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公開番号2025100132
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-03
出願番号2023217273
出願日2023-12-22
発明の名称気泡発生装置
出願人株式会社Tornada
代理人個人
主分類B01F 23/23 20220101AFI20250626BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】従来よりも多くの気泡を発生させることができる気泡発生装置を提供する。
【解決手段】液体が旋回しながら流れる旋回流路10が形成された筒状体2を備える気泡発生装置1であって、旋回流路10は、液体の通流方向に対し垂直な垂直面に沿って括れた括れ部11と、液体の通流方向から見て括れ部11を挟むように対向配置される一対の対向面部12とを有し、当該旋回流路10を前記垂直面に沿って切断した流路断面が、液体の通流方向に進むに従って、前記垂直面に沿って回転するような形状に形成されており、旋回流路10の出口側における流路断面の面積(S1)が、旋回流路10の入口側における流路断面の面積(S2)よりも大きく設定される。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
液体が旋回しながら流れる旋回流路が形成された筒状体を備える気泡発生装置であって、
前記旋回流路は、
前記液体の通流方向に対し垂直な垂直面に沿って括れた括れ部と、
前記液体の通流方向から見て前記括れ部を挟むように対向配置される一対の対向面部と、
を有し、
当該旋回流路を前記垂直面に沿って切断した流路断面が、前記液体の通流方向に進むに従って、前記垂直面に沿って回転するような形状に形成されており、
前記旋回流路の出口側における前記流路断面の面積（Ｓ１）が、前記旋回流路の入口側における前記流路断面の面積（Ｓ２）よりも大きく設定される気泡発生装置。
続きを表示（約 340 文字）【請求項２】
前記旋回流路は、前記液体の通流方向に進むに従って、前記一対の対向面部の距離が大きくなるとともに、前記流路断面の面積が大きくなるように形成されている請求項１に記載の気泡発生装置。
【請求項３】
前記面積（Ｓ１）と前記面積（Ｓ２）との面積比（Ｓ１／Ｓ２）は、１．１～１．５である請求項１又は２に記載の気泡発生装置。
【請求項４】
前記筒状体における前記旋回流路の出口側の開口縁に、前記液体の通流方向に向かって前記筒状体の径方向外側に傾斜する傾斜部が形成されている請求項１又は２に記載の気泡発生装置。
【請求項５】
前記液体の通流方向に対し前記傾斜部がなす角度は、２０～７０°である請求項４に記載の気泡発生装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体が旋回しながら流れる旋回流路が形成された筒状体を備える気泡発生装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、直径１００μｍ以下のいわゆるファインバブルと称される微細な気泡を液中に発生させる装置として、気泡発生装置が知られている（特許文献１を参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の気泡発生装置は、液体が旋回しながら流れる貫通孔を備え、液体が旋回する際の遠心力を利用して減圧することにより、気泡を発生させるように構成されている。この装置において、貫通孔の出口側における流路断面の面積は、貫通孔の入口側における流路断面の面積よりも小さく設定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１８－５８０３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された装置においては、貫通孔を流れる液体が貫通孔から放出されると、既に放出された液体に衝突することによって、貫通孔の出口近傍の液体が加圧されて圧力が上昇する。また、この装置では、貫通孔の出口側における流路断面の面積が、貫通孔の入口側における流路断面の面積よりも小さく設定されているため、貫通孔を流れる液体が加速されて放出される。加速された液体が貫通孔から放出されると、既に放出された液体に衝突することによる圧力上昇を抑えることができず、この圧力上昇に比例して貫通孔での減圧作用が低下し、気泡の発生が抑えられてしまう。従って、より多くの気泡を発生させるという点で改善の余地があった。
【０００６】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、従来よりも多くの気泡を発生させることができる気泡発生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明に係る気泡発生装置の特徴構成は、
液体が旋回しながら流れる旋回流路が形成された筒状体を備える気泡発生装置であって、
前記旋回流路は、
前記液体の通流方向に対し垂直な垂直面に沿って括れた括れ部と、
前記液体の通流方向から見て前記括れ部を挟むように対向配置される一対の対向面部と、
を有し、
当該旋回流路を前記垂直面に沿って切断した流路断面が、前記液体の通流方向に進むに従って、前記垂直面に沿って回転するような形状に形成されており、
前記旋回流路の出口側における前記流路断面の面積（Ｓ１）が、前記旋回流路の入口側における前記流路断面の面積（Ｓ２）よりも大きく設定されることにある。
【０００８】
本構成の気泡発生装置において、旋回流路を旋回しながら流れる液体には、遠心力が作用し、括れ部を流れる液体と、一対の対向面部の付近を流れる液体との間に圧力差が生じる。その結果、括れ部を流れる液体が減圧され、括れ部を流れる液体中に気泡が発生する。本構成の気泡発生装置によれば、旋回流路の出口側における流路断面の面積（Ｓ１）が、旋回流路の入口側における流路断面の面積（Ｓ２）よりも大きく設定される。これにより、旋回流路を流れる液体が減速されて放出される。このように、減速された液体は、旋回流路から放出されて既に放出された気泡を含む液体に衝突したとしても、その衝突エネルギーは小さいため、既に放出された気泡を含む液体の圧力上昇を抑えることができ、旋回流路での減圧作用の低下が抑えられることとあわせて、従来（特許文献１）よりも多くの気泡を発生させることができる。
【０００９】
本発明に係る気泡発生装置において、
前記旋回流路は、前記液体の通流方向に進むに従って、前記一対の対向面部の距離が大きくなるとともに、前記流路断面の面積が大きくなるように形成されていることが好ましい。
【００１０】
本構成の気泡発生装置によれば、液体の通流方向に進むに従って、一対の対向面部の距離が大きくなるので、液体の通流方向に進むに従って、旋回流路を流れる液体の旋回半径が増大する。この旋回半径の増大は、液体の旋回速さの低下を伴うが、液体に作用する遠心力はその旋回半径の増大により補われる。また、旋回流路の流路断面の面積は、液体の通流方向に進むに従って大きくなるため、液体に作用する遠心力が強化される。さらに、旋回流路を流れる液体は、上記のような旋回半径の増大と流路断面の面積増大との相互作用により、液体の通流方向に進むに従って旋回流れが乱れる乱流状態となり、攪拌作用が増大する。こうして、液体に作用する遠心力が強化されるとともに、攪拌作用が増大されることにより、より多くの気泡を効率よく発生させることができるとともに、発生した気泡を液体中に効率よく拡散させることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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