[发明专利]旋流生成装置、旋流生成方法及气相产生装置、微细气泡产生装置、流体的混合装置、流体喷射喷嘴

说明书

技术领域

本发明涉及旋流生成装置、旋流生成方法及气相产生装置、微细气泡产生装置、流体的混合装置、流体喷射喷嘴。特别涉及用于有效地产生高速旋流的旋流生成装置及旋流生成方法、以及利用了这种旋流生成装置的气相产生装置、微细气泡产生装置、流体的混合装置、流体喷射喷嘴。

背景技术

以往，在各种技术领域中，应用使液体产生旋流的技术。

例如，有如下的分离装置，即：能够很容易地产生稳定的旋流，能够减小混合流体的压力损失的同时，提高混合流体的分离效率，并且可实现紧凑化。更具体来说，如图23所示，公开有如下的分离装置，即一种分离装置，在具有混合流体F流过的流体通路321，并通过在该流体通路321内使混合流体F旋转，由此将混合流体F分离为多个流体成分，其中，流体通路321具备：将与混合流体F接触的内面形成为螺旋状的管状结构体322；将成为旋流而流过该管状结构体322的内部的混合流体F分流为其中心部和外周部的分流机构323(参照专利文献1)。

另外，还有如下的混合机，即其不仅可以利用旋流向液体中混合气体，而且还可以混合液体，尤其是高粘度的液体，甚至混合固体。更具体来说，如图24所示，公开有如下的混合机，即其具有：具有近似圆筒状的空心部的容器310；沿着在该容器310内产生涡流的方向导入液体的液体导入口312；设于在容器310内产生的涡流的旋转轴上的喷出口314；向容器内的喷出口314的附近供给被混合物的喷嘴315(参照专利文献2)。

另外，近年来，已知有使用在水中含有微米量级或纳米量级的微细气泡的含微细气泡水来进行水生生物的培育、污水的水质净化等的技术。作为用于制造这种含微细气泡水的装置，提出有各种利用了旋流的制造装置。

例如，如图25所示，公开有如下的装置，即其通过使液体产生旋流，向在该旋流的旋转轴中产生的负压部分导入气体，而在所导出的液体中产生微细气泡(参照专利文献3)。另外，作为其他的装置，如图26所示，公开有如下的装置，即其将预先制成的气液混合液423在由上游侧的螺杆部425和下游侧的刀具部426构成的静止型混合器413中进一步搅拌混合，而制成超微细化气液混合体427(参照专利文献4)。

专利文献1：日本特开平11-028389号公报(全文图1)

专利文献2：日本特开2006-122813号公报(全文图7)

专利文献3：日本特开2006-116365号公报(全文全图)

专利文献4：日本特开2006-159187号公报(全文图3)

但是，在液体中存在各种各样的种类，例如，即使仅着眼于水，也会因温度或所含有的添加物等各种要因，而使粘度等性状不同。从而，用于针对液体有效地产生高速的旋流的条件根据所导入的液体的性状的不同而变得多种多样。即，例如在专利文献1的分离装置中，是流体通路的螺旋形状或其表面粗糙度等，在专利文献2及3的混合装置或微细气泡产生装置中，是液体的导入口或流出口的大小、导入角度、配置位置、液体的导入口的面积与流出口的面积的比、表面粗糙度等，在专利文献4的微细气泡产生装置中，还有螺杆部或刀具部的形状等，这些设计条件根据所导入的流体的不同而不同。

然而，在专利文献1～4中所述的任意的装置中，没有针对在流体的粘度等性状不同的情况下，与各个流体对应地有效地产生旋流进行考虑，因而有适应性低的问题。

另外，在这些专利文献中所述的任意的装置中，在装置的构成上，都是使所导入的液体仅可以从一个方向流出的构成，因而有流出方向限于一个方向并且无法增多流体的处理量的问题。

发明内容

在此，本发明的发明人等进行了积极的努力，发现通过将产生高速旋流的装置由规定的筐体和圆筒构件构成，可以解决上述的问题，从而完成了本发明。

即，本发明的目的在于，提供能够适应所有的流体、有效地产生高速旋流的旋流生成装置以及使用了这种旋流生成装置的旋流生成方法。另外，本发明的其他目的在于，提供应用了这种构成的装置的气相产生装置、微细气泡产生装置、流体的混合装置以及流体喷射喷嘴。