JP7204531B2 - ウルトラファインバブル生成装置 - Google Patents
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図1は、本発明に適用可能なウルトラファインバブル生成装置(UFB生成装置)の基本構成の一例を示す図である。本実施形態のUFB生成装置1は、前処理ユニット100、溶解ユニット200、T-UFB生成ユニット300、後処理ユニット400、及び回収ユニット500を含む。前処理ユニット100に供給された水道水などの液体Wは、上記の順番で各ユニット固有の処理が施され、T-UFB含有液として回収ユニット500で回収される。以下、各ユニットの機能及び構成について説明する。詳細は後述するが、本明細書では急激な発熱に伴う膜沸騰を利用して生成したUFBをT-UFB(Thermal-Ultra Fine Bubble)と称す。
ここで、T-UFB含有液を生成するために使用可能な液体Wについて説明する。本実施形態で使用可能な液体Wとしては、例えば、純水、イオン交換水、蒸留水、生理活性水、磁気活性水、化粧水、水道水、海水、川水、上下水、湖水、地下水、雨水などが挙げられる。また、これらの液体等を含む混合液体も使用可能である。また、水と水溶性有機溶剤との混合溶媒も使用できる。水と混合して使用される水溶性有機溶剤としては特に限定されないが、具体例として、以下のものを挙げることができる。メチルアルコール、エチルアルコール、n-プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n-ブチルアルコール、sec-ブチルアルコール、tert-ブチルアルコールなどの炭素数1乃至4のアルキルアルコール類。N-メチル-2-ピロリドン、2-ピロリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミドなどのアミド類。アセトン、ジアセトンアルコールなどのケトン又はケトアルコール類。テトラヒドロフラン、ジオキサンなどの環状エーテル類。エチレングリコール、1,2-プロピレングリコール、1,3-プロピレングリコール。1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,2-ヘキサンジオール、1,6-ヘキサンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、チオジグリコールなどのグリコール類。エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテルなどの多価アルコールの低級アルキルエーテル類。ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのポリアルキレングリコール類。グリセリン、1,2,6-ヘキサントリオール、トリメチロールプロパンなどのトリオール類。これらの水溶性有機溶剤は、単独で用いてもよく、または2種以上を併用してもよい。
次に、以上説明したT-UFB生成方法の特徴と効果を、従来のUFB生成方法と比較して説明する。例えばベンチュリー方式に代表される従来の気泡生成装置においては、流路の一部に減圧ノズルのようなメカ的な減圧構造を設け、この減圧構造を通過するように所定の圧力で液体を流すことにより、減圧構造の下流の領域に様々なサイズの気泡を生成している。
一般に、ウルトラファインバブル含有液は、内包される気体の種類によって用途が区別される。なお、液体にPPM~BPM程度の量を液体中に溶解できる気体であれば、いずれの気体においてもUFB化させることが可能である。1例としては、下記のような用途に応用する事ができる。
・浄水器に対し、T-UFB生成ユニットを配することにより、浄水効果やPH調製液の精製効果を高めることが期待できる。また、炭酸水サーバなどにT-UFB生成ユニットを配することもできる。
近年、衣類に付着した汚れなどを除去するための洗浄水として、UFB含有液が注目されている。上記実施形態で説明したT-UFB生成ユニットを洗濯機に配し、従来よりも純度が高く浸透性に優れたUFB含有液を洗濯層に供給することにより、更に洗浄力を向上させることが期待できる。
・化粧品などにT-UFB含有液を含有させることで、皮下細胞への浸透を促進するとともに防腐剤や界面活性剤などの皮膚に悪影響を与える添加剤を大幅に低下させることができる。その結果、より安心で、且つ、機能性のある化粧品を提供する事ができる。
次に、本発明の第1の実施形態を説明する。本実施形態では、目標のUFB濃度を持つUFB含有液の生成を行うと共に、発熱素子の仕様及び制御設定に基づいて、目標生成時間を高精度に予測してユーザに通知する例について説明する。
i) 発熱素子の総数=1.0e4(=1.0×104)
ii)UFB生成速度=(1.0e4)×10×(1.0e4)=1.0e9(個/秒)
・(1.0e8(個/mL)×1.0e3(mL))÷1.0e9(個/秒))
=1.0e2(秒)
=100(秒)
となる。
(0,6e8(個/mL)×1.0e3(mL))÷1.0e9(個/秒))
=0.6e2(秒)
となる。
第1の実施形態では、使用する発熱素子10の総数を一定数(第1実施形態では1万個)に固定してUFB含有液を生成する例を示した。しかし、実際には、発熱素子10は、発熱、発泡及び消泡に伴うダメージにより、発熱素子が発熱機能を喪失することが発生する場合がある。この場合、生成されるUFB量が低下するという課題が生じる。
いま、1万個の発熱素子10の中の2千個の発熱素子が発熱機能を喪失していたとすると、使用可能な発熱素子の総数は
使用可能な発熱素子の総数=0.8e4(=0.8×104)
となる。
UFBの生成速度=(0.8e4)×10×(1.0e4)
=0.8e9(個/秒)
となる。
(0.8e9(個/秒)×50(秒)÷1.0e3(mL))
=0.4e8
となる。従って、S210では、計測結果として4千万個/mLのUFB濃度が得られることとなる。この計測結果として得られるUFB濃度は、目標UFB濃度5千万個/mL5より低いため、次のS211の判定処理ではNoの判定がなされる。
S212では、S210で計測したUFB濃度とUFBの生成開始からの経過時間(50(秒))とに基づき、これまでに行われていた実際のUFB生成速度を以下のように算出する。
(4.0e7(個/mL)×1.0e3(mL))÷50(秒)=0.8e9(個/秒)
となる。この算出結果から、当初想定していたUFB生成速度1.0e9(個/秒)に対して、実際に行われていたUFB生成速度は、2割少ない0.8e9(個/秒)であったことが判明する。
発熱素子の総数=0.8e4(=0.8×104)
に更新する。
UFBの生成速度=(0.8e4)×10×(1.0e4)=0.8e9(個/秒)
に更新する。
(0.8e9(個/秒)×50(秒)÷1.0e3(mL))=0.4e8
に更新する。以上の処理がS212で行われる。
よって、残り6千万個/mL分のUFB濃度のUFB含有液を1L生成するのに必要な時間(秒数)は、
(0,6e8(個/mL)×1.0e3(mL))÷0.8e9(個/秒))
=0.75e2(秒)
となる。
第1及び第2の実施形態では、T-UFB方式で目標UFB濃度のUFB含有液を得るための所要時間を高精度に推定できる例を説明した。これに対し、第3の実施形態では、UFB生成速度を制御することで、実際のUFB生成時間を目標生成時間に近づけるような制御を行う。
S212でのUFB生成経過時間Tと生成UFB濃度Dの関係を示す図である。
T-UFB方式を用いた上記各実施形態では、生成するUFB含有液の濃度を目標とするUFB濃度に高精度に近づけることが可能である。このため、UFB含有液の目標UFB濃度の設定が高すぎる場合にも、その設定値に従って高濃度のUFB含有液が生成されてしまうことが懸念される。そこで、本実施形態におけるUFB含有液の生成装置は、ユーザが高すぎる目標UFB濃度を設定してしまった場合には、UFB濃度を適切な濃度に制限する機能を備える。
次に、本発明に係るUFB生成装置の第5の実施形態を説明する。
図21は、浄水器として使用されるT-UFB生成装置を模式的に示す図である。
図21において、T-UFB生成装置700は、水道の蛇口の先に装着するT-UFB生成ユニット711(以下、単にユニットともいう)を有し、水道の蛇口からユニット711に流入した水(液体)に対してUFBを付与することにより水道水の浄化を行う。ユニット711には、水の有無を検知する液体検知センサ(液体検出手段)7111と、水流の速さを検出する流速センサ(流速検知手段)7112と、内部に流入した水に対してT-UFBを生成する発熱部7113とが互いに近接して設けられている。さらに、ユニット711には発熱部7113の駆動を制御する制御部713が設けられている。
・OFF設定ボタン7121が最後に押下→目標UFB濃度=0
・LOW設定ボタン7122が最後に押下→目標UFB濃度=100万個/mL
・HIGH設定ボタン7123が最後に押下→目標UFB濃度=200万個/mL
本例においては、
・発熱素子数が1000個
・1つの発熱素子を1回駆動したときに生成されるUFBの数が10個
とし、発熱素子の1秒間あたりの駆動回数(駆動周波数)を制御することで目標UFB濃度を実現する。
10(mL/秒)×100万(個/mL)=1000万(個/秒)
のUFB生成速度が必要となる。
1000×10=1万(個/駆動回数)
のUFBが生成されるので、必要UFB生成速度を実現するために1秒間に発熱部7113を駆動すべき回数は、
1000万(個/秒)÷1万(個/駆動回数)=1000(駆動回数/秒)
となる。
さらに、UFB生成ユニット711に不図示の通信部を搭載し、スマートフォン等の外部機器に対して上記実際のUFB生成濃度等の情報を送信して、外部機器側で表示させることも可能である。
次に、洗濯機に搭載されるT-UFB生成装置について説明する。洗濯機に搭載されるT-UFB生成装置においても、供給される水に対して所定のUFB濃度のUFBを安定的に供給する構成は、図21に示したT-UFB生成装置700と同様である。但し、本例におけるT-UFB生成装置800においては、洗濯機固有の機能に適合するUFB含有液を生成することが求められる。洗濯機固有の機能としては、例えば、
洗濯:衣類に付着した汚れ等を除去する。
槽洗浄:洗濯槽に付着した黒カビ等を除去する。
洗濯:UFB濃度上限 100万(個/mL)
槽洗浄:UFB濃度下限 1000万(個/mL)
という制御が必要となる。すなわち、洗濯の場合には汚れ等を除去すると同時に、衣類へのダメージを避けるために所定のUFB濃度を上限とする必要がある。これに対して、槽洗浄の場合には衣類へのダメージを考慮する必要がないことから、黒カビ等を除去するために必要とされる比較的高濃度のUFBを確実に生成することが好ましい。
・1個の発熱素子を1回駆動した際のUFBの生成数: 10個
・各発熱素子の上限駆動回数/秒: 4000回/秒
上記性能において、通常洗濯と槽洗浄のそれぞれについて給水経路8303から供給される水の流速と各発熱素子の駆動回数との関係を表8に示す。
・通常洗濯時の流速:400mL/秒(40LのUFB含有液の供給に約 100秒)
・槽洗浄時の流速 : 40mL/秒(40LのUFB含有液の供給に約1000秒)
というように、流速を制御することで、通常洗濯時と槽洗浄時のいずれにおいても、必要なUFB濃度を実現することができる。
次に、本発明の第6の実施形態におけるUFB生成装置を説明する。本実施形態は、液体貯留容器に貯留された液体内にUFBを生成し、所望のUFB濃度のUFB含有液を生成することが可能なT-UFB生成装置を備えるものである。
・水温が高温になることにより、飽和溶解度が下がる
・気体が析出するきっかけとなるUFBを含む泡が既に存在している
などの状態が発生することによる。換言すれば、従来のベンチュリー方式のUFB生成原理に類するようなUFB生成状態が発生し、UFBの生成効率が低下することとなる。但し、T-UFB生成方式自体は機能するため、従来のUFB生成方式よりは高濃度・高効率でUFBを生成することが可能である。しかし、より効率的にUFBを生成するためには、本実施形態のように、水平に配置された発熱部の下面にはT-UFB生成装置を配置せず、水平以外の方向にT-UFB生成装置を配置して水の対流を生じさせるようにすることが好ましい。
上記実施形態の説明からも明らかなように、本発明に係るT-UFB生成装置は、従来のUFB生成装置に比して、以下のような優位性を有している。
・高いUFB濃度を生成可能である
・UFB生成量及び生成速度を制御可能である
・UFB生成を制御可能であるため、生成されるUFB濃度を予測可能である
・UFBが消費された際にその分を高精度に補充することが可能である
といった優位性がある。
アロマディフューザーに、本発明に係るT-UFB生成装置を搭載することにより、種々の使用状況に応じたUFB濃度やUFB生成速度の切換及び制御が可能となり、
・来客時等の準備に向けた急速UFB生成モード
・睡眠時のための低速UFB生成モード
・アロマオイル種別に応じた適切なUFB生成速度切り換え
・大気中のUFB濃度検知器との組み合わせによる、UFB濃度の一定化
・高濃度UFBを用いたディフューザー内洗浄機能
・低濃度UFBを用いたアロマディフューズ機能
等が実現可能となる。
シャワーに、本発明に係るT-UFB生成装置を搭載することにより、種々の使用状況に応じたUFB濃度やUFB生成速度の切換及び制御が可能となり、
・温水/冷水時で気体の飽和溶解度が異なるため、温度に応じたUFB生成速度切り換え
・流速に応じたUFB生成速度の切り換え
・洗浄対象に応じたUFB濃度切り換え
・相対的高濃度UFBを用いたシャワー内洗浄機能
・相対的低濃度UFBを用いた人体洗浄機能
等が実現可能となる。
浴室洗浄機に、本発明に係るT-UFB生成装置を搭載することにより、種々の使用状況に応じたUFB濃度やUFB生成速度の切換及び制御が可能となり、
・温水/冷水時で飽和溶解度が異なるため、温度に応じたUFB生成速度切り換え
・流速に応じたUFB生成速度の切り換え
・洗浄対象に応じたUFB濃度切り換え
・相対的高濃度UFBを用いたカビ取り・配管洗浄機能
・相対的低濃度UFBを用いた浴室・浴槽洗浄機能
等が実現可能となる。
便器洗浄機に、本発明に係るT-UFB生成装置を搭載することにより、種々の使用状況に応じたUFB濃度やUFB生成速度の切換え及び制御が可能となり、
・温水/冷水時で飽和溶解度が異なるため、温度に応じたUFB生成速度の切換え
・流速に応じたUFB生成速度の切換え
・洗浄対象に応じたUFB濃度切換え
・相対的高濃度UFBを用いた水アカ取り・配管洗浄機能
・相対的低濃度UFBを用いた人体洗浄機能
等が実現可能となる。
ウィンドウウォッシャーに、本発明に係るT-UFB生成装置を搭載することにより、種々の使用状況に応じたUFB濃度やUFB生成速度の切換及び制御が可能となり、
・ウィンドウウォッシャー液の温度で飽和溶解度が異なるため、液温度もしくは環境温度に応じたUFB生成速度切り換え
・ワイパー速度に応じたUFB生成速度の切り換え
・車の移動速度が速い程液は短時間でウィンドウ外に流出するため、車の移動速度に応じたUFB生成速度切り換え
・一定期間ワイピングを行わない場合にウィンドウに埃が付着するため、非ワイピング期間が長い場合にUFB濃度を高くして埃除去効率を上げる
・洗浄対象に応じたUFB濃度切り換え
例えば、・相対的高濃度UFBを用いた水アカ取り・配管洗浄機能
・相対的低濃度UFBを用いた雨天時のワイピングサポート
等が実現可能となる。
食器洗浄機に、本発明に係るT-UFB生成装置を搭載することにより、種々の使用状況に応じたUFB濃度やUFB生成速度の切換及び制御が可能となり、
・温水/冷水時で飽和溶解度が異なるため、温度に応じたUFB生成速度切り換え
・流速に応じたUFB生成速度の切り換え
・従来の食器洗浄機では高温でしか洗浄出来なかったために、食器洗浄機が利用できなかった材質の食器も、低温水+高濃度UFBで洗浄可能となる。(例:プラスチック、塗装品等)
・硬水/軟水等の水質に応じたUFB濃度の制御
(水アカ等の発生が多い硬水に対して相対的に高濃度なUFB生成を行い、軟水に対して相対的に低濃度なUFB生成を行う制御等)
・洗剤を用いる事が不適切な食器(材質や塗装品等)に対して、相対的に高濃度のUFB生成を行う洗剤不使用モード
・高温高濃度UFB水を用いる金属製調理器具洗浄モード
等が実現可能となる。
コーヒーメーカーに、本発明に係るT-UFB生成装置を搭載することにより、種々の使用状況に応じたUFB濃度やUFB生成速度の切換及び制御が可能となり、
・温水/冷水時で飽和溶解度が異なるため、温度に応じたUFB生成速度切り換え
・流速に応じたUFB生成速度の切り換え
・氷で薄めるアイスコーヒー生成時には相対的高濃度UFBを生成
・ミルクと混合するカフェオレ生成時には相対的高濃度UFBを生成
等が実現可能となる。
高圧洗浄機に、本発明に係るT-UFB生成装置を搭載することにより、種々の使用状況に応じたUFB濃度やUFB生成速度の切換及び制御が可能となり、
・温水/冷水時で飽和溶解度が異なるため、温度に応じたUFB生成速度切り換え
・流速に応じたUFB生成速度の切り換え
・洗剤を用いる事が不適切な食器(材質や塗装品等)に対して、相対的に高濃度のUFB生成を行う洗剤不使用モード
・硬水/軟水等の水質に応じたUFB濃度の切換え
等が実現可能となる。
食材洗浄機に、本発明に係るT-UFB生成装置を搭載することにより、種々の使用状況に応じたUFB濃度やUFB生成速度の切換及び制御が可能となり、
・温水/冷水時で飽和溶解度が異なるため、温度に応じたUFB生成速度の切換え
・流速に応じたUFB生成速度の切換え
・低温高濃度UFBを用いる事で食材の変質を低減する生肉・生野菜洗浄モード
・高温高濃度UFBを用いる事で洗浄効果を優先した土洗浄モード
・高温高濃度UFBを用いる洗浄機自体の洗浄モード
等が実現可能となる。
洗車機に、本発明に係るT-UFB生成装置を搭載することにより、種々の使用状況に応じたUFB濃度やUFB生成速度の切換え及び制御が可能となり、
・温水/冷水時で飽和溶解度が異なるため、温度に応じたUFB生成速度切換え
・流速に応じたUFB生成速度の切換え
・洗剤を用いる事が不適切な車体(材質や塗装品等)に対して、相対的に高濃度のUFB生成を行う洗剤不使用モード
・高温高濃度UFBを用いる洗車機自体の洗浄モード
等が実現可能となる。
医療器に本発明に係るT-UFB生成装置を組み込む、もしくは医療器を本発明に係るT-UFB生成装置に接続することにより、種々の使用状況に応じたUFB濃度やUFB生成速度の切換え及び制御が可能になり、以下の機器への適用が可能になる。
(i)歯科医療器への適用
・相対的高濃度UFBによる医療器具の内部洗浄
・相対的低濃度UFBによる人体(口腔・歯)洗浄
(ii)手術支援ロボットへの適用
・相対的高濃度UFBによる手術器具の内部洗浄
・相対的低濃度UFBによる人体(皮膚・臓器)洗浄
・臓器等の保存水中等でUFB濃度が低下した際のUFB追加
(iii)内視鏡への適用
・相対的高濃度UFBによる内視鏡器具の内部洗浄
・相対的低濃度UFBによる人体(体内・臓器・血管)洗浄
・内視鏡の挿入時に内視鏡表面をUFB水で被覆する事による除菌・抗菌
治療器に、本発明に係るT-UFB生成装置を組み込む、もしくは医療器を本発明に係るT-UFB生成装置に接続することにより、種々の使用状況に応じたUFB濃度やUFB生成速度の切換え及び制御が可能になり、
・歯科(虫歯に出来たバイオフィルム除去等)用の高濃度オゾンナノバブル水の生成
・やけどの水ぶくれ用の高濃度オゾンUFB水の生成
・酸素高濃度UFBを用いることで、内視鏡などで傷ついた消化器管(大腸、小腸、胃など)の内壁の止血
・患者の年齢や性別、体調に応じたUFB濃度の生成
等への適用が可能となる。
水道に、本発明に係るT-UFB生成装置を搭載することにより、図21及び図22に示す例を含め、種々の使用状況に応じたUFB濃度やUFB生成速度の切換及び制御が可能となり、
・温水/冷水時で飽和溶解度が異なることによる、温度に応じたUFB生成速度切り換え
・流速に応じたUFB生成速度の切り換え
・高濃度UFBを用いた塩素無し水道
等が実現可能となる。
アパートなどの集合住宅の屋上等に設置されている貯水槽においても、本発明に係るT-UFB生成装置を搭載することにより、種々の使用状況に応じたUFB濃度やUFB生成速度の切換及び制御が可能となり、
・住民が使用し、通常水を追加することで低下したUFB濃度を所定のUFB濃度にするためのUFB追加処理
・長期保存時に低下したUFB濃度を所定のUFB濃度にするためのUFB追加処理
・高濃度UFBを用いた塩素無し貯水槽
等が実現可能となる。
低温殺菌機に、本発明に係るT-UFB生成装置を搭載することにより、種々の使用状況に応じたUFB濃度やUFB生成速度の切換及び制御が可能となり、
・日本酒および焼酎に対する低温高濃度(二酸化炭素含有)UFB水殺菌
・ワインに対する低温高濃度(窒素含有)UFB水殺菌
・菌濃度に応じた適切なUFB濃度
・醸造工程に合わせた適切なUFB濃度
等が実現可能となる。
養魚器に、本発明に係るT-UFB生成装置を搭載することにより、種々の使用状況に応じたUFB濃度やUFB生成速度の切換及び制御が可能となり、
・魚の種別に応じたUFB濃度
・魚の成長に応じたUFB濃度を設定する事で成長速度を制御
・幼魚器の水温に合わせたUFB生成速度制御でUFB濃度一定化
等が実現可能となる。
食材保存水においても、本発明に係るT-UFB生成装置を搭載することにより、種々の使用状況に応じたUFB濃度やUFB生成速度の切換及び制御が可能となり、
・食材の種別に応じたUFB濃度
・保存時に減少したUFB濃度を補充する形でのUFB生成速度の制御
・食材保存水の水温に合わせたUFB生成速度制御でUFB濃度一定化
等が実現可能となる。
真珠養殖器に、本発明に係るT-UFB生成装置を搭載することにより、種々の使用状況に応じたUFB濃度やUFB生成速度の切換及び制御が可能となり、
・真珠の種別に応じたUFB濃度
・真珠の成長に応じたUFB濃度を設定することによる成長速度の制御
・真珠養殖器の水温に合わせたUFB生成速度の制御によるUFB濃度の一定化
等が実現可能となる。
炭酸水サーバに、本発明に係るT-UFB生成装置を搭載することにより、種々の使用状況に応じたUFB濃度やUFB生成速度の切換及び制御が可能となり、
・炭酸水(硬水・軟水)の種別に応じたUFB濃度
・炭酸水の流量に合わせたUFB生成速度の制御
・炭酸水の水温に合わせたUFB生成速度の制御
等が実現可能となる。
ウェハ研磨機に、本発明に係るT-UFB生成装置を搭載することにより、種々の使用状況に応じたUFB濃度やUFB生成速度の切換及び制御が可能となり、
・研磨水に高濃度UFBを添加
・研磨対象に応じたUFB濃度の制御
・研磨途中で減少したUFBを追加生成してUFB濃度を一定に保つ制御
等が実現可能となる。
レジスト剥離器に、本発明に係るT-UFB生成装置を搭載することにより、種々の使用状況に応じたUFB濃度やUFB生成速度の切換及び制御が可能となり、
・インプラ工程後の難剥離レジストの除去を行うための高濃度UFBの生成
・レジストの状態(剥離難度)に応じたUFB濃度の制御
・剥離途中で減少したUFBを追加生成してUFB濃度を一定に制御
等が実現可能となる。
部品洗浄機に、本発明に係るT-UFB生成装置を搭載することにより、種々の使用状況に応じたUFB濃度やUFB生成速度の切換及び制御が可能となり、
・プレス加工後のバリ取り(グラインダー)工程において高濃度UFBを用いたコンタミネーションを除去するための洗浄
・加工対象の材質に応じたUFB濃度の制御
・プレス加工前、加工後等の状態に応じたUFB濃度の制御
等が実現可能となる。
ヒビ割れ修復器に、本発明に係るT-UFB生成装置を搭載することにより、種々の使用状況に応じたUFB濃度やUFB生成速度の切換及び制御が可能となり、
・二酸化炭素高濃度UFBを噴射の後に放置することで、コンクリート部材との反応により穴を埋める処理
・コンクリート部材の種別に応じたUFB濃度の制御
・コンクリート部材の製造からの経過年数に応じたUFB濃度の制御
・コンクリート部材の元々の密度に応じたUFB濃度の制御
・修復の進捗度合いに基づいてUFB濃度を増加、低下させる処理
等が実現可能となる。
自動車に、本発明に係るT-UFB生成装置を搭載することにより、種々の使用状況に応じたUFB濃度やUFB生成速度の切換及び制御が可能となり、
・燃料中に高濃度な酸素UFB添加による燃焼効率アップ
・選択されたギアに応じたUFB濃度の制御
・燃料の温度に応じたUFB濃度の制御
・エンジンの回転数に応じたUFB濃度の制御
等が実現可能となる。
脱色器においても、本発明に係るT-UFB生成装置を搭載することにより、種々の使用状況に応じたUFB濃度やUFB生成速度の切換及び制御が可能となり、
・プールの脱色(オゾン高濃度UFB)による水の透明性の改善処理
・地下水の脱色(酸素高濃度UFB)による鉄分の酸化処理
等が実現可能となる。
10 発熱素子
10G 発熱部
1001 CPU(制御手段)
2000 発熱素子駆動部(駆動手段)
Claims (15)
- 液体を加熱可能に構成された発熱素子を有する発熱部と、
前記発熱部を駆動することで前記液体に膜沸騰を生じさせて、前記液体中にウルトラファインバブルを生成させるように構成された駆動手段と、
前記駆動手段を制御するための制御手段と、を備えるウルトラファインバブル生成装置であって、
前記制御手段は、前記液体に生成させるウルトラファインバブルの数、前記液体に含有させるウルトラファインバブルの目標濃度、前記液体に生成させるウルトラファインバブルの生成速度、の少なくとも一つに基づいて、前記駆動手段が前記発熱素子を駆動する際の駆動条件を制御することを特徴とするウルトラファインバブル生成装置。 - 前記駆動条件は、前記発熱素子を駆動する際の駆動周波数、前記発熱素子を駆動する際の駆動時間、及び、前記発熱部が複数の発熱素子を有する場合に前記複数の発熱素子の中で駆動する発熱素子の数の少なくとも1つの条件であることを特徴とする請求項1に記載のウルトラファインバブル生成装置。
- 前記駆動条件に基づき、所定の濃度を有するウルトラファインバブル含有液を所定量生成するための生成時間を推定する推定手段をさらに備えることを特徴とする請求項1または2に記載のウルトラファインバブル生成装置。
- 前記推定手段によって推定された前記生成時間を通知する通知手段をさらに備えることを特徴とする請求項3に記載のウルトラファインバブル生成装置。
- 前記液体のウルトラファインバブルの濃度を検出する濃度検知手段をさらに備え、
前記推定手段は、前記駆動条件と、前記ウルトラファインバブルの生成中に前記濃度検知手段によって検出されたウルトラファインバブルの濃度と、に基づいて前記生成時間を更新し、
前記通知手段は、前記推定手段によって更新された前記生成時間を通知することを特徴とする請求項4に記載のウルトラファインバブル生成装置。 - 前記制御手段は、前記発熱部に設けられている前記発熱素子の駆動を停止させることにより、ウルトラファインバブルの生成を停止させることが可能であることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載のウルトラファインバブル生成装置。
- 前記発熱部は、所定の液体経路を流動する液体と接触する位置に配されていることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載のウルトラファインバブル生成装置。
- 前記液体経路は、前記発熱部と接触する位置を通過する循環流路によって形成されていることを特徴とする請求項7に記載のウルトラファインバブル生成装置。
- 前記液体経路は、前記発熱部に接触した液体を所定の使用位置へと流出させることを特徴とする請求項7に記載のウルトラファインバブル生成装置。
- 前記発熱部と接触する液体の流速を検出する流速検知手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記流速検知手段によって検出された流速と、前記液体におけるウルトラファインバブルの濃度とに基づき、前記駆動条件を制御することを特徴とする請求項7ないし9のいずれか1項に記載のウルトラファインバブル生成装置。 - 前記発熱部は、液体貯留容器の貯留室に貯留される液体と接触する位置に配置されていることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載のウルトラファインバブル生成装置。
- 前記発熱部は、前記貯留室の底面と側面の少なくとも1つに設けられ、前記発熱素子によって発生した熱により、前記貯留室に貯留されている液体を対流させることを特徴とする請求項11に記載のウルトラファインバブル生成装置。
- 前記発熱部より重力方向上方で近接する位置に液体を検知する液体検知手段をさらに有し、
前記制御手段は、前記液体検知手段によって液体が検知された後、前記発熱部に設けられている発熱素子の駆動を行うことを特徴とする請求項11または12に記載のウルトラファインバブル生成装置。 - 前記液体経路は、水道設備の配管部であることを特徴とする請求項9または10に記載のウルトラファインバブル生成装置。
- 前記液体経路は、洗濯機の洗濯槽への給水を行う給水経路であることを特徴とする請求項9または10に記載のウルトラファインバブル生成装置。
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