液体の処理装置
【課題】液体とII価III価鉄塩を含む粒体とを接触させる処理、および、液体中に微小気泡を生成する処理、の２つの処理それぞれ単独では得られない大きな効果を得る。
【解決手段】 液体とII価III価鉄塩を含む粒体とを接触させた後に該液体を吐出するII価III価鉄塩を含む粒体保持容器、および、液体中に微小気泡を生成し該液体を吐出する微小気泡発生器（マイクロバブルまたはナノバブル発生器）とを組み合わせ、両者の内部に液体を順次通過させるようにした。
【解決手段】 液体とII価III価鉄塩を含む粒体とを接触させた後に該液体を吐出するII価III価鉄塩を含む粒体保持容器、および、液体中に微小気泡を生成し該液体を吐出する微小気泡発生器（マイクロバブルまたはナノバブル発生器）とを組み合わせ、両者の内部に液体を順次通過させるようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば機能水製造装置に関するものであって、液体に洗浄・殺菌効果を与えるための処理、液体に生物や細胞に対する活性化効果を付与する処理等を実行する装置に関する。被処理液体は液体一般であって、機能水であれば水、そのほかアルコール、有機溶媒、無機溶媒である。
【０００２】
本発明は、公知の２つの液体処理を組み合わせて相乗効果を得るものである。
【０００３】
その液体処理の一方は、液体とII価III価鉄塩を含む粒体とを接触させる処理、他方は、液体中に微小気泡を生成する処理である。
【０００４】
前者の、液体とII価III価鉄塩を含む粒体とを接触させる処理とその効果については、特許文献１から特許文献６に開示されている。
【０００５】
すなわち（図１参照）、II価III価鉄塩を含むセラミックスなどの粒体Ｆ１を充填したカラムで液体を内部導入し液体とＦ１表面とを接触させる容器Ｆ２、あるいは、Ｆ１を充填した金属網など外部液体とＦ１表面とが接触可能な容器Ｆ３を用いた処理であり、かかる処理でII価III価鉄塩のイオン化物が液体中に極微量溶出して、液体を機能性飲料、肥料、植物成長補助剤などとして利用する。
【０００６】
図１中に、II価III価鉄塩（塩化物）の化学式も示した。化学式中の「ｍ」「ｎ」は任意の自然数である。
【０００７】
一方後者の、液体中に微小気泡を生成する処理の、微小気泡とは「マイクロバブル」、「ナノバブル」、「マイクロナノバブル」と呼称されるものであって、その生成法は多様である。
【０００８】
超音波や電磁波による生成法その他が研究中であるが、コストパフォーマンスの点では加圧開放型や機械的キャビテーションによるものが優れている。これらはモータで回転する部材による回転エネルギーを用いる点で、超音波や電磁波による生成法に比べて単純で効率も悪くないからである。
【０００９】
典型的な加圧開放型のマイクロバブル発生器の模式図を図２に示す。図２のＭ１４で液体を吸引する。吸引のための圧力低下は渦流ポンプＭ１０の作用である。逆に吐出側では、Ｍ１５の内部に、図では省略せる特許文献４などに開示された加圧手段（オリフィスや網目などの液体圧力加圧手段および流れの方向を急変させる衝突部材等）が配設されているため、３−５気圧に高圧化する。
【００１０】
この高圧によって、Ｍ４で吸引された気体が過飽和で液体中に溶け込んだ状態で吐出され、物理的な刺激でマイクロバブルを生成する。
【００１１】
また、ナノバブルはマイクロバブルをイオンリッチな液体中で安定化させることでつくられる、とされ電解や放電プロセスを付加した製法が提案されている。図２の構成の「次プロセス」で放電や電解プロセス装置と結合した構成でナノバブル生成させてもよい。もちろん、液体貯留槽ＭＲ内部に電極を配設して放電や電解プロセスを行うようにしてもよい。
【００１２】
これらの製法は公知であり、マイクロバブルやナノバブル、それらの中間的なマイクロナノバブルを液体に混入させることで種々の効果が実験的に発見され、実際に利用されている。
【００１３】
たとえば洗浄、殺菌、魚介類などの生育向上、生ものの保存、栄養成分の抽出などである。（特許文献８から特許文献２５参照）
特許文献８は、本発明者のひとりが提案するマイクロバブル生成装置の改良改善である。これに先んじた特許文献９から特許文献２５は、産業総合研究所の高橋ら、レオ研究所の千葉ら、によるナノバブル、マイクロナノバブルの生成法とその利用の開示で、これらを補足する公知文献として、非特許文献１から非特許文献３がある。
【００１４】
また一方、ミネラル成分を溶出する粒の表面をマイクロバブルで洗浄して、効果を延命する技術が特許文献７に開示されている。本発明の効果の理由のひとつが、II価III価鉄塩を含むセラミックスなどの粒体表面が、微小気泡によって洗浄されることと考えられるので、引用しておく。
【００１５】
本発明は、これらの公知技術をふまえ、２つの液体処理を組合わせて相乗効果を得るシステムを提案するものである。特許文献２５と特許文献２６は次節発明の開示にて引用する。
【特許文献１】特開平０２−１８４３８７号公報「水改質活性剤」
【特許文献２】特開２０００ー２７９９５９号公報「活性水の製造方法及び製造装置」
【特許文献３】特開平５−２４５４８１号公報「機能性飲料用水」
【特許文献４】特開平１０−０６６９８２号公報「活性水」
【特許文献５】特開２００３−３２１２８８号公報「有機質肥料」
【特許文献６】特開２００４−２１７６１１号公報「植物成長補助剤」
【特許文献７】特願２００７−０００６９４号公報「雨水利用システム」
【特許文献８】特願２０１０−０００５６９号公報「微小気泡粒径と微小気泡濃度が可変である微小気泡発生装置、該装置を利用した微小気泡発生装置の変更（スケールアップ／スケールダウン）設計方法」
【特許文献９】特開２００９−１３１７７０号公報「二酸化炭素ナノバブル水の製造方法」
【特許文献１０】特開２００９−１３１７６９号公報「窒素ナノバブル水の製造方法」
【特許文献１１】特開２００９−０８４２５８号公報「ナノバブルを含む癌の治療又は予防のための薬剤 」
【特許文献１２】特開２００９−０３９６００号公報「超微細気泡生成装置」
【特許文献１３】特開２００８−２５９４５６号公報「魚介類の保存方法」
【特許文献１４】特開２００８−２３７９５０号公報「水酸基ラジカルを含む水の製造方法および水酸基ラジカルを含む水」
【特許文献１５】特開２００８−０９３６１２号公報「反応活性種を含む水の製造方法および反応活性種を含む水」
【特許文献１６】特開２００８−０９３６１１号公報「極微小気泡を含む水の製造方法および極微小気泡を含む水」
【特許文献１７】特開２００８−０６３２５８号公報「組織保存液」
【特許文献１８】特開２００７−２７５０８９号公報「長期持続型オゾン水、長期持続型オゾン水を利用した環境殺菌・脱臭浄化方法 」
【特許文献１９】特開２００６−２２３２３９号公報「酸素ナノバブルを利用した魚介類焙焼有効成分抽出方法およびその抽出方法によって得られた有効成分を添加した魚肉加工品素材」
【特許文献２０】特開２００５−２４６２９４号公報「酸素ナノバブル水およびその製造方法」
【特許文献２１】特開２００５−２４６２９３号公報「オゾン水およびその製造方法」
【特許文献２２】特開２００５−２４５８１７号公報「ナノバブルの製造方法」
【特許文献２３】特開２００５−１１０５５２号公報「加圧多層式マイクロオゾン殺菌・浄化・畜養殺菌システム」
【特許文献２４】再表２００５／０３０６４９号公報「微小気泡の圧壊」
【特許文献２５】特願２００９−２６５８３２号公報「液体中に微小気泡を生成して液体を発熱させる装置および方法」
【特許文献２６】特公平０６-０８３８２８号公報「有機塩素化合物含有水の処理方法及び装置」
【非特許文献１】平成１７年度 新エネルギー・産業技術総合開発機構委託調査研究 バイオ分野におけるナノバブル水の産業利用に関する調査 成果報告書 ３８−４０「ナノバブル水を利用した生体組織の保存等に関する評価研究」
【非特許文献２】Ｈｏｊｏ Ｙ，ｅｔ ａｌ．“Ａｎｔｉ−ｉｎｆｌａｍｍａｔｏｒｙ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ Ｏｘｙｇｅｎ Ｎａｎｏ−ｂｕｂｂｌｅｓ” Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ Ｊｏｕｒｎａｌ ｖｏｌ．７０， ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ Ｉ，ｐ２７６（第７０回 日本循環器学会総会・学術集会）
【非特許文献３】平成１７年度 新エネルギー・産業技術総合開発機構委託調査研究 バイオ分野におけるナノバブル水の産業利用に関する調査 成果報告書 ４０−４５「細胞の生理機能に対するナノバブル水の影響評価」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明の課題は、液体とII価III価鉄塩を含む粒体とを接触させる処理、および、液体中に微小気泡を生成する処理、の２つの処理を組合わせて、それぞれ単独では得られない大きな効果を得ることが課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は（請求項１、図３参照）、液体を導入し該液体とII価III価鉄塩を含む粒体とを接触させた後に該液体を吐出する、II価III価鉄塩を含む粒体を保持する容器「Ｆ」、および、液体を吸引し該液体中に微小気泡を生成し該液体を吐出する、微小気泡発生器（マイクロバブルまたはナノバブル発生器）「Ｍ」を有し、前記粒体を保持する容器「Ｆ」の液体吐出手段から前記微小気泡発生器「Ｍ」の液体吸引手段に至る液体流送系、または／および、前記微小気泡発生器「Ｍ」の液体吐出手段から前記粒体を保持する容器「Ｆ」の液体導入手段に至る液体流送系を具備して、処理対象液体を「Ｆ」の内部から「Ｍ」の内部に順次通過させる、または、処理対象液体を「Ｍ」の内部から「Ｆ」の内部に順次通過させることを特徴とする液体の処理装置である。
【００１８】
図３は、本発明の請求項１の一の実施態様を示す模式図であって、II価III価鉄塩を含む粒体表面と液体とを接触させるII価III価鉄塩を含む粒体を保持する容器Ｆ２、および、液体を吸引し該液体中に微小気泡を生成し吐出する微小気泡発生器（マイクロバブルまたはナノバブル発生器）Ｍを有し、前記容器Ｆ２の液体吐出手段から前記発生器Ｍの液体吸引手段に至る液体の流送系を具備して、液体源の供給系ＬＳから供給される処理対象液体をＦ２の内部からＭの内部に順次通過してＭ１５から吐出する構成である。
【００１９】
また、本発明の一態様として（請求項２、図４参照）、微小気泡発生器「Ｍ」が生成する微小気泡を含む液体を貯留保持する貯留容器「ＭＲ」が、該発生器「Ｍ」の液体吐出手段を介して配設されていてもよい。
【００２０】
また、本発明の他の態様として（請求項３、図４参照）、貯留容器「ＭＲ」と前記粒体を保持する容器「Ｆ」とが、該容器「Ｆ」の液体導入手段を介した液体流送系で結合されていてもよい。
【００２１】
図４は、本発明の請求項２および請求項３の一の実施態様を示す模式図であって、微小気泡発生器Ｍの液体吐出手段Ｍ１５を介し結合してＭが生成する微小気泡を含む液体を貯留保持する貯留容器ＭＲを具備し、該貯留容器「ＭＲ」と前記粒体を保持する容器「Ｆ」とが、該容器「Ｆ」の液体導入手段を介した液体流送系で結合されている構成の例図である。
【００２２】
この構成で液体は循環され順次連続的に「Ｆ」と「Ｍ」の処理を長時間に渡って効率的にうけるので好適である。
【００２３】
また、本発明のさらに他の態様として（請求項４、図５参照）、容器「Ｆ」を内包し、II価III価鉄塩を含む粒体表面と接触した液体を貯留保持する貯留容器「ＦＲ」をさらに具備してもよい。
【００２４】
図５は、本発明の請求項４の一の実施態様を示す模式図であって、前記II価III価鉄塩を含む粒体を保持する容器Ｆ３を内包してII価III価鉄塩を含む粒体表面と接触した液体を貯留保持する貯留容器ＦＲを具備した構成の例図である。
【００２５】
また、本発明のさらに他の態様として（請求項５、図６参照）、貯留容器「ＦＲ」と前記微小気泡発生器「Ｍ」とが、該微小気泡発生器「Ｍ」の液体吸引手段を介した液体流送系で結合されていてもよい。
【００２６】
図６は、図５の態様に、さらに請求項５の態様を付加した実施態様の液体の処理装置の例図、すなわち、貯留容器ＦＲと微小気泡発生器Ｍとが、該微小気泡発生器Ｍの液体吸引手段を介した液体流送系で結合されている構成の例図である。
【００２７】
この構成で液体は循環され順次連続的に「Ｍ」と「Ｆ」の処理を長時間に渡って効率的にうけるので好適である。
【００２８】
また、本発明の請求項１の別の実施態様を示す模式図を図７に示す。すなわち、微小気泡発生器Ｍの液体吐出手段Ｍ１５を介し結合してＭが生成する微小気泡を含む液体を貯留保持する貯留容器ＭＲをさらに具備し、該貯留容器「ＭＲ」と前記粒体を保持する容器「Ｆ」とが、該容器「Ｆ」の液体導入手段を介した液体流送系で結合されている態様であって、この態様も好適である。
【００２９】
図８は、図７の構成に、さらに請求項２および請求項３の態様を付加した実施態様の液体の処理装置の例図、すなわち、微小気泡発生器Ｍの液体吐出手段Ｍ１５を介し結合してＭが生成する微小気泡を含む液体を貯留保持する貯留容器ＭＲをさらに具備し、該貯留容器「ＭＲ」と前記粒体を保持する容器「Ｆ」とが、該容器「Ｆ」の液体導入手段を介した液体流送系で結合されている構成の例図である。
【００３０】
この構成でも前記同様に液体は循環され順次連続的に「Ｍ」と「Ｆ」の処理を長時間に渡って効率的にうけるので好適である。
【００３１】
また、図８の構成にさらに請求項４の態様を付加した例図を図９に示す。すなわち、II価III価鉄塩を含む粒体を保持する容器Ｆ３を内包してII価III価鉄塩を含む粒体表面と接触した液体を貯留保持する貯留容器ＦＲを具備した態様であって、この態様も好適である。
【００３２】
さらにまた、液体処理にて液体の温度がきわめて重要な要素であるので、液体温度の制御調整手段を、液体貯留槽ＭＲやＦＲに温度センサーと共にさらに具備することは好適である。
【００３３】
＜温度制御の付加＞ ここで、液体の温度の最適範囲は、「Ｆ」のII価III価鉄塩を含む粒体表面との接触処理と、「Ｍ」の微小気泡発生処理とで異なる。
【００３４】
この温度の最適範囲について、以下に説明する。
【００３５】
すなわち、「Ｆ」「Ｍ」の処理でヒドロキシルラジカル (hydroxyl radical) （・ＯＨ）という高反応性の活性酸素が生成される場合があると考えられている。この生成が温度がきわめて敏感である。
【００３６】
それで、たとえば、機能水製造にて、その機能水を人体に作用させる場合と単細胞生物に作用させる場合とでは、・ＯＨの生成をよしとするか、生成を避けるべきか、の相違が生じる。
【００３７】
前者の場合、つまり、人体などのようにラジカル・スカベンジャーを生合成できて、・ＯＨに対して耐性のある大きな生物体が対象の場合なら、比較的多くの・ＯＨを機能水に含有させてかまわない。
【００３８】
一方、後者の場合、つまり、サンゴなどの小型生物や大腸菌のような単細胞生物では、ラジカル・スカベンジャーを持たず、・ＯＨに対して無防備である。ゆえに、その細胞膜が・ＯＨで損傷してしまい、これらを培養する場合では不適である。
【００３９】
もちろん、単細胞生物を殺滅対象にする場合は問題はないが、いずれにせよ、用途ごとに適切なる制御温度範囲を実験的に決定して、温度がきわめて敏感な・ＯＨ生成をコントロールしなければならない。
【００４０】
いまのところ、・ＯＨ生成の温度依存機序が未解明であるし、かつまた、対象生物の・ＯＨ耐性も定量化されてはいないので、温度制御範囲は個別の対象生物にて温度をパラメータとしてふった実験から実験的（経験的）に決定せざるをえない。
【００４１】
以上が、・ＯＨ生成という観点から見た温度の最適化である。これに対して、対象生物そのものが温度に対して敏感であること、も液体の温度がきわめて重要な要素であることの別の理由である。
【００４２】
すなわちこの観点から、「Ｆ」「Ｍ」の処理で最終段に位置する処理での温度を、温度に対して敏感な対象生物にフィットさせるべきである。
【００４３】
たとえば、サンゴなどの小型生物の場合、２２から２７℃程度の温度範囲で０．２度の温度差異で生体反応が異なる。逆に言えば、０．２度の温度差異が望まない生体ショックの原因となるのである。
【００４４】
よって、「Ｆ」「Ｍ」の処理で最終段に位置する処理にて、その前段階の処理とは違う対象生物に適切な温度の範囲となるように液体温度コントロールして、対象生物に生体ショックを与えることをなくすことが重要である。
【００４５】
当然同様に、「ＦＲ」「ＭＲ」の液体貯留槽にて、対象生物を培養する場合においても、「ＦＲ」「ＭＲ」の液体貯留槽の温度は、対象生物に適切な温度の範囲となるように液体温度コントロールして、対象生物に生体ショックを与えることをなくすことが重要である。
【００４６】
対象生物に適切な温度範囲が決定されたのちに、以下の工夫を加味することも有効である。すなわち、「Ｆ」のII価III価鉄塩を含む粒体表面との接触処理では温度の発熱・吸熱は生じないが、「Ｍ」の微小気泡発生処理で、本発明で例示された加圧開放型のマイクロバブル発生器を用いた場合、気体の断熱圧縮と開放過程で発熱が起こる。（特許文献２５参照）
この発熱エネルギーによる液体貯留槽ＭＲの温度エネルギーを、必要に応じて液体貯留槽ＦＲに移送して有効である場合には、ヒートパイプなどでＭＲとＦＲとを熱的に結合する工夫を加味してもよい。
【００４７】
以上の「温度制御」に関して、図６の構成に付加した実施態様の模式図を図１１に例示する。
【００４８】
＜反応促進剤・原料剤の付加投入＞ 同様に反応の促進剤、または、反応原料剤、たとえばフェントン反応の反応原料である「過酸化水素」の供給手段、その他反応促進剤・反応原料剤の供給手段を組み合わせてもよい。これを、図５の構成に付加した実施態様として図１２に例示する。
【００４９】
当然のことながら、触媒の併用も有効である。たとえば、液体貯留槽ＦＲにて、ある反応を促進させ、反応生成物質後段Ｆに流送して種々の利用に応用する場合、図１２中に図示するように液体貯留槽ＦＲ内に触媒を配設するのが好適である。
【００５０】
フェントン反応は、II価鉄イオンの存在下でヒドロキシルラジカル (hydroxyl radical) （・ＯＨ）を生成する反応であって、有害な有機塩素化合物などの分解困難な物質の分解などへ利用されている。（特許文献２６参照）
図１２の構成の場合、フェントン反応で生成されたヒドロキシルラジカルが高反応性であるため、液体貯留槽ＦＲがヒドロキシルラジカルの反応場になる。
【００５１】
フェントン反応で生成されるヒドロキシルラジカルを本発明装置の外部でなす場合には、図１３に示すように、吐出手段（図１３の場合にはＭ１５）の近傍に過酸化水素を供給する構成が好適である。
【００５２】
＜撹拌の付加＞ さらにまた、液体処理にて液体の撹拌混合も重要な操作であるので、通常のミリスケール以上のサイズのバブリング手段を液体貯留槽ＭＲやＦＲにさらに具備すること、あるいは、撹拌羽根やマグネティック・スティアラなどの物理的撹拌手段を液体貯留槽ＭＲやＦＲにさらに具備することは好適である。
【００５３】
以上のごとく、本発明では公知のII価III価鉄塩を利用した処理と微小気泡生成との双方を「連続的に順次に」液体に施すことができる。
【００５４】
次節の試験実施例に示すように、かかる本発明装置の処理においては、液体に対し公知２つの処理単独になしたもの、および、２つの処理単独になした液体の混合液体よりも、さらに大きな効果を有する機能付与ができるので有用である。
【発明の効果】
【００５５】
本発明の効果の試験の実施例を図１０に示す。（図１０とその図面の簡単な説明参照）
本発明の液体処理装置によって処理した液体、特に水（蒸留水）を源水として処理した液体について、油脂の洗浄除去、人体に与える温浴効果、その他の効果を他の処理と比較した。その結果すべてにおいて、本発明の装置による被処理液体が他を圧倒する大きな効果が認められた。
【００５６】
すなわち、本発明の装置では、ラジカルの発生量その他において、II価III価鉄塩を極微量含有させること、および、微小気泡発生器（マイクロバブルまたはナノバブル発生器）にて微小気泡を含有させることにおいて、相乗効果が生起すると考えられる。
【００５７】
また、II価III価鉄塩を含むセラミックスなどの粒体表面が、微小気泡によって洗浄されることも相乗効果を大きくしているものと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】II価III価鉄塩を含むセラミックスなどの粒体Ｆ１を充填したカラムであって液体を内部導入し液体とＦ１表面とを接触させる容器Ｆ２、および、Ｆ１を充填した金属網など外部液体とＦ１表面とが接触可能な容器Ｆ３の説明図である。なお、図中の化学式は、II価III価鉄塩（塩化物）を示す。化学式中の「ｍ」「ｎ」は任意の自然数である。
【図２】液体を吸引し該液体中に微小気泡を生成し吐出する微小気泡発生器（マイクロバブル発生器）「Ｍ」の一例の模式図。ナノバブル発生は、液体Ｍ１にイオンが多量に含有する場合に安定化する傾向にあるので、この図の構成の「次プロセス」で放電や電解プロセス装置と結合して構成してもよい。もちろん、液体貯留槽ＭＲ内部に電極を配設して放電や電解プロセスを行うようにしてもよい。
【図３】本発明の請求項１の一の実施態様を示す模式図であって、II価III価鉄塩を含む粒体表面と液体とを接触させるII価III価鉄塩を含む粒体を保持する容器Ｆ２、および、液体を吸引し該液体中に微小気泡を生成し吐出する微小気泡発生器（マイクロバブルまたはナノバブル発生器）Ｍを有し、前記容器Ｆ２の液体吐出手段から前記発生器Ｍの液体吸引手段に至る液体の流送系を具備して、液体源の供給系ＬＳから供給される処理対象液体をＦ２の内部からＭの内部に順次通過してＭ１５から吐出する構成である。
【図４】本発明の請求項２および請求項３の一の実施態様を示す模式図であって、微小気泡発生器Ｍの液体吐出手段Ｍ１５を介し結合してＭが生成する微小気泡を含む液体を貯留保持する貯留容器ＭＲを具備し、該貯留容器「ＭＲ」と前記粒体を保持する容器「Ｆ」とが、該容器「Ｆ」の液体導入手段を介した液体流送系で結合されている構成の例図である。
【図５】本発明の請求項４の一の実施態様を示す模式図であって、前記II価III価鉄塩を含む粒体を保持する容器Ｆ３を内包してII価III価鉄塩を含む粒体表面と接触した液体を貯留保持する貯留容器ＦＲを具備した構成の例図である。
【図６】図５の態様に、さらに請求項５の態様を付加した実施態様の液体の処理装置の例図、すなわち、貯留容器ＦＲと微小気泡発生器Ｍとが、該微小気泡発生器Ｍの液体吸引手段を介した液体流送系で結合されている構成の例図である。
【図７】本発明の請求項１の別の実施態様を示す模式図であって、微小気泡発生器Ｍの液体吐出手段から容器Ｆ２の液体導入手段に至る液体の流送系を具備して、液体源の供給系ＬＳから供給される処理対象液体をＭの内部からＦ２の内部に順次通過してＦ２の吐出手段から吐出する構成の例図である。
【図８】図７の構成に、さらに請求項２および請求項３の態様を付加した実施態様の液体の処理装置の例図、すなわち、微小気泡発生器Ｍの液体吐出手段Ｍ１５を介し結合してＭが生成する微小気泡を含む液体を貯留保持する貯留容器ＭＲをさらに具備し、該貯留容器「ＭＲ」と前記粒体を保持する容器「Ｆ」とが、該容器「Ｆ」の液体導入手段を介した液体流送系で結合されている構成の例図である。
【図９】図８の構成にて、請求項４の態様を付加した例図、すなわち、II価III価鉄塩を含む粒体を保持する容器Ｆ３を内包してII価III価鉄塩を含む粒体表面と接触した液体を貯留保持する貯留容器ＦＲを具備した構成の例図である。
【図１０】蒸留水を液体として用いた本発明の効果の試験の実施例。すなわち蒸留水に各方式の処理を施した。（以下被処理液体原料は蒸留水）Ｍにて微小気泡（マイクロバブルまたはナノバブル）を含有させた液体「ＭＬ」、II価III価鉄塩を含む粒体を保持する容器Ｆを通過させた液体「ＦＬ」、前記「ＭＬ」と「ＦＬ」の容量５０−５０％混合液「ＭＦＬ」、「Ｆ」の内部から「Ｍ」の内部に順次通過させた液体「Ｆ→Ｍ」、「Ｍ」の内部から「Ｆ」の内部に順次通過させた液体「Ｍ→Ｆ」にて種々の比較を試行した結果である。結果は定性的な官能試験に依拠するものであって、「＋」が多いほど効果が大である。試験は、１）タオル地の布の油脂汚れを各種液体で洗浄したときの汚れ墜ちの程度、２）各種液体を３７℃に加熱して足湯浸漬した人体における上腕部血流量の上昇の大きさ、３）各種液体を３７℃に加熱して全身浸漬したの人体における直腸温の温度上昇の大きさ、４）カイワレ大根の種子を各種液体を浸した不織布上に播種して発芽成長の程度を目視で評価、５）大腸菌（E. coli）培地１００シャーレについて、各種液体を同量滴下。その後２４時間後のコロニー状態で大腸菌に対する殺菌効果を評価、６）密閉容器中にてメタンチオール (methanethiol) １マイクロモルを１マイクロリットル滴下した布に、各種液体を同量滴下、１２０分後に検知管で残留濃度を測定し、悪臭物質の分解能力を評価。これら１）から６）のすべてにおいて、本発明の装置による「Ｍ→Ｆ」と「Ｆ→Ｍ」の被処理液体が他を圧倒する大きな効果が認められた。
【図１１】図６の構成に処理対象液体の温度を制御する手段を付加した実施態様を例示した模式図。
【図１２】図５の構成に反応促進剤・反応原料剤を供給する手段、および、反応触媒を付加した実施態様を例示した模式図。
【図１３】図５の構成にて、本発明装置の系外部にフェントン反応で生成されるヒドロキシルラジカルの反応対象がある場合の実施態様を例示した模式図。
【符号の説明】
【００５９】
Ｆ II価III価鉄塩を含むセラミックスなどの粒体Ｆ１を保持する容器
Ｆ１ II価III価鉄塩を含むセラミックスなどの粒体
Ｆ２ Ｆ１を保持する容器Ｆであり、Ｆ１を充填したカラムであって液体をカラム導入孔から導入し液体とＦ１表面とを接触させて導出孔から出す容器
Ｆ３ Ｆ１を保持する容器Ｆであり、Ｆ１を充填した金属網であって外部液体が金属網を介してＦ１表面とが拡散接触が可能な容器
ＦＲ 液体貯留槽
ＬＳ 液体源の供給系
Ｍ 微小気泡発生器（マイクロバブルまたはナノバブル発生器）
Ｍ１ 液体
Ｍ４ 気体吸引手段
Ｍ１０ 渦流ポンプ
Ｍ１１ 渦流ポンプの内蔵インペラ
Ｍ１４ 液体吸引手段（の先端部分）
Ｍ１５ 液体吐出手段（の先端部分）であって、特許文献４などに開示されたノズル構造（オリフィスや網目などの液体圧力加圧手段および流れの方向を急変させる衝突部材等）を有する。
ＭＲ 液体貯留槽
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば機能水製造装置に関するものであって、液体に洗浄・殺菌効果を与えるための処理、液体に生物や細胞に対する活性化効果を付与する処理等を実行する装置に関する。被処理液体は液体一般であって、機能水であれば水、そのほかアルコール、有機溶媒、無機溶媒である。
【０００２】
本発明は、公知の２つの液体処理を組み合わせて相乗効果を得るものである。
【０００３】
その液体処理の一方は、液体とII価III価鉄塩を含む粒体とを接触させる処理、他方は、液体中に微小気泡を生成する処理である。
【０００４】
前者の、液体とII価III価鉄塩を含む粒体とを接触させる処理とその効果については、特許文献１から特許文献６に開示されている。
【０００５】
すなわち（図１参照）、II価III価鉄塩を含むセラミックスなどの粒体Ｆ１を充填したカラムで液体を内部導入し液体とＦ１表面とを接触させる容器Ｆ２、あるいは、Ｆ１を充填した金属網など外部液体とＦ１表面とが接触可能な容器Ｆ３を用いた処理であり、かかる処理でII価III価鉄塩のイオン化物が液体中に極微量溶出して、液体を機能性飲料、肥料、植物成長補助剤などとして利用する。
【０００６】
図１中に、II価III価鉄塩（塩化物）の化学式も示した。化学式中の「ｍ」「ｎ」は任意の自然数である。
【０００７】
一方後者の、液体中に微小気泡を生成する処理の、微小気泡とは「マイクロバブル」、「ナノバブル」、「マイクロナノバブル」と呼称されるものであって、その生成法は多様である。
【０００８】
超音波や電磁波による生成法その他が研究中であるが、コストパフォーマンスの点では加圧開放型や機械的キャビテーションによるものが優れている。これらはモータで回転する部材による回転エネルギーを用いる点で、超音波や電磁波による生成法に比べて単純で効率も悪くないからである。
【０００９】
典型的な加圧開放型のマイクロバブル発生器の模式図を図２に示す。図２のＭ１４で液体を吸引する。吸引のための圧力低下は渦流ポンプＭ１０の作用である。逆に吐出側では、Ｍ１５の内部に、図では省略せる特許文献４などに開示された加圧手段（オリフィスや網目などの液体圧力加圧手段および流れの方向を急変させる衝突部材等）が配設されているため、３−５気圧に高圧化する。
【００１０】
この高圧によって、Ｍ４で吸引された気体が過飽和で液体中に溶け込んだ状態で吐出され、物理的な刺激でマイクロバブルを生成する。
【００１１】
また、ナノバブルはマイクロバブルをイオンリッチな液体中で安定化させることでつくられる、とされ電解や放電プロセスを付加した製法が提案されている。図２の構成の「次プロセス」で放電や電解プロセス装置と結合した構成でナノバブル生成させてもよい。もちろん、液体貯留槽ＭＲ内部に電極を配設して放電や電解プロセスを行うようにしてもよい。
【００１２】
これらの製法は公知であり、マイクロバブルやナノバブル、それらの中間的なマイクロナノバブルを液体に混入させることで種々の効果が実験的に発見され、実際に利用されている。
【００１３】
たとえば洗浄、殺菌、魚介類などの生育向上、生ものの保存、栄養成分の抽出などである。（特許文献８から特許文献２５参照）
特許文献８は、本発明者のひとりが提案するマイクロバブル生成装置の改良改善である。これに先んじた特許文献９から特許文献２５は、産業総合研究所の高橋ら、レオ研究所の千葉ら、によるナノバブル、マイクロナノバブルの生成法とその利用の開示で、これらを補足する公知文献として、非特許文献１から非特許文献３がある。
【００１４】
また一方、ミネラル成分を溶出する粒の表面をマイクロバブルで洗浄して、効果を延命する技術が特許文献７に開示されている。本発明の効果の理由のひとつが、II価III価鉄塩を含むセラミックスなどの粒体表面が、微小気泡によって洗浄されることと考えられるので、引用しておく。
【００１５】
本発明は、これらの公知技術をふまえ、２つの液体処理を組合わせて相乗効果を得るシステムを提案するものである。特許文献２５と特許文献２６は次節発明の開示にて引用する。
【特許文献１】特開平０２−１８４３８７号公報「水改質活性剤」
【特許文献２】特開２０００ー２７９９５９号公報「活性水の製造方法及び製造装置」
【特許文献３】特開平５−２４５４８１号公報「機能性飲料用水」
【特許文献４】特開平１０−０６６９８２号公報「活性水」
【特許文献５】特開２００３−３２１２８８号公報「有機質肥料」
【特許文献６】特開２００４−２１７６１１号公報「植物成長補助剤」
【特許文献７】特願２００７−０００６９４号公報「雨水利用システム」
【特許文献８】特願２０１０−０００５６９号公報「微小気泡粒径と微小気泡濃度が可変である微小気泡発生装置、該装置を利用した微小気泡発生装置の変更（スケールアップ／スケールダウン）設計方法」
【特許文献９】特開２００９−１３１７７０号公報「二酸化炭素ナノバブル水の製造方法」
【特許文献１０】特開２００９−１３１７６９号公報「窒素ナノバブル水の製造方法」
【特許文献１１】特開２００９−０８４２５８号公報「ナノバブルを含む癌の治療又は予防のための薬剤 」
【特許文献１２】特開２００９−０３９６００号公報「超微細気泡生成装置」
【特許文献１３】特開２００８−２５９４５６号公報「魚介類の保存方法」
【特許文献１４】特開２００８−２３７９５０号公報「水酸基ラジカルを含む水の製造方法および水酸基ラジカルを含む水」
【特許文献１５】特開２００８−０９３６１２号公報「反応活性種を含む水の製造方法および反応活性種を含む水」
【特許文献１６】特開２００８−０９３６１１号公報「極微小気泡を含む水の製造方法および極微小気泡を含む水」
【特許文献１７】特開２００８−０６３２５８号公報「組織保存液」
【特許文献１８】特開２００７−２７５０８９号公報「長期持続型オゾン水、長期持続型オゾン水を利用した環境殺菌・脱臭浄化方法 」
【特許文献１９】特開２００６−２２３２３９号公報「酸素ナノバブルを利用した魚介類焙焼有効成分抽出方法およびその抽出方法によって得られた有効成分を添加した魚肉加工品素材」
【特許文献２０】特開２００５−２４６２９４号公報「酸素ナノバブル水およびその製造方法」
【特許文献２１】特開２００５−２４６２９３号公報「オゾン水およびその製造方法」
【特許文献２２】特開２００５−２４５８１７号公報「ナノバブルの製造方法」
【特許文献２３】特開２００５−１１０５５２号公報「加圧多層式マイクロオゾン殺菌・浄化・畜養殺菌システム」
【特許文献２４】再表２００５／０３０６４９号公報「微小気泡の圧壊」
【特許文献２５】特願２００９−２６５８３２号公報「液体中に微小気泡を生成して液体を発熱させる装置および方法」
【特許文献２６】特公平０６-０８３８２８号公報「有機塩素化合物含有水の処理方法及び装置」
【非特許文献１】平成１７年度 新エネルギー・産業技術総合開発機構委託調査研究 バイオ分野におけるナノバブル水の産業利用に関する調査 成果報告書 ３８−４０「ナノバブル水を利用した生体組織の保存等に関する評価研究」
【非特許文献２】Ｈｏｊｏ Ｙ，ｅｔ ａｌ．“Ａｎｔｉ−ｉｎｆｌａｍｍａｔｏｒｙ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ Ｏｘｙｇｅｎ Ｎａｎｏ−ｂｕｂｂｌｅｓ” Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ Ｊｏｕｒｎａｌ ｖｏｌ．７０， ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ Ｉ，ｐ２７６（第７０回 日本循環器学会総会・学術集会）
【非特許文献３】平成１７年度 新エネルギー・産業技術総合開発機構委託調査研究 バイオ分野におけるナノバブル水の産業利用に関する調査 成果報告書 ４０−４５「細胞の生理機能に対するナノバブル水の影響評価」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明の課題は、液体とII価III価鉄塩を含む粒体とを接触させる処理、および、液体中に微小気泡を生成する処理、の２つの処理を組合わせて、それぞれ単独では得られない大きな効果を得ることが課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は（請求項１、図３参照）、液体を導入し該液体とII価III価鉄塩を含む粒体とを接触させた後に該液体を吐出する、II価III価鉄塩を含む粒体を保持する容器「Ｆ」、および、液体を吸引し該液体中に微小気泡を生成し該液体を吐出する、微小気泡発生器（マイクロバブルまたはナノバブル発生器）「Ｍ」を有し、前記粒体を保持する容器「Ｆ」の液体吐出手段から前記微小気泡発生器「Ｍ」の液体吸引手段に至る液体流送系、または／および、前記微小気泡発生器「Ｍ」の液体吐出手段から前記粒体を保持する容器「Ｆ」の液体導入手段に至る液体流送系を具備して、処理対象液体を「Ｆ」の内部から「Ｍ」の内部に順次通過させる、または、処理対象液体を「Ｍ」の内部から「Ｆ」の内部に順次通過させることを特徴とする液体の処理装置である。
【００１８】
図３は、本発明の請求項１の一の実施態様を示す模式図であって、II価III価鉄塩を含む粒体表面と液体とを接触させるII価III価鉄塩を含む粒体を保持する容器Ｆ２、および、液体を吸引し該液体中に微小気泡を生成し吐出する微小気泡発生器（マイクロバブルまたはナノバブル発生器）Ｍを有し、前記容器Ｆ２の液体吐出手段から前記発生器Ｍの液体吸引手段に至る液体の流送系を具備して、液体源の供給系ＬＳから供給される処理対象液体をＦ２の内部からＭの内部に順次通過してＭ１５から吐出する構成である。
【００１９】
また、本発明の一態様として（請求項２、図４参照）、微小気泡発生器「Ｍ」が生成する微小気泡を含む液体を貯留保持する貯留容器「ＭＲ」が、該発生器「Ｍ」の液体吐出手段を介して配設されていてもよい。
【００２０】
また、本発明の他の態様として（請求項３、図４参照）、貯留容器「ＭＲ」と前記粒体を保持する容器「Ｆ」とが、該容器「Ｆ」の液体導入手段を介した液体流送系で結合されていてもよい。
【００２１】
図４は、本発明の請求項２および請求項３の一の実施態様を示す模式図であって、微小気泡発生器Ｍの液体吐出手段Ｍ１５を介し結合してＭが生成する微小気泡を含む液体を貯留保持する貯留容器ＭＲを具備し、該貯留容器「ＭＲ」と前記粒体を保持する容器「Ｆ」とが、該容器「Ｆ」の液体導入手段を介した液体流送系で結合されている構成の例図である。
【００２２】
この構成で液体は循環され順次連続的に「Ｆ」と「Ｍ」の処理を長時間に渡って効率的にうけるので好適である。
【００２３】
また、本発明のさらに他の態様として（請求項４、図５参照）、容器「Ｆ」を内包し、II価III価鉄塩を含む粒体表面と接触した液体を貯留保持する貯留容器「ＦＲ」をさらに具備してもよい。
【００２４】
図５は、本発明の請求項４の一の実施態様を示す模式図であって、前記II価III価鉄塩を含む粒体を保持する容器Ｆ３を内包してII価III価鉄塩を含む粒体表面と接触した液体を貯留保持する貯留容器ＦＲを具備した構成の例図である。
【００２５】
また、本発明のさらに他の態様として（請求項５、図６参照）、貯留容器「ＦＲ」と前記微小気泡発生器「Ｍ」とが、該微小気泡発生器「Ｍ」の液体吸引手段を介した液体流送系で結合されていてもよい。
【００２６】
図６は、図５の態様に、さらに請求項５の態様を付加した実施態様の液体の処理装置の例図、すなわち、貯留容器ＦＲと微小気泡発生器Ｍとが、該微小気泡発生器Ｍの液体吸引手段を介した液体流送系で結合されている構成の例図である。
【００２７】
この構成で液体は循環され順次連続的に「Ｍ」と「Ｆ」の処理を長時間に渡って効率的にうけるので好適である。
【００２８】
また、本発明の請求項１の別の実施態様を示す模式図を図７に示す。すなわち、微小気泡発生器Ｍの液体吐出手段Ｍ１５を介し結合してＭが生成する微小気泡を含む液体を貯留保持する貯留容器ＭＲをさらに具備し、該貯留容器「ＭＲ」と前記粒体を保持する容器「Ｆ」とが、該容器「Ｆ」の液体導入手段を介した液体流送系で結合されている態様であって、この態様も好適である。
【００２９】
図８は、図７の構成に、さらに請求項２および請求項３の態様を付加した実施態様の液体の処理装置の例図、すなわち、微小気泡発生器Ｍの液体吐出手段Ｍ１５を介し結合してＭが生成する微小気泡を含む液体を貯留保持する貯留容器ＭＲをさらに具備し、該貯留容器「ＭＲ」と前記粒体を保持する容器「Ｆ」とが、該容器「Ｆ」の液体導入手段を介した液体流送系で結合されている構成の例図である。
【００３０】
この構成でも前記同様に液体は循環され順次連続的に「Ｍ」と「Ｆ」の処理を長時間に渡って効率的にうけるので好適である。
【００３１】
また、図８の構成にさらに請求項４の態様を付加した例図を図９に示す。すなわち、II価III価鉄塩を含む粒体を保持する容器Ｆ３を内包してII価III価鉄塩を含む粒体表面と接触した液体を貯留保持する貯留容器ＦＲを具備した態様であって、この態様も好適である。
【００３２】
さらにまた、液体処理にて液体の温度がきわめて重要な要素であるので、液体温度の制御調整手段を、液体貯留槽ＭＲやＦＲに温度センサーと共にさらに具備することは好適である。
【００３３】
＜温度制御の付加＞ ここで、液体の温度の最適範囲は、「Ｆ」のII価III価鉄塩を含む粒体表面との接触処理と、「Ｍ」の微小気泡発生処理とで異なる。
【００３４】
この温度の最適範囲について、以下に説明する。
【００３５】
すなわち、「Ｆ」「Ｍ」の処理でヒドロキシルラジカル (hydroxyl radical) （・ＯＨ）という高反応性の活性酸素が生成される場合があると考えられている。この生成が温度がきわめて敏感である。
【００３６】
それで、たとえば、機能水製造にて、その機能水を人体に作用させる場合と単細胞生物に作用させる場合とでは、・ＯＨの生成をよしとするか、生成を避けるべきか、の相違が生じる。
【００３７】
前者の場合、つまり、人体などのようにラジカル・スカベンジャーを生合成できて、・ＯＨに対して耐性のある大きな生物体が対象の場合なら、比較的多くの・ＯＨを機能水に含有させてかまわない。
【００３８】
一方、後者の場合、つまり、サンゴなどの小型生物や大腸菌のような単細胞生物では、ラジカル・スカベンジャーを持たず、・ＯＨに対して無防備である。ゆえに、その細胞膜が・ＯＨで損傷してしまい、これらを培養する場合では不適である。
【００３９】
もちろん、単細胞生物を殺滅対象にする場合は問題はないが、いずれにせよ、用途ごとに適切なる制御温度範囲を実験的に決定して、温度がきわめて敏感な・ＯＨ生成をコントロールしなければならない。
【００４０】
いまのところ、・ＯＨ生成の温度依存機序が未解明であるし、かつまた、対象生物の・ＯＨ耐性も定量化されてはいないので、温度制御範囲は個別の対象生物にて温度をパラメータとしてふった実験から実験的（経験的）に決定せざるをえない。
【００４１】
以上が、・ＯＨ生成という観点から見た温度の最適化である。これに対して、対象生物そのものが温度に対して敏感であること、も液体の温度がきわめて重要な要素であることの別の理由である。
【００４２】
すなわちこの観点から、「Ｆ」「Ｍ」の処理で最終段に位置する処理での温度を、温度に対して敏感な対象生物にフィットさせるべきである。
【００４３】
たとえば、サンゴなどの小型生物の場合、２２から２７℃程度の温度範囲で０．２度の温度差異で生体反応が異なる。逆に言えば、０．２度の温度差異が望まない生体ショックの原因となるのである。
【００４４】
よって、「Ｆ」「Ｍ」の処理で最終段に位置する処理にて、その前段階の処理とは違う対象生物に適切な温度の範囲となるように液体温度コントロールして、対象生物に生体ショックを与えることをなくすことが重要である。
【００４５】
当然同様に、「ＦＲ」「ＭＲ」の液体貯留槽にて、対象生物を培養する場合においても、「ＦＲ」「ＭＲ」の液体貯留槽の温度は、対象生物に適切な温度の範囲となるように液体温度コントロールして、対象生物に生体ショックを与えることをなくすことが重要である。
【００４６】
対象生物に適切な温度範囲が決定されたのちに、以下の工夫を加味することも有効である。すなわち、「Ｆ」のII価III価鉄塩を含む粒体表面との接触処理では温度の発熱・吸熱は生じないが、「Ｍ」の微小気泡発生処理で、本発明で例示された加圧開放型のマイクロバブル発生器を用いた場合、気体の断熱圧縮と開放過程で発熱が起こる。（特許文献２５参照）
この発熱エネルギーによる液体貯留槽ＭＲの温度エネルギーを、必要に応じて液体貯留槽ＦＲに移送して有効である場合には、ヒートパイプなどでＭＲとＦＲとを熱的に結合する工夫を加味してもよい。
【００４７】
以上の「温度制御」に関して、図６の構成に付加した実施態様の模式図を図１１に例示する。
【００４８】
＜反応促進剤・原料剤の付加投入＞ 同様に反応の促進剤、または、反応原料剤、たとえばフェントン反応の反応原料である「過酸化水素」の供給手段、その他反応促進剤・反応原料剤の供給手段を組み合わせてもよい。これを、図５の構成に付加した実施態様として図１２に例示する。
【００４９】
当然のことながら、触媒の併用も有効である。たとえば、液体貯留槽ＦＲにて、ある反応を促進させ、反応生成物質後段Ｆに流送して種々の利用に応用する場合、図１２中に図示するように液体貯留槽ＦＲ内に触媒を配設するのが好適である。
【００５０】
フェントン反応は、II価鉄イオンの存在下でヒドロキシルラジカル (hydroxyl radical) （・ＯＨ）を生成する反応であって、有害な有機塩素化合物などの分解困難な物質の分解などへ利用されている。（特許文献２６参照）
図１２の構成の場合、フェントン反応で生成されたヒドロキシルラジカルが高反応性であるため、液体貯留槽ＦＲがヒドロキシルラジカルの反応場になる。
【００５１】
フェントン反応で生成されるヒドロキシルラジカルを本発明装置の外部でなす場合には、図１３に示すように、吐出手段（図１３の場合にはＭ１５）の近傍に過酸化水素を供給する構成が好適である。
【００５２】
＜撹拌の付加＞ さらにまた、液体処理にて液体の撹拌混合も重要な操作であるので、通常のミリスケール以上のサイズのバブリング手段を液体貯留槽ＭＲやＦＲにさらに具備すること、あるいは、撹拌羽根やマグネティック・スティアラなどの物理的撹拌手段を液体貯留槽ＭＲやＦＲにさらに具備することは好適である。
【００５３】
以上のごとく、本発明では公知のII価III価鉄塩を利用した処理と微小気泡生成との双方を「連続的に順次に」液体に施すことができる。
【００５４】
次節の試験実施例に示すように、かかる本発明装置の処理においては、液体に対し公知２つの処理単独になしたもの、および、２つの処理単独になした液体の混合液体よりも、さらに大きな効果を有する機能付与ができるので有用である。
【発明の効果】
【００５５】
本発明の効果の試験の実施例を図１０に示す。（図１０とその図面の簡単な説明参照）
本発明の液体処理装置によって処理した液体、特に水（蒸留水）を源水として処理した液体について、油脂の洗浄除去、人体に与える温浴効果、その他の効果を他の処理と比較した。その結果すべてにおいて、本発明の装置による被処理液体が他を圧倒する大きな効果が認められた。
【００５６】
すなわち、本発明の装置では、ラジカルの発生量その他において、II価III価鉄塩を極微量含有させること、および、微小気泡発生器（マイクロバブルまたはナノバブル発生器）にて微小気泡を含有させることにおいて、相乗効果が生起すると考えられる。
【００５７】
また、II価III価鉄塩を含むセラミックスなどの粒体表面が、微小気泡によって洗浄されることも相乗効果を大きくしているものと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】II価III価鉄塩を含むセラミックスなどの粒体Ｆ１を充填したカラムであって液体を内部導入し液体とＦ１表面とを接触させる容器Ｆ２、および、Ｆ１を充填した金属網など外部液体とＦ１表面とが接触可能な容器Ｆ３の説明図である。なお、図中の化学式は、II価III価鉄塩（塩化物）を示す。化学式中の「ｍ」「ｎ」は任意の自然数である。
【図２】液体を吸引し該液体中に微小気泡を生成し吐出する微小気泡発生器（マイクロバブル発生器）「Ｍ」の一例の模式図。ナノバブル発生は、液体Ｍ１にイオンが多量に含有する場合に安定化する傾向にあるので、この図の構成の「次プロセス」で放電や電解プロセス装置と結合して構成してもよい。もちろん、液体貯留槽ＭＲ内部に電極を配設して放電や電解プロセスを行うようにしてもよい。
【図３】本発明の請求項１の一の実施態様を示す模式図であって、II価III価鉄塩を含む粒体表面と液体とを接触させるII価III価鉄塩を含む粒体を保持する容器Ｆ２、および、液体を吸引し該液体中に微小気泡を生成し吐出する微小気泡発生器（マイクロバブルまたはナノバブル発生器）Ｍを有し、前記容器Ｆ２の液体吐出手段から前記発生器Ｍの液体吸引手段に至る液体の流送系を具備して、液体源の供給系ＬＳから供給される処理対象液体をＦ２の内部からＭの内部に順次通過してＭ１５から吐出する構成である。
【図４】本発明の請求項２および請求項３の一の実施態様を示す模式図であって、微小気泡発生器Ｍの液体吐出手段Ｍ１５を介し結合してＭが生成する微小気泡を含む液体を貯留保持する貯留容器ＭＲを具備し、該貯留容器「ＭＲ」と前記粒体を保持する容器「Ｆ」とが、該容器「Ｆ」の液体導入手段を介した液体流送系で結合されている構成の例図である。
【図５】本発明の請求項４の一の実施態様を示す模式図であって、前記II価III価鉄塩を含む粒体を保持する容器Ｆ３を内包してII価III価鉄塩を含む粒体表面と接触した液体を貯留保持する貯留容器ＦＲを具備した構成の例図である。
【図６】図５の態様に、さらに請求項５の態様を付加した実施態様の液体の処理装置の例図、すなわち、貯留容器ＦＲと微小気泡発生器Ｍとが、該微小気泡発生器Ｍの液体吸引手段を介した液体流送系で結合されている構成の例図である。
【図７】本発明の請求項１の別の実施態様を示す模式図であって、微小気泡発生器Ｍの液体吐出手段から容器Ｆ２の液体導入手段に至る液体の流送系を具備して、液体源の供給系ＬＳから供給される処理対象液体をＭの内部からＦ２の内部に順次通過してＦ２の吐出手段から吐出する構成の例図である。
【図８】図７の構成に、さらに請求項２および請求項３の態様を付加した実施態様の液体の処理装置の例図、すなわち、微小気泡発生器Ｍの液体吐出手段Ｍ１５を介し結合してＭが生成する微小気泡を含む液体を貯留保持する貯留容器ＭＲをさらに具備し、該貯留容器「ＭＲ」と前記粒体を保持する容器「Ｆ」とが、該容器「Ｆ」の液体導入手段を介した液体流送系で結合されている構成の例図である。
【図９】図８の構成にて、請求項４の態様を付加した例図、すなわち、II価III価鉄塩を含む粒体を保持する容器Ｆ３を内包してII価III価鉄塩を含む粒体表面と接触した液体を貯留保持する貯留容器ＦＲを具備した構成の例図である。
【図１０】蒸留水を液体として用いた本発明の効果の試験の実施例。すなわち蒸留水に各方式の処理を施した。（以下被処理液体原料は蒸留水）Ｍにて微小気泡（マイクロバブルまたはナノバブル）を含有させた液体「ＭＬ」、II価III価鉄塩を含む粒体を保持する容器Ｆを通過させた液体「ＦＬ」、前記「ＭＬ」と「ＦＬ」の容量５０−５０％混合液「ＭＦＬ」、「Ｆ」の内部から「Ｍ」の内部に順次通過させた液体「Ｆ→Ｍ」、「Ｍ」の内部から「Ｆ」の内部に順次通過させた液体「Ｍ→Ｆ」にて種々の比較を試行した結果である。結果は定性的な官能試験に依拠するものであって、「＋」が多いほど効果が大である。試験は、１）タオル地の布の油脂汚れを各種液体で洗浄したときの汚れ墜ちの程度、２）各種液体を３７℃に加熱して足湯浸漬した人体における上腕部血流量の上昇の大きさ、３）各種液体を３７℃に加熱して全身浸漬したの人体における直腸温の温度上昇の大きさ、４）カイワレ大根の種子を各種液体を浸した不織布上に播種して発芽成長の程度を目視で評価、５）大腸菌（E. coli）培地１００シャーレについて、各種液体を同量滴下。その後２４時間後のコロニー状態で大腸菌に対する殺菌効果を評価、６）密閉容器中にてメタンチオール (methanethiol) １マイクロモルを１マイクロリットル滴下した布に、各種液体を同量滴下、１２０分後に検知管で残留濃度を測定し、悪臭物質の分解能力を評価。これら１）から６）のすべてにおいて、本発明の装置による「Ｍ→Ｆ」と「Ｆ→Ｍ」の被処理液体が他を圧倒する大きな効果が認められた。
【図１１】図６の構成に処理対象液体の温度を制御する手段を付加した実施態様を例示した模式図。
【図１２】図５の構成に反応促進剤・反応原料剤を供給する手段、および、反応触媒を付加した実施態様を例示した模式図。
【図１３】図５の構成にて、本発明装置の系外部にフェントン反応で生成されるヒドロキシルラジカルの反応対象がある場合の実施態様を例示した模式図。
【符号の説明】
【００５９】
Ｆ II価III価鉄塩を含むセラミックスなどの粒体Ｆ１を保持する容器
Ｆ１ II価III価鉄塩を含むセラミックスなどの粒体
Ｆ２ Ｆ１を保持する容器Ｆであり、Ｆ１を充填したカラムであって液体をカラム導入孔から導入し液体とＦ１表面とを接触させて導出孔から出す容器
Ｆ３ Ｆ１を保持する容器Ｆであり、Ｆ１を充填した金属網であって外部液体が金属網を介してＦ１表面とが拡散接触が可能な容器
ＦＲ 液体貯留槽
ＬＳ 液体源の供給系
Ｍ 微小気泡発生器（マイクロバブルまたはナノバブル発生器）
Ｍ１ 液体
Ｍ４ 気体吸引手段
Ｍ１０ 渦流ポンプ
Ｍ１１ 渦流ポンプの内蔵インペラ
Ｍ１４ 液体吸引手段（の先端部分）
Ｍ１５ 液体吐出手段（の先端部分）であって、特許文献４などに開示されたノズル構造（オリフィスや網目などの液体圧力加圧手段および流れの方向を急変させる衝突部材等）を有する。
ＭＲ 液体貯留槽
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を導入し該液体とII価III価鉄塩を含む粒体とを接触させた後に該液体を吐出する、II価III価鉄塩を含む粒体を保持する容器「Ｆ」、および、
液体を吸引し該液体中に微小気泡を生成し該液体を吐出する、微小気泡発生器（マイクロバブルまたはナノバブル発生器）「Ｍ」を有し、
前記粒体を保持する容器「Ｆ」の液体吐出手段から前記微小気泡発生器「Ｍ」の液体吸引手段に至る液体流送系、または／および、
前記微小気泡発生器「Ｍ」の液体吐出手段から前記粒体を保持する容器「Ｆ」の液体導入手段に至る液体流送系を具備して、
処理対象液体を「Ｆ」の内部から「Ｍ」の内部に順次通過させる、または、
処理対象液体を「Ｍ」の内部から「Ｆ」の内部に順次通過させることを特徴とする液体の処理装置。
【請求項２】
請求項１の液体の処理装置において、
前記微小気泡発生器「Ｍ」が生成する微小気泡を含む液体を貯留保持する貯留容器「ＭＲ」が、
該発生器「Ｍ」の液体吐出手段を介して配設されている液体の処理装置。
【請求項３】
請求項２の液体の処理装置において、
前記貯留容器「ＭＲ」と前記粒体を保持する容器「Ｆ」とが、
該容器「Ｆ」の液体導入手段を介した液体流送系で結合されている液体の処理装置。
【請求項４】
請求項１の液体の処理装置において、
前記容器「Ｆ」を内包し、II価III価鉄塩を含む粒体表面と接触した液体を貯留保持する貯留容器「ＦＲ」をさらに具備した液体の処理装置。
【請求項５】
請求項４の液体の処理装置において、
前記貯留容器「ＦＲ」と前記微小気泡発生器「Ｍ」とが、
該微小気泡発生器「Ｍ」の液体吸引手段を介した液体流送系で結合されている液体の処理装置。
【請求項１】
液体を導入し該液体とII価III価鉄塩を含む粒体とを接触させた後に該液体を吐出する、II価III価鉄塩を含む粒体を保持する容器「Ｆ」、および、
液体を吸引し該液体中に微小気泡を生成し該液体を吐出する、微小気泡発生器（マイクロバブルまたはナノバブル発生器）「Ｍ」を有し、
前記粒体を保持する容器「Ｆ」の液体吐出手段から前記微小気泡発生器「Ｍ」の液体吸引手段に至る液体流送系、または／および、
前記微小気泡発生器「Ｍ」の液体吐出手段から前記粒体を保持する容器「Ｆ」の液体導入手段に至る液体流送系を具備して、
処理対象液体を「Ｆ」の内部から「Ｍ」の内部に順次通過させる、または、
処理対象液体を「Ｍ」の内部から「Ｆ」の内部に順次通過させることを特徴とする液体の処理装置。
【請求項２】
請求項１の液体の処理装置において、
前記微小気泡発生器「Ｍ」が生成する微小気泡を含む液体を貯留保持する貯留容器「ＭＲ」が、
該発生器「Ｍ」の液体吐出手段を介して配設されている液体の処理装置。
【請求項３】
請求項２の液体の処理装置において、
前記貯留容器「ＭＲ」と前記粒体を保持する容器「Ｆ」とが、
該容器「Ｆ」の液体導入手段を介した液体流送系で結合されている液体の処理装置。
【請求項４】
請求項１の液体の処理装置において、
前記容器「Ｆ」を内包し、II価III価鉄塩を含む粒体表面と接触した液体を貯留保持する貯留容器「ＦＲ」をさらに具備した液体の処理装置。
【請求項５】
請求項４の液体の処理装置において、
前記貯留容器「ＦＲ」と前記微小気泡発生器「Ｍ」とが、
該微小気泡発生器「Ｍ」の液体吸引手段を介した液体流送系で結合されている液体の処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−１６７６３４（Ｐ２０１１−１６７６３４Ａ）
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３３７８３（Ｐ２０１０−３３７８３）
【出願日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【出願人】（３１０００３７４０）
【出願人】（５９６１７４３２９）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【出願人】（３１０００３７４０）
【出願人】（５９６１７４３２９）
【Ｆターム（参考）】
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