KR20210018305A - 미세 기포액 제조 장치, 미세 기포액 제조 방법 및 오존 미세 기포액 - Google Patents

미세 기포액 제조 장치, 미세 기포액 제조 방법 및 오존 미세 기포액 Download PDF

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KR20210018305A
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준이치 이이다
미노루 코이데
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가부시키가이샤 오프토쿠리에션
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Abstract

노즐을 설치 내지 고정하기 위한 구성이 간략하고, 용이하게 노즐의 배치나 사양을 조정 내지 변경할 수 있도록 한 미세 기포액 제조 장치, 미세 기포액 제조 방법 및 이 미세 기포액 제조 방법에 의해 생성한 미세 기포액을 제공한다. 본 발명의 한 양태의 미세 기포액 제조 장치는, 입구 수단과, 원액체 유통 수단과, 기체 공급 수단과, 복수개의 노즐과, 출구 수단을 구비하는 미세 기포액 제조 장치로서, 상기 복수개의 노즐은, 상기 원액체 유통 수단에 대하여 교차하는 방향으로 교환 가능하게 설치되어 있고, 상기 복수개의 노즐 중 적어도 하나가 미리 준비된 복수 종류의 사양 노즐 중에서 선택된 것이며, 또한 상기 노즐의 사양에 따라 소정의 입경의 미세 기포를 포함한 미세 기포액을 제조하는 것을 특징으로 한다.

Description

미세 기포액 제조 장치, 미세 기포액 제조 방법 및 오존 미세 기포액
본 발명은 미세 기포액 제조 장치, 미세 기포액 제조 방법 및 이 미세 기포액 제조 방법에 의해 생성된 미세 기포액에 관한 것이다.
근년, 미세 기포액을 응용한 기술이 주목받고 있다. 미세 기포를 포함하는 액체는, 연료의 개질, 반도체 세정, 오탁수의 세정, 살균 또는 소독, 생체로의 적용 등, 여러 가지 용도에서의 활용이 기대되고 있다.
특허문헌 1에는, 고압으로 된 연료를 분사하는 노즐과, 노즐로부터 분사된 연료가 충돌하는 벽을 구비하는 나노 버블화 수단을 구비한 연료 제조 장치에 의해, 연료의 개질을 행하는 기술이 개시되어 있다.
특허문헌 2에는, 처리되는 원액체(수돗물 등)에 고압 유체를 분사하여 음료용의 나노 버블 수소수를 제조하는 장치가 개시되어 있다.
특허문헌 3에는, 오존이 혼합된 무기 수용액을, 버블 발생 노즐을 통과시킴으로써, 마이크로 버블을 발생시킴으로써, 살균제를 제조하는 방법이 기재되어 있다.
또한, 본 명세서에서는, 직경이 10㎛ 내지 몇십 ㎛ 이하의 기포를 마이크로 버블이라고 하고, 직경이 몇백 nm 내지 10㎛ 이하의 기포를 마이크로나노 버블이라고 하고, 또한 직경이 몇백 nm 이하의 기포를 나노 버블이라고 하며, 이것들을 총칭하여 미세 기포라고 한다.
일본 특허 제4274327호 공보 일본 특허 제5566175호 공보 국제 공개 제2016/021523호
상기 특허문헌 1에 개시되어 있는 연료 제조 장치에서는, 도 8에 도시한 바와 같이, 복수개의 노즐부터 고압으로 된 연료를 연료 매트릭스 중에 분사함으로써 에멀션 연료를 얻고 있다. 그러나, 상기 특허문헌 1에 개시되어 있는 연료 제조 장치에서는, 노즐의 배치 및 노즐의 사양은 고정되어 있기 때문에, 발생되는 미세 기포의 입경 범위는 한정되어 있다.
또한, 상기 특허문헌 2에 개시되어 있는 나노 버블 수소수 제조 장치에서는, 도 9에 도시한 바와 같이, 메인관(202)에 수직으로 고정된 적어도 하나의 제1 노즐(204)과, 메인관(202)에 경사진 상태에서 설치된 적어도 하나의 제2 노즐(206)을 가지고 있으며, 가압 액체 공급 공간(208)에 도입된 고압 액체는, 일부가 제1 노즐(204)을 거쳐 메인관(202)의 내부를 흐르는 유체(210)를 향하여 분사되고, 다른 부분이 제2 노즐(206)을 거쳐서 메인관(202)의 내부의 내부를 흐르는 유체(210)를 향하여 분사되도록 되어 있다.
상기 특허문헌 2에 개시되어 있는 나노 버블 수소수 제조 장치(200)에 의하면, 제2 노즐(206)로부터 분사되는 고압 액체는, 메인관(202)의 내부에 출구측(도 9의 화살표측)을 향하여 분사되기 때문에, 메인관(202)의 내부를 흐르는 액체에 대하여 출구측을 향하는 것을 강요하는 작용을 가지고 있으므로, 나노 버블 수소수의 제조 효율이 향상된다. 그러나, 제2 노즐(206)은 메인관(202)에 경사진 상태에서 설치되어 있으므로, 메인관(202)의 구조가 복잡해진다는 과제가 있다. 덧붙여, 상기 특허문헌 1에 개시되어 있는 것과 마찬가지로, 노즐의 배치 및 노즐의 사양은 고정되어 있기 때문에, 발생되는 미세 기포의 입경 범위는 한정되어 있다.
또한, 상기 특허문헌 3에 개시되어 있는 살균제 제조 방법에서는, 버블 발생 노즐을 통과시킴으로써 마이크로 버블을 발생시키고 있지만, 밸브 발생 노즐의 구성이 복잡하다는 과제가 있다. 덧붙여, 상기 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 개시되어 있는 것과 마찬가지로, 노즐 배치 및 노즐의 사양은 고정되어 있기 때문에, 발생할 수 있는 미세 기포의 입경 범위는 한정되어 있다.
이와 같이, 종래의 미세 기포액 제조 장치 내지 미세 기포액 제조 방법으로는, 노즐의 설치 내지 고정하기 위한 구성이 복잡하며 또한 노즐의 배치 및 노즐의 사양이 고정되어 있는 것이었기 때문에, 미세 기포액 제조 장치에 이용하는 미세 기포의 입경 범위가 한정되어 있고, 미세 기포액 제조 장치 내지 미세 기포액 제조 방법으로서는 범용성이 부족하여, 용도 내지 목적에 따라 전용의 미세 기포액 제조 장치 내지 미세 기포액 제조 방법으로 여겨지고 있었다.
본 발명은 노즐을 설치 내지 고정하기 위한 구성이 간략하고, 용이하게 노즐의 배치나 사양을 조정 내지 변경할 수 있도록 하고, 용도 내지 목적에 따른 원하는 입경의 미세 기포를 포함한 미세 기포액을 제조할 수 있는 미세 기포액 제조 장치, 미세 기포액 제조 방법 및 이 미세 기포액 제조 방법에 의해 생성된 미세 기포액을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제1 양태의 미세 기포액 제조 장치는,
가압된 원액체를 공급하는 입구 수단과,
상기 가압된 원액체를 유통하는 원액체 유통 수단과,
상기 원액체 유통 수단에 대하여 기체를 공급하는 기체 공급 수단과,
상기 원액체 유통 수단을 따라 마련되고, 상기 입구 수단으로부터 공급된 가압된 상기 원액체를 분사하는 분사 구멍을 갖는 복수개의 노즐과,
상기 원액체 유통 수단의 출구로부터 생성한 미세 기포액을 취출하는 출구 수단
을 구비하는 미세 기포액 제조 장치로서,
상기 복수개의 노즐은, 상기 원액체 유통 수단에 대하여 교차하는 방향으로 교환 가능하게 설치되어 있고,
상기 복수개의 노즐 중 적어도 하나가 미리 준비된 복수 종류의 사양의 노즐 중에서 선택된 것이며,
상기 노즐의 사양, 상기 노즐의 배치, 상기 노즐의 수, 상기 입구 수단으로부터 공급되는 원액체의 압력, 상기 입구 수단에 원액체를 공급하기 위한 가압 수단에 의한 공급량, 상기 가압 수단에 의해 상기 원유체를 순환시키는 횟수, 상기 기체 공급 수단의 압력 및 상기 기체 공급 수단에 의한 공급량 중 적어도 하나에 따라 소정 입경의 미세 기포를 포함한 미세 기포액을 제조하는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명에서는, 미세 기포를 사용하여 조제된 액체를 미세 기포액이라고 한다(이하 동일).
또한, 본 발명의 제2 양태의 미세 기포액 제조 장치는, 제1 양태의 미세 기포액 제조 장치에 있어서, 상기 노즐은, 상기 원액체 유통 수단의 둘레 방향 및/또는 길이 방향으로 복수개 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제3 양태의 미세 기포액 제조 장치는, 제1 또는 제2 양태의 미세 기포액 제조 장치에 있어서, 상기 복수개의 노즐 중 적어도 하나는 상기 분사 구멍이 하류측으로 기울어져 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제4 양태의 미세 기포액 제조 장치는, 제1 내지 제3 중 어느 것의 미세 기포액 제조 장치에 있어서, 상기 노즐은 상기 원액체 유통 수단의 둘레 방향으로 복수개 마련됨과 함께 원액체 유통 수단의 길이 방향으로도 복수열 마련되어 있고, 길이 방향으로 인접하는 열의 노즐의 상기 분사 구멍의 둘레 방향 위치는 어긋나게 되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제5 양태의 미세 기포액 제조 장치는, 제1 내지 제4 중 어느 것의 미세 기포액 제조 장치에 있어서, 상기 기체 공급 수단은, 상기 원액체 유통 수단과 동일축이며 내측에 마련되고, 상기 원액체 공급 수단의 길이 방향을 따라서 늘어서서 존재하고 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제6 양태의 미세 기포액 제조 장치는, 제1 내지 제5 중 어느 양태의 미세 기포액 제조 장치에 있어서, 상기 노즐의 사양 종류는, 원액체 유통 수단에 대한 둘레 방향의 분사 각도, 원액체 유통 수단에 대한 길이 방향의 분사 각도, 노즐의 분사 구멍 위치, 상기 분사 구멍의 직경, 분사 구멍의 길이, 상기 분사 구멍의 상류측에 마련된 천이 개공부의 경사 각도 및 상기 분사 구멍의 상류측의 개공 직경 중 적어도 하나가 다른 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제7 양태의 미세 기포액 제조 장치는, 제1 내지 제6 중 어느 양태의 미세 기포액 제조 장치에 있어서, 상기 노즐의 사양 종류는, 분사 구멍을 조정 가능한 노즐에 의해 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제8 양태의 미세 기포액 제조 장치는, 제7 미세 기포액 제조 장치에 있어서, 상기 분사 구멍을 조정 가능한 노즐은, 상기 분사 구멍의 분사 방향이 조정 가능한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제9 양태의 미세 기포액 제조 장치는, 제7 또는 제8 양태의 미세 기포액 제조 장치에 있어서, 상기 분사 구멍을 조정 가능한 노즐은, 상기 분사 구멍의 중심선을 노즐의 중심선에 대하여 회동 가능한 회동 수단을 가지며, 상기 분사 구멍은 상기 회동 수단을 관통함과 동시에 상기 노즐의 내부로 연통하는 관통 구멍으로 이루어지고, 상기 회동 수단의 회동 각도를 바꿈으로써 상기 분사 구멍의 중심선 방향을 조정 가능한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제10 양태의 미세 기포액 제조 장치는, 제9 양태의 미세 기포액 제조 장치에 있어서, 상기 관통 구멍은, 상기 노즐의 내부에 마련된 상기 원액체 유통 수단과 연통하는 원통상의 대경 개공부와, 상기 회동 수단에 마련되고, 상기 대경 개공부로 이어지는 원추체상의 개공부, 상기 원추체상의 개공부 정상부로 이어지는 상기 대경 개공부보다도 작은 직경의 원통상의 중간 직경 개공부 및 상기 중간 직경 개공부로 이어지는 순차 직경이 작아지는 천이 개공부와, 상기 천이 개공부로 이어지고, 상기 분사부에 형성된 선단이 분사 구멍이 되는 상기 중간 직경 개공부보다도 작은 직경의 원통상 분사 구멍을 가지며, 상기 원추체상의 개공부 최대 직경은 상기 대경 개공부의 직경보다도 크고, 상기 회동 수단을 회동시켰을 때에, 상기 원추체상의 개공부 최대 직경부가 직접 상기 대경 개공부 내에 직접 노출하지 않도록 되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제11 양태의 미세 기포액 제조 장치는, 제1 내지 제10 중 어느 양태의 미세 기포액 제조 장치에 있어서, 상기 노즐의 교환은 유닛 단위로 행할 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제12 양태의 미세 기포액 제조 장치는, 제1 내지 제11 중 어느 양태의 미세 기포액 제조 장치에 있어서, 상기 분사 구멍 및/또는 상기 분사 구멍보다도 상류측의 내면에 나선상 홈을 마련한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제13 양태의 미세 기포액 제조 장치는, 제1 내지 제12 중 어느 양태의 미세 기포액 제조 장치에 있어서, 상기 미세 기포는, 마이크로 버블, 마이크로나노 버블 및 나노 버블 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제14 양태의 미세 기포액 제조 장치는, 제1 내지 제13 중 어느 양태의 미세 기포액 제조 장치에 있어서, 상기 원액체는, 물, 수용액 및 연료 중 적어도 하나인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제15 양태의 미세 기포액 제조 장치는, 제14 양태의 미세 기포액 제조 장치에 있어서, 상기 연료는, 가솔린, 경유, 중유, 등유 및 에탄올로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제16 양태의 미세 기포액 제조 장치는, 제1 내지 제15 중 어느 양태의 미세 기포액 제조 장치에 있어서, 상기 기체는, 산소, 오존, 수소, 질소, 공기 및 물의 전기 분해로 생성되는 가스 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제17 양태의 미세 기포액 제조 장치는, 제1 내지 제16 중 어느 양태의 미세 기포액 제조 장치에 있어서, 상기 원액체는 간수를 4% 이상 함유하는 수용액이며, 상기 기체는 오존이며, 오존 농도가 40ppm 이상인, 오존 미세 기포액을 제조하기 위한 것인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제18 양태의 미세 기포액 제조 방법은,
가압된 원액체를 공급하는 입구 수단과,
상기 가압된 원액체를 유통하는 원액체 유통 수단과,
상기 원액체 유통 수단에 대하여 기체를 공급하는 기체 공급 수단과,
상기 원액체 유통 수단을 따라 마련되고, 상기 입구 수단으로부터 공급된 가압된 상기 원액체를 분사하는 분사 구멍을 갖는 복수개의 노즐과,
상기 원액체 유통 수단의 출구로부터 생성한 미세 기포액을 취출하는 출구 수단
을 사용한 미세 기포액 제조 방법으로서,
상기 복수개의 노즐은, 상기 원액체 유통 수단에 대하여 교차하는 방향으로 교환 가능하게 설치되어 있고,
상기 노즐로서 복수 종류의 사양의 노즐이 미리 준비되어 있고,
상기 복수개의 노즐 중 적어도 하나가 상기 미리 준비된 노즐로부터 선택되고,
상기 선택된 노즐의 사양, 상기 노즐의 배치, 상기 노즐의 수, 상기 입구 수단으로부터 공급된 공급되는 원액체의 압력, 상기 입구 수단에 원액체를 공급하기 위한 가압 수단에 의한 상기 원유체의 공급량, 상기 가압 수단에 의해 상기 원유체를 순환시키는 횟수, 상기 기체 공급 수단의 압력 및 상기 기체 공급 수단에 의한 기체의 공급량 중 적어도 하나에 따라 소정 입경의 미세 기포를 포함한 미세 기포액을 제조하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제19 양태의 미세 기포액은, 제18 양태의 미세 기포액 제조 방법에 의해 제조되고, 노즐의 사양에 따라서 미세 기포의 입경이 조정 가능한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제20 양태의 미세 기포액은, 제19 양태의 미세 기포액에 있어서, 상기 원액체가 물이며, 상기 기체는, 산소, 오존, 수소, 질소, 이산화탄소, 공기, 물의 전기 분해로 생성되는 가스 또는 산수소 가스 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제21 양태의 오존 미세 기포액은, 간수를 4% 이상 함유한 원액체 내에, 나노버블을 포함하는 오존 미세 기포를 발생시켜 제조되고, 오존을 40ppm 이상 포함하여, 살균 작용을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 미세 기포액 제조 장치 내지 미세 기포액 제조 방법에 의하면, 노즐의 설치 내지 고정하기 위한 구성이 간략하며, 또한, 노즐의 배치나 사양을 조정 내지 변경할 수 있도록 하고 있으므로, 원하는 입경의 미세 기포를 포함한 미세 기포액을 제조할 수 있는 미세 기포액 제조 장치, 미세 기포액 제조 방법 및 미세 기포액이 얻어진다. 또한, 노즐의 사양, 노즐의 배치, 노즐의 수, 입구 수단으로부터 공급된 공급되는 원액체의 압력, 입구 수단에 원액체를 공급하기 위한 가압 수단에 의한 원유체의 공급량, 상기 가압 수단에 의해 상기 원유체를 순환시키는 횟수, 기체 공급 수단의 압력 및 기체 공급 수단에 의한 기체의 공급량 중 적어도 하나에 의해, 제조하는 미세 기포액의 입경을 조정하는 것이 가능하다.
도 1은 각 실시 형태에 공통되는 미세 기포액 제조 장치의 블록도이다.
도 2A는 각 실시 형태에 공통되는 미세 기포 발생부의 모식 단면도이며, 도 2B는 도 2A의 IIB 부분의 확대 단면도이다.
도 3A는 도 2A의 한쪽 노즐(108)의 확대 저면도이며, 도 3B는 도 3A의 IIIB-IIIB 단면도이다.
도 4는 도 2A의 다른 쪽의 노즐의 확대 단면도이다.
도 5는 실시 형태 2에 관한, 도 2A의 V-V 단면도이다.
도 6A는 실시 형태 3의 노즐(160)의 저면도이며, 도 6B는 도 6A의 VIB-VIB 단면도이며, 도 6C는 실시 형태 3의 다른 사양의 노즐(160A)의 저면도이며, 도 6D는 도 6C의 VID-VID 단면도이며, 도 6E는 실시 형태 3의 또 다른 사양의 노즐(160B)의 저면도이며, 도 6F는 도 6E의 VIF-VIF 단면도이다.
도 7은 실시 형태 4의 유닛의 모식 단면도이다.
도 8은 종래예의 미세 기포 발생부의 모식 단면도이다.
도 9는 종래예의 노즐 고정부의 모식 확대 단면도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 따른 미세 기포액 제조 장치 및 미세 기포액 제조 방법에 대해서 상세하게 설명한다. 단, 이하에 기재하는 실시 형태는 본 발명의 기술 사상을 구체화하기 위한 미세 기포액 제조 장치 및 미세 기포액 제조 방법을 예시하는 것으로서, 본 발명을 이것들로 특정하는 것은 아니고, 특허 청구 범위에 포함되는 그 밖의 실시 형태의 것과도 동일하게 적용할 수 있는 것이다.
각 실시 형태에 공통되는 미세 기포액 제조 장치(10)의 개략 구성을, 도 1을 사용하여 설명한다. 또한, 도 1은, 각 실시 형태에 공통되는 미세 기포액 제조 장치의 블록도이다.
각 실시 형태에 공통되는 미세 기포액 제조 장치(10)는 저류조(12), 미세 기포 발생부(100) 및 처리 기체 발생부(20)를 구비하고 있다. 저류조(12)는 원하는 미세 기포 농도가 될 때까지, 제조 도중의 미세 기포액을 저류해 두기 위한 용기이며, 미세 기포액의 특성에 따라서 밀폐 용기를 사용하거나, 개방 용기를 사용하거나 할 수 있다. 밀폐 용기를 사용한 경우에는, 필요에 따라, 저류조(12) 내를 소정의 압력으로 가압해 두는 것도 가능하다.
이러한 저류조(12)를 사용하는 것은, 원하는 미세 기포 농도가 높아, 피처리 액체를 한번 미세 기포 발생부(100)에 통과시킨 것만으로는 원하는 미세 기포 농도가 안될 경우에, 피처리 액체를 미세 기포 발생부(100)에 소정의 횟수만큼 순환 통과시킴으로써 원하는 미세 기포 농도로 되도록 하기 위해서이다. 여기에서, 피처리 액체를 미세 기포 발생부(100)에 순환 통과시키는 횟수는, 저류조(12)에 저류되어 있는 처리 액체의 양을, 고압 펌프(16)에 의한 피처리 액체의 공급량으로 나눈 시간에 의해 환산된다. 저류조(12)에 저류되어 있는 처리 액체의 양을, 고압 펌프(16)에 의한 피처리 액체의 공급량으로 나눈 시간이, 피처리 액체를 미세 기포 발생부(100)에 순환 통과시키는 횟수의 1회분에 상당한다. 피처리 액체를 미세 기포 발생부(100)에 순환 통과시키는 횟수의 1회분에 상당하는 시간은 예를 들어 수십분 내지 수시간으로 설정된다. 또한, 원하는 미세 기포 농도가 낮아, 피처리 액체를 한번 미세 기포 발생부(100)에 통과시킨 것만으로 원하는 미세 기포 농도가 될 경우에는, 반드시 필요한 것은 아니다.
당초 저류조(12) 내에 주입된 피처리 액체는, 순환 배관(14)을 개재하여 고압 펌프(16)에 의해 가압되고, 도입 접속관(18)을 개재하여 미세 기포 발생부(100)에 공급된다. 고압 펌프(16)로서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 다이어프램 펌프가 사용된다. 고압 펌프에 의한 공급량은 예를 들어 2 내지 20L/min 정도, 바람직하게는 5 내지 10L/min 정도로 설정되어 있다. 고압 펌프(16)에 의해 피처리 액체는 예를 들어 1MPa 내지 100MPa 정도, 바람직하게는 예를 들어 3MPa 내지 40MPa 정도까지 가압된다. 미세 기포의 입경을 보다 작게 하기 위해서는 보다 높은 압력까지 가압하는 것이 바람직하고, 고압 펌프(16)의 압력 설정에 의해, 미세 기포의 입경이나 농도를 조정할 수 있다. 또한, 고압 펌프(16)에 의한 공급량의 설정에 의해서도, 미세 기포의 입경이나 농도를 조정하는 것이 가능하다. 또한, 다이어프램 펌프의 구동원은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 1.0kW 내지 5.5kW 정도, 예를 들어 3상 200V의 전동기를 사용할 수 있다.
처리 기체 발생부(20)에 의해 생성된 미세 기포화되어야 할 기체는 미세 기포 발생부(100)에 공급되고, 여기에서 미세 기포화된 기체가 피처리 액체 중에 분산된 미세 기포액이 조제된다. 처리 기체 발생부(20)에 의해 생성되어 기체는, 예를 들어 1MPa 이하의 압력, 바람직하게는 0.2MPa 내지 0.5MPa 정도의 압력으로, 또는, 벤츄리관 형상의 자기 흡인력에 의해 미세 기포 발생부(100)에 공급된다. 또한, 기체의 공급량은 0.5 내지 5L/min 정도, 예를 들어 1L/min로 할 수 있다. 기체의 공급 압력 및/또는 기체의 공급량의 설정에 의해서도, 미세 기포의 입경이나 농도를 조정하는 것이 가능하다.
얻어진 미세 기포액은, 배출 접속관(22)을 개재하여 저류조(12)로 복귀된다. 이 조작은, 저류조(12) 내의 미세 기포액 내의 미세 기포 농도가 원하는 농도가 될 때까지 연속적으로 순환 처리된다. 즉, 순환 처리의 조절에 의해, 미세 기포액의 농도를 조정할 수 있다. 저류조(12) 내의 미세 기포액 내의 미세 기포 농도가 원하는 농도가 된 후에는 채취 배관(24) 및 저압 펌프(26)에 의해 저류조(12) 내의 미세 기포액이 채취되고, 공급 배관(28)을 거쳐서 제품 저류조(29)에 공급된다. 제품 저류조(29)에 공급된 미세 기포액은, 검사 공정 및 용기 봉입 공정 등을 거쳐 제품으로서 출하된다.
각 배관의 내측, 저류조, 각 펌프의 액체가 접하는 부위 및 미세 기포 발생부의 액체가 접하는 부위는, 예를 들어 불소 수지에 의해 라이닝되어 있는 것이 바람직하다. 이에 따라, 피처리 액체에 예를 들어 녹 등의 불순물이 혼입되는 것을 피할 수 있다. 구체적으로는, 각 부위의 모두가 불소 수지에 의해 형성되거나, 각 부위의 내면 모두가 불소 수지에 의해 형성되거나, 또는, 불소 수지에 의해 라이닝되어 있다. 불소 수지로서는, 예를 들어 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 퍼플루오로알콕시 불소 수지(PFA), 사불화 에틸렌 육불화 프로필렌 공중합체(FEP), 에틸렌·사불화 에틸렌 공중합체(ETFE), 에틸렌 클로로트리플루오로에틸렌 공중합체(ECTFE) 등을 사용할 수 있다. 이 중에서는, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)이 바람직하다. 이에 따라, 금속 이온의 용출이나 이물의 혼입이 방지되기 때문에, 예를 들어 반도체 세정에 사용하는 경우에도, 보다 청정도가 높은 세정수를 얻을 수 있다.
이어서, 도 2A 및 도 2B를 사용하여 미세 기포 발생부(100)의 구체적 구성에 대해서 설명한다. 또한, 도 2A는, 도 1의 미세 기포 발생부(100)의 모식 단면도이다. 도 2B는, 도 2A의 IIB 부분의 확대 단면도이다. 특별히 한정되는 것은 아니지만, 여기서는, 피처리 액체로서 물을 사용하는 예를 설명한다.
미세 기포 발생부(100)는 원통상이고 내부에 물이 흐르는 유로를 갖는 메인관(102)과, 메인관(102)으로부터 물을 유출시키는 배출관(106)과, 물을 메인관(102)의 내측으로 분사하기 위해서 메인관(102)의 주위에 관설된 복수개의 노즐(108,110)과, 메인관(102)의 내부에 마련되어 분사된 물을 충돌시키는 벽이 되거나 또는 미세 기포화시키는 기체를 분출시키는 로드 부재(112)와, 로드 부재(112)에 기체를 보내는 가스 노즐(114)과, 메인관(102)을 덮어 유지하는 용기 부재(116)로 주로 구성되어 있다. 메인관(102)로부터 배출관(106)으로 나갈 수 없었던 물은 도시되어 있지 않은 릴리프 밸브가 접속되어 있는 릴리프관(104)으로부터 배출된다. 또한, 미세 기포화시키는 기체로서는, 수소, 공기, 물의 전기 분해로 생성되는 가스 내지 산수소 가스, 산소, 오존, 질소, 이산화탄소 등(모두 혼합 가스의 경우도 포함)이 용도에 따라서 적절하게 선택되어 사용된다. 예를 들어, 미세 기포화시키는 기체로서, 수소, 공기, 산소, 이산화탄소 등을 사용한 경우에는, 음료용 등으로 할 수 있다. 또한, 예를 들어 미세 기포화시키는 기체로서, 오존, 이산화탄소 등을 사용한 경우에는, 세정용 등으로 할 수 있다.
메인관(102)은 비교적 굵고 두께가 두꺼운 환 파이프이며, 예를 들어 금속 재료가 사용되어 절삭 가공에 의해 성형되어 있다. 메인관(102)은 길이 방향의 외주에 있어서의 중앙 부분에, 전체 둘레에 걸쳐서 오목부가 마련되고, 메인관(102)의 외주를 덮는 후술하는 외통(118)과의 사이에, 공간(120)을 형성하고 있다. 메인관(102)의 오목부부터 내주를 향하여, 메인관(102)의 중심선 방향을 따라, 예를 들어 6군데의 위치에 각각 1조이며, 각 조에서는 예를 들어 둘레 방향으로 대략 120 도 이격된 위치에 3개의 노즐(108,110)이 마련되어 있다. 즉, 각 실시 형태에서는, 3개×6조=18개의 노즐(108,110)이 마련되어 있다. 각 노즐(108,110)은 그 주위에 수나사부가 형성되어 있고, 메인관(102)에 마련된 대응하는 암나사부에 대하여 시일된 상태에서 나사 결합되어 있다. 어떤 1조의 노즐과 인접하는 1조의 노즐과의 둘레 방향의 위치는 예를 들어 약 60도 어긋나 있다. 도 2의 유통 공간(126)에 상당하는 부분에 원형 내지 타원형으로 그려져 있는 도형은, 노즐의 배치를 모식적으로 도시하고 있다.
이 중, 가장 릴리프관(104)측에 있는 1조인 3개의 노즐(110)도, 다른 노즐(108)과 마찬가지로, 메인관(102)의 중심선을 향하여 수직으로 공간(120)으로부터 비틀어 넣어져 있지만, 분사부(110h)가 유통 공간(126)의 중심선에 대하여 소정의 분사 각도 θ1(도 4 참조) 기울여서 마련되어 있기 때문에, 노즐(110)에 의해 분사되는 액체는 메인관(102)의 축에 대하여 액체의 진행 방향을 따라 비스듬히 분사되도록 되어 있다. 또한, 각 노즐(108,110)의 설치 각도는, 설치 구조를 간략화하는 관점에서, 메인관(102)의 중심선을 향하여 수직으로 하는 것으로서 설명했지만, 본 발명에서는 모든 노즐(108,110)을 메인관(102)의 중심선을 향하여 수직으로 설치하는 것으로 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라, 1개 또는 복수개의 노즐(108,110)을 후술하는 유통 공간(126)의 상류부터 하류를 향하는 방향으로 기울여서 마련하는 것도 가능하다. 또한, 분사 각도 θ1은 적절하게 설정 가능한데, 예를 들어 45° 내지 75°정도, 예를 들어 60°정도로 할 수 있다.
이들 노즐(108,110)의 구체적인 구성은 후술하겠지만, 이들 노즐(108,110)의 구경은 동일할 필요는 없다. 예를 들어, 이들 노즐(108,110) 중 적어도 하나가 다른 것보다도 구경이 다른 것으로 할 수 있다. 또한, 해당 구경이 다른 노즐에 대하여 다른 가압 수단으로부터 물이 공급되도록 해도 된다. 이 경우의 가압 수단으로서의 펌프의 설정 압력은, 소정의 압력으로 설정되어 있고, 해당 설정 압력은 다른것과 동일한 압력이어도 좋고, 다른 압력이어도 좋다.
로드 부재(112)는 둥근 막대 형상의 부재이며, 메인관(102)의 내부에, 메인관(102)과 중심선이 대략 일치하도록 수납되어 있다. 로드 부재(112)는 메인관(102)보다도 긴 치수를 가지고 있으며, 그 양단이 메인관(102)의 양쪽 단부면보다 돌출되도록 삽입되어 있다. 로드 부재(112)는 메인관(102)의 내경보다도 가는 외경을 가지고 있다. 로드 부재(112)는 배출관(106) 및 릴리프관(104)에 있어서, 각각 복수의 고정 나사(122)에 의해, 메인관(102)의 내부 공간에, 메인관(102)의 중심선과 로드 부재(112)의 중심선이 대략 일치하도록 배치되어 있다. 따라서 메인관(102)과 로드 부재(112)와의 사이에는, 로드 부재(112)의 주위에, 분출 구멍(124)(로드 부재(112)로부터 기체를 주입하기 위한 분출 구멍. 도 2B 참조.)의 구경의 예를 들어 대략 20배 이하의 범위인 2 내지 6mm 정도의 물이 흐르는 유통 공간(126)이 형성되어 있다.
또한, 로드 부재(112)는 외경 치수가 대략 동일한 가늘고 긴 중공 로드(128) 및 중실 로드(130)로 구성되어 있다. 또한, 도 2A에 있어서는, 중공 로드(128) 및 중실 로드(130)에 대해서는, 단면도가 아니고, 중공 로드(128)의 중공부(136)는 점선으로 모식적으로 그려져 있다. 중공 로드(128)와 중실 로드(130)는 중공 로드(128)의 선단 암나사부(132)(도 2B 참조.)와 중실 로드(130)의 선단 수나사부(134)(도 2B 참조)에 의해 시일된 상태에서 나사 결합되어 있다. 이 결합한 상태에서, 중공 로드(128)가 메인관(102) 내부의 물 흐름의 상류측(도 2A 및 도 2B의 우측)에 배치되고, 중실 로드(130)가 메인관(102) 내부의 물 흐름의 하류측(도 2A 및 도 2B의 좌측)에 배치되어 있다. 중공 로드(128)는 그 중심선을 따라 중공부(136)를 구비하는 바닥이 있는 통 형상의 환봉이며, 바닥이 있는 측이 상류측(도 2의 우측)으로 향해져서 사용되고 있다. 이들 메인관(102) 및 로드 부재가 본 발명의 원액체 유통 수단을 구성하고 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 중공 로드(128) 및 중실 로드(130)는 별체로서 성형되고, 암나사부(132) 및 수나사부(134)에 의해 일체화되어 있는데, 본 발명은 이것으로 특정되는 것은 아니고, 예를 들어 중공 로드(128)와 중실 로드(130)는 일체로 성형하는 것도 가능하다.
또한, 중공 로드(128)의 개방 단부측에는 암나사부(132)가 마련되고, 중실 로드(130)의 수나사부(134)와 나사 결합되어 있다. 중공 로드(128)는 바닥이 있는측에, 그 중심선에 대하여 대략 수직이 되도록 관통 구멍(142)이 뚫리고, 해당 관통 구멍(142)의 내주에는 관용 암나사가 마련되어 있다. 해당 관용 암나사에, 선단에 관용 수나사가 마련된 가스 노즐(114)이 시일된 상태에서 나사 결합되고, 처리 기체 발생부로부터 공급된 기체가 습윤화된 다음, 중공부(136)에 파이프(138)를 통해서 공급되고 있다. 또한, 중공 로드(128)는 개방 단부측의 암나사부(132)에 걸리지 않는 통상 부분에, 소경의 분출 구멍(124)이 복수개 마련되어 있고, 중공부(136)의 습윤화된 기체를 유통 공간(126)의 수중으로 분출시켜, 버블링할 수 있도록 구성되어 있다. 중실 로드(130)는 환봉이며, 수나사부(134)측이 상류측(도 2A 및 도 2B의 우측)으로 향해져, 중공 로드(128)와 접합되어 있다. 수나사부(134)는 중실 로드(130)의 선단에 돌출 설치된 원주에 마련되고, 암나사부(132)와 나사 결합되어 있다.
가스 노즐(114)은 파이프(138)를 개재하여 처리 기체 발생부(20)(도 1 참조)에 접속되어 있고, 중공 로드(128)의 중공부(136)에 기체를 보낼 수 있도록 구성되어 있다.
릴리프관(104)은 메인관(102)과 대략 동일한 내경을 갖지만, 메인관(102)보다 가는 외경이 짧은 관이며, 양단의 외주에는 관용 수나사가 각각 마련되어 있다. 이 관용 수나사를, 후술하는 측벽(140)에 마련된 암나사에 시일된 상태에서 나사 결합함으로써, 릴리프관(104)의 일단부는 메인관(102)에 연결되어 있다. 또한, 릴리프관(104)의 길이 방향 중앙 부분에는, 릴리프관(104)의 외주면으로부터 그 중심선에 향하여 대략 수직으로 가스 노즐(114)을 통과시키는 관통 구멍(143)이 마련되어 있다. 이 관통 구멍(143)에는 관용 암나사가 마련되어 있고, 선단에 관용 수나사가 마련된 가스 노즐(114)이 릴리프관(104)을 시일된 상태에서 관통하여 중공 로드(128)에 접속하도록 구성되어 있다.
또한, 릴리프관(104)에는, 관통 구멍(142)보다 도 2A 우측의 외주면에, 릴리프관(104)의 중심선을 향하여 대략 수직으로 거의 대향하도록 소경의 멈춤 구멍(도시 생략)이 복수개 마련되고, 해당 멈춤 구멍에는 관용 암나사가 마련되어 있다. 이 관용 암나사에 끼워 맞추는 고정 나사(122)를 시일된 상태에서 나사 결합함으로써, 중공 로드(128)에 복수의 방향으로부터 고정 나사(122)가 맞닿아져, 로드 부재(112)가 지지되어 있다. 또한, 이하에 설명하는 각 실시 형태에서는, 릴리프관(104)에는 도시하지 않은 릴리프 밸브가 마련되어 있고, 유통 공간(126)로부터 배출관(106)으로 나갈 수 없었던 물을 배출한다. 또한, 중실 로드(130)는 반드시 필요하지는 않으며, 중실 로드(130)가 존재하지 않는 경우에는, 중공 로드(128)의 하류측은 폐쇄되어 있다.
배출관(106)은 릴리프관(104)과 대략 동일한 형상으로 대략 동일한 구조를 가지고 있다. 즉, 배출관(106)은 메인관(102) 및 릴리프관(104)과 대략 동일한 내경을 가지고 있지만, 메인관(102)보다 가는 외경이 짧은 관이며, 양단 외주에는 관용 수나사가 각각 마련되어 있다. 이 관용 수나사를, 후술하는 측벽(140)에 마련된 암나사에 시일된 상태에서 나사 결합함으로써, 배출관(106)의 일단부는 메인관(102)에 연결되어 있다. 배출관(106)의 타단부는, 배출 접속관(22)(도 1 참조)을 개재하고, 하류측의 물을 저류한 저류조(12)(도 1 참조)에 접속되고 있다. 또한, 배출관(106)에는, 외주면으로부터 배출관(106)의 중심선에 향하여 대략 수직으로 거의 대향하도록 복수의 소경의 멈춤 구멍(도시 생략)이 뚫리고, 해당 멈춤 구멍에는 관용 암나사(도시 생략)가 마련되어 있다. 각 관용 암나사에 고정 나사(122)를 시일한 상태에서 나사 결합함으로써, 중실 로드(130)에 대하여 고정 나사(122)가 복수의 방향으로부터 접촉함으로써 로드 부재(112)가 지지되어 있다.
용기 부재(116)는 주로 메인관(102)의 외주를 밀착해서 덮는 파이프상의 외통(118)과, 메인관(102)을 수납한 외통(118)의 양단을 막는 한 쌍의 측벽(140)으로 구성되어 있다. 외통(118)은 메인관(102)과 동일 정도의 길이를 가지며, 메인관(102)의 외경보다 약간 큰 내경을 가지고 있다. 외통(118) 내에 메인관(102)을 수납할 때에, 시일하여 결합시키기 위해서, 메인관(102)의 외주부 양단에는 공간(120)을 끼워넣도록 홈이 마련되어 있고, 그 홈 내에 각각 O링(144)이 개재 장착되어 있다.
또한, 외통(118)의 외주부에는 그 중심선에 대하여 대략 수직 방향으로 구멍이 뚫려 있고, 메인관(102)과의 사이에 형성되는 공간(120)에 물을 공급하기 위한 파이프(146)가 시일된 상태에서 접속되어 있다. 파이프(146)로부터 공간(120)에 보내진 물은, 상기한 개재 장착된 O링(144) 등에 의해 외부에 누출되지 않도록 구성되어 있다. 파이프(146)로부터 공급된 물은, 밀폐되어 있는 공간(120)에서 분류하고, 각 노즐(108,110)에 흐르는 구조로 되어 있다. 따라서, 파이프(146)는 각 노즐(108,110)과 개별적으로 배관하지 않고 연결되어 있으므로, 간단한 구조로 복수개의 노즐(108,110)과 연결시킬 수 있다.
또한, 메인관(102)을 수납한 외통(118)의 양쪽 단부면에는, 복수개의 나사 구멍이 마련되어 있고, 해당 나사 구멍에 대하여 볼트(148)를 나사 결합함으로써, 외통(118)의 양쪽 단부면에는 측벽(140)이 나사 고정되고, 외통(118)의 양쪽 단부면이 막혀 있다. 측벽(140)은 외통(118)의 측면을 모두 덮는 대략 원반상의 부재이다. 측벽(140)의 원 중심 부분에는, 릴리프관(104) 또는 배출관(106)과 대략 동일한 직경의 구멍이 뚫려 있다. 그 구멍에 관용 암나사가 마련되고, 릴리프관(104) 또는 배출관(106)에 마련된 수나사가 시일된 상태에서 나사 결합하게 되어 있다. 또한, 측벽(140)은 외주부에 스폿 페이싱 구멍을 주위에 마련한 관통 구멍이 뚫려 있고, 이 관통 구멍에 통과시킨 볼트(148)를 외통(118)의 나사 구멍에 나사 결합함으로써, 외통(118)에 대하여 볼트 고정되어 있다. 또한, 상기 메인관(102)의 양단부에 있어서, 유통 공간(126)보다 외주쪽으로 원환상의 홈이 마련되어 있고, 거기에 O링(150)이 각각 삽입되어 있다. 따라서, 측벽(140)이 외통(118)의 측면을 밀폐하여 덮음으로써, 메인관(102)의 유통 공간(126)을 흐르는 물이 외부로 누출되지 않도록 구성되어 있다.
이어서, 이 미세 기포 발생부(100)에 의한 미세 기포의 발생 방법에 대해서 설명한다. 파이프(146)로부터 공간(120) 중으로 예를 들어 7MPa로 가압된 물을 보내고, 노즐(108,110)의 공간(120)측의 개구보다 유통 공간(126)으로 돌출된 노즐(108,110)의 선단 개구로부터 물을 분사시킨다. 분사된 물의 대부분은, 중실 로드(130) 또는 중공 로드(128)의 외표면에 충돌한다. 이 때 가스 노즐(114)로부터 중공 로드(128)의 중공부(136)에, 예를 들어 0.5MPa 이하 압력의 소정의 기체를 공급해도 된다. 주입된 기체는, 분출 구멍(124)으로부터, 유통 공간(126)을 흐르는 물 속으로 분사된다. 가장 상류측(도 2A 우측)에 있는 노즐(110)은 하류측을 향하여 비스듬히 물을 분사하도록 이루어져 있기 때문에, 유통 공간(126)에 있어서 도 2A의 우측에서 좌측으로 물의 흐름이 발생한다. 이에 따라, 미세 기포를 포함한 물은, 우측에서 좌측으로 송출된다. 여기서, 유통 공간(126)의 두께(메인관(102)의 내경과 중실 로드(130)의 외경 차이(반경 차이))는 미세 기포의 발생을 효율화하기 위해서 적절히 조정할 수 있다.
파이프(138)를 개재하여 로드 부재(112)의 중공 로드(128)을 지난 기체는 분출 구멍(124)으로부터, 유통 공간(126)을 흐르는 물 속으로 분사됨으로써, 버블링 된다. 여기서 발생한 기포는 가장 상류측(도 2A의 가장 우측)에 마련된 1조의 3개의 노즐(110)로부터 분출된 물에 의한, 중공 로드(128) 내지 중실 로드(130)에 충돌하는 분류에 의해 미세화되면서, 하류측으로 흘러가게 된다. 하류측으로 흘러가게 된 기포를 포함한 물은 노즐(110)의 인접한 조의 3개의 노즐(108)에 의한, 중공 로드(128) 내지 중실 로드(130)에 충돌하는 분류에 의해 추가로 미세화되어, 하류측으로 흘러가게 된다. 메인관(102)의 둘레 방향에서 보아, 노즐(110)의 배치와, 인접하는 조의 노즐(108)의 배치는 60도씩 어긋나 있음으로써, 교반하는 것과 같은 수류가 발생함으로써, 발생한 기포는 더욱 미세화된다.
이어서, 하류측으로 흘러가게 된 기포를 포함한 물은, 그 인접한 조의 3개의 노즐(108)에 의한, 중실 로드(130)에 충돌하는 분류에 의해 더욱 미세화되어, 하류측으로 흘러가게 된다. 이러한 공정을 6조의 노즐(108,110)에 대해서 반복됨으로써, 기포의 미세화가 촉진되고, 가장 하류측의 조의 노즐(108)에 의해 미세화된 후의 물에는, 노즐의 사양, 노즐의 배치, 노즐의 수, 입구 수단으로부터 공급된 공급되는 원액체의 압력, 입구 수단에 원액체를 공급하기 위한 가압 수단에 의한 원액체의 공급량, 가압 수단에 의해 원유체를 순환시키는 횟수, 기체 공급 수단의 압력 및 기체 공급 수단에 의한 기체의 공급량 중 적어도 하나에 따라서 원하는 입경의 미세 기포를 포함한 미세 기포물이 정제된다. 즉, 예를 들어 노즐의 사양을 변경하는 것만으로도, 미세 기포의 입경이나 농도를 조정함으로써, 미세 기포로서, 마이크로 버블, 마이크로나노 버블 및 나노 버블 중 적어도 하나를 발생시킬 수 있지만, 이것에 더하여, 노즐의 배치, 노즐의 수, 입구 수단으로부터 공급된 공급되는 원액체의 압력, 입구 수단에 원액체를 공급하기 위한 가압 수단에 의한 원액체의 공급량, 가압 수단에 의해 원유체를 순환시키는 횟수, 기체 공급 수단의 압력 및 기체 공급 수단에 의한 기체의 공급량 중 적어도 하나를 맞춰서 조정함으로써, 그 조합에 의해, 미세 기포의 입경이나 농도를 보다 적절하게 설정할 수 있다. 또한, 미세 기포의 입경 조정에는, 미세 기포의 입경에 따른 미세 기포의 수 분포(예를 들어, 마이크로 버블, 마이크로나노 버블 및 나노 버블의 수 비율)의 조정도 포함된다.
[실시 형태 1]
실시 형태 1의 노즐(108,110)의 구성을 도 2 내지 도 4를 사용하여 설명한다. 실시 형태 1에서는, 노즐(108,110)의 분사부(108h)의 분사 각도 θ1(도 4 참조)이 각각 조정할 수 있는 예를 나타낸다.
노즐(108)과 노즐(110)은, 유통 공간(126)의 중심선에 대한 분사부(108h)의 분사 각도 θ1(도 4참조)이 상이할 뿐이고, 그 밖에는 실질적으로 동일한 구성을 구비하고 있으므로, 주로 노즐(108)로 대표시켜 설명한다. 또한, 이하에 있어서는, 필요에 따라 노즐(110)에 대한 노즐(108)의 브랜치 넘버 108a 내지 108n과 동일한 구성 부분에 대해서는, 동일한 브랜치 넘버 110a 내지 110n을 사용하고, 그 상세한 설명을 생략하는 경우가 있다. 또한, 도 2B는 도 2A의 IIB 부분의 확대 단면도이다. 도 3A는 도 2A의 한쪽 노즐(108)의 확대 저면도이며, 도 3B는 도 3A의 IIIB-IIIB 단면도이다. 도 4는, 도 2A의 다른 쪽의 노즐(110)의 확대 단면도이다. 노즐(108,110)을 구성하는 이러한 부품은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 바람직하게는 불소 수지로 형성된다. 불소 수지로서는, 상술한 불소 수지 중 어느 것을 사용할 수도 있지만, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)을 사용하는 것이 바람직하다. 또는, 금속제의 부품에 대하여 불소 수지에 의한 라이닝을 실시한 것을 사용할 수도 있다.
도 3A 및 도 3B를 사용하여 노즐(108)에 대해서 상세하게 설명한다. 노즐(108)은 실질적으로 원통상의 노즐 외통(108a)과, 해당 노즐 외통(108a)의 내주측에 마련되어 있는 노즐 본체(108f)로 이루어진다. 노즐 외통(108a)의 내주측에는 내부에 액체가 통과되고, 노즐 외통(108a)의 중심선(도 3B의 일점쇄선)에 대하여 수직인 단면이 대략 원형이고 직경이 D1인 개공부(108b)가 마련되어 있다. 또한, 이 개공부(108b)가 본 발명의 일 실시 형태의 "대경 개공부"에 대응한다. 노즐 외통(108a)의 외표면에는, 수나사부(108s)가 마련되어 있고, 노즐 외통(108a)를 메인관(102)에 형성된 암나사부에 시일된 상태에서 나사 결합함으로써, 노즐(108)은 메인관(102)에 고정된다. 이 고정 시에는, 고착용 홈(108r)에 예를 들어 마이너스 드라이버의 선단을 삽입할 수 있다. 또한, 수나사부(108s)의 플랜지(108c)측에는, 나사가 형성되어 있지 않은 릴리프부(108)가 마련되어 있다.
노즐(108)이 메인관(102)에 나사 결합 되었을 때에, 분사 구멍(108j)의 중심선(도 3의 일점쇄선이며, 노즐(108)의 노즐 외통(108a)의 중심선과 일치하고 있다.)이 설정대로의 방향을 향하도록 조정되어 있다. 메인관(102)의 오목부에 있어서의 암나사부의 주위 및 노즐(108)의 플랜지(108c)의 외주부에는, 노즐(108)의 둘레 방향의 위치 결정을 위한 표시를 마련해 둘 수 있다. 이에 따라, 노즐(108)을 메인관(102)에 나사 결합하는 작업을 용이하고 또한 정밀하게 행할 수 있다.
노즐 외통(108a)의 일방측의 단부에는, 메인관(102)으로의 설치 시에 노즐 외통(108a)의 중심선(도 3A의 일점쇄선) 방향의 위치 결정을 위한 플랜지(108c)가 형성되어 있다. 노즐 외통(108a)의 타방측의 단부는, 중심선(도 3A의 일점쇄선)을 따른 단면이 실질적으로 원추체상의 절결 구멍(108d)이 형성되어 있다. 또한, 원추체상의 절결 구멍(108d)의 바닥에 대응하는 위치에는, 개공부(108b)의 직경 D1보다는 최대 직경 D2를 갖는 실질적으로 구상의 노즐 본체 고정용 개공(108e)이 형성되어 있다. 노즐 본체(108f)는 실질적으로 구상의 회동부(108g)와, 구상의 회동부(108g)의 외주부로부터 방사 방향으로 연장되는 원통상의 분사부(108h)를 구비하고 있고, D2는 실질적으로 구상의 회동부(108g)의 직경에 상당한다. 원통상의 분사부(108h)의 직경 D3은, 개공부(108b)의 직경 D1보다는 작은 직경으로 되어 있다. 즉, 실시 형태 1의 노즐(108)에서는, D2>D1>D3으로 되어 있다.
여기서, 노즐 외통(108a)에 구상의 회동부(108g)를 조립하는 방법으로서 일례를 설명한다. 예를 들어 노즐 외통(108a) 및 플랜지(108c)로 이루어지는 부재를 그 중심선(도 3의 일점쇄선을 참조.)을 따라서 적어도 2분할한다. 이 분할한 한 쪽부재에 있어서의 구상의 노즐 본체 고정용 개공(108e)에 구상의 회동부(108g)를 분사부(108h)가 소정의 방향을 향하도록 감입한다. 이 상태에서는, 노즐 본체 고정용 개공(108e) 내에서, 노즐 본체(108f)의 구상의 회동부(108g)는 회동 가능하게 되어 있기 때문에, 분사부(108h)가 소정의 방향을 향하도록 설정할 수 있다. 이어서, 이 분할한 한 쪽 부재에 대하여 분할한 다른 쪽의 부재를, 회동부(108g)를 끼워 넣도록 일체로 조립한다. 2분할된 노즐 외통(108a)을 조립한 후에, 너트 부재(108p)를 노즐 외통(108a)의 선단측으로부터 플랜지(108c)까지 비틀어 넣어서 고착한다. 또한, 이 고착을 위해서 너트 부재(108p)를 사용하여 고착하는 것 대신에, 예를 들어 2분할된 노즐 외통(108a) 사이를 관통하는 나사 구멍에 적당한 나사 부재를 이용하여 고착하거나, 2분할된 노즐 외통(108a)끼리를 접착제에 의해 고착하거나 하는 것도 가능하다. 이 고착 수단에 의해, 노즐 외통(108a)의 노즐 본체 고정용 개공(108e) 내에 회동 가능하게 감입된 노즐 본체(108f)의 구상의 회동부(108g)는 노즐 외통(108a) 및 플랜지(108c)와 함께, 견고하게 일체로 고정된다.
여기에서는, 노즐 외통(108a)를 2분할하여 구상의 회동부(108g)를 감입하는 예를 설명했지만, 본 발명은 이것으로 특정되는 것은 아니며, 예를 들어 노즐 외통(108a)의 선단측으로부터, 구상의 회동부(108g)를 감입하는 것도 가능하다. 이 노즐 외통(108a)의 선단측으로부터, 구상의 회동부(108g)를 감입하는 예를 변형예로서 설명한다. 먼저, 변형예에 있어서의 노즐 외통(108a)의 내주측의 형상과 치수에 대해서 설명한다. 변형예의 노즐 본체 고정용 개공(108e)은 플랜지측은 도 3B와 마찬가지로 구상인데, 노즐 본체 고정용 개공(108e)의 최대 직경(도 3B에서는, D2의 화살표로 나타낸 부위가 대응)과 일치하는 부위보다도 선단측에서는, 여기부터 선단측을 향함에 따라서 약간 축경해가고, 추가로 원추체상의 절결 구멍(108d)에 도달한 부위가 최소 직경(또한, 이 변형예에서 말하는 최소 직경이란, 노즐 본체 고정용 개공(108e)의 최대 직경보다도 선단측에서 최소 직경인 것을 의미하고, 예를 들어 도 3B에서 D1의 직경 등을 의미하는 것은 아니다.)이 되고, 절결 구멍(108d)의 최소 직경부보다도 선단측에서는 원추상으로 확경해 가는 것과 같이 형성되어 있다. 그리고, 노즐 외통(108a)의 선단측으로부터 너트 부재(108p)를 조이기 전에는, 절결 구멍(108d)은 약간 넓어져 있고, 이 때의 절결 구멍(108d)의 최소 직경은, D2와 대략 일치하고 있다. 노즐 외통(108a)의 선단측으로부터 너트 부재(108p)를 플랜지(108c)까지 조이면, 절결 구멍(108d)의 최소 직경은, D2보다도 작아진다. 이어서, 변형예에 있어서 노즐 외통(108a)의 선단측으로부터, 구상의 회동부(108g)를 감입하고, 고정하는 방법을 설명한다. 노즐 외통(108a)의 선단측으로부터 너트 부재(108p)를 조이기 전의 상태에서, 노즐 외통(108a)의 선단측으로부터 노즐 본체 고정용 개공(108e)까지, 노즐 본체(108f)의 구상의 회동부(108g)를 삽입한다. 이때, 절결 구멍(108d)의 최소 직경은, D2와 대략 일치하고 있으므로, 직경 D2의 직경을 갖는 회동부(108g)는 절결 구멍(108d)의 최소 직경부를 통과할 수 있다. 또한, 이때, 노즐 본체 고정용 개공(108e)의 최대 직경은 D2 보다도 약간 크기 때문에, 노즐 본체 고정용 개공(108e) 내에서, 노즐 본체(108f)의 구상의 회동부(108g)는 회동 가능하게 되어 있고, 분사부(108h)가 소정의 방향을 향하도록 설정할 수 있다. 분사부(108h)가 소정의 방향을 향하도록 설정하면, 이어서 노즐 외통(108a)의 선단측으로부터 플랜지(108c)까지, 너트 부재(108p)를 비틀어 넣어서 고착한다. 너트 부재(108p)를 플랜지(108c)까지 비틀어 넣음으로써, 절결 구멍(108d)의 최소 직경은, D2보다도 작아지고, 또한 노즐 본체 고정용 개공(108e)의 최대 직경은 D2와 실질적으로 동등해질 때까지 축경되기 때문에, 노즐 본체(108f)의 구상의 회동부(108g)는 노즐 본체 고정용 개공(108e) 내에 견고하게 일체로 고정된다.
노즐 본체(108f)의 분사부(108h)와 반대측의 회동부의 중앙부에는, 실질적으로 원추체상의 개공부(108k)가 형성되어 있고, 이 원추체상의 개공부(108k)는 노즐 외통(108a)의 내주측에 형성된 개공부(108b)에 연통되어 있다. 이 원추체상의 개공부(108k)의 개공부의 직경 D4는 노즐 외통(108a)의 개공부(108b)의 직경 D1보다도 커지도록 설정되어 있다.
구상의 회동부(108g)는 노즐 외통(108a)의 원추체상의 절결 구멍(108d)의 벽부와 분사부(108h) 선단 내지 근원이 접촉할 때까지, 노즐의 중심선(도 3A의 일점쇄선)의 주위를 회동 가능하다. 단, 여기서는, 노즐 본체(108f)의 원추체상의 개공부(108k)의 직경 D4와 노즐 외통(108a)의 개공부(108b)의 직경 D1과 각도 α를 적절하게 선택함으로써, 노즐 본체(108f)의 분사부(108h)를 회동시켜도 노즐 본체(108f)의 원추체상의 개공부(108k)의 최대 직경부(108m)가 노즐 외통(108a)의 개공부(108b) 내에 직접 노출하지 않도록 이루어져 있다. α는 예를 들어 100°내지 140° 정도, 예를 들어 120° 정도로 할 수 있다. 이에 따라, 노즐 본체(108f)의 회동부(108g)에 있어서의 개공부(108k)의 최대 직경부(108m)가 직접 노즐 외통(108a)의 개공부(108b) 내에 위치하여 고압의 액체에 직접 접촉함으로써 손상되어 버리는 것을 억제할 수 있음과 함께, 개공부(108b)로부터 개공(108i)을 향하는 원액체의 흐름이 흐트러지는 것을 억제할 수 있다.
또한, 노즐 본체(108f)의 원추체상의 개공부(108k)의 정상부로부터 분사부(108h)측을 향하고, 소정의 직경 D5의 원통상 개공(108i)이 분사부(108h)의 근방까지 마련되어 있고, 분사부(108h)의 내부에는 노즐의 선단측으로부터 소정 길이 L1로 소정 직경 D6의 분사 구멍(108j)이 마련되어 있고, 원통상의 개공(108i)과 분사 구멍(108j)과의 사이는 순차 직경이 축소하는 천이 개공부(108n)로 되어 있다. 이 천이 개공부(108n)에서의 각도 β는, 30°내지 90° 정도로 설정되어 있고, 바람직하게는 예를 들어 45°내지 60°로 할 수 있다. 직경 D5 및 직경 D6의 치수는, 발생시키는 미세 기포의 사이즈 및 농도 등에 따라서 선택된다. 직경 D5는 직경 D6의 3배 내지 20배 정도로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는, 직경 D5는 직경 D6의 5배 내지 10배 정도로 할 수 있다. 또한, 원통상의 개공(108i)은 본 발명의 일 실시 형태의 중간 직경 개공부에 대응한다. 이에 따라, 노즐 외통(108a)을 거쳐 노즐(108) 내로 유입된 원액체는, 원통상의 개공(108i)을 통과하는 동안에 가압 및 정류되고, 다시 천이 개공부(108n)를 통과하는 동안에 가압되어 분사 구멍(108j)으로부터 분사된다. 또한, 개공(108i) 및 분사 구멍(108j)의 길이는, 이 개공(108i) 및 분사 구멍(108j) 내를 통과하는 원액체의 흐름을 정류하고, 분출 구멍으로부터 방출되는 원유체가 가늘게 직진하도록 하기 위해서, 어느 정도의 길이를 갖는 것이 바람직하다. 이 때문에, 분사 구멍(108j)의 길이 L1은, 분사 구멍(108j)의 직경 D6의 3배 이상으로 하는 것이 바람직하고, 또한 제조의 용이성 관점에서는 L1이 너무 긴 것은 바람직하지 않고, 예를 들어 L1은 D6의 3배 내지 30 배 정도로 설정하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 L1은 D6의 5배 내지 20 배 정도로 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 분사 구멍(108j)의 직경은 0.1mm 내지 1mm, 보다 바람직하게는, 0.2mm 내지 0.5mm로 할 수 있다. 또한, 노즐 본체(108f)의 재질은, 내마모성, 내부식성이 높은 것이 바람직하고, 예를 들어 스테인리스제이고 HRC이 60이상인 것 등을 들 수 있다.
도 4를 사용하여 노즐(110)에 대해서 설명한다. 노즐(110)은 노즐(108)(도 3A, 도 3B를 참조.)에서, 노즐 본체(108f)의 분사부(108h)를 도면상 좌측에 미리 정한 각도만큼 기울이고, 유통 공간(126)의 중심선(도 4의 굵은 백색 화살표)에 대하여 분사 구멍(110j)의 중심선(도 4에서 θ1의 각도로 기울어져 있는 일점쇄선)이 θ1만큼 기울어진 구성을 구비하고 있고, 그 밖의 구성은 실질적으로 노즐(108)과 동일한 구성을 구비하고 있다. 노즐(110)의 경우도, 노즐 본체(110f)의 분사부(110h)가 미리 정한 각도가 되도록 조립한 후에, 적당한 수단에 의해 분사부(110h)의 위치가 견고하게 일체로 고정된다. 이에 따라, 실시 형태 1의 미세 기포액 제조 장치(10)에서 사용하기 위한 미리 준비된 2종류의 사양의 노즐이 얻어진다. 또한, 여기서는 회동부(108g)의 형상을 구상으로 하여 설명했지만, 본 발명에서는 회동부(108g)의 형상은 구상으로 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 계란형 또는, 원통형 등으로 하는 것도 가능하다.
이와 같이 하여 조립된 노즐(108,110)을 도 2A 및 도 2B에 도시한 바와 같이, 메인관(102)에 설치함으로써, 실시 형태 1의 미세 기포 발생부(100)가 얻어진다. 이에 따라, 파이프(146)로부터 메인관(102) 내에 공급된 물은, 노즐(110)(108의 노즐 외통(110a)(108a)에 형성된 개구부(110b)(108b), 노즐 본체(110f)(108f)의 회동부(110g)(108g)에 형성된 개공(110k)(108k), 분사부(110h)(108h)에 형성된 분사 구멍(110j)(108j)을 거쳐서 유통 공간(126) 내로 분사되고, 파이프(138)로부터 공급된 소정의 기체와 혼합되어 미세 기포액이 조제되고, 배출관(106)으로부터 저류조(12)로 공급된다.
이러한 실시 형태 1의 노즐(108,110)에 의하면, 단일의 노즐이어도 유통 공간(126)의 중심선(도4의 굵은 백색 화살표)에 대한 분사 각도 θ1(도 4 참조. θ1=90°인 경우도 포함.)를 임의로 설정할 수 있기 때문에, 분사 각도 θ1이 다른 복수 사양의 노즐을 용이하게 실현할 수 있다. 즉, 예를 들어 노즐(108)의 유통 공간(126)의 중심선(도 4의 굵은 백색 화살표)에 대한 분사 각도 θ1=90°로 하고, 노즐(110)의 분사 각도 θ1<90°(예를 들어 45°내지 75° 정도, 예를 들어 60°정도)로 함으로써, 노즐(108,110) 각각을 메인관(102)에 대략 수직으로 비틀어 넣음으로써 설치해도, 노즐(108)은 메인관(102)의 중심선에 대하여 수직 방향으로 액체를 분사시키고, 노즐(110)은 메인관(102)의 중심선에 대하여 경사진 방향으로 액체를 분사시킬 수 있게 된다.
또한, 유통 공간(126)의 중심선(도 4의 굵은 백색 화살표)에 대한 노즐(110)의 분사 각도 θ1은, 하류 방향(도 4의 좌측 방향)에서는 0°≤θ1<90°이 되고, 상류 방향(도 4의 우측 방향)에서는 90°<θ1≤180°이 되지만, 90°<θ1≤180°이 되는 경우에는, 노즐(110)은 상류측을 향할 수 있게 된다. 유통 공간(126) 내의 물 흐름의 하류 방향을 향하도록 하기 위해서는 노즐(110)의 분사 각도는 0°≤θ1<90°, 예를 들어 45°내지 75° 정도, 예를 들어 60° 정도로 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 노즐(108)에 대해서도, 0°≤θ1≤180°로 설정하는 것도 가능하다. 나아가, 각 조마다, 노즐(108,110)의 분사 각도를 다르게 하는 것도 가능하다. 또한, 1조의 3개의 노즐(108,110)의 분사 각도 θ1은 동일하게 설정되지만, 이것으로 한정되는 것은 아니며, 1조의 3개의 노즐(108,110)의 분사 각도 θ1을 다른 것으로 설정하는 것도 가능하다. 분사 각도 θ1을 적절히 조정함으로써, 원하는 입경의 미세 기포를 발생시킬 수 있다.
또한, 각 노즐(108,110)에 있어서 유통 공간(126)의 중심선(도 4의 굵은 백색 화살표)에 대한 분사 각도 θ1을 조정 가능하기 때문에, 모든 노즐(108,110)의 메인관(102)에 대한 설치 각도를, 메인관(102)의 중심선(도 4의 굵은 백색 화살표)에 대하여 수직으로 할 수 있기 때문에, 메인관(102)에 대한 노즐(108,110)의 설치 구조가 복잡해지는 것을 방지할 수 있다. 이 때문에, 메인관(102)의 설계 및 제조를 간략화함과 함께, 메인관(102)의 범용성을 향상할 수 있다.
또한, 노즐(108,110)은 회동부(108g,110g)에 있어서, 분사 구멍(108i,110j)이 형성된 분사부(108h, 110h)가 노즐 외통(108a,110a)의 중심선(도 3A의 일점쇄선 및 도 4의 굵은 백색 화살표에 대하여 수직인 일점쇄선, 이하 동일.)에 대해서 소정의 거리만큼 편심되어 마련되어 있어도 좋다. 이와 같은 구성을 구비하는 노즐(108,110)에 의해, 노즐 외통(108a,110a)의 중심선을 중심으로 하여 회동부(108g,110g)를 회동시킴으로써, 분사 구멍(108j,110j)의 위치를 조정할 수 있다.
[실시 형태 2]
실시 형태 1에서는, 노즐(108,110) 각각의 액체의 분사 방향이 메인관(102)의 중심선을 향하는 예를 나타냈지만, 실시 형태 2에서는, 분사부(108h)의 중심선의 각도 θ2(도 5를 참조)을 조정할 수 있고, 분사부(108h)의 중심선이 메인관(102)의 중심선으로부터 어긋난 방향을 향하는 예를 설명한다.
이러한 노즐(108,110)의 각각의 액체의 분사 방향이 메인관(102)의 중심선으로부터 어긋난 방향이 되도록 한 실시 형태 2의 노즐(108,110)을, 노즐(108)을 사용한 경우에 대해서 도 5를 사용하여 설명한다. 또한, 도 5는, 도 2A의 V-V 단면도이다. 또한, 도 5에 있어서는, 도 1 내지 도 4에서 설명한 것과 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여하고 그 상세한 설명은 생략한다.
실시 형태 2에서 사용한 노즐(108)은 도 5에 화살표로 나타내고 있는 바와 같이, 물의 분사 방향이 메인관(102) 내지 중실 로드(130)의 중심선을 향하는 방향으로부터 어긋난 방향으로 한 것이다. 노즐(108)의 분사부(108h)의 중심선이, 메인관(102)의 반지름 방향과 둘레 방향에 대해서 어긋난(도 5의 화살표를 참조) 것을 채용하면, 물의 분사 방향은 둘레 방향으로 어긋나기 때문에, 물이 중실 로드(130)에 충돌하는 각도를 조정할 수 있다. 이에 따라, 분출한 물이 중실 로드(130)의 주위를 소정 방향으로 돌아다니는 것과 같은 분류를 발생시킬 수 있다. 각 조의 노즐(108)마다 상류부터 하류를 향하여 순차, 분류의 방향을 바꿈으로써, 분류의 회전 방향 경계면에 있어서 큰 교반 작용이 발생하고, 이 교반 작용에 의해 미세 기포액이 얻어진다.
유통 공간(126)의 하류측에서 보아, 반시계 방향의 분류에 대한, 분사부(108h)의 중심선(도 5의 일점쇄선, 이하 동일.)의 각도를 θ2로 한다. 유통 공간(126)의 하류측에서 보아, 반시계 방향의 분류의 경우에는, 0°≤θ2<90°이며, 분사부(108h)의 중심선이 중실 로드(130)의 중심선(중실 로드(130)의 중심)을 향하는 방향인 경우에는, θ2=90°이며, 유통 공간(126)의 하류측에서 보아, 시계 방향의 분류인 경우에는, 90°≤θ2≤180°이다. 또한, 이와 같은 구성을 노즐(110)에 적용한 경우에 있어서도 동일한 작용 효과가 얻어진다.
또한, 각 노즐(108,110)에서 분사 각도를 조정 가능하기 때문에, 모든 노즐(108,110)의 메인관(102)에 대한 설치 각도를 메인관(102)의 중심선에 대하여 수직으로 할 수 있기 때문에, 메인관(102)에 대한 노즐(108,110)의 설치 구조가 복잡해지는 것을 방지할 수 있다. 이 때문에, 메인관(102)의 설계 및 제조를 간략화함과 함께, 메인관(102)의 범용성을 향상할 수 있다.
또한, 분사부(108h,110h)의 중심선의 각도 θ2(도 5 참조)을 조정하는 것에 더하여, 추가로 분사부(108h,110h)의 유통 공간(126)의 중심선(메인관(102)의 중심선 방향, 도 4의 굵은 백색 화살표)에 대한 분사 각도 θ1을, 0°≤θ1≤180°의 범위로 조정할 수 있도록 해도 된다. 이에 따라, 분사 각도 θ1, θ2를 적절히 조정하여, 원하는 입경의 미세 기포를 발생시킬 수 있다.
[실시 형태 3]
실시 형태 3에서는, 분사부(108h,110h)의 분사 각도 θ1, θ2가 고정되어 있고, 사양이 다른 복수 종류의 노즐을 준비한 예를 나타낸다.
실시 형태 3의 노즐(160,160A,160B)은 도 6에 나타내는 바와 같이, 예를 들어 분사 구멍(160h)의 직경 D6, 분사 구멍(160h)의 길이 L1, 개공(160f)의 직경 D5, 천이 개공부(160g)의 형상이나 치수나 각도 β 및 유통 공간(126)의 중심선에 대한 분사 구멍(160h)의 각도 θ1, θ2의 사양이 다른 것을 복수 종류, 준비한 것이다. 도 6에는, 사양이 다른 3종류의 노즐(160,160A,160B)를 예시한다. 도 6A는 실시 형태 3의 노즐(160)의 저면도이며, 도 6B는 도 6A의 VIB-VIB 단면도이며, 도 6C는 실시 형태 3의 다른 사양의 노즐(160A)의 저면도이며, 도 6D는 도 6C의 VID-VID단면도이며, 도 6E는 실시 형태 3의 또 다른 사양의 노즐(160B)의 저면도이며, 도 6F는 도 6E의 VIF-VIF 단면도이다. 실시 형태 3의 노즐(160,160A,160B)은 실시 형태 1 내지 2의 노즐(108,110)과 비교하면, 구상의 회동부(108g,110g)를 특별히 마련하지 않고, 구상의 회동부(108g,110g) 부분과 노즐 외통(108a,110a)과는 실질적으로 일체화되어 있는 점에서 상이하다.
실시 형태 3의 노즐(160,160A,160B)에 대해서 상세하게 설명한다. 노즐(160,160A,160B)은 도 6에 나타내는 바와 같이, 노즐 통부(160a) 및 플랜지(160b)를 갖는다. 노즐 통부(160a)의 외표면에는, 수나사부(160d)가 마련되어 있고, 노즐 통부(160a)를 메인관(102)에 형성된 암나사부에 시일된 상태에서 나사 결합함으로써, 노즐(160,160A,160B)은 메인관(102)에 고정된다. 플랜지(160b)에는 고착용 홈(160c)이 마련되어 있고, 노즐(160,160A,160B)의 고정 시에는, 고착용 홈(160c)에 예를 들어 마이너스 드라이버의 선단을 삽입할 수 있다. 또한, 수나사부(160d)의 플랜지(160b)측에는, 나사가 형성되어 있지 않은 릴리프부(160e)가 마련되어 있다.
또한, 플랜지(160b)의 중앙부에서, 노즐 통부(160a)의 분사부(160i)를 향하여, 소정의 직경 D5의 원통상 개공(160f)이 마련되어 있고, 분사부(160i)의 내부에는 노즐의 선단측으로부터 소정 길이 L1로 소정 직경 D6의 원통상 분사 구멍(160h)이 마련되어 있고, 개공(160f)과 분사 구멍(160h) 사이는 순차 직경이 축소하는 천이 개공부(160g)로 되어 있다. 이 천이 개공부(160g)에 있어서의 각도 β는, 30°내지 90° 정도로 설정되어 있고, 바람직하게는 예를 들어 45°내지 60°로 할 수 있다. 직경 D5 및 직경 D6의 치수는, 발생시키는 미세 기포의 사이즈 및 농도 등에 따라 선택된다. 직경 D5는 직경 D6의 3배 내지 20배 정도로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는, 직경 D5는 직경 D6의 5배 내지 10배 정도로 할 수 있다. 이에 따라, 원통상의 개공(160)을 거쳐 유입한 원액체, 천이 개공부(160g)를 통과하는 동안에 가압되어 분사 구멍(160h)으로부터 분사된다. 또한, 개공(160f) 및 분사 구멍(160h)의 길이는, 이 개공(160f) 및 분사 구멍(160h) 내를 통과하는 원액체의 흐름을 정류하고, 분출 구멍으로부터 방출되는 원유체가 가늘게 직진하도록 하기 위해서, 어느 정도의 길이를 갖는 것이 바람직하다. 이 때문에, 분사 구멍(160h)의 길이 L1은, 분사 구멍(160h)의 직경 D6의 3배 이상으로 하는 것이 바람직하고, 또한 제조의 용이성 관점에서는 L1이 너무 긴 것은 바람직하지 않고, 예를 들어 L1은 D6의 3배 내지 30배 정도로 설정하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 L1은 D6의 5배 내지 20배 정도로 설정하는 것이 바람직하다.
노즐(160)과 노즐(160A)은, 외형의 치수, 개공(160f)의 직경 D5 및 분사 구멍(160h)의 각도 θ1, θ2는 대략 동일하고, 분사 구멍(160h)의 직경 D6, D6', 분사 구멍(160h)의 길이 L1, L1' 및 천이 개공부(160g)의 각도 β, β'은 다르다. 또한, 노즐(160B)은 노즐(160) 및 노즐(160A)과 비교하면, 외형의 치수는 대략 동일하고, 노즐(160B)에서는, 개공(160f), 천이 개공부(160g) 및 분사 구멍(160h)를 갖지 않는 점에서 다르다. 또한, 노즐(160,160A,160B)의 외형 치수는, 실시 형태 1 내지 2의 노즐(108,110)과 대략 동일하게 설정되어 있다. 또한, 실시 형태 1 내지 2의 노즐(108,110)에서는, 너트 부재(108p,110p)가 플랜지(108c)에 겹치게 마련되어 있던 것과 마찬가지로, 실시 형태 3의 노즐(160,160A,160B)에서는, 너트 부재(160j)가 마련되어 있는 예를 설명했지만, 본 발명은 이것으로 특정되는 것은 아니고, 예를 들어 너트 부재(160j)를 마련하지 않는 구성으로 할 수도 있다. 너트 부재(160j)를 마련하지 않는 경우에는, 플랜지(160b)의 두께를 너트 부재(160j)의 두께 만큼을 첨가한 두께로 함으로써, 외형의 치수를 실시 형태 1 내지 2의 노즐(108,110)과 실질적으로 동등하게 할 수 있다.
이 때문에, 실시 형태 3의 노즐(160,160A,160B)은 미리 사양이 다른 복수 종류의 노즐(160,160A,160B)을 준비해 두고, 그 복수 종류의 노즐(160,160A,160B) 중에서 원하는 노즐(160,160A,160B)을 선택하여 메인관(102)에 설치해서 사용함으로써, 원하는 입경의 미세 기포를 발생시킬 수 있다. 또한, 실시 형태 3의 노즐(160,160A,160B) 및 실시 형태 1 내지 2의 노즐(108,110)의 외경 치수는 대략 동일하기 때문에, 메인관(102)을 실시 형태 1 내지 3 중 어느 노즐을 사용한 경우에서도 공용화할 수 있기 때문에, 범용성을 향상함과 함께, 메인관(102)의 설계 및 제조를 간략화할 수 있다. 노즐(160B)은 분사 구멍(160)을 갖지 않는 노즐이기 때문에, 메인관(102)에 마련된 노즐 설치 구멍을 막기 위해서 사용할 수 있다. 메인관(102)에 마련된 노즐 설치 구멍을 노즐(160B)로 막음으로써, 실질적으로 노즐의 개수와 배치를 조정할 수 있기 때문에, 범용성을 높임과 함께, 설계의 자유도를 높일 수도 있다. 또한, 노즐(160,160A,160B) 중 어느 것에 문제가 발생한 경우에는, 그 노즐을 교환함으로써 용이하게 메인터넌스를 행할 수 있다. 또한, 후술하는 실시 형태 4와 같이 메인관(102)을 유닛 단위로 교환하는 경우에는, 노즐(160,160A,160B)의 외형 치수를 노즐(108,110)의 외형 치수와 일치시킬 필요가 반드시 있는 것은 아니다. 즉, 노즐(108,110,160,160A,160B)의 외형 치수에 따른 유닛을 준비해 두고, 그 유닛마다 교환함으로써, 범용성을 높임과 함께, 설계의 자유도도 높일 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 개공(160) 및 분사 구멍(160h)의 길이는, 이 개공(160f) 및 분사 구멍(160h) 내를 통과하는 원액체의 흐름을 정류하고, 분출 구멍으로부터 방출되는 원유체가 가늘게 직진하도록 하기 위해서, 어느 정도의 길이를 갖는 것이 바람직한데, 분출 구멍으로부터 방출되는 원유체가 가늘게 직진하도록 하기 위해서, 개공(160f), 천이 개공부(160g) 및 분사 구멍(160h) 중 적어도 어느 하나의 내주측에 나선상 홈을 마련할 수도 있다. 또한, 도 6에 기재된 노즐(160,160A,160B)에 있어서의 분사 구멍(160h)의 각도 θ1, θ2는 90°로 공통되어 있는데, 이 각도 θ1 및 θ2를 변경하는 사양으로 하는 것도 가능하다. 예를 들어, 실시 형태 1에서 설명한 도 4와 같이 분사 구멍(160h)의 각도 θ1을 변경하는 사양으로 할 수도 있고, 또한 실시 형태 2에서 설명한 도 5와 같이, 노즐(160,160A,160B) 각각의 액체의 분사 방향이 메인관(102)의 중심선(도 5에 있어서 중실 로드(130)의 중심)으로부터 어긋난 방향을 향하는 것과 같은, 각도 θ2를 변경하는 사양으로 하는 것도 가능하다.
또한, 상기 실시 형태 1 내지 2의 노즐(108,110)을 사용하는 경우에도, 예를 들어 분사 구멍(108j)의 직경 D6, 개공(108i)의 직경 D5 및 천이 개공부(108n)의 형상이나 치수 등의 사양이 다른 것을 복수 종류 준비해 두면, 그 복수 종류의 노즐(108,110) 중에서 원하는 노즐(108,110)을 선택하여 메인관(102)에 설치하여 사용함으로써, 원하는 입경의 미세 기포를 발생시킬 수 있다.
[실시 형태 4]
실시 형태 4에서는, 노즐(108,110,160,160A,160B)을 유닛의 단위로 복수개의 노즐을 통합하여 교환할 수 있는 예를 나타낸다. 또한, 실시 형태 4에서는, 실시 형태 1 내지 3에서 설명한 노즐(108,110,160,160A,160B)이 사용 가능하다.
교환하는 유닛으로서는, 예를 들어 메인관(102)을 단위로 할 수 있다. 또한, 교환하는 유닛으로서는, 예를 들어 1조의 3개의 노즐(108,110) 부분을 분할할 수 있도록 구성해 두고, 이 1조의 3개의 노즐(108,110)을 단위로 하여 교환하도록 해도 된다. 또는, 교환하는 유닛으로서는, 복수 조의 노즐군을 단위로 하여, 통합해서 교환하도록 해도 된다. 나아가, 공간(120)에 배치되어 있는 모든 조의 노즐군을 단위로 하여, 모든 노즐(108,110)을 함께 교환할 수 있도록 해도 된다. 도 7에는 6 개의 노즐(108,110)을 1개의 유닛으로 한 예를 나타낸다. 유닛 U1 내지 U4의 각 유닛은 6개의 노즐(108,110)을 구비하고 있다. 각 유닛은 암나사(102a) 및/또는 수나사(102b)를 가지고 있으며, 각 유닛 U1 내지 U4끼리는, 암나사(102a) 및 수나사(102b)에 의해 결합되어 있는데, 본 발명은 이것으로 특정되는 것은 아니며, 예를 들어 각 유닛 U1 내지 U4끼리가 볼트에 의해 결합되어 있어도 좋다. 이와 같이, 노즐(108,110)을 유닛 단위로 교환함으로써, 노즐의 교환 작업이 용이해진다. 또한, 각 유닛의 형상을 동일한 것으로 하고, 유닛의 수를 선택함으로써, 다른 사양의 미세 기포 발생부(100)를 얻는 것도 가능하다. 또한, 예를 들어 노즐에 문제가 발생한 경우에, 유닛 단위로 교환함으로써, 그 유닛 내의 문제 개소를 특정할 필요가 없어지기 때문에, 메인터넌스가 용이해진다. 또한, 노즐(108,110)로서는, 실시 형태 1 내지 3에서 설명한 어느 노즐(108,110)을 채용해도 된다. 또한, 메인관(102)을 공통화할 수 있기 때문에, 메인관(102)의 범용성을 향상함과 함께, 메인관(102)의 설계 및 제조를 간략화할 수 있다. 또한, 본 실시 형태와 같이 메인관(102)을 유닛 단위로 교환하는 경우에는, 각 노즐(108,110,160,160A,160B)의 외형 치수를 일치시킬 필요가 반드시 있는 것은 아니다. 즉, 노즐(108,110,160,160A,160B)의 외형 치수에 따른 유닛을 준비해 두고, 그 유닛마다 교환함으로써, 범용성을 높임과 함께, 설계의 자유도도 높일 수 있다.
이상의 실시 형태에서는, 피처리 액체로서 물을 사용하는 예를 설명했는데, 물로서는 상수, 순수, 정제수 등을 포함한다. 또한, 피처리 액체로서는, 물로 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 수용액이나 연료도 포함한다. 수용액으로서는, 예를 들어 물에 대하여 유기물 또는 무기물(예를 들어, 해수를 원료로 한 무기 성분, 간수, 푸코이단 등)을 포함한 수용액 등을 들 수 있다. 피처리 액체로서 물이나 수용액을 사용하는 경우에는, 음료로서 제공할 수도 있다. 또한, 연료로서는, 예를 들어 가솔린, 경유, 중유, 등유 및 에탄올 등이 포함된다. 피처리 액체가 연료일 경우에는, 미세 기포액으로 함으로써, 연료의 개질이 가능하게 된다.
예를 들어, 피처리 액체로서 간수를 4% 이상 함유한 수용액을 사용하고, 오존 농도가 40ppm 이상의 미세 기포액으로 하면, 살균제로서 사용할 수 있는 고농도의 오존 함유 미세 기포액이 얻어진다. 오존 농도는 예를 들어 100ppm 이상으로 하는 것도 가능하다. 간수는 오존 함유 미세 기포액의 오존 농도를 높게 하기 위해서 첨가되어 있는 것이며, 간수의 농도가 높을수록 오존 농도가 높아지는 경향이 있고, 간수의 농도는 100%까지 높이는 것이 가능하다. 또한, 간수의 농도가 4% 미만이어도 오존 함유 미세 기포액을 얻는 것은 가능하다. 또한, 노즐의 조정에 의해, 나노 버블을 포함하는 오존 미세 기포를 발생시켜서 오존 함유 미세 기포액을 생성하는 것도 가능하고, 그 때의, 오존 미세 기포의 입경은 노즐의 조정에 의해 설정 가능하다. 이 때문에, 마이크로 버블, 마이크로나노 버블 및 나노 버블 중 적어도 하나를 포함하는 오존 미세 기포를 이용한 오존 함유 미세 기포액을 선택적으로 생성하는 것이 가능하다.
이 발생된 오존 함유 미세 기포액은, 예를 들어 오존 미세 기포액의 원액 오존 가스 농도는 100ppm 이상이며, 오존 미세 기포액의 오존 가스 농도가 4ppm 이하까지 희석해도 살균 작용을 가지며, 오존 미세 기포액은 1년 이상의 냉동 보존 후의 오존 가스 농도가 4ppm 이상이며, 오존 미세 기포액은 살균 작용에 더하여, 악취 성분 분해 작용 및 항바이러스 작용을 가지고 있으며, 예를 들어 초음파 스케일러와 함께 이용하거나, 양치질액으로서 이용하거나 하는 구강 케어 등에도 유효하다. 또한, 이 오존 미세 기포액은 반도체 세정 등에도 유효하다. 예를 들어, 상온에서 제조에서 6 개월 이상 경과해도, 오존 미세 기포액의 오존 농도는, KI법에 의한 측정으로 100ppm 이상으로 유지되고 있다. 또한, 오존 미세 기포액은 냉동 보존하는 것도 가능하다. 오존 미세 기포액의 원액(100ppm 이상)을 -20℃에서 1년간 보존했을 경우에는, 오존 농도는 약 4ppm을 유지하고 있었다. 오존 미세 기포액은, 세균이나 바이러스를 불활성할 수 있고 또한 유해한 화학 물질을 분해하는 것도 가능하다. 또한, 오존 미세 기포액에 포함되는 오존에 의한 살균이나 탈취의 효과와의 상승 효과에 의해, 보다 높은, 살균, 탈취 등의 효과가 발휘된다. 이에 따라, 오존 미세 기포액을 사용하면, 세균이나 바이러스를 불활성, 살균이나 탈취의 효과를 발휘한다. 또한, 내성균으로서의 다제내성 황색 포도상 구균(Staphylococcus aureus), 반코마이신 내성 장구균(Enterococcus faecalis, E. faecium), 다제내성 녹농균(Pseudonomas aeruginosa), 치주병 병원 세균으로서의 P.g.균(Porphyromonas gingivalis), P.i.균(Prevotella intermedia), A.a.균(Aggregatibacter actinomycetemcomitans), F.n.균(Fusobacterium nucleatum) 및 충치원성 세균으로서의 스트렙토코커스·뮤탄스(Streptococcus mutans) 등에 대해서도 살균 효과를 발휘한다. 오존 미세 기포액의 오존 가스 농도를 4ppm까지 희석해도 살균 효과를 갖지만 또한 0.1ppm까지 희석한 경우에도 살균 효과를 발휘하였다. 또한, 오존 미세 기포액의 안전성은 구강내 상피·점막 안전성 시험 등에 의해 확인되고 있어, 인체에 대하여 거의 유해 작용을 미치지 않는다.
또한, 이상의 실시 형태에서는, 각 노즐(108,110,110A)은 메인관(102)에 대하여 메인관(102)의 중심선에 대하여 수직으로 비틀어 넣어진 예를 설명했는데, 각노즐의 설치 각도는 반드시 메인관(102)의 중심선에 대하여 수직일 필요는 없으며, 예를 들어 가장 상류측의 노즐(110)을 하류측으로 기울이는 것과 같은 방향으로 설치하는 것도 가능하다.
또한, 노즐의 수는, 1조에 대해서 3개의 노즐을 가지며, 이것을 6조 갖는 것으로서 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니며, 1조에 포함되는 노즐의 수 및 조의 수는 임의이고, 발생시키는 미세 기포의 입경에 따라 적절히 선택 가능하다.
10… 미세 기포액 제조 장치
12… 저류조
14… 순환 배관
16… 고압 펌프
18… 도입 접속관
20… 처리 기체 발생부
22… 배출 접속관
24… 채집 배관
26… 저압 펌프
28… 공급 배관
29… 제품 저류조
100… 미세 기포 발생부
102… 메인관
102a… 암나사
102b… 수나사
104… 도입관
106… 배출관
108, 110… 노즐
108a, 110a… 노즐 외통
108b, 110b… 개공부
108c, 110c… 플랜지
108d, 110d… 원추체상의 절결 구멍
108e, 110e… 노즐 본체 고정용 개공
108f, 110f… 노즐 본체
108g, 110g… 구상의 회동부
108h, 110h… 분사부
108i, 110i…원통상의 개공
108j, 110j… 분사 구멍
108k, 110k… 원추체상의 개공
108m, 110m… 단부
108n, 110n… 천이 개공부
108p, 110p… 너트 부재
108q, 110q… 릴리프부
108r, 110r… 고착용 홈
108s, 110s… 수나사부
112… 로드 부재
114… 가스 노즐
116… 용기 부재
118… 외통
120… 공간
122… 고정 나사
124… 분출 구멍
126… 유통 공간
128… 중공 로드
130… 중실 로드
136… 중공부
138… 파이프
140… 측벽
142, 143… 관통 구멍
144… O링
146… 파이프
148… 볼트
150… O링
160, 160A, 160B… 노즐
160a… 노즐 통부
160b… 플랜지
160c… 고착용 홈
160d… 수나사부
160e… 릴리프부
160f… 개공
160g… 천이 개공부
160h… 분사 구멍
160i… 분사부
200… 나노 버블 수소수 제조 장치
202… 메인관
204… 제1 노즐
206… 제2 노즐
208… 가압 액체 공급 공간
210… 유체

Claims (21)

  1. 가압된 원액체를 공급하는 입구 수단과,
    상기 가압된 원액체를 유통하는 원액체 유통 수단과,
    상기 원액체 유통 수단에 대하여 기체를 공급하는 기체 공급 수단과,
    상기 원액체 유통 수단을 따라 마련되고, 상기 입구 수단으로부터 공급된 가압된 상기 원액체를 분사하는 분사 구멍을 갖는 복수개의 노즐과,
    상기 원액체 유통 수단의 출구로부터 생성한 미세 기포액을 취출하는 출구 수단
    을 구비하는 미세 기포액 제조 장치로서,
    상기 복수개의 노즐은, 상기 원액체 유통 수단에 대하여 교차하는 방향으로 교환 가능하게 설치되어 있고,
    상기 복수개의 노즐 중 적어도 하나가 미리 준비된 복수 종류의 사양의 노즐 중에서 선택된 것이며,
    상기 노즐의 사양, 상기 노즐의 배치, 상기 노즐의 수, 상기 입구 수단으로부터 공급되는 원액체의 압력, 상기 입구 수단에 원액체를 공급하기 위한 가압 수단에 의한 원유체의 공급량, 상기 가압 수단에 의해 상기 원유체를 순환시키는 횟수, 상기 기체 공급 수단의 압력 및 상기 기체 공급 수단에 의한 기체의 공급량 중 적어도 하나에 따라 소정 입경의 미세 기포를 포함한 미세 기포액을 제조하는 것을 특징으로 하는 미세 기포액 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 노즐은, 상기 원액체 유통 수단의 둘레 방향 및/또는 길이 방향으로 복수개 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 미세 기포액 제조 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복수개의 노즐 중 적어도 하나는 상기 분사 구멍이 하류측으로 기울어져 있는 것을 특징으로 하는 미세 기포액 제조 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노즐은 상기 원액체 유통 수단의 둘레 방향으로 복수개 마련됨과 함께 원액체 유통 수단의 길이 방향으로도 복수열 마련되어 있고, 길이 방향으로 인접하는 열의 노즐의 상기 분사 구멍의 둘레 방향 위치는 어긋나게 되어 있는 것을 특징으로 하는 미세 기포액 제조 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기체 공급 수단은, 상기 원액체 유통 수단과 동일축이며 내측에 마련되고, 상기 원액체 공급 수단의 길이 방향을 따라서 늘어서서 존재하고 있는 것을 특징으로 하는 미세 기포액 제조 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노즐의 사양 종류는, 원액체 유통 수단에 대한 둘레 방향의 분사 각도, 원액체 유통 수단에 대한 길이 방향의 분사 각도, 노즐의 분사 구멍 위치, 상기 분사 구멍의 직경, 상기 분사 구멍의 길이, 상기 분사 구멍의 상류측에 마련된 천이 개공부의 경사 각도 및 상기 분사 구멍의 상류측의 개공 직경 중 적어도 하나가 다른 것을 특징으로 하는 미세 기포액 제조 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노즐의 사양 종류는, 분사 구멍을 조정 가능한 노즐에 의해 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 미세 기포액 제조 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 분사 구멍을 조정 가능한 노즐은, 상기 분사 구멍의 분사 방향이 조정 가능한 것을 특징으로 하는 미세 기포액 제조 장치.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 분사 구멍을 조정 가능한 노즐은, 상기 분사 구멍의 중심선을 노즐의 중심선에 대하여 회동 가능한 회동 수단을 가지며,
    상기 분사 구멍은 상기 회동 수단을 관통함과 동시에 상기 노즐의 내부로 연통하는 관통 구멍으로 이루어지고,
    상기 회동 수단의 회동 각도를 바꿈으로써 상기 분사 구멍의 중심선 방향을 조정 가능한 것을 특징으로 하는 미세 기포액 제조 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 관통 구멍은,
    상기 노즐의 내부에 마련된 상기 원액체 유통 수단과 연통하는 원통상의 대경 개공부와,
    상기 회동 수단에 마련되고, 상기 대경 개공부로 이어지는 원추체상의 개공부, 상기 원추체상의 개공부 정상부로 이어지는 상기 대경 개공부보다도 작은 직경의 원통상의 중간 직경 개공부 및 상기 중간 직경 개공부로 이어지는 순차 직경이 작아지는 천이 개공부와,
    상기 천이 개공부로 이어지고, 상기 분사부에 형성된 선단이 분사 구멍이 되는 상기 중간 직경 개공부보다도 작은 직경의 분사 구멍을 가지며,
    상기 원추체상의 개공부 최대 직경은 상기 대경 개공부의 직경보다도 크고,
    상기 회동 수단을 회동시켰을 때에, 상기 원추체상의 개공부 최대 직경부가 상기 대경 개공부 내에 직접 노출하지 않도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 미세 기포액 제조 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노즐의 교환은 유닛 단위로 행할 수 있는 것을 특징으로 하는 미세 기포액 제조 장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분사 구멍 및/또는 상기 분사 구멍의 상류측의 내면에 나선상 홈을 마련한 것을 특징으로 하는 미세 기포액 제조 장치.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 미세 기포는, 마이크로 버블, 마이크로나노 버블 및 나노 버블 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 기포액 제조 장치.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 원액체는, 물, 수용액 및 연료 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 미세 기포액 제조 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 연료는, 가솔린, 경유, 중유, 등유 및 에탄올로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 기포액 제조 장치.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기체는, 산소, 오존, 수소, 질소, 공기 및 물의 전기 분해로 생성되는 가스 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 기포액 제조 장치.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 원액체는 간수를 4% 이상 함유하는 수용액이며, 상기 기체는 오존이며, 오존 농도가 40ppm 이상인, 오존 미세 기포액을 제조하기 위한 것인 것을 특징으로 하는 미세 기포액 제조 장치.
  18. 가압된 원액체를 공급하는 입구 수단과,
    상기 가압된 원액체를 유통하는 원액체 유통 수단과,
    상기 원액체 유통 수단에 대하여 기체를 공급하는 기체 공급 수단과,
    상기 원액체 유통 수단을 따라 마련되고, 상기 입구 수단으로부터 공급된 가압된 상기 원액체를 분사하는 분사 구멍을 갖는 복수개의 노즐과,
    상기 원액체 유통 수단의 출구로부터 생성한 미세 기포액을 취출하는 출구 수단
    을 사용한 미세 기포액 제조 방법으로서,
    상기 복수개의 노즐은, 상기 원액체 유통 수단에 대하여 교차하는 방향으로 교환 가능하게 설치되어 있고,
    상기 노즐로서 복수 종류의 사양의 노즐이 미리 준비되어 있고,
    상기 복수개의 노즐 중 적어도 하나가 상기 미리 준비된 노즐로부터 선택되고,
    상기 선택된 노즐의 사양, 상기 노즐의 배치, 상기 노즐의 수, 상기 입구 수단으로부터 공급된 공급되는 원액체의 압력, 상기 입구 수단에 원액체를 공급하기 위한 가압 수단에 의한 상기 원유체의 공급량, 상기 가압 수단에 의해 상기 원유체를 순환시키는 횟수, 상기 기체 공급 수단의 압력 및 상기 기체 공급 수단에 의한 기체의 공급량 중 적어도 하나에 따라 소정 입경의 미세 기포를 포함한 미세 기포액을 제조하는 것을 특징으로 하는 미세 기포액 제조 방법.
  19. 제18항에 기재된 미세 기포액 제조 방법에 의해 제조되고, 노즐의 사양에 따라 미세 기포의 입경이 조정 가능한 것을 특징으로 하는 미세 기포액.
  20. 제19항에 있어서, 상기 원액체가 물이며, 상기 기체는, 산소, 오존, 수소, 질소, 이산화 탄소, 공기, 물의 전기 분해로 생성되는 가스 또는 산수소 가스 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 기포액.
  21. 간수를 4% 이상 함유한 원액체 내에, 나노 버블을 포함하는 오존 미세 기포를 발생시켜 제조되고, 오존 농도가 40ppm 이상이며, 살균 작용을 갖는 것을 특징으로 하는 오존 미세 기포액.
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