JP2009202068A - 微細気泡発生装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡単な構成で、均一な微細気泡を発生させられる微細気泡発生装置を提供する。
【解決手段】マイクロバブル発生装置1は、取水管103と接続管104と吐出管105と、取水管103に水を取り込むための取水口101と、水を加圧して取水管103内に送水するための加圧ポンプ110と、取水管103において取水口101と加圧ポンプ110との間に配置され、取水管103内に空気を供給するための空気取り込み量調節弁120と、接続管104と吐出管105の間に配置され、加圧ポンプ110において加圧された水と空気を減圧するための気泡水加圧タンク130と、加圧ポンプ110と気泡水加圧タンク130との間に配置されて、空気を水中に分散させるための気泡分散メッシュ150と、吐出管105に配置され、気泡水加圧タンク130において減圧された水と空気をさらに減圧するための減圧調整コック140とを備える。
【選択図】図1
【解決手段】マイクロバブル発生装置1は、取水管103と接続管104と吐出管105と、取水管103に水を取り込むための取水口101と、水を加圧して取水管103内に送水するための加圧ポンプ110と、取水管103において取水口101と加圧ポンプ110との間に配置され、取水管103内に空気を供給するための空気取り込み量調節弁120と、接続管104と吐出管105の間に配置され、加圧ポンプ110において加圧された水と空気を減圧するための気泡水加圧タンク130と、加圧ポンプ110と気泡水加圧タンク130との間に配置されて、空気を水中に分散させるための気泡分散メッシュ150と、吐出管105に配置され、気泡水加圧タンク130において減圧された水と空気をさらに減圧するための減圧調整コック140とを備える。
【選択図】図1
Description
この発明は、微細気泡発生装置に関する。
従来、水中に3〜30μm径の微細気泡、すなわち、マイクロバブルを発生させることによって水を浄化したり、マイクロバブルを含む水を用いて野菜や牡蠣等の物体や動物を洗浄したりすることが知られている。マイクロバブルを含む水を発生させる装置としては、コンプレッサーを用いて高圧状態の加圧タンク内で水中に空気を溶解させ、その後減圧して気泡を発生させる装置がある。
また、例えば、特開2005−882号公報(特許文献1)に記載のマイクロバブル発生装置では、コンプレッサーを使用せずにマイクロバブルを発生させている。このマイクロバブル発生装置では、ポンプの吸込管と吐出管の両方にマイクロバブル発生ノズルを取り付けて、加圧タンク内に微細な気泡を供給して、加圧タンク内で加圧して気泡を水中に溶解させる。その後、空気が溶解した水が加圧タンクから吐出管を通って蛇口等で大気開放された時点で、水中にマイクロバブルが発生する。
特開2005−882号公報
しかしながら、特開2005−882号公報(特許文献1)に記載のマイクロバブル発生装置では、水中に溶解しない余剰空気が水と分離して水の上方に集まり、加圧タンク内に余剰空気が溜まる。そのため、加圧タンクに定水位弁を配置して、この余剰空気を加圧タンクから排気している。また、タンク内に通じる通気管をマイクロバブル発生ノズルに接続して、余剰空気を再利用している。このように、マイクロバブル発生装置の加圧タンクから余剰空気を排気するために、マイクロバブル発生装置の構成が複雑になっている。
また、特開2005−882号公報(特許文献1)に記載のマイクロバブル発生装置では、加圧タンク内に気泡を大量に供給しているので、水中に大きな気泡が混じり、均一なマイクロバブルが発生しないことがある。また、加圧タンク内に空気が供給されるので、マイクロバブルの発生が不安定になる。
そこで、この発明の目的は、簡単な構成で、均一な微細気泡を発生させることが可能な微細気泡発生装置を提供することである。
この発明に従った微細気泡発生装置は、水と空気とが流通するための流路と、流路に水を取り込むための取水口と、流路に配置され、取水口から取り込まれた水を加圧して流路内に送水するための加圧部と、流路において取水口と加圧部との間に配置され、流路内に空気を供給するための空気供給部と、流路に配置され、加圧部において加圧された水と空気を減圧するための第1の減圧部と、流路において加圧部と第1の減圧部との間に配置されて、空気を水中に分散させるための気泡分散部と、流路に配置され、第1の減圧部において減圧された水と空気をさらに減圧するための第2の減圧部とを備える。
空気供給部から流路内に供給された空気は、加圧部で加圧されることによって、水と混合されて、ある程度、水中に溶け込む。加圧部で加圧された水は、次に、気泡分散部を通過する。このとき、気泡が水中に分散されて、気泡は小さくなり、水と気泡とが混合されて、分離しにくくなる。水と気泡とが混合された状態で第1の減圧部に流入すると、より細かい気泡が発生し、また、水と気泡とがより均一に混合されて、気泡が水中に均等に分散する。このように、あらかじめ、気泡分散部において気泡を細かくして気泡と水を均一に混合させておくことによって、第1の減圧部の内部に気泡を含んだ水を供給しても、空気が水から分離しにくいので余剰空気が溜まりにくくなる。余剰空気が溜まりにくいので、余剰空気を排気する必要がなくなる。また、余剰空気が溜まりにくいので、第1の減圧部を小型化することが可能となり、余剰空気を排気するための部材も必要なくなるので、微細気泡発生装置全体を小さくすることができる。また、あらかじめ、気泡分散部において気泡を細かくして気泡と水を均一に混合させておくことによって、比較的低い圧力で空気を水に溶解させることができる。
その後、気泡と均一に混合されて気泡を溶解した水が第2の減圧部に流入することによって、さらに減圧されて、水中に溶け込んでいた空気が微細気泡となる。このように、二段階の減圧を行なうことによって、より微細な気泡を均一に、安定して発生させることができる。
このようにすることにより、簡単な構成で、均一な微細気泡を発生させることが可能な微細気泡発生装置を提供することができる。
この発明に従った微細気泡発生装置は、第2の減圧部において減圧された水と空気を流路から吐出するための吐出口と、取水口が配置された貯水部とを備え、吐出口から吐出された水を貯水部に供給することが好ましい。
このようにすることにより、微細気泡を含む水を循環させて、無駄なく利用することができる。
この発明に従った微細気泡発生装置においては、気泡分散部は、メッシュ状に形成された構造体を含むことが好ましい。
このようにすることにより、簡単に気泡を細かくして水中に均一に分散させることができる。
以上のように、この発明によれば、簡単な構成で、均一な微細気泡を発生させることが可能な微細気泡発生装置を提供することができる。
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
(第1実施形態)
図1は、この発明の第1実施形態として、マイクロバブル発生装置の全体を模式的に示す図である。
図1は、この発明の第1実施形態として、マイクロバブル発生装置の全体を模式的に示す図である。
図1に示すように、微細気泡発生装置としてマイクロバブル発生装置1は、水200を貯める貯水部として貯水槽160と、加圧部として加圧ポンプ110と、空気供給部として空気取り込み量調節弁120と、第1の減圧部として気泡水加圧タンク130と、第2の減圧部として減圧調整コック140と、洗浄槽170とを備える。加圧ポンプ110の内部には、撹拌部材として撹拌羽根111が配置されている。
加圧ポンプ110には、取水口101を有する取水管103が接続されている。取水管103の取水口101は、貯水槽160に貯められる水200中に配置されている。空気取り込み量調節弁120は、取水口101と加圧ポンプ110との間において、取水管103に配置されている。加圧ポンプ110と気泡水加圧タンク130は、接続管104によって接続されている。接続管104の内部には、気泡分散部としてメッシュ状の構造体から構成されている気泡分散メッシュ150が配置されている。気泡分散メッシュ150は、金属のメッシュの塊によって形成されている。接続管104は、逆止弁132を介して気泡水加圧タンク130と接続されている。気泡水加圧タンク130内においては、接続管104の開口部に減圧弁131が配置されている。気泡水加圧タンク130は、吐出管105に接続されている。吐出管105には、減圧調整コック140が配置されている。吐出管105において気泡水加圧タンク130と反対側の端部には吐出口102が形成されている。吐出口102は洗浄槽170の上方に配置されている。取水管103と、接続管104と、吐出管105は、流路の一例である。
マイクロバブル発生装置1の加圧ポンプ110が駆動されると、貯水槽160内に貯められている水200が取水口101から取水管103内に流入する。取水管103内を流通する水200には、空気取り込み量調節弁120において、取水管103の外部から空気が供給される。空気取り込み量調節弁120は、吸水負圧で空気を取り込む。空気取り込み量調節弁120は、加圧ポンプ110の揚水量と空気取り込み量とのバランスをとるように、コックで微調整される。取水管103内に取り込まれた空気は、比較的大きな大気泡210となって、取水管103内を水200とともに加圧ポンプ110に向かって流通する。
空気取り込み量調節弁120で取水管103内に取り込まれた大気泡210と水200は、加圧ポンプ110で加圧され、混合される。加圧ポンプ110は、この実施の形態においては、水200を6気圧程度に加圧する。このとき、大気泡210が水200中にある程度溶け込む。また、加圧ポンプ110内においては、撹拌羽根111によって、水200と大気泡210が撹拌される。このように、水200と空気とが撹拌されることによって、空気が水200中に溶け込みやすくなる。加圧ポンプ110で加圧された水200と空気は、接続管104内に流入する。
接続管104内に流入した水200は、気泡分散メッシュ150を通過する。気泡分散メッシュ150は、金属としてステンレス鋼製のメッシュ状の塊であり、水200と空気が通り抜けることができる孔が多数、形成されている。このように、気泡分散メッシュ150がステンレス鋼で形成されていることによって、気泡分散メッシュ150が劣化しにくくなる。気泡分散メッシュ150を通過するときに、水200中の気泡は細かく分散されて、小気泡220になり、水200と混合される。小気泡220を含む水200は、逆流を防ぐための逆止弁132と、減圧弁131を通って、気泡水加圧タンク130内に流入する。減圧弁131を通って気泡水加圧タンク130に流入することによって、水200は、急速に減圧される。
気泡水加圧タンク130内は、この実施の形態においては、5気圧程度に加圧されている。6気圧程度に加圧されている加圧ポンプ110と比較すると、気泡水加圧タンク130内では1気圧程度減圧される。このように、気泡水加圧タンク130内で一旦、減圧することによって、気泡を水200中に発生させ、また、発生した気泡と、気泡水加圧タンク130内に供給された水200中に含まれていた小気泡220を水200中に均等に分散させる。気泡水加圧タンク130内では、小気泡220と新たに発生した気泡は、より細かい細気泡230となって、水200中に均一に分散する。細気泡230が水200に均一に分散することによって、空気と水200が分離しにくくなる。また、気泡水加圧タンク130内には、気泡分散メッシュ150を通過して気泡が分散された水200が供給されるので、大きな気泡が発生しにくい。
気泡水加圧タンク130内の水200は、吐出管105内に流出する。気泡水加圧タンク130から吐出管105に流出した水200は、減圧調整コック140を通過する。減圧調整コック140では、細気泡230を含む水200を、5気圧から、一気に大気圧まで減圧して、減圧吐出する。このようにすることにより、水200中に3〜30μm径の微細気泡240が発生する。
吐出管105内の水200は、吐出口102から洗浄槽170に吐出される。洗浄槽170内に吐出された水200には微細気泡240(マイクロバブル)が多数含まれており、ミルク色に白濁して見える。
洗浄槽170内には、被洗浄対象物として、布や野菜、動物を収容してもよい。また、吐出口102から吐出される水200は、シャワーのようにして洗浄槽170内に吐出されてもよい。
なお、この実施の形態においては、加圧ポンプ110で水200を6気圧程度に加圧し、気泡水加圧タンク130では5気圧程度に加圧して、加圧ポンプ110で加圧された水200を気泡水加圧タンク130で1気圧程度減圧することとしているが、加圧と減圧の程度は、異なっていてもよい。例えば、加圧ポンプ110で水200を6気圧程度に加圧し、気泡水加圧タンク130においては3気圧程度まで、3気圧、減圧してもよいし、加圧ポンプ110で水200を5気圧程度に加圧し、気泡水加圧タンク130においては2気圧程度まで、3気圧、減圧してもよい。
以上のように、マイクロバブル発生装置1は、水200と空気とが流通するための取水管103と接続管104と吐出管105と、取水管103に水200を取り込むための取水口101と、取水管103と接続管104の間に配置され、取水口101から取り込まれた水200を加圧して取水管103内に送水するための加圧ポンプ110と、取水管103において取水口101と加圧ポンプ110との間に配置され、取水管103内に空気を供給するための空気取り込み量調節弁120と、接続管104と吐出管105の間に配置され、加圧ポンプ110において加圧された水200と空気を減圧するための気泡水加圧タンク130と、接続管104において加圧ポンプ110と気泡水加圧タンク130との間に配置されて、空気を水200中に分散させるための気泡分散メッシュ150と、吐出管105に配置され、気泡水加圧タンク130において減圧された水200と空気をさらに減圧するための減圧調整コック140とを備える。
空気取り込み量調節弁120から取水管103内に供給された大気泡210は、加圧ポンプ110で加圧されることによって、水200と混合されて、ある程度、水200中に溶け込む。加圧ポンプ110で加圧された水200は、次に、気泡分散メッシュ150を通過する。このとき、大気泡210が水200中に分散されて、大気泡210は小さい小気泡220となり、水200と小気泡220とが混合されて、分離しにくくなる。水200と小気泡220とが、混合された状態で気泡水加圧タンク130に流入すると、より細かい細気泡230が発生し、また、水200と細気泡230とがより均一に混合されて、細気泡230が水200中に均等に分散する。このように、あらかじめ、気泡分散メッシュ150において大気泡210を細かくして、小気泡220と水200を均一に混合させておくことによって、気泡水加圧タンク130の内部に小気泡220を含んだ水200を供給しても、空気が水200から分離しにくいので余剰空気が溜まりにくくなる。余剰空気が溜まりにくいので、余剰空気を排気する必要がなくなる。また、余剰空気が溜まりにくいので、気泡水加圧タンク130を小型化することが可能となり、余剰空気を排気するための部材も必要なくなるので、マイクロバブル発生装置1全体を小さくすることができる。また、あらかじめ、気泡分散メッシュ150において大気泡210を細かくして小気泡220と水200を均一に混合させておくことによって、比較的低い圧力で空気を水200に溶解させることができる。
その後、細気泡230と均一に混合されて細気泡230を溶解した水200が減圧調整コック140に流入することによって、さらに減圧されて、水200中に溶け込んでいた空気が微細気泡240となる。このように、二段階の減圧を行なうことによって、より微細な微細気泡240を均一に、安定して発生させることができる。
このようにすることにより、簡単な構成で、均一な微細気泡240を発生させることが可能なマイクロバブル発生装置1を提供することができる。
また、マイクロバブル発生装置1においては、気泡分散メッシュ150は、メッシュ状に形成された構造体である。
このようにすることにより、簡単に大気泡210を細かくして水200中に均一に分散させることができる。
(第2実施形態)
図2は、この発明の第2実施形態として、マイクロバブル発生装置の全体を模式的に示す図である。
図2は、この発明の第2実施形態として、マイクロバブル発生装置の全体を模式的に示す図である。
図2に示すように、第2実施形態のマイクロバブル発生装置2が図1に示す第1実施形態のマイクロバブル発生装置1と異なる点としては、吐出口102から吐出された水200が貯水槽160に供給される。
第2実施形態のマイクロバブル発生装置2のその他の構成は、第1実施形態のマイクロバブル発生装置1と同様である。
吐出口102から貯水槽160に吐出された、微細気泡(マイクロバブル)240を含む水200は、再び、取水口101から取水管103内に取り込まれて、マイクロバブル発生装置2内を循環する。
貯水槽160内に、被洗浄対象物として、例えば布300を収容しておけば、微細気泡240を含む水で簡単に布300を洗浄することができる。被洗浄対象物として、布300の他に、茶漉しや野菜、牡蠣、動物などを洗浄してもよい。被洗浄対象物は、その他のものであってもよい。また、水200をマイクロバブル発生装置2内で循環させることによって、水200中のごみを除去したり、水200の臭いを除去したり、水200中のウイルスを死滅させたりして、水200自体を浄化することができる。
以上のように、マイクロバブル発生装置2は、減圧調整コック140において減圧された水200と微細気泡240を流路から吐出するための吐出口102と、取水口101が配置された貯水槽160とを備え、吐出口102から吐出された水200を貯水槽160に供給する。
このようにすることにより、微細気泡240を含む水200を循環させて、無駄なく利用することができる。
第2実施形態のマイクロバブル発生装置2のその他の構成と効果は、第1実施形態のマイクロバブル発生装置1と同様である。
以上に開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正と変形を含むものである。
1,2:マイクロバブル発生装置、101:取水口、102:吐出口、110:加圧ポンプ、120:空気取り込み量調節弁、130:気泡水加圧タンク、140:減圧調整コック、150:気泡分散メッシュ、160:貯水槽。
Claims (3)
- 水と空気とが流通するための流路と、
前記流路に水を取り込むための取水口と、
前記流路に配置され、前記取水口から取り込まれた水を加圧して前記流路内に送水するための加圧部と、
前記流路において前記取水口と前記加圧部との間に配置され、前記流路内に空気を供給するための空気供給部と、
前記流路に配置され、前記加圧部において加圧された水と空気を減圧するための第1の減圧部と、
前記流路において前記加圧部と前記第1の減圧部との間に配置されて、空気を水中に分散させるための気泡分散部と、
前記流路に配置され、前記第1の減圧部において減圧された水と空気をさらに減圧するための第2の減圧部とを備える、微細気泡発生装置。 - 前記第2の減圧部において減圧された水と空気を前記流路から吐出するための吐出口と、
前記取水口が配置された貯水部とを備え、
前記吐出口から吐出された水を前記貯水部に供給する、請求項1に記載の微細気泡発生装置。 - 前記気泡分散部は、メッシュ状に形成された構造体を含む、請求項1または請求項2に記載の微細気泡発生装置。
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- 2008-02-27 JP JP2008045486A patent/JP2009202068A/ja active Pending
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