JP2007000848A - 微細気泡発生方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 減圧・加圧手段にて粉砕した微細気泡を更に微細化することができると共に装置の小型化による省スペース化及び省エネ化が図れる微細気泡発生方法を提供する。
【解決手段】 流路１を流れる気液混合液中の気泡を減圧・加圧手段２にて粉砕して微細気泡を生成すると共に、前記生成した微細気泡を減圧・加圧手段２の下流側に設けた流動抵抗３にて粉砕してより小さい微細気泡を生成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、気液混合液中の気泡を減圧・加圧手段にて粉砕して微細気泡を発生する微細気泡発生方法に関するものである。

従来から、気液混合液中の気泡を減圧・加圧手段にて粉砕して微細気泡を発生する方法が知られている（例えば特許文献１参照）。

この従来の微細気泡を発生させる方法においては、気液混合液の流路中に減圧・加圧手段を設け、気液混合液中の気泡を減圧・加圧手段の減圧および加圧により生じるせん断力によって粉砕して微細気泡を発生させている。微細気泡はφ１ｍｍ以下の気泡で、液中において上昇し難いと共に体積当たりの表面積が大きいため汚れ等を吸着して浮上させる能力が高いものである。

ところで従来の微細気泡発生方法にあっては、減圧・加圧手段にて粉砕して発生する微細気泡の径はφ１００〜５００μｍとなるが、この減圧・加圧手段だけでは上述した能力の高い径φ数十μｍ程（３０〜９０μｍ程）の微細気泡を発生させることができなかった。この径がφ数十μｍ程の微細気泡を発生させるには、気液溶解タンクにて気体を溶解した液体を減圧して気体を析出させる方法が考えられるが、この場合には装置の大型化及び動力の増大を引き起こしてしまうため好ましくなく、容易に上記微細気泡を発生させることができる方法が望まれるものであった。
特許第２７２２３７３号公報

本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、その目的とするところは、容易に微細気泡を発生させることができる微細気泡発生方法を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために本発明の微細気泡発生方法は、流路１を流れる気液混合液中の気泡を減圧・加圧手段２にて粉砕して微細気泡を生成すると共に、前記生成した微細気泡を減圧・加圧手段２の下流側に設けた流動抵抗３にて粉砕してより小さい微細気泡を生成することを特徴とするものである。

このような構成とすることで、容易に径が数十μｍ程（３０〜９０μｍ）の微細気泡を発生させることが可能となる。

また、請求項２に係る発明は、請求項１において、流動抵抗３をメッシュ又はオリフィスで構成して成ることを特徴とするものである。このような構成とすることで、簡単な構成で流動抵抗３を構成することができる。

また、請求項３に係る発明は、請求項１又は２において、流動抵抗３の下流側に設けた渦流室７にて渦流を発生させることことを特徴とするものである。このような構成とすることで、一定の大きさ以下の微細気泡を生成することが可能となる。

本発明は、容易に径が数十μｍ程の微細気泡を発生させることが可能となり、装置の小型化による省スペース化及び省エネ化が図られるものである。

以下、本発明を一実施形態について図１乃至３に基いて説明する。本発明において用いる微細気泡発生装置は、気液混合液が流れる流路１に減圧・加圧手段２を設けると共に該流路１の減圧・加圧手段２の下流側に流動抵抗３を設けてなるもので、本実施形態では図１に示すように、一端の吸込み口と他端のノズル４とがそれぞれ浴槽のような水槽に開口して連通した流路１に、上流側（吸込み口側）から下流側（ノズル４側）にかけて、順に液体中に気体を取込んで気体を液体に混入するための気体取込み部５と、気体を混入した液体を加圧するためのポンプ（図示せず）と、気液混合液中の気泡を粉砕して微細気泡を発生させる減圧・加圧手段２と、流動抵抗３とを設け、流路１の下流側端部には微細気泡を吐出するノズル４を設けてある。

気体取込み部５はエゼクタ機構を有する吸気弁を備え、ポンプを駆動することで液体が流路１を流れる際、気体をエゼクター効果により吸気弁を通じて液体に取込んで気体を混入しすると共に、後述する減圧・加圧手段２に至る流路１の内圧を高く維持するようになっている。気体取込み部５はエアポンプにより気体を圧送するもの等、特に限定されない。気体としては、酸素、オゾン、空気が挙げられるが特に限定されない。

この気体が混入した液体（気液混合液体）はポンプを通過した後（これにより配管内は加圧（正圧）が生じる）下流側の減圧・加圧手段２に流れる。

減圧・加圧手段２は、図１に示すようにポンプとノズル４との間の流路１にベンチュリ管を設けて構成してある。このベンチュリ管１１からなる減圧・加圧手段２では、気泡がスロート部１２を通る際に流速が速くなるとともに減圧されて膨張し、その後は断面積が増加するに従って加圧されて収縮するが、この時に生じるせん断力によって気泡が微細化されて径がφ１００〜５００μｍの微細気泡となる。そして、微細気泡を混入した気液混合液は下流の流動抵抗３へと流れる。

流動抵抗３はメッシュ又はオリフィス等で構成され、前記微細気泡を混入した気液混合液が流動抵抗３を通過する際に乱流域が発生し、この乱流域で生じるせん断力や圧力変動によって前記微細気泡を粉砕して更に微細な径が数十μｍ程（特にφ３０〜９０μｍ程）の微細気泡となる。そして、この流動抵抗３によって数十μｍ程となった微細気泡をノズル４より吐出するものである。

以上のような構成とすることで、流動抵抗３によって数十μｍ程の微細気泡の発生が効率よく行われ、従来のように流路１の途中に気液溶解タンクを設けるものに比べて装置が簡略化し、小型化が図れると共に特に動力源を必要としないため省エネ化が図られるものである。

次に、他の実施形態について図４に基づいて説明する。本実施形態では、流動抵抗３の下流側に減圧細管部６を設けると共にその下流側に渦流室７を設けてある。

減圧細管部６は、流路１の略直線状となっている減圧・加圧手段２、流動抵抗３を設けた部分の流れ方向に対して交差する方向（略直交する方向）に流れる流路１からなる幅の細い管路で、本実施形態では流れ方向から見て流路１を中心に外側に向けて設けてある。そして、減圧細管部６の下流側には渦流室７が設けてある。渦流室７は、減圧細管部６の方向に対して略直交して再び流路１の減圧・加圧手段２、流動抵抗３を設けた部分の流れ方向と同方向を向くもので、減圧細管部６からの流入口よりも上流側に突出する空洞を有している。この渦流室７の空洞は減圧細管部６の幅よりも大きい。

流路１を流れてきた液体が減圧細管部６を通過する際、溶解していた気体が減圧によって析出して微細気泡が発生し、また、液体に混入されていた細小化された気泡が減圧細管部６を通過する際に気泡が膨張し、その後渦流室７にて気泡が急激に加圧されることで粉砕して更に細小化される。そして、渦流室７において渦流が発生し、この渦流の角速度によって一定の大きさ以上の気泡は渦中心に集まってノズル４より吐出されず、また、渦中心に集まった気泡は攪拌されて一定の大きさ以下の細小化された気泡となって下流端のノズル４より吐出される。吐出される微細気泡の大きさは渦流室７の渦の角速度によって決定され、角速度が大きい程小さい気泡を吐出することができ、この渦の角速度は渦流室７に流入させる流速によって可変であるため、渦流室７への流入流速を変えることで所望の大きさの微細気泡を発生させることができる。

本発明の一実施形態の全体構成図である。 （ａ）（ｂ）はそれぞれ同上の要部の例の断面図である。 同上の外観斜視図である。 他の実施形態を示し、（ａ）は要部断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ部拡大図である。

符号の説明

１ 流路
２ 減圧・加圧手段
３ 流動抵抗

Claims (3)

1. 流路を流れる気液混合液中の気泡を減圧・加圧手段にて粉砕して微細気泡を生成すると共に、前記生成した微細気泡を減圧・加圧手段の下流側に設けた流動抵抗にて粉砕してより小さい微細気泡を生成することを特徴とする微細気泡発生方法。
2. 流動抵抗をメッシュ又はオリフィスで構成して成ることを特徴とする請求項１記載の微細気泡発生方法。
3. 流動抵抗の下流側に設けた渦流室にて渦流を発生させることを特徴とする請求項１又は２記載の微細気泡発生方法。

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