JP2012166173A - 超微細気泡含有水製造装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 超微細な気泡を含有する超微細気泡含有水を効率良く製造する装置を提供する。
【解決手段】 超微細気泡含有水を製造する装置を、超微細な気泡を水中に放出させる筒状の気体透過部と、該筒状の気体透過部へ加圧状態の気体を供給する送気システムと、該筒状の気体透過部の外周径より大きな内周径を有する両端が開放状態にある筒状ケーシングと、該筒状の気体透過部と該筒状ケーシングを勘合することにより該筒状の気体透過部の外周径と該筒状ケーシングの内周径との差異により形成される間隙に水を導入する送水システムで構成する。
【選択図】 図１
【解決手段】 超微細気泡含有水を製造する装置を、超微細な気泡を水中に放出させる筒状の気体透過部と、該筒状の気体透過部へ加圧状態の気体を供給する送気システムと、該筒状の気体透過部の外周径より大きな内周径を有する両端が開放状態にある筒状ケーシングと、該筒状の気体透過部と該筒状ケーシングを勘合することにより該筒状の気体透過部の外周径と該筒状ケーシングの内周径との差異により形成される間隙に水を導入する送水システムで構成する。
【選択図】 図１
Description
本発明は、水中に超微細な気泡が混入された気泡含有水を効率よく製造するための、超微細気泡含有水製造装置に関する。
気泡含有水を製造する従来の技術としては、空気圧縮機と送水ポンプを用いて、それぞれ送気管と送水管を介して、気泡水製造器に空気と水を供給し、該気泡水製造器において、この２種の流体を混合して製造された気泡含有水を水中に放出する方法が広く知られている。
しかし、微細な、さらには超微細な気泡と称されるマイクロサイズ、ナノサイズの気泡が混入されてなる超微細気泡含有水の取得が望まれる近年に於いて、効率良い気泡の微細化と、その微細な、さらには超微細な気泡を含有する微細気泡含有水の製造を、安定した状態で推移させることが難しいという欠点があった。
効率良い気泡の微細化と、その微細な、さらには超微細な気泡の発生条件を制御することにより、所望する微細気泡含有水を取得することを目的とする。
本発明の超微細気泡含有水製造装置は、少なくとも、超微細な気泡を水中に放出させる筒状の気体透過部と、該筒状の気体透過部へ加圧状態の気体を供給する送気システムと、該筒状の気体透過部の外周径より大きな内周径を有する両端が開放状態にある筒状ケーシングと、該筒状の気体透過部と該筒状ケーシングを勘合することにより該筒状の気体透過部の外周径と該筒状ケーシングの内周径との差異により形成される間隙に水を導入する送水システムで構成される。
水中への気体の透過は、 気体透過部に気体透過量を制限し得る高分子樹脂フィルムにクレーズを生成してなる通気性フィルムを配するとともに、気体透過部に供給される気体の加圧状態を送気システムで調節してなされる。
水の供給は、送水システムにおいて送水圧を調節するとともに、内周径の異なる筒状ケーシングを適宜採用することにより水の流量を調整することで、所望する流量の超微細気泡含有水が得られる。
前記気体の供給条件と、水の送水条件を総合的に制御することにより、所望とする超微細な気泡を含有する超微細気泡含有水が製造される。
本発明の超微細気泡含有水製造装置は、前記気体の供給条件と、水の送水条件を総合的に制御することにより、水に混入させる超微細な気泡のサイズ、含有量、含有密度等を仔細に特定して製造することが容易であり、水質の浄化等に活用されるのみならず、気体としてオゾンガスを採用することにより、農作物に散水した場合には安全且つ有効な除虫効果が発揮される。
以下、本発明の実施の一例を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施例の断面図であって、５は本発明の超微細気泡含有水製造装置の主要部であり、１が気体透過部、７が各種部材を勘合して固定するベース（基台）、２が筒状ケーシングである。
ベース（基台）７には、気体導入管３、液体導入管４、気体透過部１、ケーシング２をそれぞれベース（基台）７に固定する勘合部と、気体導入管３を経て送気されてきた気体を気体透過部１の開口部に導く通気路９、液体導入管４を経て送水されてきた水を気体透過部１の外周気体透過面に導く液体流路６が形成されている。
コンプレッサ（図示せず）で加圧調節された気体、及び耐圧ボンベ（図示せず）等より加圧調節して送出された加圧状態の気体は気体導入管３、通気路９、気体透過部１の開口部を経て気体透過部１の内部に送気されると共に、気体透過部１の外周気体透過面に配置された気体透過量を制限し得る高分子樹脂フィルムにクレーズを生成してなる通気性フィルム（以下「クレーズフィルム」と記載する）の気孔を透過して徐々に液体流路中に放出される。
送水ポンプ等の送水機器により加圧調節して送水された加圧状態の水は液体導入管４、液体流路４を経て気体透過部１の外周気体透過面と筒状ケーシングの内周面との間に形成される液体流路に導かれる。
ケーシング２は、該筒状の気体透過部の外周径より大きな内周径を有し、両端が開放状態にある筒状であることから、該筒状ケーシングの一端をベース（基台）７に形成された所定の勘合部に固定することにより、該筒状の気体透過部１の外周径と該筒状ケーシング２の内周径との差異により該筒状の気体透過部１の外周気体透過面と該筒状ケーシング２の内周径との間隙に液体流路が形成される。このとき内周径の大きな筒状ケーシング２を選定することにより流量は増大し、内周径の小さな筒状ケーシング２を選定することにより流量を減少させることができる。
ケーシング２の一端は、パッキン、Ｏリング等を採用して、気体の漏れ、並びに漏液が防止されるが、漏液を防止する方法、構造については、特定されるものではない。また、ケーシングの内周径は、一例としてドリルチャックの挟着部にみられるような開口部を開閉自在な構造とすることで変移させてもよいが、この場合も漏水が防止される構造とすることが必要となる。
［超微細な気泡の生成］
気体透過部１の中空間部に収容された加圧状態の気体は、気体透過部１の外周面に密着被覆されたクレーズフィルムを透過して、液体流路を通過する水中に超微細な泡の状態で生成される。詳しくは、クレーズを構成するボイド（微細な連通孔）を拡張して強制的に透過する加圧された気体が、一方クレーズを構成するボイド（微細な連通孔）に透過量を制限されながら徐々に水中に透過され、さらに液体流路を通過する水流により、気体透過面で気体透過の初期段階に成長する気泡がせん断されることで、超微細な気泡が水中に生成される。
気体透過部１の中空間部に収容された加圧状態の気体は、気体透過部１の外周面に密着被覆されたクレーズフィルムを透過して、液体流路を通過する水中に超微細な泡の状態で生成される。詳しくは、クレーズを構成するボイド（微細な連通孔）を拡張して強制的に透過する加圧された気体が、一方クレーズを構成するボイド（微細な連通孔）に透過量を制限されながら徐々に水中に透過され、さらに液体流路を通過する水流により、気体透過面で気体透過の初期段階に成長する気泡がせん断されることで、超微細な気泡が水中に生成される。
［加圧された微細な気泡］
加圧された微細な気泡が容易に液中に融合されることは、次式により表される。
ｗ＝ｋＰ
この式においてｗは液体に溶ける気体の質量、Ｐは気体の圧力であり、ｋは比例定数である。
このことから、溶ける気体の質量は気体の圧力に正比例することが解る。つまり液体に気体が溶けるときには、その液体に接触している気体の圧力が高くなるほど多くの気体が液体に溶けることになるのである。
加圧された微細な気泡が容易に液中に融合されることは、次式により表される。
ｗ＝ｋＰ
この式においてｗは液体に溶ける気体の質量、Ｐは気体の圧力であり、ｋは比例定数である。
このことから、溶ける気体の質量は気体の圧力に正比例することが解る。つまり液体に気体が溶けるときには、その液体に接触している気体の圧力が高くなるほど多くの気体が液体に溶けることになるのである。
本発明の超微細気泡含有水製造装置は、液体を水とし、気体を空気とした場合に、水中に２００ｎｍ〜５μｍ程度の超微細な気泡が容易に生成される装置であって、水中に生成された微細な気泡は目視できるものでも、浮力が小さく、水中を漂う、一方視認できない超微細な気泡にあっては水に溶け込みあるいは混合されて水中に滞留する、超微細気泡を豊富に含有する気液混合水を生成することができる。
［クレーズフィルム］
本発明に用いるクレーズフィルムは、気体は透過するが水や油等の液体は透過させないという特質を有するフィルムであり、樹脂膜にクレージング処理を施すことにより気体透過性を発現させたフィルムである。クレーズは、基本的に、特許第３１５６０５８号公報に開示されているものと同様なものであり、樹脂フィルムの分子配向の方向と略平行に、幅が一般に０．５〜１００μｍ、好ましくは１〜５０μｍのものである。このクレーズが、フィルムの厚み方向に貫通しているクレーズの数の割合が全クレーズの数に対して１０％以上、好ましくは２０％以上、特に好ましくは４０％以上必要であり、貫通している割合が上記範囲未満であると十分な通気性が得られ難くなる。ここで言うクレーズとは、樹脂膜の表面に現れる表面クレーズと内部に発生する内部クレーズを含むものであって、微細なひび状の模様を有する領域を言う。
本発明に用いるクレーズフィルムは、気体は透過するが水や油等の液体は透過させないという特質を有するフィルムであり、樹脂膜にクレージング処理を施すことにより気体透過性を発現させたフィルムである。クレーズは、基本的に、特許第３１５６０５８号公報に開示されているものと同様なものであり、樹脂フィルムの分子配向の方向と略平行に、幅が一般に０．５〜１００μｍ、好ましくは１〜５０μｍのものである。このクレーズが、フィルムの厚み方向に貫通しているクレーズの数の割合が全クレーズの数に対して１０％以上、好ましくは２０％以上、特に好ましくは４０％以上必要であり、貫通している割合が上記範囲未満であると十分な通気性が得られ難くなる。ここで言うクレーズとは、樹脂膜の表面に現れる表面クレーズと内部に発生する内部クレーズを含むものであって、微細なひび状の模様を有する領域を言う。
［超微細気泡の成分］
本発明に用いられる泡の成分は、一例として空気を圧縮して強制的に気体透過材を透過させ、超微細な泡を発生させていることから、空気中に存在する窒素、酸素等の成分が主であるが、精製された二酸化炭素、酸素等を単独或いは、複合して用いてもよく、オゾンなどを、状況に応じて採用することにより適した水質の改善等を図ることができる。
本発明に用いられる泡の成分は、一例として空気を圧縮して強制的に気体透過材を透過させ、超微細な泡を発生させていることから、空気中に存在する窒素、酸素等の成分が主であるが、精製された二酸化炭素、酸素等を単独或いは、複合して用いてもよく、オゾンなどを、状況に応じて採用することにより適した水質の改善等を図ることができる。
本発明の超微細気泡含有水製造装置は、医療、農業、水産業、環境、水処理、鉱工業等、マイクロ・ナノバブルが活用される分野において利用可能な装置であり、特に、混気量の豊富な気液混合液を得られることから、排水処理や水質浄化等の水処理関係における活用が期待される。
１ 気体透過部
２ ケーシング
３ 気体導入管
４ 液体導入管
５ 超微細気泡含有液製造装置
６ 液体流路
７ ベース（基台）
８ 超微細気泡含有液放出口
９ 通気路
２ ケーシング
３ 気体導入管
４ 液体導入管
５ 超微細気泡含有液製造装置
６ 液体流路
７ ベース（基台）
８ 超微細気泡含有液放出口
９ 通気路
Claims (1)
- 少なくとも、超微細な気泡を水中に放出させる筒状の気体透過部１と、該筒状の気体透過部へ加圧状態の気体を供給する送気システムと、該筒状の気体透過部１の外周径より大きな内周径を有する両端が開放状態にある筒状ケーシング２と、該筒状の気体透過部１と該筒状ケーシング２を勘合することにより該筒状の気体透過部１の外周径と該筒状ケーシング２の内周径との差異により形成される間隙に水等の液体を導入する送水システムで構成され、気体透過部１に気体透過量を制限し得る高分子樹脂フィルムにクレーズを生成してなる通気性フィルムを配するとともに、気体透過部１に供給される気体の加圧状態を送気システムで調節し、水等の液体を供給する送液システムにおいて送水圧を調節するとともに、内周径の異なる筒状ケーシング２を適宜採用することにより液体流量を調整することで、所望とする超微細気泡を含有する液体を製造することを特徴とする超微細気泡含有液製造装置。
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| JP2011031153A JP2012166173A (ja) | 2011-02-16 | 2011-02-16 | 超微細気泡含有水製造装置 |
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- 2011-02-16 JP JP2011031153A patent/JP2012166173A/ja active Pending
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