WO2018020701A9 - ナノバブル生成ノズル及びナノバブル生成装置 - Google Patents

ナノバブル生成ノズル及びナノバブル生成装置 Download PDF

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幸弘 土屋
智浩 大田
孝史 後藤
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株式会社カクイチ製作所
株式会社アクアソリューション
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    • B01F2215/0431—Numerical size values, e.g. diameter of a hole or conduit, area, volume, length, width, or ratios thereof

Definitions

  • the present invention relates to a nanobubble generation nozzle and a nanobubble generation device. More specifically, the present invention relates to a nanobubble generation nozzle and a nanobubble generation device for obtaining a liquid containing nanobubbles which are fine bubbles.
  • Nanobubbles Liquids containing fine (also referred to as "micro") air bubbles called nanobubbles are expected to be used in various industrial fields. In recent years, means for generating various nanobubbles have been studied. Nanobubbles generally mean bubbles of less than 1 ⁇ m in diameter. Nozzle structures are being investigated as a representative means for generating nanobubbles. Heretofore, various nozzles for generating nanobubbles have been proposed.
  • Patent Document 1 proposes a nozzle for obtaining a liquid containing fine bubbles from a pressurized liquid obtained by pressure-dissolving a gas.
  • the nozzle includes an upstream tapered portion, an upstream throat portion, an enlarged portion, a downstream tapered portion, and a downstream throat portion.
  • the upstream tapered portion gradually reduces the area of the flow channel from the upstream to the downstream of the nozzle flow channel to which the pressurized liquid is supplied.
  • the upstream throat is connected to the downstream end of the upstream taper.
  • the throat part on the upstream side ejects the fluid flowing from the taper part on the upstream side from the jet outlet on the upstream side.
  • the enlarged portion is connected to the upstream jet.
  • the enlarged portion enlarges the flow passage area.
  • the downstream tapered portion is connected to the downstream end of the enlarged portion.
  • the downstream tapered portion gradually reduces the area of the flow path from the upstream toward the downstream.
  • the downstream throat is connected to the downstream end of the downstream taper.
  • the downstream throat section ejects the fluid flowing from the downstream taper section from the downstream jet port.
  • this nozzle has a configuration in which a plurality of nozzles are connected in series.
  • the structure that gradually reduces the area of the flow path pressurizes the liquid containing the gas to dissolve the gas in the liquid.
  • the structure in which the area of the flow path is expanded releases the gas dissolved in the liquid by ejecting the liquid containing the gas. Fine bubbles, ie, nano bubbles, are generated by such an action.
  • a loop flow type bubble generation nozzle is proposed.
  • This nozzle has a gas-liquid loop flow stirring and mixing chamber, a liquid supply hole, a gas inflow hole, a gas supply chamber, a first ejection hole, and a second ejection hole, and at least one notch is tapered. It is formed at the end of the gas-liquid loop flow type stirring mixing chamber side of the part.
  • the gas-liquid loop flow stirring and mixing chamber is a portion where liquid and gas are stirred and mixed by a loop flow to form a mixed fluid.
  • the liquid supply hole is provided at one end of the gas-liquid loop flow stirring and mixing chamber.
  • the liquid supply hole supplies the pressurized liquid to the gas-liquid loop flow stirring and mixing chamber.
  • the gas inflow hole is a site into which the gas flows.
  • the gas supply chamber is provided on the other end side of the gas-liquid loop flow stirring and mixing chamber.
  • the gas supply chamber circulates the gas flowing in from the gas inflow hole around the central axis of the liquid supply hole, and from the whole or a part of the circumferential direction to the above one end of the gas-liquid loop flow stirring mixing chamber The gas is supplied to the gas-liquid loop flow stirring and mixing chamber.
  • the first ejection hole is provided at the other end of the gas-liquid loop flow stirring and mixing chamber.
  • the first ejection port is aligned with the central axis of the liquid supply port, and is larger than the diameter of the liquid supply port.
  • the first ejection port ejects the mixed fluid from the gas-liquid loop flow stirring / mixing chamber.
  • the second jet holes are provided so as to continuously expand in diameter in the direction of the gas-liquid loop flow stirring and mixing chamber from the first jet holes. This loop flow type bubble generation nozzle is intended to make it possible to improve the bubble generation efficiency more than before, without reducing the bubble generation efficiency even when using a liquid containing an impurity.
  • the micro bubble generation nozzle proposed in Patent Document 1 needs to be configured by connecting a plurality of nozzle portions in series. Therefore, the fine bubble generation nozzle has a long overall length, and it is extremely difficult to form the short length.
  • the purpose of the loop flow type bubble generation nozzle proposed in Patent Document 2 is to prevent the bubble generation efficiency from being lowered even when a liquid containing an impurity is used.
  • the purpose of the loop flow type bubble generation nozzle is to suppress a decrease in the amount of gas supplied from the gas supply chamber due to precipitation or adhesion of sludge or scale made of impurities. Therefore, it is unclear whether the generation efficiency of nanobubbles can be improved when nanobubbles are generated using a liquid that does not contain impurities.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object thereof is to provide a nanobubble generating nozzle and a nanobubble generating device capable of generating nanobubbles in a compact structure with a short overall length. .
  • a nanobubble generation nozzle comprising a nanobubble generation structure for generating nanobubbles of the gas between the introduction part and the ejection part, wherein the nanobubble generation structure is an axis of the nanobubble generation nozzle.
  • a plurality of flow paths having different cross-sectional areas in the direction are arranged.
  • the present invention includes a plurality of flow paths having different cross-sectional areas in the axial direction of the nanobubble generation nozzle. Therefore, the pressure and release of the air bubbles are repeated according to the principle of the pressure dissolution method. Specifically, each time the liquid containing air bubbles passes through each flow path, the air bubbles are pressurized and dissolved in the liquid. In addition, the liquid contained in the liquid is refined by releasing the liquid that has flowed out of the flow path after passing through the flow path. Repeating this action produces nanobubbles.
  • the flow paths for pressurizing and dissolving the bubbles in the liquid are provided at a plurality of positions in the axial direction of the nanobubble generation nozzle inside one nozzle, the plurality of nozzles should be connected in series. Is unnecessary. Therefore, the nozzle can be configured compactly.
  • the flow paths adjacent in the axial direction of the nanobubble generation nozzle are provided at different positions in the radial direction of the nanobubble generation nozzle.
  • each flow path is arrange
  • the flow paths connected inside the nanobubble generation nozzle pressurize the bubbles contained in the liquid for each flow path and dissolve them in the liquid. Also, after being dissolved, the gas allows the liquid containing the liquid to flow out of the channel and release.
  • these actions can be independently provided, and nanobubbles can be generated for each flow path.
  • the plurality of flow paths are arranged in the axial direction of the nanobubble generation nozzle as three flow paths having different cross-sectional areas, and the upstream first flow path is the nanobubble generation nozzle
  • the second flow path located at the radial center and located at the middle position is located outside the radial center of the nano bubble generation nozzle, and the third flow path on the downstream side is located radially of the nano bubble generation nozzle It is centrally located.
  • nano bubbles can be generated for each of the first to third flow channels.
  • At least one place between the plurality of flow paths has a turbulent flow formation portion that makes the flow of the mixed fluid be a turbulent flow.
  • the turbulent flow forming portion is provided, and the turbulent flow forming portion makes the flow of the liquid containing bubbles into a turbulent flow, so that the shearing force acts on the liquid containing the bubbles. Therefore, the bubbles contained in the liquid flowing through the turbulent flow forming portion are miniaturized to generate nanobubbles.
  • the turbulent flow formation portion may be configured such that, on the downstream side of the outlet of the first flow path, the mixed fluid that has flowed out of the first flow path in the radial direction of the nanobubble generation nozzle It has a diffusion part to diffuse radially outward, and the mixed fluid diffused by the pre-diffusion part is returned to the first flow path side in the axial direction of the nano bubble generation nozzle at the entrance of the second flow path It is placed in position.
  • the turbulent flow forming portion is configured as described above, the liquid flowing out of the first flow path is diffused outward in the radial direction by the diffusion portion. Thereafter, the liquid is once returned to the first channel side, that is, the upstream side, and then allowed to flow into the second channel. Therefore, turbulent flow can be formed in the process of returning the liquid upstream. Therefore, air bubbles can be made minute by applying a shear force to the liquid containing air bubbles between the first flow path and the second flow path.
  • the circuit in which the liquid flows can be a closed loop circuit.
  • the above-described nanobubble generation nozzle included in the closed loop circuit can repeatedly generate nanobubbles and store the liquid containing nanobubbles in the liquid storage tank in order to generate the liquid containing the nanobubbles.
  • a bypass flow path is provided to communicate.
  • the bypass flow channel is provided as described above, by flowing the mixed fluid in the bypass flow channel, the pressure between the pump and the nano bubble generation nozzle is prevented from being unnecessarily increased. .
  • the flow rate of the mixed fluid flowing in the closed loop circuit can be increased, and the closed loop circuit can be sufficiently entrained in gas.
  • the bypass flow channel can be closed to increase the pressure of pump delivery to send the mixed fluid to the nano bubble generation nozzle. As a result, nanobubbles can be generated from the bubbles contained in the mixed fluid.
  • the present invention as in the prior art, it is not necessary to connect a plurality of nozzles in series, and a nanobubble generation nozzle can be configured with only one nozzle. Therefore, the nano bubble generation nozzle can be made compact. Moreover, since the nano bubble generation device is configured using this nano bubble generation nozzle, the structure of the device can be simplified.
  • FIG. 1 It is a longitudinal section showing one embodiment of a nano bubble generation nozzle concerning the present invention. It is explanatory drawing for demonstrating an effect
  • the nanobubble generation nozzle 1 is, as shown in FIG. 1, an introduction part 11 for introducing a mixed fluid of liquid and gas into the inside and an ejection part for delivering a mixed fluid containing fine bubbles (nanobubbles) It has 35 and. Moreover, between the introduction part 11 and the ejection part 35, the nano bubble generation structure part 5 for generating a nano bubble is provided.
  • the nanobubble generation structure unit 5 includes a plurality of flow paths 15, 28, 36 having different cross-sectional areas in which a mixed fluid of liquid and gas is passed in the axial direction of the nanobubble generation nozzle 1. In other words, the plurality of flow paths 15, 28, 36 are arranged in a plurality of stages in the axial direction of the nanobubble generation nozzle 1, and the cross-sectional areas of the flow paths 15, 28, 36 differ from stage to stage .
  • a gas is one of the states of matter, does not have a fixed shape and volume, and means a state in which the flow is free and the volume is easily changed by increasing or decreasing the pressure.
  • the gas is a substance before it is changed to a bubble described later.
  • a bubble means a spherical thing contained in a liquid, and is a substance whose volume is smaller than said gas.
  • the nano bubble means a fine (fine) one having a very small diameter of the sphere among the bubbles.
  • Nanobubbles specifically mean air bubbles whose diameter is smaller than 1 ⁇ m.
  • the nanobubbles are kept in the liquid for a long time (about several months).
  • the nanobubbles are different from microbubbles in which the diameter of the bubble is 1 ⁇ m or more and 1 mm or less and which disappears from the liquid as time passes.
  • the nanobubble generating apparatus 100 includes a gas introducing unit 120, a pump 130, a nanobubble generating nozzle 1, a liquid storage tank 150, and a return path 160.
  • the gas introducing unit 120 is a component for introducing a gas into the flow unit 170 for flowing a liquid.
  • the pump 130 delivers a mixed fluid of gas and liquid that has flowed from the inside of the flow section 170.
  • generation nozzle 1 introduces the mixed fluid sent out by the pump 130, and has obtained the mixed fluid containing nano bubbles.
  • the liquid storage tank 150 stores a mixed fluid containing nanobubbles. Then, the return path 160 returns the mixed fluid stored in the liquid storage tank 150 to the circulation unit 170.
  • generation apparatus 100 is shown in FIG. 1 mentioned above.
  • generation nozzle 1 which concerns on this invention, it becomes unnecessary to connect several nozzles in series like before, and it becomes possible to comprise a nano bubble production
  • FIG. 1 shows an example of the configuration of the nanobubble generation nozzle 1.
  • generation nozzle 1 of the example shown in FIG. 1 is mainly comprised by three components. Concretely, the nano bubble production
  • the introducing part structure 10 is provided with an introducing port for introducing a mixed fluid of liquid and gas inside.
  • the ejection part structure 30 is provided with the ejection port which ejects the mixed fluid in which the nano bubble was contained.
  • the middle part construction 20 is sandwiched by these two constructions 10, 30.
  • the nanobubble generation nozzle 1 arranges a plurality of flow paths 15, 28 and 36 having mutually different cross sectional areas in the axial direction of the nanobubble generation nozzle 1 by combining these three components. Further, in each of the flow paths 15, 28 and 36, the flow paths 15, 28 and 36 axially adjacent to each other are respectively formed at different radial positions in the nanobubble generation nozzle 1.
  • the flow paths 15, 28 and 36 are divided into three different positions in the axial direction of the nanobubble generation nozzle 1.
  • the first flow path 15 on the upstream side is formed at the radial center of the nanobubble generation nozzle 1
  • the second flow path 28 at the intermediate position is formed outside the radial center of the nanobubble generation nozzle 1.
  • the third flow path 36 on the downstream side is formed at the radial center of the nanobubble generation nozzle 1.
  • the cross-sectional areas of the cross sections of these flow paths 15, 28, 36 are different from each other.
  • the nanobubble generation nozzle 1 is provided with a turbulent flow formation portion 70 that makes the flow of the mixed fluid of liquid and gas a turbulent flow at at least one place between the flow paths 15, 28, 36.
  • the introduction part structure 10 is a component forming the upstream side of the nanobubble generation nozzle 1.
  • the introducing part structure 10 includes an introducing port for introducing a mixed fluid of liquid and gas into the inside thereof.
  • the introducing portion structure 10 is configured of a main body portion 12 and an introducing portion 11 which protrudes from an end face of the main body portion 12.
  • the main body portion 12 has an outer shape in which two cylindrical portions having different diameters are axially stacked.
  • the small diameter portion 13 is upstream and the large diameter portion 14 is downstream.
  • a first flow path 15 and a portion (a tapered portion 16) having a tapered inner surface which forms a part of the turbulent flow forming portion 70 are formed inside the main body portion 12.
  • a straight portion 17 is formed on the downstream side of the large diameter portion 14.
  • the straight portion 17 is a portion for fitting the middle portion structure 20 inside the large diameter portion 14.
  • the introduction portion 11 is formed to be smaller in diameter than the small diameter portion 13 and protrudes outward from the end face of the small diameter portion 13.
  • the introduction portion 11 is a portion for introducing the mixed fluid of liquid and gas sent out by the pump 130 into the interior of the nanobubble generation nozzle 1.
  • the introduction portion 11 has a tubular shape, and protrudes in the axial direction of the nanobubble generation nozzle 1 from the end face of the portion 13 with a small diameter.
  • An introduction passage 11 a is formed inside the introduction portion 11 and guides the mixed fluid to the inside.
  • a pipe or hose 140 connected to the pump 130 is connected to the introduction portion 11.
  • a first flow passage 15 is formed inside the small diameter portion 13.
  • the first flow passage 15 extends axially at the radial center of the small diameter portion 13.
  • the first flow passage 15 is formed to have a smaller inner diameter than the introduction passage 11 a.
  • the inner diameter of the flow path 15 may be 5 mm or more and 10 mm or less.
  • the internal diameter of the 1st flow path 15 is formed in 5 mm.
  • the first flow path 15 has a function of changing a gas into small bubbles (nano bubbles) by causing a mixed fluid of a liquid and a gas to pass therethrough, and causing the liquid to include the nano bubbles. That is, when the mixed fluid passes through the first flow path 15, the first flow path 15 pressurizes the gas contained in the mixed fluid and dissolves it in the liquid, and passes the first flow path to the first flow path Release the mixed fluid when flowing out of the The first flow path 15 converts the gas contained in the mixed fluid into nano bubbles of minute bubbles by this action.
  • the large diameter portion 14 is formed with a recessed portion that is recessed toward the introduction portion 11 from the end surface on the intermediate portion structure 20 side (downstream side) of the introduction portion structure 10.
  • the inner surface of the recess is constituted by the straight portion 17 and the tapered portion 16.
  • the straight portion 17 extends straight in parallel with the axial direction.
  • the tapered portion 16 is tapered from the middle structure 20 side (downstream side) to the first flow path 15 side (upstream side).
  • the straight portion 17 is formed in a region that occupies the middle portion structure 20 side (downstream side) in the recess.
  • the straight portion 17 is a portion to be fitted to the intermediate portion structure 20 when combining the three structures.
  • the tapered portion 16 is formed at the back of the recess, that is, on the first flow path 15 side (upstream side). As described above, the tapered portion 16 is formed to be tapered from the side of the intermediate structure 20 (downstream side) to the side of the first flow path 15 (upstream side). In other words, the tapered portion 16 has a shape that spreads radially outward as it goes from the first flow path 15 side (upstream side) to the downstream side.
  • the tapered portion 16 is connected to the first flow path 15 at the deepest position of the tapered portion 16, that is, the portion closest to the first flow path 15. Therefore, the mixed fluid that has flowed out of the first flow path 15 is configured to be able to flow toward the center or radially outward.
  • the intermediate portion structure 20 is a component having an overall disk shape or a substantially disk shape.
  • the intermediate portion structure 20 is sandwiched between the introduction portion structure 10 and the ejection portion structure 30 described later.
  • Conical protrusions 21 and 29 are respectively formed on both sides in the thickness direction at the central portion in the radial direction of the intermediate portion structure 20.
  • the conical first projecting portion 21 formed on the side of the introducing portion structure 10 (upstream side) forms a part of the turbulent flow forming portion 70.
  • the conical second projecting portion 29 formed on the ejection portion forming body 30 side (downstream side) has a function of a guiding passage for guiding the mixed fluid to the third flow passage 36.
  • a ring-shaped protruding portion 22 is formed at the radially outer portion so as to protrude toward the introducing portion structure 10 side (upstream side).
  • the ring-shaped protrusion 22 is formed over the entire circumference of the intermediate portion structure 20 and has a ring shape.
  • the second flow passage 28 is formed in the ring-shaped protrusion 22.
  • the first protrusion 21 constitutes a part of the turbulent flow forming portion 70.
  • the first protrusion 21 is formed in a conical shape, and the position of the tip corresponds to the center of the first flow path 15.
  • the first projecting portion 21 radially flows the mixed fluid flowing out of the first flow passage 15 from the radial center toward the outside. That is, it has a function of flowing the mixed fluid that has flowed out of the first flow path 15 in the direction in which the second flow path 28 is disposed.
  • the second flow passage 28 is formed at the position of the ring-like protrusion 22 as described above.
  • a plurality of second flow paths 28 are formed at equal intervals in the circumferential direction at the position of the ring-like protrusion 22.
  • the inner diameter of the second flow passage 28 is smaller than the inner diameter of the first flow passage 15. Further, the total of the cross-sectional areas of the cross sections of the plurality of second flow channels 28 is formed to be smaller than the cross-sectional area of the cross section of the first flow channel 15.
  • the inner diameter of the second flow passage 28 is set in accordance with the number of the second flow passages 28. That is, when the number of the second flow paths 28 is large, the inner diameter of the second flow path 28 is small, and when the number is small, the inner diameter of the second flow path 28 is large.
  • the second flow path 28 may be formed at four places from four places in the circumferential direction, and in this case, the inner diameter may be formed at 1 mm or more and 2 mm or less.
  • generation nozzle 1 of the example shown in FIG. 1 has provided the 2nd flow path 28 whose internal diameter is 1 mm in 16 places of the circumferential direction.
  • the second flow passage 28 is formed in the ring-shaped projecting portion 22, as shown in FIG. 1, the inlet is located closer to the introduction portion constituting body 10 side (upstream side) than the end surface 23. Therefore, the mixed fluid flows out of the first flow path 15 and flows radially as it extends by the first protrusion 21. Then, the mixed fluid collides with the inner wall of the ring-like protrusion 22 and once reverses toward the upstream side. The mixed fluid then becomes turbulent. Then, the mixed fluid flowing in a turbulent flow flows into the inside from the inlet of the second flow passage 28 located on the introduction structure 10 side (upstream side) of the end face 23.
  • the second flow path 28 has a function of converting the gas contained in the mixed fluid flowing therein and the bubbles having a large diameter into smaller bubbles. That is, the large diameter air bubbles formed in the first flow path 15 and the gas not changed into the air bubbles are further pressurized and dissolved in the liquid when passing through the second flow path 28. In addition, the liquid in which the gas is dissolved is changed to a small-diameter air bubble by flowing out of the second flow path 28 and being released after passing through the second flow path 28.
  • the second protrusion 29 is formed in a conical shape that is tapered toward the ejection portion structure 30.
  • the second projecting portion 29 has a function of a flow passage for guiding the mixed fluid flowing out of the second flow passage 28 to the third flow passage 36.
  • a flange portion 27 which protrudes outward is formed at the center of the axial direction on the outer peripheral portion of the intermediate portion structure 20. Further, in the outer peripheral portion, seal grooves 24 are formed over the entire periphery at portions on both sides sandwiching the flange portion 27 therebetween. An O-ring 50 is fitted in the seal groove 24.
  • the ejection part construction 30 is a construction for ejecting the mixed fluid containing nanobubbles from the nanobubble generation nozzle 1 to the outside.
  • the ejection part structure 30 is provided with the ejection port which ejects the mixed fluid in which the nano bubble was contained.
  • the ejection portion structure 30 includes a main body portion 31 and a flange portion 32.
  • the ejection part structure 30 includes a third flow path 36.
  • the main body portion 31 is a portion whose outer shape is cylindrical or substantially cylindrical.
  • the main body portion 31 has a recess which is recessed from one end side to the other end side in the axial direction.
  • the recess has a portion (straight portion 33) for fitting the ejection portion structure 30 to the intermediate portion structure 20, and a portion (taper portion 34) for forming a flow passage through which the mixed fluid containing nanobubbles flows. have.
  • the recess is constituted by the straight portion 33 and the tapered portion 34.
  • the straight portion 33 extends straight from one end to the other end.
  • the tapered portion 34 tapers from the deepest position of the straight portion 33 toward the other end.
  • the straight portion 33 is a portion for fitting the ejection portion structure 30 to the intermediate portion structure 20, and the tapered portion 34 is a portion for forming a liquid flow path.
  • the 3rd flow path 36 formed in the center part of radial direction is provided in the site
  • the third flow passage 36 communicates the deepest position of the tapered portion 34 forming the recess with the end surface 37 of the ejection portion forming body 30 itself.
  • the third flow passage 36 is formed to have an inner diameter of 3 mm or more and 4 mm or less.
  • the lower limit value of the inner diameter of the third flow path 36 is important, and if it is smaller than 3 mm, the pressure of the liquid may be unnecessarily increased, which may inhibit the formation of nanobubbles. Therefore, the inner diameter of the third flow passage 36 is desirably 3 mm or more.
  • the ratio of the cross-sectional area of a 1st flow path, a 2nd flow path, and a 3rd flow path is explained.
  • the flange portion 32 protrudes outward in the radial direction from the main body portion 31 on one end side of the main body portion 12.
  • the flange portion 32 is a portion used when combining the introducing portion forming body 10, the intermediate portion forming body 20, and the ejection portion forming body 30, which are three forming bodies. Specifically, the three constructions are combined using a bolt 60.
  • the flange portion 32 is formed with a plurality of holes, and the bolts 60 are passed through these holes to combine the three structures.
  • generation nozzle 1 of the example shown in FIG. 1 is equipped with the holder 40 other than the introducer part structure 10, the intermediate part structure 20, and the ejection part structure 30 mentioned above.
  • This holder 40 is a member used when combining three structures.
  • the holder 40 has an annular shape, and holes are formed at a plurality of locations in the circumferential direction.
  • the number of holes is the same as the number of holes formed in the flange portion 32 of the ejection portion structure 30.
  • a bolt 60 is passed through this hole.
  • the nanobubble generation nozzle 1 is configured of the introduction portion structure 10, the intermediate portion structure 20, the ejection portion structure 30, and the holder 40.
  • the nano bubble generation nozzle 1 is assembled as follows.
  • the straight portion 17 of the introduction portion structure 10 is fitted to the portion 25 of the outer peripheral surface on the upstream side of the flange portion 27 formed on the outer peripheral surface of the intermediate portion structure 20. Further, the straight portion 33 of the ejection portion structure 30 is fitted to the portion 26 of the outer peripheral surface on the downstream side of the flange portion formed on the outer peripheral surface of the intermediate portion structure 20.
  • a seal groove 24 is formed on the outer peripheral surface of the intermediate portion structure 20, and an O-ring 50 is fitted in the seal groove 24. Therefore, when the straight portion 17 of the introduction portion structure 10 and the straight portion 33 of the ejection portion structure 30 are respectively fitted into the portions 25 and 26 of the outer peripheral surface of the middle portion structure 20, the middle portion structure 20 and the introduction portion The mating surface with the structure 10 and the mating surface between the intermediate portion structure 20 and the ejection portion structure 30 are sealed by an O-ring 50. As a result, when the liquid flows into the inside of the nano bubble generation nozzle 1, the liquid inside is prevented from leaking out from the respective mating surfaces.
  • the holder 40 is then fitted into the small diameter portion 13 of the introducer assembly 10.
  • the downstream surface of the inserted holder 40 is abutted against the end face of the cylindrical portion 13 having a small diameter.
  • the bolt 60 is passed through the hole formed in the holder 40 and the hole formed in the flange portion 32 of the ejection portion structure 30.
  • An internal thread is formed in the hole formed in the flange portion 32, and the tip of the bolt 60 is tightened into the internal thread.
  • generation nozzle 1 is assembled through the procedure demonstrated above.
  • the introducing unit 11 introduces a mixed fluid of liquid and gas into the inside of the nanobubble generation nozzle 1. Specifically, the introduction unit 11 guides the mixed fluid to the first flow passage 15 through the introduction passage 11 a of the introduction unit 11 and the mixed fluid supplied by the hose and the piping connected thereto.
  • the first flow path 15 pressurizes and dissolves the gas contained in the mixed fluid that has flowed into the interior thereof into a liquid, and releases the mixed fluid that has flowed out of the first flow path 15. Therefore, in the first flow path 15, the gas flowing into the inside thereof changes into small bubbles. Then, the first flow path 15 causes the mixed fluid containing small bubbles to flow out to the turbulent flow forming unit 70.
  • the turbulent flow forming portion 70 radially diffuses the mixed fluid that has flowed in from the radial center toward the outside at the first projecting portion 21.
  • the conical first protrusion 21 flows the mixed fluid that has flowed in from the tip side along the circumferential surface, and changes the flow direction from the center side in the radial direction to the outside.
  • the first protrusion 21 causes the mixed fluid, which has flowed along the circumferential surface, to flow further outward.
  • the inlet of the second flow passage 28 formed in the ring-like protrusion 22 is formed closer to the introduction structure 10 than the end face 23 of the intermediate structure 20 (upstream). Therefore, the mixed fluid flowing through the end face 23 of the intermediate structure 20 is prevented from flowing directly into the second flow passage 28.
  • the inner wall surface of the ring-shaped protrusion 22 causes the mixed fluid that has flowed along the peripheral surface of the first protrusion 21 and the peripheral surface of the end surface 23 to collide, thereby setting the direction of the liquid flow to the first channel 15. Change to the side. And the space part enclosed by the taper part 16 of the introductory part structure 10 and the intermediate part structure 20 disturbs the flow of mixed fluid, and generates a turbulent flow.
  • the turbulent flow forming unit 70 causes the flow of the mixed fluid containing the air bubbles to be a turbulent flow, and thus exerts a shearing force on the gas contained in the mixed fluid and the large diameter air bubbles. Therefore, also in the turbulent flow forming portion 70, a bubble having a small diameter is generated.
  • the second flow path 28 formed in the ring-like protrusion 22 allows the mixed fluid in a turbulent flow in the space portion surrounded by the tapered portion 16 of the introduction portion structure 10 and the intermediate portion structure 20.
  • the mixed fluid that has flowed into the second flow path 28 passes through the second flow path 28 and flows out to the ejection portion constituting body 30 side (downstream side).
  • the second flow path 28 pressurizes the gas and the large-diameter bubble and dissolves the gas and the large-diameter bubble while the mixed fluid including the gas and the large-diameter bubble flows therethrough.
  • the second flow passage 28 is formed such that the inner diameter of each one is smaller than the inner diameter of the first flow passage 15, and the total cross-sectional area of the cross sections of the second flow passage 28 is the first flow passage 15. It is formed smaller than the cross-sectional area of the cross section of. The liquid in which the gas is dissolved is discharged and released after passing through the second flow passage 28 having such a small cross-sectional area, so that a bubble having a diameter smaller than that of the first flow passage is generated.
  • a space portion formed by the tapered portion 34 of the ejection portion structure 30 and the intermediate portion structure 20 functions as a flow path for guiding the mixed fluid flowing out of the second flow path 28 to the third flow path 36. That is, the mixed fluid that has flowed out of the second flow path 28 flows along the flow path formed by the peripheral surface of the second protrusion of the intermediate portion structure 20 and the inner surface of the tapered portion 34 of the ejection portion structure 30. , To the inlet of the third flow passage 36 located at the radial center.
  • the third flow path 36 functions as a jet portion 35 which jets the mixed fluid containing gas and air bubbles having a large diameter and is discharged to the outside of the nano bubble generation nozzle 1. Similar to the first and second channels 15 and 28, the third channel 36 pressurizes gas or gas bubbles having a large diameter and dissolves the liquid in the liquid, and after passing through the third channel, the third channel 36 is jetted from the nanobubble generation nozzle 1 And release. Therefore, the third flow path 36 generates nano bubbles which are air bubbles of a minute diameter. Moreover, the cross-sectional area of the cross section of the third flow passage 36 is smaller than the sum of the cross-sectional areas of the cross sections of the second flow passage 28.
  • the third flow path 36 appropriately pressurizes the mixed fluid passing therethrough, and raises the pressure of the mixed fluid passing therethrough.
  • the gas contained in the mixed fluid and the gas bubbles having a large diameter are appropriately pressurized and dissolved in the liquid.
  • the third flow path 36 raises the pressure of the mixed fluid, the mixed fluid is jetted from the nanobubble generation nozzle 1 at a predetermined flow rate by giving a suitable flow rate to the mixed fluid.
  • the first flow path and the second flow path are formed at different positions in the radial direction of the nanobubble generation nozzle.
  • the second flow path and the third flow path are also arranged at different positions in the radial direction.
  • the flow paths are connected to each other in the internal space of the nanobubble generation nozzle. Therefore, each flow path is pressurized and dissolved in the liquid for each flow path with respect to the gas contained in the liquid and the bubbles having a large diameter.
  • nano bubbles are reliably formed in each flow path.
  • the axial dimension is shortened as compared to the case where the respective channels are formed at the same position in the radial direction. Can.
  • the nano bubble generation nozzle 1 can be formed compactly.
  • the inner diameters of the first flow passage located on the upstream side and the third flow passage located on the downstream side are greater than the inner diameter of the second flow passage located in the middle portion It is formed large.
  • the 1st channel and the 3rd channel are constituted by one hole, and the 2nd flow is constituted by a plurality of holes.
  • the nanobubble generation nozzle 1 reliably generates nanobubbles by pressurizing the mixed fluid of liquid and gas and then ejecting and releasing the mixed fluid.
  • the nanobubble generating apparatus 100 includes a closed loop circuit that circulates a mixed fluid containing gas nanobubbles.
  • the closed loop circuit includes a gas inlet 120, a pump 130, a nanobubble generation nozzle 1, a liquid reservoir 150, and a return path 160.
  • the gas introducing unit 120 is a component for introducing a gas into the flowing unit 170 in which the liquid flows.
  • the pump 130 delivers a mixed fluid of gas and liquid to the next nanobubble generation nozzle 1.
  • the nanobubble generation nozzle 1 introduces the mixed fluid sent out by the pump 130 and generates a mixed fluid containing gas nanobubbles.
  • the liquid storage tank 150 is a component for storing a mixed fluid containing nanobubbles.
  • the return path 160 returns the mixed fluid stored in the liquid storage tank 150 to the flow part 170 described above.
  • the above-described nanobubble generation nozzle 1 uses the nanobubble generation nozzle 1 according to the present invention described above.
  • the configuration of the nano bubble generation nozzle 1 has already been described, and thus the description thereof is omitted here.
  • the nanobubble generating apparatus 100 is provided with a bypass channel 180 branched from the hose or the pipe 140 and connected to the liquid storage tank 150.
  • a section between the return path 160 and the pump 130 is referred to as a “flow portion 170”.
  • the gas introducing unit 120 is a component for introducing a gas into the flow passage unit 170 of the closed loop circuit.
  • the gas introducing unit 120 is provided at the position of the flowing unit 170 between the return path 160 and the pump 130.
  • an ejector is used as the gas introduction unit 120.
  • the ejector is a component having a main line through which liquid flows and an air inlet for drawing in gas.
  • the main line of the ejector is provided with a nozzle and a diffuser.
  • the ejector mixes the gas with the liquid in the main line at the outlet of the nozzle.
  • an ejector has a structure which sends mixed liquid and gas downstream by a diffuser.
  • the ejector / nozzle is a component that decreases the kinetic energy of the fluid and increases the kinetic energy
  • the diffuser is a component that converts the kinetic energy of the fluid into pressure energy
  • a hose or piping 125 is connected to the intake port.
  • the hose or piping 125 is connected to send the gas to the ejector.
  • an open / close valve 126 is provided at the end of the hose or pipe 125.
  • the on-off valve 126 connects or disconnects the gas source and the hose or pipe 125.
  • a gas supply source is not particularly shown in the drawings, a desired cylinder, for example, an oxygen cylinder is used.
  • the gas when an ejector is used as the gas introduction unit 120, the gas can be efficiently used as the mixed fluid without changing the pressure of the mixed fluid flowing through the circulation unit 170 before and after the ejector in the circulation unit 170. Can be mixed together.
  • the pump 130 circulates the mixed fluid in the closed loop circuit in the closed loop circuit.
  • a centrifugal pump 130 is used as a pump.
  • the spiral pump is driven by a motor 131 as a power source.
  • a spiral pump is used as the pump, but the type of the pump 130 used is not particularly limited.
  • generation apparatus 100 of this embodiment is one of the feature points that the kind of pump 130 to be used is not limited. However, it is preferable to use an appropriate pump 130 according to the type of liquid and the type of gas.
  • Nano bubble generation nozzle For example, a nozzle having the form shown in FIG. 1 is used as the nanobubble generation nozzle 1. That is, the nozzle is provided with the above-described nanobubble generating structure 5 inside.
  • the nanobubble generation structure 5 includes a plurality of flow paths 15, 28, 36 having different cross-sectional areas through which the mixed fluid is passed.
  • the nanobubble generation structure unit 5 includes a plurality of flow channels 15, 28 and 36 having different cross-sectional areas in the axial direction of the nanobubble generation nozzle 1.
  • generation nozzle 1 since it already demonstrated with reference to FIG.1 and FIG.2, the description is abbreviate
  • the liquid storage tank 150 is a component for storing a mixed fluid containing nanobubbles generated by the nanobubble generation nozzle 1.
  • the liquid storage tank 150 has a size according to the required amount of the mixed fluid containing nanobubbles.
  • the pump 130 and the liquid storage tank 150 described above are connected by a pipe or hose 140. This constitutes part of the closed loop circuit.
  • FIG. 4 shows an example of the attachment mode of the nanobubble generation nozzle 1.
  • the nanobubble generation nozzle 1 is disposed inside the liquid storage tank 150 and fixed to the peripheral wall surface of the liquid storage tank 150.
  • generation nozzle 1 is attached to the surrounding wall surface of the liquid storage tank 150 as follows.
  • the introduction portion 11 is passed through a hole formed in the peripheral wall surface of the liquid storage tank 150.
  • the third flow path (not shown) formed in the ejection portion structure 30 is directed to the inside of the liquid storage tank 150.
  • the end surface of the holder 40 and the end surface of the portion 13 with a small diameter abut against the inner surface of the peripheral wall surface of the liquid storage tank 150.
  • annular holder 45 is disposed on the outer side of the peripheral wall surface of the liquid storage tank 150.
  • the introduction portion 11 of the nanobubble generation nozzle 1 is inserted into the space formed at the center of the holder 45. Then, one end of the holder 45 in the thickness direction abuts against the outer surface of the peripheral wall surface of the liquid storage tank 150.
  • the holder 45 is formed with a plurality of holes penetrating in the thickness direction, and is configured to pass a bolt.
  • a bolt 60 is passed through the hole of the holder 45 disposed outside the peripheral wall surface, the hole of the holder 40 disposed inside the peripheral wall surface, and the hole of the flange portion 32. Then, the nut 61 is tightened at the tip of the bolt 60, and the nanobubble generation nozzle 1 is fixed to the peripheral wall surface of the liquid storage tank 150 by holding the peripheral wall surface between the holder 40 and the nanobubble generation nozzle 1.
  • the return path 160 is constituted by piping.
  • the return path 160 constitutes part of a closed loop circuit. Specifically, the return path 160 connects the liquid storage tank 150 and the circulation unit 170.
  • the return path 160 returns the mixed fluid containing nanobubbles stored in the liquid storage tank 150 back to the flow portion 170 again.
  • the return path 160 re-introduces the gas by the ejector provided in the circulation unit 170.
  • the proportion of nanobubbles contained in the liquid is increased by circulating the liquid containing the nanobubbles.
  • the bypass flow passage 180 communicates the liquid or water reservoir 150 with a portion in the longitudinal direction of the pipe or hose 140.
  • a valve 145 for branching the flow of the mixed fluid flowing in the inside of the pipe or hose 140 is provided at a midway portion of the pipe or hose 140 in the longitudinal direction.
  • the valve 145 branches the pipe or hose 140 into the main flow path 141 and the bypass flow path 180.
  • the valve 145 adjusts the flow rate so that the flow rate of the liquid branched into the bypass flow path 180 is smaller than the flow rate of the mixed liquid flowing through the main flow path 141.
  • the bypass channel 180 branched by the valve 145 directs the nanobubbles flowing in the closed loop circuit from the piping or hose 140 directly to the liquid storage tank 150.
  • the nanobubble generating device 100 circulates the liquid containing nanobubbles in a closed loop circuit, many nanobubbles can be contained in the liquid. Moreover, since the nano bubble production
  • Examples of the liquid to be used in the nanobubble generation nozzle and the nanobubble generation apparatus described above include water, a liquid in which a liquid other than water is contained in water, and a liquid other than water.
  • Examples of the liquid to be contained in water include non-volatile liquids such as ethyl alcohol.
  • an ethyl alcohol etc. can be mentioned, for example.
  • the gas air, nitrogen, ozone, oxygen, carbon dioxide and the like can be mentioned.
  • nanobubbles were generated by the nanobubble generation apparatus using the nanobubble generation nozzle of the present embodiment, and the number of the generated nanobubbles was measured for each diameter of the nanobubbles.
  • the nanobubbles are generated by the nanobubble generating apparatus 100 (the apparatus of the first embodiment) not using the bypass flow channel 180, and the nanobubbles are generated by the nanobubble generating apparatus 100 (the apparatus of the second embodiment) using the bypass flow channel 180.
  • nano bubbles are generated using oxygen as a gas and water as a liquid.
  • nano bubbles are generated using ozone as a gas and water as a liquid.
  • generation nozzle 1 used for the test used what was shown in FIG.
  • generation apparatus 100 used the apparatus of the structure shown in FIG. First, the nanobubbles were generated by operating the nanobubble generator for a certain period of time, circulating a mixed fluid of water and oxygen, and secondly, circulating a mixed fluid of water and ozone.
  • nanobubbles were confirmed by measuring the number and size of bubbles contained per 1 ml by nanoparticle tracking analysis using an LM10 type measuring instrument manufactured by Malvern.
  • FIG. 5 shows the measurement results in the case where oxygen is used as the gas using the nano-bubble generating apparatus 100 not using the bypass channel 180.
  • FIG. 6 shows the measurement results in the case where ozone is used as a gas using the nano-bubble generating device 100 using the bypass channel 180.
  • the horizontal axis represents the diameter of the air bubble, and the vertical axis represents the number of nanobubbles contained per 1 ml.
  • nanobubbles with a diameter of about 120 nm were most often generated. The number could confirm that about 300 million nanobubbles were produced
  • nanobubbles with a diameter of about 100 nm were most generated. It was possible to confirm that about 400 million nanobubbles were generated per ml.
  • the first flow path 15 is formed at the central portion in the radial direction of the nozzle.
  • the first flow path 15 is formed at the radially outer portion of the nanobubble generation nozzle 1A.
  • the outline of the nanobubble generation nozzle 1A of the modification 1 will be described with reference to FIG.
  • the components corresponding to the nanobubble generation nozzle 1 shown in FIGS. 1 and 2 will be described with the same reference numerals.
  • the nanobubble generation nozzle 1A of the modified example 1 is similar to the nanobubble generation nozzle 1 of the present embodiment described with reference to FIGS. 1 and 2 and includes the introduction portion structure 10, the intermediate portion structure 20, and the ejection portion structure 30. It is composed of a combination of The same applies to the point that the turbulent flow forming portion 70 is provided in the space portion formed by the introduction portion structure 10 and the intermediate portion structure 20.
  • a liquid diffusion part 18 for diffusing the introduced mixed fluid from the central part in the radial direction to the outside is provided.
  • the first flow path 15 is formed on the outer side in the radial direction than the liquid diffusion portion 18.
  • the second flow passage 28 formed in the intermediate portion structure 20 is formed inside the first flow passage 15 in the radial direction.
  • the turbulent flow forming unit 70 is configured by providing a protrusion 80 that protrudes toward the introduction structure 10 on the upstream end surface of the intermediate structure 20.
  • the protrusion 80 is formed at a position between the first flow passage 15 and the second flow passage 28 in the radial direction.
  • the turbulent flow forming unit 70 causes the liquid flowing out of the first flow passage 15 to once collide with the end face of the intermediate portion structure 20.
  • the liquid that has collided with the end face is once returned upstream by the projection 80 on the way from the radially outer side to the inner side.
  • the liquid becomes turbulent by going through this process.
  • the configuration and action of the nanobubble generation nozzle 1A shown in FIG. 7 on the downstream side of the second flow passage 28 are the same as those of the nanobubble generation nozzle 1 shown in FIGS. I omit it.
  • FIG. 8 shows an outline of a nanobubble generation nozzle 1B of the second modification.
  • generation nozzle 1B of the modification 2 is a form by which the turbulent flow formation part 70 was provided between the 2nd flow path 28 and the 3rd flow path 36. As shown in FIG.
  • the nanobubble generation nozzle 1 is provided with a protrusion 19 whose tip projects toward the first flow path 15.
  • the protrusion 19 diffuses the mixed fluid flowing out of the first flow passage 15 from the radial center to the outside.
  • the second flow passage 28 is formed at a position radially outward of the root of the protrusion 19. Therefore, the mixed fluid diffused by the protrusion 19 directly flows into the second flow passage 28.
  • the third flow path 36 is formed at the most downstream side of the nanobubble generation nozzle 1 at the center in the radial direction.
  • the turbulent flow forming unit 70 is provided between the third flow passage 36 and the second flow passage 28 formed on the upstream side of the third flow passage 36.
  • the turbulent flow forming unit 70 is configured by providing a protrusion for temporarily directing the flow direction of the mixed fluid flowing out of the second flow passage 28 upstream. Specifically, in the radial direction, a projection 38 is provided between the second flow passage 28 and the third flow passage 36 so as to project from the downstream side toward the upstream side. The projecting portion 38 temporarily directs the flow direction of the mixed fluid to the upstream side until the mixed fluid flowing out of the second flow passage 28 flows into the third flow passage 36.
  • the turbulent flow forming unit 70 forms turbulent flow by changing the flow direction of the mixed fluid.
  • the nano bubble generation nozzle can be made compact, and nano bubbles can be generated with high efficiency.
  • nanobubbles can be generated with high efficiency in the nanobubble generation device using the nanobubble generation nozzle. Therefore, the nano bubble generation nozzle and the nano bubble generation device can be used in various industrial fields.
  • the nano bubble generation nozzle and the nano bubble generation device are in the fields of food and drink, medicine, medicine, cosmetics, plant cultivation, solar cells, secondary batteries, semiconductor devices, It can be used in the industrial field such as the field of electronic equipment, the field of cleaning equipment, and the field of functional materials.
  • the field of the cleaning apparatus can be used for cleaning of fibers, cleaning of metal molds, cleaning of machine parts, cleaning of silicon wafers, and the like.

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Abstract

【課題】コンパクトで、高い効率でナノバブルを生成することができるナノバブル生成ノズルを提供する。 【解決手段】液体と気体との混合流体を内部に導入させる導入部１１と、気体のナノバブルが含有された混合流体を送り出す噴出部３５と、導入部１１と噴出部３５との間に、気体のナノバブルを生成するためのナノバブル生成構造部５とを備えたナノバブル生成ノズルであって、ナノバブル生成構造部５は、このナノバブル生成ノズルの軸方向に、液体と気体との混合流体が通される断面積が異なる複数の流路１５，２８，３６を備えているナノバブル生成ノズル１及びこのナノバブル生成ノズルを備えたナノバブル生成装置により課題を解決する。

Description

ナノバブル生成ノズル及びナノバブル生成装置
　本発明は、ナノバブル生成ノズル及びナノバブル生成装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、微細な気泡であるナノバブルが含まれた液体を得るためのナノバブル生成ノズル及びナノバブル生成装置に関する。
　ナノバブルと呼ばれる微細（「微小」ともいう。）な気泡を含む液体は、様々な産業分野で利用されることが期待されている。近年、種々のナノバブルを生成するための手段が研究されている。ナノバブルとは、一般に、直径が１μｍ未満の気泡のことを意味する。ノズル構造が、ナノバブルを生成するための代表的な手段として研究されている。これまでに、ナノバブルを生成するための様々なノズルが提案されている。
　特許文献１では、気体を加圧溶解させた加圧液から微細気泡を含む液体を得るためのノズルが提案されている。このノズルは、上流側のテーパ部、上流側の喉部、拡大部、下流側のテーパ部及び下流側の喉部を備えている。
　上流側のテーパ部は、加圧液が供給されるノズル流路の上流から下流に向かって流路の面積を漸次減少させている。上流側の喉部は、上流側のテーパ部の下流側の端部に接続されている。上流側の喉部は、上流側のテーパ部から流れている流体を上流側の噴出口から噴出させている。拡大部は、上流側の噴出口に接続されている。拡大部は、流路面積を拡大させている。下流側のテーパ部は、拡大部の下流端に接続されている。下流側のテーパ部は、上流から下流に向かって流路の面積を漸次減少させている。下流側の喉部は、下流側のテーパ部の下流端に接続されている。下流側の喉部は、下流側のテーパ部から流れてくる流体を下流噴出口から噴出させている。すなわち、このノズルは、複数のノズルが直列に接続された構成をなしている。このノズルにおいて、流路の面積を漸次減少させる構造は、気体が含まれる液体を加圧して液体に気体を溶解する。一方、流路の面積が拡大された構造は、気体が含まれる液体を噴出させることによって、液体に溶解された気体を解放させている。微細な気泡、すなわち、ナノバブルは、このような作用により生成される。
　また、特許文献２では、ループ流式のバブル発生ノズルが提案されている。このノズルは、気液ループ流式撹拌混合室、液体供給孔、気体流入孔、気体供給室、第１の噴出孔、及び第２の噴出孔を有し、少なくとも１つの切欠き部が、テーパ部の気液ループ流式撹拌混合室側の端部に形成されている。
　気液ループ流式撹拌混合室は、液体及び気体をループ状の流れによって撹拌混合して混合流体とする部位である。液体供給孔は、気液ループ流式撹拌混合室の一端に設けられている。この液体供給孔は、加圧された液体を気液ループ流式撹拌混合室に供給している。気体流入孔は、気体を流入する部位である。気体供給室は、気液ループ流式撹拌混合室の他端側に設けられている。この気体供給室は、気体流入孔から流入した気体を液体供給孔の中心軸の周りに周回させながら、周方向の全部または一部の箇所から気液ループ流式撹拌混合室の上記の一端に向けて気体を気液ループ流式撹拌混合室に供給している。第１の噴出孔は、気液ループ流式撹拌混合室の他端に設けられている。第１の噴出孔は液体供給孔の中心軸と位置が一致し、上記の液体供給孔の孔径よりも大きい。この第１の噴出孔は、混合流体を気液ループ流式撹拌混合室から噴出させている。そして、第２の噴出孔は、第１の噴出孔から気液ループ流式撹拌混合室の方向に向かって連続的に拡径するように設けられている。このループ流式バブル発生ノズルは、不純物を含む液体を用いてもバブル発生効率を低下させることなく、また、バブル発生効率を従来よりも向上することを可能にすることを目的としている。
特開２０１４-１０４４４１号公報 特開２０１５-２０２４３７号公報
　特許文献１で提案されている微細気泡生成ノズルは、複数のノズル部を直列に連結して構成することが必要である。そのため、この微細気泡生成ノズルは、全長が長くなり、長さを短く構成することがきわめて困難である。
　一方、特許文献２で提案されているループ流式バブル発生ノズルの目的は、不純物を含む液体を用いた場合であっても、バブル発生効率を低下させないことである。特に、ループ流式バブル発生ノズルの目的は、不純物からなるスラッジやスケールが析出したり付着したりすることによって気体供給室から供給される気体の供給量が減少することを抑制することである。そのため、不純物を含まない液体を用いてナノバブルを生成する場合に、ナノバブルの生成効率を向上させることできるか否かは不明確である。
　本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、全長が短いコンパクトな構造で、ナノバブルを生成することができるナノバブル生成ノズル及びナノバブル生成装置を提供することにある。
　（１）上記課題を解決するための本発明に係るナノバブル生成ノズルは、液体と気体との混合流体を内部に導入させる導入部と、前記気体のナノバブルが含まれた混合流体を送り出す噴出部と、前記導入部と前記噴出部との間に、前記気体のナノバブルを生成するためのナノバブル生成構造部とを備えたナノバブル生成ノズルであって、前記ナノバブル生成構造部は、当該ナノバブル生成ノズルの軸方向に断面積の異なる複数の流路が配置されてなることを特徴とする。
　この発明は、ナノバブル生成ノズルの軸方向に断面積が異なる複数の流路を備えている。そのため、加圧溶解法の原理により、気泡の加圧と解放とが繰り返される。具体的に、気泡を含む液体が各流路を通過するたびに気泡が加圧されて液体に溶解する。また、流路を通過した後に流路から流出した液体が解放されることにより、液体に含まれた気泡を微細化させる。この作用の繰り返しがナノバブルを生成する。また、気泡を加圧して液体に溶解させるための流路が、１つのノズルの内部において、ナノバブル生成ノズルの軸方向の複数の位置に設けられているので、複数のノズルを直列に接続することが不要である。そのため、ノズルをコンパクトに構成することができる。
[規則91に基づく訂正 04.06.2018]　
　本発明に係るナノバブル生成ノズルにおいて、前記ナノバブル生成ノズルの軸方向に隣り合う前記流路は、前記ナノバブル生成ノズルの半径方向の異なった位置に設けられている。
[規則91に基づく訂正 04.06.2018]　
　この発明によれば、各流路が上記のように半径方向の異なる位置に配置されているので、各流路同士が、ナノバブル生成ノズルの内部で接続させることができる。ナノバブル生成ノズルの内部で接続された流路は、流路ごとに液体に含まれる気泡を加圧して液体に溶解させる。また、溶解させた後に、気体が容器された液体を流路から流出させて解放する。本発明では、これらの作用を独立して与えることができ、流路ごとにナノバブルを生成させることができる。
[規則91に基づく訂正 04.06.2018]　
　本発明に係るナノバブル生成ノズルにおいて、複数の前記流路は、断面積が異なる３つの流路として前記ナノバブル生成ノズルの軸方向に配置され、上流側の第１流路は、前記ナノバブル生成ノズルの半径方向の中心に配置され、中間位置の第２流路は、前記ナノバブル生成ノズルの半径方向の中心よりも外側に配置され、下流側の第３流路は、前記ナノバブル生成ノズルの半径方向の中心に配置されている。
　この発明によれば、第１流路から第３流路の流路ごとにナノバブルを生成することができる。
　本発明に係るナノバブル生成ノズルにおいて、複数の前記流路同士の間の少なくとも１箇所には、前記混合流体の流れを乱流にする乱流形成部を有している。
　この発明によれば、上記のように乱流形成部が設けられており、乱流形成部が気泡を含む液体の流れを乱流とするので、気泡を含む液体には剪断力が作用する。そのため、乱流形成部を流れる液体に含まれる気泡が微小にされてナノバブルが生成される。
　本発明に係るナノバブル生成ノズルにおいて、前記乱流形成部は、前記第１流路の出口よりも下流側に、当該第１流路から流出された前記混合流体を当該ナノバブル生成ノズルの半径方向の外側に向けて放射状に拡散させる拡散部を有し、前記第２流路の入り口は、前拡散部により拡散された前記混合流体が当該ナノバブル生成ノズルの軸方向において前記第１流路側に戻される位置に配置されている。
　この発明によれば、乱流形成部が上記のように構成されているので、第１流路から流出した液体を上記の拡散部で半径方向の外側に拡散する。その後に、その液体を第１流路側、すなわち、上流側に一旦戻してから第２流路に流入させる。そのため、液体を上流側に戻す過程で乱流を形成させることができる。従って、第１流路と第２流路との間で気泡を含む液体に剪断力を作用させることにより、気泡を微小にすることができる。
　（２）上記課題を解決するための本発明に係るナノバブル生成装置は、液体を流すための流通部に気体を導入する気体導入部と、前記流通部の内部を流れた前記気体と前記液体との混合流体を送り出すポンプと、前記ポンプによって送り出された前記混合流体を導入し、前記気体のナノバブルを含む混合流体を得るためのナノバブル生成ノズルと、前記ナノバブルを含む混合流体を貯める液貯め槽と、前記液貯め槽に貯められた前記ナノバブルを含む混合流体を前記流通部に戻す戻し路とを備え、前記ナノバブル生成ノズルは、液体と気体との混合流体を内部に導入させる導入部と、前記気体のナノバブルが含まれた混合流体を送り出す噴出部と、前記導入部と前記噴出部との間に、前記気体のナノバブルを生成するためのナノバブル生成構造部とを備え、前記ナノバブル生成構造部は、当該ナノバブル生成ノズルの軸方向に断面積が異なる複数の流路を備えていることを特徴とする。
　この発明によれば、上記のようにナノバブル生成装置が構成されているので、液体が流れる回路を閉ループ回路とすることができる。この閉ループ回路に含まれる上記のナノバブル生成ノズルは、ナノバブルを含む液体を生成させるため、繰り返しナノバブルを生成して液貯め槽にナノバブルを含む液体を貯めることができる。
　本発明に係るナノバブル生成装置において、前記ポンプとナノバブル生成ノズルとの間には、前記ポンプとナノバブル生成ノズルとをつなぐ流路を分岐するためのバルブと当該バルブと前記液貯め槽をと直に連絡するバイパス流路が設けられている。
　この発明によれば、上記のようにバイパス流路を備えているので、バイパス流路に混合流体を流すことにより、ポンプとナノバブル生成ノズルとの間の圧力が不必要に上昇することを防止する。その結果、閉ループ回路を流れる混合流体の流量を増大させ、閉ループ回路に気体を十分に取り込ませることができる。一方、ナノバブルを生成する際に、ナノバブル生成ノズルで圧力を必要とする場合、バイパス流路を閉じて、ポンプの送り出しの圧力を高めて混合流体をナノバブル生成ノズルに送り出すことができる。その結果、混合流体に含まれる気泡からナノバブルを生成することができる。
　本発明によれば、従来のように、複数のノズルを直列につなぐことが不要になり、１つのノズルだけでナノバブル生成ノズルを構成することできる。そのため、ナノバブル生成ノズルをコンパクトにすることができる。また、このナノバブル生成ノズルを用いてナノバブル生成装置を構成するので、装置の構造を簡素にすることができる。
本発明に係るナノバブル生成ノズルの一実施形態を示す縦断面図である。 図１に示したナノバブル生成ノズルの作用を説明するための説明図である。 本発明に係るナノバブル生成装置の一実施形態の構成をモデル化して示した構成図である。 ナノバブル生成ノズルの取り付け態様を説明するための説明図である。 バイパス回路を用いないナノバブル生成装置により生成されたナノバブルの直径と、生成されたナノバブルの数との関係を表すグラフである。 バイパス回路を用いたナノバブル生成装置により生成されたナノバブルの直径と、生成されたナノバブルの数との関係を表すグラフである。 本発明のナノバブル生成ノズルの変形例の１つをモデル化して示した概要図である。 本発明のナノバブル生成ノズルの別の変形例をモデル化して示した概要図である。
　以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明の技術的思想の一例であり、本発明の技術的範囲は、以下の記載や図面だけに限定されるものではなく、同様の技術的思想の発明を含んでいる。
　［基本構成］
　本発明に係るナノバブル生成ノズル１は、図１に示すように、液体と気体との混合流体を内部に導入させる導入部１１と、微細な気泡（ナノバブル）が含まれた混合流体を送り出す噴出部３５と、を備えている。また、導入部１１と噴出部３５との間には、ナノバブルを生成するためのナノバブル生成構造部５が設けられている。ナノバブル生成構造部５は、ナノバブル生成ノズル１の軸方向に液体及び気体の混合流体が通される断面積の異なる複数の流路１５，２８，３６を備えている。言い換えると、複数の流路１５，２８，３６は、ナノバブル生成ノズル１の軸方向に複数段階に分けて配置されており、流路１５，２８，３６の断面積は、段階ごとに異なっている。
　この明細書において、気体とは、物質の状態のひとつであって、一定の形と体積を持たず、自由に流動し圧力の増減で体積が容易に変化する状態のことを意味する。気体は、後述の気泡に変化する前の物質である。気泡とは、液体の中に含まれた球状になったものを意味し、上記の気体よりも体積が小さな物質である。ナノバブルとは、気泡のうち、球の直径がきわめて小さな微細（微小）なものを意味する。
　ナノバブルは、具体的に、気泡の直径が１μｍよりも小さい気泡を意味する。ナノバブルは、長期間（数ヶ月程度）にわたって液体の中に含まれた状態が維持される。この点で、ナノバブルは、気泡の直径が１μｍ以上、１ｍｍ以下であって、時間が経過すると液体中から消滅するマイクロバブルとは相違する。
　本発明に係るナノバブル生成装置１００は、図３に示すように、気体導入部１２０、ポンプ１３０、ナノバブル生成ノズル１、液貯め槽１５０、及び戻し路１６０を備えている。気体導入部１２０は、液体を流すための流通部１７０に気体を導入する構成要素である。ポンプ１３０は、流通部１７０の内部から流れてきた気体と液体との混合流体を送り出している。ナノバブル生成ノズル１は、ポンプ１３０によって送り出された混合流体を導入し、ナノバブルを含む混合流体を得ている。液貯め槽１５０は、ナノバブルを含む混合流体を貯めている。そして、戻し路１６０は、液貯め槽１５０に貯められた混合流体を流通部１７０に戻している。ナノバブル生成装置１００に用いられているナノバブル生成ノズル１は、上述した図１に示したものである。
　本発明に係るナノバブル生成ノズル１によれば、従来のように、複数のノズルを直列につなぐことが不要になり、１つのノズルだけでナノバブル生成ノズルを構成することできる。そのため、ナノバブル生成ノズルをコンパクトにすることができる。また、このナノバブル生成ノズルを用いてナノバブル生成装置１００を構成するので、装置の構造を簡素にすることができる。
　以下では、ナノバブル生成ノズル１及びナノバブル生成装置１００の具体的な構成について説明する。
　［ナノバブル生成ノズル］
　図１はナノバブル生成ノズル１の構成の一例を示している。図１に示した例のナノバブル生成ノズル１は、主として、３つの構成要素で構成されている。具体的に、ナノバブル生成ノズル１は、導入部構成体１０、中間部構成体２０及び噴出部構成体３０により構成されている。導入部構成体１０は、内部に液体と気体との混合流体を導入する導入口を備えている。噴出部構成体３０は、ナノバブルが含まれた混合流体を噴出する噴出口を備えている。中間部構成体２０は、これら二つの構成体１０，３０によって挟み込まれている。
　ナノバブル生成ノズル１は、これら３つの構成要素が組み合わされることによって、横断面の断面積が相互に異なる複数の流路１５，２８，３６をナノバブル生成ノズル１の軸方向に配置させている。また、各流路１５，２８，３６において、軸方向に隣り合う流路１５，２８，３６は、ナノバブル生成ノズル１における異なった半径方向の位置にそれぞれ形成されている。
　図１に例示したナノバブル生成ノズル１では、具体的に、流路１５，２８，３６がナノバブル生成ノズル１の軸方向の異なる３箇所に分けて配置されている。そして、上流側の第１流路１５は、ナノバブル生成ノズル１の半径方向の中心に形成され、中間位置の第２流路２８は、ナノバブル生成ノズル１の半径方向の中心よりも外側に形成され、下流側の第３流路３６は、ナノバブル生成ノズル１の半径方向の中心に形成されている。また、これらの流路１５，２８，３６の横断面の断面積は相互に異なっている。
　また、ナノバブル生成ノズル１には、流路１５，２８，３６同士の間の少なくとも１箇所に、液体と気体との混合流体の流れを乱流にする乱流形成部７０が設けられている。
[規則91に基づく訂正 04.06.2018]　
　〈導入部構成体〉
　導入部構成体１０は、ナノバブル生成ノズル１の上流側をなす構成要素である。導入部構成体１０は、その内部に液体と気体との混合流体を導入する導入口を備えている。導入部構成体１０は、本体部１２と、本体部１２の端面から突出する導入部１１とにより構成されている。本体部１２は、直径が異なる２つの円柱状の部位を軸方向に積み重ねた外形をなしている。直径の小さな部位１３が上流側をなし、直径の大きな部位１４が下流側をなす。本体部１２の内部には、第１流路１５と、乱流形成部７０の一部をなすテーパ状の内面を有する部位（テーパ部分１６）とが形成されている。また、直径の大きな部位１４の下流側の部分には、ストレート部分１７が形成されている。このストレート部分１７は、中間部構成体２０を直径の大きな部位１４の内側にはめ込むための部位である。導入部１１は、直径が小さな部位１３よりもさらに直径が小さく形成されており、直径の小さな部位１３の端面から外側に向かって突出している。
　（導入部）
　導入部１１は、ポンプ１３０によって送り出された液体と気体との混合流体をナノバブル生成ノズル１の内部に導入するための部位である。導入部１１は、筒状をなしており、直径の小さな部位１３の端面から、ナノバブル生成ノズル１の軸方向に突出している。導入部１１の内部には、導入通路１１ａが形成されており、混合流体を内部に導いている。この導入部１１には、ポンプ１３０につながれた配管又はホース１４０が接続される。
　（直径の小さな部位）
　直径の小さな部位１３の内部には、第１流路１５が形成されている。第１流路１５は、直径の小さな部位１３の半径方向の中心で軸方向に延びている。この第１流路１５は、導入通路１１ａよりも内径が小さく形成されている。流路１５の内径は、５ｍｍ以上、１０ｍｍ以下に形成するとよい。図１に示した例のナノバブル生成ノズル１では、第１流路１５の内径が５ｍｍに形成されている。
　この第１流路１５は、液体と気体との混合流体を内部に通過させることによって、気体を小さな気泡（ナノバブル）に変化させ、液体にナノバブルを含ませる機能を有している。すなわち、第１流路１５は、混合流体が第１流路１５を通過する際に、混合流体に含まれる気体を加圧して液体に溶解させ、第１流路を通過して第１流路から流出させたときに混合流体を解放させる。第１流路１５は、この作用により混合流体に含まれる気体を微小な気泡のナノバブルに変化させる。
[規則91に基づく訂正 06.08.2018]　
　（直径の大きな部位）
　直径の大きな部位１４には、導入部構成体１０の中間部構成体２０側（下流側）の端面から導入部１１に向かって窪んだ凹部が形成されている。凹部の内面は、ストレート部分１７とテーパ部分１６とにより構成されている。ストレート部分１７は、軸方向と平行をなしてストレートに延びている。テーパ部分１６は中間部構成体２０側（下流側）から第１流路１５側（上流側）に向かって先細りのテーパ状をなしている。
[規則91に基づく訂正 06.08.2018]　
　ストレート部分１７は、凹部における中間部構成体２０側（下流側）を占める領域に形成されている。このストレート部分１７は、３つの構成体を組み合わせる際に、中間部構成体２０にはめ合わせるための部位である。
　テーパ部分１６は、凹部の奥の部分、すなわち、第１流路１５側（上流側）に形成されている。このテーパ部分１６は、上記のように、中間部構成体２０側（下流側）から第１流路１５側（上流側）に向かって先細り状に形成されている。言い換えると、テーパ部分１６は、第１流路１５側（上流側）から下流側に向かうにしたがって、径方向の外側に向かって広がる形状をなしている。そして、テーパ部分１６の最も奥の位置、すなわち、第１流路１５に最も近い部分で、テーパ部分１６は第１流路１５につながれている。そのため、第１流路１５から流出した混合流体は、中心か半径方向の外側に向かって流れることができるように構成されている。
[規則91に基づく訂正 04.06.2018]　
　〈中間部構成体〉
　中間部構成体２０は、全体の形状が円盤形状又は略円盤状をなす構成要素である。中間部構成体２０は、上記の導入部構成体１０と後述する噴出部構成体３０とにより挟み込まれている。中間部構成体２０の半径方向の中央部には、厚さ方向の両面に円錐状の突出部２１，２９がそれぞれ形成されている。導入部構成体１０側（上流側）に形成された円錐状の第１突出部２１は、乱流形成部７０の一部をしている。これに対し、噴出部構成体３０側（下流側）に形成された円錐状の第２突出部２９は、混合流体を第３流路３６に案内する案内通路の機能を有している。
　一方、半径方向の外側の部位には、導入部構成体１０側（上流側）に向かって突出するリング状突出部２２が形成されている。このリング状突出部２２は、中間部構成体２０の全周にわたって形成され、リング状をなしている。第２流路２８は、リング状突出部２２に形成されている。
　（第１突出部）
　第１突出部２１は、乱流形成部７０の一部を構成している。この第１突出部２１は、円錐状に形成されており、先端の位置が第１流路１５の中心に対応している。第１突出部２１は、第１流路１５から流出した混合流体を半径方向の中心から外側に向けて放射状に流している。すなわち、第１流路１５から流出した混合流体を第２流路２８が配置された方向に向かって流す機能を有している。
　（第２流路）
　第２流路２８は、上述したようにリング状突出部２２の位置に形成されている。第２流路２８は、このリング状突出部２２の位置にて周方向に等間隔をなして複数形成されている。
　第２流路２８の内径は、第１流路１５の内径よりも小さくそれぞれ形成されている。また、複数の第２流路２８の横断面の断面積の合計は、第１流路１５の横断面の断面積よりも小さくなるように形成されている。なお、第２流路２８の内径は、第２流路２８の数に応じて設定される。すなわち、第２流路２８の数を多く形成した場合、第２流路２８の内径は小さく形成され、数を少なく形成した場合、第２流路２８の内径は大きく形成される。たとえば、第２流路２８は、周方向の４箇所から１６箇所に形成し、その場合、内径を１ｍｍ以上、２ｍｍ以下に形成するとよい。図１に示した例のナノバブル生成ノズル１は、内径が１ｍｍの第２流路２８を周方向の１６箇所に設けている。
　この第２流路２８はリング状突出部２２に形成されているため、図１に示すように、入り口が、端面２３よりも導入部構成体１０側（上流側）に位置している。そのため、混合流体は、第１流路１５から流出され、第１突出部２１によって放射状に広がるようにして流れる。そして、混合流体は、リング状突出部２２の内壁にぶつかって、一旦、上流側に向かって逆流する。混合流体は、その際に乱流となる。そして、乱流となって流れる混合流体は、端面２３よりも導入部構成体１０側（上流側）に位置する第２流路２８の入り口から内部に流入する。
　第２流路２８は、その内部を流れる混合流体に含まれる気体や径の大きな気泡をさらに小さな気泡にする機能を有している。すなわち、第１流路１５で形成された大きな径の気泡や気泡に変化されていない気体は、この第２流路２８を通過するときに、さらに加圧されて液体に溶解する。また、気体が溶解された液体は、第２流路２８を通過した後に第２流路２８から流出して解放されることにより径の小さな気泡に変化される。
　（第２突出部）
　第２突出部２９は、噴出部構成体３０に向かって先細りとなる円錐状に形成されている。この第２突出部２９は、第２流路２８から流出した混合流体を第３流路３６に案内する流通路の機能を有している。
　（外周部）
　中間部構成体２０の外周部には、軸方向の中央に、外側に向かって張り出すフランジ部分２７が形成されている。そして、外周部には、フランジ部分２７を間に挟んだ両側の部分にシール溝２４が全周に渡って形成されている。このシール溝２４には、Ｏリング５０がはめ込まれる。
　〈噴出部構成体〉
　噴出部構成体３０は、ナノバブルが含まれた混合流体をナノバブル生成ノズル１から外部に噴出させるための構成体である。噴出部構成体３０は、ナノバブルが含まれた混合流体を噴出する噴出口を備えている。この噴出部構成体３０は、本体部３１とフランジ部３２とを備えている。また、噴出部構成体３０は、第３流路３６を備えている。
[規則91に基づく訂正 04.06.2018]　
　（本体部）
　本体部３１は、外形が円柱状又は略円柱状をなした部位である。この本体部３１は軸方向の一端側から他端側に向かって窪んだ凹部を有している。凹部は、噴出部構成体３０を中間部構成体２０にはめ合わせるための部位（ストレート部分３３）と、ナノバブルを含んだ混合流体が流れる流通路を形成するための部位（テーパ部分３４）と、を有している。
[規則91に基づく訂正 04.06.2018]　
　具体的に、凹部は、ストレート部分３３とテーパ部分３４とにより構成されている。ストレート部分３３は、一端側の端部から他端側に向かってストレートに延びている。テーパ部分３４は、ストレート部分３３の最も奥側の位置から、他端側に向かって先細り状をなす。ストレート部分３３は、噴出部構成体３０を中間部構成体２０にはめ合わせるための部位であり、テーパ部分３４は、液体流れる流路を形成するための部位である。
　また、凹部よりも下流側の部位には、径方向の中心部に形成された第３流路３６が設けられている。第３流路３６は、凹部をなすテーパ部分３４の最も奥の位置と噴出部構成体３０自体の端面３７とを連絡している。
　第３流路３６は、内径が３ｍｍ以上、４ｍｍ以下に形成されている。とりわけ、第３流路３６の内径の下限値は重要であり、３ｍｍよりも小さく形成した場合、液体の圧力が不必要に上昇してしまい、ナノバブルの生成を阻害するおそれがある。そのため、第３流路３６の内径は、３ｍｍ以上にすることが望ましい。
　ここで、第１流路、第２流路及び第３流路の断面積の比率について説明する。このナノバブル生成ノズルにおいて、各流路の断面積の比率は、（第１流路の断面積）：（第２流路の断面積）：（第３流路の断面積）＝３：２：１程度に形成されている。この比率に形成することによって、ナノバブルをきわめて効果的に生成することができる。
　（フランジ部）
　フランジ部３２は、本体部１２の一端側にて、本体部３１から径方向の外側に向かって張り出している。このフランジ部３２は、３つの構成体である導入部構成体１０、中間部構成体２０及び噴出部構成体３０を組み合わせる際に用いられる部位である。具体的に、３つの構成体は、ボルト６０を用いて組み合わされる。フランジ部３２には、複数の穴が形成されており、ボルト６０がこれらの穴に通されることによって、３つの構成体が組み合わされる。
　（ホルダ）
　図１に示した例のナノバブル生成ノズル１は、上述した導入部構成体１０、中間部構成体２０及び噴出部構成体３０の他に、ホルダ４０を備えている。このホルダ４０は、３つの構成体を組み合わせるときに用いられる部材である。
　ホルダ４０は、円環状をなしており、周方向の複数の箇所に穴が形成されている。穴の数は、噴出部構成体３０のフランジ部３２に形成された穴の数と同じである。この穴には、ボルト６０が通される。
　〈３つの構成体の組み立て〉
　以上に説明したように、ナノバブル生成ノズル１は、導入部構成体１０、中間部構成体２０、噴出部構成体３０及びホルダ４０により構成される。ナノバブル生成ノズル１は、次のようにして組み立てられる。
　まず、導入部構成体１０のストレート部分１７が、中間部構成体２０の外周面に形成されたフランジ部分２７よりも上流側の外周面の部位２５にはめ込まれる。また、噴出部構成体３０のストレート部分３３が、中間部構成体２０の外周面に形成されたフランジ部分よりも下流側の外周面の部位２６にはめ込まれる。
　中間部構成体２０の外周面には、シール溝２４が形成されており、このシール溝２４にＯリング５０がはめ込まれている。そのため、導入部構成体１０のストレート部分１７及び噴出部構成体３０のストレート部分３３が中間部構成体２０の外周面の部位２５，２６にそれぞれはめ込まれたとき、中間部構成体２０と導入部構成体１０との合わせ面、及び、中間部構成体２０と噴出部構成体３０との合わせ面は、Ｏリング５０によってシールされる。その結果、ナノバブル生成ノズル１の内部に液体が流れたときに、内部の液体がそれぞれの合わせ面から漏れ出すことが防止される。
　次いで、ホルダ４０が、導入部構成体１０における直径の小さな部位１３にはめ込まれる。はめ込まれたホルダ４０は、その下流側の面が、直径の小さな円柱状の部位１３の端面に突き当てられる。
　次いで、ボルト６０が、ホルダ４０に形成された穴と、噴出部構成体３０のフランジ部３２形成された穴とに通される。フランジ部３２に形成された穴には、雌ねじが形成されており、ボルト６０の先端がこの雌ねじに締め込まれる。
　以上に説明した手順を経てナノバブル生成ノズル１は組み立てられる。
　〈ナノバブル生成ノズルの作用〉
　次に、図２を参照して、ナノバブル生成ノズル１の作用について説明する。
　導入部１１は、液体と気体との混合流体をナノバブル生成ノズル１の内部に導入させている。具体的に、導入部１１は、そこに接続されたホースや配管により供給された混合流体を導入部１１の導入通路１１ａを通し、混合流体を第１流路１５に導く。
　第１流路１５は、その内部に流入した混合流体に含まれる気体を加圧して液体に溶解させ、第１流路１５から流出した混合流体を解放させる。そのため、第１流路１５は、その内部に流入した気体が小さな気泡に変化する。そして、第１流路１５は、小さな気泡を含む混合流体を乱流形成部７０に流出する。
　乱流形成部７０は、流入した混合流体を第１突出部２１で径方向の中心から外側に向けて放射状に拡散する。具体的に、円錐状をなす第１突出部２１は、その先端側から流入した混合流体を周面に沿わせて流し、半径方向の中心側から外側に向けて流れの方向を変更する。第１突出部２１は、その周面に沿って流れた混合流体をさらに外側に向けて流す。
　リング状突出部２２に形成された第２流路２８の入り口は、中間部構成体２０の端面２３よりも導入部構成体１０側（上流側）に形成されている。そのため、中間部構成体２０の端面２３を流れる混合流体は、第２流路２８に直接流入することが阻止される。その結果、リング状突出部２２の内壁面は、第１突出部２１の周面及び端面２３の周面に沿って流れた混合流体を衝突させて、液体の流れの方向を第１流路１５側に変更する。そして、導入部構成体１０のテーパ部分１６と中間部構成体２０とで囲まれた空間部分は、混合流体の流れを乱し、乱流を発生させる。この乱流形成部７０は、気泡が含まれた混合流体の流れを乱流とするので、混合流体に含まれた気体や径の大きな気泡に剪断力を作用させる。そのため、この乱流形成部７０においても、径の小さい気泡が生成される。
　リング状突出部２２に形成された第２流路２８は、導入部構成体１０のテーパ部分１６と中間部構成体２０とで囲まれた空間部分で乱流となった混合流体を流入させる。第２流路２８に流入した混合流体は、第２流路２８を通り、噴出部構成体３０側（下流側）に流出する。第２流路２８は、その内部に気体及び径の大きな気泡を含む混合流体が流れる間、気体及び径の大きな気泡を加圧し液体に溶解させる。しかも、この第２流路２８は、１つ１つの内径が第１流路１５の内径よりも小さく形成され、かつ、第２流路２８の横断面の断面積の合計が第１流路１５の横断面の断面積よりも小さく形成されている。気体が溶解された液体は、このような断面積の小さな第２流路２８通過した後に流出されて解放されるので、第１流路よりも径の小さい気泡が生成される。
　噴出部構成体３０のテーパ部分３４と中間部構成体２０とにより形成された空間部分は、第２流路２８から流出した混合流体を第３流路３６に導くための流路として機能する。すなわち、第２流路２８から流出した混合流体は、中間部構成体２０の第２突出部の周面と噴出部構成体３０のテーパ部分３４の内面とによって形成された流路に沿って流れ、半径方向の中心に位置する第３流路３６の入り口まで案内される。
　第３流路３６は、気体や径の大きな気泡を含む混合流体を通し、ナノバブル生成ノズル１の外部に噴出する噴出部３５として機能する。この第３流路３６は、第１，２流路１５，２８と同様に、気体や径の大きな気泡を加圧して液体に溶解させ、第３流路を通過した後にナノバブル生成ノズル１から噴出して解放する。そのため、第３流路３６は、微小な径の気泡であるナノバブルを生成する。しかも、この第３流路３６の横断面の断面積は、第２流路２８の横断面の断面積の合計よりも小さい。そのため、第３流路３６は、内部を通過する混合流体を適切に加圧し、通過する混合流体の圧力を上昇させる。その結果、混合流体に含まれる気体や径の大きな気泡を適切に加圧して液体に溶解させる。また、第３流路３６は、混合流体の圧力を上昇させるので、混合流体に適度な流速を与えてナノバブル生成ノズル１から混合流体を所定の流速で噴出させる。
　このナノバブル生成ノズルでは、第１流路と第２流路とがナノバブル生成ノズルの半径方向の異なる位置に形成されている。同様に、第２流路と第３流路とについても、半径方向の異なる位置に配置されている。このように、各流路が形成されている位置が、半径方向にずれている場合、流路同士は、ナノバブル生成ノズルの内部空間で接続される。そのため、各流路は、液体に含まれる気体や径の大きな気泡に対し、流路ごとに加圧して液体に溶解させる。また、液体は、流路を通過した後に流出されて解放されるため、流路ごとにナノバブルが確実に形成される。
　本実施形態のナノバブル生成ノズル１のように、各流路を半径方向の異なる位置に形成した場合、各流路を半径方向の同じ位置に形成した場合に比べ、軸方向の寸法を短くすることができる。その結果、ナノバブル生成ノズル１をコンパクトに形成することができるというメリットがある。この場合、本実施形態のナノバブル生成ノズルのように、上流側に位置する第１流路及び下流側に位置する第３流路の内径は、中間部に位置する第２流路の内径よりも大きく形成される。そして、第１流路及び第３流路は、１つの穴で構成し、第２流は、複数の穴で構成する。
　以上に説明した作用によって、ナノバブル生成ノズル１は、液体と気体との混合流体を加圧した後に混合流体を噴出させて解放させることによって、ナノバブルを確実に生成させる。
　［ナノバブル生成装置］
　ナノバブル生成装置１００は、図３に示すように、気体のナノバブルを含む混合流体を循環させる閉ループ回路を備えている。閉ループ回路は、気体導入部１２０、ポンプ１３０、ナノバブル生成ノズル１、液貯め槽１５０、及び戻し路１６０を備えている。気体導入部１２０は、液体が流れる流通部１７０に気体を導入するための構成要素である。ポンプ１３０は、気体と液体との混合流体を送り出し、次のナノバブル生成ノズル１に向かわせている。ナノバブル生成ノズル１は、ポンプ１３０によって送り出された混合流体を導入し、気体のナノバブルが含まれた混合流体を生成する。液貯め槽１５０は、ナノバブルを含む混合流体を貯めるための構成部である。戻し路１６０は、液貯め槽１５０に貯められた混合流体を上述した流通部１７０に戻している。
　上記のナノバブル生成ノズル１は、これまでに説明した本発明に係るナノバブル生成ノズル１が用いられる。ナノバブル生成ノズル１の構成は、既に説明したので、ここではその説明を省略する。
　また、ナノバブル生成装置１００は、図３に示すように、ホース又は配管１４０から分岐して、液貯め槽１５０に接続されたバイパス流路１８０を備えている。
　以下、ナノバブル生成装置１００の各構成について説明する。なお、閉ループ回路において、戻し路１６０とポンプ１３０との間の区間を「流通部１７０」と呼んで説明する。
　（気体導入部）
　気体導入部１２０は、閉ループ回路の流通部１７０に気体を導入させるための構成要素である。図３に示したナノバブル生成装置１００の例では、気体導入部１２０は、戻し路１６０とポンプ１３０との間の流通部１７０の位置に設けられている。
　気体導入部１２０としては、例えば、エジェクターが用いられる。エジェクターは、液体が流れるメインライン及び気体を吸い込む吸気口を有してなる構成要素である。エジェクターのメインラインには、ノズルとディフューザとが設けられている。エジェクターは、気体をノズルの出口の位置でメインライン内の液体に混ぜ合わせる。そして、エジェクターは、混ざり合った液体と気体とをディフューザにより下流側に送る構造になっている。
　なお、エジェクターおノズルは、流体の運動エネルギーを減少させ運動エネルギーを増加させる構成部であり、ディフューザは流体のもつ運動エネルギーを圧力エネルギーに変換する構成部である。
[規則91に基づく訂正 04.06.2018]　
　吸気口には、ホース又は配管１２５が接続されている。このホース又は配管１２５は、気体をエジェクターに送り込むために接続されている。また、ホース又は配管１２５の先端には、開閉バルブ１２６が設けられている。この開閉バルブ１２６は、気体の供給源とホース又は配管１２５とをつないだり、切断したりしている。なお、気体の供給源は、特に図面には示していないが、所望のボンベ、例えば、酸素ボンベが用いられる。
　この実施形態のナノバブル生成装置１００において、気体導入部１２０としてエジェクターを用いた場合、流通部１７０におけるエジェクターの前後で流通部１７０を流れる混合流体の圧力を変化させることなく混合流体に気体を効率的に混ぜ合わせることができる。
　（ポンプ）
　ポンプ１３０は、閉ループ回路内の混合流体を、この閉ループ回路内で循環させている。図３に示した例のナノバブル生成装置１００では、ポンプとして渦巻きポンプ１３０が使用されている。この渦巻きポンプは、動力源としてのモータ１３１により駆動される。なお、図３に示した例では、ポンプとして渦巻きポンプを使用しているが、使用するポンプ１３０の種類は特に限定されない。この実施形態のナノバブル生成装置１００は、使用するポンプ１３０の種類が限定されない点が特徴点の１つである。ただし、ポンプ１３０は、液体の種類及び気体の種類に応じて適切なものを用いることが好ましい。
　（ナノバブル生成ノズル）
　ナノバブル生成ノズル１は、例えば、図１に示した形態のノズルが用いられる。すなわち、ノズルは、その内部に上述したナノバブル生成構造部５を備えている。このナノバブル生成構造部５は、混合流体が通される相互に断面積が異なる複数の流路１５，２８，３６を備えている。具体的に、ナノバブル生成構造部５は、ナノバブル生成ノズル１の軸方向に断面積が異なる複数の流路１５，２８，３６を備えている。なお、ナノバブル生成ノズル１の詳細については、図１及び図２を参照して既に説明したので、ここではその説明を省略する。
　（液貯め槽）
　液貯め槽１５０は、ナノバブル生成ノズル１によって生成されたナノバブルを含む混合流体を貯めるための構成部である。この液貯め槽１５０は、ナノバブルを含む混合流体の必要量に応じた大きさのものが用いられる。上述したポンプ１３０と液貯め槽１５０とは、配管又はホース１４０で接続される。これにより、閉ループ回路の一部が構成される。
　（ナノバブル生成ノズルの取り付け態様）
　図４は、ナノバブル生成ノズル１の取り付け態様の一例を示している。この図４に示す取り付け態様では、ナノバブル生成ノズル１は、液貯め槽１５０の内部に配置され、液貯め槽１５０の周壁面に固定されている。
　具体的に、ナノバブル生成ノズル１は、次のようにして液貯め槽１５０の周壁面に取り付けられる。導入部１１が液貯め槽１５０の周壁面に形成された穴に通される。その際、噴出部構成体３０に形成された第３流路（図示せず）が液貯め槽１５０の内部に向けられる。そして、ホルダ４０の端面と直径の小さな部位１３の端面とが液貯め槽１５０の周壁面の内面に突き当てられる。
　また、液貯め槽１５０の周壁面の外側には円環状のホルダ４５が配置される。ホルダ４５の中央に形成された空間部分には、ナノバブル生成ノズル１の導入部１１が挿入される。そして、ホルダ４５の厚さ方向の一端が液貯め槽１５０の周壁面の外面に突き当てられる。このホルダ４５には、その厚さ方向を貫通する複数の穴が形成されており、ボルトが通されるように構成されている。
　周壁面の外側に配置されたホルダ４５の穴、周壁面の内側に配置されたホルダ４０の穴、及びフランジ部３２の穴にはボルト６０が通される。そして、ボルト６０の先端にはナット６１が締め込まれ、ホルダ４０とナノバブル生成ノズル１とで周壁面を挟み込むことにより、ナノバブル生成ノズル１は液貯め槽１５０の周壁面に固定される。
　（戻し路）
　戻し路１６０は、配管により構成されている。戻し路１６０は、閉ループ回路の一部を構成している。具体的に、戻し路１６０は、液貯め槽１５０と流通部１７０とを接続している。この戻し路１６０は、液貯め槽１５０に貯められたナノバブルを含む混合流体を流通部１７０に再び戻している。また、戻し路１６０は流通部１７０に設けられたエジェクターにより気体を再度導入させている。
　この実施形態のナノバブル生成装置１００は、ナノバブルを含む液体を循環させることにより、液体に含まれるナノバブルが占める割合を増大させている。
[規則91に基づく訂正 04.06.2018]　
　（バイパス流路）
　バイパス流路１８０は、配管又はホース１４０の長手方向の途中の部分と液貯め槽１５０とを連絡している。具体的に、配管又はホース１４０の長手方向の途中の部分には、配管又はホース１４０の内部を流れる混合流体の流れを分岐するためのバルブ１４５が設けられている。このバルブ１４５が、本流路１４１とバイパス流路１８０とに配管又はホース１４０を分岐させている。
　バルブ１４５は、本流路１４１を流れる混合液体の流量よりもバイパス流路１８０に分岐される液体の流量が少なくなるように流量を調整している。バルブ１４５によって分岐されたバイパス流路１８０は、閉ループ回路を流れるナノバブルを配管又はホース１４０から直接液貯め槽１５０に導いている。
　このナノバブル生成装置１００は、ナノバブルを含む液体を閉ループ回路にて循環させるので、多くのナノバブルを液体に含ませることができる。また、ナノバブル生成装置１００は、バイパス流路１８０を備えているので、閉ループ回路内の圧力が不必要に上昇してしまうことを抑制する。その結果、気体が液体に溶け込んでしまうことなく、ナノバブルが適切に生成される。
　以上に説明したナノバブル生成ノズル及びナノバブル生成装置において、用いられる液体としては、例えば、水、水に水以外の液体を含ませた液体、水以外の液体等を挙げることができる。水に含ませる液体としては、例えば、エチルアルコール等の不揮発性の液体を挙げることができる。また、水以外の液体としては、例えば、エチルアルコール等を挙げることができる。一方、気体としては、空気、窒素、オゾン、酸素、及び二酸化炭素等を挙げることができる。
　［確認テスト］
　本実施形態のナノバブル生成ノズルを用いたナノバブル生成装置でナノバブルを生成し、生成されたナノバブルの数をナノバブルの直径毎に測定した。
　確認テストは、バイパス流路１８０を用いないナノバブル生成装置１００（第１形態の装置）でナノバブルを生成した場合と、バイパス流路１８０を用いたナノバブル生成装置１００（第２形態の装置）でナノバブルを生成した場合との２形態の装置について行った。具体的に、第１形態のナノバブル生成装置１００では、気体として酸素を用い、液体として水を用いてナノバブルを生成した。一方、第２形態のナノバブル生成装置１００では、気体としてオゾンを用い、液体として水を用いてナノバブルを生成した。テストに用いたナノバブル生成ノズル１は、図１に示したものを使用した。ナノバブル生成装置１００は、図３に示した構成の装置を使用した。ナノバブルの生成は、第１に、ナノバブル生成装置を一定の時間作動させ、水と酸素の混合流体を循環させて行い、第２に、水とオゾンの混合流体を循環させて行った。
　ナノバブルの確認は、マルバーン社のＬＭ１０型の計測器を用い、ナノ粒子トラッキング解析法によって、１ミリリットルあたりに含まれる気泡の数と大きさを測定することにより行った。
[規則91に基づく訂正 04.06.2018]　
　図５は、バイパス流路１８０を用いないナノバブル生成装置１００を使用し、気体として酸素を用いた場合の測定結果を示している。図６は、バイパス流路１８０を用いたナノバブル生成装置１００を使用し、気体としてオゾンを用いた場合の測定結果を示している。図５及び図６において、横軸は、気泡の直径を表し、縦軸は、１ミリリットルあたりに含まれるナノバブルの個数を表している。
　バイパス流路１８０を用いないで、気体として酸素を用いてナノバブルを生成した場合、図５に示すように、約１２０ｎｍの直径のナノバブルが最も多く生成された。その数は、１ミリリットルあたり、約３億個のナノバブルが生成されていることを確認することができた。一方、バイパス流路１８０を用い、気体としてオゾンを用いてナノバブルを生成した場合、図６に示すように、約１００ｎｍの直径のナノバブルが最も多く生成された。その数は、１ミリリットルあたり、約４億個弱のナノバブルが生成されていることを確認することができた。
　［変形例］
　〈変形例１〉
　図１及び図２を参照して説明した本実施形態のナノバブル生成ノズル１Ａは、第１流路１５が、ノズルの半径方向の中心部分に形成されている。これに対し、図７に示した変形例１のナノバブル生成ノズル１Ａは、第１流路１５が、ナノバブル生成ノズル１Ａの半径方向の外側の部位に形成されている。図７を参照して、変形例１のナノバブル生成ノズル１Ａの概要を説明する。なお、図７に示した変形例１のナノバブル生成ノズル１Ａにおいて、図１及び図２に示したナノバブル生成ノズル１に対応する構成部については、同一の符号を付して説明する。
　変形例１のナノバブル生成ノズル１Ａは、図１及び図２を参照して説明した本実施形態のナノバブル生成ノズル１と同様に、導入部構成体１０、中間部構成体２０及び噴出部構成体３０を組み合わせて構成されている。また、乱流形成部７０が導入部構成体１０と中間部構成体２０とにより形成される空間部分に設けられている点も同様である。
　一方、導入部構成体１０には、導入部１１の直後に、導入した混合流体を半径方向の中心部から外側に向けて拡散するための液体拡散部１８が設けられている。また、第１流路１５が、液体拡散部１８よりも半径方向の外側に形成されている。さらに、中間部構成体２０に形成された第２流路２８は、半径方向において、第１流路１５よりも内側に形成されている。
　乱流形成部７０は、中間部構成体２０の上流側の端面に、導入部構成体１０側に向けて突出する突出部８０を設けることにより構成されている。突出部８０は、半径方向において、第１流路１５と第２流路２８との間の位置に形成されている。
　この乱流形成部７０は、第１流路１５から流出した液体を中間部構成体２０の端面に一旦衝突させる。端面に衝突した液体は、半径方向の外側から内側に向かう途中で突出部８０により上流側に一度戻される。液体は、この過程を経ることにより乱流になる。
　なお、図７に示したナノバブル生成ノズル１Ａにおける、第２流路２８よりも下流側の構成及び作用は、図１及び図２に示したナノバブル生成ノズル１と同様なので、その説明は、ここでは省略する。
　〈変形例２〉
　図８は、変形例２のナノバブル生成ノズル１Ｂの概要を示している。変形例２のナノバブル生成ノズル１Ｂは、乱流形成部７０が第２流路２８と第３流路３６との間に設けられた形態である。
　このナノバブル生成ノズル１は、第１流路１５の直後に、先端が第１流路１５に向かって突出する突出部１９を設けている。この突出部１９は、第１流路１５から流出した混合流体を半径方向の中心から外側に拡散する。第２流路２８は、突出部１９の根元よりも半径方向の外側の位置に形成されている。そのため、突出部１９により拡散された混合流体は、第２流路２８に直接流入する。
　第３流路３６は、ナノバブル生成ノズル１の最も下流側にて、半径方向の中心に形成されている。乱流形成部７０は、この第３流路３６と、この第３流路３６よりも上流側に形成されている第２流路２８との間に設けられている。
　乱流形成部７０は、第２流路２８から流出した混合流体の流れの向きを一旦上流側に向けるための突出部を設けることにより構成されている。具体的に、半径方向において、第２流路２８と、第３流路３６との間に、下流側から上流側に向かって突出する突出部３８が設けられている。この突出部３８は、第２流路２８から流出した混合流体が、第３流路３６に流入するまでの間に、混合流体の流れの向きを一旦上流側に向けている。乱流形成部７０は、混合流体の流れの向きを変化させることにより乱流を形成させている。
[規則91に基づく訂正 04.06.2018]　
　以上に説明したナノバブル生成ノズルによれば、ナノバブル生成ノズルをコンパクトにすることができ、高い効率でナノバブルを生成することができる。また、このナノバブル生成ノズルを用いたナノバブル生成装置に関しても、高い効率でナノバブルを生成することができる。そのため、ナノバブル生成ノズル及びナノバブル生成装置を様々な産業分野で利用することができる。
　例えば、このナノバブル生成ノズル及びナノバブル生成装置は、飲食品の分野、薬品の分野、医療の分野、化粧品の分野、植物栽培の分野、太陽電池の分野、二次電池の分野、半導体装置の分野、電子機器の分野、洗浄装置の分野、機能材料の分野等の産業分野で用いることができる。洗浄装置の分野としては、具体的に、繊維の洗浄、金属金型の洗浄、機械部品の洗浄、シリコンウエハーの洗浄等に用いることができる。
[規則91に基づく訂正 06.08.2018]　
[規則91に基づく訂正 04.06.2018]　
　１　ナノバブル生成ノズル
　５　ナノバブル生成構造部
　１０　導入部構成体
　１１　導入部
　１１ａ　導入通路
　１２　本体部
　１３　直径の小さな部位
　１４　直径の大きな部位
　１５　第１流路
　１６　テーパ部分
　１７　ストレート部分
　１８，１９　突出部
　２０　中間部構成体
　２１　第１突出部
　２２　リング状突出部
　２３　端面
　２４　シール溝
　２５　上流側の外周面の部位
　２６　下流側の外周面の部位
　２７　フランジ部分
　２８　第２流路
　２９　第２突出部
　３０　噴出部構成体
　３１　本体部
　３２　フランジ部
　３３　ストレート部分
　３４　テーパ部分
　３５　噴出部
　３６　第３流路
　３７　端面
　３８　突出部
　４０，４５　ホルダ
　５０　Ｏリング
　６０　ボルト
　６１　ナット
　７０　乱流形成部
　８０　突出部
　１００　ナノバブル生成装置
　１２０　気体導入部
　１２５　ホース又は配管
　１２６　開閉バルブ
　１３０　ポンプ
　１３１　駆動源（モータ）
　１４０　ホース又は配管
　１４１　本流路
　１４５　バルブ
　１５０　液貯め槽
　１６０　戻し路
　１７０　流通部
　１８０　バイパス流路

Claims (7)

  1. 　液体と気体との混合流体を内部に導入させる導入部と、
    　前記気体のナノバブルが含まれた混合流体を送り出す噴出部と、
    　前記導入部と前記噴出部との間に、前記気体のナノバブルを生成するためのナノバブル生成構造部とを備えたナノバブル生成ノズルであって、
    　前記ナノバブル生成構造部は、当該ナノバブル生成ノズルの軸方向に断面積の異なる複数の流路が配置されてなることを特徴とするナノバブル生成ノズル。
  2. [規則91に基づく訂正 04.06.2018]　
    　前記ナノバブル生成ノズルの軸方向に隣り合う前記流路は、当該ナノバブル生成ノズルの半径方向の異なった位置に設けられている、請求項１に記載のナノバブル生成ノズル。
  3. [規則91に基づく訂正 04.06.2018]　
    　複数の前記流路は、断面積が異なる３つの流路として前記ナノバブル生成ノズルの軸方向に配置され、
    　上流側の第１流路は、前記ナノバブル生成ノズルの半径方向の中心に配置され、中間位置の第２流路は、前記ナノバブル生成ノズルの半径方向の中心よりも外側に配置され、下流側の第３流路は、前記ナノバブル生成ノズルの半径方向の中心に配置されている、請求項１又は２に記載のナノバブル生成ノズル。
  4. 　複数の前記流路同士の間の少なくとも１箇所には、前記混合流体の流れを乱流にする乱流形成部を有している、請求項１～３のいずれか１項に記載のナノバブル生成ノズル。
  5. [規則91に基づく訂正 04.06.2018]　
    　前記乱流形成部は、前記第１流路の出口よりも下流側に、当該第１流路から流出された前記混合流体を当該ナノバブル生成ノズルの半径方向の外側に向けて放射状に拡散させる拡散部を有し、
    　前記第２流路の入り口は、前記拡散部により拡散された前記混合流体が当該ナノバブル生成ノズルの軸方向において前記第１流路側に戻される位置に配置されている、請求項３に記載のナノバブル生成ノズル。
  6. [規則91に基づく訂正 04.06.2018]　
    　液体を流すための流通部に気体を導入する気体導入部と、
    　前記流通部の内部を流れた前記気体と前記液体との混合流体を送り出すポンプと、
    　前記ポンプによって送り出された前記混合流体を導入し、前記気体のナノバブルを含む混合流体を得るためのナノバブル生成ノズルと、
    　前記ナノバブルを含む混合流体を貯める液貯め槽と、
    　前記液貯め槽に貯められた前記ナノバブルを含む混合流体を前記流通部に戻す戻し路と、を備え、
    　前記ナノバブル生成ノズルは、
    　前記混合流体を内部に導入させる導入部と、
    　前記気体のナノバブルが含まれた混合流体を送り出す噴出部と、
    　前記導入部と前記噴出部との間に、前記気体のナノバブルを生成するためのナノバブル生成構造部とを備え、
    　前記ナノバブル生成構造部は、当該ナノバブル生成ノズルの軸方向に断面積が異なる複数の流路を備えている、
    ことを特徴とするナノバブル生成装置。
  7. [規則91に基づく訂正 04.06.2018]　
    　前記ポンプと前記液貯め槽との間には、前記ポンプと前記液貯め槽とをつなぐ流路を分岐するためのバルブと当該バルブと前記液貯め槽とを直に連絡するバイパス流路が設けられている、請求項６に記載のナノバブル生成装置。
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