JP2016155081A - 微細気泡生成装置及び微細気泡生成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 媒体液中に含有させる微細気泡を増大させ得る。
【解決手段】本発明の微細気泡生成装置は、物理的な衝突作用により、媒体液に気体を含有させて微細気泡を発生させる微細気泡発生部と、前記微細気泡発生部に対して前記媒体液を供給する供給管と、前記微細気泡発生部における液圧を高めると共に、当該高められた液圧を開放する補助部とを有するようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば微細気泡を含有する微細気泡水を製造する微細気泡生成装置に関するものである。

従来、微細気泡生成装置としては、気体を混合した液体を高速旋回させることにより、液体に気泡を含有させるようになされた技術が広く知られている（例えば特許文献１参照）。

特許第４５６３４９６号

かかる構成の微細気泡生成装置では、液体中に含有させる微細気泡を増大させたいという要望があった。

本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的は、液体中に含有させる微細気泡を増大させ得る微細気泡生成装置及び微細気泡生成方法を提供するものである。

かかる課題を解決するため、本発明の微細気泡生成装置は、
物理的な衝突作用により、媒体液に気体を含有させて微細気泡を発生させる微細気泡発生部と、
前記微細気泡発生部に対して前記媒体液を供給する供給管と、
前記微細気泡発生部における液圧を高めると共に、当該高められた液圧を開放する補助部とを有することを特徴とする。

これにより、微細気泡生成装置は、媒体液中に含有させる微細気泡を増大させ得る。

また、本発明の微細気泡生成装置は、物理的な衝突作用により、媒体液中と気体とを混合して微細気泡を含有する微細気泡液を生成する微細気泡生成部と、
前記微細気泡生成部に対して前記媒体液を供給する供給管とを有し、
前記供給管の長さ方向に対して垂直な断面の断面積を１．０としたとき、前記微細気泡液を排出する排出口の面積が０．１〜０．６であることを特徴とする。

これにより、微細気泡生成装置は、媒体液中に含有させる微細気泡を増大させ得る。

さらに、本発明の微細気泡生成装置は、物理的な衝突作用により、媒体液中と気体とを混合して微細気泡を含有する微細気泡液を生成する微細気泡生成部と、
前記前記微細気泡生成部に対して前記媒体液を供給する供給管と、
前記微細気泡液を通過させ、前記供給管よりも断面積が小さく、１．０〜１０ｍの管状部材からなる補助部とを有することを特徴とする微細気泡生成装置。

これにより、微細気泡生成装置は、媒体液中に含有させる微細気泡を増大させ得る。

また、本発明の微細気泡生成方法は、物理的な衝突作用により、媒体液中と気体とを混合して微細気泡を含有する微細気泡液を生成する際、
前記微細気泡液の液圧を、前記媒体液が供給されるときに加えられる液圧よりも高めた状態で前記微細気泡を含有させ、当該液圧を開放することを特徴とする。

これにより、微細気泡生成方法は、媒体液中に含有させる微細気泡を増大させ得る。

さらに、本発明の微細気泡生成方法は、０．４６ＭＰａ以上の液圧を加えた状態で、物理的な衝突作用を生じさせることにより、媒体液中と気体とを混合して微細気泡を含有させた後、前記液圧を開放させる
ことを特徴とする微細気泡生成方法。

これにより、微細気泡生成方法は、媒体液中に含有させる微細気泡を増大させ得る。

本発明は、媒体液中に含有させる微細気泡を増大させ得る微細気泡生成装置、微細気泡増加装置及び微細気泡増加方法を実現できる。

ナノバブル生成装置の構成を示す略線図である。 径・長さとＤＯ値との関係を示すグラフである。 水圧と水量との関係を示すグラフである。 水圧とＤＯ値との関係を示すグラフである。 他の実施の形態におけるナノバブル生成装置の構成（１）を示す略線図である。 他の実施の形態におけるナノバブル生成装置の構成（１）を示す略線図であ

次に本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。

＜実施の形態＞
図１において１は、全体としてナノバブル生成装置を示している。ナノバブル生成装置１は、貯液槽２に媒体液供給部３から供給された媒体液を貯留し、ポンプ４によって当該媒体液をナノバブル発生器５へ供給する。

なお、本願明細書においてナノバブルとは、ナノオーダ（１０ｎｍ〜９００ｎｍ）程度の気泡を意味する。気泡の粒径が小さい程、気泡の表面積が増大すると共に、溶存気体量も増大する。

ナノバブル発生器５は、高速旋回によって媒体液に気体からなるナノバブル（微細気泡）を含有させた後、補助部７を通過させ、貯液槽２に供給する。この結果、貯液槽２には、ナノバブルを含有する微細気泡液が貯留され、媒体液として再びナノバブル発生器５へ供給される。貯液槽２に貯留された微細気泡液は、気泡液排出部８を介して排出される。

微細気泡液に含有するナノバブルの量は、ナノバブル生成装置１の稼働時間と、媒体液供給部３から供給される媒体液の供給速度と、気泡液排出部８から排出される微細気泡液の排出速度との関係とで調整可能である。ナノバブル生成装置１は、媒体液の供給及び微細気泡液の排出を行わない状態で、バッチ式で微細気泡液を生成しても良く、媒体液を供給しながら微細気泡液を排出しても良い。このとき、媒体液の供給速度よりも微細気泡液の排出速度を小さくすることでより多くのナノバブルを微細気泡液に含有することができる。

媒体液としては、特に限定されず、用途に応じて適宜選択される。例えば水、水溶液、有機溶媒など種々の液体が使用できるが、水又は水溶液であることが好ましい。水としては、水道水や電解水、純水、精製水など種々のものを使用できる。また、前段に各種フィルターを設置することにより、不純物などの不要成分を除去した水を使用しても良い。

ナノバブルとして含有させる気体としては、特に制限されず、用途に応じて適宜選択される。例えば、空気、水素、酸素、二酸化炭素などが好ましい。これらの気体は、例えばポンプ４の前段又は後段に設けられたポートや、ポンプ４が有するポートなどを介して媒体液に混合される。

ナノバブル発生器５には、供給管１１を介して貯液槽２より媒体液又は微細気泡液が供給される。なお図１では、便宜上、媒体液の進行方向を破線で、旋回方向を実線で示している。

供給管１１は、円筒形状の外筒部１２に媒体液を供給する。外筒部１２は、その内部に円筒状の内筒部１３を有しており、水平方向に切った断面図がドーナツ形状を有している。

外筒部１２は、媒体液を反時計回りに旋回させながら、鉛直下方向へ進行させる。媒体液は、外筒部１２の端面１２ｂに衝突して進行方向が鉛直上方向へと１８０°変化し、内筒部１３へ進む。

内筒部１３は、直線部１３ａとカーブ部１３ｂとを有している。直線部１３ａは、下端が開口しており、当該開口部から進入する媒体液を反時計回りに旋回させながら、鉛直上方向へ進行させる。

カーブ部１３ｂは、カーブ外側の壁面に媒体液を衝突させることにより、鉛直上方向に進行する媒体液の進行方向を水平方向へと９０°変化させ、当該媒体液を第３の円筒部１４へ進行させる。

第３の円筒部１４は円筒形状を有しており、その上端近傍から媒体液が供給されると共に、下端中央に開口部１５を有している。従って、第３の円筒部１４は、鉛直上方向から供給される媒体液を壁面に沿って旋回させながら鉛直下方向に進行させて開口部１５から排出し、媒体液を貯留タンク１６に供給する。

すなわち、ナノバブル発生器５は、気体と媒体液とを旋回させて速度を出した状態で、比重差による気液界面を作り出し、界面で生じる気液の摩擦によりナノバブルを生成する。さらに、ナノバブル発生器５は、媒体液を壁面に衝突させてその進行方向を変化させることにより、媒体液の流れを乱し、気体と媒体液とを激しく撹拌して混合する。この結果、気体と媒体液との物理的な衝突作用により気泡が細かくなり、さらに多くのナノバブルが形成される。

ナノバブル発生器５は、媒体液を高速旋回させながら、当該媒体液の進行方向を急変化させる。これにより、ナノバブル発生器５は、媒体液に対してより大きな加速度を加えることができ、気体と媒体液との物理的な衝突作用により気泡を分散させて微細にすることができる。

ナノバブル発生器５は、高速旋回する媒体液を壁面である端面１２ｂやカーブ部１３ｂに衝突させることにより、当該媒体液の旋回方向を８０°以上の急角度で変化させる。

すなわち、ナノバブル発生器５は、一方向である鉛直上方向端部近傍に設けられ、媒体液及び気体を供給する液体供給部としての供給管１１と、鉛直上方向から他方向である鉛直下方向へ向かう旋回流を発生させる外筒部１２と、外筒部１２の内側に設けられ、鉛直下方向の端部が開口した状態で設けられた円筒状の内筒部１３と、内筒部１３から延設され、内筒部１３から供給される媒体液の旋回方向を変化させるカーブ部１３ｂと、カーブ部１３ｂから供給される媒体液を旋回させる第３の円筒部１４と、第３の円筒部１４から供給される媒体液を貯留する貯留タンク１６とを有する。

これにより、ナノバブル発生器５は、３度に亘って旋回流の進行方向を変化させることができるため、効果的に気泡を砕いてより多くのナノバブルを媒体液中に発生させて微細気泡液を生成し、貯留タンク１６に貯留することができる。

貯留タンク１６は、鉛直上方向に接続された排出管１９に媒体液を供給する。排出管１９は、微細気泡液を補助部７へ供給する。

補助部７は、供給管１１よりも細い径を有する管状部材である。補助部７は、ナノバブル発生器５に対して媒体液を供給する供給管１１よりも断面積が小さく形成されており、補助部７の内部において、供給管１１よりも圧力が大きくなる。補助部７は、内部で微細気泡液に大きい圧力を加えることができ、高圧力の効果により微細気泡液中のナノバブルを増加させ、供給された微細気泡液を貯液槽２に放出する。

ヘンリーの法則により、液体に加わる圧力が大きいと気体の溶解度が向上する。したがって、気体の存在下で液体に圧力をかけ、急激に圧力を下げることにより、溶解していた気体が液体中で微細気泡となることが知られている。

すなわち、ナノバブル発生器５において、高速旋回によって気体が媒体液中に拡散し、微細気泡液が生成される。この微細気泡液は、ナノオーダーだけでなく、マイクロオーダー及びミリオーダーの気泡をも内包している。補助部７は、高圧力によって気体の溶解度が向上した状態の微細気泡液を貯液槽２に放出することにより、高圧の微細気泡液を一気に大気圧へ開放する。この結果、微細気泡液が内包するナノバブルが増大するのではないかと考えられる。また、補助部７内部の高圧力により気泡が潰れて小さくなる効果も考えられる。

補助部７の形状は特に限定されず、円管や角管など種々の形状のものを使用することができる。また、その材質に制限はなく、プラスチックやガラス、金属など種々の材料を用いることができる。補助部７の断面積は、供給管１１の断面積よりも小さく形成される。好ましくは、供給管１１の断面積を１としたとき、補助部７の断面積が好ましくは０．１〜０．６（０．１以上、０．６以下、以下同様の意味で〜を使用する）、より好ましくは０．１５〜０．５、さらに好ましくは０．２〜０．４５である。断面積が小さすぎると、ナノバブル生成装置１全体における媒体液及び微細気泡液の流量が減少し、高速旋回による微細気泡の発生効果が低下する一方、断面積が大きいと高圧力による微細気泡の増加効果が得られないからである。

補助部７の長さは、特に制限はないが、好ましくは０．５〜１０ｍ、より好ましくは１〜８ｍ、さらに好ましくは２〜７ｍの範囲内である。短すぎると、高圧になる時間も短くなるため、微細気泡の増加効果を十分に得ることができず、長すぎるとナノバブル生成装置１全体における媒体液及び微細気泡液の流量が減少してしまうからである。なお、補助部７の断面積及び長さは、ポンプ４及びナノバブル発生器５の性能に応じて適宜選択される。

ナノバブル生成装置１は、複数回に亘って貯液槽２に貯留された微細気泡液を循環させて十分な量のナノバブルを含有する微細気泡液を生成する。この微細気泡液は、気泡液排出部８を介して排出される。なお、ナノバブル生成装置１は、気泡液排出部８の後段に貯留タンク（図示せず）を有しており、ユーザの要望に応じて貯留タンクから微細気泡液を供給すると共に、当該貯留タンクの容量に応じて微細気泡液を生成するようにしてもよい。

次に、ナノバブル生成装置１について行った実験の結果について説明する。

ナノバブル発生器５（ＭＮ−２０、株式会社テックコーポレーション製）に対し、補助部７として軟質塩化ビニル製のブレードホースを接続し、１０分間に亘って稼働させた。本実施例では、補助部７の径と長さを変化させて実験を行った。媒体液としてはフィルターで異物を濾過した水を２０リットル使用し、気体として酸素ガスを使用した。なお、供給管１１の直径（内径）は１５ｍｍであった。また、酸素ガスは、ポンプ４の後段に設けられたポートから取り入れられた。

ポンプ４としてはＳＵＳ製汎用渦流タービンポンプ２０ＮＰＤ０７Ｚ（株式会社ニクニ製）を使用し、稼働時間が０分、５分、１０分のときの貯液槽２から微細気泡液を抽出し、溶存酸素量の測定を行った。溶存酸素量の測定は、ポータブル溶存酸素系ＤＯ−３１Ｐ（高濃度タイプ、東亜ディーケーケー株式会社製）を使用した。表１及び図２に、補助部７の直径（内径）と長さを変化させたときの溶存酸素量を示している。なお図２は、補助部７の長さと、ナノバブル生成装置１を１０分間稼働させたときとの関係を示しており、プロットマークの形状によって補助部７の直径を示している。

表１及び図２からわかるように、運転時間が１０分の場合において、直径が１２ｍｍのときには３８．２ｍｇ／ｌであったＤＯ（Dissolved Oxygen）値は、補助部７の長さに拘わらず、直径が９ｍｍ以下の補助部７を用いることにより、４３．０ｍｇ／ｌ異常に上昇した。特に、直径が８ｍｍ及び９ｍｍの補助部７を使用した場合には、いずれもＤＯ値が４９ｍｇ／ｌ以上と、高い値を示した。

供給管１１の直径が１５ｍｍであることから、供給管１１を径方向に切ったときの断面積を「１」としたとき、直径１２ｍｍ、９ｍｍ、８ｍｍ、６ｍｍの補助部７の断面積はそれぞれ「０．６４」、「０．３６」、「０．２８」、「０．１６」である。従って、供給管１１の断面積を「１」としたとき、補助部７の断面積を０．１〜０．６、より好ましくは０．１５〜０．５、さらに好ましくは０．２〜０．４５に設定することにより、ＤＯ値を向上させることができることがわかった。

また、補助部７の径及び長さを変えたときの運転時間１０分の微細気泡液に関して、粒子測定器（日本カンタムデザイン株式会社製、ナノ粒子解析システムNono Sight）を用いて粒子数の測定を行った。なお表２において、原水とは、異物除去用のフィルターを通過させた水道水であり、ナノバブル生成装置１に供給される媒体液となるものである。

表２から分かるように、ＤＯ値が高くなると粒子数も増加しており、粒子の大きさではなく、粒子数の上昇によってＤＯ値が増加しており、ナノバブルが確実に増加していることが確認された。

表３及び表４に、ナノバブル生成装置１において補助部７の径と長さを変化させたときの水圧と水量との関係を示す。ポンプの稼働条件は以下の通りである。
ポンプＡ：６０Ｈｚ
ポンプＢ：５５Ｈｚ
なお、ポンプＢは表１の実験で使用したものと同じであり、１０分間稼働させたときのＤＯ値を併せて示している。

図３に、水圧と水量との関係を示している。ポンプＡ、ポンプＢのいずれにおいても、補助部７の径や長さに関係なく、水圧が高まると水量が低下している事が分かる。なお、グラフにおいて「８Ａ」とあるのは、径が８ｍｍ、ポンプＡを使用しているという意味である。

図４に示したように、補助部７の径が１２ｍｍのときには、水圧が０．４３ＭＰａであり、ＤＯ値は３８．２ｍｇ／ｌであったが、径が６ｍｍ、８ｍｍのときにはいずれもＤＯ値が４０ｍｇ／ｌ以上、水圧も０．５ＭＰａ以上と高い値を示した。このことから、水圧を高く設定することにより、ＤＯ値を高めることができることがわかる。なお、図３に示したように、水圧の上昇に伴って水量が低下するが、水量よりも水圧が大きく影響し、ＤＯ値を上昇させることが確認された。

以上の構成によれば、本発明の微細気泡生成装置（ナノバブル生成装置１）は、
物理的な衝突作用により、媒体液に気体を含有させて微細気泡を発生させる微細気泡発生部（ナノバブル発生器５）と、
微細気泡発生部に対して媒体液を供給する供給管（供給管１１）と、
微細気泡発生部における液圧を高めると共に、当該高められた液圧を開放する補助部（補助部７）とを有する。

これにより、微細気泡生成装置は、物理的な衝突作用により微細気泡を含有させると共に気体と媒体液との接触面積を増大させた状態で液圧を高めてより多くの気体を媒体液に溶解させて微細気泡液とし、この圧力を開放することで微細気泡をさらに発生させることができ、微細気泡液中のナノバブル含有量を増大させ得る。

微細気泡発生部は、高速旋回を用いて媒体液に微細気泡を発生させることにより、効果的に多くのナノバブルを含有する微細気泡液を生成できる。

微細気泡発生部において、高められた液圧は、０．４６ＭＰａ以上である。これにより、高い液圧の効果によって微細気泡液中のナノバブル含有量を増大させ得る。

補助部は、微細気泡発生部によって生成された微細気泡液を通過させる管状部材で形成され、供給管の長さ方向に対して垂直な断面の断面積を１．０としたとき、微細気泡液を排出する排出口の面積が０．１〜０．６である。

これにより、微細気泡生成装置は、簡易な構成で微細気泡発生部に対して液圧を高める事ができると共に、排出口から一気に液圧を開放できる。

補助部は、長さが０．５〜１０ｍである。これにより、微細気泡生成装置は、補助部の長さを利用して、微細気泡水が微細気泡生成装置に滞留する時間を稼ぐことができ、溶存酸素量を高めてナノバブルを増大させ得る。

補助部は、供給管へ媒体液を供給するときに媒体液に加えられる液圧を１０％以上増大させる。これにより、微細気泡生成装置は、ポンプ４の性能に拘わらず、ナノバブルを増大させる効果を確実に得ることができる。

微細気泡液を冷却する冷却部が設けられている。これにより、微細気泡生成装置は、微細気泡水における溶存酸素量を高めてナノバブルを増大させ得る。

媒体液を貯留する貯留槽（貯液槽２）を有し、補助部は、貯留槽に対して微細気泡液を供給することにより、微細気泡発生部及び補助部に対して微細気泡液を循環させる。これにより、微細気泡生成装置は、微細気泡液を媒体液として、複数回に亘って微細気泡発生部及び補助部に循環させるため、微細気泡液におけるナノバブルを増大させ得る。

補助部は、後段に設けられた開放槽（貯液槽２）に対して微細気泡液を供給する。これにより、補助部は、簡易な構成で微細気泡液の液圧を開放できる。

補助部は、供給管の長さ方向に対して垂直な断面の断面積を１．０としたとき、断面積が０．１〜０．６の管状部材である。これにより、微細気泡生成装置は、簡易な構成で微細気泡発生部に対して液圧を高める事ができると共に、排出口から一気に液圧を開放できる。

また、微細気泡生成装置は、物理的な衝突作用により、媒体液中と気体とを混合して微細気泡を含有する微細気泡液を生成する微細気泡生成部と、
微細気泡生成部に対して媒体液を供給する供給管とを有し、
供給管の長さ方向に対して垂直な断面の断面積を１．０としたとき、微細気泡液を排出する排出口の面積が０．１〜０．６である。

これにより、微細気泡生成装置は、微細気泡液中のナノバブル含有量を増大させ得る。

さらに、微細気泡生成装置は、物理的な衝突作用により、媒体液中と気体とを混合して微細気泡を含有する微細気泡液を生成する微細気泡生成部と、
微細気泡生成部に対して媒体液を供給する供給管と、
微細気泡液を通過させ、供給管よりも断面積が小さく、１．０〜１０ｍの管状部材からなる補助部とを有する。

これにより、微細気泡生成装置は、微細気泡が補助部を通過する時間だけ長く気体と媒体液とを接触させて溶存気体量を増大させ得、結果として微細気泡液中のナノバブルを増大させることができる。また、断面積が小さい管状部材を使用するため、微細気泡液の滞留時間を短くでき、気体の分離を生じさせにくくできる。なお、供給管及び管状部材としては、複数本を並行して使用しても良い。

また、微細気泡生成方法は、物理的な衝突作用により、媒体液中と気体とを混合して微細気泡を含有する微細気泡液を生成する際、
微細気泡液の液圧を、媒体液が供給されるときに加えられる液圧よりも高めた状態で微細気泡を含有させ、当該液圧を開放する。

これにより、ポンプ能力よりも高い液圧においてより多くの微細気泡を生成できる。

さらに、微細気泡生成方法は、０．４６ＭＰａ以上の液圧を加えた状態で、物理的な衝突作用を生じさせることにより、媒体液中と気体とを混合して微細気泡を含有させた後、液圧を開放させる。

これにより、媒体液に効果的に気体を溶解させ得、多くの微細気泡を生成できる

＜他の実施の形態＞
なお上述の実施の形態においては、補助部７は、直線状に配置されるようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、例えば図２に示すように、補助部２７がコイル状に巻かれた状態で配置されても良く、また蛇行させたり、ジグザグに配置されたりしても良い。補助部を配置可能なスペースや補助部の材質などの特性によって、自由な状態で配置させることができる。また、補助部７としては、複数の管状部材を使用することも可能である。供給管１１についても同様である。

また上述の実施の形態においては、高速旋回によるナノバブル発生器として、３回角度を急変化させるナノバブル発生器５を使用する場合について述べた。本発明はこれに限らず、例えば図２に示すように、第３の円筒部１４を有さないナノバブル発生器２５でもよく、要は高速旋回を利用してナノバブルを発生できる構成を有していればよい。また、必ずしも高速旋回させる必要はなく、例えば複数回に亘って媒体液を蛇行させるなどして物理的な衝突作用を生じさせることにより微細気泡を発生させても良い。

さらに、上述の実施の形態においては、貯液槽２に媒体液及び微細気泡液を貯留し、一定時間に亘ってナノバブル発生器５及び補助部７を循環させる、いわゆるバッチ式方式で微細気泡液を生成する場合について述べた。本発明はこれに限らず、例えば図２に示すように、媒体液をナノバブル発生器２５及び補助部２７に供給し、そのまま気泡液排出部８から排出される、いわゆる連続式で微細気泡液を生成しても良い。もちろん、ナノバブル発生器２５及び補助部２７を２セット以上繋げることも可能である。この場合、補助部２７から一気に圧力を開放するため、開放槽２８が設けられることが好ましい。開放槽２８は、密閉されていてもよく、例えば上部が開放されていても良い。補助部２７から供給される微細気泡液は、開放槽２８に貯留された微細気泡液の中に開放されても良く、微細気泡液の上部に形成された空気層に解法されても良い。

また、上述の実施の形態においては、ナノバブルの生成を常温で行い、水温についての調整を特に行わないようにした場合について述べた。気体の溶解度は、液温が低下すると高くなる。このため、補助部７における液温を低下させるよう、冷却機能を付加することができる。例えば、補助部７の周囲に冷却装置を設けたり、貯液槽２に冷却装置を設けることができる。この場合、冷却される部位は金属やガラスなど、熱伝導率の高い材質で形成されることが好ましい。これにより、より多くの気体を媒体液に溶解させることができ、補助部７の効果を一段と高めることができる。

また上述の実施の形態においては、補助部として補助部７を設けるようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、例えば図６に示すように、ナノバブル発生器５に接続された排出管１９の先端の排出口の面積を制限してもよく、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。この場合、排出管１９が補助部としての役割を果たす。面積の制限としては、単数又はシャワーのように複数の孔を設けることができる。また、排出口に可動式の弁を形成し、排出口の面積を自由に設定するようにしても良い。これにより、状況に応じてナノバブルの含有量を調整可能にできる。

さらに上述の実施の形態においては、ナノバブル生成装置１を単体で使用するようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、例えばナノバブル生成装置１を電解水生成装置と併用し、生成された電解水を媒体液としてナノバブル電解水を生成しても良い。

さらに上述の実施の形態においては、微細気泡発生部としてのナノバブル発生器５と、供給管としての供給管１１と、補助部としての補助部７とによって微細気泡生成装置としてのナノバブル生成装置１を構成するようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、種々の構成による微細気泡発生部と、供給管と、補助部とによって本発明の微細気泡生成装置を構成するようにすしても良い。

本発明は、例えばナノバブルを含有するナノバブル水を生成するナノバブル生成装置に使用することができる。

１ ：ナノバブル生成装置
２ ：貯液槽
３ ：媒体液供給部
４ ：ポンプ
５，２５ ：ナノバブル発生器
７，２７ ：補助部
８ ：気泡液排出部
１１ ：供給管
１２ ：外筒部
１２ｂ ：端面
１３ ：内筒部
１３ａ ：直線部
１３ｂ ：カーブ部
１４ ：第３の円筒部
１５ ：開口部
１６ ：貯留タンク
１９ ：排出管
２８ ：開放槽

かかる課題を解決するため、本発明の微細気泡生成装置は、
高速旋回により、媒体液に気体を含有させて微細気泡を発生させる微細気泡発生部と、
前記微細気泡発生部に対して前記媒体液を供給する供給管と、
径の変化しない管状部材で形成され、前記供給管の長さ方向に対して垂直な径方向の断面の断面積を１．０としたとき、前記管状部材の径方向の断面積が０．１〜０．６であり、前記微細気泡発生部によって生成された微細気泡液を通過させて液圧を高めると共に、前記微細気泡液を排出口から排出する際、当該高められた液圧を開放する補助部とを有することを特徴とする。

また、本発明の微細気泡生成方法は、高速旋回により、媒体液と気体とを混合して微細気泡を含有する微細気泡液を生成する際、高速旋回後に径方向の断面積が６．０〜９．０ｍｍでなり、２〜１０ｍの管状部材を通過させてから液圧を開放することにより、前記微細気泡液の液圧を前記媒体液が供給されるときに加えられる液圧よりも高めた状態で前記媒体液と前記微細気泡とを高速旋回させることを特徴とする。

さらに、本発明の微細気泡生成方法は、高速旋回により、媒体液と気体とを混合して微細気泡を含有する微細気泡液を生成する際、高速旋回後に、径方向の断面積が６．０〜９．０ｍｍでなり、２〜１０ｍの管状部材を通過させてから液圧を開放することにより、０．４６ＭＰａ以上の液圧を加えた状態で前記媒体液と気体とを高速旋回させることを特徴とする。

本発明は、媒体液中に含有させる微細気泡を増大させ得る微細気泡生成装置及び微細気泡生成方法を実現できる。

かかる課題を解決するため、本発明の微細気泡生成装置は、
旋回流により媒体液に気体を含有させる円筒部材と、前記円筒部材から供給される微細気泡液を貯留すると共に上方向に設けられた排出口から前記微細気泡液を排出する貯留タンクとを有する微細気泡発生部と、
前記微細気泡発生部に対して前記媒体液を供給する供給管と、
管状部材で形成され、前記供給管の長さ方向に対して垂直な径方向の断面の断面積を１．０としたとき、前記管状部材の径方向の断面積が０．１〜０．６であり、前記微細気泡液を通過させて微細気泡発生部における液圧を高めると共に、前記微細気泡液を排出口から排出する際、当該高められた液圧を開放する補助部と
を有し、
前記補助部は、
長さ１〜７ｍであり、前記高められた水圧が０．４６ＭＰａ以上であることを特徴とする。

また、本発明の微細気泡生成方法は、高速旋回方式により、０．４６ＭＰａ以上の液圧を加えた状態で前記媒体液と気体とを旋回させた後に貯留することにより、媒体液と気体とを混合して微細気泡を含有する微細気泡液を生成した後、
径方向の直径が６．０〜９．０ｍｍでなり、１〜７ｍの管状部材を通過させてから前記０．４６ＭＰａ以上の液圧を開放することを特徴とする。

かかる課題を解決するため、本発明の微細気泡生成装置は、
旋回方向とはほぼ垂直な進行方向へ進行する旋回流により媒体液に気体を含有させる円筒部材と、前記円筒部材から供給される微細気泡液を貯留すると共に上方向に設けられた排出口から前記微細気泡液を排出する貯留タンクとを有する微細気泡発生部と、
前記微細気泡発生部に対して前記媒体液を供給する供給管と、
管状部材で形成され、前記供給管の長さ方向に対して垂直な径方向の断面の断面積を１．０としたとき、前記管状部材の径方向の断面積が０．１〜０．６であり、前記微細気泡液を通過させて微細気泡発生部における液圧を高めると共に、前記微細気泡液を排出口から排出する際、当該高められた液圧を開放する補助部と
を有し、
前記補助部は、
長さ１〜７ｍであり、前記高められた水圧が０．４６ＭＰａ以上であることを特徴とする。

また、本発明の微細気泡生成方法は、旋回方向とはほぼ垂直な進行方向へ進行する旋回流により、０．４６ＭＰａ以上の液圧を加えた状態で前記媒体液と気体とを旋回させた後に貯留することにより、媒体液と気体とを混合して微細気泡を含有する微細気泡液を生成した後、
径方向の直径が６．０〜９．０ｍｍでなり、１〜７ｍの管状部材を通過させてから前記０．４６ＭＰａ以上の液圧を開放することを特徴とする。

Claims (14)

1. 物理的な衝突作用により、媒体液に気体を含有させて微細気泡を発生させる微細気泡発生部と、
   前記微細気泡発生部に対して前記媒体液を供給する供給管と、
   前記微細気泡発生部における液圧を高めると共に、当該高められた液圧を開放する補助部と
   を有することを特徴とする微細気泡生成装置。
2. 前記微細気泡発生部は、
   高速旋回を用いて前記媒体液に前記微細気泡を発生させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の微細気泡生成装置。
3. 前記高められた液圧は、０．４６ＭＰａ以上である
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の微細気泡生成装置。
4. 前記補助部は、
   前記微細気泡発生部によって生成された微細気泡液を通過させる管状部材で形成され、前記供給管の長さ方向に対して垂直な断面の断面積を１．０としたとき、前記微細気泡液を排出する排出口の面積が０．１〜０．６である
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の微細気泡生成装置。
5. 前記補助部は、
   長さが０．５〜１０ｍである
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の微細気泡生成装置。
6. 前記補助部は、
   前記供給管へ前記媒体液を供給するときに前記媒体液に加えられる液圧を１０％以上増大させる
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の微細気泡生成装置。
7. 前記微細気泡液を冷却する冷却部が設けられている
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の微細気泡生成装置。
8. 前記媒体液を貯留する貯留槽を有し、
   前記補助部は、
   前記貯留槽に対して前記微細気泡液を供給することにより、
   前記微細気泡発生部及び前記補助部に対して前記微細気泡液を循環させる
   ことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の微細気泡生成装置。
9. 前記補助部は、
   後段に設けられた開放槽に対して前記微細気泡液を供給する
   ことを特徴とする請求項８に記載の微細気泡生成装置。
10. 前記補助部は、
    前記供給管の長さ方向に対して垂直な断面の断面積を１．０としたとき、断面積が０．１〜０．６の管状部材である
    ことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の微細気泡生成装置。
11. 物理的な衝突作用により、媒体液中と気体とを混合して微細気泡を含有する微細気泡液を生成する微細気泡生成部と、
    前記微細気泡生成部に対して前記媒体液を供給する供給管とを有し、
    前記供給管の長さ方向に対して垂直な断面の断面積を１．０としたとき、前記微細気泡液を排出する排出口の面積が０．１〜０．６である
    ことを特徴とする微細気泡生成装置。
12. 物理的な衝突作用により、媒体液中と気体とを混合して微細気泡を含有する微細気泡液を生成する微細気泡生成部と、
    前記前記微細気泡生成部に対して前記媒体液を供給する供給管と、
    前記微細気泡液を通過させ、前記供給管よりも断面積が小さく、１．０〜１０ｍの管状部材からなる補助部と
    を有することを特徴とする微細気泡生成装置。
13. 物理的な衝突作用により、媒体液中と気体とを混合して微細気泡を含有する微細気泡液を生成する際、
    前記微細気泡液の液圧を、前記媒体液が供給されるときに加えられる液圧よりも高めた状態で前記微細気泡を含有させ、当該液圧を開放する
    ことを特徴とする微細気泡生成方法。
14. ０．４６ＭＰａ以上の液圧を加えた状態で、物理的な衝突作用を生じさせることにより、媒体液中と気体とを混合して微細気泡を含有させた後、前記液圧を開放させる
    ことを特徴とする微細気泡生成方法。
    
    
    

Images