(57)【要約】【課題】ポータブルでありながら、貯留している液体に微小気泡を生成できるポータブル微小気泡生成装置を提供する。【解決手段】容器CPに貯留した液体LQ中に微小気泡BBを生成するポータブル微小気泡生成装置1,101は、気体ARを充填したポータブルガスボンベPSを着脱可能に装着して、上記気体を導出するボンベ装着部11,111,111Xと、三次元網目状に連通した微細気孔21P,121Pを有する多孔質材からなり、気体を圧入する気体圧入面21A,121A、及び、貯留された液体に接触させると共に、気体圧入面から多孔質材の微細気孔に圧入された気体を微小気泡BBとして液体中に放出する気体放出面21B,121B、を有する多孔質体21,121と、ボンベ装着部から多孔質体まで気体を導く気体流路ARWをなす気体流路部材13,15,16,17,18a,18b,18c,18d,30,130と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器に貯留した液体中に微小気泡を生成するポータブル微小気泡生成装置であって、
気体を充填したポータブルガスボンベを着脱可能に装着して、上記気体を導出するボンベ装着部と、
三次元網目状に連通した微細気孔を有する多孔質材からなり、
上記気体を圧入する気体圧入面、及び、
貯留された上記液体に接触させると共に、上記気体圧入面から上記多孔質材の上記微細気孔に圧入された上記気体を上記微小気泡として上記液体中に放出する気体放出面、を有する
多孔質体と、
上記ボンベ装着部から上記多孔質体まで上記気体を導く気体流路をなす気体流路部材と、を備える
ポータブル微小気泡生成装置。
【請求項２】
請求項１に記載のポータブル微小気泡生成装置であって、
前記ボンベ装着部は、
前記ポータブルガスボンベであるプッシュ缶を装着する
プッシュ缶装着部である
ポータブル微小気泡生成装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のポータブル微小気泡生成装置であって、
前記気体流路内に、前記多孔質体の前記気体圧入面に供給する前記気体の供給圧力を調整する減圧弁を備える
ポータブル微小気泡生成装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のポータブル微小気泡生成装置であって、
無電源で動作可能としてなる
ポータブル微小気泡生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可搬性を有し、液体中に微小気泡を生成するポータブル微小気泡生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、真水、海水、各種水溶液、油、有機溶媒などの液体中に、空気などの気体を吹き込んで、微小気泡を生成することが行われている。特に近年では、ファインバブル、マイクロバブル、ナノバブルと呼ばれる微小気泡を生成した液体を利用する技術の有用性が注目されている。これと共に、液中に微小気泡を生成する装置も開発されている。
【０００３】
例えば、多孔質材の微細気孔に気体を圧入し、この多孔質体に接する液中に微小気泡を生成する静止型の装置では、多孔質体の微細気孔内に浸入する液体に抗して気体を通過させるので、微細気孔の大きさ（平均細孔径）にもよるが、気圧を高めた気体を要する。また、産業用途では、長時間の連続運転や大流量に対応するべく、コンプレッサーで得た圧縮空気や高圧のボンベに貯蔵した圧縮気体を利用する装置とすることが多くなる（特許文献１の図１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４５０５５６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような高圧のボンベやコンプレッサーを用いる装置では、ポータブルとすることは難しい。
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、ポータブルでありながら、貯留している液体に微小気泡を生成できるポータブル微小気泡生成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための本発明の一態様は、容器に貯留した液体中に微小気泡を生成するポータブル微小気泡生成装置であって、気体を充填したポータブルガスボンベを着脱可能に装着して、上記気体を導出するボンベ装着部と、三次元網目状に連通した微細気孔を有する多孔質材からなり、上記気体を圧入する気体圧入面、及び、貯留された上記液体に接触させると共に、上記気体圧入面から上記多孔質材の上記微細気孔に圧入された上記気体を上記微小気泡として上記液体中に放出する気体放出面、を有する多孔質体と、上記ボンベ装着部から上記多孔質体まで上記気体を導く気体流路をなす気体流路部材と、を備えるポータブル微小気泡生成装置である。
【０００７】
このポータブル微小気泡生成装置では、ボンベ装着部にポータブルガスボンベを装着でき、装置そのものがポータブルであるので、使用する場所の制約が少なく、容器に貯留した液体中に微小気泡を生成して、簡易に、微小気泡を含む液体を得ることができる。
【０００８】
なお、微小気泡を生成する液体としては、例えば、水(飲料水、水道水、蒸留水、イオン交換水、純水など)のほか、海水、河川水、メタノール、エタノール、ＩＰＡなどのアルコールが挙げられる。日本酒、ワインなどの酒、メタノールなどのアルコール、塩酸、酢酸などの酸、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸水素ナトリウム(重曹)、アンモニアなどのアルカリ、香料、各種の水溶成分を含む水溶液、混合液、各種の培養液なども挙げられる。また、トルエン、キシレンなどの有機溶媒や、ガソリン、灯油などの油類なども挙げられる。
また、ポータブルガスボンベとしては、可搬性のガスボンベであれば含まれるが、ガス容量は小さくとも、簡易に運搬できる軽量の小型のガスボンベを用いるのが良い。例えば、高圧ガス保安法の適用を受けない、プッシュ缶など、気圧１ＭＰａ未満のガスを収容したガスボンベが挙げられる。
また、ポータブルガスボンベに充填され、微小気泡とする気体としては、例えば、空気、水素、窒素、酸素、二酸化炭素、一酸化炭素、メタン、プロパン、窒素と酸素の混合ガス、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスなど各種の気体が挙げられる。
【０００９】
多孔質体の材質としては、アルミナ、チタニア、ジルコニア、ムライト、シリカなどの酸化物セラミックスや、窒化ケイ素などの窒化物セラミックス、炭化ケイ素などの炭化物セラミックスなどからなる多孔質セラミック、多孔質ガラスが挙げられる。また、ステンレス、チタン、チタン合金、ニッケル、ニッケル合金、銅、銅合金、アルミニウムなどからなる多孔質金属、ＰＴＦＥなどのフッ素樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレートなどの樹脂からなる多孔質樹脂も挙げられる。
また、気体流路部材は、ボンベ装着部から多孔質体まで気体を導く部材であり、減圧弁などの所定の機能を果たす機能部材のほか、各部材を結ぶのに、例えば、気体の圧力（気圧）に耐えられる強度を有する管（金属管、樹脂管）を用いることができる。
【００１０】
更に、上述のポータブル微小気泡生成装置であって、前記ボンベ装着部は、前記ポータブルガスボンベであるプッシュ缶を装着するプッシュ缶装着部であるポータブル微小気泡生成装置とすると良い。
【００１１】
この装置では、ポータブルガスボンベであるプッシュ缶を用い、これをプッシュ缶装着部に装着して用いる。プッシュ缶は、充填した気体（ガス）のガス圧が低く、高圧ガス保安法の規制を受けないなど、小型、軽量で簡単にガスを取扱うことができる。このため、プッシュ缶と、これを装着したポータブル微小気泡生成装置の可搬性を向上するのに、より好ましい。
【００１２】
また、上述のいずれかに記載のポータブル微小気泡生成装置であって、前記気体流路内に、前記多孔質体の前記気体圧入面に供給する前記気体の供給圧力を調整する減圧弁を備えるポータブル微小気泡生成装置とすると良い。
【００１３】
この装置では、減圧弁により、多孔質体の気体圧入面に供給される気体の供給圧力を調整できる。このため、供給圧力を所望の値にすることで、生成される微小気泡の量や気泡径を調整することができる。例えば、ポータブルガスボンベにおける気圧に拘わらず、供給圧力を所定値に調整することにより、供給圧力の変動にともなって、多孔質体の気体放出面から液体中に放出させる微小気泡の大きさが変動するのを抑制し、同様な大きさの微小気泡を安定して生成することができる。
【００１４】
さらに、上述のいずれか１項に記載のポータブル微小気泡生成装置であって、無電源で動作可能としてなるポータブル微小気泡生成装置とすると良い。
【００１５】
この装置では、無電源で動作させることができるので、更に場所を選ばず、容易に液体中に微小気泡を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態１に係るポータブル微小気泡生成装置の構成及び微小気泡の生成を説明する説明図である。
【図２】実施形態２に係るポータブル微小気泡生成装置の構成を説明する説明図である。
【図３】実施形態２に係るポータブル微小気泡生成装置を用いて、容器に貯留した液体中に微小気泡を生成する様子を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（実施形態１）
以下、実施形態１に係るポータブル微小気泡生成装置１（以下、単に「生成装置」ともいう）を、図１を参照して説明する。図１は、本実施形態１に係る生成装置１の構成及び液体ＬＱ中への微小気泡ＢＢの生成を説明する説明図である。
本実施形態１の生成装置１は、下部にキャスター１０Ｃを有する可搬の装置本体１０と、容器ＣＰ内に貯留された液体ＬＱ（本実施形態１では、例えば海水）中に投入される気泡発生部２０と、装置本体１０から延びて気泡発生部２０に接続する外部気体流路部材３０とからなり、容易に運搬、移動可能となっている。
【００１８】
このうち、装置本体１０には、気体ＡＲ（本実施形態１では、例えば酸素）を充填したプッシュ缶ＰＳが着脱可能に保持されている。このほか装置本体１０には、このプッシュ缶ＰＳの開栓ヘッド部ＰＳＨに装着して、プッシュ缶ＰＳ内の気体ＡＲを外部に導出するプッシュ缶装着部１１のほか、減圧弁１３、流量調整弁１５、流量計１６、ストップ弁１７、これらの間を結んで気体ＡＲを流通させる内部気体流路部材１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄを有している。これら減圧弁１３、流量調整弁１５、流量計１６、ストップ弁１７、内部気体流路部材１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ、及び、前述の外部気体流路部材３０で、プッシュ缶装着部１１から気泡発生部２０（後述する多孔質部材２１）まで、気体ＡＲを導く気体流路ＡＲＷをなしている。
また、内部気体流路部材１８ａには、一次圧計１２が接続されており、気体ＡＲの一次圧Ｐ１を計測可能となっている。また、内部気体流路部材１８ｂには、二次圧計１４が接続されており、気体ＡＲの二次圧Ｐ２を計測可能となっている。
【００１９】
気体流路ＡＲＷ内に設けられた減圧弁１３は、内部気体流路部材１８ａを通じてプッシュ缶装着部１１から届いた気体ＡＲの気圧（一次圧）Ｐ１を、所望の大きさの気圧（二次圧）Ｐ２に減圧調整して、この減圧弁１３の下流側（図中右側）の内部気体流路部材１８ｂに送出する。これにより、多孔質部材２１の気体圧入面２１Ａに供給される気体ＡＲの供給圧力（二次圧）Ｐ２を所望の値に調整できる。このため、この減圧弁１３で二次圧（供給圧力）Ｐ２を所定の値として、二次圧Ｐ２の変動を抑制することで、二次圧Ｐ２の変動にともなって、多孔質部材２１の気体放出面２１Ｂから液体ＬＱ中に放出させる微小気泡ＢＢの大きさが変動するのを抑制でき、同様な大きさの微小気泡ＢＢを安定して生成することができる。
【００２０】
また、流量調整弁１５は、二次圧Ｐ２で流れる気体ＡＲの流量を所望の量に調整する。
この流量調整弁１５の下流側（図中右側）のうち、内部気体流路部材１８ｃと１８ｄとの間には、気体ＡＲの流量を検知する流量計１６が設けられている。内部気体流路部材１８ｄの下流側（図中右側）には、ストップ弁１７が設けられている。ストップ弁１７の下流側（図中右側）には、外部気体流路部材３０が接続されている。このストップ弁１７は、外部気体流路部材３０を介して、気泡発生部２０への気体ＡＲの供給を断続する。
【００２１】
外部気体流路部材３０は、気体ＡＲの二次圧Ｐ２に耐えられる強度を有しながらも、可撓性を有する樹脂ホースである。
【００２２】
一方、気泡発生部２０は、円筒状の多孔質部材２１と、この多孔質部材２１の基端側（図中左側）から結合している基端接続部材２２と、多孔質部材２１の先端側（図中右側）に結合して、多孔質部材２１の内側を先端側（図中右側）から閉塞する先端閉塞部材２３とからなる。このうち、多孔質部材２１は、三次元網目状に連結した微細気孔２１Ｐを有するアルミナ系セラミックの多孔質体からなる。本実施形態１では、この円筒状の多孔質部材２１のうち、内周面が気体圧入面２１Ａとなる。一方、この気体圧入面２１Ａと径方向に対向する外周面が気体放出面２１Ｂとなる。
【００２３】
多孔質部材２１の先端側（図中左側）に結合した基端接続部材２２には、外部気体流路部材３０が接続されており、外部気体流路部材３０に導かれた気体ＡＲが、基端接続部材２２を通じて、多孔質部材２１内に供給され、気体圧入面２１Ａから多孔質部材２１の微細気孔２１Ｐに圧入される。すると、液体ＬＱに接する気泡放出面２１Ｂからは、微細気孔２１Ｐに圧入された気体ＡＲが微小気泡ＢＢとして液体ＬＱ中に放出される。
【００２４】
かくして、本実施形態１の生成装置１では、プッシュ缶装着部１１にプッシュ缶（ポータブルガスボンベ）ＰＳを装着でき、生成装置１そのものがポータブルであるので、使用する場所の制約が少なく、容器ＣＰに貯留した液体ＬＱ中に微小気泡ＢＢを生成して、簡易に、微小気泡ＢＢを含む液体ＬＱを得ることができる。
【００２５】
しかもこの生成装置１では、ポータブルガスボンベとしてプッシュ缶ＰＳを用い、これをプッシュ缶装着部１１に装着して用いる。このため、高圧ガス保安法の規制を受けないなど、小型、軽量で簡単にガスを取扱うことができ、装着したプッシュ缶ＰＳを含めて生成装置１の可搬性をより向上させることができる。
【００２６】
加えてこの生成装置１では、減圧弁１３により、多孔質部材２１の気体圧入面２１Ａに供給される気体ＡＲの二次圧（供給圧力）Ｐ２を調整できる。このため、二次圧Ｐ２を所望の値にすることで、生成される微小気泡ＢＢの量や気泡径（気泡の大きさ）を調整することができる。プッシュ缶ＰＳにおける一次圧Ｐ１が低下するなど変動しても、二次圧Ｐ２を所定値に調整することにより、二次圧Ｐ２の変動にともなって、多孔質部材２１の気体放出面２１Ｂから液体ＬＱ中に放出させる微小気泡ＢＢの大きさが変動するのを抑制し、同様な大きさの微小気泡ＢＢを安定して生成することができる。
【００２７】
その上この生成装置１では、無電源で動作させることができるので、更に場所を選ばず、容易に液体ＬＱ中に微小気泡ＢＢを生成することができる。
【００２８】
（実施形態２）
次いで、実施形態２に係るポータブル微小気泡生成装置１０１（以下、単に「生成装置」ともいう）を、図２，図３を参照して説明する。図２は、本実施形態２に係る生成装置１０１の構成を説明する説明図である、また、図３は、この生成装置１０１を用いて、容器ＣＰに貯留した液体ＬＱ中に微小気泡ＢＢを生成する様子を説明する説明図である。
本実施形態２の生成装置１０１は、プッシュ缶装着部１１１と、容器ＣＰ内に貯留された液体ＬＱ（本実施形態２では、例えばコーヒー）中に一部または全体が没入するようにされる気泡発生部１２０と、プッシュ缶装着部１１１から延びて気泡発生部１２０に接続する外部気体流路部材１３０とからなり、特に容易に運搬、移動可能となっている。
【００２９】
このうちプッシュ缶装着部１１１は、気体ＡＲ（本実施形態２では、例えば窒素ガス）を充填したプッシュ缶ＰＳの開栓ヘッド部ＰＳＨに着脱可能に装着して、プッシュ缶ＰＳ内の気体ＡＲを外部に導出する部材である。
【００３０】
一方、外部気体流路部材１３０は、気体ＡＲの二次圧Ｐ２に耐えられる強度を有する、金属製やセラミックス製の送気管である。この外部気体流路部材１３０は、一端がプッシュ缶装着部１１１に接続する一方、他端が気泡発生部１２０の保持部材１２２に基端側（図２中、左側）から接続して、プッシュ缶装着部１１１から気泡発生部１２０（多孔質部材１２１）まで気体ＡＲを導く気体流路ＡＲＷをなしている。
【００３１】
また、気泡発生部１２０は、円柱状の多孔質部材１２１と、この多孔質部材１２１の外周、基端側（図中左側）及び先端側の周縁部分を覆って、多孔質部材１２１を内部に保持する保持部１２２Ｈ、及び外部気体流路部材１３０に接続する接続部１２２Ｓを有する保持部材１２２とからなる。多孔質部材１２１は、三次元網目状に連結した微細気孔２１Ｐを有するフッ素樹脂系の多孔質体からなる。本実施形態２では、この円柱状の多孔質部材１２１のうち、基端側（図２中、左側）の主面が気体圧入面１２１Ａとなる。一方、この気体圧入面１２１Ａと軸線方向に対向する先端側（図２中、右側）の主面が気体放出面１２１Ｂとなる。従って、気体圧入面１２１Ａは、保持部材１２２に覆われる一方、気泡放出面１２２Ｂは、周縁部分を除き、保持部材１２２の保持部１２２Ｈから露出している。
【００３２】
この生成装置１０１は、以下のようにして用いる。即ち、保持部材１２２には、外部気体流路部材３０が接続されている。そこで、図３に矢印ＰＯで示すように、プッシュ缶装着部１１１を押下すると、プッシュ缶ＰＳの開栓ヘッド部ＰＳＨから気体ＡＲが放出される。外部気体流路部材１３０に導かれた気体ＡＲは、保持部材１２２の接続部１２２Ｓを通じて、多孔質部材１２１のうち、気体圧入面１２１Ａに供給され、この気体圧入面１２１Ａから多孔質部材１２１の微細気孔１２１Ｐに圧入される。そこで、気泡発生部１２０のうち、少なくとも気泡放出面２１Ｂを液体ＬＱ中に没するようにすると（図３では、気泡発生部１２０全体が液体ＬＱ中に没するようにした）、液体ＬＱに接する気泡放出面２１Ｂからは、微細気孔２１Ｐに圧入された気体ＡＲが微小気泡ＢＢとして液体ＬＱ中に放出される。
【００３３】
かくして、本実施形態２の生成装置１０１でも、プッシュ缶装着部１１１にプッシュ缶（ポータブルガスボンベ）ＰＳを装着でき、生成装置１０１そのものがポータブルであるので場所の制約が少なく、容器ＣＰに貯留した液体ＬＱ中に微小気泡ＢＢを生成して、簡易に、微小気泡ＢＢを含む液体ＬＱを得ることができる。
その上この生成装置１０１でも、無電源で動作させることができるので、更に場所を選ばず、容易に液体ＬＱ中に微小気泡ＢＢを生成することができる。
【００３４】
しかもこの生成装置１０１でも、ポータブルガスボンベとしてプッシュ缶ＰＳを用い、これをプッシュ缶装着部１１１に装着して用いる。このため、小型、軽量で簡単にガスを取扱うことができ、装着したプッシュ缶ＰＳを含めて生成装置１０１の可搬性をより向上させることができる。
【００３５】
以上において、本発明を実施形態１，２に即して説明したが、本発明は上述の実施形態１，２に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
例えば、実施形態１では、装置本体１０に、一次圧計１２，二次圧計１４，流量計１６をも設けた例を示したが、これらの一部または全部を設けないようにしても良い。
【００３６】
また実施形態２では、プッシュ缶ＰＳの開栓ヘッド部ＰＳＨに、プッシュ缶装着部１１１を装着し、このプッシュ缶装着部１１１を押下力ＰＯで押し下げた場合に、プッシュ缶ＰＳの開栓ヘッド部ＰＳＨが開栓し、送気管である外部気体流路部材１３０に気体ＡＲが送られるように構成した例を示した。
しかし、プッシュ缶ＰＳの開栓ヘッド部ＰＳＨに設けられたネジ部（図示しない）を利用して、開栓ヘッド部ＰＳＨに、減圧弁機能やスピードコントローラ機能などの機能を有するプッシュ缶装着部１１１Ｘを装着し、外部気体流路部材１３０を通じて気泡発生部１２０に送られる気体ＡＲの圧力や流量などを制御するようにしても良い（図２，図３参照）。
また、実施形態２では、押下力ＰＯによるプッシュ缶装着部１１１の押し下げで開栓した（図３参照）。しかし、ストップバルブ機能あるいは圧力計付きストップバルブ機能などの機能を有するプッシュ缶装着部１１１Ｘをプッシュ缶ＰＳの開栓ヘッド部ＰＳＨにネジ装着しても良い。この場合には、プッシュ缶装着部１１１Ｘに設けたツマミ部の回転やレバー部の移動などによって、外部気体流路部材１３０を通じた気体ＡＲの放出をオンオフすることができる。なお、圧力計付きストップバルブ機能を有するプッシュ缶装着部１１１Ｘを用いた場合には、加えて、圧力計でプッシュ缶ＰＳの圧力を確認しながら使用することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１，１０１  ポータブル微小気泡発生装置
１１，１１１，１１１Ｘ  プッシュ缶装着部（ボンベ装着部）
Ｐ１  （気体の）一次圧
１３  減圧弁
Ｐ２  （気体の）二次圧（供給圧力）
１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ  内部気体流路部材（気体流路部材）
２０，１２０  気泡発生部
２１，１２１  多孔質部材（多孔質体，セラミック多孔質体）
２１Ｐ，１２１Ｐ  微細気孔
２１Ａ，１２１Ａ  気体圧入面
２１Ｂ，１２１Ｂ  気体放出面
３０，１３０  外部気体流路部材（気体流路部材）
ＡＲ  気体
ＡＲＷ  気体流路
ＰＳ  プッシュ缶（ポータブルガスボンベ）
ＬＱ  液体
ＢＢ  微小気泡
【図１】
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【図２】
2020163291.tif 000004
【図３】
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