CN109562337A - 微细气泡生成装置、微细气泡生成方法、抽吸装置以及抽吸系统 - Google Patents

微细气泡生成装置、微细气泡生成方法、抽吸装置以及抽吸系统 Download PDF

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Abstract

本发明的课题在于能够增大介质液中所含有的微细气泡。本发明的抽吸装置的特征在于，具有：圆筒部，当将圆筒的2个底面设为第1面以及第2面时，该圆筒部使得从多个路径供给的介质液从第1面朝向第2面行进；多个导入部，它们以使得所述介质液在所述圆筒部的内部回旋的方式，从所述第1面或该第1面附近将所述介质液导入至所述圆筒部；以及排出口，其设置于所述第2面的中心或中心附近。

Description

微细气泡生成装置、微细气泡生成方法、抽吸装置以及抽吸 系统
技术领域
本发明能够适当地应用于例如生成含有微细气泡的微细气泡水的微细气泡生成装置、制造含有微细气泡的电解水即气泡电解水的微细气泡生成装置、以及微细气泡生成装置所使用的抽吸装置以及抽吸系统。
背景技术
当前，作为微细气泡生成装置，通过使混合有气体的液体高速回旋而使得液体含有气泡的技术广为人知(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特许第4563496号
发明内容
对于上述结构的微细气泡生成装置，存在想要增大微细气泡的要求。
本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，提供能够使得介质液中所含有的微细气泡增大的微细气泡生成装置以及微细气泡生成方法、微细气泡生成装置所使用的抽吸装置以及抽吸系统。
为了解决上述课题，本发明的微细气泡生成装置的特征在于，具有：
气液送出部，其将混合气体以及介质液送出；
第1配管，其将所述送出的混合液排出；
泵，其一边施加压力一边将所述混合液排出；
第2配管，其从所述泵将所述混合液排出；以及
微细气泡生成部，其在所述压力下通过物理性的碰撞作用而使得从所述第2配管供给的所述混合液中生成微细气泡。
另外，本发明的微细气泡生成方法的特征在于，具有：
气液送出步骤，将混合气体以及介质液送出；
供给步骤，对泵供给所述送出的混合液；
微细气泡生成步骤，通过物理性的碰撞作用而使得从所述泵排出的所述混合液中生成微细气泡；以及
压力释放步骤，将施加于所述混合液的压力释放。
并且，本发明的抽吸装置的特征在于，具有：
圆筒部，当将圆筒的2个底面设为第1面以及第2面时，该圆筒部使得从多个路径供给的介质液从第1面朝向第2面行进；
多个导入部，它们以使得所述介质液在所述圆筒部的内部回旋的方式，从所述第1面或该第1面附近将所述介质液导入至所述圆筒部；以及
排出口，其设置于所述第2面的中心或中心附近。
另外，本发明的抽吸系统的特征在于，具有：
多个第1处理装置，它们对介质液实施加工处理；
第2处理装置，其对介质液实施加工处理；
圆筒部，当将圆筒的2个底面设为第1面以及第2面时，该圆筒部使得从多个路径供给的介质液从第1面朝向第2面行进；
多个导入部，它们以使得所述介质液在所述圆筒部的内部回旋的方式，从所述第1面或该第1面附近将所述介质液导入至所述圆筒部；以及
抽吸装置，其具有在所述第2面的中心或中心附近设置的排出口，且设置于所述第1处理装置以及所述第2处理装置之间。
另外，本发明的微细气泡生成装置的特征在于，具有：
电解部，其对原水进行电解而生成电解水和分解气体；
气液送出部，其对所述电解水和所述分解气体进行混合并将混合液送出；
第1配管，其将所述混合液以密闭状态从所述电解部向所述气液送出部进行供给；
微细气泡生成部，其通过物理性的碰撞作用而使得从所述气液送出部供给的所述混合液中生成微细气泡；
第2配管，其将所述混合液以密闭状态从所述气液送出部向所述微细气泡生成部供给；以及
泵，其设置于所述第2配管上，并将所述混合液向微细气泡生成装置压送。
发明的效果
本发明能够实现能增大介质液中所含有的微细气泡的微细气泡生成装置、微细气泡增多装置以及微细气泡增多方法。
另外，本发明能够实现能使从多个路径供给的介质液实现均匀化的抽吸装置以及抽吸系统。
附图说明
图1是表示微细气泡生成装置的结构的示意图。
图2是表示气泡电解水生成装置的结构的示意图。
图3是表示电解部的结构(1)的示意图。
图4是表示气液送出部的结构的示意图。
图5是用于说明供给路径的示意图。
图6是用于说明气泡电解水生成处理的流程图。
图7是表示电解部的结构(2)的示意图。
图8是表示电解部的结构(3)的示意图。
图9是用于说明电解水生成处理的流程的示意图。
图10是用于说明替换处理的流程的示意图。
图11是用于说明清洗处理的流程的示意图。
图12是表示抽吸装置的概念图的示意图。
图13是对气液送出部的构造进行说明的透视示意图。
具体实施方式
下面，参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。
＜概况＞
在图1中，附图标记1表示本发明的微细气泡生成装置的整体。微细气泡生成装置在规定的压力下利用气液送出部5对从介质液供给部3以及气体供给部4经由配管3A以及4A而供给的介质液以及供给气体进行高速搅拌而生成混合液，并经由配管5A将该混合液向泵6供给。泵6经由配管6A而将混合液向纳米气泡生成部7供给。纳米气泡生成部7将含有所生成的纳米气泡的微细气泡水经由配管7A而向微细气泡水提供部8供给。微细气泡水提供部8将微细气泡水的压力释放，并且经由所连接的供给管、装置、贮水槽等而向用户提供微细气泡水。
此外，在本申请说明书中，纳米气泡是指纳米数量级(10nm～900nm)左右的气泡。气泡的粒径越小，气泡的表面积越增大，并且溶解气体量也越增大。
作为介质液，并未特别限定，可根据用途而适当选择。例如可以使用水、水溶液、有机溶液等各种液体，优选为水或水溶液。作为水，可以使用自来水、电解水、纯水、精制水等各种水。另外，可以使用通过在前段设置各种过滤器而将杂质等不需要的成分除去后的水。
对于作为纳米气泡而含有的气体(混合气体)，并未特别限制，可根据用途而适当选择。优选例如空气、氢、氧、二氧化碳等。
在本申请发明的微细气泡生成装置1中，在从气液送出部5起直至利用微细气泡水提供部8将压力释放为止的期间，处于利用密闭系统而施加有规定的压力的状态。即，在本申请发明中，不仅仅向纳米气泡生成部7供给混合气体以及介质液，还在压力下利用气液送出部5预先对混合气体以及介质液进行高速搅拌而配制混合液，将该混合液供给至泵6并使其从泵6的前后方的配管5A以及6A通过，在花费时间而对混合气体以及介质液进行调配的前处理之后向纳米气泡生成部7供给该混合液。
由此，能够灵活利用朝向泵6的传送路径而将混合气体以及介质液的接触时间确保得较长，从而能够在纳米气泡生成部7使纳米气泡增大，并且能够使混合液更多地溶解于介质液，在利用微细气泡水提供部8将压力释放时，能够与压力的释放相伴地产生更多的纳米气泡。
换言之，在微细气泡生成装置1中，通过在泵6的前段设置气液送出部5而利用泵6的前后方的配管5A以及6A对混合气体以及介质液进行调配，然后将混合液供给至纳米气泡生成部7并生成纳米气泡，此后利用微细气泡水提供部8而将压力释放。
此时，由于从气液送出部5至微细气泡水提供部8成为密闭系统，因此，在从供给混合气体以及介质液起直至将压力释放为止的期间，处于施加有规定的压力的状态，能够长时间地促进混合液中的混合气体的溶解。其结果，能够实现压力的释放，并且能够在微细气泡水中生成更多的纳米气泡。
这样，在微细气泡生成装置1中，采用如下新式的微细气泡生成方法：同时使用所谓的高速回旋方式和压力释放方式，即，一边在规定的压力下使混合气体溶解，一边通过高速回旋而生成纳米气泡，并将压力释放而进一步生成纳米气泡。
＜第1实施方式＞
下面，利用图2～图6对实施方式进行说明。在图2中，附图标记10表示气泡电解水生成装置的整体。在气泡电解水生成装置10中，将通过电解而生成的电解水作为介质液，由此生成含有纳米气泡的电解水即气泡电解水。
此外，虽未图示，但气泡电解水生成装置10的由未图示的MPU(Micro ProcessingUnit)、ROM(Read Only Memory)以及RAM(Random Access Memory)构成的控制部20(未图示)对气泡电解水生成装置10的整体进行统一控制。
在气泡电解水生成装置10中，将由电解部13生成的生成气体以及电解水保持原样地向气液送出部15、泵16、纳米气泡生成部17送出，由此生成作为纳米气泡而含有生成气体的气泡电解水。此时，将整个系统(电解部13～纳米气泡生成部17)设为密闭系统，在规定的压力下使生成气体以及电解水保持原样地混合而不使它们分离，由此能够高效地溶解生成气体的成分并使其实现纳米气泡化。
原水供给部11通过控制部20对开闭机构的开闭控制而仅在生成气泡电解水时将原水供给至电解部13。原水供给部11在施加有压力的状态下对电解部13供给原水。另外，在所连接的自来水等的水压过高的情况下，可以构成减压阀等减压机构。
作为原水，可以使用自来水、电解水、纯水、精制水等各种水。另外，可以使用通过在前段设置各种过滤器而将杂质等不需要的成分除去后的水。
电解质供给部12通过控制部20的控制而将电解质水溶液供给至电解部13。作为电解质，并未特别限制，可以适当地使用溶解于水而表现出作为电解质的特性的已知的化合物。为了方便说明，对作为电解质而使用氯化钠的情况进行说明，但并不限定于此。
电解部13只要是能够对原水进行电解而生成电解水的结构即可，并未特别限制。可以根据电解质的种类而适当地选择使用单槽型、双槽型、3槽型的结构。
例如，在电解部13为3槽型的电解槽的情况下，如图3(A)的截面图所示，可以使用如下结构：在透水性的阳极43以及阴极44之间的中间槽45填充有盐水，在各槽之间设置有隔膜46以及47。此外，构成为盐水从电解质供给口55供给、且从电解质排出口56排出的循环方式(未图示)。
如图3(B)所示，在3槽型的电解槽中，在电解槽的底面附近设置有对负极室52供给原水的第2原水供给口42，同样在电解槽的底面附近设置有对正极室51供给原水的第1原水供给口41。另外，在电解槽的顶面设置有将碱性电解水排出的碱性电解水排出口49，同样在电解槽的顶面设置有将酸性电解水排出的酸性电解水排出口48。
因此，原水从下方朝向上方行进，并作为碱性电解水以及酸性电解水而从上部的排出口48以及49(碱性电解水排出口49以及酸性电解水排出口48)排出。此时，通过电解生成的生成气体因浮力而向上部移动，并高效地从排出口48以及49排出。
因此，从电解部13排出的电解水(碱性电解水以及酸性电解水)变为含有生成气体的状态。电解部13经由配管13A而将所生成的生成气体以及电解水向气液送出部15供给。此外，在所生成的电解水中，仅对所需的电解水执行此后的处理。在仅使用一方的电解水的情况下，利用1个系统的处理部来执行处理，在使用双方的电解水的情况下，利用2个系统的处理部来执行处理。以下，为了方便说明，不对电解水进行特殊限定，对利用1个系统的处理部进行处理的情况进行说明。
气液送出部15通过高速搅拌而对生成气体以及电解水进行混合并使它们高速回旋，由此使生成气体和电解水在一定时间内接触，并且将生成气体和电解水以大致均等的比例而未产生不均地输送至泵16。此外，在利用该气液送出部15进行的混合中，纳米气泡的生成量几乎不存在或非常少(与纳米气泡生成部17相比而个数比小于10％)。
图4以及图5中示出了气液送出部15的结构的一个例子。如图4所示，气液送出部15具有由圆筒状的圆筒部件70的上侧的呈矩形形状的板状部件71以及72、和下侧的呈矩形形状的板状部件73夹着的形状。
板状部件71～73构成圆筒部件70的底面，并且具有对圆筒部件70供给电解水以及混合气体的供给路径。如图5所示，电解水(含有生成气体)经由在板状部件71形成的供给路径71a～71d而供给至圆筒部件70。另外，在板状部件72形成有供给路径72a以及72b，由纳米气泡生成部17生成的气泡电解水的一部分在溢流的情况下经由配管17B而供给至圆筒部件70。
供给路径71a～71d以及72～72b设置为相对于圆筒部件70而与切线方向大致平行(±30°)，并形成为使得流入的电解水(电解水以及气泡电解水)沿圆筒部件70的内表面而环流。
另外，在板状部件73的中心部分设置有排出口73a，该排出口73a是用于将电解水以及混合气体(生成气体)混合后的混合水排出的孔，经由配管15A而将混合水排出。在该配管15A的内部，产生低速回旋流，可以认为直至泵16为止的区间而对电解水以及混合气体进行了搅拌，从而能够抑制形成较大的气体积存部。
其结果，根据从上侧供给且从下侧排出的上下方向的力、以及沿圆筒部件70而供给的电解水以及排出口73a的位置关系，一边对电解水以及混合气体进行高速搅拌一边使它们在圆筒部件70内部回旋，在混合气体变为较小的气泡并充分混合的状态下经由配管15A而供给至泵16。
在该气液送出部15中，例如因基于高速回旋的离心分离效应而产生较大的压力，在较大的压力下，不仅使生成气体以及电解水在气相以及液相的界面处接触而促进特别是氯气等相对于水的溶解性较高的气体的溶解，还发挥使得因泵16而产生的压力的影响不被传递至电解部13的作用。换言之，气液送出部15能够通过高速回旋而将电解部13-气液送出部15—泵16之间的压力的传递分别切断。
此外，气液送出部15的前段(配管14A以及15A)的压力控制为处于例如﹣15kpa～+15kpa的压力范围，更优选处于﹣10kpa～+10kpa的压力范围。由此，使得前段的电解部13承载有压力的情况得到抑制，能够预先防止隔膜46以及47的损伤等。该控制通过对设置于配管17B的电磁阀的调整而进行。在调整的结果未收敛于上述压力范围的情况下，为了对装置加以保护而使其紧急停止。
在作为气体而混合有空气的情况下，使用空气泵、压缩空气等作为气体供给部14。该气体供给部14用于弥补生成气体中不足的气体量，并非必不可少的部件。作为混合气体还可以仅使用生成气体。此外，在本实施方式中，由于不使生成气体所含有的氯气变得稀薄而是使其以高比例溶解于电解水，因此，不在气液送出部15而是在泵16对混合气体进行混合，但也可以向气液送出部15供给混合气体。在该情况下，通过从板状部件71以及72的上表面、中央附近对混合气体进行混合，能够在涡流的中心对混合气体进行混合，因此构成优选方式。
作为泵16(图2)，并未特别限定，可以使用公知的各种泵。例如，如果使用借助叶片而旋转的鼓泡泵(例如SUS制的通用涡流涡轮泵20NPD07Z(“株式会社ニクニ”制))，则优选在纳米气泡生成部17的前段进行气液混合。泵16对经由配管15A而供给的混合水施加压力，例如以20L/min的定量经由配管16A而将该混合水向纳米气泡生成部17供给。此时，因气液送出部15的效应而使得混合水中几乎不存在较大的气体积存部，难以因嵌气(ガス噛み)等而在泵16产生不良情况，能够以稳定的流量将混合水向纳米气泡生成部17供给。
纳米气泡生成部17由通过高速回旋而使得介质液(混合水)含有由气体形成的纳米气泡(微细气泡)的高速回旋方式的纳米气泡生成器构成，并不限定于该结构。虽未图示，但纳米气泡生成部17例如具有一边使其内容物在多个圆筒部件内回旋、一边通过碰撞而改变其内容物的角度的结构。
纳米气泡生成部17在使气体和介质液回旋而产生速度的状态下，基于比重差而形成气液界面，因在界面产生的气液的摩擦而生成纳米气泡。并且，纳米气泡生成部17使介质液与壁面碰撞而改变其行进方向，由此扰乱介质液的流动而激烈地对气体和介质液进行搅拌混合。其结果，由于气体和介质液的物理性的碰撞作用而使得气泡变细，从而形成更多的纳米气泡。
纳米气泡生成部17一边使介质液高速回旋一边使该介质液的行进方向急剧变化。由此，纳米气泡生成部17能够针对介质液而施加更大的加速度，能够利用气体和介质液的物理性的碰撞作用而使气泡分散并变得微细。优选地，纳米气泡生成部17使高速回旋的介质液与壁面碰撞，由此使得该介质液的回旋方向以80°以上的较大的角度而变化。
纳米气泡生成部17在规定的压力下将因高速回旋而生成了纳米气泡的气泡电解水供给至气泡电解水提供部18。气泡电解水提供部18具有开闭机构，通过控制部20的控制而对开闭机构进行开闭。
根据亨利定律，如果施加于液体的压力较大，则气体的溶解度提高。因此，可知：在存在气体的情况下对液体施加压力而使得压力急剧下降，由此使得溶解的气体在液体中变为微细气泡。
在气泡电解水提供部18以水龙头的方式将气泡电解水供给至用户的情况下，在从水龙头排出的瞬间将压力释放。另外，在连接有设置于后段的清洗装置等的情况下，将配管(未图示)与气泡电解水提供部18连接，为了在后段的清洗装置内部、贮存箱内部将压力一下子释放至大气压，将压力释放部(未图示)设置于气泡电解水生成装置10的外部。此时，溶解于气泡电解水中的气体的一部分变为纳米气泡，能够增大气泡电解水中的纳米气泡。
这样，在气泡电解水生成装置10中，与纳米气泡生成部17相比而将气液送出部15设置于前段，利用泵16的传送路径而将混合气体和电解水的接触时间设定得较长。由此，相对于电解水而对混合气体进行调配，形成为气泡容易变小的状态而能够增大通过纳米气泡生成部17实现的纳米气泡的生成率，并且能够提高混合气体相对于电解水的溶解度，能够增大在压力释放时生成的纳米气泡。
另外，在作为生成气体的一部分而生成氯气的(即，电解质中含有氯的)情况下，根据气体的溶解特性，相对于水的溶解性较高的氯优先溶解于电解水。气体和液体的接触时间越长，则该现象表现得越明显。因此，在供给至纳米气泡生成部17的混合水中，混合气体以及氧气(包含臭氧气体)作为气体而残留，但是大部分氯气变为溶解于混合水中的状态。
如果在该状态下将混合水供给至纳米气泡生成部17，则在通过高速回旋方式生成的纳米气泡中几乎不含有氯气。当然，可以考虑在释放压力时使得氯的一部分实现纳米气泡化，但由于溶解度较高，因此优先使其他气体实现纳米气泡化，因此，大量氯能够以溶解于气泡电解水中的状态而存在。
在将气泡电解水用作杀菌、除菌剂等的情况下，溶解状态下的氯的浓度非常重要。在气泡电解水生成装置10中，在作为生成气体的一部分而生成氯气的情况下，由于能够使通过电解生成的氯成分的大部分以溶解于气泡电解水中的状态而存在，因此，能够有效提高氯浓度，能够提高杀菌、除菌的效果。
即，如图6所示，在本发明的气泡电解水生成处理RT1中，在步骤SP101中对原水进行加压供给，在步骤SP102中通过对原水进行电解而生成电解水。
在步骤SP103中，对电解水以及生成气体进行输送，在步骤SP104中，送出使得该电解水以及生成气体的比例按照时间序列而变得均等的混合水。在步骤SP105中，借助泵而对混合水进行压送，在步骤SP106中，通过高速回旋方式而生成纳米气泡。
然后，在步骤SP107中，将压力释放，通过压力释放方式而生成纳米气泡。
这样，将步骤SP101～步骤SP106设为密闭系统而在压力下通过高速回旋方式生成纳米气泡，然后通过压力释放方式而生成纳米气泡，并且能够确保对电解水和生成气体(以及混合气体)进行充分调配的时间，因此能够进一步增大纳米气泡。
＜第2实施方式＞
下面，利用图7～图8对第2实施方式进行说明。此外，对与第1实施方式对应的部位标注相同的附图标记并省略其说明。
在第2实施方式中，作为电解部13x，使用如图7以及图8所示的双槽型的电解槽，并且仅提供酸性电解水。此外，还可以利用相同的结构而仅生成碱性电解水。
如图7以及图8所示，在该电解部13x，在电解槽的底面附近设置有对正极室51供给原水的2个第1原水供给口41。另外，在电解槽的顶面，设置有将酸性电解水排出的2个酸性电解水排出口48。此外，电解槽的顶面是指正极室51的内表面的顶面。下文中也一样。
因此，原水从下方朝向上方行进，作为酸性电解水而从上部的酸性电解水排出口48排出。此时，通过电解生成的生成气体因浮力而向上部移动，并高效地从酸性电解水排出口48排出。
因此，从电解部13x排出的酸性电解水变为含有生成气体(氯气以及氧气)的状态。电解部13x将生成的生成气体以及电解水经由配管13A而向气液送出部15供给。
另一方面，在电解槽的底面附近，设置有对负极室52供给溶解有电解质(氯化钠)的电解质水溶液的电解质供给口42。另外，在电解槽的顶面设置有将碱性电解水排出的碱性电解水排出口49。
因此，电解质水溶液从下方朝向上方行进，并从碱性电解水排出口49排出。此时，通过电解生成的生成气体因浮力而向上部移动，并高效地从碱性电解水排出口49排出。
如图9所示，循环箱63经由配管61以及62而与碱性电解水排出口49以及电解质供给口42连接。循环箱63经由配管64以及67而分别与电解质供给箱65以及原水供给部11连接。另外，循环箱63具有排出用的配管66。在配管61、62、64、66以及67均设置有开闭机构，通过控制部20的控制而对这些开闭机构进行开闭操作。
控制部20在电解水的供给时从原水供给部11向正极室51供给原水，另一方面，从循环箱63向负极室52供给电解质水溶液。
即，在气泡电解水生成装置10中，将电解质水溶液从循环箱63向负极室52供给而进行电解，并且，使通过该电解生成的碱性电解水返回至循环箱63，并作为电解质水溶液而实现再利用。
然而，如果长时间地进行电解质水溶液的循环，则循环箱63内的阴离子(氯离子)浓度会降低。
因此，如图9所示，控制部20每隔规定的补充时间(例如运转15分钟～120分钟)，经由配管66而将少量(例如箱容量的1/20～1/5左右)的电解质水溶液废弃，并将等量的电解质水溶液补充至循环箱63。
另外，如果长时间地进行电解质水溶液的循环，则电解质水溶液的pH值会变大。因此，控制部20每隔规定的更换时间(例如5小时～25小时)，经由配管66而将循环箱63内部的电解质水溶液全部都废弃，并将与箱容量对应的电解质水溶液填充至循环箱63。
并且，如图11所示，如果到达预先设定的清洗时刻，则控制部20执行循环箱63以及负极室52的清洗处理。
具体而言，控制部20在从配管66将循环箱63内部的电解质水溶液全部废弃之后，从原水供给部11向循环箱63供给原水。而且，控制部20经由配管62以及61而使原水在循环箱63以及负极室52循环。该处理例如每1次执行10分钟～1小时左右。可以持续进行原水的供给，并一边随时将一部分原水废弃一边连续地进行清洗处理，也可以以在供给了一定量的原水之后进行循环并在全部都废弃之后再次供给原水的间歇的方式进行清洗处理。另外，清洗处理可以仅进行1次，也可以进行多次。
此外，优选地，针对配管66而设置用于使碱性中和的中和装置。由此，能够在将浓缩后的碱性电解水的pH配制为适当值之后进行废弃。
这样，在气泡电解水生成装置10中，利用由隔膜46x隔开的双槽型的电解槽结构的电解部13x，使在向负极室52供给电解质水溶液的同时生成的碱性电解水保持原样地作为电解质水溶液而经由循环箱63进行循环，另一方面，从气泡电解水提供部18仅供给酸性电解水作为气泡电解水。
而且，气泡电解水生成装置10借助用于将循环箱63内的电解质水溶液排出的排出机构(配管66)以及填充机构(配管64以及电解质供给箱65)，能够自动地对电解质水溶液进行更换。并且，气泡电解水生成装置10通过将原水供给部11和循环箱63连接而能够自动地对循环箱63进行清洗。
由此，能够对未使用的碱性电解水实现再利用，能够节约用水量，并且，由于碱性电解水被浓缩，因此能够大幅降低废弃的碱性电解水的量。另外，由于能够伴随着碱性电解水的浓缩而利用原水对负极室52以及循环箱63、配管61以及62进行清洗，因此能够消除矿物质成分的附着。
＜动作以及效果＞
下面，针对从上述实施方式提炼出的发明组的特征，根据需要示出课题以及效果等而进行说明。此外，下文中，为了容易理解，通过标注括号等而适当地表示上述各实施方式中对应的结构，但并不限定于上述通过标注括号等而示出的具体结构。另外，对于各特征所记载的术语的含义、示例等，可以作为在利用相同表述记载的其他特征中记载的术语的含义、示例而应用。
本发明的微细气泡生成装置(微细气泡生成装置1或气泡电解水生成装置10)的特征在于，具有：
气液送出部(气液送出部5以及15)，其将混合气体以及介质液送出；
第1配管(配管5A或15A)，其将所述送出的混合液排出；
泵(泵6或16)，其一边施加压力一边将所述混合液排出；
第2配管(配管6A或16A)，其从所述泵将所述混合液排出；以及微细气泡生成部(纳米气泡生成部7或17)，其在所述压力下通过物理性的碰撞作用而在从所述第2配管供给的混合液中生成微细气泡。
由此，在微细气泡生成装置中，在混合气体以及介质液的高速搅拌之后，能够利用朝向泵的传送路径而长时间地对混合气体以及介质液进行调配，能够提高混合气体相对于介质液的溶解度而增大在释放压力时生成的纳米气泡。
另外，微细气泡生成装置的特征在于，所述微细气泡生成部通过高速回旋而使得所述介质液生成所述微细气泡。
由此，微细气泡生成装置能够在短时间内有效地使混合气体以及介质液混合。另外，由于能够有效地减小混合气体的气泡尺寸，因此，在朝向泵的传送过程中未形成空气积存部，能够预先防止因泵的嵌气而产生的故障。此外，嵌气是指：因空气积存部而产生压力损失，并使得基于泵的混合水的排出量、压力发生变化。
并且，微细气泡生成装置的特征在于，所述气液送出部使得圆筒内部朝向一个方向进行高速回旋。
由此，微细气泡生成装置能够在短时间内有效地减小混合气体的气泡尺寸而几乎不会生成纳米气泡。
微细气泡生成装置的特征在于，
当将所述圆筒的2个底面设为第1面以及第2面时，所述气液送出部一边使所述混合液在所述第1面的面内方向上旋转、一边使所述混合液朝向所述第2面而在与所述第1面大致垂直的方向上行进，
朝向旋转方向而供给所述混合液，
经由在所述第2面的中央或中央附近设置的孔而向所述第1配管供给所述高速回旋的混合液。
此外，朝向旋转方向而供给所述混合液是指：以使得混合液沿圆筒的内表面进行回旋的方式在圆筒内表面的圆的切线方向上供给混合液。更优选从所述第1面的平面方向中的不同的至少2个方向朝向同一旋转方向而供给所述混合液。
由此，微细气泡生成装置能够以简易的结构使介质液高速回旋。
微细气泡生成装置的特征在于，从所述第1面的中央或中央附近供给所述混合气体。
由此，微细气泡生成装置能够顺畅地对介质液和混合气体进行混合。
微细气泡生成装置的特征在于，还具有：
第3配管(配管13A)，其设置于所述气液送出部的前段，将所述介质液向所述气液送出部供给；以及
电解部(电解部13)，其设置于所述第3配管的前段，将通过对原水进行电解而生成的电解水以及生成气体的混合物作为所述介质液向所述第3配管供给。
通过将电解水用作介质液，能够生成使得电解水含有纳米气泡的气泡电解水，并且能够作为纳米气泡而含有通过电解生成的生成气体。此外，优选地，电解部是具有阴极的负极室和具有阳极的正极室由隔膜隔开的双槽型的电解槽。
微细气泡生成装置的特征在于，
所述电解部具有：
原水供给口，其设置于底面或底面附近，对具有所述阴极的负极室供给所述原水；以及
碱性电解水排出口，其在顶面或顶面附近将碱性电解水排出。
由此，微细气泡生成装置能够使在电解部生成的生成气体借助浮力而无遗漏地排出并向气液送出部供给。
微细气泡生成装置的特征在于，具有：
原水供给口，其设置于底面或底面附近，对具有所述阳极的正极室供给所述原水；以及
酸性电解水排出口，其在顶面或顶面附近将酸性电解水排出。
由此，在微细气泡生成装置中，能够使在电解部生成的生成气体借助浮力而无遗漏地排出并向气液送出部供给。
微细气泡生成装置的特征在于，向所述电解分解部供给含有氯的电解质溶液。
由此，在高速搅拌以及此后朝向泵的传送过程中，微细气泡生成装置能够使电解水和生成气体长时间地接触而使得生成气体中含有的氯的大部分形成为溶解状态(形成为次氯酸)，并且不会形成空气积存部，能够预先防止因嵌气引起的泵的故障。
本发明的微细气泡生成方法的特征在于，包含如下步骤：
送出步骤(步骤SP104)，通过高速搅拌等而以均匀的比例将混合气体以及介质液送出；
供给步骤(步骤SP105)，对泵供给混合液；
微细气泡生成步骤(步骤SP106)，通过物理性的碰撞作用而使得从所述泵排出的所述混合液中生成微细气泡；以及
压力释放步骤(步骤SP107)，将施加于所述混合液的压力释放。
由此，在微细气泡生成方法中，在利用朝向泵的传送路径而长时间地对高速搅拌后的混合液进行调配之后，进入微细气泡生成步骤，能够生成更多的纳米气泡，并且能够提高混合气体相对于介质液的溶解度而增大在压力释放步骤中生成的纳米气泡。
本发明的气液送出装置的特征在于，
具有高速回旋部，该高速回旋部通过基于高速回旋的离心分离效应而将前段和后段的压力的传递分别断开。
由此，根据帕斯卡定律，能够将在通过密闭系统而连接的前段以及后段之间原本传递的压力分别切断。
气液送出装置(气液送出部15)的特征在于，具有：
液体供给部(供给路径71a～71d)，当将圆筒的2个底面设为第1面(第1面201)以及第2面(第2面202)时，该液体供给部从第1面侧朝向圆筒的切线方向而供给液体和气体混合后的混合液；
圆筒部(圆筒部件70)，在该圆筒部，气体和液体混合后的混合液一边从第1面朝向第2面行进一边进行回旋；以及
排出口(排出口214)，其设置于第2面的中央或中央附近，将回旋后的所述混合液排出。
气液送出装置的特征在于，从第1面的中央附近供给所述气体。由此，气液送出装置能够利用因涡流的形成而在中央附近产生的负压对气体进行混合。
另外，本发明的抽吸装置以及抽吸系统例如可以适当地应用于生成含有微细气泡的微细气泡水的微细气泡生成装置、制造含有微细气泡的电解水即气泡电解水的微细气泡生成装置。
当前，作为对从多个路径供给的液体进行混合的抽吸装置，广泛使用利用叶片进行搅拌的装置(例如，参照日本特开2009-247990号)。
在上述结构的抽吸装置中，存在多个供给路径中的液体的供给量容易产生偏差的问题。
本发明能够实现能从多个供给路径均匀地供给液体的抽吸装置以及抽吸系统。
本发明如示意性地示出的图12所示，抽吸装置200从在圆筒部210设置于第1面201或第1面201附近的导入部213A以及213B供给介质液，从设置于第2面202的中心或中心附近的排出口214将介质液排出，由此使介质液从第1面201朝向第2面202行进。
由此，能够通过使从多个路径供给的介质液回旋而使它们均匀地混合。另外，抽吸装置200由只有导入部213以及排出口214与外部连接的密闭系统构成，并构成为如下结构：在内部没有叶片等，利用由在后段侧连接的泵产生的负压将介质液从排出口214侧向213侧吸引。此时，在抽吸装置200中，能够通过介质液的回旋而将泵的摆动抵消，从而能够始终以相同的力且均等地从多个导入部对介质液进行吸引。
本发明的抽吸装置(气液送出部15)的特征在于，具有：
圆筒部(圆筒部件70)，当将圆筒的2个底面设为第1面(第1面201)以及第2面(第2面202)时，该圆筒部使得从多个路径供给的介质液从第1面朝向第2面行进；
多个导入部(供给路径71a～71d的出口部分)，它们以使得所述介质液在所述圆筒部的内部回旋的方式，从所述第1面或该第1面附近将所述介质液导入至所述圆筒部；以及
排出口(排出口214)，其设置于所述第2面的中心或中心附近。
此外，在气液送出部15中，在板状部件72形成有圆形的通孔72X。通孔72X在圆筒部件70侧的区域形成为比圆筒部件70的直径略大(1mm～10mm左右)，但也可以在比其靠上侧处以小于圆筒部件70的直径(1mm～10mm左右)的方式形成阶梯差。因此，圆筒部件70嵌入于板状部件72的阶梯部分。另外，在板状部件71设置有与通孔72X连接的圆形的凹陷部71X。因此，通孔72X以及凹陷部71X的侧面部分构成圆筒部210的一部分，凹陷部71X的底面部分构成第1面201。在板状部件73的中心形成有排出口73a。
另外，在下侧的板状部件73形成有圆形的凹陷部73X，凹陷部73X的侧面构成圆筒部210的一部分，另一方面，凹陷部73X的底面构成第2面202。
所述导入部的特征在于，以沿着所述圆筒部的外壁的方式将所述介质液导入至所述圆筒部，由此使所述介质液在所述圆筒部的内部进行回旋。
由此，介质液沿圆筒部而行进，能够保持原样地利用导入部中的液流而形成回旋流。
所述圆筒部的特征在于，包括：无底面的筒状部件；以及构成底面的第1凸缘部以及第2凸缘部，
所述导入部是设置于所述第1凸缘部、且从相对于所述圆筒部件的切线方向而将所述介质液导入的孔，
所述排出口设置于所述第2凸缘部，将所述介质液向后段的配管引导。
由此，能够通过使用凸缘方式的简易的组装方式而形成抽吸装置。
所述排出口(配管15A)具有比所述导入部(供给路径71a～71d)的截面积的合计面积大的截面积。即，优选使得排出口214的截面积大于导入部213(213A以及213B)的合计截面积。
由此，能够容易地将直至导入部213为止的供给路径(与导入部的前段连接的配管13A以及供给路径71a～71d)确保为负压，即使在由于从2个电解槽供给介质液而容易使得压力变得不稳定的情况下，也能够容易地实现压力平衡而使得来自2个电解槽的压力变得均匀。此外，排出口也可以具有比所述导入部的截面积的合计面积大的截面积。在该情况下，也能够利用由在后段设置的泵产生的负压而将抽吸装置的内部维持为负压。
本发明的特征在于，具有用于使从所述排出口排出的介质液的一部分返回的返回口(供给路径72a以及72b)。
由此，例如能够对在后段的处理过程中产生的过剩的介质液再次进行处理，能够容易地进行排出量的调整。
本发明的特征在于，具有：
多个第1处理装置(电解部13)，它们对介质液实施加工处理；
第2处理装置(纳米气泡生成部17)，其对介质液实施加工处理；以及
所述抽吸装置(气液送出部15)，其设置于所述第1处理装置以及所述第2处理装置之间。
由此，能够使从多个第1处理装置供给的介质液实现均匀化而向第2处理装置供给，并且能够最大限度地灵活利用针对多个第1处理装置而对压力平衡进行调整的抽吸装置的特性。
本发明的特征在于，具有使在所述第2处理装置中处理后的介质液的一部分返回至所述抽吸装置的返回路径。
由此，能够再次将第2处理装置中过剩地生成的介质液的一部分供给至抽吸装置—泵—第2处理装置的系统，作为系统而容易进行排出量的调整，并且，通过与第2处理装置的压力的增减相应地使介质液返回至抽吸装置而能够实现压力的调整，能够避免泵的负压不均。并且，能够重复地在第2处理装置中对介质液进行处理。
并且，本发明的微细气泡生成装置的特征在于，具有：
电解部(电解部13)，其对原水进行电解而生成电解水和分解气体(生成气体)；
气液送出部(气液送出部15)，其对所述电解水和所述分解气体进行混合并将混合液送出；
第1配管(配管13A)，其将所述混合液以密闭状态从所述电解部向所述气液送出部供给；
微细气泡生成部(纳米气泡生成部17)，其通过物理性的碰撞作用而使得从所述气液送出部供给的所述混合液中生成微细气泡；
第2配管(配管15A以及16A)，其将所述混合液以密闭状态从气液送出部向所述微细气泡生成部供给；以及
泵(泵16)，其设置于所述第2配管上，向微细气泡生成装置对所述混合液进行压送。
由此，能够将电解部～微细气泡生成部的部分设为密闭系统，并且控制为不对电解部施加较大的压力，而是以使得微细气泡生成装置承载某种程度的压力的方式向适当部位施加适当的压力。
本发明的特征在于，所述第1配管中的压力为负压。此外，这里所说的负压是指平均的压力值，还包含暂时变为正压的情况。
由此，压力在电解部升高，由此能够尽量防止对隔膜施加压力。
本发明的特征在于，所述第1配管中的压力为﹣15kPa～+15kPa。
由此，能够防止压力过度变大，能够保护对于较大压力的耐受能力较弱的电解部。此外，该压力是指平均值，压力可以暂时处于数值范围外。在第1配管中，减小了对电解槽的影响，因此，优选将压力维持为接近零的值(﹣5.0～5.0kPa、更优选为﹣0.5～+0.5kPa左右)。
本发明的特征在于，所述第2配管中的压力为正压。
特别是所述第2配管中的压力优选为﹣15kPa～+15kPa。此外，该压力是指平均值，压力可以暂时处于数值范围外。作为平均值，优选维持为正压(0.0kPa～15.0kPa、更优选为2.0kPa～10.0kPa左右)。该值是特别针对泵前段的配管(配管15A)的数值，在泵后段的配管(配管16A)中优选为更高的压力。此外，在实际的微细气泡生成装置中，确认到第1配管(配管13A)中的压力为0.0kPa，第2配管(配管15A)中的压力为6.0kPa。由此能够确认：利用气液送出部15的回旋流而良好地将压力切断。
本发明的特征在于，所述气液送出部通过高速回旋而产生涡流。
由此，能够将后段的微细气泡生成装置和前段的电解部的压力分别切断，能够形成为如下结构：对后段的微细气泡生成装置施加高压力，且对前段的电解部几乎未施加压力。
本发明的特征在于，所述电解部具有多个电解槽，
所述气液送出部对从所述多个电解槽供给的所述电解水和所述分解气体进行混合并将混合液送出。
由此，气液送出部将在多个电解槽之间产生的压力差吸收，能够以大致均匀的压力从多个电解槽送出电解水和分解气体，能够尽量防止在一个电解槽产生压力暂时集中的不良情况。
本发明的特征在于，所述多个电解槽具有多个排出口，
所述气液送出部将从所述多个排出口分别供给的混合液从对应的多个供给口取入。由此，能够使压力分散，因此能够尽量防止压力暂时升高的情况。
＜其他实施方式＞
另外，在上述实施方式中、对通过高速回旋而生成纳米气泡的情况进行了叙述。本发明并不限定于此，并非一定要使其进行高速回旋，例如，也可以使介质液进行多次蜿蜒行进等而产生物理性的碰撞作用，由此产生微细气泡。
并且，在上述实施方式中，作为电解部13而具有1个电解槽，但也可以具有2个以上的电解槽。在该情况下，混合水(生成气体以及电解水)经由多个路径(配管)而供给至气液送出部15。此时，气液送出部15还担负使得在多个电解槽制造的混合液均匀地混合的作用。
并且，在上述实施方式中，进行了负极室52的清洗，但并非必须进行该清洗。在该情况下，将原水补充至循环箱63并进行排水的处理至少执行1次，更优选执行多次。
另外，在上述实施方式中，使生成气体以及混合气体混合而形成为混合气体，但当在外部具有供气泡电解水贮存的外部箱的情况下，还可以将在该外部箱中积存于上层的含有氯气的气体作为混合气体而供给。由此，能够进一步提高混合水中的氯浓度。
并且，在上述实施方式中，以将介质液供给至纳米气泡生成部7并保持原样地从气泡电解水提供部18排出的、所谓连续方式而生成微细气泡液，但也可以以在贮液槽中贮存介质液以及微细气泡液并在一定时间内在纳米气泡生成部7进行循环的、所谓间歇方式而生成微细气泡液。另外，还可以在气泡电解水提供部18的后段设置供微细气泡水贮存的贮存箱。
另外，在上述实施方式中，气液送出部15通过向一个方向进行的高速回旋而进行了高速搅拌，但本发明并不限定于此。例如，也可以通过产生紊流、或者使叶片等回旋而进行高速搅拌。
另外，上述实施方式中，对在常温下进行纳米气泡的生成、且不特别进行对水温的调整的情况进行了叙述。如果液温降低，则气体的溶解度升高。因此，可以附加使液温降低的冷却功能。
并且，在上述实施方式中，对构成为作为微细气泡生成装置的气泡电解水生成装置10、作为气液送出部的气液送出部15、作为第1配管的配管15A、作为泵的泵16、作为第2配管的配管16A、作为微细气泡生成部的纳米气泡生成部17的情况进行了说明。本发明并不限定于此，也可以由基于各种结构的微细气泡生成装置、气液送出部、第1配管、泵、第2配管、以及微细气泡生成部构成本发明的微细气泡生成装置。
工业上的可利用性
本发明例如能够在生成含有纳米气泡的纳米气泡水的纳米气泡生成装置、生成气泡电解水的气泡电解水生成装置等中使用。
附图标记的说明
1:微细气泡生成装置
3:介质液供给部
3A、5A、6A、7A:配管
4:气体供给部
5:气液送出部
6:泵
7:纳米气泡生成部
8:微细气泡水提供部
10:气泡电解水生成装置
11:原水供给部
12:电解质供给部
13:电解部
13A、15A、16A、17A、17B:配管
14:气体供给部
15:气液送出部
16:泵
17:纳米气泡生成部
18:气泡电解水提供部
70:圆筒部件
71～73:板状部件
71a～71d、72a～72b:供给路径
RT1:气泡电解水生成处理

Claims (25)

1.一种微细气泡生成装置，其特征在于，
所述微细气泡生成装置具有：
电解部，其对原水进行电解而生成电解水和分解气体；
气液送出部，其对所述电解水和所述分解气体进行混合并将混合液送出；
第1配管，其将所述混合液以密闭状态从所述电解部向所述气液送出部供给；
微细气泡生成部，其通过物理性的碰撞作用而使得从所述气液送出部供给的所述混合液中生成微细气泡；
第2配管，其将所述混合液以密闭状态从所述气液送出部向所述微细气泡生成部供给；以及
泵，其设置于所述第2配管上，且将所述混合液向微细气泡生成装置压送。
2.根据权利要求1所述的微细气泡生成装置，其特征在于，
所述第1配管中的压力为负压。
3.根据权利要求1所述的微细气泡生成装置，其特征在于，
所述第1配管中的压力为﹣15kPa～15kPa。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的微细气泡生成装置，其特征在于，
所述第2配管中的压力为正压。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的微细气泡生成装置，其特征在于，
所述第2配管中的压力为﹣15kPa～15kPa。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的微细气泡生成装置，其特征在于，
所述气液送出部通过高速回旋而产生涡流。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的微细气泡生成装置，其特征在于，
所述电解部具有多个电解槽，
所述气液送出部对从所述多个电解槽供给的所述电解水和所述分解气体进行混合并将所述混合液送出。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的微细气泡生成装置，其特征在于，
所述气液送出部具有：
圆筒部，当将圆筒的2个底面设为第1面以及第2面时，该圆筒部使得从多个路径供给的介质液从第1面朝向第2面行进；
多个导入部，它们以使得所述介质液在所述圆筒部的内部回旋的方式从所述第1面或该第1面附近将所述介质液导入至所述圆筒部；以及
排出口，其设置于所述第2面的中心或中心附近。
9.一种抽吸装置，其特征在于，
所述抽吸装置具有：
圆筒部，当将圆筒的2个底面设为第1面以及第2面时，该圆筒部使得从多个路径供给的介质液从第1面朝向第2面行进；
多个导入部，它们以使得所述介质液在所述圆筒部的内部回旋的方式从所述第1面或该第1面附近将所述介质液导入至所述圆筒部；以及
排出口，其设置于所述第2面的中心或中心附近。
10.根据权利要求9所述的抽吸装置，其特征在于，
所述导入部以沿着所述圆筒部的外壁的方式将所述介质液导入至所述圆筒部，由此使得所述介质液在所述圆筒部的内部回旋。
11.根据权利要求9或10所述的抽吸装置，其特征在于，
所述圆筒部包括：无底面的筒状部件；以及构成底面的第1凸缘部以及第2凸缘部，
所述导入部是设置于所述第1凸缘部、且从相对于所述圆筒部件的切线方向将所述介质液导入的孔，
所述排出口设置于所述第2凸缘部，将所述介质液向后段的配管引导。
12.根据权利要求11所述的抽吸装置，其特征在于，
所述排出口具有比所述导入部的截面积的合计面积大的截面积。
13.根据权利要求9～11中任一项所述的抽吸装置，其特征在于，
所述抽吸装置具有用于使从所述排出口排出的介质液的一部分返回的返回口。
14.一种抽吸系统，其特征在于，
所述抽吸系统具有：
多个第1处理装置，它们对介质液实施加工处理；
第2处理装置，其对介质液实施加工处理；以及
权利要求9所述的抽吸装置，其设置于所述第1处理装置以及所述第2处理装置之间。
15.根据权利要求14所述的抽吸系统，其特征在于，
所述抽吸系统具有使在所述第2处理装置中处理后的介质液的一部分返回至所述抽吸装置的返回路径。
16.一种微细气泡生成装置，其特征在于，
所述微细气泡生成装置具有：
气液送出部，其将混合气体以及介质液送出；
第1配管，其将所述送出的混合液排出；
泵，其一边施加压力一边将所述混合液排出；
第2配管，其从所述泵将所述混合液排出；以及
微细气泡生成部，其在所述压力下通过物理性的碰撞作用而使得从所述第2配管供给的所述混合液中生成微细气泡。
17.根据权利要求16所述的微细气泡生成装置，其特征在于，
所述微细气泡生成部通过高速回旋而使得所述介质液生成所述微细气泡。
18.根据权利要求17所述的微细气泡生成装置，其特征在于，
所述气液送出部使得圆筒内部朝向一个方向进行高速回旋。
19.根据权利要求18所述的微细气泡生成装置，其特征在于，
当将所述圆筒的2个底面设为第1面以及第2面时，所述气液送出部一边使所述混合液在所述第1面的面内方向上旋转，一边使所述混合液朝向所述第2面而在与所述第1面大致垂直的方向上行进。
20.根据权利要求16～19中任一项所述的微细气泡生成装置，其特征在于，
所述微细气泡生成装置还具有：
第3配管，其设置于所述气液送出部的前段，将所述介质液向所述气液送出部供给；以及
电解部，其设置于所述第3配管的前段，将通过对原水进行电解生成的电解水以及生成气体的混合物作为所述介质液而向所述第3配管供给。
21.根据权利要求16～20中任一项所述的微细气泡生成装置，其特征在于，
所述电解部是具有阴极的负极室和具有阳极的正极室由隔膜分隔的双槽型的电解槽。
22.根据权利要求21所述的微细气泡生成装置，其特征在于，
所述电解部具有：
原水供给口，其设置于底面或底面附近，对具有阴极的负极室供给所述原水；以及
碱性电解水排出口，其在顶面或顶面附近将碱性电解水排出。
23.根据权利要求21所述的微细气泡生成装置，其特征在于，
所述电解部具有：
原水供给口，其设置于底面或底面附近，对具有阳极的正极室供给所述原水；以及
酸性电解水排出口，其在顶面或顶面附近将酸性电解水排出。
24.根据权利要求23所述的微细气泡生成装置，其特征在于，
对所述电解部供给含有氯的电解质溶液。
25.一种微细气泡生成方法，其特征在于，
所述微细气泡生成方法包含如下步骤：
高速搅拌步骤，将混合气体以及介质液送出；
供给步骤，对泵供给所述送出的混合液；
微细气泡生成步骤，通过物理性的碰撞作用而使得从所述泵排出的所述混合液中生成微细气泡；以及
压力释放步骤，将施加于所述混合液的压力释放。
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