JP6317505B1 - ジェット噴射装置 - Google Patents
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Abstract
Description
このマイクロバブルよりさらに小さな超微細気泡をナノバブルと称している。
この特開2013−184152号公報は、チーズ本体5の上流側から水などの高圧液体が供給され、高圧空気配管12から金属粒や砂粒などの研磨剤を含む高圧空気が供給されて中コマ8の位置で合流され、前記中コマ8の傾斜切り口7により40〜50°の角度で下流側の高圧流体へ合流され、高速・高圧な気液混合流体となって圧送される。
そのため、前記気液混合流体は、研磨対象物に付いた汚れや塗料などに高速のジェット流で衝突して汚れや塗料を剥ぎ取ることができる。
この特開2016−112477号公報においては、ガス発生装置3からの気体と貯留槽1からの戻り液体を混合して気液混合流体を形成する2流体ノズル11は、ノズル外筒17にノズル嘴18が嵌合し、ノズル外筒17のノズル室19のテーパー面にノズル嘴18の先端が位置しており、循環チューブ10からの戻り液体1が強く流れることで第一バルブ9への気体の吸引力が発生する。その時、ノズル室19内では適度に液体と空気及びガス類が混じり合い、気液混合流体が形成される。加圧液体ポンプ12から押し出される気液混合流体は、圧送チューブ13に入り、定常状態に戻して過飽和状態になる時、強くキャビテーション(泡の発生と消滅現象)を発生し、溶存空気及びガス類が析出する。その際、気液混合流体は沸騰する。そのまま第二バルブ14により適度なクリアランスに導かれて常圧に戻されるので、液体に溶け込んでいた気体はナノバブル(超微細気泡)となって貯留槽2に出る。
図1の概略説明図に示すように、本発明のジェット噴射装置は、円筒管のノズル外筒1と該ノズル外筒1に直角に一体接続されたエアー接続管2とから構成されてなる2流体ノズル3と、前記2流体ノズル3の一方のノズル外筒1に高圧のナノバブル水を供給するナノバブル発生装置4と、前記2流体ノズル3の他方のエアー接続管2に高圧空気を供給するコンプレッサー5とからなる。
そして、前記ノズル外筒1の下流側先端部に小径筒孔6を備えたノズル嘴7を接続し、さらに前記ノズル嘴7を囲むようにノズル筒8を接続する。
前記ノズル筒8は、前記ノズル嘴7を収納する大径のノズル室9を備え、該ノズル室9から縮径となるようにテーパー面10を形成し、該テーパー面10から引き続き前記ノズル嘴7の小径筒孔6より大径の大径筒孔11を形成する。前記ノズル嘴7先端を前記テーパー面10に接近させて配置する。
前記ノズル筒8のノズル室9に外気と連通するようにノズル筒9外周に空気吸引孔12を設ける。
また、前記ノズル外筒1の上流側先端部には、第一バルブ13を介して高圧流体配管14が接続されて圧縮水、本実施例では高圧のナノバブル水が供給される。
前記エアー接続管2には、第二バルブ15を介して高圧空気配管16が接続されて圧縮空気が供給される。
ミストの粒子径は圧縮空気の量により可変させられるので、好みの粒子径を得るには手元の第二バルブ15の可変で行える。
ノズル筒8の大径筒孔11は4mm以上で使用するが、ポンプ能力により大きい口径も使用できる。
ミストの飛距離は液体圧力3kgで空気圧0.7MPaにおいて地上高1mで12m〜15mである。
ミスト中にナノバブル粒子を混合させて吹くが、ナノバブル中にガス類を入れることにより、途中蒸発することなく対象物に衝突させてその効果を得ることができる。ミストのみでは20μm以下では蒸発するスピードが速く効果は限定的であるが、ナノバブルを入れたミストでは性質的に蒸発し難いので効果は長く期待できる。
前記ダイヤフラム式バブル発生機18には、CO2などの各種ガス入りのガスタンク20を接続すると共に貯水タンク21の貯留水を接続し、前記ダイヤフラム式バブル発生機18により生成されたナノバブル気泡を貯水タンク21に貯留する。ダイヤフラム式バブル発生機18のナノバブル粒子量は1mmlあたり1.5×108個である。なお、各種ガス入りナノバブル気泡は貯水タンク21内で長期保存され、直ぐに消滅することはない。
前記ダイヤフラムポンプ19には、一方から前記貯水タンク21の各種ガス入りバブル水を引き込み、他方からコンプレッサー5からの圧縮空気を取り込む。
前記ダイヤフラムポンプ19により各種ガス入りバブル水と圧縮空気とが気液混合状態となり、高圧となったナノバブル水が下流側の高圧液体配管14へ送られる。
図5に示すダイヤフラムポンプ19によって断続的に高圧の気液混合流体となってフレキシブル管26へ送られ、該フレキシブル管26内で定常状態に戻して過飽和状態になる時に強くキャビテーション(泡が発生し消滅する現象)を発生し、溶存ガスを析出し、気液混合流体は沸騰する。
そのままで送られ、縦型のT型チーズ27の空気抜き弁28により適度なクリアランスに導かれて常圧に戻されるので、溶け込んでいた気体はナノバブル気泡となって横型のT型チーズ29、チューブ30、減圧弁31を経て貯水タンク21内へ導かれる。
なお、横型のT型チーズ29には、圧力測定のために圧力メータ32を接続する。
図1に示すように、ガスタンク20内の高圧ガス、例えばCO2ガスがレギュレータ33を介して図4に示すダイヤフラム式バブル発生機18に圧送され、他方、貯水タンク21内の貯留水が同様に前記ダイヤフラム式バブル発生機18に圧送される。
前記ダイヤフラム式バブル発生機18では、図5に示す原理でナノバブル水が発生され、貯水タンク21内にCO2ナノバブル水が貯留される。
ダイヤフラムポンプ19によりCO2バブル水と圧縮空気とが気液混合状態となり、高圧となったナノバブル水が下流側の高圧液体配管14へ送られる。
図3に示す直管のノズル外筒1に前記ナノバブル水が圧送されると共にエアー接続管2から圧縮空気が圧送されるので、合流点で気液混合され、気液混合流体となってノズル嘴7へ流出する。
前記ノズル嘴7は、ノズル室9のテーパー面10に接近しているので、ノズル嘴7先端に負圧が発生し、空気吸引孔12から外気を導入し、外気が気液混合流体と合流して気液混合状態の旋回流のミストとなって下流へ送られ、ノズル筒8の先端部からナノバブルを内蔵したミストとなって高速噴射される。
ミストのみを10μm以下にすると大気中に蒸発してしまうが、ナノバブルを内蔵させることで蒸発しにくくなり、マイナスに強く帯電することで到達後被射体に対してマイナス荷電効果と、内蔵するガス効果が得られる。
ハウス内における従来の生ガス封入は人畜に対するガス中毒の危険性も指摘されるが、本発明のミスト内ガスの封入と散布は目に見える形であるため、ガス濃度に対する危険は少ない。
植物には、葉にも根にもナノバブル水化は吸収に貢献するので、便利である。その場合に、根には酸素水をかけ、葉にはCO2水をかけることで生育に貢献する。
生ガスを10m以上飛ばす装置はないが、ミストでは容易に飛ぶので便利である。
ミストに内蔵されるナノバブルは十分な高圧に変化しており、装置内の圧力では壊れない。
一旦製造したガス入りナノバブルは数ヶ月間持つので、作り置きが可能であり、タンク内に前もって作っておくことで使用できるので、便利である。
1.洗浄装置
・洗浄装置として液の使用が高圧洗浄機の約半分で済む。
・ノズルの先端が解放型(絞りがない)なので詰まりなどがない。
・ミスト流速はノズル先端でマッハ1であり、ミスト群は飛散することなく目的物に
吹き付けられる。水の固まりが飛ぶのではなく、一粒ずつが完全な粒子径として飛
ぶので洗浄効果が高い。
2.消火装置
・CO2ガスを目的地まで吹き付けガスの遮断効果を期待できる。
3.船の推進器
・推進器として使用すると反作用効果により高出力の推進が得られる。
4.バブル風呂
2 エアー接続管
3 2流体ノズル
4 ナノバブル発生装置
5 コンプレッサー
6 小径筒孔
7 ノズル嘴
8 ノズル筒
9 ノズル室
10 テーパー面
11 大径筒孔
12 空気吸引孔
13 第一バルブ
14 高圧流体配管
15 第二バルブ
16 高圧空気配管
17 ボックス
18 ダイヤフラム式バブル発生機
19 ダイヤフラムポンプ
20 ガスタンク
21 貯水タンク
22 2流体ノズル
23 2流体ノズル
24 ガスバルブ
25 テーパー面
26 フレキシブル管
27 T型チーズ
28 空気抜き弁
29 T型チーズ
30 チューブ
31 減圧弁
32 圧力メータ
33 レギュレータ
Claims (3)
- 円筒管のノズル外筒と該ノズル外筒に直角に一体接続されたエアー接続管とからなる2流体ノズルと、該2流体ノズルの一方のノズル外筒に高圧のナノバブル水を供給するナノバブル発生装置と、前記2流体ノズルの他方のエアー接続管に高圧空気を供給するコンプレッサーとから構成されてなることを特徴とするジェット噴射装置。
- 前記2流体ノズルは、ノズル外筒の下流側先端部に小径筒孔を備えたノズル嘴を接続し、さらに前記ノズル嘴を囲むようにノズル筒を接続すると共に、前記ノズル筒は、前記ノズル嘴を収納する大径のノズル室を備え、該ノズル室から縮径となるようにテーパー面を形成し、該テーパー面から引き続き前記ノズル嘴の小径筒孔より大径の大径筒孔を形成し、前記ノズル嘴先端を前記テーパー面に接近させて配置し、前記ノズル筒のノズル室に連通するようにノズル筒外周に空気吸引孔を設けることを特徴とする請求項1記載のジェット噴射装置。
- 前記ナノバブル発生装置は、ダイヤフラム式バブル発生機とダイヤフラムポンプを設置し、前記ダイヤフラム式バブル発生機には、CO2などの各種ガス入りのガスタンクを接続すると共に貯水タンクの貯留水を接続し、前記ダイヤフラム式バブル発生機により生成されたナノバブルを貯水タンクに貯留し、また前記ダイヤフラムポンプには、一方から前記貯水タンクの各種ガス入りバブル水を引き込み、他方からコンプレッサーからの圧縮空気を取り込み、前記ダイヤフラムポンプにより各種ガス入りバブル水と圧縮空気とが気液混合状態となり、高圧となったナノバブル水が下流側の高圧液体配管へ送られることを特徴とする請求項1記載のジェット噴射装置。
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