JP2018047409A - Fine bubble generator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、旋回する液体の負圧によって気体を液体の内部に供給するとともに、その気体を旋回する液体によって剪断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 device that supplies gas to the inside of a liquid by the negative pressure of the swirling liquid and generates fine bubbles by shearing the gas with the swirling liquid.
従来より、マイクロバブルやナノバブルなどといった微細気泡は、産業上で多用途に用いられている。この微細気泡を発生させるための微細気泡発生装置についても多種多様の装置が様々な改良を加えて開発されている。 Conventionally, fine bubbles such as microbubbles and nanobubbles have been widely used in industry. As for the fine bubble generator for generating the fine bubbles, a wide variety of devices have been developed with various improvements.
たとえば、従来の微細気泡発生装置としては、旋回する液体の負圧によって気体を液体の内部に供給するとともに、その気体を旋回する液体によって剪断して微細気泡を発生させる構造のものが開発されている。 For example, as a conventional fine bubble generating device, a device has been developed in which gas is supplied to the inside of the liquid by the negative pressure of the swirling liquid, and the gas is sheared by the swirling liquid to generate fine bubbles. Yes.
その中でも、大容量の微細気泡を発生させることができる微細気泡発生装置として、液体を円筒状の微細気泡発生槽の内部に供給し、微細気泡発生槽の内部に下降しながら一定方向へ向けて旋回する旋回流とその後上昇しながら一定方向へ向けて旋回する旋回流とを形成し、この二重旋回流の中心部分に微細気泡発生槽の底部中央から天井部中央にまで伸延する負圧層を形成し、負圧層によって微細気泡発生槽の底部中央に供給された気体を旋回流によって剪断して天井部中央から液体とともに微細気泡を吐出する構造のものが知られている（たとえば、特許文献１を参照。）。 Among them, as a microbubble generator that can generate large-capacity microbubbles, liquid is supplied to the inside of the cylindrical microbubble generator tank and directed in a certain direction while descending into the microbubble generator tank. A negative pressure layer that forms a swirl flow that swirls and a swirl flow that swirls toward a certain direction while ascending, and extends from the center of the bottom of the microbubble generation tank to the center of the ceiling at the center of the double swirl flow And a structure in which the gas supplied to the center of the bottom of the microbubble generating tank by the negative pressure layer is sheared by a swirling flow and the microbubbles are discharged together with the liquid from the center of the ceiling (for example, patents) See reference 1.)
上記従来の微細気泡発生装置では、二重旋回流の中心部分に上下に伸延する負圧層を形成することで、大容量の微細気泡を発生させることができる。この従来の微細気泡発生装置では、微細気泡発生槽に供給される液体の圧力や流量などが安定している場合には、特に支障なく安定して微細気泡を発生させることができる。 In the above-described conventional fine bubble generating device, a large volume of fine bubbles can be generated by forming a negative pressure layer extending vertically in the central portion of the double swirl flow. In this conventional fine bubble generating device, when the pressure or flow rate of the liquid supplied to the fine bubble generating tank is stable, the fine bubbles can be generated stably without any problem.
ところが、液体の供給源として一般家庭の水道などを用いた場合には、水道の圧力や流量などが頻繁に変動するために、微細気泡発生槽の内部に生じる負圧層が変形して微細気泡を安定して発生させることができなくなることが懸念される。 However, when using ordinary household water supply as a liquid supply source, the pressure and flow rate of the water supply fluctuate frequently, so the negative pressure layer generated inside the microbubble generation tank is deformed and microbubbles are generated. There is a concern that it cannot be generated stably.
そこで、請求項１に係る本発明では、旋回する液体の負圧によって気体を液体の内部に供給するとともに、その気体を旋回する液体によって剪断して微細気泡を発生させる微細気泡発生装置において、中心線を上下方向に向けた円筒状の微細気泡発生槽の下部に平面視で右回りに旋回するように供給するための液体供給口を形成するとともに、微細気泡発生槽の底部中央に液体とともに微細気泡を吐出するための微細気泡吐出口を形成し、微細気泡発生槽の内部に気体を供給するための気体供給管を微細気泡発生槽の中心線上に上下に伸延させて配置して、微細気泡発生槽の内部で液体供給口から微細気泡発生槽に沿って上昇しながら右回りに旋回する上昇旋回流と微細気泡吐出口へ気体供給管に沿って下降しながら右回りに旋回する下降旋回流とを連続的に形成するとともに、下降旋回流によって気体供給管の下方に負圧層を形成し、気体供給管から負圧層に供給された気体を下降旋回流によって剪断することで微細気泡を発生させて微細気泡吐出口から吐出するように構成することにした。 Therefore, in the present invention according to claim 1, in the fine bubble generating apparatus that supplies the gas to the inside of the liquid by the negative pressure of the swirling liquid and generates the fine bubbles by shearing the gas by the swirling liquid, A liquid supply port is formed in the lower part of the cylindrical fine bubble generation tank with the line directed in the vertical direction so as to rotate in a clockwise direction in plan view. A fine bubble discharge port for discharging bubbles is formed, and a gas supply pipe for supplying gas to the inside of the fine bubble generation tank is vertically extended on the center line of the fine bubble generation tank to arrange the fine bubbles. Ascending swirl flow that swirls clockwise while rising along the fine bubble generation tank from the liquid supply port inside the generation tank, and descent swirl swirling clockwise while descending along the gas supply pipe to the fine bubble discharge port In addition to forming a continuous flow, a negative pressure layer is formed below the gas supply pipe by the downward swirling flow, and the gas supplied from the gas supply pipe to the negative pressure layer is sheared by the downward swirling flow to form fine bubbles It was decided to make it discharge from the fine bubble discharge port.
また、請求項２に係る本発明では、前記請求項１に係る本発明において、前記微細気泡発生槽を下方へ向けて縮径した円錐形状とすることにした。
Further, in the present invention according to
そして、本発明では、以下に記載する効果を奏する。 And in this invention, there exists an effect described below.
すなわち、本発明では、液体の供給源として一般家庭の水道などを用いて液体の圧力や流量などが変動する場合であっても、微細気泡発生槽の内部に安定して負圧層を形成することができ、微細気泡を安定して発生させることができる。 That is, in the present invention, a negative pressure layer is stably formed inside the microbubble generation tank even when the pressure or flow rate of the liquid fluctuates using a general household water supply or the like as the liquid supply source. And fine bubbles can be stably generated.
以下に、本発明に係る微細気泡発生装置の具体的な構成について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a specific configuration of the microbubble generator according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図１及び図２に示すように、微細気泡発生装置１は、円筒状の外側胴体２の上端部に円板状の天井蓋体３を取付けるとともに、外側胴体２の下端部に円板状の底蓋体４を取付けている。これにより、微細気泡発生装置１は、外側胴体２の内部に円筒状の空間を形成している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the fine bubble generating device 1 has a disk-like ceiling lid 3 attached to the upper end of a cylindrical
また、微細気泡発生装置１は、外側胴体２の内部において天井蓋体３と底蓋体４との間に円筒状の内側胴体５を取付けている。これにより、微細気泡発生装置１は、外側胴体２の内部の空間を、内側胴体５よりも内側の円筒状の微細気泡発生槽６と、外側胴体２と内側胴体５との間の円環状の液体供給槽７とに区画している。ここで、微細気泡発生装置１は、外側胴体２の上下方向へ向けて伸延する中心線上に内側胴体５の上下方向へ向けて伸延する中心線を配置することで、円筒状の微細気泡発生槽６の中心線と液体供給槽７の中心線とを一致させている。
In the fine bubble generating apparatus 1, a cylindrical
外側胴体２には、上部に液体を供給するための中空円管状の液体供給管８が接続されている。これにより、微細気泡発生装置１は、液体供給管８を介して液体供給源（たとえば、水道など）から供給される液体を液体供給槽７の上部に連続して供給できるようになっている。
A hollow circular
内側胴体５には、下部に液体供給槽７から微細気泡発生槽６へと連通する複数（ここでは、４個）の液体供給口９が形成されている。各液体供給口９は、内側胴体５の内周面（微細気泡発生槽６の外周面）に連続して接するように内側胴体５に傾斜状に形成されている。これにより、微細気泡発生装置１は、液体供給口９を介して液体供給槽７から微細気泡発生槽６へ供給された液体が微細気泡発生槽６の内部で平面視で右回りに旋回するようにしている。
A plurality (four in this case) of
天井蓋体３には、中央部に円形状の挿通孔10が形成されており、挿通孔10に気体を供給するための中空直線円管状の気体供給管11を上下に取付位置を調節可能な状態で取付けている。気体供給管11は、上下方向へ向けて伸延する中心線を内側胴体５（微細気泡発生槽６）の中心線上に配置し、下端部に形成される気体供給口12を液体供給口９の近傍に配置している。
The ceiling lid 3 is formed with a
底蓋体４には、中央部に液体とともに微細気泡を吐出するための円形状の微細気泡吐出口13が形成されている。この微細気泡吐出口13は、気体供給口12と近傍で対向させている。微細気泡吐出口13と気体供給口12との上下方向の間に液体供給口９を位置させている。
The
微細気泡発生装置１は、以上に説明したように構成しており、液体供給源から液体を供給することで、内部の微細気泡発生槽６で微細気泡を発生し、液体とともに微細気泡吐出口13から微細気泡を吐出する。
The fine bubble generating device 1 is configured as described above, and by supplying liquid from a liquid supply source, fine bubbles are generated in the internal fine
すなわち、図３及び図４に示すように、液体供給源から液体を液体供給管８を介して液体供給槽７の内部に供給すると、その液体は、液体供給槽７の上部から下部へと流れ、液体供給口９から微細気泡発生槽６の内部に供給される。微細気泡発生槽６の内部に供給された液体は、傾斜する液体供給口９の作用で微細気泡発生槽６の内部で平面視で右回りに旋回しながら内側胴体５の内周面（微細気泡発生槽６の外周面）に沿って上昇する上昇旋回流14を形成する。
That is, as shown in FIGS. 3 and 4, when a liquid is supplied from a liquid supply source to the inside of the liquid supply tank 7 via the
その後、上昇旋回流14を形成する液体は、天井蓋体３で折り返されて、微細気泡発生槽６の内部で平面視で右回りに旋回しながら気体供給管11の外周面（微細気泡発生槽６の内周面）に沿って下降する下降旋回流15を形成する。
Thereafter, the liquid forming the upward swirling
下降旋回流15は、微細気泡吐出口13から旋回しながら吐出されるが、気体供給管11の下端の気体供給口12とそれに対向する微細気泡吐出口13との間において、旋回によって液体が負圧状態となる負圧層16を微細気泡発生槽６の中心線上に形成する。そのため、気体供給管11に供給された気体は、負圧層16の負圧の作用で負圧層16の内部に吸引される。負圧層16の内部に吸引された気体は、下降旋回流15の旋回の作用で剪断されて微細気泡となり、液体とともに微細気泡吐出口13から吐出される。
The downward
なお、微細気泡発生装置１は、気体供給管11の上端部を大気開放して、負圧層16の負圧によって自然に気体を供給するようにしてもよく、また、気体供給管11の上端部にポンプ等を接続して強制的に気体を供給するようにしてもよい。
The fine bubble generating device 1 may be configured such that the upper end of the
上記微細気泡発生装置１では、発生させる微細気泡のサイズや量を液体や気体の供給量や供給圧力などによって適宜調整することができる。 In the fine bubble generating apparatus 1, the size and amount of the fine bubbles to be generated can be adjusted as appropriate according to the supply amount or supply pressure of the liquid or gas.
また、上記微細気泡発生装置１では、内側胴体５を同一肉厚の円管で形成することで微細気泡発生槽６の平面の円径を上端から下端まで同一になるようにしてもよいが、内側胴体５の肉厚を上端から下方に向けて漸次薄く形成することで微細気泡発生槽６を下方へ向けて漸次縮径した円錐形状としてもよい。この場合には、微細気泡発生槽６の上端部で上昇旋回流14から下降旋回流15に円滑に折り返させることができるとともに、天井蓋体３と気体供給管11との接続部への負担を軽減させて損傷の発生を防止することができ、さらに、下降旋回流15を気体供給管11の外周面（微細気泡発生槽６の内周面）に寄せて気体供給管11の下方に負圧層16をより一層安定して形成することができる。
In the fine bubble generating device 1, the
以上に説明したように、上記微細気泡発生装置１は、旋回する液体の負圧によって気体を液体の内部に供給するとともに、その気体を旋回する液体によって剪断して微細気泡を発生させる構成となっている。 As described above, the fine bubble generating device 1 is configured to supply a gas to the inside of the liquid by the negative pressure of the swirling liquid and generate the fine bubbles by shearing the gas by the swirling liquid. ing.
そして、上記微細気泡発生装置１では、中心線を上下方向に向けた円筒状の微細気泡発生槽６の下部に平面視で右回りに旋回するように供給するための液体供給口９を形成するとともに、微細気泡発生槽６の底部中央に液体とともに微細気泡を吐出するための微細気泡吐出口13を形成し、しかも、微細気泡発生槽６の内部に気体を供給するための気体供給管11を微細気泡発生槽６の中心線上に上下に伸延させて配置した構成となっている。
And in the said microbubble generator 1, the
これにより、上記微細気泡発生装置１では、微細気泡発生槽６の内部で液体供給口９から微細気泡発生槽６に沿って上昇しながら右回りに旋回する上昇旋回流14と微細気泡吐出口13へ気体供給管11に沿って下降しながら右回りに旋回する下降旋回流15とを連続的に形成するとともに、下降旋回流15によって気体供給管11の下方に負圧層16を形成し、気体供給管11から負圧層16に供給された気体を下降旋回流15によって剪断することで微細気泡を発生させて微細気泡吐出口13から吐出するように構成している。
Thereby, in the fine bubble generating device 1, the ascending
このように、上記微細気泡発生装置１では、微細気泡発生槽６の内部に気体供給管11を配置することで、気体供給口12と微細気泡吐出口13との間の距離を短縮し、それに伴って上下に伸延する負圧層16の長さを短くして、負圧層16が安定して形成されるようにしている。
As described above, in the fine bubble generating device 1, the
そのため、上記微細気泡発生装置１では、液体の供給源として一般家庭の水道などを用いて液体の圧力や流量などが変動する場合であっても、微細気泡発生槽６の内部に安定して負圧層16を形成することができ、微細気泡を安定して発生させることができる。
For this reason, in the fine bubble generating apparatus 1, even if the pressure or flow rate of the liquid fluctuates using a general household water supply or the like as the liquid supply source, the fine
特に、上記微細気泡発生装置１では、微細気泡発生槽６を下方へ向けて縮径した円錐形状とすることで、より一層負圧槽16を安定して形成できるようにして、微細気泡をより一層安定して発生させることができるようにしている。
In particular, in the fine bubble generating device 1, the fine
１ 微細気泡発生装置 ２ 外側胴体
３ 天井蓋体 ４ 底蓋体
５ 内側胴体 ６ 微細気泡発生槽
７ 液体供給槽 ８ 液体供給管
９ 液体供給口 10 挿通孔
11 気体供給管 12 気体供給口
13 微細気泡吐出口 14 上昇旋回流
15 下降旋回流 16 負圧層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fine
11
13
15 Downward swirling flow 16 Negative pressure layer
Claims (2)
中心線を上下方向に向けた円筒状の微細気泡発生槽の下部に平面視で右回りに旋回するように供給するための液体供給口を形成するとともに、微細気泡発生槽の底部中央に液体とともに微細気泡を吐出するための微細気泡吐出口を形成し、微細気泡発生槽の内部に気体を供給するための気体供給管を微細気泡発生槽の中心線上に上下に伸延させて配置して、微細気泡発生槽の内部で液体供給口から微細気泡発生槽に沿って上昇しながら右回りに旋回する上昇旋回流と微細気泡吐出口へ気体供給管に沿って下降しながら右回りに旋回する下降旋回流とを連続的に形成するとともに、下降旋回流によって気体供給管の下方に負圧層を形成し、気体供給管から負圧層に供給された気体を下降旋回流によって剪断することで微細気泡を発生させて微細気泡吐出口から吐出するように構成したことを特徴とする微細気泡発生装置。 In the fine bubble generator for supplying gas to the inside of the liquid by the negative pressure of the swirling liquid and generating the fine bubbles by shearing the gas by the swirling liquid,
A liquid supply port is formed in the lower part of the cylindrical fine bubble generating tank with the center line directed in the vertical direction so as to rotate in a clockwise direction in plan view, and with the liquid at the bottom center of the fine bubble generating tank. A fine bubble discharge port for discharging fine bubbles is formed, and a gas supply pipe for supplying gas to the inside of the fine bubble generation tank is vertically extended on the center line of the fine bubble generation tank and arranged finely. Ascending swirl flow swirling clockwise while rising along the fine bubble generating tank from the liquid supply port inside the bubble generating tank, and descent swirling swirling clockwise while descending along the gas supply pipe to the fine bubble discharge port In addition to forming a continuous flow, a negative pressure layer is formed below the gas supply pipe by the downward swirling flow, and the gas supplied from the gas supply pipe to the negative pressure layer is sheared by the downward swirling flow to form fine bubbles Generate fine Fine bubble generating apparatus characterized by being configured to discharge the foam discharge ports.
Priority Applications (1)
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| JP2016183169A JP2018047409A (en) | 2016-09-20 | 2016-09-20 | Fine bubble generator |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109316990A (en) * | 2018-11-23 | 2019-02-12 | 宁波筑鸿纳米科技有限公司 | A kind of winding type ultramicro air bubble generating device |
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2016
- 2016-09-20 JP JP2016183169A patent/JP2018047409A/en active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN109316990A (en) * | 2018-11-23 | 2019-02-12 | 宁波筑鸿纳米科技有限公司 | A kind of winding type ultramicro air bubble generating device |
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