図1及び図2は本発明の請求項1に対応した� ��液混合用渦巻ポンプの実施例を示すもので� ��図1は本発明の気液混合用渦巻ポンプの実施 例を示す軸直角方向断面図、図2はこの気液� �合用渦巻ポンプを示す軸方向断面図である� �

 この気液混合用渦巻ポンプPは、ケーシン グ1の内部に回転羽根車2(インペラ)が収容さ� �た自吸式ポンプに形成され、水と空気(気体) が混合した気液混合流体を圧送の対象として いる。

 前記ケーシング1は、回転羽根車2の周りに� �渦形室10と小渦形室11が形成され、この大渦� ��室10から延長した主管路12の先端に吐出口13� ��形成され、かつケーシング1の一側面には前 記回転羽根車2の軸中心部に吸入口14が形成さ れている。
 又、前記小渦形室11から延長した副管路15が 脇流路16を介して前記主管路12に連通するよ� �に形成されている。
 なお、前記主管路12内には、この主管路12の 延長方向に延長して板部材17が設けられ、こ� ��板部材17によって主管路12内に発生する渦流 を消滅させるようにしている。

 前記回転羽根車2は、回転方向(矢印M方向)に 凸弧状に湾曲形成した複数枚(実施例では4枚) の主羽根20が回転中心側から外周側に延長す� ��状態で等間隔で回転基板21上に配設され、� �つ前記回転基板21の外周部に気液混合流体の 気泡をせん断(空気せん断)させるための複数� ��の砕泡突起22(実施例では6個)が前記主羽根20 ,20間に等間隔で配設されている。
 前記回転羽根車2はケーシング1の他側面中� �部に軸支された回転軸23に連結され、この回 転軸23は図外の駆動モータに連結されている� ��なお、前記回転軸23回りの構造(軸支構造等) は色々な形態があり、図示した構造に限定さ れることはない。

 なお、前記主羽根20及び砕泡突起22の枚数は 、ポンプ容量等を勘案して決定されるもので 、通常、主羽根20については3枚~8枚、砕泡突� ��22については隣り合う主羽根20,20間において 3枚~10枚程度が適当と思われる。
 主羽根としては、回転方向に凸弧状に形成� ��たものに限らず、直線状に形成したものを� ��転羽根車2の半径方向に一定間隔で放射状に 配設することができる。
 又、砕泡突起22についても、実施例では小� �根状に形成したが、ブレード状(板状)やピン 状(断面丸形ピン、断面角形ピン、断面星形� �ン等)に形成してもよい。

 したがって、この気液混合用渦巻ポンプP は、その自吸作動時において、自吸液(水)が� ��渦形室11から副管路15及び脇流路16を経て主� ��路12に合流し、この主管路12から大渦形室10� ��戻って再び小渦形室11に流入するという循� �流が生じ、この循環流によって吸入口14から 気液混合流体を吸入させる。

 その後の揚水作動時では、吸入口14から吸� �込まれた気液混合流体は回転羽根車2の回転� ��よる遠心力によって主羽根20,20の間を流路� �して半径方向に流動し、砕泡突起22,22の間を 通り、主管路12から吐出口13へと流動してい� �ことになる。
 このように気液混合流体が回転羽根車2の主 羽根20,20の間を流路として半径方向に流動す� ��際に、前記砕泡突起22が気液混合流体に対� �て横切るように衝突するため、気液混合流� �の気泡がせん断によって細かく砕かれ(砕泡� ��れ)、細泡を発生させることができる。

 又、前記砕泡突起22が回転基板21の外周部 に設けられており、この外周部は回転羽根車 2の周速が最も速い部分であるため、回転基� �21の中心部分に比べて気液混合流体の気泡に 対するせん断力が高く、効率よく細泡を発生 させることができる。

 なお、この実施例では、気液混合用渦巻� ��ンプPの例として自吸式ポンプを示したが、 自吸式ポンプに限らず、押し込み式ポンプに 適用することができる。

 次に、図3は本発明の請求項2に対応したマ� �クロバブル発生装置の第1実施例を示す概略� ��である。
 図4~図8は本発明の請求項5に対応したマイク ロバブル発生装置に設けたマイクロバブル発 生器を示すもので、図4は全体断面図、図5は� ��側小孔群を示す平面図、図6はその小孔を示 す断面図、図7は上側小孔群を示す平面図、� �8はその小孔を示す断面図である。

 この第1実施例のマイクロバブル発生装置A1� ��、前記気液混合用渦巻ポンプPを使用したも ので、この気液混合用渦巻ポンプPの吸入口14 に液体供給配管8が接続され、この液体供給� �管8の途中にこの液体供給配管8内に空気を注 入させるための圧縮機70(空気圧縮機)が接続� �れ、前記吐出口13に接続した吐出配管9の途� �にマイクロバブル発生器Bが配設されている� ��
 即ち、圧縮機70により空気が注入される(取� ��込まれる)ことで得られた気液混合流体は、 液体供給配管8から気液混合用渦巻ポンプPに� ��入し、この気液混合用渦巻ポンプPにより圧 送されて吐出配管9の上流部91に流入し、その 途中に設けたマイクロバブル発生器Bに流入� �て、ここでマイクロバブルを発生させたの� �、そのマイクロバブル混合水をマイクロバ� �ル発生器Bから吐出配管9の下流部92に排出さ� ��るようになっている。

 前記マイクロバブル発生器Bは、図4に示す� �うに、円形胴壁50と、底壁51と、天壁52とで� �成されたケーシングとしての函体5を有し、� ��の函体5の内部が下側仕切壁61と上側仕切壁6 2によって下段室40、中段室41、上段室42の3室� ��区画されたものになっている。
 なお、函体5の内部を上下2段以上の仕切壁� �よって3室以上に区画できるのは勿論である� ��

 前記下段室40には、気液混合流体の流入口43 が形成されるもので、実施例では、函体中心 Cからオフセットした円形胴壁50寄り位置の底 壁51に開口するように形成されている。
 なお、この流入口43は気液混合用渦巻ポン� �Pの吐出配管9の上流部91に接続される。

 前記下側仕切壁61は、下段室40と中段室41と� ��区画するもので、気液混合流体を加圧状態� ��通過させることでその気液混合流体の気泡� ��せん断させてマイクロバブルを発生させる� ��めの多数の小孔44が形成されている。
 この場合、図5に示すように、多数の小孔44� ��集合して下側小孔群44aが形成され、この下� ��小孔群44aが函体中心Cから前記流入口43と180� �反対方向にオフセットした円形胴壁50寄り位 置に形成されている。
 なお、この下側仕切壁61に形成された小孔44 は、図6に示すように、下面側及び上面側に� �ーパ部が形成され、気液混合流体がスムー� �に通過できるようになっている。

 前記上側仕切壁62は、中段室41と上段室42と� ��区画するもので、気液混合流体を加圧状態� ��通過させることでその気液混合流体の気泡� ��せん断させてマイクロバブルを発生させる� ��めの多数の小孔45が形成されている。
 この場合、図7に示すように、多数の小孔45� ��集合して上側小孔群45aが形成され、この上� ��小孔群45aが函体中心Cから前記下側小孔群44a と180°反対方向にオフセットした円形胴壁50� �り位置に形成されている。
 なお、この上側仕切壁62に形成された小孔45 は、図8に示すように、上面側にテーパ部が� �成され、気液混合流体がスムーズに通過で� �るようになっている。
 又、上側小孔群45aを構成する小孔45の内径D2 が、下側小孔群44aを構成する小孔44の内径D1� �りも大きく(D1<D2)形成されている。

 前記上段室42には、気液混合流体の流出口46 が形成されるもので、実施例では、函体中心 Cから前記上側小孔群45aと180°反対方向にオフ セットした円形胴壁50に開口するように形成� ��れている。
 なお、この流出口46は気液混合用渦巻ポン� �Pの吐出配管9の下流部92に接続される。

 前記マイクロバブル発生器Bは、気液混合用 渦巻ポンプPの吐出口13に接続した吐出配管9� �途中に配設されるもので、上述したように� �気液混合用渦巻ポンプPによって気泡が細泡� ��された気液混合流体は流入口43から下段室40 に流入する。
 この下段室40に加圧状態で流入した気液混� �流体は下側仕切壁61によって流動を阻止され るため、この下段室40内で攪拌され、水中に� ��体を溶解させると共に、加圧状態で多数の� ��孔44を通過して中段室41に流入する。
 この小孔44を通過する際に気液混合流体は� �路が絞られるため流速が速くなり、そして� �孔44を通過して中段室41に流入すると急激に� ��路が拡大するため、気液混合流体の気泡に� ��ん断(粉砕、砕泡)が生じ、マイクロバブル� �発生する。

 次に、中段室41に流入した気液混合流体は� �側仕切壁62によって流動を阻止されるため、 この中段室41内で再び攪拌されると共に、加� ��状態で多数の小孔45を通過して上段室42に流 入する。
 この際にも前記と同様に、水中への気体の� ��解が促進されると共に、小孔45を通過する� �とにより気液混合流体の気泡にせん断が生� �、マイクロバブルが発生する。

 そして、上段室42に流入した気液混合流体� �、ここでも攪拌されて気液混合流体の気泡� �分裂が生じる。
 このようにしてマイクロバブルを発生させ� ��マイクロバブル混合水は、最終的に流出口4 6から吐出配管9に排出されるものである。

 従って、気液混合流体が下段室40、中段� �41、上段室42に流入する度に攪拌されるため� ��水中に気体を溶解させる頻度を増加させる� ��とができ、気泡の分裂を少なくとも3回に亘 って促すことができるし、下側仕切壁61及び� ��側仕切壁62に形成した多数の小孔44,45を通過 する度に気液混合流体の気泡にせん断が生じ るため、少なくとも2回に亘ってせん断を生� �させることができ、十分な量のマイクロバ� �ルを効率よく発生させることができる。

 又、流入口43、下側小孔群44a、上側小孔� �45a、流出口46を函体中心Cから交互反対方向� �オフセットさせたので、気液混合流体が蛇� �状に流動し、下段室40、中段室41、上段室42� �流入した気液混合流体を十分に攪拌させる� �とができる。

 気液混合流体の圧力は、小孔を通過する度� ��低下していくため、上側小孔群45aを通過す� ��ときの圧力は下側小孔群44aを通過するとき� ��圧力よりも低下している。
 これに対応するため、上側小孔群45aを構成� ��る小孔45の内径D2を、下側小孔群44aを構成す る小孔44の内径D1よりも大きく形成させたも� �で、これにより上側小孔群45aによるせん断� �生じさせながら気液混合流体のスムーズな� �動を確保することができる。

 なお、前記小孔の内径は、ポンプの吐出圧� ��び吐出量、小孔の数、下段室、中段室、上� ��室の流路面積等を考慮して決定される。
 函体についても、円形胴壁に限らず、角形� ��壁の函体に形成してもよい。

 次に、図9は本発明の請求項3に対応したマ� �クロバブル発生装置の第2実施例を示す概略� ��である。
 この第2実施例のマイクロバブル発生装置A2� ��、前記気液混合用渦巻ポンプPを使用したも のである。
 前記気液混合用渦巻ポンプPの吸入口14に液� ��押し込み用の液体供給配管8が接続され、こ の液体供給配管8の途中に開閉弁71が設けられ ると共に、この開閉弁71と前記吸入口14との� �に吸気口72が設けられている。
 そして、前記開閉弁71の開閉制御により前� �吸気口72から吸液体供給配管8に気体を自然� �引によって吸気させ(取り込ませ)、気液混合 流体を液体供給配管8から気液混合用渦巻ポ� �プPに流入させるように形成されている。
 なお、その他の構成及び作用は前記第1実施 例のマイクロバブル発生装置A1と同様である� ��

 次に、図10は本発明の請求項4に対応したマ� ��クロバブル発生装置の第3実施例を示す概略 図である。
 この第3実施例のマイクロバブル発生装置A3� ��、前記気液混合用渦巻ポンプPを使用したも のである。
 前記気液混合用渦巻ポンプPの吸入口14に吸� ��上げ用の液体供給配管8が接続され、この液 体供給配管8の途中に気体を自然吸引するた� �の吸気口72が設けられている。
 そして、前記液体供給配管8により液体が気 液混合用渦巻ポンプPに吸い上げられること� �伴い前記吸気口72から吸液体供給配管8に気� �を自然吸引によって吸気させ(取り込ませ)、 気液混合流体を液体供給配管8から気液混合� �渦巻ポンプPに流入させるように形成されて� ��る。
 なお、その他の構成及び作用は前記第1実施 例のマイクロバブル発生装置A1と同様である� ��