マイクロ・ナノバブル生成装置及びマイクロ・ナノバブル水の生成装置
【課題】方向を異にする螺旋水流を衝突させてマイクロ・ナノバルブを生成する装置において、螺旋水流中において気泡と水との混合を良好にし、気泡の細分化、微細気泡の生成を促し、マイクロ・ナノバブルの生成を高効率化できるようにする。
【解決手段】多重管構造の内外各管１，２の内側に螺旋部材５，６による方向の異なる流水用の螺旋溝３，４を形成し、気泡を含む螺旋水流７，８を放出する際に衝突させてマイクロ・ナノバルブを生成する装置において、内外各管１，２の軸心Ｃ１，Ｃ２をずらせて偏心位置に配置し、内外各管１，２の内面に接する螺旋部材５，６による螺旋溝３，４の溝深さＤ１，Ｄ２を周方向で連続的に繰り返し変化させ、螺旋溝３，４に沿って流れる螺旋水流７，８が加圧と減圧を繰り返すようにする。
【解決手段】多重管構造の内外各管１，２の内側に螺旋部材５，６による方向の異なる流水用の螺旋溝３，４を形成し、気泡を含む螺旋水流７，８を放出する際に衝突させてマイクロ・ナノバルブを生成する装置において、内外各管１，２の軸心Ｃ１，Ｃ２をずらせて偏心位置に配置し、内外各管１，２の内面に接する螺旋部材５，６による螺旋溝３，４の溝深さＤ１，Ｄ２を周方向で連続的に繰り返し変化させ、螺旋溝３，４に沿って流れる螺旋水流７，８が加圧と減圧を繰り返すようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主にマイクロ・ナノバブル水の生成装置に使用するマイクロ・ナノバブル生成装置、及びこれを用いたマイクロ・ナノバブル水の生成装置の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ナノバブル水の生成は非常に難しく、従来は、加圧ポンプからマイクロバブル発生ノズルに水流と気体を送り、加圧混入されて生成されたマイクロバブルをさらにせん断してマイクロ・ナノバブル水を生成している。バブルの径は通常目視される程度のものはミリ単位であるが、ミクロン単位のバブルをマイクロバブル、ナノ単位のバブルをナノバブルと称している。近年では水、汚泥、スラリーに含まれたダイオキシン類、農薬等の難分解性有機物を分解する手段として微細な気泡を用いる研究が進められている。微細な気泡が崩壊するとき水素、酸素、ヒドロキシ、窒素などのラジカルが生成され、これらの化学反応を有効に利用する分野が広がっている。
【０００３】
気泡の微細化についてはせん断方法、加圧方法などがあるが、微細化した気泡を安定して送り出すためには、気泡同士が再度融合することなく、気泡各自の消滅時間を緩慢化する必要がある。イオン類の少ない淡水中では微細気泡の発生が海水中に比較して難しくなり、又、マイクロ・ナノバブルの安定発生が難しくなる。従って淡水中にマイクロ・ナノバブルを発生させるためには、従来の方法は加圧ポンプを使用し物理的障害物を設定した配管内に水流と気体を送り、強制的に加圧混入を行うことでマイクロ・ナノバブルを発生させることが主流となっている。
【０００４】
しかし、前記の方法では発生配管内に過度の圧力を発生させる必要があり、ポンプの高出力化や配管内への物理的障害物の設定により複雑な構造となるため簡素な装置とならず、実用化レベルに至っていない。
【０００５】
そこで、前記のような問題を解決し、マイクロ・ナノバブルの生成を効率化するために、下記の特許文献１に開示のマイクロ・ナノバルブ生成方法及び装置が提案されている。
【０００６】
かかる提案の方法及び装置は、開口径の異なる２種類の管を内外に配置した二重管構造とし、その内管と外管の内面に密接して螺旋部材をそれぞれ異なる方向の螺旋状に配置し、内外各管の内面と各螺旋部材により２つの螺旋溝を形成し、気泡を含みかつ螺旋溝に沿って流れる方向の異なる螺旋水流を同時に放出する際に衝突させるようにしてマイクロ・ナノバブルを生成するものである。このとき、方向の異なる螺旋水流を衝突させることで気泡同士が高速摩擦を生起し、小さい気泡が外管の大きい気泡をせん断する。これにより気泡表面に静電気を帯電させマイクロバブルを生成する。各気泡が静電気によるマイナス電荷を帯電した後は同電荷反発により各気泡がマイクロ・ナノバブルとして存在することが可能になる。発生したマイクロ・ナノバブルは気液境界面での表面張力による自己加圧効果により圧壊していくことになるが、同時に気泡表面に帯電したマイナス電荷の電荷密度も増大するため、電解質イオンが濃縮された場合に生じる「イオン殻」と同様の作用が発生することになり、イオン類の少ない淡水中でもマイクロ・ナノバブルとして安定して存在することができる。
【０００７】
しかしながら、前記提案の方法及び装置の場合は、二重管構造のマイクロ・ナノバブル発生部における螺旋溝が一定の幅、深さのものであって、螺旋水流中での圧力に変化を生じさせるものではなく、螺旋溝から放出された時の衝突によるせん断を利用して細分化しているだけであり、マイクロ・ナノバブル生成効率の点でさらなる改良が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２７４０４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなしたものであり、複数の管を内外に配置した多重管構造の内管と外管の内面に沿って形成した方向の異なる螺旋溝による螺旋水流を放出の際に衝突させてマイクロ・ナノバブルを生成するマイクロ・ナノバブル生成装置において、螺旋水流中において加圧と減圧を繰り返すことで、気泡と水との混合を良好にして、かつ気泡の細分化、微細気泡の生成を促し、これが螺旋水流放出時の衝突作用と相俟って、マイクロ・ナノバブルの生成を高効率化できるようにしたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するものであり、内管と外管との多重管構造をなし、内外各管の内側に螺旋部材による螺旋方向の異なる各管の内面と前記各螺旋部材とにより流水用の螺旋溝が形成され、該螺旋溝に沿って流れる気泡を含む螺旋水流が同時に放出される際に衝突するようになされたマイクロ・ナノバルブ生成装置において、内外各管の軸心をずらせて偏心位置に配置して、内外各管の内面に接する螺旋部材による螺旋溝の溝深さを周方向で連続的に繰り返し変化させ、螺旋溝に沿って流れる螺旋水流が加圧と減圧を繰り返すようにしたことを特徴とするものである。
【００１１】
このマイクロ・ナノバルブ生成装置によれば、内外各管の内面に接する螺旋部材により形成された螺旋溝に沿って流れる気泡を含む螺旋水流が、該螺旋溝の溝深さの変化に伴って加圧圧縮と減圧開放を連続的に繰り返すことで、該流水中の気泡と水との混合を良好にして、かつ気泡の細分化、微細気泡の生成を促し、しかも、螺旋溝から放出される際に、方向を異にする螺旋水流が衝突することによるせん断作用により気泡をさらに細分化できる。
【００１２】
前記のマイクロ・ナノバルブ生成装置において、外管の内面に接する螺旋部材がその内側の管に付設され、外管とその内側の管との間が螺旋部材による螺旋溝として形成されているものとすることができる。
【００１３】
前記のマイクロ・ナノバルブ生成装置において、内管の内部に偏心して芯部材が配置され、内管の内面に接する螺旋部材が芯部材に付設され、内管と芯部材の間が螺旋部材による螺旋溝として形成されているものとすることができる。
【００１４】
前記のマイクロ・ナノバルブ生成装置において、螺旋溝の深さの最浅部と最深部との比が１／２〜１／８であるものとするのが、加圧と減圧の繰り返しによる気泡と水の混合の効果、気泡細分化の効果の点から好ましい。
【００１５】
また本発明は、前記発明のいずれかのマイクロ・ナノバブル生成装置を備えるマイクロ・ナノバブル水の生成装置であって、流水中に気体を吸引する気体吸引エジェクターを備え、該気体吸引エジェクターの後続の流水路の一部に前記マイクロ・ナノバブル生成装置を備え、気体吸引エジェクターにより吸引した気体による気泡を流水中に生成した後、前記マイクロ・ナノバブル生成装置を通過させることにより、気泡を細分化するようにしたことを特徴とする。これにより、マイクロ・ナノバブル水を効率よく生成することができる。
【００１６】
前記のマイクロ・ナノバブル水の生成装置において、気体吸引エジェクターとマイクロ・ナノバブル生成装置との間に循環ポンプを備え、該循環ポンプの作動により、該ポンプ吸引側の流水路中において気体吸引エジェクターで気体を吸引して気泡を分散させた後、ポンプ吐出側の流水路に備えるマイクロ・ナノバブル生成装置を通過させるようにしたものとすることができる。これにより、マイクロ・ナノバブル水の生成を効率よく行うことができる。
【００１７】
前記のマイクロ・ナノバブル水の生成装置において、循環ポンプの吐出側配管内にオリフィスを備え、該オリフィスを通過させることにより吸引した気泡を分散させるようにしたものとすることができる。
【００１８】
前記のマイクロ・ナノバブル水の生成装置において、前記マイクロ・ナノバブル生成装置の流入側の配管をエルボ管とし、水流を屈曲させて整流し、前記多重管構造の流水用配管によるマイクロ・ナノバブル生成装置を通過させるようにしたものとすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のマイクロ・ナノバブルの生成装置、及びマイクロ・ナノバブル水の生成装置によれば、多重管構造の内外各管の偏心配置を利用して各管の内面に沿って形成される螺旋溝の溝深さを連続して繰り返し変化させたことにより、螺旋水流において加圧と減圧を繰り返し、気泡と水との混合を良好にして、かつ気泡の細分化、微細気泡の生成を促し、これと螺旋水流放出時の衝突によるせん断作用との相乗効果で、マイクロ・ナノバブルの生成を高効率化でき、マイクロ・ナノバブル水を従来装置よりも効率よく生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明のマイクロ・ナノバブル生成装置の一部を切欠した分解斜視図である。
【図２】同上のマイクロ・ナノバブル生成装置の平面図である。
【図３】同上のマイクロ・ナノバブル生成装置の縦断面図である。
【図４】本発明のマイクロ・ナノバブル水の生成装置の概略構成の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、本発明のマイクロ・ナノバブル生成装置Ａ１及びこれを用いたマイク・ナノバブル水の生成装置Ａ１０を図面に示す実施例に基づいて説明する。
【００２２】
本発明のマイクロ・ナノバブル生成装置Ａ１は、通常、ポンプによる水流を利用して吸引した気泡を含む水を流送するための流水路の一部をなす配管として、口径の異なる複数の管、例えば図示するように２種類の管を、内管１とこれを囲む外管２として間隔をおいて配置して多重構造の流水用配管とし、該配管の内管１と少なくとも１つの外管２の内面に沿って内外で交互に方向を異にする螺旋水流を作り、さらにこれを衝突させて混流させることでマイクロ・ナノバブルを生成させるものであり、特に本発明においては、前記の構造を基本にして、前記螺旋水流において加圧と減圧を繰り返すことで、微細気泡のマイクロ・ナノバブルの発生効率を高めるようにしたものである。
【００２３】
本発明のマイクロ・ナノバブル生成装置の特徴となる多重管構造の配管として、口径比を例えば１：２に設定した内管１と外管２との二重管構造の場合を例にして、図１〜図３に基づき具体的に説明する。
【００２４】
前記内管１と外管２とは、それぞれ金属製もしくは合成樹脂製のパイプからなり、両管の管径によっても異なるが、例えば径差が１０ｍｍ前後の場合、相互に軸心Ｃ１，Ｃ２を数ｍｍずらせて偏心位置に配置されている。すなわち、前記内管１はその軸心Ｃ１を外管２の軸心Ｃ２に対して偏心位置に配置して、内管１の外面と外管２の内面との間の間隔が１８０°相対向位置の一方側で狭く他方側で広くなっている。図の場合、外管２の内面は、流水方向の流入側から流出側に向かって僅かにテーパ状に拡径されており、その内側に配置される内管１の外面は、前記外管２の内面に応じたテーパ状をなしている。
【００２５】
前記内管１の内側及び外管２の内側には、それぞれの内面に接して互いに異なる方向の螺旋状に旋回して延びる螺旋部材５、６が配置され、内管１の内面と螺旋部材５とにより流水用の螺旋溝３が、また外管２の内面と螺旋部材６とにより前記螺旋溝３とは螺旋方向を異にする流水用の螺旋溝４がそれぞれ形成されており、該螺旋溝３，４に沿って流れる気泡を含む螺旋水流７、８が同時に放出される際に衝突するように構成されている。
【００２６】
前記内管１の内側に接する螺旋部材５は、内管１とは別に同素材により螺旋状に形成された後、内管１の内周に嵌設される。螺旋部材５を内管１の内部に固定する手段としては溶接、超音波溶着及び光造形法による内管１の内周面に螺旋溝を一体成形する方法などを利用できる。また、前記外管２の内面に接する螺旋部材６は、内管２の外周に一体的に形成されており、内管１が外管２内に挿入配置されることにより、前記螺旋部材６が外管２の内周に嵌設され、該外管２と内管１の間が螺旋部材６による螺旋溝４として形成されている。この螺旋部材６についても、内管１に一体形成するものには限らず、溶接、超音波溶着等の手段により内管１又は外管２に固定して設けることもできる。
【００２７】
前記内管１の内側の螺旋溝３、及び外管２の内側すなわち内外両管１，２間の螺旋溝４は、それぞれ前記螺旋部材５，６の径方向高さが前記内管１と外管２の偏心配置によるずれ量に応じて連続して繰り返し変化することにより、溝深さＤ１及びＤ２がそれぞれ連続して繰り返し変化している。
【００２８】
すなわち、内管１の内側の螺旋溝３は、螺旋部材５の内周面が外管２とほぼ同じ軸心をなすように形成されることにより、内管１と外管２との偏心によるずれ量に応じて溝深さＤ１が繰り返し変化しており、また、外管２の内側の螺旋溝４は、内管１に付設された螺旋部材６が内管１と外管２との偏心による両管の間の間隔の変化に応じて溝深さＤ２が繰り返し変化している。
【００２９】
例えば、内管１は流水方向の流出側（テーパの径大側）で外径１８ｍｍ、内径１３ｍｍのパイプ、前記外管１は外径が３０ｍｍで、流水方向の流出側（テーパの径大側）で内径が２５ｍｍのパイプからなり、内外両管１，２の軸心Ｃ１，Ｃ２を２ｍｍ偏心させて配置する場合において、前記螺旋部材５を、３．５ｍｍの幅で径方向の厚み（径方向高さ）を漸次変化させて右回りにピッチＰを１０〜１５ｍｍにして螺旋状に形成し、その流出側の外径を１３ｍｍにして外接円を内管１の内周面に対応したテーパ状とし、かつ内径を６ｍｍに形成しておいて、内管１に嵌設する。また、前記螺旋部材６を、３．５ｍｍの幅で径方向の厚み（径方向高さ）を漸次変化させながらピッチＰを１０〜１５ｍｍにして左回りの螺旋状をなすように前記内管１の外周面に一体に形成して外管２に嵌設する。これにより、前記外側の螺旋溝４の溝深さＤ２は、内外両管１．２の偏心による間隔の狭い側で１．５ｍｍ、間隔の広い側で５．５ｍｍになり、また内側の螺旋溝３は、内周面の軸心を外管２の軸心Ｃ２と一致させることにより、その溝深さＤ１が前記螺旋溝４の溝深さＤ２の浅い側で深く５．５ｍｍ、また溝深さＤ２の深い側で浅く１．５ｍｍになる。前記溝深さの変化が螺旋ピッチ毎に繰り返す。この溝深さＤ１及びＤ２の最浅部と最深部との比が１／２〜１／８、好ましく１／４〜１／６の範囲に設定される。
【００３０】
前記外管２の外径は本発明のマイクロ・ナノバブル水の生成装置において用いられる配管の使用に準じて定められるが、外管２の全長は内管１の全長すなわち螺旋部材５及び４が存する部分の長さ（例えば１００ｍｍ）よりさらに４０ｍｍ程度長くして、後述する気泡の衝突区間を設定してもよい。いずれにしても、外管２の両端部の外周には他の配管との接続用のネジ部９ａ，９ｂが形成される。
【００３１】
なお、前記螺旋部材５，４の断面形状は図のような長方形等の四角形をなすものには限らず、他の多角形もしくは円形等により凸条となる断面形状のものとすることができる。
【００３２】
上記の実施例の二重管構造を利用したマイクロ・ナノバブル生成装置によれば、配管を通じて外管２の流入側から流入する気泡を含む水流は、内外各管１，２の内面に接する螺旋部材５，６による螺旋溝３，４に分かれてかつ該螺旋溝３，４に沿って、例えば内側は右回りに、外側は左回りに高速旋回しながら流れる。
【００３３】
この際、外管２に流入する流水中の気泡は、後述するようにオリフィス等により分散されているため、気泡径は内外共にほぼ同一であるが、内管１及び外管２の口径の際によりそれぞれの内部での遠心力が異なっていることで、内外両管１，２内の気泡径が異なるため、外管内の気泡と内管内の気泡は内部圧力が異なり、気泡表面の表面張力も異なることになる。同一径・同圧の気泡同士が衝突した場合は融合するか帯電しておれば反発することになるが、径が大きく内部圧が低圧な気泡に、径が小さく内部圧が高圧な気泡が衝突した場合には大きい気泡がせん断される。またせん断される時、気泡間に摩擦が生じ各気泡に静電気が発生し帯電する。この場合、気泡はマイナス電荷を帯びるため各気泡間は反発し合いマイクロバブルが形成される。
【００３４】
その上、前記の気泡を含む螺旋水流７，８は、該螺旋溝３，４の溝深さＤ１，Ｄ２の変化、特に螺旋ピッチ毎の変化に伴って加圧と減圧を繰り返すことにより、該流水中の気泡と水との混合を良好にして、かつ気泡の細分化、微細気泡の生成を促し、しかも、螺旋溝３，４から放出される際に、方向を異にする螺旋水流７，８が図２のように衝突することにより、前記のせん断作用で気泡をさらに細分化することができ、マイクロ・ナノバブルを発生できる。こうして生成されたマイクロ・ナノバブルを含む流水は外管から混流吐出水流として放出される。
【００３５】
なお、前記内管１内の螺旋部材６の内側中心部に例えば直径６ｍｍの空洞部１０が生じているが、この空洞部１０は管内圧力を弱めるためと異物のつまりを防ぐ作用を有している。この空洞部１０には、必要に応じて直管状あるいは中実棒状の芯部材（図示せず）を配置しておくことができる。
【００３６】
次に、上記のマイクロ・ナノバブル生成装置Ａ１を使用したマイクロ・ナノバブル水の生成装置Ａ１０の実施例について、図４に基づいて説明する。
【００３７】
このマイクロ・ナノバブル水の生成装置Ａ１０は、水槽１１と水を循環させる循環部１２からなり、該循環部１２は水流内に気体を吸引する気体吸引エジェクター１３、水流を発生させる循環ポンプ１４、二重管構造の２基のマイクロ・ナノバブル生成装置Ａ１を配管部１５を介して直列に連結して配設構成されており、水流は図中の矢示方向に発生させるように設けられる。マイクロ・ナノバブル生成装置Ａ１は１基だけでの場合もあるが、マイクロ・ナノバブル水の生成をより高効率化する上では、複数の装置を連結構成して使用するのが好ましい。
【００３８】
水槽１１を循環するようポンプ配管を行い、吸引側に気体を吸入する気体吸引エジェクター１３を設置する。その詳細は省略するが、循環ポンプ１４の吸引による流水中に空気導入管を配置し同管内に負圧が生じて気体が吸引され流水中に混合される。ポンプ吐出側から気体を混合した水がマイクロ・ナノバブル生成装置Ａ１へ圧送されることになる。このとき気体は水中に混合した状態であり、均一な気泡分布とはなっていない。このため、マイクロ・ナノバブル生成装置Ａ１の前方の管内にオリフィス１６を設け、水流を集約した直後に配管中の主として直角に屈曲したエルボ管１７を用いて水流を略直角に曲げることで整流効果を引き出し、気泡の分散を均一化するのが望ましい。前記オリフィス及びエルボは必ずしも必要ではなく、例えば他の手段により水流中の気泡を均一分散化することができる場合、オリフィス及びエルボの一方又は双方を省略することができる。
【００３９】
なお、第１のマイクロ・ナノバブル生成装置Ａ１を通過した水流は混流状態となっており第２のマイクロ・ナノバブル生成装置Ａ１に気泡を均一に導入するために整流する必要から、第１のマイクロ・ナノバブル生成装置Ａ１の後方の配管にエルボ管１７を用いて水流を９０度曲げ整流している。
【００４０】
このため、第１のマイクロ・ナノバブル生成装置Ａ１において、上述したように、内外の螺旋溝３，４の溝深さＤ１，Ｄ２の変化に伴って加圧と減圧を繰り返すことにより、該流水中の気泡と水との混合を良好にして、かつ気泡の細分化、微細気泡の生成を促し、しかも、螺旋溝３，４から放出される際に、方向を異にする螺旋水流７，８が衝突することにより、せん断作用で気泡をさらに細分化することができ、ナノバブルを発生できる。こうして生成されたマイクロ・ナノバブルを含む流水は外管から混流吐出水流として放出される。第２のマイクロ・ナノバブル生成装置Ａ１においても、同様に、螺旋水流中で加圧と減圧を繰り返すことにより、該流水中の気泡と水との混合を良好にして、かつ気泡の細分化、微細気泡の生成を促し、さらに、螺旋溝３，４から放出される際に、方向を異にする螺旋水流７，８が衝突することによるせん断作用で気泡をさらに細分化することができ、以て、マイクロ・ナノバブルを高効率に生成できる。
【００４１】
特に、螺旋水流中での加圧と減圧の繰り返しによりマイクロ・ナノバブルの発生効率を向上できるため、１基のマイクロ・ナノバブル生成装置Ａ１を使用して、マイクロ・ナノバブル水の生成装置Ａ１０を構成して実施することが可能になり、この種装置の小型化を図ることができる。
【００４２】
なお、マイクロ・ナノバブルの発生については、本構造の装置により処理水を生成したところ目視ではあるが白濁化している。装置停止後数分経過で白濁化した処理水は透明状態に戻るが再度処理を行った場合、最初の処理時間より短い時間で白濁化することが確認できた。この現象が、処理済後の経過時間を４８時間程度経過した場合まで確認できたことから、処理水中に目視できないレベルのマイクロ・ナノバブルが存在していることが明らかである。
【００４３】
なお、上記した実施例のマイクロ・ナノバブル生成装置は、多重管構造として内管１と１つの外管２との二重管構造の場合を示したが、このほか、図示していないが、前記外管として、複数例えば第１と第２の２つの外管を間隔を存して内外に軸心をずらせて偏心位置に配置し、該両外管の間にも、上記した実施例と同様にして内側とは螺旋方向を異にした螺旋部材を配置し、内側の螺旋溝とは方向を異にする螺旋溝を形成して実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明のマイクロ・ナノバブル生成装置、及びこれを用いたマイクロ・ナノバブル水の生成装置は、液中に微細気泡を高濃度で供給できることから、酸素の供給による水質改善に利用でき、また空気の代わりに酸素、オゾンなどの気体を用いた気泡の供給も可能であり、水、汚泥、スラリーに含まれるダイオキシン類、農薬等の難分解性有機物を分解する手段として微細気泡を用いる場合など、多方面で利用が可能である。
【符号の説明】
【００４５】
Ａ１…マイクロ・ナノバブル生成装置、Ａ１０…マイクロ・ナノバブル水の生成装置、Ｃ１，Ｃ２…軸心、Ｄ１，Ｄ２…溝深さ、１…内管、２…外管、３…内管内側の螺旋溝、４…外管内側の螺旋溝、５…内管に接する螺旋部材、６…外管に接する螺旋部材、７，８…螺旋水流、９ａ，９ｂ…ネジ部、１０…空洞部、１１…水槽、１２…循環部、１３…気体吸引エジェクター、１４…循環ポンプ、１５…配管部、１６…オリフィス、１７…エルボ管。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主にマイクロ・ナノバブル水の生成装置に使用するマイクロ・ナノバブル生成装置、及びこれを用いたマイクロ・ナノバブル水の生成装置の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ナノバブル水の生成は非常に難しく、従来は、加圧ポンプからマイクロバブル発生ノズルに水流と気体を送り、加圧混入されて生成されたマイクロバブルをさらにせん断してマイクロ・ナノバブル水を生成している。バブルの径は通常目視される程度のものはミリ単位であるが、ミクロン単位のバブルをマイクロバブル、ナノ単位のバブルをナノバブルと称している。近年では水、汚泥、スラリーに含まれたダイオキシン類、農薬等の難分解性有機物を分解する手段として微細な気泡を用いる研究が進められている。微細な気泡が崩壊するとき水素、酸素、ヒドロキシ、窒素などのラジカルが生成され、これらの化学反応を有効に利用する分野が広がっている。
【０００３】
気泡の微細化についてはせん断方法、加圧方法などがあるが、微細化した気泡を安定して送り出すためには、気泡同士が再度融合することなく、気泡各自の消滅時間を緩慢化する必要がある。イオン類の少ない淡水中では微細気泡の発生が海水中に比較して難しくなり、又、マイクロ・ナノバブルの安定発生が難しくなる。従って淡水中にマイクロ・ナノバブルを発生させるためには、従来の方法は加圧ポンプを使用し物理的障害物を設定した配管内に水流と気体を送り、強制的に加圧混入を行うことでマイクロ・ナノバブルを発生させることが主流となっている。
【０００４】
しかし、前記の方法では発生配管内に過度の圧力を発生させる必要があり、ポンプの高出力化や配管内への物理的障害物の設定により複雑な構造となるため簡素な装置とならず、実用化レベルに至っていない。
【０００５】
そこで、前記のような問題を解決し、マイクロ・ナノバブルの生成を効率化するために、下記の特許文献１に開示のマイクロ・ナノバルブ生成方法及び装置が提案されている。
【０００６】
かかる提案の方法及び装置は、開口径の異なる２種類の管を内外に配置した二重管構造とし、その内管と外管の内面に密接して螺旋部材をそれぞれ異なる方向の螺旋状に配置し、内外各管の内面と各螺旋部材により２つの螺旋溝を形成し、気泡を含みかつ螺旋溝に沿って流れる方向の異なる螺旋水流を同時に放出する際に衝突させるようにしてマイクロ・ナノバブルを生成するものである。このとき、方向の異なる螺旋水流を衝突させることで気泡同士が高速摩擦を生起し、小さい気泡が外管の大きい気泡をせん断する。これにより気泡表面に静電気を帯電させマイクロバブルを生成する。各気泡が静電気によるマイナス電荷を帯電した後は同電荷反発により各気泡がマイクロ・ナノバブルとして存在することが可能になる。発生したマイクロ・ナノバブルは気液境界面での表面張力による自己加圧効果により圧壊していくことになるが、同時に気泡表面に帯電したマイナス電荷の電荷密度も増大するため、電解質イオンが濃縮された場合に生じる「イオン殻」と同様の作用が発生することになり、イオン類の少ない淡水中でもマイクロ・ナノバブルとして安定して存在することができる。
【０００７】
しかしながら、前記提案の方法及び装置の場合は、二重管構造のマイクロ・ナノバブル発生部における螺旋溝が一定の幅、深さのものであって、螺旋水流中での圧力に変化を生じさせるものではなく、螺旋溝から放出された時の衝突によるせん断を利用して細分化しているだけであり、マイクロ・ナノバブル生成効率の点でさらなる改良が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２７４０４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなしたものであり、複数の管を内外に配置した多重管構造の内管と外管の内面に沿って形成した方向の異なる螺旋溝による螺旋水流を放出の際に衝突させてマイクロ・ナノバブルを生成するマイクロ・ナノバブル生成装置において、螺旋水流中において加圧と減圧を繰り返すことで、気泡と水との混合を良好にして、かつ気泡の細分化、微細気泡の生成を促し、これが螺旋水流放出時の衝突作用と相俟って、マイクロ・ナノバブルの生成を高効率化できるようにしたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するものであり、内管と外管との多重管構造をなし、内外各管の内側に螺旋部材による螺旋方向の異なる各管の内面と前記各螺旋部材とにより流水用の螺旋溝が形成され、該螺旋溝に沿って流れる気泡を含む螺旋水流が同時に放出される際に衝突するようになされたマイクロ・ナノバルブ生成装置において、内外各管の軸心をずらせて偏心位置に配置して、内外各管の内面に接する螺旋部材による螺旋溝の溝深さを周方向で連続的に繰り返し変化させ、螺旋溝に沿って流れる螺旋水流が加圧と減圧を繰り返すようにしたことを特徴とするものである。
【００１１】
このマイクロ・ナノバルブ生成装置によれば、内外各管の内面に接する螺旋部材により形成された螺旋溝に沿って流れる気泡を含む螺旋水流が、該螺旋溝の溝深さの変化に伴って加圧圧縮と減圧開放を連続的に繰り返すことで、該流水中の気泡と水との混合を良好にして、かつ気泡の細分化、微細気泡の生成を促し、しかも、螺旋溝から放出される際に、方向を異にする螺旋水流が衝突することによるせん断作用により気泡をさらに細分化できる。
【００１２】
前記のマイクロ・ナノバルブ生成装置において、外管の内面に接する螺旋部材がその内側の管に付設され、外管とその内側の管との間が螺旋部材による螺旋溝として形成されているものとすることができる。
【００１３】
前記のマイクロ・ナノバルブ生成装置において、内管の内部に偏心して芯部材が配置され、内管の内面に接する螺旋部材が芯部材に付設され、内管と芯部材の間が螺旋部材による螺旋溝として形成されているものとすることができる。
【００１４】
前記のマイクロ・ナノバルブ生成装置において、螺旋溝の深さの最浅部と最深部との比が１／２〜１／８であるものとするのが、加圧と減圧の繰り返しによる気泡と水の混合の効果、気泡細分化の効果の点から好ましい。
【００１５】
また本発明は、前記発明のいずれかのマイクロ・ナノバブル生成装置を備えるマイクロ・ナノバブル水の生成装置であって、流水中に気体を吸引する気体吸引エジェクターを備え、該気体吸引エジェクターの後続の流水路の一部に前記マイクロ・ナノバブル生成装置を備え、気体吸引エジェクターにより吸引した気体による気泡を流水中に生成した後、前記マイクロ・ナノバブル生成装置を通過させることにより、気泡を細分化するようにしたことを特徴とする。これにより、マイクロ・ナノバブル水を効率よく生成することができる。
【００１６】
前記のマイクロ・ナノバブル水の生成装置において、気体吸引エジェクターとマイクロ・ナノバブル生成装置との間に循環ポンプを備え、該循環ポンプの作動により、該ポンプ吸引側の流水路中において気体吸引エジェクターで気体を吸引して気泡を分散させた後、ポンプ吐出側の流水路に備えるマイクロ・ナノバブル生成装置を通過させるようにしたものとすることができる。これにより、マイクロ・ナノバブル水の生成を効率よく行うことができる。
【００１７】
前記のマイクロ・ナノバブル水の生成装置において、循環ポンプの吐出側配管内にオリフィスを備え、該オリフィスを通過させることにより吸引した気泡を分散させるようにしたものとすることができる。
【００１８】
前記のマイクロ・ナノバブル水の生成装置において、前記マイクロ・ナノバブル生成装置の流入側の配管をエルボ管とし、水流を屈曲させて整流し、前記多重管構造の流水用配管によるマイクロ・ナノバブル生成装置を通過させるようにしたものとすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のマイクロ・ナノバブルの生成装置、及びマイクロ・ナノバブル水の生成装置によれば、多重管構造の内外各管の偏心配置を利用して各管の内面に沿って形成される螺旋溝の溝深さを連続して繰り返し変化させたことにより、螺旋水流において加圧と減圧を繰り返し、気泡と水との混合を良好にして、かつ気泡の細分化、微細気泡の生成を促し、これと螺旋水流放出時の衝突によるせん断作用との相乗効果で、マイクロ・ナノバブルの生成を高効率化でき、マイクロ・ナノバブル水を従来装置よりも効率よく生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明のマイクロ・ナノバブル生成装置の一部を切欠した分解斜視図である。
【図２】同上のマイクロ・ナノバブル生成装置の平面図である。
【図３】同上のマイクロ・ナノバブル生成装置の縦断面図である。
【図４】本発明のマイクロ・ナノバブル水の生成装置の概略構成の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、本発明のマイクロ・ナノバブル生成装置Ａ１及びこれを用いたマイク・ナノバブル水の生成装置Ａ１０を図面に示す実施例に基づいて説明する。
【００２２】
本発明のマイクロ・ナノバブル生成装置Ａ１は、通常、ポンプによる水流を利用して吸引した気泡を含む水を流送するための流水路の一部をなす配管として、口径の異なる複数の管、例えば図示するように２種類の管を、内管１とこれを囲む外管２として間隔をおいて配置して多重構造の流水用配管とし、該配管の内管１と少なくとも１つの外管２の内面に沿って内外で交互に方向を異にする螺旋水流を作り、さらにこれを衝突させて混流させることでマイクロ・ナノバブルを生成させるものであり、特に本発明においては、前記の構造を基本にして、前記螺旋水流において加圧と減圧を繰り返すことで、微細気泡のマイクロ・ナノバブルの発生効率を高めるようにしたものである。
【００２３】
本発明のマイクロ・ナノバブル生成装置の特徴となる多重管構造の配管として、口径比を例えば１：２に設定した内管１と外管２との二重管構造の場合を例にして、図１〜図３に基づき具体的に説明する。
【００２４】
前記内管１と外管２とは、それぞれ金属製もしくは合成樹脂製のパイプからなり、両管の管径によっても異なるが、例えば径差が１０ｍｍ前後の場合、相互に軸心Ｃ１，Ｃ２を数ｍｍずらせて偏心位置に配置されている。すなわち、前記内管１はその軸心Ｃ１を外管２の軸心Ｃ２に対して偏心位置に配置して、内管１の外面と外管２の内面との間の間隔が１８０°相対向位置の一方側で狭く他方側で広くなっている。図の場合、外管２の内面は、流水方向の流入側から流出側に向かって僅かにテーパ状に拡径されており、その内側に配置される内管１の外面は、前記外管２の内面に応じたテーパ状をなしている。
【００２５】
前記内管１の内側及び外管２の内側には、それぞれの内面に接して互いに異なる方向の螺旋状に旋回して延びる螺旋部材５、６が配置され、内管１の内面と螺旋部材５とにより流水用の螺旋溝３が、また外管２の内面と螺旋部材６とにより前記螺旋溝３とは螺旋方向を異にする流水用の螺旋溝４がそれぞれ形成されており、該螺旋溝３，４に沿って流れる気泡を含む螺旋水流７、８が同時に放出される際に衝突するように構成されている。
【００２６】
前記内管１の内側に接する螺旋部材５は、内管１とは別に同素材により螺旋状に形成された後、内管１の内周に嵌設される。螺旋部材５を内管１の内部に固定する手段としては溶接、超音波溶着及び光造形法による内管１の内周面に螺旋溝を一体成形する方法などを利用できる。また、前記外管２の内面に接する螺旋部材６は、内管２の外周に一体的に形成されており、内管１が外管２内に挿入配置されることにより、前記螺旋部材６が外管２の内周に嵌設され、該外管２と内管１の間が螺旋部材６による螺旋溝４として形成されている。この螺旋部材６についても、内管１に一体形成するものには限らず、溶接、超音波溶着等の手段により内管１又は外管２に固定して設けることもできる。
【００２７】
前記内管１の内側の螺旋溝３、及び外管２の内側すなわち内外両管１，２間の螺旋溝４は、それぞれ前記螺旋部材５，６の径方向高さが前記内管１と外管２の偏心配置によるずれ量に応じて連続して繰り返し変化することにより、溝深さＤ１及びＤ２がそれぞれ連続して繰り返し変化している。
【００２８】
すなわち、内管１の内側の螺旋溝３は、螺旋部材５の内周面が外管２とほぼ同じ軸心をなすように形成されることにより、内管１と外管２との偏心によるずれ量に応じて溝深さＤ１が繰り返し変化しており、また、外管２の内側の螺旋溝４は、内管１に付設された螺旋部材６が内管１と外管２との偏心による両管の間の間隔の変化に応じて溝深さＤ２が繰り返し変化している。
【００２９】
例えば、内管１は流水方向の流出側（テーパの径大側）で外径１８ｍｍ、内径１３ｍｍのパイプ、前記外管１は外径が３０ｍｍで、流水方向の流出側（テーパの径大側）で内径が２５ｍｍのパイプからなり、内外両管１，２の軸心Ｃ１，Ｃ２を２ｍｍ偏心させて配置する場合において、前記螺旋部材５を、３．５ｍｍの幅で径方向の厚み（径方向高さ）を漸次変化させて右回りにピッチＰを１０〜１５ｍｍにして螺旋状に形成し、その流出側の外径を１３ｍｍにして外接円を内管１の内周面に対応したテーパ状とし、かつ内径を６ｍｍに形成しておいて、内管１に嵌設する。また、前記螺旋部材６を、３．５ｍｍの幅で径方向の厚み（径方向高さ）を漸次変化させながらピッチＰを１０〜１５ｍｍにして左回りの螺旋状をなすように前記内管１の外周面に一体に形成して外管２に嵌設する。これにより、前記外側の螺旋溝４の溝深さＤ２は、内外両管１．２の偏心による間隔の狭い側で１．５ｍｍ、間隔の広い側で５．５ｍｍになり、また内側の螺旋溝３は、内周面の軸心を外管２の軸心Ｃ２と一致させることにより、その溝深さＤ１が前記螺旋溝４の溝深さＤ２の浅い側で深く５．５ｍｍ、また溝深さＤ２の深い側で浅く１．５ｍｍになる。前記溝深さの変化が螺旋ピッチ毎に繰り返す。この溝深さＤ１及びＤ２の最浅部と最深部との比が１／２〜１／８、好ましく１／４〜１／６の範囲に設定される。
【００３０】
前記外管２の外径は本発明のマイクロ・ナノバブル水の生成装置において用いられる配管の使用に準じて定められるが、外管２の全長は内管１の全長すなわち螺旋部材５及び４が存する部分の長さ（例えば１００ｍｍ）よりさらに４０ｍｍ程度長くして、後述する気泡の衝突区間を設定してもよい。いずれにしても、外管２の両端部の外周には他の配管との接続用のネジ部９ａ，９ｂが形成される。
【００３１】
なお、前記螺旋部材５，４の断面形状は図のような長方形等の四角形をなすものには限らず、他の多角形もしくは円形等により凸条となる断面形状のものとすることができる。
【００３２】
上記の実施例の二重管構造を利用したマイクロ・ナノバブル生成装置によれば、配管を通じて外管２の流入側から流入する気泡を含む水流は、内外各管１，２の内面に接する螺旋部材５，６による螺旋溝３，４に分かれてかつ該螺旋溝３，４に沿って、例えば内側は右回りに、外側は左回りに高速旋回しながら流れる。
【００３３】
この際、外管２に流入する流水中の気泡は、後述するようにオリフィス等により分散されているため、気泡径は内外共にほぼ同一であるが、内管１及び外管２の口径の際によりそれぞれの内部での遠心力が異なっていることで、内外両管１，２内の気泡径が異なるため、外管内の気泡と内管内の気泡は内部圧力が異なり、気泡表面の表面張力も異なることになる。同一径・同圧の気泡同士が衝突した場合は融合するか帯電しておれば反発することになるが、径が大きく内部圧が低圧な気泡に、径が小さく内部圧が高圧な気泡が衝突した場合には大きい気泡がせん断される。またせん断される時、気泡間に摩擦が生じ各気泡に静電気が発生し帯電する。この場合、気泡はマイナス電荷を帯びるため各気泡間は反発し合いマイクロバブルが形成される。
【００３４】
その上、前記の気泡を含む螺旋水流７，８は、該螺旋溝３，４の溝深さＤ１，Ｄ２の変化、特に螺旋ピッチ毎の変化に伴って加圧と減圧を繰り返すことにより、該流水中の気泡と水との混合を良好にして、かつ気泡の細分化、微細気泡の生成を促し、しかも、螺旋溝３，４から放出される際に、方向を異にする螺旋水流７，８が図２のように衝突することにより、前記のせん断作用で気泡をさらに細分化することができ、マイクロ・ナノバブルを発生できる。こうして生成されたマイクロ・ナノバブルを含む流水は外管から混流吐出水流として放出される。
【００３５】
なお、前記内管１内の螺旋部材６の内側中心部に例えば直径６ｍｍの空洞部１０が生じているが、この空洞部１０は管内圧力を弱めるためと異物のつまりを防ぐ作用を有している。この空洞部１０には、必要に応じて直管状あるいは中実棒状の芯部材（図示せず）を配置しておくことができる。
【００３６】
次に、上記のマイクロ・ナノバブル生成装置Ａ１を使用したマイクロ・ナノバブル水の生成装置Ａ１０の実施例について、図４に基づいて説明する。
【００３７】
このマイクロ・ナノバブル水の生成装置Ａ１０は、水槽１１と水を循環させる循環部１２からなり、該循環部１２は水流内に気体を吸引する気体吸引エジェクター１３、水流を発生させる循環ポンプ１４、二重管構造の２基のマイクロ・ナノバブル生成装置Ａ１を配管部１５を介して直列に連結して配設構成されており、水流は図中の矢示方向に発生させるように設けられる。マイクロ・ナノバブル生成装置Ａ１は１基だけでの場合もあるが、マイクロ・ナノバブル水の生成をより高効率化する上では、複数の装置を連結構成して使用するのが好ましい。
【００３８】
水槽１１を循環するようポンプ配管を行い、吸引側に気体を吸入する気体吸引エジェクター１３を設置する。その詳細は省略するが、循環ポンプ１４の吸引による流水中に空気導入管を配置し同管内に負圧が生じて気体が吸引され流水中に混合される。ポンプ吐出側から気体を混合した水がマイクロ・ナノバブル生成装置Ａ１へ圧送されることになる。このとき気体は水中に混合した状態であり、均一な気泡分布とはなっていない。このため、マイクロ・ナノバブル生成装置Ａ１の前方の管内にオリフィス１６を設け、水流を集約した直後に配管中の主として直角に屈曲したエルボ管１７を用いて水流を略直角に曲げることで整流効果を引き出し、気泡の分散を均一化するのが望ましい。前記オリフィス及びエルボは必ずしも必要ではなく、例えば他の手段により水流中の気泡を均一分散化することができる場合、オリフィス及びエルボの一方又は双方を省略することができる。
【００３９】
なお、第１のマイクロ・ナノバブル生成装置Ａ１を通過した水流は混流状態となっており第２のマイクロ・ナノバブル生成装置Ａ１に気泡を均一に導入するために整流する必要から、第１のマイクロ・ナノバブル生成装置Ａ１の後方の配管にエルボ管１７を用いて水流を９０度曲げ整流している。
【００４０】
このため、第１のマイクロ・ナノバブル生成装置Ａ１において、上述したように、内外の螺旋溝３，４の溝深さＤ１，Ｄ２の変化に伴って加圧と減圧を繰り返すことにより、該流水中の気泡と水との混合を良好にして、かつ気泡の細分化、微細気泡の生成を促し、しかも、螺旋溝３，４から放出される際に、方向を異にする螺旋水流７，８が衝突することにより、せん断作用で気泡をさらに細分化することができ、ナノバブルを発生できる。こうして生成されたマイクロ・ナノバブルを含む流水は外管から混流吐出水流として放出される。第２のマイクロ・ナノバブル生成装置Ａ１においても、同様に、螺旋水流中で加圧と減圧を繰り返すことにより、該流水中の気泡と水との混合を良好にして、かつ気泡の細分化、微細気泡の生成を促し、さらに、螺旋溝３，４から放出される際に、方向を異にする螺旋水流７，８が衝突することによるせん断作用で気泡をさらに細分化することができ、以て、マイクロ・ナノバブルを高効率に生成できる。
【００４１】
特に、螺旋水流中での加圧と減圧の繰り返しによりマイクロ・ナノバブルの発生効率を向上できるため、１基のマイクロ・ナノバブル生成装置Ａ１を使用して、マイクロ・ナノバブル水の生成装置Ａ１０を構成して実施することが可能になり、この種装置の小型化を図ることができる。
【００４２】
なお、マイクロ・ナノバブルの発生については、本構造の装置により処理水を生成したところ目視ではあるが白濁化している。装置停止後数分経過で白濁化した処理水は透明状態に戻るが再度処理を行った場合、最初の処理時間より短い時間で白濁化することが確認できた。この現象が、処理済後の経過時間を４８時間程度経過した場合まで確認できたことから、処理水中に目視できないレベルのマイクロ・ナノバブルが存在していることが明らかである。
【００４３】
なお、上記した実施例のマイクロ・ナノバブル生成装置は、多重管構造として内管１と１つの外管２との二重管構造の場合を示したが、このほか、図示していないが、前記外管として、複数例えば第１と第２の２つの外管を間隔を存して内外に軸心をずらせて偏心位置に配置し、該両外管の間にも、上記した実施例と同様にして内側とは螺旋方向を異にした螺旋部材を配置し、内側の螺旋溝とは方向を異にする螺旋溝を形成して実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明のマイクロ・ナノバブル生成装置、及びこれを用いたマイクロ・ナノバブル水の生成装置は、液中に微細気泡を高濃度で供給できることから、酸素の供給による水質改善に利用でき、また空気の代わりに酸素、オゾンなどの気体を用いた気泡の供給も可能であり、水、汚泥、スラリーに含まれるダイオキシン類、農薬等の難分解性有機物を分解する手段として微細気泡を用いる場合など、多方面で利用が可能である。
【符号の説明】
【００４５】
Ａ１…マイクロ・ナノバブル生成装置、Ａ１０…マイクロ・ナノバブル水の生成装置、Ｃ１，Ｃ２…軸心、Ｄ１，Ｄ２…溝深さ、１…内管、２…外管、３…内管内側の螺旋溝、４…外管内側の螺旋溝、５…内管に接する螺旋部材、６…外管に接する螺旋部材、７，８…螺旋水流、９ａ，９ｂ…ネジ部、１０…空洞部、１１…水槽、１２…循環部、１３…気体吸引エジェクター、１４…循環ポンプ、１５…配管部、１６…オリフィス、１７…エルボ管。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内管と外管との多重管構造をなし、内外各管の内側に螺旋部材による螺旋方向の異なる各管の内面と前記各螺旋部材とにより流水用の螺旋溝が形成され、該螺旋溝に沿って流れる気泡を含む螺旋水流が同時に放出される際に衝突するようになされたマイクロ・ナノバルブ生成装置において、
内外各管の軸心をずらせて偏心位置に配置して、内外各管の内面に接する螺旋部材による螺旋溝の溝深さを連続的に繰り返し変化させ、螺旋溝に沿って流れる螺旋水流が加圧と減圧を繰り返すようにしたことを特徴とするマイクロ・ナノバルブ生成装置。
【請求項２】
外管の内面に接する螺旋部材がその内側の管に付設され、外管とその内側の管との間が螺旋部材による螺旋溝として形成されている請求項１に記載のマイクロ・ナノバブル生成装置。
【請求項３】
内管の内部に偏心して芯部材が配置され、内管の内面に接する螺旋部材が芯部材に付設され、内管と芯部材の間が螺旋部材による螺旋溝として形成されている請求項１又は２に記載のマイクロ・ナノバブル生成装置。
【請求項４】
螺旋溝の深さの最浅部と最深部との比が１／２〜１／８である請求項１〜３のいずれか１項に記載のマイクロ・ナノバブル生成装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のマイクロ・ナノバブル生成装置を備えるマイクロ・ナノバブル水の生成装置であって、
流水中に気体を吸引する気体吸引エジェクターを備え、該気体吸引エジェクターの後続の流水路の一部に前記マイクロ・ナノバブル生成装置を備え、気体吸引エジェクターにより吸引した気体による気泡を流水中に生成した後、前記マイクロ・ナノバブル生成装置を通過させることにより、気泡を細分化するようにしたことを特徴とするマイクロ・ナノバブル水の生成装置。
【請求項６】
気体吸引エジェクターとマイクロ・ナノバブル生成装置との間に循環ポンプを備え、該循環ポンプの作動により、該ポンプ吸引側の流水路中において気体吸引エジェクターで気体を吸引して気泡を分散させた後、ポンプ吐出側の流水路に備えるマイクロ・ナノバブル生成装置を通過させるようにした請求項５に記載のマイクロ・ナノバブル水の生成装置。
【請求項７】
循環ポンプの吐出側配管内にオリフィスを備え、該オリフィスを通過させることにより吸引した気泡を分散させるようにした請求項６に記載のマイクロ・ナノバブル水の生成装置。
【請求項８】
前記マイクロ・ナノバブル生成装置の流入側の配管をエルボ管とし、水流を屈曲させて整流し、前記多重管構造の流水用配管によるマイクロ・ナノバブル生成装置を通過させるようにした請求項５〜７のいずれか１項に記載のマイクロ・ナノバブル水の生成装置。
【請求項１】
内管と外管との多重管構造をなし、内外各管の内側に螺旋部材による螺旋方向の異なる各管の内面と前記各螺旋部材とにより流水用の螺旋溝が形成され、該螺旋溝に沿って流れる気泡を含む螺旋水流が同時に放出される際に衝突するようになされたマイクロ・ナノバルブ生成装置において、
内外各管の軸心をずらせて偏心位置に配置して、内外各管の内面に接する螺旋部材による螺旋溝の溝深さを連続的に繰り返し変化させ、螺旋溝に沿って流れる螺旋水流が加圧と減圧を繰り返すようにしたことを特徴とするマイクロ・ナノバルブ生成装置。
【請求項２】
外管の内面に接する螺旋部材がその内側の管に付設され、外管とその内側の管との間が螺旋部材による螺旋溝として形成されている請求項１に記載のマイクロ・ナノバブル生成装置。
【請求項３】
内管の内部に偏心して芯部材が配置され、内管の内面に接する螺旋部材が芯部材に付設され、内管と芯部材の間が螺旋部材による螺旋溝として形成されている請求項１又は２に記載のマイクロ・ナノバブル生成装置。
【請求項４】
螺旋溝の深さの最浅部と最深部との比が１／２〜１／８である請求項１〜３のいずれか１項に記載のマイクロ・ナノバブル生成装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のマイクロ・ナノバブル生成装置を備えるマイクロ・ナノバブル水の生成装置であって、
流水中に気体を吸引する気体吸引エジェクターを備え、該気体吸引エジェクターの後続の流水路の一部に前記マイクロ・ナノバブル生成装置を備え、気体吸引エジェクターにより吸引した気体による気泡を流水中に生成した後、前記マイクロ・ナノバブル生成装置を通過させることにより、気泡を細分化するようにしたことを特徴とするマイクロ・ナノバブル水の生成装置。
【請求項６】
気体吸引エジェクターとマイクロ・ナノバブル生成装置との間に循環ポンプを備え、該循環ポンプの作動により、該ポンプ吸引側の流水路中において気体吸引エジェクターで気体を吸引して気泡を分散させた後、ポンプ吐出側の流水路に備えるマイクロ・ナノバブル生成装置を通過させるようにした請求項５に記載のマイクロ・ナノバブル水の生成装置。
【請求項７】
循環ポンプの吐出側配管内にオリフィスを備え、該オリフィスを通過させることにより吸引した気泡を分散させるようにした請求項６に記載のマイクロ・ナノバブル水の生成装置。
【請求項８】
前記マイクロ・ナノバブル生成装置の流入側の配管をエルボ管とし、水流を屈曲させて整流し、前記多重管構造の流水用配管によるマイクロ・ナノバブル生成装置を通過させるようにした請求項５〜７のいずれか１項に記載のマイクロ・ナノバブル水の生成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１３９６４６（Ｐ２０１２−１３９６４６Ａ）
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２９４５４３（Ｐ２０１０−２９４５４３）
【出願日】平成２２年１２月２９日（２０１０．１２．２９）
【出願人】（５００２３６２５７）株式会社バイコム (2)
【出願人】（５１１００３９４７）
【出願人】（５１１００４０２５）
【出願人】（５１１００４０３６）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２９日（２０１０．１２．２９）
【出願人】（５００２３６２５７）株式会社バイコム (2)
【出願人】（５１１００３９４７）
【出願人】（５１１００４０２５）
【出願人】（５１１００４０３６）
【Ｆターム（参考）】
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