JP2762372B2 - 微細気泡発生装置 - Google Patents
微細気泡発生装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、気泡塔等の気体と液体との接触を利用する
化学反応装置、空気浮上法や泡沫分離法等による懸濁物
や油分を分離する分離装置、溶存酸素供給のための曝気
装置等に用いられ、かつ中空糸を用いた微細気泡発生装
置に関するものである。
化学反応装置、空気浮上法や泡沫分離法等による懸濁物
や油分を分離する分離装置、溶存酸素供給のための曝気
装置等に用いられ、かつ中空糸を用いた微細気泡発生装
置に関するものである。
液体中で微細気泡を製造する方法として最も一般的に
行なわれているのは、加圧液体の減圧により、気体の溶
解度を物理的に変化させて気泡を発生させる方法である
が、この方法は、例えば、水処理における溶解空気浮上
法（加圧浮上法）に利用されている。例えば、水道協会
雑誌第53巻第12号（第603号）丹保憲二他による「フロ
ーテーションテスタによる溶解空気浮上法と沈降分離の
比較」において、加圧（4kg/cm2Ｇ）した水に空気を溶
解し、それを常圧（0kg/cm2Ｇ）に減圧して微細気泡を
発生させ、その粒径分布を測定している。この場合の平
均気泡径は0.055mmであり、大きいもので0.08mm程度、
小さいもので0.03mm程度と報告されている。
行なわれているのは、加圧液体の減圧により、気体の溶
解度を物理的に変化させて気泡を発生させる方法である
が、この方法は、例えば、水処理における溶解空気浮上
法（加圧浮上法）に利用されている。例えば、水道協会
雑誌第53巻第12号（第603号）丹保憲二他による「フロ
ーテーションテスタによる溶解空気浮上法と沈降分離の
比較」において、加圧（4kg/cm2Ｇ）した水に空気を溶
解し、それを常圧（0kg/cm2Ｇ）に減圧して微細気泡を
発生させ、その粒径分布を測定している。この場合の平
均気泡径は0.055mmであり、大きいもので0.08mm程度、
小さいもので0.03mm程度と報告されている。
一方、多孔質固体等を材料とした通常の気体分散器を
利用して、これに加圧気体を供給する方法では、上記し
たような粒径の微細気泡を生成させることはできなかっ
た。
利用して、これに加圧気体を供給する方法では、上記し
たような粒径の微細気泡を生成させることはできなかっ
た。
ところが、最近になって、高分子材料製の中空糸を利
用して微細気泡を発生させる方法が開発されて実用に供
されるようになった。
用して微細気泡を発生させる方法が開発されて実用に供
されるようになった。
この場合、中空糸内部に加圧気体を供給し、中空糸外
側表面に接触する液体に流速を与えることにより、加圧
水の減圧に匹敵する程の微小気泡の製造を可能としてい
る。
側表面に接触する液体に流速を与えることにより、加圧
水の減圧に匹敵する程の微小気泡の製造を可能としてい
る。
上記のように中空糸表面に接触する液体と中空糸との
間に相対運転を与えることにより、中空糸表面の微細孔
より発生する気泡が中空糸の表面で大きく成長する前に
剥離させて、中空糸と液体の相対運転がない場合よりも
小さい径の気泡を発生させることが知られていたが、中
空糸と液体に相対運転を与えるためにポンプ等の機械的
動力を利用する必要があり、ランニングコストが高くな
っていた。
間に相対運転を与えることにより、中空糸表面の微細孔
より発生する気泡が中空糸の表面で大きく成長する前に
剥離させて、中空糸と液体の相対運転がない場合よりも
小さい径の気泡を発生させることが知られていたが、中
空糸と液体に相対運転を与えるためにポンプ等の機械的
動力を利用する必要があり、ランニングコストが高くな
っていた。
また、上記の利用分野で、例えば培養装置では、ポン
プ等の機械的攪拌によって、細胞、微生物等が損傷を受
ける可能性があり、また他の分野で、従来の気体分散器
に比較してポンプ等の動力費が加算されることが欠点と
なり、適用が困難な場合があった。
プ等の機械的攪拌によって、細胞、微生物等が損傷を受
ける可能性があり、また他の分野で、従来の気体分散器
に比較してポンプ等の動力費が加算されることが欠点と
なり、適用が困難な場合があった。
本発明は上記のことにかんがみなされたもので、ポン
プ等の機械的動力を利用することなしに、中空糸に接触
する液体に流速を与えることができ、これにより中空糸
から発生する気泡を微細化することができ、微細気泡発
生のためのランニングコストを低くすることができ、ま
た細胞、微生物、動植物の培養、飼育装置への溶存酸素
供給装置として用いる場合に、液体槽内の細胞、微生物
等に損傷を与えることが少ないようにした微細気泡発生
装置を提供することを目的とするものである。
プ等の機械的動力を利用することなしに、中空糸に接触
する液体に流速を与えることができ、これにより中空糸
から発生する気泡を微細化することができ、微細気泡発
生のためのランニングコストを低くすることができ、ま
た細胞、微生物、動植物の培養、飼育装置への溶存酸素
供給装置として用いる場合に、液体槽内の細胞、微生物
等に損傷を与えることが少ないようにした微細気泡発生
装置を提供することを目的とするものである。
上記目的を達成するために、本発明に係る微細気泡発
生装置は、筒体にて形成され、かつ両端を開放した通路
内に、この通路の内面から離間させて筒長方向にわたっ
て中空糸を挿入配置し、この中空糸を挿入配置した通路
を、液体槽の液体中に、筒長方向を上下に方向け、かつ
下端を液体槽の底面から離間して配置し、中空糸に加圧
気体供給パイプを接続し、これの開放端を閉じた構成と
なっている。
生装置は、筒体にて形成され、かつ両端を開放した通路
内に、この通路の内面から離間させて筒長方向にわたっ
て中空糸を挿入配置し、この中空糸を挿入配置した通路
を、液体槽の液体中に、筒長方向を上下に方向け、かつ
下端を液体槽の底面から離間して配置し、中空糸に加圧
気体供給パイプを接続し、これの開放端を閉じた構成と
なっている。
上記中空糸は上記通路の筒長方向に対して５〜90°の
角度に配置する。
角度に配置する。
上記通路は同心状に配置される内筒の外周面と外筒の
内周面との間に環状に構成し、この通路内に中空糸を配
置してもよい。
内周面との間に環状に構成し、この通路内に中空糸を配
置してもよい。
また上記構成において、内筒の両端を閉じて気密状に
し、この内筒を介して中空糸に加圧気体を供給してもよ
い。
し、この内筒を介して中空糸に加圧気体を供給してもよ
い。
さらに上記中空糸を挿入保持した通路を、細胞、微生
物、動植物の培養、飼育装置、あるいは懸濁物の油分の
浮上分離装置、気液反応装置の液体槽内の液体中に、上
下方向に、かつ下端を液体槽の底面から離間して配置し
た構成となっている。
物、動植物の培養、飼育装置、あるいは懸濁物の油分の
浮上分離装置、気液反応装置の液体槽内の液体中に、上
下方向に、かつ下端を液体槽の底面から離間して配置し
た構成となっている。
本発明で利用する中空糸は静止した水中で0.1〜0.3mm
前後の気泡を発生する高分子材料製のものであり、この
ような中空糸は、例えば、以下に説明するプロセスで紡
糸することができる。なお、このプロセスはその一例で
あって、本発明に係る微細空気発生装置に利用する中空
糸の紡糸法を規定するものではない。
前後の気泡を発生する高分子材料製のものであり、この
ような中空糸は、例えば、以下に説明するプロセスで紡
糸することができる。なお、このプロセスはその一例で
あって、本発明に係る微細空気発生装置に利用する中空
糸の紡糸法を規定するものではない。
ドープ（中空糸材とその溶媒）には、ポリスルホンＰ
−1700（ユニオンカーバイト社製）をＮ−メチル−２−
ピロリドン（三菱化成製）中に25wt％溶解し、増孔剤と
してエチレングリコール（以下EGという）を１〜10wt％
望ましくは３〜5wt％添加した。次にこのEGを添加した
ドープを真空状態に保ち、脱泡を行ない、その後通常の
２重管型の紡糸金口により紡糸した。このとき内部凝固
液及び外部凝固液には水を用いた。
−1700（ユニオンカーバイト社製）をＮ−メチル−２−
ピロリドン（三菱化成製）中に25wt％溶解し、増孔剤と
してエチレングリコール（以下EGという）を１〜10wt％
望ましくは３〜5wt％添加した。次にこのEGを添加した
ドープを真空状態に保ち、脱泡を行ない、その後通常の
２重管型の紡糸金口により紡糸した。このとき内部凝固
液及び外部凝固液には水を用いた。
上記紡糸は外部凝固液である水を満たした浴槽中で行
なわれるが、この浴槽水面と紡糸口金との間の乾式距離
は０〜10cm程度、望ましくは5cm程度が操作上好まし
い。
なわれるが、この浴槽水面と紡糸口金との間の乾式距離
は０〜10cm程度、望ましくは5cm程度が操作上好まし
い。
外部凝固液から引き上げられた中空糸はドラムに巻き
取られるが、このときの巻き取りを早くすると中空糸は
延伸されて高分子の配向が進むため、気泡が発生しにく
い緻密な構造の中空糸ができる。本プロセスでは巻きと
りドラムを２台直列に配置し、最初のドラムの巻き取り
では延伸作用がないようにドラフト倍率（実際の巻き取
り線速度／延伸作用がない場合に口金から押し出される
中空糸の線速度）を1.0とし、このドラムでスリップが
ないように中空糸を１巻きした後、次のドラムでは延伸
率が1.1〜1.4となるように巻き取り速度を調整した。
取られるが、このときの巻き取りを早くすると中空糸は
延伸されて高分子の配向が進むため、気泡が発生しにく
い緻密な構造の中空糸ができる。本プロセスでは巻きと
りドラムを２台直列に配置し、最初のドラムの巻き取り
では延伸作用がないようにドラフト倍率（実際の巻き取
り線速度／延伸作用がない場合に口金から押し出される
中空糸の線速度）を1.0とし、このドラムでスリップが
ないように中空糸を１巻きした後、次のドラムでは延伸
率が1.1〜1.4となるように巻き取り速度を調整した。
これは紡糸開始後に凝固作用がある程度進むが、完全
に凝固するまでには到らない状態で中空糸を延伸するた
めである。
に凝固するまでには到らない状態で中空糸を延伸するた
めである。
次にこの中空糸を充分に水洗し、完全に凝固した後、
乾燥させ、その後、さらに1.1〜1.3倍の延伸を施した。
乾燥させ、その後、さらに1.1〜1.3倍の延伸を施した。
このようにして製造された中空糸は、その内表面及び
外表面が緻密層となっていて、その中間はスポンジ状の
支持体からなっている。そして内表面の緻密層には孔径
100Å以下の、また外表面には孔径数ミクロン以下の多
数の微細孔ができている。
外表面が緻密層となっていて、その中間はスポンジ状の
支持体からなっている。そして内表面の緻密層には孔径
100Å以下の、また外表面には孔径数ミクロン以下の多
数の微細孔ができている。
上記のようにして製造された中空糸内に、これを静止
した水等の液中に浸漬状態で加圧気体を供給することに
より、これの外表面に0.1〜0.3mm前後の気泡が発生す
る。
した水等の液中に浸漬状態で加圧気体を供給することに
より、これの外表面に0.1〜0.3mm前後の気泡が発生す
る。
本発明に係る微細気泡発生装置では、中空糸に加圧気
体供給パイプより加圧気体の供給を開始すると、中空糸
の表面に気泡が発生し、所定の大きさになると中空糸表
面から離れて通路内を上昇する。これにより通路内には
上記気泡の上昇によるエアリフト現象により上昇流が生
じ、通路内の中空糸はこの上昇流にさらされ、中空糸の
表面に形成される気泡は加圧気体の供給開始時ほど大き
く成長する前に剥離されて微細な気泡となって上昇す
る。
体供給パイプより加圧気体の供給を開始すると、中空糸
の表面に気泡が発生し、所定の大きさになると中空糸表
面から離れて通路内を上昇する。これにより通路内には
上記気泡の上昇によるエアリフト現象により上昇流が生
じ、通路内の中空糸はこの上昇流にさらされ、中空糸の
表面に形成される気泡は加圧気体の供給開始時ほど大き
く成長する前に剥離されて微細な気泡となって上昇す
る。
なお、液体に流速を与えた場合でも、中空糸表面に形
成される境界層が気泡の剥離により微細化を妨害する
が、流体と中空糸の接触する角度を５〜90゜にすること
により境界層の影響を小さくすることができる。
成される境界層が気泡の剥離により微細化を妨害する
が、流体と中空糸の接触する角度を５〜90゜にすること
により境界層の影響を小さくすることができる。
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図中１は外径が30mm、長さ140mmの円筒状で、かつ上
下両端を閉じた内筒であり、これの外周面に棒材２が円
周方向の等間隔の４個所に長手方向に沿わせて接着して
ある。この各棒材２の外側面には、直径1.2mmの半円形
の溝が5mmのピッチで切削加工してあり、この溝に沿っ
て中空糸３が螺旋状に巻き付けられ、各溝に接着剤で固
定してある。これにより、中空糸３は内筒１の外周面か
ら棒材２の厚さの間隔をあけた部分で螺旋状に配置され
る。このときの中空糸３の長さは約3mであった。
下両端を閉じた内筒であり、これの外周面に棒材２が円
周方向の等間隔の４個所に長手方向に沿わせて接着して
ある。この各棒材２の外側面には、直径1.2mmの半円形
の溝が5mmのピッチで切削加工してあり、この溝に沿っ
て中空糸３が螺旋状に巻き付けられ、各溝に接着剤で固
定してある。これにより、中空糸３は内筒１の外周面か
ら棒材２の厚さの間隔をあけた部分で螺旋状に配置され
る。このときの中空糸３の長さは約3mであった。
４は上記内筒１より20mm大きい内径をもち、長さ150m
mの外筒であり、この外筒４内に上記中空糸３を巻き付
けた内筒１を挿入し、この両筒1,4が同心状になるよう
にステー５にて固定した。外筒４の上下両端は開放され
ており、この外筒４の内側と内筒１との間に、上下端を
開放した環状の通路６が構成される。
mの外筒であり、この外筒４内に上記中空糸３を巻き付
けた内筒１を挿入し、この両筒1,4が同心状になるよう
にステー５にて固定した。外筒４の上下両端は開放され
ており、この外筒４の内側と内筒１との間に、上下端を
開放した環状の通路６が構成される。
上記中空糸３の一端部（または両端部）には加圧空気
供給パイプ７が気密状に接続してあり、非接続側の他端
部は接着剤等のシール部材にて閉じられている。
供給パイプ７が気密状に接続してあり、非接続側の他端
部は接着剤等のシール部材にて閉じられている。
なおこの構成においては、上記したように、中空糸３
の一端部に加圧空気供給パイプ７を接続した構成とした
が、この構成の他例として、内筒１内に加圧空気を供給
し、この内筒１に巻き付けた中空糸３をこの内筒１内に
接続するようにしてもよい。この場合、１個所ではな
く、複数個所で接続してもよい。
の一端部に加圧空気供給パイプ７を接続した構成とした
が、この構成の他例として、内筒１内に加圧空気を供給
し、この内筒１に巻き付けた中空糸３をこの内筒１内に
接続するようにしてもよい。この場合、１個所ではな
く、複数個所で接続してもよい。
上記構成の微細気泡発生装置を直径約150mm、高さ300
mmの水を満たした容器８の中心に、かつ下端を容器８の
底面から約15mm離間した状態に、図示しない適宜の保持
手段にて保持した。
mmの水を満たした容器８の中心に、かつ下端を容器８の
底面から約15mm離間した状態に、図示しない適宜の保持
手段にて保持した。
加圧空気供給パイプ７に圧力調整器が付いたコンプレ
ッサ（図示せず）より加圧空気を供給し、この加圧空気
の圧力を徐々に上げていくと、約1.5kg/cm2Ｇから中空
糸３の表面に気泡の発生が認められた。この気泡は徐々
に大きくなり、ある大きさになると、中空糸３の表面か
ら離れて一斉に上昇を始める。この気泡は内筒１と外筒
４の間に構成された通路６内を上昇していく。このと
き、多くの気泡の上昇により、通路６内には気泡による
エアリフト現象により、通路６の下端から上端に向けて
水の流れが生じる。
ッサ（図示せず）より加圧空気を供給し、この加圧空気
の圧力を徐々に上げていくと、約1.5kg/cm2Ｇから中空
糸３の表面に気泡の発生が認められた。この気泡は徐々
に大きくなり、ある大きさになると、中空糸３の表面か
ら離れて一斉に上昇を始める。この気泡は内筒１と外筒
４の間に構成された通路６内を上昇していく。このと
き、多くの気泡の上昇により、通路６内には気泡による
エアリフト現象により、通路６の下端から上端に向けて
水の流れが生じる。
上記作用により通路６内に位置する中空糸３の外表面
は上記水の流れにさらされることになり、この中空糸３
の表面に発生する気泡は大きく発達する前に、極めて微
細な状態のときに中空糸３の表面から剥離されて上昇を
はじめる。
は上記水の流れにさらされることになり、この中空糸３
の表面に発生する気泡は大きく発達する前に、極めて微
細な状態のときに中空糸３の表面から剥離されて上昇を
はじめる。
外筒４を透明体にて構成して上記作用を外部から観察
したところ、中空糸３から発生する気泡の径は分布があ
るが、径が小さく浮力による水中での上昇速度が小さい
気泡は、それ自体が水の流れを可視化するトレーサとし
て作用し、気泡発生量が多くエアリフト効果による通路
６内での上昇流速が大きくなった2kg/cm2Ｇ以上の圧力
では、通路６の上部の気泡水流出口から出た気泡の中
で、特に微細なものが循環流によって微細気泡発生装置
の外側を下降し、再び通路６の下端の流入口に吸い込ま
れる様子が観察された。
したところ、中空糸３から発生する気泡の径は分布があ
るが、径が小さく浮力による水中での上昇速度が小さい
気泡は、それ自体が水の流れを可視化するトレーサとし
て作用し、気泡発生量が多くエアリフト効果による通路
６内での上昇流速が大きくなった2kg/cm2Ｇ以上の圧力
では、通路６の上部の気泡水流出口から出た気泡の中
で、特に微細なものが循環流によって微細気泡発生装置
の外側を下降し、再び通路６の下端の流入口に吸い込ま
れる様子が観察された。
この実施例では、加圧空気圧を3kg/cm2Ｇ以上にする
と、増加した気泡の発生流量に対して、エアリフト効果
による上昇流量が不足して気泡の合体が進み、気泡径を
小さくする本来の目的が達成されなかった。これはエア
リフト効果による上昇流速に限界があるためで、平均気
泡径をできるだけ小さくするためには、中空糸自体の気
泡発生能と微細気泡発生装置の構造に起因する最適加圧
空気圧で操作することが必要である。
と、増加した気泡の発生流量に対して、エアリフト効果
による上昇流量が不足して気泡の合体が進み、気泡径を
小さくする本来の目的が達成されなかった。これはエア
リフト効果による上昇流速に限界があるためで、平均気
泡径をできるだけ小さくするためには、中空糸自体の気
泡発生能と微細気泡発生装置の構造に起因する最適加圧
空気圧で操作することが必要である。
上記実施例において、加圧空気圧力が1.7kg/cm2Ｇの
ときの気泡発生流量は29cc/minであり、その平均気泡径
は0.19mmであった。この平均気泡径は、実体顕微鏡によ
る写真撮影から500個のサンプルより求めた第５図に示
す気泡径分布より求めた。
ときの気泡発生流量は29cc/minであり、その平均気泡径
は0.19mmであった。この平均気泡径は、実体顕微鏡によ
る写真撮影から500個のサンプルより求めた第５図に示
す気泡径分布より求めた。
また、加圧空気圧力が2.2kg/cm2Ｇのときの気泡発生
流量は68cc/minで、このときの平均気泡径は0.086mmで
あった。この平均気泡径は第５図と同様にして作成した
第６図から求めた。
流量は68cc/minで、このときの平均気泡径は0.086mmで
あった。この平均気泡径は第５図と同様にして作成した
第６図から求めた。
一方、加圧空気圧力を3.4kg/cm2Ｇとしたときの気泡
発生流量は197cc/minで、平均気泡径は0.32mmと大きく
なった。このときの気泡径分布は第７図に示すようにな
った。
発生流量は197cc/minで、平均気泡径は0.32mmと大きく
なった。このときの気泡径分布は第７図に示すようにな
った。
一般に、中空糸の周囲の液体に流速を与えることによ
り、中空糸から発生する気泡を微細化しようとしても、
中空糸表面に境界層が形成され、これにより中空糸表面
に発生した気泡の剥離が妨害され、あまり気泡径が小さ
くならないが、上記液体を中空糸と所定の角度（５〜90
゜）で接触させることにより、この境界層の影響を小さ
くすることができる。
り、中空糸から発生する気泡を微細化しようとしても、
中空糸表面に境界層が形成され、これにより中空糸表面
に発生した気泡の剥離が妨害され、あまり気泡径が小さ
くならないが、上記液体を中空糸と所定の角度（５〜90
゜）で接触させることにより、この境界層の影響を小さ
くすることができる。
上記実施例では、中空糸３を内筒１に螺旋状に巻き付
けた構成となっているので、通路６を上昇する水の流れ
に対して中空糸３は略直交する姿勢となり、上昇流に対
して効率よくさらされる。
けた構成となっているので、通路６を上昇する水の流れ
に対して中空糸３は略直交する姿勢となり、上昇流に対
して効率よくさらされる。
なおこの中空糸の配置姿勢は上記上昇流に対して５〜
90°好ましくは45〜90°、さらに好ましくは75〜90°の
角度の範囲にあれば上昇流による気泡の剥離効果による
気泡径の微細化が期待できる。
90°好ましくは45〜90°、さらに好ましくは75〜90°の
角度の範囲にあれば上昇流による気泡の剥離効果による
気泡径の微細化が期待できる。
比較例 上記実施例にて用いたものと同一時に製造された中空
糸３を、第４図に示すように長さ25cmの環状にしてアク
リルパイプ９に気密状に接続して気泡発生装置を構成
し、このアクリルパイプ９へ、これに接続した加圧気体
供給パイプ10より中空糸３内に加圧空気を供給した。
糸３を、第４図に示すように長さ25cmの環状にしてアク
リルパイプ９に気密状に接続して気泡発生装置を構成
し、このアクリルパイプ９へ、これに接続した加圧気体
供給パイプ10より中空糸３内に加圧空気を供給した。
中空糸３が水中で静止した状態でアクリルパイプ９
に、1.7kg/cm2Ｇ、2.2kg/cm2Ｇ、3.4kg/cm2Ｇの加圧空
気をそれぞれ供給したときに発生する気泡の平均径はそ
れぞれ0.2mm、0.24mm、0.27mmであった。
に、1.7kg/cm2Ｇ、2.2kg/cm2Ｇ、3.4kg/cm2Ｇの加圧空
気をそれぞれ供給したときに発生する気泡の平均径はそ
れぞれ0.2mm、0.24mm、0.27mmであった。
上記各加圧空気圧力時の気泡径分布を第８図から第10
図に示す。
図に示す。
上記実施例は本発明の一例にすぎないもので、その形
状及び寸法はこの実施例に示したものに限るものではな
く、特にその大きさは装置の規模によって異なる。
状及び寸法はこの実施例に示したものに限るものではな
く、特にその大きさは装置の規模によって異なる。
またその構成も内筒１及び外筒４は必ずしも円筒状で
なくてもよい。ただし両筒1,4は相似形であることが望
ましい。
なくてもよい。ただし両筒1,4は相似形であることが望
ましい。
さらに上記内筒１を用いない構成のものであってもよ
い。第２図、第３図はその構成の一例を示す。
い。第２図、第３図はその構成の一例を示す。
すなわち、上下端を開放した断面形状が偏平になって
いる筒体11内に中空糸３をはしご状に挿入し、この中空
糸３の外側と筒体11の内側との間で上下方向に開放され
る通路6aを構成するようにしてもよい。
いる筒体11内に中空糸３をはしご状に挿入し、この中空
糸３の外側と筒体11の内側との間で上下方向に開放され
る通路6aを構成するようにしてもよい。
この構成における中空糸３への加圧空気の供給は両側
の柱部分から供給してもよく、片方の柱部分の端部を閉
じ一方の柱部分より供給するようにしてもよい。
の柱部分から供給してもよく、片方の柱部分の端部を閉
じ一方の柱部分より供給するようにしてもよい。
上記各実施例に示した本発明に係る微細気泡発生装置
の使用例として、細胞、微生物、動植物の培養、飼育装
置への溶存酸素供給用として用いることができる。
の使用例として、細胞、微生物、動植物の培養、飼育装
置への溶存酸素供給用として用いることができる。
本発明によれば、液体槽内に配置した微細気泡発生装
置の中空糸３に加圧空気を供給するだけで、液体槽内の
液体がエアリフト現象により上下方向に循環される。そ
して、特に本発明によれば、筒体にて形成された通路内
に、これの筒長方向にわたって中空糸３を挿入配置した
ことにより、通路内に位置する中空糸３の外表面が、通
路内を上昇する水の流れにさらされることになり、この
中空糸３の表面に発生する気泡は大きく発達する前で、
極めて微細な状態のときに中空糸３の表面から剥離され
て上昇させられ、これにより、ポンプ等の機械的動力を
利用することなしに、中空糸３と、これに接触する液体
との間に相対運動による流速を与えることができ、上記
ポンプ等の機械的動力を利用することなしに中空糸３よ
り微細な気泡を発生することができ、ランニングコスト
を低くすることができる。
置の中空糸３に加圧空気を供給するだけで、液体槽内の
液体がエアリフト現象により上下方向に循環される。そ
して、特に本発明によれば、筒体にて形成された通路内
に、これの筒長方向にわたって中空糸３を挿入配置した
ことにより、通路内に位置する中空糸３の外表面が、通
路内を上昇する水の流れにさらされることになり、この
中空糸３の表面に発生する気泡は大きく発達する前で、
極めて微細な状態のときに中空糸３の表面から剥離され
て上昇させられ、これにより、ポンプ等の機械的動力を
利用することなしに、中空糸３と、これに接触する液体
との間に相対運動による流速を与えることができ、上記
ポンプ等の機械的動力を利用することなしに中空糸３よ
り微細な気泡を発生することができ、ランニングコスト
を低くすることができる。
また本発明に係る微細気泡装置による液体槽内の液体
の循環はポンプ等の機械的動力を用い攪拌する機械と比
較してゆるやかに行なわれるので、本発明に係る微細気
泡発生装置を細胞、微生物、動植物の培養、飼育装置へ
の溶存酸素供給装置として用いた場合、液体槽内の細
胞、微生物等に損傷を与えることが少ないという効果を
有する。
の循環はポンプ等の機械的動力を用い攪拌する機械と比
較してゆるやかに行なわれるので、本発明に係る微細気
泡発生装置を細胞、微生物、動植物の培養、飼育装置へ
の溶存酸素供給装置として用いた場合、液体槽内の細
胞、微生物等に損傷を与えることが少ないという効果を
有する。
第１図は本発明の実施例を示す一部破断斜視図、第２図
は本発明の他の実施例を示す断面図、第３図は第２図の
III−III線に沿う断面図である。第４図は比較例を示す
斜視図である。第５図から第７図は本発明の実施例にお
いて発生した微細気泡径を累積個数分布で表わした線
図、第８図から第10図は比較例において発生した微細気
泡の累積個数分布を表わした線図である。 １は内筒、３は中空糸、４は外筒、６は通路、７は加圧
空気供給パイプ、８は液体槽。
は本発明の他の実施例を示す断面図、第３図は第２図の
III−III線に沿う断面図である。第４図は比較例を示す
斜視図である。第５図から第７図は本発明の実施例にお
いて発生した微細気泡径を累積個数分布で表わした線
図、第８図から第10図は比較例において発生した微細気
泡の累積個数分布を表わした線図である。 １は内筒、３は中空糸、４は外筒、６は通路、７は加圧
空気供給パイプ、８は液体槽。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B01F 1/00 - 15/06 C02F 1/24,3/22
Claims (5)
- 【請求項１】筒体にて形成され、かつ両端を開放した通
路内に、この通路の内面から離間させて中空糸を筒長方
向にわたって挿入配置し、この中空糸を挿入配置した通
路を、液体槽の液体中に、筒長方向を上下に向け、かつ
下端を液体槽の底面から離間して配置し、中空糸に加圧
気体供給パイプを接続し、これの開放端を閉じたことを
特徴とする微細気泡発生装置。 - 【請求項２】中空糸は通路の筒長方向に対して５〜90゜
の角度に配置したことを特徴とする請求項（１）記載の
微細気泡発生装置。 - 【請求項３】通路の同心状に配置される内筒の外周面と
外筒の内周面との間に環状に構成し、この通路内に中空
糸を配置したことを特徴とする請求項（１）または
（２）記載の微細気泡発生装置。 - 【請求項４】内筒の両端を閉じて気密状にし、この内筒
を介して中空糸を加圧気体供給パイプに接続したことを
特徴とする請求項（３）記載の微細気泡発生装置。 - 【請求項５】中空糸を挿入保持した通路を、細胞、微生
物、動植物の培養、飼育装置の液体槽内の液体中に、上
下方向に、かつ下端を液体槽の底面から離間して配置し
たことを特徴とする請求項（１）〜（４）のいずれか１
項に記載の微細気泡発生装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1299413A JP2762372B2 (ja) | 1989-11-17 | 1989-11-17 | 微細気泡発生装置 |
| KR1019910700753A KR920700750A (ko) | 1989-11-17 | 1990-11-16 | 미세 기포 발생장치 |
| US07/721,499 US5230838A (en) | 1989-11-17 | 1990-11-16 | Fine bubble generating apparatus |
| CA002045123A CA2045123A1 (en) | 1989-11-17 | 1990-11-16 | Fine bubble generating apparatus |
| EP19900916806 EP0454864A4 (en) | 1989-11-17 | 1990-11-16 | Device for fine foaming |
| PCT/JP1990/001504 WO1991007222A1 (fr) | 1989-11-17 | 1990-11-16 | Dispositif de production de structures microporeuses |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1299413A JP2762372B2 (ja) | 1989-11-17 | 1989-11-17 | 微細気泡発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03161034A JPH03161034A (ja) | 1991-07-11 |
| JP2762372B2 true JP2762372B2 (ja) | 1998-06-04 |
Family
ID=17872239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1299413A Expired - Lifetime JP2762372B2 (ja) | 1989-11-17 | 1989-11-17 | 微細気泡発生装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5230838A (ja) |
| EP (1) | EP0454864A4 (ja) |
| JP (1) | JP2762372B2 (ja) |
| KR (1) | KR920700750A (ja) |
| CA (1) | CA2045123A1 (ja) |
| WO (1) | WO1991007222A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| US5395568A (en) * | 1993-12-03 | 1995-03-07 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Feedback-controlled oxygen regulation system for benthic flux chambers and method for maintaining a constant volume of oxygen therefor |
| US5961895A (en) * | 1997-06-19 | 1999-10-05 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Multi-stage system for microbubble production |
| CA2470807A1 (en) * | 2004-05-28 | 2005-11-28 | Alberta Research Council Inc. | Gas absorption column and a method of chemically treating an acid gas using such a gas absorption column |
| DE102008032369A1 (de) * | 2008-07-10 | 2010-01-14 | Khs Ag | Verfahren sowie Vorrichtung zum Karbonisieren eines flüssigen Mediums, beispielsweise Getränk |
| JP2021098173A (ja) * | 2019-12-23 | 2021-07-01 | 株式会社ナノバブル研究所 | 微細バブル発生装置 |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2383946A (en) * | 1941-10-09 | 1945-09-04 | Tietig Chester | Method and apparatus for fluid contact |
| GB764943A (en) * | 1954-03-09 | 1957-01-02 | Chicago Pump Co | Diffusers |
| BE654026A (ja) * | 1963-10-09 | |||
| DE1584885A1 (de) * | 1965-09-14 | 1970-02-05 | Danjes Dipl Ing Martin | Vorrichtung zum biologischen Reinigen von Abwaessern |
| US3711072A (en) * | 1970-04-23 | 1973-01-16 | D Waldenville | Apparatus for oxygenation of liquids |
| IT969504B (it) * | 1971-07-05 | 1974-04-10 | Laurie Alec Hibburd | Apparato per provocare la circola zione in masse d acqua |
| GB1459413A (en) * | 1973-03-06 | 1976-12-22 | Laurie A H | Aeration and mixing of liquids |
| US3911068A (en) * | 1973-07-02 | 1975-10-07 | Jock Hamilton | Pool chlorination diffuser |
| CH578888A5 (ja) * | 1973-09-08 | 1976-08-31 | Hoechst Ag | |
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| JPS53113268A (en) * | 1977-03-14 | 1978-10-03 | Shichirou Shiyouda | Apparatus and method for dissolving gas |
| CH651587A5 (de) * | 1980-11-18 | 1985-09-30 | Chemap Ag | Verfahren und vorrichtung zur submersen zuechtung von zellkulturen. |
| JPS59218161A (ja) * | 1983-05-27 | 1984-12-08 | テルモ株式会社 | 中空繊維型人工肺およびその製造方法 |
| DE3544382A1 (de) * | 1985-12-14 | 1987-06-19 | Ivan Prof Dr Ing Sekoulov | Verfahren zur sauerstoffversorgung von bioreaktoren und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens und die anwendung der vorrichtung |
| JPS63264127A (ja) * | 1987-04-22 | 1988-11-01 | Dainippon Ink & Chem Inc | 多孔質膜型気液接触装置 |
| US4950431A (en) * | 1989-06-28 | 1990-08-21 | The Coca-Cola Company | Motorless batch carbonator |
-
1989
- 1989-11-17 JP JP1299413A patent/JP2762372B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-11-16 WO PCT/JP1990/001504 patent/WO1991007222A1/ja not_active Application Discontinuation
- 1990-11-16 US US07/721,499 patent/US5230838A/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-11-16 KR KR1019910700753A patent/KR920700750A/ko not_active Application Discontinuation
- 1990-11-16 CA CA002045123A patent/CA2045123A1/en not_active Abandoned
- 1990-11-16 EP EP19900916806 patent/EP0454864A4/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03161034A (ja) | 1991-07-11 |
| WO1991007222A1 (fr) | 1991-05-30 |
| EP0454864A1 (en) | 1991-11-06 |
| KR920700750A (ko) | 1992-08-10 |
| EP0454864A4 (en) | 1992-04-15 |
| CA2045123A1 (en) | 1991-05-18 |
| US5230838A (en) | 1993-07-27 |
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