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公開番号2025041556
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-26
出願番号2024154380
出願日2024-09-07
発明の名称液体処理ノズル
出願人株式会社リスニ
代理人個人
主分類B01F 23/231 20220101AFI20250318BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】雌ねじ穴を用いてキャビテーション処理を行なう構造の本発明の液体処理ノズルに対して、従来のものである流通路にねじ部材が設けられている液体処理ノズルは、池、沼、湖や養殖槽で使用する場合は、その直交しているねじ部材に藻等のゴミが絡まり、詰まり易く、このゴミを取り除く手入れの頻度が多くなる問題がある。
【解決手段】一端に液体入口5を、他端に液体出口4を有する円形断面の単一の液体流路3の一部区間がキャビテーション処理部として、雌ねじ穴6とを備え、前記キャビテーション処理部には、気体が溶存した液体を前記液体入口から前記液体出口に向けて流通させ、前記キャビテーション処理部の雌ねじ穴6の内周面に形成されたねじ谷に前記液体を増速しつつ接触させることにより、該液体に前記溶存ガスの減圧析出に基づくキャビテーション処理を行なうようにした液体処理ノズル。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
一端に液体入口を、他端に液体出口を有する円形断面の単一の液体流路が形成されるとともに、該液体流路の一部区間がキャビテーション処理部として、ねじピッチ及びねじ谷深さが０．２０ｍｍ以上で、公称ねじ径Ｍが０．１ｍｍ以上の雌ねじ穴とを備え、前記キャビテーション処理部には、気体が溶存した液体を前記液体入口から前記液体出口に向けて流通させ、前記キャビテーション処理部の雌ねじ穴の内周面に形成されたねじ谷に前記液体を増速しつつ接触させることにより、該液体に前記溶存ガスの減圧析出に基づくキャビテーション処理を行なうようにしたことを特徴とする液体処理ノズル。
続きを表示（約 220 文字）【請求項２】
丸、四角、六角等、各種形状の棒からなる液体処理ノズルのノズル部本体に１個以上、複数個の雌ねじ穴を穿設したキャビテーション処理部を有することを特徴とする液体処理ノズル。
【請求項３】
液体処理ノズルの材質は、ＡＢＳ、ナイロン、ポリカーボネート、ポリアセタール、ＰＴＦＥ等の合成樹脂や、ステンレス鋼や真鍮等の金属やアルミナ等のセラミックスで製作したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液体処理ノズル。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明は、液体をキャビテーション処理するための液体処理ノズルに関するものである。
続きを表示（約 3,300 文字）【背景技術】
【０００２】
従来技術としては、水の流路にベンチュリやオリフィスにより絞り部を設け、水が高流速化して通過する際の減圧効果により溶存空気を微細気泡として析出させるノズルが種々提案されている（特許文献１～３参照）。特許文献１、２に開示された方式は、流路の途中にねじ部材を配置し、そのねじ谷、あるいは対向するねじ部材間に形成されたギャップにて水流のさらなる高速化を図るものであり、キャビテーション効率を向上させてより高密度にナノバブルを発生できる旨が記載されている。ここで、キャビテーション効率を高めるには、キャビテーションポイントとなるねじ谷の流路断面内における配置密度（谷点密度）を増加させることが重要である。
また、これを解決した従来技術として、特許文献３に開示された一端に液体入口を、他端に液体出口を有する円形断面の単一の液体流路が形成されるとともに、該液体流路の一部区間がキャビテーション処理部として定められたノズル本体と、前記キャビテーション処理部にて前記ノズル本体に脚部先端側が流路内側に突出するように組付けられ、ねじ山ピッチ及びねじ谷深さが０．２０ｍｍ以上０．４０ｍｍ以下、公称ねじ径Ｍが１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の複数のねじ部材とを備え、前記キャビテーション処理部には、前記液体流路の中心軸線と直交する仮想的なねじ配置面が該中心軸線に沿って複数設定されるとともに、前記ねじ部材が各前記ねじ配置面に対し２つ以上分配される形で前記脚部の長手方向が該ねじ配置面に沿うように配置された構造を有し、気体が溶存した液体を前記液体入口から前記液体出口に向けて流通させ、前記キャビテーション処理部にて前記ねじ部材の脚部外周面に形成されたねじ谷に前記液体を増速しつつ接触させることにより、該液体に前記溶存ガスの減圧析出に基づくキャビテーション処理を行なうようにした液体処理ノズルにおいて、前記キャビテーション処理部が、総数にて８以上の前記ねじ部材が各前記ねじ配置面に対し２つ以上分配される形で配置されるとともに、前記液体流路の液体流通領域の面積が各前記ねじ配置面において３．８ｍｍ
２
以上確保され、前記液体流路の全断面積に占める液体流通領域の割合として定められる面内流通面積率が４０％以上に確保され、前記中心軸線と直交する平面への投影にて前記液体流路の断面中心から該液体流路の半径の７０％以内の領域に位置する谷点の全ねじ配置面間で合計した総数を、前記液体流路の断面積で除した７０％谷点面積密度と定義したとき、前記７０％谷点面積密度の値が１．６個／ｍｍ
２
以上に確保され、さらに、前記中心軸線方向に互いに隣接する前記ねじ配置面の間隔が前記公称ねじ径以上に確保されてなる液体処理ノズルが存在している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
ＷＯ２０１６－１７８４３６号公報（特許請求の範囲の欄、発明の詳細な説明の欄、及び図面を参照）
ＷＯ２０１６－１９５１１６号公報（特許請求の範囲の欄、発明の詳細な説明の欄、及び図面を参照）
特開２０２０－１８９２８６号公報（特許請求の範囲の欄、発明の詳細な説明の欄、及び図面を参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献２が開示する構成では、７０％谷点密度については、流路断面の半径７０％以内の領域に空隙として形成される流通領域の断面積（７０％断面積）により７０％谷点数を除した値として算出され、表４の番号１０６のノズル試験品における１．８（個／ｍｍ
２
）が最大値である。本明細書においては、後述のごとく、ねじ部に占有される領域も含めた流路全断面積にて７０％谷点数を除した値を７０％谷点面積密度の定義として採用するが、特許文献２における上記番号１０６のノズル試験品の７０％谷点密度を該定義の７０％谷点面積密度に換算すれば１．１（個／ｍｍ
２
）程度の値となる。
【０００５】
特許文献２が開示するねじ部材配置においては、７０％谷点面積密度の値は上記の１．１（個／ｍｍ
２
）がほぼ限界値とみなされている。その理由は、該文献の第４頁５０行以降に記載されているごとく、ねじ部材の先端部が３つ以上の方向から断面中心に向けて集合する関係上、流路断面の中心付近には谷点の配置が幾何学的に不能となる領域が存在するためである。また、特許文献２に開示されている液体流路は内径Ｄが７ｍｍ以下のものであり、得られる流量は液圧０．１ＭＰａにおいて２５Ｌ／分程度までである（文献第４頁５８行～６４行参照）。そして、そのような大流量のノズルの具体例については、脚部長を流路内径に合わせて増加させる点が示唆されている。この場合、流路の流通断面積は流路内径の２乗に比例して増加するのに対し、谷点数はねじの脚部長ひいては流路内径の１乗に比例して増加するのみであるから、この方式では流路内径の拡大に伴い谷点密度は急速に減少するので、十分なキャビテーション効率を達成できなくなることにつながる。
【０００６】
この場合、同一面上に配置するねじ部材の数を増やすことで谷点密度を確保することが考えられるが、ねじ部材の占有面積率の増加により、流路断面内径に見合った流量が得られなくなるジレンマがある。また、内径Ｄが比較的小さいノズルの場合、ねじ部材の占有面積率が増加すると圧損が急速に増し、通常の水道水圧（０．０３～０．２ＭＰａ程度）での液体流通を行なうとした場合、流速低下によりキャビテーション効率が大きく損なわれる問題もある。
【０００７】
本発明は、雌ねじ穴を用いてキャビテーション処理を行なう構造の液体処理ノズルにおいて、通常水道水圧程度にて十分な液体流速を確保しつつ、断面内径に見合った流量を確保できる液体処理ノズルを提供することにある。
さらに、流通路に直交するようにねじ部材が設けられているため、池、沼、湖や養殖槽、農業用、園芸用として使用する場合は、その直交しているねじ部材に藻等のゴミが絡まり、詰まり易く、このゴミを取り除く手入れの頻度が多くなる問題がある。
【０００８】
これを本発明は、流通路の内部に直接内径０．１ミリ～数十センチの雌ねじ穴を設けることで、流れる水にナノバブルが発生することを突き止め、効率良く水を流すことができ、ゴミの詰まりを少なくすることができ、手入れの頻度を極めて少なくて済むように発明したもので、新潟の工業試験場にある測定器にてナノバブル数の測定をし、従来の液体処理ノズルと比較しても同等以上のナノバブル数を確認することができた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成することができる本発明の第１発明は、請求項１に記載された通りの液体処理ノズルであり、次のようなものである。
一端に液体入口を、他端に液体出口を有する円形断面の単一の液体流路が形成されるとともに、該液体流路の一部区間、または全部がキャビテーション処理部として、ねじピッチ及びねじ谷深さは種々選択でき、公称ねじ径Ｍが０．１ｍｍ以上の雌ねじ穴とを備え、前記キャビテーション処理部には、液体を前記液体入口から前記液体出口に向けて流通させ、前記キャビテーション処理部の雌ねじ穴の内周面に形成されたねじ谷に前記液体を増速しつつ接触させることにより、該液体に前記溶存ガスの減圧析出に基づくキャビテーション処理を行なう構成である。
【００１０】
上記の目的を達成することができる本発明の第２発明は、請求項２に記載された通りの液体処理ノズルであり、次のようなものである。
丸、四角、六角等、各種形状の棒からなる液体処理ノズルのノズル部本体に１個以上、複数個の雌ねじ穴を穿設したキャビテーション処理部を有する構成である。
（【００１１】以降は省略されています）

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