JP2010075838A - Bubble generation nozzle - Google Patents

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能久 伊田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bubble generation nozzle capable of saving energy by efficiently generating a large quantity of fine bubbles. <P>SOLUTION: A bubble generation apparatus 1 includes a second gas mixing chamber 23b of a second body 23 for generating bubbles by mixing pressurized water and ozone, a square spring 27 for generating a swirling current from the pressurized water mixed with bubbles, a first gas mixing chamber 22b for producing bubble-mixed water containing fine bubbles by mixing a gas with the swirling current of the pressurized water and hitting and splitting bubbles from the second gas mixing chamber 23b, a conical coil spring 26 for generating a swirling current from bubble-mixed water, a pressurizing part 25 of which the diameter of the inner circumferential wall face is reduced toward the water flow direction to pressurize the bubble-mixed water, and a nozzle chip end 21 of which the diameter of the inner circumferential wall face is widened toward the water flow direction. Fine bubbles are generated due to cavitation caused by passing the pressurized water from the pressurizing part 25 to the nozzle chip end 21. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、微細な気泡を効率よく大量に発生することが可能な気泡発生ノズルに関する。   The present invention relates to a bubble generating nozzle capable of efficiently generating a large amount of fine bubbles.

マイクロバブルまたはナノバブルなどと呼ばれる微細な気泡は、様々な分野で用いられている。例えば、オゾンでマイクロバブルを生成することにより水中のウイルスや雑菌などの殺菌を行って、溜池や貯水池、養殖水槽の浄化を行ったり、船体の船首付近から船尾に向かって空気のマイクロバブルを流すことにより、船体と海水との摩擦抵抗を減少させて燃料の節約を図ったりするなど、多種多様な活用例が知られている。   Fine bubbles called microbubbles or nanobubbles are used in various fields. For example, by sterilizing underwater viruses and bacteria by generating microbubbles with ozone, purify ponds, reservoirs, and aquaculture tanks, or flow air microbubbles from near the bow of the hull toward the stern Thus, a wide variety of utilization examples are known, such as reducing the frictional resistance between the hull and seawater to save fuel.

このような微細な気泡を発生させる従来の気泡発生ノズルが特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載のループ流式バブル発生ノズルは、気体を流入させるための気体流入孔を側部に有する筒状部材と、筒状部材の一端を塞ぐように設けられ、中央に噴出孔を有する一方の円盤部材と、筒状部材の内部途中を塞ぐように設けられ、中央に加圧液体を供給するための液体供給孔を有する他方の円盤部材とを備え、筒状部材、一組の円盤部材で囲まれてなる略円柱型の空間が気液ループ流式攪拌混合室として設けられているものである。   A conventional bubble generating nozzle that generates such fine bubbles is described in Patent Document 1. The loop flow type bubble generating nozzle described in Patent Document 1 is provided with a cylindrical member having a gas inflow hole at a side portion for allowing gas to flow in, and one end of the cylindrical member. A cylindrical member having a liquid supply hole provided in the center and having a liquid supply hole for supplying a pressurized liquid to the middle of the cylindrical member. A substantially cylindrical space surrounded by the disk member is provided as a gas-liquid loop flow type stirring and mixing chamber.

この従来の気泡発生ノズルは、気体流入孔から流入してきた気体が、気液ループ流式攪拌混合室の高速ループ流れにより撹拌、剪断されると共に、液体供給孔から供給された加圧液体と衝突した際に発生した乱流により細分化され、更に、噴出孔において流入してきた外部気体および外部液体と衝突して微細化されて、マイクロバブルを含む混合流体として噴出孔から噴出される。   In this conventional bubble generating nozzle, the gas flowing in from the gas inflow hole is stirred and sheared by the high-speed loop flow in the gas-liquid loop flow type stirring and mixing chamber and collides with the pressurized liquid supplied from the liquid supply hole. Then, it is subdivided by the turbulent flow generated at the time, and further collides with the external gas and external liquid that have flowed into the ejection hole, and is fined and ejected from the ejection hole as a mixed fluid containing microbubbles.

特開２００８−１１９６２３号公報JP 2008-119623 A

この従来の気泡発生ノズルでは、主に気体流入孔からマイクロバブルとなる気体を流入させている。しかし、微細な気泡の発生量を増加させるためには、気体流入孔から流入させる気体量を増加させる必要があるが、単に気体流入孔の口径を大きくしたり、液体供給孔への液体の流入量を増加したりするだけでは難しい面がある。   In this conventional bubble generating nozzle, gas that becomes microbubbles is mainly introduced from the gas inflow holes. However, in order to increase the amount of fine bubbles generated, it is necessary to increase the amount of gas flowing in from the gas inflow hole, but simply increasing the diameter of the gas inflow hole or inflowing liquid into the liquid supply hole There is a difficult aspect just by increasing the amount.

気泡発生ノズルは、気泡がより細かく、かつ大量に発生できるものが望まれている。それは、気泡が微細であれば、水中での滞留時間が長く、水に溶解させやすいからである。特に、気泡発生ノズルの使用目的がオゾンを使用した殺菌や浄化などの水質改善であれば、オゾンは水に対しては難溶解性であるので、気泡が微細であれば気体がオゾンでも大量の気泡を発生させることで水への溶解量を増加させることができる。   The bubble generation nozzle is desired to be capable of generating bubbles more finely and in large quantities. This is because if the bubbles are fine, the residence time in water is long, and it is easy to dissolve in water. In particular, if the purpose of use of the bubble generating nozzle is to improve water quality such as sterilization or purification using ozone, ozone is hardly soluble in water. By generating bubbles, the amount dissolved in water can be increased.

気泡発生ノズルは、従来のものより微細な気泡が大量に発生できれば、同じ気泡量としたときには流量を減らすことができるので、ポンプなどの動力源の電力を減少させることができ、省エネルギー化を図ることができる。   If a large amount of fine bubbles can be generated compared to the conventional one, the bubble generation nozzle can reduce the flow rate when the amount of bubbles is the same, so the power of the power source such as a pump can be reduced and energy saving can be achieved. be able to.

そこで本発明は、微細な気泡を効率よく大量に発生させることで、省エネルギー化を図ることが可能な気泡発生ノズルを提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a bubble generation nozzle capable of saving energy by efficiently generating a large amount of fine bubbles.

本発明の気泡発生ノズルは、加圧水に気体を混合させて気泡を発生させる第１気体混合部と、前記気泡が混合した加圧水に更に気体を混合させ気泡混合水を生成する第２気体混合部と、前記気泡混合水を加圧する縮径部と、前記縮径部の下流側に接続され、加圧された気泡混合水を減圧する拡径部とを備えたことを特徴とする。   The bubble generating nozzle of the present invention includes a first gas mixing unit that generates bubbles by mixing a gas with pressurized water, and a second gas mixing unit that generates a bubble mixed water by further mixing a gas with the pressurized water mixed with the bubbles. And a diameter-reducing portion that pressurizes the bubble-mixed water, and a diameter-expanded portion that is connected to the downstream side of the diameter-reduced portion and depressurizes the pressurized bubble-mixed water.

本発明の気泡発生ノズルは、第１気泡混合部と第２気泡混合部との２つの気泡混合部を備えている。まず、第１気体混合部にて加圧水に気体が混合される。更に第２気泡混合部にて気泡混合水として気体が混合される。混合されたこれらの気体の一部は、加圧水に溶解する。気泡混合水は、縮径部にて更に加圧され、拡径部にて一気に減圧される。そうすることで、キャビテーションの作用により微細気泡が発生すると共に、発生した微細気泡が第１気泡混合部により混合された気泡に衝撃を与え破壊することで、微細気泡となる。従って、第２気体混合部の上流側に位置する第１気泡混合部により混合された気泡も微細気泡とすることができるので、大量の微細気泡を発生させることができる。   The bubble generating nozzle of the present invention includes two bubble mixing portions, a first bubble mixing portion and a second bubble mixing portion. First, gas is mixed with pressurized water in a 1st gas mixing part. Furthermore, gas is mixed as bubble mixed water in the second bubble mixing unit. Some of these mixed gases dissolve in pressurized water. The bubble-mixed water is further pressurized at the reduced diameter portion and is reduced at once at the expanded diameter portion. By doing so, microbubbles are generated by the action of cavitation, and the generated microbubbles impact and destroy the bubbles mixed by the first bubble mixing section, thereby forming microbubbles. Therefore, since the air bubbles mixed by the first air bubble mixing portion located on the upstream side of the second gas mixing portion can also be made into fine air bubbles, a large amount of fine air bubbles can be generated.

前記第１気体混合部から前記第２混合部への加圧水を旋回流とする水流旋回手段が設けられていると、第１気体混合部から第２混合部へ流れる間に水流が旋回流となるので、気泡同士の衝突により衝撃を更に大きなものとすることができる。   When a water flow swirling unit that swirls pressurized water from the first gas mixing unit to the second mixing unit is provided, the water flow becomes a swirling flow while flowing from the first gas mixing unit to the second mixing unit. Therefore, the impact can be further increased by the collision of the bubbles.

前記縮径部に、前記気泡混合水を旋回流とする水流旋回手段が設けられていると、気泡混合水を加圧しながら旋回させることで、更なる気泡同士の衝突の機会を増加させることができる。   When the water diameter swirling means using the bubble mixed water as a swirling flow is provided in the reduced diameter portion, it is possible to increase the chance of collision between bubbles by rotating the bubble mixed water while applying pressure. it can.

前記水流旋回手段は、内周壁面に沿って螺旋状に形成されたコイルばねとすることができる。コイルばねであれば容易に調達することができるだけでなく、水流を旋回流とすることができると共に、軸線上に流れる水流と旋回流とが混合して乱流となるので、気泡同士の衝突による衝撃を更に増加させることができる。   The water flow swirl means may be a coil spring formed in a spiral shape along the inner peripheral wall surface. If it is a coil spring, not only can it be easily procured, but the water flow can be made a swirl flow, and the water flow and swirl flow on the axis are mixed to form a turbulent flow. The impact can be further increased.

前記コイルばねは、管内で軸線を中心として回転自在に設けられているのが望ましい。コイルばねが、管内で軸線を中心として回転自在に設けられていると、水流の勢いでコイルばねが回転するので、乱流の複雑さを増すことができる。   The coil spring is preferably provided so as to be rotatable about an axis in the pipe. When the coil spring is provided so as to be rotatable about the axis in the pipe, the coil spring rotates by the force of the water flow, so that the complexity of the turbulent flow can be increased.

また、前記水流旋回手段を、内周壁面に沿って螺旋状に形成された溝とすることも可能である。水流旋回手段を螺旋状の溝とすることで、コイルばねなどを準備する必要がないので、部品点数を減らせることができる。従って、部品コストを抑制することができると共に、容易に作製することができる。   The water swirl means may be a groove formed in a spiral shape along the inner peripheral wall surface. By making the water flow swirl means a spiral groove, it is not necessary to prepare a coil spring or the like, so the number of parts can be reduced. Therefore, the component cost can be suppressed and the device can be easily manufactured.

本発明の気泡発生ノズルは、第２気体混合部の上流側に位置する第１気泡混合部により混合された気泡も微細気泡とすることで、大量の微細気泡を発生させることができるので、省エネルギー化を図ることが可能である。   The bubble generating nozzle of the present invention can generate a large amount of fine bubbles by making the bubbles mixed by the first bubble mixing portion located upstream of the second gas mixing portion into fine bubbles, thus saving energy. Can be achieved.

本発明の実施の形態に係る気泡発生装置を、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る気泡発生装置を示す概略図である。図２は、図１に示す気泡発生ノズルの断面図である。図３は、図１に示す気泡発生ノズルの分解図である。 A bubble generator according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a bubble generating apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the bubble generating nozzle shown in FIG. FIG. 3 is an exploded view of the bubble generating nozzle shown in FIG.

図１に示すように、気泡発生装置１は、オゾンの微細気泡を発生させて、浄水場の下水の浄化を図るものである。この気泡発生装置１は、マイクロバブルやナノバブルなどを噴射する気泡発生ノズル２と、気泡発生装置１へオゾンを供給するオゾン発生装置３と、取水して加圧水を気泡発生装置１へ送水するポンプ４とを備えている。   As shown in FIG. 1, the bubble generating device 1 generates ozone fine bubbles to purify sewage from a water purification plant. The bubble generating device 1 includes a bubble generating nozzle 2 for injecting microbubbles and nanobubbles, an ozone generating device 3 for supplying ozone to the bubble generating device 1, and a pump 4 for taking water and supplying pressurized water to the bubble generating device 1. And.

気泡発生ノズル２は、図２および図３に示すようにノズル先端部２１と、第１本体部２２と、第２本体部２３とを備えている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the bubble generating nozzle 2 includes a nozzle tip 21, a first main body 22, and a second main body 23.

ノズル先端部２１は、第１本体部２２の下流側の先端部装着孔２２ａに挿入される。このノズル先端部２１の管路２１ａが、水が流れる方向に向かうに従って徐々に直径が大きくなる拡径管となっていることで、拡径部として機能する。   The nozzle tip 21 is inserted into the tip mounting hole 22 a on the downstream side of the first main body 22. Since the pipe 21a of the nozzle tip 21 is a diameter-expanded pipe whose diameter gradually increases as it goes in the direction of water flow, it functions as a diameter-expanded section.

第１本体部２２には、下流側の一方の端部にノズル先端部２１が装着される先端部装着孔２２ａと、オゾンと水とが混合する第１気体混合室２２ｂ（第２気体混合部）と、第１気体混合室２２ｂへ水流を案内する導入路２２ｃとが設けられている。この第１気体混合室２２ｂと先端部装着孔２２ａとは、それぞれの内径より小さい接続路２２ｄで連通している。   The first main body 22 includes a tip end mounting hole 22a in which the nozzle tip 21 is mounted at one end on the downstream side, and a first gas mixing chamber 22b (second gas mixing portion) in which ozone and water are mixed. ) And an introduction path 22c for guiding the water flow to the first gas mixing chamber 22b. The first gas mixing chamber 22b and the tip mounting hole 22a communicate with each other through a connection path 22d that is smaller than the inner diameter thereof.

また、第１気体混合室２２ｂには、オゾンを混入するための第１吸入孔２２ｅが内周壁面に設けられ、第１吸入孔２２ｅは、オゾン発生装置３からのホースを接続するための第１接続部２４を装着する第１接続部装着孔２２ｆと連通している。   The first gas mixing chamber 22b is provided with a first suction hole 22e for mixing ozone in the inner peripheral wall surface, and the first suction hole 22e is a first suction hole for connecting a hose from the ozone generator 3. The first connection portion mounting hole 22f for mounting the one connection portion 24 communicates with the first connection portion mounting hole 22f.

第１気体混合室２２ｂには、接続路２２ｄと直径が略同じ大きさに形成された噴射孔２５ａが下流側に設けられた加圧部２５が内装されている。加圧部２５は、入口側から噴射孔２５ａとなる出口側へ向かうに従って徐々に直径が小さくなる縮径管とすることで縮径部として機能する。   The first gas mixing chamber 22b is internally provided with a pressurizing unit 25 provided with an injection hole 25a having a diameter substantially the same as that of the connection path 22d on the downstream side. The pressurizing part 25 functions as a reduced diameter part by using a reduced diameter pipe that gradually decreases in diameter from the inlet side toward the outlet side that becomes the injection hole 25a.

そして、加圧部２５には、水流旋回手段として機能する、入口側から出口側に向かって直径が小さくなる円錐コイルばね２６が配置されている。
また、導入路２２ｃにも、水流旋回手段として機能する断面形状が矩形のコイルばねである角ばね２７が、円錐コイルばね２６との間に小径Ｏリング２８を介在させて配置されている。 The pressurizing unit 25 is provided with a conical coil spring 26 that functions as a water swirling means and that decreases in diameter from the inlet side toward the outlet side.
In addition, an angular spring 27, which is a coil spring having a rectangular cross-sectional shape that functions as a water flow swirling means, is also disposed in the introduction path 22 c with a small-diameter O-ring 28 interposed between it and the conical coil spring 26.

第１本体部２２の他方の端部は、第２本体部２３の下流側である一方の端部に設けられた本体部接続孔２３ａに挿入される。第１本体部２２を第２本体部２３へ挿入するときには、第１本体部２２は角ばね２７との間に大径Ｏリング２９を介在させて第２本体部２３へ装着される。   The other end of the first main body 22 is inserted into a main body connection hole 23 a provided at one end on the downstream side of the second main body 23. When the first main body portion 22 is inserted into the second main body portion 23, the first main body portion 22 is attached to the second main body portion 23 with a large-diameter O-ring 29 interposed therebetween.

第２本体部２３には、オゾンと水とが混合する第２気体混合室２３ｂ（第１気体混合部）が設けられている。第２気体混合室２３ｂには、オゾンを混入するための第２吸入孔２３ｃが内周壁面に設けられ、第２吸入孔２３ｃは、オゾン発生装置３からのホースを接続するための第２接続部３０を装着する第２接続部装着孔２３ｄと連通している。そして、第２本体部２３の他方の端部には、ポンプ４からのホースを接続するための第３接続部３１（図３では図示せず）を装着するための第３接続部装着孔２３ｅが設けられている。
本実施の形態では、第２吸入孔２３ｃが、第１吸入孔２２ｅより小さく形成されている。これは第２吸入孔２３ｃからのオゾンの吸入量が過多とならないためであるが、不足する場合には同サイズまたは大きくしてもよい。 The second main body portion 23 is provided with a second gas mixing chamber 23b (first gas mixing portion) in which ozone and water are mixed. The second gas mixing chamber 23 b is provided with a second suction hole 23 c for mixing ozone in the inner peripheral wall surface, and the second suction hole 23 c is a second connection for connecting a hose from the ozone generator 3. The second connecting portion mounting hole 23d for mounting the portion 30 is communicated with. A third connection portion mounting hole 23e for mounting a third connection portion 31 (not shown in FIG. 3) for connecting a hose from the pump 4 to the other end portion of the second main body portion 23. Is provided.
In the present embodiment, the second suction hole 23c is formed smaller than the first suction hole 22e. This is because the amount of ozone sucked from the second suction hole 23c does not become excessive, but if it is insufficient, it may be the same size or larger.

以上のように構成された本発明の実施の形態に係る気泡発生装置の使用状態について、図面に基づいて説明する。
図１に示すように、まずオゾン発生装置３と共にポンプ４を始動させる。ポンプ４からの加圧水は、第３接続部３１から第２本体部２３の第２気体混合室２３ｂへ流れ込む。
第２気体混合室２３ｂでは、流入する加圧水により第２吸入孔２３ｃに対する負圧が発生することと、オゾン発生装置３からのオゾンの送気により第２接続部３０を介してオゾンが気泡となって混入する。 The use state of the bubble generator according to the embodiment of the present invention configured as described above will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, first, the pump 4 is started together with the ozone generator 3. Pressurized water from the pump 4 flows into the second gas mixing chamber 23 b of the second main body 23 from the third connection portion 31.
In the second gas mixing chamber 23b, a negative pressure is generated with respect to the second suction hole 23c by the inflowing pressurized water, and ozone is bubbled through the second connection portion 30 due to the supply of ozone from the ozone generator 3. Mixed.

第２接続部３０を介し、第２吸入孔２３ｃから第２気体混合室２３ｂへ入ってきたオゾンの気泡は、加圧水により第１本体部２２の導入路２２ｃへ搬送される。加圧水は、第２気体混合室２３ｂより内径が小さい角ばね２７内に進行することで加速される。そして、加圧水は、角ばね２７の軸線上の流れと、角ばね２７の螺旋に沿って流れることで発生する旋回流とで乱流となって加圧部２５が位置する第１気体混合室２２ｂへ流れる。また、オゾンの気泡も角ばね２７を流れる乱流に搬送される。
角ばね２７は断面形状が矩形なので、加圧水を旋回流へ誘導させやすい。従って、角ばね２７の軸線に沿った流れと合流することで変化の度合いが大きな乱流とすることできる。このとき、角ばね２７が、第２本体部２３の管内で軸線を中心として回転自在に設けられていると、水流の勢いで角ばね２７が回転するので、乱流の複雑さを増すことができる。 The ozone bubbles that have entered the second gas mixing chamber 23b from the second suction hole 23c via the second connection portion 30 are conveyed to the introduction path 22c of the first main body portion 22 by the pressurized water. The pressurized water is accelerated by proceeding into the angular spring 27 having an inner diameter smaller than that of the second gas mixing chamber 23b. The pressurized water becomes a turbulent flow due to the flow on the axis of the angular spring 27 and the swirling flow generated by flowing along the spiral of the angular spring 27, and the first gas mixing chamber 22b in which the pressurized portion 25 is located. To flow. In addition, ozone bubbles are also transported to the turbulent flow through the angular spring 27.
Since the square spring 27 has a rectangular cross-sectional shape, it is easy to induce pressurized water into the swirling flow. Therefore, it is possible to obtain a turbulent flow with a large degree of change by merging with the flow along the axis of the angular spring 27. At this time, if the angular spring 27 is provided so as to be rotatable about the axis in the pipe of the second main body 23, the angular spring 27 is rotated by the momentum of the water flow, so that the complexity of the turbulent flow is increased. it can.

第１気体混合室２２ｂでは、流入する加圧水により第１吸入孔２２ｅに対する負圧が発生することと、オゾン発生装置３からのオゾンの送気により第１接続部２４を介してオゾンが加圧部２５へ混入して気泡となる。   In the first gas mixing chamber 22b, a negative pressure is generated with respect to the first suction hole 22e by the inflowing pressurized water, and ozone is supplied to the pressurizing unit via the first connection unit 24 by the supply of ozone from the ozone generator 3. 25 is mixed into air bubbles.

角ばね２７を通過することで乱流となった加圧水は、角ばね２７の内径より更に直径が小さい加圧部２５へ流入することで、更に加速される。加圧部２５内へ流入した加圧水は、加圧部２５の内周壁面が徐々に縮径していることにより加圧されると共に、加圧部２５の内周壁面に沿って配置された円錐コイルばね２６により、更に旋回流に誘導される。   Pressurized water that has become turbulent by passing through the angular spring 27 is further accelerated by flowing into the pressurizing section 25 having a smaller diameter than the inner diameter of the angular spring 27. The pressurized water that has flowed into the pressurizing unit 25 is pressurized as the inner peripheral wall surface of the pressurizing unit 25 is gradually reduced in diameter, and the cone disposed along the inner peripheral wall surface of the pressurizing unit 25. The coil spring 26 further induces a swirl flow.

円錐コイルばね２６により旋回流に誘導されることで、更に変化の度合いが大きな乱流となる。この乱流と共に流れる第２気体混合室２３ｂからの気泡は、第１気体混合室２２ｂで混合された気泡と激しく衝突することで***することで微細気泡となる。微細気泡と第１気体混合室２２ｂで混合された気泡とを含むことで気泡混合水となった加圧水は、接続路２２ｄへ進入する。本実施の形態では、円錐コイルばね２６を断面形状が円形のものを採用しているが、矩形のものとする方が水流を旋回流へ誘導させやすいので望ましい。しかし、製造コストが上がるとか、調達の容易さを考慮すると、円錐コイルばね２６の断面形状が円形としてもよい。   By being guided to the swirl flow by the conical coil spring 26, the degree of change becomes a turbulent flow. Bubbles from the second gas mixing chamber 23b flowing along with the turbulent flow are broken into fine bubbles by colliding violently with the bubbles mixed in the first gas mixing chamber 22b. The pressurized water that has become the bubble mixed water by including the fine bubbles and the bubbles mixed in the first gas mixing chamber 22b enters the connection path 22d. In the present embodiment, the conical coil spring 26 has a circular cross-sectional shape. However, it is preferable to use a rectangular coil spring 26 because the water flow can be easily guided to the swirl flow. However, when the manufacturing cost increases or the ease of procurement is taken into consideration, the conical coil spring 26 may have a circular cross-sectional shape.

そして、接続路２２ｄからノズル先端部２１へ流れ込み、拡径に形成された管路２１ａへ通過するときに、一気に減圧されることでキャビテーション作用により気泡混合水に溶け込んだ空気やオゾンが析出してマイクロバブルと呼ばれる微細気泡が発生する。また、第１気体混合室２２ｂで混合された気泡や、第２気体混合室２３ｂで混合され、第１気体混合室２２ｂで混合された気泡と衝突せずに粒径が大きいまま残存した気泡がキョビテーション作用による衝撃で***してマイクロバブルとなる。   Then, when flowing into the nozzle tip 21 from the connection path 22d and passing through the pipe path 21a formed with an enlarged diameter, air or ozone dissolved in the bubble mixed water is precipitated by the cavitation action by being depressurized at once. Fine bubbles called microbubbles are generated. In addition, bubbles mixed in the first gas mixing chamber 22b and bubbles remaining in a large particle size without colliding with the bubbles mixed in the second gas mixing chamber 23b and mixed in the first gas mixing chamber 22b It breaks up into microbubbles by the impact of the Kyobitation action.

このように、キャビテーション作用を利用して第１気体混合室２２ｂにて混合されたオゾンを微細気泡とするだけでなく、第２気体混合室２３ｂにて混合されたオゾンも、第１気体混合室２２ｂにて混合されたオゾンに衝突したときの衝撃により***させて微細気泡とすることができるので、大量の微細気泡を発生させることができる。また、第１気体混合室２２ｂを通過しても粒径が大きいまま残存した気泡をキャビテーション作用の衝撃により***させることができるので、より多くの微細気泡を発生させることができる。   As described above, not only the ozone mixed in the first gas mixing chamber 22b using the cavitation action is made into fine bubbles, but also the ozone mixed in the second gas mixing chamber 23b is converted into the first gas mixing chamber. Since it can be divided into fine bubbles by impact when it collides with the ozone mixed in 22b, a large amount of fine bubbles can be generated. Further, since the bubbles remaining with a large particle size even after passing through the first gas mixing chamber 22b can be broken by the impact of the cavitation action, more fine bubbles can be generated.

オゾンの微細気泡は、粒径の大きいものと比較して水中での滞留時間を長くすることができるので溶解量が増加する。従って、難溶解性を有するオゾンでもあっても大量の微細気泡を水中に発生させることで溶解量を増大させることができる。よって、本実施の形態に係る気泡発生装置１は、従来の気泡発生装置と比較して、同じ溶解量を得ようとするのであれば、オゾン発生装置３およびポンプ４の電力量を減少させることができるので、省エネルギー化を図ることができる。   The fine bubbles of ozone can increase the residence time in water as compared with those having a large particle size, so that the amount of dissolution increases. Therefore, the amount of dissolution can be increased by generating a large amount of fine bubbles in water even if it is ozone having poor solubility. Therefore, the bubble generating device 1 according to the present embodiment reduces the electric energy of the ozone generating device 3 and the pump 4 if the same amount of dissolution is to be obtained as compared with the conventional bubble generating device. Can save energy.

なお、本実施の形態では、微細気泡としてオゾンを使用しているが、単に空気としたり、他の気体とすることも可能である。また、水を上水や汚水、海水とする以外に他の液体とすることも可能である。   In the present embodiment, ozone is used as the fine bubbles, but it can be simply air or other gases. In addition to water, sewage, and seawater, other liquids can be used.

次に、本発明の実施の形態に係る気泡発生ノズルの変形例について、図４から図６に基づいて説明する。図４は、本発明の実施の形態に係る気泡発生装置に用いられる気泡発生ノズルの第１変形例を示す断面図である。図５は、本発明の実施の形態に係る気泡発生装置に用いられる気泡発生ノズルの第２変形例を示す断面図である。図６は、本発明の実施の形態に係る気泡発生装置に用いられる気泡発生ノズルの第３変形例を示す断面図である。なお、図４から図６において、図２と同じ構成のものは同符号を付して説明を省略する。   Next, a modified example of the bubble generating nozzle according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a first modification of the bubble generation nozzle used in the bubble generation device according to the embodiment of the present invention. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a second modification of the bubble generating nozzle used in the bubble generating apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a third modification of the bubble generating nozzle used in the bubble generating apparatus according to the embodiment of the present invention. 4 to 6, the same components as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

まず、第１変形例について図４に基づいて説明する。
図４に示すように第２本体部２３には、第２吸入孔２３ｃから第２気体混合室２３ｂの中心部まで延びるＬ字状管３２が設けられている。このＬ字状管３２の先端は、加圧水が最も早く流れる角ばね２７の軸線（中心）へ向かって延びている。
このようなＬ字状管３２が設けられていることで、Ｌ字状管３２からの気泡は、加圧水の流れに沿って真っ直ぐ角ばね２７および円錐コイルばね２６の軸線上を流れるので、最も加速される。従って、第１吸入孔２２ｅから混合された気泡との衝突による衝撃の度合いを増加させることができるので、衝撃による***を激しく誘発させることにより微細な気泡を得ることができる。 First, a 1st modification is demonstrated based on FIG.
As shown in FIG. 4, the second main body 23 is provided with an L-shaped tube 32 extending from the second suction hole 23c to the center of the second gas mixing chamber 23b. The tip of the L-shaped tube 32 extends toward the axis (center) of the angular spring 27 through which pressurized water flows most quickly.
Since such an L-shaped tube 32 is provided, the bubbles from the L-shaped tube 32 flow straight on the axis of the angular spring 27 and the conical coil spring 26 along the flow of pressurized water, and thus are most accelerated. Is done. Therefore, since the degree of impact due to collision with the bubbles mixed from the first suction hole 22e can be increased, fine bubbles can be obtained by vigorously inducing splitting due to the impact.

次に、第２変形例について図５に基づいて説明する。
図５に示すように第２本体部２３ｘには、第２気体混合室２３ｂの内周壁面に４つの壁面吸入孔２３ｆが均等に配置されている。この壁面吸入孔２３ｆは、図２に示す角ばね２７と同じ螺旋方向に傾斜している。そして壁面吸入孔２３ｆは、第２気体混合室２３ｂの内周壁面に沿って形成された環状の通気路２３ｇと連通し、第２吸入孔２３ｃと連通することで、第２接続部３０（図２参照）からのオゾンが、第２吸入孔２３ｃ、通気路２３ｇ、壁面吸入孔２３ｆの順に通過して、第２気体混合室２３ｂへ流入される。 Next, a second modification will be described based on FIG.
As shown in FIG. 5, in the second main body portion 23x, four wall surface suction holes 23f are equally arranged on the inner peripheral wall surface of the second gas mixing chamber 23b. The wall surface suction hole 23f is inclined in the same spiral direction as the angular spring 27 shown in FIG. The wall surface suction hole 23f communicates with an annular air passage 23g formed along the inner peripheral wall surface of the second gas mixing chamber 23b, and communicates with the second suction hole 23c. 2) passes through the second suction hole 23c, the air passage 23g, and the wall surface suction hole 23f in this order, and flows into the second gas mixing chamber 23b.

吸入されたオゾンは、壁面吸入孔２３ｆが、角ばね２７と同じ螺旋方向に傾斜していることと、内周壁面に均等に配置されていることにより、角ばね２７により旋回して乱流となる加圧水に均等に分散されやすくなる。従って、オゾンの気泡を乱流に分散させて加圧部２５へ進行させることで、第１吸入孔２２ｅから第１気体混合室２２ｂへ流入する気泡とより激しく衝突させて衝撃度を向上させると共に、一塊となってしますことを防止することで、気泡同士が衝突する機会を増やすことができる。   The sucked ozone is swung by the angular spring 27 and turbulent because the wall suction hole 23f is inclined in the same spiral direction as the angular spring 27 and is evenly arranged on the inner peripheral wall surface. It becomes easy to be evenly dispersed in the pressurized water. Accordingly, the ozone bubbles are dispersed in a turbulent flow and advanced to the pressurizing unit 25, so that the bubbles that flow into the first gas mixing chamber 22b from the first suction hole 22e collide more violently and improve the impact level. By preventing them from becoming a lump, the chance of bubbles colliding can be increased.

更に、第３変形例について図６に基づいて説明する。
図６に示すように第１本体部２２ｘは、第１気体混合室２２ｂを入口側から噴射孔２５ａとなる出口側へ向かうに従って徐々に直径が小さくなる縮径管とすることで、縮径部として機能する加圧部（図２参照）が省略されている。また、第１気体混合室２２ｂの内周壁面に、螺旋状に形成された溝２２ｇを設け、水流旋回手段として機能させることにより円錐コイルばね２６が省略されている。
更に、第１本体部２２ｘの導入路２２ｃの内周壁面に、螺旋状に形成された溝２２ｈを設け、水流旋回手段として機能させることにより角ばね２７が省略されている。 Further, a third modification will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 6, the first main body portion 22x has a reduced diameter portion by reducing the diameter of the first gas mixing chamber 22b from the inlet side toward the outlet side serving as the injection hole 25a. The pressurizing part (see FIG. 2) that functions as is omitted. Further, the conical coil spring 26 is omitted by providing a spiral groove 22g on the inner peripheral wall surface of the first gas mixing chamber 22b to function as a water flow swirl means.
Furthermore, a spiral groove 22h is provided on the inner peripheral wall surface of the introduction passage 22c of the first main body portion 22x, and the angular spring 27 is omitted by functioning as a water flow swirl means.

このように、水流旋回手段としてコイルばねの代わりに内周壁面に螺旋状の溝２２ｇ，２２ｈを設けても、第２本体部２３からの加圧水を螺旋状の溝２２ｇ，２２ｈに沿って流れさせることで、加圧水を旋回流へ誘導して、乱流とすることができる。
また、螺旋状の溝２２ｇ，２２ｈを内周壁面に設けることで、円錐コイルばね２６や角ばねを省略することができるので、部品点数を減らせることができる。従って、部品コストを抑制することができると共に、容易に作製することができる。 Thus, even if the spiral grooves 22g and 22h are provided on the inner peripheral wall surface instead of the coil spring as the water flow swirling means, the pressurized water from the second main body portion 23 is caused to flow along the spiral grooves 22g and 22h. Thus, the pressurized water can be guided to the swirling flow to be a turbulent flow.
Further, by providing the spiral grooves 22g and 22h on the inner peripheral wall surface, the conical coil spring 26 and the square spring can be omitted, so that the number of parts can be reduced. Therefore, the component cost can be suppressed and the device can be easily manufactured.

本発明は、微細気泡を液体と共に大量に噴射することができるので、水中でのエアレーションに使用したり、シャワーヘッド内に実装したりすることができる。特に、オゾンの微細気泡を水中で放出することで、汚水の浄化に最適である。   Since the present invention can eject a large amount of fine bubbles together with a liquid, it can be used for aeration in water or mounted in a shower head. In particular, it is optimal for purification of sewage by releasing fine bubbles of ozone in water.

本発明の実施の形態に係る気泡発生装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the bubble generator which concerns on embodiment of this invention. 図１に示す気泡発生ノズルの断面図である。It is sectional drawing of the bubble generation nozzle shown in FIG. 図１に示す気泡発生ノズルの分解図である。It is an exploded view of the bubble generation nozzle shown in FIG. 本発明の実施の形態に係る気泡発生装置に用いられる気泡発生ノズルの第１変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 1st modification of the bubble generation nozzle used for the bubble generation apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る気泡発生装置に用いられる気泡発生ノズルの第２変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 2nd modification of the bubble generation nozzle used for the bubble generation apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る気泡発生装置に用いられる気泡発生ノズルの第３変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 3rd modification of the bubble generation nozzle used for the bubble generation apparatus which concerns on embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ 気泡発生装置
２ 気泡発生ノズル
２１ ノズル先端部
２１ａ 管路
２２ 第１本体部
２２ａ 先端部装着孔
２２ｂ 第１気体混合室
２２ｃ 導入路
２２ｄ 接続路
２２ｅ 第１吸入孔
２２ｆ 第１接続部装着孔
２２ｇ，２２ｈ 溝
２３，２３ｘ 第２本体部
２３ａ 本体部接続孔
２３ｂ 第２気体混合室
２３ｃ 第２吸入孔
２３ｄ 第２接続部装着孔
２３ｅ 第３接続部装着孔
２３ｆ 壁面吸入孔
２４ 第１接続部
２５ 加圧部
２５ａ 噴射孔
２６ 円錐コイルばね
２７ 角ばね
２８ 小径Ｏリング
２９ 大径Ｏリング
３０ 第２接続部
３１ 第３接続部
３２ Ｌ字状管
３ オゾン発生装置
４ ポンプ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Bubble generator 2 Bubble generating nozzle 21 Nozzle tip part 21a Pipe line 22 1st main-body part 22a Tip part installation hole 22b 1st gas mixing chamber 22c Introduction path 22d Connection path 22e 1st suction hole 22f 1st connection part installation hole 22g , 22h Groove 23, 23x Second body portion 23a Body portion connection hole 23b Second gas mixing chamber 23c Second suction hole 23d Second connection portion mounting hole 23e Third connection portion mounting hole 23f Wall suction hole 24 First connection portion 25 Pressure unit 25a Injection hole 26 Conical coil spring 27 Square spring 28 Small-diameter O-ring 29 Large-diameter O-ring 30 Second connection portion 31 Third connection portion 32 L-shaped tube 3 Ozone generator 4 Pump

Claims (6)

加圧水に気体を混合させて気泡を発生させる第１気体混合部と、
前記気泡が混合した加圧水に更に気体を混合させ気泡混合水を生成する第２気体混合部と、
前記気泡混合水を加圧する縮径部と、
前記縮径部の下流側に接続され、加圧された気泡混合水を減圧する拡径部とを備えた気泡発生ノズル。 A first gas mixing section that mixes gas with pressurized water to generate bubbles;
A second gas mixing section for further mixing a gas with the pressurized water mixed with the bubbles to generate bubble mixed water;
A reduced diameter portion for pressurizing the bubble mixed water;
A bubble generating nozzle provided with a diameter-enlarged portion connected to the downstream side of the reduced-diameter portion and depressurizing pressurized bubble-mixed water. 前記第１気体混合部から前記第２混合部への加圧水を旋回流とする水流旋回手段が設けられた請求項１記載の気泡発生ノズル。   The bubble generating nozzle according to claim 1, further comprising a water flow swirling unit that swirls pressurized water from the first gas mixing unit to the second mixing unit. 前記縮径部に、前記気泡混合水を旋回流とする水流旋回手段が設けられた請求項１記載の気泡発生ノズル。   The bubble generating nozzle according to claim 1, wherein a water flow swirling means for swirling the bubble mixed water is provided in the reduced diameter portion. 前記水流旋回手段は、内周壁面に沿って設けられた螺旋状に形成されたコイルばねである請求項２または３記載の気泡発生ノズル。   The bubble generating nozzle according to claim 2 or 3, wherein the water swirl means is a spiral coil spring provided along an inner peripheral wall surface. 前記コイルばねは、管内で軸線を中心として回転自在に設けられている請求項４記載の気泡発生ノズル。   The bubble generating nozzle according to claim 4, wherein the coil spring is provided so as to be rotatable about an axis in the pipe. 前記水流旋回手段は、内周壁面に沿って螺旋状に形成された溝である請求項２または３記載の気泡発生ノズル。   The bubble generating nozzle according to claim 2 or 3, wherein the water flow swirling means is a groove formed in a spiral shape along an inner peripheral wall surface.
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