JP2002301345A

JP2002301345A - 気泡水製造装置

Info

Publication number: JP2002301345A
Application number: JP2001167917A
Authority: JP
Inventors: Teruji Sasaki; 輝司佐々木
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-02-05
Filing date: 2001-06-04
Publication date: 2002-10-15

Abstract

(57)【要約】【課題】水中に微細な気泡が分散された気泡水を、コン
パクトな装置で効率良く製造する手段を提供する。【解決手段】流入水ノズルと気体吸引管とを有する混相
流形成室と、該混相流形成室内又はその下流において混
相流の流路を仕切るように配された気泡分散板又は気泡
分散ノズルを有し、流入水ノズルから流入する水噴流で
生じた負圧により気体吸引管から気体を吸引して、混相
流形成室内に気液混相流を形成させ、該混相流を気泡分
散板又は気泡分散ノズルを通過させて、混相流内の気泡
を微細化する気泡水製造装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水中に微細な気泡
が分散された気泡水の製造装置に関し、とくに一般浴場
や個人浴室の浴槽内又はシャワー用の湯水の活性化や、
閉鎖性水域の水質浄化、養殖池の生産性向上、工業廃液
のスラッジ分離等の微細気泡による液中への酸素供給や
液中に浮遊する物質の付着浮上等を必要とする産業分野
に利用するのに好適な気泡水製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】気泡水を製造する従来技術の一例とし
て、図８に示す方法がある。図８において、装置は空気
圧縮機２１と送水ポンプ２２を用いて、それぞれ送気管
２３と送水管２４を介して、各種構造、形式からなる気
泡水製造器２５に空気と水を供給し、製造器２５内で、
この２種の流体を攪拌混合して気泡水を造り、これを水
中に放出する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図８の事例に示す従来
技術では、つぎのような問題点があった。 (１)気泡水を製造する流体の送給動力（エネルギー）
に、空気圧縮機と送水ポンプの複数の設備を用いること
が必要で、消費電力、設備コスト、設置スペース等に無
駄があった。 (２)図８の装置では、気体と液体がそれぞれ専用流路を
介して気泡水製造器に流入し、内部で気液二相流が造ら
れるが、液中への高次な作用効果を目的として気泡水中
に第三の気体、液体又は固体を添加し、気−液−気、気
−液−液、気−液−固からなる三相流を造るには、別途
それを可能にする装置の併用が必要であった。 (３)気泡水は微細な気泡が一様に分散されていることが
望ましいが、コンパクトな装置で効率良く気泡の微細化
を行なうという点に関して、従来技術には未だ問題が残
されていた。

【０００４】また、従来の浴室で使用されている活性化
器には、次のような課題があった。 (１)浴槽内で発生させる気泡径が大きく、健康に良いマ
イナスイオンの発生率が小さい。 (２)大半のシャワーは、水流を細分化するもので単なる
洗い、すすぎの作用しかない。

【０００５】本発明は上記のような従来技術の問題点を
解決するためになされたもので、気泡水の製造に空気圧
縮機を必要とせず、微細な気泡が一様に分散された気泡
水をコンパクトな装置で効率良く製造することができ、
かつ三相流の形成も容易な気泡水の製造手段を提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の第一は、上流側に流入水ノズルと気体吸引管
とを有する筒状の混相流形成室と、該混相流形成室内の
下流側の所定の部位若しくは下流側端部を仕切るように
配された又は該混相流形成室から流出する混相流の導管
若しくは放出端を仕切るように配された気泡分散板とを
有し、前記流入水ノズルから流入する水噴流で生じた負
圧により前記気体吸引管から気体を吸引して、前記混相
流形成室内に気液混相流を形成させ、該混相流を前記気
泡分散板を通過させて、混相流内の気泡を微細化するこ
とを特徴とする気泡水製造装置である。

【０００７】前記気泡分散板は、発泡プラスチック又は
粉末焼結体の多孔質板からなるものであってもよい。こ
の場合、該多孔質板の平均気孔率が１０〜７０％であ
り、かつその平均気孔径が１０〜５００μｍであること
が好ましい。

【０００８】また、前記気泡分散板は、板材に所定の間
隔で多数の略同径の貫通細孔が形成された多孔板であっ
てもよい。この場合、該多孔板の貫通細孔の径が０．０
５〜１ｍｍであり、かつその開口率が１〜３０％である
ことが好ましい。

【０００９】さらに、上記のいずれの気泡水製造装置に
おいても、前記気泡分散板は、下流側に突出する半球ド
ーム状の形状を有するものであってもよい。

【００１０】本発明の第二は、上流側に流入水ノズルと
気体吸引管とを有する筒状の混相流形成室と、該混相流
形成室内の下流側の所定の部位若しくは下流側端部を仕
切るように配された又は該混相流形成室から流出する混
相流の導管若しくは放出端を仕切るように配された、少
なくとも縮流部とスロート部を有する１段の気泡分散ノ
ズル又は少なくともスロート部を有する直列２段以上の
気泡分散ノズルとを有し、前記流入水ノズルから流入す
る水噴流で生じた負圧により前記気体吸引管から気体を
吸引して、前記混相流形成室内に気液混相流を形成さ
せ、該混相流を前記気泡分散ノズルを通過させて、混相
流内の気泡を微細化することを特徴とする気泡水製造装
置である。

【００１１】この第二発明の気泡水製造装置において
は、前記気泡分散ノズルを、近接して同軸上に配された
少くともスロート部を有する２段のノズルにより構成
し、両ノズルの間にこれより径の大きい旋回乱流室を設
け、かつ該旋回乱流室の側壁付近に駆動用水を切線方向
に注入する注水ノズルを配して、該注水ノズルから注入
された駆動用水が、前記旋回乱流室内で旋回流を形成し
つつ、上流側の気泡分散ノズルから流入する混相流とと
もに下流側の気泡分散ノズルから流出するようにしても
よい。

【００１２】また、この第二発明の気泡水製造装置にお
いては、前記気泡分散ノズルのスロート部の断面積を、
前記混相流形成室の断面積の５〜２０％にすることが好
ましい。

【００１３】上記の第一発明及び第二発明の気泡水製造
装置のいずれにおいても、前記混相流形成室の内壁面の
一部を伸縮性を有する管状材料で構成し、該混相流形成
室の内圧の周期的変動に応じて、前記管状材料が径の拡
大と復元を繰返すようにすることが好ましい。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の第一実施例であ
る気泡水製造装置の断面概要図である。この装置は、流
入水ノズル１と気体吸引管２を有する円筒状の混相流形
成室３と、下流側に突出した半球ドーム状の多孔質板４
とからなり、多孔質板４は混相流形成室３の下流側の所
定の位置において、混相流の流路全体を仕切るように配
設されている。

【００１５】流入水ノズル１には、送水ポンプ（図示し
ていない）から流入水５が送給されて、ノズル先端の水
噴流（矢印６で示す）の周囲に負圧が生じ、これにより
気体吸引管２から外部の空気（矢印７で示す）が吸引さ
れ、混相流形成室３内で気液混相流が形成される。

【００１６】この混相流は全量多孔質板４を通過し、そ
の際に混相流中の気泡が微細化される。図２は、本発明
における気泡微細化の原理を説明するための模式図で、
図２(ａ)は多孔質板から気体のみを水中に吹き込んだ場
合（従来技術）、図２(ｂ)は多孔質板から気液混相流を
水中に吹き込んだ場合（本発明法）を示す。なお、図２
においては、模式的に多孔質板内の気孔８は全て同径の
直通気孔として図示している。

【００１７】多孔質板から気体のみを水中に吹き込んだ
場合は、図２(ａ)に示すように、気泡９が水の表面張力
に打ち勝って気孔８の先端から離脱する前に、隣接する
気孔からの気泡同士が合体するため、微細な気泡を水中
に放出することが難しい。

【００１８】これに対して、多孔質板から気液混相流を
水中に吹き込んだ場合は、図２(ｂ)に示すように、気泡
同士が合体する前に、混相流中の液によって押し出され
るため、各気孔８から単独の気泡９が水中に放出される
ことになる。また、気液混相流を多孔質板を通過させる
際には脈圧が発生することが多いが、この脈圧も気泡が
単体で離脱するのを促進する作用をする。これが、本発
明において微細気泡の発生を容易にしている重要なポイ
ントである。

【００１９】本発明において多孔質板４は、発泡プラス
チックからなるものであってもよく、セラミックス、金
属等の粉末の焼結体からなるものであってもよい。ただ
し、その平均気孔率が１０〜７０％であり、かつ平均気
孔径が１０〜５００μｍであることが好ましい。

【００２０】平均気孔率が１０％未満では、水の通過抵
抗が大きく、多孔質板における圧損が過大になり、これ
が７０％を超えると、隣接気孔間の間隔が小さいため気
泡が合体し易くなりかつ多孔質板の強度が不十分になる
おそれがあるためである。また、平均気孔径が１０μｍ
未満では水の通過抵抗が大きくなり、これが５００μｍ
を超えると、各気孔からの単体の気泡径が大きくなって
しまうためである。なお、より好ましい平均気孔率は３
０〜６０％であり、より好ましい平均気孔径は５０〜１
００μｍである。

【００２１】上述の平均気孔率の範囲は、粉末焼結体で
は低密度のものに相当するが、かかる低密度焼結体は、
例えば、セラミックス、金属等の粉末に、加熱又は酸化
により気化する物質を添加して成形し焼結することによ
って容易に製造することができる。

【００２２】図３は、本発明の第二実施例である気泡水
製造装置の断面概要図である。この装置では、混相流形
成室３の構成は、図１の第一実施例と同様であるが、ド
ーム状の多孔質板４に代わって、平板に所定の間隔で多
数の略同径の貫通細孔が形成された多孔板１０を用いて
いる。この場合も、混成流が形成される機構は図１と同
様であり、多孔板により気泡が微細化される原理も、図
２に示したものと同様である。

【００２３】多孔板１０を製作する手段はとくに限定を
要しないが、通常は金属やプラスチックスの板材に孔開
け加工を施して製作する。この場合、多孔板の貫通細孔
の径が０．０５〜１ｍｍであり、かつその開口率（貫通
細孔の総断面積／多孔板の有効部分の面積×１００）が
１〜３０％であることが好ましい。

【００２４】貫通細孔の径が０．０５ｍｍ未満では、水
の通過抵抗が大きくなるばかりでなく、孔開け加工で多
孔板を製作する手間が過大になり、これが１ｍｍを超え
ると、各気孔からの単体の気泡径が大きくなってしまう
ためである。また、開口率が１％未満では水の通過抵抗
が過大になり、これが３０％を超えると、隣接貫通細孔
間の間隔が小さいため気泡が合体し易くなり、かつ孔開
け加工の手間が過大になるためである。なお、より好ま
しい貫通細孔の径は０．０５〜０．１ｍｍであり、より
好ましい開口率は５〜２０％である

【００２５】本発明において多孔質板４又は多孔板１０
は、混相流の流路を仕切るように（流路全体を覆うよう
に）配設されていればよく、その形状は平板状であって
もよいが、同一流路面積でなるべく通過抵抗を減ずると
いう観点からは、図１に示すように、下流側に突出した
半球ドーム状であることが好ましい。その厚みは、混相
流の差圧に対して十分な強度を有し、かつ通過抵抗が過
大にならない範囲で適宜定めればよいが、通常は０．５
〜５ｍｍ程度とする。また、必要に応じて補強部材で補
強してもよい。

【００２６】本発明の気泡水製造装置の通常の使用方法
においては、気泡分散板（多孔質板４又は多孔板１０）
から流出する気泡水（微細な気泡が分散された混相流）
は、使用目的の液中（例えば浴槽の湯水中、浄化対象の
液中など）に直接放出される。したがって、気泡分散板
の設置位置は、図１又は図３の例に限定する必要はな
く、図４の例に示すような他の位置に設置してもよい。

【００２７】すなわち、図４(ａ)に示すように、混相流
形成室３の下流側端部を覆うように設置してもよく、或
いは図４(ｂ)に示すように、混相流形成室３の下流側端
部に設けた排出口１１と、使用目的の液中に浸漬した放
出端１２との間を導管１３で連結し、この放出端１２の
先端に気泡分散板１４を配してもよい。さらに、図示し
ていないが、上記の導管１３の途中で混相流の流路を仕
切るように気泡分散板を配してもよい。

【００２８】なお、流入水ノズル１の先端から、多孔質
板４又は多孔板１０の基部までの距離（図１のＬ）は、
気液が混合されてほぼ一様な混相流が形成されるに十分
な距離であればよく、例えば混相流形成室３の内径の１
０〜２０倍程度以上にすればよい。

【００２９】図５は、本発明の第三実施例である気泡水
製造装置の断面概要図である。この装置も混相流形成室
３の構成は図１と同じであるが、気泡の微細化を気泡分
散板ではなく、気泡分散ノズル１５により行なうことが
特徴である。

【００３０】この例では、気泡分散ノズル１５は、縮流
部１６とスロート部１７を有する１段のノズルよりなっ
ている。縮流部１６は、図５(ａ)に示すような半球状で
あってもよく、図５(ｂ)に示すような先細りのコーン状
（円錐状又は角錐状）であってもよい。また、スロート
部１７は、通常は所定長さの直管をもって構成するが、
その機能は流れに最大流速を付与することにあるから、
必ずしも直管部を設けず、縮流部のエッジをもってスロ
ート部としてもよい。

【００３１】この気泡分散ノズルを用いる場合の気泡微
細化の機構は以下の如くに考えられる。すなわち、ノズ
ル上流での混相流中の気泡が比較的大きくても、縮流部
とスロート部で流れ方向に引き伸ばされて細長い形状と
なり、スロート部から噴出するときに作用する乱流剪断
力により、細長い気泡が分断されて微細化するものと考
えられる。

【００３２】したがって、気泡分散ノズルは、スロート
部から流出する噴流にできるだけ大きな剪断力が働くよ
うに、ディフューザ部を設けず、スロート部からの混相
流が静止水中に直接噴出するような構造であることが好
ましい。

【００３３】また、気泡分散ノズル１５は、２段以上の
ノズルを直列に配してもよい。これにより、より確実に
気泡の微細化を図ることができる。この場合は全てのノ
ズルが縮流部とスロート部とを有している必要はなく、
少なくともスロート部を有するものであればよい。各気
泡分散ノズル間の間隔はとくに限定を要しないが、装置
全体をコンパクトに構成するという観点からは、互いに
近接させて配置することが好ましい。

【００３４】図６は、本発明の第四実施例である気泡水
製造装置の断面概要図である。この装置の構成は図５の
装置と同様であるが、気泡分散ノズルが、上流側の第一
の気泡分散ノズル３１と下流側の第二の気泡分散ノズル
３２との２段のノズルから構成されており、かつ両ノズ
ルの間にこれらより径の大きい旋回乱流室３３が形成さ
れていることが特徴である。

【００３５】第一ノズル３１と第二ノズル３２は、同軸
上に近接して配置されている。また、旋回乱流室３３の
側壁には、駆動用水（図の矢印３４で表示）を切線方向
に注入する注水ノズル３５が設けられており、注水ノズ
ル３５から流入した駆動用水は、旋回乱流室３３内で旋
回流を形成しつつ、第一ノズル３１から流入した混相流
とともに第二ノズル３２から排出される。

【００３６】このような構成をとることにより、第一ノ
ズル３１内で細長く引き延された気泡に旋回流による剪
断力が作用して、微細気泡に分断され、さらに第二ノズ
ル３２を通過する際の乱流撹拌によって、一層の気泡の
微細化と均一分散が図られる。

【００３７】旋回乱流室３３の径及び長さはとくに限定
を要しないが、少量の駆動用水で強い旋回流を形成する
という観点からは、できるだけコンパクトであることが
好ましく、その径は混相流形成室３の径と同程度又はそ
れ以下、その長さは注入ノズル３５を配設するに十分な
程度であればよい。

【００３８】この例では、第一ノズル３１は半球状の縮
流部を有するものを用いているが、これがコーン状の縮
流部を有するものであってもよく、あるいは縮流部のな
い直管状のスロート部だけのものであってもよい。ま
た、第二ノズル３２は、図６(ｂ)に示すようなコーン状
の縮流部を有するものでも、図示していないが半球状の
縮流部を有するものであってもよい。あるいは、図６
(ａ)に示すような直管状のスロート部だけのものであっ
てもよいが、この場合は、第二ノズルの内径が第一ノズ
ルの内径よりも大きいものであることが好ましい。

【００３９】本発明者の知見によれば、両気泡分散ノズ
ルの間隔（第一ノズルの下流端と第二ノズルの上流端の
間隔）は、なるべく近接している方が気泡の微細化に有
効であり、混相流形成室の内径が１０〜２０ｍｍ程度の
場合には、この間隔が１〜３ｍｍ程度であることが好ま
しい。

【００４０】この気泡分散ノズルを用いる気泡微細化方
法においては、スロート部１７の断面積を、混相流形成
室３の断面積の５〜２０％にする（気泡分散ノズルが多
段のときは、各段のノズルのスロート部の断面積を全て
上記の範囲内にする）ことが好ましい。この値が２０％
を超えると、スロート部における混相流の流速が十分大
きくならず、気泡微細化の効果が不十分になるためであ
る。また、この値を５％未満にしても、気泡微細化の効
果はあまり大きくならず、ノズル通過時の圧損が大きく
なって好ましくないためである。なお、より好ましい断
面積比は１０〜２０％の範囲である。

【００４１】この図５及び図６の例では、気泡分散ノズ
ル１５は混相流形成室３の下流側端部に配設されている
が、これが混相流形成室内の下流側の所定の部位を仕切
るように配設されていてもよい。また、先の図４(ｂ)に
示したように、混相流形成室の出側の導管内又はその先
端に設けた放出端に気泡分散ノズル１５を配してもよ
い。気泡分散ノズルが混相流の流路全体を覆って、混相
流の全量が気泡分散ノズルを通過するように構成されて
いればよい。

【００４２】さらに、各段の気泡分散ノズル１５は必ず
しも１個だけでなくともよく、複数のノズルを軸対象に
配して、混相流が分流されて通過するように構成しても
よい。この場合は、各段の複数のノズルのスロート部の
断面積の総和が、混相流形成室の断面積の５〜２０％に
なるようにすればよい。

【００４３】この気泡分散ノズルを用いる気泡微細化方
法は、装置構造が簡単になり、圧力損失も小さくなると
いう特徴を有している。気泡の径は気泡分散板を用いる
場合より大きくなり易いが、気泡分散ノズルを２段にす
ることによって、より確実に気泡を微細化することがで
きる。

【００４４】上述した第一〜第四実施例のいずれの場合
も、混相流形成室の内圧に周期的変動（脈圧）が発生す
ることが多く、この脈圧は気泡分散板又は気泡分散ノズ
ルによる気泡の微細化を促進するのに有用である。しか
し、操作条件によってはこの脈圧が不規則になって、気
体吸引管２からの空気吸引がスムーズに行われなかった
り、生成する気泡水中の気泡の密度にムラを生じたりす
ることがある。

【００４５】図７に断面の概要を示す本発明の第五実施
例の気泡水製造装置は、上記の問題を解消するためのも
ので、混相流形成室３の内壁面の一部が、伸縮性を有す
る管状材料３６で形成されていることが特徴である。こ
の管状材料３６は、内圧の周期的変動に応じて、径の拡
大と復元（又は径の縮小）を繰返し、これにより混相流
形成室３内の脈圧をより規則化、安定化させる。また、
内圧の急激な変動を緩和するため、気体吸引管２からの
空気吸引を安定化させる作用を有する。

【００４６】管状材料３６は適度な弾性変形性と強度を
有するものであればよく、例えば軟質プラスチックやゴ
ム類のパイプを用いることができるが、耐久性や入手の
し易さ等の点からは、低密度ポリエチレン管や軟質塩化
ビニル管などが好適である。

【００４７】管状材料３６の内径は、混相流形成室３の
内径と同程度かそれよりやや大きい程度であればよい。
その肉厚は、弾性変形性、強度、耐久性等を考慮して適
宜選択すればよいが、通常は肉厚１〜３ｍｍ程度のもの
を用いる、また管状材料３６の長さは、混相流形成室３
の内径の２〜５倍程度であればよい。その取付け位置は
とくに限定を要しないが、通常は混相流形成室の中央付
近又はこれより下流側に取り付ける。

【００４８】図７の例では、管状材料３６は、金属製の
混相流形成室の内管３７と気泡分散ノズル１５の外側
に、１対のバンド３８で締め付けて係止しているが、そ
の固定方法はこの例に限定されず、例えば接着剤で固着
させるような方法によってもよい。

【００４９】また、図７の例では、混相流形成室の外側
に、所定の間隙を設けて金属製の保護管３９を配してい
るが、このような構成をとることにより、急激な内圧の
増大があっても、管状材料３６が過度に膨脹することを
防止するため、管状材料の耐久性を高めることができ
る。

【００５０】上記第一〜第五実施例のいずれにもおいて
も、流入水ノズル１を取替式にして、このノズルの口径
と混相流形成室３の径の比を可変にすることができる。
この径の比と、流入水の圧力および流量を調整すること
で、ノズル周囲の真空度を変化させて、混相流の気水比
や気泡の形状寸法を自由に調節することができる。

【００５１】また、本発明のように空気を吸引する方式
においては、空気圧縮機を使用する場合よりも、吸引空
気中に第三の気体、液体又は固体（粉体）を添加するこ
とが容易であり、容易に気−液ー気、気−液−液又は気
−液−固の三相流を形成することができる。例えば、オ
ゾンや液状凝集剤、栄養剤等の第三流体又は固体を空気
とともに吸引させて、気泡水の高次な利用効果を与える
ことができる。

【００５２】

【実施例】（実施例１）図１に示すような気泡水製造装
置を用いて、公衆浴場の浴槽にジェットバスとして気泡
水を供給した。循環ポンプを用いて浴槽内の湯水を吸引
し、流入水ノズルに供給した。また、気体吸引管は大気
開放形式で、外部の空気を吸引した。

【００５３】混相流形成室の内径を２０ｍｍ、長さを２
００ｍｍとし、流入水ノズルの内径及び気体吸引管の内
径は５ｍｍとした。多孔質板はアクリル樹脂系の発泡プ
ラスチック製で、ドーム半径１２ｍｍ、平均気孔率約６
０％、平均気孔径約７０μｍのものを用いた。

【００５４】上記の構成で、流入水ノズルを通過する水
の流量を約１００リットル／分にして、浴槽中に気泡水
を吹き込んだ結果、目視では５０μｍ以下と見られるき
わめて微細な気泡を、体積率で５０％以上(目視判定)含
有する気泡水を安定して供給することが可能であった。

【００５５】（実施例２）図５(ａ)に示すような気泡分
散ノズルを有する気泡水製造装置を用いて、内容積約１
ｍ³の養魚水槽に気泡水を供給した。実施例１と同じ
く、循環ポンプを用いて水槽内の水を流入水ノズルに供
給し、気体吸引管から外気を吸引した。

【００５６】混相流形成室の内径を８ｍｍ、長さを１０
０ｍｍとし、流入水ノズルの内径及び気体吸引管の内径
は３ｍｍとした。また、気泡分散ノズルのスロート部の
内径を３ｍｍ、長さを１０ｍｍとした。この構成で流入
水ノズルを通過する水の流量を約３５リットル／分にし
て、水槽中に気泡水を吹き込んだ結果、実施例１よりは
気泡径はやや大きいが、目視では実施例１と同様に５０
μｍ以下と見られるきわめて微細な気泡を、体積率で４
０％以上(目視判定)含有する気泡水を安定して供給する
ことが可能であった。

【００５７】（実施例３）図６(ｂ)に示すような２段の
気泡分散ノズルを有し、かつ図７に示すように混相流形
成室の内壁の一部を伸縮性の管状材料で形成した気泡水
製造装置を用いて、公園の池の水質浄化を目的として、
池の水中に気泡水を放出供給した。上記と同じく、循環
ポンプを用いて池の水を流入水ノズルに供給し、気体吸
引管から外気を吸引した。

【００５８】混相流形成室の内径を２０ｍｍ、長さを１
００ｍｍとし、伸縮性を有する管状材料として、長さ６
０ｍｍ、厚み２ｍｍの塩化ビニル管を用い、混相流形成
室の下流側の壁面をこの管状材料で構成した。流入水ノ
ズルの内径及び気体吸引管の内径は５ｍｍとした。ま
た、気泡分散ノズルのスロート部の内径は第一ノズル、
第二ノズルともに５ｍｍとし、両ノズルの間隔は３ｍｍ
に設定した。

【００５９】この構成で流入水ノズルを通過する水の流
量を約８０リットル／分にし、旋回乱流室に供給する駆
動用水の流量を約５０リットル／分にして、池の水中に
気泡水を吹き込んだ結果、実施例２よりも微細で、実施
例１とほぼ同等の微細気泡が均一に分散された気泡水を
安定して供給することが可能であった。

【００６０】とくに、気体吸引管からの空気の吸引状況
を目視観察した結果では、混相流形成室内の脈圧が規則
的になり、かつその振幅が小さくなっているように観測
されたが、これは伸縮性を有する管状材料を用いた効果
でないかと推測される。

【００６１】

【発明の効果】上記のように本発明の気泡水製造装置に
より、以下の効果が得られる。 (１)コンパクトな装置で、きわめて微細な気泡が分散さ
れた気泡水を効率良く製造することができる。また、気
泡分散板の気孔（開口）率や孔径を変えることにより、
又は気泡分散ノズルの形状・寸法を変えることにより、
容易に気泡水中の気泡の径や量を調節することができ
る。 (２)空気の供給に空気圧縮機を用いないため、動力エネ
ルギー、設備のコストや所要スペース等を低減すること
ができる。 (３)流入水ノズルの交換、流入水の流量・圧力の調節に
より、容易に気泡水中の気泡の径や量を調節することが
できる。 (４)空気を吸引する方式なので、吸引気流中に第三の気
体、液体又は固体を添加することが容易で、高次な作用
効果を与える目的に利用し易い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例である気泡水製造装置の断
面概要図である。

【図２】本発明における気泡微細化の原理を説明するた
めの模式図である。

【図３】本発明の第二実施例である気泡水製造装置の断
面概要図である。

【図４】本発明における気泡分散板の設置位置の他の例
を示す説明図である。

【図５】本発明の第三実施例である気泡水製造装置の断
面概要図である。

【図６】本発明の第四実施例である気泡水製造装置の断
面概要図である。

【図７】本発明の第五実施例である気泡水製造装置の断
面概要図である。

【図８】従来技術による気泡水製造装置の説明図であ
る。

【符号の説明】１流入水ノズル２気体吸引
管３混相流形成室４多孔質板５流入水６水噴流７空気８気孔９気泡１０多孔板１１排出口１２放出端１３導管１４気泡分散
板１５気泡分散ノズル１６縮流部１７スロート部２１空気圧縮
機２２送水ポンプ２３送気管２４送水管２５気泡水製
造器３１第一の気泡分散ノズル３２第二の気
泡分散ノズル３３旋回乱流室３４駆動用水３５注水ノズル３６管状材料３７混相流形成室の内管３８バンド３９保護管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上流側に流入水ノズルと気体吸引管とを
有する筒状の混相流形成室と、該混相流形成室内の下流
側の所定の部位若しくは下流側端部を仕切るように配さ
れた又は該混相流形成室から流出する混相流の導管若し
くは放出端を仕切るように配された気泡分散板とを有
し、前記流入水ノズルから流入する水噴流で生じた負圧
により前記気体吸引管から気体を吸引して、前記混相流
形成室内に気液混相流を形成させ、該混相流を前記気泡
分散板を通過させて、混相流内の気泡を微細化すること
を特徴とする気泡水製造装置。
【請求項２】前記気泡分散板が発泡プラスチック又は
粉末焼結体の多孔質板からなり、該多孔質板の平均気孔
率が１０〜７０％であり、かつその平均気孔径が１０〜
５００μｍである請求項１記載の気泡水製造装置。
【請求項３】前記気泡分散板が、板材に所定の間隔で
多数の略同径の貫通細孔が形成された多孔板であり、該
多孔板の貫通細孔の径が０．０５〜１ｍｍであり、かつ
その開口率が１〜３０％である請求項１記載の気泡水製
造装置。
【請求項４】前記気泡分散板が、下流側に突出する半
球ドーム状の形状を有することを特徴とする請求項１〜
３のいずれかに記載の気泡水製造装置。
【請求項５】上流側に流入水ノズルと気体吸引管とを
有する筒状の混相流形成室と、該混相流形成室内の下流
側の所定の部位若しくは下流側端部を仕切るように配さ
れた又は該混相流形成室から流出する混相流の導管若し
くは放出端を仕切るように配された、少なくとも縮流部
とスロート部を有する１段の気泡分散ノズル又は少なく
ともスロート部を有する直列２段以上の気泡分散ノズル
とを有し、前記流入水ノズルから流入する水噴流で生じ
た負圧により前記気体吸引管から気体を吸引して、前記
混相流形成室内に気液混相流を形成させ、該混相流を前
記気泡分散ノズルを通過させて、混相流内の気泡を微細
化することを特徴とする気泡水製造装置。
【請求項６】前記気泡分散ノズルを、近接して同軸上
に配された少くともスロート部を有する２段のノズルに
より構成し、両ノズルの間にこれより径の大きい旋回乱
流室を設け、かつ該旋回乱流室の側壁付近に駆動用水を
切線方向に注入する注水ノズルを配して、該注水ノズル
から注入された駆動用水が、前記旋回乱流室内で旋回流
を形成しつつ、上流側の気泡分散ノズルから流入する混
相流とともに下流側の気泡分散ノズルから流出するよう
にしたことを特徴とする請求項５記載の気泡水製造装
置。
【請求項７】前記気泡分散ノズルのスロート部の断面
積を、前記混相流形成室の断面積の５〜２０％にしたこ
とを特徴とする請求項５又は請求項６記載の気泡水製造
装置。
【請求項８】前記混相流形成室の内壁面の一部を伸縮
性を有する管状材料で構成し、該混相流形成室の内圧の
周期的変動に応じて、前記管状材料が径の拡大と復元を
繰返すようにしたことを特徴とする請求項１〜７のいず
れかに記載の気泡水製造装置。