微細気泡発生ノズル及び微細気泡発生装置
【課題】効率よく微細気泡を発生させる微細気泡発生ノズルの提供
【解決手段】微細気泡発生ノズルは、液体と気体が混合される気液混合部１２と、気液混合部１２内に配設された攪拌部材１４と、気液混合部１２から気液混合流体が吐出される吐出部１６とを備えている。さらに、吐出部１６から吐出された気液混合流体の流体エネルギによって攪拌部材１４を動作させる駆動機構１８を備えている。
【解決手段】微細気泡発生ノズルは、液体と気体が混合される気液混合部１２と、気液混合部１２内に配設された攪拌部材１４と、気液混合部１２から気液混合流体が吐出される吐出部１６とを備えている。さらに、吐出部１６から吐出された気液混合流体の流体エネルギによって攪拌部材１４を動作させる駆動機構１８を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細気泡を発生させるのに適した微細気泡発生ノズル及び微細気泡発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
微細気泡は、例えば、液体と気体とを混合して加圧し、液体中に気体を溶け込ませた後、気液混合流体を急減圧させることで発生する。かかる微細気泡を発生させる装置としては、例えば、特開２００３−１１７３６５（特許文献１）に開示されている。同公報で提案された装置は、液体及び気体の混合流体を吸引する気液混合ポンプに抵抗を付与する抵抗器と、気液混合ポンプの回転速度を制御するインバータとを備えている。そして、気液混合ポンプのケーシングの内周に径方向に狭い環状の流体通路が形成され、羽根車の外周に流体通路に突出する多数の撹拌羽根が設けられている。同公報では、抵抗器として障壁板の下部に半月形状のオリフィスが形成された構造が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１１７３６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、微細気泡発生装置は、気液混合流体を急減圧させる前に、液体中により多くの気体を溶け込ますことが望ましい。本発明は、効率よく微細気泡を発生させることができる微細気泡発生ノズル及び微細気泡発生装置を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る微細気泡発生ノズルは、液体と気体が混合された気液混合流体を吐出して微細気泡を発生させる。この微細気泡発生ノズルは、液体と気体が混合される気液混合部と、気液混合部内に配設された攪拌部材と、気液混合部から気液混合流体が吐出される吐出部と、吐出部から吐出された気液混合流体の流体エネルギによって攪拌部材を動作させる駆動機構とを備えている。
【０００６】
かかる微細気泡発生ノズルによれば、駆動機構によって、吐出部から吐出された気液混合流体の流体エネルギで気液混合部内に配設された攪拌部材が動作する。そして、かかる攪拌部材の動作により、気液混合部内で液体に気体が溶け込みやすくなる。これにより、気液混合流体を急減圧させる前に、液体中により多くの気体が溶け込み、効率よく微細気泡を発生させることができる。
【０００７】
駆動機構は、例えば、吐出部に水車を備え、水車で得られる動力によって攪拌部材を動作させる機構であるとよい。また、この場合、吐出部から吐出された気液混合流体を水車に向けて案内する案内部を備えているとよい。また、吐出部は、微細気泡発生ノズルの外部よりも気液混合部の内部が所定の圧力以上に高い場合に開かれる弁を備えているとよい。
【０００８】
また、微細気泡発生ノズルは、気液混合部に液体を送る送水口と、気液混合部に気体を供給する気体供給口と、気液混合部内に設置したフロートと、フロートの動作に応じて気体供給口を開閉させる液位調整弁とを備えているとよい。この場合、送水口は、気液混合部の上部に配置されているとよい。
【０００９】
微細気泡発生装置は、上記の微細気泡発生ノズルを備えているとよい。この場合、微細気泡発生装置は、気液混合部に液体と気体が混ざった気液混合流体を供給する送水ポンプを備えているとよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る微細気泡発生ノズル及び微細気泡発生装置によれば、気液混合流体を急減圧させる前に、液体中により多くの気体が溶け込み、効率よく微細気泡を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る微細気泡発生ノズルの構造を示す断面図。
【図２】本発明の一実施形態に係る微細気泡発生ノズルの吐出部の構造を示す断面図。
【図３】本発明の他の実施形態に係る微細気泡発生ノズルの吐出部の構造を示す断面図。
【図４】本発明の一実施形態に係る微細気泡発生装置の構成例を示す図。
【図５】本発明の一実施形態に係る微細気泡発生装置の構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態に係る微細気泡発生ノズル及び微細気泡発生装置を図面に基づいて説明する。なお、異なる実施形態においても同一の作用を奏する部材、部位には同じ符号を付している。
【００１３】
この実施形態では、微細気泡発生ノズル１０は、図１に示すように、気液混合部１２と、攪拌部材１４と、吐出部１６と、駆動機構１８とを備えている。この微細気泡発生ノズル１０は、液体と気体が混合された気液混合流体を吐出して微細気泡を発生させる。ここでは、水に圧縮空気を混合した気液混合流体を吐出して、微細気泡を発生させる場合を例に、微細気泡発生ノズル１０を説明する。
【００１４】
≪気液混合部１２≫
気液混合部１２は、液体と気体が混合される部位である。この実施形態では、気液混合部１２は、管路形態で構成されている。また、気液混合部１２を構成する管状部材３０の一端には、送水配管４２ａと圧縮空気供給配管４４ａが接続されている。また、管状部材３０の他端には吐出部１６が構成されている。送水配管４２ａ及び圧縮空気供給配管４４ａが接続された部位と、吐出部１６が設けられた部位の間に、気液混合部１２が設けられている。
【００１５】
かかる気液混合部１２には、攪拌部材１４が配設されている。液体は、送水ポンプ４２から送水配管４２ａを通して気液混合部１２に供給される。また、圧縮空気は、コンプレッサ４４から圧縮空気供給配管４４ａを通して気液混合部１２に供給される。気液混合部１２では、送水配管４２ａから供給された液体Ａと、圧縮空気供給配管４４ａから供給された圧縮空気Ｂとが混ぜ合わされる。そして、気液混合部１２で混ぜ合わされた気液混合流体Ｃは、吐出部１６から吐出される。
【００１６】
この実施形態では、気液混合部１２を構成する管状部材３０は、気液混合部１２が設けられた部位に比べて吐出部１６が設けられた部位の内径が小さくなっている。また、当該部位では、管状部材３０の側面に吐出口１６ａが形成されている。管状部材３０の端部には、開口３４を有する壁３２が設けられている。また、当該吐出部１６が設けられた部位では、管状部材３０の外側に、吐出口１６ａから吐出された気液混合流体Ｄを案内する案内部３６が設けられている。
【００１７】
≪案内部３６≫
この実施形態では、案内部３６は、吐出口１６ａが設けられた位置から管状部材３０の当該端部までの外側を、径方向に対向するように覆う外壁で構成されている。この案内部３６は管状部材３０の軸方向において、外部に開口している。吐出口１６ａから吐出された気液混合流体は、案内部３６に案内されて管状部材３０の外周面に沿って流れて外部に放出される。案内部３６の内側には、攪拌部材１４を動作させる駆動機構１８が配設されている。
【００１８】
≪攪拌部材１４≫
かかる気液混合部１２に配設された攪拌部材１４は、気液混合部１２内の気液混合流体を掻き混ぜる部材である。この実施形態では、攪拌部材１４は、回転軸１４ａと、掻き混ぜ部材１４ｂとを備え、管状部材３０に設けられた軸受２２、２４に回転可能に装着されている。攪拌部材１４の回転軸１４ａは、断面円形の軸である。掻き混ぜ部材１４ｂは、回転軸１４ａの外側に装着される円筒形状の部材である。掻き混ぜ部材１４ｂの外周面には気液混合部１２の内周面１２ａに向けて延びた複数の突起１４ｃが設けられている。軸受２２は、気液混合部１２の中間部において、管状部材３０の内側に延びた支持部２２ａに設けられている。他方、軸受２４は吐出部１６が設けられる側の管状部材３０の壁３２に設けられている。軸受２２、２４は、それぞれ管状部材３０の横断中心に配置されている。
【００１９】
この実施形態では、回転軸１４ａは軸受２２、２４に支持されて、気液混合部１２の中心に沿って回転可能に支持されている。掻き混ぜ部材１４ｂはかかる回転軸１４ａの外側に装着された状態で固定されている。回転軸１４ａの両端部は、ストッパ２６、２８で留められている。なお、ストッパ２８は、管状部材３０の壁３２の外側に配設されており、後述するように駆動機構１８を構成する水車６０のボス部６０ａで構成されている。攪拌部材１４が回転すると、掻き混ぜ部材１４ｂに設けられた突起１４ｃによって、気液混合部１２内の気液混合流体が掻き混ぜられる。
【００２０】
≪吐出部１６≫
次に、吐出部１６は、気液混合部１２から気液混合流体が吐出される部位である。この実施形態では、吐出部１６は、気液混合部１２を構成する管状部材３０の端部に設けられている。この実施形態では、かかる管状部材３０の端部の側面に形成された吐出口１６ａから気液混合流体を吐出する。この実施形態では、かかる吐出部１６には、弁５０が設けられている。
【００２１】
≪弁５０≫
かかる弁５０は、微細気泡発生ノズル１０の外部よりも気液混合部１２の内部が所定の圧力以上に高い場合に開かれる。この実施形態では、弁５０は、図１及び図２に示すように、弁体５０ａと、シール材５０ｂと、ばね５０ｃとで構成されている。弁体５０ａは、攪拌部材１４の回転軸１４ａに軸方向に移動可能に装着されている。弁体５０ａの外周面は、管状部材３０の内周面に当接している。シール材５０ｂは、弁体５０ａに装着されており、弁体５０ａと回転軸１４ａとの隙間をシールしている。ばね５０ｃは、この実施形態では、コイルばねで構成されており、回転軸１４ａに装着されている。ばね５０ｃは、弁体５０ａと、管状部材３０の端部に設けられた壁３２との間に、圧縮された状態で装着されている。管状部材３０には、ばね５０ｃによって、弁体５０ａが気液混合部１２側に押し上げられたときに、弁体５０ａの移動を所定の位置で規制する弁座５０ｄが設けられている。
【００２２】
この実施形態では、弁座５０ｄは、管状部材３０の内周面に設けられた段差で構成されている。弁体５０ａがかかる弁座５０ｄに着座した際、管状部材３０の側面に形成された吐出口１６ａは封口される。また、管状部材３０の壁３２には開口３４が形成されており、微細気泡発生ノズル１０の外部の流体が流入する。したがって、弁体５０ａの一方の側面は気液混合部１２から圧力を受け、反対側の側面は微細気泡発生ノズル１０の外部から圧力を受ける。また、この弁体５０ａは、ばね５０ｃによって、気液混合部１２側に向けて常時押圧されている。この弁５０は、気液混合部１２側から受ける圧力によって、弁体５０ａが気液混合部１２の反対側に移動させられた場合に開かれる。すなわち、この弁５０は、気液混合部１２の内部の気液混合流体から弁体５０ａが受ける力によって、弁体５０ａが動かされる場合に開かれる。すなわち、微細気泡発生ノズル１０の外部の流体から受ける力及びばね５０ｃの弾性反力に抗して、気液混合部１２の内部の気液混合流体から弁体５０ａが受ける力によって弁体５０ａが動かされる場合に、弁５０は開かれる。
【００２３】
≪駆動機構１８≫
次に、駆動機構１８を説明する。駆動機構１８は、吐出部１６から吐出された気液混合流体Ｄの流体エネルギによって攪拌部材１４を動作させる。ここで、流体エネルギには、例えば、流体の運動エネルギ、位置エネルギが含まれる。この実施形態では、駆動機構１８は、図２に示すように、吐出部１６に水車６０を備え、水車６０で得られる動力によって攪拌部材１４を動作させる。詳しくは、この実施形態では、水車６０は、攪拌部材１４の回転軸１４ａの端部に取り付けられた円形の水車である。この水車６０は、回転軸１４ａに取り付けられるボス部６０ａと、ボス部６０ａから外形方向に延びたリム部６０ｂとを備えている。リム部６０ｂには、微細気泡発生ノズル１０の外部の液体を、弁体５０ａに向けて取り込む開口６０ｄが設けられている。また、リム部６０ｂの外周部分には、複数の翼部６０ｃが設けられている。翼部６０ｃは、管状部材３０の吐出部１６が設けられた部位の外周面と、案内部３６の内周面との間に延びている。
【００２４】
この実施形態では、吐出口１６ａから吐出された気液混合流体Ｄは、水車６０の翼部６０ｃに当たる。この場合、気液混合部１２の内部は、微細気泡発生ノズル１０の外部よりも圧力が高いので、気液混合流体Ｄは吐出口１６ａから勢い良く吐出される。水車６０に設けられた複数の翼部６０ｃは、周方向及び軸方向に一様に傾いている。水車６０は、かかる翼部６０ｃに当たった気液混合流体Ｄの流体エネルギによって、翼部６０ｃの傾きに応じた所定の方向に回転する。また、この実施形態では、水車６０のリム部６０ｂには、管状部材３０の外周面に沿って延びる外筒部６０ｅを有している。このため、この実施形態では、吐出口１６ａから吐出された気液混合流体Ｄは、主として案内部３６の内周面とリム部６０ｂの外周面との間の領域を、複数の翼部６０ｃに当たりながら通過する。
【００２５】
≪微細気泡発生ノズル１０≫
この微細気泡発生ノズル１０によれば、かかる駆動機構１８の作用によって、吐出部１６から吐出された気液混合流体Ｄの流体エネルギによって、攪拌部材１４が動作する。すなわち、この実施形態では、吐出部１６から吐出された気液混合流体Ｄの流体エネルギによって、水車６０が回転する。水車６０は、攪拌部材１４の回転軸１４ａに直結されており、攪拌部材１４は水車６０の回転に伴って回転する。これにより、気液混合部１２内の気液混合流体Ｃが掻き混ぜられ、気液混合部１２内で圧縮空気の溶け込みが良くなる。例えば、気液混合部１２内で大きな気泡が存在する場合には、攪拌部材１４によって気液混合流体Ｃが掻き回されることによって、気泡が細かくなり、液体と気体との接触面積が大きくなる。これにより、気液混合部１２内で圧縮空気が溶け込み易くなる。このため、気液混合部１２内の気液混合流体Ｃにより多くの空気が溶け込むようになり、気液混合流体Ｃが吐出部１６から吐出されたときにより多くの微細気泡が発生する。
【００２６】
また、この微細気泡発生ノズル１０によれば、吐出部１６に駆動機構１８や案内部３６が設けられている。吐出部１６から吐出された気液混合流体Ｄは、かかる駆動機構１８や案内部３６に当たることよって、微細気泡の発生が促進される。例えば、この実施形態では、吐出部１６から勢い良く吐出された気液混合流体Ｄは、案内部３６、水車６０の翼部６０ｃに当たって放出される。この際、気液混合流体Ｄは、主として吐出口１６ａから放出される際の急減圧によって、微細気泡が発生する。また、気液混合流体Ｄは、駆動機構１８や案内部３６に当たった衝撃によって、さらに液中に溶け込んだ気体が湧き出る。これにより、微細気泡の発生が促進される。このように、吐出部１６から吐出された気液混合流体Ｄが当たる駆動機構１８や案内部３６は、副次的には、気液混合流体Ｄから微細気泡が発生するのを促進させる作用を奏する。
【００２７】
また、この微細気泡発生ノズル１０では、図１に示すように、吐出部１６に設けられた弁５０の作用によって、微細気泡発生ノズル１０の外部よりも気液混合部１２の内部が所定の圧力以上に高い場合に吐出口１６ａが開かれる。また、気液混合部１２の内部が、微細気泡発生ノズル１０の外部に比べて所定以上に高い圧力にならないと、吐出口１６ａは開かない。このように、この微細気泡発生ノズル１０は、弁５０の作用によって、微細気泡発生ノズル１０の外部よりも気液混合部１２の内部が所定の圧力以上に高い場合に吐出部１６が開かれる。このため、この微細気泡発生ノズル１０では、気液混合部１２の内部が、微細気泡発生ノズル１０よりも高い状態により確実に保たれ、より確実に微細気泡を生じさせることができる。
【００２８】
また、この微細気泡発生ノズル１０は、攪拌部材１４の作用により、気液混合部１２での気体の溶け込みが促進される。攪拌部材１４は、吐出部１６から吐出される気液混合流体の流体エネルギによって動作するので、エネルギ効率よく気液混合部１２での気体の溶け込みを促進させることができる。また、吐出部１６から吐出された気液混合流体Ｄは、案内部３６及び駆動機構１８などに当たり、この衝撃によっても微細気泡が発生する。このように、この微細気泡発生ノズル１０は、吐出部１６から吐出される気液混合流体の流体エネルギが利用され、効率よく微細気泡を発生させることができる。
【００２９】
次に、他の実施形態に係る微細気泡発生ノズル１０Ａを説明する。
【００３０】
この微細気泡発生ノズル１０Ａは、図３に示すように、気液混合部１２に液体を送る送水口８２と、気体を供給する気体供給口８４と、フロート８６と、液位調整弁８８とを備えている。
【００３１】
この実施形態では、図３に示すように、気液混合部１２は、送水口８２から送られた液体と気体供給口８４から供給された気体とが溜まるタンク９０を備えている。この実施形態では、送水口８２及び気体供給口８４は、タンク９０の上部に設けられている。フロート８６は、タンク９０内の気液混合流体Ｃ１上で浮いた状態で配設されている。液位調整弁８８は、フロート８６に連結され、フロート８６の動作に応じて気体供給口８４を開閉させる。この実施形態では、液位調整弁８８は、弁体８４ａと、ばね８４ｂと、連結部材８４ｃとを備えている。弁体８４ａは、気体供給口８４を開閉する部材である。この実施形態では、弁体８４ａは、気体供給口８４に嵌り得るボール形状の部材が用いられている。ばね８４ｂは、気体供給口８４に圧縮された状態で装着されており、弁体８４ａはばね８４ｂの弾性反力によって、気体供給口８４に押し当てられる。連結部材８４ｃは、フロート８６に連結され、タンク９０の液位が所定以上に上昇したときに、弁体８４ａを押し上げる。
【００３２】
この微細気泡発生ノズル１０Ａは、送水ポンプ４２から送水配管４２ａを通して送水口８２からタンク９０に液体Ａが供給される。また、コンプレッサ４４から圧縮空気供給配管４４ａを通して気体供給口８４からタンク９０に圧縮空気Ｂが供給される。この際、タンク９０内は、フロート８６によって、液位が保たれる。液位が所定以上に上がると液位調整弁８８の作用によって、圧縮空気Ｂが供給される。そして、微細気泡発生ノズル１０Ａの外部に比べて、タンク９０内（気液混合部１２）の圧力が所定の圧力よりも高くなると、吐出部１６に設けられた弁５０が開き、気液混合流体が吐出される。そして、吐出部１６から吐出される気液混合流体Ｄの流体エネルギによって、駆動機構１８を介して攪拌部材１４が動作し、気液混合部１２内の気液混合流体Ｃが掻き混ぜられる。
【００３３】
この微細気泡発生ノズル１０Ａは、上述したタンク９０内において、気液混合流体Ｃ１の気液混合割合や、圧力が調整される。これにより、微細気泡を発生させるのに適切な気液混合流体を作成することができる。また、この実施形態では、送水口８２は、タンク９０（気液混合部１２の一部をなすタンク９０）の上部に配置されている。このため、送水口８２から供給された液体Ａがタンク９０の液面に落下したときに、飛沫を生じさせる。このように、タンク９０内で、飛沫を生じさせることができ、タンク９０内の気体に液体が触れやすく、気液混合流体に気体が溶け込む量を多くすることができる。これにより、効率よく気液混合流体に気体を溶け込ますことができ、効率よく微細気泡を発生させることができる。
【００３４】
なお、この実施形態では、気液混合部１２は、攪拌部材１４が配設された部位が、タンク９０の下部から上下に延びているが、攪拌部材１４が配設された部位は、例えば、タンク９０の下部から横方向に伸びていてもよい。
【００３５】
以上、本発明の実施形態に係る微細気泡発生ノズルを種々説明したが、本発明に係る微細気泡発生ノズルは、上述した実施形態に限定されない。
【００３６】
例えば、攪拌部材は、気液混合部内の気液混合流体を掻き混ぜることができる形態であればよく、具体的構造など種々、変更してもよい、また、吐出部、吐出部に設けられる弁、駆動機構の構造についても、上記に限定されず、所要の機能を奏するように適宜、具体的構造を変更してもよい。かかる微細気泡発生ノズルで発生する微細気泡には、いわゆるマイクロバブル、ナノバブルなど種々の大きさの気泡が含まれる。また、上述した実施形態では、気体として圧縮空気を供給しているが、例えば、オゾンを供給して、オゾンの微細気泡を形成してもよい。また液体は、水を例示したが、海水などでもよい。
【００３７】
かかる微細気泡発生ノズルは、送水ポンプ、コンプレッサを適宜に組み合わせて、微細気泡発生装置を構成することができる。かかる微細気泡発生装置は、ダムや湖、湾などにおいて水中に空気を送る暴気装置など、水質改善装置などにも利用可能である。また、太陽電池などの自然エネルギを利用して駆動するように構成してもよい。
【００３８】
≪微細気泡発生装置１００≫
例えば、図４に示すように、微細気泡発生装置１００は、微細気泡発生ノズル１０Ａをダム１１０の水中に設置している。送水ポンプ４２、コンプレッサ４４は太陽電池１２０及び発電制御装置１２２に接続されたモータ１２４によって駆動する。この実施形態では、送水ポンプ４２は、フィルタ１３２を通してダム１１０の水を汲み上げて微細気泡発生ノズル１０Ａに供給する。また、この実施形態では、送水ポンプ４２は、エアクリーナ１３４を通して外気が導入され、ダム１１０の水と空気が混ざった気液混合流体を供給する。この場合、送水ポンプ４２内で、液体中に気体を溶け込ますことができる。このため、より気体が溶け込んだ気液混合流体を気液混合部１２に供給することができ、微細気泡発生ノズル１０Ａにて効率よく微細気泡を発生させることができる。また、コンプレッサ４４は、タンク１３６に一度貯めた圧縮空気を、微細気泡発生ノズル１０Ａに供給する。これにより、圧縮空気の圧力を安定させることができる。このように、太陽電池を利用した微細気泡発生装置１００を構成することができる。
【００３９】
≪微細気泡発生装置１００Ａ≫
さらに、海上や、大きな湖などでは、図５に示すように、微細気泡発生装置１００Ａは、太陽電池パネル１２０や、送水ポンプ４２、コンプレッサ４４などを船２００に設置してもよい。この場合、当該船２００から海中（水中）に微細気泡発生ノズル１０Ａを設置し、送水ポンプ４２で汲み上げた海水と、コンプレッサ４４で圧縮した圧縮空気を微細気泡発生ノズル１０Ａに送るようにしてもよい。例えば、水中２０メートルの深さに微細気泡発生ノズル１０Ａを設置する場合、微細気泡発生ノズル１０Ａの外部の水圧は約０．２ＭＰａである。この場合、例えば、気液混合部１２（図３参照）の水圧は０．５ＭＰａ程度に設定するとよい。これにより、吐出部１６から吐出される気液混合流体は、約０．３ＭＰａの差圧で勢い良く吐出される。駆動機構１８は、かかる気液混合流体のエネルギで攪拌部材１４を動作させることができる。
【００４０】
送水ポンプ４２の液体の供給量、圧縮空気の供給量、圧力などは、微細気泡発生ノズルを設置する場所などに応じて、適宜、設定するとよい。以上、微細気泡発生装置の構成例についても上記の実施形態に限定されない。
【符号の説明】
【００４１】
１０ 微細気泡発生ノズル
１０Ａ 微細気泡発生ノズル
１２ 気液混合部
１２ａ 気液混合部の内周面
１４ 攪拌部材
１４ａ 回転軸
１４ｂ 掻き混ぜ部材
１４ｃ 突起
１６ 吐出部
１６ａ 吐出口
１８ 駆動機構
２２ 軸受
２２ａ 支持部
２４ 軸受
２６、２８ ストッパ
３０ 管状部材
３２ 壁
３４ 開口
３６ 案内部
４２ 送水ポンプ
４２ａ 送水配管
４４ コンプレッサ
４４ａ 圧縮空気供給配管
５０ 弁
５０ａ 弁体
５０ｂ シール材
５０ｃ ばね
５０ｄ 弁座
６０ 水車
６０ａ ボス部
６０ｂ リム部
６０ｃ 翼部
６０ｄ 開口
６０ｅ 外筒部
８２ 送水口
８４ 気体供給口
８４ａ 弁体
８４ｂ ばね
８４ｃ 連結部材
８６ フロート
８８ 液位調整弁
９０ タンク
１００、１００Ａ 微細気泡発生装置
１１０ ダム
１２０ 太陽電池（太陽電池パネル）
１２２ 発電制御装置
１２４ モータ
１３２ フィルタ
１３４ エアクリーナ
１３６ タンク
２００ 船
Ａ 液体
Ｂ 圧縮空気（気体）
Ｃ 気液混合流体（気液混合部内の気液混合流体）
Ｃ１ 気液混合流体
Ｄ 気液混合流体（吐出部から吐出された気液混合流体）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細気泡を発生させるのに適した微細気泡発生ノズル及び微細気泡発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
微細気泡は、例えば、液体と気体とを混合して加圧し、液体中に気体を溶け込ませた後、気液混合流体を急減圧させることで発生する。かかる微細気泡を発生させる装置としては、例えば、特開２００３−１１７３６５（特許文献１）に開示されている。同公報で提案された装置は、液体及び気体の混合流体を吸引する気液混合ポンプに抵抗を付与する抵抗器と、気液混合ポンプの回転速度を制御するインバータとを備えている。そして、気液混合ポンプのケーシングの内周に径方向に狭い環状の流体通路が形成され、羽根車の外周に流体通路に突出する多数の撹拌羽根が設けられている。同公報では、抵抗器として障壁板の下部に半月形状のオリフィスが形成された構造が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１１７３６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、微細気泡発生装置は、気液混合流体を急減圧させる前に、液体中により多くの気体を溶け込ますことが望ましい。本発明は、効率よく微細気泡を発生させることができる微細気泡発生ノズル及び微細気泡発生装置を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る微細気泡発生ノズルは、液体と気体が混合された気液混合流体を吐出して微細気泡を発生させる。この微細気泡発生ノズルは、液体と気体が混合される気液混合部と、気液混合部内に配設された攪拌部材と、気液混合部から気液混合流体が吐出される吐出部と、吐出部から吐出された気液混合流体の流体エネルギによって攪拌部材を動作させる駆動機構とを備えている。
【０００６】
かかる微細気泡発生ノズルによれば、駆動機構によって、吐出部から吐出された気液混合流体の流体エネルギで気液混合部内に配設された攪拌部材が動作する。そして、かかる攪拌部材の動作により、気液混合部内で液体に気体が溶け込みやすくなる。これにより、気液混合流体を急減圧させる前に、液体中により多くの気体が溶け込み、効率よく微細気泡を発生させることができる。
【０００７】
駆動機構は、例えば、吐出部に水車を備え、水車で得られる動力によって攪拌部材を動作させる機構であるとよい。また、この場合、吐出部から吐出された気液混合流体を水車に向けて案内する案内部を備えているとよい。また、吐出部は、微細気泡発生ノズルの外部よりも気液混合部の内部が所定の圧力以上に高い場合に開かれる弁を備えているとよい。
【０００８】
また、微細気泡発生ノズルは、気液混合部に液体を送る送水口と、気液混合部に気体を供給する気体供給口と、気液混合部内に設置したフロートと、フロートの動作に応じて気体供給口を開閉させる液位調整弁とを備えているとよい。この場合、送水口は、気液混合部の上部に配置されているとよい。
【０００９】
微細気泡発生装置は、上記の微細気泡発生ノズルを備えているとよい。この場合、微細気泡発生装置は、気液混合部に液体と気体が混ざった気液混合流体を供給する送水ポンプを備えているとよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る微細気泡発生ノズル及び微細気泡発生装置によれば、気液混合流体を急減圧させる前に、液体中により多くの気体が溶け込み、効率よく微細気泡を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る微細気泡発生ノズルの構造を示す断面図。
【図２】本発明の一実施形態に係る微細気泡発生ノズルの吐出部の構造を示す断面図。
【図３】本発明の他の実施形態に係る微細気泡発生ノズルの吐出部の構造を示す断面図。
【図４】本発明の一実施形態に係る微細気泡発生装置の構成例を示す図。
【図５】本発明の一実施形態に係る微細気泡発生装置の構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態に係る微細気泡発生ノズル及び微細気泡発生装置を図面に基づいて説明する。なお、異なる実施形態においても同一の作用を奏する部材、部位には同じ符号を付している。
【００１３】
この実施形態では、微細気泡発生ノズル１０は、図１に示すように、気液混合部１２と、攪拌部材１４と、吐出部１６と、駆動機構１８とを備えている。この微細気泡発生ノズル１０は、液体と気体が混合された気液混合流体を吐出して微細気泡を発生させる。ここでは、水に圧縮空気を混合した気液混合流体を吐出して、微細気泡を発生させる場合を例に、微細気泡発生ノズル１０を説明する。
【００１４】
≪気液混合部１２≫
気液混合部１２は、液体と気体が混合される部位である。この実施形態では、気液混合部１２は、管路形態で構成されている。また、気液混合部１２を構成する管状部材３０の一端には、送水配管４２ａと圧縮空気供給配管４４ａが接続されている。また、管状部材３０の他端には吐出部１６が構成されている。送水配管４２ａ及び圧縮空気供給配管４４ａが接続された部位と、吐出部１６が設けられた部位の間に、気液混合部１２が設けられている。
【００１５】
かかる気液混合部１２には、攪拌部材１４が配設されている。液体は、送水ポンプ４２から送水配管４２ａを通して気液混合部１２に供給される。また、圧縮空気は、コンプレッサ４４から圧縮空気供給配管４４ａを通して気液混合部１２に供給される。気液混合部１２では、送水配管４２ａから供給された液体Ａと、圧縮空気供給配管４４ａから供給された圧縮空気Ｂとが混ぜ合わされる。そして、気液混合部１２で混ぜ合わされた気液混合流体Ｃは、吐出部１６から吐出される。
【００１６】
この実施形態では、気液混合部１２を構成する管状部材３０は、気液混合部１２が設けられた部位に比べて吐出部１６が設けられた部位の内径が小さくなっている。また、当該部位では、管状部材３０の側面に吐出口１６ａが形成されている。管状部材３０の端部には、開口３４を有する壁３２が設けられている。また、当該吐出部１６が設けられた部位では、管状部材３０の外側に、吐出口１６ａから吐出された気液混合流体Ｄを案内する案内部３６が設けられている。
【００１７】
≪案内部３６≫
この実施形態では、案内部３６は、吐出口１６ａが設けられた位置から管状部材３０の当該端部までの外側を、径方向に対向するように覆う外壁で構成されている。この案内部３６は管状部材３０の軸方向において、外部に開口している。吐出口１６ａから吐出された気液混合流体は、案内部３６に案内されて管状部材３０の外周面に沿って流れて外部に放出される。案内部３６の内側には、攪拌部材１４を動作させる駆動機構１８が配設されている。
【００１８】
≪攪拌部材１４≫
かかる気液混合部１２に配設された攪拌部材１４は、気液混合部１２内の気液混合流体を掻き混ぜる部材である。この実施形態では、攪拌部材１４は、回転軸１４ａと、掻き混ぜ部材１４ｂとを備え、管状部材３０に設けられた軸受２２、２４に回転可能に装着されている。攪拌部材１４の回転軸１４ａは、断面円形の軸である。掻き混ぜ部材１４ｂは、回転軸１４ａの外側に装着される円筒形状の部材である。掻き混ぜ部材１４ｂの外周面には気液混合部１２の内周面１２ａに向けて延びた複数の突起１４ｃが設けられている。軸受２２は、気液混合部１２の中間部において、管状部材３０の内側に延びた支持部２２ａに設けられている。他方、軸受２４は吐出部１６が設けられる側の管状部材３０の壁３２に設けられている。軸受２２、２４は、それぞれ管状部材３０の横断中心に配置されている。
【００１９】
この実施形態では、回転軸１４ａは軸受２２、２４に支持されて、気液混合部１２の中心に沿って回転可能に支持されている。掻き混ぜ部材１４ｂはかかる回転軸１４ａの外側に装着された状態で固定されている。回転軸１４ａの両端部は、ストッパ２６、２８で留められている。なお、ストッパ２８は、管状部材３０の壁３２の外側に配設されており、後述するように駆動機構１８を構成する水車６０のボス部６０ａで構成されている。攪拌部材１４が回転すると、掻き混ぜ部材１４ｂに設けられた突起１４ｃによって、気液混合部１２内の気液混合流体が掻き混ぜられる。
【００２０】
≪吐出部１６≫
次に、吐出部１６は、気液混合部１２から気液混合流体が吐出される部位である。この実施形態では、吐出部１６は、気液混合部１２を構成する管状部材３０の端部に設けられている。この実施形態では、かかる管状部材３０の端部の側面に形成された吐出口１６ａから気液混合流体を吐出する。この実施形態では、かかる吐出部１６には、弁５０が設けられている。
【００２１】
≪弁５０≫
かかる弁５０は、微細気泡発生ノズル１０の外部よりも気液混合部１２の内部が所定の圧力以上に高い場合に開かれる。この実施形態では、弁５０は、図１及び図２に示すように、弁体５０ａと、シール材５０ｂと、ばね５０ｃとで構成されている。弁体５０ａは、攪拌部材１４の回転軸１４ａに軸方向に移動可能に装着されている。弁体５０ａの外周面は、管状部材３０の内周面に当接している。シール材５０ｂは、弁体５０ａに装着されており、弁体５０ａと回転軸１４ａとの隙間をシールしている。ばね５０ｃは、この実施形態では、コイルばねで構成されており、回転軸１４ａに装着されている。ばね５０ｃは、弁体５０ａと、管状部材３０の端部に設けられた壁３２との間に、圧縮された状態で装着されている。管状部材３０には、ばね５０ｃによって、弁体５０ａが気液混合部１２側に押し上げられたときに、弁体５０ａの移動を所定の位置で規制する弁座５０ｄが設けられている。
【００２２】
この実施形態では、弁座５０ｄは、管状部材３０の内周面に設けられた段差で構成されている。弁体５０ａがかかる弁座５０ｄに着座した際、管状部材３０の側面に形成された吐出口１６ａは封口される。また、管状部材３０の壁３２には開口３４が形成されており、微細気泡発生ノズル１０の外部の流体が流入する。したがって、弁体５０ａの一方の側面は気液混合部１２から圧力を受け、反対側の側面は微細気泡発生ノズル１０の外部から圧力を受ける。また、この弁体５０ａは、ばね５０ｃによって、気液混合部１２側に向けて常時押圧されている。この弁５０は、気液混合部１２側から受ける圧力によって、弁体５０ａが気液混合部１２の反対側に移動させられた場合に開かれる。すなわち、この弁５０は、気液混合部１２の内部の気液混合流体から弁体５０ａが受ける力によって、弁体５０ａが動かされる場合に開かれる。すなわち、微細気泡発生ノズル１０の外部の流体から受ける力及びばね５０ｃの弾性反力に抗して、気液混合部１２の内部の気液混合流体から弁体５０ａが受ける力によって弁体５０ａが動かされる場合に、弁５０は開かれる。
【００２３】
≪駆動機構１８≫
次に、駆動機構１８を説明する。駆動機構１８は、吐出部１６から吐出された気液混合流体Ｄの流体エネルギによって攪拌部材１４を動作させる。ここで、流体エネルギには、例えば、流体の運動エネルギ、位置エネルギが含まれる。この実施形態では、駆動機構１８は、図２に示すように、吐出部１６に水車６０を備え、水車６０で得られる動力によって攪拌部材１４を動作させる。詳しくは、この実施形態では、水車６０は、攪拌部材１４の回転軸１４ａの端部に取り付けられた円形の水車である。この水車６０は、回転軸１４ａに取り付けられるボス部６０ａと、ボス部６０ａから外形方向に延びたリム部６０ｂとを備えている。リム部６０ｂには、微細気泡発生ノズル１０の外部の液体を、弁体５０ａに向けて取り込む開口６０ｄが設けられている。また、リム部６０ｂの外周部分には、複数の翼部６０ｃが設けられている。翼部６０ｃは、管状部材３０の吐出部１６が設けられた部位の外周面と、案内部３６の内周面との間に延びている。
【００２４】
この実施形態では、吐出口１６ａから吐出された気液混合流体Ｄは、水車６０の翼部６０ｃに当たる。この場合、気液混合部１２の内部は、微細気泡発生ノズル１０の外部よりも圧力が高いので、気液混合流体Ｄは吐出口１６ａから勢い良く吐出される。水車６０に設けられた複数の翼部６０ｃは、周方向及び軸方向に一様に傾いている。水車６０は、かかる翼部６０ｃに当たった気液混合流体Ｄの流体エネルギによって、翼部６０ｃの傾きに応じた所定の方向に回転する。また、この実施形態では、水車６０のリム部６０ｂには、管状部材３０の外周面に沿って延びる外筒部６０ｅを有している。このため、この実施形態では、吐出口１６ａから吐出された気液混合流体Ｄは、主として案内部３６の内周面とリム部６０ｂの外周面との間の領域を、複数の翼部６０ｃに当たりながら通過する。
【００２５】
≪微細気泡発生ノズル１０≫
この微細気泡発生ノズル１０によれば、かかる駆動機構１８の作用によって、吐出部１６から吐出された気液混合流体Ｄの流体エネルギによって、攪拌部材１４が動作する。すなわち、この実施形態では、吐出部１６から吐出された気液混合流体Ｄの流体エネルギによって、水車６０が回転する。水車６０は、攪拌部材１４の回転軸１４ａに直結されており、攪拌部材１４は水車６０の回転に伴って回転する。これにより、気液混合部１２内の気液混合流体Ｃが掻き混ぜられ、気液混合部１２内で圧縮空気の溶け込みが良くなる。例えば、気液混合部１２内で大きな気泡が存在する場合には、攪拌部材１４によって気液混合流体Ｃが掻き回されることによって、気泡が細かくなり、液体と気体との接触面積が大きくなる。これにより、気液混合部１２内で圧縮空気が溶け込み易くなる。このため、気液混合部１２内の気液混合流体Ｃにより多くの空気が溶け込むようになり、気液混合流体Ｃが吐出部１６から吐出されたときにより多くの微細気泡が発生する。
【００２６】
また、この微細気泡発生ノズル１０によれば、吐出部１６に駆動機構１８や案内部３６が設けられている。吐出部１６から吐出された気液混合流体Ｄは、かかる駆動機構１８や案内部３６に当たることよって、微細気泡の発生が促進される。例えば、この実施形態では、吐出部１６から勢い良く吐出された気液混合流体Ｄは、案内部３６、水車６０の翼部６０ｃに当たって放出される。この際、気液混合流体Ｄは、主として吐出口１６ａから放出される際の急減圧によって、微細気泡が発生する。また、気液混合流体Ｄは、駆動機構１８や案内部３６に当たった衝撃によって、さらに液中に溶け込んだ気体が湧き出る。これにより、微細気泡の発生が促進される。このように、吐出部１６から吐出された気液混合流体Ｄが当たる駆動機構１８や案内部３６は、副次的には、気液混合流体Ｄから微細気泡が発生するのを促進させる作用を奏する。
【００２７】
また、この微細気泡発生ノズル１０では、図１に示すように、吐出部１６に設けられた弁５０の作用によって、微細気泡発生ノズル１０の外部よりも気液混合部１２の内部が所定の圧力以上に高い場合に吐出口１６ａが開かれる。また、気液混合部１２の内部が、微細気泡発生ノズル１０の外部に比べて所定以上に高い圧力にならないと、吐出口１６ａは開かない。このように、この微細気泡発生ノズル１０は、弁５０の作用によって、微細気泡発生ノズル１０の外部よりも気液混合部１２の内部が所定の圧力以上に高い場合に吐出部１６が開かれる。このため、この微細気泡発生ノズル１０では、気液混合部１２の内部が、微細気泡発生ノズル１０よりも高い状態により確実に保たれ、より確実に微細気泡を生じさせることができる。
【００２８】
また、この微細気泡発生ノズル１０は、攪拌部材１４の作用により、気液混合部１２での気体の溶け込みが促進される。攪拌部材１４は、吐出部１６から吐出される気液混合流体の流体エネルギによって動作するので、エネルギ効率よく気液混合部１２での気体の溶け込みを促進させることができる。また、吐出部１６から吐出された気液混合流体Ｄは、案内部３６及び駆動機構１８などに当たり、この衝撃によっても微細気泡が発生する。このように、この微細気泡発生ノズル１０は、吐出部１６から吐出される気液混合流体の流体エネルギが利用され、効率よく微細気泡を発生させることができる。
【００２９】
次に、他の実施形態に係る微細気泡発生ノズル１０Ａを説明する。
【００３０】
この微細気泡発生ノズル１０Ａは、図３に示すように、気液混合部１２に液体を送る送水口８２と、気体を供給する気体供給口８４と、フロート８６と、液位調整弁８８とを備えている。
【００３１】
この実施形態では、図３に示すように、気液混合部１２は、送水口８２から送られた液体と気体供給口８４から供給された気体とが溜まるタンク９０を備えている。この実施形態では、送水口８２及び気体供給口８４は、タンク９０の上部に設けられている。フロート８６は、タンク９０内の気液混合流体Ｃ１上で浮いた状態で配設されている。液位調整弁８８は、フロート８６に連結され、フロート８６の動作に応じて気体供給口８４を開閉させる。この実施形態では、液位調整弁８８は、弁体８４ａと、ばね８４ｂと、連結部材８４ｃとを備えている。弁体８４ａは、気体供給口８４を開閉する部材である。この実施形態では、弁体８４ａは、気体供給口８４に嵌り得るボール形状の部材が用いられている。ばね８４ｂは、気体供給口８４に圧縮された状態で装着されており、弁体８４ａはばね８４ｂの弾性反力によって、気体供給口８４に押し当てられる。連結部材８４ｃは、フロート８６に連結され、タンク９０の液位が所定以上に上昇したときに、弁体８４ａを押し上げる。
【００３２】
この微細気泡発生ノズル１０Ａは、送水ポンプ４２から送水配管４２ａを通して送水口８２からタンク９０に液体Ａが供給される。また、コンプレッサ４４から圧縮空気供給配管４４ａを通して気体供給口８４からタンク９０に圧縮空気Ｂが供給される。この際、タンク９０内は、フロート８６によって、液位が保たれる。液位が所定以上に上がると液位調整弁８８の作用によって、圧縮空気Ｂが供給される。そして、微細気泡発生ノズル１０Ａの外部に比べて、タンク９０内（気液混合部１２）の圧力が所定の圧力よりも高くなると、吐出部１６に設けられた弁５０が開き、気液混合流体が吐出される。そして、吐出部１６から吐出される気液混合流体Ｄの流体エネルギによって、駆動機構１８を介して攪拌部材１４が動作し、気液混合部１２内の気液混合流体Ｃが掻き混ぜられる。
【００３３】
この微細気泡発生ノズル１０Ａは、上述したタンク９０内において、気液混合流体Ｃ１の気液混合割合や、圧力が調整される。これにより、微細気泡を発生させるのに適切な気液混合流体を作成することができる。また、この実施形態では、送水口８２は、タンク９０（気液混合部１２の一部をなすタンク９０）の上部に配置されている。このため、送水口８２から供給された液体Ａがタンク９０の液面に落下したときに、飛沫を生じさせる。このように、タンク９０内で、飛沫を生じさせることができ、タンク９０内の気体に液体が触れやすく、気液混合流体に気体が溶け込む量を多くすることができる。これにより、効率よく気液混合流体に気体を溶け込ますことができ、効率よく微細気泡を発生させることができる。
【００３４】
なお、この実施形態では、気液混合部１２は、攪拌部材１４が配設された部位が、タンク９０の下部から上下に延びているが、攪拌部材１４が配設された部位は、例えば、タンク９０の下部から横方向に伸びていてもよい。
【００３５】
以上、本発明の実施形態に係る微細気泡発生ノズルを種々説明したが、本発明に係る微細気泡発生ノズルは、上述した実施形態に限定されない。
【００３６】
例えば、攪拌部材は、気液混合部内の気液混合流体を掻き混ぜることができる形態であればよく、具体的構造など種々、変更してもよい、また、吐出部、吐出部に設けられる弁、駆動機構の構造についても、上記に限定されず、所要の機能を奏するように適宜、具体的構造を変更してもよい。かかる微細気泡発生ノズルで発生する微細気泡には、いわゆるマイクロバブル、ナノバブルなど種々の大きさの気泡が含まれる。また、上述した実施形態では、気体として圧縮空気を供給しているが、例えば、オゾンを供給して、オゾンの微細気泡を形成してもよい。また液体は、水を例示したが、海水などでもよい。
【００３７】
かかる微細気泡発生ノズルは、送水ポンプ、コンプレッサを適宜に組み合わせて、微細気泡発生装置を構成することができる。かかる微細気泡発生装置は、ダムや湖、湾などにおいて水中に空気を送る暴気装置など、水質改善装置などにも利用可能である。また、太陽電池などの自然エネルギを利用して駆動するように構成してもよい。
【００３８】
≪微細気泡発生装置１００≫
例えば、図４に示すように、微細気泡発生装置１００は、微細気泡発生ノズル１０Ａをダム１１０の水中に設置している。送水ポンプ４２、コンプレッサ４４は太陽電池１２０及び発電制御装置１２２に接続されたモータ１２４によって駆動する。この実施形態では、送水ポンプ４２は、フィルタ１３２を通してダム１１０の水を汲み上げて微細気泡発生ノズル１０Ａに供給する。また、この実施形態では、送水ポンプ４２は、エアクリーナ１３４を通して外気が導入され、ダム１１０の水と空気が混ざった気液混合流体を供給する。この場合、送水ポンプ４２内で、液体中に気体を溶け込ますことができる。このため、より気体が溶け込んだ気液混合流体を気液混合部１２に供給することができ、微細気泡発生ノズル１０Ａにて効率よく微細気泡を発生させることができる。また、コンプレッサ４４は、タンク１３６に一度貯めた圧縮空気を、微細気泡発生ノズル１０Ａに供給する。これにより、圧縮空気の圧力を安定させることができる。このように、太陽電池を利用した微細気泡発生装置１００を構成することができる。
【００３９】
≪微細気泡発生装置１００Ａ≫
さらに、海上や、大きな湖などでは、図５に示すように、微細気泡発生装置１００Ａは、太陽電池パネル１２０や、送水ポンプ４２、コンプレッサ４４などを船２００に設置してもよい。この場合、当該船２００から海中（水中）に微細気泡発生ノズル１０Ａを設置し、送水ポンプ４２で汲み上げた海水と、コンプレッサ４４で圧縮した圧縮空気を微細気泡発生ノズル１０Ａに送るようにしてもよい。例えば、水中２０メートルの深さに微細気泡発生ノズル１０Ａを設置する場合、微細気泡発生ノズル１０Ａの外部の水圧は約０．２ＭＰａである。この場合、例えば、気液混合部１２（図３参照）の水圧は０．５ＭＰａ程度に設定するとよい。これにより、吐出部１６から吐出される気液混合流体は、約０．３ＭＰａの差圧で勢い良く吐出される。駆動機構１８は、かかる気液混合流体のエネルギで攪拌部材１４を動作させることができる。
【００４０】
送水ポンプ４２の液体の供給量、圧縮空気の供給量、圧力などは、微細気泡発生ノズルを設置する場所などに応じて、適宜、設定するとよい。以上、微細気泡発生装置の構成例についても上記の実施形態に限定されない。
【符号の説明】
【００４１】
１０ 微細気泡発生ノズル
１０Ａ 微細気泡発生ノズル
１２ 気液混合部
１２ａ 気液混合部の内周面
１４ 攪拌部材
１４ａ 回転軸
１４ｂ 掻き混ぜ部材
１４ｃ 突起
１６ 吐出部
１６ａ 吐出口
１８ 駆動機構
２２ 軸受
２２ａ 支持部
２４ 軸受
２６、２８ ストッパ
３０ 管状部材
３２ 壁
３４ 開口
３６ 案内部
４２ 送水ポンプ
４２ａ 送水配管
４４ コンプレッサ
４４ａ 圧縮空気供給配管
５０ 弁
５０ａ 弁体
５０ｂ シール材
５０ｃ ばね
５０ｄ 弁座
６０ 水車
６０ａ ボス部
６０ｂ リム部
６０ｃ 翼部
６０ｄ 開口
６０ｅ 外筒部
８２ 送水口
８４ 気体供給口
８４ａ 弁体
８４ｂ ばね
８４ｃ 連結部材
８６ フロート
８８ 液位調整弁
９０ タンク
１００、１００Ａ 微細気泡発生装置
１１０ ダム
１２０ 太陽電池（太陽電池パネル）
１２２ 発電制御装置
１２４ モータ
１３２ フィルタ
１３４ エアクリーナ
１３６ タンク
２００ 船
Ａ 液体
Ｂ 圧縮空気（気体）
Ｃ 気液混合流体（気液混合部内の気液混合流体）
Ｃ１ 気液混合流体
Ｄ 気液混合流体（吐出部から吐出された気液混合流体）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体と気体が混合された気液混合流体を吐出して微細気泡を発生させる微細気泡発生ノズルであって、
前記液体と気体が混合される気液混合部と、
前記気液混合部内に配設された攪拌部材と、
前記気液混合部から気液混合流体が吐出される吐出部と、
前記吐出部から吐出された気液混合流体の流体エネルギによって前記攪拌部材を動作させる駆動機構と、
を備えた、微細気泡発生ノズル。
【請求項２】
前記駆動機構は、前記吐出部に水車を備え、前記水車で得られる動力によって前記攪拌部材を動作させる、請求項１に記載の微細気泡発生ノズル。
【請求項３】
前記吐出部から吐出された気液混合流体を水車に向けて案内する案内部を備えた、請求項２に記載の微細気泡発生ノズル。
【請求項４】
前記吐出部は、前記微細気泡発生ノズルの外部よりも前記気液混合部の内部が所定の圧力以上に高い場合に開かれる弁を備えている、請求項１から３までの何れか一項に記載された微細気泡発生ノズル。
【請求項５】
前記気液混合部に液体を送る送水口と、
前記気液混合部に気体を供給する気体供給口と、
前記気液混合部内に設置したフロートと、
前記フロートの動作に応じて前記気体供給口を開閉させる液位調整弁と、
を備えた、請求項１から４までの何れか一項に記載された微細気泡発生ノズル。
【請求項６】
前記送水口は、前記気液混合部の上部に配置されている、請求項５に記載の微細気泡発生ノズル。
【請求項７】
請求項１から６までの何れか一項に記載された微細気泡発生ノズルを備えた、微細気泡発生装置。
【請求項８】
前記気液混合部に液体と気体が混ざった気液混合流体を供給する送水ポンプを備えた、請求項７に記載の微細気泡発生装置。
【請求項１】
液体と気体が混合された気液混合流体を吐出して微細気泡を発生させる微細気泡発生ノズルであって、
前記液体と気体が混合される気液混合部と、
前記気液混合部内に配設された攪拌部材と、
前記気液混合部から気液混合流体が吐出される吐出部と、
前記吐出部から吐出された気液混合流体の流体エネルギによって前記攪拌部材を動作させる駆動機構と、
を備えた、微細気泡発生ノズル。
【請求項２】
前記駆動機構は、前記吐出部に水車を備え、前記水車で得られる動力によって前記攪拌部材を動作させる、請求項１に記載の微細気泡発生ノズル。
【請求項３】
前記吐出部から吐出された気液混合流体を水車に向けて案内する案内部を備えた、請求項２に記載の微細気泡発生ノズル。
【請求項４】
前記吐出部は、前記微細気泡発生ノズルの外部よりも前記気液混合部の内部が所定の圧力以上に高い場合に開かれる弁を備えている、請求項１から３までの何れか一項に記載された微細気泡発生ノズル。
【請求項５】
前記気液混合部に液体を送る送水口と、
前記気液混合部に気体を供給する気体供給口と、
前記気液混合部内に設置したフロートと、
前記フロートの動作に応じて前記気体供給口を開閉させる液位調整弁と、
を備えた、請求項１から４までの何れか一項に記載された微細気泡発生ノズル。
【請求項６】
前記送水口は、前記気液混合部の上部に配置されている、請求項５に記載の微細気泡発生ノズル。
【請求項７】
請求項１から６までの何れか一項に記載された微細気泡発生ノズルを備えた、微細気泡発生装置。
【請求項８】
前記気液混合部に液体と気体が混ざった気液混合流体を供給する送水ポンプを備えた、請求項７に記載の微細気泡発生装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１６２４５７（Ｐ２０１０−１６２４５７Ａ）
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５５８２（Ｐ２００９−５５８２）
【出願日】平成２１年１月１４日（２００９．１．１４）
【出願人】（３９２０２９９７１）ＬＷＪ株式会社 (7)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月１４日（２００９．１．１４）
【出願人】（３９２０２９９７１）ＬＷＪ株式会社 (7)
【Ｆターム（参考）】
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