JP2017131809A

JP2017131809A - ナノバブル発生用ノズル、ナノバブル発生システム及びナノバブル発生方法

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Publication number: JP2017131809A
Application number: JP2016012047A
Authority: JP
Inventors: 敏吉住; Satoshi Yoshizumi; 紀夫新谷; Norio Shintani
Original assignee: A1 Technica KK
Current assignee: A1 Technica KK
Priority date: 2016-01-26
Filing date: 2016-01-26
Publication date: 2017-08-03
Anticipated expiration: 2036-01-26
Also published as: JP6210463B2

Abstract

【課題】簡易で構造でナノバブルを連続的・安定的に生成することができるナノバブル発生用ノズル、ナノバブル発生システム及びナノバブル発生方法を提供すること。【解決手段】ナノバブル発生用ノズルは、内部に流体の流通路を有し、外周面から前記流通路まで貫通し、前記流通路を流れる流体に気体を取り込むための貫通孔が形成されたノズル本体部と、板厚方向に貫通した貫通孔を複数有し、前記ノズル本体部の内部に配置されて前記流通路を流れる流体を整流する整流板と、前記整流板の下流側に配置され、前記流体の流れに対して上流側端部から下流側端部にかけて内径が漸次的に狭くなる第１の筒状体と、前記第１の筒状体との間に微小な隙間を設けて前記第１の筒状体の下流側に配置され、前記流体の流れに対して上流側端部から下流側端部にかけて内径の大きさが漸次的に広くなる第２の筒状体とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ナノバブル発生用ノズル、ナノバブル発生システム及びナノバブル発生方法に関する。

直径が数μｍ〜数十μｍのいわゆるマイクロバブルの効果が従来から注目されている。上記の微細なマイクロバブルを水中や溶液中に分散させることで、例えば、ダム貯水池などの閉鎖性水域に対する水質浄化、機械部品の洗浄、養殖魚介類あるいは水耕栽培野菜類の成長促進、生物に対する殺菌・浄化、さらには、気体（例えば、炭酸水を生成するための二酸化炭素や香り（フレーバー）付けのための気体）の溶解効率の向上など種々の効果が明らかになっている。

しかしながら、直径が数μｍ〜数十μｍのいわゆるマイクロバブルを水中や溶液中に分散にさせても短時間のうちに水面又は溶液面に移動して消滅したり、マイクロバブル同士が結合して大きな泡となり、短時間で体積に対する表面積の割合が小さくなるため、その効果が限定的になるという問題がある。

このため、近年では、直径が１μｍ以下のナノバブルが注目を集めている。ナノバブルは、マイクロバブル（直径が数μｍ〜数十μｍ）よりも液相の中での滞留時間が長いため、洗浄や殺菌や脱臭の効果が向上すると言われており、ナノバブルを液相中に発生させるナノバブル発生装置として様々な技術が提案されている。

例えば、特許文献１には、溶存気体を含む溶液を２以上の出射口から高圧で噴射し、お互いに衝突させることでナノバブルを発生させることが開示されている。

また、特許文献２には、気体と液体を混合した流体を円筒状の構造を持った装置に流し、高速で旋回させて、それにより生じた乱流で、気体をせん断してナノバブルを発生させることが開示されている。

さらに、特許文献３には、超音波振動を印加して、その振動・衝撃によりナノバブルを発生させることが開示されている。

特開２０１３−１６６１４３号公報特開２００８−２７２７１９号公報特開２０１５−０９３２０５号公報

特許文献１に開示される発明は、衝撃力により、微小なバブルを生成しようとするものである。しかしながら、特許文献１により得られるバブルは直径が不均一であり、バブルの直径を制御することが困難であるという問題がある。また、特許文献１に開示される発明では、気体を混合した溶液を高圧で噴射するために高圧用のポンプが必要となる。また、高圧に耐える設計とする必要がある。このため装置が大掛かりとなり、それに比例して装置の製造コストも増加する。

また、特許文献２に開示される発明は、気相及び液相が混合した高速旋回流により、微小なバブルを生成しようとするものである。しかしながら、特許文献２により得られるバブルは直径が不均一であり、バブルの直径を制御することが困難であるという問題がある。また、特許文献２に開示される発明では、高速旋回流を形成するために円筒の内部構造が複雑となるため、製造コストが増加する。

さらに、特許文献３に開示される発明は、超音波素子により、溶液に衝撃を与えナノバブルを発生させるものであるが、超音波素子は高価で、かつ超音波素子をノズル内部に組み込むため構造が複雑となり、装置が大型化する。また、ナノバブルを発生させるためにちょうど良い振動数のマッチングをとるのが困難であり、取扱いが容易ではない。

本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、簡易で構造でナノバブルを連続的・安定的に生成することができるナノバブル発生用ノズル、ナノバブル発生システム及びナノバブル発生方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決すべく、本発明に係るナノバブル用発生ノズルは、内部に流体の流通路を有し、外周面から前記流通路まで貫通し、前記流通路を流れる流体に気体を取り込むための貫通孔が形成されたノズル本体部と、板厚方向に貫通した貫通孔を複数有し、前記ノズル本体部の内部に配置されて前記流通路を流れる流体を整流する整流板と、前記整流板の下流側に配置され、前記流体の流れに対して上流側端部から下流側端部にかけて内径が漸次的に狭くなる第１の筒状体と、前記第１の筒状体の下流側に前記第１の筒状体との間に微小な隙間を設けて配置され、前記流体の流れに対して上流側端部から下流側端部にかけて内径の大きさが漸次的に広くなる第２の筒状体とを備える。

上記のように本発明に係るナノバブル用発生ノズルは、流通路を流れる流体を整流する整流板と、流体の流れに対して上流側端部から下流側端部にかけて内径が漸次的に狭くなる第１の筒状体と、第１の筒状体との間に微小な隙間を設けて第１の筒状体の下流側に配置され、流体の流れに対して上流側端部から下流側端部にかけて内径の大きさが漸次的に広くなる第２の筒状体とを備えている。このため、微小気泡（以下、ナノバブル）を効率よく連続的・安定的に生成することができる。また、構造が簡易であるため、取扱いが容易で製造コストを低減することができる。

また、本発明に係るナノバブル用発生ノズルの前記第２の筒状体は、前記ナノバブル発生用ノズルの長手方向に平行な断面形状が放物線形状である。

上記のように本発明に係るナノバブル用発生ノズルは、第２の筒状体がナノバブル発生用ノズルの長手方向に平行な断面形状が指数関数による放物線形状、つまり立体的な形状がホーン（horn）形状であるため、流体に効率的に乱流を発生させることができる。この結果、極めて効率よくナノバブルを生成することができる。

また、本発明に係るナノバブル用発生ノズルの前記貫通孔は、前記第１の筒状体と前記第２の筒状体との間に設けられた前記隙間に連通しており、前記気体は、該貫通孔を介して前記隙間から前記流通路を流れる流体に取り込まれる。

上記のように本発明に係るナノバブル用発生ノズルは、貫通孔が第１の筒状体と第２の筒状体との間に設けられた隙間に連通しており、気体が該貫通孔を介して隙間から流通路を流れる流体に取り込まれる。つまり、乱流を発生させる第２の筒状体の手前で気体を取り込むようにしているので、非常に効率よくナノバブルを連続的・安定的に生成することができる。

また、本発明に係るナノバブル用発生ノズルは、前記第２の筒状体の下流側に配置され、前記流体の流れに対して上流側端部の内径が前記第２の筒状体の下流側端部の内径と略同一であり、前記第２の筒状体の下流側端部の内径と前記ノズル本体部の内径との違いにより生じる段差を低減する第３の筒状体を備える。

上記のように本発明に係るナノバブル用発生ノズルは、第２の筒状体の下流側に配置され、流体の流れに対して上流側端部の内径が第２の筒状体の下流側端部の内径と略同一であり、第２の筒状体の下流側端部の内径と前記ノズル本体部の内径との違いにより生じる段差を低減する第３の筒状体を備えるので、第２の筒状体の下流側端部で流体の流れが乱れずにスムーズに流れる。このため、第２の筒状体を通過した流体がナノバブル用発生ノズルでのナノバブルの生成に悪影響を与えることを抑制することができる。

本発明に係るナノバブル発生システムは、上記いずれかに記載のナノバブル発生用ノズルと、流体を前記ナノバブル発生用ノズルへと送出するポンプと、前記流体の流れに対して前記ナノバブル発生用ノズルの下流側に配置されたインジェクタとを備え、前記ナノバブル発生用ノズルを通過した前記流体のレイノルズ数（Ｒｅ）及び前記インジェクタを通過した前記流体のレイノルズ数（Ｒｅ）とが略同じ値である。

上記のように本発明に係るナノバブル用発生ノズルは、ナノバブル発生用ノズルを通過した流体のレイノルズ数（Ｒｅ）と、インジェクタを通過した流体のレイノルズ数（Ｒｅ）とが略同じ値であるため効率よくナノバブルを生成することができる。

また、上記の課題を解決すべく、本発明に係るナノバブル方法は、流体を整流板により層流とする工程と、内径が上流側端部から下流側端部まで漸次的に狭くなる流通路内を通過させ前記流体を乱流とする工程と、前記流通路内を通過して乱流となった前記流体に気体を取り込ませる工程とを有する。

以上説明したように、本発明によれば、簡易で構造でナノバブルを連続的・安定的に生成することができるナノバブル発生用ノズル、ナノバブル発生システム及びナノバブル発生方法を提供することができる。

本実施形態に係るナノバブル発生用ノズルの一部断面図である。本実施形態に係るナノバブル発生用ノズルのノズル本体部の構成図である。本実施形態に係るナノバブル発生用ノズルの整流板の構成図である。本実施形態に係るナノバブル発生用ノズルの第１の筒状体の構成図である。本実施形態に係るナノバブル発生用ノズルの第２の筒状体の構成図である。本実施形態に係るナノバブル発生用ノズルの第３の筒状体の構成図である。本実施形態に係るナノバブル発生システムの構成図である。実施例に係るグラフである。実施例に係るグラフである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

（実施形態）
初めに、本実施形態におけるナノバブル発生用ノズル１０について、図1〜図６を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態に係るナノバブル発生用ノズル１０は、ノズル本体部１１０と、整流板１２０と、第１の筒状体１３０と、第２の筒状体１４０と、第３の筒状体１５０と、第４の筒状体１６０とを備える。なお、図１では、ナノバブル発生用ノズル１０の両端に接続されるチェックバルブ（CHECK VALVE）も図示している。

図２（ａ）はノズル本体部１１０の正面図、図２（ｂ）はノズル本体部１１０の側面図である。図２に示すように、ノズル本体部１１０は、内部に流体の流通路１１１を有している。外周面１１２から流通路１１１まで貫通し、流通路１１１を流れる流体に気体を取り込むための貫通孔１１０Ｈが形成されている。また、ノズル本体部１１０には、貫通孔１１０Ｈから気体を取り込むためのプラグＰが設けられている。

ここで、貫通孔１１０Ｈは、第１の筒状体１３０と第２の筒状体１４０との間に設けられた隙間Ｇに連通している。そして、プラグＰから流入する気体は、貫通孔１１０Ｈを介して隙間Ｇから流通路１１１を流れる流体に取り込まれる。

図３（ａ）は整流板１２０の正面図、図３（ｂ）は整流板１２０の断面図である。図３に示すように、整流板１２０は、板厚方向に貫通した貫通孔１２１を複数（図３では４つ）有している。整流板１２０は、ノズル本体部１１０の内部（流通路１１１）に配置され、流通路１１１を流れる流体の流れを整え（整流し）、流体を層流とする。整流板１２０を通過することにより流体のレイノルズ数（Ｒｅ）は、２３００未満となる。

図４（ａ）は第１の筒状体１３０の断面図、図４（ｂ）は第１の筒状体１３０の正面図である。図１に示すように、第１の筒状体１３０は、整流板１２０の下流側（図１の紙面に向かって右側）に配置される。また、図４に示すように、第１の筒状体１３０は、流体の流れに対して上流側端部１３１から下流側端部１３２にかけて、つまり図４の紙面右側に向かうに従い内径Ｄ１が漸次的に狭くなっている。また、第１の筒状体１３０の下流側端部１３２側には、第２の筒状体１４０との間に隙間Ｇを形成するために凸部１３４が設けられている。

図５（ａ）は第２の筒状体１４０の断面図、図５（ｂ）は第２の筒状体１４０の裏面図である。図１に示すように、第２の筒状体１４０は、第１の筒状体１３０との間に微小な隙間Ｇを設けて第１の筒状体１３０の下流側（図１の紙面に向かって右側）に配置される。また、図５に示すように、第２の筒状体１４０は、流体の流れに対して上流側端部１４１から下流側端部１４２にかけて、つまり図５の紙面右側に向かうに従い内径Ｄ２の大きさが漸次的に広くなっている。ここで、図５に示すように、第２の筒状体１４０の内壁１４３は、ナノバブル発生用ノズル１０の長手方向に平行な断面形状が指数関数による放物線形状、つまり立体的な形状がホーン（horn）形状となっている。第２の筒状体１４０により、流体は、乱流となり、そのレイノルズ数（Ｒｅ）は、５万〜８万程度となる。

図６（ａ）は第３の筒状体１５０の正面図、図６（ｂ）は第３の筒状体１５０の断面図である。図１に示すように、第３の筒状体１５０は、第２の筒状体１４０の下流側（図１の紙面に向かって右側）に配置される。また、図１及び図６に示すように、第３の筒状体１５０は、流体の流れに対して上流側端部１５１の内径Ｄ３が第２の筒状体１４０の下流側端部１４２の内径Ｄ２と略同一であり、第２の筒状体１５０の下流側端部１４２の内径Ｄ２とノズル本体部１１０の内径（流通路径）との違いにより生じる段差を低減するために、ノズル本体部１１０の流通路１１１に配置される。

図１に示すように、第４の筒状体１６０は、第１の筒状体１３０の上流側（図１の紙面に向かって左側）に配置される。ここで、第４の筒状体１６０は、第１の筒状体１３０の上流側端部１３１の内径Ｄ１とノズル本体部１１０の内径（流通路径）との違いにより生じる段差を低減するために、ノズル本体部１１０の流通路１１１に配置される。なお、第４の筒状体１６０の構成は、図６を参照して説明した第３の筒状体１５０と略同一であるため重複する説明を省略する。

（ナノバブル発生用ノズルの作用）
本実施形態に係るナノバブル用発生ノズル２３は、図２、図５及び図６を参照して説明したように、板厚方向に貫通した貫通孔１２１を複数有し、ノズル本体部１１０の内部に配置されて流通路１１１を流れる流体を整流する整流板１２０と、流体の流れに対して上流側端部１３１から下流側端部１３２にかけて内径Ｄ１が漸次的に狭くなる第１の筒状体１３０（図５参照）と、第１の筒状体１３０との間に微小な隙間Ｇを設けて第１の筒状体１３０の下流側に配置され、流体の流れに対して上流側端部１４１から下流側端部１４２にかけて内径Ｄ２の大きさが漸次的に広くなる第２の筒状体１４０（図６参照）とを備えている。

つまり、整流板１２０で流体を層流とした後に、第１の筒状体１３０を通過させることで急激に流速を上げたのち、断面形状が指数関数による放物線形状、つまり立体的な形状がホーン（horn）形状となっている第２の筒状体１４０を通過させることで流体全体に効率よく乱流を発生することができる。このため、微小気泡（以下、ナノバブル）を効率よく連続的・安定的に生成することができる。また、構造が簡易であるため、取扱いが容易で製造コストを低減することができる。

微小気泡（以下、ナノバブル）を効率よく連続的・安定的に生成することができる理由としては、発生した乱流により生じるせん断力により気体を効率よくせん断して流体中に分散させることができるためであると考えられる。また、第１の筒状体で流体の圧力が高まり、第２の筒状体で流体の圧力が低下するため、取り込んだ気体を圧力の高い状態で流体中に高濃度で溶解させることが出来、第２の筒状体で高濃度に気体が溶解した流体の圧力を解放することで溶解した気体が過飽和状態となりナノバブルとして析出するためであると考えられる。

また、本実施形態に係るナノバブル用発生ノズル１０の第２の筒状体１４０は、ナノバブル発生用ノズル１０の長手方向に平行な断面形状が指数関数による放物線形状、つまり立体的な形状がホーン（horn）形状となっているため、流体に効率的に乱流を発生させることができる。この結果、極めて効率よくナノバブルを生成することができる。

また、本実施形態に係るナノバブル用発生ノズル１０の貫通孔１１０Ｈは、第１の筒状体１３０と第２の筒状体１４０との間に設けられた隙間Ｇに連通しており、気体は、該貫通孔１１０Ｈを介して隙間Ｇから流通路１１１を流れる流体に取り込まれる。つまり、乱流を発生させる第２の筒状体１４０の手前で気体を取り込むようにしているので、非常に効率よくナノバブルを連続的・安定的に生成することができる。

また、本実施形態に係るナノバブル用発生ノズル１０は、第２の筒状体１４０の下流側に配置され、流体の流れに対して上流側端部１５１の内径Ｄ３が第２の筒状体１４０の下流側端部１４２の内径Ｄ２と略同一であり、第２の筒状体１４０の下流側端部１４２の内径Ｄ２とノズル本体部１１０の内径との違いにより生じる段差を低減する第３の筒状体１５０を備えている。このため、第２の筒状体１４０の下流側端部１４２で流体の流れが乱れずにスムーズに流れる。このため、ナノバブル発生用ノズル１０でのナノバブルの生成に悪影響を与えることを抑制することができる。

なお、従来の技術において、ナノバブル発生用のノズルは、金属製のものがほとんどであるが、本実施形態に係るナノバブル発生用ノズル１０は、簡易な構造でナノバブルを効率良く生成することができるため、ＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）樹脂、ナイロン、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルファインド）樹脂等の樹脂製とすることが可能である。このため、安価にナノバブル発生用ノズル１０を製造することができる。なお、該記載は、本実施形態に係るナノバブル発生用ノズル１０の利点を記述したものであり、本実施形態に係るナノバブル発生用ノズル１０を樹脂製に限定するものではない。

（ナノバブル発生システム）
次に、ナノバブル発生用ノズル１０を用いたナノバブル発生システム１について、図７を参照して説明する。図７に示すように、本実施形態に係るナノバブル発生システム１は、ナノバブル発生用ノズル（NOZZLE）１０と、ポンプ（PUMP）１１と、圧力タンク（TANK）１２（圧力調整手段）と、給水源（WATER SUPLLY）からポンプ１１と圧力タンク１２を介してインジェクタ１４まで伸びる配管Ａとを有して構成される。

ポンプ１１は、モータ１１Ａを有し、給水源から供給される流体（例えば、水）をタンク１２へと送りだす。圧力タンク１２は、圧力調整手段であり、圧力計１２Ａ及びリリーフバルブ１２Ｂを有する。圧力タンク１２へと送られた流体は、圧力タンク１２で分岐して、一方はナノバブル発生用ノズル１０へと送られ、他方は圧力調整弁１３を通過し、インジェクタ１４により水槽１５へと送られる。

なお、インジェクタ１４には、絞り機構が組み込まれており、この絞り機構により流体は乱流状態となり、レイノルズ数（Ｒｅ）が５万〜８万となる。ここで、本実施形態では、ナノバブル発生用ノズル１０を通過した流体のレイノルズ数（Ｒｅ）と、インジェクタ１４を通過した流体のレイノルズ数（Ｒｅ）とが略同じ値となるように調整されている。すなわち、ナノバブル発生用ノズル１０及びインジェクタ１４を通過した流体のレイノルズ数（Ｒｅ）は、各々５万〜８万の範囲内であり、かつ略同じ値となるよう調整されている。

ナノバブル発生用ノズル１０では、GAS SUPPLYに接続された配管Ｂから供給される気体（例えば、大気）が取り込まれてナノバブルが生成され、ナノバブル発生用ノズル１０へと送られた流体は、ナノバブルを含んだ状態となり、いわゆるナノバブル水として配管Ａへと還流する。なお、配管Ｂには、気体の流量計が設けられている。

水槽１５へと送られた流体は、ストレーナ（STRAINER）１６により濾過された後、チェックバブル１７を介して配管Ａへと還流される。水槽１５内に必要なナノバブル水がたまると、配管Ａに設けられたバブル１８により流体の供給を停止する。また、水槽１５内の流体が必要以上となると、水槽１５から流体が溢れてドレイン（配水管）から外部へと排出される。

（ナノバブル発生システムの作用）
図７を参照して説明したように、本発明に係るナノバブル発生システム１は、ナノバブル発生用ノズル１０と、流体をナノバブル発生用ノズル１０へと送出するポンプ１１と、流体の流れに対してナノバブル発生用ノズル１０の下流側に配置されたインジェクタ１４とを備えている。そして、ナノバブル発生用ノズル１０を通過した流体のレイノルズ数（Ｒｅ）及びインジェクタ１４を通過した流体のレイノルズ数（Ｒｅ）が各々５万〜８万の範囲内であり、かつ略同じ値となるように調整されている。また、ナノバブルを含有した流体が循環するように構成されている。つまり、システム内の２箇所で乱流を発生させ循環させることができる。このため、安定してナノバブルを生成することができる。

（実施例１）
次に、実施例１について説明する。発明者らは、蛇口から勢いよく噴出させた水道水に含まれるナノバブルを含む粒子数と、上記実施形態において説明したナノバブル発生システム１より水道水から生成したナノバブル水に含まれるナノバブルを含む粒子数とを計測した。なお、粒子数の計測には、日本カンタムデザイン株式会社製のナノ粒子解析装置（商品名：NanoSight）を用いた。

図８は、ナノバブル水に含まれるナノバブルを含む粒子数を計測した結果を示すグラフである。なお、粒子数の計測は、ナノバブル水生成３０分後に行った。図８の横軸は、粒子の平均粒径（ｎｍ）である。また、図８の縦軸は、粒子数（×１０^６個／ｍｌ）である。

図９は、（通常の）水道水に含まれるナノバブルを含む粒子数を計測した結果を示すグラフである。図９の横軸は、粒子の平均粒径（ｎｍ）である。また、図９の縦軸は、粒子数（×１０^６個／ｍｌ）である。

図８及び図９のグラフに示した測定結果を表１にまとめた。

表１に示すように、ナノバブル発生システム１により生成したナノバブル水に含まれる粒子数は、６．６４（×１０^８個／ｍｌ）である。また、通常の水道水に含まれる粒子数は、０．３２７（×１０^８個／ｍｌ）である。このことから、ナノバブル発生システム１により、水道水に含まれるナノバブルの個数が、１ｍｌ（ミリリットル）あたり約６．３億個増えたことがわかった。

（実施例２）
次に、発明者らは、ナノバブル発生システム１で生成したナノバブル水と、水道水とを用いて、カイワレ大根、牡蠣、魚の飼育を行い、ナノバブル水の効果について評価を行った。

（実施例２−１）
初めに、カイワレ大根の育成での評価について説明する。発明者らは、気体として空気（酸素）を取り込んだナノバブル水を毎日給水したＡ群と、通常の水道水を毎日給水したＢ群とに分けて、カイワレ大根を育成し、その育ち具合を比較した。その結果、ナノバブル水を毎日給水したＡ群のカイワレ大根は、通常の水道水を毎日給水したＢ群のカイワレ大根に比べて育成が約５割早くなった。ここで、育成が約５割早いとは、同日数の育成で、Ａ群のカイワレ大根の高さが、Ｂ群のカイワレ大根の高さよりも１．５倍程度高かったことを意味している。

（実施例２−２）
次に、牡蠣の育成での評価について説明する。発明者らは、気体として空気（酸素）を取り込んだナノバブル水を毎日給水したＡ群と、通常の水道水を毎日給水したＢ群とに分けて、牡蠣を育成し、その育ち具合を比較した。その結果、ナノバブル水を毎日給水したＡ群の牡蠣は、通常の水道水を毎日給水したＢ群の牡蠣に比べて全体的に綺麗な色艶（具体的には、白色）となった。これは、ナノバブル水に含まれる酸素により、牡蠣の代謝が良好となり、体内の有機物が分解されていることを意味している。また、牡蠣の大きさについても、Ａ群の牡蠣のほうがＢ群の牡蠣よりも同日数で大きく育つことが分かった。

（実施例２−３）
次に、魚の育成での評価について説明する。発明者らは、水槽を４つ用意し、夫々の水槽において、淡水魚と海水魚とを共存させて育成を行った。以下の表２に４つの水槽の種別を示す。なお、ナノバブルを生成する気体として、空気を使用した。

水槽内の水を循環させること、及び毎日餌を与える以外には、特に何もせずに魚を飼育し経過を観察した。その結果、ナノバブル水である水槽Ａ及び水槽Ｂでは、どちらの水槽でも淡水魚及び海水魚が死滅することなく6ヶ月間共存することができた。一方、水槽Ｃでは、淡水魚のみが生き延び、海水魚は４日程度で死滅した。また、水槽Ｄでは、海水魚のみが生き延び、淡水魚は４日程度で死滅した。

以上のように、本発明に係るナノバブル生成システムで生成したナノバブル水を用いると、カイワレ大根、牡蠣、魚等の飼育において顕著な優位性を有することが確認できた。

以上で説明したように、本発明は、簡易で構造でナノバブルを連続的・安定的に生成することができるナノバブル発生用ノズル及びナノバブル発生方法を提供することができるので、ダム貯水池などの閉鎖性水域に対する水質浄化、機械部品の洗浄、養殖魚介類あるいは水耕栽培野菜類の成長促進、生物に対する殺菌・浄化、炭酸水や香り（フレーバー）付けされた飲料や芳香剤の製造等、種々の用途に用いることができる。

１ナノバブル発生システム
１０ナノバブル発生用ノズル
１１ポンプ（PUMP）
１２圧力タンク（TANK）
１３圧力調整弁
１４インジェクタ
１５水槽
１６ストレーナ
１７チェックバルブ
１８バルブ
１１０ノズル本体部
１２０整流板
１３０第１の筒状体
１４０第２の筒状体
１５０第３の筒状体
１６０第４の筒状体

Claims

内部に流体の流通路を有し、外周面から前記流通路まで貫通し、前記流通路を流れる流体に気体を取り込むための貫通孔が形成されたノズル本体部と、
板厚方向に貫通した貫通孔を複数有し、前記ノズル本体部の内部に配置されて前記流通路を流れる流体を整流する整流板と、
前記整流板の下流側に配置され、前記流体の流れに対して上流側端部から下流側端部にかけて内径が漸次的に狭くなる第１の筒状体と、
前記第１の筒状体との間に微小な隙間を設けて前記第１の筒状体の下流側に配置され、前記流体の流れに対して上流側端部から下流側端部にかけて内径の大きさが漸次的に広くなる第２の筒状体と
を備えることを特徴とするナノバブル発生用ノズル。
前記第２の筒状体は、
前記ナノバブル発生用ノズルの長手方向に平行な断面形状が放物線形状であることを特徴とする請求項１に記載のナノバブル発生用ノズル。
前記貫通孔は、前記第１の筒状体と前記第２の筒状体との間に設けられた前記隙間に連通しており、前記気体は、該貫通孔を介して前記隙間から前記流通路を流れる流体に取り込まれることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のナノバブル発生用ノズル。
前記第２の筒状体の下流側に配置され、前記流体の流れに対して上流側端部の内径が前記第２の筒状体の下流側端部の内径と略同一であり、前記第２の筒状体の下流側端部の内径と前記ノズル本体部の内径との違いにより生じる段差を低減する第３の筒状体を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のナノバブル発生用ノズル。
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のナノバブル発生用ノズルと、
流体を前記ナノバブル発生用ノズルへと送出するポンプと、
前記流体の流れに対して前記ナノバブル発生用ノズルの下流側に配置されたインジェクタとを備え、
前記ナノバブル発生用ノズルを通過した前記流体のレイノルズ数と、前記インジェクを通過した前記流体のレイノルズ数とが、略同じ値であることを特徴とするナノバブル発生システム。
流体を整流板により層流とする工程と、
内径が上流側端部から下流側端部まで漸次的に狭くなる流通路内を通過させ前記流体を乱流とする工程と、
前記流通路内を通過した乱流となった前記流体に気体を取り込ませる工程と
を有するナノバブル発生方法。