JP6310359B2 - Microbubble generator and method for generating the same - Google Patents
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Description
本発明は、微細気泡を発生するための微細気泡発生装置とその発生方法に関する。更に詳しくは、直径がナノメートルオーダーの微細気泡(ナノバブル)を発生させるための微細気泡発生装置とその発生方法に関する。 The present invention relates to a fine bubble generating apparatus for generating fine bubbles and a method for generating the same. More specifically, the present invention relates to a microbubble generator for generating microbubbles (nanobubbles) having a diameter on the order of nanometers and a generation method thereof.
近年、ナノバブル(例えば、直径が1マイクロメートル以下の気泡)、マイクロバブル(例えば、発生時の直径が50マイクロメートル以下の気泡)等と呼ばれている微細気泡は、いろいろな優れた特性があり、各種分野で活用されている。例えば、ナノバブルの特性を生かして、ナノバブルが各種物体の洗浄、汚濁水の浄化等に利用できることに着目したナノバブルの利用方法及び装置に関する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。 In recent years, microbubbles called nanobubbles (for example, bubbles having a diameter of 1 micrometer or less), microbubbles (for example, bubbles having a diameter of 50 micrometers or less when generated) have various excellent characteristics. It is used in various fields. For example, a technique relating to a nanobubble utilization method and apparatus is known in which nanobubbles can be used for cleaning various objects, purifying polluted water, etc. by utilizing the characteristics of nanobubbles (see, for example, Patent Document 1).
この特許文献1には、ナノバブルを電気分解法により生成する方法及びその装置が開示されている。しかしながら、この装置は、超純水製造装置、超音波発生装置、電気分解用電源装置等を必要としており構成が複雑になるので、もっと簡素な構成の装置の開発が要望されていた。このように微細気泡を発生するための発生装置及び発生方法については、他に既にさらなる種々の提案がなされている。 This Patent Document 1 discloses a method and an apparatus for generating nanobubbles by electrolysis. However, since this apparatus requires an ultrapure water production apparatus, an ultrasonic generator, an electrolysis power supply apparatus, and the like, and the structure becomes complicated, development of an apparatus having a simpler structure has been demanded. Various other proposals have already been made on the generating apparatus and generating method for generating fine bubbles in this way.
例えば、筒状部材、第1端壁部材、第2端壁部材等によって画定される流体旋回室と、この流体旋回室内に接線方向から導入する流体導入孔と、中心線方向から流体を吐出する流体吐出孔と、を備える気体旋回剪断装置を有した微細気泡発生装置に関する技術が知られている(例えば、特許文献2、3参照)。 For example, a fluid swirl chamber defined by a cylindrical member, a first end wall member, a second end wall member, and the like, a fluid introduction hole that is introduced into the fluid swirl chamber from a tangential direction, and a fluid is discharged from the center line direction. A technique related to a fine bubble generating device having a gas swirl shear device including a fluid discharge hole is known (see, for example, Patent Documents 2 and 3).
又、一端側が他端側に向けて突出する円錐形状又は円錐台形状の壁体で閉口され、他端側が開口している円筒形スペースを有する容器本体と、気体導入孔と、接線方向に開設された加圧液体導入口とからなる旋回式微細気泡発生装置に関する技術も知られている(例えば、特許文献4参照)。更に、放射性物資の汚染除去に適用した技術として、特に、セシウムを除去する放射性物資の洗浄をナノバブルの特性を活かして行なう技術が知られている(例えば、特許文献5参照)。 Also, a container body having a cylindrical space closed at one end side by a conical or truncated cone-shaped wall projecting toward the other end side and opened at the other end side, a gas introduction hole, and opened in a tangential direction There is also known a technique related to a swirling fine bubble generating apparatus including a pressurized liquid introduction port (see, for example, Patent Document 4). Furthermore, as a technique applied to decontamination of radioactive materials, there is known a technology that performs cleaning of radioactive materials that remove cesium by making use of the characteristics of nanobubbles (see, for example, Patent Document 5).
特許文献2、3に記載された微細気泡発生装置は、円筒状の流体旋回室内に生じる旋回流による剪断力で気体を微細化するものである。また、特許文献4に記載された旋回式微細気泡発生装置は、装置容器の開口部である出口から気体が噴出されるとき、噴出と同時に発生する旋回速度差により、気体渦管部が切断されることにより直径10〜20μmの微細気泡が発生されるものである。更に、特許文献5に記載された技術は、最頻粒子径が500nm以下のナノバブル水を用いて、放射性物質を溶出等をさせて洗浄するというものである。
The fine bubble generator described in Patent Documents 2 and 3 refines a gas by a shearing force generated by a swirling flow generated in a cylindrical fluid swirling chamber. Further, in the swirl type fine bubble generator described in Patent Document 4, when gas is ejected from the outlet which is an opening of the apparatus container, the gas vortex tube portion is cut due to the swirl speed difference generated simultaneously with the ejection. As a result, fine bubbles having a diameter of 10 to 20 μm are generated. Furthermore, the technique described in
微細気泡は、一般にマイクロバブルよりナノバブルのほうが各種特性が優れていると言われている。また、ナノメートルオーダーの微細気泡でも、直径が数百ナノメートルオーダーの微細気泡より、数十ナノメートルオーダーのようにより微細化された微細気泡の方が、いろいろな特性が優れていると言われている。しかしながら、前述した特許文献2〜4に記載された技術は、このような点、例えば直径が数十ナノメートルオーダーの微細気泡を確実に、効率よく発生させるという点では、まだ改良改善の余地が残っているものであった。又、特許文献5には、それなりに微細化された気泡を発生させる技術が、開示されているが、その気泡の大きさは一定でなく粒子径の範囲が広く、気泡を有効に利用する点においてはまだ問題点を残している。
As for microbubbles, it is generally said that nanobubbles are superior in various properties to microbubbles. In addition, even in the case of nanometer-order microbubbles, it is said that microbubbles that are refined to the order of several tens of nanometers have superior characteristics compared to microbubbles with a diameter of several hundred nanometers. ing. However, the techniques described in Patent Documents 2 to 4 described above still have room for improvement in terms of reliably and efficiently generating such bubbles, for example, fine bubbles having a diameter of several tens of nanometers. It was what remained. Further,
そのため、従来の直径が大きいナノメートルオーダーの微細気泡より、更に直径が微小なナノメートルオーダーの微細気泡を、一定の粒径を長時間保持し安定的に発生させる方法及びその装置の開発が要望されている。
本発明の目的は、直径が小粒径のナノメートルオーダーの微細気泡を一定粒度の安定した気泡にし、確実に、効率よく発生させることができる微細気泡発生装置とその発生方法を提供することにある。
Therefore, there is a demand for the development of a method and apparatus for stably generating a fine bubble of a nanometer order with a smaller diameter than a conventional fine bubble of a nanometer order with a large diameter while maintaining a constant particle size for a long time. Has been.
An object of the present invention is to provide a fine bubble generating apparatus and a method for generating the same, which can make a fine bubble of a nanometer order having a small particle diameter into a stable bubble of a constant particle size and reliably and efficiently generate it. is there.
本発明は、前記目的を達成するために次の手段をとる。
本発明1の微細気泡発生装置は、
液体を所定の圧力に加圧して吐出するポンプ(10、71)と、
前記ポンプ(10,71)で吐出される液体(5)に気体(6)を混合させ細かい気泡を有する気液混合流体(7)とする気体供給体(22、72)と、
前記気液混合流体(7)を導入し内部に噴射させるための噴射ノズルを有する直方体状の箱部材であって、内部に3次元の扁平空間を形成し、前記気液混合流体(7)が前記噴射ノズルから前記扁平空間に噴射されるとき気泡の発生、圧壊を行うキャビテーションを起こすとともに、噴射された前記気液混合流体(7)が前記扁平空間内で渦を巻いて流れる渦流を発生させ、前記気泡の圧壊によるエネルギーと前記渦流によるせん断力とで、前記細かい気泡を微細気泡に微細化する噴流式微細気泡発生部(30)と
前記噴流式微細気泡発生部(30)から噴出される微細気泡含有水(8)を前記微細気泡を再微細化して一定粒径の微細気泡を含む微細気泡含有水(9)にし噴射させるジェット噴射ノズル(60)とからなる。
The present invention takes the following means in order to achieve the object.
The fine bubble generator of the present invention 1
A pump (10, 71) for pressurizing and discharging liquid to a predetermined pressure;
A gas supply body (22, 72) that mixes the gas (6) with the liquid (5) discharged by the pump (10, 71) to form a gas-liquid mixed fluid (7) having fine bubbles;
A rectangular parallelepiped box member having an injection nozzle for introducing and injecting the gas-liquid mixed fluid (7) into the interior, forming a three-dimensional flat space therein, and the gas-liquid mixed fluid (7) When the jet nozzle is jetted into the flat space, cavitation occurs to generate and crush bubbles, and the jetted gas-liquid mixed fluid (7) generates a vortex that flows in a vortex in the flat space. The jet-type fine bubble generating unit (30) and the jet-type fine bubble generating unit (30) which make the fine bubbles finer by the energy generated by the crushing of the bubbles and the shearing force generated by the vortex flow The fine bubble-containing water (8) comprises a jet injection nozzle (60) that re-fines the fine bubbles to inject into fine bubble-containing water (9) containing fine bubbles having a constant particle diameter.
本発明2の微細気泡発生装置は、本発明1において、
前記液体は水(5)であり、前記気体は空気(6)、酸素、及びオゾンから選択される1種以上であり、前記一定粒径の微細気泡は、直径がナノメートルレベルの小粒径の微細気泡であることを特徴とする。
The fine bubble generator of the second aspect of the present invention is the first aspect of the present invention.
The liquid is water (5), the gas is at least one selected from air (6), oxygen, and ozone, and the fine bubbles having a certain particle size are small in particle diameter of nanometer level. It is characterized by being a fine bubble.
本発明3の微細気泡発生装置は、本発明1、2において、
前記噴流式微細気泡発生部(30)は、前記扁平空間が、前記空間の概ねの高さをHで、それの概ねの幅をWで表し、前記噴射口の有効直径をD1で表すと、前記噴流は長さ方向に向いて前記空間の概ねの中心線の方向に噴射され、前記渦流の発生条件として、D1<H、W/H≧4であることを特徴とする。
The fine bubble generator of the present invention 3 is the present invention 1, 2,
In the jet type fine bubble generating part (30), when the flat space is represented by H, the general height of the space is represented by W, the general width thereof is represented by W, and the effective diameter of the injection port is represented by D1. The jet is jetted in the lengthwise direction in the direction of the center line of the space, and the generation conditions of the vortex are D1 <H and W / H ≧ 4.
本発明4の微細気泡発生装置は、本発明1、2において、
前記ポンプ(10)は、前記気体供給体の機能を有する構成のもので、前記液体の吸い込み口(20)の近傍に気体の供給口(22)を設け、羽根車(14)の回転により前記液体内に前記気体の気泡が混合された気液混合流体(7)を吐出するための気液混合ポンプ(10)であることを特徴とする。
The fine bubble generator of the present invention 4 is the present invention 1, 2,
The pump (10) has the function of the gas supply body. The pump (10) is provided with a gas supply port (22) in the vicinity of the liquid suction port (20), and the impeller (14) rotates to rotate the pump (10). It is a gas-liquid mixing pump (10) for discharging a gas-liquid mixed fluid (7) in which the gas bubbles are mixed in a liquid.
本発明5の微細気泡発生装置は、本発明1、2において、
前記気体供給体は、加圧された前記液体(5)で前記気体(6)を吸い込み前記混合を行うエジェクタ(72)であることを特徴とする。
The fine bubble generator of the
The gas supply body is an ejector (72) that sucks the gas (6) with the pressurized liquid (5) and performs the mixing.
本発明6の微細気泡発生装置は、本発明1、2において、
前記ジェット噴射用ノズル(60)は、オリフィス部(61)の出口から同軸に延在し、前記オリフィス部(61)の直径の4〜20倍の長さを有すると共に、噴出孔(63)が前記オリフィス部(61)と同径の入口部から下流に向かってその直径が軸方向に沿って軸心と20度ないし60度で徐々に増大する断面形状を有する噴射ノズルであることを特徴とする。
The fine bubble generator of the
The jet injection nozzle (60) extends coaxially from the outlet of the orifice (61), has a length 4 to 20 times the diameter of the orifice (61), and has an ejection hole (63). An injection nozzle having a cross-sectional shape in which the diameter gradually increases from the axial center along the axial direction by 20 degrees to 60 degrees from the inlet section having the same diameter as the orifice section (61) toward the downstream. To do.
本発明6の微細気泡発生装置は、本発明1、2において、前記ジェット噴射ノズルは、オリフィス部の出口から同軸に延在し、前記オリフィス部の直径の4〜20倍の長さを有すると共に、噴出孔が前記オリフィス部と同径の入口部から下流に向かってその直径が軸方向に沿って軸心と20度ないし60度で徐々に増大する断面形状を有する噴射ノズルであることを特徴とする。
The fine bubble generating apparatus of the
本発明7の微細気泡発生方法は、
ポンプ(10、71)の吸込口から吸い込んだ液体(5)を所定の圧力に加圧し、この液体に気体供給体(22,72)より気体(6)を供給し気液混合流体(7)を生成し吐出させる工程と、
直方体状の部材であって、内部に3次元の扁平空間が形成された噴流式微細気泡発生部(30)に噴射口を介して前記扁平空間に前記気液混合流体を導き噴射する工程と、
前記噴射口から前記扁平空間内に噴射された前記気液混合流体(7)に気泡の発生、圧壊を行うキャビテーションを起こし、前記気液混合流体(7)の噴流流体に揺れながら前記扁平空間内で渦を巻いて流れる渦流を発生させ、前記気泡の圧壊時のエネルギーと前記渦流によるせん断力とで、前記気泡を微細化した微細気泡を含む微細気泡含有水(8)を生成する工程と、
噴出孔(63)がオリフィス部(61)の出口から同軸に延在し、前記オリフィス部(61)の直径の4〜20倍の長さを有すると共に、噴出孔(63)が前記オリフィス部(61)と同径の入口部から下流に向かってその直径が軸方向に沿って軸心と20度ないし60度で徐々に増大する断面形状を有するジェット噴射用ノズル(60)に前記微細気泡含有水(8)を通過させ、前記微細気泡を再微細化した微細気泡を含む微細気泡含有水(9)とする工程とからなる。
The method of generating fine bubbles of the
The liquid (5) sucked from the suction port of the pump (10, 71) is pressurized to a predetermined pressure, and the gas (6) is supplied from the gas supply body (22, 72) to the liquid to supply the gas-liquid mixed fluid (7). Generating and discharging
A step of injecting the gas-liquid mixed fluid into the flat space via the injection port into a jet type fine bubble generating part (30) which is a rectangular parallelepiped member and in which a three-dimensional flat space is formed;
Cavitation is generated in the gas-liquid mixed fluid (7) injected from the injection port into the flat space to generate and crush bubbles, and the air-liquid mixed fluid (7) is swung by the jet fluid of the gas-liquid mixed fluid (7). Generating a vortex that flows in a vortex, and generating fine bubble-containing water (8) including fine bubbles obtained by refining the bubbles by energy at the time of collapse of the bubbles and shearing force due to the vortex,
The ejection hole (63) extends coaxially from the outlet of the orifice part (61), has a length 4 to 20 times the diameter of the orifice part (61), and the ejection hole (63) has the orifice part (61). 61) The fine bubbles are contained in the jet injection nozzle (60) having a cross-sectional shape in which the diameter gradually increases from the axial center along the axial direction by 20 degrees to 60 degrees along the axial direction from the inlet portion having the same diameter as that of 61). And a step of passing water (8) to form fine bubble-containing water (9) containing fine bubbles obtained by re-refining the fine bubbles.
本発明の微細気泡発生装置とその発生方法は、ポンプで吸い込んだ液体と気体供給体で供給される気体とで混合され、気泡を含む気液混合流体を生成し、その気泡を噴流発生部におけるキャビテーション現象において、気泡が圧壊するときに生じるエネルギーと、噴流発生室内におけるコアンダ効果等による渦流により生じるせん断力とにより、気泡を微細化した微細気泡としている。 The fine bubble generator of the present invention and the generation method thereof are mixed with a liquid sucked by a pump and a gas supplied by a gas supply body to generate a gas-liquid mixed fluid containing bubbles, and the bubbles are generated in a jet generation unit. In the cavitation phenomenon, the bubbles are made fine bubbles by the energy generated when the bubbles are crushed and the shearing force generated by the vortex caused by the Coanda effect or the like in the jet generating chamber.
更に、この微細気泡をジェット噴流ノズルによりキャビテーション等により再微細化し、より細かい微細気泡とした。この結果、直径がナノメートルオーダーの小粒径で一定の安定した微細気泡を一層確実に、効率よく発生することができるようになった。従って、この微細気泡発生装置とその発生方法で発生させた直径がナノメートルオーダーの微細気泡は、粒度の小さい一定の細微細化気泡になっているので、洗浄等による異物除去効率を高めるのに寄与することとなった。 Further, the fine bubbles were re-fine by cavitation with a jet jet nozzle to obtain finer fine bubbles. As a result, it has become possible to more reliably and efficiently generate stable and stable fine bubbles having a small particle diameter of nanometer order. Therefore, the fine bubbles with a diameter of nanometer order generated by this fine bubble generator and its generation method are fixed fine bubbles with a small particle size. It was to contribute.
又、この微細気泡発生装置は、構成が簡素であり、高品質の小粒径ナノメートルオーダーの微細気泡を信頼性高く発生することができるようになった。この微細気泡発生装置により得られた微細気泡含有流体を使用することで、例えば、放射性物質(例えば、放射性セシウム)が付着した被洗浄物の除染に適用すると、一層その除去効果を高めることができる。 Moreover, this fine bubble generating apparatus has a simple configuration and can generate high-quality fine bubbles with a small particle size of nanometer order with high reliability. By using the microbubble-containing fluid obtained by this microbubble generator, for example, when applied to decontamination of an object to be cleaned to which a radioactive substance (for example, radioactive cesium) adheres, the removal effect can be further enhanced. it can.
[実施の形態1]
以下、本発明の実施の形態1を図面に基づいて説明する。図1は、本発明の実施の形態1の微細気泡発生装置の概要を示す構成図である。図2は、図1における気液混合ポンプの構成を示す断面図である。図3は、微細気泡発生装置を構成する噴流式微細気泡発生部の微細気泡発生室における噴流発生原理を断面で模式的に示した説明図、図4は、図3のB−B線で切断した断面の説明図である。図5は、ジェット噴射ノズルの構成を示す断面図である。
[Embodiment 1]
Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a fine bubble generating apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the gas-liquid mixing pump in FIG. FIG. 3 is an explanatory view schematically showing a jet flow generation principle in a fine bubble generation chamber of a jet type fine bubble generation unit constituting the fine bubble generation device, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. It is explanatory drawing of the cut cross section. FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of the jet injection nozzle.
図1に示すように、本発明の実施の形態1の微細気泡発生装置1は、液体(以下、「水5」という。)を吸い込むと同時に気体(以下、「空気6」という。)を取り込み供給し、気液混合させ気液混合流体(以下、「気液混合水7」という。)として吐出させる気液混合ポンプ(以下、「渦流ポンプ10」という。)を有している。この渦流ポンプ10は、本例では気体である空気6を供給する機能を含む構成のものである。この実施の形態1においては、別途に離間独立しての気体供給体を設けていない。従って、この渦流ポンプ10は、空気供給に伴い水と混合することにより、泡状の細い気泡を発生させる機能を有している。
As shown in FIG. 1, the fine bubble generating device 1 according to the first embodiment of the present invention sucks a liquid (hereinafter referred to as “
又、この実施の形態1の微細気泡発生装置1には、渦流ポンプ10に連通して、気液混合水7を導入し、キャビテーション等による微細気泡〔例えば、直径がナノメートル(nm)オーダーの微細気泡〕を発生させるための噴流式微細気泡発生部30を有している。更に、この微細気泡発生装置1は、渦流ポンプ10の流入側に、渦流ポンプ10の運転が停止しても水が落ちないように逆流防止構造のフートバルブ44、バルブ42、圧力計43を備えている。また、渦流ポンプ10は、付随して気体流量計46、バルブ47、逆止弁48を経て空気6を取り込むようになっている。
In addition, the microbubble generator 1 of the first embodiment is connected to the
更に、微細気泡発生装置1は、渦流ポンプ10の流体吐出部21と、噴流式微細気泡発生部30への流体入口部の噴射ノズル32との間に設けられる接続流路41、噴流式微細気泡発生部30の流体出口部33側に設けられる噴射ノズルと、この噴射ノズルからの噴流経路になる送出流路45、ジェット噴射ノズル60等から構成されている。なお、この実施の形態1の説明では、液体を水5(例えば、公共水道水)、気体を空気6として説明を行うが、液体が他の種類の液体、気体が他の種類の酸素、オゾン、窒素等の気体であってもよいことはいうまでもない。
Furthermore, the fine bubble generating device 1 includes a
前述したように、渦流ポンプ10の水の流入側には、バルブ42、圧力計43が接続されているが、接続流路41には渦流ポンプ10から吐出される気液混合流水7のための圧力計50及び流量計51が設けられている。接続流路41内を流れる気液混合流水7の圧力は、所定の圧力(例えば、0.5〜0.2MPa)に設定されている。気液混合水7の圧力は、この圧力計50で確認することができる。
As described above, the
又、送出流路45にも、圧力計49が接続されていて、所定圧力(例えば、0.4〜0.1MPa)に設定された微細気泡含有水8の圧力を確認することができる。この圧力は、例えば噴流式微細気泡発生部30へ供給する気液混合水7の圧力を0.4MPaとすると、送出流路45の微細気泡含有水8の圧力は0.3MPaとなる。気液混合水7の圧力は、微細化された微細気泡含有水8の圧力より大きくなるように設定されている。
Further, a
次に、気液混合ポンプである渦流ポンプ10について、図2に基づいて詳細に説明を行う。図2に示されるように、渦流ポンプ10は、液体吸込口20及び流体吐出口21を有するポンプ本体11と、ポンプ本体11内に設けられる羽根車14と、気体供給体である空気供給ノズル22等から構成されている。ポンプ本体11内には、環状の昇圧流路16が形成され、この昇圧流路16の入口部17に、液体吸込口20が連通して形成されている。昇圧流路16の出口部18には、流体吐出口21が昇圧流路16と連通している。他方、昇圧流路16の入口部17と出口部18との間には、隔離部19が形成されている。
Next, the
ポンプ本体11内には、羽根車14が回転可能に軸受で支持されている。この羽根車14の外周部には、所定ピッチで形成された径方向の小羽根部12と、これらの小羽根部12間は、凹溝である羽根溝部13が配置されている。羽根車14の中心に一体の回転軸15を、ポンプ本体11の外部に設けられたモータ(図示せず)等で回転駆動することにより、羽根車14の小羽根部12及び羽根溝部13は、羽根車14と同心円の昇圧流路16内を回転する。この羽根車14の回転により、液体吸込口20から水5が吸い込まれる。
An
渦流ポンプ10の液体吸込口20には、気体供給体である空気供給ノズル22が挿入されて固定されている。この空気供給ノズル22から供給される空気6は、昇圧流路16の入口部17から昇圧流路16に流入するように構成されている。このように、渦流ポンプ10は、ポンプ本体11内に回転可能に支持されている羽根車14の周囲に、環状の昇圧流路16が形成されているとともに、この昇圧流路16の入口部20には、入口部20に対して、空気6を供給する空気供給ノズル22が挿入、固定されている。
An
又、空気6は、図1に示すように、空気用流量計46、バルブ47、逆止弁48を介して導入され、空気供給ノズル22から渦流ポンプ10内に供給される。供給された空気6と水5は、この渦流ポンプ10内で混合撹拌され、このに水5と空気6とが混合された気液混合水7が、微細泡状の気泡を含み流体吐出部21から接続流路41に吐出される。
As shown in FIG. 1, the
即ち、渦流ポンプ10の液体吸込口20に吸い込まれた水5は、羽根車14と共に昇圧流路16をほぼ一周する間に、羽根車14の各羽根溝13内と昇圧流路16との間で渦流となり、昇圧流路16を進むにつれて昇圧されて流体吐出口21から接続流路41に吐出される。このとき、昇圧流路16の入口部17は負圧になり、この入口部17に水5が吸込まれるとともに、空気供給ノズル22から供給された空気6も吸い込まれる。
That is, while the
この水5と空気6とは、羽根車14と昇圧流路16との間で生じる渦流によって混合攪拌されながら昇圧流路16を移動するので、この過程で水5の中に多量の空気6が混合される。すなわち、水5と空気6とが混合され小径の気泡(小粒)を含む気液混合水7となって流体吐出口21から吐出される。即ち、水5に混合された空気6は、渦流によるせん断力を受けて、この時点で微細化された一次の微細気泡〔例えば、直径がマイクロメートル(μm)オーダーの微細気泡〕となっている。接続流路41に吐出された気液混合水7は、続いて噴流式微細気泡発生部30に導入される。
Since the
次に、噴流式微細気泡発生部30について説明する。図3、図4に示すように、噴流式微細気泡発生部(以下「微細気泡発生部30」という)は、扁平の直方体状のものである噴流式微細気泡発生箱(以下「微細気泡発生箱31」という)を備えている。微細気泡発生箱31は、その長手方向が鉛直になるように配置されている。微細気泡発生箱31の一方の面に設けられた流体入口部には、渦流ポンプ10で加圧されるとともに吐出された気液混合水7を微細気泡発生箱31内に噴射する噴射口となる噴射ノズル32が固定されている。噴射ノズル32は、噴射口の断面が円筒の環状空間である。この構造は特開2000−563号等で公知であり、その詳細は説明を省略する。
Next, the jet type fine
微細気泡発生部30の本体部を形成する微細気泡発生箱31には、微細気泡発生室31aと、接続流路41に接続される流体入口部に噴射ノズル32と、送出流路45に接続される流体出口部33等が形成されている。微細気泡発生箱31の内部には、区画された微細気泡発生室31aが形成されている。微細気泡発生室31aの内部空間Vは、3次元の箱状の空間で扁平であり、空間の概ねの水平方向の高さ(厚さ)をH、その空間の概ねの幅をW、鉛直方向の長さをLとし、流体入口部に設けられた噴射ノズル32の開口の有効直径をD1とすると、概略すると、D1<H、W/H≧4、かつ、W<Lの関係にある。即ち、微細気泡発生室31aの内部空間Vは、扁平で長方体状の空間が好ましい。
The fine
噴射ノズル32から噴射された気液混合水7は、噴射速度が増加するのに伴い圧力が低下し、圧力が飽和蒸気圧まで減少した結果、液体成分(水成分)が蒸発して、気泡が発生するキャビテーションと呼ばれる現象が生じる。この結果、気液混合水7が噴射ノズル32から噴射された噴流水に、気液混合水7の気泡等を気泡核として、キャビテーション現象による微細気泡が発生する。
The gas-liquid
その後、飽和蒸気圧まで低下した圧力が、噴流水の下流側で次第に元の圧力に戻り始めると気泡は圧縮され潰れる。この気泡の圧壊した時に発生する高温、高圧のエネルギーが周囲に放射され、このエネルギーにより噴流水内の気泡、微細気泡が微細化し、直径が極めて微小なナノメートル(nm)オーダーの微細気泡(ナノバブル)が生成される。 Thereafter, when the pressure lowered to the saturated vapor pressure gradually returns to the original pressure on the downstream side of the jet water, the bubbles are compressed and crushed. High-temperature and high-pressure energy generated when the bubbles are crushed is radiated to the surroundings, and the bubbles and fine bubbles in the jet water are refined by this energy. ) Is generated.
噴射ノズル32から噴射された気液混合水7は、噴流水となって微細気泡発生室31a内を流動する。噴流水の主噴流34は、鉛直方向で内部空間Vの概ねの中心線の方向に噴射される。主噴流34、34’は、コアンダ効果(噴流が近くの壁に引き寄せられる効果)により、微細気泡発生室31aの壁面のどちらか一方の側に引き寄せられるように湾曲して流れる。また、隅部でも湾曲するように流れるため、噴流水の主噴流34、34’は、渦を巻いて流れる渦流となる。噴流水の主噴流34、34’は、渦流の回転方向が激しく変化し、図3、4に示す主噴流34、34’のような動きの流れになる。微細気泡発生室31の8隅には、コアンダ効果により低圧渦である付着渦流35、35が発生する。
The gas-liquid
従って、微細気泡発生室31aには、例えば、図3又は図4に図示したような矢印の方向に、主噴流34、34’の流れ(渦流)が発生することになる。この主噴流34、34’の流れは、一定で安定したものではなく、幅Wの面内で矢印+w方向又は矢印−w方向に、かつ、厚さHの面内で矢印+h方向又は矢印−h方向に揺れるとともに、渦流の回転方向が激しく変化するような動きの流れになる。
Therefore, the flow (vortex) of the
即ち、主噴流34、34’はキャビテーションを起こし、不安定であり揺れながら流れ、渦流が発生することになる。言い換えると、微細気泡発生室31a内では、攪拌力の強い渦流現象が発生し、この渦流は回転方向が激しく変化している。また、これらの主噴流34、34’、付着渦流35、35等の回転方向が激しく変化する噴流は、気液混合水7と微細気泡が混合された噴流水に極めて強いせん断力を与える。
That is, the
このせん断力は、微細気泡と噴流水との混合を促進するとともに、微細気泡をせん断し、直径が極めて微小なナノメートル(nm)オーダーの微細気泡(ナノバブル)を生成させる。このような微細化が行われた二次の微細気泡は、例えば、直径が数十ナノメートル以下の微細気泡となり、一次の微細気泡は二次の微細気泡に変化し、噴流水に混合され微細気泡含有水8となる。このように生成された微細気泡含有水8は、微細気泡発生部30から流体出口部33を通して吐出し、次にジェット噴射用ノズル60に導かれる。このジェット噴射用ノズル60を通過することにより微細気泡含有水8の気泡は、再微細化され三次の微細気泡となり、気泡粒子はその粒径を更に小さく、一定の大きさで、安定した細粒子の気泡となる。この三次の微細気泡を含む微細気泡含有水9は、接続流路49を通して回収され、洗浄等種々の用途に利用される。
This shearing force promotes mixing of the microbubbles and the jet water, and also shears the microbubbles to generate microbubbles (nanobubbles) on the order of nanometers (nm) having a very small diameter. The secondary microbubbles that have undergone such miniaturization become, for example, microbubbles with a diameter of several tens of nanometers or less, and the primary microbubbles change into secondary microbubbles that are mixed into the jet water and fine Bubble-containing
このように、微細気泡の発生する微細気泡発生部30の構成と、更に再微細化するためのジェット噴射用ノズル60を設けた構成とによって、気泡を一層微細化しその微細気泡を含む微細気泡含有水9は、洗浄等に一層の効果を有するものとなっている。このジェット噴射用ノズルは、キャビテーションを発生させ気泡を微細化させる機能を有するものであれば、どのようなものであってもよいが、次に示す構成のジェット噴射用ノズル60が好ましい。
In this way, by the configuration of the fine
[ジェット噴射用ノズル60]
次に、微細気泡を再微細化するためのジェット噴射用ノズル60について図5をもとに詳細に説明する。ジェット噴射用ノズル60は、特公平4−43712号公報で公知のものである。このジェット噴射用ノズル60の構成は次のようになものである。ジェット噴射用ノズル60の噴出孔63は、オリフィス部61の出口から同軸に延在し、オリフィス部61の直径の4〜20倍の長さを有するとともに、オリフィス部61と同径の入口部から下流に向かってその直径が軸方向に沿って軸心と20°〜60°の角度で徐々に増大する断面形状を有している。
[Jet injection nozzle 60]
Next, the
具体的に説明すると、ジェット噴射用ノズル60は、配管部材62を介して流路45に連結されている。ジェット噴射用ノズル60には、オリフィス部61が形成され、更にオリフィス部61の下流に噴出孔63を有している。側壁64は、噴出孔63を形成している円錐状の壁である。角度θは、オリフィス部61の軸心Cと噴出孔63を形成する側壁64との角度を示す。又、このノズル形状は、オリフィス部61の径をdとすると、噴出孔63の長さL1はdの4〜20倍として設定されている。更に、角度θは、噴出液体が周囲液体との間でキャビテーション現象を発生するために、先に述べたように本例では20°〜60°の範囲である。
More specifically, the
この範囲においては、極めて顕著なキャビテーション発生が得られ、噴射液体のエネルギー減衰を少なく、噴射対象物に噴射エネルギーを有効に作用させ得るものとして実証されている。このような構成のジェット噴射用ノズル60に、加圧された状態の微細気泡含有水8を供給すると、オリフィス部61で高速の流体になり噴出孔63に噴出される。この噴射流体は、噴出孔63と角度を有する側壁64との関係によって周囲流体とのキャビテーションの発生が助長され、これにより微細気泡に更に破砕作用が生じる。このことにより、微細気泡発生部30からの微細気泡含有水8の微細気泡は、二次の微細気泡から三次の微細気泡に変わる。又、これに伴う噴射流体のエネルギー減衰は少なくなる。従って、洗浄等噴射対象物に対しては、この噴射エネルギーを効果的に作用させることができる。
In this range, it has been demonstrated that extremely significant cavitation is generated, energy attenuation of the jet liquid is small, and jet energy can effectively act on the jet target. When the pressurized fine bubble-containing
このように、微細気泡をこのジェット噴射用ノズル60を介して再度微細化し三次の微細気泡にする処理を行うことにより、気泡は更に細かく一定の水泡となり、安定した状態を維持する微細気泡となる。ジェット噴射用ノズル60からの流体は、三次の微細気泡を含む微細気泡含有水9となる。このように再微細化した気泡を含む微細気泡含有水9を洗浄等に使用することで大きな効果を生む。この微細気泡含有水9は、最後に送出流路52内を流れて貯留等され、所望の場所、所望の目的等に活用される。なお、ジェット噴射用ノズル60は、上記のもの以外では、前述した本出願人に係る発明である特開2000−563号公報に記載されているノズル構造のものを使用してもよい。
In this way, by performing the process of refining the fine bubbles again through the
このような工程で発生させた微細気泡含有水9は、水中において直径がナノメートルオーダーの微細気泡が、水中でブラウン運動しながら浮力の影響を受けず、長時間に亘って水中に含有された形態のものとなる。また、この微細気泡含有水9は、洗浄作業等に使用すると、微小な隙間の奥まで入り込み、汚れ等の元となる成分を吸着、剥離することで洗浄効果が大幅に向上する。例えば、この微細気泡含有水9で、特に放射性物質(例えば、放射性セシウム)が付着した被洗浄物の除染を行うと、従来のものより放射性物質濃度が低下し、確実に除染を行うことができる。すなわち、直径がナノメートルオーダーの微細気泡は、被洗浄物の洗浄を従来のものより効果的に行うことができる。 The fine bubble-containing water 9 generated in such a process was contained in the water for a long time without being affected by buoyancy while the Brownian motion of the fine bubbles having a diameter of nanometer order in water. It will be in the form. Further, when the fine bubble-containing water 9 is used for a cleaning operation or the like, the cleaning effect is greatly improved by entering deep into a minute gap and adsorbing and peeling off the original components such as dirt. For example, with this fine bubble-containing water 9, especially when decontamination of an object to be cleaned to which a radioactive substance (for example, radioactive cesium) is attached, the concentration of the radioactive substance is lower than that of the conventional one, and decontamination is surely performed Can do. That is, fine bubbles having a diameter of nanometer order can more effectively clean the object to be cleaned than the conventional one.
以下、実施の形態1の実施例の結果を表1及びデータに示す。
[実施例の運転条件等]
ポンプ型式:渦流ポンプ(株式会社ニクニ(本社:日本国神奈川県)製KTM25ND15Z-000)
ポンプ吐出圧 :0.3MPa
噴流式微細気泡発生部のサイズ:W:160mm,H:40mm,L:320mm
噴流式微細気泡発生部の出口圧:0.2MPa
The results of the example of the first embodiment are shown in Table 1 and data below.
[Operating conditions of the example]
Pump type: Eddy current pump (KTM25ND15Z-000 manufactured by Nikuni Co., Ltd. (head office: Kanagawa, Japan))
Pump discharge pressure: 0.3MPa
Size of jet type fine bubble generating part: W: 160mm, H: 40mm, L: 320mm
Outlet pressure of jet type fine bubble generating part: 0.2MPa
表1は、実測数値をグラフ化したもので、試料#1〜3の粒子の平均径、モード径(最頻度粒子径)、単位容積(ml)当たりを計測し、表示したものである。
図8は、表1による実測数値をグラフ化したもので、本発明の装置で生成して得られた三次の微細気泡を含む微細気泡含有水9の粒度分布測定結果を示す気泡粒度の分布を示すデータ図である。このデータ図は、表1における3つの試料の測定値の平均値を示したものである。ここで使用した粒度測定装置は、ナノ粒子解析装置(NanoSight Ltd製,LM10-HSBT14(EMCCDカメラ,青色レーザ(405nm,65mw))を用いた。この装置は、液体中のナノ粒子のブラウン運動を可視化して測定し、その動きから粒子径を算出し、個々のサイズと濃度の粒度分布をデータ化するものである。データ図に示すように、試料(#1〜3)の粒子の個々の平均径は、90から125nmに集中されていることが判明できる。グラフ化されたデータ曲線では、3つの試料の平均値を示したものになっているが、ほぼ1つの山のみを形成しており、試料(#1〜3)とも微細気泡が小さく、粒径の範囲がほぼ一定になって安定している結果となっていることを示している。 FIG. 8 is a graph of the measured values according to Table 1. The bubble particle size distribution showing the particle size distribution measurement result of the fine bubble-containing water 9 containing the tertiary fine bubbles generated by the apparatus of the present invention is shown in FIG. It is a data figure shown. This data diagram shows the average value of the measured values of the three samples in Table 1. The particle size measurement device used here was a nanoparticle analyzer (manufactured by NanoSight Ltd, LM10-HSBT14 (EMCCD camera, blue laser (405 nm, 65 mw)). This device can measure the Brownian motion of nanoparticles in a liquid. The particle size distribution of each size and concentration is converted into data, and the particle size distribution of each size and concentration is converted into data as shown in the data diagram. It can be seen that the average diameter is concentrated from 90 to 125 nm, and the graphed data curve shows the average value of the three samples, but only forms one peak. The sample (# 1 to 3) also shows that the fine bubbles are small and the particle size range is almost constant and stable.
(比較例)
図9は、気泡粒度の分布を示す比較データ図である。このデータ図は微細気泡発生部から噴射された二次の微細気泡を含む微細気泡含有水8を測定したものである。このデータ図によると、上記実施例のデータ図との比較において、粒子径に応じたデータ曲線において複数の山が生じており、ナノバルブとはいっても図8に比し、粒径範囲が広く、データによると、100〜400nmの範囲に広がっている。微細気泡含有水内に粒子径の異なる微細気泡が存在していることを示している。この測定も上記ナノ粒子解析装置で分析した。
(Comparative example)
FIG. 9 is a comparative data diagram showing the bubble size distribution. This data chart is obtained by measuring the fine bubble-containing
(実施の形態2)
次に、実施の形態2の構成について説明する。図6は、本発明の実施の形態2の微細気泡発生装置70の概要を示す構成図である。図7は、本形態に適用されるエジェクタの説明図である。本実施の形態は、水5のみを吸い込む通常のポンプ71で吸い込み吐出させた水5に、接続流路41内に設けられた気体供給体、即ちエジェクタ72により流路内の水5に空気6を取り込み、混合させて気液混合水7とするものである。エジェクタ72は、後述するように、圧力差を利用した電気的動力及び稼働部が無い一種のポンプである。図6に示すように、フートバルブ73を介して水5がポンプ71により汲み上げられ、水5は流路41を通過しエジェクタ72に導かれる。
(Embodiment 2)
Next, the configuration of the second embodiment will be described. FIG. 6 is a configuration diagram showing an outline of the fine
エジェクタ72へは、空気流量計75、バルブ76、逆止弁77を介して空気6が取り込まれ、ポンプ71からの水5はこのエジェクタ72を通過することにより気液混合水7となる。この気液混合水7は、泡状で細かい気泡を有しており、一次の微細気泡を含むものとなっている。この気液混合水7は、一次の微細気泡を含んで前述の微細気泡発生部30に導かれる。微細気泡発生部30に導かれた後、気液混合水7は微細気泡化され二次の微細気泡を有する微細気泡含有水8になる。この微細気泡含有水8はジェット噴射用ノズル60へ導かれ、再微細化された三次の次微細気泡を含む微細気泡含有水9となり、送出流路52に吐出される。二次、三次の微細気泡の生成については、前述の場合と同様であるので詳細な説明は省略する。
次に、エジェクタ72の構成について説明する。図7に示すようにエジェクタ72は、配管の途中がT字管になった部材のボディ80を構成する。T字の水平線に当たるボディ80の一方の接続口81をポンプ側へ、他方の接続口82を微細気泡発生部30側へ接続する。この接続は図示していないが、各配管にジョイントを介して接続される。T字の垂直線にあたる部位が気体の吸い込み口83となる。ボディ内86には、ノズル84とデフューザー85が所定距離をおいて対向しており、ノズル84から噴射される水5は、デフューザー85の入口に向かって噴射される。
Next, the configuration of the
このときノズル84からの噴射の際、ボディ内86に負圧(ベルヌーイの定理)が生じ、空気6が吸い込み口83から吸い込まれる状態となる。この空気6の吸い込みにより、水5はデフューザー85に気泡を含む気液混合水として混合噴射される。デフューザー85から吐出された気液混合水7は、前述の実施の形態と同様に一次の微細気泡を含んでおり、微細気泡発生部30に導かれる。以降は前述と同様な工程を経て、微細気泡を発生させる。
At this time, during injection from the
以上、各実施の形態について説明したが、本発明の微細気泡発生装置1は、粒子径の小さい微細気泡を生成させことができる上に、その微細気泡を大きさの一定な粒子群として保持できる点に大きな特徴がある。微細気泡については、一般的に大きな気泡は水中で浮力により水面上に浮かび消滅し、小さな気泡は水中に長く留まり安定的に保持されるとされている。この理由から、特にナノバブルのような微細気泡は、長く水中に放置されてもなかなか消滅しないで保持される特徴がある。ナノバブルの粒子径が小さければ小さいほどその効果は大きく、又、小さい粒子径が一定して保持されていれば尚その効果は大きい。 Although the embodiments have been described above, the microbubble generator 1 of the present invention can generate microbubbles with a small particle diameter and can hold the microbubbles as a group of particles having a constant size. There is a big feature in the point. Regarding fine bubbles, it is generally said that large bubbles float on the surface of water due to buoyancy in water and disappear, while small bubbles stay in water for a long time and are stably held. For this reason, fine bubbles such as nanobubbles are characterized in that they are retained without disappearing even if they are left in water for a long time. The smaller the nanobubble particle size, the greater the effect, and the smaller the particle size, the greater the effect.
以上、本発明の各実施の形態について説明を行ったが、本発明はこの実施の形態に限定されることはなく、本発明の目的、趣旨を逸脱しない範囲内での変更が可能なことはいうまでもない。 As mentioned above, although each embodiment of the present invention has been described, the present invention is not limited to this embodiment, and it is possible to make changes within a scope that does not depart from the purpose and spirit of the present invention. Needless to say.
1…微細気泡発生装置
5…水
6…空気
7…気液混合水
8…微細気泡含有水
9…微細気泡含有水
10…渦流ポンプ
11…ポンプ本体
14…羽根車
30…噴流式微細気泡発生部
31…噴流式微細気泡発生箱
32…噴射ノズル
33…流体出口部
34、34’…主噴流
35…付着噴流
V…内部空間
W…内部空間の幅
H…内部空間の高さ
60…ジェット噴射用ノズル
71…ポンプ
72…エジェクタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (7)
前記ポンプ(10,71)で吐出される液体(5)に気体(6)を混合させ細かい気泡を有する気液混合流体(7)とする気体供給体(22、72)と、
前記気液混合流体(7)を導入し内部に噴射させるための噴射ノズルを有する直方体状の箱部材であって、内部に3次元の扁平空間を形成し、前記気液混合流体(7)が前記噴射ノズルから前記扁平空間に噴射されるとき気泡の発生、圧壊を行うキャビテーションを起こすとともに、噴射された前記気液混合流体(7)が前記扁平空間内で渦を巻いて流れる渦流を発生させ、前記気泡の圧壊によるエネルギーと前記渦流によるせん断力とで、前記細かい気泡を微細気泡に微細化する噴流式微細気泡発生部(30)と
前記噴流式微細気泡発生部(30)から噴出される微細気泡含有水(8)を前記微細気泡を再微細化して一定粒径の微細気泡を含む微細気泡含有水(9)にし噴射させるジェット噴射ノズル(60)と
からなる微細気泡発生装置。 A pump (10, 71) for pressurizing and discharging liquid to a predetermined pressure;
A gas supply body (22, 72) that mixes the gas (6) with the liquid (5) discharged by the pump (10, 71) to form a gas-liquid mixed fluid (7) having fine bubbles;
A rectangular parallelepiped box member having an injection nozzle for introducing and injecting the gas-liquid mixed fluid (7) into the interior, forming a three-dimensional flat space therein, and the gas-liquid mixed fluid (7) When the jet nozzle is jetted into the flat space, cavitation occurs to generate and crush bubbles, and the jetted gas-liquid mixed fluid (7) generates a vortex that flows in a vortex in the flat space. The jet-type fine bubble generating unit (30) and the jet-type fine bubble generating unit (30) which make the fine bubbles finer by the energy generated by the crushing of the bubbles and the shearing force generated by the vortex flow A fine bubble generating apparatus comprising: a jet injection nozzle (60) for refining the fine bubbles into water (9) containing fine bubbles having a constant particle size by spraying the fine bubble-containing water (8). .
前記液体は水(5)であり、前記気体は空気(6)、酸素、及びオゾンから選択される1種以上であり、前記一定粒径の微細気泡は、直径がナノメートルレベルの小粒径の微細気泡である
ことを特徴とする微細気泡発生装置。 In the fine bubble generator described in Claim 1,
The liquid is water (5), the gas is at least one selected from air (6), oxygen, and ozone, and the fine bubbles having a certain particle size are small in particle diameter of nanometer level. A microbubble generator characterized by being a microbubble.
前記噴流式微細気泡発生部(30)は、前記扁平空間が、前記空間の概ねの高さをHで、それの概ねの幅をWで表し、前記噴射口の有効直径をD1で表すと、前記噴流は長さ方向に向いて前記空間の概ねの中心線の方向に噴射され、前記渦流の発生条件として、D1<H、且つ、W/H>4である
ことを特徴とする微細気泡発生装置。 In the fine bubble generator described in claim 1 or 2,
In the jet type fine bubble generating part (30), when the flat space is represented by H, the general height of the space is represented by W, the general width thereof is represented by W, and the effective diameter of the injection port is represented by D1. The jet is jetted in the lengthwise direction in the direction of the center line of the space, and the generation conditions of the eddy current are D1 <H and W / H> 4. apparatus.
前記ポンプ(10)は、前記気体供給体の機能を有する構成のもので、前記液体の吸い込み口(20)の近傍に気体の供給口(22)を設け、羽根車(14)の回転により前記液体内に前記気体の気泡が混合された気液混合流体(7)を吐出するための気液混合ポンプ(10)であることを特徴とする微細気泡発生装置。 In the fine bubble generator described in claim 1 or 2,
The pump (10) has the function of the gas supply body. The pump (10) is provided with a gas supply port (22) in the vicinity of the liquid suction port (20), and the impeller (14) rotates to rotate the pump (10). A fine bubble generating device comprising a gas-liquid mixing pump (10) for discharging a gas-liquid mixed fluid (7) in which gas bubbles are mixed in a liquid.
前記気体供給体は、加圧された前記液体(5)で前記気体(6)を吸い込み前記混合を行うエジェクタ(72)であることを特徴とする微細気泡発生装置。 In the fine bubble generator described in claim 1 or 2,
The fine gas bubble generator according to claim 1, wherein the gas supply body is an ejector (72) that sucks the gas (6) with the pressurized liquid (5) and performs the mixing.
前記ジェット噴射用ノズル(60)は、オリフィス部(61)の出口から同軸に延在し、前記オリフィス部(61)の直径の4〜20倍の長さを有すると共に、噴出孔(63)が前記オリフィス部(61)と同径の入口部から下流に向かってその直径が軸方向に沿って軸心と20度ないし60度で徐々に増大する断面形状を有する噴射ノズルであることを特徴とする微細気泡発生装置。 In the fine bubble generator described in claim 1 or 2,
The jet injection nozzle (60) extends coaxially from the outlet of the orifice (61), has a length 4 to 20 times the diameter of the orifice (61), and has an ejection hole (63). An injection nozzle having a cross-sectional shape in which the diameter gradually increases from the axial center along the axial direction by 20 degrees to 60 degrees from the inlet section having the same diameter as the orifice section (61) toward the downstream. A fine bubble generator.
直方体状の部材であって、内部に3次元の扁平空間が形成された噴流式微細気泡発生部(30)に噴射口を介して前記扁平空間に前記気液混合流体を導き噴射する工程と、
前記噴射口から前記扁平空間内に噴射された前記気液混合流体(7)に気泡の発生、圧壊を行うキャビテーションを起こし、前記気液混合流体(7)の噴流流体に揺れながら前記扁平空間内で渦を巻いて流れる渦流を発生させ、前記気泡の圧壊時のエネルギーと前記渦流によるせん断力とで、前記気泡を微細化した微細気泡を含む微細気泡含有水(8)を生成する工程と、
噴出孔(63)がオリフィス部(61)の出口から同軸に延在し、前記オリフィス部(61)の直径の4〜20倍の長さを有すると共に、噴出孔(63)が前記オリフィス部(61)と同径の入口部から下流に向かってその直径が軸方向に沿って軸心と20度ないし60度で徐々に増大する断面形状を有するジェット噴射用ノズル(60)に前記微細気泡含有水(8)を通過させ、前記微細気泡を再微細化した微細気泡を含む微細気泡含有水(9)とする工程と
からなる微細気泡発生方法。 The liquid (5) sucked from the suction port of the pump (10, 71) is pressurized to a predetermined pressure, and the gas (6) is supplied from the gas supply body (22, 72) to the liquid to supply the gas-liquid mixed fluid (7). Generating and discharging
A step of injecting the gas-liquid mixed fluid into the flat space via the injection port into a jet type fine bubble generating part (30) which is a rectangular parallelepiped member and in which a three-dimensional flat space is formed;
Cavitation is generated in the gas-liquid mixed fluid (7) injected from the injection port into the flat space to generate and crush bubbles, and the air-liquid mixed fluid (7) is swung by the jet fluid of the gas-liquid mixed fluid (7). Generating a vortex that flows in a vortex, and generating fine bubble-containing water (8) including fine bubbles obtained by refining the bubbles by energy at the time of collapse of the bubbles and shearing force due to the vortex,
The ejection hole (63) extends coaxially from the outlet of the orifice part (61), has a length 4 to 20 times the diameter of the orifice part (61), and the ejection hole (63) has the orifice part (61). 61) The fine bubbles are contained in the jet injection nozzle (60) having a cross-sectional shape in which the diameter gradually increases from the axial center along the axial direction by 20 degrees to 60 degrees along the axial direction from the inlet portion having the same diameter as that of 61). A method of generating fine bubbles, comprising: passing water (8) to form fine bubble-containing water (9) containing fine bubbles obtained by re-refining the fine bubbles.
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