(57)【要約】【課題】簡便且つ安価に微細気泡を生成する。【解決手段】噴水ノズル３の胴部５内にてその管路に対し斜めに走る透水孔９、9a…に水を通すことによって、流水に旋回力を与え、噴水ノズル３の先端を管体４の入水口13に差込み、空気吸引間隙14を設けた入水口13の近傍で勢い良く流水を噴出させることで、流水に空気を取込み、これにより大気泡を生成し、該大気泡を旋回する流水の剪断力にて破裂させて、更に小さな微細気泡を生成する。【選択図】図１
2007117799.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水経路の下流端に接続する噴水ノズルと、該噴水ノズルの下流に配設する管体とから成り、前記噴水ノズルは、円管状胴部の上流端に給水経路との接続手段を設ける一方、下流端には先細りの円錐ノズルを形成し、前記胴部内にその管路を横断する止水壁を設け、該止水壁はその肉厚方向に透水孔が止水壁周に沿って複数列設され、各透水孔は流入口と流出口で位相をずらして止水壁の肉厚方向に対し斜めに貫設され、また前記管体の入水口の内径を円錐ノズルの先端側の外径より大径とし、かかる入水口に円錐ノズルの先端側を差込み、円錐ノズルの先端側と入水口の内面との間を空気吸引間隙と成し、管体の下流端には気泡水送輸経路の上流端との接続手段を設けたことを特徴とする微細気泡生成器。
【請求項２】
止水壁の流出口側の面の中央にガイド棒を突設したことを特徴とする請求項１記載の微細気泡生成器。
【請求項３】
ケース体に噴水ノズルと管体を収納固定すると共に、噴水ノズルの上流端、並びに管体の下流端をケース体外部に連通させ、ケース体に空気導入孔を貫設して、上記空気吸引間隙を大気中に連通させたことを特徴とする請求項１又は２記載の微細気泡生成器。
【請求項４】
噴水ノズルと管体の一方または両方を他方に対し進退自在と成したことを特徴とする請求項１、２又は３記載の微細気泡生成器。
【請求項５】
管体の入水口を下流側が細く、且つ、円錐ノズルより傾斜の緩い漏斗状に形成したことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の微細気泡生成器。
【請求項６】
給水手段から水を送る給水経路の下流端を、請求項１乃至５に記載の微細気泡生成器の噴水ノズルの接続手段に接続し、該微細気泡生成器の管体の接続手段に気泡水送輸経路の上流端を接続し、該気泡水送輸経路の下流端をポンプの吸引口に接続し、該ポンプの吐出口に移送経路の上流端を接続し、該移送経路の下流端をタンクに連通させ、該タンクの下部に気泡水供給口を設けたことを特徴とする微細気泡生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中に直径１ｍｍ未満の気泡（所謂、マイクロバブル）を生成するのに用いる微細気泡生成器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の微細気泡は、河川や湖沼における水質浄化、農作物の水耕栽培、魚介類の養殖、各種物品の洗浄など多岐にわたり利用されている。
そして、微細気泡生成器としては、加圧水供給手段に接続され側壁に内外を連通状態とする連通部が設けられた流体移送管と、該流体移送管の回りに配され連通部を囲んだ状態に配されるガスチャンバと、該ガスチャンバに接続され加圧気体を送り込んで連通部を経由して流体移送管内に噴出させる加圧気体供給手段とを具備し、連通部に多孔質層が設けられたものが見受けられる（例えば、特許文献１参照）。
又、特許文献１のものを構成を一部変更し、流体移送管の側壁に複数の細孔を螺旋状に設け、該細孔を通して流体移送管内に加圧気体を噴出させる様にしたものも見受けられる（例えば、特許文献２参照）。
更には、加圧液体と気体との導入部と円筒状の気泡発生空間を有し、前記導入部内に、前記気泡発生空間に開口する加圧液体導入孔と気体導入孔を形成し、前記加圧液体導入孔を前記導入部の端面に開口し、前記気体導入孔を前記導入部の側面に開口し、前記気体導入孔と連通する気体導入管に気体導入量を調整する調整弁を設けたものが見受けられる（例えば、特許文献３参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２２５０９４号公報（請求項１、図１）
【特許文献２】特開平８−２３０７６０号公報（請求項１、図１）
【特許文献３】特開２００１−５８１４２号公報（請求項１、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１〜３に記載のものは、何れも構造が複雑でコスト高となり、その上特許文献１及び２に記載のものにあっては、気液共に加圧を必要とし、エネルギー消費が大きく不経済であった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑み、噴水ノズルの胴部内にてその管路に対し斜めに走る透水孔に水を通すことによって、流水に旋回力を与え、噴水ノズルの先端を管体の入水口に差込み、空気吸引間隙を設けた入水口の近傍で勢い良く流水を噴出させることで、流水に空気を取込み、これにより大気泡を生成し、該大気泡を旋回する流水の剪断力にて破裂させて、更に小さな微細気泡を生成する。
【発明の効果】
【０００６】
要するに本発明は、供給水をポンプ等で圧送せずとも、供給水を通す噴水ノズルの胴部内にその管路を横断する止水壁を設け、該止水壁の肉厚方向に透水孔を貫設したので、管路が絞られ、流水速度を高めることが出来、また透水孔が止水壁周に沿って複数列設され、各透水孔の流入口と流出口の位相をずらして止水壁の肉厚方向に対し斜めにしたので、各透水孔から勢い良く斜めに流水を噴出し、流水に旋回力を与えることが出来る。
又、噴水ノズルに設けた円錐ノズルの先端側の外径に比して管体の入水口の内径を大径と成し、かかる入水口に円錐ノズルの先端側を差込み、円錐ノズルの先端側と入水口内面との間を空気吸引間隙としたので、管体の下流にポンプを接続して吸引しながら、管体内に流水を噴出することで、空気吸引間隙より引き込まれた空気は流水に取り込まれて、直径１ｍｍ以上の大気泡が生成される。
そして、噴出流水が旋回流であることから、その剪断力で大気泡が直ちに破裂し、直径１ｍｍ未満の微細気泡が生成される。
この様に、本発明は気液共に１つのポンプで吸引するため、装置構成を簡素化してイニシャルコストを低減でき、また大気に開放した空気吸引間隙から空気を引くため、ポンプ吸引力は低くて良く、ランニングコストも低く抑えることが出来る。
【０００７】
各透水孔から勢い良く斜めに流出した水を直ちに合流させると、流量などの関係から、衝突によって旋回力が相殺されてしまうこともあるが、止水壁の流出口側の面の中央にガイド棒を突設したので、流水は直ちに合流せず、各々がガイド棒の周囲を旋回した後、合流するため、流量、流速など諸条件下が変化しても確実に流水を旋回させて、気泡生成水を安定供給すること出来る。
【０００８】
ケース体に噴水ノズルと管体を収納固定すると共に、噴水ノズルの上流端、並びに管体の下流端をケース体外部に連通させ、ケース体に空気導入孔を貫設して、上記空気吸引間隙を大気中に連通させたので、噴水ノズルと管体をユニット化して、取付けや交換が容易になり、メンテナンスコストも低くすることが出来る。
【０００９】
噴水ノズルに設けた円錐ノズルが先細りで、噴水ノズルと管体の一方または両方を他方に対し進退自在と成したので、流水の流量や流速によらず、円錐ノズル先端の管体入水口への差込み量を変えることで、空気吸引間隙の広さを調整し、吸引空気量を変えて、気泡発生量の低下を回避することが出来る。
【００１０】
管体の入水口を下流側が細く、且つ、円錐ノズルより傾斜の緩い漏斗状に形成したので、空気吸引間隙の調整幅を大きくして、気泡発生量の安定化をより確実なものとすることが出来る。
【００１１】
給水手段から水を送る給水経路の下流端を、請求項１乃至５に記載の微細気泡生成器の噴水ノズルの接続手段に接続し、該微細気泡生成器の管体の接続手段に気泡水送輸経路の上流端を接続し、該気泡水送輸経路の下流端をポンプの吸引口に接続し、該ポンプの吐出口に移送経路の上流端を接続し、該移送経路の下流端をタンクに連通させ、該タンクの下部に気泡水供給口を設けたので、気泡生成水に残留大気泡があっても、タンク内で大気泡と微細気泡を分離し、より高品質の微細気泡生成水を提供することが出来る。
又、タンクに超音波発振器を取付ければ、微細気泡を破裂させて、更に小さな直径１μｍ未満の超微細気泡（所謂、ナノバブル）を生成することも出来る等その実用的効果甚だ大である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係る微細気泡生成器の概略縦断面図であり、図２は平面図である。
図１〜２に示す様に、本発明に係る微細気泡生成器１は、給水経路２の下流端に接続する噴水ノズル３と、該噴水ノズル３の下流に配設する管体４とから成る。
噴水ノズル３は、円管状胴部５の上流端に給水経路２との接続手段６を設ける一方、下流端には先細りの円錐ノズル７を形成し、前記胴部５内にその管路を横断する円板状の止水壁８を設けている。
【００１３】
止水壁８は、その肉厚方向に透水孔９、9a…が止水壁周に沿って複数列設され、各透水孔９、9a…は流入口10と流出口11で位相をずらして止水壁８の肉厚方向に対し斜めに貫設され、また止水壁８の流出口11側の面（下流側の面）の中央には円柱状のガイド棒12が突設されている。
【００１４】
一方、管体４はその入水口13の内径を円錐ノズル７の先端側の外径より大径とすると共に、下流側が細く、且つ、円錐ノズル７より傾斜の緩い漏斗状に形成している。
【００１５】
そして、入水口13に円錐ノズル７の先端側を差込み、円錐ノズル７の先端側と入水口13の内面との間を空気吸引間隙14と成し、管体４の下流端に設けた接続手段15に気泡水送輸経路16の上流端を接続している。
【００１６】
噴水ノズル３と管体４は、その内の一方または両方を他方に対し進退自在とするのが良く、本実施例のものでは、噴水ノズル３と管体４の外周面に螺子部を設けて接続手段６、15とし、給水経路２と気泡水送輸経路16の内周面にも螺子部を設けて、夫々螺合させることで進退自在としている。
【００１７】
又、図３に示す様に、ケース体17に噴水ノズル３と管体４を収納固定すると共に、噴水ノズル３の上流端、並びに管体４の下流端をケース体17の外部に連通させ、全体をユニット化しても良く、この場合ケース体17に空気導入孔18を貫設して、空気吸引間隙14を大気中に連通させれば良い。
【００１８】
次に、本発明の微細気泡生成器を用いた微細気泡生成装置の一例を示す。
図４に示す様に、微細気泡生成装置は給水手段19から水を送る給水経路２の下流端を、微細気泡生成器１の上流端（噴水ノズル３の接続手段６）に接続し、該微細気泡生成器１の下流端（管体４の接続手段15）に気泡水送輸経路16の上流端を接続し、該気泡水送輸経路16の下流端をポンプ20の吸引口21に接続し、該ポンプ20の吐出口22に移送経路23の上流端を接続し、該移送経路23の下流端をタンク24に連通させ、該タンク24の下部に設けた気泡水供給口25に気泡水供給経路26を接続し、またタンク24の上部に還水口27を設け、該還水口27と微細気泡生成器１の空気導入孔18とを還水経路28で連通させている。
【００１９】
尚、給水手段19として、例えば給水ポンプや水道配管等を使用し、供給水を圧送しても良いが、本発明の微細気泡生成器は供給水に大きな加圧は不要であるため、単なる貯水槽を給水手段19とし、貯水槽に給水経路２を接続して、自然流下により送水しても良く、また還水口27と還水経路28は必ずしも必要ではなく、省略しても良い。
【００２０】
次に、微細気泡生成器と微細気泡生成装置の作用について説明する。
微細気泡生成器１に送られた水は、噴水ノズル３の胴部５の中を通り、一部はそのまま一部は止水壁８に衝突した後、透水孔９、9a…を通る。
この時、急激に流路断面が狭くなっていることから、水流速度は増し、また透水孔９、9a…が止水壁８の周に沿って斜めに貫設されていることから、流水は透水孔９、9a…から勢い良く斜めに流出し、止水壁８の下流側の面の中央にガイド棒12が突設されていることから、斜めに流出した水はガイド棒12の回りを旋回した後、合流し旋回流となって円錐ノズル７の中を通り、先端から管体４の入水口13へと噴き出す。
【００２１】
一方、管体４側ではその下流端にポンプ20を接続し、該ポンプ20により吸引しているため、管体４内の気圧が下がって、空気吸引間隙14から空気が引き込まれる。
すると、円錐ノズル７から噴き出した水は、旋回しているため、流水表面は平滑ではなく、凸凹しており、この凸凹によって多くの空気が水の中に取り込まれ、水中に取り込まれた空気の一部はそのまま直径１ｍｍ未満の微細気泡となり、また直径１ｍｍ以上の大気泡は旋回流の剪断力によって破裂し、直径１ｍｍ未満の微細気泡となる。
【００２２】
因みに、気泡生成量の調整は、図３に示す様に、円錐ノズル７の入水口13への差込み量を変えて、空気吸引間隙14の広さを調整し、吸引する空気量を変えれば良い。
【００２３】
又、微細気泡はとても小さく浮力が効かないため、上昇せず水中で自由に漂い均等に分散し、一方大気泡は浮力により上昇して水面に集まるため、本実施例の様に、ポンプ20にタンク24を繋ぎ、一旦タンク24に溜めれば、気泡生成水に残留した大気泡はタンク24の中で上昇するため、タンク24下部の気泡水供給口25から取り出せば、微細気泡のみを含んだ良質の微細気泡生成水が得られる。
尚、タンク24内上部の大気泡を多く含む水は、還水口27を抜けて還水経路28を通り、空気導入孔18から微細気泡生成器１に還流される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る微細気泡生成器の概略縦断面図である。
【図２】同上微細気泡生成器の平面図である。
【図３】ユニット化した微細気泡生成器の概略縦断面図である。
【図４】同上微細気泡生成器を用いた微細気泡生成器装置の概略図である。
【符号の説明】
【００２５】
２        給水経路
３        噴水ノズル
４        管体
５        胴部
６        接続手段
７        円錐ノズル
８        止水壁
９、9a…  透水孔
10        流入口
11        流出口
12        ガイド棒
13        入水口
14        空気吸引間隙
15        接続手段
16        気泡水送輸経路
17        ケース体
18        空気導入孔
19        給水手段
20        ポンプ
21        吸引口
22        吐出口
23        移送経路
24        タンク
25        気泡水供給口
【図１】
2007117799.tif 000003
【図２】
2007117799.tif 000004
【図３】
2007117799.tif 000005
【図４】
2007117799.tif 000006