[0001] 本发明涉及一种气泡发生设备，更进一步地，尤其是涉及一种气泡喷头以及气泡产生方法。

[0002] 在社会经济高速发展的同时，也带来了日益严重的环境危机，尤其是水资源的污染问题日益严峻。为了缓解水污染问题，首先，需要对污染源加强管控而防止更多的水资源被污染，其次，需要对已污染的污染水进行治理而得到更多的清洁水源。可以理解的是，利用技术手段，尤其是利用物理技术手段，是治理已污染的污染水而得到更多清洁水源的唯一选择。现在采用气泡技术对已污染的污染水进行治理，具体地，一个气泡发生设备被安装在河道内，气泡发生设备产生的气泡自下而上地从河道的底部向上浮出水面，在气泡上浮的过程中，一方面，气泡可以将污染水中的污染物自下而上地带出水面而有利于后续分解，另一方面，气泡的上浮可以使死水(非流动的水或者流动缓慢的水)变成活水(流动的水)而加速污染水中的污染物的分解。尽管现有的气泡发生设备能够解决一部分水污染的问题，但是现有的气泡发生设备的能耗高、气泡产生量小且气泡尺寸过大，以至于导致气泡发生设备的效率低下、可用性较差。

[0036] 图1至图6示出了根据本发明的发明精神提供的一种气泡喷头，该气泡喷头用于在液体中产生微小气泡，例如该气泡喷头能够在被污染的液体中产生尺寸为纳米级的微小气泡，并且在微小气泡于液体中自下而上地上浮过程中，一方面微小气泡能够将液体中的污染物自下而上地带出液面，另一方面微小气泡能够加速液体的活动，这样有利于液体中的污染物快速分解。

[0037] 该气泡喷头包括一个喷头主体1，该喷头主体1具有一个第一通道11、一个第二通道12以及一个气泡发生空间13，该第一通道11和该第二通道12分别在该气泡发生空间13的下部的部位位置连通于该气泡发生空间13。该气泡喷头的该喷头主体1可以被浸入到液体中，其中该喷头主体1的该第一通道11允许气液混合物(混合有气泡的液体)自该气泡发生空间13的下部进入该气泡发生空间13，该喷头主体1的该第二通道12允许液体自该气泡发生空间13的下部进入该气泡发生空间13，并且自该喷头主体1的该第二通道12进入该气泡发生空间13的液体用于将自该第一通道11进入该气泡发生空间13的气液混合物冲击至该喷头主体1的用于形成该气泡发生空间13的上壁14而使气液混合物中的气泡被粉碎以形成微小气泡，例如尺寸为纳米级的微小气泡，这样微小气泡因为浮力而能够自动地在液体中自下而上地上浮。

[0038] 在本发明中，通过允许气液混合物自该喷头主体1的该第一通道11进入该气泡发生空间13和允许液体自该喷头主体1的该第二通道12进入该气泡发生空间13的方式，能够通过调节自该喷头主体1的该第二通道12进入该气泡发生空间13的液体流量和/或流速的方式控制在该喷头主体1的该气泡发生空间13产生的微小气泡的量和/或尺寸，以满足在不同使用场景的使用需求。

[0039] 优选地，该喷头主体1的该第一通道11的延伸方向和该第二通道12的延伸方向具有夹角，并且该喷头主体1的该第二通道12对应于该喷头主体1的用于形成该气泡发生空间13的该上壁14，这样自该喷头主体1的该第二通道12进入该气泡发生空间13的液体能够将自该第一通道11进入该气泡发生空间13的气液混合物冲击至该上壁14而使气液混合物中的气泡被粉碎以形成微小气泡。例如，该喷头主体1的该第二通道12的延伸方向大致垂直于该喷头主体1的用于形成该气泡发生空间13的该上壁，这样该喷头主体1的该第二通道12对应于该喷头主体1的用于形成该气泡发生空间13的该上壁14。

[0040] 该喷头主体1的用于形成该气泡发生空间13的该上壁14倾斜地延伸，这样当于该喷头主体1的该气泡发生空间13形成微小气泡后，微小气泡能够沿着该上壁14的延伸方向顺畅地排出至该喷头主体1的外部。该喷头主体1的用于形成该气泡发生空间13的该上壁14的倾斜角度不受限制，例如在该气泡喷头的一个实施例中，该喷头主体1的用于形成该气泡发生空间13的该上壁14的倾斜角度范围是0°-70°，优选是10°-45°。

[0041] 优选地，该喷头主体1的用于形成该气泡发生空间13的该上壁14具有凹槽结构，这样不仅能够有效地增加该上壁14的整体面积，而且在自该喷头主体1的该第二通道12进入该气泡发生空间13的液体能够将自该第一通道11进入该气泡发生空间13的气液混合物冲击至该上壁14后，该上壁14能够以切割气泡的方式粉碎气液混合物中的气泡，从而有利于微小气泡的形成。例如在图1至图6示出的这个示例中，该喷头主体1的用于形成该气泡发生空间13的该上壁14具有多个相互间隔的该凹槽141。优选地，该喷头主体1的该上壁14的这些该凹槽141的延伸方向和该第一通道11的延伸方向相互垂直，这样的布置能够进一步优化该喷头主体1的该气泡发生空间13的用于形成微小气泡的环境。在另外的示例中，该喷头主体1的该上壁14的这些该凹槽141可以以阵列的方式排列。

[0042] 如图1至图6所示，该气泡喷头进一步包括一个气液混合装置2，该气液混合装置2具有一个混合出口201，该气液混合装置2的该混合出口201连通于该喷头主体1的该第一通道11，这样该气液混合装置2产生的气液混合物能够自该喷头主体1的该第一通道11进入该气泡发生空间13。优选地，该气液混合装置2安装固定于该喷头主体1，从而从该气液混合装置2的该混合出口201排出的气液混合物能够经该喷头主体1的该第一通道11直接地进入该气泡发生空间13，可选地，该气液混合装置2的该混合出口201可以通过一个连接管(例如软管)连通于该喷头主体1的该第一通道11。

[0043] 进一步地，该气液混合装置2具有一个进液口202、至少一个进气口203以及一个混合腔204，该混合出口201和该进液口202分别在该混合腔204的相对两端连通于该混合腔204，该进气口203在该混合腔204的侧部连通于该混合腔204，并且该混合腔204的直径尺寸大于该进液口202的直径尺寸。当液体自该气液混合装置2的该进液口202以一定速度流经该混合腔204时能够在该混合腔204形成负压环境，这样基于大气压强原理，外部气体能够从该进气口203自动地进入该混合腔204以在该混合腔204内被混合至流经该混合腔204的液体，从而形成气液混合物并经该混合出口201排出。

[0044] 换言之，在本发明中，通过使该气液混合装置2的该混合腔204的直径尺寸大于该进液口202的直径尺寸的方式能够在该液体自该进液口202以一定速度流经该混合腔204时在该混合腔204形成负压环境，这样使外部气体能够在无源(例如不需要被泵入)的前提下自动地进入该混合腔204，从而有利于降低该气泡喷头的制造成本和使用成本。

[0045] 另外，在本发明中，通过使该气液混合装置2的该混合腔204的直径尺寸大于该进液口202的直径尺寸的方式能够在该液体自该进液口202以一定速度流经该混合腔204时在该混合腔204形成负压环境，这样外部气体能够被预存储在该混合腔204中，从而有利于更多气体被混合至流经该混合腔204的液体中而形成带有更多气泡的气液混合物，进而有利于后续形成更大数量的微小气泡。

[0046] 进一步地，该气液混合装置2具有一个进液通道21，该进液通道21具有一个通道外段211以及一个对应于该通道外段211的通道内段212，该通道内段212形成该进液口202，其中该进液口202的直径尺寸小于该通道外段211的直径尺寸，这样当液体从该进液通道21的该通道外段211流向该通道内段212并经该进液口202进入该混合腔204时，液体的流速能够被增加而有利于在该混合腔204形成负压环境。优选地，该进液通道21的该通道内段212的内壁是一个倾斜内壁，以有利于液体从该通道外段211流向该通道内段212并经该进液口202进入该混合腔204。

[0047] 如图6所示，其中一个第一泵装置3被设置连通于该气液混合装置2的该进液通道21，以允许该第一泵装置3用于将液体从该气液混合装置2的该进液口202泵入该混合腔204而在后续形成企业混合物，其中一个第二泵装置4被设置连通于该喷头主体1的该第二通道
12，以允许该第二泵装置4用于将液体从该喷头主体1的该第二通道12泵入该气泡发生空间
13。也就是说，在本发明中，分别通过该第一泵装置3和该第二泵装置4泵入液体至该气泡喷头，这样能够降低对该第一泵装置3和该第二泵装置4的功率要求，并且在使用过程中，通过单独地调节该第二泵装置4的工作状态的方式能够调节自该喷头主体1的该第二通道12进入该气泡发生空间13的液体流量和/或流速，从而控制在该喷头主体1的该气泡发生空间13产生的微小气泡的量和/或尺寸，以满足在不同使用场景的使用需求。值得一提的是，该第一泵装置3和该第二泵装置4的类型不受限制，其只要能够分别泵入液体至该气液混合装置
2和该喷头主体1即可。

[0048] 图6示意了该气泡喷头的使用状态，其中该气泡喷头被整体进入到液体中。该第一泵装置3用于将液体从该气液混合装置2的该进液口202泵入该混合腔204以允许液体流经该混合腔204，因为该进液口202的直径尺寸小于该进液通道21的该通道外段211的直径，这样当液体从该进液通道21的该通道外段211流向该通道内段212并经该进液口202进入该混合腔204时，液体的流速能够被增加而有利于在该混合腔204形成负压环境，基于大气压强原理，外部气体能够从该进气口203自动地进入该混合腔204以在该混合腔204内被混合至流经该混合腔204的液体，从而形成气液混合物并经该混合出口201排出，随后气液混合物自该喷头主体1的该第一通道11进入该气泡发生空间13。与此同时，该第二泵装置4用于将液体从该喷头主体1的该第二通道12泵入该喷头主体1的该气泡发生空间13，自该喷头主体1的该第二通道12进入该气泡发生空间13的液体能够将自该第一通道11进入该气泡发生空间13的气液混合物冲击至该上壁14而使气液混合物中的气泡被粉碎以形成微小气泡。

[0049] 另外，本发明还提供一种气泡产生方法，其包括步骤：

[0050] (A)允许气液混合物自该喷头主体1的该第一通道11进入该喷头主体1的该气泡发生空间13；

[0051] (B)允许液体自该喷头主体1的该第二通道12进入该喷头主体1的该气泡发生空间13；和

[0052] (C)允许自该喷头主体1的该第二通道12进入该气泡发生空间13的液体冲击自该第一通道11进入该气泡发生空间13的气液混合物至该喷头主体1的用于形成该气泡发生空间13的该上壁14而形成微小气泡。

[0053] 优选地，在该步骤(A)之前，该气泡产生方法还包括步骤：

[0054] (D)在液体经该气液混合装置2的该进液口202流经该混合腔204时，于该混合腔204形成负压环境；和

[0055] (E)在气体基于大气压强原理自该气液混合装置2的该进气口203进入该混合腔204后与流经该混合腔204的液体混合而形成气液混合物。

[0056] 本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离该原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。