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JP7086435B2 - Micro bubble generation unit and water purification system - Google Patents
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JP7086435B2 JP2021532586A JP2021532586A JP7086435B2 JP 7086435 B2 JP7086435 B2 JP 7086435B2 JP 2021532586 A JP2021532586 A JP 2021532586A JP 2021532586 A JP2021532586 A JP 2021532586A JP 7086435 B2 JP7086435 B2 JP 7086435B2
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Description

本発明は、マイクロバブルを生成する装置に関するものである。 The present invention relates to an apparatus for generating microbubbles.

近年、マイクロバブルが、液体中において汚染物質などを付着させて浮上する性質を有することに着目し、マイクロバブルに汚染物質を付着させて浮上させ、汚染水を浄化することが試みられている。マイクロバブルとは、直径が0.5mm以下の微細な気泡のことであり、ラジカルバブルともいう。
マイクロバブルに汚染物質を効率よく付着させるためには、マイクロバブル生成装置に直接汚染水を流し、汚染水からマイクロバブルを生成することが効果的であることから、液体中にマイクロバブル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を参照。)。
In recent years, paying attention to the fact that microbubbles have a property of adhering and floating pollutants in a liquid, attempts have been made to attach pollutants to the microbubbles and levitate them to purify contaminated water. Microbubbles are fine bubbles having a diameter of 0.5 mm or less, and are also called radical bubbles.
In order to efficiently adhere pollutants to microbubbles, it is effective to flow contaminated water directly into the microbubble generator and generate microbubbles from the contaminated water, so microbubbles are generated in the liquid. Various devices have been proposed (see, for example, Patent Document 1).

特許文献1の気液溶解混合装置は、ベンチュリ管を有する混合器において、ベンチュリ管の喉部の下流で気体を吸い込んで気泡を生成し、混合器の下流に接続される管路において、気泡を液体中に溶解しながら液体および気泡を再分配装置まで到達させ、再分配装置が備えるベンチュリ管によって、液体および気泡を再加速し、再分配装置の下流に設けられたノズル口からマイクロバブルが混合された噴流が噴射されるものである。
しかしながら、特許文献1の装置のように、液体と気体を混合するマイクロバブル生成装置は一般的に、混合器に気体を供給する供給路が、混合器内の液体の流路を画定する壁面に、液体の流れに直交する孔を開けることにより形成されている。そのため、マイクロバブル生成装置に汚染水を直接流入させると、特に気体を供給する供給路の出口付近に汚染物質が詰まり、マイクロバブル生成装置がすぐに使用できなくなるという問題が生じていた。
The gas-liquid dissolving and mixing device of Patent Document 1 sucks a gas downstream of the throat of the Venturi tube to generate bubbles in a mixer having a Venturi tube, and creates bubbles in a conduit connected to the downstream of the mixer. The liquid and bubbles reach the redistribution device while being dissolved in the liquid, the liquid and bubbles are reaccelerated by the Venturi tube provided in the redistribution device, and the microbubbles are mixed from the nozzle port provided downstream of the redistribution device. The spout is jetted.
However, in a microbubble generator that mixes a liquid and a gas, such as the device of Patent Document 1, the supply path for supplying the gas to the mixer is generally on the wall surface defining the flow path of the liquid in the mixer. , Formed by drilling holes orthogonal to the flow of liquid. Therefore, when the contaminated water is directly flowed into the microbubble generator, the contaminated substance is clogged especially near the outlet of the supply path for supplying the gas, and the microbubble generator cannot be used immediately.

そこで、本発明者らは既に、気体を供給する気体供給路の出口端が、液体の流れの下流側を向いて開口する微細気泡生成装置を提案している(特許文献2を参照)。
上記特許文献2に開示された微細気泡生成装置は、L字状の管として形成された気体供給路を備え、気体供給路の出口端をL字状の管の水平部に形成し、水平部を液体の流れと平行に配置することで、気体の逆流を防止する構造となっている。また、上記特許文献2においては、気体供給路が、液体流入路を画定する壁面に、微細気泡生成装置に対し、出口端が液体の流れの下流側を向くような形状の孔として形成される構成も開示されている。かかる構成によれば、L字状の管を形成する必要がなくなり、微細気泡生成装置の製造を容易にすることができることになる。
Therefore, the present inventors have already proposed a fine bubble generator in which the outlet end of the gas supply path for supplying gas opens toward the downstream side of the liquid flow (see Patent Document 2).
The fine bubble generator disclosed in Patent Document 2 includes a gas supply path formed as an L-shaped tube, and the outlet end of the gas supply path is formed in the horizontal portion of the L-shaped tube. Is arranged in parallel with the flow of the liquid to prevent the backflow of the gas. Further, in Patent Document 2, the gas supply path is formed as a hole on the wall surface defining the liquid inflow path so that the outlet end faces the downstream side of the liquid flow with respect to the fine bubble generator. The configuration is also disclosed. According to such a configuration, it is not necessary to form an L-shaped tube, and it is possible to facilitate the manufacture of a fine bubble generator.

特公平6-93991号公報Special Fair 6-9391 特許第6104399号公報Japanese Patent No. 6104399

しかしながら、上記特許文献2に開示された微細気泡生成装置では、液体流入路として設けられる孔が、出口端が液体の流れの下流側を向くような形状の孔とされるのみであり、具体的な傾斜の程度や、その他の構造については十分な開示がなされていなかった。また、装置の作製に当たっては、低コストで作製し得ることが好ましいといえる。 However, in the fine bubble generator disclosed in Patent Document 2, the hole provided as the liquid inflow path is only a hole having a shape such that the outlet end faces the downstream side of the liquid flow, and is specific. Sufficient disclosure was not made regarding the degree of inclination and other structures. Further, it can be said that it is preferable that the apparatus can be manufactured at low cost.

かかる状況に鑑みて、本発明は、気体の逆流を防止しつつ、効果的にマイクロバブルを生成でき、かつ低コストで作製可能なマイクロバブル生成ユニット及び水浄化システムを提供することを目的とする。 In view of such a situation, it is an object of the present invention to provide a microbubble generation unit and a water purification system that can effectively generate microbubbles while preventing backflow of gas and can be produced at low cost. ..

上記課題を解決すべく、本発明のマイクロバブル生成ユニットは、加圧された液体が流入する流入管部と、マイクロバブルを含む液体を排出する排出管部と、流入管部と排出管部の間に位置し、流入管部および排出管部より管断面積が小さい喉部と、喉部または排出管部の壁面に形成され、喉部内または管部内に気体を混入させる孔であって、液体の流れ方向と気体の混入方向との間の角度が鋭角に交差する気体混入孔を備える。
気体混入孔が、液体の流れ方向と気体の混入方向との間の角度が鋭角に交差するように設けられることにより、気体を混入させる気体混入孔の出口端が、液体の流れの下流側を向いて開口することとなる。すなわち、気体混入孔は、液体が逆流しないと気体混入孔内に液体が入り込み難い構造となっている。この構成を有することで、通常の液体の流れの中では、気体混入孔に液体が流れ込み難くなる。これにより、液体として汚染物質を含む汚染水を流入させたとしても、汚染物質が気体混入孔に入り込むことがなく、気体混入孔が詰まることを防止することができる。その結果、マイクロバブル生成ユニットに直接汚染水を流し込んでも、汚染水からマイクロバブルを生成することができる。
In order to solve the above problems, the microbubble generation unit of the present invention includes an inflow pipe portion into which a pressurized liquid flows in, a discharge pipe portion in which a liquid containing microbubbles is discharged, and an inflow pipe portion and a discharge pipe portion. A hole located between the throat, which has a smaller pipe cross-sectional area than the inflow pipe and the discharge pipe, and the wall surface of the throat or the discharge pipe, which allows gas to be mixed into the throat or the pipe, and is a liquid. The gas mixing hole is provided so that the angle between the flow direction of the gas and the mixing direction of the gas intersects at a sharp angle.
The gas mixing hole is provided so that the angle between the liquid flow direction and the gas mixing direction intersects at an acute angle, so that the outlet end of the gas mixing hole for mixing the gas is located on the downstream side of the liquid flow. It will open facing you. That is, the gas mixing hole has a structure in which it is difficult for the liquid to enter the gas mixing hole unless the liquid flows backward. By having this configuration, it becomes difficult for the liquid to flow into the gas mixing hole in the normal flow of the liquid. As a result, even if contaminated water containing a contaminated substance is introduced as a liquid, the contaminated substance does not enter the gas mixing hole, and it is possible to prevent the gas mixing hole from being clogged. As a result, even if the contaminated water is poured directly into the microbubble generation unit, the microbubbles can be generated from the contaminated water.

本発明のマイクロバブル生成ユニットにおいて、喉部の内径は、液体流入管部側がより狭まり、排出管部側がより拡がるように、少なくとも2段の階段状に形成され、気体混入孔の出口端は、喉部の内径が最狭以外の段に形成されたことが好ましい。
喉部の内径について、液体流入管部側がより狭まり、排出管部側がより拡がるように、少なくとも2段の階段状に形成されることにより、喉部内に生じる静圧に差を設けることができる。そして、気体混入孔の出口端を、喉部の内径が最狭以外の段に設けることにより、喉部の内径が最狭の段で最も低圧となった液体が、その後、より高圧となった段階で気体と混合することができ、気体の溶解を促進できる。
In the microbubble generation unit of the present invention, the inner diameter of the throat portion is formed in a stepped shape of at least two steps so that the liquid inflow pipe portion side is narrower and the discharge pipe portion side is wider, and the outlet end of the gas mixing hole is formed. It is preferable that the inner diameter of the throat is formed in a step other than the narrowest step.
With respect to the inner diameter of the throat, the static pressure generated in the throat can be different by forming at least two steps so that the liquid inflow pipe side is narrower and the discharge pipe side is wider. Then, by providing the outlet end of the gas mixing hole in a step other than the narrowest step of the inner diameter of the throat, the liquid having the lowest pressure in the step having the narrowest inner diameter of the throat became higher pressure thereafter. It can be mixed with a gas at the stage and can promote the dissolution of the gas.

本発明のマイクロバブル生成ユニットにおいて、喉部の内径は、排出管部側へ近いほど拡がる3段の階段状に形成されたことが好ましい。階段状に形成する加工は、テーパ状に形成する加工に比べて、低コストで実施できる。したがって、喉部の内径が、排出管部側へ近いほど拡がる3段の階段状に形成されることで、喉部の静圧が上流から下流に向けて次第に高くなる効果を十分に有しつつ、加工コストを抑える構成とすることができる。 In the microbubble generation unit of the present invention, it is preferable that the inner diameter of the throat portion is formed in a three-step step shape that expands toward the discharge pipe portion side. The process of forming in a step shape can be performed at a lower cost than the process of forming in a tapered shape. Therefore, by forming the inner diameter of the throat in a three-step step shape that expands toward the discharge pipe side, the static pressure of the throat gradually increases from the upstream to the downstream, while having a sufficient effect. , It can be configured to suppress the processing cost.

本発明のマイクロバブル生成ユニットにおいて、気体混入孔の出口端は、3段の内、中段の位置に設けられたことが好ましい。気体混入孔の出口端が、3段の内、中段の位置に設けられることにより、流入管部から流入した液体が、喉部前段で静圧が最も低圧となった後に、より高圧となった状態で気体と混合することができ、液体と気体の溶解が促進される。 In the micro-bubble generation unit of the present invention, it is preferable that the outlet end of the gas mixing hole is provided at the position of the middle stage of the three stages. By providing the outlet end of the gas mixing hole at the position of the middle of the three stages, the liquid flowing from the inflow pipe portion became higher pressure after the static pressure became the lowest in the front stage of the throat. It can be mixed with a gas in the state, and the dissolution of the liquid and the gas is promoted.

本発明のマイクロバブル生成ユニットにおいて、液体の流れ方向と気体の混入方向との間の角度は、60~80°の範囲であることが好ましく、より好ましくは70~78°であり、さらに好ましくは75°である。気体混入孔が設けられる角度が上記範囲とされるのは、80°を超えると、気体の逆流や汚染物質の詰まり等が生じやすく、60°未満であると、加工の難易度が上がり、作製コストが高くなるからである。 In the microbubble generation unit of the present invention, the angle between the flow direction of the liquid and the mixing direction of the gas is preferably in the range of 60 to 80 °, more preferably 70 to 78 °, and further preferably 70 °. It is 75 °. The angle at which the gas mixing hole is provided is within the above range. If it exceeds 80 °, backflow of gas or clogging of pollutants is likely to occur, and if it is less than 60 °, the difficulty of processing increases and it is manufactured. This is because the cost is high.

本発明のマイクロバブル生成ユニットは、気体混入孔の入口端に逆止弁が設けられることが好ましい。逆止弁は、イン、アウトが等圧になると、吸引圧から出圧になるので、圧力調整時及び電源遮断時に必要となる。したがって、逆止弁が設けられることにより、気体の逆流をより効果的に防止することができる。 It is preferable that the microbubble generation unit of the present invention is provided with a check valve at the inlet end of the gas mixing hole. The check valve is required when adjusting the pressure and shutting off the power supply because the suction pressure changes to the output pressure when the in and out pressures are equal. Therefore, by providing the check valve, it is possible to more effectively prevent the backflow of gas.

本発明の水浄化システムは、上記の何れかに記載のマイクロバブル生成ユニットと、ユニットの流入管部に汚染水を供給する汚染水槽と、ユニットの排出管部から排出されたマイクロバブルを含む液体を浮上分離する浄化槽とを備える。
本発明の水浄化システムは、マイクロバブル生成ユニットが汚染水からマイクロバブルを生成できるため、汚染水槽から流出される汚染水(液体)を直接マイクロバブル生成ユニットに流入させ、マイクロバブル生成ユニットから排出されるマイクロバブルを浄化槽に流入させる構成を採用することができる。
The water purification system of the present invention includes the microbubble generation unit described in any of the above, a contaminated water tank that supplies contaminated water to the inflow pipe portion of the unit, and a liquid containing microbubbles discharged from the discharge pipe portion of the unit. It is equipped with a septic tank that floats and separates.
In the water purification system of the present invention, since the microbubble generation unit can generate microbubbles from the contaminated water, the contaminated water (liquid) flowing out from the contaminated water tank is directly flowed into the microbubble generation unit and discharged from the microbubble generation unit. It is possible to adopt a configuration in which the microbubbles to be generated flow into the septic tank.

本発明のマイクロバブル生成ユニット及び水浄化システムによれば、気体の逆流を防止しつつ、効果的にマイクロバブルを生成でき、かつ低コストで作製可能できるといった効果がある。 According to the microbubble generation unit and the water purification system of the present invention, there is an effect that microbubbles can be effectively generated and can be produced at low cost while preventing backflow of gas.

実施例1のマイクロバブル生成ユニットの断面イメージ図Cross-sectional image of the microbubble generation unit of Example 1 実施例1の水浄化システムのシステム構成図System configuration diagram of the water purification system of Example 1 実施例2のマイクロバブル生成ユニットの断面イメージ図Cross-sectional image of the microbubble generation unit of Example 2

以下、本発明の実施形態の一例を、図面を参照しながら詳細に説明していく。なお、本発明の範囲は、以下の実施例や図示例に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。 Hereinafter, an example of the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The scope of the present invention is not limited to the following examples and illustrated examples, and many changes and modifications can be made.

図1は、実施例1のマイクロバブル生成ユニットの断面イメージ図を示している。図1に示すように、マイクロバブル生成ユニット1は、加圧された液体が流入する流入管部21、生成されたマイクロバブルを排出する排出管部23、および流入管部21と排出管部23とを接続する喉部22から成る。流入管部21、喉部22及び排出管部23が順に繋がり、流入管部21から流入される液体の流路を形成している。喉部22には、気体混入孔3が設けられている。 FIG. 1 shows a cross-sectional image of the microbubble generation unit of the first embodiment. As shown in FIG. 1, the microbubble generation unit 1 includes an inflow pipe portion 21 into which a pressurized liquid flows in, a discharge pipe portion 23 for discharging the generated microbubbles, and an inflow pipe portion 21 and a discharge pipe portion 23. Consists of a throat 22 connecting to. The inflow pipe portion 21, the throat portion 22, and the discharge pipe portion 23 are connected in order to form a flow path for the liquid flowing from the inflow pipe portion 21. The throat portion 22 is provided with a gas mixing hole 3.

流入管部21は、最も径の大きい筒状部分21aと、喉部22側に向かって徐々に径が小さくなる円錐台部分21bとから形成されている。また、排出管部23は、喉部22から徐々に径が大きくなる円錐台部分23bと、その大きい径を有する筒状部分23aとから形成されている。具体的な径の大きさは、筒状部分21aの径Rを1とした場合に、筒状部分23aの径Rは0.75となっている。筒状部分21aの径Rよりも筒状部分23aの径Rが小さく設けられているのは、開放圧力を緩やかにするためである。The inflow pipe portion 21 is formed of a tubular portion 21a having the largest diameter and a conical base portion 21b whose diameter gradually decreases toward the throat portion 22 side. Further, the discharge pipe portion 23 is formed of a conical base portion 23b whose diameter gradually increases from the throat portion 22 and a tubular portion 23a having a large diameter thereof. As for the specific diameter, when the diameter R1 of the cylindrical portion 21a is 1 , the diameter R2 of the tubular portion 23a is 0.75. The reason why the diameter R2 of the tubular portion 23a is smaller than the diameter R1 of the tubular portion 21a is to moderate the opening pressure.

喉部22は、喉部前段22a、喉部中段22b及び喉部後段22cから成り、喉部前段22aから喉部中段22b、喉部後段22cへと段階的に径が大きくなるように設けられている。
喉部前段22a、喉部中段22b及び喉部後段22cは、何れも流入管部21及び排出管部23よりも径が小さい筒状を呈しており、管断面積が、流入管部21および排出管部23よりも小さくなっている。具体的には、筒状部分21aの径Rを1とした場合に、喉部前段22aの径Rは0.33、喉部中段22bの径Rは0.42、喉部後段22cの径Rは0.5となっている。喉部22が、段階的に径が大きくなるように設けられているのは、喉部22に流入した液体の静圧が次第に高くなるようにするためであり、テーパ状ではなく、階段状に設けることで、低コストで加工することが可能である。
The throat portion 22 is composed of a throat front stage 22a, a throat middle stage 22b, and a throat rear stage 22c, and is provided so that the diameter gradually increases from the throat front stage 22a to the throat middle stage 22b and the throat rear stage 22c. There is.
The front throat 22a, the middle throat 22b, and the rear throat 22c all have a tubular shape having a smaller diameter than the inflow pipe 21 and the discharge pipe 23, and the pipe cross-sectional area is the inflow pipe 21 and the discharge pipe 21 and the discharge. It is smaller than the pipe portion 23. Specifically, when the diameter R 1 of the tubular portion 21a is 1, the diameter R 3 of the throat front stage 22a is 0.33, the diameter R 4 of the throat middle stage 22b is 0.42, and the throat rear stage 22c. The diameter R 5 of is 0.5. The reason why the throat portion 22 is provided so as to gradually increase in diameter is to gradually increase the static pressure of the liquid flowing into the throat portion 22, and the throat portion 22 is not tapered but has a stepped shape. By providing it, it is possible to process it at low cost.

流入管部21の喉部22と反対側の端部には雄螺子部4aが設けられ、また、排出管部23の喉部22と反対側の端部には雄螺子部4bが設けられ、雌螺子部を有する継手等と接続可能になっている。上記構成とは異なり、例えば、流入管部21と排出管部23の少なくとも何れかの端部の内壁に雌螺子部を設ける構成としてもよい。 A male screw portion 4a is provided at the end of the inflow pipe portion 21 opposite to the throat portion 22, and a male screw portion 4b is provided at the end of the discharge pipe portion 23 opposite to the throat portion 22. It can be connected to a joint or the like having a female screw portion. Unlike the above configuration, for example, a female screw portion may be provided on the inner wall of at least one end of the inflow pipe portion 21 and the discharge pipe portion 23.

気体混入孔3は、液体の流れ方向と気体の混入方向との間の角度が鋭角に交差するように設けられている。すなわち、気体混入孔3は、喉部中段22bを画定する壁面に、マイクロバブル生成ユニット1に対し、出口端3bが液体の流れの下流側を向くような形状の孔として形成されている。ここで、角度θは、液体の流れ方向と垂直な方向に対する気体混入孔3の角度を示したものであり、15°となっている。また、筒状部分21aの径Rを1とした場合、気体混入孔3の径Rは、0.29となっている。
このように、気体混入孔3の出口端3bが排出管部23に向くように孔が形成されることにより、気体の逆流や汚染物質の詰まりを防止することができる。また、角度θが15°とされることにより、気体の逆流防止や詰まりを防止する効果を有しつつ、低コストでの作製が可能となっている。
なお、気体混入孔3には、雌螺子部5が形成されているため、例えば、逆止弁を有し、かつ雄螺子部を有する部材を螺合して固定することで、液体の逆流をより確実に防止することも可能である。
The gas mixing hole 3 is provided so that the angle between the liquid flow direction and the gas mixing direction intersects at an acute angle. That is, the gas mixing hole 3 is formed on the wall surface defining the middle stage 22b of the throat as a hole having a shape such that the outlet end 3b faces the downstream side of the liquid flow with respect to the microbubble generation unit 1. Here, the angle θ indicates the angle of the gas mixing hole 3 with respect to the direction perpendicular to the flow direction of the liquid, and is 15 °. Further, when the diameter R1 of the tubular portion 21a is 1 , the diameter R6 of the gas mixing hole 3 is 0.29.
In this way, by forming the hole so that the outlet end 3b of the gas mixing hole 3 faces the discharge pipe portion 23, it is possible to prevent backflow of gas and clogging of pollutants. Further, since the angle θ is set to 15 °, it is possible to manufacture the gas at low cost while having the effect of preventing backflow of gas and clogging.
Since the female screw portion 5 is formed in the gas mixing hole 3, for example, a member having a check valve and a male screw portion is screwed and fixed to prevent a backflow of liquid. It is also possible to prevent it more reliably.

次に、上記のように形成されたマイクロバブル生成ユニット1によるマイクロバブルの生成方法について説明する。まず、液体を貯留する槽から、既知のポンプ(図示せず)を介して加圧された液体がホース8aを通り流入管部21に流入される。同時に、気体混入孔3から喉部中段22bに気体が供給される。気体は、喉部22内の静圧が相対的に負圧となっているため、特に気体供給器等を必要とせず、自然に気体混入孔3を介して喉部中段22bに吸引される。
流入管部21に流入した液体は、加圧され高圧となっているが、最も径の小さい喉部前段22aにおいて静圧は最も低圧となる。その後、喉部中段22b、喉部後段22cを経て、より径の大きい排出管部23へと導かれる過程で、静圧は次第に上昇することになる。したがって、喉部中段22bに吸引された気体は液体に溶解することになる。その後、加圧されていた液体の圧力が下がることで、液体に溶解していた気体は過飽和の状態となる。そして、液体に溶解していられなくなった気体がマイクロバブルとなり、これによりマイクロバブルが生成される。
Next, a method of generating microbubbles by the microbubble generation unit 1 formed as described above will be described. First, from the tank for storing the liquid, the liquid pressurized through a known pump (not shown) flows into the inflow pipe portion 21 through the hose 8a. At the same time, gas is supplied from the gas mixing hole 3 to the middle stage 22b of the throat. Since the static pressure in the throat 22 is relatively negative, the gas does not require a gas supply device or the like and is naturally sucked into the middle throat 22b through the gas mixing hole 3.
The liquid flowing into the inflow pipe portion 21 is pressurized and has a high pressure, but the static pressure is the lowest in the throat front stage 22a having the smallest diameter. After that, the static pressure gradually increases in the process of being guided to the discharge pipe portion 23 having a larger diameter through the middle stage 22b of the throat and the rear 22c of the throat. Therefore, the gas sucked into the middle stage 22b of the throat dissolves in the liquid. After that, when the pressure of the pressurized liquid decreases, the gas dissolved in the liquid becomes supersaturated. Then, the gas that cannot be dissolved in the liquid becomes microbubbles, which generates microbubbles.

次に、図2を参照しながら、水浄化システムによる汚染水の浄化について説明する。図2は、実施例1の水浄化システムのシステム構成図を示している。図2に示すように、水浄化システム10は、マイクロバブル生成ユニット1、マイクロバブル生成ユニット1に汚染水を供給する汚染水槽6及びマイクロバブル生成ユニット1から排出されたマイクロバブルを浮上分離する浄化槽7から成る。汚染水槽6とマイクロバブル生成ユニット1は、ホース8aにより接続され、マイクロバブル生成ユニット1と浄化槽7は、ホース8bにより接続されている。マイクロバブル生成ユニット1とホース8aは、雌螺子部(図示せず)を有する継手9aを用いて接続されており、同様に、マイクロバブル生成ユニット1とホース8bは、雌螺子部(図示せず)を有する継手9bを用いて接続されている。 Next, the purification of contaminated water by the water purification system will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows a system configuration diagram of the water purification system of the first embodiment. As shown in FIG. 2, the water purification system 10 floats and separates the microbubble generation unit 1, the contaminated water tank 6 that supplies contaminated water to the microbubble generation unit 1, and the microbubbles discharged from the microbubble generation unit 1. It consists of 7. The contaminated water tank 6 and the microbubble generation unit 1 are connected by a hose 8a, and the microbubble generation unit 1 and the septic tank 7 are connected by a hose 8b. The microbubble generation unit 1 and the hose 8a are connected by using a joint 9a having a female screw portion (not shown), and similarly, the microbubble generation unit 1 and the hose 8b are connected to the female screw portion (not shown). ) Is connected using a joint 9b.

汚染水槽6内の汚染物質を含んだ汚染水は、汚染水槽6からポンプ(図示せず)によって汲みだされ、ホース8aを通ってマイクロバブル生成ユニット1内へと流れていく。この過程で、ポンプによって加圧され、高圧の状態でマイクロバブル生成ユニット1内に流入される。流入した液体は、上述したマイクロバブル生成ユニット1のマイクロバブル生成方法によって、マイクロバブルが生成される。 The contaminated water containing the contaminated material in the contaminated water tank 6 is pumped from the contaminated water tank 6 by a pump (not shown) and flows into the microbubble generation unit 1 through the hose 8a. In this process, it is pressurized by a pump and flows into the microbubble generation unit 1 in a high pressure state. For the inflowing liquid, microbubbles are generated by the microbubble generation method of the microbubble generation unit 1 described above.

生成されたマイクロバブルは、マイナスに帯電しているため、マイクロバブル生成ユニット1の排出管部23を通過中に、汚染水中に含まれているプラスに帯電する汚染物質を付着する。そして、汚染物質を付着させたマイクロバブルは、汚染物質が除去された液体とともに、ホース8bを通って浄化槽7へと搬送される。 Since the generated microbubbles are negatively charged, the positively charged pollutants contained in the contaminated water adhere to the generated microbubbles while passing through the discharge pipe portion 23 of the microbubble generation unit 1. Then, the microbubbles to which the contaminated substance is attached are conveyed to the septic tank 7 through the hose 8b together with the liquid from which the contaminated substance has been removed.

浄化槽7に到達したマイクロバブルは、マイクロバブルの上昇する性質によって浄化槽7内を、汚染物質を付着させた状態で浮上していく。その後、マイクロバブルは上昇過程で消滅し、汚染物質だけが浄化槽7の上部に滞留される。マイクロバブルは、順次上昇しているため、浄化槽7の上部に留められた汚染物質は、浄化槽7の上部に溜まり続ける。このようにして汚染物質を浮上分離させた後、浄化槽7の上部に設けられているスクラバ7aによって、浮上して溜められた汚染物質を掬い取って回収する。このようにして、汚染物質が除去されて、汚染水が浄化される。 The microbubbles that have reached the septic tank 7 float in the septic tank 7 with contaminants attached due to the rising nature of the microbubbles. After that, the microbubbles disappear in the ascending process, and only the pollutants are retained in the upper part of the septic tank 7. Since the microbubbles are gradually rising, the pollutants retained in the upper part of the septic tank 7 continue to accumulate in the upper part of the septic tank 7. After the pollutants are levitated and separated in this way, the scrubber 7a provided on the upper part of the septic tank 7 scrubs and recovers the pollutants that have floated and accumulated. In this way, pollutants are removed and contaminated water is purified.

実施例1の水浄化システム10は、例えば、トリチウム(三重水素)を含む汚染水からトリチウムを浮上分離させるためにも用いることができる。また、実施例1のマイクロバブル生成ユニット1は、水耕栽培のための炭酸ガス含有水若しくは炭酸ガス含有液肥の生成、又はエマルション燃料の生成にも用いることができる。具体的には、マイクロバブル生成ユニット1の流入管部21から水又は液肥を供給し、気体混入孔3から炭酸ガスを供給することで、炭酸ガスを含む水又は液肥を生成することができる。水耕栽培において当該水又は液肥を供給すると、植物の根に供給された水又は液肥から炭酸ガスが蒸発し、その炭酸ガスが植物の葉の裏側にある気孔に直に接触する。これにより、葉の裏側にある気孔から炭酸ガスを吸収する性質を有する植物に対して炭酸ガスを効率よく吸収させることができる。また、マイクロバブル生成ユニット1の流入管部21から水及び油を供給することで、油中に水が分散しエマルション燃料を生成することができる。これにより、従来エマルション燃料を生成するために用いていた界面活性剤を用いなくても容易にエマルション燃料を生成することができる。 The water purification system 10 of Example 1 can also be used, for example, to float and separate tritium from contaminated water containing tritium (tritium). Further, the microbubble generation unit 1 of Example 1 can also be used for producing carbon dioxide gas-containing water or carbon dioxide gas-containing liquid fertilizer for hydroponics, or for producing an emulsion fuel. Specifically, water or liquid fertilizer containing carbon dioxide gas can be generated by supplying water or liquid fertilizer from the inflow pipe portion 21 of the microbubble generation unit 1 and supplying carbon dioxide gas from the gas mixing hole 3. When the water or liquid fertilizer is supplied in hydroponic cultivation, carbon dioxide gas evaporates from the water or liquid fertilizer supplied to the roots of the plant, and the carbon dioxide gas comes into direct contact with the stomata on the back side of the leaves of the plant. As a result, carbon dioxide gas can be efficiently absorbed by a plant having a property of absorbing carbon dioxide gas from the stomata on the back side of the leaf. Further, by supplying water and oil from the inflow pipe portion 21 of the microbubble generation unit 1, water can be dispersed in the oil to generate an emulsion fuel. As a result, the emulsion fuel can be easily produced without using the surfactant conventionally used for producing the emulsion fuel.

図3は、実施例2のマイクロバブル生成ユニットの断面イメージ図を示している。図3に示すように、マイクロバブル生成ユニット11は、実施例1と同様に、加圧された液体が流入する流入管部21、生成されたマイクロバブルを排出する排出管部23、および流入管部21と排出管部23とを接続する喉部22から成る。
しかしながら、実施例1とは異なり、喉部22は、喉部前段22a及び喉部後段22cの2段で構成されており、気体混入孔3は、喉部後段22cを画定する壁面に、マイクロバブル生成ユニット11に対し、出口端3bが液体の流れの下流側を向くような形状の孔として形成されている。
このように、喉部22を2段で構成することにより、より作製が容易となり、低コストで製造することが可能となる。また、気体混入孔3は、最も径が小さい喉部前段22aではなく、より大きい径を有する喉部後段22cを画定する壁面に設けられるため、効果的に液体に気体を溶解することが可能である。
FIG. 3 shows a cross-sectional image of the microbubble generation unit of the second embodiment. As shown in FIG. 3, the microbubble generation unit 11 has an inflow pipe portion 21 into which the pressurized liquid flows in, a discharge pipe portion 23 to discharge the generated microbubbles, and an inflow pipe, as in the first embodiment. It is composed of a throat portion 22 connecting the portion 21 and the discharge pipe portion 23.
However, unlike the first embodiment, the throat portion 22 is composed of two stages, a throat front stage 22a and a throat rear stage 22c, and the gas mixing hole 3 is formed on the wall surface defining the throat rear stage 22c with microbubbles. The outlet end 3b is formed as a hole with respect to the generation unit 11 so as to face the downstream side of the flow of the liquid.
By forming the throat portion 22 in two stages in this way, it becomes easier to manufacture and it becomes possible to manufacture the throat portion 22 at low cost. Further, since the gas mixing hole 3 is provided on the wall surface defining the throat rear stage 22c having a larger diameter instead of the throat front stage 22a having the smallest diameter, it is possible to effectively dissolve the gas in the liquid. be.

本発明は、汚染水の浄化装置として有用である。また、海水を淡水化するための装置としても利用可能である。 The present invention is useful as a contaminated water purification device. It can also be used as a device for desalination of seawater.

1,11 マイクロバブル生成ユニット
3 気体混入孔
3a 入口端
3b 出口端
4a,4b 雄螺子部
5 雌螺子部
6 汚染水槽
7 浄化槽
7a スクラバ
8a,8b ホース
9a,9b 継手
10 水浄化システム
21 流入管部
21a,23a 筒状部分
21b,23b 円錐台部分
22 喉部
22a 喉部前段
22b 喉部中段
22c 喉部後段
23 排出管部
R 径
θ 角度
1,11 Micro bubble generation unit 3 Gas mixing hole 3a Inlet end 3b Outlet end 4a, 4b Male screw part 5 Female screw part 6 Contaminated water tank 7 Septic tank 7a Scrubber 8a, 8b Hose 9a, 9b Fitting 10 Water purification system 21 Inflow pipe part 21a, 23a Cylindrical part 21b, 23b Conical base part 22 Throat part 22a Throat front part 22b Throat middle part 22c Throat part rear part 23 Discharge pipe part R diameter θ angle

Claims (5)

加圧された液体が流入する流入管部と、
マイクロバブルを含む前記液体を排出する排出管部と、
前記流入管部と前記排出管部の間に位置し、前記流入管部および前記排出管部より管断面積が小さい喉部と、
前記喉部または前記排出管部の壁面に形成され、前記喉部内気体を混入させる孔であって、前記液体の流れ方向と前記気体の混入方向との間の角度が鋭角に交差する気体混入孔、
を備え、
前記喉部の内径は、記排出管部側へ近いほど拡がる3段の階段状に形成され、
前記気体混入孔の出口端は、前記喉部の内径が最狭以外の段に形成されたことを特徴とするマイクロバブル生成ユニット。
The inflow pipe where the pressurized liquid flows in, and
The discharge pipe section that discharges the liquid containing microbubbles,
A throat portion located between the inflow pipe portion and the discharge pipe portion and having a smaller pipe cross section than the inflow pipe portion and the discharge pipe portion.
A hole formed in the wall surface of the throat or the discharge pipe to allow gas to be mixed into the throat, and the angle between the flow direction of the liquid and the mixing direction of the gas intersects at an acute angle. Hole,
Equipped with
The inner diameter of the throat portion is formed in a three-step step shape that expands toward the discharge pipe portion side.
The outlet end of the gas mixing hole is a microbubble generation unit characterized in that the inner diameter of the throat is formed in a step other than the narrowest.
前記気体混入孔の出口端は、前記3段の内、中段の位置に設けられたことを特徴とする請求項に記載のマイクロバブル生成ユニット。 The microbubble generation unit according to claim 1 , wherein the outlet end of the gas mixing hole is provided at a position in the middle of the three stages. 前記角度は、60~80°の範囲であることを特徴とする請求項1又は2に記載のマイクロバブル生成ユニット。 The microbubble generation unit according to claim 1 or 2 , wherein the angle is in the range of 60 to 80 °. 前記気体混入孔の入口端に逆止弁が設けられることを特徴とする請求項1~の何れかに記載のマイクロバブル生成ユニット。 The microbubble generation unit according to any one of claims 1 to 3 , wherein a check valve is provided at the inlet end of the gas mixing hole. 請求項1~の何れかに記載のマイクロバブル生成ユニットと、
前記ユニットの流入管部に汚染水を供給する汚染水槽と、
前記ユニットの排出管部から排出されたマイクロバブルを含む液体を浮上分離する浄化槽と、
を備える水浄化システム。
The microbubble generation unit according to any one of claims 1 to 4 .
A contaminated water tank that supplies contaminated water to the inflow pipe of the unit,
A septic tank that floats and separates the liquid containing microbubbles discharged from the discharge pipe of the unit.
A water purification system equipped with.
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