JP2014136168A

JP2014136168A - Fine bubble generating device

Info

Publication number: JP2014136168A
Application number: JP2013004373A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Miyake; 啓一三宅; Kaoru Aoki; 薫青木
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2013-01-15
Filing date: 2013-01-15
Publication date: 2014-07-28

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable a large number of fine bubbles to be generated by suppressing the reduction of the number of bubbles in a fragmentation object and by increasing spots where fragmentation is performed.SOLUTION: An agitating blade 27a provided in a space part 25 is rotated to generate a flow to the space part 25 from an approximately closed space part 23 demarcated with an ultrafinely porous plate 24 interposed therebetween. Gas in the approximately closed space part 23 moves to the space part 25 through the ultrafinely porous plate 24. When the gas passes through the ultrafinely porous plate 24, the gas is mixed into a liquid to generate bubbles 35. The bubbles 35 are subjected to shear force by the agitating blade 27a and are made fine to generate fine bubbles 32. The fine bubbles 32 and non-fragmented bubbles 35 are guided to a clearance between the inner wall of a cylindrical container 26 and a rotating shaft 27b of the agitating blade 27a without being dispersed into the liquid in a fine bubble mixing container 17. The guided bubbles 35 and fine bubbles 32 are subjected to shear force by the rotating shaft 27b and the inner wall of the cylindrical container 26 to be made fine.

Description

本発明は、気体を液体中に供給させて発生した気泡を細分化して微細気泡を発生させる微細気泡発生装置に関するものである。 The present invention relates to a fine bubble generating apparatus that generates fine bubbles by subdividing bubbles generated by supplying a gas into a liquid.

この種の微細気泡発生装置によって発生した微細気泡を含む微細気泡混合液は、近年、水質浄化等の環境衛生面、浮上分離による固形物除去等の工業的用途、水耕栽培に使用する水の溶存酸素量向上等の農業的用途に用いられている。その他、殺菌用、脱臭用、人体への健康促進効果などとして、種々の産業において用いられるようになった。 In recent years, the microbubble mixture containing microbubbles generated by this type of microbubble generator has been used in environmental hygiene such as water purification, industrial applications such as solid removal by floating separation, and water used for hydroponics. It is used for agricultural purposes such as improving dissolved oxygen. In addition, it has come to be used in various industries for sterilization, deodorization, health promotion effect on human body, and the like.

上記微細気泡発生装置として、特許文献１に記載されているものが知られている。この特許文献１の微細気泡発生装置では、液体を収容する処理槽（液体収容容器）内に、モータ（回転駆動源）によって上方に向いて延びている回転軸を介して回転するインペラ（回転翼部）を備える。モータによって回転軸を介してインペラを回転させることで、インペラの回転可能な空間である回転領域の水圧が下がる。インペラは、回転軸の下端部の周壁部に設けられている。回転軸の下端部は中空構造になっており、インペラが設けられていない回転軸の下端部の周壁部に多数の通孔が形成されている。インペラの回転領域を取り囲むように、断面が凹部形状の枠部が設けられている。この凹部形状の枠部は底部と外周部とを含んで構成されている。底部は、回転軸の下端部の下方に配置され、回転軸の下端部の周壁部に設けられた多数の通孔から発生した気泡を下方側から液中に放出させない。外周部は、枠部における底部に連続してインペラの回転領域の高さの途中まで延びている。モータによって回転軸を介してインペラを回転させ、枠部内に収容した気泡に対し、外周部の内周面とインペラの翼板部との隙間でせん断力を加える。これにより、気泡を細分化して微細気泡を発生させている。 A device described in Patent Document 1 is known as the fine bubble generator. In the microbubble generator of Patent Document 1, an impeller (rotary blade) that rotates in a processing tank (liquid storage container) that stores liquid via a rotating shaft that extends upward by a motor (rotation drive source). Part). By rotating the impeller through the rotation shaft by the motor, the water pressure in the rotation region, which is a space in which the impeller can rotate, is lowered. The impeller is provided on the peripheral wall portion at the lower end portion of the rotating shaft. The lower end portion of the rotating shaft has a hollow structure, and a large number of through holes are formed in the peripheral wall portion of the lower end portion of the rotating shaft where no impeller is provided. A frame portion having a concave shape in cross section is provided so as to surround the rotation region of the impeller. This recessed frame portion includes a bottom portion and an outer peripheral portion. The bottom portion is disposed below the lower end portion of the rotating shaft and does not release bubbles generated from a large number of through holes provided in the peripheral wall portion of the lower end portion of the rotating shaft into the liquid from the lower side. The outer peripheral portion extends to the middle of the height of the rotation region of the impeller continuously from the bottom portion of the frame portion. The impeller is rotated by a motor through a rotating shaft, and a shearing force is applied to the bubbles accommodated in the frame portion through the gap between the inner peripheral surface of the outer peripheral portion and the blade plate portion of the impeller. Thereby, the bubbles are subdivided to generate fine bubbles.

そして、モータによって回転軸を介してインペラを回転させ、回転軸の下端部の中空部から通孔を通ってインペラの回転領域へ向かう流れを発生させる。処理槽に液体を供給し、供給源によって気体を回転軸の下端部の中空部に供給する。回転軸の下端部の中空部に供給された気体は多数の通孔を通ってインペラの回転領域の液体中に導入され、気泡が発生する。なお、多数の通孔を通さずに直接に気体をインペラの回転領域の液体中に供給して気泡を発生することも記載されている。その気泡は、インペラの回転によって発生するインペラの回転領域へ向かう流れによって、回転軸の下端部より上方に配置されているインペラの回転領域へ移動する。そして、気泡は壁部とインペラとの隙間に案内され、インペラの翼板部で気泡を***させることによって細分化され微細気泡になって液体中に放出される。 Then, the impeller is rotated by the motor via the rotating shaft, and a flow from the hollow portion at the lower end portion of the rotating shaft to the rotation region of the impeller through the through hole is generated. Liquid is supplied to the treatment tank, and gas is supplied to the hollow portion at the lower end of the rotating shaft by a supply source. The gas supplied to the hollow portion at the lower end of the rotating shaft is introduced into the liquid in the rotating region of the impeller through a large number of through holes, and bubbles are generated. It is also described that bubbles are generated by supplying gas directly into the liquid in the rotating region of the impeller without passing through a large number of through holes. The bubbles move to the rotation region of the impeller disposed above the lower end portion of the rotation shaft by the flow toward the rotation region of the impeller generated by the rotation of the impeller. The bubbles are guided in the gap between the wall portion and the impeller, and are divided into fine bubbles by splitting the bubbles at the impeller blades to be discharged into the liquid.

しかしながら、上記特許文献１の微細気泡発生装置では、インペラの回転領域上部や、側方であって枠部外周部より上の部分には枠部が存在しない。このため、細分化対象の気泡の一部はインペラの翼板部に接触されずにインペラの回転領域を通過したり、周囲に散らばったりして、水面へ浮上してしまう。これにより、細分化対象の気泡の数が減る。よって、微細気泡を大量に発生することは難しいという問題がある。 However, in the fine bubble generator of Patent Document 1, there is no frame part at the upper part of the impeller rotation region or at the side and above the outer peripheral part of the frame part. For this reason, some of the bubbles to be subdivided pass through the impeller rotation region without being brought into contact with the impeller blades, or are scattered around and float to the water surface. Thereby, the number of bubbles to be subdivided is reduced. Therefore, there is a problem that it is difficult to generate a large amount of fine bubbles.

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、細分化対象の気泡の数の減少を抑え、かつ細分化を行う箇所を増やすことで、微細気泡を大量に発生することができる、微細気泡発生装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to suppress the reduction in the number of bubbles to be subdivided and to generate a large amount of fine bubbles by increasing the number of locations to be subdivided. It is to provide a fine bubble generating device capable of

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、液体を収容する液体収容容器内に、液体に気体を供給して気泡を発生する気泡発生手段と、該気泡発生手段によって発生した気泡を細分化して微細気泡を発生する微細気泡発生手段とを備える微細気泡発生装置において、前記微細気泡発生手段は、回転駆動源によって回転軸を介して回転する回転翼部と、前記回転翼部の翼板部によって気泡にせん断力を加え細分化して微細気泡を発生させ、隙間を置いて前記回転翼部の回転可能な空間である回転領域を覆う第１収容部と、該第１収容部に連続し、かつ前記回転軸を、回転軸周面との間に隙間を置いて囲む第２収容部とを有する収容部とを備えることを特徴とするものである。 In order to achieve the above-mentioned object, the invention of claim 1 includes a bubble generating means for generating a bubble by supplying a gas to a liquid in a liquid storage container for storing the liquid, and a bubble generated by the bubble generating means. In the fine bubble generating device comprising fine bubble generating means for generating fine bubbles by subdividing, the fine bubble generating means includes a rotary wing portion that rotates via a rotary shaft by a rotation drive source, and a blade of the rotary wing portion The plate portion applies a shearing force to the bubbles to subdivide the bubbles to generate fine bubbles, and a first accommodation portion that covers a rotation region that is a rotatable space of the rotary wing portion with a gap between the first accommodation portion and the first accommodation portion. And a housing portion having a second housing portion surrounding the rotating shaft with a gap between the rotating shaft and a circumferential surface of the rotating shaft.

本発明では、回転翼部の回転領域は、第１収容部により覆われているので、回転翼部の翼板部によって細分化された微細気泡及び細分化されなかった気泡は、第１収容部に受け止められ、第１収容部の外に放出されにくい。そして、回転軸は、第１収容部に連続している第２収容部により隙間を置いて囲まれているので、第１収容部内の微細気泡及び気泡は、第１収容部から第２収容部へ移動し第２収容部と回転軸との隙間へ案内される。微細気泡及び気泡は、第２収容部又は回転軸に触れて張り付く。そして、回転軸を回転させることにより、第２収容部と回転軸との隙間の液体中に旋回流が発生する。この旋回流によって、第２収容部又は回転軸に張り付いた微細気泡や気泡は、液体側に引っ張られて***して細分化される。これらにより、細分化対象の気泡の数の減少を抑え、かつ気泡の細分化を行う箇所を増やすことで、微細気泡を大量に発生することができる、という特有な効果が得られる。 In the present invention, since the rotation region of the rotary wing portion is covered by the first accommodating portion, the fine bubbles subdivided by the blade plate portion of the rotary wing portion and the bubbles not subdivided are the first accommodating portion. And is difficult to be released out of the first housing portion. And since the rotating shaft is surrounded by a second housing part that is continuous with the first housing part with a gap between them, the fine bubbles and bubbles in the first housing part are transferred from the first housing part to the second housing part. And is guided to the gap between the second housing portion and the rotating shaft. The fine bubbles and the bubbles stick to the second housing part or the rotating shaft. Then, by rotating the rotating shaft, a swirling flow is generated in the liquid in the gap between the second housing portion and the rotating shaft. Due to this swirling flow, the fine bubbles or bubbles stuck to the second accommodating portion or the rotating shaft are pulled to the liquid side and split and subdivided. As a result, it is possible to obtain a specific effect that a large amount of fine bubbles can be generated by suppressing the decrease in the number of bubbles to be subdivided and increasing the number of locations where the bubbles are subdivided.

本発明の微細気泡発生装置を含むシステム構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the system configuration | structure containing the microbubble generator of this invention. 本実施形態の微細気泡発生装置の構成を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of the microbubble generator of this embodiment. 図２のＡ−Ａ線断面図である。It is the sectional view on the AA line of FIG. 図２の部分拡大図である。FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG. 2.

以下、本発明の実施形態に係る微細気泡発生装置の一例について説明する。
図１は本発明の微細気泡発生装置を含むシステム構成を示す概略図である。同図において、微細気泡発生装置１０では、図示していない貯蔵タンクに貯蔵している液体を供給管１１及び三方弁などの供給バルブ１２を介して貯蔵槽１３に送液する。貯蔵槽１３に貯蔵されている液体１４は、ポンプ１５によって供給口１６を介して微細気泡混合容器１７に送液される。そして、微細気泡混合容器１７内では液体に微細気泡を発生させる。その微細気泡を混合した気液混合液が狙いの微細気泡濃度又は嵩密度に達していない場合、排出口１８から三方弁などの排出バルブ１９、還流管２１及び供給バルブ１２を介して貯蔵槽１３に戻される。そして、狙いの微細気泡濃度又は嵩密度に達した気液混合液は、排出バルブ１９及び排出管２０を介して外部に排出される。 Hereinafter, an example of the fine bubble generator according to the embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a schematic view showing a system configuration including a microbubble generator of the present invention. In the figure, the microbubble generator 10 sends liquid stored in a storage tank (not shown) to a storage tank 13 via a supply pipe 11 and a supply valve 12 such as a three-way valve. The liquid 14 stored in the storage tank 13 is sent to the fine bubble mixing container 17 through the supply port 16 by the pump 15. In the fine bubble mixing container 17, fine bubbles are generated in the liquid. When the gas-liquid mixed liquid in which the fine bubbles are mixed does not reach the target fine bubble concentration or bulk density, the storage tank 13 is discharged from the discharge port 18 through the discharge valve 19 such as a three-way valve, the reflux pipe 21 and the supply valve 12. Returned to Then, the gas-liquid mixed solution that has reached the target fine bubble concentration or bulk density is discharged to the outside through the discharge valve 19 and the discharge pipe 20.

図２は本実施形態の微細気泡発生装置の構成を示す概略断面図である。同図に示す微細気泡混合容器１７の底部には、気体を容器内に供給するための気体供給口２２が設けられている。図２の気体供給口２２は外部と連通しているが、特定の気体を気体供給口２２から供給してもよい。略閉空間部２３を構成する壁の一部に多孔質部材の超微細孔プレート２４が設けられている。この超微細孔プレート２４は多数の貫通孔が設けられたプレートである。略閉空間部２３に対向して超微細孔プレート２４を挟んで設けられた液体の場所であり、攪拌羽２７ａの回転可能な空間である空間部２５を覆うように収容部である円筒形容器２６が設けられている。回転軸２７ｂに沿って延びている円筒形容器２６の内部において、超微細孔プレート２４の一面と対向して攪拌羽２７ａが設けられている。この攪拌羽２７ａは、上方に延びる回転軸２７ｂを介して回転駆動機構であるモータ２８によって回転する。円筒形容器２６の壁部の一部には、微細気泡が吐出する吐出口２９が設けられている。攪拌羽２７ａの形状は液体をバブリングできる形状であれば、特に限定する必要はない。回転軸２７ｂは図２のように垂直方向に延びているが、これに限定する必要はない。また、超微細孔プレートを通さずに気体を空間部２５の液体に供給して気泡を発生することも可能である。 FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the microbubble generator of this embodiment. A gas supply port 22 for supplying gas into the container is provided at the bottom of the fine bubble mixing container 17 shown in FIG. Although the gas supply port 22 in FIG. 2 communicates with the outside, a specific gas may be supplied from the gas supply port 22. An ultrafine hole plate 24 made of a porous member is provided on a part of a wall constituting the substantially closed space portion 23. The ultra fine hole plate 24 is a plate provided with a large number of through holes. Cylindrical container which is a place for the liquid to be provided so as to face the substantially closed space portion 23 and sandwich the ultrafine hole plate 24 and which covers the space portion 25 which is a rotatable space of the stirring blade 27a. 26 is provided. Inside the cylindrical container 26 extending along the rotation shaft 27b, a stirring blade 27a is provided to face one surface of the ultrafine hole plate 24. The stirring blade 27a is rotated by a motor 28 which is a rotation driving mechanism via a rotating shaft 27b extending upward. A discharge port 29 through which fine bubbles are discharged is provided in a part of the wall portion of the cylindrical container 26. The shape of the stirring blade 27a is not particularly limited as long as it is a shape capable of bubbling liquid. The rotating shaft 27b extends in the vertical direction as shown in FIG. 2, but it is not necessary to be limited to this. It is also possible to generate bubbles by supplying gas to the liquid in the space 25 without passing through the ultrafine hole plate.

また、微細気泡混合容器１７の底部から上方に延びた仕切り板３０を設けることで、図２のＡ−Ａ線断面図である図３に示すように、微細気泡混合容器内に区画された略閉空間部３１が形成される。その略閉空間部３１の底部付近における微細気泡混合容器１７の側壁の一部には、微細気泡３２を含有する微細気泡混合気液体を排出する排出口１８が設けられている。その排出口１８は図１の排出バルブ１９に連結されている。微細気泡混合容器１７の上部における側壁の一部には、図１の貯蔵槽１３に貯蔵されている液体３３がポンプ１５によって供給される供給口１６が設けられている。そして、微細気泡混合容器１７の上部における蓋部の一部には気体を排出する気体排出口３４が設けられている。微細気泡混合容器１７の上部における蓋部には、モータ２８が設置されている。 Further, by providing a partition plate 30 extending upward from the bottom of the fine bubble mixing container 17, as shown in FIG. 3 which is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. A closed space portion 31 is formed. A discharge port 18 for discharging the fine bubble mixture liquid containing the fine bubbles 32 is provided in a part of the side wall of the fine bubble mixing container 17 near the bottom of the substantially closed space 31. The discharge port 18 is connected to the discharge valve 19 of FIG. A supply port 16 through which the liquid 33 stored in the storage tank 13 of FIG. 1 is supplied by the pump 15 is provided in a part of the side wall in the upper part of the fine bubble mixing container 17. A gas discharge port 34 for discharging gas is provided in a part of the lid at the top of the fine bubble mixing container 17. A motor 28 is installed on the lid at the top of the fine bubble mixing container 17.

次に、本実施形態における微細気泡発生の様子について説明する。
先ず、モータ２８を駆動させて円筒形容器２６内で攪拌羽２７ａを回転させておく。図１の貯蔵槽１３に貯蔵している液体１４が、ポンプ１５によって供給口１６から微細気泡混合容器１７内に送液される。液体１４の液面が徐々に上昇して供給口１６付近まで上昇する。攪拌羽２７ａの回転によって略閉空間部２３から超微細孔プレート２４を介して空間部２５への流れが発生する。この流れによって気体供給口２２から略閉空間部２３に供給された気体が、超微細孔プレート２４を通って空間部２５に移動しようとする。超微細孔プレート２４の液体と接する貫通孔から気体を含む中空部が現われる。そして、気体と液体の界面において液体の部分が互いに結合しようとなり、空間部２５内の液体に気体が取り込まれて気泡３５が発生する。この気泡３５は微細気泡に比べて大きな径を有するものである。発生した気泡３５は、気泡自身の浮力と、攪拌羽２７ａの回転によって発生する負圧により、攪拌羽２７ａの回転領域に引き込まれ、攪拌羽２７ａによるせん断力によって細分化される。さらに、細分化された微細気泡及び細分化されなかった気泡は、円筒形容器２６の内壁と攪拌羽２７ａとの間の隙間に案内される。そして、気泡混合液の気泡には、円筒形容器２６の内壁と攪拌羽２７ａとの間で生じるせん断力が加わる。気泡混合液の気泡は***されて細分化され微細気泡３２が生成される。その後、微細気泡は吐出口２９から円筒形容器２６の外の液中に吐出される。 Next, how fine bubbles are generated in this embodiment will be described.
First, the motor 28 is driven to rotate the stirring blade 27 a in the cylindrical container 26. The liquid 14 stored in the storage tank 13 of FIG. 1 is sent from the supply port 16 into the fine bubble mixing container 17 by the pump 15. The liquid level of the liquid 14 gradually rises to the vicinity of the supply port 16. A flow from the substantially closed space portion 23 to the space portion 25 through the ultrafine hole plate 24 is generated by the rotation of the stirring blade 27a. By this flow, the gas supplied from the gas supply port 22 to the substantially closed space portion 23 tends to move to the space portion 25 through the ultrafine hole plate 24. A hollow portion containing a gas appears from a through hole in contact with the liquid of the ultrafine hole plate 24. Then, the liquid portions are likely to be coupled to each other at the interface between the gas and the liquid, and the gas is taken into the liquid in the space portion 25 to generate bubbles 35. The bubbles 35 have a larger diameter than the fine bubbles. The generated bubbles 35 are drawn into the rotation region of the stirring blades 27a by the buoyancy of the bubbles themselves and the negative pressure generated by the rotation of the stirring blades 27a, and are subdivided by the shearing force of the stirring blades 27a. Further, the finely divided fine bubbles and the undivided fine bubbles are guided to a gap between the inner wall of the cylindrical container 26 and the stirring blade 27a. And the shear force which arises between the inner wall of the cylindrical container 26 and the stirring blade 27a is added to the bubble of a bubble mixed liquid. The bubbles in the bubble mixture are divided and subdivided to generate fine bubbles 32. Thereafter, the fine bubbles are discharged from the discharge port 29 into the liquid outside the cylindrical container 26.

微細気泡混合液には、微細気泡以外に、微細気泡の径より大きい気泡が混ざっている場合がある。その径の大きい気泡は、微細気泡よりも気体を含む量が多いため微細気泡混合容器１７内の液体中を浮上し、液面３６に達する。液面３６に達した気泡は破裂する。そして、破裂したことによって発生した気体は、気体排出口３４から外部へ排出される。一方、微細気泡３２は、浮上する気泡より含む気体の量が少ないので液体中を浮遊する。そして、浮遊している微細気泡３２は、図３に示すように仕切り板３０で囲まれた略閉空間部３１に吸引ポンプ（不図示）等によって引き込まれて排出口１８から排出される。そして、図１に示すように、その微細気泡３２を混合した気液混合液が狙いの微細気泡濃度（又は嵩密度）に達していない場合、排出口１８から三方弁などの排出バルブ１９、還流管２１及び供給バルブ１２を介して貯蔵槽１３に戻される。狙いの微細気泡濃度（又は嵩密度）に達した気液混合液は、排出バルブ１９及び排出管２０を介して外部に排出される。 In addition to the fine bubbles, the fine bubble mixed liquid may contain bubbles larger than the diameter of the fine bubbles. The bubbles having a larger diameter contain more gas than the fine bubbles, so that the bubbles rise in the liquid in the fine bubble mixing container 17 and reach the liquid level 36. Bubbles that reach the liquid level 36 burst. The gas generated by the rupture is discharged from the gas discharge port 34 to the outside. On the other hand, the fine bubbles 32 float in the liquid because the amount of gas contained is smaller than the bubbles that rise. Then, the floating fine bubbles 32 are drawn into the substantially closed space 31 surrounded by the partition plate 30 as shown in FIG. 3 by a suction pump (not shown) or the like and discharged from the discharge port 18. As shown in FIG. 1, when the gas-liquid mixture obtained by mixing the fine bubbles 32 does not reach the target fine bubble concentration (or bulk density), the discharge valve 19 such as a three-way valve from the discharge port 18, the reflux It returns to the storage tank 13 through the pipe 21 and the supply valve 12. The gas-liquid mixture that has reached the target fine bubble concentration (or bulk density) is discharged to the outside through the discharge valve 19 and the discharge pipe 20.

本実施形態によれば、微細気泡混合容器１７では図２の超微細孔プレート２４によって気泡を発生させ、円筒形容器２６と攪拌羽２７ａとによるせん断力を気泡に加えることで微細気泡を発生させている。しかも、装置内で高い圧力を加えることがないため、取扱いが難しい高圧ポンプは不要になり、安全性が高い。そして、超微細孔プレート２４によって発生した気泡は、攪拌羽２７ａによるせん断力、あるいは攪拌羽２７ａの回転軸２７ｂと円筒形容器２６の内壁とのせん断力の少なくともいずれかが加えられることになる。これにより、細分化を行う箇所が増え、細分化される気泡の数を増やすことができる。 According to this embodiment, in the fine bubble mixing container 17, bubbles are generated by the ultrafine hole plate 24 of FIG. 2, and a fine bubble is generated by applying shear force by the cylindrical container 26 and the stirring blade 27 a to the bubbles. ing. In addition, since a high pressure is not applied in the apparatus, a high-pressure pump that is difficult to handle becomes unnecessary, and safety is high. The bubbles generated by the ultrafine hole plate 24 are subjected to at least one of a shearing force by the stirring blade 27a and a shearing force between the rotating shaft 27b of the stirring blade 27a and the inner wall of the cylindrical container 26. Thereby, the location which subdivides increases and the number of the bubbles subdivided can be increased.

図４は図２の部分拡大図である。図４中のＰ１、Ｐ２、Ｐ３は、図示されている場所の圧力を示す。これら３つの圧力の値の関係は、Ｐ１≧Ｐ３＞Ｐ２の関係になる。つまり、空間部２５の圧力Ｐ２は、吐出口２９の外側の圧力Ｐ３や、略閉空間部２３の圧力Ｐ１に比べて低い。また、攪拌羽２７によって生じるせん断力を加えることにより微細化されたことで発生した微細気泡は、吐出口２９の周辺圧力がＰ３の圧力になった時に、吐出口２９の周辺でオリフィスの原理が働き、より一層微細化される。 FIG. 4 is a partially enlarged view of FIG. P1, P2, and P3 in FIG. 4 indicate the pressures at the illustrated locations. The relationship between these three pressure values is P1 ≧ P3> P2. That is, the pressure P2 in the space 25 is lower than the pressure P3 outside the discharge port 29 and the pressure P1 in the substantially closed space 23. Further, the fine bubbles generated as a result of being refined by applying the shearing force generated by the stirring blades 27 have the orifice principle around the discharge port 29 when the pressure around the discharge port 29 becomes P3. Work and further refinement.

以上説明したように、本実施形態では、微細気泡混合容器に供給された液体を超微細孔プレートに通過させることで気泡を発生させる。そして、微細気泡混合容器の上部に設けられたモータを駆動させて攪拌羽の回転による気泡混合液の吸引を行い、その気泡混合液の気泡にせん断力を加える。これにより、微細気泡を含む微細気泡混合液を連続して生成することができる。超微細孔プレートと攪拌羽とモータが設けられた微細気泡混合容器を主とした簡単な構成であり、取扱いが容易で、かつ従来のような高圧ポンプを使わないので安全性も高い。超微細孔プレート２４によって発生した気泡は、攪拌羽２７によるせん断力、あるいは攪拌羽２７ａの回転軸２７ｂと円筒形容器２６の内壁とのせん断力の少なくともいずれかが加えられることになる。これにより、細分化される気泡の数を増やすことができる。また、微細気泡混合容器内に仕切り板を設けて微細気泡とそれ以外の気泡とを分離することで、微細気泡混合液のみを排出でき、狙いの微細気泡濃度（又は嵩密度）の微細気泡を得ることができる。 As described above, in the present embodiment, bubbles are generated by allowing the liquid supplied to the fine bubble mixing container to pass through the ultrafine hole plate. And the motor provided in the upper part of the fine bubble mixing container is driven, the bubble mixed solution is sucked by the rotation of the stirring blade, and shear force is applied to the bubbles of the bubble mixed solution. Thereby, the fine bubble mixed liquid containing fine bubbles can be continuously generated. It has a simple structure mainly composed of a micro-bubble mixing container equipped with an ultra-fine hole plate, stirring blades and a motor, is easy to handle, and does not use a conventional high-pressure pump, so it is highly safe. At least one of the shearing force generated by the stirring blade 27 and the shearing force between the rotating shaft 27b of the stirring blade 27a and the inner wall of the cylindrical container 26 is applied to the bubbles generated by the ultrafine hole plate 24. Thereby, the number of bubbles to be subdivided can be increased. Moreover, by providing a partition plate in the fine bubble mixing container to separate the fine bubbles from the other bubbles, only the fine bubble mixture can be discharged, and the fine bubbles with the target fine bubble concentration (or bulk density) can be removed. Can be obtained.

以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様１）
微細気泡発生手段は、モータ２８等の回転駆動源によって回転軸２７ｂを介して回転する攪拌羽２７ａ等の回転翼部と、回転翼部の翼板部によって気泡にせん断力を加え細分化して微細気泡を発生させ、隙間を置いて回転翼部の回転可能な空間である回転領域を覆う第１収容部と、該第１収容部に連続し、かつ回転軸２７ｂを、回転軸周面との間に隙間を置いて囲む第２収容部とを有する円筒形容器２６等の収容部を備える。これによれば、上記実施形態について説明したように、攪拌羽２７ａが円筒形容器２６に収容されているので、攪拌羽２７ａによってせん断力を受けて細分化された微細気泡、及び細分化されなかった気泡は、浮上して円筒形容器２６の内部に移動する。円筒形容器２６と回転軸２７ｂとの隙間へ案内されて収容される。微細気泡及び気泡は、円筒形容器２６と回転軸２７ｂとの隙間を移動していく際に円筒形容器２６又は回転軸２７ｂに触れて張り付く。そして、回転軸２７ｂが回転することにより円筒形容器２６と回転軸２７ｂとの隙間の液中に旋回流が発生する。円筒形容器２６又は回転軸２７ｂに張り付いた微細気泡や気泡が、旋回流によって引っ張られて***することで細分化される。このため、超微細孔プレート２４等の気泡発生手段によって発生した気泡は、攪拌羽２７ａあるいは回転軸２７ｂの少なくともいずれかによるせん断力を受けることになる。これにより、細分化対象の気泡の数の減少を抑え、かつ気泡の細分化を行う箇所を増やすことで、微細気泡を大量に発生することができる。
（態様２）
（態様１）において、微細気泡混合容器１７等の液体収容容器内に、液中に浮遊している微細気泡を収容するための略閉空間部３１を区画形成する仕切り板３０を設けた。これによれば、上記実施形態について説明したように、微細気泡混合液には、微細気泡以外に、微細気泡の直径が大きい気泡が混ざっていることがある。その気泡は微細気泡よりも気体を含む量が多いため浮上する。一方、微細気泡は気体を含む量が少ないため液体中に浮遊する。この浮遊している微細気泡のみを仕切り板３０で区画された略閉空間部３１に集めることができる。
（態様３）
（態様２）において、略閉空間部３１に収容された微細気泡を含む微細気泡混合液を排出する排出口１８を液体収容容器の一部に設けた。これによれば、上記実施形態について説明したように、微細気泡のみを仕切り板３０で区画された略閉空間部３１に集めて微細気泡のみを含有する微細気泡混合液を排出口から排出することができる。
（態様４）
（態様１）において、微細気泡混合容器１７等の液体収容容器内に液体を供給させる液体供給手段と、微細気泡を含む微細気泡混合液を排出する排出手段と、気体収容部に気体を供給する気体供給手段とを備える。これによれば、上記実施形態について説明したように、微細気泡を連続に発生させて微細気泡を含む微細気泡混合液を連続に排出することができる。 What has been described above is merely an example, and the present invention has a specific effect for each of the following modes.
(Aspect 1)
The fine bubble generating means finely subdivides the bubbles by applying shearing force to the rotating blades such as the stirring blades 27a rotated by the rotation drive source such as the motor 28 via the rotating shaft 27b and the blades of the rotating blades. A first accommodating portion that generates bubbles and covers a rotation region that is a space in which the rotating blade portion can rotate with a gap; and a rotation shaft 27b that is continuous with the first accommodation portion, A housing portion such as a cylindrical container 26 having a second housing portion that is surrounded by a gap is provided. According to this, as described in the above embodiment, since the stirring blade 27a is accommodated in the cylindrical container 26, fine bubbles that are subdivided by receiving shearing force by the stirring blade 27a, and not subdivided. The air bubbles rise and move into the cylindrical container 26. It is guided and accommodated in the gap between the cylindrical container 26 and the rotating shaft 27b. The fine bubbles and the bubbles stick to the cylindrical container 26 or the rotating shaft 27b when moving through the gap between the cylindrical container 26 and the rotating shaft 27b. Then, as the rotating shaft 27b rotates, a swirling flow is generated in the liquid in the gap between the cylindrical container 26 and the rotating shaft 27b. Fine bubbles and bubbles stuck to the cylindrical container 26 or the rotating shaft 27b are subdivided by being pulled and divided by the swirling flow. For this reason, the bubbles generated by the bubble generating means such as the ultrafine hole plate 24 are subjected to a shearing force by at least one of the stirring blade 27a and the rotating shaft 27b. Thereby, a large amount of fine bubbles can be generated by suppressing the decrease in the number of bubbles to be subdivided and increasing the number of locations where the bubbles are subdivided.
(Aspect 2)
In (Aspect 1), a partition plate 30 for partitioning and forming a substantially closed space portion 31 for accommodating fine bubbles floating in the liquid is provided in a liquid container such as the fine bubble mixing container 17. According to this, as described in the above embodiment, in the fine bubble mixed liquid, bubbles having a large diameter of fine bubbles may be mixed in addition to the fine bubbles. The bubbles rise because they contain more gas than fine bubbles. On the other hand, fine bubbles float in the liquid because they contain a small amount of gas. Only the floating fine bubbles can be collected in the substantially closed space 31 partitioned by the partition plate 30.
(Aspect 3)
In (Aspect 2), the discharge port 18 for discharging the fine bubble mixed liquid containing the fine bubbles accommodated in the substantially closed space portion 31 is provided in a part of the liquid storage container. According to this, as described in the above embodiment, only the fine bubbles are collected in the substantially closed space portion 31 partitioned by the partition plate 30, and the fine bubble mixture containing only the fine bubbles is discharged from the discharge port. Can do.
(Aspect 4)
In (Aspect 1), a liquid supply means for supplying a liquid into a liquid storage container such as the microbubble mixing container 17, a discharge means for discharging a microbubble mixed liquid containing microbubbles, and a gas is supplied to the gas storage section Gas supply means. According to this, as described in the above embodiment, it is possible to continuously generate fine bubbles and continuously discharge the fine bubble mixed liquid containing the fine bubbles.

１０微細気泡発生装置
１１供給管
１２供給バルブ
１３貯蔵槽
１４液体
１５ポンプ
１６供給口
１７微細気泡混合容器
１８排出口
１９排出バルブ
２０排出管
２１還流管
２２気体供給口
２３略閉空間部
２４超微細孔プレート
２５空間部
２６円筒形容器
２７ａ攪拌羽
２７ｂ回転軸
２８モータ
２９吐出口
３０仕切り板
３１略閉空間部
３２微細気泡
３３液体
３４気体排出口
３５気泡
３６液面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Fine bubble generator 11 Supply pipe 12 Supply valve 13 Storage tank 14 Liquid 15 Pump 16 Supply port 17 Fine bubble mixing container 18 Discharge port 19 Discharge valve 20 Discharge pipe 21 Reflux pipe 22 Gas supply port 23 Substantially closed space part 24 Superfine Hole plate 25 Space part 26 Cylindrical container 27a Stirring blade 27b Rotating shaft 28 Motor 29 Discharge port 30 Partition plate 31 Substantially closed space part 32 Fine bubble 33 Liquid 34 Gas discharge port 35 Bubble 36 Liquid surface

特開２００８−２９６１２６号公報JP 2008-296126 A

Claims

液体を収容する液体収容容器内に、液体に気体を供給して気泡を発生する気泡発生手段と、該気泡発生手段によって発生した気泡を細分化して微細気泡を発生する微細気泡発生手段とを備える微細気泡発生装置において、
前記微細気泡発生手段は、回転駆動源によって回転軸を介して回転する回転翼部と、前記回転翼部の翼板部によって気泡にせん断力を加え細分化して微細気泡を発生させ、隙間を置いて前記回転翼部の回転可能な空間である回転領域を覆う第１収容部と、該第１収容部に連続し、かつ前記回転軸を、回転軸周面との間に隙間を置いて囲む第２収容部とを有する収容部とを備えることを特徴とする微細気泡発生装置。 In a liquid storage container for storing a liquid, a bubble generating means for supplying a gas to the liquid to generate bubbles and a fine bubble generating means for generating fine bubbles by subdividing the bubbles generated by the bubble generating means are provided. In the fine bubble generator,
The fine bubble generating means generates a fine bubble by applying a shearing force to a bubble by a rotating blade portion that rotates via a rotation shaft by a rotation driving source and a blade plate portion of the rotating blade portion to generate a fine bubble, leaving a gap. A first accommodating portion that covers a rotation area that is a rotatable space of the rotary blade portion, and is continuous with the first accommodating portion, and surrounds the rotation shaft with a gap between the rotation shaft and a circumferential surface. A fine bubble generating apparatus comprising: a housing portion having a second housing portion.

請求項１記載の微細気泡発生装置において、
前記液体収容容器内に、液中に浮遊している微細気泡を収容するための略閉空間部を区画形成する仕切り板を設けたことを特徴とする微細気泡発生装置。 In the fine bubble generator of Claim 1,
A fine bubble generating apparatus characterized in that a partition plate for partitioning and forming a substantially closed space for accommodating fine bubbles floating in the liquid is provided in the liquid container.

請求項２記載の微細気泡発生装置において、
前記略閉空間部に収容された微細気泡を含む微細気泡混合液を排出する排出口を前記液体収容容器の一部に設けたことを特徴とする微細気泡発生装置。 In the fine bubble generator of Claim 2,
A fine bubble generating apparatus, wherein a discharge port for discharging a fine bubble mixed liquid containing fine bubbles contained in the substantially closed space is provided in a part of the liquid container.

請求項１記載の微細気泡発生装置において、
前記液体収容容器内に液体を供給させる液体供給手段と、微細気泡を含む微細気泡混合液を排出する排出手段と、前記気体収容部に気体を供給する気体供給手段とを備えることを特徴とする微細気泡発生装置。 In the fine bubble generator of Claim 1,
A liquid supply means for supplying a liquid into the liquid storage container, a discharge means for discharging a fine bubble mixed liquid containing fine bubbles, and a gas supply means for supplying gas to the gas storage portion are provided. Fine bubble generator.