JP2003170035A - バブル発生装置、バブル発生制御装置およびバブル発生制御方法ならびに情報記憶媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バブル発生装置の運転中に種々の条件の変化
や目的に応じた種々の制御パターンの運転状態を選択し
て、十分な溶存酸素量等の確保や水質改善効果を実現し
つつ、省エネルギー化や運転効率の向上を達成する。ま
た、処理対象の液体中に溶存しているアンモニアガス等
を効果的に抜き出して水質を浄化する。 【解決手段】 記憶部３２に記憶されている複数種類の
制御パターンのうちから１度に１種類の制御パターンを
選択し、その選択された制御パターンに則して、制御部
３１が空気２６の供給流量および処理対象水１１の供給
流量を制御する。あるいはバブル発生器２１でキャビテ
ーション作用によって溶存ガスを処理対象水１１からマ
イクロバブルとして抽出し、それを大きな気泡の上昇と
共に水面へと迅速に移動させて、確実かつ迅速に溶存ガ
スを処理対象水１１から除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はバブル発生装置、バ
ブル発生制御装置およびバブル発生制御方法ならびに情
報記憶媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】魚の養殖などの水槽における溶存酸素量
の増加や水質改善を行うために処理対象の淡水や海水な
どの液体中に空気あるいは酸素をバブル（気泡）の状態
で吹き込むバブル発生装置は、例えば特開平０９−３１
４１９０号などで提案されている。ここで、前記の液体
中に空気あるいは酸素をバブルの状態で「吹き込む」と
は、例えばポンプなどの運転によって外気などを強制的
に液体中に送り込んで「吹き込む」という場合と、何ら
かの手法によってバブル発生器に負圧を与えておき、そ
の負圧によって液体中にバブルを「吹き込む」という場
合との、２通りがある。

【０００３】従来のバブル発生装置では、一般に、処理
対象の液体の流量を制御するポンプ等の運転状態は固定
のままで、必要に応じてポンプの出口（排出口）部分に
設けられた弁の開度を手動で調節して、処理対象の水な
どの流量を制御していた。また、バブルを発生させるた
めに処理対象の水に吹き込まれる空気の供給量に関して
も、そのときの処理対象の水などの液体の流量や、発生
しているバブルに対応して経験的に適当であると考えら
れる量の空気を供給するために、その空気の供給用配管
の途中に手動の空気弁などを設けておき、その空気弁の
開度を作業者等が経験的な勘などに基づいて調節してい
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
技術では、バブルの大きさや処理対象の液体の流量など
を目視によって確認し、それに基づいて作業者が経験則
的にポンプの弁や空気弁の開度を設定していたため、最
適な制御を実現することができなくなったり、最適な目
標値に対してずれを生じたり、バブル発生装置の運転中
に種々の条件が変化した場合にそれを見逃してしまい、
バブル発生装置の運転状態が所定の好適範囲から逸脱し
てしまう場合があるという問題があった。またそれと関
連して、バブル発生装置によって発生するバブルは、μ
ｍ（マイクロメートル）のオーダーからｃｍ（センチメ
ートル）のオーダーまで、様々な大きさのものがあり、
それらは大きさによって魚の生育環境や水質改善に与え
る影響が異なったものとなる。従って、魚の生育や水質
改善といった、バブル発生装置の利用目的に関しても、
バブル発生装置を常に一定の条件で使用するだけではな
く、水質やその他の環境条件等に対応して最適な運転状
態に制御することが望ましいが、従来の技術では、その
ような目的に応じた最適制御の実現が困難あるいは不可
能であるという問題があった。

【０００５】また、いわゆるマイクロバブルは、水質改
善や溶存酸素量の増大に極めて効果的であることから、
そのようなマイクロバブルを処理対象の水などに吹き込
んで溶解または混入させることが好ましいが、マイクロ
バブルは前述のようにμｍオーダーの大きさであるため
に人間の目視では正確に検知または計測することが困難
あるいは不可能であることから、従来の技術ではマイク
ロバブルの発生状況に正確に対応してバブル発生装置の
運転を制御することは困難あるいは不可能であるという
問題があった。しかも、仮にマイクロバブルの発生状況
を正確に計測できたとしても、その計測結果に対して精
確に対応したバブル発生装置の運転制御を実現すること
は、その制御を手動で行っているので、実質的に不可能
であるという問題があった。

【０００６】また、省エネルギーあるいはバブル発生装
置の実質的な運転効率という観点からは、十分な溶存酸
素量が確保できており水質も問題ないといった場合に
は、バブル発生装置の運転を停止または間欠運転するこ
とが望ましいが、従来の技術では、そのような溶存酸素
量の検出や十分な溶存酸素量が確保できているか否かの
判定を行うことができず、作業者等の人的な労力による
水質検査や目視による確認および管理しかできないとい
う問題があった。

【０００７】また、従来の技術では、処理対象の淡水や
海水のような液体中に溶存しているアンモニアガスやメ
タンガスなどの成分を、その処理対象の液体中から効果
的に抽出するための効果的な手法は提案されておらず、
従って液体中に溶存しているアンモニアガスなどの成分
を積極的に抽出して抜き去ることが困難であるという問
題があった。

【０００８】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、バブル発生装置の運転中に種々の条
件が変化しても、それに確実かつ精確に対応して常に最
適な運転状態を実現することができ、また目的に応じた
種々のモードでの運転状態を選択することができるバブ
ル発生装置、バブル発生制御装置およびバブル発生制御
方法ならびに情報記憶媒体を提供することにある。

【０００９】また、本発明の目的は、十分な溶存酸素量
等の確保や十分な水質改善効果を実現しつつ、省エネル
ギー化や運転効率の向上を達成することができるバブル
発生装置、バブル発生制御装置およびバブル発生制御方
法ならびに情報記憶媒体を提供することにある。

【００１０】また、本発明の目的は、処理対象の淡水や
海水のような液体中に溶存しているアンモニアガスやメ
タンガスなどの成分を、その処理対象の液体中から効果
的に抽出することができるバブル発生装置、バブル発生
制御装置およびバブル発生制御方法ならびに情報記憶媒
体を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明によるバブル発生
装置は、処理対象の液体に空気または所定成分の気体を
吹き込んで前記液体中に前記空気または所定成分の気体
のバブルを発生させるバブル発生器と、前記空気または
所定成分の気体を前記バブル発生器に供給する気体供給
手段と、前記液体を前記バブル発生器に供給する液体供
給手段とを備えたバブル発生装置であって、前記空気ま
たは所定成分の気体の前記バブル発生器に対する供給流
量の設定を入力する気体供給流量設定入力手段と、前記
液体の前記バブル発生器に対する供給流量の設定を入力
する液体供給流量設定入力手段と、前記気体供給流量設
定入力手段によって入力された気体供給流量の設定と、
前記液体供給流量設定入力手段によって入力された液体
供給流量の設定とに基づいて、前記空気または所定成分
の気体と前記液体との供給流量および時間を組み合わせ
てなる制御パターンを記憶する制御パターン記憶手段
と、前記制御パターン記憶手段に記憶されている複数種
類の制御パターンのうちから１度に１種類の制御パター
ンを選択する制御パターン選択手段と、前記制御パター
ン選択手段によって選択された制御パターンに則して、
前記気体供給流量および前記液体供給流量を制御して、
前記バブル発生器で発生させるバブルの大きさまたは量
のうち少なくともいずれか一方を制御する制御手段とを
備えている。

【００１２】また、本発明によるバブル発生制御装置
は、処理対象の液体に空気または所定成分の気体を吹き
込んで前記液体中に前記空気または所定成分の気体のバ
ブルを発生させるバブル発生器と、前記空気または所定
成分の気体を前記バブル発生器に供給する気体供給手段
と、前記液体を前記バブル発生器に供給する液体供給手
段とを備えたバブル発生装置における前記空気または所
定成分の気体のバブルの発生状態を制御するバブル発生
制御装置であって、前記空気または所定成分の気体の前
記バブル発生器に対する供給流量の設定を入力する気体
供給流量設定入力手段と、前記液体の前記バブル発生器
に対する供給流量の設定を入力する液体供給流量設定入
力手段と、前記気体供給流量設定入力手段によって入力
された気体供給流量の設定と、前記液体供給流量設定入
力手段によって入力された液体供給流量の設定とに基づ
いて、前記空気または所定成分の気体と前記液体との供
給流量および時間を組み合わせてなる制御パターンを記
憶する制御パターン記憶手段と、前記制御パターン記憶
手段に記憶されている複数種類の制御パターンのうちか
ら１度に１種類の制御パターンを選択する制御パターン
選択手段と、前記制御パターン選択手段によって選択さ
れた制御パターンに則して、前記気体供給流量および前
記液体供給流量を制御して、前記バブル発生器で発生さ
せるバブルの大きさまたは量のうち、少なくともいずれ
か一方を制御する制御手段とを備えている。

【００１３】また、本発明によるバブル発生制御方法
は、処理対象の液体に空気または所定成分の気体を吹き
込んで前記液体中に前記空気または所定成分の気体のバ
ブルを発生させるバブル発生器と、前記空気または所定
成分の気体を前記バブル発生器に供給する気体供給手段
と、前記液体を前記バブル発生器に供給する液体供給手
段とを備えたバブル発生装置における前記空気または所
定成分の気体のバブルの発生状態を制御するバブル発生
制御方法であって、前記空気または所定成分の気体の前
記バブル発生器に対する供給流量の設定を入力する手順
と、前記液体の前記バブル発生器に対する供給流量の設
定を入力する液体供給流量設定入力する手順と、前記入
力された気体供給流量の設定と前記入力された液体供給
流量の設定とに基づいて、前記空気または所定成分の気
体と前記液体との供給流量および時間を組み合わせてな
る制御パターンを記憶する手順と、前記記憶されている
複数種類の制御パターンのうちから１度に１種類の制御
パターンを選択する手順と、前記選択された制御パター
ンに則して、前記気体供給流量および前記液体供給流量
を制御して、前記バブル発生器で発生させるバブルの大
きさまたは量のうち少なくともいずれか一方を制御する
制御手順とを含んでいるものである。

【００１４】また、本発明による情報記憶媒体は、上記
のような本発明によるバブル発生制御方法の手順を汎用
コンピュータによって実行させるための情報を格納して
なるものである。そしてこのような情報記憶媒体を用い
て、上記のような本発明によるバブル発生制御方法を汎
用コンピュータによって実行するために、上記のような
本発明によるバブル発生制御装置を汎用コンピュータに
構築することが可能である。

【００１５】本発明によるバブル発生装置、バブル発生
制御装置およびバブル発生制御方法ならびに情報記憶媒
体では、バブル発生器に対する空気または所定成分の気
体の供給流量の設定が入力され、処理対象の液体のバブ
ル発生器に対する供給流量の設定が入力され、それら入
力された気体供給流量の設定と液体供給流量の設定とに
基づいて、空気または所定成分の気体と液体との供給流
量および時間を組み合わせてなる制御パターンを記憶
し、その記憶されている複数種類の制御パターンのうち
から１度に１種類の制御パターンを選択し、その選択さ
れた制御パターンに則して、気体供給流量および液体供
給流量を制御することにより、バブル発生器で発生させ
るバブルの大きさまたは量のうち少なくともいずれか一
方を制御して、入力された設定に基づいた最適なバブル
をバブル発生器により発生させる。

【００１６】本発明による他のバブル発生装置は、処理
対象の液体に空気または所定成分の気体を吹き込んで前
記液体中に前記空気または所定成分の気体のバブルを発
生させるバブル発生器と、前記空気または所定成分の気
体を前記バブル発生器に供給する気体供給手段と、前記
液体を前記バブル発生器に供給する液体供給手段とを備
えたバブル発生装置であって、前記処理対象の液体中に
溶存しているガスを気泡核としたバブルをキャビテーシ
ョンによって発生させるキャビテーション発生手段と、
前記バブル発生器に対する前記気体供給手段からの前記
空気または所定成分の気体の供給を停止または所定の供
給量以下に制限した状態で、前記キャビテーション発生
手段によって前記ガスを気泡核としたバブルを発生さ
せ、それに続いて、前記液体供給手段によって前記液体
を前記バブル発生器に供給させながら前記気体供給手段
からの前記空気または所定成分の気体の供給量を増加さ
せて前記液体中に前記空気または所定成分の気体のバブ
ルを発生させて、そのバブルの前記液体中での浮力によ
る上昇によって、前記ガスを気泡核としたバブルの上昇
を促進させることで、前記ガスを気泡核としたバブルの
前記液体の水面への移動を促進させるように、前記キャ
ビテーション発生手段および前記気体供給手段ならびに
前記液体供給手段を制御する制御手段とを備えている。

【００１７】また、本発明による他のバブル発生制御装
置は、処理対象の液体に空気または所定成分の気体を吹
き込んで前記液体中に前記空気または所定成分の気体の
バブルを発生させるバブル発生器と、前記空気または所
定成分の気体を前記バブル発生器に供給する気体供給手
段と、前記処理対象の液体中に溶存している前記空気ま
たは前記所定成分の気体とは異なるガスを気泡核とした
バブルをキャビテーションによって発生させて、そのガ
スを前記液体から抽出するキャビテーション発生手段
と、前記液体を前記バブル発生器に供給する液体供給手
段とを備えたバブル発生装置における前記空気または所
定成分の気体のバブルの発生状態および前記液体からの
前記ガスの抽出を制御するバブル発生制御装置であっ
て、前記バブル発生器に対する前記気体供給手段からの
前記空気または所定成分の気体の供給を停止または所定
の供給量以下に制限した状態で、前記キャビテーション
発生手段によって前記ガスを気泡核としたバブルを発生
させ、それに続いて、前記液体供給手段によって前記液
体を前記バブル発生器に供給させながら前記気体供給手
段からの前記空気または所定成分の気体の供給量を増加
させて前記液体中に前記空気または所定成分の気体のバ
ブルを発生させて、そのバブルの前記液体中での浮力に
よる上昇によって、前記ガスを気泡核としたバブルの上
昇を促進させることで、前記ガスを気泡核としたバブル
の前記液体の水面への移動を促進させるように、前記キ
ャビテーション発生手段および前記気体供給手段ならび
に前記液体供給手段を制御する制御手段を備えている。

【００１８】また、本発明による他のバブル発生制御方
法は、処理対象の液体に空気または所定成分の気体を吹
き込んで前記液体中に前記空気または所定成分の気体の
バブルを発生させるバブル発生器と、前記空気または所
定成分の気体を前記バブル発生器に供給する気体供給手
段と、前記処理対象の液体中に溶存している前記空気ま
たは前記所定成分の気体とは異なるガスを気泡核とした
バブルをキャビテーションによって発生させて、そのガ
スを前記液体から抽出するキャビテーション発生手段
と、前記液体を前記バブル発生器に供給する液体供給手
段とを備えたバブル発生装置における前記空気または所
定成分の気体のバブルの発生状態および前記液体からの
前記ガスの抽出を制御するバブル発生制御方法であっ
て、前記バブル発生器に対する前記空気または所定成分
の気体の供給を停止または所定の供給量以下に制限した
状態で、前記キャビテーション発生手段によって前記ガ
スを気泡核としたバブルを発生させ、それに続いて、前
記液体供給手段によって前記液体を前記バブル発生器に
供給させながら前記気体供給手段からの前記空気または
所定成分の気体の供給量を増加させて前記液体中に前記
空気または所定成分の気体のバブルを発生させること
で、そのバブルの前記液体中での浮力による上昇によっ
て前記ガスを気泡核としたバブルの上昇を促進させて、
前記ガスを気泡核としたバブルの前記液体の水面への移
動を促進させるように、前記キャビテーション発生手段
および前記気体供給手段ならびに前記液体供給手段を制
御する制御手順を含んでいる。

【００１９】また、本発明による他の情報記憶媒体は、
上記のような本発明による他のバブル発生制御方法の手
順を汎用コンピュータによって実行させるための情報を
格納してなるものである。そしてこのような情報記憶媒
体を用いて、上記のような本発明による他のバブル発生
制御方法を汎用コンピュータによって実行するために、
上記のような本発明による他のバブル発生制御装置を汎
用コンピュータに構築することが可能である。

【００２０】本発明による他のバブル発生装置および他
のバブル発生制御装置ならびに他のバブル発生制御方法
ならびに他の情報記憶媒体では、バブル発生器に対する
空気または所定成分の気体の供給を停止または所定の供
給量以下に制限した状態で、流体機械や流体工学では一
般的には望ましくないと考えられているキャビテーショ
ンの作用を逆転の発想でむしろ積極的に利用して、キャ
ビテーション発生手段によるキャビテーションの作用に
より、処理対象の液体に溶存しているガスを気泡核とし
たバブルを発生させ、それに続いて、処理対象の液体を
バブル発生器に供給しながら空気または所定成分の気体
の供給量を増加させて、処理対象の液体中に空気または
所定成分の気体のバブルを発生させることで、そのバブ
ルの液体中での浮力による上昇によってガスを気泡核と
したバブルの上昇を促進させて、キャビテーションによ
って抽出されたガスを気泡核としたバブルの水面への移
動（つまり大気中への放散）を促進させる。

【００２１】なお、より詳細な態様としては、上記のバ
ブル発生装置またはバブル発生制御装置において、前記
処理対象の液体中に溶存している空気または所定成分の
気体の溶存量を検出する空気溶存量センサをさらに備え
ると共に、前記制御手段が、前記空気溶存量センサによ
って検出された空気または所定成分の気体の溶存量を正
常値として設定された所定の範囲と比較して、前記溶存
量が前記所定の範囲から逸脱している場合には、前記溶
存量が前記所定の範囲内の正常値に戻るように、前記気
体供給手段および前記液体供給手段を制御するようにし
てもよい。

【００２２】あるいは、上記の他のバブル発生装置また
は他のバブル発生制御装置において、前記処理対象の液
体中に溶存している前記空気または所定成分の気体とは
異なったガスの溶存量を検出するガス溶存量センサをさ
らに備えると共に、前記制御手段が、前記ガス溶存量セ
ンサによって検出された前記ガスの溶存量を正常値とし
て設定された所定の範囲と比較して、前記溶存量が前記
所定の範囲から逸脱している場合には、前記溶存量が前
記所定の範囲内の正常値に戻るように、前記キャビテー
ション発生手段および前記気体供給手段ならびに前記液
体供給手段を制御するようにしてもよい。

【００２３】また、上記のバブル発生装置またはバブル
発生制御装置、あるいは上記の他のバブル発生装置また
は他のバブル発生制御装置において、前記気体供給手段
が、弁の開度を開状態と閉状態との２値的に調節する空
気弁を備えたものであり、前記制御手段が、空気弁の開
状態または閉状態のデューティ期間を制御することよっ
て、前記空気または所定成分の気体の供給流量を制御す
るようにしてもよい。これは換言すれば、空気弁の開閉
をＰＷＭ（パルス幅変調方式）的に制御することで、開
状態と閉状態との２値的な開度の選択のみが可能である
簡易な構造で低廉（低コスト）な空気弁を用いて多値的
な流量制御を行うことも可能である、ということであ
る。

【００２４】また、空気弁として、それぞれ所定の開口
面積のオリフィスを有する複数の空気弁を備えており、
前記制御手段が、前記複数の空気弁のうちの開状態にす
る空気弁の組み合わせによって、前記空気または所定成
分の気体の供給流量を制御するようにしてもよい。これ
は換言すれば、個々の空気弁としては、可動部分等の機
構がないので構造が極めて簡易で故障も少なく低廉でも
あるオリフィスを用いて、それらのうち空気や所定成分
の気体を流すことができるように開状態にしたものの組
み合わせを変化させることによって、バブル発生器へと
供給する空気または所定成分の気体の流量を多値的に制
御することも可能である、ということである。

【００２５】また、前記バブル発生器に供給される前記
空気または所定成分の気体の圧力を計測する第１の圧力
センサと、前記バブル発生器に供給される前記液体の圧
力を計測する第２の圧力センサとをさらに備え、前記制
御手段が、前記バブル発生器に供給される前記空気また
は所定成分の気体の圧力および前記バブル発生器に供給
される前記液体の圧力をフィードバック制御するように
してもよい。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００２７】図１は、本発明の一実施の形態に係るバブ
ル発生装置の主要部の構成を表したものである。なお、
本発明のバブル発生制御装置またはバブル発生制御方法
あるいは情報記憶媒体は、このバブル発生装置の動作ま
たは作用あるいは部分的な構成によって具現化されるも
のであるから、以下、それらを併せて説明する。

【００２８】このバブル発生装置は、バブル発生部２０
と、運転制御部３０とを、その主要部として備えてい
る。さらに詳細には、バブル発生部２０は、水槽１０に
満たされた処理対象の液体である水（以下これを処理対
象水と呼ぶ）１１中に配置されたバブル発生器２１と、
そのバブル発生器２１に処理対象水１１を供給する可変
送水部２２と、その供給される処理対象水１１を導通さ
せる送水パイプ２４と、バブル発生器２１に供給（吸
気）される空気２６の流量を調節するための空気弁２５
とを備えている。

【００２９】水槽１０に満たされた処理対象水１１中に
配置されたバブル発生器２１の入り口２１１に、可変送
水部２２によって加圧された処理対象水１１が送水パイ
プ２４を介して送り込まれ、それと並行して、空気２６
が空気弁２５および空気導入パイプ２７を介してバブル
発生器２１に取り込まれる。そのバブル発生器２１で
は、バブル１００を発生させて、それを出口２１２から
処理対象水１１中に噴出させる。

【００３０】可変送水部２２としては、加圧された水を
所定の流量でバブル発生器２１に供給することができる
ものであれば、例えば出力可変ポンプを用いることなど
が可能である。処理対象水１１は、可変送水部２２によ
って水槽１０から一旦汲み上げられて、バブル発生器２
１を介して再び水槽１０へと循環される。なお、本実施
の形態では、水槽１０の中の処理対象水１１を処理する
場合について説明しているが、本実施の形態に係るバブ
ル発生装置は海洋や港湾などにおける大規模な海水の循
環処理や、河川や湖沼の水質改善用などにも適用するこ
となども可能であり、その場合には、水槽１０を省略し
てバブル発生器２１を港湾の海水や湖沼の淡水などに直
截的に浸して用いるようにしてもよいことは言うまでも
ない。

【００３１】運転制御部３０は、バブル発生部２０を制
御するためのもので、演算部３３を内蔵してなる制御部
３１と、記憶部３２と、設定入力部３４と、空気弁駆動
出力部３６と、可変送水駆動出力部３７とを備えて、実
質的にバブル発生制御装置として機能するものである。
この運転制御部３０は、マイクロコンピュータまたはプ
ログラマブルコントローラあるいは汎用コンピュータな
どによって構成することが可能である。ただしそれらの
みには限定されず、例えば配線回路基板上に各種電子部
品を実装してなるディスクリートな回路構成など（図示
省略）によってこの運転制御部３０を構築することなど
も可能であることは言うまでもない。

【００３２】制御部３１は、空気弁駆動出力部３６から
の空気弁駆動制御信号３６１の出力を制御して、空気弁
２５の開度または開閉状態を制御する機能と、可変送水
駆動出力部３７からの可変送水部駆動制御信号３７１の
出力を制御して、可変送水部２２の駆動状態（送水出力
または送水能率）を制御する機能とを兼備している。そ
れらの制御は演算部３３による演算結果に基づいて行わ
れる。

【００３３】設定入力部３４は、運転モード選択入力３
５１、制御パターン番号設定入力３４１、空気弁開度設
定入力３４２、可変送水駆動出力設定入力３４３を受け
る機能と、制限値（所定の好適範囲の値）の設定入力
（溶存酸素制限値設定入力４１１，アンモニア制限値設
定入力４２１）を受ける機能とを有している。また、必
要により制御パターンごとに稼動時間を設定する時間設
定入力３４５を受ける機能も有している。この設定入力
部３４のハードウェアとしては、例えば一般的なキーボ
ード入力装置や押ボタン式入力装置などを好適に用いる
ことができる。

【００３４】なお、本実施の形態では、処理対象水１１
に溶存しているアンモニアガスやその他の有害ガスなど
をキャビテーション作用によってマイクロバブルとして
抽出して抜き出すための手段としてもバブル発生器２１
を兼用しているが、この他にも、アンモニアガスやその
他の有害ガスなどを抜き出すための専用の手段（キャビ
テーション発生手段）をバブル発生器２１とは別に設け
てもよいことは言うまでもない。但し、本実施の形態の
ように、バブル発生器２１をキャビテーション発生手段
としても兼用することにより、装置の構成をより簡易化
することができるので望ましい。

【００３５】次に、本実施の形態に係るバブル発生装置
の動作について説明する。

【００３６】［基本的運転動作システム］図２は本実施
の形態に係るバブル発生装置の基本的運転動作の概要の
一例を表したものである。ここでは、溶存酸素量が制限
値超（制限値を超えた値）で、かつアンモニアが制限値
以下の場合には平常状態として通常運転を行うものと
し、水質モニター用センサ４０によって計測されてＡ／
Ｄ変換器７１，７２等を経て得られた計測結果から、例
えば溶存酸素が制限値以下あるいはアンモニアが制限値
以上の場合には異常状態であると判定して、溶存酸素が
制限値以上かつアンモニアが制限値以下という平常状態
に戻すようにあらかじめ設定された制御パターンに則し
た緊急運転を行うものとしている。

【００３７】通常運転（Ｓ６）の場合には、空気弁開度
設定３４２と可変送水駆動出力設定３４３との組み合わ
せによるパターン（Ｘ1 、Ｘ2 、…Ｘn ）としてあらか
じめ幾つかのパターンを設定しておき、これを時間経過
とともに切り替えて運転する。その切り替えは、例えば
プログラムタイマーにより連続的に切り替えて行く手法
（Ｓ９）などが好適である。あるいは作業者が必要に応
じて手動で切り替え操作を行うなどして、所望の制御パ
ターンを選択して実行させるようにすることなども可能
であることは言うまでもない。

【００３８】この通常運転の継続中に、水質モニター用
センサ４０によって計測された溶存酸素量（溶存酸素量
濃度などの値）が何らかの要因で制限値以下となった場
合には（Ｓ１のＹ）、制御パターンを異常状態における
緊急運転に切り替えて（Ｓ２）、溶存酸素量が迅速に正
常値に回復させるために、急速に空気のバブル発生量を
増加させるように設定した制御パターンＹ１に則した制
御パターンを採用し（Ｓ３）、その運転状態を溶存酸素
量が制限値以上になるまで継続する（Ｓ３〜Ｓ１のＹ〜
Ｓ３の繰り返し）。

【００３９】その溶存酸素量が制限値超（Ｓ１のＮ）に
なったか否かは、水質モニター用センサ４０による計測
結果に基づいて、制御部３１が判定する（図２では図示
省略）。

【００４０】溶存酸素量が制限値超（Ｓ１のＮ）の状態
であり、かつ溶存アンモニア量が制限値以上（Ｓ４の
Ｙ）である場合には（すなわちＳ１のＮ〜Ｓ４のＹ）、
処理対象水１１から迅速にアンモニアを除去するため
に、制御パターンＹ２（Ｓ７）および制御パターンＹ３
（Ｓ８）に則した運転を行う。

【００４１】この場合、緊急運転用の制御パターンＹ２
では、図３にその設定の一例を模式的に示したように、
空気弁２５を閉めて空気の供給を停止した状態で、キャ
ビテーションの発生原理によって処理対象水１１中のガ
スを気泡核としたマイクロバブルを所定の時間に亘って
発生させることで、処理対象水１１中に溶存していたガ
スを抽出する（抜き出す）。

【００４２】そして、その後、制御パターンＹ３に則し
て空気弁を全開にして空気の供給量を増加させて、直径
が大きくて処理対象水１１中での浮力が前記のガスを気
泡核としたマイクロバブルの浮力よりも格段に大きなバ
ブルを発生させることで、その大きなバブルの浮力によ
る上昇と、そのバブルの上昇力に影響されて上昇する水
の流れを生じさせる。このようにして生じさせた大きな
直径のバブルの大きな浮力による浮上およびそれによっ
て生じた上昇する水の流れによって、既に発生していた
がキャビテーションによって生じたために微小な直径で
あることに起因して浮力が小くて極めて遅くしか上昇で
きなかった、抽出されたガスのマイクロバブルを、処理
対象水１１の水面に向かって迅速に移動させることがで
きる。

【００４３】上記の動作を必要に応じて繰り返し行うな
どして、溶存酸素量が制限値超（Ｓ１のＮ）でかつアン
モニアが制限値未満（Ｓ４のＮ）の状態になると、それ
を水質モニター用センサ４０によって計測された結果に
基づいて制御部３１が判定し、通常運転（Ｓ６）に復帰
する。

【００４４】［制御パターン設定登録と運転制御部によ
る制御パターンの設定］設定入力部３４における設定登
録では、制御パターンおよび各条件のデータ設定の登録
を行うが、このときの運転制御部３０における基本的な
運転モードおよび制御パターンの設定は、図３に模式的
に示したような内容のものであり、その各種パラメータ
の調整およびデータ設定の登録手順は図４にその主要部
を示したような流れとなる。

【００４５】運転制御部３０は、運転モード選択入力３
５１によって、「運転開始」、「運転停止」、「手動運
転」と「自動運転」との切り替え、「設定登録」が可能
となっている。

【００４６】設定入力部３４では、手動運転状態の場
合、図４に示したように、例えば制御パターン番号とし
てパターンＸ1 （溶存酸素量が少ない場合に対応した運
転パターン）を選択すると（Ｓ４１）、制御パターンＸ
1 に則した空気弁開度設定およびポンプ出力設定のデー
タ等を設定し（Ｓ４２）、さらに、稼動時間Ｔの時間設
定を行う（図示省略）。

【００４７】続いて、この手動運転状態で上記のパター
ンＸ1 に則した駆動制御を行って（Ｓ４３）、バブル発
生器２１によるバブルを発生させる（Ｓ４４）。そして
作業者は駆動状態の確認や水質検査などを行って、好ま
しい状態になるまで上記のような諸条件の再設定や再調
節等を繰り返して（Ｓ４５のＮ〜Ｓ４２〜Ｓ４５のＮの
繰り返し）、良好な状態が実現されると（Ｓ４５の
Ｙ）、そのときの運転を行うための制御パターンのデー
タを設定登録して記憶部３２に記憶させる（Ｓ４６）。
なお、このようなデータ設定登録のさらに具体的な流れ
の主要部の一例を図５に示した。

【００４８】制御パターン（Ｘ2、Ｘ3、…Ｘn）につい
ても上記および図４に示したようなＸ1 の場合と同様
に、制御パターンの諸設定が良好な結果をもたらすもの
であれば、その制御パターンも記憶部３２に記憶させ
る。なお、各制御パターンでの稼動時間Ｔも、必要に応
じてそれぞれの制御パターンごとに時間設定入力３４５
によって設定し、そのデータを各制御パターン（Ｘ2、
Ｘ3、・・・・Ｘn）のデータと共に記憶部３２に記憶さ
せる。

【００４９】同様にして、緊急運転状態における制御パ
ターン（Ｙ１、Ｙ2 、Ｙ3 ・・Ｙn）の諸設定、および
必要に応じて各制御パターンごとの稼働時間Ｔの設定を
行い、その設定が良好な結果をもたらすものであれば、
その制御パターンも記憶部３２に記憶させる。

【００５０】［制御パターン設定］次に、制御パターン
設定について幾つかの例に則して説明する

【００５１】（１）制御パターンＸ1 ；通常運転として
の空気弁開度設定入力３４２および可変送水部２２の送
水ポンプ等を制御する可変送水部駆動制御信号３７１の
設定で、大きさ数１０［μｍ］のマイクロバブルを発生
する状態に設定する。

【００５２】（２）制御パターンＸ2 ；可変送水部２２
の出力は制御パターン１と同様であるが、処理対象水１
１中のガスを気泡核としたバブルを発生させて水中のガ
スをより多く抜くため、空気弁開度設定入力３４２を、
空気弁２５を閉状態にする設定にして、空気の供給を停
止させる。

【００５３】（３）制御パターンＸ3 ；空気の供給を増
加させることで大きなバブルを発生させて、そのバブル
自体の浮上とそれに伴って上昇する水の流れを引き起こ
すために、空気弁２５を大きく開いた状態にする設定に
する。

【００５４】（４）制御パターンＸn ；各種パターンを
あらかじめ設定しておき、必要に応じてそれらのうちか
ら選択して用いる。

【００５５】なお、上記の説明では、通常運転状態にお
いても処理対象水１１からのガスの抽出（ガス抜き）を
所定時間ごとに繰り返すパターンで運転するように設定
しているが、制御パターンＸ1 で連続運転するように設
定することなども可能であることは言うまでもない。

【００５６】［自動運転］「自動運転」に切り替えた場
合（「自動運転」を選択した場合）、運転制御部３０に
よる判定結果に基づいて制御パターンが決定され、それ
に則した運転制御が実行される。例えば、図２のＳ９に
示したようにプログラムタイマーなどによって順次制御
パターンを切り替えて運転する。あるいは２４時間タイ
マー等によって、あらかじめ設定されている稼動開始予
定時刻から稼働終了予定時刻までの間の定時運転、ある
いは所定の稼動時間に亘っての定時運転などを行うこと
も可能である。

【００５７】なお、そのような定時運転が設定されてい
ない場合には、あらかじめ設定入力されて記憶部３２に
記憶されている複数種類の制御パターンのうちから順次
に制御パターン（Ｘ1 ，Ｘ2 ，Ｘ3 ，…Ｘn ）の内容に
則して可変送水部２２の駆動制御が行われて、処理対象
水１１の流量が調節されると共に空気弁２５の開度が制
御されて空気２６の吸入量が調節される。

【００５８】［水質モニター用センサの設定と自動運
転］本実施の形態の運転制御部３１は、水質モニター用
センサ４０によって検出された計測結果と、あらかじめ
入力されている溶存酸素値設定入力４１１に基づいて設
定された制限値および溶存アンモニア値設定入力４２１
に基づいて設定された制限値とを比較して、選択すべき
制御パターン等を自動的に選択する機能を備えているの
で、「自動運転状態」においては、溶存酸素センサ４０
１によって計測された溶存酸素量の値があらかじめ設定
された制限値超であり、かつ溶存アンモニアセンサ４０
２によって計測されたアンモニアの溶存量の値が制限値
未満であれば、通常運転状態が選択される。アンモニア
の溶存量の値が制限値未満であっても溶存酸素値が設定
した制限値未満であれば、緊急運転に切り替えて制御パ
ターンＹ１での設定内容による運転が行われる。

【００５９】また、溶存酸素量が設定された制限値を超
えた値となり、かつアンモニアの溶存量が設定された制
限値を超えた値になった場合には、自動的に制御パター
ンＹ２に切り替えて、その制御パターンＹ２の設定内容
に則した運転が所定時間に亘って行われ、続いて制御パ
ターンＹ３による運転が所定時間に亘って行われる。こ
の緊急運転では、制限値に対して改善効果が不十分であ
れば（換言すれば溶存酸素量やアンモニアの溶存量が制
限値の好適範囲内に到達しない場合には）、さらに上記
と同様の動作が繰り返される。

【００６０】なお、上記の説明は制御パターンの動作順
序の一例について述べたものであり、この他にも種々の
態様が可能であることは言うまでもない。また、稼動時
間タイマーについては、必要に応じて付加すればよく、
必須のものとは言えないが、実際のシステム設計におい
てはハンチング現象等の防止のために、センサーからの
出力による動作のＯＮ−ＯＦＦヒステレシスの有無ある
いはタイマーによる稼動時間の設定との関係に十分留意
する必要がある。そのような観点からすると、ハンチン
グ等のない良好な制御の実現に必要であれば、稼動時間
タイマー等を付設することが望ましい。

【００６１】また、空気弁２５としては、空気の制御に
比例的に面積を変化させる構造の弁を使用してもよい
が、そのような弁は構造が精密なものであるため一般に
煩雑なメンテナンスを必要とする場合や高価である場合
が多いという不都合がある。そこで、構造が簡易で煩雑
なメンテナンスが不要であり、また低廉（安価）である
という種々のメリットを有している、ＯＮ−ＯＦＦ方式
（弁の開閉状態を開か閉かの２値的にのみ変化させる方
式）の空気弁等を用いることが望ましい。そのようなＯ
Ｎ−ＯＦＦ方式の空気弁を用いた場合に空気の供給量
（流量）の多値的な調節を実現するためには、図６に示
したように、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄ
ｕｌａｔｉｏｎ）方式による制御手法を用いて、空気Ｏ
Ｎ−ＯＦＦパルス発生装置３６Ａによって空気弁２５Ａ
の開度を制御することなどが可能である。

【００６２】あるいは、図７に示したように、開度ビッ
トＯＮ−ＯＦＦ発生装置３６Ｂによって複数の空気ＯＮ
−ＯＦＦ制御弁２５Ｂ1 ，２５Ｂ2 ，…２５Ｂn を制御
して空気の流量を多値的に制御することなども可能であ
る。

【００６３】これらの手法によれば、構造が簡易で煩雑
なメンテナンスが不要でありまた低廉でもあるＯＮ−Ｏ
ＦＦ弁をＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌ
ａｔｉｏｎ）で制御することによって多値的な制御が可
能となり（図６の場合）、あるいは複数の空気弁のオリ
フィスの面積を例えば２の二乗の倍率（１，２，４，８
…）で設定しておき、そのそれぞれが異なった面積のオ
リフィスを有する複数の空気弁のうちから一度に開状態
にするものの組み合わせによって、ほぼ比例弁相当の制
御を簡易かつ安価に実現することが可能となる（図７の
場合）。

【００６４】以上のような制御方式によって、空気の供
給量を概ね比例制御的に調節してバブルの発生状態を制
御することができるが、さらに高精度な制御を実現する
ためには、図８に例示したように、バブル発生器２１の
入口付近を流れる（または流量０の場合には停止してい
る）処理対象水１１の圧力を計測する圧力センサ５１と
バブル発生器２１への供給空気圧を計測する圧力センサ
５２とを設け、実験で得られた設定バブルを供給する圧
力条件に基づいて、処理対象水１１および空気２５の入
口圧力をフィードバック制御することにより、バブル発
生器２１の加工精度のばらつきや製造誤差等に起因した
流量制御の誤差やばらつき等を補正すると共に、所望通
りのバブルが実際に発生しているか否かを確認しながら
バブル発生装置を運転することが可能となる。

【００６５】すなわち、バブルの発生状態は、実験的に
求められた相関関係に基づいて、バブル発生器２１への
入口圧力に対応して把握することができる。従って、圧
力フィードバックによって圧力を制御することで、所望
通りのバブルを発生させることができると同時に、運転
状態に何らかの異常が生じて圧力値が異常になった場合
などには、その圧力値の異常を検知することで、運転状
態の異常発生をモニタリングすることが可能である。そ
のような実験で求められたデータは記憶部３２に記憶さ
れており、設定された圧力条件と実際の計測値とを比較
し、その結果から制御部３１の可変空気弁駆動出力部３
６あるいは可変送水駆動出力部３７からの出力を修正す
ることなどにより、可変空気弁１９の開度や可変送水部
２２による処理対象水１１の供給量（流量）を制御し
て、圧力センサ５１や圧力センサ５２で計測される圧力
が所定の圧力値となるようにフィードバック制御するこ
とができる。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１，２，
４，５，６，７のいずれか１つの項に記載のバブル発生
装置または請求項８，９，１１，１２，１３，１４，１
５のいずれか１つの項に記載のバブル発生制御装置また
は請求項１６記載のバブル発生制御方法または請求項１
８記載の情報記憶媒体によれば、バブル発生器に対する
空気または所定成分の気体の供給流量の設定が入力さ
れ、処理対象の液体のバブル発生器に対する供給流量の
設定が入力され、それら入力された気体供給流量の設定
と液体供給流量の設定とに基づいて、空気または所定成
分の気体と液体との供給流量および時間を組み合わせて
なる制御パターンを記憶し、その記憶されている複数種
類の制御パターンのうちから１度に１種類の制御パター
ンを選択し、その選択された制御パターンに則して、気
体供給流量および液体供給流量を制御することにより、
バブル発生器で発生させるバブルの大きさまたは量のう
ち少なくともいずれか一方を制御して、入力された設定
に基づいた最適なバブルをバブル発生器で発生させるよ
うにしたので、バブル発生装置の運転中に種々の条件が
変化しても、それに確実かつ精確に対応して常に最適な
運転状態を実現することができ、また目的に応じた種々
のモードでの運転状態を選択することができる。例えば
運転状態において異常をキャッチした場合には緊急状態
としての対応動作を自動的に採ることなどが可能とな
る。また、十分な溶存酸素量等の確保や十分な水質改善
効果を実現しつつ、さらなる省エネルギー化や運転効率
の高効率化を達成することができる。

【００６７】また、請求項３，４，５，６，７のいずれ
か１つの項に記載のバブル発生装置または請求項１０，
１１，１２，１３，１４，１５のいずれか１つの項に記
載のバブル発生制御装置または請求項１７記載のバブル
発生制御方法または請求項１９記載の情報記憶媒体によ
れば、バブル発生器に対する空気または所定成分の気体
の供給を停止または所定の供給量以下に制限した状態
で、キャビテーション発生手段によってガスを気泡核と
したバブルを発生させ、それに続いて、処理対象の液体
をバブル発生器に供給しながら空気または所定成分の気
体の供給量を増加させて、液体中に空気または所定成分
の気体のバブルを発生させることで、そのバブルの液体
中での浮力による上昇によってガスを気泡核としたバブ
ルの上昇を促進させて、キャビテーションによって抽出
されたガスを気泡核としたバブルの水面への移動（つま
り大気中への放散）を促進させるように、キャビテーシ
ョン発生手段および気体供給手段ならびに液体供給手段
を制御するようにしたので、処理対象の淡水や海水のよ
うな液体中に溶存しているアンモニアガスやメタンガス
のような有害成分などを、その処理対象の液体中から抽
出して迅速に水面へと移動させて、処理対象の淡水や海
水などの液体中から効果的に除去することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係るバブル発生装置の
主要部分の構成を表した図である。

【図２】バブル発生装置の基本的運転動作の概要の一例
を表した図である。

【図３】バブル発生装置における入力設定の一例を模式
的に表した図である。

【図４】制御パターンの設定に関する各種パラメータの
調整およびデータ設定の登録手順の主要な流れを表した
図である。

【図５】データ設定登録のさらに具体的な流れの主要部
の一例を表した図である。

【図６】ＰＷＭ方式による制御手法を実現するために、
図１に示したバブル発生装置に付加される構成の主要部
を表した図である。

【図７】オリフィスを備えた空気弁を用いて空気の流量
の多値的な制御を行うために、図１に示したバブル発生
装置に付加される構成の主要部を表した図である。

【図８】バブル発生器の入口付近の処理対象水の圧力を
計測する圧力センサとバブル発生器への供給空気圧を計
測する圧力センサとを設けて、実験で得られた設定バブ
ルを供給する圧力条件に基づいて処理対象水および空気
の入口圧力をフィードバック制御する場合のバブル発生
装置の概要構成を表した図である。

【符号の説明】

１０…水槽、２０…マイクロバブル発生装置、２２…可
変送水装置、２５…空気弁、３１…制御装置、３２…記
憶装置、３３…演算装置、３４…入力設定装置、４０…
水質モニター用センサ、５１，５２…圧力センサ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０２Ｆ 1/34 ＺＡＢ Ｃ０２Ｆ 1/34 ＺＡＢ Ｆターム(参考） 4D011 AA15 AA18 AC01 AC04 AC10 4D037 AA01 AA09 AB12 AB18 BA26 BB01 BB02 BB05 4G035 AB05 AC15 AE02 AE13 4G037 AA01 BA03 BC04 BD10 BE03 EA01

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理対象の液体に空気または所定成分の
   気体を吹き込んで前記液体中に前記空気または所定成分
   の気体のバブルを発生させるバブル発生器と、前記空気
   または所定成分の気体を前記バブル発生器に供給する気
   体供給手段と、前記液体を前記バブル発生器に供給する
   液体供給手段とを備えたバブル発生装置であって、 前記空気または所定成分の気体の前記バブル発生器に対
   する供給流量の設定を入力する気体供給流量設定入力手
   段と、 前記液体の前記バブル発生器に対する供給流量の設定を
   入力する液体供給流量設定入力手段と、 前記気体供給流量設定入力手段によって入力された気体
   供給流量の設定と、前記液体供給流量設定入力手段によ
   って入力された液体供給流量の設定とに基づいて、前記
   空気または所定成分の気体と前記液体との供給流量およ
   び時間を組み合わせてなる制御パターンを記憶する制御
   パターン記憶手段と、 前記制御パターン記憶手段に記憶されている複数種類の
   制御パターンのうちから１度に１種類の制御パターンを
   選択する制御パターン選択手段と、 前記制御パターン選択手段によって選択された制御パタ
   ーンに則して、前記気体供給流量および前記液体供給流
   量を制御して、前記バブル発生器で発生させるバブルの
   大きさまたは量のうち少なくともいずれか一方を制御す
   る制御手段とを備えたことを特徴とするバブル発生装
   置。
2. 【請求項２】 前記処理対象の液体中に溶存している空
   気または所定成分の気体の溶存量を検出する空気溶存量
   センサを、さらに備えており、 前記制御手段が、前記空気溶存量センサによって検出さ
   れた空気または所定成分の気体の溶存量を正常値として
   設定された所定の範囲と比較して、前記溶存量が前記所
   定の範囲から逸脱している場合には、前記溶存量が前記
   所定の範囲内の正常値に戻るように、前記気体供給手段
   および前記液体供給手段を制御することを特徴とする請
   求項１記載のバブル発生装置。
3. 【請求項３】 処理対象の液体に空気または所定成分の
   気体を吹き込んで前記液体中に前記空気または所定成分
   の気体のバブルを発生させるバブル発生器と、前記空気
   または所定成分の気体を前記バブル発生器に供給する気
   体供給手段と、前記液体を前記バブル発生器に供給する
   液体供給手段とを備えたバブル発生装置であって、 前記処理対象の液体中に溶存しているガスを気泡核とし
   たバブルをキャビテーションによって発生させるキャビ
   テーション発生手段と、 前記バブル発生器に対する前記気体供給手段からの前記
   空気または所定成分の気体の供給を停止または所定の供
   給量以下に制限した状態で、前記キャビテーション発生
   手段によって前記ガスを気泡核としたバブルを発生さ
   せ、それに続いて、前記液体供給手段によって前記液体
   を前記バブル発生器に供給させながら前記気体供給手段
   からの前記空気または所定成分の気体の供給量を増加さ
   せて前記液体中に前記空気または所定成分の気体のバブ
   ルを発生させて、そのバブルの前記液体中での浮力によ
   る上昇によって、前記ガスを気泡核としたバブルの上昇
   を促進させることで、前記ガスを気泡核としたバブルの
   前記液体の水面への移動を促進させるように、前記キャ
   ビテーション発生手段および前記気体供給手段ならびに
   前記液体供給手段を制御する制御手段とを備えたことを
   特徴とするバブル発生装置。
4. 【請求項４】 前記処理対象の液体中に溶存している前
   記空気または所定成分の気体とは異なったガスの溶存量
   を検出するガス溶存量センサを、さらに備えており、 前記制御手段が、前記ガス溶存量センサによって検出さ
   れた前記ガスの溶存量を正常値として設定された所定の
   範囲と比較して、前記溶存量が前記所定の範囲から逸脱
   している場合には、前記溶存量が前記所定の範囲内の正
   常値に戻るように、前記キャビテーション発生手段およ
   び前記気体供給手段ならびに前記液体供給手段を制御す
   ることを特徴とする請求項３記載のバブル発生装置。
5. 【請求項５】 前記気体供給手段が、弁の開度を開状態
   と閉状態との２値的に調節する空気弁を備えたものであ
   り、 前記制御手段が、空気弁の開状態または閉状態のデュー
   ティ期間を制御することよって、前記空気または所定成
   分の気体の供給流量を制御することを特徴とする請求項
   １または３記載のバブル発生装置。
6. 【請求項６】 前記空気弁として、それぞれ所定の開口
   面積のオリフィスを有する複数の空気弁を備えており、 前記制御手段が、前記複数の空気弁のうちの開状態にす
   る空気弁の組み合わせによって、前記空気または所定成
   分の気体の供給流量を制御することを特徴とする請求項
   １または３記載のバブル発生装置。
7. 【請求項７】 前記バブル発生器に供給される前記空気
   または所定成分の気体の圧力を計測する第１の圧力セン
   サと、 前記バブル発生器に供給される前記液体の圧力を計測す
   る第２の圧力センサとを、さらに備えており、 前記制御手段が、前記バブル発生器に供給される前記空
   気または所定成分の気体の圧力および前記バブル発生器
   に供給される前記液体の圧力を、フィードバック制御す
   ることを特徴とする請求項１または３記載のバブル発生
   装置。
8. 【請求項８】 処理対象の液体に空気または所定成分の
   気体を吹き込んで前記液体中に前記空気または所定成分
   の気体のバブルを発生させるバブル発生器と、前記空気
   または所定成分の気体を前記バブル発生器に供給する気
   体供給手段と、前記液体を前記バブル発生器に供給する
   液体供給手段とを備えたバブル発生装置における前記空
   気または所定成分の気体のバブルの発生状態を制御する
   バブル発生制御装置であって、 前記空気または所定成分の気体の前記バブル発生器に対
   する供給流量の設定を入力する気体供給流量設定入力手
   段と、 前記液体の前記バブル発生器に対する供給流量の設定を
   入力する液体供給流量設定入力手段と、 前記気体供給流量設定入力手段によって入力された気体
   供給流量の設定と、前記液体供給流量設定入力手段によ
   って入力された液体供給流量の設定とに基づいて、前記
   空気または所定成分の気体と前記液体との供給流量およ
   び時間を組み合わせてなる制御パターンを記憶する制御
   パターン記憶手段と、 前記制御パターン記憶手段に記憶されている複数種類の
   制御パターンのうちから１度に１種類の制御パターンを
   選択する制御パターン選択手段と、 前記制御パターン選択手段によって選択された制御パタ
   ーンに則して、前記気体供給流量および前記液体供給流
   量を制御して、前記バブル発生器で発生させるバブルの
   大きさまたは量のうち少なくともいずれか一方を制御す
   る制御手段とを備えたことを特徴とするバブル発生制御
   装置。
9. 【請求項９】 前記バブル発生装置が、前記処理対象の
   液体中に溶存している空気または所定成分の気体の溶存
   量を検出する空気溶存量センサをさらに備えており、 前記制御手段が、前記空気溶存量センサによって検出さ
   れた空気または所定成分の気体の溶存量を正常値として
   設定された所定の範囲と比較して、前記溶存量が前記所
   定の範囲から逸脱している場合には、前記溶存量が前記
   所定の範囲内の正常値に戻るように、前記気体供給手段
   および前記液体供給手段を制御することを特徴とする請
   求項８記載のバブル発生制御装置。
10. 【請求項１０】 処理対象の液体に空気または所定成分
    の気体を吹き込んで前記液体中に前記空気または所定成
    分の気体のバブルを発生させるバブル発生器と、前記空
    気または所定成分の気体を前記バブル発生器に供給する
    気体供給手段と、前記処理対象の液体中に溶存している
    前記空気または前記所定成分の気体とは異なるガスを気
    泡核としたバブルをキャビテーションによって発生させ
    て、そのガスを前記液体から抽出するキャビテーション
    発生手段と、前記液体を前記バブル発生器に供給する液
    体供給手段とを備えたバブル発生装置における前記空気
    または所定成分の気体のバブルの発生状態および前記液
    体からの前記ガスの抽出を制御するバブル発生制御装置
    であって、 前記バブル発生器に対する前記気体供給手段からの前記
    空気または所定成分の気体の供給を停止または所定の供
    給量以下に制限した状態で、前記キャビテーション発生
    手段によって前記ガスを気泡核としたバブルを発生さ
    せ、それに続いて、前記液体供給手段によって前記液体
    を前記バブル発生器に供給させながら前記気体供給手段
    からの前記空気または所定成分の気体の供給量を増加さ
    せて前記液体中に前記空気または所定成分の気体のバブ
    ルを発生させて、そのバブルの前記液体中での浮力によ
    る上昇によって、前記ガスを気泡核としたバブルの上昇
    を促進させることで、前記ガスを気泡核としたバブルの
    前記液体の水面への移動を促進させるように、前記キャ
    ビテーション発生手段および前記気体供給手段ならびに
    前記液体供給手段を制御する制御手段を備えたことを特
    徴とするバブル発生制御装置。
11. 【請求項１１】 前記バブル発生装置が、前記処理対象
    の液体中に溶存している前記空気または所定成分の気体
    とは異なったガスの溶存量を検出するガス溶存量センサ
    を、さらに備えており、 前記制御手段が、前記ガス溶存量センサによって検出さ
    れた前記ガスの溶存量を正常値として設定された所定の
    範囲と比較して、前記溶存量が前記所定の範囲から逸脱
    している場合には、前記溶存量が前記所定の範囲内の正
    常値に戻るように、前記キャビテーション発生手段およ
    び前記気体供給手段ならびに前記液体供給手段を制御す
    ることを特徴とする請求項１０記載のバブル発生制御装
    置。
12. 【請求項１２】 前記バブル発生装置の前記気体供給手
    段が、弁の開度を開状態と閉状態との２値的に調節する
    空気弁を備えたものであり、 前記制御手段が、空気弁の開状態または閉状態のデュー
    ティ期間を制御することよって、前記空気または所定成
    分の気体の供給流量を制御することを特徴とする請求項
    ８または１０記載のバブル発生制御装置。
13. 【請求項１３】 前記バブル発生装置が、前記空気弁と
    して、それぞれ所定の開口面積のオリフィスを有する複
    数の空気弁を備えており、 前記制御手段が、前記複数の空気弁のうちの開状態にす
    る空気弁の組み合わせによって、前記空気または所定成
    分の気体の供給流量を制御することを特徴とする請求項
    ８または１０記載のバブル発生制御装置。
14. 【請求項１４】 前記バブル発生装置が、前記バブル発
    生器に供給される前記空気または所定成分の気体の圧力
    を計測する第１の圧力センサと、前記バブル発生器に供
    給される前記液体の圧力を計測する第２の圧力センサと
    を、さらに備えており、 前記制御手段が、前記バブル発生器に供給される前記空
    気または所定成分の気体の圧力および前記バブル発生器
    に供給される前記液体の圧力を、フィードバック制御す
    ることを特徴とする請求項８または１０記載のバブル発
    生制御装置。
15. 【請求項１５】 前記制御手段が、汎用コンピュータを
    用いて構築されたものであることを特徴とする請求項８
    または１０記載のバブル発生制御装置。
16. 【請求項１６】 処理対象の液体に空気または所定成分
    の気体を吹き込んで前記液体中に前記空気または所定成
    分の気体のバブルを発生させるバブル発生器と、前記空
    気または所定成分の気体を前記バブル発生器に供給する
    気体供給手段と、前記液体を前記バブル発生器に供給す
    る液体供給手段とを備えたバブル発生装置における前記
    空気または所定成分の気体のバブルの発生状態を制御す
    るバブル発生制御方法であって、 前記空気または所定成分の気体の前記バブル発生器に対
    する供給流量の設定を入力する手順と、 前記液体の前記バブル発生器に対する供給流量の設定を
    入力する液体供給流量設定入力する手順と、 前記入力された気体供給流量の設定と、前記入力された
    液体供給流量の設定とに基づいて、前記空気または所定
    成分の気体と前記液体との供給流量および時間を組み合
    わせてなる制御パターンを記憶する手順と、 前記記憶されている複数種類の制御パターンのうちから
    １度に１種類の制御パターンを選択する手順と、 前記選択された制御パターンに則して、前記気体供給流
    量および前記液体供給流量を制御して、前記バブル発生
    器で発生させるバブルの大きさまたは量のうち少なくと
    もいずれか一方を制御する制御手順とを含んだことを特
    徴とするバブル発生制御方法。
17. 【請求項１７】 処理対象の液体に空気または所定成分
    の気体を吹き込んで前記液体中に前記空気または所定成
    分の気体のバブルを発生させるバブル発生器と、前記空
    気または所定成分の気体を前記バブル発生器に供給する
    気体供給手段と、前記処理対象の液体中に溶存している
    前記空気または前記所定成分の気体とは異なるガスを気
    泡核としたバブルをキャビテーションによって発生させ
    て、そのガスを前記液体から抽出するキャビテーション
    発生手段と、前記液体を前記バブル発生器に供給する液
    体供給手段とを備えたバブル発生装置における前記空気
    または所定成分の気体のバブルの発生状態および前記液
    体からの前記ガスの抽出を制御するバブル発生制御方法
    であって、 前記バブル発生器に対する前記空気または所定成分の気
    体の供給を停止または所定の供給量以下に制限した状態
    で、前記キャビテーション発生手段によって前記ガスを
    気泡核としたバブルを発生させ、それに続いて、前記液
    体供給手段によって前記液体を前記バブル発生器に供給
    させながら前記気体供給手段からの前記空気または所定
    成分の気体の供給量を増加させて前記液体中に前記空気
    または所定成分の気体のバブルを発生させることで、そ
    のバブルの前記液体中での浮力による上昇によって前記
    ガスを気泡核としたバブルの上昇を促進させて、前記ガ
    スを気泡核としたバブルの前記液体の水面への移動を促
    進させるように、前記キャビテーション発生手段および
    前記気体供給手段ならびに前記液体供給手段を制御する
    制御手順を含んだことを特徴とするバブル発生制御方
    法。
18. 【請求項１８】 処理対象の液体に空気または所定成分
    の気体を吹き込んで前記液体中に前記空気または所定成
    分の気体のバブルを発生させるバブル発生器と、前記空
    気または所定成分の気体を前記バブル発生器に供給する
    気体供給手段と、前記液体を前記バブル発生器に供給す
    る液体供給手段とを備えたバブル発生装置における前記
    空気または所定成分の気体のバブルの発生状態を制御す
    るバブル発生制御方法を汎用コンピュータによって実行
    させるための情報を格納してなる情報記憶媒体であっ
    て、 前記空気または所定成分の気体の前記バブル発生器に対
    する供給流量の設定を入力する手順と、 前記液体の前記バブル発生器に対する供給流量の設定を
    入力する液体供給流量設定入力する手順と、 前記入力された気体供給流量の設定と、前記入力された
    液体供給流量の設定とに基づいて、前記空気または所定
    成分の気体と前記液体との供給流量および時間を組み合
    わせてなる制御パターンを記憶する手順と、 前記記憶されている複数種類の制御パターンのうちから
    １度に１種類の制御パターンを選択する手順と、 前記選択された制御パターンに則して、前記気体供給流
    量および前記液体供給流量を制御して、前記バブル発生
    器で発生させるバブルの大きさまたは量のうち少なくと
    もいずれか一方を制御する制御手順とを汎用コンピュー
    タによって実行させるための情報を格納してなることを
    特徴とする情報記憶媒体。
19. 【請求項１９】 処理対象の液体に空気または所定成分
    の気体を吹き込んで前記液体中に前記空気または所定成
    分の気体のバブルを発生させるバブル発生器と、前記空
    気または所定成分の気体を前記バブル発生器に供給する
    気体供給手段と、前記処理対象の液体中に溶存している
    前記空気または前記所定成分の気体とは異なるガスを気
    泡核としたバブルをキャビテーションによって発生させ
    て、そのガスを前記液体から抽出するキャビテーション
    発生手段と、前記液体を前記バブル発生器に供給する液
    体供給手段とを備えたバブル発生装置における前記空気
    または所定成分の気体のバブルの発生状態および前記液
    体からの前記ガスの抽出を制御するバブル発生制御方法
    を汎用コンピュータによって実行させるための情報を格
    納してなる情報記憶媒体であって、 前記バブル発生器に対する前記空気または所定成分の気
    体の供給を停止または所定の供給量以下に制限した状態
    で、前記キャビテーション発生手段によって前記ガスを
    気泡核としたバブルを発生させ、それに続いて、前記液
    体供給手段によって前記液体を前記バブル発生器に供給
    させながら前記気体供給手段からの前記空気または所定
    成分の気体の供給量を増加させて前記液体中に前記空気
    または所定成分の気体のバブルを発生させることで、そ
    のバブルの前記液体中での浮力による上昇によって前記
    ガスを気泡核としたバブルの上昇を促進させて、前記ガ
    スを気泡核としたバブルの前記液体の水面への移動を促
    進させるように、前記キャビテーション発生手段および
    前記気体供給手段ならびに前記液体供給手段を制御する
    制御手順を汎用コンピュータによって実行させるための
    情報を格納してなることを特徴とする情報記憶媒体。