JPH0226658A

JPH0226658A - 微細気泡発生ノズル

Info

Publication number: JPH0226658A
Application number: JP63177303A
Authority: JP
Inventors: Shinya Hirota; 伸也広田; Harumori Kawagoe; 川越　治衛; Naoki Kumon; 久門　直樹; Keiichi Teramachi; 啓一寺町
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1988-07-15
Filing date: 1988-07-15
Publication date: 1990-01-29
Also published as: JPH0474056B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、液体中に任意の径の微細気泡を高密度に発生
させる微細気泡発生装置に関する。

［従来の技術］従来、液体中に気泡を発生させる方法として、液体中に
気体を多孔板を介して注入して気泡を形成する方法があ
るが、発生する気泡径が大きいという欠点があった。一
方、液体中に気体を注入して気泡を形成し、該気泡を含
む液体を加圧゛して気泡内の気体を該液体に溶解せしめ
、次いで該液体を減圧して微細気泡を形成する方法は、
古くから知られている。

また同方式を用いて、気体を該液体に溶解させ、次いで
該液体を減圧・攪拌して微細気泡を形成する方法が特開
昭５９−１６５２７号公報に示されており、この開示に
よれば、該加圧液体を減圧・攪拌するための第３工程に
おいて、微細気泡を形成させている。

更に、別の従来例として第９図に示すようなものがある
。このｌ１ｓ９図に示すものは、細径部３６と太径部３
７とを形成した減圧ノズル本体３８の内部にオリフィス
３９を形成したオリフィス板４０を設けたものであり、
オリフィス３９を通過させることで微細気泡を析出させ
るようにしている。

更にまた、第１０図に示すようにオリフィス３９の先に
金網４１を巻いて構成した障害物を配置して加圧水を障
害物に当てて刺激を与えて気泡生成を促進させることも
考えられる。

［発明が解決しようとする課題］しかして、上記従来例において、液体中に気体を注入し
て気泡を形成し、該気泡を含む液体を加圧して気泡内の
気体を該液体に溶解せしめ、次いで該液体を減圧して微
細気泡を形成する方法は、単に減圧しただけでは微細な
気泡の発生はするが少量しか得られないことがわかった
。

更に、特開昭５９−１６５２７号公報に示された方式に
おいては、減圧・攪拌する減圧部に複雑なスタティック
ミキサーのような静的攪拌部を使って攪拌し、更に、い
ぼ状の突起物を減圧部配管内に施しており、形状が複雑
で、加工が困難であるばかりか、コスト＾にもなってい
る。更に、この減圧部により生成された微細気泡の直径
は、特開昭５９−１６５２７号公報によると、１０〜４
０μ輪（同明細書には半径５〜２０μ−とある）と微細
気泡としては比較的直径が大かいという欠点があった。

更に、第９図に示す従来例にあっては、微細気泡は析出
するが、加圧水の流量が多すぎ、減圧が急激すぎ、気泡
の析出後急速に集合成長し、太きい気泡となるため、微
細気泡が少ないものとなっていた。

更にまた、第１０図に示す従来例にあっては加圧水を障
害物に当てて刺激を与えることで気泡生成の核を生ぜし
め、気泡生成を促進させるということも考えられ、つま
り障害物として、金網４１を巻いたものをオリフィス３
９の先に配し、オリフィス３９より吐出された加圧水を
金網４１に激突させることにより、気泡生成を促進しよ
うとするものも考えられるが、このものにあっては第９
図のものに比べて大気泡となる量が減少し、微細気泡の
量が増加することが確認できるが、障害物としての金網
４１を巻いたものは製作が煩わしく、種々の気泡条件に
対応できないばかりか、−度金網４１の内部にごみが入
り込むとほとんど取ることができず、又、１個のオリフ
ィス３９か′ら吐出される加圧水は流量が多すぎ、微細
気泡が集合しやすく、大気泡の発生は避けられなかった
。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、
その目的とするところは、微細気泡径を更に微細化し、
多量にかつ連続して安定した状態で微細気泡を供給でき
る微細気泡発生ノズルを提供することにある。

［課題を解決するための手段］上記目的を達成するために、本発明の微細気泡発生ノズ
ルは、液体に気体を加圧・溶解せしめ、次いで気体が溶
解した該液体を減圧することにより、溶解している気体
が再度気体化し、液体中で気泡化する加圧溶解による気
泡発生装置におけるノズルであって、気体が溶解した該
液体を導入する部分に続いて、複数の孔１を貫通した減
圧板２を設けて、気体を溶解した液体を減圧して吐出す
るような構成としたものである。

そして、前記減圧板に続いて複数の網を重ねて設置する
とより効果的である。

また、微細気泡発生ノズルを、液体の槽の側壁を貫通し
液もれを防ぐようにパツキンを介して固定され且つ加圧
液体を導入する開口部が設けられた液体導入部と、該液
体導入部に液体の槽の内部から着脱自在に取り付けた微
細気泡発生部とで構成し、微細気泡発生部に網と減圧板
とを着脱自在に取り付け、該減圧板が網押さえに設けら
れると共に網押さえにて網が押圧支持されて減圧板と網
とを一定間隔に保持する構成とすることも好ましい。

［作用１つまり複数の孔１を貫通した減圧板２を設けて、気体を
溶解した液体を減圧して吐出することによって、孔１の
数だけ吐出水が分散され、１個の孔１当たりの液流量が
減少し、孔から吐出された各々の液体が互いに干渉する
ことなく、緩やかに減圧され、また、吐出水が複数個の
孔１により分散されるため、気泡の集合も少な（大気泡
の発生も見られず、結果として微細気泡を発生させるよ
うにしたものである。

そして、前記減圧板２に続いて複数の網３を重ねて設置
すると複数の孔１から分散されて吐出された直後に複数
の網３に衝突して穏やかに減圧され、このとき気泡の核
が形成され、微細気泡の生成が促進されるものである。

また、微細気泡発生ノズル４を、液体の槽５の側壁を貫
通し液もれを防ぐようにパツキン６を介して固定され且
つ加圧液体を導入する開口部７が設けられた液体導入部
８と、該液体導入部８に液体の槽５の内部から着脱自在
に取り付けた微細気泡発生部９とで構成することで、槽
５の側壁への取り付は後に槽５内から微細気泡発生部９
を着脱できるようになり、またこの微細気泡発生部９に
網３と減圧板２とを着脱自在に取り付け、該減圧板２が
網押さえ１０に設けられると共に網押さえ１０にて網３
が押圧支持されて減圧板２と網３とを一定間隔に保持す
るようにすることで、微細気泡発生部９を取り外した後
、網押さえ１０を取り外すことで網３の取り外しがで軽
、網３の洗浄が簡単におこなえるようになったものであ
り、更に減圧板２の複数の孔１の目詰まりの清掃も簡単
におこなえるようになったものである。

［実施例］以下本発明の実施例を図面に基づいて詳述する。

第１図に示すように、微細気泡発生ノズル４は、液体導
入部８と微細気泡発生ｆｆ１ｓ９とで構成しである。液
体導入部８は筒状をした本体１ｍｍの後部に本体１ｍｍ
よりも小径の接続筒部１２が設けてあり、接ＩＩｔ筒部
１２の後端が加圧液体が導入される開口部７となってい
る。本体１ｍｍの外周前部には雄ねじ１３が刻設して゛
あり、本体１ｍｍの外周の雄ねじ１３よりも後方位置に
外鍔１４が突設しである。

また本体１ｍｍの内周には内周？！＄１５が設けてあっ
て、内周溝１５に０りング２０がはめ込んである。

本体１ｍｍ内周の内周溝１５の前部には係合溝１６が周
設してあり、本体１ｍｍの前端部がら係合溝１６にかけ
て切り欠き部１７が設けである０本体１ｍｍは浴槽のよ
うな槽５の側壁に設けられた孔１８に外側から挿入し、
槽５内側から本体１ｍｍの雄ねじ１３にナツト１９を螺
合して槽５のｆｉｌ！にパツキン６を介して取り付けで
ある。

微細気泡発生部９は前面板２１の中央孔２２に連続する
ように後方に向けて内＠ｆｆｆｈ２３を追設し、更に前
面板２１の外周に内筒部２３よりも突出長さの短い外筒
部２４が後方に向けて連設しである。

内筒部２３の内周部の後部には雌ねじ２５が刻設してあ
り、内筒部２３の内部の前端には段部２６が設けである
。内筒部２３内には複数枚の網３を外周枠２７により保
持した網カーリッジ２８がはめ込んであり、筒状をした
網押さえ１０を内筒部２３内に挿入して網押さえ１０の
外周の雄ねじ２９を雌ねじ２５に螺合することで網押さ
え１０の前端で網カーリッ７２８を段部２６に押さえ付
けて網カーリッジ２８を取り付けるようになっている。

網カーリツノ２８の所定位置には複数個の孔１を穿孔し
た減圧板２があらかじめ取り付けてあり、このため網押
さえ１０で網カーリツノ２８を押さえで網カーリツノ２
８を所定位置に取り付けることで、減圧板２と網３との
間に一定の間隔を保持するようになっている。内筒ｎ２
３の外面部には切り欠き部１７に挿入できる大軽さの係
合突部２９が突設してあり、内筒部２３を液体導入部８
の本体１ｍｍ内に槽５内部から差し゛込み、係合突部２
９を切り欠き部１７から係合＠ｉｅに挿入し、この状態
で微細気泡発生部９を回転して係合突部２９を係合溝１
６の切り欠きＷ１ｍｍ７の無い部分に係合して微細気泡
発生部９を槽５に取り付けた液体導入部８に槽５内側か
ら取り付けるのである。

この場合Ｏリング２０が内筒部２３の外面に圧接してい
る。ここで、切り欠き部１７や係合溝１６や係合突起２
９を設けることによる取り付けの他に、例えば内筒部２
３の外周部を本体１ｍｍの内周部にねじ式で蝶合して着
脱自在に取り付けるようにしてもよいものである。上記
のようにして取り付けた微細気泡発生部９は槽５の内側
から回転して保合突部２９を切り欠き部１７に位置させ
た状態で引き抜くことで取り外すことができ、取り外し
た後で内筒部２３から網押さえ１０を取り外すことで網
カーリッジ２８を取り外して清掃できるものである。

上記のようにして槽５の側壁に取り付けた微細気泡発生
ノズル４の液体導入部８の開口部７には配管３０の一端
部が接続される。この配管３０−の他端は槽５の側・壁
に取り付けた吸込口３１に接続してあり、配管３０の途
中に吸気管３２、ポンプ３３、アキュムレータ３４が設
けである。そして、ポンプ３３を作動することで、槽５
内の液体が吸込口３１から吸引され、この液体が配管３
０を通過する際に吸気管３２がら空気が巻終込まれて吸
引され、空気が混ざった液体がポンプ３３に至ってポン
プ３３内で加圧され、この加圧によって液体内に空気が
溶解されることとなり、空気が溶解された液体は加圧さ
れた状態のままで７キユムレータ３４を通って微細気泡
発生ノズル４の開口部７から液体導入部８内に送られる
。そして、減圧板２で減圧され、減圧板２に設けた複数
個の孔１を通って分散して吐出され、孔１から吐出され
た直後に複数枚の網３に衝突し、緩やかに減圧され、こ
とき気泡の核が形成され微細気泡生成を促進し、槽５内
に吐出された状態では、加圧状態から一気に圧力が解放
された状態となるので液体に溶解していた気体が放出さ
れ、放出された気体が微細気泡となって槽５内の液体中
に生じることとなる。

ここで、槽５が例えば浴槽の場合、微細気泡が入浴者の
身体の表面を包み込む作用をして、体感温度を実際より
も１〜３℃程度低下させることがでか、入浴時の急激な
血圧上昇を小さくできる効果があり、また入浴後の体温
の低下が少な（湯冷めをしにくいという効果があり、ま
た浴用水が微細気泡で白色に染まるため視覚的な効果も
あることになる・。

ところで、前記減圧板２は例えば、厚さＩＩＩＩＩのス
テンレス鋼の板に複数の小さい孔１が穿孔されたもので
あり、気体が溶解された液体が孔１の数だけ分散され、
孔１の１個当たりの液体流量が減少し、緩やかに減圧さ
れ、析出した気泡の集合が少なく、微細な気泡を発生す
ることができるのであるが、減圧板２に設ける複数の孔
１は接近させすぎず隣り合う孔１との距離が５勧−程度
あけるのが望ましい、＊た、減圧板２の厚さは加圧液体
の圧力に耐えるものであればよく、特に限定はない。

そして材質はステンレス鋼以外の金属板、プラスチック
板でも同様な結果が得られる。

しかして、気体が溶解した加圧液体から微細な気泡を発
生させるためには前述のように急激でない適当な減圧と
、気泡同士が集合して大鯵な気泡とならないこと、及び
気泡生成の核が与えられることが不可欠であるが、本発
明にあっては、複数枚の網３を重ねた網カーリッジ２８
を第１図のように減圧板２の前方にある間隔を隔てで配
置することで、更に気泡径を小さくしているのである。

網カーリツノ２８の網３の枚数は気泡径の大外さにも関
係しており、１〜３枚と少なすぎると気泡径は大きくな
る傾向があるが、１ｍｍ枚以上と多すぎてもかえって重
ねた網３の中で液体の澱みが発生して気泡同士の集合で
気泡径が大きくなる。

したがって、網カーリツノ２８の網３の枚数は４〜１０
枚が適切である。そして、最適枚数は上記の範囲で求め
る気泡径及び加圧力、液体流量、ボイド率等によって決
定すればよい。この関係を第７図に示しである。かかる
場合、この網３のメツシュ（１インチ当たりの条数１０
０）で、条の線径は０゜１−一にしである。

また網３のメツシュも気泡径に関係しており、メツシュ
を３０．４０．５０．１００として実験をおこなったが
、この範囲ではメツシュが細か（なるほど気泡径も小さ
くなる傾向がみられる（網枚数が６枚の場合）、このた
め上記の最適組数は１００メツシユのもので出したもの
である。また、気泡の混入もメツシュが細かいほど減少
する傾向がみちれる。また、網を間隔なしに重ねる他、
網３にｌ１ｍｍ−程度の間隔を持たせて重ねることもで
きる。この場合、例えば、第３図に示すようにスペーサ
３５を介在して間隔を保持するようにする。

このように目的、用途に応じて網３のメツシュ、条の線
径、網同士の間隔、枚数を選択して気泡径を選択できる
ものである。したがって、本発明にあっては、網３のメ
ツシュを１００、条の線径を０．１醜醜１こ限定するも
のではない。

また、減圧板２と網カーリッジ２８との間隔によっても
発生する気泡径に影響を与える。第６図にこの関係を示
して−いる。これにより気泡を微細化するためには間隔
が０．５〜１．Ｏｍｍの間が最適であることがわかる。

ところで、微細気泡を発生させる実験を減圧板２の条件
（孔１の径、孔１の数等）を様々に変化させることによ
りおこなった結果、孔１の径は０゜７〜１．Ｏｍｍで複
数の孔の１個当たりの液体の平均流速が２０〜２５　ｍ
／　ｓｅｃであるという知見が得られた。この関係を第
８図に示している。これによると孔１の１個当たりの平
均流速Ｖが２０〜２５ｍ／ｓｅｃで気体が溶解した加圧
液体の減圧が微細気泡発生に対して気泡径を小さくする
ことができる。またｖ　＝　１０　ｍ／　ｓｅｃという
流速が小さい場合、加圧液体の減圧が級やすぎて気泡径
が大きくなる。

またこの場合微細気泡の噴出量も少なくなる。またｖ＝
４０ｍ／ｓｅｃという流速力を大かい場合、減圧が急激
すぎて気泡同士の集合が多（起こり気泡径が大きくなる
。

以上によると前述の孔１径０．７〜１．ＯＩと孔１の１
個当たりの液体の平均流速ｖ＝２０〜２５曽／ｓｅｃの
範囲で液体流量によりその孔１の数を増やしていけはよ
い。ただし隣り合う孔１との距離を５醜曽程度にする必
要がある。

なお、第１０図に示すような構成で、オリフィス３９径
が直径２−醜で液体の平均流速が２０〜２５ｍ／ｓｅａ
に設定し、オリフィス３９の前２方に更に金網４１を巻
いたものを配置した従来例のものを実験したところ、気
泡径は３５〜４５μ−の範囲であったが、本発明におい
て、厚さｉｍｍのステンレス製の減圧板３°に０．７〜
１．Ｏｍｍの範囲の径の孔１を５１の間隔で複数個穿孔
し、この複数個の孔１の１個当たりの液体の平均流速を
２０〜２５ｍ／ｓｅｃの範囲に設定したものにおいて、
網カーリッジ２８を設けない場合で実験したところ、気
泡径は２０〜３０μ論となり、第１０図に示す従来例に
比べて約６０％の気泡径となった。また上記本発明の条
件に更に減圧板２の前方にメツシュ１００程度で条の線
径が０．１ｍｍ程度の網３を４〜１０枚重ねた網カーリ
ツノ２８を配置した場合で実験したところ気泡径は８〜
５μ−の微＃ｌ気泡が多数発生した。

［発明の効果Ｊ以上要するに本発明は、気体が溶解した該液体を導入す
る部分に続いて、複数の孔を貫通した減圧板を設けて、
気体を溶解した液体を減圧して吐出するから、孔の数だ
け吐出水が分散され、１個の孔当たりのエネルギー（流
ｆｉ）が減少し、緩やかに減圧され、又、吐出水が複数
個の孔により分散されるため、気泡の集合も少な（大気
泡の発生も見られず、結果として微細気泡を発生させる
ことができるものである。

また、減圧板に続いて複数の網を重ねて設置することで
、複数の孔から分散されて吐出された直後に複数の網に
衝突して穏やかに減圧され、このとき気泡の核が形成さ
れ、微細気泡の生成が促進されるものである。

また、微細気泡発生ノズルを、液体の槽のｌｌ１ｌ壁を
貫通し液もれを防ぐようにパツキンを介して固定され且
つ加圧液体を導入する開口部が設けられた液体導入部と
、該液体導入部に液体の槽の内部から着脱自在に取り付
けた微細気泡発生部とで構成しであるので、槽内から微
細気泡発生部を着脱できるものであって、微細気泡発生
部の着脱操作が簡単にできるものである。また微細気泡
発生部に網と減圧板とを着脱自在に取り付け、該減圧板
が網押さえに設けられると共に網押さえにて網が押圧支
持されて減圧板と網とを一定間隔に保持するようにしで
あるので、微細気泡発生部を取り外した後、網押さえを
取り外すことで網の取り外しができ、網の洗浄及び交換
が簡単におこなえるようになったものであり、更に減圧
板の複数の孔の目詰まりの清掃も簡単にで鯵るものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は同上の一
部破断した分解斜視図、第３図は同上の網カーリツノの
構成を示す分解斜視図、第４図は本発明の係合突部部分
を示す微細気泡発生部の一部省略背面図、第５図は本発
明の使用例を示す概略断面図、第６図は本発明の減圧板
と網との間の間隔の違いによる平均気泡径を示′すグラ
フ、ＭＳ７図は同上の網の枚数の違いによる平均気泡径
を示すグラフ、第８図は同上の減圧板の孔１個当たりか
ら吐出される流体の流速の違いによる気泡径の分布を示
すグラフ、第９図は従来例の断面図、第１０図（ａ）（
ｂ）は同上の比較例の断面図及び同上の網の斜視図であ
って、１は孔、２は減圧板、３は網、４は微細気泡発生
ノズルである。第１図代理人　弁理士　石　１）艮　七第２図第３図第６図ｆｔ１ｉ’ｔｋ　ｔ　ａｖ−１−′ル・−ｃのＦａ％［
ｍｍ〕謂ｎ鞭数［牧］第４図第５図第８図；ｔ（、二１ｍｍ：：）；１；：（、ｉイｌ）　　［ｐ
ｍ］ｖ：１ムブ・う直光、亡御２ろ及ブ不の漬ｊ宅［ｍ
／ｓｅｃｌ第９図手続補正書く自発）昭和６３年８月２６日昭和６３年特・許願第１７７３０３号２、発明の名称３゜４゜微細気泡発生ノズル補正をする者事件との関係　　特許出願人住　所　大阪府門真市大字門真１０４８番地名称（５８
３）松下電工株式会社代表者　　三　好　俊　夫

Claims

【特許請求の範囲】

（１）液体に気体を加圧・溶解せしめ、次いで気体が溶
解した該液体を減圧することにより、溶解している気体
が再度気体化し、液体中で気泡化する加圧溶解による気
泡発生装置におけるノズルであって、気体が溶解した該
液体を導入する部分に続いて、複数の孔を貫通した減圧
板を設けて、気体を溶解した液体を減圧して吐出するこ
とを特徴とする微細気泡発生ノズル。
（２）前記減圧板に続いて複数の網を重ねて設置したこ
とを特徴とする請求項１項記載の微細気泡発生ノズル。
（３）前記複数の網について、網をメッシュ１００程度
で線径が０．１ｍｍ程度とし、重ね合わせる網の枚数を
４〜１０枚としたことを特徴とする請求項２記載の微細
気泡発生ノズル。
（４）前記減圧板及び複数の網の間に一定の間隔をおい
たことを特徴とする請求項２記載の微細気泡発生ノズル
。
（５）前記複数の網を１つのカートリジッジ化したこと
を特徴とする請求項２記載の微細気泡発生ノズル。
（６）前記減圧板に設ける孔の隣り合う孔間の距離が５
ｍｍ程度であり、前記の網の面積が孔の中心に対して１
個当たり０．９〜１．１ｃｍ＾２であることを特徴とす
る請求項２記載の微細気泡発生ノズル。
（７）前記減圧板いおいて孔の径が０．７〜１００ｍｍ
であって、前記加圧液体の流量によって孔の１個当たり
の該液体の平均流速が２０〜２５ｍ／ｓｅｃであるよう
に孔の径及び個数を設定したことを特徴とする請求項１
乃至請求項６いずれかに記載の微細気泡発生ノズル。
（８）微細気泡発生ノズルを、液体の槽の側壁を貫通し
液もれを防ぐようにパッキンを介して固定され且つ加圧
液体を導入する開口部が設けられた液体導入部と、該液
体導入部に液体の槽の内部から着脱自在に取り付けた微
細気泡発生部とで構成し、微細気泡発生部に網と減圧板
とを着脱自在に取り付け、該減圧板が網押さえに設けら
れると共に網押さえにて網が押圧支持されて減圧板と網
とを一定間隔に保持して成ることを特徴とする請求項２
記載の微細気泡発生ノズル。
（９）前記網と減圧板が微細気泡発生ノズルの吐出口に
配置されたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載
の微細気泡発生ノズル。