CN203916477U - 微气泡产生装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出一种微气泡产生装置，以一外壳包覆转接头、加速管、渐缩管及锥形网而组装成一微气泡产生装置，当水经由转接头通往加速管后，水会经过第一道水流旋转及第二道水流旋转的双重加速，并引导外在环境空气经由第一空气流道及第二空气流道进入加速管内管中，再经过渐缩管后产生一高转速高动压力旋转水流，使得空气产生爆裂，水中因而形成复数个小气泡，并在通过锥形网中的复数个切孔后，复数个小气泡进一步再被切割而形成复数个微气泡。
Description
技术领域
本实用新型是关于一种微气泡产生装置，特别是一种用于净化水质的微气泡产生装置。
背景技术
以往人们对于净化水质的概念，往往利用加装一滤水器来净化水质或是利用含银物质来杀菌，不但成本高、需时常跟换过滤材质，而且会产生大量的废水，造成环境污染。而且通常滤水器过滤后的水量少，无法应用在农业及渔业等产业，因此通常只能应用在饮水。
目前已知的微气泡产生器分为气体溶解型及液体动力型两种，气体溶解型是利用高压气体注入至液体中，缺点为须大量气体消耗，成本高而不利于应用在产业及居家生活；液体动力型则是目前较常应用的类型，是利用抽水回流同时吸入空气，在循环水中溶入大量高密度的微小气泡，或是采用涡流涡轮泵(vortex turbine pump)快速将气体打成很小的气泡融入水中，但这类型的微气泡产生器通常装置复杂、操作技术需求高、耗电量大、安装所需空间大，不利于居家使用及中小型农、渔产业的应用。此外，其所产生微气泡的数量常有不足的现象及微气泡停留在水中的时间短，无法达到净化水质及杀菌的效果。
鉴于上述现有技术的种种缺失，本实用新型在于提供一种微气泡产生装置，具有净化水质、杀菌、节水效能及低化学清洁剂需求的洁净效果，可广泛应用在工业、养殖、医疗、美容等各行业。
实用新型内容
为解决上述现有技术的问题，本实用新型的一目的在于提出一种微气泡产生装置，包含一转接头、一加速管、一渐缩管、一锥形网及一外壳。一转接头，具有一入水口、一出水口及一第一空气流道，第一空气流道设置在转接头内部。一加速管，具有一第二空气流道、一第一水流道、一第二水流道、一第三水流道、一第一开口、一第二开口、一第三开口、一凹部及一凸部，其中，凸部形成于加速管的前段的端部，第二空气流道形成于加速管内且自凸部附近延伸至加速管中段，第一水流道、第二水流道及第三水流道形成于加速管内且自凸部延伸至加速管的中段，第一开口、第二开口及第三开口形成于加速管的管壁上且与加速管的内管连通，加速管的内管形成于加速管内且自加速管的中段延伸至凹部，凹部形成于加速管的后段的端部。凸部插接于出水口使得第一空气流道与第二空气流道形成一通路，且此通路与内管连通，第一水流道出口、第二水流道出口及第三水流道出口的出水方向与圆周的至少一径向方向的轴各形成一第一角度，此第一角度为0至180度，圆周的至少一径向方向的轴数目等于第一水流道、第二水流道及第三水流道设置的数量。一渐缩管，为中空状，具有依序相接的一第一入口端、一前端部、一中间部、一后端部及一第一出口端，第一入口端插接于加速管的凹部，中间部的内径不变，前端部的内径朝中间部渐缩，后端部的内径朝中间部渐缩。一锥形网，其以突起的锥型部插接于后端部，且锥型部上具有复数个切孔。一外壳，其包覆转接头、加速管、渐缩管及锥形网。当水依序通过转接头、加速管、渐缩管及锥形网时，通过第一水流道出口、第二水流道出口及第三水流道出口的水在外壳内绕着加速管外壁进行第一次加速圆周运动后经由第一开口、第二开口及第三开口进入内管，并于内管内进行第二次加速圆周运动。
其中，所述复数个切孔的孔径为0.05至0.9mm。
其中，所述加速管的内管具有一第一内径，所述渐缩管的中间部具有一第二内径，第一内径大于第二内径。
其中，所述至少一径向方向的轴，彼此间隔一相等的第二角度，复数个第二角度的总和等于360度。
其中，微气泡产生装置产生微气泡的粒径为5~50μm。
其中，微气泡产生装置产生微气泡的数量为每毫升具有400~1200个微气泡。
本实用新型的另一目的在于提供一种具有隐藏式转接头的微气泡产生装置，可避免因为与外在环境接触或人为碰触而影响空气在第一空气流道流动的效果。
本实用新型的再一目的在于提供一种微气泡产生装置，具有一加速管，能产生第一道水流旋转及第二道水流旋转的双重加速，故进一步再依序通往渐缩管及锥形网后产生的微气泡，具有在水中长时间停留的功效，且产生的微气泡粒径小而具有强去污力。
本实用新型的微气泡产生装置，可广泛应用在工业、养殖、医疗、美容等各行业及居家生活上的应用，包括淋浴用水龙头、厨房用的水龙头及洗衣机出水口等，具有净化水质、美容、杀菌、节水效能及低化学清洁剂需求的洁净效果，且还有装设容易及装置小的优点。
附图说明
图1为本实用新型微气泡产生装置的分解结构剖示图；
图2为本实用新型图1中的加速管往水流方向D观测的上视图；
图3为本实用新型微气泡产生装置的组合结构剖示图；
图4为组装本实用新型微气泡产生装置并利用该装置来产生微气泡的方法流程图。
【符号说明】
100 微气泡产生装置
1
转接头
10
第一空气流道
11
入水口
12
出水口
2
加速管
20
第二空气流道
21 第一水流道
211 第一水流道出口
22 第二水流道
221 第二水流道出口
23 第三水流道
231 第三水流道出口
24 第一开口
25 第二开口
26 第三开口
27 内管
28 凹部
29 凸部
R1 第一道水流旋转
R2 第二道水流旋转
L1 第一内径
L2 第二内径
3
渐缩管
31
第一入口端
32 第一出口端
33 前端部
34 中间部
35 后端部
4 锥形网
41
切孔
5 外壳
51 第四开口
52 第五开口
6 微气泡
D 水流方向
ϴ1 第一角度
ϴ2 第二角度
70~110 步骤。
具体实施方式
本实用新型的微气泡产生装置的用途及微气泡产生的基本原理，已为相关技术领域具有通常知识者所能明了，故以下文中的说明，仅针对本实用新型的微气泡产生装置中的各组件及结构的特殊功能实现，进行详细说明。此外，于下述内文中的附图，亦并未依据实际的相关尺寸完整绘制，其作用仅在表达与本实用新型特征有关的示意图。
本实用新型的微气泡产生装置产生的微气泡，是一种以微米为单位的极细泡沫，因而可称之为微米气泡，这些微米气泡以水和空气构成，粒径大小在10微米或以下。它具有很强的去污力，原因是这些微米气泡本身在产生时，水和空气的接触面大增，摩擦形成大量负电荷，而大部份的污垢物质都带有正电荷，两者碰面，污垢便会被气泡吸引住，加上气泡***时的压力，及空气在水中的自然浮力，可顺利把污垢带走。由于微米气泡十分细小，可深入细微位置做深层清理，譬如毛孔。毛孔的大小一般约20至50微米，大到肉眼看得到则在100至200微米间，被污垢油脂充塞的更可达400微米，因此微米气泡可轻易进入其中，利用其正负极互相吸引的原理，把污垢带走，达到深层清洁效果。
本实用新型的微气泡产生装置所产生的微米气泡也可应用在污水处理，利用微米气泡的电荷特性，对污水进行降解，可有效减少水中细菌及病毒等杂质。或是半导体清洗，半导体工业中常有以微米甚至纳米为单位的微细废物，直接排走或清理不善可造成重金属污染，因此可把分散且具吸附性的微米气泡加入水中，以增加与废物的接触面，并吸附浮面。亦或是应用在农产养殖，由于微米气泡十分细小，故可以在水中停留长时间，因此会被用于养殖和农业，微米气泡可作为氧气的载体，大幅度增加水中的含氧量，另外因为它的电荷特性，把有益生长的正电荷营养吸住带给动植物，加上微米气泡对生物的生理刺激效果，能在不用化肥下令存活率、产量及质量同时提升，因此，具有增加水中的含氧量、除污及去除农药残留的功效，且可提高产量及降低成本。
请参阅图1，为本实用新型微气泡产生装置100的分解结构剖示图，本实用新型所提供的微气泡产生装置100，包含一转接头1、一加速管2、一渐缩管3、一锥形网4及一外壳5，转接头1具有一入水口11、一出水口12及一第一空气流道10，入水口11可衔接至水源处或是出水的管路，亦或是衔接至一控制器而可以控制水流流速及压力，水将经由入水口11通过出水口12并流向加速管2中。第一空气流道10设置在转接头1内部，具有隐藏的效果，避免因为与外在环境接触或人为碰触而影响空气在第一空气流道10流动的效果，此外，第一空气流道10与入水口11、一出水口12之间具有分离隔间，彼此并不互相影响。
请参阅图1~2，加速管2具有一第二空气流道20、一第一水流道21、一第二水流道22、一第三水流道23、一第一开口24、一第二开口25、一第三开口26、一凹部28及一凸部29，其中，凸部29形成于加速管2的前段的端部，第二空气流道20形成于加速管2内且自凸部29附近延伸至加速管2中段，第一水流道21、第二水流道22及第三水流道23形成于加速管2内且自凸部29延伸至加速管2的中段，第一开口24、第二开口25及第三开口26形成于加速管2的管壁上且与加速管2的内管27连通，加速管2的内管27形成于加速管2内且自加速管2的中段延伸至凹部28，凹部28形成于加速管2的后段的端部。凸部29可插接于转接头1的出水口12使得第一空气流道10与第二空气流道20形成一通路，且此通路通往加速管2内管27中，因此，外在环境的空气可经由第一空气流道10及第二空气流道20输入至加速管2内管27中，另外，第二空气流道20与第一水流道21、第二水流道22、第三水流道23之间皆具有分离隔间，使得第二空气流道20与水流道之间并不互相影响。凸部29插接于转接头1的出水口12后，水可经由出水口12通往上述第一水流道21、第二水流道22及第三水流道23其中的至少一个水流道，水流道设置的数量并不在此局限，较佳的实施态样下，水流道设置的数量为3个。本实用新型皆是以3个水流道的数量做说明。
请参阅图2~3，水通过第一水流道21、第二水流道22、第三水流道23的出口211、221、231后，会在外壳5内绕着加速管2外壁作第一次圆周运动，利用离心力形成漩涡状产生第一道水流旋转R1，并加速流向第一开口24、第二开口25及第三开口26内。详言之，水通过第一、第二、第三水流道出口211、221、231的出水方向分别与X、Y、Z轴形成一第一角度ϴ1，其第一角度ϴ1为0~180度，较佳实施态样下，第一角度ϴ1为120度。X、Y、Z为径向方向的轴，彼此间隔一相等的第二角度ϴ2，复数个第二角度ϴ2的总和等于360度，轴数目的定义是根据水流道设置的数量而定，轴数目等于水流道设置的数量。另外，第一、第二、第三水流道出口211、221、231的水并不限定流向特定某一开口内，例如第一水流道出口211的水并不一定流向第一开口24，也可以流向第二开口25或第三开口26内。第一、第二、第三开口24、25、26与加速管2内管27连通，当水加速经由第一、第二、第三开口24、25、26流向加速管2内管27后，进一步会再随着内管27壁进行第二次圆周运动，产生第二道水流旋转R2，并加速流向渐缩管3，此时，因水的高速旋转会将内管27中的空气排开并往水流方向D流动而使内管27产生负压，因此，与内管27连通的第一空气流道10及第二空气流道20则会引导外在环境的空气进入内管27中，当利用离心力产生高速旋转的水与空气同时往同一方向流动时，离心力的反作用力会将空气压缩。加速管2内管27具有第一内径L1。
请继续参阅图1、3，一渐缩管3，为中空状，具有一第一入口端31、一第一出口端32、一前端部33、一中间部34及一后端部35，第一入口端31可插接于加速管2的凹部28，而前端部33的内径朝中间部34渐缩，中间部34具有第二内径L2，加速管2内管27的第一内径L1大于第二内径L2，后端部35的内径朝第一出口端32渐增。当从加速管2内管27带有被压缩空气的高速旋转水流通往渐缩管3时，由于白努利效应，导致压差变化，造成更高的动压力(dynamic
pressure)，而产生一高转速高动压力旋转水流，使得空气产生爆裂，水中因而形成复数个小气泡。动压力指单位体积下每一流体粒子所具有的动能，根据伯努利定律(Bernoulli’s principle)，在不可压缩的流场里，动压力(q)可以以下列公式表示： q=1/2ρV2 q： 动压力(pascals)； ρ：流体密度(kg/m3)； V：流体速度(m/s)。
请继续参阅图1、3，一锥形网4，为锥状，且其突起锥型部上具有复数个切孔41，切孔41的孔径为0.05~0.9mm，锥形网4的突起锥型部插接于渐缩管3的后端部35，当高转速高动压力旋转水流经过锥形网4时，切孔41会将水中气泡进一步再做切割，造成水中气泡快速***而形成微气泡6，微气泡6的粒径为5~50μm且产生微气泡的数量为每毫升具有400~1200个微气泡。
请继续参阅图1、3，一外壳5，具有一第四开口51及一第五开口52，外壳5用以包覆转接头1、加速管2、渐缩管3及锥形网4，使其能组装成一微气泡产生装置100，第四开口51是外壳5在包覆转接头1、加速管2、渐缩管3及锥形网4之后，作为转接头1的入水口11的开口而使入水口11能衔接至水源处或是出水的管路，第五开口52是作为水通过锥形网4后的微气泡6的出口。
请继续参阅图3，为本实用新型微气泡产生装置100的组合结构剖示图，以加速管2的凸部29插接于转接头1的出水口12、渐缩管3的第一入口端31插接于加速管2的凹部28及将锥形网4的锥型部插接于渐缩管3的后端部35，并以一外壳5包覆转接头1、加速管2、渐缩管3及锥形网4而组装成一微气泡产生装置100，当水经由转接头1通往加速管2后，水会经过第一道水流旋转R1及第二道水流旋转R2的双重加速，并引导外在环境空气经由第一空气流道10及第二空气流道20进入加速管2内管27中，再经过渐缩管3后产生一高转速高动压力旋转水流，使得空气产生爆裂，水中因而形成复数个小气泡，并在通过锥形网4中的复数个切孔41后，复数个小气泡进一步再被切割而形成复数个微气泡6。
请参阅图4，为组装本实用新型的微气泡产生装置100并利用该装置产生微气泡的方法流程图，包括以下步骤：步骤70：将加速管2的凸部29插接于转接头1的出水口12，使得第一空气流道10与第二空气流道20形成一通路，且此通路是通往加速管2内管27中；步骤80：将渐缩管3的第一入口端31插接于加速管2的凹部28；步骤90：将锥形网4的锥型部插接于渐缩管3的后端部35；步骤100：以一外壳5包覆转接头1、加速管2、渐缩管3及锥形网4而组装成一微气泡产生装置100；步骤110：使水依序通过外壳5包覆的转接头1、加速管2、渐缩管3及锥形网4。
虽然本实用新型以前述的较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型，任何熟习所属技术领域的技艺者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本实用新型的专利保护范围须视本说明书所附的申请专利范围所界定者为准。
Claims (6)
1.一种微气泡产生装置，其特征在于，包含：
一转接头，具有一入水口、一出水口及一第一空气流道，该第一空气流道设置在该转接头内部；
一加速管，具有一凸部形成于该加速管的前段的端部、一凹部形成于该加速管的后段的端部、一第二空气流道形成于该加速管内且自该凸部附近延伸至该加速管中段、至少一水流道形成于该加速管内且自该凸部延伸至该加速管的中段、一内管形成于该加速管内且自该加速管的中段延伸至该凹部、至少一开口形成于该加速管的管壁上且与该内管连通，该凸部插接于该出水口使得该第一空气流道与该第二空气流道形成一通路，且该通路与该内管连通，该些水流道出口的出水方向与圆周的至少一径向方向的轴各形成一第一角度，该第一角度为0至180度，该些径向方向的轴数目等于该些水流道设置的数量；
一渐缩管，为中空状，具有依序相接的一第一入口端、一前端部、一中间部、一后端部及一第一出口端，该第一入口端插接于该加速管的该凹部，该中间部的内径不变，该前端部的内径朝该中间部渐缩，该后端部的内径朝该中间部渐缩；
一锥形网，其以突起的锥型部插接于该后端部，且该锥型部上具有复数个切孔；及
一外壳，其包覆该转接头、该加速管、该渐缩管及该锥形网；
其中，当水依序通过该转接头、该加速管、该渐缩管及该锥形网时，通过该些水流道出口的水在该外壳内绕着该加速管外壁进行第一次加速圆周运动后经由该些开口进入该内管，并于该内管内进行第二次加速圆周运动。
2.如权利要求1所述的微气泡产生装置，其特征在于，该些切孔的孔径为0.05至0.9mm。
3.如权利要求1所述的微气泡产生装置，其特征在于，该加速管的内管具有一第一内径，该渐缩管的该中间部具有一第二内径，该第一内径大于该第二内径。
4.如权利要求1所述的微气泡产生装置，其特征在于，该些径向方向的轴，彼此间隔一相等的第二角度，该些第二角度的总和等于360度。
5.如权利要求1所述的微气泡产生装置，其特征在于，该微气泡产生装置产生微气泡的粒径为5～50μm。
6.如权利要求1所述的微气泡产生装置，其特征在于，该微气泡产生装置产生微气泡的数量为每毫升具有400～1200个微气泡。
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