JP2014104441A - Fine bubble generating nozzle and fine bubble generating device - Google Patents
Fine bubble generating nozzle and fine bubble generating device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014104441A JP2014104441A JP2012261098A JP2012261098A JP2014104441A JP 2014104441 A JP2014104441 A JP 2014104441A JP 2012261098 A JP2012261098 A JP 2012261098A JP 2012261098 A JP2012261098 A JP 2012261098A JP 2014104441 A JP2014104441 A JP 2014104441A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nozzle
- fine bubble
- throat
- flow path
- liquid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 286
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims abstract description 79
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 103
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 32
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 11
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 9
- 108091006146 Channels Proteins 0.000 description 151
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 36
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 18
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 16
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 14
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 12
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 10
- 230000008859 change Effects 0.000 description 9
- 239000002101 nanobubble Substances 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 4
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 3
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/20—Mixing gases with liquids
- B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
- B01F23/232—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using flow-mixing means for introducing the gases, e.g. baffles
- B01F23/2323—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using flow-mixing means for introducing the gases, e.g. baffles by circulating the flow in guiding constructions or conduits
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/20—Mixing gases with liquids
- B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
- B01F23/234—Surface aerating
- B01F23/2341—Surface aerating by cascading, spraying or projecting a liquid into a gaseous atmosphere
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/20—Mixing gases with liquids
- B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
- B01F23/234—Surface aerating
- B01F23/2341—Surface aerating by cascading, spraying or projecting a liquid into a gaseous atmosphere
- B01F23/23411—Surface aerating by cascading, spraying or projecting a liquid into a gaseous atmosphere by cascading the liquid
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/20—Mixing gases with liquids
- B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
- B01F23/234—Surface aerating
- B01F23/2341—Surface aerating by cascading, spraying or projecting a liquid into a gaseous atmosphere
- B01F23/23412—Surface aerating by cascading, spraying or projecting a liquid into a gaseous atmosphere using liquid falling from orifices in a gaseous atmosphere, the orifices being exits from perforations, tubes or chimneys
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F25/30—Injector mixers
- B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
- B01F25/312—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof
- B01F25/3124—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof characterised by the place of introduction of the main flow
- B01F25/31242—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof characterised by the place of introduction of the main flow the main flow being injected in the central area of the venturi, creating an aspiration in the circumferential part of the conduit
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F25/40—Static mixers
- B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
- B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
- B01F25/433—Mixing tubes wherein the shape of the tube influences the mixing, e.g. mixing tubes with varying cross-section or provided with inwardly extending profiles
- B01F25/4338—Mixers with a succession of converging-diverging cross-sections, i.e. undulating cross-section
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F25/40—Static mixers
- B01F25/45—Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads
- B01F25/452—Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads characterised by elements provided with orifices or interstitial spaces
- B01F25/4521—Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads characterised by elements provided with orifices or interstitial spaces the components being pressed through orifices in elements, e.g. flat plates or cylinders, which obstruct the whole diameter of the tube
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
Abstract
Description
本発明は、気体を加圧溶解させた加圧液から微細気泡を含む液体を生成する微細気泡生成ノズル、および、当該微細気泡生成ノズルを備える微細気泡生成装置に関する。 The present invention relates to a fine bubble generation nozzle that generates a liquid containing fine bubbles from a pressurized liquid in which a gas is dissolved under pressure, and a fine bubble generation device including the fine bubble generation nozzle.
近年、直径が1mm以下の微細な気泡を含む液体が多様な分野で利用されており、液体中に微細気泡を発生させる様々な装置が提案されている。例えば、特許文献1の微細気泡発生装置では、流体旋回室内において気体と液体とが混合された混合流体を高速に旋回させ、旋回流に発生する剪断力により気泡が微細化される。そして、微細化された気泡が液体と共に供給される。
In recent years, liquids containing fine bubbles having a diameter of 1 mm or less have been used in various fields, and various apparatuses for generating fine bubbles in liquids have been proposed. For example, in the fine bubble generator of
また、特許文献2の気液溶解混合装置では、管路を流れる混合流体が、ベンチュリ管を有する再分配器を通過した後、端面に複数のノズル孔が設けられたノズル部から噴出される。再分配器では、液体と管路の上部に集まった気泡とが、ベンチュリ管の喉部にて加速される。また、当該液体と気泡とは、ノズル部のダクト内において混合された後、気泡が液体内に分布した状態で、複数のノズル孔から噴出される。ノズル孔は、ダクトに比べて小さいため、ノズル孔を通過する液体は加速されて静圧が低くなる。このため、液体中に溶解している気体が微小気泡として析出する。また、液体に溶解していない気泡も、ノズル孔で加速される際の流れの乱れ等により細分化される。
Moreover, in the gas-liquid dissolution mixing apparatus of
ところで、近年、直径が1μm未満の微細気泡(いわゆる、ナノバブル)を含む液体が、多様な分野において注目されており、微細気泡を安定して大量に生成し、微細気泡を含む液体を様々な流量で供給する技術が求められている。 By the way, in recent years, a liquid containing fine bubbles (so-called nanobubbles) having a diameter of less than 1 μm has been attracting attention in various fields. A large amount of fine bubbles can be stably generated, and a liquid containing fine bubbles can be supplied at various flow rates. The technology to supply with
しかしながら、特許文献1の装置では、旋回流を発生させる構造が複雑で設計パラメータが多いため、供給流量を変更した場合、微細気泡を安定的に生成するための設計に多大な時間を要する。また、供給流量を増大させる場合、水槽等に気泡と液体とを供給するためのノズルに加わる力が大きくなってしまう。ノズルに加わる力を軽減するために、生成された気泡を複数のノズルに分配することが考えられるが、特許文献1の装置では、装置の僅かな傾きによっても、生成された気泡が一方に偏ってしまい、複数のノズルにより均等に安定して気泡を供給することができない。
However, in the apparatus of
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、微細気泡を安定して生成することを目的としている。 This invention is made | formed in view of the said subject, and aims at producing | generating a fine bubble stably.
請求項1に記載の発明は、気体を加圧溶解させた加圧液から微細気泡を含む液体を生成する微細気泡生成ノズルであって、加圧液が供給されるノズル流路の上流から下流に向かって流路面積が漸次減少する上流テーパ部と、前記上流テーパ部の下流端に接続し、前記上流テーパ部からの流体を上流噴出口から噴出する上流喉部と、前記上流噴出口に接続し、流路面積を拡大する拡大部と、前記拡大部の下流端に接続し、上流から下流に向かって流路面積が漸次減少する下流テーパ部と、前記下流テーパ部の下流端に接続し、前記下流テーパ部からの前記流体を下流噴出口から噴出する下流喉部とを備える。
The invention according to
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の微細気泡生成ノズルであって、前記上流テーパ部の内面および前記下流テーパ部の内面がそれぞれ、前記ノズル流路の中心軸を中心とする円錐面の一部であり、前記中心軸を含む断面において、前記上流テーパ部の前記内面の成す角度、および、前記下流テーパ部の前記内面の成す角度がそれぞれ、90°以下である。
The invention according to
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の微細気泡生成ノズルであって、前記上流喉部の長さが、前記上流喉部の直径の1.1倍以上10倍以下であり、前記下流喉部の長さが、前記下流喉部の直径の1.1倍以上10倍以下である。
The invention according to
請求項4に記載の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載の微細気泡生成ノズルであって、前記下流喉部の直径が、前記上流喉部の直径以上である。 A fourth aspect of the present invention is the fine bubble generating nozzle according to any one of the first to third aspects, wherein the diameter of the downstream throat is equal to or larger than the diameter of the upstream throat.
請求項5に記載の発明は、請求項1ないし4のいずれかに記載の微細気泡生成ノズルであって、前記ノズル流路の中心軸を含む断面において、前記拡大部の前記上流噴出口から広がる面と前記中心軸との成す角度が、45°以上90°以下である。
The invention according to
請求項6に記載の発明は、請求項1ないし5のいずれかに記載の微細気泡生成ノズルであって、前記ノズル流路と同様の構造を有するもう1つのノズル流路と、加圧液を前記ノズル流路と前記もう1つのノズル流路とに分岐させる分岐部とをさらに備える。 A sixth aspect of the present invention is the fine bubble generating nozzle according to any one of the first to fifth aspects, wherein another nozzle flow path having the same structure as the nozzle flow path, and a pressurized liquid The apparatus further includes a branching portion that branches into the nozzle channel and the another nozzle channel.
請求項7に記載の発明は、微細気泡生成装置であって、請求項1ないし6のいずれかに記載の微細気泡生成ノズルと、加圧液を生成して前記微細気泡生成ノズルに供給する加圧液生成部とを備える。 A seventh aspect of the invention is a fine bubble generating device, wherein the fine bubble generating nozzle according to any one of the first to sixth aspects, and a pressure generating liquid that is supplied to the fine bubble generating nozzle. A pressure fluid generating unit.
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の微細気泡生成装置であって、前記加圧液生成部と前記微細気泡生成ノズルとを接続する加圧液流路と、前記加圧液流路に設けられて前記加圧液流路内の加圧液の圧力を調整する調整弁と、前記加圧液生成部内の圧力を測定する圧力センサと、前記圧力センサからの出力に基づいて前記調整弁を制御する弁制御部とをさらに備える。
The invention described in
請求項9に記載の発明は、微細気泡生成装置であって、請求項1ないし6のいずれかに記載の微細気泡生成ノズルと、加圧液を生成して前記微細気泡生成ノズルに供給する加圧液生成部と、前記微細気泡生成ノズルにて生成された液体が供給される対象液を貯溜する貯溜部とを備え、前記微細気泡生成ノズルの前記下流噴出口が、前記ノズル流路の最下流の噴出口であり、前記貯溜部の内面に、外側に向かって凹むとともに前記下流噴出口に接続され、前記下流噴出口から前記内面に至る流路面積を拡大する穴部が設けられる。 A ninth aspect of the invention is a fine bubble generating device, wherein the fine bubble generating nozzle according to any one of the first to sixth aspects is added to the pressure generating liquid that is supplied to the fine bubble generating nozzle. A pressure liquid generating section; and a storage section for storing a target liquid to which the liquid generated by the fine bubble generating nozzle is supplied. It is a downstream jet port, and a hole is provided on the inner surface of the reservoir portion that is recessed toward the outside and connected to the downstream jet port so as to expand a flow passage area from the downstream jet port to the inner surface.
本発明では、微細気泡を安定して生成することができる。 In the present invention, fine bubbles can be stably generated.
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る微細気泡生成装置1を示す断面図である。微細気泡生成装置1は、微細気泡生成ノズル2と、加圧液生成部3と、加圧液流路4と、貯溜部5とを備える。加圧液流路4は、加圧液生成部3と微細気泡生成ノズル2とを接続する。微細気泡生成ノズル2の先端部は、貯溜部5の側壁部51に接続される。貯溜部5は、対象液91を貯溜する。加圧液生成部3は、気体を液体に加圧溶解させた加圧液71を生成し、加圧液流路4を介して加圧液71を微細気泡生成ノズル2に供給する。微細気泡生成ノズル2は、加圧液71から微細気泡を含む液体(以下、「微細気泡含有液73」という。)を生成し、貯溜部5に貯溜された対象液91に微細気泡含有液73を供給する。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a
本実施の形態に係る微細気泡生成装置1では、加圧液生成部3により、水に空気を加圧溶解させた加圧液71が生成される。また、微細気泡生成ノズル2により、直径が1μm未満の空気の微細気泡(いわゆる、ナノバブル)を含む水である微細気泡含有液73が生成され、水である対象液91中に供給される。図1では、図の理解を容易にするために、加圧液71や対象液91等の流体に破線にて平行斜線を付す(以下の類似の図においても同様)。なお、微細気泡生成装置1では、様々な種類の気体を様々な種類の液体に加圧溶解させた加圧液71が利用されてよい。
In the fine
加圧液生成部3は、混合ノズル31と、溶解流路部32と、ポンプ33とを備える。加圧液生成部3では、ポンプ33により混合ノズル31に圧送された液体(本実施の形態では、水)と、外部から吸引された気体(本実施の形態では、空気)とが、混合ノズル31により混合され、溶解流路部32内に向けて噴出される。溶解流路部32内は加圧されて大気圧よりも圧力が高い状態(以下、「加圧環境」という。)となっており、混合ノズル31から噴出された液体と気体とが混合された流体(以下、「混合流体72」という。)が、溶解流路部32内を加圧環境下にて流れる間に、気体が液体に加圧溶解して加圧液71が生成される。
The pressurized
図2は、混合ノズル31を拡大して示す断面図である。混合ノズル31は、ポンプ33により圧送された液体が流入する液体流入口311と、気体が流入する気体流入口319と、液体流入口311から流入した液体および気体流入口319から流入した気体が混合された混合流体72(図1参照)を噴出する混合流体噴出口312とを備える。液体流入口311、気体流入口319および混合流体噴出口312はそれぞれ略円形である。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the mixing
液体流入口311から混合流体噴出口312に向かうノズル流路310の流路断面、および、気体流入口319からノズル流路310に向かう気体流路3191の流路断面も略円形である。流路断面とは、ノズル流路310や気体流路3191等の流路の中心軸に垂直な断面、すなわち、流路を流れる流体の流れに垂直な断面を意味する。また、以下の説明では、流路断面の面積を「流路面積」という。ノズル流路310は、流路面積が流路の中間部で小さくなるベンチュリ管状である。
The flow path cross section of the
混合ノズル31は、液体流入口311から混合流体噴出口312に向かって順に連続して配置される導入部313と、第1テーパ部314と、喉部315と、気体混合部316と、第2テーパ部317と、導出部318とを備える。混合ノズル31は、また、内部に気体流路3191が設けられた気体供給部3192を備える。
The mixing
導入部313では、流路面積は、ノズル流路310の中心軸J1方向の各位置においてほぼ一定である。第1テーパ部314では、液体の流れる方向に向かって(すなわち、下流側に向かって)流路面積が漸次減少する。喉部315では、流路面積はほぼ一定である。喉部315の流路面積は、ノズル流路310において最も小さい。なお、ノズル流路310では、喉部315において流路面積が僅かに変化する場合であっても、流路面積がおよそ最も小さい部分全体が喉部315と捉えられる。気体混合部316では、流路面積はほぼ一定であり、喉部315の流路面積よりも少し大きい。第2テーパ部317では、下流側に向かって流路面積が漸次増大する。導出部318では、流路面積はほぼ一定である。気体流路3191の流路面積もほぼ一定であり、気体流路3191は、ノズル流路310の気体混合部316に接続される。
In the
混合ノズル31では、液体流入口311からノズル流路310に流入した液体が、喉部315で加速されて静圧が低下し、喉部315および気体混合部316において、ノズル流路310内の圧力が大気圧よりも低くなる。これにより、気体流入口319から気体が吸引され、気体流路3191を通過して気体混合部316に流入し、液体と混合されて混合流体72(図1参照)が生成される。混合流体72は、第2テーパ部317および導出部318において減速されて静圧が増大し、混合流体噴出口312を介して溶解流路部32内に噴出される。
In the mixing
図1に示すように、溶解流路部32は、上下方向に積層される第1水平流路321と、第2水平流路322と、第3水平流路323と、第4水平流路324と、第5水平流路325とを備える。以下の説明では、第1水平流路321、第2水平流路322、第3水平流路323、第4水平流路324および第5水平流路325をまとめて指す場合、「水平流路321〜325」と呼ぶ。水平流路321〜325は、正確には、液体が流れる内部空間を形成する部位である。水平流路321〜325は、水平方向に延びる管路であり、水平流路321〜325の長手方向に垂直な断面は略矩形である。本実施の形態では、水平流路321〜325の幅は、約40mmである。
As shown in FIG. 1, the
第1水平流路321の上流側の端部(すなわち、図1中の左側の端部)には、混合ノズル31が取り付けられており、混合ノズル31から噴出された後の混合流体72は、加圧環境下にて図1中の右側に向かって流れる。本実施の形態では、混合ノズル31から噴出された直後の混合流体72は、第1水平流路321内の混合流体72の液面よりも上方から噴出し、第1水平流路321の下流側の壁面(すなわち、図1中の右側の壁面)に衝突する前に、上記液面に直接衝突する。混合ノズル31から噴出された混合流体72を液面に直接衝突させるためには、第1水平流路321の長さを、混合ノズル31の混合流体噴出口312(図2参照)の中心と第1水平流路321の下面との間の上下方向の距離の7.5倍よりも大きくすることが好ましい。
The mixing
加圧液生成部3では、混合ノズル31の混合流体噴出口312の一部または全体が、第1水平流路321内の混合流体72の液面よりも下側に位置してもよい。これにより、上述と同様に、第1水平流路321内において、混合ノズル31から噴出された直後の混合流体72が、第1水平流路321内を流れる混合流体72に直接衝突する。
In the pressurized
第1水平流路321の下流側の端部の下面には、略円形の開口321aが設けられており、第1水平流路321を流れる混合流体72は、第1水平流路321の下方に位置する第2水平流路322へと開口321aを介して落下する。なお、水平流路321〜325を流れる流体は、必ずしも気液混合状態であるとは限らないが、以下、単に、「混合流体72」と呼ぶ(他の実施の形態においても同様である。)。第2水平流路322では、第1水平流路321から落下した混合流体72が加圧環境下にて図1中の右側から左側へと流れ、第2水平流路322の下流側の端部の下面に設けられた略円形の開口322aを介して、第2水平流路322の下方に位置する第3水平流路323へと落下する。第3水平流路323では、第2水平流路322から落下した混合流体72が加圧環境下にて図1中の左側から右側へと流れ、第3水平流路323の下流側の端部の下面に設けられた略円形の開口323aを介して、第3水平流路323の下方に位置する第4水平流路324へと落下する。図1に示すように、第1水平流路321〜第4水平流路324では、混合流体72は、気泡を含む液体の層と、その上方に位置する気体の層に分かれている。
A substantially
第4水平流路324では、第3水平流路323から落下した混合流体72が加圧環境下にて図1中の右側から左側へと流れ、第4水平流路324の下流側の端部の下面に設けられた略円形の開口324aを介して、第4水平流路324の下方に位置する第5水平流路325へと流入(すなわち、落下)する。第5水平流路325では、第1水平流路321〜第4水平流路324とは異なり、気体の層は存在しておらず、第5水平流路325内に充満する液体内において、第5水平流路325の上面近傍に気泡が僅かに存在する状態となっている。第5水平流路325では、第4水平流路324から流入した混合流体72が加圧環境下にて図1中の左側から右側へと流れる。
In the fourth
加圧液生成部3では、溶解流路部32の水平流路321〜325を、段階的に緩急を繰り返しつつ上から下に流れ落ちる(すなわち、水平方向への流れと下方向への流れとを交互に繰り返しつつ流れる)混合流体72において、気体が液体に徐々に加圧溶解する。第5水平流路325においては、液体中に溶解している気体の濃度は、加圧環境下における当該気体の(飽和)溶解度の60%〜90%にほぼ等しい。そして、液体に溶解しなかった余剰な気体が、第5水平流路325内において、視認可能な大きさの気泡として存在している。上下に隣接する水平流路321〜325における混合流体72の流れの方向が逆向きであることにより、加圧液生成部3の小型が実現される。
In the pressurization liquid production |
溶解流路部32は、第5水平流路325の下流側の上面から上方へと延びる余剰気体分離部326をさらに備え、余剰気体分離部326には混合流体72が充満している。余剰気体分離部326の上下方向に垂直な断面は略矩形であり、余剰気体分離部326の上端部は、圧力調整用の絞り部327を介して大気開放されている。第5水平流路325を流れる混合流体72の気泡は、余剰気体分離部326内を上昇して大気中に放出される。
The
このように、混合流体72から余剰な気体が分離されることにより、少なくとも容易に視認できる大きさの気泡を実質的に含まない加圧液71が生成され、第5水平流路325の下流側の端部(すなわち、図1中の右側の端部)に接続された加圧液流路4へと送出される。本実施の形態では、加圧液71には、大気圧下における気体の(飽和)溶解度の約2倍以上の気体が溶解している。溶解流路部32において水平流路321〜325を流れる混合流体72の液体は、生成途上の加圧液71と捉えることもできる。
In this manner, the excess gas is separated from the
微細気泡生成装置1は、調整弁61と、圧力センサ62と、弁制御部63とをさらに備える。調整弁61は、加圧液流路4に設けられて加圧液流路4内の加圧液71の圧力を調整する。圧力センサ62は、第1水平流路321の上方に配置され、加圧液生成部3の溶解流路部32内の圧力を測定する。第1水平流路321の上方には、排気弁64も設けられる。微細気泡生成装置1では、圧力センサ62から出力された溶解流路部32内の圧力の測定値が、予め定められた所定の圧力(好ましくは、0.1MPa〜0.45MPa)となるように、弁制御部63により調整弁61が制御される。換言すれば、弁制御部63は、圧力センサ62からの出力に基づいて調整弁61を制御する。これにより、温度変化により混合流体72の粘度が変化しても、溶解流路部32内の圧力変化が低減される。なお、調整弁61は手動で操作されるものでもよい。溶解流路部32から加圧液流路4へと導かれた加圧液71は、微細気泡生成ノズル2に流入する。
The fine
図3は、微細気泡生成ノズル2を拡大して示す断面図である。微細気泡生成ノズル2は、それぞれが略円筒状の第1ノズル部21、第2ノズル部22および第3ノズル部23が、加圧液流路4から貯溜部5に向かって(すなわち、上流から下流に向かって)順に連結されることにより形成される。第1ノズル部21の上流側の端部は、加圧液流路4の下流側の端部に取り付けられる取付部219である。取付部219の下流端が、加圧液流路4から加圧液71が流入するノズル入口201となる。第3ノズル部23の下流端は、貯溜部5内の対象液91(図1参照)に向かって開口するノズル出口202である。ノズル入口201およびノズル出口202はそれぞれ略円形である。ノズル入口201からノズル出口202に至るノズル流路20の流路断面(すなわち、ノズル流路20の中心軸J2に垂直な断面)も略円形である。
FIG. 3 is an enlarged sectional view showing the fine
微細気泡生成ノズル2は、ノズル流路20の上流側から順に連続する導入部211と、第1テーパ部212と、第1喉部213と、第1拡大部221と、第2テーパ部222と、第2喉部223と、第2拡大部231と、第3テーパ部232と、第3喉部233と、第3拡大部234とを備える。導入部211と、第1テーパ部212と、第1喉部213とは、第1ノズル部21に形成される。第1拡大部221と、第2テーパ部222と、第2喉部223とは、第2ノズル部22に形成される。第2拡大部231と、第3テーパ部232と、第3喉部233と、第3拡大部234とは、第3ノズル部23に形成される。
The fine
導入部211の内面は、ノズル流路20の中心軸J2を中心とする略円筒面であり、導入部211の流路面積はほぼ一定である。第1テーパ部212は、導入部211の下流端に接続する。第1テーパ部212の上流端における流路断面は、導入部211の下流端における流路断面と一致する。第1テーパ部212の内面は、中心軸J2を中心とする略円錐面の一部である。第1テーパ部212の流路面積は、ノズル流路20の上流から下流に向かって(すなわち、加圧液71の流れる方向に向かって)漸次減少する。中心軸J2を含む断面において、第1テーパ部212の内面の成す角度α1は、10°以上90°以下であることが好ましい。
The inner surface of the
第1喉部213は、第1テーパ部212の下流端に接続する。第1喉部213の上流端における流路断面は、第1テーパ部212の下流端における流路断面と一致する。第1喉部213の内面は、中心軸J2を中心とする略円筒面であり、第1喉部213の流路面積はほぼ一定である。第1喉部213の流路面積は、第1ノズル部21において最も小さい。第1喉部213の中心軸J2が向く軸方向の長さは、好ましくは、第1喉部213の流路断面の直径の1.1倍以上10倍以下であり、より好ましくは、1.5倍以上2倍以下である。以下の説明では、流路の軸方向の長さを単に「長さ」といい、流路断面の直径を単に「直径」という。第1喉部213の下流端の開口は、第1テーパ部212から第1喉部213へと流入した流体を、噴流として下流側へと噴出する第1噴出口217である。なお、第1喉部213において流路面積が僅かに変化する場合であっても、第1ノズル部21において、流路面積がおよそ最も小さい部分全体が第1喉部213と捉えられる。
The
第1拡大部221は、第1喉部213の第1噴出口217に接続され、第1喉部213から流路面積を拡大する。第1拡大部221の内面は、第1噴出口217のエッジから径方向外側(すなわち、中心軸J2を中心とする径方向の外側)に広がる略円環状の第1面221aと、第1面221aの外周縁から下流側に向かって中心軸J2に平行に広がる略円筒状の第2面221bとを有する。中心軸J2を含む断面において、第1拡大部221の第1面221aと中心軸J2との成す角度β1は、45°以上90°以下であることが好ましい。本実施の形態では、第1拡大部221の第1面221aと中心軸J2との成す角度β1は90°である。換言すれば、第1拡大部221の上流端における流路断面は、第1喉部213の第1噴出口217よりも大きく、当該流路断面の外周縁は、第1噴出口217のエッジから径方向外側に離間して第1噴出口217の周囲に位置する。
The first
第2テーパ部222は、第1拡大部221の下流端に接続する。第2テーパ部222の上流端における流路断面は、第1拡大部221の下流端における流路断面と一致する。第2テーパ部222の内面は、中心軸J2を中心とする略円錐面の一部である。第2テーパ部222の流路面積は、上流から下流に向かって漸次減少する。中心軸J2を含む断面において、第2テーパ部222の内面の成す角度α2は、10°以上90°以下であることが好ましい。
The second
第2喉部223は、第2テーパ部222の下流端に接続する。第2喉部223の上流端における流路断面は、第2テーパ部222の下流端における流路断面と一致する。第2喉部223の内面は、中心軸J2を中心とする略円筒面であり、第2喉部223の流路面積はほぼ一定である。第2喉部223の流路面積は、第2ノズル部22において最も小さい。第2喉部223の長さは、好ましくは、第2喉部223の直径の1.1倍以上10倍以下であり、より好ましくは、1.5倍以上2倍以下である。第2喉部223の下流端の開口は、第2テーパ部222から第2喉部223へと流入した流体を、噴流として下流側へと噴出する第2噴出口227である。なお、第2喉部223において流路面積が僅かに変化する場合であっても、第2ノズル部22において、流路面積がおよそ最も小さい部分全体が第2喉部223と捉えられる。
The
第2拡大部231は、第2喉部223の第2噴出口227に接続され、第2喉部223から流路面積を拡大する。第2拡大部231の内面は、第2噴出口227のエッジから径方向外側に広がる略円環状の第1面231aと、第1面231aの外周縁から下流側に向かって中心軸J2に平行に広がる略円筒状の第2面231bとを有する。中心軸J2を含む断面において、第2拡大部231の第1面231aと中心軸J2との成す角度β2は、45°以上90°以下であることが好ましい。本実施の形態では、第2拡大部231の第1面231aと中心軸J2との成す角度β2は90°である。換言すれば、第2拡大部231の上流端における流路断面は、第2喉部223の第2噴出口227よりも大きく、当該流路断面の外周縁は、第2噴出口227のエッジから径方向外側に離間して第2噴出口227の周囲に位置する。
The second
第3テーパ部232は、第2拡大部231の下流端に接続する。第3テーパ部232の上流端における流路断面は、第2拡大部231の下流端における流路断面と一致する。第3テーパ部232の内面は、中心軸J2を中心とする略円錐面の一部である。第3テーパ部232の流路面積は、上流から下流に向かって漸次減少する。中心軸J2を含む断面において、第3テーパ部232の内面の成す角度α3は、10°以上90°以下であることが好ましい。
The third
第3喉部233は、第3テーパ部232の下流端に接続する。第3喉部233の上流端における流路断面は、第3テーパ部232の下流端における流路断面と一致する。第3喉部233の内面は、中心軸J2を中心とする略円筒面であり、第3喉部233の流路面積はほぼ一定である。第3喉部233の流路面積は、第3ノズル部23において最も小さい。第3喉部233の長さは、好ましくは、第3喉部233の直径の1.1倍以上10倍以下であり、より好ましくは、1.5倍以上2倍以下である。第3喉部233の下流端の開口は、第3テーパ部232から第3喉部233へと流入した流体を、噴流として下流側へと噴出する第3噴出口237である。なお、第3喉部233において流路面積が僅かに変化する場合であっても、第3ノズル部23において、流路面積がおよそ最も小さい部分全体が第3喉部233と捉えられる。好ましくは、第3喉部233の直径は、第2喉部223の直径以上であり、第2喉部223の直径は、第1喉部213の直径以上である。
The
第3拡大部234は、第3喉部233の第3噴出口237に接続され、第3喉部233から流路面積を拡大する。第3拡大部234の下流端は、ノズル出口202である。第3拡大部234の内面は、第3噴出口237のエッジから径方向外側に広がる略円環状の第1面234aと、第1面234aの外周縁から下流側に向かって中心軸J2に平行に広がる略円筒状の第2面234bとを有する。中心軸J2を含む断面において、第3拡大部234の第1面234aと中心軸J2との成す角度β3は、45°以上90°以下であることが好ましい。本実施の形態では、第3拡大部234の第1面234aと中心軸J2との成す角度β3は90°である。換言すれば、第3拡大部234の上流端における流路断面は、第3喉部233の第3噴出口237よりも大きく、当該流路断面の外周縁は、第3噴出口237のエッジから径方向外側に離間して第3噴出口237の周囲に位置する。
The third
本実施の形態では、第1テーパ部212と、第2テーパ部222と、第3テーパ部232とは同形状である。また、第1拡大部221と第2拡大部231とは同形状である。第1拡大部221、第2拡大部231および第3拡大部234の直径はそれぞれ、第1喉部213の直径、第2喉部223の直径および第3喉部233の直径の約4倍〜約5倍である。第1喉部213、第2喉部223および第3喉部233の直径はそれぞれ、上流から下流に向かうに従って増大することが望ましく、さらに望ましくは増大率が7%以下で増大することが望ましい。ここで増大率とは(下流の喉部の直径−上流の喉部の直径)÷下流の喉部の直径×100(%)である。例えば、上流の喉部が第1喉部213とすると、下流の喉部は第2喉部223であり、上流の喉部が第2喉部223とすると、下流の喉部は第3喉部233である。
In the present embodiment, the first
微細気泡生成ノズル2では、ノズル入口201からノズル流路20に流入した加圧液71は、第1テーパ部212において徐々に加速されつつ第1喉部213へと流入する。第1喉部213における加圧液71の流速は、好ましくは秒速7m〜30mである。第1喉部213では、加圧液71の静圧が低下するため、加圧液71に溶解している気体が過飽和となって微細気泡として液中に析出する。微細気泡を含む液体、すなわち、微細気泡含有液73は、第1噴出口217から第1拡大部221に向けて噴流として噴出される。第1拡大部221に噴出された微細気泡含有液73中においても、微細気泡の析出は継続される。微細気泡は、第1噴出口217からの噴流により第1拡大部221内に生じる剪断力等により、さらに微細化される。
In the fine
第1拡大部221を流れる微細気泡含有液73は、第2テーパ部222において徐々に加速されつつ第2喉部223へと流入し、第2噴出口227から第2拡大部231に向けて噴流として噴出される。微細気泡含有液73中の微細気泡は、当該噴流により第2拡大部231内に生じる剪断力等により、さらに微細化される。
The fine bubble-containing
第2拡大部231を流れる微細気泡含有液73は、第3テーパ部232において徐々に加速されつつ第3喉部233へと流入し、第3噴出口237から第3拡大部234に向けて噴流として噴出される。微細気泡含有液73中の微細気泡は、当該噴流により第3拡大部234内に生じる剪断力等により、さらに微細化される。微細気泡含有液73は、第3拡大部234を通過して、貯溜部5内の対象液91中へと拡散する。微細気泡生成ノズル2にて生成される微細気泡には、直径が1μm未満のいわゆるナノバブルが多く含まれる。
The fine bubble-containing
微細気泡を含む対象液91は、図示省略の送出管を介して貯溜部5外に取り出され、様々な用途に使用される。対象液91は、例えば、半導体装置の洗浄に使用される。また、貯溜部5から取り出された対象液91を、加圧液生成部3のポンプ33へと戻し、加圧液生成部3、加圧液流路4および微細気泡生成ノズル2を介して貯溜部5へと循環させてもよい。これにより、貯溜部5における対象液91中の微細気泡の密度(すなわち、単位体積の対象液91中に存在する微細気泡の個数)を増大させることができる。
The
微細気泡生成装置1では、微細気泡の生成を停止する際には、加圧液生成部3においてポンプ33の駆動が停止される。そして、ポンプ33から混合ノズル31への液体の流れが停止するまでの間に排気弁64が開放される。これにより、溶解流路部32内の加圧された気体が、排気弁64を介して外部へと放出される。その結果、溶解流路部32内の気体の膨張により液体が混合ノズル31およびポンプ33へと逆流することを防止することができる。
In the fine
図4は、微細気泡生成ノズル2の各部における圧力損失を説明するための図である。図4に示すように、導入部211および第1テーパ部212における圧力損失をΔPa1とし、第1喉部213における圧力損失をΔPb1とする。また、第1拡大部221および第2テーパ部222における圧力損失をΔPa2とし、第2喉部223における圧力損失をΔPb2とする。第2拡大部231および第3テーパ部232における圧力損失をΔPa3とし、第3喉部233における圧力損失をΔPb3とする。第3拡大部234は、大気開放された貯溜部5内の対象液91に向かって開放される短い流路である。したがって、第3拡大部234における圧力損失は小さいため、ここでは無視する。ノズル出口202における圧力を基準(ゼロ)とした場合のノズル入口201における圧力である入口圧力P0は、数1のように表される。入口圧力P0は、圧力センサ62(図1参照)からの出力に基づいて弁制御部63が調整弁61を制御することにより、自動的に所定の圧力となる。本実施の形態では、入口圧力P0は、約0.1MPa〜約0.5MPaである。
FIG. 4 is a diagram for explaining the pressure loss in each part of the fine
数1中のΔPbiは、各喉部における圧力損失である。各喉部は短いため、各喉部における圧力損失ΔPbiは、摩擦による損失を無視し、動圧による損失のみと見なすことができる。したがって、ΔPbiは、各喉部における流速の二乗に比例する。
ΔPbi in
上述のように、各拡大部では、各拡大部の上流端に接続する喉部から噴出された噴流により生じる剪断力等により、微細気泡の更なる微細化が行われる。各喉部から拡大部に噴出された噴流の状態はおよそ相似であり、各拡大部において生じる剪断応力は喉部からの噴流の流速に比例する。したがって、当該剪断応力に起因すると考えられる剪断力、すなわち、微細気泡をさらに微細化する力は、喉部からの噴流の流速に比例する。換言すれば、各喉部からの噴流において微細気泡をさらに微細化する力は、各喉部における圧力損失ΔPbiの平方根に比例する。このため、複数の喉部を設ける方が、喉部が1つである場合に比べて、気泡を微細化する力として圧力を有効に利用することができる。例えば、1つの喉部における圧力損失ΔPbiを200とすると、当該喉部にて気泡を微細化する力は14.4(=200の平方根)であるが、当該喉部に代えて2つの喉部を設けた場合、2つの喉部において気泡を微細化する力は、20(=100の平方根+100の平方根)となり、気泡を微細化する力が増大する。 As described above, in each enlarged portion, the fine bubbles are further refined by the shearing force generated by the jet flow ejected from the throat connected to the upstream end of each enlarged portion. The state of the jets ejected from each throat to the enlarged part is approximately similar, and the shear stress generated in each enlarged part is proportional to the flow velocity of the jet from the throat. Therefore, the shearing force that is considered to be caused by the shearing stress, that is, the force that further refines the fine bubbles is proportional to the flow velocity of the jet from the throat. In other words, the force that further refines the fine bubbles in the jet from each throat is proportional to the square root of the pressure loss ΔPbi in each throat. For this reason, the direction which provides a some throat part can utilize a pressure effectively as force which refines | miniaturizes a bubble compared with the case where the throat part is one. For example, if the pressure loss ΔPbi in one throat is 200, the force for refining bubbles in the throat is 14.4 (= square root of 200), but instead of the throat, two throats are used. Is provided, the force for refining the bubbles in the two throats is 20 (= square root of 100 + square root of 100), and the force for refining the bubbles increases.
微細気泡生成ノズル2では、微細気泡に所定の剪断力以上の力が働くことにより、当該微細気泡がさらに微細化されると考えられる。ただし、喉部から噴出される微細気泡含有液73に含まれる全ての微細気泡が、1回の噴出で所望の大きさまで微細化される訳ではない。微細気泡生成ノズル2では、ノズル流路20に複数の喉部が設けられるため、各喉部における圧力損失ΔPbiは、喉部が1つのみ設けられる場合に比べて小さくなる。しかしながら、喉部からの噴流において微細気泡に働く剪断力は、上述のように、各喉部の圧力損失ΔPbiの平方根に比例するため、圧力損失ΔPbiがある程度小さくなっても、当該剪断力は、微細気泡をさらに微細化するに足る大きさ以上である。
In the fine
このため、微細気泡生成ノズル2では、ノズル流路20において複数の喉部を直列に配列し、微細気泡含有液73の噴出を複数回行うことにより、微細気泡含有液73中の微細気泡の更なる微細化を複数回行うことができる。その結果、微細気泡(ナノバブル)を安定して大量に生成することができる。ナノサイト社(NanoSight Limited)のLM10およびLM20による計測では、微細気泡生成ノズル2により、直径が約100nmを中心として1μm未満の範囲に分布するナノバブルが、1cm3の対象液91中に約4億個生成される。なお、「微細気泡の直径」とは、上記測定装置にて測定される直径を指す。
For this reason, in the fine
微細気泡生成ノズル2では、ノズル流路20の上流端であるノズル入口201から第1喉部213の第1噴出口217までにおける流体の圧力損失(=ΔPa1+ΔPb1)は、ノズル入口201における加圧液71の圧力である入口圧力P0の30%以上であることが好ましい。これにより、第1喉部213および第1拡大部221において、加圧液71から大量の微細気泡を析出させることができる。その結果、微細気泡生成ノズル2では、微細気泡をより安定して大量に生成することができる。ここで、第1テーパ部212、第1喉部213、第1噴出口217、第1拡大部221、第2テーパ部222、第2喉部223および第2噴出口227をそれぞれ、上流テーパ部、上流喉部、上流噴出口、拡大部、下流テーパ部、下流喉部および下流噴出口と捉えると、上流喉部(第1喉部213)は、ノズル流路20の最上流の喉部である。また、ノズル入口201から上流噴出口(第1噴出口217)までにおける流体の圧力損失は、上述のように、入口圧力P0の30%以上であることが好ましい。
In the fine
一方、第2テーパ部222、第2喉部223、第2噴出口227、第2拡大部231、第3テーパ部232、第3喉部233および第3噴出口237をそれぞれ、上流テーパ部、上流喉部、上流噴出口、拡大部、下流テーパ部、下流喉部および下流噴出口と捉えると、下流噴出口(第3噴出口237)は、ノズル流路20の最下流の噴出口であり、第3拡大部234は、下流噴出口に接続されて流路面積を拡大する他の拡大部である。第3拡大部234が設けられることにより、貯溜部5内における対象液91の流れが、第3噴出口237から噴出された直後の微細気泡含有液73に対して影響を与えることを抑制することができる。これにより、第3噴出口237からの噴出直後の微細気泡含有液73においても、微細気泡の更なる微細化が安定して行われるため、微細気泡をより安定して大量に生成することができる。
On the other hand, the
上述のように、微細気泡生成ノズル2では、第1テーパ部212の内面が、ノズル流路20の中心軸J2を中心とする円錐面の一部であり、図3に示すように、中心軸J2を含む断面において、第1テーパ部212の内面の成す角度α1が90°以下である。これにより、第1テーパ部212における加圧液71の圧力損失を抑制しつつ加圧液71を速やかに加速することができる。また、導入部211および第1喉部213の直径を維持しつつ微細気泡生成ノズル2の長さを短くするという観点からは、第1テーパ部212の内面の成す角度α1が10°以上であることが好ましい。
As described above, in the fine
第2テーパ部222においても同様に、第2テーパ部222の内面が中心軸J2を中心とする円錐面の一部であり、第2テーパ部222の内面の成す角度α2が、10°以上90°以下であることにより、第2テーパ部222の長さを短くすることができるとともに、第2テーパ部222における微細気泡含有液73の圧力損失を抑制しつつ微細気泡含有液73を速やかに加速することができる。第3テーパ部232においても同様に、第3テーパ部232の内面が中心軸J2を中心とする円錐面の一部であり、第3テーパ部232の内面の成す角度α3が、10°以上90°以下であることにより、第3テーパ部232の長さを短くすることができるとともに、第3テーパ部232における微細気泡含有液73の圧力損失を抑制しつつ微細気泡含有液73を速やかに加速することができる。
Similarly, in the
微細気泡生成ノズル2では、上述のように、ノズル流路20の上流から下流に向かうに従って、複数の喉部の直径が漸次増大することにより、微細気泡をより安定して大量に生成することができる。また、第1喉部213、第2喉部223および第3喉部233の直径を全て約2.60mmにした場合も、微細気泡を安定して大量に生成することができる。以上のことから、微細気泡をより安定して大量に生成するためには、第3喉部233の直径は第2喉部223の直径以上であることが好ましく、第2喉部223の直径は第1喉部213の直径であることが好ましい。なお、微細気泡生成ノズル2では、第1喉部213の直径が第2喉部223の直径よりも僅かに大きい場合、および、第2喉部223の直径が第3喉部233の直径よりも僅かに大きい場合であっても、微細気泡を安定して大量に生成することができる。
In the fine
上述のように、第1喉部213の長さは、第1喉部213の直径の1.1倍以上である。これにより、第1喉部213における流れが安定し、第1喉部213および第1噴出口217から噴出された噴流中において、微細気泡が安定して大量に生成される。さらに、第1噴出口217からの噴流により生じる剪断力等により、微細気泡の更なる微細化が安定的に行われる。また、第2喉部223および第3喉部233の長さはそれぞれ、第2喉部223および第3喉部233の直径の1.1倍以上である。これにより、第2喉部223および第3喉部233における流れが安定し、第2噴出口227および第3噴出口237からそれぞれ噴出された噴流により、微細気泡の更なる微細化が安定的に行われる。その結果、微細気泡をより安定して大量に生成することができる。
As described above, the length of the
第1喉部213、第2喉部223および第3喉部233の長さはそれぞれ、第1喉部213、第2喉部223および第3喉部233の直径の10倍以下である。これにより、第1喉部213、第2喉部223および第3喉部233のそれぞれにおいて、流体に生じる抵抗が過剰に大きくなることを防止することができるとともに、第1喉部213、第2喉部223および第3喉部233の高精度な形成を容易とすることもできる。微細気泡をより一層安定して大量に生成するという観点からは、第1喉部213、第2喉部223および第3喉部233の長さはそれぞれ、第1喉部213、第2喉部223および第3喉部233の直径の1.5倍以上2倍以下であることが、さらに好ましい。
The lengths of the
微細気泡生成ノズル2では、中心軸J2を含む断面において、第1拡大部221の第1面221aと中心軸J2との成す角度β1、第2拡大部231の第1面231aと中心軸J2との成す角度β2、および、第3拡大部234の第1面234aと中心軸J2との成す角度β3がそれぞれ、90°である。これにより、各拡大部に向けて喉部の噴出口から噴出される噴流に対して、拡大部の内面が与える影響を低減することができる。その結果、微細気泡をより安定して大量に生成することができる。
In the fine
図5は、他の好ましい微細気泡生成ノズルを示す断面図である。図5に示す微細気泡生成ノズル2aでは、第1拡大部221、第2拡大部231および第3拡大部234において、上述の角度β1、β2およびβ3がそれぞれ45°である。第1拡大部221の第1面221a、第2拡大部231の第1面231a、および、第3拡大部234の第1面234aはそれぞれ、中心軸J2を中心とする略円錐面の一部である。第1拡大部221の流路面積は、第1噴出口217から第1面221aと第2面221bとの境界まで漸次増大し、当該境界から第2面221bの下流端まで一定である。第2拡大部231および第3拡大部234の流路面積においても同様である。微細気泡生成ノズル2aにおいても、各拡大部に向けて喉部の噴出口から噴出される噴流に対して、拡大部の内面が与える影響を低減することができる。その結果、微細気泡をより安定して大量に生成することができる。これらのことから、上述の角度β1、β2およびβ3をそれぞれ、45°以上90°以下とすることにより、微細気泡をより安定して大量に生成することができる。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing another preferred fine bubble generating nozzle. In the fine
図4に示す微細気泡生成ノズル2では、第1拡大部221と第2テーパ部222との合計長さ、すなわち、第1喉部213の下流端である第1噴出口217と第2喉部223の上流端との間の距離(以下、「喉部間距離」という。)L1は、第1拡大部221の直径の約4.6倍である。また、第2喉部223の第2噴出口227と第3喉部233の上流端との間の喉部間距離L2は、第2拡大部231の直径の約4.6倍である。
In the fine
図6は、図3および図4に示す微細気泡生成ノズル2において、第1拡大部221および第2拡大部231の長さを変更して、喉部間距離L1,L2を変更した場合に生成される微細気泡の密度を示す図である。図6に示すように、喉部間距離L1,L2がそれぞれ拡大部の直径の約4.6倍である微細気泡生成ノズル2では、喉部間距離L1,L2がそれぞれ拡大部の直径の約3.2倍である場合、および、約6倍である場合に比べて、微細気泡をより安定して大量に生成することができる。微細気泡をより安定して大量に生成するという観点からは、喉部間距離L1は第1拡大部221の直径の3.5倍以上5.5倍以下であることが好ましく、喉部間距離L2は第2拡大部231の直径の3.5倍以上5.5倍以下であることが好ましい。
FIG. 6 is generated when the lengths of the first
微細気泡生成ノズル2は、上述のように、第1ノズル部21、第2ノズル部22および第3ノズル部23を連結することにより形成される。第1ノズル部21、第2ノズル部22および第3ノズル部23を個別に製造することにより、微細気泡生成ノズル2を容易かつ高精度に製造することができる。また、微細気泡生成ノズル2を第1ノズル部21、第2ノズル部22および第3ノズル部23に分解することにより、微細気泡生成ノズル2のメンテナンスを容易に行うことができる。
As described above, the fine
図7は、本発明の第2の実施の形態に係る微細気泡生成装置の微細気泡生成ノズル2bを拡大して示す断面図である。第2の実施の形態に係る微細気泡生成装置は、図3に示す微細気泡生成ノズル2に代えて、微細気泡生成ノズル2とは先端部の構造が異なる微細気泡生成ノズル2bを備える。また、貯溜部5の微細気泡生成ノズル2bが取り付けられる部位の形状が、図1に示すものと異なる。その他の構成は、図1に示す微細気泡生成装置1と同様であり、以下の説明では、対応する構成に同符号を付す。
FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of the fine
図7に示す微細気泡生成ノズル2bでは、図3に示す微細気泡生成ノズル2から第3拡大部234が省略される。したがって、微細気泡生成ノズル2bの第3噴出口237は、ノズル流路20の最下流の噴出口であり、かつ、ノズル流路20の下流端であるノズル出口202となる。
In the fine
図7に示すように、貯溜部5の側壁部51には貫通孔530が設けられる。貫通孔530には、貯溜部5の外側から微細気泡生成ノズル2bの先端部が挿入され、微細気泡生成ノズル2bが側壁部51に取り付けられる。これにより、貯溜部5の側壁部51の内面52に、外側に向かって窪む穴部53が設けられる。穴部53の底面53aは、微細気泡生成ノズル2bの先端面である。微細気泡生成ノズル2bの第3噴出口237は、穴部53の底面53aの中央部に位置し、穴部53に接続される。穴部53の底面53aは、微細気泡生成ノズル2bの中心軸J2を中心とする略円環面であり、第3噴出口237のエッジから径方向外側に広がる。穴部53の内側面53bは、微細気泡生成ノズル2bの中心軸J2を中心とする略円筒面であり、中心軸J2に垂直な穴部53の断面は略円形である。
As shown in FIG. 7, a through
穴部53は、第3噴出口237から貯溜部5の側壁部51の内面52に至る流路面積を、第3喉部233に比べて拡大する。すなわち、穴部53は、図3に示す微細気泡生成ノズル2の第3拡大部234と同様の役割を果たす。貯溜部5に穴部53が設けられることにより、微細気泡生成ノズル2bに第3拡大部234を設けることなく、貯溜部5内における対象液91(図1参照)の流れが、第3噴出口237から噴出された直後の微細気泡含有液73に対して影響を与えることを抑制することができる。これにより、第3噴出口237からの噴出直後の微細気泡含有液73においても、微細気泡の更なる微細化が安定して行われるため、微細気泡をより安定して大量に生成することができる。
The
図8は、第3の実施の形態に係る微細気泡生成装置1aを示す断面図である。微細気泡生成装置1aでは、加圧液生成部3が、図1に示す溶解流路部32とは構造が異なる溶解流路部32aを備える。その他の構成は、図1に示す微細気泡生成装置1と同様であり、以下の説明では、対応する構成に同符号を付す。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a fine bubble generating device 1a according to the third embodiment. In the fine bubble generating device 1a, the pressurized
図8に示すように、溶解流路部32aは、上側から下側に向かって順に配列される第1水平流路321と、第2水平流路322と、第3水平流路323と、第4水平流路324と、第5水平流路325とを備える。水平流路321〜325は、アングル状に湾曲した接続流路320にて直列に接続される。水平流路および接続流路320の内面は、例えば、鏡面仕上げされている。図9は、図8中の矢印A−Aの位置における水平流路321〜325の縦断面を示す図である。水平流路321〜325の長手方向に垂直な断面は略円形である。
As shown in FIG. 8, the
図8に示すように、第1水平流路321の上流側の端部(すなわち、図8中の左側の端部)には、図1と同様に、混合流体72を噴出する混合ノズル31が取り付けられる。混合流体72は、第1水平流路321内の混合流体72の液面よりも上方にて混合ノズル31から噴出され、当該液面に直接衝突する。なお、混合ノズル31の混合流体噴出口312(図2参照)の一部または全体が、第1水平流路321内の混合流体72の液面よりも下側に位置してもよい。これにより、混合ノズル31から噴出された直後の混合流体72が、第1水平流路321内を流れる混合流体72に直接衝突する。
As shown in FIG. 8, the mixing
図8および図9に示すように、第1水平流路321の下流側の端部の下部には、堰止部34が設けられる。第1水平流路321内において堰止部34が混合流体72の流れを妨げることにより、混合流体72が第1水平流路321内に滞留するようにして貯溜される。混合流体72は、堰止部34を越えるようにして溢れて、接続流路320内を落下して第2水平流路322の上流側の端部に流れ込む。
As shown in FIGS. 8 and 9, a damming
第2水平流路322では、混合流体72が加圧環境下にて図8中の右側から左側へと流れる。第2水平流路322においても、下流側の端部の下部に堰止部34が設けられる。第2水平流路321内において堰止部34が混合流体72の流れを妨げることにより、混合流体72が第2水平流路321内に滞留するようにして貯溜される。混合流体72は、堰止部34を越えて溢れ、接続流路320内を落下して第3水平流路322の上流側の端部に流れ込む。
In the second
第3水平流路323および第4水平流路324においても、同様に、堰止部34が設けられ、混合流体72が貯溜される。このように、堰止部34は、水平流路の下部に固定されて当該下部を塞ぐ部位である。第3および第4水平流路323,324の端部では、混合流体72が次の水平流路に向かって落下する。第3水平流路323では、混合流体72が加圧環境下にて図1中の左側から右側へと流れ、第4水平流路324では、混合流体72が加圧環境下にて右側から左側へと流れる。第1水平流路321〜第4水平流路324では、混合流体72は、気体に接しつつ気体の下方を流れる。
Similarly, the third
第5水平流路325では、第1ないし第4水平流路321〜324とは異なり、堰止部34は設けられない。第5水平流路325内には気体の層は存在しておらず、第5水平流路325内に充満する液体内において、第5水平流路325の上面近傍に気泡が僅かに存在する状態となっている。第5水平流路325では、第4水平流路324から流入した混合流体72が加圧環境下にて図1中の左側から右側へと流れる。第5水平流路325は、他の水平流路321〜324よりも長い。
Unlike the first to fourth horizontal flow paths 321-324, the fifth
加圧液生成部3では、水平流路321〜325および接続流路320を、段階的に緩急を繰り返しつつ上から下に流れ落ちる(すなわち、水平方向への流れと下方向への流れとを交互に繰り返しつつ流れる)混合流体72において、気体が液体に徐々に加圧溶解する。第5水平流路325においては、液体中に溶解している気体の濃度は、加圧環境下における当該気体の(飽和)溶解度の60%〜90%にほぼ等しい。そして、液体に溶解しなかった余剰な気体が、第5水平流路325内において、視認可能な大きさの気泡として存在している。上下に隣接する水平流路における混合流体72の流れの方向が逆向きであることにより、加圧液生成部3の小型が実現される。
In the pressurizing
図10は、水平流路の断面と共に堰止部34を拡大して示す図である。堰止部34は、上端341が水平かつ流路の伸びる方向に垂直な直線状であり、最下部に、水平流路に沿って堰止部34を貫通する微小貫通孔342を有する。上端341の上側は、堰止部34から溢れる混合流体72が流れる開口35である。溶解流路部32aを製造する際には、まず、水平流路の断面と同じ大きさの円板に、微小貫通孔342および半円状の開口35を形成した板部材が準備される。そして、各水平流路321〜324と接続流路320との間に上記板部材を挟むようにして溶接が行われる。
FIG. 10 is an enlarged view showing the damming
堰止部34が設けられることにより、第1ないし第4水平流路321〜324では、混合流体72の温度や粘度が変化しても、液面の高さ、すなわち、水位がおよそ一定に維持される。これにより、第1ないし第4水平流路321〜324において気体と混合流体72との接触面積がおよそ一定に維持される。その結果、設計時に、加圧液71の生産能力を計算により容易に予測することができる。また、加圧液71の生産量を変化させても、単位体積当たり所望の量の気体が溶解した加圧液71を容易に得ることができる。
By providing the blocking
特に、加圧液生成部3に、食品や薬品等のように衛生的な清潔さ(いわゆる、サニタリー特性)が求められる場合や、半導体処理等に用いられる超純水等の高度なクリーン度が求められる場合、流路を形成する管の断面は、鏡面加工が容易な円形であることが好ましく、サニタリー仕様の円形の管は容易に入手することができる。
In particular, when the pressurization
流路断面が円形の場合、図11に示すように、液面が流路の中央から上下に離れるほど、液面の僅かな上下動により気液接触面積が大きく変動する。図11では、水平流路の半径の大きさを「1」と表現し、気液接触面積増加率の絶対値が大きいほど、液面高さ変動に対する気液接触面積の変化が大きいことを示している。堰止部34が設けられない場合、加圧液71の生産量に依存して液面の高さが大きく変動する。したがって、水平流路の断面が円形である場合に、堰止部34が設けられることが特に好ましい。液面の高さが、図11において、0.8〜1.2に維持されることが好ましい。また、堰止部34により気液接触面積が広く維持可能であることから、加圧液生成部3の小型化も実現される。
When the flow path cross section is circular, as shown in FIG. 11, the gas-liquid contact area greatly varies due to slight vertical movement of the liquid level as the liquid level moves up and down from the center of the flow path. In FIG. 11, the radius of the horizontal channel is expressed as “1”, and the larger the absolute value of the increase rate of the gas-liquid contact area, the greater the change in the gas-liquid contact area with respect to the liquid level fluctuation. ing. When the blocking
さらに、流路断面が円形であることにより、流路の耐圧性能を向上することができる。これにより、管壁を薄くすることができる。なお、流路の内側面の断面が円形であれば、流路の外形は矩形等の他の形状であってもよい。 Furthermore, since the cross section of the flow path is circular, the pressure resistance performance of the flow path can be improved. Thereby, a pipe wall can be made thin. In addition, as long as the cross section of the inner surface of a flow path is circular, the external shape of a flow path may be other shapes, such as a rectangle.
堰止部34は、第1ないし第4水平流路321〜324内において、下流側の接続流路320との間に、すなわち、混合流体72が次の水平流路に向かう直前の位置に設けられるため、各水平流路内において気体と液体との接触面積を大きくすることができる。その結果、加圧液71の生産能力を向上することができる。
The
堰止部34には、微小貫通孔342が設けられるため、加圧液71が生産される間、堰止部34にて堰止められた混合流体72の一部は、微小貫通孔342から次の水平流路へと流れ出す。微小貫通孔342から流れ出す混合流体72の量は少なく、堰止部34から混合流体72が溢れる状態は維持される。例えば、微小貫通孔342から流れ落ちる混合流体72の量は、堰止部34を越える混合流体72の1/5以下、より好ましくは1/10以下である。一方、微小貫通孔342が設けられることにより、加圧液71の生産を停止した後に、溶解流路部32a内に残留する液体を自然に加圧液流路4側、すなわち、溶解流路部32aの外部へと排出することができる。したがって、溶解流路部32aにサニタリー特性が求められる場合に、溶解流路部32aに微小貫通孔342が設けられることが特に好ましい。
Since the
図8に示すように、溶解流路部32aは、第5水平流路325の下流側の上面から上方へと延びる余剰気体分離部326をさらに備え、余剰気体分離部326には混合流体72が充満している。余剰気体分離部326は、下部が2つの分かれてそれぞれ第5水平流路325に接続され、上部では1つに繋がっている。余剰気体分離部326の各管路も、断面は円形である。余剰気体分離部326の上端部は、絞り部327を介して大気開放されている。第5水平流路325を流れる混合流体72の気泡は、余剰気体分離部326内を上昇して余剰な混合流体72と共に放出される。余剰気体分離部326の下部が2つに分かれることにより、余剰気体の分離がより確実に行われる。なお、余剰気体分離部326の下部は、3つ以上に分かれていてもよいし、1つだけでもよい。
As shown in FIG. 8, the dissolution
このように、混合流体72から余剰な気体が分離されることにより、少なくとも容易に視認できる大きさの気泡を実質的に含まない加圧液71が生成され、第5水平流路325の下流側の端部(すなわち、図1中の右側の端部)に接続された加圧液流路4へと送出される。本実施の形態では、加圧液71には、大気圧下における気体の(飽和)溶解度の約2倍以上の気体が溶解している。溶解流路部32aにおいて水平流路321〜325および接続流路320を流れる混合流体72は、生成途上の加圧液71と捉えることもできる。
In this manner, the excess gas is separated from the
微細気泡生成装置1aは、図1に示す微細気泡生成装置1と同様に、調整弁61と、圧力センサ62と、弁制御部63とをさらに備える。本実施の形態では、調整弁61として比例制御弁が利用されるが、調整弁61は、リリーフ弁、通常のバルブ、固定絞り等の他の種類の弁であってもよい。第1水平流路321の上方には、排気弁64も設けられる。微細気泡生成装置1aでは、圧力センサ62から出力された溶解流路部32a内の圧力の測定値が、予め定められた所定の圧力(好ましくは、0.1MPa〜0.45MPa)となるように、弁制御部63により調整弁61が制御される。溶解流路部32aから加圧液流路4へと導かれた加圧液71は、微細気泡生成ノズル2に流入する。
The fine bubble generating device 1a further includes a regulating
図12は、堰止部の他の例を示す図である。図12に示す堰止部34aは、水平流路内において、水平かつ流路の伸びる方向に垂直な方向に設けられた梁状の部材である。混合流体72は、堰止部34の上端341を越えて次の水平流路へと流れ落ちる。また、堰止部34の下端と水平流路の下部との間の隙間が、微小貫通孔342として機能する。図12の堰止部34aの作用および効果は、図10に示すものと同様である。
FIG. 12 is a diagram illustrating another example of the blocking portion. The
図13は、溶解流路部32aの余剰気体分離部326以外の部位の他の例を示す図である。図13の溶解流路部32aでは、堰止部34として、図10に示すものから微小貫通孔342が省かれたものが設けられる。また、溶解流路部32aでは、微小貫通孔342に代えて、堰止部34の上流側に上下に並ぶ水平流路を繋ぐバイパス流路36が設けられる。すなわち、第1水平流路321の堰止部34の上流側に、第1水平流路321と第2水平流路322とを上下に繋ぐバイパス流路36が設けられ、第2水平流路322の堰止部34の上流側に、第2水平流路322と第3水平流路323とを上下に繋ぐバイパス流路36が設けられ、第3水平流路323と第4水平流路324との間、第4水平流路324と第5水平流路325との間にも同様にバイパス流路36が設けられる。上下に並ぶ水平流路は、接続流路320にて連絡するが、バイパス流路36は、これらの水平流路を別途連絡する微小流路である。微細気泡生成装置1aおよび溶解流路部32aの他の構造は、図8に示すものと同様である。
FIG. 13 is a diagram illustrating another example of a portion other than the surplus
図13に示す溶解流路部32aにおいても、図8と同様に、堰止部34が設けられることにより、第1ないし第4水平流路321〜324では、混合流体72の液面の高さがおよそ一定に維持される。これにより、気体と液体との接触面積がおよそ一定に維持される。その結果、単位体積当たり所望の量の気体が溶解した加圧液71を容易に得ることができる。また、混合流体72が次の水平流路に向かう直前の位置に堰止部34が設けられるため、各水平流路内において気体と液体との接触面積を大きくすることができる。
Also in the
堰止部34の上流側には、バイパス流路36が設けられるため、加圧液71が生産される間、堰止部34にて堰止められた混合流体72の一部は、バイパス流路36から次の水平流路へと流れ落ちる。バイパス流路36から流れ落ちる混合流体72の量は少なく、堰止部34から混合流体72が溢れる状態は維持される。バイパス流路36を流れ落ちる混合流体72の量は、堰止部34を越える混合流体72の1/5以下、より好ましくは1/10以下である。一方、バイパス流路36が設けられることにより、図8の場合と同様に、加圧液71の生産を停止した後に、溶解流路部32a内に残留する液体を自然に加圧液流路4側へと流出させることができる。
Since the
図8の堰止部34が有する図10の微小貫通孔342、図12の微小貫通孔342、および、図13のバイパス流路36は、いずれも、堰止部34,34aよりも上流側の水平流路内の空間(すなわち、堰止部34,34aにより混合流体72が貯溜される空間の下部)と、堰止部34,34aよりも下流側の空間とを連絡し、上流側の水平流路内に貯溜される混合流体72の一部を、堰止部34,34aよりも下流側の空間へと導く連絡流路として機能する。このような機能を有する連絡流路は、図10、図12および図13に示す構造により容易に実現することができるが、連絡流路はこれらの構造には限定されない。例えば、堰止部34により貯溜される混合流体72を接続流路320へと導く連絡流路が設けられてもよい。また、バイパス流路36は、堰止部34から上流側に離れて設けられてもよい。
The micro through-
図14は、第4の実施の形態に係る微細気泡生成装置1bを示す断面図である。微細気泡生成装置1bでは、加圧液生成部3と微細気泡生成ノズル2との間にフィルタ8が配置される。その他の構成は、図1に示す微細気泡生成装置1と同様であり、以下の説明では、対応する構成に同符号を付す。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a fine
図14に示す微細気泡生成装置1bでは、加圧液71がフィルタ8を通過することにより、加圧液71中のパーティクルが除去される。パーティクルは、原水、ポンプ33、混合ノズル31、流路等から発生する。フィルタ8が除去可能なパーティクルの最小径(パーティクルを球体とみなした場合の最小径)は、加圧液71が微細気泡生成ノズル2を通過することにより生成される微細気泡の直径の最頻値、すなわち、最も個数が多い気泡の直径よりも小さい。具体的には、フィルタ8の通孔の平均幅が、微細気泡の直径の最頻値よりも小さい。換言すれば、フィルタ8が除去可能なパーティクルのサイズは、微細気泡の最頻サイズよりも小さい。ただし、フィルタ8が除去可能なパーティクルの最小径(サイズ)が、フィルタ8の製造者から提供されている場合は、その値を最小径とみなしてよい。
In the fine
微細気泡生成装置1bでは、フィルタ8を通過する時点では、加圧液71中に微細気泡は存在しない、または、存在する気泡の大部分がフィルタ8に捕獲されない非常に微小なものである。したがって、加圧液71中のパーティクルは、フィルタ8により除去されるが、加圧液71中に溶解している気体は、フィルタ8を通過する。そして、加圧液71が微細気泡生成ノズル2を通過することにより、加圧液71から大量の微細気泡が生成される。
In the fine
仮に、微細気泡を含む液体を生成した後に、フィルタを用いて当該液体からパーティクルを除去しようとすると、液体内の微細気泡がフィルタに捕獲されてしまい、フィルタにて大きな気泡が発生して微細気泡の数が減少したり、フィルタの処理流量が低下する等の現象が生じるおそれがある。微細気泡生成装置1bでは、微細気泡生成ノズル2よりも上流側において、加圧液71がフィルタ8を通過することにより、微細気泡を含み、かつ、パーティクルが除去された液体を生成することが実現される。
If a liquid containing fine bubbles is generated and then a filter is used to remove particles from the liquid, the fine bubbles in the liquid are trapped by the filter and large bubbles are generated in the filter. There is a possibility that a phenomenon such as a decrease in the number of particles or a decrease in the processing flow rate of the filter may occur. In the fine
微細気泡生成装置1bでは、溶解流路部32とフィルタ8との間の加圧液流路4上に、フィルタ8よりも通孔の平均幅が大きい補助フィルタが設けられてもよい。補助フィルタが除去可能なパーティクルの最小径は、フィルタ8が除去可能なパーティクルの最小径よりも大きいため、補助フィルタにより、加圧液71中の大きなパーティクルが除去され、フィルタ8により、十分に小さいパーティクルが除去される。その結果、フィルタ8の寿命を長くすることができる。目の細かいフィルタ8は高価であるため、上述のように補助フィルタを設けることにより、フィルタ8のランニングコストを低減することができる。
In the fine
例えば、補助フィルタは最小径が1000nm以上のパーティクルを除去し、フィルタ8は最小径が100nm以上のパーティクルを除去する。場合によっては、フィルタ8は、最小径が30nmや15nmのパーティクルを除去する。半導体装置の製造工程において、図14に示す微細気泡生成装置1bをウエハの洗浄装置の洗浄液生成に使用する場合、半導体回路の最小線幅が19nmであれば、例えば、ナノバブルの直径の最頻値は100nm程度であり、フィルタ8により除去されるパーティクルの最小径は15nm程度である。
For example, the auxiliary filter removes particles having a minimum diameter of 1000 nm or more, and the
図15は、本発明の第5の実施の形態に係る微細気泡生成装置の微細気泡生成ノズル2cを拡大して示す断面図である。図16は、微細気泡生成ノズル2cを先端側(下流端側)から見た図である。第5の実施の形態に係る微細気泡生成装置は、図3に示す微細気泡生成ノズル2に代えて、微細気泡生成ノズル2と異なる構造を有する微細気泡生成ノズル2cを備える。その他の構成は、図1に示す微細気泡生成装置1と同様であり、以下の説明では、対応する構成に同符号を付す。
FIG. 15 is an enlarged cross-sectional view of the fine
図15および図16に示すように、微細気泡生成ノズル2cは、中心軸J3を中心とする略円柱状である。微細気泡生成ノズル2cは、2つのノズル流路20と、第1分岐部251と、第2分岐部252と、第3分岐部253と、導出部26とを備える。2つのノズル流路20は同様の構造を有し、図15に示すように、中心軸J3に平行に並列に配置される。各ノズル流路20は、図3に示す微細気泡生成ノズル2のノズル流路20と同様に、上流側から順に連続する導入部211と、第1テーパ部212と、第1喉部213と、第1拡大部221と、第2テーパ部222と、第2喉部223と、第2拡大部231と、第3テーパ部232と、第3喉部233と、第3拡大部234とを備える。導入部211は、2つのノズル流路20により共有される。各テーパ部、各喉部および各拡大部の形状は、図3に示すノズル流路20とほぼ同様である。
As shown in FIGS. 15 and 16, the fine
導入部211の下流端には、2つの第1テーパ部212が接続する。2つの第1テーパ部212の間には、中心軸J3上に位置する第1分岐部251が配置される。本実施の形態では、第1分岐部251の外側面は、2つの第1テーパ部212の内側面である。加圧液流路4から導入部211へと導かれた加圧液71(図1参照)は、第1分岐部251により、2つの第1テーパ部212に分岐する。換言すれば、第1分岐部251は、加圧液71を2つのノズル流路20に分岐させる。
Two
各第1テーパ部212に分岐した加圧液71は、第1喉部213の第1噴出口217から第1拡大部221へと噴出される。上述のように、第1喉部213および第1拡大部221では、加圧液71に溶解している気体が微細気泡として析出し、当該微細気泡は、噴流により生じる剪断力等によりさらに微細化される。2つの第1拡大部221は、下流部にて合流しており、各第1拡大部221を流れる微細気泡含有液73(図1参照)は、第2テーパ部222に流入する前に合流する。
The
2つの第2テーパ部222の間には、中心軸J3上に位置する第2分岐部252が配置される。微細気泡含有液73は、第2分岐部252により、2つの第2テーパ部222に分岐する。各第2テーパ部222に分岐した微細気泡含有液73は、第2喉部223の第2噴出口227から第2拡大部231へと噴出される。これにより、微細気泡含有液73中の微細気泡がさらに微細化される。2つの第2拡大部231は、第1拡大部221と同様に下流部にて合流しており、各第2拡大部231を流れる微細気泡含有液73は、第3テーパ部232に流入する前に合流する。
Between the two
2つの第3テーパ部232の間には、中心軸J3上に位置する第3分岐部253が配置される。微細気泡含有液73は、第3分岐部253により、2つの第3テーパ部232に分岐する。各第3テーパ部232に分岐した微細気泡含有液73は、第3喉部233の第3噴出口237から第3拡大部234へと噴出される。これにより、微細気泡含有液73中の微細気泡がさらに微細化される。2つの第3拡大部234の下流端は、導出部26に接続しており、各第3噴出口237から第3拡大部234へと噴出された微細気泡含有液73は、導出部26を介して貯溜部5内の対象液91(図1参照)中に供給される。
Between the two
微細気泡生成ノズル2cでは、並列に配置される複数のノズル流路20を設けることにより、第1噴出口217、第2噴出口227および第3噴出口237の直径を大きくすることなく、あるいは、これらの直径の増大を抑制しつつ、対象液91に対する微細気泡含有液73の供給量を増大させることができる。これにより、微細気泡含有液73の噴出により微細気泡生成ノズル2cに加わる力の増大を抑制することができる。また、貯溜部5および微細気泡生成装置の大型化を抑制することができる。このように、微細気泡生成ノズル2cを利用することにより、微細気泡含有液73の流量の変更、すなわち、微細気泡の供給量の変更に容易に対応することができる。
In the fine
微細気泡生成ノズル2cでは、第1分岐部251よりも上流側において気体は加圧液71中に溶解しており、加圧液71中に均等に存在している。したがって、第1分岐部251により複数のノズル流路20に分岐する際に、気体がいずれかのノズル流路20に偏ってしまうことが防止される。その結果、複数のノズル流路20から噴出される微細気泡の量を均等とすることができる。また、複数の第1拡大部221の下流部、および、複数の第2拡大部231の下流部が合流しているため、複数のノズル流路20から噴出される微細気泡の量をさらに均等とすることができる。
In the fine
図1に示す微細気泡生成装置1では、加圧液流路4が2つの配管に分岐され、2つの配管の先端に設けられた2つの微細気泡生成ノズル2から、貯溜部5内の対象液91へと微細気泡含有液73が供給されてもよい。上述のように、加圧液流路4内の加圧液71では、気体は加圧液71中に溶解しており、加圧液71中に均等に存在している。したがって、加圧液流路4を複数の配管に分岐する際に、気体がいずれかの配管に偏ってしまうことが防止される。その結果、複数の微細気泡生成ノズル2から噴出される微細気泡の量を均等とすることができる。
In the fine
図17は、本発明の第6の実施の形態に係る微細気泡生成装置の微細気泡生成ノズル2dを拡大して示す断面図である。図18は、微細気泡生成ノズル2dを先端側(下流端側)から見た図である。第6の実施の形態に係る微細気泡生成装置は、図3に示す微細気泡生成ノズル2に代えて、微細気泡生成ノズル2と異なる構造を有する微細気泡生成ノズル2dを備える。その他の構成は、図1に示す微細気泡生成装置1と同様であり、以下の説明では、対応する構成に同符号を付す。
FIG. 17 is an enlarged cross-sectional view of the fine
図17および図18に示すように、微細気泡生成ノズル2dは、中心軸J3を中心とする略円柱状である。微細気泡生成ノズル2dは、7つのノズル流路20と、第1分岐部251と、第2分岐部252と、第3分岐部253と、導出部26とを備える。7つのノズル流路20は互いに同様の構造を有し、中心軸J3に平行に並列に配置される。具体的には、1つのノズル流路20が中心軸J3上に位置し、他の6つのノズル流路20が、中心軸J3上のノズル流路20の周囲に等角度間隔にて配列される。
As shown in FIGS. 17 and 18, the fine
図17に示すように、各ノズル流路20は、図3に示す微細気泡生成ノズル2のノズル流路20と同様に、上流側から順に連続する導入部211と、第1テーパ部212と、第1喉部213と、第1拡大部221と、第2テーパ部222と、第2喉部223と、第2拡大部231と、第3テーパ部232と、第3喉部233と、第3拡大部234とを備える。導入部211は、7つのノズル流路20により共有される。各テーパ部、各喉部および各拡大部の形状は、図3に示すノズル流路20とほぼ同様である。
As shown in FIG. 17, each
導入部211の下流端には、7つの第1テーパ部212が接続する。7つの第1テーパ部212の間には第1分岐部251が配置される。また、7つの第2テーパ部222の間には第2分岐部252が配置され、7つの第3テーパ部232の間には第3分岐部253が配置される。7つの第1拡大部221、および、7つの第2拡大部231は、それぞれの下流部にて合流する。7つの第3拡大部234の下流端は、導出部26に接続する。
Seven first
微細気泡生成ノズル2dでは、加圧液流路4から導入部211へと導かれた加圧液71が、第1分岐部251により、7つのノズル流路20に分岐する。ノズル流路20では、加圧液71に溶解している気体が微細気泡として析出し、微細気泡の更なる微細化が行われる。そして、各ノズル流路20の第3噴出口237から第3拡大部234へと噴出された微細気泡含有液73が、導出部26を介して貯溜部5内の対象液91中に供給される。
In the fine
微細気泡生成ノズル2dでは、図15に示す微細気泡生成ノズル2cと同様に、並列に配置される複数のノズル流路20を設けることにより、第1噴出口217、第2噴出口227および第3噴出口237の直径を大きくすることなく、あるいは、これらの直径の増大を抑制しつつ、対象液91に対する微細気泡含有液73の供給量を増大させることができる。これにより、微細気泡含有液73の噴出により微細気泡生成ノズル2dに加わる力の増大を抑制することができる。また、貯溜部5および微細気泡生成装置の大型化を抑制することができる。このように、微細気泡生成ノズル2dを利用することにより、微細気泡含有液73の流量の変更、すなわち、微細気泡の供給量の変更に容易に対応することができる。
In the fine
微細気泡生成ノズル2dでは、第1分岐部251よりも上流側において気体は加圧液71中に溶解しており、加圧液71中に均等に存在している。したがって、第1分岐部251により複数のノズル流路20に分岐する際に、気体がいずれかのノズル流路20に偏ってしまうことが防止される。その結果、複数のノズル流路20から噴出される微細気泡の量を均等とすることができる。また、複数の第1拡大部221の下流部、および、複数の第2拡大部231の下流部が合流しているため、複数のノズル流路20から噴出される微細気泡の量をさらに均等とすることができる。
In the fine
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention has been described, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible.
上述の微細気泡生成ノズルでは、第1テーパ部212、第2テーパ部222および第3テーパ部232の内面は、必ずしも略円錐面の一部である必要はなく、例えば、略円錐面よりも内側に凸状に膨らむ曲面や、略円錐面よりも外側に凹状に膨らむ曲面であってもよい。また、図7に示す例とは異なる構造であっても、第3噴出口237から噴出された直後の微細気泡含有液73が、貯溜部5内における対象液91の流れの影響をあまり受けないように微細気泡生成ノズルが配置されるのであれば、微細気泡生成ノズルから第3拡大部234が省略されてよい。
In the fine bubble generating nozzle described above, the inner surfaces of the
上述の微細気泡生成ノズルでは、ノズル流路20の流路断面は円形には限定されず、例えば、矩形であってもよい。流路断面が円形ではない場合、第1喉部213の長さは、好ましくは、第1喉部213の有効直径の1.1倍以上10倍以下(より好ましくは、1.5倍以上2倍以下)である。第2喉部223および第3喉部233においても同様である。これにより、流体に生じる抵抗が過剰に大きくなることを防止しつつ、微細気泡を安定して大量に生成することができる。また、好ましくは、第1喉部213の有効直径は、第2喉部223の有効直径以下であり、第2喉部223の有効直径は、第3喉部233の有効直径以下である。これにより、微細気泡をより安定して大量に生成することができる。
In the fine bubble generating nozzle described above, the cross section of the
図3に示す微細気泡生成ノズル2について、入口圧力P0やノズル流路20の各部の大きさ等に関する上記条件下では、3つの喉部を有する構造が、2つの喉部を有する構造、および、4つの喉部を有する構造よりも、微細気泡を安定して大量に生成することができる。微細気泡生成ノズルでは、入口圧力P0等の条件の変更に合わせて、ノズル流路20に直列に設けられる複数の喉部の個数が、様々に変更されてよい。例えば、第1テーパ部212と、第1喉部213と、第1拡大部221と、第2テーパ部222と、第2喉部223とを備え、第2喉部223の第2噴出口227から対象液91へと微細気泡含有液73を噴出する微細気泡生成ノズルが、微細気泡生成装置において利用されてもよい。
For the fine
加圧液生成部3では、混合ノズル31から供給される気体が、加圧液流路4に到達するまでに全て液体に溶解するのであれば、余剰気体分離部326は省略されてもよい。溶解流路部32,32aでは、5つの水平流路321〜325は、必ずしも上下方向に積層される必要はなく、各水平流路における混合流体の流れる方向が同じになるように、階段状に配置されてもよい。また、水平流路の数も5つには限定されず、様々に変更されてよい。ただし、混合ノズル31が取り付けられる水平流路から落下した混合流体が流れるもう1つの流路が設けられることにより、液体に加圧溶解する気体の量を増大させることができる。
In the pressurized
加圧液生成部は、上述の構造を有するものには限定されず、様々な構造を有するものが利用されてよい。例えば、加圧されたタンクの上部から液体を噴霧すると同時に気体を送り込み、タンク内にて加圧溶解が行われる加圧タンクが加圧液生成部として利用されてもよい。また、上記実施の形態では、混合ノズル31において、気体混合部316におけるノズル流路310内の圧力が大気圧よりも低くなることにより、気体流入口319から気体が吸引されるが、気体流入口319にボンベ等が接続されることにより、気体混合部316におけるノズル流路310内の圧力が大気圧以上の状態で、気体流入口319を介して気体混合部316に気体が供給されてもよい。
The pressurized liquid generating unit is not limited to those having the above-described structure, and those having various structures may be used. For example, a pressurized tank that sprays liquid from the upper part of a pressurized tank and sends gas at the same time and performs pressure dissolution in the tank may be used as the pressurized liquid generating unit. In the above embodiment, the gas is sucked from the
上述の微細気泡生成装置は、直径が1μm以上1mm未満の微細気泡(いわゆる、マイクロバブル)の生成に利用されてもよい。この場合も、上記実施の形態と同様に、マイクロバブルを安定して大量に生成することができる。 The above-mentioned fine bubble generating apparatus may be used for generating fine bubbles (so-called microbubbles) having a diameter of 1 μm or more and less than 1 mm. Also in this case, a large amount of microbubbles can be stably generated as in the above embodiment.
上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。 The configurations in the above-described embodiments and modifications may be combined as appropriate as long as they do not contradict each other.
1,1a,1b 微細気泡生成装置
2,2a〜2d 微細気泡生成ノズル
3 加圧液生成部
4 加圧液流路
5 貯溜部
20 ノズル流路
52 内面
53 穴部
61 調整弁
62 圧力センサ
63 弁制御部
71 加圧液
73 微細気泡含有液
212 第1テーパ部
213 第1喉部
217 第1噴出口
221 第1拡大部
221a (第1拡大部の)第1面
222 第2テーパ部
223 第2喉部
227 第2噴出口
231 第2拡大部
231a (第2拡大部の)第1面
232 第3テーパ部
233 第3喉部
237 第3噴出口
251 第1分岐部
J2 (ノズル流路の)中心軸
DESCRIPTION OF
Claims (9)
加圧液が供給されるノズル流路の上流から下流に向かって流路面積が漸次減少する上流テーパ部と、
前記上流テーパ部の下流端に接続し、前記上流テーパ部からの流体を上流噴出口から噴出する上流喉部と、
前記上流噴出口に接続し、流路面積を拡大する拡大部と、
前記拡大部の下流端に接続し、上流から下流に向かって流路面積が漸次減少する下流テーパ部と、
前記下流テーパ部の下流端に接続し、前記下流テーパ部からの前記流体を下流噴出口から噴出する下流喉部と、
を備えることを特徴とする微細気泡生成ノズル。 A fine bubble generating nozzle for generating a liquid containing fine bubbles from a pressurized liquid obtained by dissolving gas under pressure,
An upstream taper portion in which the channel area gradually decreases from the upstream side to the downstream side of the nozzle channel to which the pressurized liquid is supplied;
An upstream throat portion connected to a downstream end of the upstream taper portion, and ejecting fluid from the upstream taper portion from an upstream jet port;
An enlarged portion that connects to the upstream jet port and expands the flow path area;
Connected to the downstream end of the enlarged portion, a downstream taper portion where the flow path area gradually decreases from upstream to downstream, and
A downstream throat connected to the downstream end of the downstream taper and ejecting the fluid from the downstream taper from a downstream jet;
A fine bubble generating nozzle comprising:
前記上流テーパ部の内面および前記下流テーパ部の内面がそれぞれ、前記ノズル流路の中心軸を中心とする円錐面の一部であり、
前記中心軸を含む断面において、前記上流テーパ部の前記内面の成す角度、および、前記下流テーパ部の前記内面の成す角度がそれぞれ、90°以下であることを特徴とする微細気泡生成ノズル。 It is a fine bubble production | generation nozzle of Claim 1, Comprising:
The inner surface of the upstream taper portion and the inner surface of the downstream taper portion are each a part of a conical surface centered on the central axis of the nozzle channel,
In the cross section including the central axis, the angle formed by the inner surface of the upstream taper portion and the angle formed by the inner surface of the downstream taper portion are each 90 ° or less.
前記上流喉部の長さが、前記上流喉部の直径の1.1倍以上10倍以下であり、
前記下流喉部の長さが、前記下流喉部の直径の1.1倍以上10倍以下であることを特徴とする微細気泡生成ノズル。 The fine bubble generating nozzle according to claim 1 or 2,
The length of the upstream throat is 1.1 to 10 times the diameter of the upstream throat,
The length of the downstream throat is 1.1 to 10 times the diameter of the downstream throat.
前記下流喉部の直径が、前記上流喉部の直径以上であることを特徴とする微細気泡生成ノズル。 The fine bubble generating nozzle according to any one of claims 1 to 3,
The diameter of the downstream throat portion is equal to or larger than the diameter of the upstream throat portion.
前記ノズル流路の中心軸を含む断面において、前記拡大部の前記上流噴出口から広がる面と前記中心軸との成す角度が、45°以上90°以下であることを特徴とする微細気泡生成ノズル。 The fine bubble generating nozzle according to any one of claims 1 to 4,
In the cross section including the central axis of the nozzle flow path, an angle formed by a surface extending from the upstream jet port of the enlarged portion and the central axis is 45 ° or more and 90 ° or less, .
前記ノズル流路と同様の構造を有するもう1つのノズル流路と、
加圧液を前記ノズル流路と前記もう1つのノズル流路とに分岐させる分岐部と、
をさらに備えることを特徴とする微細気泡生成ノズル。 The fine bubble generating nozzle according to any one of claims 1 to 5,
Another nozzle channel having the same structure as the nozzle channel;
A branching portion for branching the pressurized liquid into the nozzle channel and the another nozzle channel;
A fine bubble generating nozzle further comprising:
請求項1ないし6のいずれかに記載の微細気泡生成ノズルと、
加圧液を生成して前記微細気泡生成ノズルに供給する加圧液生成部と、
を備えることを特徴とする微細気泡生成装置。 A microbubble generator,
A fine bubble generating nozzle according to any one of claims 1 to 6,
A pressurized liquid generating unit that generates a pressurized liquid and supplies the pressurized liquid to the fine bubble generating nozzle;
A fine bubble generating apparatus comprising:
前記加圧液生成部と前記微細気泡生成ノズルとを接続する加圧液流路と、
前記加圧液流路に設けられて前記加圧液流路内の加圧液の圧力を調整する調整弁と、
前記加圧液生成部内の圧力を測定する圧力センサと、
前記圧力センサからの出力に基づいて前記調整弁を制御する弁制御部と、
をさらに備えることを特徴とする微細気泡生成装置。 It is a fine bubble production | generation apparatus of Claim 7, Comprising:
A pressurized liquid flow path connecting the pressurized liquid generating section and the fine bubble generating nozzle;
An adjustment valve that is provided in the pressure liquid flow path and adjusts the pressure of the pressure liquid in the pressure liquid flow path;
A pressure sensor for measuring the pressure in the pressurized liquid generating unit;
A valve control unit that controls the regulating valve based on an output from the pressure sensor;
A fine bubble generating apparatus, further comprising:
請求項1ないし6のいずれかに記載の微細気泡生成ノズルと、
加圧液を生成して前記微細気泡生成ノズルに供給する加圧液生成部と、
前記微細気泡生成ノズルにて生成された液体が供給される対象液を貯溜する貯溜部と、
を備え、
前記微細気泡生成ノズルの前記下流噴出口が、前記ノズル流路の最下流の噴出口であり、
前記貯溜部の内面に、外側に向かって凹むとともに前記下流噴出口に接続され、前記下流噴出口から前記内面に至る流路面積を拡大する穴部が設けられることを特徴とする微細気泡生成装置。 A microbubble generator,
A fine bubble generating nozzle according to any one of claims 1 to 6,
A pressurized liquid generating unit that generates a pressurized liquid and supplies the pressurized liquid to the fine bubble generating nozzle;
A reservoir for storing a target liquid to which liquid generated by the fine bubble generating nozzle is supplied;
With
The downstream jet port of the fine bubble generating nozzle is the most downstream jet port of the nozzle channel;
A fine bubble generating device characterized in that an inner surface of the reservoir portion is provided with a hole that is recessed outward and is connected to the downstream jet port, and expands a flow passage area from the downstream jet port to the inner surface. .
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012261098A JP6118544B2 (en) | 2012-11-29 | 2012-11-29 | Fine bubble generating nozzle and fine bubble generating device |
PCT/JP2013/082016 WO2014084301A1 (en) | 2012-11-29 | 2013-11-28 | Microbubble generation nozzle and microbubble generation device |
TW102143742A TW201433363A (en) | 2012-11-29 | 2013-11-29 | Fine bubble generating nozzle and fine bubble generating apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012261098A JP6118544B2 (en) | 2012-11-29 | 2012-11-29 | Fine bubble generating nozzle and fine bubble generating device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014104441A true JP2014104441A (en) | 2014-06-09 |
JP6118544B2 JP6118544B2 (en) | 2017-04-19 |
Family
ID=50827933
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012261098A Active JP6118544B2 (en) | 2012-11-29 | 2012-11-29 | Fine bubble generating nozzle and fine bubble generating device |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6118544B2 (en) |
TW (1) | TW201433363A (en) |
WO (1) | WO2014084301A1 (en) |
Cited By (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016087524A (en) * | 2014-10-31 | 2016-05-23 | 日東精工株式会社 | Fine bubble generator |
JP2016155081A (en) * | 2015-02-24 | 2016-09-01 | 株式会社テックコーポレーション | Fine bubble generator and fine bubble generation method |
JP2017176924A (en) * | 2016-03-28 | 2017-10-05 | ミクニ総業株式会社 | Micro-nanobubble generator and pipe washing method |
JP2018030094A (en) * | 2016-08-24 | 2018-03-01 | 株式会社ワイビーエム | Fine bubble generation device |
JP2018099687A (en) * | 2018-02-05 | 2018-06-28 | 東芝ライフスタイル株式会社 | Fine bubble generator, water filling case and home electrical appliance including fine bubble generator |
JP2019055373A (en) * | 2017-09-21 | 2019-04-11 | ミクニ総業株式会社 | Micro nano-bubble generator and pipe washing method |
JP2019123282A (en) * | 2018-01-12 | 2019-07-25 | 国立大学法人 筑波大学 | Bubble generation device |
JP2020501893A (en) * | 2016-12-15 | 2020-01-23 | スミス,マイケル | System and method for creating cavitation in a fluid |
JP2020062619A (en) * | 2018-10-19 | 2020-04-23 | Kyb株式会社 | Manufacturing device for bubble-including liquid |
JP2020099862A (en) * | 2018-12-21 | 2020-07-02 | Idec株式会社 | Ultra fine bubble liquid generation device |
JP2020192510A (en) * | 2019-05-29 | 2020-12-03 | リンナイ株式会社 | Fine bubble generation nozzle |
US10874996B2 (en) | 2016-07-28 | 2020-12-29 | Aqua Solution Co., Ltd. | Nanobubble generating nozzle and nanobubble generator |
JP2021510116A (en) * | 2018-11-21 | 2021-04-15 | ▲無▼▲錫▼小天鵝電器有限公司Wuxi Little Swan Electric Co.,Ltd. | Cavitation member of micro bubble generator, micro bubble generator and washing equipment |
JP2021510346A (en) * | 2018-11-05 | 2021-04-22 | ▲無▼▲錫▼小天鵝電器有限公司Wuxi Little Swan Electric Co.,Ltd. | Micro bubble generator and clothing processing equipment |
WO2021085577A1 (en) | 2019-10-31 | 2021-05-06 | キヤノン株式会社 | Method for generating ultrafine bubbles, and production apparatus and production method for ultrafine bubble-containing liquid |
WO2021085579A1 (en) | 2019-10-31 | 2021-05-06 | キヤノン株式会社 | Generation method for generating ultrafine-bubble-containing solution that contains ultrafine bubbles, and ultrafine-bubble-containing liquid production device |
JP2021178303A (en) * | 2020-05-15 | 2021-11-18 | 株式会社サイエンス | Bubble agitator |
US11364474B2 (en) | 2020-02-12 | 2022-06-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Ultrafine bubble generating method and ultrafine bubble generating apparatus |
WO2023008433A1 (en) * | 2021-07-28 | 2023-02-02 | ホワイトエッセンス株式会社 | Device for reforming water for dental use |
US11759723B2 (en) | 2019-02-28 | 2023-09-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Ultrafine bubble generating method, ultrafine bubble generating apparatus, and ultrafine bubble-containing liquid |
Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6472139B2 (en) * | 2015-06-15 | 2019-02-20 | 富士フイルム株式会社 | Orifice, liquid feeding device using the same, coating device, and optical film manufacturing method |
US10857507B2 (en) * | 2016-03-23 | 2020-12-08 | Alfa Laval Corporate Ab | Apparatus for dispersing particles in a liquid |
CN106731935B (en) * | 2017-01-13 | 2023-06-27 | 中国科学院声学研究所 | Self-aeration microbubble generator |
JP6814964B2 (en) * | 2017-02-07 | 2021-01-20 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Oral cleansing device and its nozzle |
JP6889594B2 (en) * | 2017-04-13 | 2021-06-18 | 東芝ライフスタイル株式会社 | Dishwasher |
CN109395618B (en) * | 2017-08-16 | 2021-12-24 | 青岛海尔滚筒洗衣机有限公司 | Bubble generating device and clothes treating device |
JP7271108B2 (en) | 2017-08-31 | 2023-05-11 | キヤノン株式会社 | Apparatus for producing liquid containing ultra-fine bubbles and method for producing liquid containing ultra-fine bubbles |
JP7086547B2 (en) | 2017-08-31 | 2022-06-20 | キヤノン株式会社 | Ultra fine bubble-containing liquid manufacturing equipment and manufacturing method |
WO2019044913A1 (en) | 2017-08-31 | 2019-03-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Ultrafine bubble generating method, ultrafine bubble-containing liquid manufacturing apparatus and manufacturing method, and ultrafine bubble-containing liquid |
KR102494395B1 (en) * | 2018-05-01 | 2023-01-31 | 가부시키가이샤 코요 노우샤 | Micro-bubble generator |
JP7282548B2 (en) | 2019-02-28 | 2023-05-29 | キヤノン株式会社 | Ultra-fine bubble generation method and ultra-fine bubble generation device |
JP7277177B2 (en) | 2019-02-28 | 2023-05-18 | キヤノン株式会社 | ULTRA FINE BUBBLE GENERATOR AND ULTRA FINE BUBBLE GENERATION METHOD |
EP3702331A1 (en) | 2019-02-28 | 2020-09-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Ultrafine bubble generating method, ultrafine bubble generating apparatus, and ultrafine bubble-containing liquid |
CN109882232B (en) * | 2019-03-26 | 2024-03-29 | 滨州学院 | Three-stage negative pressure atomization dust fall device |
CN112647246A (en) * | 2019-10-10 | 2021-04-13 | 青岛海尔洗衣机有限公司 | Microbubble generator and washing equipment with same |
WO2021085628A1 (en) * | 2019-11-01 | 2021-05-06 | 株式会社 資生堂 | Method for generating and using ultra-fine bubbles and generator thereof |
PL243753B1 (en) * | 2020-06-17 | 2023-10-09 | Przedsiębiorstwo Inżynierii Środowiska Ekowodrol Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością | Method of mixing liquid with gas in a gas-tight tubular multireactor and a device for mixing liquid with gas |
KR20230173106A (en) * | 2021-03-18 | 2023-12-26 | 힐라 컨설팅 오와이 | device for handling fluids |
JP2022185790A (en) | 2021-06-03 | 2022-12-15 | リンナイ株式会社 | Fine air bubble generator |
JP2022186233A (en) | 2021-06-04 | 2022-12-15 | リンナイ株式会社 | Fine air bubble generation device |
JP2022187343A (en) | 2021-06-07 | 2022-12-19 | リンナイ株式会社 | Fine air bubble generation device |
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5211221B1 (en) * | 1969-03-17 | 1977-03-29 | ||
JPH0693991B2 (en) * | 1992-08-17 | 1994-11-24 | 和泉電気株式会社 | Gas-liquid dissolution mixing device |
JPH07313005A (en) * | 1994-05-26 | 1995-12-05 | Idec Izumi Corp | Oxygen for hydroponic culture, method for feeding fine foam and apparatus therefor |
JPH07328402A (en) * | 1994-05-31 | 1995-12-19 | Idec Izumi Corp | Method for dissolving and mixing gas and liquid |
JP2003144879A (en) * | 2001-11-16 | 2003-05-20 | Purio:Kk | Hair clogging elimination type sewage mixing apparatus and method for using the same |
JP2006346638A (en) * | 2005-06-20 | 2006-12-28 | Aura Tec:Kk | Discharging passage of pressure dissolution apparatus |
JP2007000843A (en) * | 2005-06-27 | 2007-01-11 | Matsushita Electric Works Ltd | Apparatus for generating fine bubble |
JP2007237161A (en) * | 2006-02-09 | 2007-09-20 | Hiroshima Kasei Ltd | Method and device for producing hydrogen-incorporated water |
EP2060318A1 (en) * | 2007-11-15 | 2009-05-20 | YARA International ASA | Apparatus and method for generating and distributing bubbles in a gas-liquid mixture |
JP2010240592A (en) * | 2009-04-07 | 2010-10-28 | Shibaura Mechatronics Corp | Microbubble generator and method of generating microbubble |
WO2011071205A1 (en) * | 2009-12-07 | 2011-06-16 | (주)인사이드밸류 | Fluid mixing device |
JP2011206689A (en) * | 2010-03-30 | 2011-10-20 | Mie Univ | Microbubble forming apparatus |
-
2012
- 2012-11-29 JP JP2012261098A patent/JP6118544B2/en active Active
-
2013
- 2013-11-28 WO PCT/JP2013/082016 patent/WO2014084301A1/en active Application Filing
- 2013-11-29 TW TW102143742A patent/TW201433363A/en unknown
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5211221B1 (en) * | 1969-03-17 | 1977-03-29 | ||
JPH0693991B2 (en) * | 1992-08-17 | 1994-11-24 | 和泉電気株式会社 | Gas-liquid dissolution mixing device |
JPH07313005A (en) * | 1994-05-26 | 1995-12-05 | Idec Izumi Corp | Oxygen for hydroponic culture, method for feeding fine foam and apparatus therefor |
JPH07328402A (en) * | 1994-05-31 | 1995-12-19 | Idec Izumi Corp | Method for dissolving and mixing gas and liquid |
JP2003144879A (en) * | 2001-11-16 | 2003-05-20 | Purio:Kk | Hair clogging elimination type sewage mixing apparatus and method for using the same |
JP2006346638A (en) * | 2005-06-20 | 2006-12-28 | Aura Tec:Kk | Discharging passage of pressure dissolution apparatus |
JP2007000843A (en) * | 2005-06-27 | 2007-01-11 | Matsushita Electric Works Ltd | Apparatus for generating fine bubble |
JP2007237161A (en) * | 2006-02-09 | 2007-09-20 | Hiroshima Kasei Ltd | Method and device for producing hydrogen-incorporated water |
EP2060318A1 (en) * | 2007-11-15 | 2009-05-20 | YARA International ASA | Apparatus and method for generating and distributing bubbles in a gas-liquid mixture |
JP2010240592A (en) * | 2009-04-07 | 2010-10-28 | Shibaura Mechatronics Corp | Microbubble generator and method of generating microbubble |
WO2011071205A1 (en) * | 2009-12-07 | 2011-06-16 | (주)인사이드밸류 | Fluid mixing device |
JP2011206689A (en) * | 2010-03-30 | 2011-10-20 | Mie Univ | Microbubble forming apparatus |
Cited By (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016087524A (en) * | 2014-10-31 | 2016-05-23 | 日東精工株式会社 | Fine bubble generator |
JP2016155081A (en) * | 2015-02-24 | 2016-09-01 | 株式会社テックコーポレーション | Fine bubble generator and fine bubble generation method |
JP2017176924A (en) * | 2016-03-28 | 2017-10-05 | ミクニ総業株式会社 | Micro-nanobubble generator and pipe washing method |
US10874996B2 (en) | 2016-07-28 | 2020-12-29 | Aqua Solution Co., Ltd. | Nanobubble generating nozzle and nanobubble generator |
JP2018030094A (en) * | 2016-08-24 | 2018-03-01 | 株式会社ワイビーエム | Fine bubble generation device |
JP7193826B2 (en) | 2016-08-24 | 2022-12-21 | 株式会社ワイビーエム | Fine bubble generator |
JP2020501893A (en) * | 2016-12-15 | 2020-01-23 | スミス,マイケル | System and method for creating cavitation in a fluid |
JP2019055373A (en) * | 2017-09-21 | 2019-04-11 | ミクニ総業株式会社 | Micro nano-bubble generator and pipe washing method |
JP2019123282A (en) * | 2018-01-12 | 2019-07-25 | 国立大学法人 筑波大学 | Bubble generation device |
JP7064212B2 (en) | 2018-01-12 | 2022-05-10 | 国立大学法人 筑波大学 | Bubble generator |
JP2018099687A (en) * | 2018-02-05 | 2018-06-28 | 東芝ライフスタイル株式会社 | Fine bubble generator, water filling case and home electrical appliance including fine bubble generator |
JP2020062619A (en) * | 2018-10-19 | 2020-04-23 | Kyb株式会社 | Manufacturing device for bubble-including liquid |
JP7456029B2 (en) | 2018-11-05 | 2024-03-26 | ▲無▼▲錫▼小天鵝電器有限公司 | Microbubble generator and clothing processing device |
JP2021510346A (en) * | 2018-11-05 | 2021-04-22 | ▲無▼▲錫▼小天鵝電器有限公司Wuxi Little Swan Electric Co.,Ltd. | Micro bubble generator and clothing processing equipment |
US11598041B2 (en) | 2018-11-05 | 2023-03-07 | Wuxi Little Swan Electric Co., Ltd. | Microbubble generator and laundry treating device |
JP2021510116A (en) * | 2018-11-21 | 2021-04-15 | ▲無▼▲錫▼小天鵝電器有限公司Wuxi Little Swan Electric Co.,Ltd. | Cavitation member of micro bubble generator, micro bubble generator and washing equipment |
JP7239590B2 (en) | 2018-11-21 | 2023-03-14 | ▲無▼▲錫▼小天鵝電器有限公司 | Cavitation member for microbubble generator, microbubble generator and washing device |
JP7287777B2 (en) | 2018-12-21 | 2023-06-06 | Idec株式会社 | Ultra fine bubble generation method |
JP2020099862A (en) * | 2018-12-21 | 2020-07-02 | Idec株式会社 | Ultra fine bubble liquid generation device |
US11759723B2 (en) | 2019-02-28 | 2023-09-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Ultrafine bubble generating method, ultrafine bubble generating apparatus, and ultrafine bubble-containing liquid |
JP2020192510A (en) * | 2019-05-29 | 2020-12-03 | リンナイ株式会社 | Fine bubble generation nozzle |
JP7213143B2 (en) | 2019-05-29 | 2023-01-26 | リンナイ株式会社 | Fine bubble generation nozzle |
WO2021085577A1 (en) | 2019-10-31 | 2021-05-06 | キヤノン株式会社 | Method for generating ultrafine bubbles, and production apparatus and production method for ultrafine bubble-containing liquid |
WO2021085579A1 (en) | 2019-10-31 | 2021-05-06 | キヤノン株式会社 | Generation method for generating ultrafine-bubble-containing solution that contains ultrafine bubbles, and ultrafine-bubble-containing liquid production device |
US11364474B2 (en) | 2020-02-12 | 2022-06-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Ultrafine bubble generating method and ultrafine bubble generating apparatus |
JP7236743B2 (en) | 2020-05-15 | 2023-03-10 | 株式会社サイエンス | bubble agitator |
JP2021178303A (en) * | 2020-05-15 | 2021-11-18 | 株式会社サイエンス | Bubble agitator |
WO2023008433A1 (en) * | 2021-07-28 | 2023-02-02 | ホワイトエッセンス株式会社 | Device for reforming water for dental use |
JP7492795B2 (en) | 2021-07-28 | 2024-05-30 | ホワイトエッセンス株式会社 | Dental water purification equipment |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6118544B2 (en) | 2017-04-19 |
TW201433363A (en) | 2014-09-01 |
WO2014084301A1 (en) | 2014-06-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6118544B2 (en) | Fine bubble generating nozzle and fine bubble generating device | |
JP5825852B2 (en) | Fine bubble generating nozzle and fine bubble generating device | |
KR0173996B1 (en) | Apparatus for dissolving a gas into and mixing the same with a liquid | |
EP3231502B1 (en) | High-density fine bubble-containing liquid producing method and high-density fine bubble-containing liquid producing apparatus | |
JP6104201B2 (en) | Fine bubble liquid generator | |
JP2007069071A (en) | Minute bubble generator and minute bubble circulation system incorporated with it | |
JP2007209953A (en) | Microbubble generating system | |
JP6104399B2 (en) | Contaminated water purification system provided with fine bubble generating device and fine bubble generating device | |
JP2009189984A (en) | Loop current type bubble generation nozzle | |
JP2007117799A (en) | Microbubble generator and microbubble generating apparatus using the same | |
JP2013146714A (en) | Microscopic bubble generation device | |
JPH1094722A (en) | Fine bubble feeder | |
JP2010115586A (en) | Microbubble generator | |
JP2011183328A (en) | Aerator | |
JP2003245533A (en) | Ultrafine air bubble generator | |
JP5024144B2 (en) | Gas dissolver | |
JP2007313465A (en) | Gas dissolving apparatus | |
JP2009255039A (en) | Gas dissolving vessel | |
US11202998B2 (en) | Systems and methods for gas disposal | |
JP2014069134A (en) | Gas dissolving apparatus | |
JP5762210B2 (en) | Gas dissolving device and fine bubble generating device | |
JP2008178806A (en) | Microbubble generating apparatus | |
JP2012045537A (en) | Jet nozzle | |
JP2010240580A (en) | Liquid injection nozzle and shower head | |
CN214973127U (en) | Micro-nano bubble water generating device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150227 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20151001 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151125 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160428 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160622 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20161121 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170217 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20170227 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170316 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170327 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6118544 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |