JP2020054981A

JP2020054981A - ウルトラファインバブル生成器

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Publication number: JP2020054981A
Application number: JP2018189283A
Authority: JP
Inventors: 清高松本; Kiyotaka Matsumoto
Original assignee: Dainichi Kogyo Co Ltd
Current assignee: Dainichi Kogyo Co Ltd
Priority date: 2018-10-04
Filing date: 2018-10-04
Publication date: 2020-04-09
Anticipated expiration: 2038-10-04
Also published as: JP6832589B2

Abstract

【課題】簡便なウルトラファインバブル生成器を提供する。【解決手段】ウルトラファインバブル生成器は、第１円筒槽（１１）と、第２円筒槽（１２）と、マイクロバブル含有液を第１、第２円筒槽内に導入する流入口（１７）と、第１および第２円筒槽内で生成したウルトラファインバブル含有液を槽外に排出する吐出口（１８）とを備える。マイクロバブル流入口と第１、第２円筒槽とは、第１円筒槽内に導入されたマイクロバブル含有液が壁面に沿って第１の方向に回転し、第２円筒槽内に導入されたマイクロバブル含有液が壁面に沿って第１の方向とは逆向きの第２の方向に回転する位置関係である。吐出口と第１、第２円筒槽とは、第１円筒槽の壁面に沿って第１の方向に回転して流れるウルトラファインバブル含有液と、第２円筒槽の壁面に沿って前記第２の方向に沿って回転して流れるウルトラファインバブル含有液が衝突するような位置関係をとる。【選択図】図６

Description

本発明は、１μｍ〜１００μｍ程度の気泡径のマイクロバブルを含有するマイクロバブル含有液から数十ｎｍ〜１μｍ程度の気泡径のウルトラファインバブル（ナノバブル）を生成するウルトラファインバブル生成器に関するものである。

気泡径が数十ｎｍ〜１μｍ程度であるウルトラファインバブルを大量に含む水は、ウルトラファインバブルを含まない水と比較して、殺菌効果や脱臭効果が高いことが知られている。また、ウルトラファインバブル含有液は、生物の生理活性を促進したり、新陳代謝機能を高めたりする効果も高いことが知られている。

ウルトラファインバブル含有液は、例えば、うがい水として用いられれば、口内を殺菌することができる。また、例えば、ウルトラファインバブルがオゾンによって形成されれば、殺菌や脱臭の効果をより一層高めることができる。さらに、ウルトラファインバブルが酸素によって形成されれば、ウルトラファインバブル含有液を水耕栽培に用いて植物の成長を促進することができる。これは、ウルトラファインバブルの状態の酸素は、水中に溶解している酸素と比較して、水耕栽培される植物に吸収されやすいためであると考えられる。

上記のような特性を有するウルトラファインバブルは、数μｍ〜数十μｍのマイクロバブルが水中で自然に収縮し続けて圧壊することによって生成される場合がある。しかし、このような自然に生成されるウルトラファインバブルは、短時間で消滅してしまい、生成量も少なく、実用的でない。

従来から、各種のナノバブル生成器（ウルトラファインバブル生成器）が提案されている。例えば、特開２００５−２４５８１７号公報（特許文献１）には、容器内の水溶液に微細気泡を混合させてから、電解質イオンを水溶液に混入させ、その後、容器内の水溶液に水中放電を伴う衝撃波や超音波を物理的刺激として加えることによってナノバブルを製造する方法が記載されている。また、容器内の水溶液に微細気泡を混合させてから、容器内に取り付けられた回転体を５００〜１００００ｒｐｍで回転させることによって水溶液を流動させ、流動時に生じる圧縮、膨張および渦流を物理的刺激として加えることにより、ナノバブルを製造する方法も記載されている。

特開２００７−１３６２５５号公報（特許文献２）には、マイクロバブルを圧壊させてナノバブルを生成するバブル圧壊手段として、羽根付き回転体を用いたナノバブル発生装置が記載されている。

特開２００２−８５９４９号公報（特許文献３）には、螺旋羽根を有するスクリュー部によって旋回力と遠心力を気液混合体に付与して旋回流を作り出し、この旋回流がカッタ部の突起に衝突することによって、０．５〜３．０μｍ程度の超微細気泡を連続して発生させる超微細気泡発生装置が記載されている。

特開平８−１０３７７８号公報（特許文献４）には、渦流と羽根のせん断力とによって、極微細な気泡を発生させることが記載されている。

特開２００５−２４５８１７号公報特開２００７−１３６２５５号公報特開２００２−８５９４９号公報特開平８−１０３７７８号公報

本願発明者は、超音波や回転羽根等を利用する従来の装置に比べて、より簡便にウルトラファインバブルを生成する手法および構造を研究した。

本発明の目的は、超音波や回転羽根等を利用せずに、より簡便にウルトラファインバブルを生成することのできるウルトラファインバブル生成器を提供することである。

本発明に従ったウルトラファインバブル生成器は、円柱形状の壁面によって内部空間が形成されている第１円筒槽と、円柱形状の壁面によって内部空間が形成され、上記第１円筒槽に隣接して位置する第２円筒槽と、マイクロバブルを含有しているマイクロバブル含有液を上記第１および第２円筒槽内に導入するマイクロバブル流入口と、上記第１および第２円筒槽内で生成したウルトラファインバブルを含有するウルトラファインバブル含有液を槽外に排出するウルトラファインバブル吐出口とを備える。

上記マイクロバブル流入口と上記第１および第２円筒槽とは、第１円筒槽内に導入されたマイクロバブル含有液が円柱形状壁面に沿って第１の方向に回転し、第２円筒槽内に導入されたマイクロバブル含有液が円柱形状壁面に沿って上記第１の方向とは逆向きの第２の方向に回転するように、その位置関係が選ばれている。

さらに、上記ウルトラファインバブル吐出口と上記第１および第２円筒槽とは、第１円筒槽の円柱形状壁面に沿って上記第１の方向に回転して流れるウルトラファインバブル含有液と、第２円筒槽の円柱形状壁面に沿って上記第２の方向に沿って回転して流れるウルトラファインバブル含有液を衝突させるように、その位置関係が選ばれている。

一つの実施形態では、上記マイクロバブル流入口は、第１および第２円筒槽の円柱形状壁面の接線方向にマイクロバブル含有液を導入する。さらに、上記ウルトラファインバブル吐出口は、第１円筒槽および第２円筒槽の円柱形状壁面の接線方向からウルトラファインバブル含有液を排出する。

好ましくは、上記マイクロバブル流入口は、第１および第２円筒槽の低所から槽内にマイクロバブル含有液を導入し、上記ウルトラファインバブル吐出口は、第１および第２円筒槽の高所から槽外にウルトラファインバブル含有液を排出する。

一つの実施形態では、上記マイクロバブル流入口から第１および第２円筒槽内に流れ込むマイクロバブル含有液の流入方向と、第１および第２円筒槽から上記ウルトラファインバブル吐出口に流れ出るウルトラファインバブル含有液の流出方向とは同一であり、かつ、第１および第２円筒槽の上方から見た平面視においてマイクロバブル含有液の槽内への流入路とウルトラファインバブル含有液の槽外への流出路とは整列した位置関係にある。

他の実施形態では、上記マイクロバブル流入口は、主導管と、この主導管から管側部方向に分岐し、第１円筒槽内に連結される第１分岐管と、上記主導管から上記第１分岐管とは逆向きの管側部方向に分岐し、第２円筒槽内に連結される第２分岐管とを有する。上記ウルトラファインバブル吐出口は、第１円筒槽から第１円筒槽の外にウルトラファインバブル含有液を排出する第１支流管と、この第１支流管の液排出方向とは逆向きに第２円筒槽から第２円筒槽の外にウルトラファインバブル含有液を排出する第２支流管と、上記第１および第２支流管から流出するウルトラファインバブル含有液を衝突させた後に合流させて外部に排出する合流管とを有する。

上記の他の実施形態において、好ましくは、第１分岐管内を流れるマイクロバブル含有液の流れ方向と、第１支流管内を流れる液の流れ方向とはほぼ直交した位置関係である。また、第２分岐管内を流れるマイクロバブル含有液の流れ方向と、第２支流管内を流れる液の流れ方向とはほぼ直交した位置関係である。さらに、上記主導管を流れる液の流れ方向と、上記合流管を流れる液の流れ方向とは逆向きである。

本発明に係る各実施形態において、好ましくは、第１および第２円筒槽は、それぞれ、中心部に円柱形状壁面と同心の円柱コアを含み、槽内に導入したマイクロバブル含有液は、円柱形状壁面と円柱コアとの間の円筒空間内を回転する。

上記構成の本発明によれば、超音波や回転羽根等を利用せずに、簡便にウルトラファインバブルを生成することができる。

本発明の一実施形態に係るウルトラファインバブル生成器の斜視図である。図１のウルトラファインバブル生成器の平面図である。図１のウルトラファインバブル生成器の内部透視斜視図である。図１のウルトラファインバブル生成器の要部の斜視図である。図１のウルトラファインバブル生成器の要部の分解斜視図である。図１のウルトラファインバブル生成器の動作説明図である。試作装置１の図解図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。試作装置２の図解図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。試作装置３の図解図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。試作装置４の図解図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。本発明の他の実施形態に係るウルトラファインバブル生成器の動作説明図である。

［第１実施形態の説明］
図１〜図６を参照して、本発明の一実施形態に係るウルトラファインバブル生成器の構成を説明する。

ウルトラファインバブル生成器１０は、基本的構造要素として、ハウジング１と、蓋２と、ゴムシート３と、マイクロバブル流入口１７と、ウルトラファインバブル吐出口１８とを備える。ハウジング１は、底部が閉鎖端で上部が開口となっている第１円筒槽１１と、第１円筒槽１１に隣接して位置する第２円筒槽１２とを有する。

第１円筒槽１１は、円柱形状の壁面１３によって内部空間の外周が形成されている。同様に、第２円筒槽１２も、円柱形状の壁面１４によって内部空間の外周が形成されている。図示した実施形態では、第１円筒槽１１および第２円筒槽１２は、それぞれ、中心部に円柱形状壁面１３，１４と同心の円柱コア１５，１６を含む。したがって、本実施形態では、第１円筒槽１１および第２円筒槽１２の内部空間は、リング状の形態となっている。

上部が開口となっている第１円筒槽１１および第２円筒槽１２は、ハウジング１の上面にネジ等を介して固定される透明な蓋２によって閉塞される。ゴムシート３は、ハウジング１と蓋２との間に介在し、水密性を維持する。

マイクロバブル流入口１７は、例えば加圧溶解制御によって生成したマイクロバブルを含有するマイクロバブル含有液を第１円筒槽１１および第２円筒槽１２内に導入する。マイクロバブル流入口１７は、図３に示すように、マイクロバブル流入管と連通するようにハウジング１に形成された横穴１７ａを含む。

ウルトラファインバブル吐出口１８は、第１円筒槽１１内および第２円筒槽１２内で生成したウルトラファインバブルを含有するウルトラファインバブル含有液を槽外に排出する。ウルトラファインバブル吐出口１８は、図３に示すように、ウルトラファインバブル吐出管と連通するようにハウジング１に形成された横穴１８ａを含む。

図４および図５に示すように、マイクロバルブ流入口１７と、第１および第２円筒槽１１，１２とは、第１円筒槽１１内に導入されたマイクロバブル含有液が円柱形状壁面１３に沿って第１の方向、例えば反時計回りに回転し、第２円筒槽１２内に導入されたマイクロバブル含有液が円柱形状壁面１４に沿って第１の方向とは逆向き、例えば時計回りに回転するように、その位置関係が選ばれている。

ウルトラファインバブル吐出口１８と、第１および第２円筒槽１１，１２とは、第１円筒槽１１の円柱形状壁面１３に沿って第１の方向（反時計回りの方向）に回転して流れるウルトラファインバブル含有液と、第２円筒槽１２の円柱形状壁面１４に沿って第２の方向（時計回りの方向）に沿って回転して流れるウルトラファインバブル含有液を衝突させるように、その位置関係が選ばれている。

図示した実施形態では、マイクロバブル流入口１７の横穴１７ａは、第１および第２円筒槽１１，１２の円柱形状壁面１３，１４の接線方向にマイクロバブル含有液を導入し、ウルトラファインバブル吐出口１８は、第１および第２円筒槽１１，１２の円柱形状壁面１３，１４の接線方向からウルトラファインバブル含有液を排出するようにしている。

第１および第２円筒槽内１１，１２の円柱形状壁面１３，１４に沿って回転して流れる液の液流入口から液吐出口に至るまでの長さを長くするために、好ましくは、マイクロバブル流入口１７は、第１および第２円筒槽１１，１２の低所（ハウジングの底部に近い位置）から槽内にマイクロバブル含有液を導入し、ウルトラファインバブル吐出口１８は、第１および第２円筒槽１１，１２の高所（ハウジングの上部に近い位置）から槽外にウルトラファインバブル含有液を排出する。

図６に示すように、本実施形態では、マイクロバブル流入口１７から第１および第２円筒槽１１，１２内に流れ込むマイクロバブル含有液の流入方向と、第１および第２円筒槽１１，１２からウルトラファインバブル吐出口１８に流れ出るウルトラファインバブル含有液の流出方向とは同一である。また、第１および第２円筒槽１１，１２の上方から見た平面視においてマイクロバブル含有液の槽内への流入路とウルトラファインバブル含有液の槽外への流出路とは整列した位置関係となっている。

本願発明者は、図１〜図６に示すウルトラファインバブル生成器を用いてウルトラファインバブルの生成を試みた。使用したウルトラファインバブル生成器１０のハウジング１は、縦７１ｍｍ、横８６ｍｍ、高さ３６ｍｍの直方体である。蓋２の厚みは、５ｍｍである。第１円筒槽１１および第２円筒槽１２の円柱形状壁面１３，１４の直径は３３ｍｍ、円柱コア１５，１６の直径は２７ｍｍ、槽の高さは３０ｍｍである。第１円筒槽１１と第２円筒槽１２との間隙（円柱形状壁面１３と円柱形状壁面１４との間隔）は１ｍｍであり、それらは同じ高さに位置している。マイクロバブル流入口１７の流路径は６ｍｍであり、第１および第２円筒槽１１，１２の槽底部にマイクロバブル含有液を導入するようにした。ウルトラファインバブル吐出口の流路径は６ｍｍであり、第１および第２円筒槽１１，１２の槽頂部からウルトラファインバブル含有液を排出するようにした。

マイクロバブル流入口１７から、１分間に３リットルの流量でマイクロバブル含有液を第１および第２円筒槽１１，１２内に導入した。使用したマイクロバブル含有液のマイクロバブル比表面積は１２７３．８ｃｍ^２／ｃｍ^３であり、マイクロバブルの粒度分布の中央値に対応する粒子径（メディアン径）は５０．２７μｍであった。

マイクロバブル流入口１７から流入したマイクロバブル含有液は、第１および第２円筒槽１１，１２の境界部分で分岐する。分岐流の一方は、第１円筒槽１１の円柱形状壁面１３の接線方向から第１円筒槽１１内に高速で流入し、円柱形状壁面１３に沿って反時計回りに回転する。分岐流の他方は、第２円筒槽１２の円柱形状壁面１４の接線方向から第２円筒槽１２内に高速で流入し、円柱形状壁面１４に沿って時計回りに回転する。

ミラー配置の関係となっている第１および第２円筒槽１１，１２内に流入した一方および他方の分岐流は円柱形状壁面１３，１４に沿って互いに逆方向に回転しながら上昇する。マイクロバブル含有液中のマイクロバブルは、第１および第２円筒槽１１，１２内での高速旋回による遠心力でバブル径分布の激しい入れ替え移動を行い、さらに円柱形状壁面１３，１４との摩擦や円柱コア１５，１６との摩擦などで発生する乱流などにより、収縮およびせん断され微細泡化される。

さらに、第１および第２円筒槽１１，１２内を逆方向に回転して流れる２つのバブル含有液がウルトラファインバブル吐出口１８で衝突して合流する。この２つのバブル含有液の衝突・合流による衝撃波でバブルのせん断作用および収縮作用が促進され、最終的にウルトラファインバブルとなってウルトラファインバブル吐出口１８から外部へ排出される。

ウルトラファインバブル吐出口１８から排出されたウルトラファインバブル含有液中のウルトラファインバブルは、その比表面積が１．０６８×１０^７ｃｍ^２／ｃｍ^３であり、メディアン径が５．７ｎｍであった。

［第１実施形態に至るまでの試作］
本願発明者は、図１〜図６に示す第１実施形態に至るまでの過程で、構造の異なる４種類のウルトラファインバブル生成器を試作し、ウルトラファインバブル生成効果を比較した。ウルトラファインバブルの存在の確認は、ウルトラファインバブル含有液にレーザ光線を照射し、乱反射の度合いの強さを比較した。乱反射の度合いが最も強いものを１とし、最も弱いものを４とした。乱反射の度合いが強いほど、微細なウルトラファインバブルの密度が高く、生成量が多い。

（ａ）試作装置１（Ａタイプ）
図７に示す構造のウルトラファインバブル生成器である。マイクロバブル流入口路は、円筒槽下部の接線方向接点位置にあり、ウルトラファインバブル吐出口は、円筒槽の上部から軸方向にウルトラファインバブル含有液を排出するようにした。マイクロバブル流入口路とウルトラファインバブル吐出口路とは直交した位置関係となっている。円筒槽の内径は２７ｍｍ、外径は３３ｍｍ、円筒深さ（高さ）は３０ｍｍであり、円筒流路の幅は３ｍｍであった。流入口径は６ｍｍ、吐出口径は６ｍｍであった。

マイクロバブル含有液を流入口から３Ｌ／ｍｉｎの流量で流入させ、その液を円筒槽の壁面に沿って旋回回転させた後に吐出口から排出した。

透明蓋上の矢印Ｚ方向から円筒槽内の流水具合を観察すると、槽内に流入後、円筒槽内を旋回している間は多少白濁しており、吐出口付近で白濁が濃くなり混濁していた。

吐出口から出てきたウルトラファインバブル含有液３０ｍＬを３分間静置した後、レーザ光を水平照射して乱反射の度合い（明るさの度合い）を目視した。その結果、４種類の試作装置の中で、３番目の強さであった。

（ｂ）試作装置２（Ｂタイプ）
図８に示す構造のウルトラファインバブル生成器である。マイクロバブル流入口路は、円筒槽下部の接線方向接点位置にあり、ウルトラファインバブル吐出口は、円筒槽の上部から流入口とは逆向き接線方向にウルトラファインバブル含有液を排出するようにした。円筒槽の内径は２７ｍｍ、外径は３３ｍｍ、円筒深さ（高さ）は３０ｍｍであり、円筒流路の幅は３ｍｍであった。流入口径は６ｍｍ、吐出口径は６ｍｍであった。

円筒槽内の流水具合を観察すると、槽内に流入後、円筒槽内を旋回している間は原液のマイクロバブル含有液と同程度の白濁色であり、旋回方向と吐出方向とが滑らかに連なっているので、混濁せずに液が排出された。

吐出口から出てきたウルトラファインバブル含有液３０ｍＬを３分間静置した後、レーザ光を水平照射して乱反射の度合い（明るさの度合い）を目視した。その結果、４種類の試作装置の中で、４番目の強さであった。

（ｃ）試作装置３（Ｃタイプ）
図９に示す構造のウルトラファインバブル生成器である。２つの円筒槽を同一水平高さ位置で２ｍｍの間隙を持つようにして形成し、第１の槽の下部の接線方向に流入口を設け、第１の槽と第２の槽の上部で互いに逆回転する向きで接線溝がつながり、第２の槽の下部の接線方向からバブル含有液を排出するようにした。第１および第２円筒槽の内径は２７ｍｍ、外径は３３ｍｍ、円筒深さ（高さ）は３０ｍｍであり、円筒流路の幅は３ｍｍであった。流入口径は６ｍｍ、吐出口径は６ｍｍであった。

マイクロバブル含有液を流入口から３Ｌ／ｍｉｎの流量で流入させ、その液を第１円筒槽の壁面に沿って反時計方向に旋回回転させて上昇させ、第１円筒槽の上部で第２円筒槽に繋ぎ、第２円筒槽の壁面に沿って時計方向に旋回回転させて下降させ、吐出口から排出した。

円筒槽内の流水具合を観察すると、バブル含有液は、第１円筒槽から第２円筒槽に移る箇所で旋回方向が急激に変わるため白濁が発生し、この白濁色のままで第２円筒槽の下部の吐出口から排出された。

吐出口から出てきたウルトラファインバブル含有液３０ｍＬを３分間静置した後、レーザ光を水平照射して乱反射の度合い（明るさの度合い）を目視した。その結果、４種類の試作装置の中で、２番目の強さであった。

（ｄ）試作装置４（Ｄタイプ）
図１０に示す構造のウルトラファインバブル生成器であり、図１〜図６に示す本発明の実施形態に対応する。

２つの円筒槽を同一水平高さ位置で１ｍｍの間隙を持つようにして形成し、第１円筒槽および第２円筒槽の下部の接線方向に流入口を設け、第１円筒槽および第２円筒槽の両者に均等にマイクロバブル含有液を導入するようにした。ウルトラファインバブル吐出口は、第１円筒槽および第２円筒槽の上部で流入口と相対する位置に設けた。第１および第２円筒槽の内径は２７ｍｍ、外径は３３ｍｍ、円筒深さ（高さ）は３０ｍｍであり、円筒流路の幅は３ｍｍであった。流入口径は６ｍｍ、吐出口径は６ｍｍであった。

マイクロバブル含有液を流入口から３Ｌ／ｍｉｎの流量で流入させ、２つに分岐した一方の液を第１円筒槽の壁面に沿って時計方向に旋回回転させて上昇させ、他方の液を第２円筒槽の壁面に沿って反時計方向に旋回回転させて上昇させた。吐出口付近で２つの分岐流は衝突して合流し、槽外へ排出された。

円筒槽内の流水具合を観察すると、バブル含有液は、第１円筒槽および第２円筒槽内で少し白濁して旋回し、合流地点近傍では白濁が薄くなって排出された。

吐出口から出てきたウルトラファインバブル含有液３０ｍＬを３分間静置した後、レーザ光を水平照射して乱反射の度合い（明るさの度合い）を目視した。その結果、４種類の試作装置の中で、１番目の強さであった。

［他の実施形態の説明］
図１〜図６に示した実施形態では、マイクロバブル含有液を隣接する２つの円筒槽の境界部から両円筒槽の円柱形状壁面の接線方向に導入した。他の実施形態として、図１１に示す構造も採用できる。

図１１に示す構造では、マイクロバブル流入口１７は、主導管２０と、主導管２０から管側部方向に分岐し、第１円筒槽１１内に接線方向で連結される第１分岐管２１と、主導管２０から第１分岐管２１とは逆向きの管側部方向に分岐し、第２円筒槽１２内に接線方向で連結される第２分岐管２２とを有する。第１および第２分岐管２１，２２は、第１円筒槽１１および第２円筒槽１２の下部からマイクロバブル含有液を槽内に導入する。

図示した実施形態では、図１〜図６に示した第１実施形態と同様に、マイクロバブル流入口１７と、第１および第２円筒槽１１，１２とは第１円筒槽１１内に導入されたマイクロバブル含有液が円柱形状壁面１３に沿って反時計回りに回転し、第２円筒槽１２内に導入されたマイクロバブル含有液が円柱形状壁面１４に沿って時計回りに回転するように、その位置関係が選ばれている。

ウルトラファインバブル吐出口１８は、第１円筒槽１１から第１円筒槽の外に接線方向でウルトラファインバブル含有液を排出する第１支流管２４と、第１支流管２４の液排出方向とは逆向きに第２円筒槽１２から第２円筒槽の外に接線方向でウルトラファインバブル含有液を排出する第２支流管２５と、第１および第２支流管２４，２５から流出するウルトラファインバブル含有液を衝突させた後に合流させて外部に排出する合流管２６とを有する。

上記の実施形態では、第１分岐管２１内を流れるマイクロバブル含有液の流れ方向と、第１支流管２４内を流れる液の流れ方向とはほぼ直交した位置関係である。また、同様に、第２分岐管２２内を流れるマイクロバブル含有液の流れ方向と、第２支流管２５内を流れる液の流れ方向とはほぼ直交した位置関係である。さらに、主導管２０を流れる液の流れ方向と、合流管２６を流れる液の流れ方向とは逆向きである。

上記の実施形態においても、マイクロバブル含有液中のマイクロバブルは、第１円筒槽１１内および第２円筒槽１２内で互いに逆向きの高速旋回による遠心力でバブル径分布の激しい入れ替え移動を行うとともに、円柱形状壁面１３，１４および円柱コア１５，１６との摩擦などで発生する乱流などにより、収縮およびせん断され微細泡化される。さらに、第１および第２円筒槽１１，１２内を逆方向に回転して流れる２つのバブル含有液が衝突して合流する。したがって、このバブル含有液の衝突・合流による衝撃波でバブルのせん断作用および収縮作用が促進され、最終的にウルトラファインバブルとなってウルトラファインバブル吐出口から外部へ排出される。

以上、図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、本発明と実質的に同一の範囲内において、種々の修正や変更を行うことが可能である。

本発明は簡易な構造のウルトラファインバブル生成器として有利に利用され得る。

１ハウジング、２蓋、３ゴムシート、１０ウルトラファインバブル生成器、１１第１円筒槽、１２第２円筒槽、１３円柱形状壁面、１４円柱形状壁面、１５円柱コア、１６円柱コア、１７マイクロバブル流入口、１７ａ横穴、１８ウルトラファインバブル吐出口、１８ａ横穴、２０主導管、２１第１分岐管、２２第２分岐管、２４第１支流管、２５第２支流管、２６合流管。

Claims

円柱形状の壁面によって内部空間が形成されている第１円筒槽と、
円柱形状の壁面によって内部空間が形成され、前記第１円筒槽に隣接して位置する第２円筒槽と、
マイクロバブルを含有しているマイクロバブル含有液を前記第１および第２円筒槽内に導入するマイクロバブル流入口と、
前記第１および第２円筒槽内で生成したウルトラファインバブルを含有するウルトラファインバブル含有液を槽外に排出するウルトラファインバブル吐出口とを備え、
前記マイクロバブル流入口と前記第１および第２円筒槽とは、第１円筒槽内に導入されたマイクロバブル含有液が円柱形状壁面に沿って第１の方向に回転し、第２円筒槽内に導入されたマイクロバブル含有液が円柱形状壁面に沿って前記第１の方向とは逆向きの第２の方向に回転するように、その位置関係が選ばれており、
前記ウルトラファインバブル吐出口と前記第１および第２円筒槽とは、第１円筒槽の円柱形状壁面に沿って前記第１の方向に回転して流れるウルトラファインバブル含有液と、第２円筒槽の円柱形状壁面に沿って前記第２の方向に沿って回転して流れるウルトラファインバブル含有液を衝突させるように、その位置関係が選ばれている、ウルトラファインバブル生成器。
前記マイクロバブル流入口は、前記第１および第２円筒槽の円柱形状壁面の接線方向にマイクロバブル含有液を導入し、
前記ウルトラファインバブル吐出口は、前記第１円筒槽および第２円筒槽の円柱形状壁面の接線方向からウルトラファインバブル含有液を排出する、請求項１に記載のウルトラファインバブル生成器。
前記マイクロバブル流入口は、前記第１および第２円筒槽の低所から槽内にマイクロバブル含有液を導入し、
前記ウルトラファインバブル吐出口は、前記第１および第２円筒槽の高所から槽外にウルトラファインバブル含有液を排出する、請求項１または２に記載のウルトラファインバブル生成器。
前記マイクロバブル流入口から前記第１および第２円筒槽内に流れ込むマイクロバブル含有液の流入方向と、前記第１および第２円筒槽から前記ウルトラファインバブル吐出口に流れ出るウルトラファインバブル含有液の流出方向とは同一であり、前記第１および第２円筒槽の上方から見た平面視において前記マイクロバブル含有液の槽内への流入路と前記ウルトラファインバブル含有液の槽外への流出路とは整列した位置関係にある、請求項３に記載のウルトラファインバブル生成器。
前記マイクロバブル流入口は、主導管と、前記主導管から管側部方向に分岐し、前記第１円筒槽内に連結される第１分岐管と、前記主導管から前記第１分岐管とは逆向きの管側部方向に分岐し、前記第２円筒槽内に連結される第２分岐管とを有し、
前記ウルトラファインバブル吐出口は、前記第１円筒槽から第１円筒槽の外にウルトラファインバブル含有液を排出する第１支流管と、前記第１支流管の液排出方向とは逆向きに前記第２円筒槽から第２円筒槽の外にウルトラファインバブル含有液を排出する第２支流管と、前記第１および第２支流管から流出するウルトラファインバブル含有液を衝突させた後に合流させて外部に排出する合流管とを有する、請求項３に記載のウルトラファインバブル生成器。
前記第１分岐管内を流れるマイクロバブル含有液の流れ方向と、前記第１支流管内を流れる液の流れ方向とはほぼ直交した位置関係であり、
前記第２分岐管内を流れるマイクロバブル含有液の流れ方向と、前記第２支流管内を流れる液の流れ方向とはほぼ直交した位置関係であり、
前記主導管を流れる液の流れ方向と、前記合流管を流れる液の流れ方向とは逆向きである、請求項５に記載のウルトラファインバブル生成器。
前記第１および第２円筒槽は、それぞれ、中心部に前記円柱形状壁面と同心の円柱コアを含み、槽内に導入したマイクロバブル含有液は、前記円柱形状壁面と前記円柱コアとの間の円筒空間内を回転する、請求項１〜６のいずれかに記載のウルトラファインバブル生成器。