JP2009072667A - Method and apparatus for production of microbubble - Google Patents

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Masakazu Kashiwa
雅一 柏
Kazuyoshi Harada
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent back flow of an expanded gas toward the pump side on stopping the apparatus and reduce exhaust noise. <P>SOLUTION: A gas-liquid pressurization dissolution mixer 3 into which a water/gas mixture flow discharged from a gas-mixing pump 2 is introduced and which carries out gas-liquid dissolution under pressure to produce pressurized water, a fixed iris diaphragm 4a (pressure reducer) generating microbubbles by decompressing the pressurized water from the gas-liquid pressurization dissolution mixer 3 and an electromagnetic valve 33b arranged in an exhaust pipe 33 connected to the gas-liquid pressurization dissolution mixer 3 are disposed. Until the flow of the liquid into the gas-liquid pressurization dissolution mixer 3 is stopped after the current supply to the pump 2 is stopped, the electromagnetic valve 33b is opened, and the exhaust pipe 33 is then opened. The operation enables discharging the gas in the gas-liquid pressurization dissolution mixer 3 outward with no expansion of the gas in the gas-liquid pressurization dissolution mixer 3 after stopping of the current supply to the pump 2, leading to prevention of a back flow of an expanded gas toward the side of the pump 2 and reduction of exhaust noise. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、微細気泡製造方法または微細気泡製造装置に関し、詳細には、装置の停止時に膨張気体のポンプ側への逆流を確実に防止できるとともに排気音を低減できる微細気泡製造方法または微細気泡製造装置に関する。   The present invention relates to a method for producing fine bubbles or a device for producing fine bubbles, and more specifically, a method for producing fine bubbles or a method for producing fine bubbles that can reliably prevent backflow of expansion gas to the pump side when the device is stopped and can reduce exhaust noise. Relates to the device.

従来より、気体を液体に加圧溶解させる気液加圧混合装置が用いられている。たとえば特許第２５７４７３４号公報に示す気液加圧混合装置は、同公報の図５および図８に示すように、加圧された気液混合流が導入される管路入口部と、気液溶解が行われる管路と、管路出口部に設けられた絞りと、システムの停止時に管路内で膨張した気体の排気を行うための排気通路およびこれに設けられたバルブとを備えている。   Conventionally, a gas-liquid pressurizing and mixing apparatus for compressing and dissolving a gas in a liquid has been used. For example, as shown in FIGS. 5 and 8 of the publication, Japanese Patent No. 2574734 discloses a gas-liquid pressurizing and mixing apparatus, a pipeline inlet portion through which a pressurized gas-liquid mixed flow is introduced, and gas-liquid dissolution , A throttle provided at the outlet of the pipeline, an exhaust passage for exhausting the gas expanded in the pipeline when the system is stopped, and a valve provided in the exhaust passage.

このような従来の気液加圧混合装置において、運転時には、管路入口部に気液混合流が導入されて、管路内で気液溶解が行われ、気液溶解された液体は、管路出口部の絞りを通って外部に取り出される。また、装置の運転中には、常時、気液混合流が加圧状態下で管路入口部に供給されているので、管路内の加圧気体が管路入口部から外側に逆流することはない。   In such a conventional gas-liquid pressurizing and mixing apparatus, during operation, a gas-liquid mixed flow is introduced into the inlet of the pipe, gas-liquid dissolution is performed in the pipe, and the gas-liquid dissolved liquid is It is taken out through the throttle at the road exit. In addition, during operation of the apparatus, the gas-liquid mixed flow is constantly supplied to the inlet of the pipeline under a pressurized state, so that the pressurized gas in the pipeline flows backward from the inlet of the pipeline. There is no.

その一方、装置の停止時には、管路入口部に供給される圧力がなくなることにより、管路内の加圧気体が管路内部で膨張して、管路入口部から外側に逆流しようとする。そこで、前記従来の装置においては、装置を停止させる際にバルブを開くことにより、管路内で膨張した気体が排気通路から外部に排気されるようになっている。（同公報の段落［００１６］参照）。
特許第２５７４７３４号公報（図５および図８参照） On the other hand, when the apparatus is stopped, the pressure supplied to the inlet of the pipe disappears, so that the pressurized gas in the pipe expands inside the pipe and tries to flow backward from the inlet of the pipe. Therefore, in the conventional apparatus, when the apparatus is stopped, the valve is opened so that the gas expanded in the pipe is exhausted to the outside from the exhaust passage. (See paragraph [0016] of the publication).
Japanese Patent No. 2574734 (see FIGS. 5 and 8)

前記従来の装置では、バルブの開放が、気液混合流を導入するポンプへの電流供給の停止直後に行われるようには構成されていない。一般に、ポンプへの電流供給を停止しても、ポンプの回転部分はすぐには停止せず、慣性で暫くの間回転しているので、ポンプの回転が完全に停止してからバルブを開いていたのでは、ポンプの回転部分が停止するまでの間に管路内で気体が膨張し、その結果、ポンプ側に膨張気体が逆流したり、またバルブの開放時に管路内の気体が一気に排気通路から排出されて、排出口から大きな排気音が発生したりする恐れがある。   In the conventional apparatus, the valve is not configured to be opened immediately after the supply of current to the pump that introduces the gas-liquid mixed flow is stopped. In general, even if the current supply to the pump is stopped, the rotating part of the pump does not stop immediately, but rotates for a while due to inertia, so the valve must be opened after the pump stops completely. However, the gas expands in the pipeline until the rotating part of the pump stops, and as a result, the expanded gas flows backward to the pump side, or the gas in the pipeline exhausts all at once when the valve is opened. There is a risk that a large exhaust noise may be generated from the outlet through the passage.

本発明が解決しようとする課題は、装置の停止時に膨張気体がポンプ側に逆流するのを確実に防止できるとともに、排気音を低減できる微細気泡製造方法および微細気泡製造装置を提供することにある。   The problem to be solved by the present invention is to provide a fine bubble production method and a fine bubble production apparatus capable of reliably preventing the expansion gas from flowing backward to the pump side when the apparatus is stopped and reducing the exhaust noise. .

請求項１の発明に係る微細気泡製造方法は、ポンプから気液加圧溶解混合器に液体を導入して加圧下で気液溶解を行うとともに、気液加圧溶解混合器から加圧液を取り出して減圧することにより微細気泡を生成する微細気泡製造方法において、気液加圧溶解混合器に排気バルブが接続されており、ポンプへの電流供給を停止してから、当該ポンプから気液加圧溶解混合器への液体の流れが停止するまでの間に、排気バルブを開放するようにしている。   In the method for producing fine bubbles according to the first aspect of the present invention, a liquid is introduced from a pump into a gas-liquid pressure-dissolution mixer and gas-liquid dissolution is performed under pressure. In the method of producing fine bubbles by taking out and reducing the pressure, a gas-liquid pressurization and dissolution mixer is connected to the gas-liquid pressurization and dissolution mixer, and after the current supply to the pump is stopped, the gas-liquid addition from the pump is performed. The exhaust valve is opened until the flow of liquid to the pressure dissolution mixer stops.

請求項１の発明によれば、ポンプへの電流供給の停止後、ポンプから気液加圧溶解混合器への液体の流れが停止するまでの間に、排気バルブが開放するので、ポンプへの電流供給の停止後、気液加圧溶解混合器内で気体が膨張することなく、気液加圧溶解混合器内部の気体を外部に排出できる。言い換えれば、気液加圧溶解混合器内で気体の膨張が始まる前に気液加圧溶解混合器内部の気体を外部に排出できる。   According to the first aspect of the present invention, the exhaust valve is opened after the current supply to the pump is stopped and before the liquid flow from the pump to the gas-liquid pressurization and dissolution mixer is stopped. After the supply of current is stopped, the gas inside the gas-liquid pressurization-dissolution mixer can be discharged outside without the gas expanding in the gas-liquid pressurization-dissolution mixer. In other words, the gas inside the gas-liquid pressurization-dissolution mixer can be discharged to the outside before the gas starts to expand in the gas-liquid pressurization-dissolution mixer.

これにより、装置停止時に膨張気体のポンプ側への逆流を確実に防止できるとともに、排気時に大きな排気音が発生するのを防止でき、装置停止時の排気音を低減できる。   Thus, the backflow of the expansion gas to the pump side can be reliably prevented when the apparatus is stopped, and a large exhaust sound can be prevented from being generated during exhaust, and the exhaust sound when the apparatus is stopped can be reduced.

請求項２の発明に係る微細気泡製造装置は、ポンプと、ポンプから配管を介して液体が導入され加圧下で気液溶解を行って加圧液を生成する気液加圧溶解混合器と、気液加圧溶解混合器から加圧液を取り出して減圧することにより微細気泡を含む気泡液を生成する減圧器と、気液加圧溶解混合器に接続された排気用配管に設けられた電磁弁とを備えている。そして、ポンプへの電流供給を停止してから、当該ポンプから気液加圧溶解混合器への液体の流れが停止するまでの間に、電磁弁を開くことで、排気用配管を開放するようにしている。   The fine bubble producing apparatus according to the invention of claim 2 is a pump, a gas-liquid pressure-dissolution mixer for generating a pressurized liquid by introducing a liquid from the pump through a pipe and performing gas-liquid dissolution under pressure, A pressure reducer that generates a bubble liquid containing fine bubbles by taking out the pressure liquid from the gas-liquid pressure-dissolution mixer and reducing the pressure, and an electromagnetic provided in an exhaust pipe connected to the gas-liquid pressure-dissolution mixer. And a valve. And, after stopping the current supply to the pump and before the flow of the liquid from the pump to the gas-liquid pressurization dissolution mixer stops, the solenoid valve is opened to open the exhaust pipe I have to.

請求項２の発明によれば、ポンプへの電流供給の停止後、電磁弁が開いて排気用配管が開放するので、ポンプへの電流供給の停止後、気液加圧溶解混合器内で気体が膨張することなく、気液加圧溶解混合器内部の気体を外部に排出できる。言い換えれば、気液加圧溶解混合器内で気体の膨張が始まる前に気液加圧溶解混合器内部の気体を外部に排出できる。   According to the second aspect of the present invention, after the current supply to the pump is stopped, the solenoid valve is opened and the exhaust pipe is opened. Therefore, after the current supply to the pump is stopped, The gas inside the gas-liquid pressure-dissolution mixer can be discharged to the outside without expanding. In other words, the gas inside the gas-liquid pressurization-dissolution mixer can be discharged to the outside before the gas starts to expand in the gas-liquid pressurization-dissolution mixer.

これにより、膨張気体のポンプ側への逆流を確実に防止できるとともに、排気時に大きな排気音が発生するのを防止でき、装置停止時の排気音を低減できる。   As a result, the backflow of the inflation gas to the pump side can be reliably prevented, a large exhaust noise can be prevented during exhaust, and the exhaust sound when the apparatus is stopped can be reduced.

請求項３の発明では、請求項２において、ポンプのＯＦＦ動作と電磁弁のＯＮ動作とが同時に行われている。   According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the pump OFF operation and the solenoid valve ON operation are performed simultaneously.

以上のように本発明によれば、ポンプへの電流供給を停止してから気液加圧溶解混合器への液体の流れが停止するまでの間に、排気バルブが開放しまたは電磁弁が開いて排気用配管が開放するので、ポンプへの電流供給の停止後、気液加圧溶解混合器内で気体が膨張することなく、気液加圧溶解混合器内部の気体を外部に排出できる。言い換えれば、気液加圧溶解混合器内で気体の膨張が始まる前に気液加圧溶解混合器内部の気体を外部に排出できる。これにより、装置停止時に膨張気体のポンプ側への逆流を確実に防止できるとともに、排気時に大きな排気音が発生するのを防止でき、装置停止時の排気音を低減できる。   As described above, according to the present invention, the exhaust valve is opened or the electromagnetic valve is opened between the time when the supply of current to the pump is stopped and the time when the flow of liquid to the gas-liquid pressurization and dissolution mixer is stopped. Since the exhaust pipe is opened, the gas in the gas-liquid pressurization-dissolution mixer can be discharged to the outside without the gas expanding in the gas-liquid pressurization-dissolution mixer after the supply of current to the pump is stopped. In other words, the gas inside the gas-liquid pressurization-dissolution mixer can be discharged to the outside before the gas starts to expand in the gas-liquid pressurization-dissolution mixer. Thus, the backflow of the expansion gas to the pump side can be reliably prevented when the apparatus is stopped, and a large exhaust sound can be prevented from being generated during exhaust, and the exhaust sound when the apparatus is stopped can be reduced.

以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

図１および図２は、本発明の一実施例による微細気泡製造方法または微細気泡製造装置を説明するための図であって、図１は微細気泡製造装置の概略構成図、図２は気液加圧溶解混合器の作動を説明するための内部構造図である。   1 and 2 are views for explaining a fine bubble production method or a fine bubble production apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the fine bubble production apparatus, and FIG. It is an internal structure figure for demonstrating the action | operation of a pressure dissolution mixer.

図１に示すように、この微細気泡製造装置１は、液体（ここでは水）および気体（ここでは空気）を吸引してこれらの混合流を吐出する混気ポンプ（または混気ジェットポンプ）２と、混気ポンプ２から吐出された水および空気の混合流が導入されるとともに、水中に微細気泡（マイクロバブル）の気泡核を発生させることにより、空気を水中に溶解・混合させる気液加圧溶解混合器（ミキシングボックス）３と、気液加圧溶解混合器３に接続され、減圧器としての固定絞りを有するシャワーヘッド４とを備えている。   As shown in FIG. 1, the microbubble manufacturing apparatus 1 includes a mixed pump (or mixed jet pump) 2 that sucks a liquid (here, water) and a gas (here, air) and discharges a mixed flow thereof. In addition, a mixed flow of water and air discharged from the air-mixing pump 2 is introduced, and by generating a bubble core of microbubbles in the water, gas-liquid addition is performed to dissolve and mix the air in the water. A pressure dissolution mixer (mixing box) 3 and a shower head 4 connected to the gas-liquid pressure dissolution mixer 3 and having a fixed throttle as a pressure reducer are provided.

混気ポンプ２の吸入側には、水を吸入するための配管２０と、空気を吸入するための配管２１とがコネクタ２２を介して接続されている。配管２０の先端には、ストレーナ２０ａが接続されている。ストレーナ２０ａとしては、メンテナンス性の観点から、たとえば円盤ストレーナのように、配管を分解することなく外部から容易に清掃できるものが好ましい。ストレーナ２０ａは、たとえばドッグバス等のペット用洗浄槽や浴槽などに浸漬されている。配管２１には、先端側から順に、フィルタ２１ａ、逆止弁２１ｂ、絞り２１ｃが接続されている。ここで、逆止弁２１ｂは、混気ポンプ２の停止時に、フィルタ２１ａ側に流体が逆流するのを防止するために設けられている。また、絞り２１ｃは、流入する空気量を制限するために設けられている。   A pipe 20 for sucking water and a pipe 21 for sucking air are connected to the suction side of the air-mixing pump 2 via a connector 22. A strainer 20 a is connected to the tip of the pipe 20. As the strainer 20a, from the viewpoint of maintainability, for example, a disk strainer that can be easily cleaned from the outside without disassembling the piping is preferable. The strainer 20a is immersed in a pet washing tank such as a dog bath or a bathtub. A filter 21a, a check valve 21b, and a throttle 21c are connected to the pipe 21 in order from the tip side. Here, the check valve 21b is provided to prevent the fluid from flowing back to the filter 21a side when the air-fuel mixture pump 2 is stopped. The restrictor 21c is provided to limit the amount of air that flows in.

気液加圧溶解混合器３は、各々水平方向に配設されかつ上下方向の間隔を隔てて対向配置された上部通路３Ａおよび下部通路３Ｂと、上部通路３Ａの後端から下方に立ち下るとともに、上下部通路３Ａ、３Ｂを連結する立下り通路３Ｃと、下部通路３Ｂの先端において上方に短く延びる通路３Ｄとを有しており、全体が正面視略コ字状に形成されている。   The gas-liquid pressure-dissolution mixer 3 is disposed in the horizontal direction and is opposed to the upper passage 3A and the lower passage 3B that are opposed to each other with an interval in the vertical direction, and falls from the rear end of the upper passage 3A. The lower passage 3C has a falling passage 3C that connects the upper and lower passages 3A and 3B, and a passage 3D that extends shortly upward at the tip of the lower passage 3B.

気液加圧溶解混合器３が略コ字状に形成されることにより気液加圧溶解混合器３の側方のスペースに混気ポンプ２を配置することで、装置全体を小型化できる。また、このとき、気液加圧溶解混合器３の上部通路３Ａ、下部通路３Ｂおよび立下り通路３Ｃ間に形成される空間３Ｓを配管のためのスペースとして有効利用することにより、装置全体をさらに小型化できる。   By forming the gas-liquid pressurization-dissolution mixer 3 in a substantially U-shape, the gas-liquid pressurization-dissolution mixer 3 is disposed in the space on the side of the gas-liquid pressurization-dissolution mixer 3, whereby the entire apparatus can be downsized. At this time, the space 3S formed between the upper passage 3A, the lower passage 3B, and the falling passage 3C of the gas-liquid pressurization and dissolution mixer 3 is effectively used as a space for piping, thereby further increasing the entire apparatus. Can be downsized.

上部通路３Ａの先端と混気ポンプ２の吐出側との間には、混気ポンプ２から吐出された水および空気の混合流を上部通路３Ａに導くための配管２３が配設されており、上部通路３Ａの先端には、ノズル２３ａが接続されている。ノズル２３ａは、水および空気の混合流を所定の流速（好ましくは５〜１５ｍ/ｓ）の噴流（ジェット水流）ＷＡとして上部通路３Ａ内に流入させるために設けられている（図２参照）。 Between the tip of the upper passage 3A and the discharge side of the air-mixing pump 2, a pipe 23 for guiding the mixed flow of water and air discharged from the air-mixing pump 2 to the upper passage 3A is disposed. A nozzle 23a is connected to the tip of the upper passage 3A. Nozzle 23a, the water and mixed flow a predetermined flow rate of air (preferably 5 to 15 m / s) is provided in order to flow into the upper channel 3A as jet (jet stream) W A (see FIG. 2) .

気液加圧溶解混合器３の下部通路３Ｂの先端には、当該気液加圧溶解混合器３内で処理されて、空気が加圧溶解された加圧水を流出させるための配管３０がコネクタ３０ａを介して接続されている（図２参照）。配管３０には、シャワーヘッド４が接続されている。下部通路３Ｂの下部には、ドレン用の配管３１がコネクタ３１ａを介して接続されている。配管３１は、装置の未使用時に気液加圧溶解混合器３内部に残った水を抜くためのものである。下部通路３Ｂの上部には、気液加圧溶解混合器３内の余剰気体（余気）を排出するための空気抜き弁３２ａを介して配管３２が接続されている。   At the tip of the lower passage 3B of the gas-liquid pressure-dissolution mixer 3, there is a connector 30a for piping 30 for flowing out pressurized water that has been processed in the gas-liquid pressure-dissolution mixer 3 and in which air is pressure-dissolved. (See FIG. 2). A shower head 4 is connected to the pipe 30. A drain pipe 31 is connected to the lower portion of the lower passage 3B via a connector 31a. The pipe 31 is for draining water remaining in the gas-liquid pressure-dissolution mixer 3 when the apparatus is not used. A pipe 32 is connected to the upper portion of the lower passage 3B through an air vent valve 32a for discharging surplus gas (excess air) in the gas-liquid pressurized dissolution mixer 3.

気液加圧溶解混合器３の上部通路３Ａの上部には、排気用の配管３３がコネクタ３３ｃを介して接続されている（図２参照）。この配管３３は、当該微細気泡製造装置１の停止時に、気液加圧溶解混合器３の内部で膨張しようとする空気を装置外部に排出するためのものであり、配管３３の先端にはサイレンサー３３ａが接続されている。   An exhaust pipe 33 is connected to the upper part of the upper passage 3A of the gas-liquid pressure-dissolution mixer 3 via a connector 33c (see FIG. 2). This pipe 33 is for discharging the air to be expanded inside the gas-liquid pressurization and dissolution mixer 3 to the outside of the apparatus when the microbubble production apparatus 1 is stopped. 33a is connected.

配管３３には、電磁弁３３ｂが設けられており、排気バルブとして機能している。電磁弁３３ｂは、図示するように、たとえば２ポート２位置切換弁であって、この場合、電源を投入（ＯＮ）したときに、管路が開いてサイレンサー３３ａ側への排気が行われるようになっている。電磁弁３３ｂの電源のＯＮは、混気ポンプ２の電源の切断（ＯＦＦ）と連動している。   The piping 33 is provided with an electromagnetic valve 33b and functions as an exhaust valve. As shown in the figure, the solenoid valve 33b is, for example, a 2-port 2-position switching valve. In this case, when the power is turned on (ON), the pipe line is opened and the exhaust to the silencer 33a side is performed. It has become. The power supply of the electromagnetic valve 33b is linked with the power supply disconnection (OFF) of the air-mixing pump 2.

混気ポンプ２の電源をＯＦＦにして混気ポンプ２への電流供給を停止しても、混気ポンプ２の回転部分はすぐには停止せずに暫くの間慣性で回転しているので、混気ポンプ２から配管２３およびノズル２３ａを介して、気液加圧溶解混合器３へ混合流が暫くの間流れる。本実施例では、この混気ポンプ２への電源供給を停止してから、気液加圧溶解混合器３への混合流の流れが停止するまでの間、電磁弁３３ｂが開くように設計されている。   Even if the power supply of the mixed pump 2 is turned off and the current supply to the mixed pump 2 is stopped, the rotating portion of the mixed pump 2 does not stop immediately but rotates for a while, so A mixed flow flows from the air-fuel mixture pump 2 to the gas-liquid pressurization / dissolution mixer 3 through the pipe 23 and the nozzle 23a for a while. In the present embodiment, the solenoid valve 33b is designed to open between the time when the supply of power to the air-fuel mixture pump 2 is stopped and the time when the flow of the mixed flow to the gas-liquid pressurization and dissolution mixer 3 stops. ing.

このような設計は、たとえば、電磁弁３３ｂとして、電源をＯＮすると瞬時に開く電磁弁を採用するとともに、混気ポンプ２の電源をＯＦＦすると同時に電磁弁３３ｂをＯＮするように制御することによって、実現可能である。この場合には、電磁弁３３ｂおよび混気ポンプ２の制御が簡単になる。   Such a design employs, for example, an electromagnetic valve that instantly opens when the power is turned on as the electromagnetic valve 33b, and controls the electromagnetic valve 33b to be turned on at the same time as the mixed pump 2 is turned off. It is feasible. In this case, the control of the electromagnetic valve 33b and the air-mixing pump 2 is simplified.

なお、これとは逆に、混気ポンプ２への電流供給が行われている間は、電磁弁３３ｂは閉となっており、管路が閉じた状態になっている（図１参照）。   Contrary to this, while the current supply to the air-mixing pump 2 is being performed, the electromagnetic valve 33b is closed and the conduit is closed (see FIG. 1).

図２に示すように、気液加圧溶解混合器３の上部通路３Ａに対するノズル２３ａの取付位置は、ノズル２３ａから噴出するジェット水流ＷＡが上部通路３Ａ内の水面ＷＬに干渉する位置が好ましい。これにより、気液溶解および気泡核の生成が効率的に行われる。 As shown in FIG. 2, the mounting position of the nozzle 23a to the upper passage 3A of the gas-liquid pressure dissolution mixer 3, water jet W A ejected from the nozzle 23a is the position interfering the water surface W L in the upper channel 3A preferable. Thereby, gas-liquid dissolution and generation of bubble nuclei are performed efficiently.

上部通路３Ａの水平方向長さＬは、ノズル２３ａからのジェット水流ＷＡが失速しない長さにするのが好ましい。この長さＬは、ジェット水流ＷＡの流速をｕとし、ノズル２３ａの取付高さをｈとするとき、次式により求まる。
Ｌ＜０．４５ｕ√ｈ Horizontal length L of the upper channel 3A is preferably the length of the jet water flow W A from the nozzle 23a is not stall. The length L, the flow rate of the water jet W A and u, when the mounting height of the nozzle 23a is h, calculated by the following equation.
L <0.45u√h

下部通路３Ｂの水平方向長さＬ’は、下部通路３Ｂの入口（図２右端）で底に沈んだ大きめの気泡が下部通路３Ｂを左方に移動する間に上昇し得る十分な長さを有していればよい。この長さＬ’は、下部通路３Ｂ内の流速をｗ、気泡の上昇速度をｖ、下部通路３Ｂの高さをｋとするとき、次式により求まる。
Ｌ’＞ｋｗ/ｖ The horizontal length L ′ of the lower passage 3B is long enough that a large bubble that sinks to the bottom at the inlet (right end in FIG. 2) of the lower passage 3B can rise while moving to the left in the lower passage 3B. It only has to have. This length L ′ is obtained by the following equation, where w is the flow velocity in the lower passage 3B, v is the rising speed of the bubbles, and k is the height of the lower passage 3B.
L '> kw / v

立下り通路３Ｃの鉛直方向長さは、気泡の生成にほとんど影響を与えないことが実験的に確認されているため、任意の長さでよい。ただ、立下り通路３Ｃを設けることで、気液加圧溶解混合器３を製作する際の溶接長さを短くすることができる。すなわち、気液加圧溶解混合器３は、たとえば角パイプを溶接で繋ぎ合わせることにより構成されるが、このとき、立下り通路３Ｃを設けた場合には、各通路を構成する各角パイプの端部のみを溶接するだけでよいが、立下り通路３Ｃを設けない場合には、上部通路の下面および下部通路の上面を長手方向にわたって溶接する必要が生じ、溶接長さが非常に長くなる。   Since it has been experimentally confirmed that the vertical length of the falling passage 3C has little influence on the generation of bubbles, it may be any length. However, by providing the falling passage 3C, it is possible to shorten the welding length when the gas-liquid pressurization / dissolution mixer 3 is manufactured. That is, the gas-liquid pressure-dissolution mixer 3 is configured by joining, for example, square pipes by welding. At this time, when the falling passage 3C is provided, each of the square pipes constituting each passage is provided. It is only necessary to weld the end portion, but when the falling passage 3C is not provided, it is necessary to weld the lower surface of the upper passage and the upper surface of the lower passage along the longitudinal direction, and the welding length becomes very long.

図１および図２に示すように、排気用の配管３３を気液加圧溶解混合器３の最も高い位置に接続したのは、第１に、空気が上方から抜きやすいためであり、第２に、仮に配管３３を低い位置に接続した場合には、装置停止後にサイホンの原理で気液加圧溶解混合器３内部の水が外部に流れ続けることになるので、これを防止するためである。   As shown in FIGS. 1 and 2, the exhaust pipe 33 is connected to the highest position of the gas-liquid pressurization-dissolution mixer 3 because the air is easily extracted from above. If the pipe 33 is connected to a low position, the water inside the gas-liquid pressurization / dissolution mixer 3 continues to flow to the outside by the siphon principle after the apparatus is stopped. This is to prevent this. .

シャワーヘッド４は、配管３０の先端の接続金具にネジ止め固定されるようになっている。シャワーヘッド４の端部と接続金具との間には、減圧器としての固定絞り（図示せず）が介装されている。   The shower head 4 is fixed to a connection fitting at the tip of the pipe 30 with screws. A fixed throttle (not shown) serving as a decompressor is interposed between the end of the shower head 4 and the connection fitting.

次に、上述のように構成された微細気泡製造装置１の作動について説明する。   Next, the operation of the fine bubble manufacturing apparatus 1 configured as described above will be described.

混気ポンプ２を駆動すると、配管２０、２１から吸引された水および空気は、コネクタ２２で合流して、混気ポンプ２内に流入する。混気ポンプ２内に流入した水および空気は、混気ポンプ２で加圧され、配管２３およびノズル２３ａを通って気液加圧溶解混合器３内に噴出される。このとき、噴出される水および空気の混合流の流速は、好ましくは、５〜１５ｍ/ｓに設定される。   When the air-fuel mixture pump 2 is driven, water and air sucked from the pipes 20 and 21 merge at the connector 22 and flow into the air-fuel mixture pump 2. The water and air that have flowed into the air-fuel mixture pump 2 are pressurized by the air-fuel mixture pump 2 and are jetted into the gas-liquid pressurization / dissolution mixer 3 through the pipe 23 and the nozzle 23a. At this time, the flow velocity of the jetted water and air mixed flow is preferably set to 5 to 15 m / s.

気液加圧溶解混合器３の上部通路３Ａの内部では、加圧状態下で空気が水に徐々に溶解して気液溶解が起こる。このとき、析出気泡の元となる気泡核（粒径１μｍ以下の微小気泡）が形成される。気泡核を含む水は、立下り通路３Ｃを通って下方に落下し、下部通路３Ｂ内に流入する。   Inside the upper passage 3A of the gas-liquid pressure-dissolution mixer 3, air is gradually dissolved in water under pressure and gas-liquid dissolution occurs. At this time, bubble nuclei (microbubbles having a particle size of 1 μm or less) that are the basis of the precipitated bubbles are formed. Water containing bubble nuclei falls downward through the falling passage 3C and flows into the lower passage 3B.

下部通路３Ｂ内では、水に溶解できなかった余剰気体３５が、通路３Ｄを通って上方に移動することにより、空気が加圧溶解した、気泡核を含む加圧水が余剰気体から分離される。   In the lower passage 3B, the surplus gas 35 that could not be dissolved in water moves upward through the passage 3D, so that the pressurized water containing the bubble nuclei in which the air is dissolved under pressure is separated from the surplus gas.

加圧水は、コネクタ３０ａから配管３０を通って気液加圧溶解混合器３の外部に取り出され、シャワーヘッド４に導入される。加圧水は、シャワーヘッド４の固定絞りを通るときに急激に減圧され、その結果、過飽和状態となっていた気体が析出することで、シャワーヘッド４内に、粒径が数μから数十μの微細気泡（マイクロバブル）が発生して、これらの微細気泡が水中に均一に分散した気泡水が生成される。気泡水は、シャワーヘッド４の多数のノズル孔から噴出する。   The pressurized water is extracted from the connector 30 a through the pipe 30 to the outside of the gas-liquid pressurizing / dissolving mixer 3 and introduced into the shower head 4. The pressurized water is rapidly depressurized when passing through the fixed throttle of the shower head 4, and as a result, the supersaturated gas is precipitated, so that the particle size in the shower head 4 is several μ to several tens μ. Fine bubbles (microbubbles) are generated, and bubble water in which these fine bubbles are uniformly dispersed in water is generated. Bubble water is ejected from a number of nozzle holes of the shower head 4.

このようにしてシャワーヘッド４から放出された多量の微細気泡を含む気泡水を体に浴びることで、体表面の汚れが微細気泡とともに除去される。また、このとき、微細気泡の粒径が毛穴よりも小さいため、微細気泡が毛穴の奥まで入り込んで、毛穴内部の洗浄も行える。   Thus, the body surface dirt is removed together with the fine bubbles by bathing the bubbly water containing a large amount of fine bubbles discharged from the shower head 4 into the body. At this time, since the particle size of the fine bubbles is smaller than that of the pores, the fine bubbles can penetrate into the pores and the inside of the pores can be cleaned.

なお、装置の運転中には、混気ポンプ２から常時、水および空気の混合流が加圧状態下でノズル２３ａに供給されているので、気液加圧溶解混合器３のノズル２３ａからポンプ側に加圧空気が逆流することはない。   During the operation of the apparatus, since the mixed flow of water and air is always supplied from the air-mixing pump 2 to the nozzle 23a under pressure, the pump from the nozzle 23a of the gas-liquid pressure-dissolution mixer 3 There is no backflow of pressurized air to the side.

次に、装置を停止する際には、混気ポンプ２への電流供給を停止させると同時に電磁弁３３ｂを駆動する。電磁弁３３ｂの駆動により、配管３３がサイレンサー３３ａの側に開放される。つまり、気液加圧溶解混合器３の内部空間が配管３３を介してサイレンサー３３ａに連通した状態になる。   Next, when the device is stopped, the current supply to the air-fuel mixture pump 2 is stopped, and at the same time, the electromagnetic valve 33b is driven. By driving the electromagnetic valve 33b, the pipe 33 is opened to the silencer 33a side. That is, the internal space of the gas-liquid pressure-dissolution mixer 3 is in communication with the silencer 33 a via the pipe 33.

一方、気液加圧溶解混合器３内部の空気は加圧状態にあるため、気液加圧溶解混合器３内部の空気は、混気ポンプ２への電流供給の停止後すぐに配管３３を通って装置外部に排出される。これにより、混気ポンプ２への電流供給の停止後、気液加圧溶解混合器３内で空気が膨張することなく、言い換えれば、気液加圧溶解混合器３内で空気の膨張が始まる前に気液加圧溶解混合器３内部の空気を外部に排出できるので、膨張気体の混気ポンプ２側への逆流を確実に防止できるとともに、排気時に大きな排気音が発生するのを防止でき、装置停止時の排気音を低減できる。しかも、この場合には、排気用の配管３３の先端にサイレンサー３３ａが設けられており、サイレンサー３３ａを通して気液加圧溶解混合器３内部の空気が排出されるので、排気音を一層低減できる。   On the other hand, since the air inside the gas-liquid pressurization-dissolution mixer 3 is in a pressurized state, the air inside the gas-liquid pressurization-dissolution mixer 3 passes through the pipe 33 immediately after the supply of current to the air-mixing pump 2 is stopped. It is discharged out of the device. Thereby, after the supply of current to the air-fuel mixture pump 2 is stopped, the air does not expand in the gas-liquid pressurization-dissolution mixer 3, in other words, the air starts to expand in the gas-liquid pressurization-dissolution mixer 3. Since the air inside the gas-liquid pressurization and dissolution mixer 3 can be discharged to the outside, it is possible to reliably prevent the backflow of the expansion gas to the air-fuel mixture pump 2 side and to prevent the generation of a large exhaust sound during exhaust. The exhaust noise when the device is stopped can be reduced. In addition, in this case, the silencer 33a is provided at the tip of the exhaust pipe 33, and the air inside the gas-liquid pressurization and dissolution mixer 3 is discharged through the silencer 33a, so that the exhaust noise can be further reduced.

このように本実施例によれば、装置停止時に気液加圧溶解混合器３内部で空気が膨張しこれが配管３０を通ってシャワーヘッド４のノズル孔から噴出したり、配管２３、混気ポンプ２、配管２０を通ってストレーナ２０ａから噴出したりするのを防止できる。これにより、当該微細気泡製造装置１をたとえばドッグバス（犬や猫などを洗浄するための洗浄槽）に適用した場合に、ドッグバス内に貯留された湯の中に浸漬されたストレーナ２０ａから空気（または巨大な気泡）が噴出したり、またシャワーヘッド４のノズル孔から空気が噴出したりして、これらの噴出音で洗浄中の犬を驚かせるのを防止できる。   As described above, according to the present embodiment, when the apparatus is stopped, the air expands in the gas-liquid pressurization and dissolution mixer 3, and this is blown out from the nozzle hole of the shower head 4 through the pipe 30, or the pipe 23 and the air-mixing pump. 2. It is possible to prevent ejection from the strainer 20a through the pipe 20. Thereby, when the fine bubble manufacturing apparatus 1 is applied to, for example, a dog bath (a washing tank for washing dogs, cats, etc.), the air from the strainer 20a immersed in the hot water stored in the dog bath. (Or a huge bubble) is ejected, or air is ejected from the nozzle hole of the shower head 4, and it is possible to prevent the dog being washed from being surprised by these ejected sounds.

また、装置停止時に配管２３を通って混気ポンプ２に膨張した空気が送り込まれることで混気ポンプ２内の水分が無くなること（ポンプ呼水の喪失）により、混気ポンプ２の次回の始動時間が長くかかってしまうのを防止できる。   In addition, when the apparatus is stopped, the expanded air is sent to the air-fuel mixture pump 2 through the pipe 23, so that the water in the air-fuel mixture pump 2 is lost (loss of pumping water), so that the air-fuel mixture pump 2 is started next time. It can prevent taking long time.

なお、電磁弁３３ｂを駆動して配管３３をサイレンサー３３ａの側に開放し、気液加圧溶解混合器３内部の空気を配管３３から装置外部に排出した後は、電磁弁３３ｂを閉として、配管３３を閉塞するようにする。これは、配管３３がいつまでも開放されていると、加圧溶解混合器３内部の水までもが配管３３を通って外部に排出されてしまうからであり、これを防止するためである。   In addition, after driving the electromagnetic valve 33b to open the pipe 33 to the silencer 33a side and exhausting the air inside the gas-liquid pressure-dissolution mixer 3 from the pipe 33 to the outside of the apparatus, the electromagnetic valve 33b is closed, The piping 33 is closed. This is because, if the pipe 33 is opened forever, even water inside the pressure-dissolution mixer 3 is discharged to the outside through the pipe 33, and this is prevented.

前記実施例では、混気ポンプを用いて水および空気の双方を吸引するようにした例を示したが、本発明の適用はこれに限定されない。水を吸引するポンプと、空気を吸引するコンプレッサ（または空気吸引器）との双方を用いるようにしてもよい。   In the said Example, although the example which sucked both water and air using the mixed-air pump was shown, application of this invention is not limited to this. You may make it use both the pump which attracts | sucks water, and the compressor (or air suction device) which attracts | sucks air.

本発明の一実施例による微細気泡製造方法または制御方法を採用した微細気泡製造装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the fine bubble manufacturing apparatus which employ | adopted the fine bubble manufacturing method or control method by one Example of this invention. 前記微細気泡製造装置（図１）を構成する気液加圧溶解混合器の作動を説明するための内部構造図である。It is an internal structure figure for demonstrating the action | operation of the gas-liquid pressurization dissolution mixer which comprises the said microbubble manufacturing apparatus (FIG. 1).

符号の説明Explanation of symbols

１： 微細気泡製造装置

２： 混気ポンプ

３： 気液加圧溶解混合器
３３： 排気用の配管
３３ａ： サイレンサー（消音器）
３３ｂ： 電磁弁（排気バルブ）

４： シャワーヘッド
４ａ： 固定絞り（減圧器）
1: Microbubble production equipment

2: Mixed air pump

3: Gas-liquid pressurized dissolution mixer 33: Exhaust piping 33a: Silencer (silencer)
33b: Solenoid valve (exhaust valve)

4: Shower head 4a: Fixed throttle (pressure reducer)

Claims (3)

ポンプから気液加圧溶解混合器に液体を導入して加圧下で気液溶解を行うとともに、前記気液加圧溶解混合器から加圧液を取り出して減圧することにより微細気泡を生成する微細気泡製造方法において、
前記気液加圧溶解混合器に排気バルブが接続されており、前記ポンプへの電流供給を停止してから、当該ポンプから前記気液加圧溶解混合器への液体の流れが停止するまでの間に、前記排気バルブを開放するようにした、
ことを特徴とする微細気泡製造方法。 A micro-bubble that generates liquid bubbles by introducing a liquid from a pump into a gas-liquid pressure-dissolution mixer and performing gas-liquid dissolution under pressure, and taking out the pressure liquid from the gas-liquid pressure-dissolution mixer and reducing the pressure. In the bubble production method,
An exhaust valve is connected to the gas-liquid pressure-dissolution mixer, and after the supply of current to the pump is stopped, the flow of liquid from the pump to the gas-liquid pressure-dissolution mixer is stopped. In the meantime, the exhaust valve was opened.
A method for producing fine bubbles. ポンプと、
前記ポンプから配管を介して液体が導入され加圧下で気液溶解を行って加圧液を生成する気液加圧溶解混合器と、
前記気液加圧溶解混合器から加圧液を取り出して減圧することにより微細気泡を含む気泡液を生成する減圧器と、
前記気液加圧溶解混合器に接続された排気用配管に設けられた電磁弁とを備え、
前記ポンプへの電流供給を停止してから、当該ポンプから前記気液加圧溶解混合器への液体の流れが停止するまでの間に、前記電磁弁を開くことで、前記排気用配管を開放するようにした、
ことを特徴とする微細気泡製造装置。 A pump,
A gas-liquid pressure-dissolution mixer for introducing a liquid from the pump via a pipe and performing gas-liquid dissolution under pressure to generate a pressurized liquid;
A pressure reducer that generates a bubble liquid containing fine bubbles by taking out the pressure liquid from the gas-liquid pressure dissolution mixer and reducing the pressure;
An electromagnetic valve provided in an exhaust pipe connected to the gas-liquid pressure-dissolution mixer,
The exhaust pipe is opened by opening the solenoid valve between the time when the current supply to the pump is stopped and the time when the flow of liquid from the pump to the gas-liquid pressurization and dissolution mixer is stopped. To do,
An apparatus for producing fine bubbles. 請求項２において、
前記ポンプのＯＦＦ動作と前記電磁弁のＯＮ動作とが同時に行われている、
ことを特徴とする微細気泡製造装置。
In claim 2,
The pump OFF operation and the solenoid valve ON operation are performed simultaneously,
An apparatus for producing fine bubbles.
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