本發(fā)明涉及一種微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu),以及具有該微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的微細(xì)氣泡產(chǎn)生裝置。
背景技術(shù):
近年來,含有微細(xì)氣泡的(毫米、微米、納米尺寸的氣泡)的氣液混合流體越來越多的被應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)和人類的生產(chǎn)生活領(lǐng)域。
在水中形成的氣泡根據(jù)其尺寸而分類成毫米氣泡或微氣泡(進(jìn)一步而言,為微納米氣泡以及納米氣泡等)。毫米氣泡是某種程度上的巨大的氣泡,且在水中迅速地上升而最終在水面破裂消失。與此相對(duì),直徑為50μm以下的氣泡具有如下特殊的性質(zhì),即由于微細(xì)所以在水中的停留時(shí)間長,由于氣體的溶解能力優(yōu)異所以在水中進(jìn)一步縮小,進(jìn)而在水中消失(完全溶解),通常將上述直徑在50μm以下的氣泡稱為微氣泡,對(duì)直徑更小的微納米氣泡(直徑為10nm以上且小于1μm)以及納米氣泡(直徑小于10nm)稱為微細(xì)氣泡。
現(xiàn)有溶氣釋氣法微細(xì)氣泡發(fā)生裝置均需要大型壓氣罐和釋氣罐,整個(gè)設(shè)備體積龐大,在工作時(shí)需要先將空氣和水混合,送入壓氣罐加壓溶解,然后通過釋氣罐產(chǎn)生微細(xì)氣泡。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
因此,本發(fā)明正是鑒于上述問題而做出的,本發(fā)明的目的在于提出一種微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu),其能夠快速的產(chǎn)生足夠量的微細(xì)氣泡,且結(jié)構(gòu)簡單不需要大型壓氣罐和釋氣罐,使之能夠小型化。
另,本說明書中提及的詞匯釋義:微細(xì)氣泡指的是氣泡直徑在10nm以上且小于50μm的氣泡;
用于解決問題的技術(shù)方案。
下面對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體說明。
根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面,本發(fā)明涉及一種微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu),其包括:
容器,該容器具有以旋轉(zhuǎn)對(duì)稱方式形成的空腔部,該空腔部的橫截面沿旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸方向從第一端向第二端減?。?/p>
內(nèi)核,該內(nèi)核為圓柱體,設(shè)置于容器的空腔部內(nèi),該內(nèi)核的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸和上述容器的空腔部的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸重合,該內(nèi)核的一端在上述容器的空腔部的第二端和容器內(nèi)壁連接,該內(nèi)核的另一端延伸到接近上述容器的空腔部的第一端位置;
氣液導(dǎo)入孔,該氣液導(dǎo)入孔在靠近上述容器的空腔部的第一端位置,沿上述容器的空腔部的側(cè)面的切線方向開孔于容器的壁部;
節(jié)流孔,該節(jié)流孔在臨近上述容器的空腔部的第二端的位置,沿上述容器的空腔部的側(cè)面的切線方向開孔于容器的壁部,該節(jié)流孔順著流體旋轉(zhuǎn)方向沿上述容器的空腔部的側(cè)面的切線方向引導(dǎo)排出流體。
為了獲得更大的處理范圍,在所述的微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)中,所述節(jié)流孔是多個(gè)。
為了加快氣體的溶解速度,在所述的微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)中,還包括有沖擊部,該沖擊部以內(nèi)核的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸按照旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的方式形成,該沖擊部具有底面且該底面和內(nèi)核連接,該沖擊部橫截面的直徑向其底面的方向擴(kuò)大。
在所述的微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)中,所述沖擊部底面直徑和上述內(nèi)核直徑相同。
為了獲取更大的處理范圍,在所述的微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)中,所述容器還包括以空腔部第一端底面呈鏡面對(duì)稱的中空部。
按照該方案,獲得以下效果:
一、按照保持旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的方式形成的容器的空腔部采用半球狀、炮彈狀、圓錐狀、圓臺(tái)狀。在采用以上形狀的空腔部的情況下,由于空腔部的橫截面的直徑向液體排出方向減小,故對(duì)在容器內(nèi)回旋的氣液混合流體,作用極強(qiáng)的剪切力,即使在粘度較高的流體的情況下,仍可對(duì)其進(jìn)行充分地?cái)嚢琛?/p>
二、如果使氣液混合流體從氣液導(dǎo)入孔,沿空腔部橫截面的切線方向流入到容器的空腔部,則該氣液混合流體沿容器的內(nèi)壁在內(nèi)核周圍回旋,由此,氣液劇烈地混合,同時(shí),朝向沿空腔部的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸的方向設(shè)置的節(jié)流孔側(cè)移動(dòng)。此時(shí),由于液體與氣體之間的比重的差的作用,對(duì)液體作用有離心力,對(duì)氣體作用向心力,較大的氣泡集中在內(nèi)核表面。另一方面,微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的內(nèi)部的氣液混合流體處于下述狀態(tài),其回旋的同時(shí)靠近節(jié)流孔,伴隨該情況,回旋速度加快,并且壓力上升,在節(jié)流孔附近,回旋速度和壓力達(dá)到最大,推擠液體。
三、由于氣液混合流體在內(nèi)核周圍急速的旋轉(zhuǎn),水的剪切力將集中在內(nèi)核表面的宏觀氣泡切割成小氣泡,且由于水的攪動(dòng)氣泡和氣液混合流體的壓力上升,氣泡逐漸溶解在水中。
四、由于氣液混合流體在內(nèi)核周圍急速的旋轉(zhuǎn),水的剪切力將集中在內(nèi)核表面的宏觀氣泡切割成小氣泡;當(dāng)氣液混合流體流經(jīng)沖擊部時(shí),由于沖擊部的橫截面直徑向流體行進(jìn)方向擴(kuò)大,流體的流速增大,集中在沖擊部表面的氣泡受到的剪切力增大,且氣泡沿沖擊部和流體的擠壓氣泡被粉碎迅速溶解在水中。
五、當(dāng)含有大量過飽和氣體的液體流經(jīng)節(jié)流孔時(shí),水流速加快,根據(jù)伯努利原理節(jié)流孔處的液體壓力迅速降低,溶解在液體中的氣體迅速釋放出來,生成大量尺寸在微納米級(jí)的氣泡。
六、可通過河川、水庫、水凈化設(shè)備等,使包含氣泡的混合流體在較寬的范圍內(nèi)排出,由此,極有效地進(jìn)行生物學(xué)的處理。
七、由于微細(xì)氣泡的直徑極微小,故可增加氣體與液體的接觸面積,提高液體中氣體的含量,可增加養(yǎng)殖池、養(yǎng)殖場,或鮮魚運(yùn)送車的水(海水)中的溶解氧量,活魚的輸送時(shí)、養(yǎng)殖時(shí)的氧的供給、水耕栽培時(shí)的溶解氧量的增加;亦可用于淤泥等的上浮形成的污濁水處理、貯水槽的漂白粉類的去除。
八、由于微細(xì)氣泡在破裂時(shí)釋放出的羥基自由基,可氧化很多有機(jī)污染物,可用于水凈化、河川的凈化、畜產(chǎn)排尿的凈化,也可以用于各種氣體的高密度接觸的溶解和中和;通過臭氧混合的殺菌、滅菌、脫臭、洗澡時(shí)的血液循環(huán)的促進(jìn)、洗滌機(jī)、發(fā)酵食品類的發(fā)酵和培養(yǎng)的促進(jìn)、臉面清洗器等。
在容器的周壁上,開設(shè)有1個(gè)以上的氣液導(dǎo)入孔,沿其周壁的切線方向,連接導(dǎo)入氣液混合流體、液體的氣液導(dǎo)入管。由此,通過將泵、水管等的供給口與氣液導(dǎo)入管連接,使加壓水流過該氣液導(dǎo)入管,則可在容器內(nèi),產(chǎn)生回旋流。
根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面,本發(fā)明涉及一種微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu),其包括:
容器,該容器具有以旋轉(zhuǎn)對(duì)稱方式形成的空腔部,該空腔部的橫截面沿旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸方向從第一端向第二端先保持不變?cè)僦饾u減小;
內(nèi)核,該內(nèi)核為圓柱體,設(shè)置于容器的空腔部內(nèi),該內(nèi)核的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸和上述容器的空腔部的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸重合,該內(nèi)核的一端在上述容器的空腔部的第二端和容器內(nèi)壁連接,該內(nèi)核的另一端延伸到接近上述容器的空腔部的第一端位置;
氣液導(dǎo)入孔,該氣液導(dǎo)入孔在靠近上述容器的空腔部的第一端位置,沿上述容器的空腔部的橫截面的切線方向開孔于容器的壁部;
節(jié)流孔,該節(jié)流孔在臨近上述容器的空腔部的第二端的位置,沿上述容器的空腔部的橫截面的切線方向開孔于容器的壁部,該節(jié)流孔順著流體旋轉(zhuǎn)方向沿上述容器的空腔部的橫截面的切線方向引導(dǎo)排出流體。
為了獲得更大的處理范圍,在所述的微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)中,所述節(jié)流孔是多個(gè)。
為了加快氣體的溶解速度,在所述的微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)中,還包括有沖擊部,該沖擊部以內(nèi)核的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸按照旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的方式形成,該沖擊部具有底面且該底面和內(nèi)核連接,該沖擊部橫截面的直徑向其底面的方向擴(kuò)大。
為了獲取更大的處理范圍,在所述的微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)中,所述容器還包括以空腔部第一端底面呈鏡面對(duì)稱的中空部。
按照該方案,獲得以下效果:
一、按照保持旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的方式形成的容器的空腔部采用通過圓柱將半球狀、圓錐狀、圓臺(tái)狀的底面連接,由于空腔部的直截面的直徑向液體排出方向先保持不變?cè)僦饾u減小,故對(duì)在容器內(nèi)回旋的氣液混合流體,作用極強(qiáng)的剪切力將宏觀氣泡切割粉碎,在空腔部后端氣液混合流體流速上升壓力上升,粉碎后的微觀氣泡溶解于水。
二、當(dāng)含有大量過飽和氣體的液體流經(jīng)和節(jié)流孔時(shí),水流速加快,根據(jù)伯努利原理節(jié)流孔處的液體壓力迅速降低,溶解在液體中的氣體迅速釋放出來,生成大量尺寸在微納米級(jí)的氣泡。
根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面,本發(fā)明涉及一種微細(xì)氣泡產(chǎn)生裝置,其包括:
上述微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu);
泵,該泵將氣液混合流體供給到上述微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)中;氣液吸入管,該氣液吸入管的下游側(cè)與上述泵的吸入口連接;氣液排出管,該氣液排出管的上游側(cè)與上述泵的排出口連接,其下游側(cè)與上述微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的氣液導(dǎo)入孔連接。
在所述具有微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的微細(xì)氣泡產(chǎn)生裝置中,所述氣液吸入管包括氣體吸入孔。
在所述具有微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的微細(xì)氣泡產(chǎn)生裝置中,所述氣液吸入管包括氣體導(dǎo)入管,該氣體導(dǎo)入管的一端和上述氣體吸入孔連接,其另一端開口于空氣中,或與反應(yīng)氣體容器連通。
在所述具有微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的微細(xì)氣泡產(chǎn)生裝置中,所述氣液吸入管包括氣體流量調(diào)節(jié)閥,該氣體流量調(diào)節(jié)閥的下游端和上述氣體導(dǎo)入管的上游端連接,以調(diào)節(jié)上述氣體導(dǎo)入管的開口面積。
在所述具有微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的微細(xì)氣泡產(chǎn)生裝置中,還包括氣泵,該氣泵排出口和上述氣體流量調(diào)節(jié)閥的上游端連接。
按照該方案,獲得以下效果:
如果驅(qū)動(dòng)泵,則在氣液吸入管中,產(chǎn)生水流,通過該噴射效果,氣體作為液體的伴隨流,從氣液吸入管部氣體自吸孔,吸入到氣液吸入管的內(nèi)部。像這樣,包含氣體的氣液混合流體從泵的吸入口,吸入到泵的內(nèi)部。吸入到泵的內(nèi)部的氣液混合流體在泵中的葉輪的作用下,在使氣泡擴(kuò)散的同時(shí),從泵的排出口,排到氣液排出管的內(nèi)部。
二、由于可對(duì)從氣液吸入管的氣體自吸孔供給的氣體的流量進(jìn)行控制,故可適當(dāng)?shù)卣{(diào)整微細(xì)氣泡的量、大小等。
三、可通過使氣體導(dǎo)入管與所需的容器等連通,使所需的氣體流入到氣液吸入管的內(nèi)部。
四、在這里,通過使氣體自吸管的一端開口于空氣中,可使空氣流入到氣體導(dǎo)入管中,可使養(yǎng)殖池、養(yǎng)殖場、鮮魚運(yùn)送車的水(海水)中的溶解氧量增加。
五、可通過使氣體導(dǎo)入管與反應(yīng)氣體的容器等連通,促進(jìn)化學(xué)工場的氣液反應(yīng)裝置的氣液反應(yīng)。
六、由于可通過氣泵,強(qiáng)制地供給氣體,故可使與液體混合的氣體量增加。
七、另外,由于通過改變氣液吸入管的管徑、泵的功率,改變?cè)跉庖何牍艿膬?nèi)部流動(dòng)的液體的流量,故可改變吸入氣液吸入管的內(nèi)部的氣體量。
附圖說明
圖1-1為第1實(shí)施例的微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的主要部分的立體圖;
圖1-2為第1實(shí)施例的微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的主要部分的正視圖;
圖1-3為圖1-2的b-b方向的微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的剖視圖;
圖1-4為圖1-2的c-c方向的微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的剖視圖;
圖1-5為圖1-2的d-d方向的微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的剖視圖;
圖1-6為第1實(shí)施例的微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)運(yùn)行原理圖;
圖2為第2實(shí)施例的微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖;
圖3-1為第3實(shí)施例的微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的立體圖;
圖3-2為第3實(shí)施例的微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的左視圖;
圖3-3為按照?qǐng)D3-2的b-b方向的剖視圖;
圖4-1為第4實(shí)施例的微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的立體圖;
圖4-2為第4實(shí)施例的微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的左視圖;
圖4-3為按照?qǐng)D4-2的b-b方向的剖視圖;
圖6為設(shè)置有第1實(shí)施例的微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的第5實(shí)施例的微細(xì)氣泡產(chǎn)生裝置的使用狀態(tài)圖;
圖7-1為第6實(shí)施例的微細(xì)氣泡產(chǎn)生裝置中的微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)連接部的主要部分的立體圖;
圖7-2為第6實(shí)施例的微細(xì)氣泡產(chǎn)生裝置中的微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)連接部的主要部分的平面圖。
具體實(shí)施方式
下面參照附圖,詳細(xì)介紹本發(fā)明的各種具體實(shí)施方式。
第1實(shí)施例
圖1-1為第1實(shí)施例的微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的主要部分的立體圖,圖1-2為該微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的正視圖,圖1-3為圖1-2的b-b方向的微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的剖視圖,圖1-4為圖1-2的c-c方向的微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的剖視圖,圖1-5為圖1-2的d-d方向的微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的剖視圖,圖1-6為微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)運(yùn)行原理圖。
如圖1-1到圖1-6所示;
標(biāo)號(hào)1表示第1實(shí)施例的微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu),標(biāo)號(hào)11表示容器,標(biāo)號(hào)12表示空腔部,標(biāo)號(hào)13表示內(nèi)核,標(biāo)號(hào)14表示氣液導(dǎo)入孔,標(biāo)號(hào)15表示節(jié)流孔,標(biāo)號(hào)17表示氣液導(dǎo)入管。
如圖1-1和圖1-2所示,圓臺(tái)形容器11壁部設(shè)有氣液導(dǎo)入管17,該氣液導(dǎo)入管17的一端可與氣液混合流體供給口(例如泵、水管等)連接,氣液導(dǎo)入管17另一端與氣液導(dǎo)入孔14連接,該氣液導(dǎo)入孔14位于臨近容器11大直徑底面的位置,容器11壁部還設(shè)有節(jié)流孔15,節(jié)流孔15沿空腔部12切線方向排出流體,該節(jié)流孔15位于臨近容器11小直徑底面的位置。
如圖1-3所示,圓臺(tái)型容器11具有圓臺(tái)型空腔部12,圓柱形內(nèi)核13設(shè)置于空腔部12內(nèi),該內(nèi)核13的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸和空腔部12旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸重合,該內(nèi)核13一端在空腔部12直徑小的底面與容器11內(nèi)壁連接,內(nèi)核13的另一端延伸到接近空腔部12直徑大的底面臨近容器11內(nèi)壁的位置。
如圖1-4所示,氣液導(dǎo)入管17和氣液導(dǎo)入孔14連接沿空腔部12切線方向固定于容器11的壁部,該氣液導(dǎo)入管17沿切線方向?qū)霘庖夯旌狭黧w。
如圖1-5所示,節(jié)流孔15沿空腔部12切線方向開口于容器11的壁部與外部連通,,其按照空腔部12的切線方向?qū)С隽黧w,氣液混合流體圍繞內(nèi)核13激烈的回旋,氣液混合流體內(nèi)的宏觀氣泡被粉碎,且向節(jié)流孔15行進(jìn)的過程中因空腔部12的截面變小,氣液混合流體的壓力上升,氣泡最終溶解于水,含有大量過飽和氣體的流體通過節(jié)流孔15時(shí)流速上升壓力迅速下降,氣體從流體中迅速析出形成微細(xì)氣泡。
上述微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)1的工作過程如下:
如圖1-6所示,標(biāo)號(hào)101表示宏觀氣泡,標(biāo)號(hào)102表示微細(xì)氣泡。
氣液混合流體通過供給口(例如:泵、水管等)進(jìn)入氣液導(dǎo)入管17,經(jīng)過氣液導(dǎo)入孔14沿圓臺(tái)形空腔部12的切線方向?qū)肟涨徊?2,氣液混合流體圍繞內(nèi)核13回旋,因液體與氣體的比重差,氣體形成的氣泡101集中在內(nèi)核13的表面,由于氣泡101集中在內(nèi)核13表面此處的流體流速較大氣泡101無法聚集,通過流體的剪切力,氣泡101被粉碎成更小的氣泡101;由于空腔部12的橫截面沿氣液導(dǎo)入孔14向節(jié)流孔15的方向減小,因此氣液混合流體向節(jié)流孔15行進(jìn)的過程中,氣液混合流體的流速和壓力不斷增大,于是粉碎后的小氣泡101不斷溶解于液體。
當(dāng)含有大量過飽和氣體的流體被擠向節(jié)流孔15,流體流速增快,節(jié)流孔15與外部連接,根據(jù)伯努利原理,在節(jié)流孔15處的流體壓力迅速降低,溶解在液體中的氣體被迅速釋放出來形成微細(xì)氣泡102。
采用上述那樣構(gòu)成的第1實(shí)施例的微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu),則獲得以下這樣的作用:
1.由于第1實(shí)施例的微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)采用圓臺(tái)形狀的空腔部,由于空腔部的橫截面的直徑向液體排出方向迅速減小,故對(duì)在容器內(nèi)回旋的氣液混合流體,作用極強(qiáng)的剪切力,即使在粘度較高的流體的情況下,仍可對(duì)其進(jìn)行充分地?cái)嚢琛?/p>
2.第1實(shí)施例的微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)設(shè)有圓柱形內(nèi)核,由于液體與氣體之間的比重的差的作用,對(duì)液體作用有離心力,對(duì)氣體作用向心力,較大的氣泡集中在內(nèi)核表面由于氣液混合流體在內(nèi)核周圍急速的旋轉(zhuǎn),水的剪切力將集中在內(nèi)核表面的宏觀氣泡切割成小氣泡,且由于水的攪動(dòng)氣泡和氣液混合流體的壓力上升,氣泡逐漸溶解在水中。
3.當(dāng)含有大量過飽和氣體的液體流經(jīng)節(jié)流孔時(shí),水流速加快,根據(jù)伯努利原理節(jié)流孔處的液體壓力迅速降低,溶解在液體中的氣體迅速釋放出來,生成大量尺寸在微納米級(jí)的氣泡。
4.由于微細(xì)氣泡的直徑極微小,故可增加氣體與液體的接觸面積,提高液體中氣體的含量,可增加養(yǎng)殖池、養(yǎng)殖場,或鮮魚運(yùn)送車的水(海水)中的溶解氧量,亦可用于河川、水庫、污水處理廠等水體凈化。
第2實(shí)施例
圖2為第2實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖;
標(biāo)號(hào)2表示第2實(shí)施例的微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu),標(biāo)號(hào)21表示容器,標(biāo)號(hào)22表示空腔部,標(biāo)號(hào)23表示內(nèi)核,標(biāo)號(hào)24表示氣液導(dǎo)入孔,標(biāo)號(hào)25表示節(jié)流孔,標(biāo)號(hào)26為沖突部,標(biāo)號(hào)27表示氣液導(dǎo)入管,標(biāo)號(hào)x代表氣液混合流體的回旋軸;
容器21、空腔部22、內(nèi)核23、氣液導(dǎo)入孔24、節(jié)流孔25和氣液導(dǎo)入管27具有和實(shí)施例1相同的結(jié)構(gòu),在這里不再做贅述。
微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)2還包括有圓錐形沖擊部26,該沖擊部26以內(nèi)核23的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸按照旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的方式形成,該沖擊部26的底面和內(nèi)核23的底面連接。
上述微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)2的工作過程如下:
如圖2所示,標(biāo)號(hào)101表示宏觀氣泡,標(biāo)號(hào)102表示微細(xì)氣泡。
氣液混合流體通過供給口(例如:泵、水管等)進(jìn)入氣液導(dǎo)入管27,經(jīng)過氣液導(dǎo)入孔24沿圓臺(tái)形空腔部22的切線方向?qū)肟涨徊?2,氣液混合流體在沖擊部26和容器21內(nèi)壁之間回旋,因液體與氣體的比重差,氣體形成的氣泡101集中在回旋軸x附近,前面的氣液混合流體受到后面的擠壓,向沖擊部26行進(jìn),此時(shí),氣液混合流體的流速和壓強(qiáng)增大,同時(shí),氣泡101圍繞在沖擊部26周圍,在接近沖擊部26的底面時(shí)受液體壓力和剪切力,以及受到后面液體的擠壓,氣泡101被迅速粉碎變小,并在接下來圍繞內(nèi)核23回旋的過程中逐漸溶解于液體。
當(dāng)含有大量過飽和氣體的流體被擠向節(jié)流孔25,流體流速增快,節(jié)流孔25與外部連接,根據(jù)伯努利原理,在節(jié)流孔25處的流體壓力迅速降低,溶解在液體中的氣體被迅速釋放出來形成微細(xì)氣泡102。
采用上述那樣構(gòu)成的第2實(shí)施例的微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu),則獲得以下這樣的作用:
第2實(shí)施例的微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)在第2實(shí)施例的基礎(chǔ)上還設(shè)有圓錐形沖擊部,氣液混合流體在圍繞沖擊部旋轉(zhuǎn)時(shí),流速逐漸加大,壓力逐漸上升,宏觀氣泡受到的剪切力和壓力逐步上升,在沖擊部底面和內(nèi)核連接端達(dá)到最大值,這個(gè)過程中宏觀氣泡被逐步粉碎溶解于液體。
第3實(shí)施例
圖3-1為第3實(shí)施例的立體圖,圖3-2為第3實(shí)施例的左視圖,圖3-3為按照?qǐng)D3-2的b-b方向的剖視圖。
標(biāo)號(hào)3表示第2實(shí)施例的微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu),標(biāo)號(hào)31表示容器,標(biāo)號(hào)32表示空腔部,標(biāo)號(hào)33表示中空部,標(biāo)號(hào)34表示內(nèi)核,標(biāo)號(hào)35表示氣液導(dǎo)入孔,標(biāo)號(hào)36表示節(jié)流孔,標(biāo)號(hào)37氣液導(dǎo)入管。
如圖3-1至圖3-3所示,微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)3包括:卵形容器31具有空腔部32和中空部33,兩個(gè)圓柱形內(nèi)核34沿容器31的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸分別和容器31的兩端連接,氣液導(dǎo)入孔35沿容器31內(nèi)壁的切線方向開口于容器31的壁部,氣液導(dǎo)入管37與氣液導(dǎo)入孔35連接并垂直于容器31的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸,固定于容器31的壁部,兩個(gè)節(jié)流孔36分別在臨近容器兩端的位置沿容器31內(nèi)壁切線方向開口于容器31的壁部。
上述微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)3的工作過程如下:
氣液混合流體從氣液導(dǎo)入管37導(dǎo)入經(jīng)氣液導(dǎo)入孔35進(jìn)入卵形容器31內(nèi)部,分成兩個(gè)部分分別向空腔部32和中空部33回旋流入,并圍繞內(nèi)核34激烈回旋,氣液混合流體向節(jié)流孔36行進(jìn)的過程中流速和壓力增大,氣泡在激烈的回旋中受剪切力粉碎變小,且由于壓力增大逐漸溶解于液體,當(dāng)含有大量過飽和氣體的流體通過節(jié)流孔36時(shí)流速上升壓力迅速下降,氣體從流體中迅速析出形成微細(xì)氣泡。
采用上述那樣構(gòu)成的第3實(shí)施例的微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu),則獲得以下這樣的作用:
第3實(shí)施例的微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)采用膠囊形的容器和內(nèi)腔,并設(shè)置有兩個(gè)內(nèi)核,兩個(gè)節(jié)流孔,一個(gè)氣液導(dǎo)入孔;這樣設(shè)置使第3實(shí)施例的微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的處理范圍擴(kuò)大,且微細(xì)氣泡產(chǎn)生的量增加。
第4實(shí)施例
圖4-1為第4實(shí)施例的立體圖,圖4-2為第4實(shí)施例的左視圖,圖4-3為按照?qǐng)D4-2的b-b方向的剖視圖。
標(biāo)號(hào)4表示第2實(shí)施例的微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu),標(biāo)號(hào)41表示容器,標(biāo)號(hào)42表示空腔部,標(biāo)號(hào)43表示內(nèi)核,標(biāo)號(hào)44表示氣液導(dǎo)入孔,標(biāo)號(hào)45表示節(jié)流孔,標(biāo)號(hào)47氣液導(dǎo)入管。
如圖4-1至4-3所示,微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)4包括:子彈形容器41具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱形成的子彈形空腔部42,圓柱形內(nèi)核43沿容器41的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸和容器41的尖端的內(nèi)壁連接,氣液導(dǎo)入孔44沿容器41內(nèi)壁的切線方向開口于容器41的壁部,氣液導(dǎo)入管47與氣液導(dǎo)入孔44連接并垂直于容器41的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸,固定于容器41的壁部,節(jié)流孔45在臨近容器尖端的位置沿容器41內(nèi)壁切線方向開口于容器41的壁部。
上述微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)4的工作過程如下:
氣液混合流體從氣液導(dǎo)入管47導(dǎo)入經(jīng)氣液導(dǎo)入孔44進(jìn)入子彈形容器41內(nèi)部,在空腔部42中圍繞內(nèi)核43激烈回旋,氣液混合流體向節(jié)流孔45行進(jìn)的過程中流速和壓力增大,氣泡在激烈的回旋中受剪切力粉碎變小,且由于壓力增大逐漸溶解于液體,當(dāng)含有大量過飽和氣體的流體通過節(jié)流孔45時(shí)流速上升壓力迅速下降,氣體從流體中迅速析出形成微細(xì)氣泡。
如圖5-1到圖5-4所示,所述微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的容器和空腔部可以采用按照?qǐng)D中所示的圖形沿y軸旋轉(zhuǎn)形成的形狀,使用炮彈狀、子彈狀、圓錐狀、圓臺(tái)狀、或者通過圓筒連接這些形狀所形成的類型,這些形狀的容器和空腔部均可是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所述的作用。
采用上述那樣構(gòu)成的第4實(shí)施例的微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu),則獲得以下這樣的作用:
第4實(shí)施例的微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)采用子彈形的容器和內(nèi)腔,這樣設(shè)置使氣液混合流體在行進(jìn)至內(nèi)核前能夠充分的回旋,使宏觀氣泡集中在內(nèi)腔的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸附近,在接近內(nèi)核時(shí)受到后面流體的擠壓宏觀氣泡在內(nèi)核端部受到的剪切力和壓力極大,使宏觀氣泡迅速粉碎。
第5實(shí)施例
圖6為設(shè)置有第1實(shí)施例的微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的第5實(shí)施例的微細(xì)氣泡產(chǎn)生裝置的使用狀態(tài)圖。
在圖6中,標(biāo)號(hào)1表示第1實(shí)施例的微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu),標(biāo)號(hào)5表示第5實(shí)施例的微細(xì)氣泡產(chǎn)生裝置,標(biāo)號(hào)52表示具有吸入口52a和排出口52b的泵,標(biāo)號(hào)53表示其下游側(cè)與泵52的吸入口52a連接的氣液吸入管,標(biāo)號(hào)54表示其上游側(cè)與泵52的排出孔52b連接,其下游側(cè)與微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)1的氣液導(dǎo)入管15連接的氣液排出管,標(biāo)號(hào)55表示氣體導(dǎo)入管,該氣體導(dǎo)入管55的一端側(cè)開口于空氣中,另一端側(cè)與開設(shè)于氣液吸入管53的規(guī)定部的氣體自吸孔55a連接。
標(biāo)號(hào)56表示氣體流量調(diào)節(jié)閥,該氣體流量調(diào)節(jié)閥56設(shè)置于氣體導(dǎo)入管55的規(guī)定部,標(biāo)號(hào)57表示濾網(wǎng),其設(shè)置于氣液吸入管53的上游側(cè)端部,防止異物的混入,標(biāo)號(hào)58表示使微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)1和濾網(wǎng)57浸沒的水槽、海、池,或化學(xué)工場的氣液反應(yīng)槽等的液相。
上述微細(xì)氣泡產(chǎn)生裝置5的工作過程如下:
如果驅(qū)動(dòng)泵52,則液相58的液體經(jīng)過濾網(wǎng)57,流入氣液吸入管53中。在氣液吸入管53的氣體自吸孔55a處,在氣液吸入管53的內(nèi)部,氣體作為液體的伴隨流而從氣體吸入管55吸引,形成氣液混合流體,從泵52的吸入口52a,吸入到泵52的內(nèi)部。吸入到泵52的內(nèi)部的氣液混合流體通過泵52的葉輪(圖中未示出),在使氣泡擴(kuò)散的同時(shí),從泵52的排出口52b,排到氣液排出管54的內(nèi)部,接著,流入到微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)1的內(nèi)部。
另外,微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)1的內(nèi)部的動(dòng)作與第1實(shí)施例相同,故省略對(duì)其的描述。
此外,在為細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)1中,氣體導(dǎo)入管55與氣液吸入管53的氣體自吸孔55a連接,但是,即使在采用下述噴射器式的情況下,由于氣體自吸于氣液吸入管53的內(nèi)部,故同樣可實(shí)施,而在噴射器式中,不連接氣體導(dǎo)入管55,而在氣液吸入管53上僅僅設(shè)置氣體自吸孔55a,或?qū)怏w導(dǎo)入管55的端部設(shè)置于氣液吸入管53的內(nèi)部。
采用上述那樣構(gòu)成的第5實(shí)施例的微細(xì)氣泡產(chǎn)生裝置,則獲得以下這樣的作用:
1.吸入到氣液吸入管53的內(nèi)部的氣體在泵52的內(nèi)部,借助葉輪可將宏觀氣泡初步粉碎。
2.通過調(diào)節(jié)氣體流量調(diào)節(jié)閥56,可調(diào)節(jié)吸入到氣液吸入管17的內(nèi)部的氣體量,故可調(diào)節(jié)微細(xì)氣泡的量。
另外,在第5實(shí)施例中,采用第1實(shí)施例所述的微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu),但是即使在采用第2~4實(shí)施例所述的微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的情況下,同樣可實(shí)施。
第6實(shí)施例
圖7-1為表示第6實(shí)施例的微細(xì)氣泡產(chǎn)生裝置中的微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的連接部的主要部分的立體圖,圖7-2為其主要部分的平面圖。
在圖7-1和圖7-2中,標(biāo)號(hào)1表示微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu),標(biāo)號(hào)11表示布置在圓周上的多個(gè)球狀的容器,標(biāo)號(hào)14表示氣液導(dǎo)入孔,標(biāo)號(hào)15表示節(jié)流孔,標(biāo)號(hào)17表示氣液導(dǎo)入管,標(biāo)號(hào)54表示將氣液供給各氣液導(dǎo)入管17的氣液排出管,由于這些部分與第1,5實(shí)施例的相同,故采用同一標(biāo)號(hào),省略對(duì)其的描述。
多個(gè)微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)1的氣液導(dǎo)入孔14與第5實(shí)施例的微細(xì)氣泡產(chǎn)生裝置中的氣液排出管54連通。氣液混合流體從氣液排出管54,流入相應(yīng)的微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu)1中,從相應(yīng)的節(jié)流孔15噴射大量地包含微小氣泡的流體。
采用上述那樣構(gòu)成的第5實(shí)施例的微細(xì)氣泡產(chǎn)生裝置,則獲得以下這樣的作用:
從多個(gè)微細(xì)氣泡產(chǎn)生機(jī)構(gòu),同時(shí)噴射出包含微細(xì)氣泡的流體,將大量的微細(xì)氣泡排放到更寬的范圍內(nèi)。