JP2017211213A - ナノバブル発生確認装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ナノバブル生成中に液体中のナノバブルの有無を容易に確認することができるナノバブル発生確認装置を提供する。【解決手段】ナノバブルＮが含まれる液体が流入かつ流出する容器である貯水槽６と、貯水槽６に設けられるレーザー光源８と、貯水槽６に設けられるレーザー確認部である覗き窓９とから構成され、レーザー光源８が貯水槽６の内部に向かって可視光レーザーＬを照射するように配置され、覗き窓９が可視光レーザーＬを目視できる位置であって、可視光レーザーＬの光軸Ｌａと重複しない位置に配置される。【選択図】図２

Description

本発明は、ナノバブルの有無を確認するナノバブル発生確認装置に関する。

従来、１μｍ以下の大きさの極小の気泡であるナノバブルが水中に溶存している液体（以下、単に「ナノバブル含有液体」と記す）が知られている。ナノバブル含有液体は、ナノバブルを構成する気体の種類によってさまざまな用途に用いられている。オゾンによって生成されたナノバブル含有液体は、オゾンの酸化力を利用して殺菌や滅菌に用いられている。このように、さまざまな気体によるナノバブルの生成および液体中にナノバブルを溶存させることによってナノバブル含有液体を生成する生成システムが知られている。例えば特許文献１の如くである。

特許文献１に記載のナノバブル含有液体の生成システムは、生成チャンバとナノバブル生成用気体供給装置とナノバブル生成装置とを備えている。生成システムは、ナノバブル生成用気体をナノバブル生成用気体供給装置に供給し、ナノバブル生成装置によってナノバブルを生成する。そして、生成システムは、生成されたナノバブルを密閉されている生成チャンバ内の液体に溶存させることでナノバブル含有液体を生成している。

特許文献１に記載の生成システムは、密閉された生成チャンバ内でナノバブル含有液体が生成されている。つまり、生成システムでは、ナノバブル含有液体の生成中に生成チャンバ内を視認したり内部の液体を抽出したりすることができない。また、ナノバブルは、１μｍ未満の大きさであるため肉眼で視認することができない。従って、生成システムでは、生成チャンバから排出された液体を採取して光学顕微鏡やレーザー回折計等によってナノバブルの有無を確認している。このため、生成システムにおいて、ナノバブル含有液体の生成中にナノバブルの有無のみを簡易的に確認することは困難であった。

特開２０１５−３７７６５号公報

本発明は、以上の如き状況を鑑みてなされたものであり、ナノバブル生成中に液体中のナノバブルの有無を容易に確認することができるナノバブル発生確認装置の提供を目的とする。

即ち、ナノバブル発生確認装置は、ナノバブルが含まれる液体が流入かつ流出する容器と、前記容器に設けられるレーザー光源と、前記容器に設けられるレーザー確認部とから構成され、前記レーザー光源が前記容器の内部に向かってレーザーを照射するように配置され、前記レーザー確認部が前記レーザーを目視できる位置であって、前記レーザーの光軸と重複しない位置に設けられるものである。

ナノバブル発生確認装置は、前記レーザー確認部が、前記レーザーを透過させる材料によって前記レーザーの光軸を囲うように構成されるものである。

ナノバブル発生確認装置は、前記レーザー確認部が、前記レーザーを透過させる材料を前記レーザーの光軸に対して直交する仮想線上に配置した覗き窓から構成されるものである。

前記レーザー確認部が、前記レーザーを透過する材料を前記レーザーの光軸に対して２°から１０°傾いた仮想線上に配置した覗き窓から構成されるものである。

前記レーザー確認部に前記レーザーを検出する光センサが設けられるものである。

ナノバブル発生確認装置は、前記レーザー確認部に拡大レンズが設けられるものである。

ナノバブル発生確認装置は、ナノバブル発生装置とナノバブルが含まれる液体の流路とのうち少なくとも一つに着脱自在に設けられるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

ナノバブル発生確認装置においては、ナノバブル含有液体が流れる流路に容器を接続するだけで流路を流れる液体中のナノバブルが散乱光によって目視される。これにより、ナノバブル生成中に液体中のナノバブルの有無を容易に確認することができる。

ナノバブル発生確認装置においては、ナノバブルを確認可能な位置および方向の範囲が拡大する。これにより、ナノバブル生成中に液体中のナノバブルの有無を容易に確認することができる。

ナノバブル発生確認装置においては、覗き窓からナノバブルを確認するために使用できるレーザーの範囲が拡大する。これにより、ナノバブル生成中に液体中のナノバブルの有無を容易に確認することができる。

ナノバブル発生確認装置においては、一定の基準に基づいてナノバブルの散乱光が検出される。これにより、ナノバブル生成中に液体中のナノバブルの有無を容易に確認することができる。

ナノバブル発生確認装置においては、微細な散乱光が明確に目視で確認可能になる。これにより、ナノバブル生成中に液体中のナノバブルの有無を容易に確認することができる。

ナノバブル発生確認装置においては、検査装置を用いて液体中のナノバブルの有無検査を行う必要がない。これにより、ナノバブル生成中に液体中のナノバブルの有無を容易に確認することができる。

ナノバブル発生装置の一実施形態における構成を示す概略構成図。 （ａ）ナノバブル発生確認装置の第一実施形態における構成を示す部分断面図、（ｂ）同じく正面図。 ナノバブル発生確認装置の第一実施形態におけるレーザーを照射した状態を示す正面図。 ナノバブル発生確認装置の第一実施形態においてレーザーの光路中におけるナノバブルによる散乱の態様を示す概念図。 ナノバブル発生確認装置の第二実施形態における構成を示す部分断面図。 ナノバブル発生確認装置の第三実施形態における構成を示す部分断面図。 （ａ）ナノバブル発生確認装置の第四実施形態における構成を示す部分断面図、（ｂ）同じく図７（ａ）におけるＡ矢視拡大端面図。

初めに、図１を用いて、ナノバブル発生装置の一実施形態であるナノバブル発生装置１について説明する。

図１に示すように、ナノバブル発生装置１は、任意の気体からなるナノバブルを任意の液体に溶存させるものである。ナノバブル発生装置１は、液体供給ポンプ２、気体供給装置３、エアレーター４、供給管５、貯水槽６を具備している。

液体供給ポンプ２は、ナノバブルを溶存させる液体を供給するものである。液体供給ポンプ２は、プロペラポンプやロータリーポンプ等の送液ポンプから構成されている。液体供給ポンプ２は、上流側の図示しない液体供給源に接続されている。液体供給ポンプ２は、液体供給源の液体を下流側の貯水槽６に向けて送液するように構成されている（白塗矢印参照）。

気体供給装置３は、液体供給ポンプ２によって送液されている液体に任意の気体を供給するものである。気体供給装置３は、液体供給ポンプ２の下流側に供給管５を介して接続されている。気体供給装置３は、任意の気体を所定の圧力で液体に混入させるように構成されている。

エアレーター４は、気体供給装置３によって液体中に混入された気体を微細化するとともに微細化した気体を液体に溶解させるものである。エアレーター４は、気体供給装置３の下流側に供給管５を介して接続されている。また、エアレーター４は、貯水槽６の内部に配置されている。エアレーター４は、その内部を気体と液体との混合体が通過する際に、気体と液体とを衝突させて気体を微細化し、ナノバブルを発生させるように構成されている。さらに、エアレーター４は、撹拌流を発生させて微細化された気体を液体中に溶解させるように構成されている。

貯水槽６は、ナノバブル含有液体を一時的に貯留させるものである。貯水槽６には、ナノバブル含有液体の流路６ａが接続され、流路６ａを介してナノバブル含有液体の供給先が接続されている。貯水槽６は、生成されたナノバブル含有液体を一時的に貯留させた後、ナノバブル含有液体をその供給先に向けて流路６ａから流出するように構成されている（黒塗矢印参照）。貯水槽６は、内部にエアレーター４が設けられている。貯水槽６には、液体供給ポンプ２によって供給された液体がエアレーター４を通じて供給されている。つまり、貯水槽６には、エアレーター４によってナノバブルが溶解されたナノバブル含有液体が貯留されている。

このように構成されるナノバブル発生装置１は、液体供給ポンプ２によって図示しない液体供給源から水等の液体を供給し（白塗矢印参照）、気体供給装置３において任意の気体を所定の気体供給圧で液体に混入する（薄墨矢印参照）。そして、ナノバブル発生装置１は、気体が混入された液体を貯水槽６に流入させる。この際、ナノバブル発生装置１は、エアレーター４によって液体中の気体の微細化を促進させる。この結果、ナノバブル発生装置１は、連続的にナノバブルを生成し、液体中にナノバブルを溶存させることができる。ナノバブル発生装置１は、貯水槽６内でナノバブル含有液体を生成した後、貯水槽６の流路６ａから下流側の供給先に向けて流出させる（黒塗矢印参照）。なお、本実施形態においてナノバブル発生装置１は、エアレーター４を用いてナノバブルを発生する構成としたがこれに限定するものではない。

次に、図２を用いてナノバブル発生確認装置の第一実施形態であるナノバブル発生確認装置７について説明する。

図２に示すように、ナノバブル発生確認装置７は、液体中に溶存しているナノバブルの有無を確認するものである。ナノバブル発生確認装置７は、容器である貯水槽６、レーザー光源８、貯水槽６に設けられるレーザー確認部である覗き窓９を具備する。本実施形態において、ナノバブル発生確認装置７は、ナノバブル発生装置１の貯水槽６に設けられている（図１参照）。つまり、ナノバブル発生確認装置７は、取り付けられるナノバブル発生装置１の一部を構成している。

容器である貯水槽６は、ナノバブル発生確認装置７を構成する主な構造体である。貯水槽６は、ナノバブル含有液体が流入かつ流出するように構成されている。貯水槽６の側面には、継手であるへルール６ｃを備えるレーザー入射口６ｂが形成されている。へルール６ｃには、レーザーＬを透過させる材料から形成されているサイトグラス６ｄがクランプ６ｅによって取り付けられている。これにより、貯水槽６には、サイトグラス６ｄで密封されているレーザー入射口６ｂが構成されている。また、貯水槽６には、レーザー入射口６ｂから入射されるレーザーＬの光軸Ｌａに対して垂直な方向の側面に覗き窓用孔６ｆが形成されている。覗き窓用孔６ｆの近傍には、ねじ穴が形成されている座６ｇが設けられている。

レーザー光源８は、レーザーＬを照射するものである。レーザー光源８は、５３２μｍの波長であるグリーンレーザー用の光源として構成されている。レーザー光源８は、貯水槽６のレーザー入射口６ｂにゴムブロック６ｈ等の弾性材を介して着脱自在に設けられている。レーザー光源８は、レーザーＬがレーザー入射口６ｂから貯水槽６の内部に向かって照射されるように配置されている。なお、本実施形態において、レーザー光源８から照射されるレーザーＬをグリーンレーザーとしたがこれに限定されるものではなく、可視光レーザーであればよい。また、レーザーＬによる照射範囲を拡大して視認性を向上させるために、レーザー光源８を複数設ける構成でもよい。

レーザー確認部である覗き窓９は、貯水槽６の内部を視認するものである。覗き窓９は、貯水槽６の覗き窓用孔６ｆが透明板９ａ（薄墨部分）で覆われて構成されている。覗き窓用孔６ｆは、レーザー入射口６ｂから入射されるレーザーＬの光軸Ｌａに対して直交する仮想線Ｌｂ上の貯水槽６の側面に形成されている。従って、覗き窓９は、レーザーＬに直接的に照射されることなく、レーザーＬが覗き窓９の視野を横切る位置に設けられている。覗き窓９は、レーザーＬを透過させる材料から形成されている透明板９ａがパッキンやシール材を介して覗き窓用孔６ｆを塞ぐように配置されている。透明板９ａは、貯水槽６の座６ｇにネジ止めされる押さえ板９ｂによって押圧されている。これにより、覗き窓用孔６ｆは、透明板９ａによって密閉されている。このように、覗き窓９は、貯水槽６の側面に一体的に設けられている。なお、覗き窓９の形状および配置位置は、本実施形態に限定されるものでなく、レーザーＬの光軸Ｌａと重複しない位置であってレーザーＬが視認できる位置であればよい。また、覗き窓は、透明板９ａを蝶ネジ等で押圧して容易に着脱可能に構成してもよい。

このようにナノバブル発生確認装置７は、貯水槽６のサイトグラス６ｄおよび覗き窓９の透明板９ａが着脱自在に構成されている。従って、ナノバブル発生確認装置７は、サイトグラス６ｄや透明板９ａの汚れによって視認性やレーザーの光量が低下した場合、サイトグラス６ｄや透明板９ａ貯水槽６から取り外して洗浄することができる。また、ナノバブル発生確認装置７は、レーザー光源８をゴムブロック６ｈからの着脱だけで交換することができる。つまり、ナノバブル発生確認装置７は、ナノバブル発生装置１に組み込まれつつ、ナノバブル発生確認装置７としてのメンテナンス性が向上するように構成されている。

次に、図３と図４とを用いて、ナノバブルの発生確認の態様について説明する。ナノバブル発生装置１の貯水槽６には、ナノバブル発生装置１からの液体が供給されているものとする。ナノバブルは、１μｍ未満の大きさの極微細な気泡であるため直接に視認することができない。

図３に示すように、ナノバブル発生確認装置７は、ナノバブル発生装置１の貯水槽６内にレーザー光源８からレーザーＬを照射する。
図４に示すように、貯水槽６に貯留されている液体にナノバブルＮが存在している場合、レーザーＬの一部は、レーザーＬの光路中に存在するナノバブルＮと液体（水）との屈折率の差によって散乱されて散乱光ＳＣが生じる。レーザーＬの散乱光ＳＣの一部は、覗き窓用孔６ｆを経て覗き窓９に入射される。これにより、ナノバブル発生確認装置７は、覗き窓９から目視することができるレーザーＬの光路区間Ｗ１にあるナノバブルＮを散乱光ＳＣによる光点として確認することができる（図３参照）。

貯水槽６に貯留されている液体にナノバブルＮが存在していない場合やナノバブルＮの数が少ない場合、レーザーＬの光路中において、ナノバブルＮの存在を起因とする散乱光ＳＣがほとんど生じない。つまり、ナノバブル発生確認装置７は、覗き窓９にレーザーＬの散乱光ＳＣがほとんど入射されないためレーザーＬの光路中に散乱光ＳＣによる光点を確認することができない。このように、ナノバブル発生確認装置７は、レーザーＬの光路中にある散乱光ＳＣによる光点の有無でナノバブルＮが液体に溶存しているか否か確認することができる。なお、ナノバブル発生確認装置７において、レーザーＬの光路中の散乱光ＳＣによる光点の視認性を向上させるため、覗き窓９に拡大レンズを設けたり覗き窓９の透明板９ａを拡大レンズで構成したりしてもよい。このように構成することで、ナノバブル発生確認装置７は、微細なナノバブルＮの散乱光ＳＣによる目視が可能になる。

次に、図５を用いて、ナノバブル発生確認装置の第二実施形態であるナノバブル発生確認装置１０について説明する。なお、以下の実施形態に係るナノバブル発生確認装置１０は、図１から図４に示すナノバブル発生確認装置７において、ナノバブル発生確認装置７に替えて適用されるものとして、その説明で用いた名称、図番、記号を用いることで、同じものを指すこととし、以下の実施形態において、既に説明した実施形態と同様の点に関してはその具体的説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。

ナノバブル発生確認装置１０は、容器１１、レーザー光源８、容器１１に設けられるレーザー確認部である覗き窓１２を具備する。ナノバブル発生確認装置１０は、ナノバブル含有液体の流路途中に設けられている。

容器１１は、ナノバブル発生確認装置１０を構成する主な構造体である。容器１１は、外部から光を通さない材質で略直方体状に形成されている。容器１１には、長手方向一側にナノバブル含有液体の流入口１１ａが形成され、長手方向他側にナノバブル含有液体の流出口１１ｂが形成されている。さらに、容器１１の長手方向一側端面または長手方向他側端面には、継手であるへルール１１ｄを備えるレーザー入射口１１ｃが形成されている。また、容器１１には、レーザー入射口１１ｃから入射されるレーザーＬの光軸に対して２°から１０°の間の任意の角度θだけ傾いた仮想線Ｌｂに垂直な面が形成されている。仮想線Ｌｂに垂直な面には、覗き窓用孔１１ｅが形成されている。

レーザー確認部である覗き窓１２は、容器１１の内部を視認するものである。覗き窓１２は、容器１１の覗き窓用孔１１ｅがレーザーＬを透過させる材料から形成されている透明板１２ａで覆われて構成されている。覗き窓１２は、レーザー入射口１１ｃから入射されるレーザーＬの光軸Ｌａに対して２°から１０°の間の任意の角度θだけ傾いた仮想線Ｌｂ上に配置されている。従って、覗き窓１２は、レーザーＬに直接的に照射されることなく、レーザーＬの光軸Ｌａに沿って容器１１の内部を視認できるように設けられている。このように、覗き窓１２は、容器１１の側面に一体的に設けられている。

本実施形態において、ナノバブル発生確認装置１０の容器１１は、ナノバブル発生装置１の貯水槽６の流路６ａ（図１参照）の途中部に組み込まれている。すなわち、容器１１の流入口１１ａには、ナノバブル発生装置１が流路を介して接続されている。また、容器１１の流出口１１ｂには、ナノバブル含有液体の供給先が流路を介して接続されている。容器１１は、流路６ａから着脱自在に構成されている。

このように構成されるナノバブル発生確認装置１０は、視認性が悪くなったりレーザーＬの光量が低下した場合、貯水槽６の流路６ａから取り外して容器１１や覗き窓１２等を洗浄したり、レーザー光源８を交換したりすることができる。つまり、ナノバブル発生確認装置１０は、ナノバブル発生装置１に組み込まれつつ、ナノバブル発生確認装置１０としてのメンテナンス性が向上するように構成されている。

次に、ナノバブルの発生確認の態様について説明する。ナノバブル発生装置１の貯水槽６の流路６ａ（図１参照）には、貯水槽６内の液体が供給されているものとする。

ナノバブル発生確認装置１０は、容器１１の流入口１１ａからナノバブル発生装置１の貯水槽６の液体が流入されるとともに、容器１１の流出口１１ｂからその供給先に向かって流出されている（黒塗矢印参照）。つまり、容器１１は、ナノバブル発生装置１から排出された液体が流れる流路の一部を構成している。ナノバブル発生確認装置１０は、液体の流れ方向に沿ってレーザー光源８からレーザーＬを照射する。容器１１内を流れている液体にナノバブルＮが存在している場合、レーザーＬの一部は、レーザーＬの光路中に存在するナノバブルＮと液体（水）との屈折率の差によって散乱される（図４参照）。

レーザーＬの散乱光ＳＣの一部は、レーザーＬの光路中にない覗き窓１２に入射される。ナノバブル発生確認装置１０は、容器１１の覗き窓用孔１１ｅがレーザーＬの光軸Ｌａの方向である容器１１の長手方向に向けて配置されているので、容器１１内におけるレーザーＬの大部分を占める光路区間Ｗ２のレーザーＬを覗き窓１２から目視することができる。これにより、ナノバブル発生確認装置１０は、レーザーＬの光路区間Ｗ２にあるナノバブルＮを散乱光ＳＣによる光点として確認することができる。このように、ナノバブル発生確認装置１０は、液体の流路に容器１１を接続するだけでその流路を流れる液体中にナノバブルＮが溶存しているか否か確認することができる。

次に、図６を用いて、ナノバブル発生確認装置の第三実施形態であるナノバブル発生確認装置１３について説明する。

ナノバブル発生確認装置１３は、容器１１、レーザー確認部である覗き窓１２、レーザー光源８、光センサであるフォトＩＣダイオード１４、表示装置１５を具備する。ナノバブル発生確認装置１３は、ナノバブル含有液体の流路に設けられている。

容器１１は、ナノバブル発生確認装置１０を構成する主な構造体である。容器１１は、略直方体状に形成されている。容器１１には、長手方向一側にナノバブル含有液体の流入口１１ａが形成され、長手方向他側にナノバブル含有液体の流出口１１ｂが形成されている。さらに、容器１１の長手方向一側端面または長手方向他側端面には、継手であるへルール１１ｄを備えるレーザー入射口１１ｃが形成されている。また、容器１１には、レーザー入射口１１ｃから入射されるレーザーＬの光軸に対して２°から１０°の間の任意の角度θだけ傾いた仮想線Ｌｂに垂直な面が形成されている。仮想線Ｌｂに垂直な面には、覗き窓用孔１１ｅが形成されている。

レーザー確認部である覗き窓１２は、容器１１の内部を視認するものである。覗き窓１２は、容器１１の覗き窓用孔１１ｅが透明板１２ａで覆われて構成されている。覗き窓１２は、レーザー入射口１１ｃから入射されるレーザーＬの光軸Ｌａに対して２°から１０°の間の任意の角度θだけ傾いた仮想線Ｌｂ上に配置されている。従って、覗き窓１２は、レーザーＬに直接的に照射されることなく、レーザーＬの光軸Ｌａに沿って容器１１の内部を視認できるように設けられている。このように、覗き窓１２は、容器１１の側面に一体的に設けられている。

光センサであるフォトＩＣダイオード１４は、散乱光ＳＣを検出するものである。フォトＩＣダイオード１４は、内部のフォトダイオードが散乱光ＳＣを受光することで発生させる光電流を増幅して出力する。フォトＩＣダイオード１４は、覗き窓１２に設けられている。フォトＩＣダイオード１４は、図示しない受光部が容器１１の内部に向くように配置されている。フォトＩＣダイオード１４は、受光部が受光した光量に応じて光電流を出力する。フォトＩＣダイオード１４は、アンプ１４ａに接続され、アンプ１４ａから電源が供給されている。また、アンプ１４ａは、フォトＩＣダイオード１４からの光電流に応じた電圧を出力するように構成されている。

表示装置１５は、液体中のナノバブル有無、および相対的なナノバブルの溶存量を表示するものである。表示装置１５は、フォトＩＣダイオード１４のアンプ１４ａに接続されている。表示装置１５は、アンプ１４ａから電圧値を取得することができる。表示装置１５は、取得した電圧値に応じた値を液体中のナノバブルの溶存量の相対値として表示するように構成されている。本実施形態において、表示装置１５は、所望する液体中のナノバブル溶存量に対する溶存量を１０段階で表示するように構成されている。表示装置１５は、容器１１から離間した場所に設置することができる。

次に、ナノバブルの発生確認の態様について説明する。ナノバブル発生装置１の貯水槽６の流路６ａには、貯水槽６内の液体が供給されているものとする。

ナノバブル発生確認装置１３は、容器１１の流入口１１ａからナノバブル発生装置１の貯水槽６の液体が流入されるとともに、容器１１の流出口１１ｂからその供給先に向かって流出されている（黒塗矢印参照）。ナノバブル発生確認装置１３は、液体の流れ方向に沿ってレーザー光源８からレーザーＬを照射する。容器１１内を流れている液体にナノバブルＮが存在している場合、レーザーＬの一部は、レーザーＬの光路中に存在するナノバブルＮと液体（水）との屈折率の差によって散乱される（図４参照）。

レーザーＬの散乱光ＳＣの一部は、レーザーＬの光路中にない覗き窓１２に入射される。ナノバブル発生確認装置１３は、容器１１の覗き窓用孔１１ｅがレーザーＬの光軸Ｌａの方向である容器１１の長手方向に向けて配置されているので、容器１１内におけるレーザーＬの大部分を占める光路区間Ｗ２からの散乱光ＳＣを覗き窓１２から検出することができる。ナノバブル発生確認装置１３は、覗き窓１２に設けられているフォトＩＣダイオード１４で覗き窓１２に入射された散乱光ＳＣを検出し、光量に応じた光電流を出力する。ナノバブル発生確認装置１３は、レーザーＬの光路区間Ｗ２にあるナノバブルＮからの散乱光ＳＣを一定の基準に基づいてフォトＩＣダイオード１４によって検出する。ナノバブル発生確認装置１３は、フォトＩＣダイオード１４が検出した散乱光ＳＣの光量に応じた電圧値をアンプ１４ａから表示装置１５に出力し、液体中のナノバブル溶存量の相対値を表示装置１５に表示させる。

このように構成されるナノバブル発生確認装置１３は、覗き窓１２に設けたフォトＩＣダイオード１４によって散乱光ＳＣを検出するので、液体中のナノバブルＮが溶存しているか否かだけでなくナノバブル溶存量の相対値を確認することができる。また、ナノバブル発生確認装置１３は、作業者による目視が難しい位置に設置されていても、表示装置１５を適切な場所に設置することでナノバブルの有無を容易に確認することができる。つまり、ナノバブル発生確認装置１３は、ナノバブル発生装置１に組み込まれつつ、ナノバブル発生確認装置１３としてのメンテナンス性が向上するように構成されている。

次に、図７を用いて、ナノバブル発生確認装置の第四実施形態であるナノバブル発生確認装置１６について説明する。

ナノバブル発生確認装置１６は、容器１７、レーザー光源８を具備する。ナノバブル発生確認装置１６は、ナノバブル発生装置１の貯水槽６に設けられている。

図７（ａ）に示すように、容器１７は、ナノバブル発生確認装置１６を構成する主な構造体である。容器１７は、レーザーＬを透過させる材料である硬質ガラスによって略有底円筒状に形成されている（薄墨部分参照）。容器１７の軸方向一側端には、継手であるへルール１７ｂを備えるナノバブル含有液体の流入口１７ａが形成されている。容器１７の軸方向他側端には、軸方向に垂直なレーザー入射面１７ｃが形成されている。レーザー入射面１７ｃには、レーザー光源８を接続するためのゴムブロック１７ｄが設けられている。さらに、容器１７の軸方向他側には、ナノバブル含有液体の流出口１７ｅとエア抜き孔１７ｆとが形成されている。

容器１７は、へルール１７ｂが貯水槽６のへルール６ｃにクランプ６ｅによって着脱自在に接続されている。つまり、容器１７は、貯水槽６からナノバブル含有液体が流入口１７ａを通じて内部に流入し、流出口１７ｅから流出するようにナノバブル発生装置１に設けられている。容器１７のレーザー入射面１７ｃには、ゴムブロック１７ｄを介してレーザー光源８が接続されている。レーザー光源８は、レーザーＬがレーザー入射面１７ｃから貯水槽６の内部に向かって照射されるように配置されている。つまり、容器１７には、その軸方向に沿ってレーザーＬが照射されるようにレーザー光源８が配置されている。本実施形態において、レーザー光源８は、容器１７の中心軸ＬｃとレーザーＬの光軸Ｌａとが一致するように配置されている。これにより、容器１７は、レーザーＬの光軸Ｌａを硬質ガラスで形成されている容器１７の側壁１７ｇが軸周りに囲うことでレーザー確認部としての機能を有している。

このように構成されるナノバブル発生確認装置１６は、視認性が悪くなったりレーザーＬの光量が低下した場合、貯水槽６から取り外して容器１７を洗浄したり、レーザー光源８を交換したりすることができる。つまり、ナノバブル発生確認装置１６は、ナノバブル発生装置１に組み込まれつつ、ナノバブル発生確認装置１６としてのメンテナンス性が向上するように構成されている。

次に、ナノバブルの発生確認の態様について説明する。ナノバブル発生装置１の貯水槽６には液体が供給されているものとする。

ナノバブル発生確認装置１６は、容器１７の流入口１７ａからナノバブル発生装置１の貯水槽６の液体が流入されるとともに、容器１７の流出口１７ｅから外部に向かって流出されている（黒塗矢印参照）。つまり、容器１７は、ナノバブル発生装置１から排出された液体が流れる流路の一部を構成している。ナノバブル発生確認装置１６は、液体の流れ方向に対向するようにレーザー光源８からレーザーＬを照射する。容器１７内を流れている液体にナノバブルＮが存在している場合、レーザーＬの一部は、レーザーＬの光路中に存在するナノバブルＮと液体（水）との屈折率の差によって散乱される（図４参照）。

図７（ｂ）に示すように、レーザーＬの散乱光ＳＣの一部は、レーザーＬの光路の周囲にある容器１７の側壁１７ｇに入射される。容器１７は、レーザーＬを透過させる側壁１７ｇによってレーザーＬの光軸Ｌａを全周囲に渡って囲っている。従って、ナノバブル発生確認装置１６は、容器１７の軸周りの全方向から容器１７内におけるレーザーＬの大部分を占める光路区間Ｗ３のレーザーＬを目視することができる。これにより、ナノバブル発生確認装置１６は、レーザーＬの光路区間Ｗ３（図７（ａ）参照）にあるナノバブルＮを散乱光ＳＣによる光点として確認することができる。このように、ナノバブル発生確認装置１６は、ナノバブル発生装置１に容器１７を接続するだけで容器１７の全方位から液体中にナノバブルＮが溶存しているか否か確認することができるのでナノバブルを確認可能な位置および方向の範囲が拡大する。

以上、本実施形態に係るナノバブル発生確認装置７・１０・１３・１６は、容易にナノバブル生成装置１や液体の流路途中に着脱自在に設けることができるので、検査装置を用いて液体中のナノバブルの有無検査を行う必要がない。また、第三実施形態に係るナノバブル発生確認装置１３は、可視光レーザーであるグリーンレーザーを用いる構成として説明したがこれに限定されるものではなく、フォトＩＣダイオード１４で検出できる波長のレーザーであればよい。上述の実施形態は、本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

６ 貯水槽
７ ナノバブル発生確認装置
８ レーザー光源
９ 覗き窓
Ｌ 可視光レーザー
Ｌａ 光軸

Claims (7)

1. ナノバブルが含まれる液体が流入かつ流出する容器と、
   前記容器に設けられるレーザー光源と、
   前記容器に設けられるレーザー確認部とから構成され、
   前記レーザー光源が前記容器の内部に向かってレーザーを照射するように配置され、
   前記レーザー確認部が前記レーザーを目視できる位置であって、前記レーザーの光軸と重複しない位置に設けられるナノバブル発生確認装置。
2. 前記レーザー確認部が、前記レーザーを透過させる材料によって前記レーザーの光軸を囲うように構成される請求項１に記載のナノバブル発生確認装置。
3. 前記レーザー確認部が、前記レーザーを透過させる材料を前記レーザーの光軸に対して直交する仮想線上に配置した覗き窓から構成される請求項１に記載のナノバブル発生確認装置。
4. 前記レーザー確認部が、前記レーザーを透過させる材料を前記レーザーの光軸に対して２°から１０°傾いた仮想線上に配置した覗き窓から構成される請求項１に記載のナノバブル発生確認装置。
5. 前記レーザー確認部に前記レーザーを検出する光センサが設けられる請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のナノバブル発生確認装置。
6. 前記レーザー確認部に拡大レンズが設けられる請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のナノバブル発生確認装置。
7. ナノバブル発生装置とナノバブルが含まれる液体の流路とのうち少なくとも一つに着脱自在に設けられる請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のナノバブル発生確認装置。

Images