氣泡微細化器的製作方法

2023-06-10 11:20:11

專利名稱：氣泡微細化器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種，例如在進行廢液中所包含的油脂類的分離處理及進行剩餘汙泥處理 等情況下，能有效地用於使液體中所包含的氣泡變得更微細的氣泡微細化器。
背景技術：
被稱為微氣泡的直徑在十 幾十ym的經過微細化的氣泡，由於帶有負電勢，因此 具有容易吸附汙垢等帶有正電勢物體的性質，並會緩慢地從水中浮上來。利用這一性質， 可將現有的含有經過微細化的氣泡的微細氣泡液運用於廢水處理、魚蝦養殖、機械部件的 清洗等各種產業領域。作為生成這種含有微細氣泡的氣泡液的產品，見以下專利文獻l 或者2等所記載的內容。
專利文獻1涉及使氣泡液中的氣泡更加細微化的氣泡微細化器，與本申請人的提案有關。
此氣泡微細化器，是通過壓力泵的抽吸壓力，將氣體混合入液體中而生成的氣泡液用 其他的氣泡微細化器進行微細化後，用於使此氣泡液中所包含的氣泡更加微細化的產品。
此氣泡微細化器，具備形成在送液方向上遊側穿設多個液體流入孔的隔離壁，在送 液方向下遊側開口的外筒體；和具有在此外筒體內同軸配置的，沿著送液方向在規定的範 圍內取一定的橫截面積的粗徑部以及在上流側氣泡液路的下遊側，從上遊側向下遊側橫截' 面積逐漸縮小的縮徑部的軸體；為在外筒體與軸體之間形成有氣泡液路的氣泡微細化器。
為了通過此氣泡微細化器使氣泡液中的氣泡微細化，需要通過壓力泵，使被壓送的氣 泡液從液體流入孔流到外筒內，使其通過所述氣泡液路，此時，外筒體隔離壁對於氣泡液 的壓力呈上升狀態，使氣泡液從液體流入孔流到外筒體內部，然後，使其通過從送液方向 上遊側向下遊側間隔逐漸擴大的氣泡液路，從而利用對於氣泡液的壓力的變化，破壞氣泡 液中的氣泡，使其微細化。
另一方面，專利文獻2所記載的發明，作為生成含有微細氣泡的氣泡液的產品，是利 用迴旋流的微細氣泡生成裝置。
此微細氣泡生成裝置，在一端關閉的圓筒形容器的閉口側上，開設氣體導入孔，在所述圓筒形的內壁圓周面的一部分上，在其切線方向上開設加壓液體導入口。
此微細氣泡生成裝置，使用時將加壓液體從加壓液體導入口壓送到圓筒內，在其內部 生成迴旋流，從而在圓筒中心軸的附近形成負壓部分，通過這個負壓將氣體從氣體導入口 吸進圓筒內，氣體通過壓力最低的中心軸上方，從而形成細迴旋氣渦流。然後，在此圓筒 內，迴旋流從加壓液體導入口向開口側方向形成，隨著此迴旋，由於液體與氣體的比重差， 作用於液體的離心力和作用於氣體的向心力同時發揮作用，從而使液體部分和氣體部分處 於分離狀態，氣體被噴出開口側，在噴射的同時，由於周圍的靜止液體迴旋急劇減弱，從 而產生強烈的迴旋速度差，此迴旋速度差導致迴旋氣渦流被截斷，其結果產生了大量微細 氣泡，並從開口側放出。
專利文獻1:特開2007-144421號公報 專利文獻2:特開2006-116365號公報
但是，由於上述專利文獻l所記載的氣泡微細化器，需要使其產生壓力變化，就不得 不使其結構複雜化。
此外，專利文獻2所記載的微細氣泡生成裝置，是通過在液體中混入氣體而進行微細 化的，但無法使事先包含在氣泡液中的氣泡變得更加微細。
本發明正為解決以上技術問題，其目的是，提供一種結構簡單的氣泡微細化器，通過 使氣泡液中含有的氣泡互相撞擊，或者通過氣泡與液體的撞擊而使其粉碎，從而能夠容易 地生成含有更加細微氣泡的微細氣泡液。

發明內容
為了達到上述目的，本發明提供一種將液體中混合入氣體而生成的氣泡液中所含的氣 泡微細化的氣泡微細化器，關閉作為上遊側的一端，在作為下遊側的另一端設置出水口而 形成的生成筒體上，從筒體外部穿過筒體的壁部至內壁周面，開設有主噴射口和輔噴射口， 主噴射口沿著與對此內壁周面繪出的假想切線平行的假想線，斜向噴射氣泡液；輔噴射口 相對於該主噴射口的噴射方向，變位至生成筒體的軸心的近旁噴射氣泡液，在所述生成筒 體的內部，所述主噴射口噴射出的氣泡液形成主迴旋流，同時使由所述輔噴射口噴射出的 氣泡液所形成的輔迴旋流與該主迴旋流交錯匯流，從而生成微細氣泡。
根據此發明，從主噴射口向生成筒體的內部施加壓力噴射氣泡液，並沿著生成筒體的 內壁周面進行誘導，從而使筒體內部產生迴旋的氣泡液流，即主迴旋流。此外，與此同時相對於主噴射口 ，從開設在生成筒體軸心的附近的輔噴射口向生成筒體的內部噴射所述氣 泡液，由此，產生了與所述主迴旋流不同的輔迴旋流，此時，在筒體的內部，輔迴旋流與 主迴旋流發生撞擊阻礙了主迴旋流的流動，氣泡液與氣泡液中的氣泡、或者氣泡液中的氣 泡相互撞擊，氣泡被擊碎，變得更加微細。
且本發明提供的氣泡微細化器，在生成筒體上，主噴射口開設在比輔噴射口更上遊一 側的位置。
根據此發明，通過將主噴射口開設在上遊側，在沿著筒體的內壁周面規則地生成流動 的主迴旋流時，此主迴旋流會和輔噴射口噴射出的輔迴旋流發生撞擊，使氣泡能被切實地 破壞、粉碎。
且本發明提供的氣泡微細化器，主噴射口開設為，面向生成筒體的內壁周面，在周方 向上呈斜向，同時其朝向與軸向成直角。
根據此發明，在生成筒體內部產生的主迴旋流抑制了因自身形成的水流而從出水口側 流出的情況，使其與輔迴旋流的交匯得以切實執行。
且本發明提供的氣泡微細化器，主噴射口開設為，面向生成筒體的內壁周面，沿著周 方向呈斜向，同時朝向上遊側呈斜向。
根據此發明，通過將來自主噴射口的氣泡液朝上遊側噴射出，能夠形成生成筒體內部 主迴旋流的滯留狀態，由此，能夠實現與之後噴射出的主迴旋流進行交匯，結合與輔迴旋 流的交匯，能夠切實地使氣泡相互撞擊。
且本發明提供的氣泡微細化器，生成筒體的橫截面呈圓筒形。
根據此發明，通過將生成筒體的橫截面製成圓筒形，可以穩定主迴旋流的水流。 且本發明提供的氣泡微細化器，生成筒體的橫截面呈非圓筒形。
根據此發明，通過將生成筒體的橫截面製成非圓形，主、輔迴旋流分別在生成筒體的 內壁面的角落進行撞擊，從而形成分流，可以使主、輔迴旋流與分流交匯、撞擊，以及使 分流相互撞擊。
且本發明提供的氣泡微細化器，主噴射口及輔噴射口開設為，從生成筒體的上遊側朝 下遊側，分別空出適當的間隔相互開設多個主噴射口及輔噴射口。
根據此發明，通過相互開設多個主噴射口及輔噴射口，可以使各個噴射口噴射出的多 個迴旋流進行撞擊。
且本發明提供的氣泡微細化器，主噴射口及輔噴射口在生成筒體的周方向上分散配設。
根據此發明，可以從各個方向向生成筒體的內部噴射氣泡液。
且本發明提供的氣泡微細化器，在生成筒體的內部，由圓柱形的細徑部，與設在該細 徑部的下遊側、和該細徑部相連續的擴徑部構成的誘導軸沿軸心設置。
根據此發明，能夠在細徑部周圍穩定主迴旋流進行迴旋之後與輔迴旋流發生撞擊。 且本發明提供的氣泡微細化器，誘導軸呈現為，擴徑部向下遊側徑口逐漸縮小的近圓 錐形狀。
根據此發明，能夠在細徑部周圍穩定主迴旋流進行迴旋之後與輔迴旋流發生撞擊，同 時能夠通過擴徑部使其再度恢復穩定的迴旋。
由此，如上述說明，在本發明的氣泡微細化器的生成筒體的內部，能夠使作為朝不同 方向流動的氣泡液流的主迴旋流和輔迴旋流進行交錯匯流，使氣泡液與氣泡液中的氣泡、 或者氣泡液中的氣泡相互撞擊，從而擊碎氣泡，容易地生成含有大量微細氣泡的微細氣泡 液。


圖1為本發明實施例1所示氣泡微細化器1的透視圖2 (a)為說明圖1的A-A放大截面上的氣泡液的流動的示意圖、(b)為說明圖1 的B-B放大截面上的氣泡液的流動的示意圖； 圖3為圖2的C-C截面圖4為將實施例2所示氣泡微細化器沿圖2的C-C線截斷的截面圖； 圖5為實施例3所示氣泡微細化器的透視圖； 圖6 (a)為圖5的D-D放大截面圖、(b)為E-E放大截面圖； 圖7為將實施例4所示氣泡微細化器沿圖2的C-C線截斷的截面圖； 符號說明
1 氣泡微細化器
2 出水口
3 生成筒體
4 壁部
5 主噴射口6輔噴射口
7內壁周面
8第1交匯點
9第2交匯點
10壁面
11第3交匯點
12蓋體
13軸體
14細徑部
16擴徑部
17側面
X假想切線
Y假想線
Wl氣泡液
W2微細氣泡液
P軸心
a主迴旋流
b輔迴旋流
c混合迴旋流
具體實施例方式
以下，基於實施例對本發明涉及的氣泡微細化器的實施方式進行詳細說明。 實施例1
圖1為本發明實施例1所示氣泡微細化器1的透視圖；圖2 (a)為說明圖1的A-A 放大截面上的氣泡液的流動的示意圖、圖2 (b)為說明圖1的B-B放大截面上的氣泡液 的流動的示意圖；圖3為圖2的C-C截面圖。
本實施例1的氣泡微細化器1，用於對由未圖示的氣泡液生成器生成壓送的氣泡液 Wl所包含的氣泡進行微細化，含有由此氣泡微細化器1進行微細化後的氣泡的微細氣泡 液W2，將被送至含有如未圖示的油脂類的廢液等的被處理液中。氣泡微細化器1如圖1及圖3所示，關閉作為上遊側(圖的左側)的一端，在作為下 遊側(圖的右側)的另一端設置出水口 2而形成的圓筒形的生成筒體3上，開設用於將被 壓送的氣泡液W1從生成筒體3的外部穿過壁部4噴射到內部的主噴射口 5，和輔噴射口 6。
主噴射口 5開設在生成筒體3的壁部4上，比後述的輔噴射口 6位於更上遊側。同時 如圖2(a)所示，開設成與生成筒體3的軸心P方向形成直角，沿著與對生成筒體3的 內壁周面7繪出的假想切線X平行的假想線Y，可將氣泡液Wl斜向噴射到內壁周面7 上。BP,主噴射口5開設成面向生成筒體3的內壁周面7，並使其在周方向上斜向噴射氣 泡液Wl 。
從生成筒體3外部壓送來的氣泡液Wl，通過主噴射口 5侵入到生成筒體3的內部， 到達生成筒體3的內壁周面7之後，沿此內壁周面7迴旋，從而形成主迴旋流a。 此主迴旋流a，從上遊側朝下遊側的出水口 2邊迴旋邊流動。
輔噴射口 6開設在生成筒體3的壁部4上，比主噴射口 5位於更下遊側的位置。同時 此輔噴射口6如圖2 (b)所示，開設於與生成筒體3的軸心P方向形成直角，相對於主 噴射口 5的噴射方向，變位至生成筒體3的軸心P的近旁噴射氣泡液Wl的位置上。
從生成筒體3外部壓送來的氣泡液W1，與主迴旋流a—樣，通過輔噴射口6侵入到 生成筒體3的內部，到達生成筒體3的內壁周面7之後，沿著此內壁周面7迴旋，從而形 成輔迴旋流b。此時，在生成筒體3的內部，由於主迴旋流a向下遊流動，如果氣泡液 Wl侵入到生成筒體3的內部，在輔噴射口6附近的第1交匯點8，主迴旋流a會和輔回 旋流b交匯。如此，輔迴旋流b阻礙主迴旋流a的流動對其撞擊，從而導致氣泡液W1 與氣泡液W1中的氣泡、或者氣泡液W1中氣泡互相撞擊來擊碎氣泡液W1中氣泡。
此外，輔迴旋流b在第l交匯點8與主迴旋流a交匯後，繼續保持原狀前進，在即將 到達生成筒體3的內壁周面7之前的第2交匯點9，再次與主迴旋流a交匯。此時，輔回 旋流b再次阻礙主迴旋流a的流動對其撞擊，從而導致氣泡液Wl與氣泡液W1中的氣泡、 或者氣泡液W1中氣泡互相撞擊，使氣泡液W1中氣泡被擊碎得更加微細。
輔迴旋流b如上所述，通過在第1交匯點8及第2交匯點9與主迴旋流a交匯，在生 成含有經過微細化的氣泡的微細氣泡液W2之後，到達生成筒體3的內壁周面7，在與主 迴旋流a混合的同時，沿著內壁周面7迴旋，形成作為微細氣泡液W2水流的混合迴旋流 c，向下遊側邊迴旋邊流動，從出水口2流出到外部。如上所述，根據本實施例的氣泡微細化器l，在生成筒體3的內部，使作為朝不同方 向流動的氣泡液流Wl的主迴旋流a和輔迴旋流b進行交錯匯流，使氣泡液Wl與氣泡液 Wl中的氣泡、或者氣泡液W1中的氣泡相互撞擊來擊碎氣泡，能夠容易地生成含有大量 微細氣泡的微細氣泡液W2，並將其送至未圖示的被處理液中。
實施例2
接下來對本發明的實施例2進行說明。圖4為將實施例2所示氣泡微細化器沿圖2 的C-C線截斷的截面圖。
且因圖中的符號與實施例l取同樣的符號，指代同樣的部分，在此省略重複說明。
在實施例1中，舉出了主噴射口 5及輔噴射口 6與生成筒體3的軸方向形成直角的示 例，但是主噴射口 5也可如圖4所示那樣，形成為向閉口側(上遊側)傾斜。
當主噴射口 5形成為向閉口側傾斜的情況下，主迴旋流a—邊迴旋一邊先流到閉口側， 在到達壁面10之後會流到下遊的出水口 2 —側。如上所述在到達壁面10之後回到下遊側 的主迴旋流a，在到達主噴射口5的位置時，於主噴射口5附近的第3交匯點11與主噴 射口 5所噴出的主迴旋流a交匯。通過此主迴旋流a的互相撞擊使氣泡液Wl中的氣泡被 微細化後，主迴旋流a沿著生成筒體3的內壁周面7， 一邊迴旋一邊流動到下遊的出水口
此後，與實施例1 一樣，在輔噴射口 6附近的第1交匯點8及第2交匯點9，通過主 迴旋流a與輔迴旋流b的交匯，在生成含有經過微細化的氣泡的微細氣泡液W2之後，主 迴旋流a與輔迴旋流b混合的同時，沿著內壁周面7迴旋，形成作為微細氣泡液W2水流 的混合迴旋流c，.向下遊側邊迴旋邊流動，從出水口2流出到外部。
實施例3
接下來對本發明的實施例3進行說明。圖5為實施例3所示氣泡微細化器的透視圖； 圖6 (a)為圖5的D-D放大截面圖、(b)為圖5的E-E放大截面圖。
且因圖中的符號與實施例1及實施例2取同樣的符號，指代同樣的部分，在此省略重 復說明。
在前述的實施例中，分別舉出了各形成1個主噴射口 5和輔噴射口 6示例，但是主噴 射口 5及輔噴射口 6的數量可以分別大於1個，並且只要主噴射口 5的其中1個形成於最 上遊側即可，也可如圖5及圖6所示，在生成筒體3的周方向上分散配置多個。
即使是這種情況下也與實施例1、 2同樣，主噴射口5，沿著與從生成筒體3的外部對生成筒體3的內壁周面7繪出的假想切線X平行的假想線Y，開設於生成筒體3的壁 部4上，可將氣泡液W1斜向噴射到內壁周面7上。輔噴射口6，開設於相對於主噴射口 5的噴射方向，可變位至生成筒體3的軸心P的近旁噴射氣泡液Wl的位置上。
如此，在配置了多個主噴射口 5和輔噴射口 6的情況下，由於主迴旋流a與輔迴旋流 b的交錯匯流會進行數次，氣泡液W1中的氣泡會變得更加微細。
此外，各主噴射口 5中只要有其中1個形成於生成筒體3的最上遊側即可，關於其他 噴射口的配置可任意設定。此外，在本實施例中，舉出了交相配置主噴射口 5和輔噴射口 6的示例，但亦可用連續輔噴射口 6來形成。
實施例4
接下來對本發明的實施例4進行說明。圖7為將實施例4所示氣泡微細化器沿圖2 的C-C線截斷的截面圖。
且因圖中的符號與實施例1 實施例3取同樣的符號，指代同樣的部分，在此省略重 復說明。
在本實施例中，生成筒體3用蓋體12代替壁面10加以封閉，將安裝在此蓋體12上 的軸體13沿軸心配置在生成筒體3的內部而成。
軸體13由沿著軸心在規定範圍內取一定外徑的圓柱形細徑部14、和與此細徑部14 相連續的，向下遊的出水口逐漸徑口縮小的近圓錐形的擴徑部16所構成。
如此在生成筒體3的內部配置軸體13的情況下，使主噴射口 5位於細徑部14的周圍 (本實施例中為細徑部14的上部)，使輔噴射口6位於擴徑部16的周圍(本實施例中為 細徑部14的上部)。
從主噴射口 5向生成筒體3的內部噴出的氣泡液Wl，通過沿著生成筒體3的內壁周 面7迴旋，形成主迴旋流a，此時通過在細徑部14周圍的迴旋，使得軸心附近的氣泡液 Wl能夠沒有停滯地平滑且穩定地迴旋。
主迴旋流a，在迴旋於細徑部14周圍之後與擴徑部16的側面17撞擊，在擴徑部16 的周圍迴旋的同時向下遊方向流動。此後，通過輔噴射口6噴出的氣泡液W1在擴徑部 16的周圍的迴旋而形成的輔迴旋流b，在接近輔噴射口 6的位置與主迴旋流a撞擊，從而 導致氣泡液W1與氣泡液W1中的氣泡、或者氣泡液W1中氣泡互相撞擊，使氣泡液W1 中氣泡被擊碎，同時由於擴徑部16周圍的壓力變化，氣泡液W1中的氣泡被擊碎得更加 微細而生成微細氣泡液W2，並從出水口2放出。根據本實施例，通過在生成筒體3的內部配置軸體13，能夠使主迴旋流a在細徑部 14的周圍迴旋，因此主迴旋流a的迴旋能夠平滑且穩定地進行。
此外，通過使輔噴射口6位於擴徑部16的周圍，使主迴旋流a與輔迴旋流b的撞擊 能在接近輔噴射口 6的位置進行，氣泡的破壞被更有效地進行。
在上述各實施例中，已經說明了生成筒體3的截面為圓形的示例，但並不局限於此， 例如形成為四角形或六角形亦可，這種情況下，通過主、輔迴旋流撞擊生成筒體內部的角 落而產生的分流，不僅可以使主、輔迴旋流與分流交匯、撞擊，還可以使分流之間相互撞 擊。
此外，主迴旋流a、輔迴旋流b的流量、流速等，因可隨壓送的氣泡液W1的流壓、 主噴射口5及輔噴射口6的徑口大小、數量的變化而隨意變更，能進行適宜的設定。
權利要求
1. 一種將液體中混合入氣體而生成的氣泡液中所含的氣泡微細化的氣泡微細化器，其特徵在於，關閉作為上遊側的一端，在作為下遊側的另一端設置出水口而形成的生成筒體上，從筒體外部穿過筒體的壁部至內壁周面開設主噴射口和輔噴射口，主噴射口沿著與對該內壁周面繪出的假想切線平行的假想線，斜向噴射氣泡液；輔噴射口相對於該主噴射口的噴射方向，變位至生成筒體的軸心的近旁噴射氣泡液；在所述生成筒體的內部，所述主噴射口噴射出的氣泡液形成主迴旋流，同時使由所述輔噴射口噴射出的氣泡液所形成的輔迴旋流與該主迴旋流交錯匯流，從而生成微細氣泡。
2. 根據權利要求1所述的氣泡微細化器，其特徵在於，在生成筒體上，主噴射口開 設在比輔噴射口更上遊一側的位置。
3. 根據權利要求1所述的氣泡微細化器，其特徵在於，主噴射口開設為，面向生成 筒體的內壁周面，在周方向上呈斜向，同時其朝向與軸向成直角。
4. 根據權利要求2所述的氣泡微細化器，其特徵在於，主噴射口開設為，面向生成 筒體的內壁周面，在周方向上呈斜向，同時其朝向與軸向成直角。
5. 根據權利要求1所述的氣泡微細化器，其特徵在於，主噴射口開設為，面向生成 筒體的內壁周面，沿著周方向呈斜向，同時朝向上遊側呈斜向。
6. 根據權利要求2所述的氣泡微細化器，其特徵在於，主噴射口開設為，面向生成 筒體的內壁周面，沿著周方向呈斜向，同時朝向上遊側呈斜向。
7. 根據權利要求1至4任一項所述的氣泡微細化器，其特徵在於，生成筒體的橫截 面呈圓筒形。 .
8. 根據權利要求1至4任一項所述的氣泡微細化器，其特徵在於，生成筒體的橫截 面呈非圓筒形。
9. 根據權利要求1至4任一項所述的氣泡微細化器，其特徵在於，從生成筒體的上 遊側朝下遊側，分別空出適當的間隔相互開設多個主噴射口及輔噴射口。
10. 根據權利要求9所述的氣泡微細化器，其特徵在於，主噴射口及輔噴射口在生成筒體的周方向上分散配設。
11. 根據權利要求1至4任一項所述的氣泡微細化器，其特徵在於，在生成筒體的內 部，由圓柱形的細徑部，與設在該細徑部的下遊側、和該細徑部相連續的擴徑部構成的誘導軸沿軸心設置。
12.根據權利要求ll所述的氣泡微細化器，其特徵在於，誘導軸呈現為，擴徑部向 下遊側徑口逐漸縮小的近圓錐形狀。
全文摘要
本發明提供一種能夠高效率地大量產生微細氣泡的氣泡微細化器。在液體中混合入氣體而生成的氣泡液W1中對所含的氣泡進行微細化的氣泡微細化器1中，關閉作為上遊側的一端，在作為下遊側的另一端設置出水口2而形成的生成筒體3上，從筒體外部穿過筒體的壁部4至內壁周面7，開設主噴射口5和輔噴射口6，主噴射口5沿著與對該內壁周面7繪出的假想切線X平行的假想線Y，斜向噴射氣泡液W1；輔噴射口6相對於該主噴射口5，變位至生成筒體3的軸心P的近旁噴射氣泡液W1；在所述生成筒體3的內部，使由所述輔噴射口6形成的輔迴旋流b，與由所述主噴射口5形成的主迴旋流a交錯匯流。
文檔編號C02F3/14GK101456624SQ20081018605
公開日2009年6月17日 申請日期2008年12月12日 優先權日2007年12月13日
發明者菊池隆重 申請人:菊池愛可阿斯株式會社