液体処理装置
【課題】使い方が簡単で、液体の性質を効率良く改質することのできる液体処理装置を提供する。
【解決手段】液体処理装置１０は、液体Ｗを貯留可能な貯留槽１と、貯留槽１に収容された液体Ｗを吸い込んで再び貯留槽１へ戻すための液体送給手段であるポンプＰと、ポンプＰによって移動する液体Ｗの流動経路１８から三方弁１８ｖを介して分岐した２系統の液体導入経路１８ａ，１８ｂにそれぞれ接続された二つの微細気泡発生器ＭＢ１，ＭＢ２と、を備えている。貯留槽１は４枚の側板１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄおよび底板１ｅで形成された直方体形状であり、上面開口部には着脱可能な蓋体１０ａが被せられ、底板１ｅの下面側に、流動経路１８の上流側端部および液体流出管２の上流側端部が接続されている。液体流出管２の下流側には開閉栓２ａが設けられている。
【解決手段】液体処理装置１０は、液体Ｗを貯留可能な貯留槽１と、貯留槽１に収容された液体Ｗを吸い込んで再び貯留槽１へ戻すための液体送給手段であるポンプＰと、ポンプＰによって移動する液体Ｗの流動経路１８から三方弁１８ｖを介して分岐した２系統の液体導入経路１８ａ，１８ｂにそれぞれ接続された二つの微細気泡発生器ＭＢ１，ＭＢ２と、を備えている。貯留槽１は４枚の側板１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄおよび底板１ｅで形成された直方体形状であり、上面開口部には着脱可能な蓋体１０ａが被せられ、底板１ｅの下面側に、流動経路１８の上流側端部および液体流出管２の上流側端部が接続されている。液体流出管２の下流側には開閉栓２ａが設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水、油脂類などの各種液体、複数の成分からなる混合液体、気体や溶質などが溶け込んだ液体及びその他の各種液体の性質を改質するための液体処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水、油脂類その他の液体中へ微細気泡を送り込んだり、当該液体中で微細気泡を発生させたりすると液体の性質が変化することが知られている。このため、従来、液体中で微細気泡を発生させるための様々な機材が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
特許文献１記載に記載の「液体の浄化処理方法」は、被処理液が収納された処理タンク内の底部側からオゾンと空気との混合気体を微細気泡群の状態に順次曝気させて連続的に供給するものである。この浄化処理方法は、飲料水、工業用水、軽油、重油または廃油などの液体浄化手段として利用することができるとされている。
【０００４】
特許文献２記載の「水中溶存酸素増大方法およびその装置」は、酸素発生装置で発生させた酸素を、触媒、光、放電などの所定手段を用いて活性状態とし、水中に気泡として放出させるものである。この水中溶存酸素増大方法で改質・改良した水は、農林水産業、動力エネルギー燃料産業、酵素産業、環境保全に有効利用できるとされている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３２９９８８号公報
【特許文献２】特開２０００−３３４２８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１，２記載の発明によれば、水や油脂類などの性質を各種用途に適したものに改質することができるとされているが、これらの発明で採用されている微細気泡発生手段（ディフューザあるいは散気管）によって形成される気泡のサイズは比較的大きいのが実状である。このため、前記微細気泡発生手段によって形成される微細気泡の液体改質作用は不十分である。
【０００７】
また、特許文献１記載の発明は、生体に悪影響を及ぼす可能性のあるオゾンや紫外線が用いられているため、慎重な取り扱いが必要で使い勝手が悪く、引用文献２記載の発明は、酸素発生装置などの高価な装置が必要であるため、一般的な使用には不向きである。さらに、引用文献１，２記載の発明はいずれも構成が複雑であるため、使い方が難しく、メンテナンス性も悪い。
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、使い方が簡単で、液体の性質を効率良く改質することのできる液体処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の液体処理装置は、液体を貯留可能な貯留槽と、前記貯留槽に収容された液体を吸い込んで再び前記貯留槽へ戻す液体送給手段と、前記液体送給手段によって移動する液体の流動経路に設けられた微細気泡発生器と、を備え、
前記微細気泡発生器が、仮想中心線を包囲して設けられた周壁と前記周壁の前記仮想中心線方向の両端に設けられた隔壁とで形成された流体旋回室と、前記仮想中心線に対してねじれの位置をなす方向に沿って前記流体旋回室内へ流体を導入するため前記流体旋回室に連通して設けられた液体導入経路と、前記流体旋回室内に気体を導入するため前記流体旋回室の一方の前記隔壁に開設された気体導入経路と、前記流体旋回室内の気液を前記貯留槽内の液体中へ吐出するため前記流体旋回室の他方の前記隔壁に開設された吐出口と、を有することを特徴とする。
ここで、前記「液体」とは、水、油脂類などの各種液体、複数の液体成分からなる混合液体、気体や溶質などの非気体成分が溶け込んだ液体及びその他の各種液体を含むものとする。
【００１０】
このような構成において、液体送給手段により液体導入経路を介して流体旋回室内へ液体を送給すれば、液体は流体旋回室の仮想中心線に対してねじれの位置をなす方向に沿って流体旋回室内へ送り込まれるため、流体旋回室内には、仮想中心線の周りで回転する旋回流が発生し、その中心部分である仮想中心線に沿って負圧空洞部が形成される。このため、流体旋回室の一方の隔壁に開設された気体導入経路を経由して流体旋回室内へ気体（大気中の空気）が導入され、流体旋回室内には気液旋回流が形成される。
【００１１】
この負圧空洞部は渦キャビテーションとも呼ばれるが、成長した渦キャビテーションの先端部が気液旋回流によって引き千切られ、サイズが小さな大量の微細気泡混じりの流体となって、流体旋回室の他方の隔壁に開設された吐出口から貯留槽内の液体中へ吐出される。このように、貯留槽内の液体中に向かって大量の微細気泡混じりの流体を吐出させることにより、液体の性質を効率良く改質することができる。また、液体の貯留槽と、貯留槽内の液体を吸い込んで再び貯留槽へ戻す液体送給手段と、液体送給手段によって移動する液体の流動経路に設けられた微細気泡発生器と、を備えた簡素な構成であるため、使い方も簡単である。
【００１２】
ここで、前記流体旋回室内における前記仮想中心線周りの気液の旋回方向が互いに異なる複数の前記微細気泡発生器を設けることができる。このような構成とすれば、流体旋回室内での気液の旋回方向が互いに異なる複数の微細気泡発生器から、それぞれ旋回方向の異なる微細気泡混じりの流体が吐出口から貯留槽内の液体中へ吐出されるため、液体をさらに効率良く改質することができる。
【００１３】
この場合、前記液体送給手段によって移動する液体を複数の前記微細気泡発生器のいずれかへ選択的に供給するための切替手段を設けることもできる。このような構成とすれば、旋回方向を右または左の一方のみに限定した微細気泡混じりの流体を貯留槽内の液体中へ吐出することができるため、液体の改質状態を選択することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、使い方が簡単で、液体の性質を効率良く改質することのできる液体処理装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の第１実施形態である液体処理装置の概略構造を示す垂直断面図、図２は図１のＸ−Ｘ線における断面図、図３は図１に示す液体処理装置の一部拡大断面図、図４は図３のＡ−Ａ線における断面図、図５は図３のＢ−Ｂ線における断面図、図６は図１に示す液体処理装置を構成する微細気泡発生器付近の一部拡大断面図である。
【００１６】
図１に示す液体処理装置１０は、液体Ｗを貯留可能な貯留槽１と、貯留槽１に収容された液体Ｗを吸い込んで再び貯留槽１へ戻すための液体送給手段であるポンプＰと、ポンプＰによって移動する液体Ｗの流動経路１８から三方弁１８ｖを介して分岐した２系統の液体導入経路１８ａ，１８ｂにそれぞれ接続された二つの微細気泡発生器ＭＢ１，ＭＢ２と、を備えている。貯留槽１は４枚の側板１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄおよび底板１ｅで形成された直方体形状であり、上面開口部には着脱可能な蓋体１０ａが被せられ、底板１ｅの下面側に、流動経路１８の上流側端部および液体流出管２の上流側端部が接続されている。液体流出管２の下流側には開閉栓２ａが設けられ、この開閉栓２ａを開閉操作することにより、吐出口２ｂからの液体Ｗの吐出、停止が行われる。なお、貯留槽１の形状は直方体形状に限定するものではないので、円筒形状や多角筒形状なども採用することができる。
【００１７】
貯留槽１において互いに対向する側壁１ａ，１ｂ外面の底板１ｅ寄りの位置にそれぞれ微細気泡発生器ＭＢ１，ＭＢ２が取り付けられ、これらの微細気泡発生器ＭＢ１，ＭＢ２の上方に冷却手段３が配置されている。また、大気中の空気を微細気泡発生器ＭＢ１，ＭＢ２に供給するための気体導入経路１４ａ，１４ｂがそれぞれ微細気泡発生器ＭＢ１，ＭＢ２に接続され、気体導入経路１４ａ，１４ｂの上流側は給気管１４に合流している。給気管１４の途中には気体浄化器ＡＦが配置されている。
【００１８】
ポンプＰはモータ（図示せず）で駆動され、その電源は電源コード４の差込プラグ４ａを商用電源に接続することによって得る。ポンプＰは流動経路１８を経由して貯留槽１内から吸い込んだ液体Ｗを、三方弁１８ｖから分岐した２系統の液体導入経路１８ａ，１８ｂをそれぞれ経由して微細気泡発生器ＭＢ１，ＭＢ２に送給する。電源コード４の途中には、ポンプＰの稼働時間の設定および自動停止をするためのタイマＴが設けられている。なお、冷却器３も電源コード４からの給電によって作動する。
【００１９】
ここで、図３〜図６に基づいて、微細気泡発生器ＭＢ１，ＭＢ２の構造、機能などについて説明する。なお、微細気泡発生器ＭＢ１，ＭＢ２は、図３に示すように、互いに対向する側板１ａ，１ｂに取り付けられた状態で互いに鏡面対象な構造であり、構成部分も同じであるため、以下、微細気泡発生器ＭＢ１について説明し、微細気泡発生器ＭＢ２については、微細気泡発生器ＭＢ１の構成部分と同じ符号を付して説明を省略する。
【００２０】
図３に示すように、微細気泡発生器ＭＢ１，ＭＢ２は、貯留槽１の側板１ａ，１ｂの外面に配置され、それぞれの吐出口２８が側板１ａ，１ｂに設けられた貫通孔１ｆ，１ｇに連通した状態で固定されている。また、貫通孔１ｆ，１ｇは互いの軸心が同一直線Ｓをなす位置に開設されているため、微細気泡発生器ＭＢ１，ＭＢ２は、同一直線Ｓ上で互いに対向した状態に配置されている。
【００２１】
図３〜図５に示すように、微細気泡発生器ＭＢ１は、仮想中心線２５ｃを包囲して設けられた周壁２５ｄと周壁２５ｄの仮想中心線２５ｃ方向の両端に設けられた隔壁２５ａ，２５ｂとで形成された流体旋回室２５と、仮想中心線２５ｃに対してねじれの位置をなす方向に沿って流体旋回室２５内へ液体Ｗを導入するため流体旋回室２５に連通して設けられた液体導入経路１８ａ（１８ｂ）と、流体旋回室２５内に気体（空気）を導入するため流体旋回室２５の一方の隔壁２５ａに開設された気体導入経路１４ａ（１４ｂ）と、流体旋回室２５の他方の隔壁２５ｂに開設された吐出口２８と、を備えている。液体導入経路１８ａ（１８ｂ）は液体導入口２７により流体旋回室２５に連通し、気体導入経路１４ａ（１４ｂ）は気体導入口２６により流体旋回室２５に連通している。
【００２２】
図１に示すように、貯留槽１内に液体Ｗが収容された状態でポンプＰを作動させると、貯留槽１内から流動経路１８を経由して吸い込まれた液体Ｗが、液体導入経路１８ａを経由して液体導入口２７から流体旋回室２５内へ流入し、図４〜図６に示すように、流体旋回室２５内に旋回流Ｒが発生する。そして、旋回流Ｒのほぼ仮想中心線に沿って略紡錘形状の負圧空洞部Ｖが出現し、この負圧空洞部Ｖの一方の端部は流体旋回室２５の隔壁２５ａに開設された気体導入口２６付近に位置し、他方の端部は流体旋回室２５の隔壁２５ｂに開設された吐出口２８付近に位置するとともに、吐出口２８付近に位置する負圧空洞部Ｖの端部は括れた状態となる。
【００２３】
このように流体旋回室２５内に出現する負圧空洞部Ｖの負圧により、気体導入口２６付近にも負圧が生じるため、この負圧に起因する吸引力により、気体導入経路１４ａ（１４ｂ）を経由して大気中から吸引された空気が気体導入口２６から流体旋回室２５内の負圧空洞部Ｖ内へ連続的に流入し、流体旋回室２５内に導入された液体Ｗとともに旋回流Ｒを形成する。
【００２４】
負圧空洞部Ｖ内へ流入した空気は、流体旋回室２５内に発生している旋回流Ｒに連行され吐出口２８から吐出される。このとき、負圧空洞部Ｖの吐出口２８側の端部において旋回流Ｒによってねじ切られて微細気泡ＮＢとなり、旋回Ｒを形成する液体Ｗとともに、微細気泡ＮＢ混じりの流体となって吐出口２８および貫通孔１ｆ（１ｇ）を通過して貯留槽１内へ吐出される。
【００２５】
貯留槽１内へ吐出された微細気泡ＮＢ混じりの流体は、液体Ｗ中に拡散していき、当該液体Ｗ中へ、大気中の空気に含まれる酸素や窒素などを供給、溶解させることができる。このような過程をタイマＴで設定した所定時間継続することにより、液体Ｗの性質を改質することができる。改質された液体Ｗは開閉栓２ａを開いて、吐出口２ｂから流出させることができる。液体処理装置１０は、図１に示す蓋体１０ａを取り外して貯留槽１内へ液体Ｗを注入した後、ポンプＰを作動させるだけで使用できるため、使い方も極めて簡単である。
【００２６】
なお、本実施形態の液体処理装置１０では、微細気泡発生器ＭＢ１，ＭＢ２に対し大気中の空気を供給しているが、これに限定するものではないので、その他の気体を供給することにより、空気以外の各種気体を液体Ｗ中へ供給、溶解させることもできる。また、微細気泡発生器ＭＢ１，ＭＢ２に対して、それぞれ異なる種類の気体を供給することにより、複数種類の気体を液体Ｗ中へ供給、溶解させることもできる。
【００２７】
一方、微細気泡発生器ＭＢ１，ＭＢ２においては、流体旋回室２５内に出現する負圧空洞部Ｖの一方の端部から空気を導入しながら他方の端部の延長方向に向かって微細気泡ＮＢ混じりの流体を放出する。このため、この負圧空洞部Ｖは流体旋回室２５の仮想中心線２５ｃ付近に安定的に存在し続け、その両端もそれぞれ気体導入口２６付近および吐出口２８付近に安定的に位置する。従って、負圧空洞部Ｖが流体旋回室２５の内面などに接触せず、微細気泡発生器ＭＢ１，ＭＢ２内にキャビテーション・エロージョンが発生しないので、耐久性に優れている。
【００２８】
また、微細気泡発生器ＭＢ１，ＭＢ２は、図３〜図５に示すように、略円筒形状をした流体旋回室２５に液体導入口２７、気体導入口２６および吐出口２８を開設した簡素な構造であるため、取り扱いは容易であり、液体Ｗや空気に伴って流入した異物が詰まり易い細かな流路もないので、トラブルが少なく、定期的メンテナンスも不要である。
【００２９】
また、図６に示すように、流体旋回室２５の隔壁２５ａに開設された気体導入口２６を、流体旋回室２５の仮想中心線２５ｃに沿って内側へ突出させて配置するとともに、流体旋回室２５の周壁２５ｄと気体導入口２６との間に、滑らかに連続した凹曲面２１を設けている。従って、負圧空洞部Ｖは流体旋回室２５の仮想中心線２５ｃ付近に安定的に存在し続け、その両端部も吐出口２８付近および気体導入口２６付近に安定的に位置する。
【００３０】
このように、気体導入口２６を流体旋回室２５の内側へ突出させて配置するとともに凹曲面２１を設けたことによって負圧空洞部Ｖの気体導入口２６側の端部が不規則に移動するのを防止することができる。従って、流体旋回室２５の隔壁２５ａ，２５ｂにキャビテーション・エロージョンなどが生じることもなくなり、優れた耐久性が得られる。また、図３，図６に示すように、流体旋回室２５の隔壁２５ｂ寄りの領域には、他の領域より内径の大きい予備旋回部２５ｐを設けている。このため、液体導入口２７から導入された液体Ｗを予備旋回部２５ｐにおいて一旦整流した後、流体旋回室２５全体へ導入することができる。これによって、液体導入口２７から導入される液体Ｗの圧力変動が緩衝され、圧力変動に起因する負圧空洞部Ｖの移動を防止することができるため、キャビテーション・エロージョン防止に有効である。
【００３１】
また、図６に示すように、微細気泡発生器ＭＢ１，ＭＢ２においては、液体導入口２７の開口面積を吐出口２８の開口面積より大としているため、流体旋回室２５内へ送給される液体Ｗの入り口よりも微細気泡ＮＢ混じりの流体の出口の方が小さくなっている。従って、ポンプＰによって送給される液体Ｗの圧力によって流体旋回室２５内の流体圧が高まり、吐出口２８から放出される微細気泡ＮＢ混じりの流体の流勢が増大するため、貯留室１内の液体Ｗを強く撹拌することができる。このため、貯留槽１内の液体Ｗの循環が良好となり、液体Ｗの改質状態を均一化することができる。
【００３２】
さらに、液体処理装置１０を構成する微細気泡発生器ＭＢ１，ＭＢ２の流体旋回室２５内においては、図４，図５に示すように、回転方向が互いに反対の旋回流Ｒが発生する。即ち、図４に示す微細気泡発生器ＭＢ１の流体旋回室２５内には吐出口２８に向かって右回り旋回流Ｒが発生し、図５に示す微細気泡発生器ＭＢ２の流体旋回室２５内には吐出口２８に向かって左回り旋回流Ｒが発生する。従って、微細気泡発生器ＭＢ１，ＭＢ２が両方とも稼働しているときは、図２に示すように、微細気泡発生器ＭＢ１，ＭＢ２から吐出される微細気泡ＮＢ混じりの流体は直線Ｓを中心に同方向に旋回しながら貯留槽１内の液体Ｗ中を拡散していく。
【００３３】
一方、図１に示す三方弁１８ｖを操作して、微細気泡発生器ＭＢ１，ＭＢ２のいずれか片方のみに液体Ｗを送給するように設定すれば、右回り旋回流Ｒのみまたは左回り旋回流Ｒのみによって形成される微細気泡ＮＢ混じりの流体を貯留槽１内の液体Ｗ中へ放出することができる。
【００３４】
なお、微細気泡発生器ＭＢ１，ＭＢ２の配置個数・配置位置などは限定しないので、例えば、図２に示すように、側壁１ｃ，１ｄにも微細気泡発生器ＭＢ１，ＭＢ２を取り付けることもできる。また、貯留槽１の形状・サイズなども限定しないので、水平断面形状が多角形あるいは円形の貯留槽とし、その側壁に複数の微細気泡発生器ＭＢ１，ＭＢ２を配置することもできる。
【００３５】
液体処理装置１０の用途は限定しないので、様々な分野で使用可能であるが、例えば、一般家庭の飲料水の改質装置として使用することができる。この場合、処理対象液体Ｗである井戸水を貯留槽１内に入れ、ポンプＰを所定時間稼働させて前述の処理を行うと、井戸水を大幅に改質することができる。この処理によって得られた改質水を飲料に供すると美味であり、健康増進にも有効であり、改質水を炊飯その他の調理に使用すると御飯や料理の風味、味が向上する。また、改質水を化粧水として使用すると、肌に潤いが生じ、化粧を落とす際の落ちも良くなる、という効果が得られた。また、液体処理装置１０は各種食品加工用水の改質にも使用することができ、改質後の水を用いて生産、製造された食品は、未加工水の場合に比べ、味、風味、食感などの品質が向上する。
【００３６】
液体処理装置１０で井戸水を処理することにより、前述した効果が得られる理由は不明であるが、井戸水中の溶解物がイオン化すること、微細気泡ＮＢの破裂時に発生する超音波による改質作用、溶存酸素濃度や溶存窒素濃度の増大などによるものではないかと推測される。
【００３７】
次に、図７〜図１１に基づいて、本発明の第２，第３実施形態について説明する。図７は本発明の第２実施形態である液体処理装置の概略構造を示す垂直断面図、図８は図７に示す液体処理装置を構成する微細気泡発生器付近の一部拡大断面図、図９は本発明の第３実施形態である液体処理装置の概略構造を示す垂直断面図、図１０は図９に示す液体処理装置を構成する微細気泡発生器付近の一部拡大断面図、図１１は本発明の第４実施形態である液体処理装置の概略構造を示す垂直断面図である。なお、図７〜図１１において図１〜図６と同符号を付している部分は前述した液体処理装置１０の構成部分と同じ構造、機能を有する部分であり、説明を省略する。
【００３８】
図７に示す液体処理装置４０は、液体Ｗを貯留可能な貯留槽４１と、貯留槽４１に収容された液体Ｗを流動経路４８を経由して吸い込んで再び貯留槽４１へ戻すためのポンプＰ２と、ポンプＰ２の下流側に設けられた液体導入経路１８ａに接続された微細気泡発生器ＭＢ１と、貯留槽４１内へ液体Ｗを供給するためのポンプＰ１と、改質された貯留槽４１内の液体Ｗを他の場所へ送給するためのポンプＰ３と、を備えている。微細気泡発生器ＭＢ１は貯留槽４１内の底板４１ｂ上面の略中央部分に設置され、貯留槽４１内の上方には、液体Ｗの液面高さを検知するセンサ４２が配置されている。ポンプＰ１の下流側に接続された給液管４３は、貯留槽４１の側壁４１ａ内面に沿って上方に配管され、その先端部分は液体Ｗの液面から突出した位置で逆Ｕ字状に湾曲している。
【００３９】
貯留槽４１内に液体Ｗを収容した状態でポンプＰ２を作動させると、貯留槽４１内から液体導入経路１８を経由して吸い込まれた液体Ｗが、液体導入経路１８ａを経由して微細気泡発生器ＭＢ１へ供給され、図８に示すように、微細気泡発生器ＭＢ１の液体導入口２７から流体旋回室２５内へ流入し、流体旋回室２５内に旋回流Ｒが発生する。そして、前出と同様、旋回流Ｒによって形成された微細気泡ＮＢ混じりの流体が吐出口２８を通過して貯留槽４１内の液体Ｗ中へ放出されることにより、液体Ｗの改質が行われる。
【００４０】
改質された貯留槽４１内の液体Ｗは、必要に応じて、ポンプＰ３により別の場所へ送給される。貯留槽４１内の液体Ｗが減少してその液面が下がるとセンサ４２がそれを検知してポンプＰ１が作動し、給液管４３を経由して、新たな液体Ｗが貯留槽４１内へ供給される。そして、貯留槽４１内の液体Ｗが所定量に達するとセンサ４２がそれを検知してポンプＰ１を停止する。このようなポンプＰ１の始動・停止並びにポンプＰ２の始動・停止などは、タイマＴに内蔵された制御回路（図示せず）によって行われる。
【００４１】
液体処理装置４０の用途は限定しないので様々な分野で使用可能であるが、比較的大量の液体Ｗを処理することができるので、例えば、畜産用水の改質装置として好適に使用することができる。井戸水を液体処理装置４０で改質して養豚場の豚に与えたところ、次のような効果が得られた。
（１）飼育日数が９０％程度に短縮された。
（２）給餌量が９０％程度まで削減された。
（３）事故率が５％から１％未満まで減少した。
（４）豚肉１００ｇ中の遊離アミノ酸１８種類の量が約３０％増加した。
（５）旨み、甘み成分の多い遊離アミノ酸比の肉質に改善された。
（６）脂肪酸組成においてはリノール酸、リノレイン酸の比率が多い肉質となった。
【００４２】
液体処理装置４０で井戸水を処理することにより、前述した種々の効果が得られる理由は、現時点では不明であるため、その解明は今後の課題である。
【００４３】
次に、図９に示す液体処理装置５０においては、貯留槽５１内に収容された液体ＷをポンプＰで吸い込んで微細気泡発生器ＭＢ１へ送り込み、微細気泡発生器ＭＢ１で形成される微細気泡ＮＢ混じりの流体を貯留槽５１内の液体Ｗ中へ放出することにより、液体Ｗに浸漬された容器Ｑ内の液体Ｗ１の性質を改質することができる。液体処理装置５０の用途は限定しないが、例えば、液体（水）Ｗ１が収容された容器Ｑ（ペットボトル）を貯留槽５１内の液体Ｗ中に浸漬して処理すると、処理後の液体（水）Ｗ１は改質され、飲用すると美味であり、健康増進にも有効である。また、化粧水としても好適に使用することができる。
【００４４】
なお液体処理装置５０において処理可能な容器Ｑの材質はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）に限定されないので、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＡ（ナイロン）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＭＰ（ポリメチルペンテン）、ＰＶＤＣ（ポリ塩化ビニリデン）、ＰＣ（ポリカーボネート）などの各種合成樹脂製容器に収容された液体も同様に処理することができる。
【００４５】
微細気泡発生器ＭＢ１で形成される微細気泡ＮＢ混じりの流体で液体Ｗを改質することにより、当該液体Ｗと非接触状態にある容器Ｑ内の液体Ｗ１が改質される理由は現時点で不明であるが、微細気泡ＮＢが破裂する際に生じる超音波による改質作用ではないかと推測される。
【００４６】
また、液体処理装置５０においては、液体Ｗ中に浸漬された容器Ｑの底面が貯留槽５１内の底板５１ｂ上面に密着するのを避けるため、底板５１ｂ上面に立設された複数の支柱５１ｃによって水平保持された支持部材５１ａを設けている。図１０に示すように、支持部材５１ａは通液性、通気性を有しているため、微細気泡発生器ＭＢ１の吐出口２８及び底板５１ｂに開設された貫通孔５１ｈを通過して放出される微細気泡ＮＢ混じりの流体は支持部材５１ａを通過して液体Ｗ中へ拡散する。
【００４７】
さらに、液体処理装置５０は、水などの入ったペットボトルなどの容器Ｑをそのまま液体Ｗ中に浸漬して処理することができるので、使い方が簡単で手間がかからず、衛生的であり、飲料水を処理する際に好適に使用することができる。
【００４８】
次に、図１１に示す液体処理装置６０は、図１に示す液体処理装置１０から液体流出管２及び開閉栓２ａを省略した構造である。微細気泡発生器ＭＢ１，ＭＢ２で形成される微細気泡ＮＢ混じりの流体はそれぞれ側板１ａ，１ｂから液体Ｗ中へ放出されるため、液体Ｗ１が収容された容器Ｑを底板１ｅ上面に載置することができる。
【００４９】
液体処理装置６０は、液体Ｗ１が収容された容器Ｑをそのまま液体Ｗに浸漬して処理することができるため、前述した液体処理装置５０と同様の作用効果を得ることができる。なお、液体処理装置５０，６０は貯留槽５１，１内の液体Ｗに液体Ｗ１の入った容器Ｑをそのまま浸漬して処理するものであるが、この使い方に限定するものではないので、処理対象である液体を、直接、貯留槽５１，１内に入れて改質処理することも可能であり、これによって液体処理装置１０，４０と同様の作用効果を得ることができる。
【００５０】
なお、本発明の液体処理装置は前述した実施形態に限定するものではなく、処理対象液体も水に限定するものではないので、水以外の液体、例えば、液体燃料、アルコール飲料、液体調味料、調理用油脂類などを処理することもできる。また、液体処理装置１０，４０の微細気泡発生器ＭＢ１，２に空気以外の気体、例えば、オゾン、二酸化炭素などを供給して微細気泡ＮＢを発生させることもできる。例えば、液体処理装置１０，４０の貯留槽１，４１に水を入れ、微細気泡発生器ＭＢ１，２にオゾンを供給すると、水中の細菌類を滅菌することができ、二酸化炭素を供給すると、炭酸水を生成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、飲料水、畜産用水、工業用水、食品製造用水、液体調味料あるいは油脂類などの改質手段として各種産業分野で広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１実施形態である液体処理装置の概略構造を示す垂直断面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線における断面図である。
【図３】図１に示す液体処理装置の一部拡大断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線における断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図６】図１に示す液体処理装置を構成する微細気泡発生器付近の一部拡大断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態である液体処理装置の概略構造を示す垂直断面図である。
【図８】図７に示す液体処理装置を構成する微細気泡発生器付近の一部拡大断面図である。
【図９】本発明の第３実施形態である液体処理装置の概略構造を示す垂直断面図である。
【図１０】図９に示す液体処理装置を構成する微細気泡発生器付近の一部拡大断面図である。
【図１１】本発明の第４実施形態である液体処理装置の概略構造を示す垂直断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１，４１，５１ 貯留槽
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ 側板
１ｅ 底板
１ｆ，１ｇ，５１ｈ 貫通孔
２ 液体流出管
２ａ 開閉栓
２ｂ 吐出口
３ 冷却手段
４ 電源コード
１０，４０，５０，６０ 液体処理装置
１０ａ 蓋体
１４ 給気管
１４ａ，１４ｂ 気体導入経路
１８，４８ 流動経路
１８ａ，１８ｂ 液体導入経路
１８ｖ 三方弁
２１ 凹曲面
２５ 流体旋回室
２５ａ，２５ｂ 隔壁
２５ｃ 仮想中心線
２５ｄ 周壁
２５ｐ 予備旋回部
２６ 気体導入口
２７ 液体導入口
２８ 吐出口
４１ａ 側壁
４１ｂ，５１ｂ 底板
４２ センサ
４３ 給液管
５１ａ 支持部材
ＡＦ 気体浄化器
ＭＢ１，ＭＢ２ 微細気泡発生器
ＮＢ 微細気泡
Ｐ，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３ ポンプ
Ｔ タイマ
Ｑ 容器
Ｓ 直線
Ｗ，Ｗ１ 液体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水、油脂類などの各種液体、複数の成分からなる混合液体、気体や溶質などが溶け込んだ液体及びその他の各種液体の性質を改質するための液体処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水、油脂類その他の液体中へ微細気泡を送り込んだり、当該液体中で微細気泡を発生させたりすると液体の性質が変化することが知られている。このため、従来、液体中で微細気泡を発生させるための様々な機材が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
特許文献１記載に記載の「液体の浄化処理方法」は、被処理液が収納された処理タンク内の底部側からオゾンと空気との混合気体を微細気泡群の状態に順次曝気させて連続的に供給するものである。この浄化処理方法は、飲料水、工業用水、軽油、重油または廃油などの液体浄化手段として利用することができるとされている。
【０００４】
特許文献２記載の「水中溶存酸素増大方法およびその装置」は、酸素発生装置で発生させた酸素を、触媒、光、放電などの所定手段を用いて活性状態とし、水中に気泡として放出させるものである。この水中溶存酸素増大方法で改質・改良した水は、農林水産業、動力エネルギー燃料産業、酵素産業、環境保全に有効利用できるとされている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３２９９８８号公報
【特許文献２】特開２０００−３３４２８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１，２記載の発明によれば、水や油脂類などの性質を各種用途に適したものに改質することができるとされているが、これらの発明で採用されている微細気泡発生手段（ディフューザあるいは散気管）によって形成される気泡のサイズは比較的大きいのが実状である。このため、前記微細気泡発生手段によって形成される微細気泡の液体改質作用は不十分である。
【０００７】
また、特許文献１記載の発明は、生体に悪影響を及ぼす可能性のあるオゾンや紫外線が用いられているため、慎重な取り扱いが必要で使い勝手が悪く、引用文献２記載の発明は、酸素発生装置などの高価な装置が必要であるため、一般的な使用には不向きである。さらに、引用文献１，２記載の発明はいずれも構成が複雑であるため、使い方が難しく、メンテナンス性も悪い。
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、使い方が簡単で、液体の性質を効率良く改質することのできる液体処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の液体処理装置は、液体を貯留可能な貯留槽と、前記貯留槽に収容された液体を吸い込んで再び前記貯留槽へ戻す液体送給手段と、前記液体送給手段によって移動する液体の流動経路に設けられた微細気泡発生器と、を備え、
前記微細気泡発生器が、仮想中心線を包囲して設けられた周壁と前記周壁の前記仮想中心線方向の両端に設けられた隔壁とで形成された流体旋回室と、前記仮想中心線に対してねじれの位置をなす方向に沿って前記流体旋回室内へ流体を導入するため前記流体旋回室に連通して設けられた液体導入経路と、前記流体旋回室内に気体を導入するため前記流体旋回室の一方の前記隔壁に開設された気体導入経路と、前記流体旋回室内の気液を前記貯留槽内の液体中へ吐出するため前記流体旋回室の他方の前記隔壁に開設された吐出口と、を有することを特徴とする。
ここで、前記「液体」とは、水、油脂類などの各種液体、複数の液体成分からなる混合液体、気体や溶質などの非気体成分が溶け込んだ液体及びその他の各種液体を含むものとする。
【００１０】
このような構成において、液体送給手段により液体導入経路を介して流体旋回室内へ液体を送給すれば、液体は流体旋回室の仮想中心線に対してねじれの位置をなす方向に沿って流体旋回室内へ送り込まれるため、流体旋回室内には、仮想中心線の周りで回転する旋回流が発生し、その中心部分である仮想中心線に沿って負圧空洞部が形成される。このため、流体旋回室の一方の隔壁に開設された気体導入経路を経由して流体旋回室内へ気体（大気中の空気）が導入され、流体旋回室内には気液旋回流が形成される。
【００１１】
この負圧空洞部は渦キャビテーションとも呼ばれるが、成長した渦キャビテーションの先端部が気液旋回流によって引き千切られ、サイズが小さな大量の微細気泡混じりの流体となって、流体旋回室の他方の隔壁に開設された吐出口から貯留槽内の液体中へ吐出される。このように、貯留槽内の液体中に向かって大量の微細気泡混じりの流体を吐出させることにより、液体の性質を効率良く改質することができる。また、液体の貯留槽と、貯留槽内の液体を吸い込んで再び貯留槽へ戻す液体送給手段と、液体送給手段によって移動する液体の流動経路に設けられた微細気泡発生器と、を備えた簡素な構成であるため、使い方も簡単である。
【００１２】
ここで、前記流体旋回室内における前記仮想中心線周りの気液の旋回方向が互いに異なる複数の前記微細気泡発生器を設けることができる。このような構成とすれば、流体旋回室内での気液の旋回方向が互いに異なる複数の微細気泡発生器から、それぞれ旋回方向の異なる微細気泡混じりの流体が吐出口から貯留槽内の液体中へ吐出されるため、液体をさらに効率良く改質することができる。
【００１３】
この場合、前記液体送給手段によって移動する液体を複数の前記微細気泡発生器のいずれかへ選択的に供給するための切替手段を設けることもできる。このような構成とすれば、旋回方向を右または左の一方のみに限定した微細気泡混じりの流体を貯留槽内の液体中へ吐出することができるため、液体の改質状態を選択することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、使い方が簡単で、液体の性質を効率良く改質することのできる液体処理装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の第１実施形態である液体処理装置の概略構造を示す垂直断面図、図２は図１のＸ−Ｘ線における断面図、図３は図１に示す液体処理装置の一部拡大断面図、図４は図３のＡ−Ａ線における断面図、図５は図３のＢ−Ｂ線における断面図、図６は図１に示す液体処理装置を構成する微細気泡発生器付近の一部拡大断面図である。
【００１６】
図１に示す液体処理装置１０は、液体Ｗを貯留可能な貯留槽１と、貯留槽１に収容された液体Ｗを吸い込んで再び貯留槽１へ戻すための液体送給手段であるポンプＰと、ポンプＰによって移動する液体Ｗの流動経路１８から三方弁１８ｖを介して分岐した２系統の液体導入経路１８ａ，１８ｂにそれぞれ接続された二つの微細気泡発生器ＭＢ１，ＭＢ２と、を備えている。貯留槽１は４枚の側板１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄおよび底板１ｅで形成された直方体形状であり、上面開口部には着脱可能な蓋体１０ａが被せられ、底板１ｅの下面側に、流動経路１８の上流側端部および液体流出管２の上流側端部が接続されている。液体流出管２の下流側には開閉栓２ａが設けられ、この開閉栓２ａを開閉操作することにより、吐出口２ｂからの液体Ｗの吐出、停止が行われる。なお、貯留槽１の形状は直方体形状に限定するものではないので、円筒形状や多角筒形状なども採用することができる。
【００１７】
貯留槽１において互いに対向する側壁１ａ，１ｂ外面の底板１ｅ寄りの位置にそれぞれ微細気泡発生器ＭＢ１，ＭＢ２が取り付けられ、これらの微細気泡発生器ＭＢ１，ＭＢ２の上方に冷却手段３が配置されている。また、大気中の空気を微細気泡発生器ＭＢ１，ＭＢ２に供給するための気体導入経路１４ａ，１４ｂがそれぞれ微細気泡発生器ＭＢ１，ＭＢ２に接続され、気体導入経路１４ａ，１４ｂの上流側は給気管１４に合流している。給気管１４の途中には気体浄化器ＡＦが配置されている。
【００１８】
ポンプＰはモータ（図示せず）で駆動され、その電源は電源コード４の差込プラグ４ａを商用電源に接続することによって得る。ポンプＰは流動経路１８を経由して貯留槽１内から吸い込んだ液体Ｗを、三方弁１８ｖから分岐した２系統の液体導入経路１８ａ，１８ｂをそれぞれ経由して微細気泡発生器ＭＢ１，ＭＢ２に送給する。電源コード４の途中には、ポンプＰの稼働時間の設定および自動停止をするためのタイマＴが設けられている。なお、冷却器３も電源コード４からの給電によって作動する。
【００１９】
ここで、図３〜図６に基づいて、微細気泡発生器ＭＢ１，ＭＢ２の構造、機能などについて説明する。なお、微細気泡発生器ＭＢ１，ＭＢ２は、図３に示すように、互いに対向する側板１ａ，１ｂに取り付けられた状態で互いに鏡面対象な構造であり、構成部分も同じであるため、以下、微細気泡発生器ＭＢ１について説明し、微細気泡発生器ＭＢ２については、微細気泡発生器ＭＢ１の構成部分と同じ符号を付して説明を省略する。
【００２０】
図３に示すように、微細気泡発生器ＭＢ１，ＭＢ２は、貯留槽１の側板１ａ，１ｂの外面に配置され、それぞれの吐出口２８が側板１ａ，１ｂに設けられた貫通孔１ｆ，１ｇに連通した状態で固定されている。また、貫通孔１ｆ，１ｇは互いの軸心が同一直線Ｓをなす位置に開設されているため、微細気泡発生器ＭＢ１，ＭＢ２は、同一直線Ｓ上で互いに対向した状態に配置されている。
【００２１】
図３〜図５に示すように、微細気泡発生器ＭＢ１は、仮想中心線２５ｃを包囲して設けられた周壁２５ｄと周壁２５ｄの仮想中心線２５ｃ方向の両端に設けられた隔壁２５ａ，２５ｂとで形成された流体旋回室２５と、仮想中心線２５ｃに対してねじれの位置をなす方向に沿って流体旋回室２５内へ液体Ｗを導入するため流体旋回室２５に連通して設けられた液体導入経路１８ａ（１８ｂ）と、流体旋回室２５内に気体（空気）を導入するため流体旋回室２５の一方の隔壁２５ａに開設された気体導入経路１４ａ（１４ｂ）と、流体旋回室２５の他方の隔壁２５ｂに開設された吐出口２８と、を備えている。液体導入経路１８ａ（１８ｂ）は液体導入口２７により流体旋回室２５に連通し、気体導入経路１４ａ（１４ｂ）は気体導入口２６により流体旋回室２５に連通している。
【００２２】
図１に示すように、貯留槽１内に液体Ｗが収容された状態でポンプＰを作動させると、貯留槽１内から流動経路１８を経由して吸い込まれた液体Ｗが、液体導入経路１８ａを経由して液体導入口２７から流体旋回室２５内へ流入し、図４〜図６に示すように、流体旋回室２５内に旋回流Ｒが発生する。そして、旋回流Ｒのほぼ仮想中心線に沿って略紡錘形状の負圧空洞部Ｖが出現し、この負圧空洞部Ｖの一方の端部は流体旋回室２５の隔壁２５ａに開設された気体導入口２６付近に位置し、他方の端部は流体旋回室２５の隔壁２５ｂに開設された吐出口２８付近に位置するとともに、吐出口２８付近に位置する負圧空洞部Ｖの端部は括れた状態となる。
【００２３】
このように流体旋回室２５内に出現する負圧空洞部Ｖの負圧により、気体導入口２６付近にも負圧が生じるため、この負圧に起因する吸引力により、気体導入経路１４ａ（１４ｂ）を経由して大気中から吸引された空気が気体導入口２６から流体旋回室２５内の負圧空洞部Ｖ内へ連続的に流入し、流体旋回室２５内に導入された液体Ｗとともに旋回流Ｒを形成する。
【００２４】
負圧空洞部Ｖ内へ流入した空気は、流体旋回室２５内に発生している旋回流Ｒに連行され吐出口２８から吐出される。このとき、負圧空洞部Ｖの吐出口２８側の端部において旋回流Ｒによってねじ切られて微細気泡ＮＢとなり、旋回Ｒを形成する液体Ｗとともに、微細気泡ＮＢ混じりの流体となって吐出口２８および貫通孔１ｆ（１ｇ）を通過して貯留槽１内へ吐出される。
【００２５】
貯留槽１内へ吐出された微細気泡ＮＢ混じりの流体は、液体Ｗ中に拡散していき、当該液体Ｗ中へ、大気中の空気に含まれる酸素や窒素などを供給、溶解させることができる。このような過程をタイマＴで設定した所定時間継続することにより、液体Ｗの性質を改質することができる。改質された液体Ｗは開閉栓２ａを開いて、吐出口２ｂから流出させることができる。液体処理装置１０は、図１に示す蓋体１０ａを取り外して貯留槽１内へ液体Ｗを注入した後、ポンプＰを作動させるだけで使用できるため、使い方も極めて簡単である。
【００２６】
なお、本実施形態の液体処理装置１０では、微細気泡発生器ＭＢ１，ＭＢ２に対し大気中の空気を供給しているが、これに限定するものではないので、その他の気体を供給することにより、空気以外の各種気体を液体Ｗ中へ供給、溶解させることもできる。また、微細気泡発生器ＭＢ１，ＭＢ２に対して、それぞれ異なる種類の気体を供給することにより、複数種類の気体を液体Ｗ中へ供給、溶解させることもできる。
【００２７】
一方、微細気泡発生器ＭＢ１，ＭＢ２においては、流体旋回室２５内に出現する負圧空洞部Ｖの一方の端部から空気を導入しながら他方の端部の延長方向に向かって微細気泡ＮＢ混じりの流体を放出する。このため、この負圧空洞部Ｖは流体旋回室２５の仮想中心線２５ｃ付近に安定的に存在し続け、その両端もそれぞれ気体導入口２６付近および吐出口２８付近に安定的に位置する。従って、負圧空洞部Ｖが流体旋回室２５の内面などに接触せず、微細気泡発生器ＭＢ１，ＭＢ２内にキャビテーション・エロージョンが発生しないので、耐久性に優れている。
【００２８】
また、微細気泡発生器ＭＢ１，ＭＢ２は、図３〜図５に示すように、略円筒形状をした流体旋回室２５に液体導入口２７、気体導入口２６および吐出口２８を開設した簡素な構造であるため、取り扱いは容易であり、液体Ｗや空気に伴って流入した異物が詰まり易い細かな流路もないので、トラブルが少なく、定期的メンテナンスも不要である。
【００２９】
また、図６に示すように、流体旋回室２５の隔壁２５ａに開設された気体導入口２６を、流体旋回室２５の仮想中心線２５ｃに沿って内側へ突出させて配置するとともに、流体旋回室２５の周壁２５ｄと気体導入口２６との間に、滑らかに連続した凹曲面２１を設けている。従って、負圧空洞部Ｖは流体旋回室２５の仮想中心線２５ｃ付近に安定的に存在し続け、その両端部も吐出口２８付近および気体導入口２６付近に安定的に位置する。
【００３０】
このように、気体導入口２６を流体旋回室２５の内側へ突出させて配置するとともに凹曲面２１を設けたことによって負圧空洞部Ｖの気体導入口２６側の端部が不規則に移動するのを防止することができる。従って、流体旋回室２５の隔壁２５ａ，２５ｂにキャビテーション・エロージョンなどが生じることもなくなり、優れた耐久性が得られる。また、図３，図６に示すように、流体旋回室２５の隔壁２５ｂ寄りの領域には、他の領域より内径の大きい予備旋回部２５ｐを設けている。このため、液体導入口２７から導入された液体Ｗを予備旋回部２５ｐにおいて一旦整流した後、流体旋回室２５全体へ導入することができる。これによって、液体導入口２７から導入される液体Ｗの圧力変動が緩衝され、圧力変動に起因する負圧空洞部Ｖの移動を防止することができるため、キャビテーション・エロージョン防止に有効である。
【００３１】
また、図６に示すように、微細気泡発生器ＭＢ１，ＭＢ２においては、液体導入口２７の開口面積を吐出口２８の開口面積より大としているため、流体旋回室２５内へ送給される液体Ｗの入り口よりも微細気泡ＮＢ混じりの流体の出口の方が小さくなっている。従って、ポンプＰによって送給される液体Ｗの圧力によって流体旋回室２５内の流体圧が高まり、吐出口２８から放出される微細気泡ＮＢ混じりの流体の流勢が増大するため、貯留室１内の液体Ｗを強く撹拌することができる。このため、貯留槽１内の液体Ｗの循環が良好となり、液体Ｗの改質状態を均一化することができる。
【００３２】
さらに、液体処理装置１０を構成する微細気泡発生器ＭＢ１，ＭＢ２の流体旋回室２５内においては、図４，図５に示すように、回転方向が互いに反対の旋回流Ｒが発生する。即ち、図４に示す微細気泡発生器ＭＢ１の流体旋回室２５内には吐出口２８に向かって右回り旋回流Ｒが発生し、図５に示す微細気泡発生器ＭＢ２の流体旋回室２５内には吐出口２８に向かって左回り旋回流Ｒが発生する。従って、微細気泡発生器ＭＢ１，ＭＢ２が両方とも稼働しているときは、図２に示すように、微細気泡発生器ＭＢ１，ＭＢ２から吐出される微細気泡ＮＢ混じりの流体は直線Ｓを中心に同方向に旋回しながら貯留槽１内の液体Ｗ中を拡散していく。
【００３３】
一方、図１に示す三方弁１８ｖを操作して、微細気泡発生器ＭＢ１，ＭＢ２のいずれか片方のみに液体Ｗを送給するように設定すれば、右回り旋回流Ｒのみまたは左回り旋回流Ｒのみによって形成される微細気泡ＮＢ混じりの流体を貯留槽１内の液体Ｗ中へ放出することができる。
【００３４】
なお、微細気泡発生器ＭＢ１，ＭＢ２の配置個数・配置位置などは限定しないので、例えば、図２に示すように、側壁１ｃ，１ｄにも微細気泡発生器ＭＢ１，ＭＢ２を取り付けることもできる。また、貯留槽１の形状・サイズなども限定しないので、水平断面形状が多角形あるいは円形の貯留槽とし、その側壁に複数の微細気泡発生器ＭＢ１，ＭＢ２を配置することもできる。
【００３５】
液体処理装置１０の用途は限定しないので、様々な分野で使用可能であるが、例えば、一般家庭の飲料水の改質装置として使用することができる。この場合、処理対象液体Ｗである井戸水を貯留槽１内に入れ、ポンプＰを所定時間稼働させて前述の処理を行うと、井戸水を大幅に改質することができる。この処理によって得られた改質水を飲料に供すると美味であり、健康増進にも有効であり、改質水を炊飯その他の調理に使用すると御飯や料理の風味、味が向上する。また、改質水を化粧水として使用すると、肌に潤いが生じ、化粧を落とす際の落ちも良くなる、という効果が得られた。また、液体処理装置１０は各種食品加工用水の改質にも使用することができ、改質後の水を用いて生産、製造された食品は、未加工水の場合に比べ、味、風味、食感などの品質が向上する。
【００３６】
液体処理装置１０で井戸水を処理することにより、前述した効果が得られる理由は不明であるが、井戸水中の溶解物がイオン化すること、微細気泡ＮＢの破裂時に発生する超音波による改質作用、溶存酸素濃度や溶存窒素濃度の増大などによるものではないかと推測される。
【００３７】
次に、図７〜図１１に基づいて、本発明の第２，第３実施形態について説明する。図７は本発明の第２実施形態である液体処理装置の概略構造を示す垂直断面図、図８は図７に示す液体処理装置を構成する微細気泡発生器付近の一部拡大断面図、図９は本発明の第３実施形態である液体処理装置の概略構造を示す垂直断面図、図１０は図９に示す液体処理装置を構成する微細気泡発生器付近の一部拡大断面図、図１１は本発明の第４実施形態である液体処理装置の概略構造を示す垂直断面図である。なお、図７〜図１１において図１〜図６と同符号を付している部分は前述した液体処理装置１０の構成部分と同じ構造、機能を有する部分であり、説明を省略する。
【００３８】
図７に示す液体処理装置４０は、液体Ｗを貯留可能な貯留槽４１と、貯留槽４１に収容された液体Ｗを流動経路４８を経由して吸い込んで再び貯留槽４１へ戻すためのポンプＰ２と、ポンプＰ２の下流側に設けられた液体導入経路１８ａに接続された微細気泡発生器ＭＢ１と、貯留槽４１内へ液体Ｗを供給するためのポンプＰ１と、改質された貯留槽４１内の液体Ｗを他の場所へ送給するためのポンプＰ３と、を備えている。微細気泡発生器ＭＢ１は貯留槽４１内の底板４１ｂ上面の略中央部分に設置され、貯留槽４１内の上方には、液体Ｗの液面高さを検知するセンサ４２が配置されている。ポンプＰ１の下流側に接続された給液管４３は、貯留槽４１の側壁４１ａ内面に沿って上方に配管され、その先端部分は液体Ｗの液面から突出した位置で逆Ｕ字状に湾曲している。
【００３９】
貯留槽４１内に液体Ｗを収容した状態でポンプＰ２を作動させると、貯留槽４１内から液体導入経路１８を経由して吸い込まれた液体Ｗが、液体導入経路１８ａを経由して微細気泡発生器ＭＢ１へ供給され、図８に示すように、微細気泡発生器ＭＢ１の液体導入口２７から流体旋回室２５内へ流入し、流体旋回室２５内に旋回流Ｒが発生する。そして、前出と同様、旋回流Ｒによって形成された微細気泡ＮＢ混じりの流体が吐出口２８を通過して貯留槽４１内の液体Ｗ中へ放出されることにより、液体Ｗの改質が行われる。
【００４０】
改質された貯留槽４１内の液体Ｗは、必要に応じて、ポンプＰ３により別の場所へ送給される。貯留槽４１内の液体Ｗが減少してその液面が下がるとセンサ４２がそれを検知してポンプＰ１が作動し、給液管４３を経由して、新たな液体Ｗが貯留槽４１内へ供給される。そして、貯留槽４１内の液体Ｗが所定量に達するとセンサ４２がそれを検知してポンプＰ１を停止する。このようなポンプＰ１の始動・停止並びにポンプＰ２の始動・停止などは、タイマＴに内蔵された制御回路（図示せず）によって行われる。
【００４１】
液体処理装置４０の用途は限定しないので様々な分野で使用可能であるが、比較的大量の液体Ｗを処理することができるので、例えば、畜産用水の改質装置として好適に使用することができる。井戸水を液体処理装置４０で改質して養豚場の豚に与えたところ、次のような効果が得られた。
（１）飼育日数が９０％程度に短縮された。
（２）給餌量が９０％程度まで削減された。
（３）事故率が５％から１％未満まで減少した。
（４）豚肉１００ｇ中の遊離アミノ酸１８種類の量が約３０％増加した。
（５）旨み、甘み成分の多い遊離アミノ酸比の肉質に改善された。
（６）脂肪酸組成においてはリノール酸、リノレイン酸の比率が多い肉質となった。
【００４２】
液体処理装置４０で井戸水を処理することにより、前述した種々の効果が得られる理由は、現時点では不明であるため、その解明は今後の課題である。
【００４３】
次に、図９に示す液体処理装置５０においては、貯留槽５１内に収容された液体ＷをポンプＰで吸い込んで微細気泡発生器ＭＢ１へ送り込み、微細気泡発生器ＭＢ１で形成される微細気泡ＮＢ混じりの流体を貯留槽５１内の液体Ｗ中へ放出することにより、液体Ｗに浸漬された容器Ｑ内の液体Ｗ１の性質を改質することができる。液体処理装置５０の用途は限定しないが、例えば、液体（水）Ｗ１が収容された容器Ｑ（ペットボトル）を貯留槽５１内の液体Ｗ中に浸漬して処理すると、処理後の液体（水）Ｗ１は改質され、飲用すると美味であり、健康増進にも有効である。また、化粧水としても好適に使用することができる。
【００４４】
なお液体処理装置５０において処理可能な容器Ｑの材質はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）に限定されないので、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＡ（ナイロン）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＭＰ（ポリメチルペンテン）、ＰＶＤＣ（ポリ塩化ビニリデン）、ＰＣ（ポリカーボネート）などの各種合成樹脂製容器に収容された液体も同様に処理することができる。
【００４５】
微細気泡発生器ＭＢ１で形成される微細気泡ＮＢ混じりの流体で液体Ｗを改質することにより、当該液体Ｗと非接触状態にある容器Ｑ内の液体Ｗ１が改質される理由は現時点で不明であるが、微細気泡ＮＢが破裂する際に生じる超音波による改質作用ではないかと推測される。
【００４６】
また、液体処理装置５０においては、液体Ｗ中に浸漬された容器Ｑの底面が貯留槽５１内の底板５１ｂ上面に密着するのを避けるため、底板５１ｂ上面に立設された複数の支柱５１ｃによって水平保持された支持部材５１ａを設けている。図１０に示すように、支持部材５１ａは通液性、通気性を有しているため、微細気泡発生器ＭＢ１の吐出口２８及び底板５１ｂに開設された貫通孔５１ｈを通過して放出される微細気泡ＮＢ混じりの流体は支持部材５１ａを通過して液体Ｗ中へ拡散する。
【００４７】
さらに、液体処理装置５０は、水などの入ったペットボトルなどの容器Ｑをそのまま液体Ｗ中に浸漬して処理することができるので、使い方が簡単で手間がかからず、衛生的であり、飲料水を処理する際に好適に使用することができる。
【００４８】
次に、図１１に示す液体処理装置６０は、図１に示す液体処理装置１０から液体流出管２及び開閉栓２ａを省略した構造である。微細気泡発生器ＭＢ１，ＭＢ２で形成される微細気泡ＮＢ混じりの流体はそれぞれ側板１ａ，１ｂから液体Ｗ中へ放出されるため、液体Ｗ１が収容された容器Ｑを底板１ｅ上面に載置することができる。
【００４９】
液体処理装置６０は、液体Ｗ１が収容された容器Ｑをそのまま液体Ｗに浸漬して処理することができるため、前述した液体処理装置５０と同様の作用効果を得ることができる。なお、液体処理装置５０，６０は貯留槽５１，１内の液体Ｗに液体Ｗ１の入った容器Ｑをそのまま浸漬して処理するものであるが、この使い方に限定するものではないので、処理対象である液体を、直接、貯留槽５１，１内に入れて改質処理することも可能であり、これによって液体処理装置１０，４０と同様の作用効果を得ることができる。
【００５０】
なお、本発明の液体処理装置は前述した実施形態に限定するものではなく、処理対象液体も水に限定するものではないので、水以外の液体、例えば、液体燃料、アルコール飲料、液体調味料、調理用油脂類などを処理することもできる。また、液体処理装置１０，４０の微細気泡発生器ＭＢ１，２に空気以外の気体、例えば、オゾン、二酸化炭素などを供給して微細気泡ＮＢを発生させることもできる。例えば、液体処理装置１０，４０の貯留槽１，４１に水を入れ、微細気泡発生器ＭＢ１，２にオゾンを供給すると、水中の細菌類を滅菌することができ、二酸化炭素を供給すると、炭酸水を生成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、飲料水、畜産用水、工業用水、食品製造用水、液体調味料あるいは油脂類などの改質手段として各種産業分野で広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１実施形態である液体処理装置の概略構造を示す垂直断面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線における断面図である。
【図３】図１に示す液体処理装置の一部拡大断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線における断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図６】図１に示す液体処理装置を構成する微細気泡発生器付近の一部拡大断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態である液体処理装置の概略構造を示す垂直断面図である。
【図８】図７に示す液体処理装置を構成する微細気泡発生器付近の一部拡大断面図である。
【図９】本発明の第３実施形態である液体処理装置の概略構造を示す垂直断面図である。
【図１０】図９に示す液体処理装置を構成する微細気泡発生器付近の一部拡大断面図である。
【図１１】本発明の第４実施形態である液体処理装置の概略構造を示す垂直断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１，４１，５１ 貯留槽
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ 側板
１ｅ 底板
１ｆ，１ｇ，５１ｈ 貫通孔
２ 液体流出管
２ａ 開閉栓
２ｂ 吐出口
３ 冷却手段
４ 電源コード
１０，４０，５０，６０ 液体処理装置
１０ａ 蓋体
１４ 給気管
１４ａ，１４ｂ 気体導入経路
１８，４８ 流動経路
１８ａ，１８ｂ 液体導入経路
１８ｖ 三方弁
２１ 凹曲面
２５ 流体旋回室
２５ａ，２５ｂ 隔壁
２５ｃ 仮想中心線
２５ｄ 周壁
２５ｐ 予備旋回部
２６ 気体導入口
２７ 液体導入口
２８ 吐出口
４１ａ 側壁
４１ｂ，５１ｂ 底板
４２ センサ
４３ 給液管
５１ａ 支持部材
ＡＦ 気体浄化器
ＭＢ１，ＭＢ２ 微細気泡発生器
ＮＢ 微細気泡
Ｐ，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３ ポンプ
Ｔ タイマ
Ｑ 容器
Ｓ 直線
Ｗ，Ｗ１ 液体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を貯留可能な貯留槽と、前記貯留槽に収容された液体を吸い込んで再び前記貯留槽へ戻す液体送給手段と、前記液体送給手段によって移動する液体の流動経路に設けられた微細気泡発生器と、を備え、
前記微細気泡発生器が、仮想中心線を包囲して設けられた周壁と前記周壁の前記仮想中心線方向の両端に設けられた隔壁とで形成された流体旋回室と、前記仮想中心線に対してねじれの位置をなす方向に沿って前記流体旋回室内へ流体を導入するため前記流体旋回室に連通して設けられた液体導入経路と、前記流体旋回室内に気体を導入するため前記流体旋回室の一方の前記隔壁に開設された気体導入経路と、前記流体旋回室内の気液を前記貯留槽内の液体中へ吐出するため前記流体旋回室の他方の前記隔壁に開設された吐出口と、を有することを特徴とする液体処理装置。
【請求項２】
前記流体旋回室内における前記仮想中心線周りの気液の旋回方向が互いに異なる複数の前記微細気泡発生器を設けた請求項１記載の液体処理装置。
【請求項３】
前記液体送給手段によって移動する液体を複数の前記微細気泡発生器のいずれかへ選択的に供給するための切替手段を設けた請求項２記載の液体処理装置。
【請求項１】
液体を貯留可能な貯留槽と、前記貯留槽に収容された液体を吸い込んで再び前記貯留槽へ戻す液体送給手段と、前記液体送給手段によって移動する液体の流動経路に設けられた微細気泡発生器と、を備え、
前記微細気泡発生器が、仮想中心線を包囲して設けられた周壁と前記周壁の前記仮想中心線方向の両端に設けられた隔壁とで形成された流体旋回室と、前記仮想中心線に対してねじれの位置をなす方向に沿って前記流体旋回室内へ流体を導入するため前記流体旋回室に連通して設けられた液体導入経路と、前記流体旋回室内に気体を導入するため前記流体旋回室の一方の前記隔壁に開設された気体導入経路と、前記流体旋回室内の気液を前記貯留槽内の液体中へ吐出するため前記流体旋回室の他方の前記隔壁に開設された吐出口と、を有することを特徴とする液体処理装置。
【請求項２】
前記流体旋回室内における前記仮想中心線周りの気液の旋回方向が互いに異なる複数の前記微細気泡発生器を設けた請求項１記載の液体処理装置。
【請求項３】
前記液体送給手段によって移動する液体を複数の前記微細気泡発生器のいずれかへ選択的に供給するための切替手段を設けた請求項２記載の液体処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−１０１３２９（Ｐ２００９−１０１３２９Ａ）
【公開日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２７７８５９（Ｐ２００７−２７７８５９）
【出願日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【出願人】（５９７０７３４０５）株式会社 多自然テクノワークス (12)
【出願人】（５９２１０４０２５）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【出願人】（５９７０７３４０５）株式会社 多自然テクノワークス (12)
【出願人】（５９２１０４０２５）
【Ｆターム（参考）】
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