(57)【要約】【課題】可動部のない簡素な構造で、設置および移動が簡単であり、目詰まりも発生しにくい、消泡ノズルを提供する。【解決手段】消泡ノズル１０は、中心軸１１ｃ，１２ｃの回りを流体が旋回可能で中心軸１１ｃ，１２ｃ方向の両端に隔壁１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂを有する筒状旋回室１１，１２と、筒状旋回室１１，１２の内周面１１ｄ，１２ｄの接線方向から内周面１１ｄ，１２ｄに向かって開設された液体導入口１１ｅ，１２ｅと、筒状旋回室１１，１２の一方の隔壁１１ｂ，１２ｂに開設された流体放出口１１ｆ，１２ｆとを備えている。２つの筒状旋回室１１，１２は、それぞれの中心軸１１ｃ，１２ｃ同士が互いに平行をなし、且つそれぞれの流体放出口１１ｆ，１２ｆが同じ方向を向くように配置するとともに、２つの液体導入口１１ｅ，１２ｅへ連通する液体供給路１１ｇ，１２ｇを設けている。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸の回りを流体が旋回可能で前記中心軸方向の両端に隔壁を有する筒状旋回室と、前記筒状旋回室の内周面の接線方向から前記内周面に向かって開設された液体導入口と、前記筒状旋回室の一方の隔壁に開設された流体放出口とを備えたことを特徴とする消泡ノズル。
【請求項２】
２つの前記筒状旋回室を、それぞれの中心軸同士が互いに平行をなし、且つそれぞれの前記流体放出口が互いに同じ方向を向くように配置し、２つの前記筒状旋回室の液体導入口へ連通する液体供給路を設けた請求項１記載の消泡ノズル。
【請求項３】
２つの前記筒状旋回室内における流体の旋回方向が互いに反対方向となるように前記液体導入口を開設した請求項２記載の消泡ノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体表面に発生した泡を消すために使用する消泡ノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
畜産廃水その他の廃水処理設備、発酵設備、化学プラント設備、洗浄設備などの一部においては、液体の表面に大量の泡が発生する工程が存在する場合がある。このような工程で発生する泡は、そのまま放流すると自然環境を破壊したり、その後の処理工程に悪影響を及ぼしたりすることとなるため、何らかの消泡技術が講じられている。
【０００３】
従来の消泡技術は、回転体を泡に当て、その遠心力、剪断力あるいは打撃力によって消泡するもの、ヒータなどの加熱体を泡に接触させて消泡するものなどがあるが、本願に関連する消泡技術として、噴射ノズルから泡に向かって流体を噴射することによって消泡するものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
特許文献１に記載には、泡立った液体の表面上部に、水平または斜め下方に開口する複数の噴射ノズルをノズルアームを介して回転自在に配設し、これらの噴射ノズルから流体を噴射しながらノズルアームを回転させることにより、流体およびノズルアームを泡に衝突させて消泡する技術が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１４５８０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の消泡技術の場合、微細な液体流路および噴射口を内蔵する噴射ノズルが使用されているため、これらの部分に液体中の異物が詰まりやすい。このため、噴射ノズルの上流側にフィルタを設けたり、異物を含有しない液体に処理対象を限定したりする必要があり、不便である。
【０００７】
また、特許文献１に記載の消泡技術は、ノズルアームを介して噴射ノズルが回転させる方式であるため、モータなどの動力源に加え、回転軸、軸受けおよび減速装置などの回転機構を設ける必要がある。このため、設備が大がかりとなり、設置および移動が困難であるだけでなく、回転部分が他の物体に接触して損傷したり、損傷を与えたりする可能性もある。また、回転機構を防水構造としたり、回転機構を定期的にメンテナンスしたりする必要もある。
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、可動部のない簡素な構造で、設置および移動が簡単であり、目詰まりも発生しにくい、消泡ノズルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の消泡ノズルは、中心軸の回りを流体が旋回可能で前記中心軸方向の両端に隔壁を有する筒状旋回室と、前記筒状旋回室の内周面の接線方向から前記内周面に向かって開設された液体導入口と、前記筒状旋回室の一方の隔壁に開設された流体放出口とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
このような構成において、液体導入口から筒状旋回室に向かって液体を送給すると、筒状旋回室内に、その中心軸回りの旋回流が発生するとともに、中心軸付近に筒状の空洞部が発生する。この旋回流は流体放出口付近において絞られ、中心軸回りに回転しながら流体放出口を通過することによって、流体放出口からスカート状の液膜となって中心軸回りに回転しながら放出される。このようにして放出されるスカート状の液膜を、液面に発生している泡に向かって散布すると、液膜は落下しながら分裂して多数の液滴へ変化し、これらの液滴が泡に対して斜めに衝突し、その剪断力によって泡を連続的に破壊していくため、泡を消すことができる。
【００１１】
この場合、多数の液滴は流体放出口から放出されたときと同様に回転しながら拡散していき、液面に浮いている泡に対して斜めに衝突する。これによって、液面の泡に円形状の回転運動を生じさせ、液滴の落下領域内に誘引する作用も生じるため、液面に浮いている泡を、全体的に液滴の落下領域内に集めながら、漏れなく消泡することができる。
【００１２】
本発明の消泡ノズルは、筒状旋回室に液体導入口および流体放出口を設けたものであるため、可動部がなく、簡素な構造である。また、液体導入口へ液体を送給し、流体放出口から回転しながら放出される液膜を泡に向かって散布するだけでよいので、取り扱いが容易であり、設置および移動も簡単である。また、筒状旋回室内に発生する旋回流および空洞部の作用により、回転するスカート状の液膜を流体放出口から放出するので、流体放出口の内径を、従来の噴射ノズルの噴出口内径よりも大きくすることができる。このため、目詰まりも発生しにくく、フィルタなども不要である。
【００１３】
一方、２つの前記筒状旋回室を、それぞれの中心軸同士が互いに平行をなし、且つそれぞれの前記流体放出口が互いに同じ方向を向くように配置し、２つの前記筒状旋回室の液体導入口へ連通する液体供給路を設けた構造とすることもできる。このような構成とすれば、回転するスカート状の液膜を、２つの流体放出口から、泡の浮いている液面の広い範囲に向かって、放出、散布することが可能となるため、消泡処理の迅速化を図ることができる。
【００１４】
この場合、２つの前記筒状旋回室内における流体の旋回方向が互いに反対方向となるように前記液体導入口を開設することが望ましい。このような構成とすれば、２つの筒状旋回室の流体放出口からそれぞれ放出されるスカート状の液膜の回転方向が互いに逆方向となるため、これら２つのスカート状の液膜により、液面に浮いている泡全体に８の字状の回転流が発生し、流体放出口下方に泡が集合するようになる。このため、流体放出口から下方に向かって放出される液膜によって泡を効率的に消すことが可能となり、消泡処理をさらに迅速化することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、以下に示す効果を奏する。
【００１６】
（１）中心軸の回りを流体が旋回可能で前記中心軸方向の両端に隔壁を有する筒状旋回室と、前記筒状旋回室の内周面の接線方向から前記内周面に向かって開設された液体導入口と、前記筒状旋回室の一方の隔壁に開設された流体放出口とを備えたことにより、可動部のない簡素な構造となり、設置および移動が簡単となり、目詰まりも発生しにくくなる。
【００１７】
（２）２つの前記筒状旋回室を、それぞれの中心軸同士が平行をなし、且つそれぞれの前記流体放出口が互いに同じ方向を向くように配置し、２つの前記筒状旋回室の液体導入口へ連通する液体供給路を設けた構造とすれば、泡の発生している液面の広い範囲に向かって回転するスカート状の液膜を放出することが可能となるため、消泡処理の迅速化を図ることができる。
【００１８】
（３）２つの前記筒状旋回室内における流体の旋回方向が互いに反対方向となるように前記液体導入口を開設すれば、互いに反対方向に回転する２つのスカート状の液膜により、液面に浮いている泡全体に８の字状の回転流が発生し、流体放出口下方に泡が集合するようになるため、泡を効率的に消すことが可能となり、消泡処理をさらに迅速化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態である噴射ノズルについて説明する。図１は本発明の実施の形態である消泡ノズルを示す平面図、図２は図１に示す消泡ノズルの正面図、図３は図１に示す消泡ノズルの底面図、図４は図１におけるＡ−Ａ線断面図、図５は図２におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【００２０】
図１〜図５に示すように、本実施形態の消泡ノズル１０は、中心軸１１ｃ，１２ｃの回りを流体が旋回可能で中心軸１１ｃ，１２ｃ方向の両端に隔壁１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂを有する筒状旋回室１１，１２と、筒状旋回室１１，１２の内周面１１ｄ，１２ｄの接線方向から内周面１１ｄ，１２ｄに向かって開設された液体導入口１１ｅ，１２ｅと、筒状旋回室１１，１２の一方の隔壁１１ｂ，１２ｂに開設された流体放出口１１ｆ，１２ｆとを備えている。
【００２１】
２つの筒状旋回室１１，１２は、それぞれの中心軸１１ｃ，１２ｃ同士が互いに平行をなし、且つそれぞれの流体放出口１１ｆ，１２ｆが同じ方向を向くように配置するとともに、２つの筒状旋回室１１，１２の液体導入口１１ｅ，１２ｅへ連通する液体供給路１１ｇ，１２ｇを設けている。これらの液体供給路１１ｇ，１２ｇは、その上流側において、図６に示す送液管６に接続されるようになっている。また、２つの液体導入口１１ｅ，１２ｅは、後述するように、それぞれ筒状旋回室１１，１２内における流体の旋回方向が互いに反対方向となるように配置されている。
【００２２】
消泡ノズル１０において、図４，図５に示すように、それぞれの液体導入口１１ｅ，１２ｅから各筒状旋回室１１，１２に向かって液体を送給すると、筒状旋回室内１１，１２に、それぞれの中心軸１１ｃ，１２ｃ回りの旋回流Ｒが発生するとともに、これらの旋回流Ｒは流体放出口１１ｆ，１２ｆ付近において絞られ、中心軸１１ｃ，１２ｃ回りに回転しながら流体放出口１１ｆ，１２ｆを通過することにより、それぞれの流体放出口１１ｆ，１２ｆからスカート状の液膜３となって中心軸１１ｃ，１２ｃ回りに回転しながら放出される。
【００２３】
このように、回転するスカート状に放出される液膜３を、液面に発生している泡４（図６参照）に向かって散布すると、これらの液膜３は落下中に分裂して多数の液滴３ａへと変化しながら、液面の泡４に対して斜めに衝突し、その剪断力によって泡４を連続的に破壊していくため、泡４を速やかに消すことができる。この場合、多数の液滴３ａは流体放出口１１ｆ，１２ｆから放出されたときと同様に回転、拡散しながら泡４に衝突し、これによって、液面に浮いている泡４を液滴３ａの落下領域内に誘引する作用が生じるため、液面全体に浮いている泡４を集めながら漏れなく消泡することができる。
【００２４】
ここで、図６，図７を参照して、消泡ノズル１０を用いた消泡装置について説明する。図６は図１に示す消泡ノズルを用いた消泡装置の使用状態を示す側面図、図７は図６に示す消泡装置の使用状態を示す一部省略平面図である。
【００２５】
図６に示すように、消泡装置３０は、貯留槽２内の液体５の表面に発生している泡４を消すために配備されている。消泡装置３０は、貯留槽２内の液体５の液面上方に配置された消泡ノズル１０と、貯留槽２内の液体５を汲み上げるため液体５中に浸漬された水中ポンプ１と、水中ポンプ１で汲み上げた液体５を消泡ノズル１０へ送給するための送液管６とを備えている。水中ポンプ１は防水構造のモータ（図示せず）を内蔵しており、電源コード７およびスイッチ８を備えている。
【００２６】
電源コード７を商用電源に接続し、スイッチ８をＯＮすると、水中ポンプ１が液体５を吸い込み、送液管６を経由して消泡ノズル１０へ送給する。送液管６を経由して送給されてきた液体５は、２つの液体供給路１１ｇ，１２ｇ（図４参照）に分流して、それぞれの液体導入口１１ｅ，１２ｅから各筒状旋回室１１，１２に流れ込む。このようにして流れ込んだ液体５により、前述したように、筒状旋回室１１，１２に旋回流Ｒおよび空洞部Ｖが発生し、これらの作用によって形成された、回転するスカート状の液膜３が消泡ノズル１０から泡４に向かって放出される。そして、これらのスカート状の液膜３が分裂して生じた、回転しながら拡散する大量の液滴３ａが、液面に浮いている泡４に対して斜めに衝突し、その剪断力によって泡４が連続的に破壊されていくため、泡４を短時間のうちに漏れなく消すことができる。
【００２７】
消泡ノズル１０は、それぞれの筒状旋回室１１，１２に、液体導入口１１ｅ，１２ｅおよび流体放出口１１ｆ，１２ｆを設けた構造であるため、可動部がなく、構造自体も簡素である。また、液体導入口１１ｅ，１２ｅへ液体５を送給し、流体放出口１１ｆ，１２ｆから放出されるスカート状の液膜３を泡４に向かって散布するだけでよいので、取り扱いが容易であり、設置および移動も簡単である。また、筒状旋回室１１，１２内に発生する旋回流Ｒが流体放出口１１ｆ，１２ｆを通過する際にスカート状の液膜３が形成されればよいため、流体放出口１１ｆ，１２ｆの内径を、従来の噴射ノズルの噴出口内径よりも大きくすることができる。このため、目詰まりも発生しにくくなり、フィルタなども不要である。
【００２８】
また、消泡ノズル１０においては、前述したように、２つの筒状旋回室１１，１２を、それぞれの中心軸１１ｃ，１２ｃ同士が互いに平行をなし、且つそれぞれの流体放出口１１ｆ，１２ｆが同じ方向を向くように配置するとともに、２つの筒状旋回室１１，１２の液体導入口１１ｅ，１２ｅへ連通する液体供給路１１ｇ，１２ｇを設けている。これにより、泡４の発生している液体５表面の広い範囲に向かってスカート状の液膜３を放出、散布することができるため、消泡処理の迅速化を図ることができる。
【００２９】
さらに、図５に示すように、２つの筒状旋回室１１，１２内に発生する旋回流Ｒの旋回方向が互いに反対方向となるように液体導入口１１ｅ，１２ｅを開設している。このような構成としたことにより、２つの筒状旋回室１１，１２の流体放出口１１ｆ，１２ｆからそれぞれ放出されるスカート状の液膜３の回転方向が互いに逆方向となる。従って、図７に示すように、これら２つの液膜３により、液面に浮いている泡４（図示せず）全体に８の字状の回転流が発生し、消泡ノズル１０の流体放出口１１ｆ，１２ｆ（図示せず）下方に泡４が集合するようになる。このため、流体放出口１１ｆ，１２ｆから下方に向かって放出されるスカート状の液膜３によって泡４を効率的に消すことが可能であり、消泡処理をさらに迅速化することができる。
【００３０】
また、消泡装置３０は、１個の消泡ノズル１０で消泡作業を行うことができるので、設置スペースを広くとる必要もない。さらに、消泡ノズル１０は比較的軽量であるため、液体５の表面から消泡ノズル１０までの高さを任意に設定できる高さ調整機構を設けたり、液体５の表面の上下変動に応じて消泡ノズル１０の位置を自動調整する自動機構を設けたりすることもできる。なお、消泡ノズル１０においては、筒状旋回室１１，１２は円筒形状としているが、これに限定するものではないので、多角筒形状の筒状旋回室とすることもできる。
【００３１】
このように消泡ノズル１０には、回転アームや回転羽根などの可動部がない簡素な構造であるため、設置、移動が簡単であり、壊れにくく、物品などを損傷するおそれもない。また、流体放出口１１ｆ，１２ｆの内径が比較的大きく、目詰まりが発生しにくいため、液体５が清澄でなくても使用可能である。さらに、液膜３から液滴３ａが形成されることにより、落下中に液滴３ａと空気とが接触する面積が大きくなり、空気中の酸素が液滴３ａ中に溶け込みやすくなるため、液膜３が散布されることにより、液滴３ａ中に溶け込んだ酸素による、液体５への酸素供給も可能である。
【００３２】
次に、図８，図９を参照して、本発明のその他の実施形態である消泡ノズル２０について説明する。図８は本発明のその他の実施形態である消泡ノズルを示す水平断面図、図９は図８に示す消泡ノズルの垂直断面図である。
【００３３】
図８，図９に示すように、本実施形態の消泡ノズル２０の消泡装置３０においては、２つの筒状旋回室２１，２２内に発生する旋回流Ｒの旋回方向が互いに同じ方向となるように液体導入口２１ｅ，２２ｅを開設し、これらの液体導入口２１ｅ，２２ｅに連通する液体供給路２１ｇ，２２ｇを設けている。このような構成とすれば、それぞれの流体放出口２１ｆ，２２ｆから互いに同じ方向に回転するスカート状の液膜３および液滴３ａを放出することができ、これによって前述と同様の消泡作用を得ることができる。その他の部分の構造、機能については、前述した消泡ノズル１０と同様である。
【００３４】
なお、前述した消泡ノズル１０，２０はいずれも２つの筒状旋回室１１，１２，２１，２２を備えているが、筒状旋回室を１つ若しくは３つ以上備えた構造とすることも可能である。そして、筒状旋回室が１つ若しくは３つ以上の場合でも、筒状旋回室の流体放出口から回転しながら散布される液滴によって液面上の泡を回転させながら消泡することができる。しかしながら、２つの筒状旋回室を備えた消泡ノズル１０，２０の場合、液面上の泡４全体に８の字状の回転流が発生し、泡４を循環させながら消していくことができるため、最も効率的に消泡することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の消泡ノズルは、畜産廃水その他の廃水処理設備、発酵設備、化学プラント設備、洗浄設備などにおける消泡装置の一部として広く使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態である消泡ノズルを示す平面図である。
【図２】図１に示す消泡ノズルの正面図である。
【図３】図１に示す消泡ノズルの底面図である。
【図４】図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図２におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】図１に示す消泡ノズルを用いた消泡装置の使用状態を示す側面図である。
【図７】図６に示す消泡装置の使用状態を示す一部省略平面図である。
【図８】本発明のその他の実施形態である消泡ノズルを示す水平断面図である。
【図９】図８に示す消泡ノズルの垂直断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  水中ポンプ
２  貯留槽
３  液膜
３ａ  液滴
４  泡
５  液体
６  送液管
７  電源コード
８  スイッチ
１０，２０  消泡ノズル
１１，１２，２１，２２  筒状旋回室
１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ  隔壁
１１ｃ，１２ｃ  中心軸
１１ｄ，１２ｄ  内周面
１１ｅ，１２ｅ，２１ｅ，２２ｅ  液体導入口
１１ｆ，１２ｆ，２１ｆ，２２ｆ  流体放出口
１１ｇ，１２ｇ，２１ｇ，２２ｇ  液体供給路
３０  消泡装置
Ｒ  旋回流
Ｖ  空洞部
【図１】
2006068600.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006068600.tif 000008
【図７】
2006068600.tif 000009
【図８】
2006068600.tif 000010
【図９】
2006068600.tif 000011