JPH03267135A

JPH03267135A - 気液混合装置

Info

Publication number: JPH03267135A
Application number: JP2067950A
Authority: JP
Inventors: Masami Marusawa; 丸澤　正美
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-03-16
Filing date: 1990-03-16
Publication date: 1991-11-28
Also published as: JPH0543406B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は液体中に気体を混合させる気液混合装置、特に
その出力流量の増大に関する。

〔従来の技術〕

第７図はベンチュリ効果を利用した従来の気液混合装置
の縦断面図であシ、（１）は圧力液体源（図示せず）に
接続されて圧力液体源から矢印（２）の方向に液体の供
給を受ける液体導入管であって、その先端は先細にテー
パを付されていて絞シロ（３）を形成している。（４）
は液体と混合すべき気体を吸入する吸入ノズル、（５）
は絞シロ（３）から下流側に連続して設けられた混合室
であシ、絞り口（３）から吐出された液体は点線で示す
ように混合室（５）内へ発散する。このように発散する
ことにより、その周囲の部分（６）が負圧となる。

しかして吸入ノズル（４）はこのように負圧となる部分
に開口しておシ、この負圧によって気体が混合室（５）
内に吸引され、液体と混合されるわけである。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の気液混合装置は以上のように構成され、圧力液体
源からの液体を一旦絞るようになっているため、出力流
量が圧力液体源の供給能力よシ大幅に低減し、圧力液体
源の供給能力に見合った出力流量が得られない問題点、
があつ九。

本発明は従来のもののかかる問題点を解決するためにな
されたもので、圧力液体源の供給能力を十分に利用して
出力流量を増大させうるようにした気液混合装置を提供
することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、本発明による気液混合装置
においてに、圧力液体源からの液体を集束流として吐出
する第一のノズルと気体吸引のための第二のノズルとを
有するエゼクタの下流端に前記集束流を受けることによ
シ負圧を形成する負圧形成板を設け、更にとの負圧形成
板から下流側へ連続して第三のノズルを設けて前記負圧
を強化し、第三のノズルを内部へ突出させた混合室を設
け、この混合室には第三のノーズμのノズル口を包囲し
て先細にテーパを付された筒状体を設けると共に第三の
ノズルに対向して吐出口を設け、更に前記エゼクタをバ
イパスして圧力液体源を前記筒状体の長さの範囲内の位
置で前記混合室に接続するバイパス路を設けたものであ
る。

〔作用〕

以上のように構成された気液混合装置においては、負圧
形成板と第三のノヌ°ルとによって形成される負圧によ
って気体がエゼクタ内に吸弓され、エゼクタと第三のノ
ズルのノズル口の中で気液が混合される。そして、混合
室内の先細の筒状体の軸方向長さの範囲内でバイパス路
を開口させ第三のノズルに対向して吐出口を設けること
により、バイパス路から出た液体は第三のノズルから吐
出される気液混合体と同じ方向の速度成分をもって前記
吐出口へ向って流れるため第三のノズルからの気液混合
体の吐出を助成すると共に前記吐出口にいたる間に混合
室内で第三のノズルからの気液混合体と均質に混合され
る。

〔突施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図乃至第４図を参照して
説明する。

第１図は本発明の一実施例による気液混合装置の部分縦
断面図、第２図は第１図の気液混合装置の主要部の縦断
面図、第３図は第２図における負圧形成板の正面図、第
４図は第１図の線ＩＶ−■に沿った断面図である。

図において、（７）　Ｆｉ圧力液体ｍ（図示せず）に開
閉弁（８）を介して接続されて圧力液体源から矢印（９
）の方向に液体の供給を受ける液体導入管、（１０）は
液体導入管（７）に連続して設けられたエゼクタであり
、このエゼクタは液体導入管（７）に導入された液体を
絞るように先細にテーパを付された絞シ部（１０１）と
、この絞り部（１０１）に連続して形成され絞９部（１
０１）で絞られた液体流を高速の集束流（１１）として
吐出する均一直径の集束流形成部（１０２）とからなる
第一のノズ／Ｌ’（１０Ａ　）を有する。エゼクタ（１
０）は更に液体と混合すべき気体を吸引する第二のノズ
ｌＬ／（ＩＯＢ）を有し、この第二のノズル（ＩＯＢ）
は気体供給源（図示せず）に接続されており、かつ矢印
（１２）方向の気体流のみを通す逆止弁（１０３）が設
けられている。なお、（１０４）はエゼクタ（１０）の
内部空間である。

（１３）は第一のノズル（ＩＯＡ）に対向してエゼクタ
（１０）の下流端に設けられた負圧形成板であって、こ
の負圧形成板（１３）には第一のノズルＣｌ０Ａ）と同
心状に位置しかつ液体集束流（１１）の直径より小さい
直径の中心穴（１３１）とその周辺に円周方向に等間隔
を置いて分散して設けられた複数の周辺穴（１３２）と
を有する。

（１４）は負圧形成板（１３）から下流側へ連続して設
けられた第三のノズルであって、その中心にノズル口（
１４１）が形成されており、かつ外周面（１４２）ｔｉ
先細にテーパを付されている。そして、本笑施例におい
ては、負圧形成板（１３）ｔ：ｍノズル口（１４１）の
上流端に嵌合保持されている。

（１５）は第三のノズｆｉ７（１４）を内部に突出させ
た混合室であって、第三のノズル（１４）に対向して、
最終的に得られた気液混合体を吐出する吐出口（１５１
）ｔ−有する。吐出口（１５１）、の面積は液体導入管
（７）の断面積と同程度の太きさとなされる。

（１６）Ｕエゼクタ（１０）ｔ−パイバスシテ圧力液体
源を混合室（１５）に接続するバイパス路であって、そ
の入口（１６１）は液体導入管（７）に接続され、出口
（１６２）は第三のノズル（１３）のテーパ状の外周面
（１４２）の軸方向長さの範囲内において混合室（１５
）に開口している。そして、このバイパス路（１６）の
出口（１６２）は第４図に示すように第三のノズル（１
４）の軸線に対して偏心した方向（第三のノズル（１４
）に対して接線方向）に開口している。なお、（１７）
はバイパス路（１６）に設けられた流量調整弁である。

次に動作について説明する。なお、動作開始時は、エゼ
クタ（１０）の内部空間（１０４）には液体が充満して
いるもの２する。

開閉弁（８）を開放すると圧力液体源からの液体は第１
図に矢印（１８）で示すようにエゼクタ（１０）に流入
する。このようにエゼクタ（１ｏ）に流入した液体は第
一のノズｙ（ＩＯＡ）にょつて集束流（１１）として高
速度でエゼクタ（１０）の内部空間（１０４）に吐出さ
れ、負圧形成板（１３）に衝突する。しかして、負圧形
成板（１３）の中心穴（１３１）の直径は液体集束流（
１１）の直径よシ小さいので、液体集束流（１１）の中
心部は矢印（１８）（第２図）で示すように中心穴（１
３１）を通過して第三のノズル（１４）のノズル口（１
４１）円に吐出されるが、中心部より外側の部分は中心
穴（１３１）の周辺部において矢印（１９）で示すよう
に後方外方に向けて高速で反射される。

このように液体が後方外方に向けて高速で反射されるこ
とにより、この反射された液体の外側の部分（１０５）
が負圧状態となシ、この負圧によシ第二のノズル（ｌ０
Ｂ）を通して気体がエゼクタ（１０）の内部空間（１０
４）内に吸引され、前記部分（１０５）に向って流れ、
液体と入れ替わる。部分（１０５）に達した気体は負圧
形成板（１３）で矢印（１９）の方向に反射された液体
流に乗って後方へ戻ろうとし、部分（１０５）の負圧状
態は維持される。これによシ、矢印の点線（２０）で示
すように第三のノズ１ｖ（１４）のノズル口（１４１）
の後部外周部分（１４３）の液体がエゼクタ（１０）の
前記部分（１０５）に流入し、エゼクタ（１ｏ）の内部
空間（１０４）内の液体は矢印（２ｏ）方向への液流を
避けて負圧形成板（１３）の周辺穴（１３２）を通して
矢印（２１）で示すように前方外方へ発散して第三のノ
ズ／Ｉ／（１４）のノズル口（１４１）へ噴出される。

これにより部分（１４３）に負圧が形成され、負圧形成
板（１３）の前後の部分（１０５）、（１４３）の負圧
が強くなシ、この負圧によシ気体は第二の／Ｘ１ｖ（Ｉ
ＯＢ）を通して内部空間（１０４）内へ急激に吸引され
る。

一方、矢印（１９）の方向に反射した液体はエゼクタ（
１０）の内部空間（１０４）内に吸引された気体の中で
霧状と一部１）、気体の一部はこの霧状の液体や集束流
（１１）と混合され、矢印（１８）゛、（２１）で示す
ように第三のノメル（１４）のノズル口（１４１）内に
吐出される。残部の未混合の気体は霧状の液体（これに
は前記の一部の気体がすでに混合されている）と共に負
圧形成板（１３）の周辺穴（１３２）を通して矢印（２
１）で示すようにノズル口（１４１）内に吐出され、部
分（１４３）も気体で置替わる。残部の気体はノズル口
（１４１）内の霧状の液体および負圧形成板（１３）の
中心穴（１３１）を通過した液体（これにも前記の一部
の気体が混合されている）と混合し、これらの液体は互
いに混合された状態で第三のノズｆｉ／（１４）から混
合室（１５）へと吐出される。この際、第三のノズ１ｖ
（１４）のノズル口（１４１）の部分（１４３）で負圧
を確実に形成するために、ノズル口（１４１）の長さは
矢印（２１）方向の液体流がノズル口（Ｌ４’、１）の
内周面に衝突しうるに十分な長さにしておく必要がある
。

流量調整弁（１７）ｔ−開放することにより、液体導入
管（′７）に流入し元液体の残部は矢印（２２）で示す
ようにバイパス路（１６）に流入し、その出口（１６２
）から混合室（１５）内に流入するが、このように流入
した液体は、出口（１６２）が第三のノズｙ（１４）の
外周面（１４２）の軸方向長さの範囲内で開口している
こと、外周面（１４２）が先細となるようにテーパを付
されていること、混合室（１５）の吐出口（１５１）が
第三のノズ１ｖ（１４）に対向して設けられていること
、更には、バイパス路（１６）の出口（１６２）が第三
のノズ／Ｌ／（１４）の軸線に対して偏心した方向、つ
まシ第三のノズ／Ｌ／（１４）の外周面（１４２）に対
して接線方向に液体を指向させるように開口しているこ
とのために、バイパス路（１６）の出口（１６２）から
混合室（１５）内に流入した液体は第１図に矢印（２３
）で示すように第三のノズル（１４）からの気液混合体
と同じ方向の速度成分および円周方向の速度成分をもっ
て渦流となシ、混合室（１５）の吐出口（１５１）へ向
けて流れる。

しかして、第三のノズ／Ｉ／（１４）からの気液混合体
の吐出は、かかる渦流によって助成され部分（１４３）
での負圧形成が促進される。更に、かかる渦流の中心部
の圧力は低くなろうとするので、渦流液（バイパスした
液）は中心部へ向かおうとし、第三のノズル（１４）か
らの気液混合体と均質に混合されて吐出口（１５１）か
ら吐出される。なお、バイパス路（１６）の出口（１６
２）を第三〇ノズ／Ｉ／（１４）の外局面（１４２）の
軸方向の長さの範囲内で開口させるのは、バイパスした
液体の軸方向の速度を大きくすると共に、第三のノズル
（１４）のノズル口（１４２）から吐出された気液混合
体の吐出を阻害し、上述した負圧形成を阻害することが
ないようにするためである。

以上のようにして、本発明によれば、エゼクタ（ＩＱ）
ｔｌ−通る液量よシバイパス路（１６）を通して流れる
液体の量だけ多い均質な気液混合体が得られ、圧力液体
源の液体供給能力を十分に利用できるわけである。この
点に関し、流量調整弁（１７）の機能を説明すれば、こ
れを全開にすれは、混合室（１５）の吐出口（１５１）
の面積が液体導入管（７）の断面積と同程度の大きさで
あることと相俟って液体圧力源の供給能力と同じ出力流
皿を得ることができる。流量調整弁（１７）を絞れば、
それだけ液体のバイパス量は減るが、濃度の高い気液混
合体を得ることができるわけで、流量調整弁（１７）を
設けておくことにより、そのようなことも可能となるわ
けである。しかし流量調整弁（１７）は必ずしも必要と
するわけではなく、省略しても良い。

なお、気液混合体の出力流ｊｉ′！！ｆ−増大させるに
は第７図の従来のもので得られた気液混合体を貯槽に集
め、この貯槽にホースを使用するなどして未混合の液体
を供給して攪拌することも考えられるが、それでは圧力
液体源を別途ホースに接続する手段や攪拌装置等を必要
とするため高価になるばかりでなく、均質な気液混合が
困難であるため、実用上採用できない。また、第７図の
従来のものにおいて、混合室（５）の外周面を先端に向
けて先細のテーパ状にし、更に、本発明と同様の混合室
（１５）内にこのテーパ状の外周面を突出させて、その
外周面に本発明と同様にしてバイパス液流を吐出させる
ことも考えられるが、このようにすれば、バイパス流の
分だけ絞り口（３）を通る流量と圧力が減少し、絞シロ
（３）におけるベンチュリ効果が得られないので、この
方法も採用できない。この点、本発明においては、液体
を高速の集束流（１１）とし、これを負圧形成板（１３
）に衝突させ、高速で反射させることにより、強制的に
負圧全形成するようにしているので、バイパス路（１６
）ｔ−設けて液体の一部をバイパスさせても負圧形成が
損われることはない。

なお、前記実施例では、バイパス路（１６）の出口（１
６２）を第三のノズ／Ｓ／（１４）の外周面（１４２）
の軸線に対して偏心した方向に開口させているが、第５
図に示すように前記軸線に向けて開口させても良い。こ
の場合、バイパスされた液体は混合室（１５）内におい
て第４図のものにおけるような渦流とはならないが、バ
イパス路（１６）の出口（１６２）が第三のノズル（１
４）の外局面（１４２）の軸方向長さの範囲内で開口し
ていること、外局面（１４２）が先細となるようにテー
パを付されていること、並びに混合室（１５）の吐出口
（１５１）が第三のノズル（１４）に対向して設けられ
ていることのために、第三のノズル（１４）の軸方向の
速度成分を有し、従って、第三のノズｆｖ（１４）から
の気液混合体の吐出を助成するものであることには変わ
りはない。

ｌた、前記実施例では第三〇ノズ／Ｌ／（１４）の外周
面（１４２）自身を先細のテーパ状の筒状体として第６
図に示すようにこの外周面（１４２）をテーパ状とする
代りに、ノズル口（１４２）を包囲して、先細のテーパ
を付された筒状体（２４）を別設しても良い。要は、ノ
ズル口（１４２）を包囲して先細にテーパを付された筒
状体がおれば良いということである。かかる筒状体は、
第三のノズ／Ｌ／（１４）から吐出される気液混合体に
対するバイパス液流の吐出助成作用およびこの気液混合
体とバイパス液流との混合全円周方向に均等化するため
に、ノズル口（１４２）と同心状にするのが好ましい。

次に、第１図の実施例の一用途を説明する。

なお、第１図において、（２５）は銀の椀体であって、
吐出口（１５１）に隣接して混合室（１５）に内部に突
出して嵌着されている。この実施例において、液体導入
管（７）より第一のノズル（ＩＯＡ）に水を流入させ、
第二のノズル（ＩＯＢ）を通してオゾン（Ｏｘ）全吸引
すると、罰述した気液混合作用により、混合室（１５）
内にはオゾン含有水が吐出され、かつ生成される。この
とき前記銀の椀体（２５）とオゾンとが接触して下記反
応を生じ、酸化銀３ＡｆｌＯと活性酸素Ｏ−とを含有す
る殺菌水を容易に製造することができる。

５ＡＰ＋２０１−→３Ａｆ＊Ｏｚ→３　ＡｆｆｆｉＯ＋
　３０−〔発明の効果〕以上のように、本発明によれば、気液混合を損うことな
く、圧力液体源の供給能力を十分に利用して出力流量を
増大させることができる効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図に本発明の一火施例による気液混合装置の部分縦
断面図、第２図は第１図の気液混合装置の主要部の縦断
面図、第３図は第２図における負圧形成板の正面図、第
４図は第１図の線１’Ｖ−ＩＶに沿った断面図、第５図
はバイパス路の出口部の変形例を示す、第４図と同様の
断面図、第６図は先細のテーパを付された筒状体の変形
例を示す、第三のノズルの部分の縦断面図、第７図は従
来の気液混合装置の縦断面図である。図において、（１０）Ｆｉエゼクタ、（１０Ａ）は第一
のノズル、（ＩＯＢ）は第二のノズル、（１１）は集束
流、（１３）は負圧形成板、（１３１）は中心穴、（１
３２）は周辺穴、（１４）は第三のノズル、（１４１）
はノズル口、（１４２）。（２４）は筒状体、（１５）は混合室、（１５１）は吐
出口、（１６）はバイパス路、（１６２）は出口であるなお、各図中、部を示す。同一符号は同一部または相当へ−１

Claims

【特許請求の範囲】

（１）圧力液体源に接続され、この圧力液体源からの液
体を集束流として吐出する第一のノズルと気体を吸引す
る第二のノズルとを有するエゼクタ、前記第一のノズル
に対向して前記エゼクタの下流端に設けられ、前記第一
のノズルと同心状に位置してこの第一のノズルから吐出
された液体集束流の直径より小さい直径を有する中心穴
とこの中心穴の周辺に円周方向に分散して設けられた複
数の周辺穴とを有する負圧形成板、この負圧形成板から
下流側へ連続して設けられた第三のノズル、この第三の
ノズルを内部へ突出させかつこの第三のノズルから吐出
される気液混合体を受け入れると共に前記第三のノズル
に対向して気液混合体を吐出する吐出口を有する混合室
、前記エゼクタをバイパスして圧力液体源を前記混合室
に接続するバイパス路、および前記第三のノズルのノズ
ル口を包囲して前記混合室内に設けられ、前記吐出口に
向けて先細にテーパを付された筒状体を備え、前記バイ
パス路の出口は前記筒状体の軸方向長さの範囲内で前記
混合室へ開口させたことを特徴とする気液混合装置。
（２）バイパス路の出口を筒状体の軸線に対して偏心し
た方向に開口させたことを特徴とする気液混合装置。
（３）筒状体が第三のノズルからなることを特徴とする
請求項１記載の気液混合装置。
（４）バイパス路に流量調整弁を設けたことを特徴とす
る請求項１記載の気液混合装置。