquid flow velocity due to the introduction of the gas. Therefore, the ejection efficiency of the fine bubble generating device can be improved. In addition, the configuration in which the central axis of the air supply hole and the main flow path is shifted can generate a swirling flow having various strengths in the main flow path, and the fine bubbles can be efficiently generated by the shearing force generated in the main flow path. it can.
また、絞り部は、その下流側の端部が吸い込み室内に突出するようにしてもよい。このようにすれば、吸い込み室内における気液流の流動を制御することができる。 Further, the throttle portion may be configured such that the downstream end thereof protrudes into the suction chamber. In this way, the flow of the gas-liquid flow in the suction chamber can be controlled.
また、吸い込み室は、主流路の下流側に向けてその内径が徐々に小さくなるようにしてもよい。このようにすれば、液体と気体をスムーズにスロート部に誘導することができるようになる。 The suction chamber may have an inner diameter that gradually decreases toward the downstream side of the main flow path. In this way, liquid and gas can be smoothly guided to the throat portion.
なお、課題を解決するための手段に記載の内容は、本発明の課題や技術的思想を逸脱しない範囲で可能な限り組み合わせることができる。 The contents described in the means for solving the problems can be combined as much as possible without departing from the problems and technical ideas of the present invention.
微小気泡を効率よく生成させると共に、微小気泡を含有する液体の噴出効率を向上させることができる。 While generating microbubbles efficiently, the ejection efficiency of the liquid containing microbubbles can be improved.
以下、本発明の実施形態に係るマイクロバブル生成ノズルについて、図面を参照しながら説明する。ただし、以下に説明する実施形態は装置の一例であり、本発明に係る装置は
、以下の構成には限定されない。
Hereinafter, a microbubble generating nozzle according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the embodiment described below is an example of an apparatus, and the apparatus according to the present invention is not limited to the following configuration.
また、本実施形態では、直径100μm以下の気泡を「ファインバブル」と総称する。そして、ファインバブルのうち、直径1〜100μmのものを「マイクロバブル」と呼び、直径1μm以下のものを「ウルトラファインバブル(ナノバブル)」と呼ぶものとする。マイクロバブルは気泡としては目視できず、水中においては白濁として認識される。また、ウルトラファインバブルは、目視では確認できない大きさの気泡である。また、直径50μm以上の気泡は、すぐに拡大しつつ浮上する性質がある。一方、直径6μm〜50μmの気泡は、表面張力により収縮しながら約数mm/s〜数十μm/s程度の速度で浮上する。 In the present embodiment, bubbles having a diameter of 100 μm or less are collectively referred to as “fine bubbles”. Of the fine bubbles, those having a diameter of 1 to 100 μm are referred to as “micro bubbles”, and those having a diameter of 1 μm or less are referred to as “ultra fine bubbles (nano bubbles)”. Microbubbles are not visible as bubbles and are recognized as white turbidity in water. Ultra fine bubbles are bubbles having a size that cannot be visually confirmed. In addition, bubbles having a diameter of 50 μm or more have a property of rising while immediately expanding. On the other hand, bubbles having a diameter of 6 μm to 50 μm float at a speed of about several mm / s to several tens μm / s while contracting due to surface tension.
本実施形態に係る装置は、主としてマイクロバブルを生成する。ただし、ウルトラファインバブルの生成を除外するものではなく、本実施形態に係る装置は、ウルトラファインバブルを含むファインバブルを生成するものであってもよい。また、ファインバブルを、本発明に係る「微小気泡」とも呼ぶものとする。 The apparatus according to the present embodiment mainly generates microbubbles. However, the production | generation of an ultra fine bubble is not excluded, The apparatus which concerns on this embodiment may produce | generate the fine bubble containing an ultra fine bubble. The fine bubbles are also referred to as “micro bubbles” according to the present invention.
<構成及び作用>
図1は、本実施形態に係るマイクロバブル生成ノズル1を、液体の流れる主流路方向に沿って切断した縦断面図である。図2は、マイクロバブル生成ノズル1の内部透過斜視図である。また、図3は、マイクロバブル生成ノズル1を図1と同じ位置で切断した断面斜視図である。マイクロバブル生成ノズル1は、直線状に水等の液体が流れる主流路(図1における一点鎖線の矢印)と、主流路にその周囲から空気等の気体を供給する給気路(図1における二点鎖線の矢印)とを備えている。なお、一点鎖線の矢印及び二点鎖線の矢印は、それぞれ流体の流れる方向を表している。
<Configuration and action>
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the
本実施形態では、主流路に水が供給され、給気路からは空気が吸引されるものとして説明する。水はポンプ等を接続して圧送するようにしてもよいし、水道と連結して送水されるようにしてもよい。また、空気は、後述するようにベンチュリ効果により、圧送する必要なく吸引されるようになっている。そして、マイクロバブル生成ノズル1内において水と空気が混合されると共に、マイクロバブルが生成され、マイクロバブルを含有する水が噴射される。本実施形態では、便宜上、マイクロバブルを含有する水を噴射する方向を前、水が供給される側を後ろと呼ぶ。また、給気路が設けられた方向を上と呼ぶ。
In the present embodiment, description will be made assuming that water is supplied to the main flow path and air is sucked from the air supply path. Water may be pumped by connecting a pump or the like, or water may be fed in connection with water. Further, air is sucked by the venturi effect without needing to be pumped as will be described later. And while mixing water and air in the microbubble production |
図4は、マイクロバブル生成ノズル1を前から見た正面図である。図5は、マイクロバブル生成ノズル1を上から見た平面図である。図6は、マイクロバブル生成ノズル1の左側面図である。また、上述した図1は、図5におけるA−A断面図であり、マイクロバブル生成ノズル1をその幅方向の中央で切断した縦断面図に相当する。図7は、図5におけるB−B断面図であり、マイクロバブル生成ノズル1をその幅方向の中央よりも正面から向かって右寄りの位置で切断した縦断面図である。図8は、図5におけるC−C断面図であり、マイクロバブル生成ノズル1を給気路の中心で主流路と直交する面で切断した横断面図である。
FIG. 4 is a front view of the
上述した断面図及び内部透過図等に示すように、マイクロバブル生成ノズル1は、2つの部材を組み合わせることにより形成されている。具体的には、マイクロバブル生成ノズル1は、主流路の上流側に位置する第1の部材である上流側部材2と、主流路の下流側に位置する第2の部材である下流側部材3とを備える。上流側部材2及び下流側部材3は、例えばステンレス鋼のような金属、その他の材料を用いて形成することができる。
As shown in the cross-sectional view and the internal permeation diagram described above, the
図9は、上流側部材2と下流側部材3とを分解した状態を示すマイクロバブル生成ノズル1の内部透過斜視図である。図9や上述した断面図等からわかるように、上流側部材2
と下流側部材3との接続箇所は、上流側部材2の内径と下流側部材3の外径とが同一である部分を有し、上流側部材2の内部に下流側部材3を挿入することで両者が接続される。具体的には、上流側部材2の下流側端部の内径が、下流側部材3の対応する部分の外径と同一になっている。
FIG. 9 is an internally transparent perspective view of the
And the
また、下流側部材3は、その外径が上流側部材2の内径よりも小さい部分を有し、上流側部材2と下流側部材3とを組み合わせた状態において両者の間に気体吸引室4が形成される。具体的には、下流側部材3の上流側端部の外径が、上流側部材2の対応する部分の内径よりも小さくなっている。気体吸引室4は、マイクロバブル生成ノズル1内に設けられた環状の空間である。吸引される空気は、気体吸引室4を介して、主流路の周囲から主流路内へ導入される。
Further, the
また、縦断面図等からわかるように、主流路の径の大きさは、マイクロバブル生成ノズル1内において変化している。なお、径の大きさが変化しても主流路の流れ方向の軸の中心はほぼ直線状といえる。
Further, as can be seen from the longitudinal sectional view and the like, the size of the diameter of the main channel changes in the
マイクロバブル生成ノズル1の上流側部材2は、主流路の上流側に接続される給水管5(図1に内径のみを図示)から水が供給される給水路21を含む。給水路21は、その径が一定である円柱状の空間になっている。
The
そして、上流側部材2は、給水路21の下流側に、その径が徐々に小さくなっていく縮径部22を有する。すなわち、縮径部22は、円錐台状の空間になっている。主流路はいわゆるベンチュリ管になっており、縮径部22においては内部を通過する水の流速が上昇するとともに、圧力が低下する。
The
さらに、上流側部材2は、縮径部22の下流側に、最も内径が小さい円柱状の空間である絞り部23を有する。絞り部23の内径は、給水路21の内径に対して0.1〜0.4倍程度の大きさになっている。絞り部23の下流端には、円管が下流方向に突き出した突状管24を備えている。縮径部22において上昇した水の流速は、絞り部23においてより速くなる。また、絞り部23においては、流速に応じて圧力が真空近くまで低下する。また、圧力が飽和蒸気圧以下に低下すると、水中に存在していた気泡核を核として、溶解していた空気の遊離によってキャビテーション気泡が生じる。
Further, the
また、上流側部材2は、上述した気体吸引室4と連通する位置に給気路25を有する。給気路25には、給気管6(図1に内径のみ図示)を介して空気が供給される。給気路25は、給気管6を介して例えば外気とつながっている。また、給気管6には、外気の流入量を調整するための調整弁7(図1に記号を図示)を設けるようにしてもよい。
The
また、マイクロバブル生成ノズル1の下流側部材3は、その上流側の端部に吸い込み室31を有する。吸い込み室31は、その径が下流側に向かって徐々に小さくなっている。すなわち、吸い込み室31も円錐台状の空間といえる。また、上流側部材2と下流側部材3とを接続した状態において、吸い込み室31内には上流側部材2の突状管24が突き出している。また、吸い込み室31と気体吸引室4との間には、空気を供給するための給気孔32が複数設けられ、吸い込み室31と気体吸引室4とは連通している。吸い込み室31では、ベンチュリ効果によって負圧が生じ、給気孔32から外気が吸引される。
Further, the
縦断面図等からわかるように、給気孔32は、主流路の下流側に向かって傾斜している。換言すれば、給気孔32は、吸込み室31との接続部から、主流路の上流側にやや傾いて伸びている。すなわち、給気孔32は、主流路の水の流れに逆らわない方向に向かって主流路と合流している。この傾斜により、例えば主流路と給気孔32とが垂直に連結され
る場合よりも、水と空気との合流をスムーズに行うことができる。換言すれば、空気の供給により生じる水流の勢いのロスを低減することができるようになっている。給気孔32と主流路の中心軸とのなす角は50〜80度程度が好ましい。また、吸い込み室31に設けられたテーパは、水と空気との合流をスムーズにすると共に、縮径部22及び絞り部23で上昇した水流の速度を維持する役割を果たす。また、突状管24が吸い込み室31内に突出することにより、水流の逆流を防止することができる。逆流を防止するためには、突状管24の下流側端部が、給気孔32の延長線と交わる位置程度まで突出していることが好ましい。
As can be seen from the longitudinal sectional view and the like, the air supply holes 32 are inclined toward the downstream side of the main flow path. In other words, the air supply holes 32 extend from the connecting portion with the
図10は、マイクロバブル生成ノズル1内の給気孔32を正面から見た内部透過図である。図10や横断面図等からわかるように、給気孔32は、その軸心の延長線が主流路の中心軸とずれるように設けられている。具体的には、各給気孔32は、横断面視において主流路の内壁の接線にほぼ相当する位置に設けられている。すなわち、横断面視において給気孔32は主流路内に交わるように設けられており、給気孔32の内壁と主流路の内壁とがほぼ接するようになっている。ただし、製造の都合上、給気孔32は主流路の内壁よりも主流路の中心軸側に設けることが実際的である。このような角度で空気が導入されると、空気は吸い込み室31内においてらせん状に旋回して流れる。これに伴い、上流側部材2から流入する水も、吸い込み室31内においてはらせん状に旋回して流れるようになる。
FIG. 10 is an internal transmission view of the air supply holes 32 in the
また、下流側部材3は、吸い込み室31の下流側に、内径が一定の円柱状の空間であるスロート部33を有する。スロート部33では、内圧が吸い込み室31よりも上昇し、主流路を流れる水と吸い込み室31で吸引された空気とが混合される。また、下流側部材3は、スロート部33の下流側に、内径が徐々に大きくなるディフューザ部34を有する。吸い込み室31内において発生した旋回流は、スロート部33及びディフューザ部34内においても渦を形成し、強いせん断力を生じる。同時に、縮径部22及び絞り部23において生成したキャビテーション気泡と給気孔32から導入された空気とが衝突することによっても気泡が微細化する。以上のようにして、給気孔32から取り込まれた空気が微塵化されてマイクロバブルが生成される。そして、マイクロバブルを含むジェットがディフューザ部34から噴射される。
The
本実施形態に係るマイクロバブル生成ノズル1によれば、主流路に供給される水流の勢い(流速)のロスを低減し、噴射力の高いマイクロバブル含有ジェットを生成することができる。
According to the
マイクロバブル生成ノズル1において、負圧領域を適切な長さとするためには、絞り部23及びディフューザ部34を設けることが好ましく、これらを設けないと性能が低下する。また、スロート部33を設けないとディフューザ部34内に逆流する水流が生じることがある。縮径部22、絞り部23、給気孔32、スロート部33、及びディフューザ部34の比率を最適化することにより、マイクロバブル生成ノズル1は、供給される水圧が0.3MPaのとき、水量の80%の容量の空気を自吸することができるようになる。
In the
<比較例>
図11は、装置内の圧力をシミュレーションした結果を模式的に示すグラフである。図11のグラフは、縦軸は圧力を示し、横軸は装置内の絞り部23の上流端からの距離を示す。実線は、図1の調整弁7を開放し、空気を導入する場合(空気ありモデル)の圧力の変化を示す。一点鎖線は、図1の調整弁7を閉じ、空気を導入しない場合(空気なしモデル)の圧力の変化を示す。なお、供給される水の水圧(大気との相対圧力)は同一である。また、キャビテーション気泡は、飽和蒸気圧(図11のキャビテーション生成圧力)以下になると生成が始まる。図11に示すように、空気を導入する場合と導入しない場合の
いずれも、外気が導入される吸い込み室31より手前の絞り部23内において、キャビテーション気泡の生成が始まっている。したがって、給気孔32からの空気の導入の有無にかかわらず、マイクロバブルを生成させられる構成になっているといえる。
<Comparative example>
FIG. 11 is a graph schematically showing the result of simulating the pressure in the apparatus. In the graph of FIG. 11, the vertical axis represents pressure, and the horizontal axis represents the distance from the upstream end of the
図12は、給気孔32の軸心の延長線が主流路の中心軸とずれるように設けた場合(らせんあり)と、給気孔32を主流路の中心軸上に設けた場合(らせんなし)との水圧の大きさをシミュレーションした結果を模式的に示すグラフである。なお、供給される水の水圧(大気との相対圧力)は同一である。太い実線は、図10に示したような本実施形態に係る給気孔32を採用する場合の水圧を示すグラフである。また、細い破線は、図13に示すような、らせん状の旋回流を発生させないような給気孔32を採用する場合の水圧を示すグラフである。図13の例では、給気孔は、その軸心の延長線が主流路の中心軸と交わるように設けられている。本実施形態に係る給気孔32を採用する場合は、絞り部23内の水圧が、キャビテーション気泡が生成する飽和水蒸気圧(図12のキャビテーション生成圧力)以下になり、キャビテーション気泡がより多く生成されると考えられる。一方、図13に示すような給気孔32を採用する場合、キャビテーション気泡の生成量が少なくなり、これと同時にマイクロバブルの生成効率も低下すると考えられる。すなわち、供給される水の圧力が同一であっても、らせんなしの場合は流速が十分に上がらず、絞り部ではキャビテーション生成圧力に到達しない。
FIG. 12 shows a case where the extension line of the axial center of the
<効果>
図14は、マイクロバブル生成ノズル1により生成される微粒子数を、ディフューザ部34の下流側に設置した微粒子測定機(パーティクルカウンター HIAC Royco)により測定した結果を示すグラフである。図14のグラフは、横軸が駆動圧力(MPa)を表し、縦軸が1mL当たりの観測数を表す。駆動圧力が0.05MPa程度まで小さい場合は微粒子はほぼ観測されないが、それ以上の駆動圧力であれば観測されるようになる。なお、装置の観測域の都合上、直径4μm未満の気泡は計数されていないが、いわゆるウルトラファインバブル等も生成していると考えられる。
<Effect>
FIG. 14 is a graph showing the results of measuring the number of particles generated by the
図15は、実施形態に係るマイクロバブル生成ノズル1を用いて装置を運転した場合と、運転しない場合との溶存酸素量を示すグラフである。図15のグラフは、横軸が溶存酸素量の割合を表し、縦軸が時刻を表す。また、太線は、マイクロバブル生成ノズル1をポンプに接続して池の水を循環させ、マイクロバブルを生成させた場合の、飽和量に対する溶存酸素量の割合(溶存酸素率)を示すグラフである。なお、装置の運転は、横軸に「MB運転」と示した初日の日中のみ行った。また、細線は、マイクロバブルを生成させない場合の、溶存酸素率を示すグラフである。開始前は酸素溶存率が90%弱であり、2日目においても装置運転をした場合の方が酸素溶存率は高かった。マイクロバブルやウルトラファインバブルは水中に長期間残存するため、生成されたマイクロバブルが残存しているものと考えられる。また、実施形態に係るマイクロバブル生成ノズル1は、噴射効率が良く、数メートル四方の池においても万遍なく行きわたらせることができた。本実験は比較的酸素溶存率が低下しない初冬に実施したが、夏場は温度上昇などにより酸素溶存率がより低下するため、本装置の有用性が高まると考えられる。
FIG. 15 is a graph showing the amount of dissolved oxygen when the apparatus is operated using the
<変形例>
上述の実施形態では水中に空気のマイクロバブルを生成するものとして説明したが、主流路には水以外の液体を供給してもよい。また、給気路25からは空気以外の気体を導入するようにしてもよい。給気路25から空気以外の気体を導入する場合、給気路25は外気でなく対象の気体を保持するボンベ等に接続される。このようにすれば、例えば酸素、窒素、水素、二酸化炭素、オゾン等、様々な気体のマイクロバブルを生成することができる。
<Modification>
In the above-described embodiment, it has been described that microbubbles of air are generated in water. However, a liquid other than water may be supplied to the main channel. Further, a gas other than air may be introduced from the
また、給水路21の径は、所望の流量が得られる所定の大きさ以上であれば、一定でなくテーパが付いていてもよい。また、縮径部22や吸い込み室31、ディフューザ部34等のテーパ角は、図示した例に限らず適切な値を採用することができる。
Further, the diameter of the
図16は、縮径部22の径の大きさの変化率が一定でない上流側部材2の例を示す縦断面図である。図16の例では、縦断面視において主流路の上流側部材の主流路の縮径部22と給水路21との境界、及び縮径部22と絞り部23との境界が滑らかになっている。上述の実施形態では給水路21、縮径部22、絞り部23等を便宜上、分けて説明したが、図15に示すように境界は曖昧であってもよい。このような態様であっても、例えば縮径部22の径が単調減少すれば(主流路の下流側に向けてその内径が徐々に小さくなれば)、上述の実施形態と同様に機能する。また、境界を滑らかにすることで、流速の低下を抑制することができる。径の変化率が一定でない縮径部22は、例えば切削等の金属加工や、3Dプリンティング等により形成することができる。なお、吸い込み室31、ディフューザ部34等のように径の大きさが変化する他の部分についても、径の大きさが滑らかに変化する形状にしてもよい。
FIG. 16 is a longitudinal sectional view showing an example of the
また、給気孔32の主流路に対する傾斜角度も、適切な値を採用することができる。また、給気孔32の数も、図示した例には限定されない。吸い込み室31の周囲に設けられる給気孔32の数を1以上の任意の数に変更してもよく、また、主流路の流れ方向の前後に複数列の給気孔32を設けるようにしてもよい。
In addition, an appropriate value can be adopted as the inclination angle of the
また、マイクロバブル生成ノズル1の大きさは特に限定されない。例えば、各部の大きさの比率を同一にして拡縮した相似形状のマイクロバブル生成ノズル1を採用するようにしてもよい。このようにすれば、用途の規模に応じた流量を処理するマイクロバブル生成ノズル1を提供することができる。よって、比較的小さな水槽から、より大きな池まで様々な用途に対応することができる。
The size of the
1 :マイクロバブル生成ノズル
2 :上流側部材
21:給水路
22:縮径部
23:絞り部
24:突状管
25:給気路
3 :下流側部材
31:吸い込み室
32:給気孔
33:スロート部
34:ディフューザ部
4 :気体吸引室
5 :給水管
6 :給気管
7 :調整弁
1: Microbubble generating nozzle 2: Upstream member 21: Water supply path 22: Reduced diameter part 23: Restricted part 24: Thrust pipe 25: Air supply path 3: Downstream member 31: Suction chamber 32: Air supply hole 33: Throat Part 34: diffuser part 4: gas suction chamber 5: water supply pipe 6: air supply pipe 7: regulating valve
Claims (3)
前記主流路に気体を導入する給気路と、
を備える微細気泡生成装置であって、
前記主流路は、周囲よりも内径が小さくなった絞り部と、当該絞り部の下流側に設けられ、前記液体の液流へ前記気体を誘導する吸い込み室とを備え、
前記給気路は、前記吸い込み室と連通する給気孔を備え、
前記給気孔は、前記微細気泡生成装置の縦断面視において前記液体の流れる方向に向かって角度をつけて前記吸い込み室と接続され、且つ前記気体の導入により前記主流路においてらせん状の旋回流を生成するように前記給気孔の中心軸と前記主流路の中心軸とが交わらないように配置され、
前記吸い込み室は、前記主流路の下流側に向けてその壁面の内径が徐々に小さくなり、当該壁面に前記給気孔が連通する
微細気泡生成装置。 A main flow path through which liquid flows;
An air supply path for introducing gas into the main flow path;
A microbubble generator comprising:
The main flow path includes a throttle portion having an inner diameter smaller than the surroundings, and a suction chamber that is provided downstream of the throttle portion and guides the gas to the liquid flow of the liquid,
The air supply path includes an air supply hole communicating with the suction chamber,
The air supply hole is connected to the suction chamber at an angle toward the liquid flow direction in a vertical cross-sectional view of the fine bubble generating device, and a spiral swirl flow is generated in the main channel by the introduction of the gas. Arranged so that the central axis of the air supply hole and the central axis of the main flow path do not intersect so as to generate ,
The suction chamber is a fine bubble generating device in which the inner diameter of the wall surface gradually decreases toward the downstream side of the main flow path, and the air supply holes communicate with the wall surface .
請求項1に記載の微細気泡生成装置。 The fine bubble generating device according to claim 1, wherein an end of the throttle portion on the downstream side protrudes into the suction chamber.
前記気体吸引室から前記吸い込み室へ、複数の給気孔が接続される A plurality of air supply holes are connected from the gas suction chamber to the suction chamber.
請求項1又は2に記載の微細気泡生成装置。 The fine bubble production | generation apparatus of Claim 1 or 2.
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