本發(fā)明涉及微氣泡發(fā)生裝置，利用回旋流進(jìn)行氣液混合，使液體中產(chǎn)生微氣泡。

背景技術(shù)：
作為使液體中產(chǎn)生微小氣泡等微氣泡的方式，已知有氣液二相高速回旋方式。在氣液二相高速回旋方式中，使液體沿噴嘴內(nèi)的圓筒面高速回旋，在噴嘴中心(沿軸心)產(chǎn)生負(fù)壓。而且，利用該負(fù)壓向噴嘴內(nèi)導(dǎo)入氣體，形成高速回旋的氣液二相回旋流。將該回旋流沿軸心縮流，通過從噴嘴出口散開，將氣液二相流體剪斷，產(chǎn)生微氣泡(例如參照專利文獻(xiàn)1、2)。在專利文獻(xiàn)1的微氣泡發(fā)生裝置中，將高壓的液體通過螺旋流路導(dǎo)入噴嘴內(nèi)的氣液混合空間，由此形成沿著氣液混合空間的圓筒內(nèi)周面的螺旋狀的高速回旋流。螺旋流路通過將其外周設(shè)有螺旋狀葉片的圓柱部嵌合于具有與葉片的外徑大致相等的內(nèi)徑的噴嘴主體上設(shè)置的圓筒內(nèi)而形成?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1：日本特開2006－142251號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2：日本特許第4376888號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
(發(fā)明要解決的問題)但是，由于螺旋狀的葉片暴露于液體中極高的壓力下，所以專利文獻(xiàn)1、2的結(jié)構(gòu)中，在耐久性上有問題。本發(fā)明的課題在于，在采用了氣液二相高速回旋方式的微氣泡發(fā)生裝置中，提高螺旋流路相對(duì)于高壓流體的耐久性。(解決技術(shù)問題的技術(shù)方案)本發(fā)明的回旋通路形成體，安裝于微氣泡發(fā)生裝置，該微氣泡發(fā)生裝置，將通過螺旋通路加壓的液體向噴嘴內(nèi)供給，使噴嘴內(nèi)產(chǎn)生回旋流，使用利用回旋流產(chǎn)生的負(fù)壓將氣體導(dǎo)入噴嘴內(nèi)，形成氣液二相回旋流，通過從噴嘴出口噴出氣液二相回旋流，將氣液二相流體剪斷，產(chǎn)生微氣泡，所述回旋通路形成體的特征在于，具備：主體，其由圓柱部和圓錐梯形部構(gòu)成，沿中心軸形成用于導(dǎo)入氣體的氣體導(dǎo)入孔；螺旋狀的葉片，其沿圓柱部的外周面形成；外側(cè)圓筒部，其形成于葉片的外周緣。優(yōu)選使葉片的入口部立起。由此，降低所供給的液體的壓力損失，提高噴出的液體的流速，從而可以產(chǎn)生強(qiáng)的回旋流。優(yōu)選的是，葉片設(shè)有多個(gè)，多個(gè)葉片彼此在中心軸向上不重合。由此，可以通過鑄模一體成形螺旋通路形成體。另外，優(yōu)選多個(gè)葉片由錯(cuò)開180°配置的兩個(gè)葉片構(gòu)成，各葉片遍及外周面的半周形成。更優(yōu)選的是，主體、葉片、外側(cè)圓筒部通過鑄模成形而一體形成。例如，回旋通路形成體由聚苯硫醚(PPS)樹脂形成。本發(fā)明的微氣泡發(fā)生裝置，為使用上述螺旋通路形成體的上述任一個(gè)微氣泡發(fā)生裝置，其特征在于，還具備安裝于噴嘴的液體供給部和設(shè)于液體供給部的氣體供給部，螺旋通路形成體嵌插于噴嘴內(nèi)所形成的圓筒形的收容部，在收容部上設(shè)置承受螺旋通路形成體的外側(cè)圓筒部的臺(tái)階部。液體供給部嵌插于噴嘴并固定于噴嘴，嵌插于噴嘴的液體供給部的前端部與螺旋通路形成體的外側(cè)圓筒部抵接，螺旋通路形成體被保持在臺(tái)階部和前端部之間。沿液體供給部的液體通路內(nèi)配置來自氣體供給部的氣體導(dǎo)入管，氣體導(dǎo)入管與螺旋通路形成體的氣體導(dǎo)入孔連結(jié)。(發(fā)明的效果)根據(jù)本發(fā)明，在采用了氣液二相高速回旋方式的微氣泡發(fā)生裝置中，能夠提高螺旋流路相對(duì)于高壓流體的耐久性。附圖說明圖1是本實(shí)施方式的微氣泡發(fā)生裝置的側(cè)截面圖。圖2是螺旋通路形成體的俯視圖、側(cè)視圖、仰視圖。圖3是螺旋通路形成體的截面圖、向視圖。圖4是螺旋通路形成體的變形例的截面圖。符號(hào)說明10微氣泡發(fā)生裝置11噴嘴12液體供給部13氣體供給部14容器壁面19螺旋通路形成體20收容部20A臺(tái)階部22氣液混合部29螺旋通路形成體主體29A圓柱部29B圓錐梯形部30A、30B螺旋狀的葉片31外側(cè)圓筒部32A、32B螺旋通路入口部。具體實(shí)施方式下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖1是表示本發(fā)明一實(shí)施方式的微氣泡發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)的截面圖。微氣泡發(fā)生裝置10具備：使液體中產(chǎn)生微小氣泡等微氣泡的噴嘴11、向噴嘴11供給進(jìn)行了加壓的液體的液體供給部12、向噴嘴11供給氣體的氣體供給部13。噴嘴11例如被固定于貯存液體L的容器的壁面14，且其前端配置于液體L內(nèi)。在本實(shí)施方式中，噴嘴11具備肩部15，噴嘴11其前端被插入形成于壁面14的孔，在噴嘴11的前端螺裝螺母16，且在肩部15和螺母16之間把持壁面14，由此將噴嘴11固定于容器壁面14。在噴嘴11的基部側(cè)氣密地嵌插液體供給部12的一端(前端部12A)。另外，在液體供給部12的另一端設(shè)置氣體供給部13。液體供給部12具備例如L字形的液體通路17，其外形也呈沿著L字形的外形。圖1中，在向側(cè)方延伸的開口端設(shè)置管接頭部18，在管接頭部18上連接與加壓泵等連接的管(未圖示)。即，將由加壓泵加壓的液體向液體通路17供給。另外，液體通路17的另一開口端連接到形成于噴嘴11內(nèi)的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的空間。在該旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的空間設(shè)置收容后述的螺旋通路形成體19的大徑的圓筒空間(收容部)20，且在其前端設(shè)置圓錐狀縮徑的縮徑部21。另外，在縮徑部21的前端設(shè)置生成氣液二相回旋流的小徑的圓筒空間(氣液混合部)22。氣液混合部22，在其前端進(jìn)行一端縮徑后，向噴嘴外部開口。在與噴嘴11連接的液體通路17的開口的相反側(cè)(L字狀彎曲的根部)形成小孔23，與來自氣體供給部13的氣體導(dǎo)入管24氣密地相通。延伸到液體通路17內(nèi)的氣體導(dǎo)入管24沿液體通路17的大致中央延伸，其前端部被安裝于在收容部20上裝備的螺旋通路形成體19的氣體導(dǎo)入孔25。在氣體供給部13上形成有流通氣體的L字形的氣體通路26，在向側(cè)方延伸的開口端設(shè)置管接頭27。即，從與管接頭27連接的管(未圖示)向氣體通路26供給所希望的氣體。另外，在氣體通路26的例如L字形彎曲部設(shè)置針型絲桿等流量調(diào)整閥28，進(jìn)行向氣體導(dǎo)入管24供給的氣體流量的調(diào)整。其次，參照?qǐng)D2、圖3說明本實(shí)施方式的螺旋通路形成體19的構(gòu)造。此外，圖2(a)～圖2(c)是本實(shí)施方式的螺旋通路形成體19的俯視圖、側(cè)視圖、仰視圖，圖3(a)是圖2(b)中A－A’截面圖，圖3(b)、(c)是從圖2(c)的B方向、C方向觀察的向視圖(除去外周圓筒部)。如圖2、3所示，螺旋通路形成體19的主體29由圓柱狀的圓柱部29A和從圓柱部29A的下端圓錐梯形狀突出的圓錐梯形部29B構(gòu)成，在圓柱部29A的外周面設(shè)置一對(duì)螺旋狀的葉片30A、30B。另外，在螺旋狀葉片30A、30B的外周緣設(shè)置圓筒狀的外側(cè)圓筒部31。在本實(shí)施方式中，外側(cè)圓筒部31的高度例如與圓柱部29A的高度相等，圓錐梯形部29B的底面的外徑與圓柱部29A的外徑相等。此外，在主體29的中心，沿圓柱軸(圓錐軸)形成氣體導(dǎo)入孔25。在本實(shí)施方式中，螺旋狀的葉片30A、30B從以主體29的中心軸為中心隔開180°的位置起，分別沿圓柱部29A的外周面遍及半周(180°)設(shè)置。即，在本實(shí)施方式中，如2重螺旋那樣，葉片彼此在軸向上不重合。另外，形成螺旋通路的葉片30A、30B在頂面附近立起，形成螺旋通路入口部32A、32B(特別是參照?qǐng)D3(c))。如圖2(a)所示，螺旋通路入口部32A、32B設(shè)于以主體29的軸為中心的角θ1的范圍，剩余的角θ2的范圍作為導(dǎo)程角一定的葉片30A、30B的主體部形成。角度θ1、θ2按例如公差±10°計(jì)，分別設(shè)定為約30°、150°，葉片30A、30B的主體部分(角度θ2的范圍)的導(dǎo)程角例如設(shè)定為5°～10°。另外，螺旋通路入口部32A、32B的立起部分的最端部(上游側(cè))為大致90°。其次，參照?qǐng)D1、圖3說明螺旋通路形成體19向收容部20的固定方法。在噴嘴11的收容部20和縮徑部21的連接部形成具有與外側(cè)圓筒部31的厚度大致同一尺寸寬度的臺(tái)階部20A。如果將螺旋通路形成體19安裝于收容部20的話，則外側(cè)圓筒部31的外周面與收容部20的內(nèi)周面密接，外側(cè)圓筒部31的下端部與臺(tái)階部20A抵接。另一方面，液體供給部12的前端部12A呈與外側(cè)圓筒部31大致同一直徑、大致同一厚度的圓筒形狀，在將螺旋通路形成體19安裝于收容部20之后，在噴嘴11上安裝液體供給部12時(shí)，前端部12A與外側(cè)圓筒部31的上端部抵接。由此，螺旋通路形成體19的位置在收容部20內(nèi)被固定。此外，在本實(shí)施方式中，此時(shí)，螺旋通路形成體19的圓錐部29B的前端位于氣液混合部22的入口高度位置。其次，參照?qǐng)D1對(duì)使用以上結(jié)構(gòu)的氣液二相回旋流體生成過程和微氣泡生成過程的概略進(jìn)行說明。向液體通路17供給的加壓流體從螺旋通路形成體19的入口部(32A、32B)沿著螺旋狀的葉片(30A、30B)被導(dǎo)入縮徑部21，且向周方向下方噴出。液體沿縮徑部21的圓錐面螺旋狀地被導(dǎo)入氣液混合部22，進(jìn)一步被增速，一邊沿氣液混合部22的圓筒內(nèi)周面進(jìn)行高速回旋一邊向噴嘴前端部的開口流動(dòng)。由此，在氣液混合部22的中心產(chǎn)生負(fù)壓，從氣體導(dǎo)入管24沿圓筒軸向氣液混合部22吸引氣體，形成氣液二相回旋流體。該氣液二相回旋流體從縮徑的氣液混合部22的前端開口部向噴嘴外部噴出/散開，在該過程中將氣液二相流體剪斷，產(chǎn)生氣泡。如上，根據(jù)本實(shí)施方式，由于用于微氣泡發(fā)生裝置的螺旋通路形成體上設(shè)置的螺旋狀的葉片的周緣通過圓筒部增強(qiáng)，因此，對(duì)于壓力高的液體，也能夠?qū)θ~片賦予足夠的強(qiáng)度。另外，在本實(shí)施方式中，設(shè)置多個(gè)螺旋狀的葉片，并且使它們?cè)谳S向上不重合，因此，可以通過鑄造成形而一體成形螺旋通路形成體。但是，當(dāng)這樣在軸向上不重合時(shí)，則如現(xiàn)有例那樣不能采用二重螺旋構(gòu)造，螺旋通路的長度縮短。因此，螺旋流的助起動(dòng)(助走)距離縮短，回旋流的效率降低。雖然考慮通過增大供給的流體壓力對(duì)其補(bǔ)償，但當(dāng)提高壓力且增大螺旋通路的流速時(shí)，在螺旋通路入口部分的壓力損失增大。因此，在本實(shí)施方式中，通過立起螺旋通路的入口部分，防止流動(dòng)方向急劇變化，降低損失的發(fā)生。由此，在本實(shí)施方式中，由于使用鑄造成形，所以不僅能夠縮短螺旋通路的長度，而且還能夠產(chǎn)生強(qiáng)的回旋流。此外，在本實(shí)施方式中，螺旋間距在入口部不連續(xù)地變更，但也可以設(shè)為在整個(gè)螺旋通路或入口部，朝向入口連續(xù)增大間距的結(jié)構(gòu)。例如，螺旋通路形成體由聚苯硫醚(PPS)樹脂形成。此外，圖4表示螺旋通路形成體的變形例。在圖4所示的變形例中，將外側(cè)側(cè)壁31和葉片30A、30B、圓柱部29A連接的角部設(shè)為R(形成圓弧等彎曲的形狀)，抑制在由這些壁面形成的通路內(nèi)流通的流體在角部產(chǎn)生渦流，降低阻力。