WO2019212028A1 - 微細気泡発生装置 - Google Patents

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WO2019212028A1
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稜 ▲高▼林
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株式会社幸陽農舎
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Definitions

  • the present invention relates to a microbubble generator that generates so-called “microbubbles” or “nanobubbles” in a liquid.
  • Fine bubbles having a bubble diameter smaller than 50 ⁇ m are called “microbubbles” or “nanobubbles”, and have a large diameter such as bubbles (bubble diameter is 1 mm or more) contained in general carbonated water. It has different characteristics from bubbles.
  • the characteristics of the fine bubbles are, for example, the amount of dissolved gas in the liquid is large, so that the concentration of dissolved gas such as dissolved oxygen can be increased, the surface of the bubbles is negatively charged, such as air or oxygen Examples include a large amount of dissolved gas and a variety of physiologically active effects. Therefore, this kind of microbubble related technology is used in various fields.
  • oxygen can be suitably supplied to roots that tend to be oxygen-deficient by spraying water containing fine bubbles into the medium.
  • the amount of dissolved gas is increased, and the smaller the bubble diameter, the more difficult the bubbles are to blow and the more stably held in water.
  • water having a high dissolved oxygen concentration can be given to the plant, so that a fast-growing and good-quality crop can be obtained.
  • anaerobic bacteria suppression effect and pest control effect due to increased dissolved oxygen concentration in water have been reported.
  • Patent Document 1 discloses a fine bubble generating apparatus using an aspirator.
  • This fine bubble generating device is provided with an aspirator having a flow path for passing a liquid and a gas introduction path for introducing a sucked gas, and a tubular pipe that is provided on the liquid discharge port side of the aspirator and through which the liquid discharged from the aspirator is conducted.
  • a spiral ridge is formed on the inner peripheral wall of the tubular body.
  • gas is sucked from the gas introduction path by the pressure reducing effect inside the aspirator, mixed with the liquid passing through the flow path, and then guided to the ridges inside the tubular body. Fine bubbles are generated by stirring while turning in a spiral.
  • the fine bubble generating device described in Patent Document 1 is a device in which gas is sucked only by the reduced pressure generated by the aspirator, and the mixture of gas and liquid is stirred by the ridges on the inner wall of the tubular body, and the fine bubbles are generated. Therefore, it is difficult to generate a large amount of fine bubbles having a bubble diameter of several tens of micrometers or less.
  • the present invention has been made in view of the above-described points, and the object thereof is to generate a large amount of microbubbles having a small bubble diameter with a high concentration of fine bubbles in the liquid and a bubble diameter of several tens of micrometers or less.
  • An object of the present invention is to provide a microbubble generator capable of producing
  • the fine bubble generator of the present invention generates a fine bubble by mixing a liquid continuously supplied from a liquid supply source and a gas supplied from a gas supply means, thereby generating a fine bubble.
  • a device that discharges a gas-liquid mixture in which a liquid and a liquid are mixed a tubular body having a liquid flow path therein, a liquid inlet for introducing liquid into the flow path, and a gas inlet for introducing gas into the flow path
  • a bubble generator having a discharge port for discharging the gas-liquid mixture from the flow path, a compressor for pressurizing the gas, and a gas supply means having a gas supply port for supplying the gas pressurized by the compressor to the bubble generator
  • the flow path of the bubble generator extends substantially coaxially from the liquid inlet to the outlet, and the flow path has a reduced diameter portion whose inner diameter is reduced in the liquid flow direction.
  • a plurality of the reduced diameter portions are provided downstream of each reduced diameter portion.
  • Gas-liquid mixing portions having an inner diameter larger than the minimum inner diameter are continuously provided, and the gas inlet of the bubble generator is formed as a plurality of through holes arranged along the circumferential direction of the outer wall of the tubular body, It is provided in the vicinity of the reduced diameter portion provided on the most upstream side in the flow path, and the gas introduction port communicates with the gas supply port of the gas supply means.
  • the fine bubble generating device of the present invention is provided with a plurality of reduced diameter portions and a gas-liquid mixing portion continuous therewith in the flow path, and the pressurized gas supplied from the gas supply means is the most upstream side in the flow path. It is configured to be introduced into the flow path from the vicinity of the reduced diameter portion.
  • the reduced diameter portion of the flow path is in a reduced pressure state where the pressure is reduced due to the venturi effect, so the pressure difference from the gas pressurized above atmospheric pressure increases, and the gas inlet provided near the reduced diameter portion A large amount of gas is sucked into the flow path.
  • the gas introduction port is formed as a through hole along the circumferential direction of the outer wall of the tubular body on the outer periphery of the flow path, the flow velocity of the gas introduced into the flow path is increased and flows vigorously from the through hole.
  • the gas introduced into the passage causes a strong swirl flow in the gas-liquid mixing part that is continuous with the reduced diameter part. Therefore, a large amount of gas is introduced into the flow path, and the gas and the liquid are reliably mixed inside the flow path, so that a gas-liquid mixed liquid having a large amount of bubbles is obtained.
  • the flow velocity of the gas introduced into the flow channel from the through hole is high, the flow velocity of the liquid (gas-liquid mixture) flowing in the flow channel is accelerated.
  • the gas-liquid mixed portion that has passed through the most upstream reduced-diameter portion and the gas-liquid mixing portion has a plurality of reduced-diameter portions and a gas-liquid mixing portion continuous therewith, It will pass through the reduced diameter part and the gas-liquid mixing part.
  • the gas-liquid mixed liquid expands because of a reduced pressure state due to the venturi effect. Since the flow rate is reduced and the pressure is increased, the bubbles once expanded in the reduced diameter portion are crushed and contracted in the gas-liquid mixing portion, and fine bubbles having a smaller bubble diameter are obtained.
  • the flow path of the bubble generator extends substantially coaxially from the liquid inlet to the outlet, the flow rate of the gas-liquid mixture flowing in the flow path is maintained at a high level. Therefore, the gas-liquid mixture discharged from the discharge port can also have a suitable hydraulic pressure.
  • upstream means upstream in the flow direction of the flow path, that is, the liquid supply source side
  • downstream means downstream in the flow direction of the flow path, that is, the discharge port side.
  • the fine bubble generator of the present invention includes a reduced diameter portion provided on the most upstream side in the flow path of the bubble generator described above, a gas-liquid mixing portion continuous with the reduced diameter portion, and a continuous gas-liquid mixing portion. It is also preferable that the tubular body of the portion corresponding to the reduced diameter portion is formed integrally and coaxially.
  • pressure resistance of a portion (most upstream diameter-reduced portion and gas-liquid mixing portion) where pressure is most applied to the flow path because pressurized gas is introduced is ensured, and pressure and momentum of the introduced gas are ensured. It is possible to prevent the reduced diameter portion and the gas-liquid mixing portion from being separated due to the swirling flow.
  • the gas-liquid mixing portion provided at the most upstream side and the diameter-reduced portion continuous therewith are integrally and coaxially formed, the flow velocity of the fluid flowing through the flow path is kept high.
  • the plurality of reduced diameter portions of the bubble generator described above are the minimum inner diameter of the reduced diameter portion disposed downstream from the minimum inner diameter of the reduced diameter portion disposed upstream. It is also preferable that it is formed so that is smaller. Thereby, a bubble diameter can be made smaller and the gas-liquid liquid mixture which has the fine bubble which has a bubble diameter of a nano order level can be obtained.
  • the fine bubble which has a bubble diameter of nano-order level means the fine bubble whose bubble diameter is less than 1 micrometer.
  • the plurality of gas-liquid mixing portions of the bubble generator described above is a gas-liquid mixing portion arranged downstream of the inner diameter of the gas-liquid mixing portion arranged upstream. It is also preferable that the inner diameter is larger.
  • the minimum inner diameter of the reduced diameter portion arranged on the downstream side is formed to be small, the pressure difference between the reduced diameter portion and the gas-liquid mixing portion can be increased by increasing the inner diameter of the gas-liquid mixing portion continuous thereto. Since the bubbles become larger, the bubbles expanded at the reduced diameter portion are quickly crushed and contracted at the gas-liquid mixing portion, and fine bubbles with a further reduced bubble diameter can be obtained.
  • the fine bubble generator of the present invention includes a first gas diameter-reducing portion and a first air diameter continuous from the first diameter-reducing portion from the upstream side toward the downstream side in the flow path of the bubble generator.
  • the fine bubble generating apparatus of the present invention further includes a shower head, and this shower head is connected via a hose connected to the discharge port of the bubble generator. Since the shower head has the effect of increasing the overall liquid pressure inside the device until the gas-liquid mixture is released to the outside, the amount of bubbles contained in the gas-liquid mixture increases and fine bubbles in the liquid A gas-liquid mixture having a high concentration is obtained.
  • the microbubble generator which has the following outstanding effects can be provided. (1) It is possible to generate fine bubbles having a small bubble diameter with a high fine bubble concentration and a bubble diameter of several tens of micrometers or less. (2) Since the liquid pressure of the gas-liquid mixed liquid having fine bubbles discharged from the discharge port can be kept high, for example, even if water is introduced into the apparatus with water pressure supplied from a water pipe or the like of the waterworks Further, it can be discharged out of the apparatus while maintaining the water pressure or as a gas-liquid mixed liquid having a higher water pressure.
  • the diameter-reduced portion provided on the most upstream side, the gas-liquid mixing portion continuing to the diameter-reduced portion, and the tubular body of the portion corresponding to the diameter-reducing portion continuing to the gas-liquid mixing portion are integrally and By forming it coaxially, the pressure resistance is enhanced, and a device that can be used stably can be obtained.
  • microbubble generator according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • the fine bubble generating device 1 As shown in FIG. 1, the fine bubble generating device 1 according to the first embodiment of the present invention is roughly constituted by a bubble generator 2 and a gas supply means 3.
  • the fine bubble generator 2 introduces liquid continuously supplied from a faucet 6 such as waterworks into the bubble generator 2 through a hose and an adapter 4.
  • a faucet 6 such as waterworks into the bubble generator 2
  • an adapter 4 At the same time, it is an apparatus for introducing the pressurized gas G supplied from the gas supply means 3 into the bubble generator 2 to generate the gas-liquid mixture M inside the bubble generator 2, and is discharged from the bubble generator 2.
  • the gas / liquid mixture M is taken out through an attachment including the shower head 5.
  • the bubble generator 2 of the present embodiment includes a substantially circular tubular body 26 having a flow path 21 that is a space through which the liquid L or the gas-liquid mixture M flows.
  • a liquid introduction port 27 connected to the faucet 6 as a liquid supply source via a hose, an adapter 4 or the like is provided.
  • a discharge port 29 for discharging the gas-liquid mixed solution M generated inside the bubble generator 2 to the outside is provided at one end on the downstream side of the tubular body 26.
  • the flow path 21 is a space inside the tubular body 26.
  • the flow path 21 from the liquid introduction port 27 to the discharge port 29 is It is comprised so that it may extend on a substantially coaxial line.
  • the center of the axial cross section in the flow path 21 is configured to be a substantially straight line. Therefore, the backflow and the flow velocity decrease of the liquid L or gas-liquid mixture M flowing in the flow direction F in the flow path 21 are suppressed, and the smooth flow of the liquid L and the like in the flow path 21 is maintained.
  • the tubular body 26 is formed of a first tubular body 261 constituting the upstream flow path 21 and a second tubular body 262 constituting the downstream flow path 21.
  • the inner diameter of the second tubular body 262 is larger than the inner diameter of the first tubular body 261 and has an inner diameter that is substantially the same as the outer diameter of the first tubular body 261. Therefore, both are connected by fitting the outer peripheral surface of the downstream end portion of the first tubular body 261 to the inner peripheral surface of the upstream end portion of the second tubular body 262.
  • the tubular body 26 is comprised from two members, it is not limited to it, The tubular body 26 may be comprised from one member like 2nd embodiment mentioned later. It is also possible to configure a plurality of members.
  • the flow path 21 of the bubble generator 2 according to the present embodiment has a reduced diameter portion (first reduced diameter portion 22, second reduced diameter portion) in which the inner diameter and the outer diameter are reduced in the flow direction of the liquid L. 23) are provided in two places.
  • a gas-liquid mixing unit (a first gas-liquid mixing unit 24 and a second gas-liquid mixing unit 25) is provided downstream of each reduced-diameter part so as to be continuous with each reduced-diameter part.
  • the number of diameter-reduced parts and the gas-liquid mixing part continuous with it are two in this embodiment, it is not limited to it, It is also possible to set it as the number exceeding two.
  • the gas-liquid mixing portions 24 and 25 provided at a plurality of locations have an inner diameter (or cross-sectional area) larger than the minimum inner diameter (or minimum cross-sectional area) of the reduced diameter portions 22 and 23 adjacent to the upstream side.
  • the venturi effect is imparted to the liquid L or the gas-liquid mixture M flowing in the flow path 21 by the combination of the reduced diameter portion and the gas-liquid mixing portion.
  • the inner diameter 24d of the first gas-liquid mixing section is larger than the minimum inner diameter 22d of the first reduced diameter section, and the second gas-liquid mixing is smaller than the minimum inner diameter 23d of the second reduced diameter section.
  • the inner diameter 25d of the part is configured to be larger.
  • the gas inlet 28 is disposed along the circumferential direction of the outer wall of the tubular body 26 of the bubble generator 2.
  • the gas inlet 28 is provided in the vicinity of the first reduced diameter portion 22 as four circular through-holes that are arranged substantially evenly along the peripheral side surface of the first tubular body 261. ing.
  • the pressurized gas G and the liquid L are reliably mixed in the flow path 21, and a gas-liquid mixed solution M having a large amount of bubbles is obtained.
  • the gas inlet 28 is comprised as four circular through-holes, a number and a shape are not specifically limited.
  • the flow path 21 of the bubble generator 2 has a minimum diameter of the second reduced diameter portion arranged downstream from the minimum inner diameter 22d of the first reduced diameter portion arranged upstream.
  • the inner diameter 23d is formed to be smaller. Thereby, the diameter of the bubble to produce
  • the inner diameter 25d of the second gas-liquid mixing portion arranged downstream is formed larger than the inner diameter 24d of the first gas-liquid mixing portion arranged upstream. Has been. As a result, the pressure difference between the second reduced diameter portion 23 and the second gas-liquid mixing portion 25 increases in the flow path 21, so that the collapse of the bubbles is promoted in the second gas-liquid mixing portion 25. Further, the bubbles can be made finer.
  • the tubular body 26 having the flow path 21 therein includes the first tubular body 261 that constitutes the upstream flow path 21 and the second tubular body 21 that constitutes the downstream flow path 21. It is comprised from the tubular body 262.
  • the first tubular body 261 is provided with the liquid inlet 27, the first reduced diameter portion 22, the first gas-liquid mixing portion 24 and the second reduced diameter portion 23, and the second tubular body 261 is provided.
  • the body 262 is provided with a second gas-liquid mixing unit 25 and a discharge port 29.
  • the pressure resistance in the vicinity of the first reduced diameter portion 22 and the first gas-liquid mixing portion 24 where the pressure on the flow path 21 is the largest is obtained. It is secured. Also, by providing the first tubular body 261 with the second reduced diameter portion 23 and using the second tubular body 261 having a larger diameter than the first tubular body 261 as the second gas-liquid mixing portion 25, Changes in the inner diameter of the flow path 21 in the second reduced diameter portion 23 and the second gas-liquid mixing section 25 are discontinuous, and the inner diameter of the flow path 21 after the second reduced diameter portion 23 can be greatly changed. . Thus, the pressure difference between the second reduced diameter portion 23 and the second gas-liquid mixing portion 25 can be increased with a very simple configuration, and the collapse of the bubbles can be promoted.
  • the bubble generator 2 in the present embodiment can be manufactured by known materials and methods.
  • the bubble generator 2 according to the present embodiment uses a rigid PVC pipe having an outer diameter of 18 mm, an inner diameter of 13 mm, and a wall thickness of 2.5 mm as the first tubular body 261, and the second tubular body 262 as an outer
  • a rigid PVC pipe having a diameter of 24 mm, an inner diameter of 18 mm, and a wall thickness of 3 mm is used.
  • the first reduced diameter portion 22 in the first tubular body 261 is provided by drawing the outer periphery until the minimum inner diameter of the PVC pipe is about 7 to 10 mm, and is about 7 to 10 cm from the first reduced diameter portion 22.
  • the first gas-liquid mixing part 24 is the first gas-liquid mixing part 24, and the second reduced diameter part 23 is a pipe so that an end having a minimum inner diameter of about 6 to 9 mm appears after the outer periphery of the PVC pipe is drawn. It is manufactured by cutting. Further, a through hole having a diameter of 2.5 mm is formed at an angular interval of about 90 degrees between the first reduced diameter portion 22 and the first gas-liquid mixing portion 24 in the circumferential direction of the outer wall of the first tubular body 261.
  • the gas introduction port 28 is formed by opening four.
  • the bubble generator 2 according to the present embodiment is obtained by fitting the first tubular body 261 and the second tubular body 262 thus obtained.
  • the specifications and materials such as the numerical values of the tubular body 26 described above are examples, and various specifications and materials can be selected depending on the application.
  • the gas supply means 3 in this embodiment includes a compressor 30, a pipe 31, a casing 34 having a gas supply port 33 and a nut 35, a connection member 32 having one end connected to the pipe 31 and the other end connected to the casing 34.
  • the compressor 30 is an apparatus for pressurizing gas to atmospheric pressure or more.
  • the pressure can be adjusted by the flow rate of the liquid L introduced into the bubble generator 2, but is preferably 0.15 to 0.20 MPa, preferably 0.18 MPa or more and 0.20 MPa. More preferably, it is less than.
  • the gas G pressurized by the compressor 30 is transferred to the bubble generator 2 through the pipe 31 and the connection member 32.
  • a cylindrical casing 34 is concentrically fixed in the vicinity of the first reduced diameter portion 22 of the first tubular body 261 on the outer periphery of the bubble generator 2, and both end portions of the cylindrical body are provided with nuts 35 and spacers.
  • the casing 34 is provided with one gas supply port 33 as a through-hole penetrating the outer wall, and the inner peripheral wall of the gas supply port 33 can be screwed into a screw groove provided at one end of the connection member 32. Thread is provided.
  • the compressor 30 of the gas supply means 3 the faucet 6 as a liquid supply source, the hose and adapter 4 for transferring the liquid L from the faucet 6 to the liquid inlet 27 of the bubble generator 2, and the shower The head 5 is omitted.
  • the liquid L is continuously introduced into the liquid inlet 27 of the bubble generator 2 as shown in FIG.
  • the liquid pressure of the liquid L to be introduced is, for example, about 0.05 to 0.3 MPa in the case of water supplied from a water supply pipe, but the liquid inlet is kept as it is without being pressurized with a pump or the like. 27 can be used.
  • the inner diameter (cross-sectional area) of the flow path 21 is reduced in the first reduced diameter portion 22, so that the flow rate of the liquid L is increased due to the venturi effect.
  • the pressure in the vicinity of the first reduced diameter portion 22 is reduced.
  • the gas G pressurized to atmospheric pressure or higher is transferred to the gas supply port 33 through the pipe 31 and the connection member 32 as shown in FIG.
  • the pressurized gas G transferred to the gas supply port 33 is introduced into the gas inlet 28 of the bubble generator through the gap 36 between the first reduced diameter portion 22 of the first tubular body 261 and the casing 34.
  • the pressure difference from the gas G pressurized to atmospheric pressure or higher becomes large, and the first A large amount of gas is sucked and introduced into the flow path 21 from a gas inlet 28 provided in the vicinity of one reduced diameter portion 22.
  • the gas inlet 28 of the bubble generator 2 is formed as a through-hole along the circumferential direction of the outer wall of the first tubular body 261 and is therefore introduced into the flow path 21.
  • the flow rate of the pressurized gas G is higher. Therefore, the pressurized gas G that is vigorously introduced into the flow path 21 from the gas introduction port 28 causes a strong swirl flow in the liquid L flowing through the first gas-liquid mixing unit 24. Therefore, a large amount of gas G is introduced into the flow path 21, and the gas G and the liquid L are reliably mixed in the first gas-liquid mixing unit 24, and a large amount of bubbles are contained in the liquid. A gas-liquid mixed solution M having a high fine bubble concentration is obtained. In addition, since the flow rate of the pressurized gas G introduced into the flow channel 21 from the gas introduction port 28 which is a through hole is high, the flow rate of the gas-liquid mixture M flowing in the flow channel 21 is accelerated.
  • the gas-liquid mixed solution M generated in the first gas-liquid mixing unit 24 flows along the flow direction F of the flow path 21, and the second reduced diameter portion 23. Pass through.
  • the inner diameter (cross-sectional area) of the flow path 21 is small in the second reduced diameter portion 23, the flow rate of the gas-liquid mixture M is increased due to the venturi effect, and in the vicinity of the second reduced diameter portion 23. The pressure is lowered. For this reason, the bubbles contained in the gas-liquid mixed solution M are temporarily expanded in the second reduced diameter portion 23. Subsequently, the gas-liquid mixed solution M moves to the second gas-liquid mixing unit 25.
  • the second gas-liquid mixing unit 25 Since the second gas-liquid mixing unit 25 has a large inner diameter, the flow rate of the gas-liquid mixed solution M decreases and the pressure increases. Becomes higher. Therefore, the bubbles once expanded in the second reduced diameter portion 23 are crushed and contracted in the second gas-liquid mixing portion 25 to make the bubbles finer.
  • the minimum inner diameter 23d of the second reduced diameter portion is smaller than the minimum inner diameter 22d of the first reduced diameter portion, and the inner diameter 24d of the first gas-liquid mixing portion. Since the inner diameter 25d of the second gas-liquid mixing part is designed to be larger than the second gas-liquid mixing part, the pressure difference between the second reduced-diameter part 23 and the second gas-liquid mixing part 25 becomes larger. Yes.
  • the bubbles expanded in the second reduced diameter part 23 are quickly crushed and contracted in the second gas-liquid mixing part 25, and nano-order level fine bubbles with a further reduced bubble diameter are obtained.
  • the gas-liquid mixed solution M containing fine bubbles thus obtained is discharged from the discharge port 29 and discharged through the shower head 5 or the like. Further, since the flow path 21 of the bubble generator 2 extends substantially coaxially from the liquid inlet 27 to the outlet 29, the flow rates of the liquid L and the gas-liquid mixture M flowing in the flow path 21 are high. Therefore, the gas-liquid mixture M discharged from the discharge port 29 also has a suitable hydraulic pressure.
  • the gas-liquid mixed solution M is taken out from the outlet 29 of the fine bubble generating device 1 through the hose and the shower head 5.
  • the shower head 5 has the effect of increasing the overall liquid pressure inside the apparatus until the gas-liquid mixture M is discharged to the outside. Therefore, by attaching the shower head 5 to the bubble generator 2 and configuring the fine bubble generating device 1, the amount of bubbles contained in the gas-liquid mixture M increases, and the gas / liquid concentration of the fine bubbles in the liquid is high. A mixture is obtained. Further, if the water spray plate of the shower head 5 is selected to have a small number of water discharge holes or a small water discharge hole diameter, the liquid pressure until the gas-liquid mixture M is discharged to the outside is further increased.
  • a gas-liquid mixed solution M containing fine bubbles having a finer nano-order bubble size can be obtained.
  • the water discharge hole diameter of the water spray plate of the shower head 5 is preferably 0.5 mm or less, more preferably 0.4 mm or less, and particularly preferably 0.3 mm or less.
  • attachments such as a straight nozzle and a jet nozzle, instead of the shower head 5 according to a use.
  • the liquid L and the gas G supplied to the microbubble generator 1 are generally water and air, but are not limited thereto, and various liquids or gases can be used depending on the application. .
  • the fine bubble generating apparatus 10 is roughly constituted by a bubble generator 20 and a gas supply means 3.
  • a bubble generator 20 and a gas supply means 3.
  • the same components as those in the first embodiment will be described using the same reference numerals.
  • the bubble generator 20 of the present embodiment will be described based on FIG.
  • the bubble generator 20 of the present embodiment is composed of a single tubular body 260 having a substantially circular tube shape having a flow path 210 inside which a liquid L or a gas-liquid mixture M flows.
  • the flow path 210 is a space inside the tubular body 260, and although the cross-sectional area and inner diameter of the flow path 210 change, the flow path 210 from the liquid introduction port 27 to the discharge port 29 extends substantially on the same line. It is configured as follows.
  • the tubular body 260 is comprised from one member, it is not limited to it, The tubular body 260 may be comprised from several members like 1st embodiment.
  • the flow path 210 of the bubble generator 20 has a reduced diameter portion (first reduced diameter portion 220, second reduced diameter portion) in which the inner diameter and the outer diameter are reduced in the flow direction of the liquid L. 230) are provided in two places.
  • a gas-liquid mixing unit (a first gas-liquid mixing unit 240 and a second gas-liquid mixing unit 250) is provided downstream of each reduced-diameter part so as to be continuous with each reduced-diameter part.
  • the number of diameter-reduced parts and the gas-liquid mixing part continuous with it are two in this embodiment, it is not limited to it, It is also possible to set it as the number exceeding two.
  • the gas-liquid mixing portions 240 and 250 provided at a plurality of locations have an inner diameter (or cross-sectional area) larger than the minimum inner diameter (or minimum cross-sectional area) of the reduced diameter portions 220 and 230 adjacent to the upstream side.
  • the venturi effect is imparted to the liquid L or the gas-liquid mixed liquid M flowing in the flow path 210 by the combination of the reduced diameter portion and the gas-liquid mixing portion.
  • the inner diameter 240d of the first gas-liquid mixing part is larger than the minimum inner diameter 220d of the first reduced diameter part
  • the second gas-liquid mixing is larger than the minimum inner diameter 230d of the second reduced diameter part.
  • the inner diameter 250d of the part is configured to be larger.
  • the first reduced diameter portion 220 and the first venturi portion by the first gas-liquid mixing portion 240, the second reduced diameter portion 230, and the second gas diameter portion are formed in the flow path 210. Therefore, in the present embodiment, the first reduced diameter portion 220 and the first venturi portion by the first gas-liquid mixing portion 240, the second reduced diameter portion 230, and the second gas diameter portion.
  • the venturi effect is imparted at two places with the second venturi section by the liquid mixing section 250.
  • the flow path 210 of the bubble generator 20 includes a minimum inner diameter 220d of the first reduced diameter portion disposed on the upstream side and a minimum inner diameter 230d of the second reduced diameter portion disposed on the downstream side. Are formed to have substantially the same diameter. Further, the inner diameter 240d of the first gas-liquid mixing portion disposed on the upstream side and the inner diameter 250d of the second gas-liquid mixing portion disposed on the downstream side are formed to have substantially the same diameter. Thereby, since the bubble generator 20 which concerns on this embodiment is obtained by reducing the diameter of the linear pipe
  • the bubble generator 20 in this embodiment can be manufactured by a well-known material and method.
  • the bubble generator 20 uses a rigid PVC pipe having an outer diameter of 26 mm, an inner diameter of 20 mm, and a wall thickness of 3 mm as the tubular body 260.
  • the first reduced diameter portion 220 of the tubular body 260 is provided by drawing the outer periphery until the minimum inner diameter of the PVC pipe is about 15 mm, and the first reduced diameter portion 220 has an area of about 7 to 10 cm from the first reduced diameter portion 220.
  • the gas-liquid mixing part 240 is provided, and the second reduced diameter part 230 is provided by drawing the outer periphery until the minimum inner diameter becomes about 15 mm, similarly to the first reduced diameter part 220.
  • the specifications and materials such as the numerical values of the tubular body 260 described above are examples, and various specifications and materials can be selected depending on the application and the like.
  • Example 1 Measurement of particle size of fine bubbles contained in gas-liquid mixture (1)
  • the gas-liquid mixture M is generated using the microbubble generator 1, the particle size distribution of the microbubbles contained in the gas-liquid mixture M, the dissolved oxygen amount of the gas-liquid mixture M, and the outlet of the bubble generator 2
  • the water pressure of the gas-liquid mixed solution M released from 29 was measured.
  • a laser diffraction particle size distribution analyzer (model number: SALD-3100, manufactured by Shimadzu Corporation) is used for measuring the particle size distribution of fine bubbles, and a digital dissolved oxygen meter (model number: model number: DO-5509, a mother tool product).
  • the apparatus 1 As the microbubble generator 1, the apparatus 1 according to the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 was used, and measurement was performed by connecting the bubble generator 2, the gas supply means 3, and the shower head 5. Specifically, as the bubble generator 2, a rigid PVC pipe having an outer diameter of 18 mm, an inner diameter of 13 mm, and a wall thickness of 2.5 mm is used as the first tubular body 261, and an outer diameter of 24 mm and an inner diameter of the second tubular body 262 is used. A rigid PVC pipe having a thickness of 18 mm and a wall thickness of 3 mm was used, and the total length was 20.6 cm.
  • the first reduced diameter portion 22 in the first tubular body 261 is formed by drawing the outer periphery until the minimum inner diameter of the PVC pipe is 8 mm, and the second reduced diameter portion 23 is drawn to the outer periphery of the PVC pipe. After that, the tube was cut so that an end portion having a minimum inner diameter of 6.4 mm appeared. Further, a through hole having a diameter of 2.5 mm is formed at an angular interval of about 90 degrees between the first reduced diameter portion 22 and the first gas-liquid mixing portion 24 in the circumferential direction of the outer wall of the first tubular body 261.
  • the gas inlet 28 was formed by opening four.
  • the gas supply means 3 is configured as shown in FIG. 1 and FIG.
  • the compressor 30 is an air compressor SR-045 (product of Fujiwara Sangyo Co., Ltd., model number: SRL04SPT-01).
  • the bubble generator 2 was connected via a casing 32 and a casing 34.
  • the faucet 6 used a faucet of a water supply, a hose was directly connected to the faucet, and was connected to the bubble generator 2 via the adapter 4.
  • the pressurized gas G was air, and the pressurized gas pressure by the compressor was 0.19 MPa. Further, the liquid L supplied from the faucet 6 to the bubble generator 2, that is, the water pressure of water was 0.15 MPa, and the flow rate of water was 20 L / min.
  • Example 2 Measurement of particle size of fine bubbles contained in gas-liquid mixture (2) The same configuration and the same conditions as in Example 1 except that the fine bubble generating device 1 ′ (without the shower head 5) having a configuration in which the shower head 5 is omitted from the fine bubble generating device 1 used in the first example is used.
  • the particle size distribution of the fine bubbles contained in the generated gas-liquid mixture M, the dissolved oxygen amount of the gas-liquid mixture M, and the water pressure of the gas-liquid mixture M released from the outlet 29 of the bubble generator 2 are as follows. It was measured.
  • [Comparative example] 3 Measurement of particle size of fine bubbles contained in gas-liquid mixture (3)
  • the bubble generator 2 and gas supply means 3 of the fine bubble generator 1 used in Example 1 were replaced with the bubble generator and gas supply means described in detail below, and a fine bubble generator (comparative product) was used. Except for the above, under the same conditions as in Example 1, the particle size distribution of the fine bubbles contained in the produced gas-liquid mixture M, the dissolved oxygen amount of the gas-liquid mixture M, and the discharge from the bubble generator are discharged. The water pressure of the gas-liquid mixture M was measured.
  • the bubble generator and the gas supply means in this comparative example were configured as follows.
  • Two pipes are formed coaxially so that two ends are formed and one end reduced in the liquid flow direction is arranged, and a hard PVC pipe not reduced in diameter is provided on the liquid discharge port side. Arranged.
  • a gap for supplying pressurized gas G is provided between one pipe (one end with a reduced diameter) and the other pipe (the other end without a reduced diameter), and one pipe (with a reduced diameter) is provided.
  • Both ends of one end) and the other pipe (the other end without a reduced diameter) were accommodated in a cylindrical casing, and both ends of the casing were fixed to the outer wall of each pipe to form an airtight state.
  • Piping for supplying pressurized gas is connected to the casing.
  • Pressurized gas G from the air compressor SR-045 product of Fujiwara Sangyo Co., Ltd., model number: SRL04SPT-01
  • FIGS. The results of Examples 1 and 2 and the comparative example are shown in FIGS. As shown in FIG. 6 to FIG. 8, it can be seen that the configuration of the microbubble generator of the present invention provides gas-liquid mixed water containing a large amount of microbubbles at the nano-order level (bubble diameter is less than 1 ⁇ m). It was. Specifically, the integrated value of the gas-liquid mixed water obtained by the fine bubble generator of Example 1 having a bubble diameter of less than 1 ⁇ m is about 90%, and the gas-liquid mixture obtained in Example 2 is used. The integrated value of water having a bubble diameter of less than 1 ⁇ m was about 58%.
  • the integrated value of those having a bubble diameter of less than 1 ⁇ m was as low as about 10%. From this, by using the configuration of the microbubble generator of the present invention, it is possible to obtain gas-liquid mixed water with a high ratio of microbubbles at the nano-order level, and by including a shower head. It was found that gas-liquid mixed water having a higher ratio of nano-order fine bubbles can be obtained. Further, as shown in Table 1 below, according to the fine bubble generating device of the present invention, it was found that the gas-liquid mixed water can be discharged out of the device while maintaining the water pressure of the supplied water substantially or with the water pressure increased. .
  • the dissolved oxygen amount of the gas-liquid mixed water obtained by the fine bubble generating apparatus of the present invention is higher than the dissolved oxygen amount of the feed water, and the measurement result of the particle size distribution indicates that the abundance ratio of nano-order level fine bubbles is present. Since it is high, it was estimated that the fine bubble density
  • the configuration (Example 1) including the shower head in the micro-bubble generator further increases the dissolved oxygen concentration and increases the existence ratio of nano-order level micro-bubbles. It was found that gas-liquid mixed water having a high concentration can be obtained.
  • Example 3 4). Examination of hair condition when gas-liquid mixed water is used for hair washing etc.
  • the hair condition when gas-liquid mixed water M obtained by the fine bubble generator of the present invention is used for hair washing etc. was examined. After fixing one human hair (healthy, one that has not been dyed or decolored so far) to the slide and placing the cover glass, the gas-liquid mixture obtained in Example 1 from the side of the cover glass Water was added and the hair was soaked with gas-liquid mixed water. The hair diameter was measured with a microscope for 20 minutes. Moreover, it replaced with the gas-liquid mixed water of Example 1, and the same test was done using the tap water. The results are shown in the graph of FIG.
  • the gas-liquid mixed water produced by the microbubble generator of the present invention is used for washing the hair, it is possible to use the hair dye or the treatment agent after removing the dirt on the hair or scalp.
  • the effect of the agent and the like can be obtained stably.
  • the fine bubble generating apparatus is used for producing a gas-liquid mixture containing fine bubbles, and can be suitably used in the fields of beauty and health, agriculture, and the like.
  • Fine bubble generator 2 20 Bubble generator 21, 210 Flow path 22, 220 First reduced diameter portion 22d, 220d Minimum inner diameter 23, 230 Second reduced diameter portion 23d, first reduced diameter portion 230d Minimum inner diameter of second reduced diameter portion 24, 240 First gas-liquid mixing portion 24d, 240d Inner diameter of first gas-liquid mixing portion 25, 250 Second gas-liquid mixing portion 25d, 250d Second gas-liquid Inner diameter of mixing portion 26, 260 Tubular body 261 First tubular body 262 Second tubular body 27 Liquid inlet 28 Gas inlet (through hole) 29 Discharge port 3 Gas supply means 30 Compressor 31 Piping 32 Connection member 33 Gas supply port 34 Casing 35 Nut 36 Gap 4 Adapter 5 shower head 6 Faucet F Flow direction G Pressurized gas L Liquid M Gas liquid mixture

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Abstract

液体中の微細気泡濃度が高く、小さい気泡径の微細気泡を発生させることができるもの微細気泡発生装置に関する。 該装置は、液体の流路を内部に有する管状体、液体を流路に導入する液体導入口、気体を流路に導入する気体導入口及び気液混合液を流路から排出する排出口を有する気泡生成器と、加圧された気体を気泡生成器に供給する気体供給口を有する気体供給手段とを備え、気泡生成器の流路は液体導入口から排出口に至るまで略同軸線状に延びており、流路には液体の流れる方向に向かって内径を縮小させた縮径部が複数設けられ、各々の縮径部の下流側には、各縮径部における最小内径よりも大きい内径を有する気液混合部が夫々連続して設けられ、気泡生成器の気体導入口は、管状体の外壁の周方向に沿って配設された複数の貫通孔として、流路における最も上流側に設けられた縮径部の近傍に設けられ、気体導入口は、気体供給手段の気体供給口と連通していることを特徴とする。

Description

微細気泡発生装置
　本発明は、いわゆる「マイクロバブル」又は「ナノバブル」と呼ばれる微細気泡を液体中に発生させる微細気泡発生装置に関する。
　気泡径が５０μｍよりも小さい微細気泡は、いわゆる「マイクロバブル」又は「ナノバブル」と呼ばれており、一般的な炭酸水中に含まれている気泡（気泡径は１ｍｍ以上）のような径が大きい気泡とは異なる特性を有している。この微細気泡の特性とは、例えば、液体中への気体溶解量が大きいため、溶存酸素等の溶存気体濃度を高くすることができる、気泡表面が負に帯電している、空気や酸素等の気体溶解量が大きい、及び、種々の生理活性効果を有する等が挙げられる。そのため、さまざまな分野でこの種の微細気泡関連技術が用いられている。
　例えば、農業の分野では、土耕栽培や水耕栽培において、微細気泡化した空気を含む水を培地に散布することによって、酸素不足になりがちな根に好適に酸素を供給することができる。空気を微細気泡とすることにより気体溶解量が多くなり、気泡径がより小さいほど気泡が弾けにくく水中に安定的に保持される。その結果、溶存酸素濃度が高い水を植物に与えることができるため、生育が早く、良質な作物を得ることができる。また、水中の溶存素酸素濃度が高められたことによる嫌気性菌の抑制効果や害虫駆除効果も報告されている。
　また、美容・健康の分野では、微細気泡化した空気を含む水を毛髪や頭皮等の肌の洗浄に用いると、毛髪等に付着している油分や汚れに微細気泡が選択的に吸着するため、洗浄効果が高いことが知られている。このとき、微細気泡の気泡径がより小さいほど、毛根や毛髪組織等の隙間に微細気泡が入り込むことができるため、洗浄効果が高いといわれている。また、微細気泡による知覚神経刺激によって血流が増大し、血行が促進される等の効果も認められている。
　このような微細気泡を発生させる装置として、特許文献１にはアスピレーターを利用した微細気泡発生装置が開示されている。この微細気泡発生装置は、液体を通過させる流路及び吸引される気体を導入する気体導入路を備えるアスピレーターと、このアスピレーターの液体排出口側に設けられ、アスピレーターから排出された液体が導通する管状体とから構成されており、この管状体の内周壁には螺旋状の凸条が形成されている。この特許文献１に記載された微細気泡発生装置では、アスピレーター内部の減圧効果によって気体導入路から気体が吸引され、流路内を通過する液体と混合されたのち、管状体内部の凸条に導かれて螺旋状に旋回しつつ攪拌されることで微細気泡が発生する。
特開２００５－３０５２１９号公報
　しかしながら、特許文献１に記載された微細気泡発生装置は、アスピレーターにより生じた減圧によってのみ気体が吸引されるものであり、管状体の内壁の凸条によって気体と液体の混合物が攪拌されて微細気泡が発生するものであるため、多量かつ気泡径が数十マイクロメートル以下の微細気泡を発生させ難いという現状がある。
　本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、その目的は、多量、すなわち、液体中の微細気泡濃度が高く、気泡径が数十マイクロメートル以下の小さい気泡径の微細気泡を発生させることができる微細気泡発生装置を提供することにある。
　上記課題を解決するため、本発明の微細気泡発生装置は、液体供給源から連続して供給される液体と、気体供給手段から供給される気体とを混合して微細気泡を発生させ、微細気泡と液体とが混合した気液混合液を排出する装置であって、液体の流路を内部に有する管状体、液体を流路に導入する液体導入口、気体を流路に導入する気体導入口及び気液混合液を流路から排出する排出口を有する気泡生成器と、気体を加圧する圧縮機及び圧縮機によって加圧された気体を気泡生成器に供給する気体供給口を有する気体供給手段と、を備え、気泡生成器の流路は液体導入口から排出口に至るまで略同軸線状に延びており、流路には液体の流れる方向に向かって内径を縮小させた縮径部が複数設けられ、各々の縮径部の下流側には、各縮径部における最小内径よりも大きい内径を有する気液混合部が夫々連続して設けられ、気泡生成器の気体導入口は、管状体の外壁の周方向に沿って配設された複数の貫通孔として、流路における最も上流側に設けられた縮径部の近傍に設けられ、気体導入口は、気体供給手段の気体供給口と連通している。
　本発明の微細気泡発生装置は、流路に複数の縮径部とそれに連続する気液混合部を設けているところ、気体供給手段から供給される加圧気体は、流路における最も上流側の縮径部の近傍から流路内に導入されるように構成されている。流路の縮径部ではベンチュリ効果により圧力が低下した減圧状態となっているため、大気圧以上に加圧された気体との圧力差が大きくなり、縮径部近傍に設けられた気体導入口からは多量の気体が流路内に吸引される。本発明において、気体導入口は流路外周の管状体外壁の周方向に沿った貫通孔として形成されているため、流路内に導入される気体の流速は高められ、貫通孔から勢いよく流路内に導入された気体は、縮径部と連続する気液混合部にて強い旋回流を生じさせる。それゆえ、多量の気体が流路内部に導入されるとともに、この流路内部で気体と液体とが確実に混合され、気泡を多量に有する気液混合液が得られる。また、貫通孔から流路内に導入された気体の流速が高いために、流路内を流れる液体（気液混合液）の流速が加速される。また、本発明においては、複数の縮径部とそれに連続する気液混合部を有しているため、最も上流側の縮径部と気液混合部を経た気液混合液は、引き続いて下流側の縮径部と気液混合部を通過することとなる。このとき、下流側の縮径部では、ベンチュリ効果によって減圧状態となるために気液混合液中の気泡が膨張するが、この縮径部と連続する気液混合部では縮径部よりも内径が大きいことから流速が低下して圧力が高くなるため、縮径部でいったん膨張した気泡がこの気液混合部で圧壊収縮し、さらに気泡径が小さくなった微細気泡が得られる。また、本発明において、気泡生成器の流路は液体導入口から排出口に至るまで略同軸線状に延びているため、流路内を流れる気液混合液の流速は高いまま維持され、それゆえ、排出口から放出される気液混合液も好適な液圧を有することができる。なお、本明細書において上流とは流路の流れ方向における上流、すなわち、液体供給源側のことをいい、下流とは、流路の流れ方向における下流、すなわち、排出口側のことをいう。
　また、本発明の微細気泡発生装置は、上述した気泡生成器の流路において、最も上流側に設けられた縮径部と縮径部に連続する気液混合部、及び気液混合部に連続する縮径部に対応する部分の管状体が、一体的にかつ同軸に形成されていることも好ましい。これにより、加圧気体が導入されるために最も流路に対する圧力が大きくかかる部分（最も上流側の縮径部及び気液混合部）の耐圧性が確保され、導入される気体の圧力や勢いのある旋回流により縮径部と気液混合部とが分離してしまうことを防ぐことができる。また、最も上流側に設けられた気液混合部とそれに連続する縮径部までを一体的にかつ同軸に形成したことにより、流路を流れる流体の流速が速いまま保持される。
　また、本発明の微細気泡発生装置において、上述した気泡生成器の複数の縮径部は、上流側に配置された縮径部の最小内径よりも下流側に配置された縮径部の最小内径の方が小さくなるように形成されていることも好ましい。これにより、気泡径をより小さくすることができ、ナノオーダーレベルの気泡径を有する微細気泡を有する気液混合液を得ることができる。なお、本明細書において、ナノオーダーレベルの気泡径を有する微細気泡とは、気泡径が１μｍ未満の微細気泡のことをいう。
　また、本発明の微細気泡発生装置において、上述した気泡生成器の複数の気液混合部は、上流側に配置された気液混合部の内径よりも下流側に配置された気液混合部の内径の方が大きくなるように形成されていることも好ましい。下流側に配置された縮径部の最小内径が小さく形成されているところ、それに連続する気液混合部の内径をより大きいものとすることにより、縮径部と気液混合部の圧力差が大きくなるため、縮径部で膨張した気泡が気液混合部ですみやかに圧壊収縮され、気泡径がさらに小さくなった微細気泡が得られる。
　また、本発明の微細気泡発生装置は、上述した気泡生成器の流路において、上流側から下流側に向かって、第１の縮径部、第１の縮径部に連続する第１の気液混合部、第１の気液混合部と連続する第２の縮径部、及び第２の縮径部に連続する第２の気液混合部が設けられ、気泡生成器の前記気体導入口は、第１の縮径部の近傍に設けられ、第２の縮径部の最小内径は、第１の縮径部の最小内径よりも小さくなるように形成されていることも好ましい。これにより、液体中の微細気泡濃度が高く、ナノオーダーレベルの気泡径を有する微細気泡を発生させることができる装置が得られる。
　また、本発明の微細気泡発生装置は、さらにシャワーヘッドを備えており、このシャワーヘッドは気泡生成器の排出口に接続されたホースを介して連結されていることも好ましい。シャワーヘッドが、気液混合液が外部に放出されるまでの装置内部の液圧を全体的に高める作用を有するため、気液混合液中に含まれる気泡量が増加し、液体中の微細気泡濃度が高い気液混合液が得られる。
　本発明によれば、以下のような優れた効果を有する微細気泡発生装置を提供することができる。
（１）微細気泡濃度が高く、気泡径が数十マイクロメートル以下の小さい気泡径の微細気泡を発生させることができる。
（２）排出口から放出される微細気泡を有する気液混合液の液圧を高く保つことができるため、例えば、上水道の配水管等から供給される水圧で装置内に水を導入しても、その水圧を保ったまま、又はその水圧をより高めた気液混合液として装置外に放出することができる。
（３）また、下流側の縮径部の最小内径を上流側のものよりも小さく形成することにより、より小さい気泡径を有する微細気泡を発生させることができる。
（４）また、下流側の気液混合部の内径を上流側のものよりも大きく形成することにより、気泡の圧壊収縮を促進させ、より微細化したナノオーダーレベルの気泡径を有する微細気泡を発生させることができる。
（５）また、最も上流側に設けられた縮径部と縮径部に連続する気液混合部、及び気液混合部に連続する縮径部に対応する部分の管状体を一体的にかつ同軸に形成することにより、耐圧性が高められ、安定的に使用できる装置を得ることができる。
本発明の第一の実施形態に係る微細気泡発生装置を概略的に示す断面図である。 図１に示す微細気泡発生装置の使用状態を示す図である。 図１に示す微細気泡発生装置の作用を示す部分拡大断面図である。 本発明の第二の実施形態に係る微細気泡発生装置を概略的に示す断面図である。 比較例で用いた微細気泡発生装置の一部を概略的に示す断面図である。 実施例１で得られた気液混合液に含まれる微細気泡の粒度分布を示すグラフである。 実施例２で得られた気液混合液に含まれる微細気泡の粒度分布を示すグラフである。 比較例で得られた気液混合液に含まれる微細気泡の粒度分布を示すグラフである。 実施例３における毛髪の膨潤率を示すグラフである。
　以下、図１～図３を参照し、本発明の第一の実施形態に係る微細気泡発生装置について説明する。
　図１に示すように、本発明の第一の実施形態に係る微細気泡発生装置１は、気泡生成器２と、気体供給手段３とから概略構成されている。また、図２に示すように、本実施形態に係る微細気泡発生装置２は、上水道等の水栓６から連続的に供給される液体をホース及びアダプター４を介して気泡生成器２に導入すると共に、気体供給手段３から供給される加圧気体Ｇを気泡生成器２に導入して気泡生成器２の内部で気液混合液Ｍを生成させる装置であり、気泡生成器２から排出される気液混合液Ｍはシャワーヘッド５からなるアタッチメントを介して外部に取出しされている。
　まず、図１及び図２に基づき、気泡生成器２について説明する。本実施形態の気泡生成器２は、液体Ｌ又は気液混合液Ｍが流れる空間である流路２１を内部に有する略円管形状の管状体２６を有している。この管状体２６の上流側（液体供給源と接続される側）の一端には、ホースやアダプター４等を介して液体供給源である水栓６等に接続される液体導入口２７が設けられている。他方、管状体２６の下流側の一端には、気泡生成器２内部で生成した気液混合液Ｍを外部へ排出する排出口２９が設けられている。流路２１は管状体２６の内部の空間であるところ、後述するように、この流路２１の断面積や内径は変化するものの、液体導入口２７から排出口２９に至るまでの流路２１は略同軸線上に延びるように構成されている。すなわち、流路２１における軸断面の中心が略直線となるように構成されている。それゆえ、流路２１内を流れ方向Ｆに向かって流れる液体Ｌ又は気液混合液Ｍの逆流や流速低下が抑制され、流路２１内部での液体Ｌ等のスムーズな流れが維持される。本実施形態においては、管状体２６は、上流側の流路２１を構成する第１の管状体２６１と下流側の流路２１を構成する第２の管状体２６２とから形成されている。第２の管状体２６２はその内径が第１の管状体２６１の内径よりも大きく、第１の管状体２６１の外径と略同じ内径を有している。そのため、両者は、第１の管状体２６１の下流側の端部外周面を第２の管状体２６２の上流側の端部内周面に嵌合させることにより連結されている。なお、本実施形態において、管状体２６は２つの部材から構成されているが、それに限定されず、後述する第二の実施形態のように１つの部材から管状体２６が構成されていてもよく、又はさらに複数の部材から構成することも可能である。
　本実施形態に係る気泡生成器２の流路２１には、液体Ｌの流れる方向に向かって内径及び外径を縮小させた縮径部（第１の縮径部２２，第２の縮径部２３）が２箇所に設けられている。そして、各縮径部の下流側には、各縮径部と連続して気液混合部（第１の気液混合部２４，第２の気液混合部２５）が設けられている。なお、縮径部とそれに連続する気液混合部の数は、本実施形態においては２つであるが、それに限定されず、２を超える数とすることも可能である。本発明において、複数箇所に設けられた気液混合部２４，２５は、上流側に隣接する縮径部２２，２３の最小内径（又は最小断面積）よりも大きい内径（又は断面積）を有するように形成されているため、縮径部と気液混合部との組み合わせにより、流路２１内を流れる液体Ｌ又は気液混合液Ｍにベンチュリ効果が付与される。本実施形態では、第１の縮径部の最小内径２２ｄよりも第１の気液混合部の内径２４ｄの方が大きく、第２の縮径部の最小内径２３ｄよりも第２の気液混合部の内径２５ｄの方が大きく構成されている。それゆえ、本実施形態においては、流路２１において、第１の縮径部２２と第１の気液混合部２４による第１のベンチュリ部と、第２の縮径部２３と第２の気液混合部２５による第２のベンチュリ部との２箇所においてベンチュリ効果が付与される。
　本発明に係る気泡生成器２には、気体供給手段３によって加圧気体Ｇが導入されるところ、気体導入口２８は気泡生成器２の管状体２６の外壁の周方向に沿って配設された複数の貫通孔として設けられている。本実施形態においては、気体導入口２８は、第１の管状体２６１の周側面に沿って略均等に配置された４つの円形の貫通孔として、第１の縮径部２２の近傍に設けられている。これにより、加圧気体Ｇはベンチュリ効果により減圧状態となっている第１の縮径部２２の近傍より流路２１内に勢いよく導入され、引き続いて第１の気液混合部２４に強い旋回流を生じさせるため、流路２１で加圧気体Ｇと液体Ｌとが確実に混合され、気泡を多量に有する気液混合液Ｍが得られる。なお、本実施形態において、気体導入口２８は４つの円形の貫通孔として構成されているが、数及び形状は特に限定されない。
　また、本実施形態に係る気泡生成器２の流路２１は、上流側に配置された第１の縮径部の最小内径２２ｄよりも、下流側に配置された第２の縮径部の最小内径２３ｄの方が小さくなるように形成されている。これにより、生成する気泡の径をより小さくすることができ、ナノレベルオーダーの気泡径を有する微細気泡を有する気液混合液を得ることができる。第２の縮径部の最小内径２３ｄは、小さくしすぎると流路２１内の圧力損失が大きくなり、気液混合液Ｍの流速に影響する観点から、第１の縮径部の最小内径２２ｄの７０～９８％とすることが好ましく、第１の縮径部の最小内径２２ｄの７５～９５％とすることがより好ましい。さらに、本実施形態においては、上流側に配置された第１の気液混合部の内径２４ｄよりも下流側に配置された第２の気液混合部の内径２５ｄの方が大きくなるように形成されている。これにより、流路２１内において、第２の縮径部２３と第２の気液混合部２５との圧力差が大きくなるため、第２の気液混合部２５で気泡の圧壊収縮が促進され、さらに気泡を微細化することができる。
　上述したように、本実施形態において、流路２１を内部に有する管状体２６は、上流側の流路２１を構成する第１の管状体２６１と下流側の流路２１を構成する第２の管状体２６２とから構成されている。このうち、第１の管状体２６１には、液体導入口２７、第１の縮径部２２、第１の気液混合部２４及び第２の縮径部２３までが設けられ、第２の管状体２６２には、第２の気液混合部２５及び排出口２９が設けられている。これによって、気体供給手段３からの加圧気体Ｇが導入されることにより、最も流路２１に対する圧力が大きくかかる第１の縮径部２２及び第１の気液混合部２４近傍の耐圧性が確保されている。また、第１の管状体２６１に第２の縮径部２３を設け、第１の管状体２６１よりも径大な第２の管状体２６１を第２の気液混合部２５として用いることにより、第２の縮径部２３と第２の気液混合部２５における流路２１の内径の変化が不連続となり、第２の縮径部２３以後の流路２１の内径を大きく変化させることができる。このように、非常に簡単な構成で第２の縮径部２３と第２の気液混合部２５との圧力差を大きくすることができ、気泡の圧壊収縮を促進させることができる。
　本実施形態における気泡生成器２は、公知の材料及び方法によって製造することができる。一例として、本実施形態に係る気泡生成器２は、第１の管状体２６１として外径１８ｍｍ、内径１３ｍｍ、壁厚２．５ｍｍの硬質ＰＶＣ管を用いており、第２の管状体２６２として外径２４ｍｍ、内径１８ｍｍ、壁厚３ｍｍの硬質ＰＶＣ管を用いている。第１の管状体２６１における第１の縮径部２２はＰＶＣ管の最小内径が約７～１０ｍｍになるまで外周を絞り加工することにより設けられ、第１の縮径部２２から約７～１０ｃｍの領域を第１の気液混合部２４とし、その先の第２の縮径部２３はＰＶＣ管の外周を絞り加工した後、約６～９ｍｍの最小内径を有する端部が現れるように管をカットすることにより製造されている。また、第１の管状体２６１の外壁の周方向、第１の縮径部２２と第１の気液混合部２４との間に、径２．５ｍｍの貫通孔を約９０度の角度間隔で４つ開けることにより、気体導入口２８が形成されている。このようにして得た第１の管状体２６１と第２の管状体２６２とを嵌合させることにより、本実施形態に係る気泡生成器２が得られている。なお、上述した管状体２６の数値等の仕様及び材質は一例であり、用途等によってさまざまな仕様及び材質を選択することが可能である。
　次に、図１及び図２に基づき、気体供給手段３について説明する。本実施形態における気体供給手段３は、圧縮機３０、配管３１、気体供給口３３を有するケーシング３４及びナット３５、一端が配管３１に接続され、他端がケーシング３４に接続される接続部材３２とから構成されている。このうち、圧縮機３０（コンプレッサー）は大気圧以上に気体を加圧するための装置である。具体的な加圧気体圧力としては、気泡生成器２に導入される液体Ｌの流量によって圧力は調整され得るが、０．１５～０．２０ＭＰａとすることが好ましく、０．１８ＭＰａ以上０．２０ＭＰａ未満とすることがより好ましい。この圧縮機３０により加圧された気体Ｇは配管３１及び接続部材３２を介して気泡生成器２に移送される。気泡生成器２の外周には、筒体状のケーシング３４が、第１の管状体２６１の第１の縮径部２２近傍に同心円状に固定され、その筒体の両端部分はナット３５及びスペーサで第１の管状体２６１に気密に固定されている。ケーシング３４にはその外壁を貫通する貫通孔として気体供給口３３が１つ設けられており、この気体供給口３３の内周壁には接続部材３２の一端に設けられているネジ溝と螺合可能なネジ山が設けられている。そのため、接続部材３２の一端をケーシング３４の気体供給口３３に螺合させることにより、両者は気密に接続され、圧縮機３０から移送された加圧気体Ｇはケーシング３４の気体供給口３３に移送される。ここで、ケーシング３４は第１の縮径部２２近傍に固定されているため、ケーシング３４の内周と気泡生成器２の第１の管状体２６１の外周との間には、第１の管状体が縮径された分だけ周方向に間隙３６を有している。そのため、この間隙３６を介して、気体供給手段３の気体供給口３３と気泡生成器２の気体導入口２８とが連通している。この第１の縮径部２２の外周の隙間３６を介して、ケーシング３４の気体供給口３３から供給された加圧気体Ｇが気泡生成器２の気体導入口２８に導入される。
　次に、図３に基づいて、本実施形態に係る微細気泡発生装置１の使用時における作用について説明する。なお、図３では、気体供給手段３の圧縮機３０、液体供給源である水栓６、気泡生成器２の液体導入口２７に水栓６からの液体Ｌを移送するホース及びアダプター４、シャワーヘッド５は省略されている。
　まず、液体供給源である水栓６を開くと、図３（ａ）に示すように、液体Ｌは気泡生成器２の液体導入口２７に連続的に導入される。導入される液体Ｌの液圧は、例えば、上水道の配水管から供給される水である場合には０．０５～０．３ＭＰａ程度であるが、ポンプ等で加圧することなく、このまま液体導入口２７から導入して用いることができる。液体Ｌは流路２１の流れ方向Ｆに沿って流れるところ、第１の縮径部２２では流路２１の内径（断面積）が小さくなっているので、ベンチュリ効果により液体Ｌの流速が高くなり、第１の縮径部２２近傍における圧力は低くなる。
　他方、圧縮機３０を作動させると、図３（ａ）に示すように、大気圧以上に加圧された気体Ｇが配管３１と接続部材３２を介して気体供給口３３へ移送される。気体供給口３３へ移送された加圧気体Ｇは、第１の管状体２６１の第１の縮径部２２近傍とケーシング３４との間隙３６を通じて気泡生成器の気体導入口２８に導入される。このとき、流路２１の第１の縮径部２２近傍ではベンチュリ効果により圧力が低下した減圧状態となっているため、大気圧以上に加圧された気体Ｇとの圧力差が大きくなり、第１の縮径部２２近傍に設けられた気体導入口２８からは多量の気体が流路２１内に強い力で吸い込まれて導入される。
　図３（ａ）に示すように、気泡生成器２の気体導入口２８は第１の管状体２６１の外壁の周方向に沿った貫通孔として形成されているため、流路２１内に導入される加圧気体Ｇの流速はより高くなっている。そのため、気体導入口２８から勢いよく流路２１内に導入された加圧気体Ｇは、第１の気液混合部２４を流れる液体Ｌに強い旋回流を生じさせる。それゆえ、多量の気体Ｇが流路２１内部に導入されるとともに、この第１の気液混合部２４で気体Ｇと液体Ｌとが確実に混合され、気泡を多量に有し、液体中の微細気泡濃度が高い気液混合液Ｍが得られる。また、貫通孔である気体導入口２８から流路２１内に導入された加圧気体Ｇの流速が高いために、流路２１内を流れる気液混合液Ｍの流速が加速される。
　引き続いて、図３（ｂ）に示すように、第１の気液混合部２４で生じた気液混合液Ｍは流路２１の流れ方向Ｆに沿って流れるところ、第２の縮径部２３を通過する。このとき、第２の縮径部２３は流路２１の内径（断面積）が小さくなっているので、ベンチュリ効果により気液混合液Ｍの流速が高くなり、第２の縮径部２３近傍における圧力は低くなる。そのため、気液混合液Ｍに含まれている気泡は第２の縮径部２３でいったん膨張する。引き続いて、気液混合液Ｍは第２の気液混合部２５に移動するが、この第２の気液混合部２５は内径が大きいために、気液混合液Ｍの流速が低下して圧力が高くなる。それゆえ、第２の縮径部２３でいったん膨張した気泡がこの第２の気液混合部２５で圧壊収縮し、気泡を微細化させる。そして、本実施形態に係る気泡生成器２では、第１の縮径部の最小内径２２ｄよりも第２の縮径部の最小内径２３ｄの方が小さく、第１の気液混合部の内径２４ｄよりも第２の気液混合部の内径２５ｄの方が大きくなるように設計されているため、第２の縮径部２３と第２の気液混合部２５との圧力差がより大きくなっている。そのため、第２の縮径部２３で膨張した気泡が第２の気液混合部２５ですみやかに圧壊収縮され、気泡径がさらに小さくなったナノオーダーレベルの微細気泡が得られる。このようにして得られた微細気泡を含む気液混合液Ｍは排出口２９から排出され、シャワーヘッド５等を介して放出される。また、気泡生成器２の流路２１は液体導入口２７から排出口２９に至るまで略同軸線状に延びているため、流路２１内を流れる液体Ｌ及び気液混合液Ｍの流速は高いまま維持され、それゆえ、排出口２９から放出される気液混合液Ｍも好適な液圧を有している。
　図２に示すように、微細気泡発生装置１の排出口２９からはホース及びシャワーヘッド５を介して気液混合液Ｍを外部に取出ししている。シャワーヘッド５は、気液混合液Ｍが外部に放出されるまでの装置内部の液圧を全体的に高める作用を有する。それゆえ、シャワーヘッド５を気泡生成器２に取り付けて微細気泡発生装置１を構成することで、気液混合液Ｍ中に含まれる気泡量が増加し、液体中の微細気泡濃度が高い気液混合液が得られる。また、シャワーヘッド５の散水板を、吐水穴の数が少ないか、又は吐水穴径が小さいものを選択すると、気液混合液Ｍが外部に放出されるまでの液圧がさらに高められるため、より微細化したナノオーダーレベルの気泡径を有する微細気泡を含む気液混合液Ｍが得られる。シャワーヘッド５の散水板の吐水穴径としては、直径０．５ｍｍ以下が好ましく、直径０．４ｍｍ以下がさらに好ましく、直径０．３ｍｍ以下が特に好ましい。なお、用途に応じて、シャワーヘッド５の代わりにストレートノズルやジェットノズル等のアタッチメントを用いることも可能である。また、微細気泡発生装置１に供給される液体Ｌ及び気体Ｇは、一般的には水及び空気が用いられるが、これに限定されず、用途に応じて種々の液体又は気体を用いることができる。
　次に図４を参照し、本発明の第二の実施形態について説明する。
　本発明の第二の実施形態に係る微細気泡発生装置１０は、気泡生成器２０と気体供給手段３とから概略構成されている。なお、本実施形態において、第一の実施形態と同じ構成については、同じ参照符号を使用して説明する。
　図４に基づき、本実施形態の気泡生成器２０について説明する。本実施形態の気泡生成器２０は、液体Ｌ又は気液混合液Ｍが流れる空間である流路２１０を内部に有する略円管形状の１本の管状体２６０から構成されている。流路２１０は管状体２６０の内部の空間であるところ、この流路２１０の断面積や内径は変化するものの、液体導入口２７から排出口２９に至るまでの流路２１０は略同軸線上に延びるように構成されている。なお、本実施形態において、管状体２６０は１つの部材から構成されているが、それに限定されず、第一の実施形態のように複数の部材から管状体２６０が構成されていてもよい。
　本実施形態に係る気泡生成器２０の流路２１０には、液体Ｌの流れる方向に向かって内径及び外径を縮小させた縮径部（第１の縮径部２２０，第２の縮径部２３０）が２箇所に設けられている。そして、各縮径部の下流側には、各縮径部と連続して気液混合部（第１の気液混合部２４０，第２の気液混合部２５０）が設けられている。なお、縮径部とそれに連続する気液混合部の数は、本実施形態においては２つであるが、それに限定されず、２を超える数とすることも可能である。本発明において、複数箇所に設けられた気液混合部２４０，２５０は、上流側に隣接する縮径部２２０，２３０の最小内径（又は最小断面積）よりも大きい内径（又は断面積）を有するように形成されているため、縮径部と気液混合部との組み合わせにより、流路２１０内を流れる液体Ｌ又は気液混合液Ｍにベンチュリ効果が付与される。本実施形態では、第１の縮径部の最小内径２２０ｄよりも第１の気液混合部の内径２４０ｄの方が大きく、第２の縮径部の最小内径２３０ｄよりも第２の気液混合部の内径２５０ｄの方が大きく構成されている。それゆえ、本実施形態においては、流路２１０において、第１の縮径部２２０と第１の気液混合部２４０による第１のベンチュリ部と、第２の縮径部２３０と第２の気液混合部２５０による第２のベンチュリ部との２箇所においてベンチュリ効果が付与されている。
　また、本実施形態に係る気泡生成器２０の流路２１０は、上流側に配置された第１の縮径部の最小内径２２０ｄと下流側に配置された第２の縮径部の最小内径２３０ｄとが略同じ径となるように形成されている。また、上流側に配置された第１の気液混合部の内径２４０ｄと下流側に配置された第２の気液混合部の内径２５０ｄとが略同じ径となるように形成されている。これにより、所定の径を有する直線状の管を２箇所で縮径させることによって本実施形態に係る気泡生成器２０が得られるため、容易に気泡生成器２０を製造することができる。本実施形態における気泡生成器２０は、公知の材料及び方法によって製造することができる。一例として、本実施形態に係る気泡生成器２０は、管状体２６０として外径２６ｍｍ、内径２０ｍｍ、壁厚３ｍｍの硬質ＰＶＣ管を用いている。管状体２６０における第１の縮径部２２０はＰＶＣ管の最小内径が約１５ｍｍになるまで外周を絞り加工することにより設けられ、第１の縮径部２２０から約７～１０ｃｍの領域を第１の気液混合部２４０とし、その先の第２の縮径部２３０も第１の縮径部２２０と同様に最小内径が約１５ｍｍになるまで外周を絞り加工することにより設けられている。なお、上述した管状体２６０の数値等の仕様及び材質は一例であり、用途等によってさまざまな仕様及び材質を選択することが可能である。
　気体供給手段３及び気泡生成器２０の構成についてのその他の説明は、上述した第一の実施形態の場合と同様であり、その機能や作用効果も同様である。また、微細気泡発生装置１０を構成するその他の構成についても、上述した第一の実施形態の場合と同様であり、その機能や作用効果も同様である。
　以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例によってなんら限定されるものではない。
　［実施例１］
　１．気液混合液に含まれる微細気泡の粒子径等の測定（１）
　微細気泡発生装置１を用いて気液混合液Ｍを生成させ、気液混合液Ｍ中に含まれる微細気泡の粒子径分布、気液混合液Ｍの溶存酸素量及び気泡生成器２の排出口２９から放出される気液混合液Ｍの水圧を測定した。なお、微細気泡の粒子径分布の測定には、レーザ回折式粒度分布測定装置（型番：ＳＡＬＤ－３１００、株式会社島津製作所製品）を用い、溶存酸素量の測定にはデジタル溶存酸素計（型番：ＤＯ－５５０９、株式会社マザーツール製品）を用いた。
　微細気泡発生装置１としては、図１及び図２に示す第一の実施形態に係る装置１を用い、気泡生成器２と気体供給手段３とシャワーヘッド５とを接続して測定を行った。具体的には、気泡生成器２としては、第１の管状体２６１として外径１８ｍｍ、内径１３ｍｍ、壁厚２．５ｍｍの硬質ＰＶＣ管を用い、第２の管状体２６２として外径２４ｍｍ、内径１８ｍｍ、壁厚３ｍｍの硬質ＰＶＣ管を用い、全長２０．６ｃｍとした。第１の管状体２６１における第１の縮径部２２はＰＶＣ管の最小内径が８ｍｍになるまで外周を絞り加工することにより形成し、第２の縮径部２３はＰＶＣ管の外周を絞り加工した後、６．４ｍｍの最小内径を有する端部が現れるように管をカットすることにより形成した。また、第１の管状体２６１の外壁の周方向、第１の縮径部２２と第１の気液混合部２４との間に、径２．５ｍｍの貫通孔を約９０度の角度間隔で４つ開けることにより、気体導入口２８を形成した。気体供給手段３としては、図１及び図２に示すように構成し、圧縮機３０としてはエアコンプレッサーＳＲ－０４５（藤原産業株式会社製品、型番：ＳＲＬ０４ＳＰＴ－０１）を用い、配管３１、接続部材３２及びケーシング３４を介して気泡生成器２に接続した。水栓６は上水道の蛇口を用い、蛇口に直接ホースをつなぎ、アダプター４を介して気泡生成器２に接続した。シャワーヘッド５としては、散水板の吐水穴径が直径０．３ｍｍと小さいもの（株式会社アラミック製品、品名：プロシャワークリア　ＰｒｏＣ－４８Ｎ）を用いた。
　実験条件としては、加圧気体Ｇは空気であり、コンプレッサーによる加圧気体圧力は０．１９ＭＰａとした。また、水栓６から気泡生成器２に供給される液体Ｌ、すなわち、水の水圧は０．１５ＭＰａとし、水の流量は２０Ｌ／ｍｉｎとした。
　［実施例２］
　２．気液混合液に含まれる微細気泡の粒子径等の測定（２）
　実施例１で用いた微細気泡発生装置１から、シャワーヘッド５を省いた構成の微細気泡発生装置１´（シャワーヘッド５無し）を用いた以外は、実施例１と同様の構成及び同様の条件で、生成した気液混合液Ｍ中に含まれる微細気泡の粒子径分布、気液混合液Ｍの溶存酸素量及び気泡生成器２の排出口２９から放出される気液混合液Ｍの水圧を測定した。
　［比較例］
　３．気液混合液に含まれる微細気泡の粒子径等の測定（３）
　実施例１で用いた微細気泡発生装置１の気泡生成器２及び気体供給手段３を、以下に詳述する気泡生成器及び気体供給手段に替えた構成の微細気泡発生装置（比較品）とした以外は、実施例１と同様の条件で、生成した気液混合液Ｍ中に含まれる微細気泡の粒子径分布、気液混合液Ｍの溶存酸素量及び気泡生成器の排出口から放出される気液混合液Ｍの水圧を測定した。
　図５に示すように、本比較例における気泡生成器及び気体供給手段は、次のように構成した。長さ１０ｃｍ、外径１８ｍｍ、内径１３ｍｍ、壁厚２．５ｍｍの両端が開放された硬質ＰＶＣ管を用い、その一端の外周を絞り加工して縮径させ、内径を８ｍｍとした。これを２つ形成し、液体の流れる方向に縮径された一端が配置されるよう、２つの管を同軸に配置し、さらに液体の排出口側には、縮径していない硬質ＰＶＣ管を配置した。一方の管（縮径された一端）と他方の管（縮径なしの他端）との間には、加圧気体Ｇが供給される隙間を設けた状態とし、一方の管（縮径された一端）と他方の管（縮径なしの他端）の両端部分を筒状のケーシングに収容し、ケーシングの両端部を各管の外壁に固定して気密状態とした。ケーシングには、加圧気体供給のための配管を接続し、エアコンプレッサーＳＲ－０４５（藤原産業株式会社製品、型番：ＳＲＬ０４ＳＰＴ－０１）による加圧気体Ｇが配管及びケーシングを介して、一方の管（縮径された一端）と他方の管（縮径なしの他端）との間に設けられた隙間から管内に供給されるように構成した。全長は約３０ｃｍであった。
　実施例１、２及び比較例の結果を図６～８及び以下表１に示す。図６～図８に示すように、本発明の微細気泡発生装置の構成とすることにより、ナノオーダーレベル（気泡径が１μｍ未満）の微細気泡を多く含む気液混合水が得られることがわかった。具体的には、実施例１の微細気泡発生装置で得られた気液混合水のうち、気泡径が１μｍ未満のものの積算値は約９０％であり、実施例２で得られた気液混合水のうち、気泡径が１μｍ未満のものの積算値は約５８％であった。これに対して、比較例で得られた気液混合水のうち、気泡径が１μｍ未満のものの積算値は約１０％と少なかった。このことから、本発明の微細気泡発生装置の構成とすることにより、ナノオーダーレベルの微細気泡の存在比率が高い気液混合水が得られること、そして、シャワーヘッドを含めた構成とすることにより、ナノオーダーレベルの微細気泡の存在比率がさらに高い気液混合水が得られることがわかった。また、以下表１に示すように、本発明の微細気泡発生装置によれば、供給水の水圧をほぼ維持するか、水圧を高めた状態で気液混合水を装置外に放出できることがわかった。これにより、上水道の配水管から供給される水圧で装置内に水を供給しても、その水圧を保つか、水圧をより高めた状態で気液混合水として装置外に放出することができるため、供給水をポンプ等で加圧供給する必要がなく、装置を簡単な構成とすることができる。また、本発明の微細気泡発生装置により得られた気液混合水の溶存酸素量は、供給水の溶存酸素量よりも高く、粒度分布の測定結果からもナノオーダーレベルの微細気泡の存在比率が高いことから、気液混合水Ｍに含まれる微細気泡濃度が高いことが推測された。このうち、微細気泡発生装置にシャワーヘッドを含めた構成（実施例１）とすることにより、さらに溶存酸素濃度が高くなり、ナノオーダーレベルの微細気泡の存在比率も高くなることから、特に微細気泡濃度が高い気液混合水が得られることがわかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　［実施例３］
　４．気液混合水を毛髪洗浄等に用いた際の毛髪状態の検討
　本発明の微細気泡発生装置により得られた気液混合水Ｍを毛髪洗浄等に用いた際の毛髪状態を調べた。人の毛髪（健康で、これまで染色処理や脱色処理等していないもの）１本をプレパラートに固定し、カバーガラスをのせた後、カバーガラスの脇から実施例１で得られた気液混合水を加え、毛髪を気液混合水で浸した。顕微鏡にて２０分間に亘り、毛髪の毛径を測定した。また、実施例１の気液混合水に替えて水道水を用いて同様の試験を行った。結果を図９のグラフに示す。
　この結果によれば、実施例１の気液混合水で毛髪を処理することにより、水道水で処理されたものと比較して、毛髪の膨潤率を約５％以上も低下させることができることがわかった。これまでは、水道水で毛髪を洗浄すると、毛髪内部に水が浸透して毛髪が膨潤してしまうため、毛髪洗浄後に染毛剤やトリートメント剤を適用しても、これらが毛髪内部に浸透せず、効果が得られ難いとされていた。しかしながら、本発明の微細気泡発生装置で得られた気液混合水で毛髪を洗浄すると、毛髪の膨潤率が低下するため、さらに膨潤できる余地が残り、毛髪洗浄後であっても染毛剤やトリートメント剤等を毛髪内部に浸透させることができる。そのため、本発明の微細気泡発生装置で製造した気液混合水を毛髪洗浄に用いることにより、毛髪や頭皮の汚れを除去した後に染毛剤やトリートメント剤を使用することができるため、これら染毛剤等の効果を安定的に得ることができる。
　本発明は、上記の実施形態又は実施例に限定されるものでなく、特許請求の範囲に記載された発明の要旨を逸脱しない範囲内での種々、設計変更した形態も技術的範囲に含むものである。
　本発明に係る微細気泡発生装置は、微細気泡を含有する気液混合液を製造するために用いられるものであり、美容・健康の分野、農業分野などにおいて好適に使用され得る。
　１、１０　微細気泡発生装置
　２、２０　気泡生成器
　２１、２１０　流路
　２２、２２０　第１の縮径部
　２２ｄ、２２０ｄ　第１の縮径部の最小内径
　２３、２３０　第２の縮径部
　２３ｄ、２３０ｄ　第２の縮径部の最小内径
　２４、２４０　第１の気液混合部
　２４ｄ、２４０ｄ　第１の気液混合部の内径
　２５、２５０　第２の気液混合部
　２５ｄ、２５０ｄ　第２の気液混合部の内径
　２６、２６０　管状体
　２６１　第１の管状体
　２６２　第２の管状体
　２７　液体導入口
　２８　気体導入口（貫通孔）
　２９　排出口
　３　気体供給手段
　３０　圧縮機
　３１　配管
　３２　接続部材
　３３　気体供給口
　３４　ケーシング
　３５　ナット
　３６　間隙
　４　アダプター
　５　シャワーヘッド
　６　水栓
　Ｆ　流れ方向
　Ｇ　加圧気体
　Ｌ　液体
　Ｍ　気液混合液

Claims (6)

  1. 　液体供給源から連続して供給される液体と、気体供給手段から供給される気体とを混合して微細気泡を発生させ、前記微細気泡と前記液体とが混合した気液混合液を排出する微細気泡発生装置であって、
    　前記液体の流路を内部に有する管状体、前記液体を前記流路に導入する液体導入口、前記気体を前記流路に導入する気体導入口及び前記気液混合液を前記流路から排出する排出口を有する気泡生成器と、
    　前記気体を加圧する圧縮機及び前記圧縮機によって加圧された気体を前記気泡生成器に供給する気体供給口を有する気体供給手段と、を備え、
    　前記気泡生成器の前記流路は前記液体導入口から前記排出口に至るまで略同軸線状に延びており、前記流路には前記液体の流れる方向に向かって内径を縮小させた縮径部が複数設けられ、各々の縮径部の下流側には、各縮径部における最小内径よりも大きい内径を有する気液混合部が夫々連続して設けられ、
    　前記気泡生成器の前記気体導入口は、前記管状体の外壁の周方向に沿って配設された複数の貫通孔として、前記流路における最も上流側に設けられた前記縮径部の近傍に設けられ、該気体導入口は、前記気体供給手段の前記気体供給口と連通していることを特徴とする微細気泡発生装置。
  2. 　前記気泡生成器の前記流路において、最も上流側に設けられた前記縮径部と該縮径部に連続する気液混合部、及び該気液混合部に連続する縮径部に対応する部分の管状体が、一体的にかつ同軸に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の微細気泡発生装置。
  3. 　前記気泡生成器の前記複数の縮径部は、上流側に配置された縮径部の最小内径よりも下流側に配置された縮径部の最小内径の方が小さくなるように形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の微細気泡発生装置。
  4. 　前記気泡生成器の前記複数の気液混合部は、上流側に配置された気液混合部の内径よりも下流側に配置された気液混合部の内径の方が大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項３に記載の微細気泡発生装置。
  5. 　前記気泡生成器の前記流路には、上流側から下流側に向かって、第１の縮径部、該第１の縮径部に連続する第１の気液混合部、該第１の気液混合部と連続する第２の縮径部、及び該第２の縮径部に連続する第２の気液混合部が設けられ、
    　前記気泡生成器の前記気体導入口は、前記第１の縮径部の近傍に設けられていることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の微細気泡発生装置。
  6. 　さらに、シャワーヘッドを備え、該シャワーヘッドは前記気泡生成器の前記排出口に接続されたホースを介して連結されていることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の微細気泡発生装置。
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