(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体が流れる流路に、流路を流れる液体に気体を混入させて気体混合液体を得る気体混入部、気体混合液体を加圧して流路に流すポンプ、気体混合液体が供給されて気体を液体に溶解させて気体溶解液体を得る気液溶解タンク、気体溶解液体中の気体を析出させて微細気泡を発生させる微細気泡発生部を設けてなる微細気泡発生装置であって、
気液溶解タンクの内部に液層と未溶解気体の気層とを設け、
気体混合液体を噴射させる噴射口を気液溶解タンクの上面壁に複数設けると共に、
当該噴射口の噴射方向を、気体混合液体の噴射流同士を気液界面で衝突させる方向に設定した
ことを特徴とする微細気泡発生装置。
【請求項２】
液体が流れる流路に、流路を流れる液体に気体を混入させて気体混合液体を得る気体混入部、気体混合液体を加圧して流路に流すポンプ、気体混合液体が供給されて気体を液体に溶解させて気体溶解液体を得る気液溶解タンク、気体溶解液体中の気体を析出させて微細気泡を発生させる微細気泡発生部を設けてなる微細気泡発生装置であって、
気液溶解タンクの内部に液層と未溶解気体の気層とを設け、
気体混合液体を噴射させる噴射口を気液溶解タンクの上面壁に複数設けると共に、
当該噴射口の噴射方向を、気体混合液体の噴射流同士を液層内で衝突させる方向に設定した
ことを特徴とする微細気泡発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細気泡発生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液体に気体を一旦溶解させてその後液中から気体を析出させて微細気泡を発生させる微細気泡発生装置は、液体が流れる流路に、流路を流れる液体に気体を混入させて気体混合液体を得る気体混入部、気体混合液体を加圧して流路に流すポンプ、気体混合液体が供給されて気体を液体に溶解させて気体溶解液体を得る気液溶解タンク、気体溶解液体中の気体を析出させて微細気泡を発生させる微細気泡発生部を設けて構成されている。
【０００３】
ここで、微細気泡の効果を得るためには多量の微細気泡を発生させる必要があり、これは気体溶解液体における液体への気体の溶解量に負うところが大きく、つまり気液溶解タンクでの気体の液体への溶解効率が、微細気泡発生装置において重要な要素となっている。たとえば特許文献１にある微細気泡発生装置では、気液溶解タンクに設けた１つの噴射口から気体混合液体を気液溶解タンク内に噴射させ、気液溶解タンク内で気体と液体とを混合させて気体を液体に溶解させることが行われているが、気体の液体への溶解効率は充分なものではなく、その改善が期待されるものであった。なお、気体の液体への溶解はたとえば高い圧力下で行われるほどより多量の気体を液体に溶解できることが知られており、しかして、気体混合液体を気液溶解タンクに送るポンプに高い出力のものを用いることで気液溶解タンクでの気体の液体への溶解効率を向上できるのではあるが、この場合、高い出力のポンプにて微細気泡発生装置が大型化してしまうという弊害を伴うものであった。
【特許文献１】特開２００２−３４６３５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記の従来の問題点に鑑みて為したものであって、装置の小型化を図りながらも気液溶解タンクでの気体の液体への溶解効率を向上できる微細気泡発生装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために請求項１に係る微細気泡発生装置は、液体が流れる流路２に、流路２を流れる液体に気体を混入させて気体混合液体を得る気体混入部３、気体混合液体を加圧して流路２に流すポンプ４、気体混合液体が供給されて気体を液体に溶解させて気体溶解液体を得る気液溶解タンク５、気体溶解液体中の気体を析出させて微細気泡を発生させる微細気泡発生部６を設けてなる微細気泡発生装置１であって、気液溶解タンク５の内部に液層８と未溶解気体の気層９とを設け、気体混合液体を噴射させる噴射口７を気液溶解タンク５の上面壁に複数設けると共に、当該噴射口７の噴射方向を、気体混合液体の噴射流１０同士を気液界面１１で衝突させる方向に設定したことを特徴とする。これによると、各噴射流１０同士を衝突させることで各噴射流１０に衝突圧を付与でき、つまり各噴射流１０に局所的な高圧部分をつくることができてこの高圧部分では気体混合液体に混合している気体の液体への溶解が行われ易くなるから、気体の液体への溶解効率を向上できるのであり、また、各噴射流１０同士の衝突箇所が気液界面１１であるから、各噴射流１０同士の衝突の衝撃で気液界面１１を大きく波立たせることができてこの波立ちによって気液界面１１の面積を増加できるのであり、この点でも気体の液体への溶解効率を向上できる。
また気液溶解タンク５に噴射口７を単数設けたものに比べ、気液溶解タンク５内での液体と気体との混合度合いを高めて液体と気体との接触面積を増加させることができて気液溶解タンク５内での気液の溶解効率を向上できるのであり、しかして、従来一般に行われるように気体の液体への溶解効率を向上させるために高出力のポンプ４を用いるといった必要が無くなり、低出力のポンプ４を用いることができて微細気泡発生装置１の小型化を図ることができる。
【０００８】
また、請求項２に係る微細気泡発生装置は、液体が流れる流路２に、流路２を流れる液体に気体を混入させて気体混合液体を得る気体混入部３、気体混合液体を加圧して流路２に流すポンプ４、気体混合液体が供給されて気体を液体に溶解させて気体溶解液体を得る気液溶解タンク５、気体溶解液体中の気体を析出させて微細気泡を発生させる微細気泡発生部６を設けてなる微細気泡発生装置１であって、気液溶解タンク５の内部に液層８と未溶解気体の気層９とを設け、気体混合液体を噴射させる噴射口７を気液溶解タンク５の上面壁に複数設けると共に、当該噴射口７の噴射方向を、気体混合液体の噴射流１０同士を液層８内で衝突させる方向に設定したことを特徴とする。これによると、各噴射流１０同士を衝突させることで各噴射流１０に衝突圧を付与でき、つまり各噴射流１０に局所的な高圧部分をつくることができてこの高圧部分では気体混合液体に混合している気体の液体への溶解が行われ易くなるから、気体の液体への溶解効率を向上できるのであり、また、各噴射流１０同士の衝突箇所が液層８内であるから、各噴射流１０同士の衝突の衝撃で液層８内を大きく攪拌する攪拌流１８を形成できて液層８内での気体と液体との混合度合いを高めて液体と気体との接触面積を増加できるのであり、この点でも気液溶解タンク５内での気液の溶解効率を向上できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、気液溶解タンク内での気体の液体への溶解効率を高めることができたことから、従来一般に行われるように気体の液体への溶解効率を向上させるために高出力のポンプを用いるといった必要が無くなり、低出力のポンプを用いることができて微細気泡発生装置の小型化を図ることができる、といった利点を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。
【００１１】
実施形態における微細気泡発生装置１は、図４のように浴槽１２に微細気泡を供給するようにした装置であって、具体的には、浴槽１２に吸入口１３と吐出口１４とを設け、吸入口１３から吐出口１４に至る流路２である循環流路２ａを形成し、この循環流路２ａに吸入口１３側から順に、液体である浴水に気体を混入させて気体混合液体を得る気体混入部３、吸入口１３から循環流路２ａを介して吐出口１４に浴水を搬送するポンプ４、ポンプ４にて気体混合液体が供給されて気体を浴水に溶解させて気体溶解液体を得る気液溶解タンク５、気体溶解液体中の気体を析出させて微細気泡を発生させる微細気泡発生部６を設けたことで形成されている。ここで、気体混入部３は、本例では循環流路２ａを流れる浴水によるエゼクター効果によって空気が吸引されて浴水内に混入される構造とされているが、これに限らず強制的に空気を浴水内に混入させる構造でもよい。なお、浴水内に混入される気体としては空気以外のもの、たとえば酸素成分が高い空気等を用いることもできる。また、気液溶解タンク５は、中空内部の下部が液層８で上部が未溶解空気の気層９となっており、気液溶解タンク５の上面壁にはポンプ４から至る循環流路２ａが接続されて気体混合液体が気液溶解タンク５内に噴射される噴射口７が設けられ、気液溶解タンク５の底壁には微細気泡発生部６に至る循環流路２ａが接続されていて気体溶解液体が吐出される出口１５が設けられている。また、微細気泡発生部６は循環流路２ａの径を絞った絞り部にて構成され、絞り部で気体溶解液体の圧力降下を行って気体を析出するようにしている。ところで、本発明では、気液溶解タンク５の噴射口７を複数設け、各噴射口７からそれぞれ気体混合液体を噴射流１０として気液溶解タンク５内に向けて噴射させたことに大きな特徴があり、これによると、従来一般の微細気泡発生装置１のように気液溶解タンク５に噴射口７を単数設けたものに比べ、気液溶解タンク５内での液体と気体との混合度合いを高めて液体と気体との接触面積を増加させることができ、気液溶解タンク５内での気液の溶解効率の向上が図られているのである。以下、本発明の実施形態の各例に基き、詳述する。
【００１２】
図１の例では、ポンプ４から至る循環流路２ａが気液溶解タンク５に至る手前部分で二又に分岐され、上記分岐された循環流路２ａが気液溶解タンク５の上面壁にそれぞれ至って２つの噴射口７が形成されている。ここで、各噴射口７には気体混合液体を噴射流１０にして所定方向に噴射するためのノズル１６が形成されており、そして本例では、各噴射流１０同士を気層９内で衝突させる方向に各噴射口７の噴射方向が設定されている。このように、各噴射口７からの各噴射流１０同士を衝突させたことで、各噴射流１０に衝突圧を付与できるのであり、つまり各噴射流１０に局所的な高圧部分をつくることができるのであり、ここで、この高圧部分では気体混合液体に混合している気体の液体への溶解が行われ易くなっているから、気体の液体への溶解効率が向上されているのである。なお、各噴射流１０同士が衝突することによると、各噴射流１０同士が衝突しないものに比べて、気液溶解タンク５内での気液の混合度合いを高めることができて気液の接触面積を増やすこともできるから、この点でも気体の液体への溶解効率が向上されている。また、本例では各噴射流１０同士の衝突箇所が気層９内に設定されていることから、各噴射流１０同士の衝突の衝撃で気層９内に気体混合液体を飛散させることができ、飛散した気体混合液体１７は気層９の気体との接触面積が増加するのであって、つまり気液の接触面積を増やすことが有効に為されており、この点でも気体の液体への溶解効率が向上されているのである。
【００１３】
また、図２の例では、ポンプ４から至る循環流路２ａが気液溶解タンク５に至る手前部分で二又に分岐され、上記分岐された循環流路２ａが気液溶解タンク５の上面壁にそれぞれ至って２つの噴射口７が形成されている。ここで、各噴射口７には気体混合液体を噴射流１０にして所定方向に噴射するためのノズル１６が形成されており、そして本例では、各噴射流１０同士を気液界面１１で衝突させる方向に各噴射口７の噴射方向が設定されている。各噴射流１０が衝突することでの、気液溶解タンク５内での気液の混合度合いを向上できるといった作用や、各噴射流１０に局所的な高圧部分を形成できるといった作用に基く、気体の液体への溶解効率の向上効果は先例と同様であるが、本例では、特に各噴射流１０同士の衝突箇所が気液界面１１に設定されていることから、各噴射流１０同士の衝突の衝撃で気液界面１１を大きく波立たせることができ、この波立ちによって気液界面１１の面積を略平面状態にある気液界面１１よりも大幅に増加させることができ、つまり気液の接触面積を増やすことが有効に為されており、この点でも気体の液体への溶解効率が向上されているのである。
【００１４】
また、図３の例では、ポンプ４から至る循環流路２ａが気液溶解タンク５に至る手前部分で二又に分岐され、上記分岐された循環流路２ａが気液溶解タンク５の上面壁にそれぞれ至って２つの噴射口７が形成されている。ここで、各噴射口７には気体混合液体を噴射流１０にして所定方向に噴射するためのノズル１６が形成されており、そして本例では、各噴射流１０同士を液層８内で衝突させる方向に各噴射口７の噴射方向が設定されている。各噴射流１０が衝突することでの、気液溶解タンク５内での気液の混合度合いを向上できるといった作用や、各噴射流１０に局所的な高圧部分を形成できるといった作用に基く、気体の液体への溶解効率の向上効果は先例と同様であるが、本例では、特に各噴射流１０同士の衝突箇所が液層８内に設定されていることから、各噴射流１０同士の衝突の衝撃で液層８内を大きく攪拌する攪拌流１８を生じさせることができて気体と液体との混合度合いを高めることができ、つまり液層８内の液体と気体との接触面積を有効に増加させることができたものであり、この点でも気液溶解タンク５内での気液の溶解効率が向上されているのである。
【００１５】
このように実施形態にある微細気泡発生装置１では、気液溶解タンク５において気体と液体との溶解効率が高められているために、従来一般に行われている気液溶解タンク５の溶解効率を高めるために高出力のポンプ４を用いるといったことを行わずに済むものとなっており、しかして、高出力のポンプ４を用いることに伴う微細気泡発生装置１の大型化を回避することができたものである。これは、浴槽１２に微細気泡を供給する微細気泡発生装置１のように、浴室内といった限られた空間内に微細気泡発生装置１を設置せねばならない場合に特に有用である。無論、微細気泡発生装置１で発生される微細気泡は、浮上速度が低くて液体中に長く滞留でき、液体内に微細気泡が含有した状態ではあたかも温泉水のように白濁した外観を得られる効果に加えて、体積当たりの表面積が大きくて液体中の汚れを吸着して浮上させて水質浄化ができるなどの効果もあるから、浴槽１２に限らず浄化槽やいけす等に微細気泡を供給するようにしてもよく、この場合も微細気泡発生装置１の小型化による設置スペースの省スペース化という恩恵を享受できるのは言うまでもない。
【００１６】
なお、上記実施形態では噴射口７を２個設けたものを例示したが、噴射口７の設置数はこれに限らず複数個であればよく、噴射口７の設置数の増加によると気液溶解タンク５内での気液の混合度合いを向上できて好ましいものである。また、上記実施形態では噴射口７を気層９に臨ませて設けたものを例示したが、噴射口７は液層８に臨むようにして設けるのも良く、これによっても複数の噴射口７による気液溶解タンク５内での気液の混合度合いの向上効果を得ることができるのである。更に言うと、上記実施形態では気液溶解タンク５での気体の液体への溶解効率を高めて微細気泡発生装置１の小型化を図っているが、気液溶解タンク５自体の小型化を図る下記の技術を併用して更なる微細気泡発生装置１の小型化を図っても好ましい。すなわち、各実施形態の例では、気体混入部３の取込み気体量が気液溶解タンク５内の気体の溶解能力を超える場合には余剰気体によって気液溶解タンク５内の内圧が高まると共に気層９の容積が拡張されていくが、この気層９の容積の拡張を防止するべく、気液溶解タンク５の内圧が一定の圧力になったときに開くような定圧弁の空気抜き弁１９を気層９に臨ませるように設ける技術を併用している。このように空気抜き弁１９を設けて気層９の容積拡大を防止したことで気液溶解タンク５の上下長さが低減されて気液溶解タンク５自体の小型化が図られるのである。またこの場合、気層９の容積拡大によって出口１５と気層９とが近づくことで気層９の気体が溶解されずにそのまま出口１５から気液溶解タンク５外に排出されてしまう恐れも回避できるといった利点も有することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態の例の微細気泡発生装置の要部の断面図である。
【図２】同上の他例の微細気泡発生装置の要部の断面図である。
【図３】同上の更に他例の微細気泡発生装置の要部の断面図である。
【図４】本発明の実施形態の微細気泡発生装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００１８】
１  微細気泡発生装置
２  流路
２ａ  循環流路
３  気体混入部
４  ポンプ
５  気液溶解タンク
６  微細気泡発生部
７  噴射口
８  液層
９  気層
１０  噴射流
１１  気液界面
【図１】
0004631561.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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