(57)【要約】【課題】製造を煩雑にせずに、微細気泡の混入量の増大が容易に図れるようになる気液混合装置の提供。【解決手段】入口11側の流路21A から小さく絞られたジェット噴出孔３へ液体を流動させ、静圧が著しく低いジェット噴流を発生させる。これにより、キャビテーションを発生させるとともに、流体注入孔７からキャビテーション発生室２の内部に向かって空気を大量に引き込む。そして、キャビテーションによる微細気泡だけでなく、流体注入孔７から引き込んだ空気の少なくとも一部が微細気泡となって液体に追加・混合されるので、簡単な構造のままで、従来よりも著しく多くの微細気泡を液体に混入することができる。【選択図】    図２
2005028306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口から導入された液体の中に無数の微小気泡を混合し、液体に気体を混合した気液混合物を生成し、生成した気液混合物を出口から放出する気液混合装置であって、
前記入口側及び前記出口側の間に設けられたキャビテーション発生室と、
前記入口及び前記キャビテーション発生室を相互に連通するとともに、前記キャビテーション発生室の内部でキャビテーションが生じるように、その内径が前記入口側の流路よりも小さく絞られて、前記液体を前記キャビテーション発生室の内部へ勢いよく吹き出すジェット噴出孔と、
前記ジェット噴出孔よりも大きい内径を有するとともに、前記キャビテーション発生室及び前記出口を相互に連通する排出孔と、
前記キャビテーション発生室内を流通する液体に所定の流体を注入するために、前記キャビテーション発生室の内周面に開口された流体注入孔とを備え、
前記ジェット噴出孔及び前記排出孔が前記キャビテーション発生室を挟んで当該キャビテーション発生室の内側面に互いに対向して設けられ、
前記キャビテーション発生室の前記液体の流通方向に沿った内周面に前記流体注入孔が設けられていることを特徴とする気液混合装置。
【請求項２】
前記入口側の流路と前記キャビテーション発生室とを仕切るとともに前記ジェット噴出孔が開口されている側壁は、前記入口側の流路及び前記キャビテーション発生室のいずれか一方に臨む側面に、すり鉢状に凹んだ凹部が形成され、この凹部の底に前記ジェット噴出孔が開口されていることを特徴とする請求項１記載の気液混合装置。
【請求項３】
前記側壁は、前記キャビテーション発生室に臨む側面が前記凹部とされ、その反対側の側面が前記液体の流れる方向と直交するように切り立っていることを特徴とする請求項２記載の気液混合装置。
【請求項４】
前記入口側及び前記出口側を連通する筒状に形成された筒状部材と、この筒状部材の内部に設けられる側壁部材と、前記筒状部材の前記出口側の端縁に接続される筒状の出口部材とを備え、前記筒状部材の内部空間を仕切るように前記側壁部材を配置することで前記側壁が形成され、前記出口部材の前記入口側の開口は、前記排出孔とされ、前記キャビテーション発生室は、前記側壁部材及び前記出口部材の間に形成されていることを特徴とする請求項２又は３記載の気液混合装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれかに記載の気液混合装置を備え、この気液混合装置の内部に、前記液体として汚水を浄化するための液体及び汚水の少なくとも一方を流通させることを特徴とする汚水浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部を流通する液体に、外部から導入される気体を効率よく混合するための気液混合装置、及び、この気液混合装置を利用した汚水浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ベンチュリ効果を利用して、水等の液体に微細な気泡を大量に混入させる気液混合装置が知られている。微細な気泡を大量に水に混入すれば、汚れを効果的に洗浄することができる。このため、前述のような気液混合装置は、厨房において食器等を洗浄する洗浄装置に利用することができる。
【０００３】
気液混合装置を利用した洗浄装置としては、例えば、図６の如く、食器等の被洗浄物を入れる容器90と、この容器90に水道水を導くとともに、その先端部分の断面積が小さく絞られた水道水導入管91とを備えたものが知られている。
【０００４】
そして、水道水導入管91は、当該水道水導入管91よりも太い円筒状の気泡発生室92の内部に、その先端部分が収納され、また、その先端面に、水道水を気泡発生室92の内部に放出する水道水導入口93が開口されたものとなっている。
【０００５】
気泡発生室92は、水道水導入口93よりもわずかに水道水の上流側位置に開口した空気導入口94を備えている。
【０００６】
ここで、水道水を水道水導入口93から勢いよく噴出させると、この水道水は、ジェット水流となって空気導入口94から気泡発生室92の中へ空気を誘引し、誘引された空気は、微細な気泡となって水道水の中に大量に混入し、効果的な洗浄が行えるようになる（特許文献１参照）。
【特許文献１】特公平３−７０５４０号公報（図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ベンチュリ効果を利用した気液混合装置では、微細な気泡を得るために、空気導入口94の内径を小さくする必要があるので、空気導入口94の内径を拡大できず、気泡の混入量を増やすことが難しいという問題がある。
【０００８】
一方、水道水導入管91及び空気導入口94を備えた気泡発生室92を複数設けることにより、気泡の混入量を増やすことが考えられるが、このようにすると、気液混合装置の構造が複雑となり、製造が煩雑になるという問題が生じる。
【０００９】
本発明の目的は、製造を煩雑にせずに、微細気泡の混入量の増大が容易に図れるようになる気液混合装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下に説明する各発明は、上記した目的を達成するためになされたものであり、図面に示した発明の実施の形態を用いて、以下に説明する。
【００１１】
なお、以下の各構成要件には、説明の便宜上、実施の形態において用いた符号を付すが、これにより、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１２】
請求項１記載の発明は、次の点を特徴とする。
【００１３】
すなわち、請求項１記載の発明は、入口(11)から導入された液体の中に無数の微小気泡を発生させることにより気液混合物を生成し、生成した気液混合物を出口(12)から放出する気液混合装置(１)であって、前記入口(11)側及び前記出口(12)側の間に設けられたキャビテーション発生室(２)と、前記入口(11)及び前記キャビテーション発生室(２)を相互に連通するとともに、前記キャビテーション発生室(２)の内部でキャビテーションが生じるように、その内径(D1)が前記入口(11)側の流路(21A) よりも小さく絞られて、前記液体を前記キャビテーション発生室(２)の内部へ勢いよく吹き出すジェット噴出孔(３)と、前記ジェット噴出孔(３)よりも大きい内径(D3)を有するとともに、前記キャビテーション発生室(２)及び前記出口(12)を相互に連通する排出孔(４)と、前記キャビテーション発生室(２)内を流通する液体に所定の流体を注入するために、前記キャビテーション発生室の内周面に開口された流体注入孔(７)とを備え、前記ジェット噴出孔(３)及び前記排出孔(４)が前記キャビテーション発生室(２)を挟んで当該キャビテーション発生室(２)の内側面(3A,41B)に互いに対向して設けられ、前記キャビテーション発生室(２)の前記液体の流通方向に沿った内周面(2A)に前記流体注入孔(７)が設けられていることを特徴とする。
【００１４】
このような本発明によれば、入口(11)側の流路(21A) を流れてきた液体は、当該流路(21A) よりも小さく絞られたジェット噴出孔(３)を通ってキャビテーション発生室(２)に流れ込む際に加速され、入口(11)側の流路(21A) よりも速い速度でキャビテーション発生室(２)の内部を流動する。
【００１５】
キャビテーション発生室(２)の内部で高速で流動する液体は、その静圧が著しく低くなるので、キャビテーションを発生させ、その内部に溶け込んでいた気体又は当該液体の蒸気等からなる微細気泡が当該液体に混じり、この状態でジェット噴流となって流動する。
【００１６】
また、静圧が著しく低いジェット噴流が、キャビテーション発生室(２)の内周面(2A)の近傍を平行に勢いよく流れると、当該内周面(2A)に開口された流体注入孔(７)を通過する際に、流体注入孔(７)に導入されている注入流体を、キャビテーション発生室(２)の内部に向かって大量に引き込む。
【００１７】
また、ジェット噴流の周囲領域には、当該領域に発生する渦等により、液体、注入流体及び微細気泡を攪拌する攪拌領域が形成され、この攪拌領域で、液体、注入流体及び微細気泡は、攪拌されてよく混じり合うようになる。
【００１８】
ここで、気液混合装置(１)は、入口(11)側及び出口(12)側の間に設けたキャビテーション発生室(２)の内面に、ジェット噴出孔(３)、排出孔(４)及び流体注入孔(７)を設けた簡単な構造のものとなり、このような簡単な構造でも、大量の微細気泡及び注入流体を液体に均等に混合することができる。
【００１９】
そのうえ、キャビテーションにより、液体の内部に溶け込んでいた気体又は当該液体の蒸気等からなる微細気泡が液体に大量に混入されるうえに、流体注入孔(７)から引き込んだ大量の注入流体の少なくとも一部が微細気泡となって液体に追加・混合されるので、従来よりも著しく多くの微細気泡を液体に混入させることが可能となる。
【００２０】
従って、気液混合装置(１)の構造が簡単なものとなるので、製造が煩雑にならず、しかも、従来よりも著しく多くの微細気泡が液体に混入可能となるので、微細気泡の混入量の増大が容易に図れるようになる。
【００２１】
請求項２記載の発明は、前述した請求項１記載の発明において、次の特徴点を備えているものである。
【００２２】
すなわち、請求項２記載の発明は、前記入口(11)側の流路(21A) と前記キャビテーション発生室(２)とを仕切るとともに前記ジェット噴出孔(３)が開口されている側壁(30)は、前記入口(11)側の流路(21A) 及び前記キャビテーション発生室(２)のいずれか一方に臨む側面に、すり鉢状に凹んだ凹部(31)が形成され、この凹部(31)の底に前記ジェット噴出孔(３)が開口されていることを特徴とする。
【００２３】
このような本発明によれば、すり鉢状に凹んだ凹部(31)を側壁(30)の入口(11)側の側面(3B)に設けることにより、ジェット噴出孔(３)よりも上流側における流路の断面積が連続的且つ緩やかに変化するものとなり、液体の流れに乱れが生じにくくなる。これにより、ジェット噴出孔(３)の径を小さくしても、入口(11)から出口(12)までの全体的な流路抵抗の増大が抑制されるようになり、ジェット噴出孔(３)に流入する液体の流速が充分確保されるようになり、キャビテーション発生室(２)において微細気泡を確実に発生させることができるようになる。
【００２４】
あるいは、すり鉢状に凹んだ凹部(31)を側壁(30)の出口(12)側の側面(3A)に設け、且つ、側壁(35)の厚さ寸法を小さくすることにより、ジェット噴出孔(３)を形成しても、入口(11)から出口(12)までの全体的な流路抵抗の増大を抑制できるうえ、ジェット噴出孔(３)の周囲を囲む側壁(35)の端縁を鋭く尖ったエッジにすることができる。そして、ジェット噴出孔(３)を液体が通過する際に、鋭く尖った側壁(35)のエッジにより、キャビテーションの発生が促進され、これにより、キャビテーション発生室(２)において微細気泡を確実に発生させることができるようになる。
【００２５】
請求項３記載の発明は、前述した請求項２記載の発明において、次の特徴点を備えているものである。
【００２６】
すなわち、請求項３記載の発明は、前記側壁(35)として、前記キャビテーション発生室(２)に臨む側面(3A)が前記凹部(31)とされたものを採用し、その反対側の側面(3B)が前記液体の流れる方向と直交するように切り立っていることを特徴とする。
【００２７】
このような本発明によれば、前述したように、ジェット噴出孔(３)の周囲を囲む側壁(35)の端縁を鋭く尖ったエッジにすることができるので、ジェット噴出孔(３)を液体が通過する際に、鋭く尖った側壁(35)のエッジにより、キャビテーションの発生が促進され、キャビテーション発生室(２)において微細気泡を確実に発生させることができるようになる。
【００２８】
請求項４記載の発明は、前述した請求項２又は３記載の発明において、次の特徴点を備えているものである。
【００２９】
すなわち、請求項４記載の発明は、前記入口側及び前記出口側を連通する筒状に形成された筒状部材と、この筒状部材の内部に設けられる側壁部材と、前記筒状部材の前記出口側の端縁に接続される筒状の出口部材とを備え、前記筒状部材の内部空間を仕切るように前記側壁部材を配置することで前記側壁が形成され、前記出口部材の前記入口側の開口は、前記排出孔とされ、前記キャビテーション発生室は、前記側壁部材及び前記出口部材の間に形成されていることを特徴とするものである。
【００３０】
このような本発明によれば、筒状部材(20)、側壁部材(30)及び出口部材(40)として、簡単な形状のものが採用できるので、容易に製作が行えるようになるうえ、気液混合装置(１)の部品である筒状部材(20)、側壁部材(30)及び出口部材(40)を相互に組み合わせて、気液混合装置(１)を組み立てるにあたり、筒状部材(20)、側壁部材(30)及び出口部材(40)が簡単な形状であるので、組立作業が容易に行え、この点からも、気液混合装置(１)の製造が容易に行えるようになる。
【００３１】
請求項５記載の発明は、前述した請求項１から請求項４までのいずれかに記載の気液混合装置を利用した汚水浄化装置である。
【００３２】
すなわち、請求項５記載の発明は、請求項１から請求項４までのいずれかに記載の気液混合装置(１)を備え、この気液混合装置(１)の内部に前記液体として汚水を浄化するための液体及び汚水の少なくとも一方を流通させることを特徴とするものである。
【００３３】
このような本発明によれば、小さく絞ったジェット噴出孔(３)からキャビテーション発生室(２)の内部に液体が勢いよく流れ込むようにすることで、キャビテーション発生室(２)の内部においてキャビテーションを発生させ、このキャビテーションにより、液体の内部に溶け込んでいた気体又は当該液体の蒸気等からなる微細気泡を液体に混入させ、さらに、流体注入孔(７)から引き込んだ大量の注入流体の少なくとも一部が微細気泡となって液体に追加・混入されるので、従来よりも著しく多くの微細気泡を液体に混入させることが可能となる。これにより、発生から消滅までの持続時間が長く、且つ、酸化力の強い微細気泡を生成できるようになり、この微細気泡が液体の内部に大量に混合されるようになり、汚水の効率よい浄化が可能となる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明は、以上のように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００３５】
（請求項１の効果）
請求項１記載の発明によれば、次のような効果を奏する。
【００３６】
すなわち、請求項１記載の発明によれば、入口側の流路を流れてきた液体は、当該流路よりも小さく絞られたジェット噴出孔を通ってキャビテーション発生室に流れ込む際に加速され、入口側の流路よりも速い速度でキャビテーション発生室の内部を流動するようになる。
【００３７】
キャビテーション発生室の内部で高速で流動する液体は、その静圧が著しく低くなるので、キャビテーションを発生させ、その内部に溶け込んでいた気体又は当該液体の蒸気等からなる微細気泡が当該液体に混じり、この状態でジェット噴流となって流動する。
【００３８】
また、静圧が著しく低いジェット噴流が、キャビテーション発生室の内周面の近傍を平行に勢いよく流れると、当該内周面に開口された流体注入孔を通過する際に、流体注入孔に導入されている注入流体を、キャビテーション発生室の内部に向かって大量に引き込む。
【００３９】
さらに、ジェット噴流の周囲領域には、当該領域に発生する渦等により、液体、注入流体及び微細気泡を攪拌する攪拌領域が形成され、この攪拌領域で、液体、注入流体及び微細気泡は、攪拌されてよく混じり合うようになる。
【００４０】
ここで、気液混合装置は、入口側及び出口側の間に設けたキャビテーション発生室の内面に、ジェット噴出孔、排出孔及び流体注入孔を設けた簡単な構造のものとなり、このような簡単な構造でも、大量の微細気泡及び注入流体を液体に均等に混合することができる。
【００４１】
そのうえ、キャビテーションにより、液体の内部に溶け込んでいた気体又は当該液体の蒸気等からなる微細気泡が液体に大量に混入されるうえに、流体注入孔から引き込んだ大量の注入流体の少なくとも一部が微細気泡となって液体に追加・混合されるので、従来よりも著しく多くの微細気泡を液体に混入させることが可能となる。
【００４２】
従って、気液混合装置の構造が簡単なものとなるので、製造が煩雑にならず、しかも、従来よりも著しく多くの微細気泡が液体に混入可能となるので、微細気泡の混入量の増大を容易に図ることができる。
【００４３】
なお、キャビテーション発生室の内法を充分大きく設定して、当該キャビテーション発生室の内周面とジェット噴出孔との距離を確保するとともに、排出孔の内径をジェット噴出孔よりも充分大きくすれば、キャビテーションにより発生した微細気泡がキャビテーション発生室の内周面や、排出孔よりも出口側に設けられた流路の内面に衝突しなくなり、キャビテーション・エロージョンによる損傷を抑制することができる。
【００４４】
しかも、排出孔の内径をジェット噴出孔よりも充分大きくすれば、キャビテーションにより発生した微細気泡が排出孔周囲の側壁に衝突して潰れることがなくなるので、無駄な微細気泡の割合を著しく低減でき、汚水等の浄化を効率よく行うことができる。
【００４５】
（請求項２の効果）
請求項２記載の発明によれば、上記した請求項１記載の発明の効果に加え、次のような効果を奏する。
【００４６】
すなわち、請求項２記載の発明によれば、すり鉢状に凹んだ凹部を側壁の入口側の側面に設けることにより、ジェット噴出孔よりも上流側における流路の断面積が連続的且つ緩やかに変化するものとなり、液体の流れに乱れが生じにくくなる。これにより、ジェット噴出孔の径を小さくしても、入口から出口までの全体的な流路抵抗の増大が抑制されるようになり、ジェット噴出孔に流入する液体の流速が充分確保されるようになり、キャビテーション発生室において微細気泡を確実に発生させることができる。
【００４７】
あるいは、すり鉢状に凹んだ凹部を側壁の出口側の側面に設け、且つ、側壁の厚さ寸法を小さくすることにより、ジェット噴出孔を形成しても、入口から出口までの全体的な流路抵抗の増大を抑制できるうえ、ジェット噴出孔の周囲を囲む側壁の端縁を鋭く尖ったエッジにすることができる。そして、ジェット噴出孔を液体が通過する際に、鋭く尖った側壁のエッジにより、キャビテーションの発生が促進され、キャビテーション発生室において微細気泡を確実に発生させることができる。
【００４８】
（請求項３の効果）
請求項３記載の発明によれば、上記した請求項２記載の発明の効果に加え、次のような効果を奏する。
【００４９】
すなわち、請求項３記載の発明によれば、ジェット噴出孔の周囲を囲む側壁の端縁を鋭く尖ったエッジにすることができるので、ジェット噴出孔を液体が通過する際に、鋭く尖った側壁のエッジにより、キャビテーションの発生が促進され、キャビテーション発生室で微細気泡を確実に発生させることができる。
【００５０】
（請求項４の効果）
請求項４記載の発明によれば、上記した請求項２又は３記載の発明の効果に加え、次のような効果を奏する。
【００５１】
すなわち、請求項４記載の発明によれば、筒状部材、側壁部材及び出口部材として、簡単な形状のものが採用できるので、容易に製作が行えるようになるうえ、気液混合装置の部品である筒状部材、側壁部材及び出口部材を相互に組み合わせて、気液混合装置を組み立てるにあたり、筒状部材、側壁部材及び出口部材が簡単な形状であるので、組立作業が容易に行え、この点からも、気液混合装置の製造を容易に行うことができる。
【００５２】
（請求項５の効果）
請求項５記載の発明によれば、上記した請求項１から請求項４までのいずれかに記載の発明の効果に加え、次のような効果を奏する。
【００５３】
すなわち、請求項５記載の発明によれば、小さく絞ったジェット噴出孔からキャビテーション発生室の内部に液体が勢いよく流れ込むようにすることで、キャビテーション発生室の内部においてキャビテーションを発生させ、このキャビテーションにより、液体の内部に溶け込んでいた気体又は当該液体の蒸気等からなる微細気泡を液体に混入させ、さらに、流体注入孔から引き込んだ大量の注入流体の少なくとも一部が微細気泡となって液体に追加・混入されるので、従来よりも著しく多くの微細気泡を液体に混入させることができる。これにより、発生から消滅までの持続時間が長く、且つ、酸化力の強い微細気泡を生成できるようになり、この微細気泡が液体の内部に大量に混合されるようになり、汚水の効率よい浄化を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５４】
以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、「実施形態」という。）について、図面に基づいて説明する。ここで、図１は、本実施形態の全体を示す断面図、図２は、本実施形態作用を説明するための拡大断面図である。
【００５５】
本実施形態に係る気液混合装置１は、内部に流通させる液体中に、強い酸化力を有する微細気泡を大量に発生させるとともに混合させるものであり、河川等における汚水を浄化する汚水浄化装置の一部を構成している。なお、気液混合装置１の内部に流通させる液体は、主に水からなるものである。
【００５６】
そして、気液混合装置１は、図１に示すように、図中左右方向に内部を貫通する流路が形成されたパイプ状の本体10を備えたものとなっている。そして、本体10の図中左端は、液体を圧送するポンプの吐出口等が接続される入口11であり、図中右端が浄化された液体が排出される出口12である。
【００５７】
本体10には、入口11側及び出口12側を連通する筒状に形成された筒状部材20と、この筒状部材20の内部に設けられる側壁部材30と、筒状部材20の出口12側の端縁に接続される筒状の出口部材40とが設けられている。
【００５８】
筒状部材20は、ストレートに延びる円筒状の内周面21を有するものである。この筒状部材20の内周面21は、入口11の近傍に設けられた部分が、入口11側において液体の流通する流路21A となっている。
【００５９】
筒状部材20には、長手方向の中央部分に設けられるとともに、スパナやレンチ等の工具を係合させるためのレンチ係合部22と、このレンチ係合部22の両側に一体に設けられるとともに、端部へ向かって次第に縮径されたテーパー状の雄ネジ部23A，23Bとが設けられている。
【００６０】
レンチ係合部22は、外周部分に六つの平面を有する六角ナット状に形成され、これらの平面によりスパナやレンチ等の工具との係合が確実に行えるようになっている。また、レンチ係合部22の六つの平面のうち、互いに対向する一組の平面には、雌ねじ孔24が設けられている。これらの雌ねじ孔24の各々には、イモネジ25が螺合されている。なお、イモネジ25の端面には、ヘキサゴンレンチ等と係合する図示しない六角穴が設けられている。
【００６１】
側壁部材30は、筒状部材20の内周面21に応じた形状及び外径を有したものである。換言すると、側壁部材30の外周面は、筒状部材20の内周面21にフィットするものとなっている。
【００６２】
これにより、側壁部材30は、筒状部材20の内部空間を仕切るように配置された円筒状部材であり、後述するキャビテーション発生室２と入口11側の流路21A とを仕切る側壁を形成している。
【００６３】
また、側壁部材30は、その中心軸に沿って延びるとともに当該側壁部材30全体を貫通するジェット噴出孔３を有している。
【００６４】
そして、側壁部材30の入口11側の端面、換言すると、キャビテーション発生室２と入口11側の流路21A とを仕切る側壁の入口11側を臨んだ側面には、すり鉢状に凹んだ凹部31が形成され、この凹部31の底にジェット噴出孔３の入口11側の端部が開口されている。
【００６５】
なお、側壁部材30の入口11の反対側の端面（側面3A）は、筒状部材20の内部を流通する液体の流通方向と直交するように切り立った平面となっている。
【００６６】
側壁部材30の周面には、その周面を一周する大小二種類の溝32，33が設けられている。
【００６７】
このうち、大きい方の溝32は、側壁部材30の長手方向における略中央部に設けられている。この溝32の底面には、筒状部材20の雌ねじ孔24に螺合しているイモネジ25の先端が当接し、これにより、筒状部材20の内部における入口11側の端縁近傍位置に側壁部材30が係止されるようになっている。
【００６８】
一方、小さい方の溝33は、溝32よりも幅が小さく浅い溝であり、側壁部材30の両方の端部近傍にそれぞれ設けられている。これらの溝33の各々には、入口11側と出口12側との密閉性を確保するためのＯリング34が係止されている。
【００６９】
出口部材40は、その中心軸に沿って延びるとともに当該出口部材40全体を貫通する排出孔４を有するものとなっている。排出孔４は、入口11側の端部4Aの内径よりも出口12側の端部4Bの内径が拡大されたものであり、中間部4Cが出口12へ向かって次第に内径が拡大していくテーパー状に形成されている。
【００７０】
出口部材40の入口11側の端部には、その内部に筒状部材20の端部を収納する蓋部41が形成されている。蓋部41は、その内周面に、筒状部材20の雄ネジ部23B と螺合するネジ溝を有する雌ネジ部41A となっている。蓋部41の底面41B には、排出孔４の入口11側の端部が開口されている。
【００７１】
ここにおいて、筒状部材20の雄ネジ部23B と、この雄ネジ部23B に螺合している出口部材40の蓋部41とが形成する内部空間であって、側壁部材30の端面（側面3A）と、出口部材40の底面41B との間に挟まれた空間が、その内部にキャビテーションを発生させるために、入口11側及び出口12側の間に設けられたキャビテーション発生室２となっている。
【００７２】
また、キャビテーション発生室２には、その内部を流通する液体に所定の気体を注入するために、キャビテーション発生室２の内周面2Aに開口された流体注入孔７が設けられている。
【００７３】
ここで、流体注入孔７は、キャビテーション発生室２内を流通する液体に、大気中の空気を所定の気体として注入するものであり、外部から大気が導入されるようになっている。また、流体注入孔７は、キャビテーション発生室２における液体の流通方向に沿った内周面2Aに設けられている。
【００７４】
また、ジェット噴出孔３は、図２にも示すように、入口11及びキャビテーション発生室２を相互に連通するとともに、キャビテーション発生室２内でキャビテーションを生じさせるために、その内径D1が入口11側の流路21A の内径D2よりも小さく絞られたものである。これにより、ジェット噴出孔３の内部を通過した液体Ｗは、キャビテーション発生室２の内部へ勢いよく吹き出し、その内部にキャビテーションＣを発生するようになっている。
【００７５】
さらに、排出孔４は、キャビテーション発生室２及び出口12を相互に連通するものであるとともに、その内径D3が充分大きく確保されて、ジェット噴出孔３の内径D1よりも大きくなっている。
【００７６】
また、流体注入孔７は、その内径D5が液体に注入する空気量が充分確保可能な寸法となっている。なお、内径D5は、ジェット噴出孔３の内径D1よりも小さく設定されている。
【００７７】
そして、ジェット噴出孔３及び排出孔４は、キャビテーション発生室２を挟んで当該キャビテーション発生室２の内側面、すなわち、端面（側面3A）及び底面41B のそれぞれに互いに対向して設けられている。
【００７８】
ここで、キャビテーション発生室２の内法L1、並びに、端面（側面3A）及び底面41B の面間寸法L2を充分大きく設定し、これにより、ジェット噴出孔３からキャビテーション発生室２の内周面までの距離を充分確保している。
【００７９】
このジェット噴出孔３からキャビテーション発生室２の内周面までの距離の確保と、排出孔４の内径D3の確保とにより、キャビテーションにより発生した微細気泡がキャビテーション発生室２の内周面や、排出孔４よりも出口12側に設けられた流路の内面に衝突しなくなり、キャビテーション・エロージョンによる損傷が抑制されるようになっている。
【００８０】
このような本実施形態では、入口11側の流路21A を流れてきた液体は、当該流路21A よりも小さく絞られたジェット噴出孔３を通ってキャビテーション発生室２に流れ込む際に加速され、入口11側の流路21A よりも速い速度でキャビテーション発生室２の内部を流動する。
【００８１】
キャビテーション発生室２の内部で高速で流動する液体は、その静圧が著しく低くなるので、キャビテーションを発生させ、その内部に溶け込んでいた気体又は当該液体の蒸気等からなる微細気泡が当該液体に混じり、この状態でジェット噴流となって流動する。
【００８２】
また、静圧が著しく低いジェット噴流が、キャビテーション発生室２の内周面2Aの近傍を平行に勢いよく流れると、当該内周面2Aに開口された流体注入孔７を通過する際に、流体注入孔７に導入されている注入流体を、キャビテーション発生室２の内部に向かって大量に引き込む。
【００８３】
また、ジェット噴流の周囲領域には、当該領域に発生する渦等により、液体、注入流体及び微細気泡を攪拌する攪拌領域が形成され、この攪拌領域で、液体、注入流体及び微細気泡は、攪拌されてよく混じり合うようになる。
【００８４】
このようにして、発生から消滅までの持続時間が長く、且つ、酸化力の強い微細気泡が液体の内部に大量に生じるとともに当該液体に均等に混合されるので、浄化用の薬品を利用しなくとも、汚水が効率よく浄化される。
【００８５】
前述のような本実施形態によれば、次のような効果が得られる。
【００８６】
すなわち、ジェット噴出孔３の内径D1を入口11側の流路21A の内径D2よりも小さく絞り、流路21A からジェット噴出孔３を通ってキャビテーション発生室２に流れ込む液体を加速したので、当該液体は、入口11側の流路21A よりも速い速度でキャビテーション発生室２内を流動するとともに静圧が著しく低いジェット噴流となり、内部にキャビテーションが発生し、内部に溶け込んでいた空気及び当該液体の蒸気等からなる微細な微細気泡を効率よく生成することができる。
【００８７】
また、静圧が著しく低いジェット噴流を、キャビテーション発生室２の内周面2Aの近傍を平行に勢いよく流動させるようにしたので、当該ジェット噴流が内周面2Aに開口された流体注入孔７を通過する際に、流体注入孔７に導入されている注入流体である空気を、キャビテーション発生室２の内部に向かって大量に引き込むことができる。
【００８８】
さらに、ジェット噴流の発生により、ジェット噴流の周囲領域に、当該領域に発生する渦等により、液体、注入空気及び微細気泡を攪拌する攪拌領域が形成されるようにしたので、この攪拌領域で、液体、注入空気及び微細気泡を攪拌してよく混じり合わせることができる。
【００８９】
これにより、気液混合装置１の構造を、入口11側及び出口12側の間に設けたキャビテーション発生室２の内面に、ジェット噴出孔３、排出孔４及び流体注入孔７を設けた簡単な構造とすることこができ、しかも、このような簡単な構造でも、大量の微細気泡及び注入空気を液体に均等に混合することができる。
【００９０】
そのうえ、キャビテーションにより、液体の内部に溶け込んでいた空気又は当該液体の蒸気等からなる微細気泡が液体に大量に混入されるうえに、流体注入孔７から引き込んだ大量の注入流体の少なくとも一部が微細気泡となって液体に追加・混合されるようにしたので、従来よりも著しく多くの微細気泡を液体に混入させることができる。
【００９１】
従って、気液混合装置１の構造が簡単なものとなるので、製造を煩雑にすることなく、微細気泡の混入量を容易に増大することができる。
【００９２】
そして、発生から消滅までの持続時間が長く、且つ、酸化力の強い微細気泡を大量に生成でき、この微細気泡を液体の内部に均等に混合できるので、汚水の効率よい浄化を行うことができる。
【００９３】
しかも、キャビテーション発生室２の内法L1、並びに、端面（側面3A）及び底面41B の面間寸法L2を充分大きく設定し、当該キャビテーション発生室２の内周面とジェット噴出孔３との距離を充分確保するとともに、排出孔４の内径D3をジェット噴出孔３の内径D1よりも充分大きくしたので、キャビテーションにより発生した微細気泡がキャビテーション発生室２の内周面や、排出孔４よりも出口12側に設けられた流路の内面に衝突しなくなり、キャビテーション・エロージョンによる損傷を抑制することができる。
【００９４】
また、排出孔４の内径D3をジェット噴出孔３の内径D1よりも充分大きくし、キャビテーションにより発生した微細気泡が排出孔４周囲の側壁に衝突して潰れないようにしたので、汚水の浄化に利用されない無駄な微細気泡の割合を著しく低減でき、汚水を効率よく浄化することができるうえ、浄化用の薬品を利用しなくとも、汚水を効率よく浄化することができる。
【００９５】
さらに、すり鉢状に凹んだ凹部31を側壁部材30の入口11側の側面（端面）に設けることにより、ジェット噴出孔３よりも上流側における流路の断面積が連続的且つ緩やかに変化するものとなり、液体の流れに乱れが生じにくくなる。これにより、ジェット噴出孔３の径を小さくしても、入口11から出口12までの全体的な流路抵抗の増大が抑制されるようになり、ジェット噴出孔３に流入する液体の流速が充分確保され、キャビテーション発生室２において微細気泡を確実に発生させることができる。
【００９６】
また、気液混合装置１の部品として、簡単な形状の筒状部材20、側壁部材30及び出口部材40を採用したので、これらの部品の製作が容易となるうえ、その組立作業も容易に行えるようになり、この点からも、気液混合装置１を容易に製造することができる。
【００９７】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲における変形及び改良などをも含むものである。
【００９８】
例えば、ジェット噴出孔としては、細長い流路を備えたものに限らず、図３及び図４に示すように、長い流路を備えていないジェット噴出孔５，６を採用してもよい。
【００９９】
ここで、ジェット噴出孔５は、図３の如く、筒状部材20に一体成形された側壁35に設けられているものである。そして、側壁35の側面3A, 3Bのうち、キャビテーション発生室２に臨む側面3Aに凹部31A が設けられ、この凹部31A の底にジェット噴出孔５が開口している。一方、側面3Aの反対側となる側面3Bは、液体の流れる方向と直交するように切り立っている。
【０１００】
このようなジェット噴出孔５を設ければ、ジェット噴出孔５の周囲を囲む側壁35の端縁が鋭く尖ったエッジとなるので、ジェット噴出孔５を液体が通過する際に、鋭く尖った側壁35のエッジにより、キャビテーションの発生が促進され、キャビテーション発生室２において微細気泡を確実に発生させることができる。
【０１０１】
また、ジェット噴出孔６は、図４の如く、ジェット噴出孔５と同様に、筒状部材20に一体成形された側壁35に設けられているものである。そして、側壁35の側面3A, 3Bのうち、入口11側に臨む側面3Bに凹部31B が設けられ、この凹部31B の底にジェット噴出孔６が開口している。一方、側面3Bの反対側となる側面3Aは、液体の流れる方向と直交するように切り立っている。
【０１０２】
このようなジェット噴出孔６を設けることによっても、ジェット噴出孔５の周囲を囲む側壁35の端縁が鋭く尖ったエッジとなるので、ジェット噴出孔６を液体が通過する際に、鋭く尖った側壁35のエッジにより、キャビテーションの発生が促進され、キャビテーション発生室２において微細気泡を確実に発生させることができる。
【０１０３】
なお、ジェット噴出孔５，６の周囲を囲む側壁35の端縁を、鋭く尖ったエッジにすると、液体の流通により摩耗しやすいものとなるが、当該エッジが摩耗してしまった場合には、筒状部材20を新しいものに交換すれば、気液混合装置の性能を所期の性能に容易且つ迅速に復帰させることができる。
【０１０４】
さらに、気液混合装置の本体としては、ジェット噴出孔及び排出孔を一組のみ備えたものに限らず、図５に示すように、複数組のジェット噴出孔３及び排出孔４を備えた本体10A でもよい。このような本体10A を採用すれば、ジェット噴出孔３及び排出孔４を一組のみ備えた本体10よりも、更に一層多くの微細気泡を液体に混入させることができる。
【０１０５】
また、汚水浄化装置の一部を構成する気液混合装置としては、主に水からなる液体を内部に流通させるものに限らず、河川等と気液混合装置との間で汚水を循環させるとともに、河川等の汚水を内部に流通させ、汚水に微細気泡を混合させることにより、当該河川等の汚水の浄化を行うものでもよい。
【０１０６】
さらに、外部から流体注入孔へ供給される流体としては、大気中の空気に限らず、酸素や塩素等の純度の高い単一種類の気体や、アルカリや酸、或いは、金属塩等の水溶液や、鉱物油や植物油等の油等でもよく、要するに、目的に応じて適宜選択した流体が採用できる。
【０１０７】
また、本発明の気液混合装置は、当該気液混合装置が発生する微細気泡の強い酸化力により、消毒用アルコール等の消毒液を噴霧する噴霧機に応用すれば、その消毒作用を強め、洗濯機に応用すれば、洗濯機の洗濯水に漂白効果を付加し、水洗便器に適用すれば、水洗便器の洗浄水の洗浄効果を強化する等の効果を得ることができ、様々な用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明に係る一実施形態の全体を示す断面図である。
【図２】前記実施形態の要部を示す拡大断面図である。
【図３】本発明の変形例を示す断面図である。
【図４】本発明の異なる変形例を示す断面図である。
【図５】本発明のさらに異なる変形例を示す断面図である。
【図６】従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１  気液混合装置            ２  キャビテーション発生室
３、５，６  ジェット噴出孔        3A, 3B  側面
４  排出孔                        4A, 4B  端部
4C  中間部                        10,10A  本体
11  入口                          12  出口
20  筒状部材                      21  内周面
21A 流路                          22  レンチ係合部
23A, 23B  雄ネジ部                24  孔
25  イモネジ                      30  側壁部材
31,31A,31B  凹部                  32, 33  溝
34  リング                        3A  端面
40  出口部材                      41  蓋部
41A 雌ネジ部                      41B 底面
【図１】
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【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】
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