KR20110111527A

KR20110111527A - 초미세 기포 발생 장치

Info

Publication number: KR20110111527A
Application number: KR20117020376A
Authority: KR
Inventors: 요지 나카시마; 고지 야마다
Original assignee: 유겐가이샤 나카시마고교
Priority date: 2009-02-17
Filing date: 2010-02-15
Publication date: 2011-10-11
Also published as: US8632058B2; US8302941B2; US20130003485A1; EP2399665A1; KR101297538B1; WO2010095594A1; CN102316966B; CN102316966A; US20110298142A1

Abstract

제조 비용의 저감화를 실현할 수 있는 간략한 구조에 의해, 초미세 기포를 액체 중에 확실하게 혼입 내지는 분산시킬 수 있는 초미세 기포 발생 장치를 제공한다. 기체 투과성 필름을 사이에 끼워, 그 일방측에 제 1 부재 및 제 1 패킹을 중첩하여 배치하는 한편, 그 타방측에 제 2 부재 및 제 2 패킹을 중첩하여 배치하였다. 그리고, 제 1 부재의 기체 삽기구를 거쳐 송기된 가압 기체가, 제 1 패킹의 유체 통로로부터 기체 투과성 필름을 투과하여, 제 2 패킹에 형성된 협폭의 띠 형상 얕은 홈으로 이루어지는 유체 통로를 통과하는 액체 중으로 초미세 기포로서 도입되도록 구성하였다.

Description

초미세 기포 발생 장치 {MICRO-BUBBLE GENERATION DEVICE}

본 발명은 초미세 기포 발생 장치에 관한 것으로, 특히, 초미세 기포를 발생시키고, 그것을 액 중으로 혼입 (혼합) 내지는 분산시키는 초미세 기포 발생 장치의 개량에 관한 것이다.

최근, 1 ㎜ 이하의 마이크로버블이라고 하는 초미세 기포가 많은 우수한 특성을 갖는 것이 밝혀져 크게 주목받고 있다. 이 초미세 기포는, 예를 들어, 어류나 가축, 식물 등의 활성화나 오수나 배수 등의 정화 등에 있어서 매우 우수한 효과를 발휘하는 것이 알려져 있다.

그런데, 그와 같은 초미세 기포를 발생시키고, 액체 중에 혼입시키는 장치로는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2006-159187호 (특허문헌 1) 등에 기재되는 장치가 알려져 있다. 이 장치는, 상류측의 스크루부와 하류측의 컷터부로 구성되는 통형상의 본체를 구비한 정지 (靜止) 형 믹서를 가지고 있다. 그리고, 연락관으로부터 유입된 기액 2 상 유체가, 정지형 믹서에 있어서의 스크루부의 나선 날개에 의해 회전력과 강한 비틀림이 부여되어 선회 상태가 되고, 계속해서, 컷터부에서 통형상 본체의 내주면에 돌출 형성된 복수의 돌기와 접촉하게 된다. 이로써, 기액 2 상류체의 흐름이 흐트러져, 기체의 액 중으로의 용해가 촉진되도록 되어 있는 것이다.

그런데, 그와 같은 종래 장치에 있어서는, 정지형 믹서의 스크루부가 통형상 본체 내에 형성된 나선 날개를 갖고, 또 컷터부가 통형상 본체의 내주면에 형성된 복수의 돌기를 가지고 있다. 이 때문에, 장치의 구조가 비교적 복잡한 것이 되어 있어, 그 만큼 제조 비용이 들게 되어 있었다. 게다가, 생성되어 액 중으로 혼입되는 기포도 초미세 기포로 특정되어 있지는 않았다.

또, 최근에는, 초미세 기포를 발생시키는 장치를 감상어 (鑑賞魚) 용 수조나 활어조 등의 수중으로 산소 등의 기체를 공급하기 위한 장치로서, 혹은 배수 처리조나 발효조, 배양조에 대한 통기 수단 등으로서 이용하는 것이 검토되고 있다. 그리고, 예를 들어, 일본 특허 제3806008호 (특허문헌 2) 나 일본 공개특허공보 2007-268390호 (특허문헌 3) 등에 그 구체적인 구조가 제안되어 있다.

그와 같은 상황하, 본원 출원인은, 먼저, 일본 실용신안등록 제3130562호 (특허문헌 4) 에서, 초미세 기포를 발생시키는 초미세 기포 발생 장치에 이용되는 분산기 (초미세 기포 발생 통체) 를 제안하였다. 이 분산기는, 다공질재를 이용하여 형성된 통형상체의 외주면을 친수성 부직포 등으로 피복하여 이루어지는 구조를 가지고 있다. 이 분산기를 형성하는 다공질재로는, 고분자 수지 필름에 크레이즈를 생성시켜 이루어지는 기체 투과성 필름 (통기성 필름) 이 바람직하게 사용되고 있다.

이 본원 출원인이 제안한 분산기는, 수중에 가라앉은 상태에서, 그 내부 공간으로, 가압된 공기나 산소 등의 기체가 이송되도록 되어 있다. 그리고, 그와 같은 기체가 기체 투과성 필름 등의 다공질재와 부직포를 통과함으로써, 초미세 기포가 되어, 부직포의 표면으로부터 수중으로 방출되어 분산되도록 되어 있는 것이다. 또, 이 분산기에서는, 부직포가 친수성을 갖는 것이기 때문에, 기체 투과성 필름을 투과하여 부직포 내로 침입한 기포가, 부직포 내로 들어온 물에 의해 분단되는 상태가 되어, 더욱 초미세화된 기포를 생성시킬 수 있도록 되어 있다.

그런데, 본 발명자들이 그와 같은 분산기에 대하여, 그 사용성의 향상을 목적으로 하여 더욱 검토한 결과, 수중에서 장기간 사용한 경우에, 수중의 미생물이나 부유물 등의 이물질이 부직포의 표면에 부착되거나, 혹은 그 내부로 들어가, 이로 인해, 부직포 내의 통공이 부분적으로 폐색되어, 초미세 기포의 발생량이 감소되는 사태를 일으킬 우려가 있는 것이 판명되었다.

일본 공개특허공보 2006-159187호 일본 특허 제3806008호 일본 공개특허공보 2007-268390호 일본 실용신안등록 제3130562호

여기에서, 본 발명은 상기 서술한 바와 같은 사정을 배경으로 하여 이루어진 것으로서, 그 해결 과제는, 제조 비용의 저감화를 실현할 수 있는 간략한 구조에 의해, 초미세 기포를 액체 중으로 확실하게 혼입 내지는 분산시킬 수 있는 초미세 기포 발생 장치를 제공하는 것이다. 또, 본 발명에 있어서는, 수중에서의 장기간의 사용에 의해서도, 보다 초미세 기포를 충분한 양으로 안정적으로 발생시킬 수 있는 초미세 기포 발생 장치를 제공하는 것도 그 해결 과제로 하는 것이다.

본 발명은 상기한 과제, 또는 본 명세서 전체의 기재나 도면으로부터 파악되는 과제를 해결하기 위해, 이하에 열거하는 각종 양태에서 바람직하게 실시될 수 있는 것이다. 또, 이하에 기재된 각 양태는, 임의의 조합으로도 채용할 수 있다. 그리고, 본 발명의 양태 내지는 기술적 특징은, 이하에 기재된 것에 전혀 한정되지 않고, 명세서 전체의 기재 그리고 도면에 개시된 발명 사상에 기초하여 인식될 수 있는 것이라는 것이 이해되어야 한다.

<1> 기체 삽기구를 갖는 제 1 부재와, 띠형상의 얕은 홈으로 구성된 유체 통로를 갖는 제 1 및 제 2 의 한 쌍의 패킹과, 기체 투과성 필름과, 액체 유입구와 액체 유출구를 갖는 제 2 부재로 구성되고, 중심에 배치된 그 기체 투과성 필름의 양면에 그 제 1 패킹과 그 제 2 패킹을 각각 배치함과 함께, 그 제 1 패킹의 그 기체 투과성 필름측과는 반대측에 그 제 1 부재를 배치하고, 그 제 2 패킹의 그 기체 투과성 필름측과는 반대측에 그 제 2 부재를 배치하는 구조로 함으로써, 그 기체 삽기구를 거쳐 그 기체 투과성 필름에 송기된 가압 상태의 기체가 그 기체 투과성 필름을 투과하여, 그 제 2 패킹에 형성된 상기 유체 통로를 통과하는 액체 중으로 초미세 기포의 형상으로 혼입되는 장치이고, 그 기체 투과성 필름이 통상 상태에 있어서는 기체 투과성이 작지만, 가압 상태의 기체를 이용하여 강제적으로 기체 투과를 도모함으로써, 액 중으로 초미세 기포를 생성시킬 수 있는 구조를 가짐과 함께, 띠형상의 얕은 홈으로 구성된 상기 제 2 패킹의 유체 통로가 협폭이 되어, 그 유체 통로를 통과하는 액체 중으로 초미세 기포가 도입되도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 초미세 기포 발생 장치.

<2> 상기 유체 통로를 연장하는 것을 목적으로 하여, 상기 제 2 패킹에 대해, 사행 사행 (蛇行) 혹은 소용돌이 그리고 굴곡 등의 형상으로 이루어지는 유체 통로가 형성되어 있는 상기 양태 <1> 에 기재된 초미세 기포 발생 장치. 즉, 상기 양태 <1> 에 기재된 초미세 기포 발생 장치에 있어서는, 바람직하게는 상기 유체 통로가 상기 제 2 패킹에 대해 직선 형상을 갖고 형성되는 경우보다 연장 거리가 길어지는, S 자 형 혹은 소용돌이 그리고 굴곡 등의 형상을 갖고 형성되게 된다.

<3> (a) 원주형을 나타내고, 외주면에, 액체가 흐르는 유로가 축 방향으로 연장되도록 형성됨과 함께, 축 방향의 일단부 (端部) 에 그 유로에 액체를 유입시키는 유입구와, 축 방향의 타단부에 그 유로를 흐르는 유체를 그 유로로부터 유출시키는 유출구가 각각 형성되고, 또한, 외주면이 기체 투과성 필름에 의해 피복되어, 외주면에 있어서의 그 유로의 개구부가 그 기체 투과성 필름에 의해 폐색되어 이루어지는 통액체와, (b) 양단이 개방 상태에 있는 통형상체로 이루어지고, 그 통형상체의 통벽부에 통기구가 형성됨과 함께, 내측에 상기 통액체가 수납되고, 또한, 그 통액체의 외주면과의 사이에, 그 통기구를 통하여 그 통형상체의 내부로 유도된 가압 기체를 수용하는 중공간이 형성된 케이싱을 갖고, 상기 통액체의 외주면에, 상기 유로가 나선형으로 연장되도록 형성되어 있음과 함께, 상기 기체 투과성 필름이 통상 상태에 있어서는 기체 투과성이 작지만, 가압 상태의 기체를 이용하여 강제적으로 기체 투과를 도모함으로써, 액 중에 초미세 기포를 생성시킬 수 있는 구조를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 초미세 기포 발생 장치.

<4> 상기 나선형의 유로를 협폭으로 하여, 상기 유입구에 있어서의 유량을 제한함으로써, 그 유입구로부터 유입된 액체가 그 유로를 통과할 때에, 이러한 액체의 유속을 증대시킴으로써, 상기 기체 투과성 필름을 투과하여, 액 중에 발생하는 기포의 발생 과정의 초기 단계에서, 그 기체 투과성 필름에 있어서의 그 유로 중의 액체와의 계면에 성장하는 기포를, 상기 증속된 액체의 그 유로 중의 흐름에 의해 전단하여, 액 중에 더욱 초미세화된 기포를 생성시킬 수 있도록 되어 있는 상기 양태 <3> 에 기재된 초미세 기포 발생 장치.

<5> 상기 유입구에 있어서의 액체의 유량을 제어하는 유량 조절 밸브가 형성되어, 상기 유로에 있어서의 액체의 유속이 제어되도록 되어 있는 한편, 레귤레이터에 의해, 상기 통기구를 통하여 상기 중공간으로 유도되는 가압 기체의 압력이 제어되도록 되어 있는 상기 양태 <3> 또는 <4> 에 기재된 초미세 기포 발생 장치.

<6> 상기 기체 투과성 필름이, 크레이즈가 생성되어 이루어지는 수지 필름으로 구성되어 있는 상기 양태 <1> 내지 <5> 중 어느 하나에 기재된 초미세 기포 발생 장치.

<7> 수중에 배치된 상태에서 초미세 기포를 발생시키고, 그 초미세 기포를 수중으로 방출하여 분산시키는 초미세 기포 발생 장치로서, (a) 통벽을 관통하여 외주면에 개구되는 통기 구멍을 구비한 통형상 기재의 외주면에, 고분자 수지 필름에 크레이즈를 생성하여 이루어지는 기체 투과성 필름의 원통체가 외삽되고, 또한, 그 원통체의 외주면 상에 친수성 부직포층이 적층 형성되어, 그 통형상 기재의 상기 통기 구멍으로부터 방출되는 기체가 상기 원통체 및 부직포층의 통과 중에 초미세화되어, 초미세 기포가 형성되도록 한 초미세 기포 발생 통체와, (b) 그 초미세 기포 발생 통체를 그 축심 둘레로 회전시켜, 그 초미세 기포 발생 통체의 회전하에서, 상기 부직포층의 외주부로부터 상기 초미세화된 기포를 잘라내어, 수중으로 분산시키도록 한 회전 구동 수단과, (c) 그 회전 구동 수단에 의한 상기 초미세 기포 발생 통체의 회전하에서, 상기 통형상 기재의 통 안의 공간으로 외부로부터 기체를 도입하는 기체 도입 기구를 갖는 것을 특징으로 하는 초미세 기포 발생 장치.

<8> 상기 부직포층이 부직포의 원통체로 이루어지고, 이러한 원통형 부직포층이 상기 기체 투과성 필름의 원통체에 외삽되어 있는 상기 양태 <7> 에 기재된 초미세 기포 발생 장치.

<9> 상기 초미세 기포 발생 통체를 수평 방향으로 연장되는 회전축 둘레로 회전할 수 있게 지지하는 지지 기구가 추가로 형성되어 있는 상기 양태 <7> 또는 <8> 에 기재된 초미세 기포 발생 장치.

<10> 상기 부직포층의 외주부의 전체면에 친수성 사상체 (絲狀體) 가 감겨져, 그 부직포층 전체가 그 사상체에 의해 죄어져 있는 상기 양태 <7> 내지 <9> 중 어느 하나에 기재된 초미세 기포 발생 장치.

<11> 상기 기체 도입 기구의 기체를 도입하는 도입구가 대기에 개방되어, 그 기체 도입 기구에 의해, 대기가 상기 통형상 기재의 통 안의 공간으로 도입되도록 되어 있는 상기 양태 <7> 내지 <10> 중 어느 하나에 기재된 초미세 기포 발생 장치.

<12> 상기 기체 도입 기구의 기체를 도입하는 도입구가, 압축 공기를 공급하는 압축 공기 공급원에 접속되고, 그 기체 도입 기구에 의해 압축 공기가 상기 통형상 기재의 통 안의 공간으로 도입되도록 되어 있는 상기 양태 <7> 내지 <10> 중 어느 하나에 기재된 초미세 기포 발생 장치.

<13> 1 축 둘레의 회전에 의해 물을 교반하는 교반 날개가, 상기 초미세 기포 발생 통체에 대해, 그 초미세 기포 발생 통체와 일체적으로 회전할 수 있게 형성되어 있는 상기 양태 <7> 내지 <12> 중 어느 하나에 기재된 초미세 기포 발생 장치.

즉, 본 발명에 따른 초미세 기포 발생 장치에 있어서는, 종래 장치와는 달리, 복잡한 구조로 이루어지는 스크루부나 컷터부를 전혀 갖고 있지 않아, 단순히 초미세 기포를 발생시킬 수 있는 기체 투과성 필름을 이용하여, 이러한 기체 투과성 필름에 기체를 투과시킴으로써 초미세 기포를 발생시키고, 그리고, 그와 같은 초미세 기포를 액체 중으로 혼입 내지는 분산시키도록 한 것이다.

따라서, 이와 같이 본 발명에 따른 초미세 기포 발생 장치에 있어서는, 대규모의 장치를 사용하지 않고, 제조 비용의 저감화를 실현할 수 있는 간략한 구조에 의해, 초미세 기포를 다종의 액체 중으로 확실하게 혼입시킬 수 있다. 그 결과, 예를 들어, 중유 등의 유류에 초미세 기포를 혼입 내지는 분산시킴으로써, 이러한 유류의 연소 효율의 개선을 유리하게 도모할 수 있다. 또, 탄산 가스의 초미세 기포를 물에 혼입 내지는 분산시킴으로써, 초미세 기포가 혼입된 탄산수가 얻어진다. 그리고, 그와 같은 초미세 기포가 혼입된 물 등은, 수질의 정화, 세정수, 음료수 등에 널리 활용될 뿐만 아니라, 오수나 배수 등의 폐수 처리에 있어서도, 미생물의 활성화에 유효하게 이용될 수 있게 된다.

또, 본 발명에 따른 초미세 기포 발생 장치에 있어서는, 통형상 기재의 외주면에, 기체 투과성 필름과 친수성 부직포가 전자를 내측으로 하여 적층되어, 초미세 기포 발생 통체가 구성되어 있다. 이로써, 이러한 초미세 기포 발생 통체에 의해 초미세화된 기포가 형성되도록 되어 있다.

그리고, 본 발명에 관련된 초미세 기포 발생 장치에서는, 기체 도입 기구에 의해, 초미세 기포 발생 통체에 있어서의 통형상 기재의 통 안의 공간으로 외부로부터 기체가 도입되면서, 회전 구동 수단에 의해 초미세 기포 발생 통체가 수중에서 회전됨으로써, 부직포층의 외주부로부터 초미세화된 기포가 잘리도록 하여 수중으로 분산되도록 되어 있다. 이 때문에, 부직포층의 외주부로부터 보다 초미세화된 기포를 발생시킬 수 있게 된다. 그리고, 특히, 초미세 기포 발생 통체가 회전되면서, 수중에서 사용되기 때문에, 예를 들어 수중의 미생물이나 부유물 등의 이물질이 부직포층의 외주부 (표면) 에 부착되거나, 부직포층의 통공 안으로 들어가거나 하는 것을 곤란하게 할 수 있다. 또, 비록 이들 이물질이 부직포층의 외주부에 부착되거나, 통공 안으로 들어가거나 했다 하더라도, 초미세 기포 발생 통체의 회전시에 발생하는 원심력에 의해, 이물질이 부직포층의 외주부나 통공 안으로부터 유리하게 제거될 수 있다. 이 때문에, 초미세 기포 발생 통체가 수중에서 장기간 사용되어도, 항상 부직포층의 외주부에서의 통공의 개구 면적이나 통공 안의 용적이 충분히 또한 안정적으로 확보될 수 있다.

따라서, 이와 같은 본 발명에 따른 초미세 기포 발생 장치에 있어서는, 수중에서의 장기간의 사용에 의해서도, 보다 초미세 기포를 충분한 양으로 안정적으로 발생시키고, 수중으로 방출하여 분산시킬 수 있다. 그리고, 그 결과로서, 초미세 기포를 수중으로 분산시켜 얻어지는, 예를 들어 어류나 가축, 식물 등의 활성화나 오수나 배수 등의 정화 등의 원하는 효과가 보다 장기간에 걸쳐 매우 안정적으로 발휘될 수 있는 것이다.

추가로, 본 발명에 관련된 초미세 기포 발생 장치에 있어서는, 초미세 기포 발생 통체의 회전에 의해 발생하는 원심력이나 초미세 기포의 분출 압력에 의해, 통형상 기재 내부의 공간 내의 기체가 기체 투과성 필름이나 부직포층 각각의 통공 안으로 빨려올라가듯이 들어가, 부직포층의 외주부로부터 초미세 기포가 되어 방출되게 된다. 이 때, 통형상 기재 내부의 공간 안은 감압 상태가 된다. 이 때문에, 초미세 기포 발생 통체의 회전하에서는, 통형상 기재 내부의 공간 안으로 가압 기체 등을 강제적으로 보내지 않고, 예를 들어, 기체 도입 기구의 외부로부터 기체를 도입하는 도입구를 대기에 개방시켜 두는 것만으로, 통형상 기재 내부의 공간 안으로 기체가 자동적으로 또한 기계적으로 도입된다. 이로써, 압축 공기 등의 가압 기체를 초미세 기포 발생 통체 안으로 보내기 위한 기체 공급원이나 그에 부수하는 기체 공급로 등을 사용하지 않고, 초미세 기포를 부직포층의 외주부로부터 수중으로 분산시킬 수 있다.

따라서, 이와 같은 본 발명에 따른 초미세 기포 발생 장치에 있어서는, 보다 간략하고 또한 콤팩트한 구조가 더욱 유리하게 실현될 수 있음과 함께, 보다 초미세 기포를 보다 낮은 비용으로 수중으로 분산시킬 수 있게 된다.

도 1 은 본 발명에 따른 초미세 기포 발생 장치의 일 실시형태를 나타내는 분해 사시 설명도이다.
도 2 는 도 1 에 나타낸 초미세 기포 발생 장치가 갖는 패킹의 다른 예를 나타내는 사시 설명도이다.
도 3 은 도 1 에 나타낸 초미세 기포 발생 장치가 갖는 패킹의 또 다른 예를 나타내는 사시 설명도이다.
도 4 는 본 발명에 따른 초미세 기포 발생 장치의 다른 실시형태를 나타내는 도 1 에 대응하는 도면이다.
도 5 는 본 발명에 따른 초미세 기포 발생 장치의 다른 실시형태를 나타내는 축 방향의 단면 설명도이다.
도 6 은 도 5 에 나타낸 초미세 기포 발생 장치가 갖는 통액체의 사시 설명도이다.
도 7 은 도 5 에 나타낸 초미세 기포 발생 장치가 갖는 통액체의 다른 예를 나타내는 도 6 에 대응하는 도면이다.
도 8 은 본 발명에 따른 초미세 기포 발생 장치의 또 다른 실시형태를 나타내는, 일부 절결도를 포함하는 정면 설명도이다.
도 9 는 도 8 에 나타낸 초미세 기포 발생 장치에 사용되는 초미세 기포 발생 통체의 축 방향의 단면도이다.
도 10 은 도 8 의 Ⅹ-Ⅹ 단면 (斷面) 에 있어서의 단면 확대 설명도이다.
도 11 은 본 발명에 따른 초미세 기포 발생 장치의 다른 실시형태를 나타내는, 도 8 에 대응하는 도면이다.
도 12 는 본 발명에 따른 초미세 기포 발생 장치의 또 다른 실시형태를 나타내는, 도 8 의 부분 확대도에 대응하는 도면이다.
도 13 은 도 12 의 ⅩⅢ-ⅩⅢ 단면에 있어서의 단면 설명도이다.
도 14 는 본 발명에 따른 초미세 기포 발생 장치의 다른 실시형태를 나타내는, 도 8 에 대응하는 도면이다.
도 15 는 본 발명에 따른 초미세 기포 발생 장치의 또 다른 실시형태를 나타내는, 도 8 에 대응하는 도면이다.

이하, 본 발명을 더욱 구체적으로 명백하게 하기 위해, 본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 상세하게 설명하기로 한다.

먼저, 도 1 에는 본 발명에 따른 구조를 갖는 초미세 기포 발생 장치의 일 실시형태가 그 분해 사시 형태로 나타나 있다. 이러한 도 1 로부터 명백한 바와 같이, 본 실시형태의 초미세 기포 발생 장치는, 긴 평판형을 나타내고, 길이 방향의 중앙부에 기체 삽기구 (1) 가 형성된, 제 1 부재로서의 기체 공급 부재 (2) 와, 얇은 긴 평판형을 나타내고, 길이 방향으로 연장되는 유체 통로 (3) 를 각각 구비한 제 1 패킹 (4) 및 제 2 패킹 (5) 과, 기체 투과성 필름 (6) 과, 긴 평판형을 나타내고, 길이 방향의 양 단부에, 액체 유입구 (7) 와 액체 유출구 (8) 가 형성된 제 2 부재로서의 통액 부재 (9) 를 적어도 가지고 있다.

기체 투과성 필름 (6) 의 두께 방향의 양측에는, 제 1 패킹 (4) 과 제 2 패킹 (5) 이 기체 투과성 필름 (6) 을 사이에 끼우듯이 배치되어 있다. 그리고, 이들 제 1 패킹 (4) 과 제 2 패킹 (5) 이 기체 투과성 필름 (6) 의 양면에 대해 각각 중첩되어 고착되어 있다.

기체 공급 부재 (2) 는, 일방의 판면에 길이 방향으로 연장되는 오목부 (10) 가 형성되어 있다. 이 기체 공급 부재 (2) 가, 제 1 패킹 (4) 의 기체 투과성 필름 (6) 과의 중첩측과는 반대측에 배치되어 있다. 그리고, 기체 공급 부재 (2) 가, 오목부 (10) 의 형성측의 면에서, 제 1 패킹 (4) 의 기체 투과성 필름 (6) 과의 중첩면과는 반대측의 면에 중첩되어 고착되어 있다. 이와 같은 상태에서, 기체 공급 부재 (2) 의 오목부 (10) 가 제 1 패킹 (4) 의 유체 통로 (3) 에 대응 배치되어 있음과 함께, 기체 삽기구 (1) 가 제 1 패킹 (4) 의 유체 통로 (3) 의 길이 방향 (연장 방향) 의 중앙부를 향하여 개구되어 있다. 이로써, 제 1 패킹 (4) 에 대한 기체 공급 부재 (2) 의 중첩면에, 오목부 (10) 의 내측 공간으로 이루어지는 간극 (11) 이 형성되어 있다. 또, 제 1 패킹 (4) 의 유체 통로 (3) 가 간극 (11) 과 기체 삽기구 (1) 를 통하여 외부에 연통되어 있다.

통액 부재 (9) 는, 제 2 패킹 (5) 의 기체 투과성 필름 (6) 과의 중첩측과는 반대측에 배치되어 있다. 이 통액 부재 (9) 가 제 2 패킹 (5) 의 기체 투과성 필름 (6) 과의 중첩면과는 반대측의 면에 중첩되어 고착되어 있다. 이와 같은 상태에서, 통액 부재 (9) 의 액체 유입구 (7) 가 제 2 패킹 (5) 의 유체 통로 (3) 의 길이 방향 (연장 방향) 의 일단부를 향하여 개구되어 있다. 또, 액체 유출구 (8) 는, 제 2 패킹 (5) 의 유체 통로 (3) 의 길이 방향 (연장 방향) 의 타단부를 향하여 개구되어 있다. 이로써, 제 2 패킹 (5) 의 유체 통로 (3) 가 그 길이 방향의 양단부에서, 액체 유입구 (7) 와 액체 유출구 (8) 를 통하여 외부에 연통되어 있다.

기체 투과성 필름 (6) 은, 이른바 크레이즈 필름으로 구성되어 있다. 이 크레이즈 필름은, 고분자 수지 필름에 대해 크레이징 처리를 실시함으로써, 크레이즈를 생성시켜 기체 투과성을 발현시킨 것이다. 이 크레이즈는, 일본 특허 제3156058호에 기재된 것과 동일한 구조를 가지고 있다. 그리고 크레이즈 필름은, 일반적으로 발수성을 나타내어 기체는 투과시키지만, 물 등의 액체나 겔상의 용액은 투과시키지 않는 초미세 연통 구멍을 다수 구비한 공지된 구조를 가지고 있다.

이와 같은 크레이즈 필름을 구성하는 고분자 수지로는, 예를 들어, 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리아미드, 스티렌계 수지, 폴리카보네이트, 할로겐 함유 열가소성 수지, 니트릴 수지 등의 열가소성 수지 등을 들 수 있다. 이들 예시된 각종 열가소성 수지 각각의 구체예로는, 일본 특허 제3806008호 등에 예시된 것과 동일한 것을 들 수 있다. 그리고, 이들 수지 재료는, 각각이 단독으로 혹은 2 종류 이상의 것이 조합되어, 크레이즈 필름의 형성 재료로서 사용된다. 또한, 크레이즈 필름은, 단층의 것이어도 되고, 혹은 복수의 층이 적층되어 이루어지는 것이어도 된다.

여기에서 사용되는 크레이즈 필름의 두께도 특별히 한정되지 않지만, 일반적으로는 0.5 ∼ 1000 ㎛, 바람직하게는 1 ∼ 800 ㎛, 더욱 바람직하게는 2 ∼ 500 ㎛ 의 범위 내의 값이 된다. 크레이즈 필름의 크레이즈는, 기본적으로 고분자 수지 필름의 분자 배향의 방향과 대략 평행하게 연장되는 무늬 형상을 나타내고, 그 폭이 일반적으로는 0.5 ∼ 100 ㎛ 로 되어 있으며, 바람직하게는 1 ∼ 50 ㎛ 로 되어 있다. 그리고, 이 무늬 형상의 크레이즈는, 필름의 두께 방향으로 관통하고 있는 크레이즈수의 비율이, 전체 크레이즈수에 대해 10 ％ 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 20 ％ 이상, 더욱 바람직하게는 40 ％ 이상이다. 왜냐하면, 관통하고 있는 크레이즈수의 비율이 상기의 범위보다 작으면, 통기성을 충분히 확보하기 곤란해지기 때문이다. 또한, 기체 투과성 필름 (6) 을 구성하는 크레이즈 필름의 그 밖의 특성이나 크레이즈의 구조 및 그 생성 방법 등은, 일본 특허 제3806008호에 기재된 것과 동일하게 되어 있다. 또, 여기에서 말하는 크레이즈란, 고분자 수지 필름의 표면에 나타나는 표면 크레이즈와 내부에 발생하는 내부 크레이즈를 포함하는 것으로서, 미세한 금 형상의 무늬를 갖는 영역을 말한다.

기체 투과성 필름 (6) 은, 상기와 같은 크레이즈 필름으로 이루어지는 것에 전혀 한정되지 않고, 상태에 있어서는 기체 투과성이 작지만 (즉, 대기압과 동일한 정도의 압력의 기체에 대한 투과성이 작지만), 가압 상태의 기체를 이용하여 강제적으로 기체 투과를 도모함으로써, 액 중에 미세한 기포를 생성시킬 수 있는 구조를 갖는 것이면 된다. 이와 같은 구조를 갖는 기체 투과성 필름 (6) 으로서 사용할 수 있는 필름에는, 폴리프로필렌과 유기 필러로 구성한 다공질 필름 등, 포러스 가공에 의해 미세한 연통 구멍이 다수 형성되어 이루어지는 필름이나, 미세한 연통 구멍을 다수 갖는 다공질 불소 수지 재료로 이루어지는 필름 등이 예시될 수 있다.

이와 같이, 본 실시형태의 초미세 기포 발생 장치는, 상기와 같은 구조를 갖는 기체 투과성 필름 (6) 의 양측에, 제 1 패킹 (4) 및 기체 공급 부재 (2) 와, 제 2 패킹 (5) 및 통액 부재 (9) 가 각각 고착되어 이루어지는 일체 조립품으로 구성되어 있다. 이와 같은 초미세 기포 발생 장치에 있어서의 기체 공급 부재 (2) 의 기체 삽기구 (1) 에는, 예를 들어 공기나 산소 등의 기체를 가압 상태로 보내는 컴프레서 등의 기체 압축 장치에 연결된 통기관 (12) 이 접속되어 있다.

이로써, 통기관 (12) 에 의해 보내진 소정의 가압 기체가, 기체 삽기구 (1) 를 통하여, 기체 공급 부재 (2) 와 제 1 패킹 (4) 사이에 형성된 간극 (11) 과 제 1 패킹 (4) 에 형성된 유체 통로 (3) 로 유도되도록 되어 있다. 또, 유체 통로 (3) 내로 유도된 가압 기체는, 기체 투과성 필름 (6) 의 미세한 연통 구멍 (보이드) 을 확장시켜, 강제적으로 투과하는 한편, 투과하는 가압 기체가 미세한 연통 구멍에 투과량이 제한된다. 그리하여, 기체 투과성 필름 (6) 을 투과한 가압 기체가 제 2 패킹 (5) 의 유체 통로 (3) 내로 추가로 유도되게 된다. 또한, 그와 같은 가압 기체의 기체 투과성 필름 (6) 에 대한 투과에 수반하여, 새로운 가압 기체가 통기관 (12) 부터 차례차례로 보충된다. 그와 같이 하여 보충된 가압 기체는, 간극 (11) 이나 제 1 패킹 (4) 의 유체 통로 (3) 내에 수용된다.

한편, 통액 부재 (9) 의 액체 유입구 (7) 에는, 예를 들어 물이나 유류 등의 액체를 보내는 유입측 통액관 (13) 이 접속되어 있다. 또, 통액 부재 (9) 의 액체 유출구 (8) 에는, 이들 액체를 배출시키기 위한 유출측 통액관 (14) 이 접속되어 있다. 이로써, 유입측 통액관 (13) 에 의해 보내진 소정의 액체가 액체 유입구 (7) 를 통하여 제 2 패킹 (5) 의 유체 통로 (3) 내로 유도되고, 이러한 유체 통로 (3) 내를 액체 유출구 (8) 측을 향하여 유동되도록 되어 있다. 그리고, 이 유체 통로 (3) 내를 유동한 액체가 액체 유출구 (8) 를 통하여 유출되고, 또한 유출측 통액관 (14) 을 통하여 배출되도록 되어 있다.

이렇게 하여, 본 실시형태의 초미세 기포 발생 장치에 있어서는, 간극 (11) 과 제 1 패킹 (4) 에 형성된 유체 통로 (3) 로 유도된 가압 기체가, 미세한 연통 구멍에 대한 투과량이 제한되면서, 기체 투과성 필름 (6) 을 강제적으로 투과시킨다. 그리고, 기체 투과성 필름 (6) 을 투과한 가압 기체가, 제 2 패킹 (4) 의 유체 통로 (3) 내를 유통하는 액체 중에 초미세 기포의 형상으로 혼입되도록 되어 있다. 가압된 기체로 이루어지는 초미세 기포가 액체 중에 용이하게 혼입되는 것은 다음 식으로부터 명백하다.

W = kP

이 식에 있어서, W 는 액체에 용해되는 기체의 질량, P 는 기체의 압력이며, k 는 비례 상수이다. 상기 식으로부터, 액체에 용해되는 기체의 질량은, 기체의 압력에 비례하는 것을 알 수 있다. 요컨대, 기체에 액체가 용해될 때에는, 그 액체에 접촉하고 있는 기체의 압력이 높아질수록, 많은 기체가 액체에 용해되게 되는 것이다.

또, 이러한 초미세 기포 발생 장치에서는, 제 1 패킹 (4) 과 제 2 패킹 (5) 이 길고 얇은 평판형으로 되어 있다. 이 때문에, 이들 제 1 및 제 2 패킹 (4, 5) 에 각각 형성된 유체 통로 (3, 3) 가 모두 띠 형상의 얕은 홈 형태를 가지고 구성되어 있다. 또, 이들 각각 유체 통로 (3, 3) 는, 충분히 좁은 폭을 갖고, 제 1 및 제 2 패킹 (4, 5) 의 길이 방향에서 직선적으로 연장되도록 되어 있다.

이와 같이, 초미세 기포가 혼입되어야 하는 액체가 유통하는 제 2 패킹 (5) 의 유체 통로 (3) 가 띠 형상의 얕은 홈으로 구성되어 있는 것에 의해, 단위 용적 당의 기체의 혼입량의 증대가 효과적으로 도모되고 있다. 또, 기체가 용해되기 쉬운 가압 수류가 유체 통로 (3) 내에 형성되어, 유체의 대부분이 기체 투과성 필름 (6) 에 접촉하면서 유체 통로 (3) 내에 유통되도록 되어 있다.

그리고, 이러한 유체 통로 (3) 가 협폭으로 되어 있기 때문에, 액체 유입구 (7) 에서 액체의 유입 영역이 제한되게 된다. 이 때문에, 액체 유입구 (7) 로부터 유입되어, 유체 통로 (3) 내를 유통하는 액체의 유속의 증대가 도모된다. 이로써, 가압 기체의 기체 투과성 필름 (6) 에 대한 가압 기체의 투과에 수반하여, 액 중에 발생하는 기포의 발생 과정의 초기 단계에서, 기체 투과성 필름 (6) 에 있어서의 유체 통로 (3) 내의 액체와의 계면에 성장하는 기포가, 증속된 액체의 유체 통로 (3) 중의 흐름에 의해 전단된다. 그리고, 그 결과, 더욱 초미세화된 기포가, 유체 통로 (3) 내를 유동하는 액체 중에 확실하게 생성될 수 있도록 되어 있는 것이다.

이와 같은 초미세 기포 발생 장치에 있어서는, 예를 들어, 액체를 물로 하고, 기체를 공기로 한 경우에, 20 ㎚ ∼ 5 ㎛ 정도의 초미세 기포가 용이하게 생성될 수 있다. 그리고, 그와 같은 초미세 기포가 제 2 패킹 (5) 의 유체 통로 (3) 내를 흐르는 수중으로 용이하게 혼입될 수 있게 된다. 이 초미세 기포 발생 장치에 의해 생성된 초미세 기포는, 육안으로 볼 수 있는 것이라도 부력이 작아, 수중에 떠다닌다. 또, 시인할 수 없는 초미세 기포는, 물에 용해되거나, 혹은 혼합되어 수중에 체류한다. 이로써, 본 실시형태의 초미세 기포 발생 장치를 이용하면, 초미세 기포를 풍부하게 함유하는 기액 혼합수를 용이하게 또한 확실하게 생성시킬 수 있는 것이다.

이와 같이, 본 실시형태의 초미세 기포 발생 장치에 있어서는, 대규모 장치를 사용하지 않고, 제조 비용의 저감화를 실현할 수 있는 간략한 구조에 의해, 초미세 기포를 다종의 액체 중으로 확실하게 혼입시킬 수 있게 되는 것이다.

그리고, 이와 같은 초미세 기포 발생 장치는, 의료, 농업, 수산업, 환경, 수처리, 광공업 등, 마이크로·나노버블이 활용되는 분야에 있어서 매우 유리하게 이용될 수 있다. 특히, 혼기량이 풍부한 기액 혼합액이 얻어지기 때문에, 폐수 처리나 수질 정화 등의 수처리 분야에 있어서의 활용이 크게 기대될 수 있는 것이다.

또한, 상기 실시형태에서는, 초미세 기포가 혼입되어야 할 액체가 유통되는 제 2 패킹 (5) 의 유체 통로 (3) 가 직선 형상으로 연장되는 형태로 되어 있다. 그러나, 이 유체 통로 (3) 의 형상은, 전혀 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 제 2 패킹 (5) 의 유체 통로 (3) 를 소용돌이 형상으로 하거나, 혹은 도 3 에 나타내는 바와 같이 사행으로 하거나, 혹은 도시되어 있지는 않지만, 복수 지점에서 불규칙적으로 절곡되거나 만곡된 굴곡 내지 만곡 형상으로 해도 된다. 이로써, 일정한 면적을 갖는 제 2 패킹 (5) 에 대해, 유체 통로 (3) 를 가급적 긴 길이로 형성할 수 있다. 그 결과, 유체 통로 (3) 내를 통과하는 액체 중으로 초미세 기포를 보다 많이 혼입시킬 수 있다. 또, 제 2 패킹 (5), 나아가서는 초미세 기포 발생 장치 전체의 소형화도 유리하게 실현할 수 있게 된다.

또, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 통액 부재 (9) 의 액체 유출구 (8) 를 생략하는 한편, 제 2 패킹 (5) 의 유체 통로 (3) 를, 액체 유입구 (7) 와의 연통측과는 반대측에서 측방으로 개구시킨다. 그리고, 그와 같은 유체 통로 (3) 의 측방으로의 개구부를 액체 유출구 (8) 로 하여 구성해도 된다.

다음으로, 도 5 에는, 본 발명에 따른 구조를 갖는 초미세 기포 발생 장치의 다른 실시형태가 그 단면 형태에서 나타나 있다. 이러한 도 5 로부터 명백한 바와 같이, 본 실시형태의 초미세 기포 발생 장치는, 원주형의 통액체 (15) 와, 이 통액체 (15) 를 내부에 수용하는 원통형의 케이싱 (16) 을 가지고 있다.

보다 구체적으로는, 도 5 및 도 6 에 나타내는 바와 같이, 통액체 (15) 의 축 방향의 일단면에는 유입구 (17) 가, 타단면에는 유출구 (18) 가 각각 소정 깊이의 구멍 형태를 갖고 형성되어 있다. 유입구 (17) 의 개구부에는, 유입측 통액관 (19) 이 접속되어 있다. 이 유입측 통액관 (19) 은, 물이나 유류 등의 액체를 보내는 펌프 등의 송액 장치에 연결되어 있고, 이러한 유입측 통액관 (19) 상에는, 유량 조절 밸브 (도시 생략) 가 형성되어 있다. 이로써, 가압 상태가 제어된 액체가 유입측 통액관 (19) 으로부터 유입구 (17) 로 보내지도록 되어 있다. 또, 유입구 (17) 의 저부측의 내주면 부분에는, 유입측 통액로 (20) 가 복수 (여기에서는 2 개) 형성되어 있다. 이들 각 유입측 통액로 (20) 는, 유입구 (17) 의 측벽부를 관통하는 관통공으로 이루어지고, 통액체 (15) 의 축 방향의 일단부의 외주면에서 개구되어 있다.

유출구 (18) 의 개구부에는, 물이나 유류 등의 액체를 배출하기 위한 유출측 통액관 (21) 이 접속되어 있다. 또, 유출구 (18) 의 저부측의 내주면 부분에는, 유출측 통액로 (22) 가 복수 (여기에서는 2 개) 형성되어 있다. 이들 각 유출측 통액로 (22) 는, 유출구 (18) 의 측벽부를 관통하는 관통공으로 이루어지고, 통액체 (15) 의 축 방향의 타단부의 외주면에서 개구되어 있다. 또한, 유출측 통액관 (21) 은, 외측 단부가 선단을 향하여 서서히 세경화되는 노즐 형태를 갖는 것이어도 된다.

통액체 (15) 의 외주면에는, 액체가 흐르는 오목 형상 유로 (23) 가, 격벽 (24) 을 측벽부로 하여 복수 (여기에서는 2 개) 형성되어 있다. 이들 각 오목 형상 유로 (23) 는, 충분히 좁은 폭과 얕은 깊이를 가지고 있다. 또, 각 오목 형상 유로 (23) 는, 통액체 (15) 의 둘레 방향으로 복수 둘레에 걸쳐 나선을 그리면서, 통액체 (15) 의 축 방향으로 연장되는 나선 홈 형태를 나타내고 있다. 그리고, 각 오목 형상 유로 (23) 의 연장 방향의 일단부 (통액체 (15) 의 축 방향 일단부) 의 저면에는 유입측 통액로 (20) 가 개구되고, 또, 그 타단부 (통액체 (15) 의 축 방향의 타단부) 의 저면에는 유출측 통액로 (21) 가 개구되어 있다. 이로써, 각 오목 형상 유로 (23) 가, 그 연장 방향의 일단부에서 유입측 통액로 (20) 를 통하여 유입구 (17) 에 연통되어 있고, 그 연장 방향의 타단부에서 유출측 통액로 (22) 를 통하여 유출구 (18) 에 연통되어 있다.

이렇게 하여, 유입측 통액관 (19) 으로부터 유입구 (17) 에 공급된 액체가 유입측 통액로 (20) 를 통하여 오목 형상 유로 (23) 내로 유도되도록 되어 있다. 그리고, 그와 같은 액체가, 오목 형상 유로 (23) 내를 유통한 후, 유출측 통액로 (22) 로부터 유출구 (18) 로 유도되어, 유출측 통액관 (21) 을 통과하여 배출되도록 되어 있다. 이것으로부터 명백한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 유입측 통액로 (20) 와 유입구 (17) 에 의해, 유로에 액체를 유입시키는 유입구가 구성되고, 유출측 통액로 (22) 와 유출구 (18) 에 의해, 유로로부터 액체를 유출시키는 유출구가 구성되어 있다. 또한, 유입구와 유출구가 통액로 등을 개재하지 않고, 유로에 대해 직접 연통된 형태로 되어 있어도 된다.

통액체 (15) 의 외주면에는, 기체 투과성 필름 (25) 이 감기도록 하여, 배치 형성되어 있다. 즉, 기체 투과성 필름 (25) 이 통액체 (15) 의 외주면에서 개구되는 오목 형상 유로 (23) 의 개구부를 폐색하도록 격벽 (24) 의 선단면에 밀접하는 상태에서, 통액체 (15) 의 외주면을 피복하고 있다.

이 기체 투과성 필름 (25) 은, 상기 실시형태의 초미세 기포 발생 장치에 사용되는 것과 동일한 구조를 갖는 것이 사용된다. 예를 들어, 크레이즈 필름이나 포러스 가공에 의해 미세한 연통 구멍이 다수 형성되어 이루어지는 필름, 미세한 연통 구멍을 다수 갖는 다공질 불소 수지 재료로 이루어지는 필름 등을 사용할 수 있다. 여기에서는, 기체 투과성 필름 (25) 으로서 크레이즈 필름이 사용되고 있다.

통액체 (15) 의 외주면에는 부직포 (26) 가 기체 투과성 필름 (25) 을 추가로 외측으로부터 피복하도록 배치되어 있다. 이 부직포 (26) 는, 기체 투과성 필름 (25) 이 거기에 부하되는 기압이나 액압에 의해 변형되거나, 통액체 (15) 의 외주면으로부터 박리되거나 하는 것을 방지하여, 기체 투과성 필름 (25) 을 보호하기 위해 사용되는 것이다. 이 때문에, 부직포 (26) 는, 통기성과 정형성을 갖는 소재이면, 그 재질이 특별히 한정되지 않는다.

또, 부직포 (26) 의 외주면에는, 사상 선재 (27) 가 임의의 간격으로 감겨져 있다. 이 사상 선재 (27) 도 통액체 (15) 로부터의 기체 투과성 필름 (25) 의 박리를 방지하기 위해 사용되는 것이다. 이 때문에, 사상 선재 (27) 의 재질은, 특별히 한정되지 않지만, 내수성이나 내유성이 우수한 것인 것이 바람직하다. 이와 같은 점 때문에, 사상 선재 (27) 로는, 낚싯줄 등이 바람직하게 사용된다. 또한, 도 5 중, 29 는, 통기체 (15) 의 외주면과 기체 투과성 필름 (25) 사이를 액밀 및 기밀하게 시일하는 시일링이다.

한편, 케이싱 (16) 은, 양단이 개방 상태에 있는 통형상의 외곽 구성체로서, 통액체 (15) 보다 한층 큰 크기를 가지고 있다. 케이싱 (16) 의 통벽부의 축 방향의 중간부에는, 그것을 관통하는 통기 구멍 (28) 이 형성되어 있다. 통기 구멍 (28) 에는, 예를 들어 공기나 산소 등의 기체를 가압 상태로 보내는 컴플레서 등의 기체 압축 장치에 연결된 통기관 (30) 이 접속되어 있다. 도시되어 있지는 않지만, 이 통기관 (30) 상에는 레귤레이터가 형성되어 있다. 이로써, 통기관 (30) 으로부터 통기 구멍 (28) 으로 보내지는 가압 기체의 압력이 제어되도록 되어 있다.

그리고, 케이싱 (16) 안에는, 통액체 (15) 가 수용되어 있다. 이와 같은 케이싱 (16) 내로의 통액체 (15) 의 수용하에서, 통액체 (15) 의 외주면에 피복된 기체 투과성 필름 (25) (정확하게는, 부직포 (26)) 의 외주면과, 케이싱 (16) 의 내주면 사이에는 중공간 (32) 이 형성되어 있다. 또한, 도 5 중, 33 은, 통액체 (15) 의 외주면과 케이싱 (16) 의 내주면 사이를 액밀하게 또한 기밀하게 시일하는 O 링이다. 통액체 (15) 와 케이싱 (16) 사이의 시일 구조, 나아가서는 통기체 (15) 와 기체 투과성 필름 (25) 사이의 시일 구조는 모두 예시한 것에 전혀 한정되지 않는다.

이로써, 통기관 (30) 에 의해 보내진 소정의 가압 기체가 통기구 (28) 를 통하여 케이싱 (16) 내의 중공간 (32) 에 수용되도록 되어 있다. 또, 이 중공간 (32) 에 수용된 가압 공기가, 부직포 (26) 와 기체 투과성 필름 (25) 을, 투과량이 제한되면서 강제적으로 투과시킨다. 그리고, 상기 실시형태의 초미세 기포 발생 장치와 동일하게, 기체 투과성 필름 (25) 을 투과한 가압 공기가, 오목 형상 유로 (23) 내를 유통하는 액체 중으로 초미세 기포의 형상으로 혼입되도록 되어 있는 것이다. 이때에도, 기체 투과성 필름 (25) 을 투과하는 기체가 가압되어 있기 때문에, 상기 실시형태와 동일하게, 초미세 기포가 액체 중으로 보다 용이하게 혼입되게 된다.

또, 본 실시형태의 초미세 기포 발생 장치에서는, 오목 형상 유로 (23) 가 충분히 얕은 깊이를 가지고 있다. 이로써, 단위 용적 당의 기체의 혼입량의 증대가 효과적으로 도모되고 있다. 또, 기체가 용해되기 쉬운 가압 수류가, 오목 형상 유로 (23) 내에 형성되어, 유체의 대부분이 기체 투과성 필름 (25) 에 접촉 하면서 오목 형상 유로 (23) 내를 유통하도록 되어 있다.

또한, 오목 형상 유로 (23) 가 충분히 좁은 폭을 가지고 있기 때문에, 유입측 통액로 (20) 에서, 액체의 유입 영역이 제한되게 된다. 이 때문에, 유입측 통액로 (20) 로부터 유입되어, 오목 형상 유로 (23) 내를 유통하는 액체의 유속의 증대가 도모된다. 이로써, 가압 기체의 기체 투과성 필름 (25) 에 대한 가압 기체의 투과에 수반하여, 액 중에 발생하는 기포의 발생 과정의 초기 단계에서, 기체 투과성 필름 (25) 에 있어서의 오목 형상 유로 (23) 중의 액체와의 계면에 성장하는 기포가, 증속된 액체의 오목 형상 유로 (23) 내의 흐름에 의해 전단된다. 그리고, 그 결과, 오목 형상 유로 (23) 내를 흐르는 액체 중에, 더욱 초미세화된 기포가, 확실하게 생성될 수 있도록 되어 있는 것이다.

또, 오목 형상 유로 (23) 가 나선 홈 형태로 되어 있기 때문에, 일정한 면적을 갖는 통액체 (15) 의 외주면에 대해, 오목 형상 유로 (23) 를 가급적 긴 길이로 형성할 수 있다. 그에 따라, 오목 형상 유로 (23) 내를 흐르는 액체에 대해, 초미세 기포를 보다 많이 혼입시킬 수 있다. 또, 통액체 (15), 나아가서는 초미세 기포 발생 장치 전체의 소형화도 유리하게 실현할 수 있게 된다.

이와 같이, 본 실시형태의 초미세 기포 발생 장치에 있어도, 대규모 장치를 사용하지 않고, 제조 비용의 저감화를 실현할 수 있는 간략한 구조에 의해, 초미세 기포를 다종의 액체 중으로 확실하게 혼입시킬 수 있게 되는 것이다.

또, 본 실시형태의 초미세 기포 발생 장치에서는, 유량 조절 밸브가 유입측 통액관 (19) 상에 형성되어 있음과 함께, 레귤레이터가 통기관 (30) 상에 형성되어, 액체와 가압 기체가 각각의 압력이 임의로 제어된 상태에서 오목 형상 유로 (23) 내로 유도되도록 되어 있다. 이 때문에, 액체의 특징에 적합한 초미세 기포의 혼입 조건이 유리하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 액체를 중유, 혼입되는 기체를 공기 등으로 한 경우, 중유는 물과 비교하여 점도가 높은 유체이지만, 유량 조절 밸브로 유량을 조절함으로써, 송압을 제어함과 함께, 레귤레이터로 기체 투과성 필름 (25) 을 투과시키는 공기 등의 기체의 가압 정도를 송압에 대해 적절히 높게 설정함으로써, 원하는 초미세 기포 함유액이 생성될 수 있게 된다.

그리고, 본 실시형태의 초미세 기포 발생 장치도 상기 실시형태에 관련된 초미세 기포 발생 장치와 동일하게, 의료, 농업, 수산업, 환경, 물 처리, 광공업 등, 마이크로·나노 버블이 활용되는 분야에서 매우 유리하게 이용될 수 있다. 특히, 혼기량이 풍부한 기액 혼합액이 얻어지기 때문에, 폐수 처리나 수질 정화 등의 물 처리 분야에 있어서의 활용이 많이 기대될 수 있는 것이다.

또한, 상기 실시형태에서는, 통액체 (15) 의 외주면에 형성되는 오목 형상 유로 (23) 가, 통액체 (15) 의 둘레 방향으로 복수 둘레에 걸쳐 나선을 그리면서, 통액체 (15) 의 축 방향으로 연장되는 나선 홈 형태로 되어 있었다. 그러나, 오목 형상 유로 (23) 는, 통액체 (15) 의 외주면에 대해 나선형으로 연장되도록 형성되어 있으면 된다. 따라서, 예를 들어, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 오목 형상 유로 (23) 를 통액체 (15) 의 둘레 방향에 1 둘레에 못 미치는 나선을 그리는 나선 홈 형태에서 형성할 수도 있다.

다음으로, 도 8 에는, 본 발명에 따른 구조를 갖는 초미세 기포 발생 장치의 또 다른 실시형태가 그 정면 형태로 나타나 있다. 이러한 도 8 로부터 명백한 바와 같이, 본 실시형태의 초미세 기포 발생 장치는, 초미세 기포 발생 통체 (34) 와, 그것을 회전할 수 있게 지지하는 지지 기구 (35) 와, 초미세 기포 발생 통체 (34) 를 회전 구동시키는 회전 구동 수단인 수중 모터 (36) 와, 초미세 기포 발생 통체 (34) 의 내부로 기체를 도입하기 위한 기체 도입 기구 (37) 를 포함하여 구성되어 있다.

보다 구체적으로는, 초미세 기포 발생 통체 (34) 는, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 통형상 기재 (38) 를 가지고 있다. 이 통형상 기재 (38) 는, 수지 재료를 사용하여 형성된 긴 원통형의 수지 성형체로 되어 있다. 통형상 기재 (38) 의 형성에 사용되는 수지 재료는, 특별히 한정되지 않지만, 수중에서의 고속 회전에 견딜 수 있는 강성을 갖는 것이면 된다. 본 실시형태에서는, 염화비닐 수지가 사용되고 있다. 통형상 기재 (38) 를 수지 재료 이외의 재료, 예를 들어 금속 재료 등을 사용하여 형성하는 것도 물론 가능하다.

통형상 기재 (38) 의 외주면의 축 방향의 양측 단부에는, 소정 높이로 돌출되고 또한 전체 둘레에 걸쳐 연속적으로 연장되는, 반원상의 축 방향 단면 (斷面) 을 구비한 걸어맞춤 돌조 (39) 가 각각 1 개씩 일체로 형성되어 있다. 또, 이들 각 걸어맞춤 돌조 (39) 의 형성 부위보다 축 방향 내측에 위치하는 부위에는, 단면이 직사각형인 둘레 홈 (40) 이 각각 1 개씩 형성되어 있다. 이들 각 둘레 홈 (40, 40) 안에는, 원 고리형의 시일 고무 (41) 가 각각 끼워넣어져 수용되어 있다. 한편, 통형상 기재 (38) 의 축 방향의 중간부에는, 그 둘레 상의 1 지점에 통벽을 관통하여 외주면에 개구되는 통기 구멍 (42) 이 형성되어 있다. 이 통기 구멍 (42) 은 통형상 기재 (38) 에 복수 형성되어 있어도 된다.

이와 같은 통형상 기재 (38) 의 축 방향의 양측 단부에는, 제 1 캡 (43) 과 제 2 캡 (44) 이 각각 장착되어 있다. 이들 제 1 및 제 2 캡 (43, 44) 은, 모두 저부 (45) 와 통부 (46) 를 일체적으로 구비한 대략 바닥이 얇은 바닥이 있는 원통형의 동일 형상을 가지고 있다. 제 1 및 제 2 캡 (43, 44) 에 있어서는, 통부 (46) 의 개구측의 내주면 부분에 축 방향의 외측 (통부의 개구 방향) 으로 개구되는 노치 홈 (47) 이 주설 (周設) 되어 있다. 한편, 저부 (45) 측의 내주면 부분에는, 걸어맞춤 홈 (48) 이 주설되어 있다. 또, 각 캡 (43, 44) 의 저부 (45) 의 내면의 외주부에는, 원형의 고리형 홈 (49) 이 형성되어 있다. 이 고리형 홈 (49) 안에는, O 링 (50) 이 끼워넣어져 수용되어 있다. 또한, 제 1 캡 (43) 의 저부 (45) 의 중심부에는, 내주면에 암나사부가 형성된 관통공 (51) 이 천공 형성되어 있다. 이 관통공 (51) 에 대해, 연결 슬리브 (52) 가, 그 외주면에 형성된 수나사부를 관통공 (51) 의 내주면의 암나사부에 나사 결합시켜 고정되어 있다.

그리고, 이러한 제 1 및 제 2 캡 (43, 44) 이 저부 (45) 에 의해 통형상 기재 (38) 의 축 방향의 양측 개구부를 폐색시키고, 또한 통형상 기재 (38) 의 축 방향의 양측 단부에 대해, 통부 (46) 를 외부에서 끼운 상태에서 각각 장착되어 있다. 또, 그와 같은 장착 상태하에서, 통형상 기재 (38) 의 축 방향의 양측 단부에 각각 형성된 걸어맞춤 돌조 (39) 가 통부 (46) 의 걸어맞춤 홈 (48) 안으로 돌입하여, 걸어맞춤 홈 (48) 의 내측 측면에 걸어맞춰져 있다. 또한, 통형상 기재 (38) 의 축 방향의 양측 단면이 각 캡 (43, 44) 의 고리형 홈 (49) 안의 O 링 (50) 에 대해 각각 압접되어 있다.

이로써, 통형상 기재 (38) 로부터 제 1 및 제 2 캡 (43, 44) 이 간단하게 이탈되는 것이 효과적으로 방지되도록 되어 있음과 함께, 통형상 기재 (38) 의 내공 (內孔) 이 제 1 및 제 2 캡 (43, 44) 에 의해 액밀 및 기밀하게 밀폐된 내측 공간 (53) 으로 되어 있다. 그리고, 이러한 내측 공간 (53) 이, 제 1 캡 (43) 에 형성되는 관통공 (51) 과 그것에 고정된 연결 슬리브 (52) 의 내공에 의해 구성되는 도입 구멍 (54) 과, 통형상 기재 (38) 의 축 방향의 중간부에 형성된 상기 통기 구멍 (42) 에서만 외부에 연통되어 있다. 또, 제 1 및 제 2 캡 (43, 44) 의 각 통부 (46) 의 노치 홈 (47) 의 저면이, 통형상 기재 (38) 의 축 방향의 양측 단부의 각 둘레 홈 (40, 40) 안으로 끼워넣어진 시일 고무 (41) 의 외주면에 대해 축 직각 방향에서 대향 배치되어 있다.

그리고, 그와 같은 구조로 된 통형상 기재 (38) 에는, 기체 투과성 필름을 사용하여 형성된 필름 원통체 (55) 가 외삽되어 있다. 여기에서는, 필름 원통체 (55) 를 형성하는 기체 투과성 필름으로서, 고분자 수지 필름에 종래와 동일하게 크레이즈를 생성시켜 이루어지는, 소위 크레이즈 필름이 사용되고 있다. 이 크레이즈 필름은, 일반적으로 발수성을 나타내어 기체는 투과시키지만, 물 등의 액체나 겔상의 용액은 투과시키지 않는 초미세 연통 구멍을 다수 구비한 공지된 구조를 가지고 있다. 또, 여기에서 사용되는 크레이즈 필름은, 상기 제 1 및 제 2 실시형태에서 기체 투과성 필름으로서 사용되는 것과 동일한 구조를 갖는 것이다.

그리고, 본 실시형태에서는, 상기와 같은 크레이즈 필름이, 예를 들어, 통형상 기재 (38) 의 외주면에 대해 단부끼리가 서로 중첩되도록 감겨져, 원통 형상으로 되어 있다. 또, 그와 같은 상태에서, 서로 중첩된 단부끼리가 열 용착 등에 의해 접합됨으로써, 원통 형상으로 형성되어 있다. 그리하여, 필름 원통체 (55) 가 형성되어 있다. 이로써, 필름 원통체 (55) 가 그 내주면에서 통형상 기재 (38) 의 외주면에 밀접한 상태에서, 통형상 기재 (38) 에 외삽되어 있는 것이다. 물론, 크레이즈 필름을 통형상 기재 (38) 의 외주면에 감은 후, 서로 중첩된 단부끼리를 접합하여, 필름 원통체 (55) 를 형성하도록 해도 된다.

또, 그와 같은 필름 원통체 (55) 는, 그 축 방향의 길이가, 통형상 기재 (38) 의 축 방향의 양측 단부에 형성된 걸어맞춤 돌조 (39, 39) 간의 축 방향의 길이에 못 미치는 치수로 되어 있다. 이로써, 통형상 기재 (38) 에 외삽된 필름 원통체 (55) 의 축 방향의 양측 단부가, 통형상 기재 (38) 의 양 단부에 장착된 제 1 및 제 2 캡 (43, 44) 의 각 통부 (46) 의 노치 홈 (47) 안으로 돌입하고, 또한 필름 원통체 (55) 의 축 방향의 양측 단부의 내주면 부분이 통형상 기재 (38) 의 각 둘레 홈 (40, 40) 안으로 끼워넣어진 시일 고무 (41, 41) 의 외주면에 접촉하여 배치되어 있다. 또, 통형상 기재 (38) 의 축 방향의 중간부의 통벽 부분을 관통하여 통형상 기재 (38) 의 외주면에서 개구하는 통기 구멍 (42) 의 외주면측 개구부가, 필름 원통체 (55) 의 축 방향의 중간부에서 복개 (覆蓋) 되어 있다.

또한, 필름 원통체 (55) 가 외삽된 통형상 기재 (38) 에는, 친수성을 갖는 부직포를 사용하여 형성된 원통형 부직포층 (56) 이 필름 원통체 (55) 의 외주면 상에 적층된 상태에서 추가로 외삽되어 있다. 이 원통형 부직포층 (56) 을 구성하는 부직포는, 친수성을 갖는 것이라면, 그 종류가 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 펄프를 소재로 이용한 펄프 부직포나, 화학 섬유를 소재로 이용한 화학 섬유 부직포, 혹은 펄프와 화학 섬유와 유리 섬유와 금속 섬유 중 2 종류 이상을 조합하여 소재로 이용한 복합 부직포 등이 모두 사용된다. 또, 소재로 화학 섬유를 이용하는 경우에는, 예를 들어, 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아미드, 아크릴 수지 등으로 이루어지는 화학 섬유가 사용된다.

이와 같은 부직포가, 예를 들어, 통형상 기재 (38) 에 외삽된 필름 원통체 (55) 의 외주면에 대해 단부끼리가 서로 중첩되도록 감겨져 원통 형상으로 되어 있다. 또, 그와 같은 상태에서, 서로 중첩된 단부끼리가 열 용착 등에 의해 접합됨으로써, 원통 형상으로 형성되어 있다. 그리하여, 원통형 부직포층 (56) 이 형성되어 있다. 또, 그에 따라, 이러한 원통형 부직포층 (56) 이, 그 내주면에서 필름 원통체 (55) 의 외주면에 밀접한 상태에서 통형상 기재 (38) 및 필름 원통체 (55) 에 외삽되어 있다.

원통형 부직포층 (56) 의 두께나 축 방향의 길이는 적절히 설정되는 바이지만, 일반적으로는 400 ∼ 470 ㎛ 정도의 두께가 된다. 또, 여기에서는, 원통형 부직포층 (56) 의 축 방향의 길이가, 필름 원통체 (55) 의 축 방향의 길이와 대략 동일한 치수로 되어 있다. 이에 따라, 필름 원통체 (55) 와 마찬가지로, 원통형 부직포층 (56) 의 축 방향의 양측 단부가, 통형상 기재 (38) 의 양단부에 장착된 제 1 및 제 2 캡 (43, 44) 의 각 통부 (46) 의 노치 홈 (47) 안으로 돌입하고, 또한 원통형 부직포층 (56) 의 축 방향의 양측 단부의 내주면 부분이, 통형상 기재 (38) 의 각 둘레 홈 (40, 40) 안으로 끼워넣어진 시일 고무 (41, 41) 의 외주면에 대해, 필름 원통체 (55) 의 축 방향의 양단부를 통하여 접촉 배치되어 있다.

또, 통형상 기재 (38) 에 외삽된 필름 원통체 (55) 에 대해 더욱 외삽된 원통형 부직포층 (56) 의 외주부에는, 그 전체면에 친수성 사상체 (57) 가 감겨져 있다. 이 사상체 (57) 는, 친수성을 갖고, 충분한 인장 강도를 갖는 것이라면, 그 재질이 전혀 한정되지 않는다. 예를 들어, 비단이나, 면, 마 등의 천연 섬유로 이루어지는 것이어도 되고, 혹은 상기에 예시한 원통형 부직포층 (56) 을 구성하는 화학 섬유로 이루어지는 것이어도 된다. 이들 중에서도, 내약품성이 우수하고, 생물 분해되지 않는 폴리비닐알코올 섬유가 사상체 (57) 의 형성 재료로서 바람직하게 사용된다. 또, 사상체 (57) 의 직경 (굵기) 도 충분한 인장 강도가 확보될 수 있는 정도에서 적절히 결정되는 바이지만, 일반적으로는 그 직경이 50 ∼ 500 ㎛ 정도가 된다.

이와 같은 친수성 사상체 (57) 가 원통형 부직포층 (56) 의 외주부의 전체면에 감김으로써, 원통형 부직포층 (56) 전체가, 이러한 사상체 (57) 에 의해 단단히 죄어진다. 이렇게 하여, 원통형 부직포층 (56) 을 구성하는 섬유끼리가 조밀해져, 이러한 원통형 부직포층 (56) 안의 통공이 보다 초미세해진다.

또한, 사상체 (57) 는, 원통형 부직포층 (56) 의 외주부의 전체면에 감겨져 있는 것이 바람직하지만, 경우에 따라서는, 원통형 부직포층 (56) 에 대해 부분적으로 감겨져 있어도 된다. 또, 사상체 (57) 가 원통형 부직포층 (56) 에 대해, 인접하는 것끼리의 사이에 간극이 형성되도록 성기게 감겨져 있어도 되고, 혹은 인접하는 것끼리의 사이에 간극이 없도록 조밀하게 감겨져 있어도 된다. 또한, 사상체 (57) 가 원통형 부직포층 (56) 에 대해, 2 중 이상의 여러 겹이 중첩되도록 감겨져 있어도 된다.

본 실시형태에서는, 원통형 부직포층 (56) 의 축 방향의 양측 단부에 대해, 사상체 (57) 가 간극없이 조밀하게 감겨져 있는 한편, 그 이외의 부분에 대해서는 성기게 감겨져 있다. 이로써, 필름 원통체 (55) 와 원통형 부직포층 (56) 의 각각의 축 방향의 양측 단부가, 통형상 기재 (38) 의 축 방향의 양측 단부에 대해 강고하게 고정되어, 이들 필름 원통체 (55) 와 원통형 부직포층 (56) 의 통형상 기재 (38) 로부터의 이탈이 저지되도록 되어 있다. 또, 그와 함께, 그와 같은 필름 원통체 (55) 와 원통형 부직포층 (56) 각각의 축 방향의 양측 단부와 이들 축 방향의 양측 단부에 감긴 사상체 (57) 부분이, 제 1 및 제 2 캡 (43, 44) 의 노치 홈 (47) 의 저면과 시일 고무 (41) 의 외주면 사이에서 협압 유지되어 있다. 이로써, 필름 원통체 (55) 의 내주면과 통형상 기재 (38) 의 외주면 사이에 있어서의 액밀성, 및 필름 원통체 (55) 의 외주면과 원통형 부직포층 (56) 의 내주면 사이에 있어서의 액밀성이 각각 확보되도록 되어 있다.

이와 같이, 초미세 기포 발생 통체 (50) 는, 통형상 기재 (38) 에 대해, 필름 원통체 (55) 와 원통형 부직포층 (56) 이 전자를 내측으로 하여 적층된 상태에서 외삽되어 있다. 그 때문에, 이러한 초미세 기포 발생 통체 (34) 에서는, 통형상 기재 (38) 의 도입 구멍 (54) 을 통하여 내측 공간 (53) 안으로 도입된 기체가, 통형상 기재 (38) 의 통벽을 관통하는 통기 구멍 (42) 으로부터 필름 원통체 (55) 와 원통형 부직포층 (56) 을 통과하여, 원통형 부직포층 (56) 의 외주면으로부터 초미세 기포 (50 ㎛ 이하 정도) 가 되어 방출되도록 되어 있다. 또, 여기에서는, 필름 원통체 (55) 를 형성하는 기체 투과성 필름이 발수성을 갖는 한편, 원통형 부직포층 (56) 을 형성하는 부직포가 친수성을 갖기 때문에, 필름 원통체 (55) 를 투과하여, 원통형 부직포층 (56) 안으로 침입한 기포가, 원통형 부직포층 (56) 안으로 들어온 물에 의해 분단되는 상태가 되어 보다 초미세화되도록 되어 있다. 게다가, 원통형 부직포층 (56) 의 외주부의 전체면에 친수성 사상체 (57) 가 감겨져, 원통형 부직포층 (56) 안의 통공이 보다 초미세하게 되어 있으므로, 원통형 부직포층 (56) 안으로 침입한 기포의 초미세화가 더욱 촉진되도록 되어 있는 것이다.

한편, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 초미세 기포 발생 통체 (34) 를 회전할 수 있게 지지하는 지지 기구 (35) 는, 베이스판 (58) 을 가지고 있다. 이 베이스판 (58) 은, 초미세 기포 발생 통체 (34) 의 축 방향의 길이보다 길고, 또한 그 외직경보다 큰 폭을 갖는 긴 직사각 형상의 스테인리스제나 알루미늄제의 금속 평판으로 이루어져 있다. 또, 이러한 베이스판 (58) 의 길이 방향의 양측 단부에는, 베이스판 (58) 과 동일한 재질의 직사각형의 금속 평판으로 이루어지는 제 1 지지판 (59) 과 제 2 지지판 (60) 이, 베이스판 (58) 의 길이 방향으로 서로 대향하여 배치된 상태에서, 용접 등에 의해 접합되어 고정되어 있다.

베이스판 (58) 의 축 방향의 중앙보다 제 1 지지판 (59) 측으로 치우친 위치에서, 또한 제 2 지지판 (60) 으로부터 초미세 기포 발생 통체 (34) 의 축 방향의 길이보다 큰 거리를 둔 위치에는, 원통형의 지지 통체 (61) 가 베이스판 (58) 의 길이 방향으로 연장되도록 배치되어 있다. 이 지지 통체 (61) 는, 제 1 및 제 2 지지판 (59, 60) 과 동일한 재질로 되어 있다. 그리고, 지지통체 (61) 에 있어서는, 그 축 방향의 양측 단부 중 제 1 지지판 (59) 측에 위치하는 단부에 직사각 프레임 형태를 나타내는 외플랜지부 (62) 가 일체적으로 형성되어 있고, 이러한 외플랜지부 (62) 의 하단면에서 베이스판 (58) 의 상면에 접합, 고정되어 있다.

그와 같은 지지 통체 (61) 내공 안에는, 회전체 (63) 가 배치되어 있다. 이 회전체 (63) 는, 지지 통체 (61) 의 내경보다 한층 작은 외경과, 지지 통체 (61) 의 축 방향의 길이보다 큰 축 방향의 길이를 구비한 가늘고 긴 대략 원주형의 전체 형상을 가지고 있다. 이러한 회전체 (63) 의 내부에는, 축 방향으로 연장되는 연통로 (64) 가 회전체 (63) 의 축 방향의 중간부의 외주면 부분과 축 방향 일방측의 단면에서 각각 개구되어 형성되어 있다.

그리고, 이 회전체 (63) 가 지지 통체 (61) 의 내공 안으로 삽입되고, 또한 연통로 (64) 가 개구되는 단면을 구비한 축 방향 일방측의 단부를, 이러한 내공으로부터 축 방향 외측으로 돌출시킨 상태에서 배치되어 있다. 또, 그와 같은 배치 상태하에서, 지지 통체 (61) 의 내주면에 대해, 축 방향으로 서로 이간시켜 고정된 2 개의 베어링 (65, 65) 을 통하여, 축심 둘레로 회전할 수 있게 지지되어 있다.

또한, 그와 같은 회전체 (63) 에는, 2 개의 베어링 (65, 65) 에 의해 지지된 부위 사이에 폴리테트라플루오로에틸렌제의 2 개의 시일링 (66, 66) 이 축 방향으로 간격을 두고 외삽되어 있다. 그리고, 이들 각 시일링 (66, 66) 이, 그 내외 주위면에서 회전체 (63) 의 외주면과 지지 통체 (61) 의 내주면에 슬라이딩할 수 있게 되어 있다. 이로써, 회전체 (63) 의 외주면과 지지 통체 (61) 의 내주면 사이에 형성되는 간극 중, 2 개의 시일링 (66, 66) 사이에 끼워진 부분이 외부로부터 밀폐된 통기부 (67) 로 되어 있다. 그리고, 회전체 (63) 의 외주면으로 개구되는 연통로 (64) 의 개구부가 이러한 통기부 (67) 를 향하여 개구되어 있다. 이로써, 통기부 (67) 와 연통로 (64) 가 서로 연통되어 있다.

또, 지지 통체 (61) 의 내공으로부터의 회전체 (63) 의 돌출 부위의 선단부에는, 바닥이 있는 원통형의 클램프 부재 (68) 가 외삽, 고정되어 있다. 요컨대, 이 클램프 부재 (68) 는, 그 저부의 중심부에 중심 구멍 (69) 이 천공 형성되어 있고, 이 중심 구멍 (69) 을 통하여 회전체 (63) 의 돌출 부위의 선단부가 클램프 부재 (68) 안으로 삽입되어 있다. 그리고, 이러한 회전체 (63) 의 중심 구멍 (69) 에 대한 삽입 통과 부분이, 고정 나사 (70) 에 의해 중심 구멍 (69) 의 내주면에 고정되어 있는 것이다.

한편, 제 2 지지판 (60) 의 중앙부에는, 그것을 판두께 방향으로 관통하는 삽입 통과 구멍 (71) 이 형성되어 있다. 이 삽입 통과 구멍 (71) 내에는, 축 부재 (72) 가 삽입 통과되어 있다. 이 축 부재 (72) 는, 높이가 낮은 바닥이 있는 원통형의 클램프부 (73) 와, 이러한 바닥이 있는 원통형의 클램프부 (73) 의 저부 외면의 중앙부에 일체적으로 세워 설치된 환봉형의 축부 (74) 를 일체적으로 가지고 있다.

또, 이러한 축 부재 (72) 의 클램프부 (73) 에는, 4 개의 교반 날개 (75) 가 일체적으로 형성되어 있다. 도 8 및 도 10 에 나타내는 바와 같이, 이들 4 개의 교반 날개 (75) 는, 각각 클램프부 (73) 의 저부 외면과 통부 외면에 걸쳐 연장되는 갈고리형의 평판으로 이루어지고, 클램프부 (73) 의 둘레 방향으로 서로 등거리를 둔 위치에 일체적으로 세워 설치되어 있다.

그리고, 그와 같은 축 부재 (72) 가 지지 통체 (61) 의 내공에 삽입된 회전체 (63) 와 소정 거리를 두고 동축적으로 배치되어 있다. 또, 이러한 배치하에서, 축 부재 (72) 의 축부 (74) 가 제 2 지지판 (60) 의 삽입 통과 구멍 (71) 안에, 베어링 (76) 을 통하여, 축심 둘레로 회전할 수 있는 상태에서, 삽입 통과 고정되어 있다.

그리고, 본 실시형태의 초미세 기포 발생 장치에서는, 상기와 같은 구조를 갖는 초미세 기포 발생 통체 (34) 가, 베이스판 (58) 상의 지지 통체 (61) 와 제 2 지지판 (60) 사이에서, 제 1 캡 (43) 측의 단부를 지지 통체 (61) 측에 위치시키고, 또한 제 2 캡 (44) 측의 단부를 제 2 지지판 (60) 측에 위치시킨 상태에서, 지지 통체 (61) 와 동축적으로 연장되도록 배치되어 있다. 또, 이러한 배치하에서, 초미세 기포 발생 통체 (34) 의 제 2 캡 (44) 이, 축 부재 (72) 의 클램프부 (73) 안으로 끼워넣어지고, 도시되지 않은 고정 나사에 의해, 이러한 클램프부 (73) 에 고정되어 있다. 한편, 초미세 기포 발생 통체 (34) 의 제 1 캡 (43) 에 고정된 연결 슬리브 (52) 의 선단부가, 지지 통체 (61) 의 내공으로부터 돌출되는 회전체 (63) 의 돌출 부위의 선단에 고정된 클램프 부재 (68) 안에 삽입되고, 이 클램프 부재 (68) 에 대해, 고정 나사 (77) 에 의해 고정되어 있다.

이렇게 하여, 초미세 기포 발생 통체 (34) 가, 베이스판 (58) 에 고정된 지지 통체 (61) 와 제 2 지지판 (60) 에 지지된 상태에서, 지지 통체 (61) 에 회전할 수 있게 지지된 회전체 (63) 와 함께, 그 축심 둘레로 일체적으로 회전할 수 있게 되어 있다. 또, 그와 같은 초미세 기포 발생 통체 (34) 의 회전체 (63) 의 일체 회전에 수반하여, 축 부재 (72) 의 클램프부 (73) 에 형성된 4 개의 교반 날개 (75) 도 동시에 일체 회전할 수 있게 되어 있다. 또한, 회전체 (63) 의 연통로 (64) 가, 연결 슬리브 (52) 의 내공과 제 1 캡 (43) 의 관통공 (51) 으로 이루어지는 상기 도입 구멍 (54) 을 통하여, 초미세 기포 발생 통체 (34) 의 내측 공간 (53) 안에 연통되어 있다. 이러한 점으로부터 명백한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 지지 기구 (35) 가 베이스판 (58), 제 2 지지판 (60), 축 부재 (72), 지지 통체 (61), 회전체 (63), 및 클램프 부재 (68) 를 포함하여 구성되어 있다.

그리고, 여기에서는, 베이스판 (58) 에 고정된 제 1 지지판 (59) 과 지지 통체 (61) 의 외플랜지부 (62) 의 서로의 대향면 사이에, 수중 모터 (36) 가 이들 제 1 지지판 (59) 과 외플랜지부 (62) 사이에서 협지된 상태에서 고정되어 있다. 이 수중 모터 (36) 는, 그 구동축 (78) 의 선단부를 지지 통체 (61) 내공 안으로 돌입하여 위치시키고 있다. 그리고, 이러한 구동축 (78) 에 대해, 지지 통체 (61) 내공 안에 회전할 수 있게 배치된 회전체 (63) 가 상대 회전할 수 없게 장착되어 있다. 이로써, 수중 모터 (36) 의 구동축 (78) 이, 초미세 기포 발생 통체 (34) 에 대해, 회전체 (63) 를 통하여 일체적으로 회전할 수 있게 연결되어 있다. 이로써, 수중 모터 (36) 의 회전 구동에 의해, 초미세 기포 발생 통체 (34) 가 회전체 (63) 와 함께 회전 구동되도록 되어 있다.

또, 지지 통체 (61) 의 통벽부의 축 방향 중간 부분에는, 그것을 관통하는 통공 (79) 이 형성되어 있다. 이 통공 (79) 은, 지지 통체 (61) 의 외주면에서 개구되는 외측 개구부측이 대직경이 되는 한편, 지지 통체 (61) 의 내주면에서 개구되는 내측 개구부측이 소직경이 된 계단식 형상을 가지고 있다. 그리고, 이러한 통공 (79) 의 대직경부 내에, 대략 원통형의 접속 통부 (80) 가 삽입, 고정되어 있다. 또, 이 접속 통부 (80) 의 내공의 외부로의 개구부에는, 흡기 튜브 (81) 가 장착되어 있다. 이 흡기 튜브 (81) 는, 접속 통부 (80) 로의 접속측과는 반대측의 개구부가 공기를 도입하는 도입구 (82) 로 되어 있고, 이 도입구 (82) 가 대기에 개방되어 있다. 한편, 통공 (79) 의 소직경부는, 대 직경부에 삽입, 고정된 접속 통부 (80) 내공과 연통되어 있음과 함께, 지지 통체 (61) 의 내공 안에 형성되는 통기부 (67) 를 향하여 개구되어 있다.

이로써, 흡기 튜브 (81) 의 도입구 (82) 로부터 도입된 공기 (대기) 가, 흡기 튜브 (81) 와 접속 통부 (80) 의 내공과 통공 (79) 를 거쳐 통기부 (67) 안으로 도입되고, 또한, 이 통기부 (67) 내로부터, 회전체 (63) 의 연통로 (64) 와 초미세 기포 발생 통체 (34) 의 도입 구멍 (54) 을 통하여 내측 공간 (53) 안으로 도입되도록 되어 있다. 이 점으로부터 명백한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 기체 도입 기구 (37) 가, 흡기 튜브 (81) 와 접속 통부 (80) 와 통공 (79) 과 회전체 (63) 의 연통로 (64) 와 초미세 기포 발생 통체 (34) 의 도입 구멍 (54) 으로 구성되어 있다.

이와 같은 구조를 갖는 본 실시형태의 초미세 기포 발생 장치에 있어서는, 예를 들어, 관상어용 수조나 활어조 등의 수중으로 산소 등을 공급하는데 사용되는 경우에 있어서, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 지지 기구 (35) 에 대해, 초미세 기포 발생 통체 (34) 가 수평면 내의 회전축 둘레로 회전할 수 있게 지지된다. 또, 수중 모터 (36) 가 고정된 상태에서, 베이스판 (58) 이 수조 등의 저면 상에 수평하게 재치된다. 이 때, 흡기 튜브 (81) 의 접속 통부 (80) 로의 접속측과는 반대측의 단부가 수상 (水上) 에 배치되어, 그 도입구 (82) 가 대기중으로 개방된다.

그리고, 그와 같은 상태하에서, 수중 모터 (36) 가 회전 구동됨으로써, 초미세 기포 발생 통체 (34) 가 고속으로 회전 구동되어 사용되는 것이다. 그 때, 초미세 기포 발생 통체 (34) 의 제 2 캡 (44) 에 장착되는 축 부재 (72) 에 일체로 형성된 교반 날개 (75) 도, 초미세 기포 발생 통체 (34) 와 함께 일체로 회전된다. 이로써, 초미세 기포 발생 통체 (34) 의 주위의 물이 교반되게 된다.

이와 같이, 본 실시형태의 초미세 기포 발생 장치에 있어서는, 초미세 기포 발생 통체 (34) 가 수중에서 수평 방향으로 배치된 상태에서, 이 초미세 기포 발생 통체 (34) 의 내측 공간 (53) 안으로 대기가 도입되도록 되어 있다. 이로써, 내측 공간 (53) 안의 공기가, 통형상 기재 (38) 의 통기 구멍 (42) 으로부터 필름 원통체 (55) 와 원통형 부직포층 (56) 을 통과하여, 원통형 부직포층 (56) 의 외주면으로부터 초미세 기포가 되어 수중으로 방출되어 분산되게 된다. 또, 상기와 같이, 초미세 기포 발생 통체 (34) 가, 통형상 기재 (38) 에 대해, 발수성의 필름 원통체 (55) 와 친수성의 원통형 부직포층 (56) 이 적층된 상태에서 외삽되어 구성되어 있는 것에 추가하여, 원통형 부직포층 (56) 의 외주면의 전체면에 친수성 사상체 (57) 가 감겨져 있음으로써, 원통형 부직포층 (56) 의 외주면으로부터 방출되는 기포가 더욱 초미세화되는 것이 실현되고 있다.

그리고, 특히, 본 실시형태에서는, 기체 도입 기구 (37) 에 의해, 초미세 기포 발생 통체 (34) 의 내측 공간 (53) 안으로 외부로부터 공기가 도입되면서, 초미세 기포 발생 통체 (34) 가 수중 모터 (36) 에 의해 고속 회전되도록 되어 있다. 이로써, 필름 원통체 (55) 와 원통형 부직포층 (56) 을 통과해 온 기체가, 원통형 부직포층 (56) 의 외주면의 통공의 개구부에서 잘려진다. 요컨대, 필름 원통체 (55) 나 원통형 부직포층 (56) 에 대한 기체의 투과에 수반하여 액 중에 발생하는 기포의 발생 과정의 초기 단계에서, 원통형 부직포층 (56) 의 물과의 계면에 성장하는 기포가, 초미세 기포 발생 통체 (34) 의 고속 회전에 의해 전단된다. 그리고, 그와 같은 기포가, 원통형 부직포층 (56) 의 친수 기능에 의해, 통공의 개구부로부터 신속하게 이탈된다. 그 결과, 초미세 기포 발생 통체 (34) 의 원통형 부직포층 (56) 의 외주면으로부터 초미세 기포가 더욱 초미세화가 촉진된 상태에서 방출될 수 있게 된다.

또, 본 실시형태의 초미세 기포 발생 장치에 있어서는, 초미세 기포 발생 통체 (34) 가 고속 회전하는 점으로부터, 원통형 부직포층 (56) 이 친수성이고, 게다가 초미세 기포의 방출에 의해, 수중의 미생물이나 부유물 (미생물 이외의 것) 등의 이물질이 원통형 부직포층 (56) 의 외주면에 모여 부착되는 것이 가급적 방지될 수 있다. 그리고, 비록 이들 이물질이 원통형 부직포층 (56) 의 외주면에 부착되는 경우가 있더라도, 고속 회전하는 초미세 기포 발생 통체 (34) 의 원심력에 의해 원통형 부직포층 (56) 의 외주면으로부터 효과적으로 제거될 수 있다.

이 때문에, 본 실시형태에서는, 동일한 미세 기포 발생 통체 (34) 가 수중에서 장기간 사용되어도, 원통형 부직포층 (56) 의 외주면에 부착된 이물질 등에 의해, 원통형 부직포층 (56) 이 갖는 다수의 통공의 외주면에서의 개구 면적이나 각 통공 안의 용적이 감소되는 경우가 유리하게 회피될 수 있다.

따라서, 이와 같은 본 실시형태의 미세 기포 발생 장치에서는, 수중에서의 장기간의 사용에 의해서도, 보다 미세한 기포를 충분한 양으로 안정적으로 발생시켜 수중으로 방출하여, 분산시킬 수 있다. 그리고, 그 결과로서, 이러한 미세 기포 발생 장치를 관상어용 수조나 활어조 등의 수중으로 산소 등을 공급하는 데에 사용했을 때에, 수중으로의 산소의 보급이 보다 장기간에 걸쳐 매우 효율적으로 또한 확실하게 행해질 수 있는 것이다.

또, 이러한 미세 기포 발생 장치는, 예를 들어 가축, 식물 등의 활성화나 오수나 배수 등의 정화 등을 실시하는 장치로서 이용되는 경우에도, 원하는 효과가 보다 장기간에 걸쳐 매우 안정적으로 발휘될 수 있는 것이다.

그리고, 본 실시형태의 미세 기포 발생 장치에서는, 미세 기포 발생 통체 (34) 의 회전에 의해 발생되는 원심력에 의해, 미세 기포 발생 통체 (34) 의 내측 공간 (53) 안의 공기가, 필름 원통체 (55) 나 원통형 부직포층 (56) 각각의 통공 안으로 빨려올라가듯이 들어가, 내측 공간 (53) 안이 감압 상태가 된다. 이 때문에, 흡기 튜브 (81) 의 도입구 (82) 가 대기에 개방되어 있고, 예를 들어, 압축 공기 등을 공급하는 컴프레서 등의 압축 공기 공급원에 대해 흡기 튜브 (81) 가 접속되어 있지 않음에도 불구하고, 초미세 기포 발생 통체 (34) 의 내측 공간 (53) 안으로 공기가 계속적으로 도입되어, 원통형 부직포층 (56) 의 외주면으로부터 미세 기포가 안정적으로 또한 계속적으로 방출될 수 있다. 게다가, 종래 장치와는 달리, 스크루부와 컷터부의 양방을 갖는 복잡한 구조로는 되어 있지 않다.

따라서, 이와 같은 본 실시형태의 초미세 기포 발생 장치에 있어서는, 스크루부와 컷터부의 양방이 형성되어 있지 않을 뿐만 아니라, 압축 공기 공급원 등의 부속 장치가 사용되고 있지 않은 분만큼, 구조의 소형, 간략화가 유리하게 실현될 수 있는 것이고, 게다가 설치 비용과 런닝코스트의 저하가 매우 유리하게 달성될 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기와 같은 몇 가지 효과를 얻으려면, 초미세 기포 발생 통체 (34) 를 수중에서 그 축심 둘레로 회전시키는 것이야말로 중요하고, 그 회전 속도는 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 500 rpm 이상이 되고, 보다 바람직하게는 1000 rpm 이상이 된다. 그리고, 이러한 회전 속도는, 실용상, 5000 rpm 이하 정도가 된다. 그에 따라, 보다 우수한 효과가 더욱 확실하게 발휘될 수 있게 된다.

또, 본 실시형태에 있어서는, 교반 날개 (75) 의 초미세 기포 발생 통체 (34) 와의 일체 회전에 의해, 초미세 기포 발생 통체 (34) 의 주위의 물이 교반되게 된다. 그 때문에, 원통형 부직포층 (56) 의 외주면으로부터 방출되는 초미세 기포가 수중의 보다 넓은 범위에 걸쳐 더욱 효율적으로 분산된다. 그 결과로서, 수중으로의 미세 기포의 분산에 의해 얻어지는 원하는 효과가 보다 높은 레벨로 확실하게 달성될 수 있게 된다.

추가하여, 본 실시형태의 초미세 기포 발생 장치에서는, 긴 원통형의 초미세 기포 발생 통체 (34) 가, 수중에서 지지 기구 (35) 에 의해 수평하게 연장되는 회전축 둘레로 회전할 수 있게 지지된 상태에서 배치되도록 되어 있다. 이것에 의해서도, 원통형 부직포층 (48) 의 외주면으로부터 방출되는 미세 기포가 수중에서 효율적으로 분산될 수 있다.

이상, 본 발명의 구체적인 구성에 대하여 상세히 서술했지만, 이것은 어디까지나 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기의 기재에 의해 전혀 제약받지 않는다.

예를 들어, 상기 실시형태에서는, 기체 도입 기구 (37) 의 흡기 튜브 (81) 의 도입구 (82) 가 대기에 개방되어 있었다. 그러나, 도 11 에 나타내는 바와 같이, 이러한 도입구 (82) 에 대해 컴프레서 등의 압축 공기 공급원 (83) 을 접속시켜도 된다. 이로써, 미세 기포 발생 통체 (34) 의 내측 공간 (53) 안으로 압축 공기가 강제적으로 도입된다. 그 결과, 초미세 기포 발생 통체 (34) 의 비회전 상태하에서도, 원통형 부직포층 (56) 의 외주면으로부터 초미세 기포를 확실하고 또한 안정적으로 방출시킬 수 있다. 또한, 도 11 에 나타내는 본 실시형태, 나아가서는 후술하는 도 12 내지 도 15 에 나타내는 몇 가지의 실시형태에서는, 상기 제 1 실시형태와 동일한 구조로 된 부위 및 부재에 대하여 도 8 내지 도 10 과 동일한 부호를 붙임으로써, 그 상세한 설명을 생략하였다.

또, 흡기 튜브 (81) 의 도입구 (82) 가 압축 공기 공급원 (83) 에 접속되어 있거나, 또는 대기에 개방되어 있음에도 불구하고, 초미세 기포 발생 통체 (34) 의 회전은 반드시 연속적으로 실시될 필요는 없으며, 간헐적으로 실시하도록 해도 된다.

또한, 교반 날개 (75) 는, 초미세 기포 발생 통체 (34) 와 일체적으로 회전하여, 초미세 기포 발생 통체 (34) 주위의 물을 교반할 수 있는 것이라면, 그 형상이나 형성 위치, 형성 개수 등이 전혀 한정되지 않는다.

즉, 예를 들어, 도 12 및 도 13 에 나타내는 바와 같이, 미세 기포 발생 통체 (34) 의 제 2 캡 (44) 에 장착되는 지지 기구 (35) 의 축 부재 (72) 의 클램프부 (73) 의 저부 외면에 직사각 평판형의 교반 날개 (75) 를 복수 개 (여기에서는 4 개) 일체로 형성해도 된다.

또, 도 14 에 나타내는 바와 같이, 초미세 기포 발생 통체 (34) 에 대해, 긴 직사각 평판형의 교반 날개 (75) 의 복수 개 (여기에서는 2 개) 를 제 1 캡 (43) 과 제 2 캡 (44) 사이에 걸치도록 형성할 수도 있다.

또한, 도 15 에 나타내는 바와 같이, 미세 기포 발생 통체 (34) 에 대해, 나선형으로 연장되는 만곡판으로 이루어지는 교반 날개 (75) 의 복수 개 (여기에서는 2 개) 를 제 1 캡 (43) 과 제 2 캡 (44) 사이에 걸치도록 형성할 수도 있다.

이들 도 12 내지 도 15 에 나타내는 바와 같은 구조로 교반 날개 (75) 가 형성되는 어느 경우에도 원통형 부직포층 (56) 의 외주면으로부터 방출되는 초미세 기포가 수중의 보다 넓은 범위에 걸쳐 한층 더 효율적으로 분산된다. 그리고, 그 결과로서, 수중으로의 미세 기포의 분산에 의해 얻어지는 원하는 효과가 보다 높은 레벨로 확실하게 달성될 수 있다. 또한, 도 8, 도 12 내지 도 15 에 나타내는 교반 날개 (75) 는, 그 구조의 이해를 용이하게 하기 위해, 실제보다 큰 사이즈로 과장되어 기재되어 있는 것이 이해될 것이다.

초미세 기포 발생 통체 (34) 를 그 축심 둘레로 회전 구동시키는 회전 구동 수단으로서는, 예시하는 수중 모터 (36) 이외에도, 공지된 각종 회전 구동 기기가 적절히 채용될 수 있다. 또, 이러한 회전 구동 수단은, 초미세 기포 발생 통체 (34) 를 반드시 자동적으로 회전시킬 필요는 없으며, 충분한 회전 속도가 얻어지는 것이라면, 예를 들어 핸들 조작 등에 의해 초미세 기포 발생 통체 (34) 를 수동으로 회전시키는 것도 채용될 수 있다.

기체 도입 기구 (37) 의 구조도 초미세 기포 발생 통체 (34) 의 내측 공간 (53) 안으로 기체를 외부로부터 도입시킬 수 있는 것이라면 예시한 것에 전혀 한정되지 않음은 물론이다.

그 밖에 일일이 열거하지는 않지만, 본 발명은 당업자의 지식에 기초하여 다양한 변경, 수정, 개량 등을 부가한 양태로 실시될 수 있는 것이며, 또 그와 같은 실시형태가 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 한 모두 본 발명의 범위 내에 포함되는 것이라는 것은 말할 필요도 없는 바이다.

1 : 기체 삽기구 2 : 기체 공급 부재
3 : 유체 통로 4 : 제 1 패킹
5 : 제 2 패킹 6, 25 : 기체 투과성 필름
7 : 액체 유입구 8 : 액체 유출구
9 : 통액 부재 15 : 통액체
16 : 케이싱 17 : 유입구
18 : 유출구 23 : 오목 형상 유로
28 : 통기 구멍 34 : 초미세 기포 발생 통체
35 : 지지 기구 36 : 수중 모터
37 : 기체 도입 기구 38 : 통형상 기재
42 : 통기 구멍 53 : 내측 공간
54 : 도입 구멍 55 : 필름 원통체
56 : 원통형 부직포층 57 : 사상체
75 : 교반 날개 81 : 흡기 튜브
82 : 도입구 83 : 압축 공기 공급원

Claims

기체 삽기구를 갖는 제 1 부재와, 띠형상의 얕은 홈으로 구성된 유체 통로를 갖는 제 1 및 제 2 의 한 쌍의 패킹과, 기체 투과성 필름과, 액체 유입구와 액체 유출구를 갖는 제 2 부재로 구성되고, 중심에 배치된 그 기체 투과성 필름의 양면에 그 제 1 패킹과 그 제 2 패킹을 각각 배치함과 함께, 그 제 1 패킹의 그 기체 투과성 필름측과는 반대측에 그 제 1 부재를 배치하고, 그 제 2 패킹의 그 기체 투과성 필름측과는 반대측에 그 제 2 부재를 배치하는 구조로 함으로써, 그 기체 삽기구를 거쳐 그 기체 투과성 필름에 송기된 가압 상태의 기체가 그 기체 투과성 필름을 투과하여, 그 제 2 패킹에 형성된 상기 유체 통로를 통과하는 액체 중으로 초미세 기포의 형상으로 혼입되도록 구성한 장치이고, 그 기체 투과성 필름이, 통상 상태에 있어서는 기체 투과성이 작지만, 가압 상태의 기체를 이용하여 강제적으로 기체 투과를 도모함으로써, 액 중에 초미세 기포를 생성시킬 수 있는 구조를 가짐과 함께, 띠형상의 얕은 홈으로 구성된 상기 제 2 패킹의 유체 통로가 협폭이 되어, 그 유체 통로를 통과하는 액체 중으로 초미세 기포가 도입되도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 초미세 기포 발생 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 유체 통로를 연장하는 것을 목적으로 하여, 상기 제 2 패킹에 대해, 사행 형상 또는 소용돌이 형상 혹은 굴곡 형상 등을 갖는 유체 통로가 형성되어 있는 초미세 기포 발생 장치.
원주형을 나타내고, 외주면에, 액체가 흐르는 유로가 축 방향으로 연장되도록 형성됨과 함께, 축 방향의 일단부 (端部) 에 그 유로에 액체를 유입시키는 유입구와, 축 방향의 타단부에 그 유로를 흐르는 유체를 그 유로로부터 유출시키는 유출구가 각각 형성되고, 또한, 외주면이 기체 투과성 필름에 의해 피복되어, 외주면에 있어서의 그 유로의 개구부가 그 기체 투과성 필름에 의해 폐색되어 이루어지는 통액체와,
양단이 개방 상태에 있는 통형상체로 이루어지고, 그 통형상체의 통벽부에 통기구가 형성됨과 함께, 내측에 상기 통액체가 수납되고, 또한, 그 통액체의 외주면과의 사이에, 그 통기구를 통하여 그 통형상체의 내부로 유도된 가압 기체를 수용하는 중공간이 형성된 케이싱을 갖고,
상기 통액체의 외주면에, 상기 유로가 나선형으로 연장되도록 형성되어 있음과 함께, 상기 기체 투과성 필름이 통상 상태에 있어서는 기체 투과성이 작지만, 가압 상태의 기체를 이용하여 강제적으로 기체 투과를 도모함으로써, 액 중에 초미세 기포를 생성시킬 수 있는 구조를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 초미세 기포 발생 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 나선형의 유로를 협폭으로 하여, 상기 유입구에 있어서의 유량을 제한함으로써, 그 유입구로부터 유입된 액체가 그 유로를 통과할 때에, 이러한 액체의 유속을 증대시킴으로써, 상기 기체 투과성 필름을 투과하여, 액 중에 발생하는 기포의 발생 과정의 초기 단계에서, 그 기체 투과성 필름에 있어서의 그 유로 중의 액체와의 계면에 성장하는 기포를, 상기 증속된 액체의 그 유로 중의 흐름에 의해 전단하여, 액 중에 더욱 초미세화된 기포를 생성할 수 있도록 되어 있는 초미세 기포 발생 장치.
제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 유입구에 있어서의 액체의 유량을 제어하는 유량 조절 밸브가 형성되어, 상기 유로에 있어서의 액체의 유속이 제어되도록 되어 있는 한편, 레귤레이터에 의해, 상기 통기구를 통하여 상기 중공간으로 유도되는 가압 기체의 압력이 제어되도록 되어 있는 초미세 기포 발생 장치.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기체 투과성 필름이, 크레이즈가 생성되어 이루어지는 수지 필름으로 구성되어 있는 초미세 기포 발생 장치.
수중에 배치된 상태에서 초미세 기포를 발생시키고, 그 초미세 기포를 수중으로 방출하여 분산시키는 초미세 기포 발생 장치로서,
통벽을 관통하여 외주면에 개구되는 통기 구멍을 구비한 통형상 기재의 외주면에, 고분자 수지 필름에 크레이즈를 생성하여 이루어지는 기체 투과성 필름의 원통체가 외삽되고, 또한, 그 원통체의 외주면 상에 친수성 부직포층이 적층 형성되어, 그 통형상 기재의 상기 통기 구멍으로부터 방출되는 기체가 상기 원통체 및 부직포층의 통과 중에 초미세화되어, 초미세 기포가 형성되도록 한 초미세 기포 발생 통체와,
초미세 기포 발생 통체를 그 축심 둘레로 회전시켜, 그 초미세 기포 발생 통체의 회전하에서, 상기 부직포층의 외주부로부터 상기 초미세화된 기포를 잘라내어, 수중으로 분산시키도록 한 회전 구동 수단과,
그 회전 구동 수단에 의한 상기 초미세 기포 발생 통체의 회전하에서, 상기 통형상 기재의 통 안의 공간으로, 외부로부터 기체를 도입하는 기체 도입 기구를 갖는 것을 특징으로 하는 초미세 기포 발생 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 부직포층이 부직포의 원통체로 이루어지고, 이러한 원통형 부직포층이 상기 기체 투과성 필름의 원통체에 외삽되어 있는 초미세 기포 발생 장치.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
상기 초미세 기포 발생 통체를 수평 방향으로 연장되는 회전축 둘레로 회전할 수 있게 지지하는 지지 기구가 추가로 형성되어 있는 초미세 기포 발생 장치.
제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 부직포층의 외주부의 전체면에 친수성 사상체가 감겨져, 그 부직포층 전체가 그 사상체에 의해 죄어져 있는 초미세 기포 발생 장치.
제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기체 도입 기구의 기체를 도입하는 도입구가 대기에 개방되어, 그 기체 도입 기구에 의해, 대기가 상기 통형상 기재의 통 안의 공간으로 도입되도록 되어 있는 초미세 기포 발생 장치.
제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기체 도입 기구의 기체를 도입하는 도입구가, 압축 공기를 공급하는 압축 공기 공급원에 접속되고, 그 기체 도입 기구에 의해 압축 공기가 상기 통형상 기재의 통 안의 공간으로 도입되도록 되어 있는 초미세 기포 발생 장치.
제 7 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
1 축 둘레의 회전에 의해 물을 교반하는 교반 날개가, 상기 초미세 기포 발생 통체에 대해, 그 초미세 기포 발생 통체와 일체적으로 회전할 수 있게 형성되어 있는 초미세 기포 발생 장치.