JP5284645B2 - 機能水生成器と機能水生成方法 - Google Patents
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F25/10—Mixing by creating a vortex flow, e.g. by tangential introduction of flow components
- B01F25/101—Mixing by creating a vortex flow, e.g. by tangential introduction of flow components wherein the vortex flows in a spherical shaped receptacle or chamber
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- B01F25/10—Mixing by creating a vortex flow, e.g. by tangential introduction of flow components
- B01F25/104—Mixing by creating a vortex flow, e.g. by tangential introduction of flow components characterised by the arrangement of the discharge opening
Description
本発明は、水道水又はポンプ及び水頭差等により作られた圧力水及び流動水を用いて、気体を高濃度に溶解し多量に微細な気泡を含有した水を作ることで、石鹸及び洗剤等の使用量を最小限に抑えることなどができる機能水や、所望に応じて各種の金属イオンを溶解させて、還元水、各種ミネラル水、殺菌水、液肥等を作ることのできる機能水生成器と機能水生成方法に関する。
近年、水の機能を高めることを目的として電解水製造装置、電磁超音波照射、遠赤外線セラミック、イオン交換膜等を用いて作られた様々な機能水の開発が行われている。
例えば下記の特許文献１においては、電磁波の波形分布空域内に、シリカ微粒子を分散させた後、水を通過させて、水のゼータ電位の絶対値を上げ溶解性及び浸透性を保持した機能水が提案されている。
また、下記特許文献２においては、被処理液中で金属を電気分解して水に溶解させ、金属イオンを付加した機能水が提案されている。
しかしながら、特許文献１の機能水は、シリカ微粒子を被処理水中に加えた機能水なので、所望の場合に被処理水中からシリカ微粒子を取り除かなければならないという課題を有する。
また、特許文献２の金属イオンを付加した機能水は、被処理水中に陽極と陰極を配置して通電しなければならない。また、溶出する金属の量を安定させるために電流調整回路や電極間距離を調整する複雑機能を備えなければならないという課題を有する。
また、上記の他に異種の金属を密着させて、イオン化傾向の大きい金属（電位の低い）の方からイオン化傾向の小さい金属（電位の高い）の方へ電子を移動させ、イオン化傾向の大きい金属（電位の低い）の方から金属イオンを水中に溶出させる方法がある。
しかしながら、短時間にイオン化傾向の大きい金属の表面に酸化被膜が形成されて電子が移動できなくなり、金属イオンが水中に溶出しなくなるという課題を有していた。
また、特許文献２の金属イオンを付加した機能水は、被処理水中に陽極と陰極を配置して通電しなければならない。また、溶出する金属の量を安定させるために電流調整回路や電極間距離を調整する複雑機能を備えなければならないという課題を有する。
また、上記の他に異種の金属を密着させて、イオン化傾向の大きい金属（電位の低い）の方からイオン化傾向の小さい金属（電位の高い）の方へ電子を移動させ、イオン化傾向の大きい金属（電位の低い）の方から金属イオンを水中に溶出させる方法がある。
しかしながら、短時間にイオン化傾向の大きい金属の表面に酸化被膜が形成されて電子が移動できなくなり、金属イオンが水中に溶出しなくなるという課題を有していた。
本発明は上記の課題を解決するもので、水道水又はポンプ等により作られた圧力水や水頭差による流動水を用いて、洗浄水、還元水、ミネラル水、又は金属イオンを溶解させ殺菌力を持った水等、複種類の機能水を供給できる機能水生成器とその生成方法を提供することを目的とする。
また、近年エネルギーの大量消費により大気中への二酸化炭素の排出削減が求められている。しかし、各家庭に供給されている水道水は宅内へ送水することが主な目的で、今日まで水道水の水圧エネルギーはあまり利用されずに無駄に捨てられている。
この機能水生成器と機能水生成方法は、無駄に捨てられている水圧エネルギーを最大限に有効に利用することで、二酸化炭素の排出削減に貢献できることも目的としている。
また、近年エネルギーの大量消費により大気中への二酸化炭素の排出削減が求められている。しかし、各家庭に供給されている水道水は宅内へ送水することが主な目的で、今日まで水道水の水圧エネルギーはあまり利用されずに無駄に捨てられている。
この機能水生成器と機能水生成方法は、無駄に捨てられている水圧エネルギーを最大限に有効に利用することで、二酸化炭素の排出削減に貢献できることも目的としている。
本発明の請求項１に記載の発明は、水道水・ポンプ・水頭差によって作られる圧力水を用いる機能水生成器であって、回転対称に形成され回転対称軸の軸方向の一方又は双方に向かって縮径した中空部を有する器体と、器体の周壁部に接線方向に開口された気液導入孔と、中空部の回転対称軸の方向に開口して中空部の縮径部分に設けられた気液噴出孔と、気液噴出孔に接続され出口に向かって漸次拡径する流路を器体の外側に形成するとともに、気液噴出孔の一部を覆うように回転対象軸上に壁部が設けられるディフューザ部と、を備え、気液噴出孔が器体内に流入した気液混合流体の旋回流により形成される負圧の気体軸の位置にあわせて穿設されている。
この構成により、以下のような作用を有する。
（１）空中において負圧の気体軸が、ディフューザ部の壁に当たるように接続されているので、負圧の気体軸と外部の大気とが直接接触することがなく、気体軸の負圧が保たれ機能水製造器を空中で使用しても微細気泡を多量に生成することができる。
（２）気液導入孔から気液混合液又は液体の圧力流体を供給すると、器体の内壁に沿って旋回することにより、液体には遠心力が働き、気体には向心力が働くことで、連続的に器体の中心部分に気体が集まり負圧の気体軸が形成される。
（３）形成された負圧の気体軸の位置にあわせて穿設されている前記気液噴出孔に、ディフューザ部が接続されているので、負圧の気体軸に集まる気体が増加し、ディフューザ部の壁との間で旋回流による剪断力が働き気体は微細気泡になり、微細気泡を含有した圧力水の状態でディフューザ部内へ送り込まれる。
（４）ディフューザ部内は流路断面積が緩やかに拡大しているので、微細気泡は急激な圧力変動による衝撃圧により崩壊し、更に小さな微細気泡を含有した機能水を生成できる。
この構成により、以下のような作用を有する。
（１）空中において負圧の気体軸が、ディフューザ部の壁に当たるように接続されているので、負圧の気体軸と外部の大気とが直接接触することがなく、気体軸の負圧が保たれ機能水製造器を空中で使用しても微細気泡を多量に生成することができる。
（２）気液導入孔から気液混合液又は液体の圧力流体を供給すると、器体の内壁に沿って旋回することにより、液体には遠心力が働き、気体には向心力が働くことで、連続的に器体の中心部分に気体が集まり負圧の気体軸が形成される。
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（４）ディフューザ部内は流路断面積が緩やかに拡大しているので、微細気泡は急激な圧力変動による衝撃圧により崩壊し、更に小さな微細気泡を含有した機能水を生成できる。
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の機能水生成器において、気液噴出孔が回転対称軸の左右両側に設けられ、それぞれにディフューザ部が接続されていることで構成されている。
この構成によって、請求項１に記載の作用に加え以下の作用を有する。
（１）微細気泡を含有した水を吐出させるディフューザ部が、中空部の左右両側に設けられているので、微細気泡を含有した機能水の生成量を増やすことができる。
この構成によって、請求項１に記載の作用に加え以下の作用を有する。
（１）微細気泡を含有した水を吐出させるディフューザ部が、中空部の左右両側に設けられているので、微細気泡を含有した機能水の生成量を増やすことができる。
本発明の請求項３に記載の機能水生成方法は、請求項１又は請求項２に記載の機能水生成器（１）において、気液導入孔から水道水・ポンプ・水頭差によって作られる圧力水を供給することで器体内の中心部に負圧の気体軸が形成されることにより、圧力水中に溶存している気体が負圧の気体軸に向かって放出及び集まる溶存気体放出工程と、負圧の気体軸に集まり増加する膨張気体を旋回流によりディフューザ部の壁部で剪断し、微細気泡を含有した水を気液噴出孔から噴出させる膨張気体剪断工程と、膨張気体剪断工程によって作られた微細気泡を、ディフューザ部内を通過させることにより、微細気泡に急激な圧力変動を与えて崩壊させ、更に微細化された微細気泡を生成する衝撃圧微細化工程と、を備えて構成されている。
この構成によって、以下の作用を有する。
（１）負圧の気体軸がディフューザ部の壁に当たるように接続させて微細気泡を生成する膨張気体剪断工程により、空中でも負圧の気体軸と器体外部の大気とが直接接触することがないので、器体内に形成されている負圧の気体軸の負圧状態が保持されることになり、水中だけではなく空中においても多量の微細気泡を生成することができる。
（２）例えば溶存気体放出工程において、供給される圧力水として気体を高濃度に溶解させた水を用いた場合、圧力水中に溶存している気体が負圧の気体軸に多く集まることになり、この多く集まった気体を膨張気体剪断工程により剪断して微細気泡を生成し、更に、衝撃圧微細工程によりその微細気泡を微細化することで、多量に微細気泡を含んだ極めて白濁した状態の機能水を作ることができる。
（３）器体周壁の接線方向から供給される圧力水として、圧力０．６ＭＰａ以上の高圧の圧力水を用いた場合、前記器体内の中心部には強力な負圧の気体軸が形成されることになり、供給された圧力水中に溶存している気体は極めて強力な負圧の気体軸に向かって放出され、強力な負圧の気体軸に集まった気体を強力な剪断力によりディフューザ部の壁部で剪断することで極めて小さな微細気泡に生成され、更に、小さな微細気泡を含有した圧力水をディフューザ部内を通過させることにより、小さな微細気泡に急激な圧力変動を与えて崩壊させ、更に、極小の微細気泡を含んだ機能水を作ることができる。
（４）また、供給する圧力水が高濃度の気体溶解水の場合には、生成された微細気泡の周辺水がまだ過飽和状態なので、その周辺水の過飽和分の気体成分が生成された微細気泡内の空間に向かって放出することになり、生成された微細気泡は急速に拡大する。
また、供給する圧力水が飽和水の場合には、飽和水に溶存している気体が負圧の気体軸に向かって放出し微細気泡を生成するので、生成される微細気泡の周囲の水は脱気される。従って、微細気泡内の気体成分は周囲の水に溶解し、生成された微細気泡は小さくなる。
この構成によって、以下の作用を有する。
（１）負圧の気体軸がディフューザ部の壁に当たるように接続させて微細気泡を生成する膨張気体剪断工程により、空中でも負圧の気体軸と器体外部の大気とが直接接触することがないので、器体内に形成されている負圧の気体軸の負圧状態が保持されることになり、水中だけではなく空中においても多量の微細気泡を生成することができる。
（２）例えば溶存気体放出工程において、供給される圧力水として気体を高濃度に溶解させた水を用いた場合、圧力水中に溶存している気体が負圧の気体軸に多く集まることになり、この多く集まった気体を膨張気体剪断工程により剪断して微細気泡を生成し、更に、衝撃圧微細工程によりその微細気泡を微細化することで、多量に微細気泡を含んだ極めて白濁した状態の機能水を作ることができる。
（３）器体周壁の接線方向から供給される圧力水として、圧力０．６ＭＰａ以上の高圧の圧力水を用いた場合、前記器体内の中心部には強力な負圧の気体軸が形成されることになり、供給された圧力水中に溶存している気体は極めて強力な負圧の気体軸に向かって放出され、強力な負圧の気体軸に集まった気体を強力な剪断力によりディフューザ部の壁部で剪断することで極めて小さな微細気泡に生成され、更に、小さな微細気泡を含有した圧力水をディフューザ部内を通過させることにより、小さな微細気泡に急激な圧力変動を与えて崩壊させ、更に、極小の微細気泡を含んだ機能水を作ることができる。
（４）また、供給する圧力水が高濃度の気体溶解水の場合には、生成された微細気泡の周辺水がまだ過飽和状態なので、その周辺水の過飽和分の気体成分が生成された微細気泡内の空間に向かって放出することになり、生成された微細気泡は急速に拡大する。
また、供給する圧力水が飽和水の場合には、飽和水に溶存している気体が負圧の気体軸に向かって放出し微細気泡を生成するので、生成される微細気泡の周囲の水は脱気される。従って、微細気泡内の気体成分は周囲の水に溶解し、生成された微細気泡は小さくなる。
本発明の請求項１に記載の機能水生成器によれば、以下のような効果を有する。
（ａ）空中及び水中においても、微細気泡を多量に含んだ機能水を生成できるので、汎用性の高い機能水生成器を提供することができる。
（ｂ）例えば、気体を高濃度に溶解させた圧力水を気液導入孔から供給すれば、多量の微細な気泡を含有させた白濁水を生成し、肌や衣類等を洗浄・洗濯する時に石鹸及び洗剤の使用量を抑えることができる。
また、簡単に微細な気泡を多量に含有した水を生成できるので、湖沼・河川等の水中及び水底の汚濁物に微細気泡を付着させ、浮力増により水面上に浮上させて回収することにより、水質浄化できる優れた機能水生成器を提供することができる。
（ｃ）例えば、オゾンガス、水素ガス、酸素ガス等のガスを、圧力０．６ＭＰａ以上の高圧力水に溶解させて気液導入孔から供給すれば、オゾンガス、水素ガス、酸素ガス等の極微細な気泡を多量に含有した殺菌水、還元水、洗浄水等の機能を持つ機能水を製造できる。
（ａ）空中及び水中においても、微細気泡を多量に含んだ機能水を生成できるので、汎用性の高い機能水生成器を提供することができる。
（ｂ）例えば、気体を高濃度に溶解させた圧力水を気液導入孔から供給すれば、多量の微細な気泡を含有させた白濁水を生成し、肌や衣類等を洗浄・洗濯する時に石鹸及び洗剤の使用量を抑えることができる。
また、簡単に微細な気泡を多量に含有した水を生成できるので、湖沼・河川等の水中及び水底の汚濁物に微細気泡を付着させ、浮力増により水面上に浮上させて回収することにより、水質浄化できる優れた機能水生成器を提供することができる。
（ｃ）例えば、オゾンガス、水素ガス、酸素ガス等のガスを、圧力０．６ＭＰａ以上の高圧力水に溶解させて気液導入孔から供給すれば、オゾンガス、水素ガス、酸素ガス等の極微細な気泡を多量に含有した殺菌水、還元水、洗浄水等の機能を持つ機能水を製造できる。
本発明の請求項２に記載の機能水生成器によれば、請求項１に記載の効果に加えて以下のような効果を有する。
（ａ）微細気泡を含有した水を吐出させるディフューザ部が、中空部の左右両側に設けられているので、機能水の処理量を増やすことができる機能水生成器を提供することができる。
（ａ）微細気泡を含有した水を吐出させるディフューザ部が、中空部の左右両側に設けられているので、機能水の処理量を増やすことができる機能水生成器を提供することができる。
本発明の請求項３に記載の機能水生成方法によれば、以下のような効果を有する。
（ａ）溶解気体放出工程において、供給水の気体溶解濃度や供給水の圧力を変えることで、負圧の気体軸に集まる気体量を増やすことや、負圧の気体軸の負圧度を強力にすることにより集めた気体をより膨張させることもでき、所望に応じた微細気泡を含んだ機能水を作ることができ、汎用性、多様性に優れている。
（ｂ）膨張気体剪断工程により、溶存している気体を負圧の気体軸に集めて膨張させディフューザ部の壁部分で、旋回流により剪断されて微細気泡が生成される。この微細気泡を含有した圧力水を流路断面積が緩やかに拡大する流路を通過させることで、微細気泡を衝撃圧により崩壊させて、更に微細気泡を小さくすることができる機能水生成方法である。
（ａ）溶解気体放出工程において、供給水の気体溶解濃度や供給水の圧力を変えることで、負圧の気体軸に集まる気体量を増やすことや、負圧の気体軸の負圧度を強力にすることにより集めた気体をより膨張させることもでき、所望に応じた微細気泡を含んだ機能水を作ることができ、汎用性、多様性に優れている。
（ｂ）膨張気体剪断工程により、溶存している気体を負圧の気体軸に集めて膨張させディフューザ部の壁部分で、旋回流により剪断されて微細気泡が生成される。この微細気泡を含有した圧力水を流路断面積が緩やかに拡大する流路を通過させることで、微細気泡を衝撃圧により崩壊させて、更に微細気泡を小さくすることができる機能水生成方法である。
１ 微細気泡を含有した機能水を生成することのできる機能水生成器
１Ｗ 圧力水
２ 微細気泡を含有した機能水を生成することのできる機能水生成器の器体
２Ａ 内器体
２Ｂ 外器体
２Ｗ 機能水
３ 気液導入孔
３Ａ 内気液導入孔
３Ｂ 外気液導入孔
４ 気液噴出孔
５ ディフューザ部
５ａ 渦巻き状ディフューザ
６ 反転ディフューザ部
１１ 金属イオンを含有した機能水を作ることのできる機能水生成器
１２ 金属イオンを含有した機能水を作ることのできる機能水生成器の器体
１３ 液体導入孔
１４ 液体噴出孔
Ｂ１ ボルト
Ｂ．Ｍ 球状金属
Ｃ 壁部
Ｇ１ 閉塞防止部
Ｇ 図２（ａ）のＧ断面部分
Ｈ 図２（ａ）のＨ断面部分
Ｊ 反転旋回流
Ｍ 衝撃圧
Ｍ．Ｗ 金属イオンを溶解させる機能水生成器の器体下部の底凹面
ＯＸ 空気
Ｐ１ 循環管路
Ｐ２ 管路
Ｐｒ 水道管内の圧力を感知する圧力センサー
Ｐｒｌ 気体溶解量調整装置Ｑ内の圧力を感知する圧力センサー
Ｑ 気体溶解量調整装置
Ｒ 旋回流
Ｖ１ バルブ１
Ｖ２ バルブ２
Ｖ３ バルブ３
Ｖ４ バルブ４
Ｘ 負圧の気体軸
Ｗａ 被処理液
Ｙ 気体溶解量調整装置の満水位
Ｚ 気体溶解量調整装置の減水位
ｅ 負圧の軸に集まる気体
ｆ 反転ディフューザ部６の内径
ｇ 反転ディフューザ部６の長さ
ｈ ディフューザの長さ
ｋ 器体２の内径
ｍ ディフューザの出口内径
ｎ ディフューザの入口内径
ｒ 反転流
ｕ 気液導入孔３の内径
ＣＯＭＰ コンプレッサー
Ｃｔｒｌ 制御装置
１Ｗ 圧力水
２ 微細気泡を含有した機能水を生成することのできる機能水生成器の器体
２Ａ 内器体
２Ｂ 外器体
２Ｗ 機能水
３ 気液導入孔
３Ａ 内気液導入孔
３Ｂ 外気液導入孔
４ 気液噴出孔
５ ディフューザ部
５ａ 渦巻き状ディフューザ
６ 反転ディフューザ部
１１ 金属イオンを含有した機能水を作ることのできる機能水生成器
１２ 金属イオンを含有した機能水を作ることのできる機能水生成器の器体
１３ 液体導入孔
１４ 液体噴出孔
Ｂ１ ボルト
Ｂ．Ｍ 球状金属
Ｃ 壁部
Ｇ１ 閉塞防止部
Ｇ 図２（ａ）のＧ断面部分
Ｈ 図２（ａ）のＨ断面部分
Ｊ 反転旋回流
Ｍ 衝撃圧
Ｍ．Ｗ 金属イオンを溶解させる機能水生成器の器体下部の底凹面
ＯＸ 空気
Ｐ１ 循環管路
Ｐ２ 管路
Ｐｒ 水道管内の圧力を感知する圧力センサー
Ｐｒｌ 気体溶解量調整装置Ｑ内の圧力を感知する圧力センサー
Ｑ 気体溶解量調整装置
Ｒ 旋回流
Ｖ１ バルブ１
Ｖ２ バルブ２
Ｖ３ バルブ３
Ｖ４ バルブ４
Ｘ 負圧の気体軸
Ｗａ 被処理液
Ｙ 気体溶解量調整装置の満水位
Ｚ 気体溶解量調整装置の減水位
ｅ 負圧の軸に集まる気体
ｆ 反転ディフューザ部６の内径
ｇ 反転ディフューザ部６の長さ
ｈ ディフューザの長さ
ｋ 器体２の内径
ｍ ディフューザの出口内径
ｎ ディフューザの入口内径
ｒ 反転流
ｕ 気液導入孔３の内径
ＣＯＭＰ コンプレッサー
Ｃｔｒｌ 制御装置
（実施の形態１）
実施の形態１における機能水生成器について、以下図面を参照しながらその動作を説明する。
図１（ａ）は機能水生成器内部の流体の状態を示す要部断面状態図であり、図１（ｂ）は側面図である。図１（ａ）において、１は微細気泡を生成する機能水生成器、２は中空部を有する器体、３は器体２の周壁の接線方向から圧力水１Ｗを供給する気液導入孔、４は気液導入孔３から中心に向けた中心と直交する直径方向の両端部に穿設された気液噴出孔、５は流路断面積が緩やかに拡大するディフューザ部、１Ｗは水道水又はポンプ等により作られる圧力水、Ｒは器体２の周壁の接線方向から圧力水１Ｗを供給することで発生する旋回流、ｅは向心力により負圧の軸に集まる気体、Ｘは旋回流によって形成された負圧の気体軸、Ｃは負圧の気体軸Ｘに集まった気体が旋回流Ｒによって剪断され微細気泡になる壁部であり、ディフューザ部５内の急激な圧力変動による衝撃圧により微細気泡は崩壊し、更に微細化する。また、２Ｗは極めて小さい微細気泡を多量に含んだ機能水である。
実施の形態１における機能水生成器について、以下図面を参照しながらその動作を説明する。
図１（ａ）は機能水生成器内部の流体の状態を示す要部断面状態図であり、図１（ｂ）は側面図である。図１（ａ）において、１は微細気泡を生成する機能水生成器、２は中空部を有する器体、３は器体２の周壁の接線方向から圧力水１Ｗを供給する気液導入孔、４は気液導入孔３から中心に向けた中心と直交する直径方向の両端部に穿設された気液噴出孔、５は流路断面積が緩やかに拡大するディフューザ部、１Ｗは水道水又はポンプ等により作られる圧力水、Ｒは器体２の周壁の接線方向から圧力水１Ｗを供給することで発生する旋回流、ｅは向心力により負圧の軸に集まる気体、Ｘは旋回流によって形成された負圧の気体軸、Ｃは負圧の気体軸Ｘに集まった気体が旋回流Ｒによって剪断され微細気泡になる壁部であり、ディフューザ部５内の急激な圧力変動による衝撃圧により微細気泡は崩壊し、更に微細化する。また、２Ｗは極めて小さい微細気泡を多量に含んだ機能水である。
圧力水１Ｗ（気液混合水や気体溶解水）を器体２周壁の接線方向に取り付けられた気液導入孔３から供給することで、器体２内に旋回流Ｒを発生させることができる。
圧力水１Ｗは旋回しながら左右の気液噴出孔４へ移動する際に、液体と気体との比重の差によって、液体には遠心力が働き、気体には向心力が働くことにより、負圧の気体軸Ｘに圧力水１Ｗ中に溶存している気体ｅが連続的に集まり、器体２の中心部分に負圧の気体軸Ｘが形成される。
形成された負圧の気体軸Ｘの中心軸部が、ディフューザ部５の壁部Ｃに当たるように接続されているので、圧力の低い負圧の気体軸Ｘに集まった気体は連続的に増加することにより、必然的に増加した気体分ほど圧力の高い部分へ移行することになり、この時に旋回流Ｒにより剪断され微細気泡が生成される。
また、この時に負圧の気体軸Ｘに集まった気体は、負圧下により膨張した状態で旋回流Ｒにより剪断され、圧力の高い部分に移行するので更に気泡は小さくなる。
更に、この微細気泡を含有した圧力水１Ｗを、ディフューザ部５内の流路断面積が緩やかに拡大する流路を通過させて、急激な圧力変動による衝撃圧Ｍをこの小さい微細気泡に与えて崩壊さることにより、極めて微細化された微細気泡を多量に含んだ機能水２Ｗを作ることができる。（通常、液体及び気体等の流体を、圧力の低い方から高い方へ移行させることはできないが、向心力により連続的に負圧の気体軸Ｘに集まり増加する前記の状態に置かれた気体の場合は可能である。）
尚、負圧の気体軸Ｘの中心がディフューザ部５の壁部Ｃに当たるように接続され、負圧の気体軸Ｘと器体２の外部の大気とが直接接触できない構造のため、負圧の気体軸Ｘの負圧を保持することができ、水中だけではなく空中おいても多量の微細気泡を含有した機能水２Ｗを生成できる。
また、図１に記載の機能水生成器のディフューザ部５は、右側２本と左側２本の合計４本が接続されているが、更に複数のディフューザ部５を接続させることもできる。
圧力水１Ｗは旋回しながら左右の気液噴出孔４へ移動する際に、液体と気体との比重の差によって、液体には遠心力が働き、気体には向心力が働くことにより、負圧の気体軸Ｘに圧力水１Ｗ中に溶存している気体ｅが連続的に集まり、器体２の中心部分に負圧の気体軸Ｘが形成される。
形成された負圧の気体軸Ｘの中心軸部が、ディフューザ部５の壁部Ｃに当たるように接続されているので、圧力の低い負圧の気体軸Ｘに集まった気体は連続的に増加することにより、必然的に増加した気体分ほど圧力の高い部分へ移行することになり、この時に旋回流Ｒにより剪断され微細気泡が生成される。
また、この時に負圧の気体軸Ｘに集まった気体は、負圧下により膨張した状態で旋回流Ｒにより剪断され、圧力の高い部分に移行するので更に気泡は小さくなる。
更に、この微細気泡を含有した圧力水１Ｗを、ディフューザ部５内の流路断面積が緩やかに拡大する流路を通過させて、急激な圧力変動による衝撃圧Ｍをこの小さい微細気泡に与えて崩壊さることにより、極めて微細化された微細気泡を多量に含んだ機能水２Ｗを作ることができる。（通常、液体及び気体等の流体を、圧力の低い方から高い方へ移行させることはできないが、向心力により連続的に負圧の気体軸Ｘに集まり増加する前記の状態に置かれた気体の場合は可能である。）
尚、負圧の気体軸Ｘの中心がディフューザ部５の壁部Ｃに当たるように接続され、負圧の気体軸Ｘと器体２の外部の大気とが直接接触できない構造のため、負圧の気体軸Ｘの負圧を保持することができ、水中だけではなく空中おいても多量の微細気泡を含有した機能水２Ｗを生成できる。
また、図１に記載の機能水生成器のディフューザ部５は、右側２本と左側２本の合計４本が接続されているが、更に複数のディフューザ部５を接続させることもできる。
図２（ａ）は図１（ａ）の機能水生成器に、反転ディフューザ部６を取り付けることにより、反転流ｒを起こして流路を長くし、更に流路断面積の拡大率が大きくなることで、図１の機能水生成器と比べ、若干ディフューザ内を通過する水の流速を遅くした機能水生成器及び器体内の流体の状態を示す断面状態図である。
この構造により、例えば圧力０．６ＭＰａ以上の高圧の圧力水を気液導入孔３から供給すれば、器体２の中心部分に強力な旋回流により強力な負圧力を持った負圧の気体軸Ｘが形成されるので、強い向心力により圧力水１Ｗ中に溶存している気体ｅが強力に脱気されて負圧の気体軸Ｘに集まり、強力な負圧状態に集まった気体は更に膨張し、この気体を旋回流Ｒにより剪断して微細気泡含有水を生成し、反転ディフューザ部６により流路断面積の拡大率が大きく長い圧力水１Ｗを流路内を通過させるにより、微細気泡含有水の微細気泡を強力で急激な圧力変動による衝撃圧により崩壊させ、更に微細気泡を小さく生成することができる。この時、ディフューザから排出された機能水は脱気された未飽和水なので、生成された微細気泡は大きくならず、逆に脱気濃度の度合いに応じて小さくなる。
この構造により、例えば圧力０．６ＭＰａ以上の高圧の圧力水を気液導入孔３から供給すれば、器体２の中心部分に強力な旋回流により強力な負圧力を持った負圧の気体軸Ｘが形成されるので、強い向心力により圧力水１Ｗ中に溶存している気体ｅが強力に脱気されて負圧の気体軸Ｘに集まり、強力な負圧状態に集まった気体は更に膨張し、この気体を旋回流Ｒにより剪断して微細気泡含有水を生成し、反転ディフューザ部６により流路断面積の拡大率が大きく長い圧力水１Ｗを流路内を通過させるにより、微細気泡含有水の微細気泡を強力で急激な圧力変動による衝撃圧により崩壊させ、更に微細気泡を小さく生成することができる。この時、ディフューザから排出された機能水は脱気された未飽和水なので、生成された微細気泡は大きくならず、逆に脱気濃度の度合いに応じて小さくなる。
また、高濃度に気体を溶解した約０．２〜０．３ＭＰａの圧力水１Ｗを気液導入孔３から供給すれば、機能水生成器内においては圧力水１Ｗは常時過飽和状態なので、壁部Ｃで生成された微細気泡が衝撃圧によって崩壊し更に小さくなってディフューザ流路内を通過中も拡大し続け、ディフューザ外に排出された機能水も過飽和状態なので、更にディフューザ外に排出された微細気泡も拡大し、ミルクの様に白濁した機能水２Ｗが生成される。
この様に小さな微細気泡が拡大して行く特性を利用することで、汚れを剥離させる洗浄水等として使用することもできる。
図２（ｂ）は側面断面図で、図中のＧとＨは、図２（ａ）のＧ点線部分とＨ点線部分の断面図である。
この様に小さな微細気泡が拡大して行く特性を利用することで、汚れを剥離させる洗浄水等として使用することもできる。
図２（ｂ）は側面断面図で、図中のＧとＨは、図２（ａ）のＧ点線部分とＨ点線部分の断面図である。
次に、気体溶解量調整装置（図１１中のＱ）と図２に記載した機能水生成器とを接続し、多量に微細気泡を含有した機能水を生成した実施例を説明する。
この気体溶解量調整装置Ｑは、供給した気体をほぼ１００％溶解し、圧力を保持した状態の圧力水１Ｗを作ることができる。
また、図１１中の気体溶解量調整装置Ｑは本出願人が提案したＰＣＴ国際特許出願ＪＰ２００４／００１４９９号に記載されており、今回の実施に用いた気体溶解量調整装置Ｑは新光産業株式会社製の丸型１２タイプを使用した。
機能水生成器は図２のタイプを使用し、図中の器体２の部分は、本出願人が提案した特許第３６８２２８６号（微細気泡発生器及びそれを備えた微細気泡発生装置）の微細気泡発生器であり、製造元は有限会社バブルタンク製の形式ＢＴ−５０を使用した。
尚、器体２の内径ｋは５０ｍｍ、気液導入孔３の内径ｕは１３ｍｍで、接続されたディフューザ５の入口内径ｎは２．２ｍｍ、出口内径ｍは８．２ｍｍ、長さｈは３６ｍｍで右側２本と左側２本の合計４本が接続されて、反転ディフューザ部６の内径ｆは３６ｍｍ、長さｇは４８ｍｍである。
水圧０．３６ＭＰａの水道水を用いた圧力水１Ｗを、気体溶解量調整装置Ｑ（図１１のＱを参照）へ供給し、高濃度に気体を溶解させた水を作り機能水生成器の気液導入孔３から供給することで、多量に微細気泡を含んだ機能水２Ｗを１分間に約１２?生成することができた。
また、上記のように多量に微細気泡を生成している状態の機能水生成器を、約６０?の水槽に水が満たされた状態の中に入れると、約１５秒で水槽内全域をほぼ完全にミルクの様に白濁させることができた。
この気体溶解量調整装置Ｑは、供給した気体をほぼ１００％溶解し、圧力を保持した状態の圧力水１Ｗを作ることができる。
また、図１１中の気体溶解量調整装置Ｑは本出願人が提案したＰＣＴ国際特許出願ＪＰ２００４／００１４９９号に記載されており、今回の実施に用いた気体溶解量調整装置Ｑは新光産業株式会社製の丸型１２タイプを使用した。
機能水生成器は図２のタイプを使用し、図中の器体２の部分は、本出願人が提案した特許第３６８２２８６号（微細気泡発生器及びそれを備えた微細気泡発生装置）の微細気泡発生器であり、製造元は有限会社バブルタンク製の形式ＢＴ−５０を使用した。
尚、器体２の内径ｋは５０ｍｍ、気液導入孔３の内径ｕは１３ｍｍで、接続されたディフューザ５の入口内径ｎは２．２ｍｍ、出口内径ｍは８．２ｍｍ、長さｈは３６ｍｍで右側２本と左側２本の合計４本が接続されて、反転ディフューザ部６の内径ｆは３６ｍｍ、長さｇは４８ｍｍである。
水圧０．３６ＭＰａの水道水を用いた圧力水１Ｗを、気体溶解量調整装置Ｑ（図１１のＱを参照）へ供給し、高濃度に気体を溶解させた水を作り機能水生成器の気液導入孔３から供給することで、多量に微細気泡を含んだ機能水２Ｗを１分間に約１２?生成することができた。
また、上記のように多量に微細気泡を生成している状態の機能水生成器を、約６０?の水槽に水が満たされた状態の中に入れると、約１５秒で水槽内全域をほぼ完全にミルクの様に白濁させることができた。
図３（ａ）は気液導入孔３から供給された圧力水１Ｗが、旋回しながら両端の気液噴出孔４へ移動し、両端のディフューザ部５内の壁部Ｃ部分に旋回している圧力水１Ｗが当たり、ほぼ直角方向に噴出するように接続されている機能水生成器の流体の状態を示す断面状態図である。
また、この機能水生成器の断面図中には、負圧の気体軸Ｘに集まった気体が旋回流Ｒにより、ディフューザ部５内の壁部Ｃ部分で剪断され微細気泡が生成され、この生成された微細気泡を含有した水がディフューザ部５内を通過する時に、この微細気泡を衝撃圧により崩壊させることにより、更に、小さな微細気泡を多量に含んだ機能水２Ｗが生成される順を、矢印で示している。
図３（ｂ）は図２（ａ）と同様に、ディフューザの流路を長くするためのもので、図２（ａ）の反転ディフューザ部６と形状は異なるが、同じ作用をする反転ディフューザ部６を取り付けた断面状態図である。
また、この機能水生成器の断面図中には、負圧の気体軸Ｘに集まった気体が旋回流Ｒにより、ディフューザ部５内の壁部Ｃ部分で剪断され微細気泡が生成され、この生成された微細気泡を含有した水がディフューザ部５内を通過する時に、この微細気泡を衝撃圧により崩壊させることにより、更に、小さな微細気泡を多量に含んだ機能水２Ｗが生成される順を、矢印で示している。
図３（ｂ）は図２（ａ）と同様に、ディフューザの流路を長くするためのもので、図２（ａ）の反転ディフューザ部６と形状は異なるが、同じ作用をする反転ディフューザ部６を取り付けた断面状態図である。
図４（ａ）は器体２の右側端に一箇所の気液噴出孔４が配置され、接続されるディフューザの形状が渦巻き状であり、渦巻き状ディフューザ５ａ内の水の回転方向が、器体２内の旋回流とは逆の旋回になるように接続されることにより、渦巻き状ディフューザ５ａから排出される機能水の流速を、若干抑えた機能水生成器の流体の状態を示す断面状態図である。
器体２の気液噴出孔４が右側端に一箇所しかないので、気液導入孔３から供給された圧力水１Ｗの約半分の水量は、左側に旋回しながら右側端の気液噴出孔４の孔径まで収束し、この孔径の幅で反転旋回流Ｊになり気液噴出孔４に移動し、気液導入孔３から供給されもう一方の右側に旋回した水量半分と気液噴出孔４の部分で合流する。
この時、左側に旋回して反転旋回流Ｊになった水量分は、負圧の気体軸Ｘに最も接近し高速旋回して通過するので、水中に溶存している気体分を負圧の気体軸Ｘに多く放出させることができる。従って、水中に溶存している気体分だけで微細気泡を生成させる方法に適している。
負圧の気体軸Ｘに集まった気体を、左側に旋回した反転旋回流Ｊの水量分と右側に旋回した水量分とを合わせた旋回流により、渦巻き状ディフューザ５ａ内の壁部Ｃ部分で剪断し微細気泡を生成することができる。更に、この微細気泡を含有した水を渦巻き状ディフューザ５ａ内に通過させることで、微細気泡に急激な圧力変動を与え衝撃圧により崩壊させて、更に小さく微細にすることができる。
特に、ミルクの様な白濁水を生成する場合には、図４の様に渦巻きの回転方向が、器体２内の旋回流とは逆の回転方向になるように接続した方が良く白濁させることができる。
また、渦巻き状ディフューザ５ａの噴出口に、更に、図２中の様な反転ディフューザ部６を取り付けることもできる。
図４（ｂ）は側面図で、図４（ｃ）は斜視図である。
器体２の気液噴出孔４が右側端に一箇所しかないので、気液導入孔３から供給された圧力水１Ｗの約半分の水量は、左側に旋回しながら右側端の気液噴出孔４の孔径まで収束し、この孔径の幅で反転旋回流Ｊになり気液噴出孔４に移動し、気液導入孔３から供給されもう一方の右側に旋回した水量半分と気液噴出孔４の部分で合流する。
この時、左側に旋回して反転旋回流Ｊになった水量分は、負圧の気体軸Ｘに最も接近し高速旋回して通過するので、水中に溶存している気体分を負圧の気体軸Ｘに多く放出させることができる。従って、水中に溶存している気体分だけで微細気泡を生成させる方法に適している。
負圧の気体軸Ｘに集まった気体を、左側に旋回した反転旋回流Ｊの水量分と右側に旋回した水量分とを合わせた旋回流により、渦巻き状ディフューザ５ａ内の壁部Ｃ部分で剪断し微細気泡を生成することができる。更に、この微細気泡を含有した水を渦巻き状ディフューザ５ａ内に通過させることで、微細気泡に急激な圧力変動を与え衝撃圧により崩壊させて、更に小さく微細にすることができる。
特に、ミルクの様な白濁水を生成する場合には、図４の様に渦巻きの回転方向が、器体２内の旋回流とは逆の回転方向になるように接続した方が良く白濁させることができる。
また、渦巻き状ディフューザ５ａの噴出口に、更に、図２中の様な反転ディフューザ部６を取り付けることもできる。
図４（ｂ）は側面図で、図４（ｃ）は斜視図である。
図５は渦巻き状ディフューザ部５ａを器体２の両端に取り付けた場合に、気液導入孔３から供給された圧力水１Ｗの流体の状態を示す断面状態図である。
図２に記載の機能水生成器と、ほぼ同等の性能を持つ図５の機能水生成器は、器体２両端に渦巻き状ディフューザ部５ａを接続し、気液噴出孔４の孔径を３．５ｍｍとして、ほぼ直角に流路が変わるディフューザ接続部の入口内径ｎを３．５ｍｍ、渦巻き状の流路長さを１１０ｍｍ、ディフューザ５ａの出口内径ｍを１６．５ｍｍのサイズで製作した。
結果、高濃度に気体溶解させた圧力水を、気液導入孔３から供給した場合に、１分間に約１２?のマイクロバブルを含有した白濁水を生成し、図２に記載の機能水生成器と、ほぼ同じ性能を発揮することができた。
上記のように各種類の機能水生成器を製作した結果、図３、図４、図５に記載の機能水生成器は、図１、図２に記載の機能水生成器と比べて、ディフューザ５の入口の内径を大きくできる特徴があるので、ディフューザ５ａの入口内径ｎ以下の大きさの網目でつくられたストレーナーを、ポンプの吸引側に取り付けることにより、異物混入の多い湖沼内の自然水を用いても機能水生成器内の目詰りがなく、多量のマイクロバブルを含有した白濁水を生成することができた。
この事により、図３、図４、図５に記載の機能水生成器は、スケールアップして気液噴出孔４の孔径やディフューザ５ａの入口内径ｎを更に大きくすることができれば、ストレーナーの網目を大きくすることができ、河川・海洋・湖沼等の自然水に対応できことが解かった。
図２に記載の機能水生成器と、ほぼ同等の性能を持つ図５の機能水生成器は、器体２両端に渦巻き状ディフューザ部５ａを接続し、気液噴出孔４の孔径を３．５ｍｍとして、ほぼ直角に流路が変わるディフューザ接続部の入口内径ｎを３．５ｍｍ、渦巻き状の流路長さを１１０ｍｍ、ディフューザ５ａの出口内径ｍを１６．５ｍｍのサイズで製作した。
結果、高濃度に気体溶解させた圧力水を、気液導入孔３から供給した場合に、１分間に約１２?のマイクロバブルを含有した白濁水を生成し、図２に記載の機能水生成器と、ほぼ同じ性能を発揮することができた。
上記のように各種類の機能水生成器を製作した結果、図３、図４、図５に記載の機能水生成器は、図１、図２に記載の機能水生成器と比べて、ディフューザ５の入口の内径を大きくできる特徴があるので、ディフューザ５ａの入口内径ｎ以下の大きさの網目でつくられたストレーナーを、ポンプの吸引側に取り付けることにより、異物混入の多い湖沼内の自然水を用いても機能水生成器内の目詰りがなく、多量のマイクロバブルを含有した白濁水を生成することができた。
この事により、図３、図４、図５に記載の機能水生成器は、スケールアップして気液噴出孔４の孔径やディフューザ５ａの入口内径ｎを更に大きくすることができれば、ストレーナーの網目を大きくすることができ、河川・海洋・湖沼等の自然水に対応できことが解かった。
図６（ａ）は２種類の水（液体）である圧力水１Ｗ及び圧力水Ｗを用いて、内気液導入孔３Ａ及び外気液導入孔３Ｂから同時に供給することで、内器体２Ａ内及び外器体２Ｂ内に、それぞれ左回り右回りの旋回流Ｒ１、Ｒ２が発生し、内器体２Ａ内と外器体２Ｂ内に連通した負圧の気体軸Ｘが形成される。
この動作によって、外器体２Ｂ内では圧力水１Ｗと圧力水Ｗと、が強力に激しく混合されて、旋回流Ｒ１、Ｒ２により圧力水１Ｗや圧力水Ｗに溶存する気体ｅを、負圧の気体軸Ｘに放出させて集め、ディフューザ部５の壁部Ｃ部分で連続的に増加してくる気体を旋回流Ｒ２により剪断し、微細気泡を生成させることができる。
さらに、その微細気泡を含有した圧力水がディフューザ部５内を通過することにより、急激な圧力変動により微細気泡が崩壊して微細化する。図６（ａ）は機能水生成器の流体の状態を示す断面状態図で、図６（ｂ）はその斜視図である。
また、図２記載の機能水生成器と同様に、反転ディフューザ部６を取り付けることともできる。
尚、内気液導入孔３Ａ及び外気液導入孔３Ｂから供給される２種類の水（液体）は、例えば、水、オゾン水、高濃度酸素水、高濃度水素水、高濃度チッソ水、高濃度炭酸水、ミネラルコロイド水、金属イオン含有水等である。
また、アルコール類や炭化水素混合物類等も供給し混合させることもできる。
この動作によって、外器体２Ｂ内では圧力水１Ｗと圧力水Ｗと、が強力に激しく混合されて、旋回流Ｒ１、Ｒ２により圧力水１Ｗや圧力水Ｗに溶存する気体ｅを、負圧の気体軸Ｘに放出させて集め、ディフューザ部５の壁部Ｃ部分で連続的に増加してくる気体を旋回流Ｒ２により剪断し、微細気泡を生成させることができる。
さらに、その微細気泡を含有した圧力水がディフューザ部５内を通過することにより、急激な圧力変動により微細気泡が崩壊して微細化する。図６（ａ）は機能水生成器の流体の状態を示す断面状態図で、図６（ｂ）はその斜視図である。
また、図２記載の機能水生成器と同様に、反転ディフューザ部６を取り付けることともできる。
尚、内気液導入孔３Ａ及び外気液導入孔３Ｂから供給される２種類の水（液体）は、例えば、水、オゾン水、高濃度酸素水、高濃度水素水、高濃度チッソ水、高濃度炭酸水、ミネラルコロイド水、金属イオン含有水等である。
また、アルコール類や炭化水素混合物類等も供給し混合させることもできる。
（実施の形態２）
実施の形態２における機能水生成器について、以下図面を参照しながら、その動作を説明する。
図７は金属イオンを含有させた機能水を作ることのできる機能水生成器内部の流体の状態を示す要部断面状態図であり、１１は金属イオンを液体中に溶解させることができる機能水生成器、１２は中空部を有する器体で底凹面Ｍ．Ｗが、ボルトＢ１等により脱着可能なイオン化傾向の小さい金属又はイオン化傾向の大きい金属で作られており、摩擦により底凹面Ｍ．Ｗが磨耗した場合には、取り替えることができる。
１３は器体１２の周壁の接線方向から圧力水１Ｗ（流動水を含む）を供給する液体導入孔、１４は液体導入孔１３から供給される液体が旋回しながら下降し、旋回流の中心部分で収束しながら反転旋回流Ｊが発生するように、器体１２の上部中心に穿設された液体噴出孔である。
Ｂ．Ｍはイオン化傾向の小さい金属又はイオン化傾向の大きい金属で作られた球状金属であり、磨耗した場合は底凹面Ｍ．Ｗの交換と同様に底凹面Ｍ．Ｗを外して交換できるようになっている。
Ｇ１は機能水生成器１１全体が転倒及び横向きに傾いても、球状金属Ｂ．Ｍが液体噴出孔１４を閉塞させることがない閉塞防止部である。
Ｒは器体１２周壁の接線方向に取り付けられた液体導入孔１３から、圧力水１Ｗ（流動水）を供給することで器体１２内に発生する旋回流、２Ｗは機能水生成器１１内で生成された金属イオンを含んだ機能水である。
実施の形態２における機能水生成器について、以下図面を参照しながら、その動作を説明する。
図７は金属イオンを含有させた機能水を作ることのできる機能水生成器内部の流体の状態を示す要部断面状態図であり、１１は金属イオンを液体中に溶解させることができる機能水生成器、１２は中空部を有する器体で底凹面Ｍ．Ｗが、ボルトＢ１等により脱着可能なイオン化傾向の小さい金属又はイオン化傾向の大きい金属で作られており、摩擦により底凹面Ｍ．Ｗが磨耗した場合には、取り替えることができる。
１３は器体１２の周壁の接線方向から圧力水１Ｗ（流動水を含む）を供給する液体導入孔、１４は液体導入孔１３から供給される液体が旋回しながら下降し、旋回流の中心部分で収束しながら反転旋回流Ｊが発生するように、器体１２の上部中心に穿設された液体噴出孔である。
Ｂ．Ｍはイオン化傾向の小さい金属又はイオン化傾向の大きい金属で作られた球状金属であり、磨耗した場合は底凹面Ｍ．Ｗの交換と同様に底凹面Ｍ．Ｗを外して交換できるようになっている。
Ｇ１は機能水生成器１１全体が転倒及び横向きに傾いても、球状金属Ｂ．Ｍが液体噴出孔１４を閉塞させることがない閉塞防止部である。
Ｒは器体１２周壁の接線方向に取り付けられた液体導入孔１３から、圧力水１Ｗ（流動水）を供給することで器体１２内に発生する旋回流、２Ｗは機能水生成器１１内で生成された金属イオンを含んだ機能水である。
図７中の液体導入孔１３から供給された圧力水１Ｗ（流動水）は、器体１２内を旋回しながら下降し底凹面Ｍ．Ｗの底部ほぼ中心付近で、器体１２上部の中心に穿設された液体噴出孔１４の孔径の幅まで収束し反転旋回流Ｊになり、上昇しながら高速旋回し液体噴出孔１４から機能水２Ｗとして排出される。
この時、器体１２内で発生している旋回流Ｒにより、球状金属Ｂ．Ｍを底凹面Ｍ．Ｗ内で旋回運動させることができ、更に遠心力も加わり底凹面Ｍ．Ｗと強力に接触させることができることで、イオン化傾向の小さい金属からイオン化傾向の大きい金属に電流が流れ、イオン化傾向の大きい金属からイオン化傾向の小さい金属に電子が移動し、イオン化傾向の大きい金属から金属イオンが水中に溶解され、液体噴出孔１４から金属イオンを含有した機能水２Ｗを得ることができる。
また、所望に合わせて金属イオンが溶出するイオン化傾向の大きい金属（金属を含有した鉱石やセラミック材や合金製も含む）を、底凹面Ｍ．Ｗ又は球状金属Ｂ．Ｍに決めることができる。なお、上記鉱石としては、例えば、ナトリウム、マグネシウム、鉄、マンガン、リチウム、アルミニウム、ホウ素、珪素、酸素、水素、フッ素など多量の金属ミネラルを含むトルマリン鉱石が挙げられる。
また、底凹面Ｍ．Ｗ内で球状金属Ｂ．Ｍが旋回する時の旋回音が大きい場合には、底凹面Ｍ．Ｗを含めた器体１２全体を遮音材等で包むことにより遮音できる。
この時、器体１２内で発生している旋回流Ｒにより、球状金属Ｂ．Ｍを底凹面Ｍ．Ｗ内で旋回運動させることができ、更に遠心力も加わり底凹面Ｍ．Ｗと強力に接触させることができることで、イオン化傾向の小さい金属からイオン化傾向の大きい金属に電流が流れ、イオン化傾向の大きい金属からイオン化傾向の小さい金属に電子が移動し、イオン化傾向の大きい金属から金属イオンが水中に溶解され、液体噴出孔１４から金属イオンを含有した機能水２Ｗを得ることができる。
また、所望に合わせて金属イオンが溶出するイオン化傾向の大きい金属（金属を含有した鉱石やセラミック材や合金製も含む）を、底凹面Ｍ．Ｗ又は球状金属Ｂ．Ｍに決めることができる。なお、上記鉱石としては、例えば、ナトリウム、マグネシウム、鉄、マンガン、リチウム、アルミニウム、ホウ素、珪素、酸素、水素、フッ素など多量の金属ミネラルを含むトルマリン鉱石が挙げられる。
また、底凹面Ｍ．Ｗ内で球状金属Ｂ．Ｍが旋回する時の旋回音が大きい場合には、底凹面Ｍ．Ｗを含めた器体１２全体を遮音材等で包むことにより遮音できる。
図８（ａ）はポンプ吸引側に、器体１２の液体噴出孔１４を接続し、器体１２内に旋回流を発生させて、金属イオン水を生成する機能水生成器の様子を示した断面模式図である。
被処理液Ｗａは液体導入孔１３を介して器体１２内に吸引され、器体１２内に旋回流を発生させることにより、球状金属Ｂ．Ｍを底凹面Ｍ．Ｗ内で旋回接触させる。この接触によりイオン化傾向の大きい金属の金属イオンを被処理液Ｗａ中に溶解させて機能水２Ｗを得ることができる。
また、図８（ｂ）はポンプ吐出側に、器体１２の液体導入孔１３を接続し、圧力水１Ｗによって旋回流を発生させて、球状金属Ｂ．Ｍを底凹面Ｍ．Ｗ内で旋回接触させ、図８（ａ）と同様にイオン化傾向の大きい金属の金属イオンを被処理液Ｗａに溶解させる様子を示した断面模式図である。
また、図８（ｂ）中のバルブＶ１とバルブＶ２を用いて、循環管路Ｐ１内を通過する循環水量を調整することで、機能水２Ｗ中の溶解する金属イオン濃度を調整することもできる。
被処理液Ｗａは液体導入孔１３を介して器体１２内に吸引され、器体１２内に旋回流を発生させることにより、球状金属Ｂ．Ｍを底凹面Ｍ．Ｗ内で旋回接触させる。この接触によりイオン化傾向の大きい金属の金属イオンを被処理液Ｗａ中に溶解させて機能水２Ｗを得ることができる。
また、図８（ｂ）はポンプ吐出側に、器体１２の液体導入孔１３を接続し、圧力水１Ｗによって旋回流を発生させて、球状金属Ｂ．Ｍを底凹面Ｍ．Ｗ内で旋回接触させ、図８（ａ）と同様にイオン化傾向の大きい金属の金属イオンを被処理液Ｗａに溶解させる様子を示した断面模式図である。
また、図８（ｂ）中のバルブＶ１とバルブＶ２を用いて、循環管路Ｐ１内を通過する循環水量を調整することで、機能水２Ｗ中の溶解する金属イオン濃度を調整することもできる。
図９（ａ）や図９（ｂ）はサイホン及び水頭差を利用した流動水を用い、器体１２内に旋回流を発生させて底凹面Ｍ．Ｗ内で球状金属Ｂ．Ｍを旋回接触させ、図７や図８と同様にイオン化傾向の大きい金属の金属イオンを、被処理液Ｗａ中に溶解させる様子を示した断面模式図である。
図１０は金属イオンと微細気泡とを含有した水を、同時に作ることのできる機能水生成器内部の流体の状態を示す要部断面状態図であり、液体導入孔１３から圧力水１Ｗを供給することで、器体１２内に旋回流を発生させて球状金属Ｂ．Ｍを底凹面Ｍ．Ｗ内で旋回接触させて、イオン化傾向の大きい金属の金属イオンを水（液体）に溶解させることは、図７の機能水生成器と同様であるが、液体噴出孔１４の孔径を若干絞り器体１２内に圧力が加わるようにしてディフューザ部５に接続させることで、圧力水１Ｗ中に溶存している気体ｅが反転旋回流Ｊの中心部に向かって放出されて負圧の気体軸Ｘが形成される。
負圧の気体軸Ｘに向かって放出し集まった気体ｅは、ディフューザ部５の壁部Ｃ部分で反転旋回流Ｊにより剪断され微細気泡が生成される。
更に、その微細気泡を含有した圧力水１Ｗはディフューザ部５内を通過することにより、急激な圧力変動による衝撃圧Ｍにより微細気泡が崩壊して更に微細化する。これにより、金属イオン及び微細気泡を含有した機能水２Ｗを生成できる。
また、球状金属B.Mが旋回する時に底凹面M.Wとの接触面を多くする為、底凹面M.Wの形状を球状金属B.Mの球面に合わせて成型すると接触面を多くすることができる。
Ｇ１は図７の機能水生成器と同様に、球状金属Ｂ．Ｍが液体噴出孔１４を閉塞させないための閉塞防止部である。
負圧の気体軸Ｘに向かって放出し集まった気体ｅは、ディフューザ部５の壁部Ｃ部分で反転旋回流Ｊにより剪断され微細気泡が生成される。
更に、その微細気泡を含有した圧力水１Ｗはディフューザ部５内を通過することにより、急激な圧力変動による衝撃圧Ｍにより微細気泡が崩壊して更に微細化する。これにより、金属イオン及び微細気泡を含有した機能水２Ｗを生成できる。
また、球状金属B.Mが旋回する時に底凹面M.Wとの接触面を多くする為、底凹面M.Wの形状を球状金属B.Mの球面に合わせて成型すると接触面を多くすることができる。
Ｇ１は図７の機能水生成器と同様に、球状金属Ｂ．Ｍが液体噴出孔１４を閉塞させないための閉塞防止部である。
図１１は水道水の水圧エネルギーを主なエネルギー源として、気体溶解量調整装置Ｑと各種類の機能水生成器とを管路Ｐ２により接続させ、家屋内において金属イオン及び微細気泡を多量に含んだ機能水を生成し使用するために構成した断面模式図である。
図１１中の（ａ）は、洗濯機内に機能水生成器を配置した断面模式図で、図１１中の（ｂ）は、気体溶解量調整装置Ｑで作られた高濃度の気体溶解水を、更に金属イオンを溶解させる機能水生成器を介して、浴槽中に配置された機能水生成器から微細気泡を発生させる断面模式図で、図１１中の（ｃ）は、炊事場や洗面台等において、空中で微細気泡を多量に発生させて使用する機能水生成器を配置した断面模式図である。
気体溶解量調整装置Ｑ内に供給されている圧力水１Ｗは水道水であり、ＣＯＭＰは気体溶解量調整装置Ｑ上部の孔から気体を供給するコンプレッサーであり、ＯＸから供給される気体には通常空気を使用するが、炭酸ガスや酸素ガス等の気体であっても良い。
Ｃｔｒｌは、気体溶解量調整装置Ｑ内に配置されたＹ満水及びＺ減水の水位を感知する水位センサーや、気体溶解量調整装置Ｑ内の圧力を感知する圧力センサーＰｒ１、及び水道管内の圧力を感知する圧力センサーＰｒからの情報を、気体の供給を調整するバルブＶ３や、水道水の供給を調整するバルブＶ４等に伝えて、気体溶解量調整装置Ｑ内に供給する気体量を調整して水位を調整する制御装置である。
また、気体溶解量調整装置Ｑ内の上部には常時気体が貯留されている為に、家屋外部の水道管内の圧力が変動した時には、この気体を介して家屋内に配管された管路Ｐ２内に圧力が伝わるので、圧力センサーＰｒ１により（ａ）（ｂ）（ｃ）の各バルブＶが閉められたことを感知しバブルＶ４を遮断することにより、家屋内に配管された管路Ｐ２内に起きる圧力変動及びエアーハンマー等の発生を未然に防ぐことができる。
図１１中の（ａ）は、洗濯機内に機能水生成器を配置した断面模式図で、図１１中の（ｂ）は、気体溶解量調整装置Ｑで作られた高濃度の気体溶解水を、更に金属イオンを溶解させる機能水生成器を介して、浴槽中に配置された機能水生成器から微細気泡を発生させる断面模式図で、図１１中の（ｃ）は、炊事場や洗面台等において、空中で微細気泡を多量に発生させて使用する機能水生成器を配置した断面模式図である。
気体溶解量調整装置Ｑ内に供給されている圧力水１Ｗは水道水であり、ＣＯＭＰは気体溶解量調整装置Ｑ上部の孔から気体を供給するコンプレッサーであり、ＯＸから供給される気体には通常空気を使用するが、炭酸ガスや酸素ガス等の気体であっても良い。
Ｃｔｒｌは、気体溶解量調整装置Ｑ内に配置されたＹ満水及びＺ減水の水位を感知する水位センサーや、気体溶解量調整装置Ｑ内の圧力を感知する圧力センサーＰｒ１、及び水道管内の圧力を感知する圧力センサーＰｒからの情報を、気体の供給を調整するバルブＶ３や、水道水の供給を調整するバルブＶ４等に伝えて、気体溶解量調整装置Ｑ内に供給する気体量を調整して水位を調整する制御装置である。
また、気体溶解量調整装置Ｑ内の上部には常時気体が貯留されている為に、家屋外部の水道管内の圧力が変動した時には、この気体を介して家屋内に配管された管路Ｐ２内に圧力が伝わるので、圧力センサーＰｒ１により（ａ）（ｂ）（ｃ）の各バルブＶが閉められたことを感知しバブルＶ４を遮断することにより、家屋内に配管された管路Ｐ２内に起きる圧力変動及びエアーハンマー等の発生を未然に防ぐことができる。
（１）現在、水道水の供給目的は、主な家屋内へ水を供給することであり、水圧をエネルギー源として利用されておらず無駄に捨てられている。
本発明の機能水生成器及び機能水生成方法によれば、この水圧をエネルギー源として利用し、例えば、風呂、炊事、洗濯等において、微細気泡を多量に含んだ機能水を生成することにより、石鹸及び洗剤等の使用量を最小限に抑える給水設備を家庭内に提供できる。
また、給水設備産業界には、水道水の水圧エネルギーを利用した新しい設備産業を提供することができる。
（２）水処理及び水環境産業へ、湖沼、河川、海洋等の水質を改善する機能水生成器及び機能水生成方法を提供することができる。
（３）水道水・ポンプ・水頭差等によって作られる流動水のエネルギーで、異種金属を旋回接触させて、銀、銅、亜鉛等の金属イオンを流動水中に溶解させることで、殺菌効果及び消臭効果等を持つ、機能水を製造することのできる機能水生成器及び機能水生成方法を提供することができる。
（４）水道水・ポンプ・水頭差等によって作られる流動水のエネルギーで、異種金属を旋回接触させて、植物及び動物の成長にとって重要な働きをする鉄、マグネシウム、亜鉛等の金属イオン水を含んだ液肥及びミネラルイオン水を製造することのできる機能水生成器及び機能水生成方法を提供することができる。
本発明の機能水生成器及び機能水生成方法によれば、この水圧をエネルギー源として利用し、例えば、風呂、炊事、洗濯等において、微細気泡を多量に含んだ機能水を生成することにより、石鹸及び洗剤等の使用量を最小限に抑える給水設備を家庭内に提供できる。
また、給水設備産業界には、水道水の水圧エネルギーを利用した新しい設備産業を提供することができる。
（２）水処理及び水環境産業へ、湖沼、河川、海洋等の水質を改善する機能水生成器及び機能水生成方法を提供することができる。
（３）水道水・ポンプ・水頭差等によって作られる流動水のエネルギーで、異種金属を旋回接触させて、銀、銅、亜鉛等の金属イオンを流動水中に溶解させることで、殺菌効果及び消臭効果等を持つ、機能水を製造することのできる機能水生成器及び機能水生成方法を提供することができる。
（４）水道水・ポンプ・水頭差等によって作られる流動水のエネルギーで、異種金属を旋回接触させて、植物及び動物の成長にとって重要な働きをする鉄、マグネシウム、亜鉛等の金属イオン水を含んだ液肥及びミネラルイオン水を製造することのできる機能水生成器及び機能水生成方法を提供することができる。
Claims (3)
- 水道水・ポンプ・水頭差によって作られる圧力水を用いる機能水生成器（１）であって、
回転対称に形成され回転対称軸の軸方向の一方又は双方に向かって縮径した中空部を有する器体（２）と、
前記器体（２）の周壁部に接線方向に開口された気液導入孔（３）と、
前記中空部の回転対称軸の方向に開口して前記中空部の縮径部分に設けられた気液噴出孔（４）と、
前記気液噴出孔（４）に接続され出口に向かって漸次拡径する流路を前記器体（２）の外側に形成するとともに、前記気液噴出孔（４）の一部を覆うように前記回転対象軸上に壁部（Ｃ）が設けられるディフューザ部（５）と、を備え、
前記気液噴出孔（４）は前記器体（２）内に流入した気液混合流体の旋回流（Ｒ）により形成される負圧の気体軸（Ｘ）の位置にあわせて穿設されることを特徴とする機能水生成器（１）。 - 前記気液噴出孔（４）が前記回転対称軸の左右両側に設けられ、
それぞれに前記ディフューザ部（５）が接続されていることを特徴とする請求項１に記載の機能水生成器（１）。 - 請求項１又は請求項２に記載の機能水生成器（１）において、前記気液導入孔（３）から水道水・ポンプ・水頭差によって作られる圧力水（１Ｗ）を供給することで前記器体（２）内の中心部に負圧の気体軸（Ｘ）が形成されることにより、前記圧力水（１Ｗ）中に溶存している気体（ｅ）が前記負圧の気体軸（Ｘ）に向かって放出及び集まる溶存気体放出工程と、前記負圧の気体軸（Ｘ）に集まり増加する膨張気体を旋回流（Ｒ）によりディフューザ部（５）の前記壁部（Ｃ）で剪断し、微細気泡を含有した水を気液噴出孔（４）から噴出させる膨張気体剪断工程と、前記膨張気体剪断工程によって作られた微細気泡を、前記ディフューザ部（５）内を通過させることにより、微細気泡に急激な圧力変動を与えて崩壊させ、更に微細化された微細気泡を生成する衝撃圧微細化工程と、を備えたことを特徴とする機能水生成方法。
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