JPWO2020179667A1 - 微細気泡含有水生成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】水を貯留する貯留槽10と、水を電気分解してオゾンを発生させる複数の板状の電解素子21及び各電解素子21に直流電圧を印加する直流電源装置26を有する水電解式オゾン発生手段20と、貯留槽10に貯留された水に振動を印加する振動子31及びこの振動子31に連続波の交流信号を印加する発振装置33を有する振動印加手段30とを備えており、電解素子21に直流電圧を印加することで、水電解式オゾン発生手段20がオゾンを発生させながら、または、オゾンを発生させた後、強度が8.56×1012[W/m2]以上の振動を振動印加手段30が水に印加するようになっている。
【選択図】 図1
Description
I=(2π×f×A)2×Z0/2≧8.56×1012 ・・・(1)
I:強度[W/m2]
f:周波数[Hz]
A:振幅[m]
Z0:水の音響インピーダンス(=1.6×106[kg/(cm2・s)])
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以下、実施の形態について図面を参照して説明する。図1に示す微細気泡含有水生成装置1は、直径がナノオーダーの(酸素及び水素)または(含オゾン酸素及び水素)の微細気泡の含有水を生成するものであり、水を貯留する貯留槽10と、水を電気分解して(酸素及び水素)または(含オゾン酸素及び水素)を発生させる水電解式気体発生手段20と、前記貯留槽10に貯留された水に振動を印加する振動印加手段30とを備えている。
表1に示すように、実施例1〜8及び比較例2〜12については、貯留槽10内に20℃の水を1[L]導入し、貯留槽10に貯留された水に浸漬した電解素子21の電極(陽極22、陰極23)間に12[V]の直流電圧を10分間印加することで貯留槽10内の貯留水中に含オゾン酸素気泡及び水素気泡を発生させた後、振動子31によって、貯留槽10内の貯留水に振動を1分間連続的に印加した。このとき振動子31が水に印加した振動の周波数、振幅及び強度は表1に示す通りである。一方、表1に示すように、比較例1については、貯留槽10内に20℃の水を1[L]導入し、電解素子21の電極間に12[V]の直流電圧を10分間印加することで貯留槽10内の貯留水中に含オゾン酸素気泡及び水素気泡を発生させたが、振動を印加しなかった。
A=d31×V・・・(2)
A:振幅[m]
d31:等価圧電定数[m/V](=−274×10−12)
V:測定振幅電圧[V]
I=(2π×f×A)2×Z0/2 ・・・(3)
I:強度[W/m2]
f:周波数[Hz]
A:振幅[m]
Z0:水の音響インピーダンス(=1.6×106[kg/(cm2・s)])
図6は、他の実施形態を示している。この微細気泡含有水生成装置2は、水を貯留する貯留槽10と、水を電気分解して(酸素及び水素)または(含オゾン酸素及び水素)を発生させる、電解素子21及び直流電源装置26を有する水電解式気体発生手段20と、貯留槽10に貯留された水に振動を印加する、振動子及び発振装置33を有する振動印加手段30とを備えている点で、上述した微細気泡含有水生成装置1と同様の構成を有しているが、貯留槽10を、電解素子21を隔壁の一部として、貯留水が電解素子21の陽極22だけに接触する陽極側貯留部PSと、貯留水が電解素子21の陰極23だけに接触する陰極側貯留部NSとに区画し、陽極側貯留部PSの貯留水に振動を印加する陽極側振動子31p及び陰極側貯留部NSの貯留水に振動を印加する陰極側振動子31nをそれぞれ設けた点で、微細気泡含有水生成装置1とは構成を異にしている。
表3に示すように、実施例9〜16及び比較例14〜24については、貯留槽10の陽極側貯留部PS内に20℃の水を0.5[L]導入し、陽極側貯留部PS内に貯留された水に陽極22が接触している電解素子21の電極(陽極22、陰極23)間に12[V]の直流電圧を10分間印加することで陽極側貯留部PS内の貯留水中に含オゾン酸素気泡を発生させた後、陽極側振動子31pによって、振動を陽極側貯留部PS内の貯留水に1分間連続的に印加した。このとき陽極側振動子31pが水に印加した振動の周波数、振幅及び強度は表3に示す通りである。一方、表3に示すように、比較例13については、貯留槽10の陽極側貯留部PS内に20℃の水を0.5[L]導入し、電解素子21の電極間に12[V]の直流電圧を10分間印加することで陽極側貯留部PS内の貯留水中に含オゾン酸素気泡を発生させたが、振動を印加しなかった。
表5に示すように、実施例17〜24及び比較例26〜36については、貯留槽10の陽極側貯留部PSに20℃の水を0.5[L]導入し、陽極側貯留部PS内の貯留水に陽極22が接触している電解素子21の電極(陽極22、陰極23)間に1.23[V]の直流電圧を10分間印加することで陽極側貯留部PS内の貯留水中に酸素気泡を発生させた後、陽極側振動子31pによって、陽極側貯留部PS内の貯留水に振動を1分間連続的に印加した。このとき陽極側振動子31pが水に印加した振動の周波数、振幅及び強度は表5に示す通りである。一方、表5に示すように、比較例25については、貯留槽10の陽極側貯留部PS内に20℃の水を0.5[L]導入し、電解素子21の電極間に1.23[V]の直流電圧を10分間印加することで陽極側貯留部PS内の貯留水中に酸素気泡を発生させたが、振動を印加しなかった。
表7に示すように、実施例25〜32及び比較例38〜48については、貯留槽10の陽極側貯留部PS及び陰極側貯留部NSに20℃の水を0.5[L]をそれぞれ導入し、陽極側貯留部PS内の貯留水に陽極22が、陰極側貯留部NS内の貯留水に陰極23がそれぞれ接触している電解素子21の電極(陽極22、陰極23)間に6[V]の直流電圧を10分間印加することで陰極側貯留部NS内の貯留水中に水素気泡を発生させた後、陰極側振動子31nによって、陰極側貯留部NS内の貯留水に振動を1分間連続的に印加した。このとき陰極側振動子31nが水に印加した振動の周波数、振幅及び強度は表7に示す通りである。一方、表7に示すように、比較例37については、貯留槽10の陽極側貯留部PS及び陰極側貯留部NSに20℃の水を0.5[L]導入し、電解素子21の電極間に6[V]の直流電圧を10分間印加することで陰極側貯留部NS内の貯留水中に水素気泡を発生させたが、振動を印加しなかった。
図7は、他の実施形態を示している。同図に示すように、この微細気泡含有水生成装置3は、水を貯留する貯留槽10と、この貯留槽10に貯留された水を吸い上げて送出する送水ユニットWSUと、この送水ユニットWSUによる送水途中の水に微細気泡を供給することで、微細気泡含有水を生成する微細気泡含有水生成ユニットBWUとから構成されており、微細気泡含有水生成ユニットBWUによって生成された微細気泡含有水は送水ユニットWSUによって貯留槽10に戻されるようになっている。
表9に示すように、実施例33〜40及び比較例50〜60については、貯留槽10内に20℃の水を2[L]導入し、貯留槽10内の貯留水を送水ユニットWSUによって2[L/min]で10分間循環させながら、陽極22及び陰極23が流路形成体44内の流水と接触している電解素子21の電極(陽極22、陰極23)間に12[V]の直流電圧を印加することで流路形成体44内の流水中に含オゾン酸素気泡及び水素気泡を発生させると共に、振動子31によって、流路形成体44内の流水に振動を連続的に印加した。なお、気泡発生時間及び振動印加時間は、水の循環時間と同様に10分間であり、このとき流水に印加した振動の周波数、振幅及び強度は表9に示す通りである。一方、表9に示すように、比較例49については、貯留槽10内に20℃の水を2[L]導入し、貯留槽10内の貯留水を送水ユニットWSUによって2[L/min]で10分間循環させながら、電解素子21の電極間に12[V]の直流電圧を印加することで流路形成体44内の流水中に含オゾン酸素気泡及び水素気泡を発生させたが、振動を印加しなかった。
表11に示すように、実施例41〜48及び比較例62〜72については、貯留槽10内に20℃の水を2[L]導入し、貯留槽10内の貯留水を送水ユニットWSUによって2[L/min]で10分間循環させながら、陽極22及び陰極23が流路形成体44内の流水と接触している電解素子21の電極(陽極22、陰極23)間に1.23[V]の直流電圧を印加することで流路形成体44内の流水中に酸素気泡及び水素気泡を発生させると共に、振動子31によって、流路形成体44内の流水に振動を連続的に印加した。なお、気泡発生時間及び振動印加時間は、水の循環時間と同様に10分間であり、このとき流水に印加した振動の周波数、振幅及び強度は表11に示す通りである。一方、表11に示すように、比較例61については、貯留槽10内に20℃の水を2[L]導入し、貯留槽10内の貯留水を送水ユニットWSUによって2[L/min]で10分間循環させながら、電解素子21の電極間に1.23[V]の直流電圧を印加することで流路形成体44内の流水中に酸素気泡及び水素気泡を発生させたが、振動を印加しなかった。
図8は、他の実施形態を示している。同図に示すように、この微細気泡含有水生成装置4は、水を貯留する貯留槽10と、この貯留槽10に貯留された水を吸い上げて送出する送水ユニットWSUと、この送水ユニットWSUによる送水途中の水に微細気泡を供給することで、微細気泡含有水を生成する微細気泡含有水生成ユニットBWUとを備えており、微細気泡含有水生成ユニットBWUによって生成された微細気泡含有水が送水ユニットWSUによって貯留槽10に戻されるようになっている点で、上述した微細気泡含有水生成装置3と同様の構成を有しているが、微細気泡含有水生成ユニットBWUが流路形成体44内を流れる水に振動を印加する振動印加手段を有しておらず、流路形成体44内を流れる水を渦流化する渦流化ユニット50が設けられている点で、微細気泡含有水生成装置3とは構成を異にしており、流路形成体44内では渦流化した流水に気泡が供給されるようになっている。
表13に示すように、実施例49〜51については、貯留槽10内に20℃の水を2[L]導入し、貯留槽10内の貯留水を送水ユニットWSUによって2[L/min]で10分間循環させながら、陽極22及び陰極23が流路形成体44内の流水と接触している電解素子21の電極(陽極22、陰極23)間に12[V]の直流電圧を印加することで流路形成体44内の流水中に含オゾン酸素気泡及び水素気泡を発生させると共に、渦流化ユニット50によって、流路形成体44内の流水を渦流化した。なお、気泡発生時間は、水の循環時間と同様に10分間であり、このとき流水を渦流化したスクリュープロペラ51の回転数は表13に示す通りである。一方、表13に示すように、比較例73については、貯留槽10内に20℃の水を2[L]導入し、貯留槽10内の貯留水を送水ユニットWSUによって2[L/min]で10分間循環させながら、電解素子21の電極間に12[V]の直流電圧を印加することで流路形成体44内の流水中に含オゾン酸素気泡及び水素気泡を発生させたが、流水を渦流化しなかった。
表15に示すように、実施例52〜54については、貯留槽10内に20℃の水を2[L]導入し、貯留槽10内の貯留水を送水ユニットWSUによって2[L/min]で10分間循環させながら、陽極22及び陰極23が流路形成体44内の流水と接触している電解素子21の電極(陽極22、陰極23)間に1.23[V]の直流電圧を印加することで流路形成体44内の流水中に酸素気泡及び水素気泡を発生させると共に、渦流化ユニット50によって、流路形成体44内の流水を渦流化した。なお、気泡発生時間は、水の循環時間と同様に10分間であり、このとき流水を渦流化したスクリュープロペラ51の回転数及び流水状態は表15に示す通りである。一方、表15に示すように、比較例74については、貯留槽10内に20℃の水を2[L]導入し、貯留槽10内の貯留水を送水ユニットWSUによって2[L/min]で10分間循環させながら、電解素子21の電極間に1.23[V]の直流電圧を印加することで流路形成体44内の流水中に酸素気泡及び水素気泡を発生させたが、流水を渦流化しなかった。
図9は、他の実施形態を示している。同図に示すように、この微細気泡含有水生成装置5は、水を貯留する貯留槽10と、この貯留槽10に貯留された水を吸い上げて送出する送水ユニットWSUと、この送水ユニットWSUによる送水途中の水に微細気泡を供給することで、微細気泡含有水を生成する微細気泡含有水生成ユニットBWUとを備えており、微細気泡含有水生成ユニットBWUによって生成された微細気泡含有水が送水ユニットWSUによって貯留槽10に戻されるようになっている点で、上述した微細気泡含有水生成装置3と同様の構成を有しているが、微細気泡含有水生成ユニットBWUが流路形成体44内を流れる水に振動を印加する振動印加手段を有しておらず、断面積が2cm2の流路形成体44内の流水が乱流状態となるように、流路形成体44内の流速が調整されている点で、微細気泡含有水生成装置3とは構成を異にしており、流路形成体44内では乱流状態の流水に気泡が供給されるようになっている。
表17に示すように、実施例55〜57については、貯留槽10内に20℃の水を10[L]導入し、貯留槽10内の貯留水を送水ユニットWSUによって25分間循環させながら、陽極22及び陰極23が流路形成体44内の流水と接触している電解素子21の電極(陽極22、陰極23)間に12[V]の直流電圧を印加することで流路形成体44内の流水中に含オゾン酸素気泡及び水素気泡を発生させると共に、循環流量を調整することによって、流路形成体44内の流水を乱流化した。一方、表17に示すように、比較例75〜77については、貯留槽10内に20℃の水を10[L]導入し、貯留槽10内の貯留水を送水ユニットWSUによって25分間循環させながら、電解素子21の電極間に12[V]の直流電圧を印加することで流路形成体44内の流水中に含オゾン酸素気泡及び水素気泡を発生させたが、流路形成体44内の流水を乱流化しなかった。なお、気泡発生時間は、水の循環時間と同様に25分間であり、循環流量及び流路形成体44内の流速は表17に示す通りである。
表19に示すように、実施例58〜60については、貯留槽10内に20℃の水を10[L]導入し、貯留槽10内の貯留水を送水ユニットWSUによって25分間循環させながら、陽極22及び陰極23が流路形成体44内の流水と接触している電解素子21の電極(陽極22、陰極23)間に1.23[V]の直流電圧を印加することで流路形成体44内の流水中に酸素気泡及び水素気泡を発生させると共に、循環流量を調整することによって、流路形成体44内の流水を乱流化した。一方、表19に示すように、比較例78〜80については、貯留槽10内に20℃の水を10[L]導入し、貯留槽10内の貯留水を送水ユニットWSUによって25分間循環させながら、電解素子21の電極間に1.23[V]の直流電圧を印加することで流路形成体44内の流水中に酸素気泡及び水素気泡を発生させたが、流路形成体44内の流水を乱流化しなかった。なお、気泡発生時間は、水の循環時間と同様に25分間であり、循環流量及び流路形成体44内の流速は表19に示す通りである。
図10は、他の実施形態を示している。同図に示すように、この微細気泡含有水生成装置6は、水を貯留する貯留槽と、この貯留槽に貯留された水を循環させる送水ユニットWSUと、この送水ユニットWSUによる送水途中の水に微細気泡を供給することで微細気泡含有水を生成する微細気泡含有水生成ユニットBWUとを備えており、その微細気泡含有水生成ユニットBWUが流路形成体44内を流れる水に振動を印加する振動印加手段30を有している点で、上述した微細気泡含有水生成装置3と同様の構成を有しているが、微細気泡含有水生成ユニットBWUを構成している流路形成体44を、電解素子21を隔壁の一部として、流水が電解素子21の陽極22だけに接触する陽極側流水路PCと、流水が電解素子21の陰極23だけに接触する陰極側流水路NCとに区画し、陽極側流水路PC内の流水に振動を印加する陽極側振動子31p及び陰極側流水路NC内の流水に振動を印加する陰極側振動子31nをそれぞれ設けると共に、陽極側流水路PC及び陰極側流水路NCのそれぞれに対応する送水ユニットWSU及び貯留槽10p、10nを設け、それぞれの貯留槽10p、10nから吸い上げた水が、陽極側流水路PC及び陰極側流水路NCのそれぞれを通過してそれぞれの貯留槽10p、10nに戻されるようになっている点で、微細気泡含有水生成装置3とは構成を異にしている。
表21に示すように、実施例61〜68及び比較例82〜92については、貯留槽10p内に20℃の水を1[L]導入し、送水ユニットWSUによって、貯留槽10p内の貯留水を流路形成体44の陽極側流水路PC内を通して1[L/min]で10分間循環させながら、陽極22が陽極側流水路PC内の流水と接触している電解素子21の電極(陽極22、陰極23)間に12[V]の直流電圧を印加することで陽極側流水路PC内の流水中に含オゾン酸素気泡を発生させると共に、陽極側振動子31pによって、陽極側流水路PC内の流水に振動を連続的に印加した。このとき陽極側振動子31pが水に印加した振動の周波数、振幅及び強度は表21に示す通りである。一方、表21に示すように、比較例81については、貯留槽10p内に20℃の水を1[L]導入し、送水ユニットWSUによって、貯留槽10p内の貯留水を流路形成体44の陽極側流水路PC内を通して1[L/min]で10分間循環させながら、電解素子21の電極間に12[V]の直流電圧を印加することで陽極側流水路PC内の流水中に含オゾン酸素気泡を発生させたが、振動を印加しなかった。
表23に示すように、実施例69〜76及び比較例94〜104については、貯留槽10p内に20℃の水を1[L]導入し、送水ユニットWSUによって、貯留槽10p内の貯留水を流路形成体44の陽極側流水路PC内を通して1[L/min]で10分間循環させながら、陽極22が陽極側流水路PC内の流水と接触している電解素子21の電極(陽極22、陰極23)間に1.23[V]の直流電圧を印加することで陽極側流水路PC内の流水中に酸素気泡を発生させると共に、陽極側振動子31pによって、陽極側流水路PC内の流水に振動を連続的に印加した。このとき陽極側振動子31pが水に印加した振動の周波数、振幅及び強度は表23に示す通りである。一方、表23に示すように、比較例93については、貯留槽10p内に20℃の水を1[L]導入し、送水ユニットWSUによって、貯留槽10p内の貯留水を流路形成体44の陽極側流水路PC内を通して1[L/min]で10分間循環させながら、電解素子21の電極間に1.23[V]の直流電圧を印加することで陽極側流水路PC内の流水中に酸素気泡を発生させたが、振動を印加しなかった。
表25に示すように、実施例77〜84及び比較例106〜116については、貯留槽10p及び貯留槽10nに20℃の水をそれぞれ1[L]導入し、流路形成体44の陽極側流水路PC及び陰極側流水路NCに水を充満させた状態で、送水ユニットWSUによって、貯留槽10n内の貯留水を流路形成体44の陰極側流水路NC内を通して1[L/min]で10分間循環させながら、陽極22が陽極側流水路PC内の水と、陰極23が陰極側流水路NC内の流水とそれぞれ接触している電解素子21の電極(陽極22、陰極23)間に6[V]の直流電圧を印加することで陰極側流水路NC内の流水中に水素気泡を発生させると共に、陰極側振動子31nによって、陰極側流水路NC内の流水に振動を連続的に印加した。このとき陰極側振動子31nが水に印加した振動の周波数、振幅及び強度は表25に示す通りである。一方、表25に示すように、比較例105については、貯留槽10p及び貯留槽10nに20℃の水をそれぞれ1[L]導入し、送水ユニットWSUによって、貯留槽10p及び貯留槽10n内の貯留水をそれぞれ流路形成体44の陽極側流水路PC及び陰極側流水路NC内を通して1[L/min]で10分間循環させながら、電解素子21の電極間に6[V]の直流電圧を印加することで陰極側流水路NC内の流水中に水素気泡を発生させたが、振動を印加しなかった。
図11は、他の実施形態を示している。同図に示すように、この微細気泡含有水生成装置7は、水を貯留する貯留槽と、この貯留槽に貯留された水を循環させる送水ユニットWSUと、この送水ユニットWSUによる送水途中の水に微細気泡を供給することで微細気泡含有水を生成する微細気泡含有水生成ユニットBWUとを備えており、その微細気泡含有水生成ユニットBWUが流路形成体44内を流れる水を渦流化する渦流化ユニット50を有している点で、上述した微細気泡含有水生成装置4と同様の構成を有しているが、微細気泡含有水生成ユニットBWUを構成している流路形成体44を、電解素子21を隔壁の一部として、流水が電解素子21の陽極22だけに接触する陽極側流水路PCと、流水が電解素子21の陰極23だけに接触する陰極側流水路NCとに区画し、陽極側流水路PC内の流水及び陰極側流水路NC内の流水をそれぞれ渦流化する渦流化ユニット50を設けると共に、陽極側流水路PC及び陰極側流水路NCのそれぞれに対応する送水ユニットWSU及び貯留槽10p、10nを設け、それぞれの貯留槽10p、10nから吸い上げた水が、陽極側流水路PC及び陰極側流水路NCのそれぞれを通過してそれぞれの貯留槽10p、10nに戻されるようになっている点で、微細気泡含有水生成装置4とは構成を異にしている。
表27に示すように、実施例85〜87については、貯留槽10p内に20℃の水を1[L]導入し、送水ユニットWSUによって、貯留槽10p内の貯留水を流路形成体44の陽極側流水路PC内を通して1[L/min]で10分間循環させながら、陽極22が陽極側流水路PC内の流水と接触している電解素子21の電極(陽極22、陰極23)間に12[V]の直流電圧を印加することで陽極側流水路PC内の流水中に含オゾン酸素気泡を発生させると共に、渦流化ユニット50によって、陽極側流水路PC内の流水を渦流化した。なお、気泡発生時間は、水の循環時間と同様に10分間であり、このとき流水を渦流化したスクリュープロペラ51の回転数は表27に示す通りである。一方、表27に示すように、比較例117については、貯留槽10p内に20℃の水を1[L]導入し、送水ユニットWSUによって、貯留槽10p内の貯留水を流路形成体44の陽極側流水路PC内を通して1[L/min]で10分間循環させながら、電解素子21の電極間に12[V]の直流電圧を印加することで陽極側流水路PC内の流水中に含オゾン酸素気泡を発生させたが、流水を渦流化しなかった。
表29に示すように、実施例88〜90については、貯留槽10p内に20℃の水を1[L]導入し、送水ユニットWSUによって、貯留槽10p内の貯留水を流路形成体44の陽極側流水路PC内を通して1[L/min]で10分間循環させながら、陽極22が陽極側流水路PC内の流水と接触している電解素子21の電極(陽極22、陰極23)間に1.23[V]の直流電圧を印加することで陽極側流水路PC内の流水中に酸素気泡を発生させると共に、渦流化ユニット50によって、陽極側流水路PC内の流水を渦流化した。なお、気泡発生時間は、水の循環時間と同様に10分間であり、このとき流水を渦流化したスクリュープロペラ51の回転数は表29に示す通りである。一方、表29に示すように、比較例118については、貯留槽10p内に20℃の水を1[L]導入し、送水ユニットWSUによって、貯留槽10p内の貯留水を流路形成体44の陽極側流水路PC内を通して1[L/min]で10分間循環させながら、電解素子21の電極間に1.23[V]の直流電圧を印加することで陽極側流水路PC内の流水中に酸素気泡を発生させたが、流水を渦流化しなかった。
表31に示すように、実施例91〜93については、貯留槽10nに20℃の水をそれぞれ1[L]導入し、流路形成体44の陽極側流水路PC及び陰極側流水路NCに水を充満させた状態で、送水ユニットWSUによって、貯留槽10n内の貯留水を流路形成体44の陰極側流水路NC内を通して1[L/min]で10分間循環させながら、陽極22が陽極側流水路PC内の水と、陰極23が陰極側流水路NC内の流水とそれぞれ接触している電解素子21の電極(陽極22、陰極23)間に6[V]の直流電圧を印加することで陰極側流水路NC内の流水中に水素気泡を発生させると共に、渦流化ユニット50によって、陰極側流水路NC内の流水を渦流化した。なお、気泡発生時間は、水の循環時間と同様に10分間であり、このとき流水を渦流化したスクリュープロペラ51の回転数は表31に示す通りである。一方、表31に示すように、比較例119については、貯留槽10nに20℃の水をそれぞれ1[L]導入し、流路形成体44の陽極側流水路PC及び陰極側流水路NCに水を充満させた状態で、送水ユニットWSUによって、貯留槽10n内の貯留水を流路形成体44の陰極側流水路NC内を通して1[L/min]で10分間循環させながら、陽極22が陽極側流水路PC内の水と、陰極23が陰極側流水路NC内の流水とそれぞれ接触している電解素子21の電極(陽極22、陰極23)間に6[V]の直流電圧を印加することで陰極側流水路NC内の流水中に水素気泡を発生させたが、流水を渦流化しなかった。
図12は、他の実施形態を示している。同図に示すように、この微細気泡含有水生成装置8は、水を貯留する貯留槽と、この貯留槽に貯留された水を循環させる送水ユニットWSUと、この送水ユニットWSUによる送水途中の水に微細気泡を供給することで微細気泡含有水を生成する微細気泡含有水生成ユニットBWUとを備えており、その微細気泡含有水生成ユニットBWUを構成している流路形成体44内の流水が乱流状態となるように、流路形成体44内の流速が調整されている点で、上述した微細気泡含有水生成装置5と同様の構成を有しているが、微細気泡含有水生成ユニットBWUを構成している流路形成体44を、電解素子21を隔壁の一部として、流水が電解素子21の陽極22だけに接触する陽極側流水路PCと、流水が電解素子21の陰極23だけに接触する陰極側流水路NCとに区画し、陽極側流水路PC内の流水及び陰極側流水路NC内の流水がそれぞれ乱流状態となるように、陽極側流水路PC内の流速及び陰極側流水路NC内の流速がそれぞれ調整されていると共に、陽極側流水路PC及び陰極側流水路NCのそれぞれに対応する送水ユニットWSU及び貯留槽10p、10nを設け、それぞれの貯留槽10p、10nから吸い上げた水が、陽極側流水路PC及び陰極側流水路NCのそれぞれを通過してそれぞれの貯留槽10p、10nに戻されるようになっている点で、微細気泡含有水生成装置5とは構成を異にしている。
表33に示すように、実施例94〜96については、貯留槽10p内に20℃の水を5[L]導入し、送水ユニットWSUによって、貯留槽10p内の貯留水を流路形成体44の陽極側流水路PC内を通して25分間循環させながら、陽極22が陽極側流水路PC内の流水と接触している電解素子21の電極(陽極22、陰極23)間に12[V]の直流電圧を印加することで陽極側流水路PC内の流水中に含オゾン酸素気泡を発生させると共に、循環流量を調整することによって、陽極側流水路PC内の流水を乱流化した。一方、表33に示すように、比較例120〜122については、貯留槽10p内に20℃の水を5[L]導入し、送水ユニットWSUによって、貯留槽10p内の貯留水を流路形成体44の陽極側流水路PC内を通して25分間循環させながら、電解素子21の電極間に12[V]の直流電圧を印加することで陽極側流水路PC内の流水中に含オゾン酸素気泡を発生させたが、陽極側流水路PC内の流水を乱流化しなかった。なお、気泡発生時間は、水の循環時間と同様に25分間であり、循環流量及び陽極側流水路PC内の流速は表33に示す通りである。
表35に示すように、実施例97〜99については、貯留槽10p内に20℃の水を5[L]導入し、送水ユニットWSUによって、貯留槽10p内の貯留水を流路形成体44の陽極側流水路PC内を通して25分間循環させながら、陽極22が陽極側流水路PC内の流水と接触している電解素子21の電極(陽極22、陰極23)間に1.23[V]の直流電圧を印加することで陽極側流水路PC内の流水中に酸素気泡を発生させると共に、循環流量を調整することによって、陽極側流水路PC内の流水を乱流化した。一方、表35に示すように、比較例123〜125については、貯留槽10p内に20℃の水を5[L]導入し、送水ユニットWSUによって、貯留槽10p内の貯留水を流路形成体44の陽極側流水路PC内を通して25分間循環させながら、電解素子21の電極間に1.23[V]の直流電圧を印加することで陽極側流水路PC内の流水中に酸素気泡を発生させたが、陽極側流水路PC内の流水を乱流化しなかった。なお、気泡発生時間は、水の循環時間と同様に25分間であり、循環流量及び陽極側流水路PC内の流速は表35に示す通りである。
表37に示すように、実施例100〜102については、貯留槽10nに20℃の水をそれぞれ5[L]導入し、流路形成体44の陽極側流水路PC及び陰極側流水路NCに水を充満させた状態で、送水ユニットWSUによって、貯留槽10n内の貯留水を流路形成体44の陰極側流水路NC内を通して25分間循環させながら、陽極22が陽極側流水路PC内の水と、陰極23が陰極側流水路NC内の流水とそれぞれ接触している電解素子21の電極(陽極22、陰極23)間に6[V]の直流電圧を印加することで陰極側流水路NC内の流水中に水素気泡を発生させると共に、循環流量を調整することによって、陰極側流水路NC内の流水を乱流化した。一方、表37に示すように、比較例126〜128については、貯留槽10p内に20℃の水を5[L]導入し、送水ユニットWSUによって、貯留槽10p内の貯留水を流路形成体44の陽極側流水路PC内を通して25分間循環させながら、電解素子21の電極間に6[V]の直流電圧を印加することで陰極側流水路NC内の流水中に水素気泡を発生させたが、陽極側流水路PC内の流水を乱流化しなかった。なお、気泡発生時間は、水の循環時間と同様に25分間であり、循環流量及び陽極側流水路PC内の流速は表37に示す通りである。
10、10p、10n 貯留槽
PS 陽極側貯留部
NS 陰極側貯留部
20 水電解式気体発生手段
21 電解素子
22 陽極
22a 陽極基材
22b 陽極触媒層
23 陰極
23a 陰極基材
23b 陰極触媒層
24 固体高分子電解質膜
25a、25b 支持部材
26 直流電源装置
30 振動印加手段
31 振動子
31p 陽極側振動子
31n 陰極側振動子
32 支持プレート
33 発振装置
34 ケース
41、42 送水管
43 送水ポンプ
44 流路形成体
PC 陽極側流水路
NC 陰極側流水路
50 渦流化ユニット
51 スクリュープロペラ
52 駆動モータ
WSU 送水ユニット
BWU 微細気泡含有水生成ユニット
I=(2π×f×A)2×Z0/2≧8.56×1012 ・・・(1)
I:強度[W/m2]
f:周波数[Hz]
A:振幅[m]
Z0:水の音響インピーダンス(=1.6×106[kg/(cm2・s)])
I=(2π×f×A)2×Z0/2≧8.56×1012 ・・・(1)
I:強度[W/m2]
f:周波数[Hz]
A:振幅[m]
Z0:水の音響インピーダンス(=1.6×106[kg/(cm2・s)])
I=(2π×f×A)2×Z0/2≧8.56×1012 ・・・(1)
I:強度[W/m2]
f:周波数[Hz]
A:振幅[m]
Z0:水の音響インピーダンス(=1.6×106[kg/(cm2・s)])
I=(2π×f×A)2×Z0/2≧8.56×1012 ・・・(1)
I:強度[W/m2]
f:周波数[Hz]
A:振幅[m]
Z0:水の音響インピーダンス(=1.6×106[kg/(cm2・s)])
I=(2π×f×A)2×Z0/2≧8.56×1012 ・・・(1)
I:強度[W/m2]
f:周波数[Hz]
A:振幅[m]
Z0:水の音響インピーダンス(=1.6×106[kg/(cm2・s)])
I=(2π×f×A)2×Z0/2≧8.56×1012 ・・・(1)
I:強度[W/m2]
f:周波数[Hz]
A:振幅[m]
Z0:水の音響インピーダンス(=1.6×106[kg/(cm2・s)])
I=(2π×f×A)2×Z0/2≧8.56×1012 ・・・(1)
I:強度[W/m2]
f:周波数[Hz]
A:振幅[m]
Z0:水の音響インピーダンス(=1.6×106[kg/(cm2・s)])
I=(2π×f×A)2×Z0/2≧8.56×1012 ・・・(1)
I:強度[W/m2]
f:周波数[Hz]
A:振幅[m]
Z0:水の音響インピーダンス(=1.6×106[kg/(cm2・s)])
Claims (17)
- 直径がナノオーダーの微細気泡の含有水を生成する微細気泡含有水生成装置であって、
水を貯留する貯留部と、
直流電圧を印加することで、水を電気分解して(酸素及び水素)または(含オゾン酸素及び水素)を発生させる、陽極と陰極との間に固体高分子電解質膜が挟み込まれた電解素子と、
前記貯留部に貯留された水に振動を印加する振動子と
を備え、
前記貯留部に貯留された水に浸漬した前記電解素子によって(酸素及び水素)若しくは(含オゾン酸素及び水素)を発生させながら、または、(酸素及び水素)若しくは(含オゾン酸素及び水素)を発生させた後、前記振動子が下式(1)を満足する振動を水に印加することを特徴とする微細気泡含有水生成装置。
I=(2π×f×A)2×Z0/2≧8.56×1012 ・・・(1)
I:強度[W/m2]
f:周波数[Hz]
A:振幅[m]
Z0:水の音響インピーダンス(=1.6×106[kg/(cm2・s)]) - 直径がナノオーダーの微細気泡の含有水を生成する微細気泡含有水生成装置であって、
直流電圧を印加することで、水を電気分解して(酸素及び水素)または(含オゾン酸素及び水素)を発生させる、陽極と陰極との間に固体高分子電解質膜が挟み込まれた電解素子と、
前記電解素子の陰極から区画された陽極が貯留水と接触する陽極側貯留部と、
前記陽極側貯留部内の貯留水に振動を印加する陽極側振動子と
を備え、
前記陽極側貯留部の貯留水中に、前記電解素子によって、酸素若しくは含オゾン酸素を発生させながら、または、酸素若しくは含オゾン酸素を発生させた後に、前記陽極側振動子が下式(1)を満足する振動を、前記陽極側貯留部内の貯留水に印加することを特徴とする微細気泡含有水生成装置。
I=(2π×f×A)2×Z0/2≧8.56×1012 ・・・(1)
I:強度[W/m2]
f:周波数[Hz]
A:振幅[m]
Z0:水の音響インピーダンス(=1.6×106[kg/(cm2・s)]) - 直径がナノオーダーの微細気泡の含有水を生成する微細気泡含有水生成装置であって、
直流電圧を印加することで、水を電気分解して(酸素及び水素)または(含オゾン酸素及び水素)を発生させる、陽極と陰極との間に固体高分子電解質膜が挟み込まれた電解素子と、
前記電解素子の陰極から区画された陽極が貯留水と接触する陽極側貯留部と、
前記電解素子の陽極から区画された陰極が貯留水と接触する陰極側貯留部と、
前記陰極側貯留部内の貯留水に振動を印加する陰極側振動子と
を備え、
前記陰極側貯留部の貯留水中に、前記電解素子によって、水素を発生させながら、または、水素を発生させた後に、前記陰極側振動子が下式(1)を満足する振動を、前記陰極側貯留部内の貯留水に印加することを特徴とする微細気泡含有水生成装置。
I=(2π×f×A)2×Z0/2≧8.56×1012 ・・・(1)
I:強度[W/m2]
f:周波数[Hz]
A:振幅[m]
Z0:水の音響インピーダンス(=1.6×106[kg/(cm2・s)]) - 前記電解素子の陽極から区画された陰極が貯留水と接触する陰極側貯留部と、
前記陰極側貯留部内の貯留水に振動を印加する陰極側振動子と
を備え、
前記陰極側貯留部の貯留水中に、前記電解素子によって、水素を発生させながら、または、水素を発生させた後に、前記陰極側振動子が下式(1)を満足する振動を、前記陰極側貯留部内の貯留水に印加する請求項2に記載の微細気泡含有水生成装置。
I=(2π×f×A)2×Z0/2≧8.56×1012 ・・・(1)
I:強度[W/m2]
f:周波数[Hz]
A:振幅[m]
Z0:水の音響インピーダンス(=1.6×106[kg/(cm2・s)]) - 直径がナノオーダーの微細気泡の含有水を生成する微細気泡含有水生成装置であって、
直流電圧を印加することで、水を電気分解して(酸素及び水素)または(含オゾン酸素及び水素)を発生させる、陽極と陰極との間に固体高分子電解質膜が挟み込まれた電解素子と、
前記電解素子の陰極及び陽極が流水と接触する流水路と、
前記流水路における前記電解素子近傍に設置された、前記流水路中の流水に振動を印加する振動子と
を備え、
前記電解素子によって前記流水路の流水中に(酸素及び水素)若しくは(含オゾン酸素及び水素)を発生させながら、その流水に前記振動子が下式(1)を満足する振動を印加する、または、前記電解素子によって前記流水路の流水中に(酸素及び水素)若しくは(含オゾン酸素及び水素)を発生させた後、その流水に前記振動子が下式(1)を満足する振動を印加する、または、前記振動子が下式(1)を満足する振動を前記流水路の流水に印加した後、その振動が印加された流水中に前記電解素子によって(酸素及び水素)若しくは(含オゾン酸素及び水素)を発生させることを特徴とする微細気泡含有水生成装置。
I=(2π×f×A)2×Z0/2≧8.56×1012 ・・・(1)
I:強度[W/m2]
f:周波数[Hz]
A:振幅[m]
Z0:水の音響インピーダンス(=1.6×106[kg/(cm2・s)]) - 直径がナノオーダーの微細気泡の含有水を生成する微細気泡含有水生成装置であって、
直流電圧を印加することで、水を電気分解して(酸素及び水素)または(含オゾン酸素及び水素)を発生させる、陽極と陰極との間に固体高分子電解質膜が挟み込まれた電解素子と、
前記電解素子の陰極及び陽極が流水と接触する流水路と、
前記流水路を流れる流水を乱流化する乱流化手段と
を備え、
前記電解素子によって前記流水路の流水中に(酸素及び水素)若しくは(含オゾン酸素及び水素)を発生させながら、その流水を前記乱流化手段が乱流化する、または、前記電解素子によって前記流水路の流水中に(酸素及び水素)若しくは(含オゾン酸素及び水素)を発生させた後、その流水を前記乱流化手段が乱流化する、または、前記乱流化手段が前記流水路の流水を乱流化した後、その乱流化された流水中に前記電解素子によって(酸素及び水素)若しくは(含オゾン酸素及び水素)を発生させることを特徴とする微細気泡含有水生成装置。 - 直径がナノオーダーの微細気泡の含有水を生成する微細気泡含有水生成装置であって、
直流電圧を印加することで、水を電気分解して(酸素及び水素)または(含オゾン酸素及び水素)を発生させる、陽極と陰極との間に固体高分子電解質膜が挟み込まれた電解素子と、
前記電解素子の陰極及び陽極が流水と接触する流水路と、
前記流水路を流れる流水を渦流化する渦流化手段と
を備え、
前記電解素子によって前記流水路の流水中に(酸素及び水素)若しくは(含オゾン酸素及び水素)を発生させながら、その流水を前記渦流化手段が渦流化する、または、前記電解素子によって前記流水路の流水中に(酸素及び水素)若しくは(含オゾン酸素及び水素)を発生させた後、その流水を前記渦流化手段が渦流化する、または、前記渦流化手段が前記流水路の流水を渦流化した後、その渦流化された流水中に前記電解素子によって(酸素及び水素)若しくは(含オゾン酸素及び水素)を発生させることを特徴とする微細気泡含有水生成装置。 - 直径がナノオーダーの微細気泡の含有水を生成する微細気泡含有水生成装置であって、
直流電圧を印加することで、水を電気分解して(酸素及び水素)または(含オゾン酸素及び水素)を発生させる、陽極と陰極との間に固体高分子電解質膜が挟み込まれた電解素子と、
前記電解素子の陰極から区画された陽極が流水と接触する陽極側流水路と、
前記陽極側流水路における陽極近傍に設置された、前記陽極側流水路中の流水に振動を印加する陽極側振動子と
を備え、
前記電解素子によって前記陽極側流水路の流水中に酸素若しくは含オゾン酸素を発生させながら、その流水に前記陽極側振動子が下式(1)を満足する振動を印加する、または、前記電解素子によって前記陽極側流水路の流水中に酸素若しくは含オゾン酸素を発生させた後、その流水に前記陽極側振動子が下式(1)を満足する振動を印加する、または、前記陽極側振動子が下式(1)を満足する振動を前記陽極側流水路の流水に印加した後、その振動が印加された流水中に前記電解素子によって酸素若しくは含オゾン酸素を発生させることを特徴とする微細気泡含有水生成装置。
I=(2π×f×A)2×Z0/2≧8.56×1012 ・・・(1)
I:強度[W/m2]
f:周波数[Hz]
A:振幅[m]
Z0:水の音響インピーダンス(=1.6×106[kg/(cm2・s)]) - 直径がナノオーダーの微細気泡の含有水を生成する微細気泡含有水生成装置であって、
直流電圧を印加することで、水を電気分解して(酸素及び水素)または(含オゾン酸素及び水素)を発生させる、陽極と陰極との間に固体高分子電解質膜が挟み込まれた電解素子と、
前記電解素子の陰極から区画された陽極が流水と接触する陽極側流水路と、
前記陽極側流水路を流れる流水を乱流化する乱流化手段と
を備え、
前記電解素子によって前記陽極側流水路の流水中に酸素若しくは含オゾン酸素を発生させながら、その流水を前記乱流化手段が乱流化する、または、前記電解素子によって前記陽極側流水路の流水中に酸素若しくは含オゾン酸素を発生させた後、その流水を前記乱流化手段が乱流化する、または、前記乱流化手段が前記陽極側流水路の流水を乱流化した後、その乱流化された流水中に前記電解素子によって酸素若しくは含オゾン酸素を発生させることを特徴とする微細気泡含有水生成装置。 - 直径がナノオーダーの微細気泡の含有水を生成する微細気泡含有水生成装置であって、
直流電圧を印加することで、水を電気分解して(酸素及び水素)または(含オゾン酸素及び水素)を発生させる、陽極と陰極との間に固体高分子電解質膜が挟み込まれた電解素子と、
前記電解素子の陰極から区画された陽極が流水と接触する陽極側流水路と、
前記陽極側流水路を流れる流水を渦流化する渦流化手段と
を備え、
前記電解素子によって前記陽極側流水路の流水中に酸素若しくは含オゾン酸素を発生させながら、その流水を前記渦流化手段が渦流化する、または、前記電解素子によって前記陽極側流水路の流水中に酸素若しくは含オゾン酸素を発生させた後、その流水を前記渦流化手段が渦流化する、または、前記渦流化手段が前記陽極側流水路の流水を渦流化した後、その渦流化された流水中に前記電解素子によって酸素若しくは含オゾン酸素を発生させることを特徴とする微細気泡含有水生成装置。 - 直径がナノオーダーの微細気泡の含有水を生成する微細気泡含有水生成装置であって、
直流電圧を印加することで、水を電気分解して(酸素及び水素)または(含オゾン酸素及び水素)を発生させる、陽極と陰極との間に固体高分子電解質膜が挟み込まれた電解素子と、
前記電解素子の陰極から区画された陽極が貯留水と接触する陽極側貯留部または流水と接触する陽極側流水路と、
前記電解素子の陽極から区画された陰極が流水と接触する陰極側流水路と、
前記陰極側流水路における陰極近傍に設置された、前記陰極側流水路中の流水に振動を印加する陰極側振動子と
を備え、
前記電解素子によって前記陰極側流水路の流水中に水素を発生させながら、その流水に前記陰極側振動子が下式(1)を満足する振動を印加する、または、前記電解素子によって前記陰極側流水路の流水中に水素を発生させた後、その流水に前記陰極側振動子が下式(1)を満足する振動を印加する、または、前記陰極側振動子が下式(1)を満足する振動を前記陰極側流水路の流水に印加した後、その振動が印加された流水中に前記電解素子によって水素を発生させることを特徴とする微細気泡含有水生成装置。
I=(2π×f×A)2×Z0/2≧8.56×1012 ・・・(1)
I:強度[W/m2]
f:周波数[Hz]
A:振幅[m]
Z0:水の音響インピーダンス(=1.6×106[kg/(cm2・s)]) - 直径がナノオーダーの微細気泡の含有水を生成する微細気泡含有水生成装置であって、
直流電圧を印加することで、水を電気分解して(酸素及び水素)または(含オゾン酸素及び水素)を発生させる、陽極と陰極との間に固体高分子電解質膜が挟み込まれた電解素子と、
前記電解素子の陰極から区画された陽極が貯留水と接触する陽極側貯留部または流水と接触する陽極側流水路と、
前記電解素子の陽極から区画された陰極が流水と接触する陰極側流水路と、
前記陰極側流水路を流れる流水を乱流化する乱流化手段と
を備え、
前記電解素子によって前記陰極側流水路の流水中に水素を発生させながら、その流水を前記乱流化手段が乱流化する、または、前記電解素子によって前記陰極側流水路の流水中に水素を発生させた後、その流水を前記乱流化手段が乱流化する、または、前記乱流化手段が前記陰極側流水路の流水を乱流化した後、その乱流化された流水中に前記電解素子によって水素を発生させることを特徴とする微細気泡含有水生成装置。 - 直径がナノオーダーの微細気泡の含有水を生成する微細気泡含有水生成装置であって、
直流電圧を印加することで、水を電気分解して(酸素及び水素)または(含オゾン酸素及び水素)を発生させる、陽極と陰極との間に固体高分子電解質膜が挟み込まれた電解素子と、
前記電解素子の陰極から区画された陽極が貯留水と接触する陽極側貯留部または流水と接触する陽極側流水路と、
前記電解素子の陽極から区画された陰極が流水と接触する陰極側流水路と、
前記陰極側流水路を流れる流水を渦流化する渦流化手段と
を備え、
前記電解素子によって前記陰極側流水路の流水中に水素を発生させながら、その流水を前記渦流化手段が渦流化する、または、前記電解素子によって前記陰極側流水路の流水中に水素を発生させた後、その流水を前記渦流化手段が渦流化する、または、前記渦流化手段が前記陰極側流水路の流水を渦流化した後、その渦流化された流水中に前記電解素子によって水素を発生させることを特徴とする微細気泡含有水生成装置。 - 前記電解素子の陽極から区画された陰極が流水と接触する陰極側流水路と、
前記陰極側流水路における陰極近傍に設置された、前記陰極側流水路中の流水に振動を印加する陰極側振動子と
を備え、
前記電解素子によって前記陰極側流水路の流水中に水素を発生させながら、その流水に前記陰極側振動子が下式(1)を満足する振動を印加する、または、前記電解素子によって前記陰極側流水路の流水中に水素を発生させた後、その流水に前記陰極側振動子が下式(1)を満足する振動を印加する、または、前記陰極側振動子が下式(1)を満足する振動を前記陰極側流水路の流水に印加した後、その振動が印加された流水中に前記電解素子によって水素を発生させる請求項8、9または10に記載の微細気泡含有水生成装置。
I=(2π×f×A)2×Z0/2≧8.56×1012 ・・・(1)
I:強度[W/m2]
f:周波数[Hz]
A:振幅[m]
Z0:水の音響インピーダンス(=1.6×106[kg/(cm2・s)]) - 前記電解素子の陽極から区画された陰極が流水と接触する陰極側流水路と、
前記陰極側流水路を流れる流水を乱流化する乱流化手段と
を備え、
前記電解素子によって前記陰極側流水路の流水中に水素を発生させながら、その流水を前記乱流化手段が乱流化する、または、前記電解素子によって前記陰極側流水路の流水中に水素を発生させた後、その流水を前記乱流化手段が乱流化する、または、前記乱流化手段が前記陰極側流水路の流水を乱流化した後、その乱流化された流水中に前記電解素子によって水素を発生させる請求項8、9または10に記載の微細気泡含有水生成装置。 - 前記電解素子の陽極から区画された陰極が流水と接触する陰極側流水路と、
前記陰極側流水路を流れる流水を渦流化する渦流化手段と
を備え、
前記電解素子によって前記陰極側流水路の流水中に水素を発生させながら、その流水を前記渦流化手段が渦流化する、または、前記電解素子によって前記陰極側流水路の流水中に水素を発生させた後、その流水を前記渦流化手段が渦流化する、または、前記渦流化手段が前記陰極側流水路の流水を渦流化した後、その渦流化された流水中に前記電解素子によって水素を発生させる請求項8、9または10に記載の微細気泡含有水生成装置。 - 水に印加する振動の強度Iが1.00×1013[W/m2]以上である請求項1、2、3、4、5、8、11または14に記載の微細気泡含有水生成装置。
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