WO2010095594A1 - 超微細気泡発生装置 - Google Patents

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WO2010095594A1
WO2010095594A1 PCT/JP2010/052195 JP2010052195W WO2010095594A1 WO 2010095594 A1 WO2010095594 A1 WO 2010095594A1 JP 2010052195 W JP2010052195 W JP 2010052195W WO 2010095594 A1 WO2010095594 A1 WO 2010095594A1
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liquid
ultrafine
bubble generating
ultrafine bubble
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中島洋司
山田幸治
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有限会社中島工業
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Definitions

  • the present invention relates to an ultrafine bubble generator, and more particularly to an improvement of an ultrafine bubble generator that generates (mixes) or disperses ultrafine bubbles in a liquid.
  • ultrafine bubbles called microbubbles of 1 mm or less have many excellent characteristics, and have attracted much attention. These ultrafine bubbles are known to exhibit extremely excellent effects in, for example, activation of fish, livestock, plants, etc., purification of sewage, drainage, and the like.
  • Patent Document 1 As an apparatus for generating such ultrafine bubbles and mixing them in a liquid, for example, an apparatus described in JP-A-2006-159187 (Patent Document 1) is known.
  • This apparatus has a stationary mixer having a cylindrical main body composed of an upstream screw part and a downstream cutter part. Then, the gas-liquid two-phase fluid that has flowed in from the connecting pipe is subjected to a rotational force and a strong twist by the spiral blade of the screw portion in the stationary mixer, and then in a swivel state. It comes in contact with a plurality of protrusions protruding from the inner peripheral surface. As a result, the flow of the gas-liquid two-phase fluid is disturbed, and the dissolution of the gas into the liquid is promoted.
  • the screw portion of the stationary mixer has a spiral blade provided in the cylindrical main body, and the cutter portion is provided with a plurality of pieces provided on the inner peripheral surface of the cylindrical main body. Has protrusions. Therefore, the structure of the apparatus is relatively complicated, and the manufacturing cost is increased accordingly. Moreover, the bubbles that are generated and mixed in the liquid have not been identified as ultrafine bubbles.
  • Patent Document 2 Japanese Patent No. 3806008 (Patent Document 2) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-268390 (Patent Document 3) propose specific structures thereof.
  • a disperser used in an ultrafine bubble generator that generates ultrafine bubbles.
  • Proposed cylinder This disperser has a structure in which the outer peripheral surface of a cylindrical body formed using a porous material is covered with a hydrophilic nonwoven fabric or the like.
  • a gas permeable film breathable film formed by forming a craze on a polymer resin film is preferably used.
  • the disperser proposed by the applicant of the present application is configured such that pressurized air, oxygen and other gases are sent into the internal space of the disperser in a state of being submerged in water. And, such a gas passes through a porous material such as a gas permeable film and the nonwoven fabric to form ultrafine bubbles, which are discharged from the surface of the nonwoven fabric into water and dispersed. It is. Further, in this disperser, since the nonwoven fabric is hydrophilic, the air bubbles that permeate the gas permeable film and enter the nonwoven fabric are separated by the water that has entered the nonwoven fabric. In addition, it is possible to generate bubbles that are further refined.
  • the present invention has been made in the background as described above, and the problem to be solved is that ultrafine bubbles are brought into the liquid by a simple structure capable of reducing the manufacturing cost. It is an object of the present invention to provide an ultrafine bubble generating device that can be reliably mixed or dispersed. Further, in the present invention, it is also possible to provide an ultrafine bubble generator capable of stably generating more ultrafine bubbles in a sufficient amount even under long-term use in water. It is to be an issue.
  • the present invention can be suitably implemented in various aspects listed below in order to solve the problems described above or the problems grasped from the description and drawings of the entire specification. Moreover, each aspect described below can be employed in any combination. The aspects or technical features of the present invention are not limited to those described below, and can be recognized based on the description of the entire specification and the inventive concept disclosed in the drawings. Should be understood.
  • the first packing and the second packing are respectively disposed on both surfaces of the gas permeable film disposed in the center, the second member having an outlet, and the first packing
  • the film has a low gas permeability under normal conditions, it has a structure capable of generating ultrafine bubbles in the liquid by forcing gas permeation using a pressurized gas, and a belt-like shape.
  • the fluid path of the second packing constituted by a shallow groove is made narrow so that ultrafine bubbles are taken into the liquid passing through the fluid path. Bubble generator.
  • ⁇ 2> The ultrafine structure according to the above aspect ⁇ 1>, wherein a fluid passage having a shape such as meandering, spiraling or bending is formed with respect to the second packing for the purpose of extending the fluid passage.
  • Bubble generator that is, in the ultrafine bubble generating device according to the above aspect ⁇ 1>, preferably, the fluid passage has an extension distance with respect to the second packing as compared with a case where the fluid passage is provided with a linear shape. It becomes long and has a shape such as meandering or spiraling and bending.
  • ⁇ 3> (a) Presenting a columnar shape, a flow path through which the liquid flows is provided on the outer peripheral surface so as to extend in the axial direction, and an inlet for allowing the liquid to flow into the flow path at one end in the axial direction; An outlet for allowing the fluid flowing through the flow path to flow out of the flow path is formed at the other end in the direction, and the outer peripheral surface is covered with a gas permeable film, The opening is made of a liquid that is blocked by the gas permeable film, and (b) a cylindrical body that is open at both ends, and a vent is provided in the cylindrical wall of the cylindrical body, A casing in which the liquid is stored inside, and an intermediate space is formed between the outer peripheral surface of the liquid and the pressurized gas introduced into the cylindrical body through the vent.
  • the flow path is formed on the outer peripheral surface of the liquid passage so as to extend spirally.
  • the gas permeable film normally has a low gas permeability, it can generate ultrafine bubbles in the liquid by forcing gas permeation using a pressurized gas.
  • An ultrafine bubble generator characterized by having a structure.
  • a flow rate adjusting valve for controlling the flow rate of the liquid at the inlet is provided to control the flow rate of the liquid in the flow path.
  • An ultra-fine bubble generating device that generates ultra-fine bubbles in a state of being placed in water, and discharges and disperses the ultra-fine bubbles in water, and (a) penetrates the cylindrical wall
  • a cylindrical body of a gas permeable film formed by forming a craze on a polymer resin film is extrapolated to the outer peripheral surface of a cylindrical base material provided with a vent hole that opens to the outer peripheral surface, and further, the outer peripheral surface of the cylindrical body
  • a hydrophilic non-woven fabric layer is laminated thereon, and the gas released from the vent holes of the cylindrical base material is ultrafine-sized while passing through the cylindrical body and the non-woven fabric layer to form ultra-fine bubbles.
  • An ultrafine bubble generating cylinder and (b) rotating the ultrafine bubble generating cylinder around its axial center so that the outer periphery of the nonwoven fabric layer is rotated under the rotation of the ultrafine bubble generating cylinder.
  • Rotation drive hand that cuts out the ultrafine bubbles from the section and disperses them in water
  • a gas introduction mechanism for introducing gas from the outside into the space in the cylinder of the cylindrical base material under the rotation of the ultrafine bubble generating cylinder by the rotation driving means.
  • the ultrafine bubble generating device according to the above aspect ⁇ 7> or ⁇ 8>, further including a support mechanism that rotatably supports the ultrafine bubble generating cylindrical body around a rotation axis extending in a horizontal direction. .
  • ⁇ 10> Of the above aspects ⁇ 7> to ⁇ 9>, in which a hydrophilic filamentous body is wound around the entire outer peripheral portion of the nonwoven fabric layer, and the entire nonwoven fabric layer is tightened with the filamentous body.
  • the ultrafine bubble generating device according to any one of the above.
  • An introduction port for introducing gas of the gas introduction mechanism is connected to a compressed air supply source for supplying compressed air, and the compressed air is introduced into a space in the cylinder of the cylindrical base material by the gas introduction mechanism.
  • the ultrafine bubble generating device according to any one of the above aspects ⁇ 7> to ⁇ 10>.
  • the ultrafine bubble generating device unlike the conventional device, there is no screw part or cutter part having a complicated structure, and the gas permeation that can generate ultrafine bubbles is simply performed.
  • gas-permeable film gas is allowed to pass through the gas-permeable film to generate ultrafine bubbles, and such ultrafine bubbles are mixed or dispersed in the liquid. .
  • the ultrafine bubbles can be put into various liquids by a simple structure capable of reducing the manufacturing cost without using a large-scale device. It can be reliably mixed.
  • oil such as heavy oil
  • carbonated water mixed with ultrafine bubbles can be obtained by mixing or dispersing the ultrafine bubbles of carbon dioxide in water.
  • Such water mixed with ultrafine bubbles is not only widely used for water purification, washing water, drinking water, etc., but also for activating microorganisms in waste liquid treatment such as sewage and drainage. It can be used effectively.
  • a gas permeable film and a hydrophilic non-woven fabric are laminated on the outer peripheral surface of the cylindrical base material with the former as an inner side to constitute an ultrafine bubble generating cylindrical body.
  • ultrafine bubbles are formed in the ultrafine bubble generating cylinder.
  • the gas is introduced from the outside into the space in the cylinder of the cylindrical substrate in the ultrafine bubble generation cylinder by the gas introduction mechanism, with the rotation driving means,
  • the ultrafine bubble generating cylinder is rotated in water, the ultrafine bubbles are cut out from the outer peripheral portion of the nonwoven fabric layer and dispersed in water. Therefore, it is possible to generate more ultrafine bubbles from the outer peripheral portion of the nonwoven fabric layer.
  • the ultrafine bubble generating cylinder is rotated and used in water, for example, foreign matter such as microorganisms or suspended matter in the water adheres to the outer peripheral portion (surface) of the nonwoven fabric layer, or the nonwoven fabric.
  • the gas in the space inside the cylindrical base material is permeable to gas by the centrifugal force generated by the rotation of the ultrafine bubble generating cylinder or the blowing pressure of the ultrafine bubbles. It enters into the respective through holes of the conductive film and the nonwoven fabric layer so as to be sucked up, and is discharged as ultrafine bubbles from the outer peripheral portion of the nonwoven fabric layer.
  • the space inside the cylindrical substrate is in a reduced pressure state. Therefore, under the rotation of the ultrafine bubble generating cylinder, for example, an inlet for introducing gas from the outside of the gas introduction mechanism without forcibly sending pressurized gas or the like into the space inside the cylindrical substrate.
  • the gas is automatically and continuously introduced into the space inside the cylindrical base material simply by opening to the atmosphere. This allows ultrafine bubbles to be removed from the outer periphery of the nonwoven fabric layer without using a gas supply source for feeding pressurized gas such as compressed air into the ultrafine bubble generating cylinder or a gas supply path associated therewith. Can be dispersed.
  • FIG. 5 is a perspective explanatory view showing still another example of packing included in the ultrafine bubble generating device shown in FIG. 1. It is a figure corresponding to FIG. 1 which shows another embodiment of the ultrafine bubble generator according to this invention. It is an axial direction cross-section explanatory drawing which shows other embodiment of the ultrafine bubble generator according to this invention.
  • FIG. 6 is a perspective explanatory view of liquid passing through the ultrafine bubble generating device shown in FIG. 5. It is a figure corresponding to FIG.
  • FIG. 6 which shows another example of the liquid flow which the ultra-fine bubble generator shown by FIG. 5 has.
  • FIG. 9 is an enlarged explanatory view of an end surface in the XX section of FIG. 8.
  • FIG. 8 which shows another embodiment of the ultrafine bubble generator according to this invention.
  • FIG. 13 is an explanatory diagram of an end surface in the XIII-XIII cross section of FIG. 12.
  • FIG. 8 which shows other embodiment of the ultrafine-bubble generator according to this invention.
  • FIG. 8 which shows other embodiment of the ultrafine bubble generator according to this invention.
  • FIG. 1 shows an embodiment of an ultrafine bubble generator having a structure according to the present invention in an exploded perspective view.
  • the ultrafine bubble generating device of the present embodiment has a longitudinal flat plate shape, and a gas supply member as a first member provided with a gas inlet 1 at the center in the longitudinal direction. 2, each having a thin longitudinal flat plate shape and a fluid passage 3 extending in the longitudinal direction, each having a first packing 4 and a second packing 5, a gas permeable film 6, and a long flat plate shape, It has at least a liquid passing member 9 as a second member provided with a liquid inlet 7 and a liquid outlet 8 at both ends in the direction.
  • the first packing 4 and the second packing 5 are arranged on both sides of the gas permeable film 6 in the thickness direction so as to sandwich the gas permeable film 6 therebetween.
  • the first packing 4 and the second packing 5 are overlapped and fixed to both surfaces of the gas permeable film 6, respectively.
  • the gas supply member 2 has a recess 10 extending in the length direction on one plate surface.
  • the gas supply member 2 is disposed on the opposite side of the first packing 4 from the side with the gas permeable film 6. And the gas supply member 2 is overlap
  • the recess 10 of the gas supply member 2 is disposed corresponding to the fluid passage 3 of the first packing 4, and the gas inlet 1 is connected to the fluid passage 3 of the first packing 4. It opens toward the center in the length direction (extending direction).
  • a gap 11 formed by the inner space of the recess 10 is formed on the overlapping surface of the gas supply member 2 with respect to the first packing 4. Further, the fluid passage 3 of the first packing 4 communicates with the outside through the gap 11 and the gas inlet 1.
  • the liquid-permeable member 9 is disposed on the opposite side of the second packing 5 from the overlapping side with the gas permeable film 6.
  • the liquid-permeable member 9 is overlapped and fixed on the surface of the second packing 5 opposite to the overlapping surface with the gas-permeable film 6.
  • the liquid inlet 7 of the liquid passing member 9 is open toward one end in the length direction (extending direction) of the fluid passage 3 of the second packing 5.
  • the liquid outlet 8 opens toward the other end in the length direction (extending direction) of the fluid passage 3 of the second packing 5.
  • the fluid passage 3 of the second packing 5 communicates with the outside through the liquid inlet 7 and the liquid outlet 8 at both ends in the length direction.
  • the gas permeable film 6 is a so-called craze film.
  • This craze film is obtained by producing a craze by subjecting a polymer resin film to a crazing treatment to express gas permeability.
  • This craze has the same structure as that described in Japanese Patent No. 315658.
  • the crazed film generally has water repellency and has a known structure having a large number of ultrafine communication holes that allow gas to permeate but do not allow liquid such as water or gel-like solution to permeate.
  • thermoplastic resins such as polyolefin, polyester, polyamide, styrene resin, polycarbonate, halogen-containing thermoplastic resin, and nitrile resin.
  • specific examples of the various thermoplastic resins exemplified can include those similar to those exemplified in Japanese Patent No. 3806008. Each of these resin materials is used alone or in combination of two or more kinds as a craze film forming material.
  • the craze film may be a single layer or may be a laminate of a plurality of layers.
  • the thickness of the craze film used here is not particularly limited, but is generally 0.5 to 1000 ⁇ m, preferably 1 to 800 ⁇ m, more preferably 2 to 500 ⁇ m.
  • the craze of the craze film basically has a stripe shape extending substantially in parallel with the direction of molecular orientation of the polymer resin film, and its width is generally 0.5 to 100 ⁇ m, preferably 1 to 50 ⁇ m. It is said that.
  • the ratio of the number of crazes penetrating in the thickness direction of the film is preferably 10% or more, more preferably 20% or more, and still more preferably 40%. % Or more.
  • the craze referred to here includes a surface craze appearing on the surface of the polymer resin film and an internal craze generated inside, and refers to a region having a fine crack-like pattern.
  • the gas permeable film 6 is not limited to the one made of the above-described craze film, but has a small gas permeability in a normal state (that is, a permeation to a gas having a pressure similar to the atmospheric pressure). However, it may have any structure that can generate fine bubbles in the liquid by forcibly gas permeation using a pressurized gas.
  • the film that can be used as the gas permeable film 6 having such a structure include a porous film made of polypropylene and an organic filler, such as a film provided with many fine communication holes by porous processing, and a fine communication. Examples thereof include a film made of a porous fluororesin material having a large number of pores.
  • the ultrafine bubble generating device of the present embodiment has the first packing 4 and the gas supply member 2, the second packing 5 and the passage on both sides of the gas permeable film 6 having the above structure.
  • the liquid member 9 is configured as an integrally assembled product that is fixed to each other.
  • a vent pipe 12 connected to a gas compression device such as a compressor that feeds a gas such as air or oxygen in a pressurized state, It is connected.
  • the predetermined pressurized gas fed through the vent pipe 12 passes through the gas inlet port 1 and the gap 11 formed between the gas supply member 2 and the first packing 4 and the first packing 4. It is led to the fluid passage 3 formed in the above. Further, the pressurized gas introduced into the fluid passage 3 expands the fine communication holes (voids) of the gas permeable film 6 and forcibly permeates, while the pressurized gas that is transmitted passes through the fine communication holes. The amount of permeation is limited by the holes. Thus, the pressurized gas that has passed through the gas permeable film 6 is further guided into the fluid passage 3 of the second packing 5. As the pressurized gas passes through the gas permeable film 6, new pressurized gas is replenished one after another from the vent pipe 12. The pressurized gas replenished in this way is accommodated in the gap 11 and the fluid passage 3 of the first packing 4.
  • the liquid inlet 7 of the liquid passing member 9 is connected to an inflow side liquid passing pipe 13 for feeding a liquid such as water or oil.
  • the liquid outlet 8 of the liquid passing member 9 is connected to an outflow side liquid passing pipe 14 for discharging those liquids.
  • the predetermined liquid fed through the inflow side liquid passage 13 is guided into the fluid passage 3 of the second packing 5 through the liquid inflow port 7, and the liquid outflow port 8 is passed through the fluid passage 3. It is designed to flow toward the side.
  • the liquid flowing in the fluid passage 3 flows out through the liquid outlet 8 and is further discharged through the outflow side liquid pipe 14.
  • the pressurized gas guided to the fluid passage 3 formed in the gap 11 and the first packing 4 limits the permeation amount to the fine communication hole. While being done, the gas permeable film 6 is forcibly permeated. And the pressurized gas which permeate
  • path 3 of the 2nd packing 4 with the shape of an ultrafine bubble. It is clear from the following formula that ultrafine bubbles made of pressurized gas are easily mixed in the liquid. W kP
  • W is the mass of the gas dissolved in the liquid
  • P is the pressure of the gas
  • k is a proportional constant
  • each of the fluid passages 3 and 3 provided in the first and second packings 4 and 5 has a belt-like shallow groove configuration.
  • Each of the fluid passages 3 and 3 has a sufficiently narrow width and is formed to extend linearly in the longitudinal direction of the first and second packings 4 and 5.
  • the fluid passage 3 of the second packing 5 in which the liquid in which the ultrafine bubbles are to be mixed is formed by the belt-shaped shallow groove, an increase in the amount of gas per unit volume is effective. It is planned. Further, a pressurized water flow in which the gas is easily dissolved is formed in the fluid passage 3 so that most of the fluid is circulated through the fluid passage 3 while being in contact with the gas permeable film 6.
  • the fluid passage 3 is narrow, the liquid inflow region is restricted at the liquid inlet 7. For this reason, the flow velocity of the liquid flowing in from the liquid inlet 7 and flowing through the fluid passage 3 is increased.
  • the pressurized gas permeates through the gas permeable film 6 with the pressurized gas, the liquid in the fluid passage 3 in the gas permeable film 6 is in the initial stage of the generation process of bubbles generated in the liquid. Bubbles growing at the interface are sheared by the flow of accelerated liquid in the fluid passage 3. As a result, the micronized bubbles can be reliably generated in the liquid flowing in the fluid passage 3.
  • ultrafine bubble generator for example, when the liquid is water and the gas is air, ultrafine bubbles of about 20 nm to 5 ⁇ m can be easily generated. Such ultrafine bubbles can be easily mixed into the water flowing in the fluid passage 3 of the second packing 5.
  • the ultrafine bubbles generated by this ultrafine bubble generator have a small buoyancy even when visible, and float in the water. Ultrafine bubbles that cannot be visually recognized are dissolved or mixed in water and stay in water. Therefore, if the ultrafine bubble generating device of the present embodiment is used, the gas-liquid mixed water containing abundant ultrafine bubbles can be generated easily and reliably.
  • ultrafine bubbles are put into various liquids by a simple structure that can reduce the manufacturing cost without using a large-scale device. It is possible to reliably mix them.
  • ultrafine bubble generating device can be used very advantageously in fields where micro / nano bubbles are utilized, such as medical treatment, agriculture, fisheries industry, environment, water treatment, and mining industry.
  • a gas-liquid mixture with a large amount of air-fuel mixture can be obtained, utilization in water treatment fields such as wastewater treatment and water purification can be greatly expected.
  • the fluid passage 3 of the second packing 5 in which the liquid into which the ultrafine bubbles are to be circulated is configured to extend linearly.
  • the shape of the fluid passage 3 is not limited at all.
  • the fluid passage 3 of the second packing 5 has a spiral shape, or has a meandering shape as shown in FIG. It may be bent or curved irregularly or bent.
  • the fluid passage 3 can be formed as long as possible with respect to the second packing 5 having a certain area.
  • more ultrafine bubbles can be mixed in the liquid passing through the fluid passage 3.
  • the downsizing of the second packing 5, and thus the entire ultrafine bubble generating device can be advantageously realized.
  • the liquid outlet 8 of the liquid passing member 9 is omitted, while the fluid passage 3 of the second packing 5 is disposed laterally on the side opposite to the side communicating with the liquid inlet 7. Open. And you may comprise the opening part to the side of such a fluid passage 3 as the liquid outflow port 8.
  • FIG. 5 shows another embodiment of the ultrafine bubble generating device having a structure according to the present invention in its cross-sectional form.
  • the ultrafine bubble generating device of the present embodiment includes a columnar liquid flow 15 and a cylindrical casing 16 that houses the liquid flow 15 therein.
  • an inflow port 17 is provided on one end surface in the axial direction of the liquid flow 15, and an outflow port 18 is provided on the other end surface, each having a predetermined depth. It has a form.
  • An inflow side liquid pipe 19 is connected to the opening of the inflow port 17.
  • the inflow side liquid pipe 19 is connected to a liquid feeding device such as a pump that feeds liquid such as water or oil, and a flow rate adjusting valve (not shown) is provided on the inflow side liquid pipe 19. Is provided.
  • each of the inflow side liquid passages 20 includes a through-hole penetrating the side wall portion of the inflow port 17, and opens at the outer peripheral surface of one end portion in the axial direction of the liquid passage 15.
  • An outflow side liquid pipe 21 for discharging liquid such as water or oil is connected to the opening of the outlet 18.
  • a plurality (two in this case) of outflow side liquid passages 22 are formed in the inner peripheral surface portion of the bottom side of the outlet 18.
  • Each of the outflow side liquid passages 22 includes a through-hole penetrating the side wall portion of the outflow port 18, and opens at the outer peripheral surface of the other end portion in the axial direction of the liquid passage 15.
  • the outflow side liquid-flow pipe 21 may have a nozzle configuration in which the outer end portion gradually decreases in diameter toward the tip.
  • a plurality of (here, two) concave flow passages 23 through which liquid flows are formed on the outer peripheral surface of the liquid flow 15 with the partition walls 24 as side walls.
  • Each concave channel 23 has a sufficiently narrow width and shallow depth.
  • Each concave flow channel 23 has a spiral groove shape extending in the axial direction of the liquid flow 15 while drawing a spiral over a plurality of circumferences in the circumferential direction of the liquid flow 15.
  • the inflow side liquid passage 20 is opened at the bottom of one end portion in the extending direction of each concave channel 23 (one axial end portion of the liquid flow 15), and the other end portion (the axial direction of the liquid flow 15).
  • the outflow side liquid passage 21 is open at the bottom of the other end.
  • the liquid supplied from the inflow side liquid pipe 19 to the inflow port 17 is guided into the concave flow path 23 through the inflow side liquid flow path 20. And after such a liquid distribute
  • the inflow side liquid passage 20 and the inflow port 17 constitute an inflow port through which liquid flows into the flow path, and the outflow side liquid passage 22 and the outflow port 18.
  • the outflow port which flows out the liquid from a flow path is comprised.
  • the inflow port and the outflow port may be configured to directly communicate with the flow path without passing through the liquid passage.
  • a gas permeable film 25 is wound around the outer peripheral surface of the liquid flow 15. That is, the gas permeable film 25 covers the outer peripheral surface of the liquid flow 15 in a state of being in close contact with the front end surface of the partition wall 24 so as to close the opening of the concave flow channel 23 opened on the outer peripheral surface of the liquid flow 15. is doing.
  • the gas permeable film 25 one having the same structure as that used in the ultrafine bubble generating device of the above embodiment is used.
  • a film made of a porous fluororesin material having many fine communication holes a film in which many fine communication holes are provided by crazing film or porous processing, and the like.
  • a craze film is used as the gas permeable film 25.
  • a non-woven fabric 26 is disposed on the outer peripheral surface of the liquid flow 15 so as to cover the gas permeable film 25 from the outside.
  • This nonwoven fabric 26 protects the gas permeable film 25 by preventing the gas permeable film 25 from being deformed by the pressure or liquid pressure applied thereto or peeling from the outer peripheral surface of the liquid flow 15. It is used for Therefore, the material of the nonwoven fabric 26 is not particularly limited as long as it is a material having air permeability and shapeability.
  • a thread-like wire material 27 is wound around the outer peripheral surface of the nonwoven fabric 26 at an arbitrary interval.
  • This filamentary wire 27 is also used to prevent the gas permeable film 25 from peeling from the liquid flow 15. Therefore, although the material of the filamentous wire 27 is not particularly limited, it is desirable that it is excellent in water resistance and oil resistance. From this point, fishing line or the like is preferably used as the filamentous wire 27.
  • reference numeral 29 denotes a seal ring that seals between the outer peripheral surface of the ventilation body 15 and the gas permeable film 25 in a liquid-tight and air-tight manner.
  • the casing 16 is a cylindrical outer structure in which both ends are open, and has a size slightly larger than the liquid flow 15.
  • a vent hole 28 is formed in the middle portion of the cylindrical wall portion of the casing 16 in the axial direction.
  • the vent hole 28 is connected to a vent pipe 30 connected to a gas compression device such as a compressor that feeds a gas such as air or oxygen in a pressurized state.
  • a regulator is provided on the vent pipe 30. Thereby, the pressure of the pressurized gas sent from the vent pipe 30 to the vent hole 28 is controlled.
  • reference numeral 33 denotes an O-ring that provides a liquid-tight and air-tight seal between the outer peripheral surface of the liquid flow 15 and the inner peripheral surface of the casing 16.
  • the sealing structure between the liquid flow 15 and the casing 16 and the sealing structure between the ventilation body 15 and the gas permeable film 25 are not limited to the illustrated ones.
  • the predetermined pressurized gas sent through the vent pipe 30 is accommodated in the middle space 32 in the casing 16 through the vent hole 28.
  • the pressurized air accommodated in the intermediate space 32 forcibly permeates through the nonwoven fabric 26 and the gas permeable film 25 while the permeation amount is limited.
  • the pressurized air that has permeated the gas permeable film 25 is mixed in the liquid flowing through the concave flow channel 23 in the form of ultrafine bubbles. It is like that. Also in this case, since the gas that permeates the gas permeable film 25 is pressurized, the ultrafine bubbles are more easily mixed into the liquid as in the above embodiment.
  • the concave flow channel 23 has a sufficiently shallow depth. This effectively increases the amount of mixed gas per unit volume.
  • a pressurized water flow in which gas is easily dissolved is formed in the concave channel 23, and most of the fluid is circulated through the concave channel 23 while being in contact with the gas permeable film 25.
  • the concave channel 23 has a sufficiently narrow width, the inflow region of the liquid is restricted in the inflow side liquid passage 20. For this reason, the flow velocity of the liquid flowing in from the inflow side liquid passage 20 and flowing through the concave flow path 23 is increased. As a result, the liquid in the concave flow path 23 in the gas permeable film 25 in the initial stage of the generation of bubbles generated in the liquid as the pressurized gas passes through the gas permeable film 25 with the pressurized gas. The bubbles growing at the interface of the liquid are sheared by the flow of the accelerated liquid in the concave flow path 23. As a result, bubbles that are further refined can be reliably generated in the liquid flowing in the concave channel 23.
  • the concave channel 23 is formed in a spiral groove shape, the concave channel 23 can be formed as long as possible with respect to the outer peripheral surface of the liquid flow 15 having a certain area. Thereby, more ultrafine bubbles can be mixed into the liquid flowing in the concave flow path 23. Further, it is possible to advantageously reduce the size of the liquid flow 15, and thus the entire ultrafine bubble generating device.
  • ultrafine bubbles can be put into various liquids with a simple structure that can reduce the manufacturing cost without using a large-scale device. It is possible to reliably mix them.
  • the flow rate adjusting valve is provided on the inflow side liquid passing pipe 19, and the regulator is provided on the vent pipe 30, so that the liquid and the pressurized gas are respectively The pressure is guided into the concave flow path 23 in a state where the pressure is arbitrarily controlled. Therefore, the mixing conditions of ultrafine bubbles suitable for the characteristics of the liquid can be advantageously set.
  • the liquid is heavy oil and the gas to be mixed is air, etc.
  • the heavy oil is a fluid with a higher viscosity than water, but the flow rate is adjusted by the flow control valve to control the pressure supply and the regulator
  • the degree of pressurization of a gas such as air that permeates the gas permeable film 25 is appropriately higher than the feeding pressure, a desired ultrafine bubble-containing liquid can be generated.
  • the ultrafine bubble generating device of this embodiment is also a field where micro / nano bubbles are utilized, such as medical, agriculture, fishery, environment, water treatment, mining industry, etc., as with the ultrafine bubble generating device according to the above embodiment.
  • micro / nano bubbles such as medical, agriculture, fishery, environment, water treatment, mining industry, etc.
  • a gas-liquid mixture with a large amount of air-fuel mixture can be obtained, utilization in water treatment fields such as wastewater treatment and water purification can be greatly expected.
  • the concave flow path 23 formed in the outer peripheral surface of the liquid flow 15 has a spiral groove extending in the axial direction of the liquid flow 15 while drawing a spiral over a plurality of circumferences in the circumferential direction of the liquid flow 15. It was in the form.
  • the concave channel 23 may be formed so as to extend spirally with respect to the outer peripheral surface of the liquid flow 15. Therefore, for example, as shown in FIG. 7, the concave channel 23 can be formed in a spiral groove shape that draws a spiral that is less than one round in the circumferential direction of the liquid flow 15.
  • FIG. 8 shows still another embodiment of the ultrafine bubble generating device having a structure according to the present invention in its front form.
  • the ultrafine bubble generating apparatus of the present embodiment rotates the ultrafine bubble generating cylinder 34, the support mechanism 35 that rotatably supports the ultrafine bubble generating cylinder 34, and the ultrafine bubble generating cylinder 34. It includes a submersible motor 36 that is driven to rotate, and a gas introduction mechanism 37 for introducing gas into the inside of the ultrafine bubble generating cylinder 34.
  • the ultrafine bubble generating cylinder 34 has a cylindrical substrate 38 as shown in FIG.
  • This cylindrical base material 38 consists of a longitudinally cylindrical resin molded body formed using a resin material.
  • the resin material used for forming the cylindrical base material 38 is not particularly limited as long as it has rigidity capable of withstanding high-speed rotation in water.
  • vinyl chloride resin is used.
  • Engagement ridges 39 having a semicircular axial cross section projecting at a predetermined height and continuously extending over the entire circumference are provided at both axial ends of the outer peripheral surface of the cylindrical base material 38.
  • one circumferential groove 40 having a rectangular cross section is formed in each of the portions positioned inward in the axial direction from the forming portions of the respective engaging protrusions 39.
  • An annular seal rubber 41 is fitted and accommodated in each of the circumferential grooves 40, 40.
  • a vent hole 42 penetrating through the cylindrical wall and opening on the outer peripheral surface is formed at one position on the circumference of the cylindrical base member 38 in the axial direction.
  • a plurality of the air holes 42 may be provided in the cylindrical base material 38.
  • a first cap 43 and a second cap 44 are attached to the end portions on both sides in the axial direction of the cylindrical base material 38, respectively.
  • Each of the first and second caps 43 and 44 has the same shape of a substantially shallow bottomed cylindrical shape integrally including a bottom portion 45 and a cylindrical portion 46.
  • a notch groove 47 that opens outward in the axial direction (in the opening direction of the cylinder portion) is provided around the inner peripheral surface portion on the opening side of the cylinder portion 46.
  • an engagement groove 48 is provided around the inner peripheral surface portion on the bottom 45 side.
  • a circular annular groove 49 is formed on the outer periphery of the inner surface of the bottom 45 of each cap 43, 44.
  • An O-ring 50 is fitted in the annular groove 49 and accommodated. Further, a through hole 51 having an internal thread portion formed in the inner peripheral surface is formed in the center portion of the bottom portion 45 of the first cap 43.
  • the connection sleeve 52 is fixed to the through hole 51 by screwing a male screw portion provided on the outer peripheral surface thereof with a female screw portion on the inner peripheral surface of the through hole 51.
  • the first and second caps 43 and 44 close the openings on both sides in the axial direction of the cylindrical base material 38 with the bottom portion 45, and the cylinders with respect to both axial ends on the cylindrical base material 38.
  • Each part 46 is attached in a state in which the part 46 is fitted. Further, under such an attached state, the engaging ridges 39 respectively provided at both end portions in the axial direction of the cylindrical base member 38 enter into the engaging grooves 48 of the cylindrical portion 46, and the engaging grooves 48 is engaged with the inner side surface. Furthermore, the end surfaces on both sides in the axial direction of the cylindrical base material 38 are in pressure contact with the O-rings 50 in the annular grooves 49 of the caps 43 and 44, respectively.
  • the inner space 53 is hermetically and airtightly sealed by the second caps 43 and 44.
  • the inner space 53 includes an introduction hole 54 constituted by a through hole 51 provided in the first cap 43 and an inner hole of the connecting sleeve 52 fixed thereto, and an axial intermediate portion of the cylindrical base material 38. It communicates with the outside only through the vent hole 42 provided in the outer space. Further, the bottom surface of the notch groove 47 of each cylindrical portion 46 of the first and second caps 43, 44 of the sealing rubber 41 fitted into each circumferential groove 40, 40 at both axial end portions of the cylindrical base material 38 is provided. It is disposed opposite to the outer peripheral surface in the direction perpendicular to the axis.
  • a film cylindrical body 55 formed by using a gas permeable film is extrapolated to the cylindrical base material 38 having such a structure.
  • a so-called craze film is used in which a craze is generated on a polymer resin film as in the conventional case.
  • This crazed film generally has water repellency and has a known structure having a large number of ultrafine communication holes that allow gas to permeate but not liquid such as water or gel solution.
  • the craze film used here has the same structure as that used as the gas permeable film in the first and second embodiments.
  • the above craze film is wound around the outer peripheral surface of the cylindrical base material 38 so that the end portions overlap each other, and has a cylindrical shape. Further, in such a state, the ends overlapped with each other are joined by heat welding or the like to form a cylindrical shape. Thus, a film cylinder 55 is formed. Thereby, the film cylindrical body 55 is extrapolated to the cylindrical base material 38 in an intimate contact state with the outer peripheral surface of the cylindrical base material 38.
  • the film cylinder 55 may be formed by winding the crazed film around the outer peripheral surface of the cylindrical base member 38 and then joining the ends overlapped with each other.
  • such a film cylinder 55 has a dimension in which the axial length is less than the axial length between the engaging ridges 39 provided at both axial ends of the cylindrical base material 38. It is said that.
  • the end portions on both sides in the axial direction of the cylindrical film body 55 extrapolated to the cylindrical base material 38 are the cylinders of the first and second caps 43 and 44 attached to both end portions of the cylindrical base material 38.
  • the rubber seal 41 is inserted into the notch groove 47 of the portion 46 and the inner peripheral surface portions of the end portions on both sides in the axial direction of the film cylindrical body 55 are fitted in the respective circumferential grooves 40, 40 of the cylindrical base member 38, 41 is arranged in contact with the outer peripheral surface of 41.
  • the opening on the outer peripheral surface side of the air hole 42 penetrating through the cylindrical wall portion at the intermediate portion in the axial direction of the cylindrical base material 38 and opening in the outer peripheral surface of the cylindrical base material 38 is the axial direction of the film cylindrical body 55. Covered at the middle.
  • a cylindrical nonwoven fabric layer 56 formed using a hydrophilic nonwoven fabric is laminated on the outer peripheral surface of the film cylinder 55.
  • the nonwoven fabric which comprises this cylindrical nonwoven fabric layer 56 has hydrophilicity, the kind will not be specifically limited.
  • pulp nonwoven fabric using pulp as a raw material chemical fiber nonwoven fabric using chemical fiber as a raw material, or composite nonwoven fabric using a combination of two or more of pulp, chemical fiber, glass fiber, and metal fiber as a raw material
  • both are used.
  • the chemical fiber which consists of polyvinyl alcohol, polyethylene, a polypropylene, polyamide, an acrylic resin etc. is used, for example.
  • such a non-woven fabric is wound around the outer peripheral surface of the film cylindrical body 55 extrapolated to the cylindrical base material 38 so that the ends overlap each other, thereby forming a cylindrical shape. Further, in such a state, the ends overlapped with each other are joined by heat welding or the like to form a cylindrical shape. Thus, a cylindrical nonwoven fabric layer 56 is formed. In addition, the cylindrical nonwoven fabric layer 56 is thereby extrapolated to the cylindrical base material 38 and the film cylinder 55 in a state in which the cylindrical nonwoven fabric layer 56 is in close contact with the outer periphery of the film cylinder 55.
  • the thickness and the axial length of the cylindrical nonwoven fabric layer 56 are set as appropriate, the thickness is generally about 400 to 470 ⁇ m.
  • the axial length of the cylindrical nonwoven fabric layer 56 is approximately the same as the axial length of the film cylinder 55.
  • the end portions on both sides in the axial direction of the cylindrical nonwoven fabric layer 56 are respectively cylindrical portions of the first and second caps 43 and 44 attached to both end portions of the cylindrical base material 38.
  • a hydrophilic thread 57 is wound around the entire outer periphery of the cylindrical nonwoven fabric layer 56 that is extrapolated from the film cylinder 55 that is extrapolated to the cylindrical substrate 38.
  • the material of the filamentous body 57 is not limited as long as it has hydrophilicity and sufficient tensile strength.
  • it may be made of natural fibers such as silk, cotton, hemp or the like, or may be made of chemical fibers constituting the cylindrical nonwoven fabric layer 56 exemplified above.
  • polyvinyl alcohol fibers that are excellent in chemical resistance and are not biodegradable are preferably used as a material for forming the filaments 57.
  • the diameter (thickness) of the thread-like body 57 is appropriately determined as long as sufficient tensile strength can be secured, but generally the diameter is about 50 to 500 ⁇ m.
  • Such a hydrophilic thread-like body 57 is wound around the entire outer peripheral portion of the cylindrical nonwoven fabric layer 56, whereby the entire cylindrical nonwoven fabric layer 56 is tightly tightened by the thread-like body 57.
  • the fibers constituting the cylindrical nonwoven fabric layer 56 become dense, and the through-holes in the cylindrical nonwoven fabric layer 56 become ultrafine.
  • the filament 57 is preferably wound around the entire outer periphery of the cylindrical nonwoven fabric layer 56, but may be partially wound around the cylindrical nonwoven fabric layer 56 in some cases. Moreover, even if the thread-like body 57 is roughly wound around the cylindrical nonwoven fabric layer 56 so that a gap is formed between adjacent ones, or there is no gap between adjacent ones. As such, it may be wound tightly. Further, the thread-like body 57 may be wound around the cylindrical nonwoven fabric layer 56 so as to overlap several times.
  • the thread-like body 57 is tightly wound around the both ends in the axial direction of the cylindrical nonwoven fabric layer 56 without a gap, while the other portions are roughly wound around. Yes.
  • both axial ends of the film cylinder 55 and the cylindrical nonwoven fabric layer 56 are firmly fixed to both axial ends of the cylindrical base material 38, so that the film cylinder 55 and the cylinder are fixed.
  • the detachment of the cylindrical nonwoven fabric layer 56 from the cylindrical base material 38 is prevented.
  • the both ends in the axial direction of the film cylindrical body 55 and the cylindrical nonwoven fabric layer 56 and the thread-like body 57 portions wound around the both axial ends are first and second.
  • the ultrafine bubble generating cylinder 50 is extrapolated with respect to the cylindrical base material 38 in a state where the film cylinder 55 and the cylindrical nonwoven fabric layer 56 are laminated with the former inside. . Therefore, in the ultrafine bubble generating cylinder 34, the gas introduced into the inner space 53 through the introduction hole 54 of the cylindrical base material 38 is filmed from the vent hole 42 penetrating the cylindrical wall of the cylindrical base material 38. It passes through the cylindrical body 55 and the cylindrical nonwoven fabric layer 56 and is discharged from the outer peripheral surface of the cylindrical nonwoven fabric layer 56 as ultrafine bubbles (about 50 ⁇ m or less).
  • the gas permeable film forming the film cylindrical body 55 has water repellency
  • the nonwoven fabric forming the cylindrical nonwoven fabric layer 56 has hydrophilicity. Bubbles that have entered the nonwoven fabric layer 56 are separated by the water that has entered the cylindrical nonwoven fabric layer 56, and are further refined.
  • the hydrophilic thread 57 is wound around the entire outer surface of the cylindrical nonwoven fabric layer 56 and the through-holes in the cylindrical nonwoven fabric layer 56 are more ultrafine, the cylindrical nonwoven fabric layer 56 It is intended to promote further ultra-miniaturization of bubbles that have entered inside.
  • the support mechanism 35 that rotatably supports the ultrafine bubble generating cylinder 34 has a base plate 58.
  • the base plate 58 is made of a long rectangular stainless steel or aluminum metal flat plate that is longer than the axial length of the ultrafine bubble generating cylinder 34 and larger than the outer diameter thereof.
  • a first support plate 59 and a second support plate 60 made of a rectangular metal flat plate made of the same material as the base plate 58 are provided. In a state of being opposed to each other in the direction, they are joined and fixed by welding or the like.
  • a cylindrical support cylinder 61 is disposed so as to extend in the length direction of the base plate 58.
  • the support cylinder 61 is made of the same material as the first and second support plates 59 and 60.
  • the outer flange part 62 which exhibits a rectangular frame shape is integrally provided in the edge part located in the 1st support plate 59 side among the axial direction both ends. The lower end surface of the outer flange portion 62 is joined and fixed to the upper surface of the base plate 58.
  • a rotating body 63 is arranged in the inner hole of the support cylinder 61.
  • the rotating body 63 has an overall shape of an elongated and substantially cylindrical shape having an outer diameter that is slightly smaller than the inner diameter of the support cylinder 61 and an axial length that is larger than the axial length of the support cylinder 61. Yes.
  • a communication path 64 extending in the axial direction is provided so as to open at the outer peripheral surface portion of the axially intermediate portion of the rotating body 63 and the end surface on one axial side.
  • the rotating body 63 is inserted into the inner hole of the support cylinder 61, and the end portion on one side in the axial direction provided with the end face through which the communication path 64 is opened protrudes axially outward from the inner hole. It is arranged in a state of letting it.
  • the support cylinder 61 is supported so as to be rotatable about the axis through two bearings 65 and 65 fixed to the inner peripheral surface of the support cylinder 61 so as to be separated from each other in the axial direction. Has been.
  • two seal rings 66, 66 made of polytetrafluoroethylene are provided in the axial direction between the parts supported by the two bearings 65, 65. Extrapolated.
  • the seal rings 66 and 66 are slidable between the outer peripheral surface of the rotating body 63 and the inner peripheral surface of the support cylindrical body 61 on the inner and outer peripheral surfaces thereof.
  • Part 67 in the gap formed between the outer peripheral surface of the rotating body 63 and the inner peripheral surface of the support cylinder 61, a portion sandwiched between the two seal rings 66 and 66 is sealed from the outside.
  • the opening part of the communicating path 64 opened to the outer peripheral surface of the rotary body 63 is opening toward this ventilation
  • a bottomed cylindrical clamp member 68 is extrapolated and fixed to the tip of the protruding portion of the rotating body 63 from the inner hole of the support cylinder 61. That is, the clamp member 68 has a center hole 69 formed at the center of the bottom thereof, and the tip of the protruding portion of the rotating body 63 is inserted into the clamp member 68 through the center hole 69. . The portion of the rotating body 63 inserted into the center hole 69 is fixed to the inner peripheral surface of the center hole 69 with a set screw 70.
  • an insertion hole 71 that penetrates the second support plate 60 in the thickness direction is provided at the center of the second support plate 60.
  • a shaft member 72 is inserted into the insertion hole 71.
  • the shaft member 72 includes a bottomed cylindrical clamp portion 73 having a low height, and a round rod-shaped shaft portion 74 provided integrally with the center portion of the bottom outer surface of the bottomed cylindrical clamp portion 73. Are integrated.
  • stirring blades 75 are integrally formed on the clamp portion 73 of the shaft member 72. As shown in FIGS. 8 and 10, the four stirring blades 75 are each formed of a bowl-shaped flat plate extending across the bottom outer surface and the cylinder outer surface of the clamp portion 73, and in the circumferential direction of the clamp portion 73. They are erected integrally at positions equidistant from each other.
  • Such a shaft member 72 is coaxially arranged with a predetermined distance from the rotating body 63 inserted into the inner hole of the support cylinder 61. Further, under such an arrangement, the shaft portion 74 of the shaft member 72 is inserted and fixed in the insertion hole 71 of the second support plate 60 through the bearing 76 so as to be rotatable around the axis.
  • the ultrafine bubble generating cylinder 34 having the above-described structure is provided between the support cylinder 61 and the second support plate 60 on the base plate 58.
  • the end of the cap 43 side is positioned on the support cylinder 61 side and the end of the second cap 44 side is positioned on the second support plate 60 side so as to extend coaxially with the support cylinder 61.
  • the second cap 44 of the ultrafine bubble generating cylinder 34 is fitted into the clamp portion 73 of the shaft member 72 and is fixed to the clamp portion 73 by a set screw (not shown).
  • a clamp in which the tip of the connection sleeve 52 fixed to the first cap 43 of the ultrafine bubble generating cylinder 34 is fixed to the tip of the protruding portion of the rotating body 63 protruding from the inner hole of the support cylinder 61. It is inserted into the member 68 and fixed to the clamp member 68 by a set screw 77.
  • the rotating body 63 rotatably supported by the support cylinder 61 in a state where the ultrafine bubble generating cylinder 34 is supported by the support cylinder 61 and the second support plate 60 fixed to the base plate 58. At the same time, it can rotate integrally around its axis. Further, along with the integral rotation of the ultrafine bubble generating cylindrical body 34 with the rotating body 63, the four stirring blades 75 provided on the clamp portion 73 of the shaft member 72 can simultaneously rotate together. Yes. Further, the communication path 64 of the rotating body 63 communicates with the inside space 53 of the ultrafine bubble generating cylinder 34 through the introduction hole 54 formed by the inner hole of the connection sleeve 52 and the through hole 51 of the first cap 43. ing. As is apparent from these, in the present embodiment, the support mechanism 35 includes a base plate 58, a second support plate 60, a shaft member 72, a support cylinder 61, a rotating body 63, and a clamp member 68. Has been.
  • the submersible motor 36 is connected between the first support plate 59 fixed to the base plate 58 and the outer flange portion 62 of the support cylinder 61 between the first support plate 59 and the outer flange. It is fixed in a state of being sandwiched between the parts 62.
  • the submersible motor 36 has the tip end of the drive shaft 78 placed in the inner hole of the support cylinder 61.
  • a rotating body 63 that is rotatably arranged in the inner hole of the support cylinder 61 is attached to the drive shaft 78 so as not to be relatively rotatable.
  • the drive shaft 78 of the submersible motor 36 is coupled to the ultrafine bubble generating cylinder 34 through the rotating body 63 so as to be integrally rotatable. Therefore, the ultrafine bubble generating cylinder 34 is rotated together with the rotating body 63 by the rotation driving of the underwater motor 36.
  • a through hole 79 is provided in an intermediate portion in the axial direction of the cylindrical wall portion of the support cylindrical body 61.
  • the through-hole 79 has a stepped diameter having a large diameter on the outer opening side opened on the outer peripheral surface of the support cylinder 61 and a small diameter on the inner opening side opened on the inner peripheral surface of the support cylinder 61. It has a shape.
  • a substantially cylindrical connecting tube portion 80 is inserted and fixed in the large diameter portion of the through hole 79.
  • an intake tube 81 is attached to the outside opening of the inner hole of the connecting tube portion 80.
  • the intake tube 81 has an opening on the side opposite to the connection side to the connecting cylinder portion 80 as an inlet 82 for introducing air, and the inlet 82 is open to the atmosphere.
  • the small-diameter portion of the through hole 79 communicates with the inner hole of the connecting cylinder portion 80 inserted and fixed in the large-diameter portion, and toward the ventilation portion 67 provided in the inner hole of the support cylinder body 61. It is open.
  • the gas introduction mechanism 37 includes the intake tube 81, the connecting cylinder portion 80, the through hole 79, the communication path 64 of the rotating body 63, and the introduction hole of the ultrafine bubble generating cylinder 34. 54.
  • the ultrafine bubble generating device of this embodiment having such a structure, for example, when used to supply oxygen or the like into water such as an aquarium for aquarium fish or a live fish cage, FIG.
  • the ultrafine bubble generating cylinder 34 is supported by the support mechanism 35 so as to be rotatable around a rotation axis in a horizontal plane.
  • the base plate 58 is horizontally placed on the bottom surface of a water tank or the like with the submersible motor 36 fixed.
  • the end of the intake tube 81 opposite to the connection side to the connection cylinder 80 is disposed on the water, and the inlet 82 is opened to the atmosphere.
  • the submerged motor 36 is rotationally driven, so that the ultrafine bubble generating cylinder 34 is rotationally driven at a high speed and used.
  • the stirring blade 75 integrally formed with the shaft member 72 attached to the second cap 44 of the ultrafine bubble generating cylinder 34 also rotates integrally with the ultrafine bubble generating cylinder 34.
  • the water around the ultrafine bubble generating cylinder 34 is agitated.
  • the ultrafine bubble generating cylinder 34 is disposed in the inner space 53 of the ultrafine bubble generating cylindrical body 34 in a state of being arranged in the horizontal direction in water. Atmosphere is introduced into the. Thereby, the air in the inner space 53 passes through the film cylindrical body 55 and the cylindrical nonwoven fabric layer 56 from the vent hole 42 of the cylindrical base material 38, and from the outer peripheral surface of the cylindrical nonwoven fabric layer 56, ultrafine bubbles It is released into water and becomes dispersed. Further, as described above, the ultrafine bubble generating cylinder 34 is extrapolated in a state where the water-repellent film cylinder 55 and the hydrophilic cylindrical nonwoven fabric layer 56 are laminated on the cylindrical substrate 38. In addition to being configured, air bubbles released from the outer peripheral surface of the cylindrical nonwoven fabric layer 56 are obtained by winding the hydrophilic thread 57 around the entire outer peripheral surface of the cylindrical nonwoven fabric layer 56. Further ultra-miniaturization is realized.
  • the air introduction mechanism 37 introduces air from the outside into the inner space 53 of the ultrafine bubble generation cylinder 34, while the ultrafine bubble generation cylinder 34 is moved by the submersible motor 36. It is designed to rotate at high speed. Thereby, the gas which has passed through the film cylindrical body 55 and the cylindrical nonwoven fabric layer 56 is cut out at the opening of the through hole on the outer peripheral surface of the cylindrical nonwoven fabric layer 56. That is, at the initial stage of the generation process of bubbles generated in the liquid as the gas permeates through the film cylindrical body 55 and the cylindrical nonwoven fabric layer 56, the bubbles growing at the interface with the water of the cylindrical nonwoven fabric layer 56 are super It is sheared by the high speed rotation of the fine bubble generating cylinder 34.
  • Such bubbles are quickly detached from the opening of the through hole by the hydrophilic function of the cylindrical nonwoven fabric layer 56.
  • the ultrafine bubbles can be released from the outer peripheral surface of the cylindrical nonwoven fabric layer 56 of the ultrafine bubble generating cylinder 34 in a state in which the ultrafine bubbles are further promoted.
  • the cylindrical non-woven fabric layer 56 is hydrophilic from the location where the ultrafine bubble generating cylinder 34 rotates at a high speed, and the release of the ultrafine bubbles allows the microorganisms in the water to Foreign substances such as suspended matters (other than microorganisms) can be prevented from gathering and adhering to the outer peripheral surface of the cylindrical nonwoven fabric layer 56 as much as possible. And even if these foreign matters may adhere to the outer peripheral surface of the cylindrical nonwoven fabric layer 56, the centrifugal force of the ultrafine bubble generating cylinder 34 that rotates at a high speed causes the outer surface of the cylindrical nonwoven fabric layer 56 to Can be effectively removed.
  • the cylindrical nonwoven fabric layer 56 has a large number due to foreign matters attached to the outer peripheral surface of the cylindrical nonwoven fabric layer 56. It can be advantageously avoided that the opening area on the outer peripheral surface of the through hole and the volume in each through hole are reduced.
  • the air in the inner space 53 of the ultrafine bubble generating cylinder 34 is converted into the film cylinder 55 and the cylinder by the centrifugal force generated by the rotation of the ultrafine bubble generating cylinder 34.
  • the inside of the inner space 53 is in a reduced pressure state by being sucked into the respective through holes of the nonwoven fabric layer 56.
  • the inlet 82 of the intake tube 81 is open to the atmosphere, for example, although the intake tube 81 is not connected to a compressed air supply source such as a compressor that supplies compressed air or the like.
  • Air is continuously introduced into the inner space 53 of the ultrafine bubble generating cylinder 34, and the ultrafine bubbles can be stably and continuously released from the outer peripheral surface of the cylindrical nonwoven fabric layer 56. And unlike the conventional apparatus, it is not made into the complicated structure which has both a screw part and a cutter part.
  • the rotation speed is not particularly limited. However, it is preferably 500 rpm or more, more preferably 1000 rpm or more. And this rotational speed is about 5000 rpm or less practically. Thereby, a more excellent effect can be more reliably exhibited.
  • the water around the ultrafine bubble generating cylinder 34 is agitated by the integral rotation of the stirring blade 75 with the ultrafine bubble generating cylinder 34. Therefore, the ultrafine bubbles released from the outer peripheral surface of the cylindrical nonwoven fabric layer 56 are more efficiently dispersed over a wider range in water. As a result, the desired effect obtained by the dispersion of ultrafine bubbles in water can be reliably achieved at a higher level.
  • the elongated cylindrical ultrafine bubble generating cylindrical body 34 is disposed in a state of being supported so as to be rotatable around a rotation axis extending horizontally by a support mechanism 35 in water. It has come to be. Also by this, the ultrafine bubbles released from the outer peripheral surface of the cylindrical nonwoven fabric layer 56 can be efficiently dispersed in water.
  • the inlet 82 of the intake tube 81 of the gas introduction mechanism 37 is open to the atmosphere.
  • a compressed air supply source 83 such as a compressor may be connected to the introduction port 82.
  • the compressed air is forcibly introduced into the inner space 53 of the ultrafine bubble generating cylinder 34.
  • the ultrafine bubbles can be reliably and stably discharged from the outer peripheral surface of the cylindrical nonwoven fabric layer 56 even when the ultrafine bubble generating cylinder 34 is not rotated.
  • FIG. 11 and in some embodiments shown in FIGS. 12 to 15 to be described later parts and members having the same structure as in the first embodiment are shown.
  • the rotation of the ultrafine bubble generating cylinder 34 is not necessarily performed continuously. It is not necessary to carry out the operation intermittently.
  • the stirring blade 75 is capable of rotating integrally with the ultrafine bubble generating cylinder 34 and stirring the water around the ultrafine bubble generating cylinder 34, the shape, the forming position, the number of formation, etc. There is no limitation.
  • a rectangular flat plate-like shape is formed on the bottom outer surface of the clamp portion 73 of the shaft member 72 of the support mechanism 35 attached to the second cap 44 of the ultrafine bubble generating cylinder 34.
  • a plurality (four in this case) of stirring blades 75 may be integrally formed.
  • a plurality (two in this case) of stirring blades 75 each having a rectangular plate shape with respect to the ultrafine bubble generating cylinder 34 are connected to the first cap 43 and the second cap 44. It is also possible to provide a bridge between the two.
  • a plurality (two in this case) of stirring blades 75 made of a curved plate extending in a spiral shape are connected to the ultrafine bubble generating cylinder 34 with the first cap 43 and the second cap. It is also possible to provide a bridge between the cap 44 and the cap 44.
  • the stirring blade 75 is provided with the structure shown in FIGS. 12 to 15, the ultrafine bubbles released from the outer peripheral surface of the cylindrical nonwoven fabric layer 56 are spread over a wider area in water. And even more efficiently distributed. As a result, the desired effect obtained by dispersing the ultrafine bubbles in water can be reliably achieved at a higher level.
  • the stirring blade 75 shown in FIGS. 8 and 12 to 15 is exaggerated and described in a size larger than the actual size in order to facilitate understanding of the structure. is there.
  • the rotational drive means for rotationally driving the ultrafine bubble generating cylinder 34 around its axis various known rotational drive devices other than the illustrated underwater motor 36 can be appropriately employed. Further, the rotation driving means does not necessarily need to automatically rotate the ultrafine bubble generating cylinder 34. If a sufficient rotational speed can be obtained, for example, the ultrafine bubble generation is performed by a handle operation or the like. What rotates the generating cylinder 34 manually can also be employ
  • the structure of the gas introduction mechanism 37 is not limited to the illustrated example as long as the gas can be introduced from the outside into the inner space 53 of the ultrafine bubble generating cylinder 34. .

Abstract

 製造コストの低減化を実現可能な簡略な構造により、超微細な気泡を液体中に確実に混入乃至は分散させ得る超微細気泡発生装置を提供する。 気体透過性フィルムを間に挟んで、その一方側に、第一の部材及び第一のパッキンを重ね合わせて配置する一方、その他方側に、第二の部材及び第二のパッキンを重ね合わせて配置した。そして、第一の部材の気体挿気口を経て送気された加圧気体が、第一のパッキンの流体通路から気体透過性フィルムを透過して、第二のパッキンに設けられた狭幅の帯状浅溝からなる流体通路を通過する液体中に、超微細気泡として取り込まれるように構成した。

Description

超微細気泡発生装置
 本発明は、超微細気泡発生装置に係り、特に、超微細気泡を発生させて、それを液中に混入(混合)乃至は分散させる超微細気泡発生装置の改良に関する。
 近年、1mm以下のマイクロバブルと称される超微細な気泡が多くの優れた特性を有することが明らかとなり、大いに注目を集めている。この超微細気泡は、例えば、魚類や家畜、植物等の活性化や汚水や排水等の浄化等において極めて優れた効果を発揮することが知られている。
 ところで、そのような超微細な気泡を発生させて、液体中に混入させる装置としては、例えば、特開2006-159187号公報(特許文献1)等に記載される装置が知られている。この装置は、上流側のスクリュー部と下流側のカッター部とで構成される筒状の本体を備えた静止形ミキサを有している。そして、連絡管から流入した気液二相流体が、静止形ミキサにおけるスクリュー部の螺旋羽根にて、回転力と強い捻りを付与されて旋回状態となり、続いて、カッター部で、筒状本体の内周面に突設された複数の突起と接触するようになる。これにより、気液二相流体の流れが乱されて、気体の液中への溶解が促進されるようになっているのである。
 ところが、そのような従来装置においては、静止形ミキサのスクリュー部が、筒状本体内に設けられた螺旋羽根を有し、またカッター部が、筒状本体の内周面に設けられた複数の突起を有している。それ故、装置の構造が比較的に複雑なものとなっており、その分だけ、製造コストが掛かるものとなっていた。しかも、生成されて、液中に混入される気泡も、超微細な気泡と特定されるに至ったものとはなっていなかった。
 また、最近では、超微細気泡を発生させる装置を、鑑賞魚用水槽や活魚用生け簀等の水中に酸素等の気体を供給するための装置として、或いは排水処理槽や発酵槽、培養槽に対する通気手段等として、利用することが検討されてきている。そして、例えば、特許第3806008号公報(特許文献2)や特開2007-268390号公報(特許文献3)等において、その具体的な構造が提案されている。
 そのような状況下、本願出願人は、先に、実用新案登録第3130562号公報(特許文献4)において、超微細な気泡を発生する超微細気泡発生装置に利用される分散器(超微細気泡発生筒体)を提案した。この分散器は、多孔質材を用いて形成された筒状体の外周面を親水性の不織布等で被覆してなる構造を有している。この分散器を形成する多孔質材としては、高分子樹脂フィルムにクレーズを生成させてなる気体透過性フィルム(通気性フィルム)が、好適に用いられている。
 この本願出願人の提案した分散器は、水中に沈められた状態で、その内部空間に、加圧された空気や酸素等の気体が送り込まれるようになっている。そして、そのような気体が、気体透過性フィルム等の多孔質材と不織布とを通過することにより、超微細気泡となって、不織布の表面から水中に放出されて、分散するようになっているのである。また、この分散器では、不織布が親水性を有するものであるため、気体透過性フィルムを透過して、不織布内に侵入した気泡が、不織布内に入り込んだ水により分断されるような状態となって、更に超微細化された気泡を生成することが可能となっている。
 ところが、本発明者等が、そのような分散器について、その使用性の向上を目的として更に検討を加えたところ、水中で長期間使用した場合に、水中の微生物や浮遊物等の異物が、不織布の表面に付着し、或いはその内部に入り込み、それにより、不織布内の通孔が部分的に閉塞されて、超微細気泡の発生量が減少する事態を生ずる恐れがあることが判明したのである。
特開2006-159187号公報 特許第3806008号公報 特開2007-268390号公報 実用新案登録第3130562号公報
 ここにおいて、本発明は、上述せる如き事情を背景にして為されたものであって、その解決課題は、製造コストの低減化を実現可能な簡略な構造により、超微細な気泡を液体中に確実に混入乃至は分散させ得る超微細気泡発生装置を提供することである。また、本発明にあっては、水中での長期の使用によっても、より超微細な気泡を十分な量において安定的に発生させることができる超微細気泡発生装置を提供することをも、その解決課題とするものである。
 本発明は、上記した課題、又は本明細書全体の記載や図面から把握される課題を解決するために、以下に列挙する各種の態様において、好適に実施され得るものである。また、以下に記載の各態様は、任意の組み合わせにおいても、採用可能である。そして、本発明の態様乃至は技術的特徴は、以下に記載のものに何等限定されることなく、明細書全体の記載並びに図面に開示の発明思想に基づいて、認識され得るものであることが、理解されるべきである。
<1> 気体挿気口を有する第一の部材と、帯状の浅溝で構成された流体通路を有する第一及び第二の一対のパッキンと、気体透過性フィルムと、液体流入口と液体流出口とを有する第二の部材で構成され、中心に配された該気体透過性フィルムの両面に該第一のパッキンと該第二のパッキンとをそれぞれ配すると共に、該第一のパッキンの該気体透過性フィルム側とは反対側に該第一の部材を配し、該第二のパッキンの該気体透過性フィルム側とは反対側に該第二の部材を配する構造とすることにより、該気体挿気口を経て該気体透過性フィルムに送気された加圧状態の気体が、該気体透過性フィルムを透過して、該第二のパッキンに形成された前記流体通路を通過する液体中に、超微細な気泡の形状で混入される装置であり、該気体透過性フィルムが、常態にあっては気体透過性が小さいものの、加圧状態の気体を用いて強制的に気体透過を図ることにより、液中に超微細な気泡を生成し得る構造を有すると共に、帯状の浅溝で構成された前記第二のパッキンの流体通路が狭幅とされて、該流体通路を通過する液体中に超微細な気泡が取り込まれるようになっていることを特徴とする超微細気泡発生装置。
<2> 前記流体通路を延長することを目的として、前記第二のパッキンに対して、蛇行もしくは渦巻き並びに屈曲等の形状からなる流体通路が形成されている上記態様<1>に記載の超微細気泡発生装置。即ち、上記態様<1>に記載の超微細気泡発生装置においては、好ましくは、前記流体通路が、前記第二のパッキンに対して、直線形状を有して設けられる場合よりも延出距離が長くなる、蛇行もしくは渦巻き並びに屈曲等の形状を有して形成されることとなる。
<3> (a)円柱状を呈し、外周面に、液体が流れる流路が軸方向に延びるように設けられると共に、軸方向一端部に、該流路に液体を流入させる流入口と、軸方向他端部に、該流路を流れる流体を該流路から流出させる流出口とが、それぞれ形成され、更に、外周面が気体透過性フィルムにて被覆されて、外周面における該流路の開口部が、該気体透過性フィルムにより塞がれてなる通液体と、(b)両端が開放状態にある筒状体からなり、該筒状体の筒壁部に通気口が設けられると共に、内側に前記通液体が収納され、更に、該通液体の外周面との間に、該通気口を通じて該筒状体の内部に導かれた加圧気体を収容する中空間が形成されたケーシングとを有し、前記通液体の外周面に、前記流路が、螺旋状に延びるように形成されていると共に、前記気体透過性フィルムが、常態にあっては気体透過性が小さいものの、加圧状態の気体を用いて強制的に気体透過を図ることにより、液中に超微細な気泡を生成し得る構造を有していることを特徴とする超微細気泡発生装置。
<4> 前記螺旋状の流路を狭幅として、前記流入口における流量を制限することで、該流入口から流入した液体が該流路を通過する際に、かかる液体の流速を増大させることにより、前記気体透過性フィルムを透過して、液中に発生する気泡の発生過程の初期段階で、該気体透過性フィルムにおける該流路中の液体との界面に成長する気泡を、前記増速された液体の該流路中の流れにて剪断して、液中に、更に超微細化された気泡を生成し得るようになっている上記態様<3>に記載の超微細気泡発生装置。
<5> 前記流入口における液体の流量を制御する流量調節バルブが設けられて、前記流路における液体の流速が制御されるようになっている一方、レギュレータにより、前記通気口を通じて前記中空間に導かれる加圧気体の圧力が制御されるようになっている上記態様<3>又は<4>に記載の超微細気泡発生装置。
<6> 前記気体透過性フィルムが、クレーズが生成されてなる樹脂フィルムにて構成されている上記態様<1>乃至<5>のうちの何れか一つに記載の超微細気泡発生装置。
<7> 水中に配置された状態で、超微細な気泡を発生させて、該超微細気泡を水中に放出し、分散させる超微細気泡発生装置であって、(a)筒壁を貫通して外周面に開口する通気孔を備えた筒状基材の外周面に、高分子樹脂フィルムにクレーズを生成してなる気体透過性フィルムの円筒体が外挿され、更に、該円筒体の外周面上に親水性の不織布層が積層形成されて、該筒状基材の前記通気孔から放出される気体が前記円筒体及び不織布層の通過中に超微細化されて、超微細気泡が形成されるようにした超微細気泡発生筒体と、(b)該超微細気泡発生筒体を、その軸心回りに回転させて、該超微細気泡発生筒体の回転下において、前記不織布層の外周部から前記超微細化された気泡を切り出し、水中に分散させるようにした回転駆動手段と、(c)該回転駆動手段による前記超微細気泡発生筒体の回転下において、前記筒状基材の筒内の空間に、外部から気体を導入する気体導入機構とを有することを特徴とする超微細気泡発生装置。
<8> 前記不織布層が、不織布の円筒体からなり、かかる円筒状不織布層が、前記気体透過性フィルムの円筒体に外挿されている上記態様<7>に記載の超微細気泡発生装置。
<9> 前記超微細気泡発生筒体を水平方向に延びる回転軸回りに回転可能に支持する支持機構が、更に設けられている上記態様<7>又は<8>に記載の超微細気泡発生装置。
<10> 前記不織布層の外周部の全面に、親水性の糸状体が巻き付けられて、該不織布層の全体が、該糸状体にて緊締されている上記態様<7>乃至<9>のうちの何れか一つに記載の超微細気泡発生装置。
<11> 前記気体導入機構の気体を導入する導入口が大気に開放されて、該気体導入機構により、大気が前記筒状基材の筒内の空間に導入されるようになっている上記態様<7>乃至<10>のうちの何れか一つに記載の超微細気泡発生装置。
 前記気体導入機構の気体を導入する導入口が、圧縮空気を供給する圧縮空気供給源に接続されて、該気体導入機構により、圧縮空気が前記筒状基材の筒内の空間に導入されるようになっている上記態様<7>乃至<10>のうちの何れか一つに記載の超微細気泡発生装置。
<13> 一軸回りの回転により水を撹拌する撹拌翼が、前記超微細気泡発生筒体に対して、該超微細気泡発生筒体と一体回転可能に設けられている上記態様<7>乃至<12>のうちの何れか一つに記載の超微細気泡発生装置。
 すなわち、本発明に従う超微細気泡発生装置においては、従来装置とは異なって、複雑な構造となるスクリュー部やカッター部を何等有しておらず、単に、超微細な気泡を発生させ得る気体透過性フィルムを用いて、かかる気体透過性フィルムに気体を透過させることにより、超微細な気泡を発生させ、そして、そのような超微細気泡を液体中に混入乃至は分散させるようにしたものである。
 従って、かくの如き本発明に従う超微細気泡発生装置にあっては、大掛かりな装置を用いることなく、製造コストの低減化を実現可能な簡略な構造により、超微細な気泡を多種の液体中に確実に混入させることができる。その結果、例えば、重油等の油類に超微細気泡を混入乃至は分散させることにより、かかる油類の燃焼効率の改善が有利に図られ得る。また、炭酸ガスの超微細気泡を水に混入乃至は分散させることにより、超微細気泡が混入した炭酸水が得られる。そして、そのような超微細気泡が混入された水等は、水質の浄化、洗浄水、飲料水等に広く活用されるばかりでなく、汚水や排水等の廃液処理においても、微生物の活性化に有効利用され得ることとなる。
 また、本発明に従う超微細気泡発生装置においては、筒状基材の外周面に、気体透過性フィルムと親水性の不織布とが、前者を内側として積層されて、超微細気泡発生筒体が構成されている。これにより、かかる超微細気泡発生筒体にて、超微細化された気泡が形成されるようになっている。
 そして、本発明に係る超微細気泡発生装置では、気体導入機構により、超微細気泡発生筒体における筒状基材の筒内の空間に、外部から気体が導入されつつ、回転駆動手段にて、超微細気泡発生筒体が水中で回転せしめられることにより、不織布層の外周部から超微細化された気泡が切り出されるようにして、水中に分散せしめられるようになっている。それ故、不織布層の外周部から、より超微細化された気泡を発生させることが可能となる。そして、特に、超微細気泡発生筒体が回転せしめられつつ、水中で使用されるところから、例えば水中の微生物や浮遊物等の異物が、不織布層の外周部(表面)に付着したり、不織布層の通孔内に入り込んだりするのを困難と為し得る。また、たとえ、それらの異物が不織布層の外周部に付着したり、通孔内に入り込んだりしたとしても、超微細気泡発生筒体の回転時に生ずる遠心力により、異物が不織布層の外周部や通孔内から有利に除去され得る。このため、超微細気泡発生筒体が水中で長期間使用されていても、常時、不織布層の外周部での通孔の開口面積や通孔内の容積が、十分に且つ安定的に確保され得る。
 従って、かくの如き本発明に従う超微細気泡発生装置にあっては、水中での長期の使用によっても、より超微細な気泡を十分な量において安定的に発生して、水中に放出し、分散させることが出来る。そして、その結果として、超微細気泡の水中への分散によって得られる、例えば魚類や家畜、植物等の活性化や汚水や排水等の浄化等の所望の効果が、より長期に亘って、極めて安定的に発揮され得るのである。
 加えて、本発明に係る超微細気泡発生装置においては、超微細気泡発生筒体の回転によって生ずる遠心力や超微細気泡の吹出し圧力により、筒状基材内部の空間内の気体が、気体透過性フィルムや不織布層のそれぞれの通孔内に吸い上げられるようにして入り込み、不織布層の外周部から超微細気泡となって放出されるようになる。このとき、筒状基材内部の空間内は減圧状態となる。それ故、超微細気泡発生筒体の回転下では、筒状基材内部の空間内に加圧気体等を強制的に送り込むことなしに、例えば、気体導入機構の外部から気体を導入する導入口を大気に開放させておくだけで、筒状基材内部の空間内に気体が、自動的に且つ継続的に導入される。これによって、圧縮空気等の加圧気体を超微細気泡発生筒体内に送り込むための気体供給源やそれに付随する気体供給路等を使用することなしに、超微細気泡を不織布層の外周部から水中に分散させることが出来る。
 従って、このような本発明に従う超微細気泡発生装置にあっては、より簡略且つコンパクトな構造が、更に有利に実現され得ると共に、より超微細な気泡を、より低いコストで水中に分散させることが可能となるのである。
本発明に従う超微細気泡発生装置の一実施形態を示す分解斜視説明図である。 図1に示された超微細気泡発生装置が有するパッキンの別の例を示す斜視説明図である。 図1に示された超微細気泡発生装置が有するパッキンの更に別の例を示す斜視説明図である。 本発明に従う超微細気泡発生装置の別の実施形態を示す図1に対応する図である。 本発明に従う超微細気泡発生装置の他の実施形態を示す軸方向断面説明図である。 図5に示された超微細気泡発生装置が有する通液体の斜視説明図である。 図5に示された超微細気泡発生装置が有する通液体の別の例を示す図6に対応する図である。 本発明に従う超微細気泡発生装置の更に他の実施形態を示す、一部切欠図を含む正面説明図である。 図8に示された超微細気泡発生装置に用いられる超微細気泡発生筒体の軸方向断面図である。 図8のX-X断面における端面拡大説明図である。 本発明に従う超微細気泡発生装置の別の実施形態を示す、図8に対応する図である。 本発明に従う超微細気泡発生装置の更に別の実施形態を示す、図8の部分拡大図に対応する図である。 図12のXIII-XIII断面における端面説明図である。 本発明に従う超微細気泡発生装置の他の実施形態を示す、図8に対応する図である。 本発明に従う超微細気泡発生装置の更に他の実施形態を示す、図8に対応する図である。
 以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。
 先ず、図1には、本発明に従う構造を有する超微細気泡発生装置の一実施形態が、その分解斜視形態において示されている。かかる図1から明らかなように、本実施形態の超微細気泡発生装置は、長手平板状を呈し、長手方向中央部に気体挿気口1が設けられた、第一の部材としての気体供給部材2と、薄肉の長手平板状を呈し、長手方向に延びる流体通路3をそれぞれ備えた、第一のパッキン4及び第二のパッキン5と、気体透過性フィルム6と、長手平板状を呈し、長手方向の両端部に、液体流入口7と液体流出口8とが設けられた、第二の部材としての通液部材9とを、少なくとも有している。
 気体透過性フィルム6の厚さ方向の両側には、第一のパッキン4と第二のパッキン5とが、気体透過性フィルム6を間に挟むように配置されている。そして、それら第一のパッキン4と第二のパッキン5とが、気体透過性フィルム6の両面に対してそれぞれ重ね合わされて、固着されている。
 気体供給部材2は、一方の板面に、長さ方向に延びる凹所10が設けられている。この気体供給部材2が、第一のパッキン4の気体透過性フィルム6との重合せ側とは反対側に配置されている。そして、気体供給部材2が、凹所10の形成側の面において、第一のパッキン4の気体透過性フィルム6との重合せ面とは反対側の面に重ね合わされて、固着されている。このような状態において、気体供給部材2の凹所10が、第一のパッキン4の流体通路3に対応配置されていると共に、気体挿気口1が、第一のパッキン4の流体通路3の長さ方向(延出方向)中央部に向かって開口している。これにより、第一のパッキン4に対する気体供給部材2の重合せ面に、凹所10の内側空間からなる隙間11が形成されている。また、第一のパッキン4の流体通路3が、隙間11と気体挿気口1とを通じて外部に連通している。
 通液部材9は、第二のパッキン5の気体透過性フィルム6との重合せ側とは反対側に配置されている。この通液部材9が、第二のパッキン5の気体透過性フィルム6との重合せ面とは反対側の面に重ね合わされて、固着されている。このような状態において、通液部材9の液体流入口7が、第二のパッキン5の流体通路3の長さ方向(延出方向)一端部に向かって開口している。また、液体流出口8は、第二のパッキン5の流体通路3の長さ方向(延出方向)他端部に向かって開口している。これにより、第二のパッキン5の流体通路3が、その長さ方向の両端部において、液体流入口7と液体流出口8とを通じて外部に連通している。
 気体透過性フィルム6は、所謂クレーズフィルムにて構成されている。このクレーズフィルムは、高分子樹脂フィルムに対してクレージング処理を施すことにより、クレーズを生成して、気体透過性を発現させたものである。このクレーズは、特許第3156058号公報に記載されるものと同様な構造を有している。そしてクレーズフィルムは、一般に撥水性を呈し、気体は透過させるものの、水等の液体やゲル状の溶液は透過させない超微細な連通孔を多数備えた公知の構造を有している。
 このようなクレーズフィルムを構成する高分子樹脂としては、例えば、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、スチレン系樹脂、ポリカーボネート、ハロゲン含有熱可塑性樹脂、ニトリル樹脂等の熱可塑性樹脂等が挙げられる。それら例示された各種の熱可塑性樹脂のそれぞれの具体例としては、特許第3806008号公報等に例示されたものと同様なものを挙げることが出来る。そして、それらの樹脂材料は、それぞれが単独で、或いは2種類以上のものが組み合わされて、クレーズフィルムの形成材料として使用される。なお、クレーズフィルムは、単層のものでも良く、或いは複数の層が積層されてなるものであっても良い。
 ここで用いられるクレーズフィルムの厚さも、特に限定されるものではないものの、一般には0.5~1000μm、好ましくは1~800μm、更に好ましくは2~500μmの範囲内の値とされる。クレーズフィルムのクレーズは、基本的に、高分子樹脂フィルムの分子配向の方向と略平行に延びる縞状を呈し、その幅が、一般には0.5~100μmとされており、好ましくは1~50μmとされている。そして、この縞状クレーズは、フィルムの厚さ方向に貫通しているクレーズ数の割合が、全クレーズ数に対して10%以上であることが好ましく、より好ましくは20%以上、更に好ましくは40%以上である。何故なら、貫通しているクレーズ数の割合が、上記の範囲より小さいと、通気性を十分に確保することが困難となるからである。なお、気体透過性フィルム6を構成するクレーズフィルムのその他の特性やクレーズの構造、及びその生成方法等は、特許第3806008号公報に記載されたものと同様とされている。また、ここで言うクレーズとは、高分子樹脂フィルムの表面に現れる表面クレーズと内部に発生する内部クレーズとを含むものであって、微細なひび状の模様を有する領域を言う。
 気体透過性フィルム6は、上記のようなクレーズフィルムからなるものに何等限定されるものではなく、常態にあっては気体透過性が小さいものの(即ち、大気圧と同程度の圧力の気体に対する透過性が小さいものの)、加圧状態の気体を用いて強制的に気体透過を図ることにより、液中に微細な気泡を生成し得る構造を有するものであれば良い。このような構造を有する気体透過性フィルム6として使用可能なフィルムには、ポリプロピレンと有機フィラーで構成した多孔質フィルム等、ポーラス加工により微細な連通孔が多数設けられてなるフィルムや、微細な連通孔を多数有する多孔質フッ素樹脂材料からなるフィルム等が、例示され得る。
 このように、本実施形態の超微細気泡発生装置は、上記のような構造を有する気体透過性フィルム6の両側に、第一のパッキン4及び気体供給部材2と、第二のパッキン5及び通液部材9とが、それぞれ固着されてなる一体組付品として構成されている。このような超微細気泡発生装置における気体供給部材2の気体挿気口1には、例えば空気や酸素等の気体を加圧状態で送り込むコンプレッサ等の気体圧縮装置に連結された通気管12が、接続されている。
 これにより、通気管12にて送り込まれた所定の加圧気体が、気体挿気口1を通じて、気体供給部材2と第一のパッキン4との間に形成された隙間11と第一のパッキン4に形成された流体通路3に導かれるようになっている。また、流体通路3内に導かれた加圧気体は、気体透過性フィルム6の微細な連通孔(ボイド)を拡張させて、強制的に透過する一方、透過する加圧気体が、微細な連通孔に透過量を制限される。そうして、気体透過性フィルム6を透過した加圧気体が、第二のパッキン5の流体通路3内に、更に導かれるようになる。なお、そのような加圧気体の気体透過性フィルム6への透過に伴って、新たな加圧気体が、通気管12より次々と補充される。そのようにして補充された加圧気体は、隙間11や第一のパッキン4の流体通路3内に収容される。
 一方、通液部材9の液体流入口7には、例えば水や油類等の液体を送り込む流入側通液管13が接続されている。また、通液部材9の液体流出口8には、それらの液体を排出させるための流出側通液管14が接続されている。これにより、流入側通液管13にて送り込まれた所定の液体が、液体流入口7を通じて、第二のパッキン5の流体通路3内に導かれて、かかる流体通路3内を液体流出口8側に向かって流動させられるようになっている。そして、この流体通路3内を流動した液体が、液体流出口8を通じて流出し、更に流出側通液管14とを通じて排出されるようになっている。
 かくして、本実施形態の超微細気泡発生装置にあっては、隙間11と第一のパッキン4に形成された流体通路3に導かれた加圧気体が、微細な連通孔への透過量を制限されながら、気体透過性フィルム6を強制的に透過させられる。そして、気体透過性フィルム6を透過した加圧気体が、第二のパッキン4の流体通路3内を流通する液体中に、超微細な気泡の形状で混入されるようになっているのである。加圧された気体からなる超微細気泡が、液体中に容易に混入されることは、次式より明らかである。
    W=kP
 この式において、Wは液体に溶ける気体の質量、Pは気体の圧力であり、kは比例定数である。上式より、液体に溶ける気体の質量は、気体の圧力に比例することが解る。つまり、気体に液体が溶けるときには、その液体に接触している気体の圧力が高くなる程、多くの気体が液体に溶けることとなるのである。
 また、かかる超微細気泡発生装置では、第一のパッキン4と第二のパッキン5とが、長手の薄肉平板状とされている。このため、それら第一及び第二のパッキン4,5にそれぞれ設けられた流体通路3,3が、何れも、帯状の浅溝形態を有して、構成されている。また、それら各流体通路3,3は、十分に狭い幅を有して、第一及び第二のパッキン4,5の長手方向において直線的に延びるように形成されている。
 このように、超微細気泡が混入されるべき液体が流通する第二のパッキン5の流体通路3が帯状の浅溝で構成されていることによって、単位容積当たりの気体の混入量の増大が効果的に図られている。また、気体が溶解し易い加圧水流が、流体通路3内に形成されて、流体の多くが、気体透過性フィルム6に接触しながら流体通路3内を流通されるようになっている。
 そして、かかる流体通路3が狭幅とされているところから、液体流入口7において、液体の流入領域が制限されるようになる。このため、液体流入口7から流入して、流体通路3内を流通する液体の流速の増大が図られる。これにより、加圧気体の気体透過性フィルム6に対する加圧気体の透過に伴って、液中に発生する気泡の発生過程の初期段階で、気体透過性フィルム6における流体通路3内の液体との界面に成長する気泡が、増速された液体の流体通路3中の流れにて剪断される。そして、その結果、更に超微細化された気泡が、流体通路3内を流動する液体中に確実に生成され得るようになっているのである。
 このような超微細気泡発生装置においては、例えば、液体を水とし、気体を空気とした場合に、20nm~5μm程度の超微細な気泡が容易に生成され得る。そして、そのような超微細気泡が、第二のパッキン5の流体通路3中を流れる水中に、容易に混入され得るようになる。この超微細気泡発生装置にて生成された超微細気泡は、目視できるものでも浮力が小さく、水中を漂う。また、視認できないような超微細気泡は、水に溶け込み、或いは混合されて、水中に滞留する。それ故、本実施形態の超微細気泡発生装置を用いれば、超微細気泡を豊富に含有する気液混合水を容易に且つ確実に生成することができるのである。
 このように、本実施形態の超微細気泡発生装置にあっては、大掛かりな装置を用いることなく、製造コストの低減化を実現可能な簡略な構造により、超微細な気泡を多種の液体中に確実に混入させることが可能となるのである。
 そして、このような超微細気泡発生装置は、医療、農業、水産業、環境、水処理、鉱工業等、マイクロ・ナノバブルが活用される分野において極めて有利に用いられ得る。特に、混気量の豊富な気液混合液が得られるところから、廃水処理や水質浄化等の水処理分野における活用が、大いに期待され得るのである。
 なお、前記実施形態では、超微細気泡が混入されるべき液体が流通する第二のパッキン5の流体通路3が、直線状に延びる形態とされていた。しかしながら、この流体通路3の形状は、何等限定されるものではない。例えば、図2に示されるように、第二のパッキン5の流体通路3を渦巻き形状としたり、或いは図3に示されるように蛇行形状としたり、若しくは図示されてはいないものの、複数箇所で、不規則的に折れ曲がったり湾曲した屈曲乃至湾曲形状としても良い。これによって、一定の面積を有する第二のパッキン5に対して、流体通路3を可及的に長い長さで形成することができる。その結果、流体通路3内を通過する液体中に、超微細気泡を、より多く混入させることができる。また、第二のパッキン5、ひいては超微細気泡発生装置全体の小型化も、有利に実現可能となる。
 また、図4に示されるように、通液部材9の液体流出口8を省略する一方、第二のパッキン5の流体通路3を、液体流入口7との連通側とは反対側において側方に開口させる。そして、そのような流体通路3の側方への開口部を、液体流出口8として構成しても良い。
 次に、図5には、本発明に従う構造を有する超微細気泡発生装置の別の実施形態が、その断面形態において示されている。かかる図5から明らかなように、本実施形態の超微細気泡発生装置は、円柱状の通液体15と、この通液体15を内部に収容する円筒状のケーシング16とを有している。
 より具体的には、図5及び図6に示されるように、通液体15の軸方向一端面には、流入口17が、他端面には、流出口18が、それぞれ、所定深さの穴形態を有して形成されている。流入口17の開口部には、流入側通液管19が接続されている。この流入側通液管19は、水や油類等の液体を送り込むポンプ等の送液装置に連結されており、かかる流入側通液管19上には、流量調節バルブ(図示せず)が設けられている。これにより、加圧状態が制御された液体が、流入側通液管19から流入口17に送り込まれるようになっている。また、流入口17の底部側の内周面部分には、流入側通液路20が複数(ここでは2個)形成されている。それら各流入側通液路20は、流入口17の側壁部を貫通する貫通孔からなり、通液体15の軸方向一端部の外周面において開口している。
 流出口18の開口部には、水や油類等の液体を排出するための流出側通液管21が接続されている。また、流出口18の底部側の内周面部分には、流出側通液路22が複数(ここでは2個)形成されている。それら各流出側通液路22は、流出口18の側壁部を貫通する貫通孔からなり、通液体15の軸方向他端部の外周面において開口している。なお、流出側通液管21は、外側端部が先端に向かって徐々に細径化するノズル形態を有するものであっても良い。
 通液体15の外周面には、液体が流れる凹状流路23が、隔壁24を側壁部として、複数(ここでは2個)形成されている。それら各凹状流路23は、十分に狭い幅と浅い深さとを有している。また、各凹状流路23は、通液体15の周方向に複数周に亘って螺旋を描きながら、通液体15の軸方向に延びる螺旋溝形態を呈している。そして、各凹状流路23の延出方向一端部(通液体15の軸方向一端部)の底面には、流入側通液路20が開口し、また、その他端部(通液体15の軸方向他端部)の底面には、流出側通液路21が開口している。これにより、各凹状流路23が、その延出方向一端部において、流入側通液路20を通じて、流入口17に連通しており、その延出方向他端部において、流出側通液路22を通じて、流出口18に連通している。
 かくして、流入側通液管19から流入口17に供給された液体が、流入側通液路20を通じて、凹状流路23内に導かれるようになっている。そして、そのような液体が、凹状流路23内を流通した後、流出側通液路22から流出口18に導かれ、流出側通液管21を通って排出されるようになっている。このことから明らかなように、本実施形態では、流入側通液路20と流入口17とにて、流路に液体を流入させる流入口が構成され、流出側通液路22と流出口18とにて、流路から液体を流出させる流出口が構成されている。なお、流入口と流出口とが、通液路等を介することなく、流路に対して直接に連通した形態とされていても良い。
 通液体15の外周面には、気体透過性フィルム25が巻き付けられるようにして、配設されている。即ち、気体透過性フィルム25が、通液体15の外周面において開口する凹状流路23の開口部を閉塞するように、隔壁24の先端面に密接する状態で、通液体15の外周面を被覆している。
 この気体透過性フィルム25は、前記実施形態の超微細気泡発生装置に用いられるものと同一の構造を有するものが用いられる。例えば、クレーズフィルムやポーラス加工により微細な連通孔が多数設けられてなるフィルム、微細な連通孔を多数有する多孔質フッ素樹脂材料からなるフィルム等が、使用可能である。ここでは、気体透過性フィルム25として、クレーズフィルムが用いられている。
 通液体15の外周面には、不織布26が、気体透過性フィルム25を更に外側から被覆するように、配置されている。この不織布26は、気体透過性フィルム25が、それに負荷される気圧や液圧により変形したり、通液体15の外周面から剥離したりすることを防止して、気体透過性フィルム25を保護するために使用されるものである。それ故、不織布26は、通気性と整形性とを有する素材であれば、その材質が、特に限定されるものではない。
 また、不織布26の外周面には、糸状線材27が任意の間隔で巻き付けられている。この糸状線材27も、通液体15からの気体透過性フィルム25の剥離を防止するために用いられるものである。それ故、糸状線材27の材質は、特に限定されるものではないものの、耐水性や耐油性に優れたものであることが望ましい。その点からして、糸状線材27としては、釣り糸等が好適に用いられる。なお、図5中、29は、通気体15の外周面と気体透過性フィルム25との間を液密及び気密にシールするシールリングである。
 一方、ケーシング16は、両端が開放状態にある筒状の外郭構成体であって、通液体15よりも一周り大きな大きさを有している。ケーシング16の筒壁部の軸方向中間部には、それを貫通する通気孔28が形成されている。通気孔28には、例えば空気や酸素等の気体を加圧状態で送り込むコンプレッサ等の気体圧縮装置に連結された通気管30が接続されている。図示されてはいないものの、この通気管30上には、レギュレータが設けられている。これによって、通気管30から通気孔28に送り込まれる加圧気体の圧力が制御されるようになっている。
 そして、ケーシング16内には、通液体15が収容されている。このようなケーシング16内への通液体15の収容下において、通液体15の外周面に被覆された気体透過性フィルム25(正確には、不織布26)の外周面と、ケーシング16の内周面との間には、中空間32が形成されている。なお、図5中、33は、通液体15の外周面とケーシング16の内周面との間を液密且つ気密にシールするOリングである。通液体15とケーシング16との間のシール構造、更には通気体15と気体透過性フィルム25との間のシール構造は、何れも、例示のものに、何等限定されるものではない。
 これにより、通気管30にて送り込まれた所定の加圧気体が、通気口28を通じて、ケーシング16内の中空間32に収容されるようになっている。また、この中空間32に収容された加圧空気が、不織布26と気体透過性フィルム25とを、透過量が制限されながら強制的に透過する。そして、前記実施形態の超微細気泡発生装置と同様に、気体透過性フィルム25を透過した加圧空気が、凹状流路23内を流通する液体中に、超微細な気泡の形状で混入されるようになっているのである。この際も、気体透過性フィルム25を透過する気体が加圧されているため、前記実施形態と同様に、超微細気泡が、液体中に、より容易に混入されることとなる。
 また、本実施形態の超微細気泡発生装置では、凹状流路23が十分に浅い深さを有している。これによって、単位容積当たりの気体の混入量の増大が効果的に図られている。また、気体が溶解し易い加圧水流が、凹状流路23内に形成されて、流体の多くが、気体透過性フィルム25に接触しながら凹状流路23内を流通されるようになっている。
 さらに、凹状流路23が十分に狭い幅を有しているところから、流入側通液路20において、液体の流入領域が制限されるようになる。このため、流入側通液路20から流入して、凹状流路23内を流通する液体の流速の増大が図られる。これにより、加圧気体の気体透過性フィルム25に対する加圧気体の透過に伴って、液中に発生する気泡の発生過程の初期段階で、気体透過性フィルム25における凹状流路23中の液体との界面に成長する気泡が、増速された液体の凹状流路23内の流れにて剪断される。そして、その結果、凹状流路23内を流れる液体中に、更に超微細化された気泡が、確実に生成され得るようになっているのである。
 また、凹状流路23が螺旋溝形態とされているため、一定の面積を有する通液体15の外周面に対して、凹状流路23を可及的に長い長さで形成することができる。それによって、凹状流路23内を流れる液体に対して、超微細気泡を、より多く混入させることができる。また、通液体15、ひいては超微細気泡発生装置全体の小型化も、有利に実現可能となる。
 このように、本実施形態の超微細気泡発生装置にあっても、大掛かりな装置を用いることなく、製造コストの低減化を実現可能な簡略な構造により、超微細な気泡を多種の液体中に確実に混入させることが可能となるのである。
 また、本実施形態の超微細気泡発生装置では、流量調節バルブが流入側通液管19上に設けられていると共に、レギュレータが通気管30上設けられて、液体と加圧気体とが、それぞれの圧力が任意に制御された状態で、凹状流路23内に導かれるようになっている。それ故、液体の特質に適した超微細気泡の混入条件が有利に設定され得る。例えば、液体を重油、混入する気体を空気等とした場合、重油は水と比較して粘度の高い流体であるが、流量調節バルブで流量を調節することで、送圧を制御すると共に、レギュレータで気体透過性フィルム25を透過させる空気等の気体の加圧程度を送圧に対して適宜高めに設定することにより、所望の超微細気泡含有液が生成され得ることとなる。
 そして、本実施形態の超微細気泡発生装置も、前記実施形態に係る超微細気泡発生装置と同様に、医療、農業、水産業、環境、水処理、鉱工業等、マイクロ・ナノバブルが活用される分野において極めて有利に用いられ得る。特に、混気量の豊富な気液混合液が得られるところから、廃水処理や水質浄化等の水処理分野における活用が、大いに期待され得るのである。
 なお、前記実施形態では、通液体15の外周面に形成される凹状流路23が、通液体15の周方向に複数周に亘って螺旋を描きながら、通液体15の軸方向に延びる螺旋溝形態とされていた。しかしながら、凹状流路23は、通液体15の外周面に対して螺旋状に延びるように形成されておれば良い。従って、例えば、図7に示されるように、凹状流路23を、通液体15の周方向に1周に満たない螺旋を描く螺旋溝形態において形成することも可能である。
 次に、図8には、本発明に従う構造を有する超微細気泡発生装置の更に別の実施形態が、その正面形態において示されている。かかる図8から明らかなように、本実施形態の超微細気泡発生装置は、超微細気泡発生筒体34と、それを回転可能に支持する支持機構35と、超微細気泡発生筒体34を回転駆動させる、回転駆動手段たる水中モータ36と、超微細気泡発生筒体34の内部に気体を導入するための気体導入機構37とを含んで、構成されている。
 より具体的には、超微細気泡発生筒体34は、図9に示されるように、筒状基材38を有している。この筒状基材38は、樹脂材料を用いて形成された長手円筒状の樹脂成形体からなっている。筒状基材38の形成に用いられる樹脂材料は、特に限定されるものではなく、水中での高速回転に耐え得る剛性を有するものであれば良い。本実施形態では、塩化ビニル樹脂が用いられている。筒状基材38を、樹脂材料以外の材料、例えば金属材料等を用いて形成することも、勿論可能である。
 筒状基材38の外周面の軸方向両側の端部には、所定高さで突出し且つ全周に亘って連続して延びる、半円状の軸方向断面を備えた係合突条39が、それぞれ一つずつ一体形成されている。また、それら各係合突条39の形成部位よりも軸方向内方に位置する部位には、断面矩形の周溝40が、それぞれ一つずつ形成されている。それら各周溝40,40内には、円環状のシールゴム41が、それぞれ嵌め込まれて、収容されている。一方、筒状基材38の軸方向中間部には、その周上の一箇所に、筒壁を貫通して、外周面に開口する通気孔42が、形成されている。この通気孔42は、筒状基材38に複数設けられていても良い。
 このような筒状基材38の軸方向両側の端部には、第一キャップ43と第二キャップ44とが、それぞれ取り付けられている。それら第一及び第二キャップ43,44は、何れも、底部45と筒部46とを一体的に備えた略浅底の有底円筒状の同一形状を有している。第一及び第二キャップ43,44においては、筒部46の開口側の内周面部分に、軸方向外方(筒部の開口方向)に開口する切欠溝47が周設されている。一方、底部45側の内周面部分には、係合溝48が、周設されている。また、各キャップ43,44の底部45の内面の外周部には、円形の環状溝49が形成されている。この環状溝49内には、Oリング50が嵌め込まれて、収容されている。更に、第一キャップ43の底部45の中心部には、内周面に雌ねじ部が形成された貫通孔51が穿設されている。この貫通孔51に対して、連結スリーブ52が、その外周面に設けられた雄ねじ部を貫通孔51の内周面の雌ねじ部に螺合させて、固定されている。
 そして、かかる第一及び第二キャップ43,44が、底部45により筒状基材38の軸方向両側の開口部を閉塞し、且つ筒状基材38の軸方向両側端部に対して、筒部46を外嵌させた状態で、それぞれ取り付けられている。また、そのような取付状態下で、筒状基材38の軸方向両側端部にそれぞれ設けられた係合突条39が、筒部46の係合溝48内に突入して、係合溝48の内側側面に係合している。更に、筒状基材38の軸方向両側の端面が、各キャップ43,44の環状溝49内のOリング50に対して、それぞれ圧接されている。
 これにより、筒状基材38から第一及び第二キャップ43,44が簡単に離脱するのが効果的に阻止されるようになっていると共に、筒状基材38の内孔が、第一及び第二キャップ43,44にて液密及び気密に密閉された内側空間53とされている。そして、かかる内側空間53が、第一キャップ43に設けられる貫通孔51とそれに固定された連結スリーブ52の内孔とにて構成される導入孔54と、筒状基材38の軸方向中間部に設けられた前記通気孔42とのみにおいて、外部に連通している。また、第一及び第二キャップ43,44の各筒部46の切欠溝47の底面が、筒状基材38の軸方向両側端部の各周溝40,40内に嵌め込まれたシールゴム41の外周面に対して、軸直角方向において対向配置されている。
 そして、そのような構造とされた筒状基材38には、気体透過性フィルムを用いて形成されたフィルム円筒体55が、外挿されている。ここでは、フィルム円筒体55を形成する気体透過性フィルムとして、高分子樹脂フィルムに従来と同様にクレーズを生成してなる、所謂クレーズフィルムが用いられている。このクレーズフィルムは、一般に撥水性を呈し、気体は透過させるものの、水等の液体やゲル状の溶液は透過させない超微細な連通孔を多数備えた公知の構造を有している。また、ここで用いられるクレーズフィルムは、前記第一及び第二の実施形態において気体透過性フィルムとして用いられるものと同様な構造を有するものである。
 そして、本実施形態では、上記の如きクレーズフィルムが、例えば、筒状基材38の外周面に対して、端部同士が重なり合うように巻き付けられて、円筒形状とされている。また、そのような状態で、互いに重ね合わされた端部同士が熱溶着等にて接合されることにより、円筒形状に形成されている。そうして、フィルム円筒体55が形成されている。これにより、フィルム円筒体55が、その内周面において、筒状基材38の外周面に密接した状態で、筒状基材38に外挿されているのである。勿論、クレーズフィルムを筒状基材38の外周面に巻き付けた後、互いに重ね合わされた端部同士を接合して、フィルム円筒体55を形成するようにしても良い。
 また、そのようなフィルム円筒体55は、その軸方向長さが、筒状基材38の軸方向両側端部に設けられた係合突条39,39間の軸方向長さに満たない寸法とされている。それによって、筒状基材38に外挿されたフィルム円筒体55の軸方向両側の端部が、筒状基材38の両端部に取り付けられた第一及び第二キャップ43,44の各筒部46の切欠溝47内に突入し、且つフィルム円筒体55の軸方向両側の端部の内周面部分が、筒状基材38の各周溝40,40内に嵌め込まれたシールゴム41,41の外周面に接触して、配置されている。また、筒状基材38の軸方向中間部の筒壁部分を貫通して、筒状基材38の外周面において開口する通気孔42の外周面側開口部が、フィルム円筒体55の軸方向中間部にて覆蓋されている。
 さらに、フィルム円筒体55が外挿された筒状基材38には、親水性を有する不織布を用いて形成された円筒状不織布層56が、フィルム円筒体55の外周面上に積層された状態で、更に外挿されている。この円筒状不織布層56を構成する不織布は、親水性を有するものであれば、その種類が特に限定されるものではない。例えば、パルプを素材に利用したパルプ不織布や、化学繊維を素材に利用した化学繊維不織布、或いはパルプと化学繊維とガラス繊維と金属繊維のうちの2種類以上を組み合わせて素材に利用した複合不織布等が、何れも用いられる。また、素材に化学繊維を利用する場合には、例えば、ポリビニルアルコール、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、アクリル樹脂等からなる化学繊維が用いられる。
 このような不織布が、例えば、筒状基材38に外挿されたフィルム円筒体55の外周面に対して、端部同士が重なり合うように巻き付けられて、円筒形状とされている。また、そのような状態で、互いに重ね合わされた端部同士が熱溶着等にて接合されることにより、円筒形状に形成されている。そうして、円筒状不織布層56が形成されている。また、それによって、かかる円筒状不織布層56が、その内周面において、フィルム円筒体55の外周面に密接した状態で、筒状基材38及びフィルム円筒体55に外挿されている。
 円筒状不織布層56の厚さや軸方向長さは適宜に設定されるところであるが、一般的には、400~470μm程度の厚さとされる。また、ここでは、円筒状不織布層56の軸方向長さが、フィルム円筒体55の軸方向長さと略同じ寸法とされている。それによって、フィルム円筒体55と同様に、円筒状不織布層56の軸方向両側の端部が、筒状基材38の両端部に取り付けられた第一及び第二キャップ43,44の各筒部46の切欠溝47内に突入し、且つ円筒状不織布層56の軸方向両側の端部の内周面部分が、筒状基材38の各周溝40,40内に嵌め込まれたシールゴム41,41の外周面に対して、フィルム円筒体55の軸方向両端部を介して接触配置されている。
 また、筒状基材38に外挿されたフィルム円筒体55に対して更に外挿された円筒状不織布層56の外周部には、その全面に、親水性の糸状体57が巻き付けられている。この糸状体57は、親水性を有し、十分な引っ張り強度を有するものであれば、その材質が、何等限定されるものではない。例えば、絹や、綿、麻等の天然繊維からなるものであっても良く、或いは上記に例示した円筒状不織布層56を構成する化学繊維からなるものであっても良い。それらの中でも、耐薬品性に優れ、生物分解されないポリビニルアルコール繊維が、糸状体57の形成材料として好適に用いられる。また、糸状体57の直径(太さ)も、十分な引っ張り強度が確保され得る程度において、適宜に決定されるところであるが、一般には、その直径が50~500μm程度とされる。
 このような親水性の糸状体57が、円筒状不織布層56の外周部の全面に巻き付けられることにより、円筒状不織布層56の全体が、かかる糸状体57にて、きつく締め付けられる。そうして、円筒状不織布層56を構成する繊維同士が密となって、かかる円筒状不織布層56内の通孔が、より超微細となる。
 なお、糸状体57は、円筒状不織布層56の外周部の全面に巻き付けられていることが望ましいが、場合によっては、円筒状不織布層56に対して部分的に巻き付けられていても良い。また、糸状体57が、円筒状不織布層56に対して、隣り合うもの同士の間に隙間が形成されるように、粗に巻き付けられていても、或いは隣り合うもの同士の間に隙間がないように、密に巻き付けられていても良い。更に、糸状体57が、円筒状不織布層56に対して、二重以上の幾重にも重なるように巻き付けられていても良い。
 本実施形態では、円筒状不織布層56の軸方向両側端部に対して、糸状体57が、隙間無く、密に巻き付けられている一方、それ以外の部分に対しては、粗に巻き付けられている。これによって、フィルム円筒体55と円筒状不織布層56のそれぞれの軸方向両側端部が、筒状基材38の軸方向両側端部に対して強固に固定されて、それらフィルム円筒体55と円筒状不織布層56の筒状基材38からの離脱が阻止されるようになっている。また、それと共に、そのようなフィルム円筒体55と円筒状不織布層56のそれぞれの軸方向両側端部とそれらの軸方向両側端部に巻き付けられた糸状体57部分とが、第一及び第二キャップ43,44の切欠溝47の底面と、シールゴム41の外周面との間で挟圧保持されている。以て、フィルム円筒体55の内周面と筒状基材38の外周面との間における液密性、及びフィルム円筒体55の外周面と円筒状不織布層56の内周面との間における液密性が、それぞれ確保されるようになっている。
 このように、超微細気泡発生筒体50は、筒状基材38に対して、フィルム円筒体55と円筒状不織布層56とが、前者を内側にして積層された状態で外挿されている。そのため、かかる超微細気泡発生筒体34においては、筒状基材38の導入孔54を通じて内側空間53内に導入された気体が、筒状基材38の筒壁を貫通する通気孔42からフィルム円筒体55と円筒状不織布層56とを通過して、円筒状不織布層56の外周面から超微細気泡(50μm以下程度)となって放出されるようになっている。また、ここでは、フィルム円筒体55を形成する気体透過性フィルムが撥水性を有する一方、円筒状不織布層56を形成する不織布が親水性を有するため、フィルム円筒体55を透過して、円筒状不織布層56内に侵入した気泡が、円筒状不織布層56内に入り込んだ水により分断されるような状態となって、より超微細化されるようになっている。しかも、円筒状不織布層56の外周部の全面に、親水性の糸状体57が巻き付けられて、円筒状不織布層56内の通孔がより超微細となっているところから、円筒状不織布層56内に侵入した気泡の更なる超微細化が促進されるようになっているのである。
 一方、図8に示されるように、超微細気泡発生筒体34を回転可能に支持する支持機構35は、ベース板58を有している。このベース板58は、超微細気泡発生筒体34の軸方向長さよりも長く、且つその外径よりも大きな幅を有する長手矩形状のステンレス製やアルミニウム製の金属平板からなっている。また、かかるベース板58の長さ方向の両側の端部には、ベース板58と同一材質の矩形金属平板からなる第一支持板59と第二支持板60とが、ベース板58の長さ方向において互いに対向配置された状態で、溶接等により接合されて、固定されている。
 ベース板58の軸方向中央よりも第一支持板59側に偏倚した位置で、且つ第二支持板60から、超微細気泡発生筒体34の軸方向長さより大きな距離を隔てた位置には、円筒状の支持筒体61が、ベース板58の長さ方向に延びるように配置されている。この支持筒体61は、第一及び第二支持板59,60と同一の材質からなっている。そして、支持筒体61においては、その軸方向両側端部のうちの第一支持板59側に位置する端部に、矩形枠状形態を呈する外フランジ部62を一体的に設けられており、かかる外フランジ部62の下端面において、ベース板58の上面に接合、固定されている。
 そのような支持筒体61の内孔内には、回転体63が、配置されている。この回転体63は、支持筒体61の内径よりも一周り小さな外径と、支持筒体61の軸方向長さよりも大きな軸方向長さとを備えた細長い略円柱状の全体形状を有している。かかる回転体63の内部には、軸方向に延びる連通路64が、回転体63の軸方向中間部の外周面部分と軸方向一方側の端面とにおいてそれぞれ開口して、設けられている。
 そして、この回転体63が、支持筒体61の内孔内に挿入され、且つ連通路64が開口する端面を備えた軸方向一方側の端部を、かかる内孔から軸方向外方に突出させた状態で、配置されている。また、そのような配置状態下で、支持筒体61の内周面に対して、軸方向に互いに離間して固定された二つのベアリング65,65を介して、軸心回りに回転可能に支持されている。
 さらに、そのような回転体63には、二つのベアリング65,65にて支持された部位の間に、ポリテトラフルオロエチレン製の二つのシールリング66,66が、軸方向に間隔を開けて、外挿されている。そして、それら各シールリング66,66が、その内外周面において、回転体63の外周面と支持筒体61の内周面とに摺動可能とされている。これによって、回転体63の外周面と支持筒体61の内周面との間に形成される間隙のうち、二つのシールリング66,66間に挟まれた部分が、外部から密閉された通気部67とされている。そして、回転体63の外周面に開口する連通路64の開口部が、かかる通気部67に向かって開口している。以て、通気部67と連通路64とが相互に連通している。
 また、支持筒体61の内孔からの回転体63の突出部位の先端部には、有底円筒状のクランプ部材68が外挿、固定されている。つまり、このクランプ部材68は、その底部の中心部に中心孔69が穿設されており、この中心孔69を通じて、回転体63の突出部位の先端部が、クランプ部材68内に挿入されている。そして、かかる回転体63の中心孔69への挿通部分が、止めねじ70にて、中心孔69の内周面に固定されているのである。
 一方、第二支持板60の中央部には、それを板厚方向に貫通する挿通孔71が設けられている。この挿通孔71内には、軸部材72が挿通されている。この軸部材72は、高さの低い有底円筒状のクランプ部73と、かかる有底円筒状のクランプ部73の底部外面の中央部に一体的に立設された丸棒状の軸部74とを一体的に有している。
 また、かかる軸部材72のクランプ部73には、四つの撹拌翼75が、一体形成されている。図8及び図10に示されるように、それら四つの撹拌翼75は、それぞれ、クランプ部73の底部外面と筒部外面とに跨って延びる鉤形の平板からなり、クランプ部73の周方向において互いに等距離を隔てた位置に、一体的に立設されている。
 そして、そのような軸部材72が、支持筒体61の内孔に挿入された回転体63と所定距離を隔てて同軸的に配置されている。また、かかる配置下で、軸部材72の軸部74が、第二支持板60の挿通孔71内に、ベアリング76を介して、軸心回りに回転可能な状態で、挿通固定されている。
 そして、本実施形態の超微細気泡発生装置では、前記せる如き構造を有する超微細気泡発生筒体34が、ベース板58上の支持筒体61と第二支持板60との間において、第一キャップ43側の端部を支持筒体61側に位置させ、且つ第二キャップ44側の端部を第二支持板60側に位置させた状態で、支持筒体61と同軸的に延びるように配置されている。また、かかる配置下において、超微細気泡発生筒体34の第二キャップ44が、軸部材72のクランプ部73内に嵌め込まれて、図示しない止めねじにより、かかるクランプ部73に固定されている。一方、超微細気泡発生筒体34の第一キャップ43に固定された連結スリーブ52の先端部が、支持筒体61の内孔内から突出する回転体63の突出部位の先端に固定されたクランプ部材68内に挿入されて、このクランプ部材68に対して、止めねじ77により固定されている。
 かくして、超微細気泡発生筒体34が、ベース板58に固定された支持筒体61と第二支持板60とに支持された状態で、支持筒体61に回転可能に支持された回転体63と共に、その軸心回りに一体回転可能とされているのである。また、そのような超微細気泡発生筒体34の回転体63との一体回転に伴って、軸部材72のクランプ部73に設けられた四つの撹拌翼75も同時に一体回転し得るようになっている。更に、回転体63の連通路64が、連結スリーブ52の内孔と第一キャップ43の貫通孔51とからなる前記導入孔54を通じて、超微細気泡発生筒体34の内側空間53内に連通している。これらのことから明らかなように、本実施形態では、支持機構35が、ベース板58、第二支持板60、軸部材72、支持筒体61、回転体63、及びクランプ部材68を含んで構成されている。
 そして、ここでは、ベース板58に固定された第一支持板59と支持筒体61の外フランジ部62との互いの対向面間に、水中モータ36が、それら第一支持板59と外フランジ部62との間で挟持された状態で固定されている。この水中モータ36は、その駆動軸78の先端部を、支持筒体61の内孔内に突入位置させている。そして、かかる駆動軸78に対して、支持筒体61の内孔内に回転可能に配置された回転体63が、相対回転不能に取り付けられている。これによって、水中モータ36の駆動軸78が、超微細気泡発生筒体34に対して、回転体63を介して一体回転可能に連結されている。以て、水中モータ36の回転駆動により、超微細気泡発生筒体34が、回転体63と共に回転駆動するようになっている。
 また、支持筒体61の筒壁部の軸方向中間部分には、それを貫通する通孔79が設けられている。この通孔79は、支持筒体61の外周面において開口する外側開口部の側が大径とされる一方、支持筒体61の内周面において開口する内側開口の側の小径とされた段付形状を有している。そして、かかる通孔79の大径部内に、略円筒状の接続筒部80が挿入、固定されている。また、この接続筒部80の内孔の外部への開口部には、吸気チューブ81が取り付けられている。この吸気チューブ81は、接続筒部80への接続側とは反対側の開口部が、空気を導入する導入口82とされており、この導入口82が、大気に開放されている。一方、通孔79の小径部は、大径部に挿入、固定された接続筒部80の内孔と連通していると共に、支持筒体61の内孔内に設けられる通気部67に向かって開口している。
 これにより、吸気チューブ81の導入口82から導入された空気(大気)が、吸気チューブ81と接続筒部80の内孔と通孔79を経て、通気部67内に導入され、更に、この通気部67内から、回転体63の連通路64と超微細気泡発生筒体34の導入孔54を通じて、内側空間53内に導入されるようになっている。このことから明らかなように、本実施形態では、気体導入機構37が、吸気チューブ81と接続筒部80と通孔79と回転体63の連通路64と超微細気泡発生筒体34の導入孔54とにて構成されている。
 このような構造を有する本実施形態の超微細気泡発生装置にあっては、例えば、観賞魚用水槽や活魚用生け簀等の水中に酸素等を供給するのに使用される場合において、図8に示されるように、支持機構35に対して、超微細気泡発生筒体34が水平面内の回転軸回りに回転可能に支持される。また、水中モータ36が固定された状態で、ベース板58が、水槽等の底面上に水平に載置される。このとき、吸気チューブ81の接続筒部80への接続側とは反対側の端部が水上に配置されて、その導入口82が、大気中に開放される。
 そして、そのような状態下において、水中モータ36が回転駆動することにより、超微細気泡発生筒体34が高速で回転駆動して、使用されるのである。その際、超微細気泡発生筒体34の第二キャップ44に取り付けられる軸部材72に一体形成された撹拌翼75も、超微細気泡発生筒体34と共に一体回転する。これによって、超微細気泡発生筒体34の周囲の水が、撹拌されるようになる。
 このように、本実施形態の超微細気泡発生装置にあっては、超微細気泡発生筒体34が水中において水平方向に配置された状態で、この超微細気泡発生筒体34の内側空間53内に大気が導入されるようになっている。これにより、内側空間53内の空気が、筒状基材38の通気孔42からフィルム円筒体55と円筒状不織布層56とを通過して、円筒状不織布層56の外周面から、超微細気泡となって水中に放出されて、分散されるようになる。また、前記のように、超微細気泡発生筒体34が、筒状基材38に対して、撥水性のフィルム円筒体55と親水性の円筒状不織布層56とが積層された状態で外挿されて、構成されていることに加えて、円筒状不織布層56の外周面の全面に親水性の糸状体57が巻き付けられていることにより、円筒状不織布層56の外周面から放出される気泡のより一層の超微細化が実現されている。
 そして、特に、本実施形態では、気体導入機構37により、超微細気泡発生筒体34の内側空間53内に外部から空気が導入されつつ、超微細気泡発生筒体34が、水中モータ36にて高速回転するようになっている。これにより、フィルム円筒体55と円筒状不織布層56とを通過してきた気体が、円筒状不織布層56の外周面の通孔の開口部において切り出される。つまり、フィルム円筒体55や円筒状不織布層56に対する気体の透過に伴って液中に発生する気泡の発生過程の初期段階で、円筒状不織布層56の水との界面に成長する気泡が、超微細気泡発生筒体34の高速回転により剪断される。そして、そのような気泡が、円筒状不織布層56の親水機能にて、通孔の開口部から速やかに離脱する。その結果、超微細気泡発生筒体34の円筒状不織布層56の外周面から、超微細気泡が、更に一層超微細化が促進された状態で放出され得ることとなる。
 また、本実施形態の超微細気泡発生装置においては、超微細気泡発生筒体34が高速回転するところから、円筒状不織布層56が親水性で、しかも超微細気泡の放出により、水中の微生物や浮遊物(微生物以外のもの)等の異物が円筒状不織布層56の外周面に寄り集まって、付着することが可及的に防止され得る。そして、たとえ、それらの異物が、円筒状不織布層56の外周面に付着することがあっても、高速回転する超微細気泡発生筒体34の遠心力により、円筒状不織布層56の外周面から効果的に除去され得る。
 それ故、本実施形態では、同じ超微細気泡発生筒体34が水中で長期間使用されていても、円筒状不織布層56の外周面に付着した異物等により、円筒状不織布層56が有する多数の通孔の外周面での開口面積や各通孔内の容積が減少してしまうようなことが、有利に回避され得る。
 従って、かくの如き本実施形態の超微細気泡発生装置にあっては、水中での長期の使用によっても、より超微細な気泡を十分な量において安定的に発生して、水中に放出し、分散させることが出来る。そして、その結果として、かかる超微細気泡発生装置を、観賞魚用水槽や活魚用生け簀等の水中に酸素等を供給するのに使用した際において、水中への酸素補給が、より長期間に亘って、極めて効率的に且つ確実に行われ得るのである。
 また、かかる超微細気泡発生装置は、例えば、家畜、植物等の活性化や汚水や排水等の浄化等を行う装置として利用される場合にあっても、所望の効果が、より長期に亘って、極めて安定的に発揮され得るのである。
 そして、本実施形態の超微細気泡発生装置では、超微細気泡発生筒体34の回転によって生ずる遠心力により、超微細気泡発生筒体34の内側空間53内の空気が、フィルム円筒体55や円筒状不織布層56のそれぞれの通孔内に吸い上げられるようにして入り込んで、内側空間53内が減圧状態となる。このため、吸気チューブ81の導入口82が大気に開放されており、例えば、圧縮空気等を供給するコンプレッサ等の圧縮空気供給源に対して、吸気チューブ81が接続されていないにも拘わらず、超微細気泡発生筒体34の内側空間53内に、空気が継続的に導入されて、円筒状不織布層56の外周面から、超微細気泡が安定的且つ継続的に放出され得る。しかも、従来装置とは異なって、スクリュー部とカッター部の両方を有するような複雑な構造とはされていない。
 従って、このような本実施形態の超微細気泡発生装置にあっては、スクリュー部とカッター部の両方が設けられてはいないだけでなく、圧縮空気供給源等の付属装置が用いられていない分だけ、構造の小型、簡略化が有利に実現され得るのであり、しかも、設置コストとランニングコストの低下が極めて有利に達成され得ることとなるのである。
 なお、上記の如き幾つかの効果を得るには、超微細気泡発生筒体34を、水中で、その軸心回りに回転させることこそが重要で、その回転速度は、特に限定されるものではないが、好ましくは500rpm以上とされ、より好ましくは1000rpm以上とされる。そして、かかる回転速度は、実用上、5000rpm以下程度とされる。それによって、より優れた効果が、更に確実に発揮され得ることとなる。
 また、本実施形態においては、撹拌翼75の超微細気泡発生筒体34との一体回転により、超微細気泡発生筒体34の周囲の水が撹拌されるようになる。そのため、円筒状不織布層56の外周面から放出される超微細気泡が、水中のより広い範囲に亘って、更に一層効率的に分散される。その結果として、水中への超微細気泡の分散により得られる所望の効果が、より高いレベルで、確実に達成され得ることとなる。
 加えて、本実施形態の超微細気泡発生装置では、長手円筒状の超微細気泡発生筒体34が、水中において、支持機構35により水平に延びる回転軸回りに回転可能に支持された状態で配置されるようになっている。これによっても、円筒状不織布層56の外周面から放出される超微細気泡が、水中で効率的に分散され得る。
 以上、本発明の具体的な構成について詳述してきたが、これはあくまでも例示に過ぎないのであって、本発明は、上記の記載によって、何等の制約をも受けるものではない。
 例えば、前記実施形態では、気体導入機構37の吸気チューブ81の導入口82が大気に開放されていた。しかしながら、図11に示されるように、かかる導入口82に対して、コンプレッサ等の圧縮空気供給源83を接続しても良い。これにより、超微細気泡発生筒体34の内側空間53内に、圧縮空気が強制的に導入される。その結果、超微細気泡発生筒体34の非回転状態下でも、円筒状不織布層56の外周面から超微細気泡を確実に且つ安定的に放出させることが出来る。なお、図11に示される本実施形態、更には後述する図12乃至図15に示される幾つかの実施形態においては、前記第一の実施形態と同様な構造とされた部位及び部材について、図8乃至図10と同一の符号を付すことにより、その詳細な説明を省略した。
 また、吸気チューブ81の導入口82が、圧縮空気供給源83に接続されているか、又は大気に開放されているかに拘わらず、超微細気泡発生筒体34の回転は、必ずしも連続的に実施される必要はなく、間欠的に行うようにしても良い。
 さらに、撹拌翼75は、超微細気泡発生筒体34と一体回転して、超微細気泡発生筒体34の周囲の水を撹拌し得るものであれば、その形状や形成位置、形成個数等が、何等限定されるものではない。
 すなわち、例えば、図12及び図13に示されるように、超微細気泡発生筒体34の第二キャップ44に取り付けられる支持機構35の軸部材72のクランプ部73の底部外面に、矩形平板状の撹拌翼75を、複数個(ここでは4個)一体形成しても良い。
 また、図14に示されるように、超微細気泡発生筒体34に対して、長手矩形平板状の撹拌翼75の複数個(ここでは2個)を、第一キャップ43と第二キャップ44との間に架け渡すように設けることも可能である。
 さらに、図15に示されるように、超微細気泡発生筒体34に対して、螺旋状に延びる湾曲板からなる撹拌翼75の複数個(ここでは2個)を、第一キャップ43と第二キャップ44との間に架け渡すように設けることも可能である。
 それら図12乃至図15に示される如き構造をもって撹拌翼75が設けられる、何れの場合にあっても、円筒状不織布層56の外周面から放出される超微細気泡が、水中のより広い範囲に亘って、更に一層効率的に分散される。そして、その結果として、水中への超微細気泡の分散により得られる所望の効果が、より高いレベルで、確実に達成され得る。なお、図8、図12乃至図15に示される撹拌翼75は、その構造の理解を容易と為すために、実際よりも大きなサイズで誇張されて記載されていることが、理解されるべきである。
 超微細気泡発生筒体34を、その軸心回りに回転駆動させる回転駆動手段としては、例示の水中モータ36以外にも、公知の各種の回転駆動機器が適宜に採用され得る。また、かかる回転駆動手段は、超微細気泡発生筒体34を必ずしも自動的に回転させるものである必要はなく、十分な回転速度が得られるのであれば、例えば、ハンドル操作等によって、超微細気泡発生筒体34を手動で回転させるものも、採用され得る。
 気体導入機構37の構造も、超微細気泡発生筒体34の内側空間53内に、気体を外部から導入させ得るものであれば、例示のものに何等限定されるものでないことは、勿論である。
 その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものである。また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもないところである。
 1 気体挿気口            2 気体供給部材
 3 流体通路             4 第一のパッキン
 5 第二のパッキン          6,25 気体透過性フィルム
 7 液体流入口            8 液体流出口
 9 通液部材             15 通液体
 16 ケーシング           17 流入口
 18 流出口             23 凹状流路
 28 通気孔             34 超微細気泡発生筒体
 35 支持機構            36 水中モータ
 37 気体導入機構          38 筒状基材
 42 通気孔             53 内側空間
 54 導入孔             55 フィルム円筒体
 56 円筒状不織布層         57 糸状体
 75 撹拌翼             81 吸気チューブ
 82 導入口             83 圧縮空気供給源
                                                                                

Claims (13)

  1.  気体挿気口を有する第一の部材と、帯状の浅溝で構成された流体通路を有する第一及び第二の一対のパッキンと、気体透過性フィルムと、液体流入口と液体流出口とを有する第二の部材で構成され、中心に配された該気体透過性フィルムの両面に該第一のパッキンと該第二のパッキンとをそれぞれ配すると共に、該第一のパッキンの該気体透過性フィルム側とは反対側に該第一の部材を配し、該第二のパッキンの該気体透過性フィルム側とは反対側に該第二の部材を配する構造とすることにより、該気体挿気口を経て該気体透過性フィルムに送気された加圧状態の気体が、該気体透過性フィルムを透過して、該第二のパッキンに形成された前記流体通路を通過する液体中に、超微細な気泡の形状で混入されるように構成した装置であり、該気体透過性フィルムが、常態にあっては気体透過性が小さいものの、加圧状態の気体を用いて強制的に気体透過を図ることにより、液中に超微細な気泡を生成し得る構造を有すると共に、帯状の浅溝で構成された前記第二のパッキンの流体通路が狭幅とされて、該流体通路を通過する液体中に超微細な気泡が取り込まれるようになっていることを特徴とする超微細気泡発生装置。
  2.  前記流体通路を延長することを目的として、前記第二のパッキンに対して、蛇行形状又は渦巻き形状若しくは屈曲形状等を有する流体通路が形成されている請求項1に記載の超微細気泡発生装置。
  3.  円柱状を呈し、外周面に、液体が流れる流路が軸方向に延びるように設けられると共に、軸方向一端部に、該流路に液体を流入させる流入口と、軸方向他端部に、該流路を流れる流体を該流路から流出させる流出口とが、それぞれ形成され、更に、外周面が気体透過性フィルムにて被覆されて、外周面における該流路の開口部が、該気体透過性フィルムにて塞がれてなる通液体と、
     両端が開放状態にある筒状体からなり、該筒状体の筒壁部に通気口が設けられると共に、内側に前記通液体が収納され、更に、該通液体の外周面との間に、該通気口を通じて該筒状体の内部に導かれた加圧気体を収容する中空間が形成されたケーシングと、
    を有し、前記通液体の外周面に、前記流路が、螺旋状に延びるように形成されていると共に、前記気体透過性フィルムが、常態にあっては気体透過性が小さいものの、加圧状態の気体を用いて強制的に気体透過を図ることにより、液中に超微細な気泡を生成し得る構造を有していることを特徴とする超微細気泡発生装置。
  4.  前記螺旋状の流路を狭幅として、前記流入口における流量を制限することで、該流入口から流入した液体が該流路を通過する際に、かかる液体の流速を増大させることにより、前記気体透過性フィルムを透過して、液中に発生する気泡の発生過程の初期段階で、該気体透過性フィルムにおける該流路中の液体との界面に成長する気泡を、前記増速された液体の該流路中の流れにて剪断して、液中に、更に超微細化された気泡を生成し得るようになっている請求項3に記載の超微細気泡発生装置。
  5.  前記流入口における液体の流量を制御する流量調節バルブが設けられて、前記流路における液体の流速が制御されるようになっている一方、レギュレータにより、前記通気口を通じて前記中空間に導かれる加圧気体の圧力が制御されるようになっている請求項3又は請求項4に記載の超微細気泡発生装置。
  6.  前記気体透過性フィルムが、クレーズが生成されてなる樹脂フィルムにて構成されている請求項1乃至請求項5のうちの何れか1項に記載の超微細気泡発生装置。
  7.  水中に配置された状態で、超微細な気泡を発生させて、該超微細気泡を水中に放出し、分散させる超微細気泡発生装置であって、
     筒壁を貫通して外周面に開口する通気孔を備えた筒状基材の外周面に、高分子樹脂フィルムにクレーズを生成してなる気体透過性フィルムの円筒体が外挿され、更に、該円筒体の外周面上に親水性の不織布層が積層形成されて、該筒状基材の前記通気孔から放出される気体が前記円筒体及び不織布層の通過中に超微細化されて、超微細気泡が形成されるようにした超微細気泡発生筒体と、
     該超微細気泡発生筒体を、その軸心回りに回転させて、該超微細気泡発生筒体の回転下において、前記不織布層の外周部から前記超微細化された気泡を切り出し、水中に分散させるようにした回転駆動手段と、
     該回転駆動手段による前記超微細気泡発生筒体の回転下において、前記筒状基材の筒内の空間に、外部から気体を導入する気体導入機構と、
    を有することを特徴とする超微細気泡発生装置。
  8.  前記不織布層が、不織布の円筒体からなり、かかる円筒状不織布層が、前記気体透過性フィルムの円筒体に外挿されている請求項7に記載の超微細気泡発生装置。
  9.  前記超微細気泡発生筒体を水平方向に延びる回転軸回りに回転可能に支持する支持機構が、更に設けられている請求項7又は請求項8に記載の超微細気泡発生装置。
  10.  前記不織布層の外周部の全面に、親水性の糸状体が巻き付けられて、該不織布層の全体が、該糸状体にて緊締されている請求項7乃至請求項9のうちの何れか1項に記載の超微細気泡発生装置。
  11.  前記気体導入機構の気体を導入する導入口が大気に開放されて、該気体導入機構により、大気が前記筒状基材の筒内の空間に導入されるようになっている請求項7乃至請求項10のうちの何れか1項に記載の超微細気泡発生装置。
  12.  前記気体導入機構の気体を導入する導入口が、圧縮空気を供給する圧縮空気供給源に接続されて、該気体導入機構により、圧縮空気が前記筒状基材の筒内の空間に導入されるようになっている請求項7乃至請求項10のうちの何れか1項に記載の超微細気泡発生装置。
  13.  一軸回りの回転により水を撹拌する撹拌翼が、前記超微細気泡発生筒体に対して、該超微細気泡発生筒体と一体回転可能に設けられている請求項7乃至請求項12のうちの何れか1項に記載の超微細気泡発生装置。
                                                                                    
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