(57)【要約】【課題】簡単な構成でコンパクトに構成することができるマイクロバブル生成具およびマイクロバブル生成装置を提供する。【解決手段】マイクロバブル発生装置１００は、マイクロバブル生成具１０１、圧縮機１１２および液体ポンプ１１４をそれぞれ備えている。マイクロバブル生成具１０１は、気体流路１０２および液体流路１０６がそれぞれ形成されている。気体流路１０２は、直線状に形成されたストレート部１０５を備えている。液体流路１０６は、気体流路１０２のストレート部１０５に対して上流側から延びて同ストレート部１０５に対して混流角度αが３０°で連通している。圧縮機１１２は、気体流路１０２に対して空気を供給する。液体ポンプ１１４は、液体流路１０６に対してクーラント液Ｃを供給する。マイクロバブル生成具１０１は、気体流路１０２の下流端部にノズル１１０が設けられており、マイクロバブルを含むクーラント液Ｃを噴射する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロバブルを含んだ液体を生成するマイクロバブル生成具であって、
直線状に延びるストレート部を有して気体を通す気体流路と、
液体を通す液体流路とを備え、
前記液体流路は、
前記ストレート部に対して前記気体流路の上流側から延びて同ストレート部に対して鋭角の角度で繋がっていることを特徴とするマイクロバブル生成具。
【請求項２】
請求項１に記載したマイクロバブル生成具において、
前記液体流路は、
前記ストレート部に対して前記気体流路の上流側から延びて同ストレート部に対して１５°以上かつ４５°以下の角度で繋がっていることを特徴とするマイクロバブル生成具。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載したマイクロバブル生成具において、
前記ストレート部は、
前記液体流路が繋がった接続部分の前後がそれぞれ直線状に延びて形成されていることを特徴とするマイクロバブル生成具。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載したマイクロバブル生成具において、
前記ストレート部は、
前記液体流路が繋がった接続部分から下流側に向かって少なくとも５０ｍｍ以上延びて形成されていることを特徴とするマイクロバブル生成具。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載したマイクロバブル生成具において、
前記ストレート部は、
前記液体流路が繋がった接続部分の前後でそれぞれ流路の断面積が同一に形成されていることを特徴とするマイクロバブル生成具。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載したマイクロバブル生成具において、さらに、
前記ストレート部における下流側の端部に設けられて前記液体が吐出される向き、勢いおよび断面形状のうちの少なくとも１つを調整する吐出具を備えることを特徴とするマイクロバブル生成具。
【請求項７】
請求項６に記載したマイクロバブル生成具において、
前記吐出具は、
可撓性を有するチューブ状に形成されていることを特徴とするマイクロバブル生成具。
【請求項８】
マイクロバブルを含んだ液体を生成するマイクロバブル生成装置であって、
請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１つに記載のマイクロバブル生成具と、
気体を前記マイクロバブル生成具に送り出す圧縮機と、
液体を前記マイクロバブル生成具に送り出す液体ポンプとを備えることを特徴とするマイクロバブル生成装置。
【請求項９】
請求項８に記載したマイクロバブル生成装置において、
前記圧縮機は、
前記マイクロバブル生成具に０．３ＭＰａ以上かつ０．６ＭＰａ以下の圧縮空気を送り出すものであり、
前記液体ポンプは、
５Ｌ／分以上かつ３０Ｌ／分以下の流量で前記液体を送り出すことを特徴とするマイクロバブル生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロバブルを含んだ液体を生成するマイクロバブル生成具およびマイクロバブル生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、直径が数μｍ〜数十μｍ程度の気泡であるマイクロバブルを含んだ液体を生成するマイクロバブル生成具およびマイクロバブル生成装置が提案されている。例えば、下記特許文献１には、気泡を含む２つの液体を互いに逆方向に螺旋状に旋回させるとともに、これら２つの水流を衝突させてマイクロバブルを生成する方法および装置がそれぞれ開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２７４０４５号公報
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載されたマイクロバブルを生成する方法および装置においては、１つの管の内周部と外周部とにそれぞれ逆向きの螺旋溝を形成する螺旋部材を設ける必要があり、構造が複雑化および大型化するという問題がある。
【発明の概要】
【０００５】
本発明は上記問題に対処するためなされたもので、その目的は、簡単な構成でコンパクトに構成することができるマイクロバブル生成具およびマイクロバブル生成装置を提供することにある。
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の特徴は、マイクロバブルを含んだ液体を生成するマイクロバブル生成具であって、直線状に延びるストレート部を有して気体を通す気体流路と、液体を通す液体流路とを備え、液体流路は、ストレート部に対して気体流路の上流側から延びて同ストレート部に対して鋭角の角度で繋がっていることにある。
【０００７】
このように構成した本発明の特徴によれば、マイクロバブル生成具は、気体流路が有する直線状に延びるストレート部に対して液体流路が気体流路の上流側から延びて同ストレート部に対して鋭角の角度で繋がっているという構成であるため、マイクロバブル生成具の装置構成を簡単化および小型化することができる。
【０００８】
また、本発明の他の特徴は、前記マイクロバブル生成具において、液体流路は、ストレート部に対して気体流路の上流側から延びて同ストレート部に対して１５°以上かつ４５°以下の角度で繋がっていることにある。
【０００９】
このように構成した本発明の特徴によれば、マイクロバブル生成具は、気体流路が有する直線状に延びるストレート部に対して液体流路が気体流路の上流側から延びて同ストレート部に対して１５°以上かつ４５°以下の角度で繋がっているという構成であるため、本発明者らの実験によれば、気泡の直径が数μｍレベルのマイクロバブルを精度良く生成することができる。
【００１０】
また、本発明の他の特徴は、前記マイクロバブル生成具において、ストレート部は、液体流路が繋がった接続部分の前後がそれぞれ直線状に延びて形成されていることにある。
【００１１】
このように構成した本発明の他の特徴によれば、マイクロバブル生成具は、ストレート部における液体流路が繋がった接続部分の前後（上流側および下流側）がそれぞれ直線状に延びて形成されているため、本発明者らの実験によれば、この接続部分の直前または直後が屈曲している場合に比べて気泡の直径の小さいマイクロバブルを精度良く生成することができる。
【００１２】
また、本発明の他の特徴は、前記マイクロバブル生成具において、ストレート部は、液体流路が繋がった接続部分から下流側に向かって少なくとも５０ｍｍ以上延びて形成されていることにある。
【００１３】
このように構成した本発明の他の特徴によれば、マイクロバブル生成具は、ストレート部における液体流路が繋がった接続部分から下流側に向かって少なくとも５０ｍｍ以上延びて形成されているため、本発明者らの実験によれば、この接続部分から下流側に向かって５０ｍｍ未満に形成した場合に比べて気泡の直径の小さいマイクロバブルを安定的に生成することができる。
【００１４】
また、本発明の他の特徴は、前記マイクロバブル生成具において、ストレート部は、液体流路が繋がった接続部分の前後でそれぞれ流路の断面積が同一に形成されていることにある。
【００１５】
このように構成した本発明の他の特徴によれば、マイクロバブル生成具は、ストレート部における液体流路が繋がった接続部分の前後（上流側および下流側）で流路の断面積が同一に形成されているため、本発明者らの実験によれば、この接続部分の直前（上流側）または直後（下流側）で断面積が変化している場合に比べて気泡の直径の小さいマイクロバブルを精度良く生成することができる。
【００１６】
また、本発明の他の特徴は、前記マイクロバブル生成具において、さらに、ストレート部における下流側の端部に設けられて液体が吐出される向き、勢いおよび断面形状のうちの少なくとも１つを調整する吐出具を備えることにある。
【００１７】
このように構成した本発明の他の特徴によれば、マイクロバブル生成具は、さらに、ストレート部における下流側の端部に液体が吐出される向き、勢いおよび断面形状のうちの少なくとも１つを調整する吐出具が設けられているため、マイクロバブルが必要な箇所に適切にマイクロバブルを供給することができる。この場合、吐出具は、液体の吐出口が円形、楕円形、方形またはスリット形状に形成することができるほか、吐出口に至る管部分の向きや形状を自由に設定することができるアジャストホースで構成することができる。
【００１８】
また、本発明の他の特徴は、前記マイクロバブル生成具において、吐出具は、可撓性を有するチューブ状に形成されていることにある。
【００１９】
このように構成した本発明の他の特徴によれば、マイクロバブル生成具は、吐出具が可撓性を有するチューブ状に形成されているため、複雑な入り込んだ場所にマイクロバブルを供給することができる。また、このマイクロバブル生成具によれば、吐出具が可撓性を有するチューブ状に形成されているため、回転する刃物や砥石に接触することがあっても直ちに破損することがないため、これらの刃物や砥石に極力近づけて配置、または僅かに接触した状態で配置することもでき、マイクロバブルを確実にまたは効果的に供給することができる。
【００２０】
また、本発明はマイクロバブル生成具として実施できるばかりでなく、マイクロバブル生成装置の発明としても実施できるものである。
【００２１】
具体的には、マイクロバブル生成装置は、マイクロバブルを含んだ液体を生成するマイクロバブル生成装置であって、請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１つに記載のマイクロバブル生成具と、気体をマイクロバブル生成具に送り出す圧縮機と、液体をマイクロバブル生成具に送り出す液体ポンプとを備えることにある。これによれば、マイクロバブル生成装置は、上記マイクロバブル生成具と同様の作用効果を期待できる。
【００２２】
この場合、マイクロバブル生成装置は、圧縮機は、マイクロバブル生成具に０．３ＭＰａ以上かつ０．６ＭＰａ以下の圧縮空気を送り出すものであり、液体ポンプは、５Ｌ／分以上かつ３０Ｌ／分以下の流量で液体を送り出すとよい。これによれば、マイクロバブル生成装置は、直径が数μ〜数十μのマイクロバブルを精度良くかつ安定的に生成して吐出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係るマイクロバブル生成装置の構成の概略を示すシステム構成図である。
【図２】図１に示すマイクロバブル生成装置が備えるマイクロバブル生成具の外観構成および内部構成の概略を示す側面図である。
【図３】気体と液体との２つの態様におけるクーラント液内に含まれるマイクロバブルの直径の最小値、最大値および平均値をそれぞれ示めした実験結果である。
【図４】混流角度ごとのクーラント液内に含まれるマイクロバブルの直径の最小値、最大値および平均値をそれぞれ示めした実験結果である。
【図５】本発明の変形例に係るマイクロバブル生成具を備えたマイクロバブル生成装置の構成の概略を示すシステム構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係るマイクロバブル生成具およびマイクロバブル生成装置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係るマイクロバブル生成装置１００の構成の概略を示すシステム構成図である。また、図２は、図１に示すマイクロバブル生成装置１００が備えるマイクロバブル生成具１０１の外観構成および内部構成の概略を示す側面図である。このマイクロバブル生成装置１００は、金属を研削する砥石ＷＫに対してマイクロバブルを含むクーラント液（研削液）Ｃを吹き掛ける機械装置である。
【００２５】
（マイクロバブル生成装置１００の構成）
マイクロバブル生成装置１００は、マイクロバブル生成具１０１を備えている。マイクロバブル生成具１０１は、図２に示すように、マイクロバブルを含んだ液体を生成する器具であり、ステンレス材などの金属材料に気体流路１０２および液体流路１０６がそれぞれ形成されて構成されている。本実施形態においては、マイクロバブル生成具１０１は、ステンレス材からなるブロック体に気体流路１０２および液体流路１０６がそれぞれ形成されて構成されている。なお、マイクロバブル生成具１０１は、金属材料以外の材料、例えば、樹脂材料やセラミック材料で構成することもできる。
【００２６】
気体流路１０２は、マイクロバブルを構成する気体としての空気を流通させるための流路であり、断面形状が円形の貫通孔で構成されている。ここで、マイクロバブルは、直径が数μｍ〜数十μｍ程度の気泡である。この気体流路１０２は、流路の両端部に上流側接続部１０３および下流側接続部１０４がそれぞれ形成されているとともに、これらの上流側接続部１０３と下流側接続部１０４との間にストレート部１０５が形成されている。
【００２７】
上流側接続部１０３は、エア配管１１１が着脱自在な状態で接続される部分であり、円筒部に雌ネジが形成されて構成されている。また、下流側接続部１０４は、ノズル１１０が着脱自在な状態で接続される部分であり、円筒部に雌ネジが形成されて構成されている。
【００２８】
ストレート部１０５は、前記空気が流れる流路が同一の内径を維持して直線状に形成された部分である。この場合、ストレート部１０５の内径は、特に限定されるものではないが、機械加工用のクーラント液Ｃを吐出する場合には、内径が５ｍｍ以上かつ１０ｍｍ以下が好適である。このストレート部１０５には、液体流路１０６が繋がっている。
【００２９】
この場合、ストレート部１０５は、液体流路１０６が接続された部分から下流側の長さＬが少なくとも５０ｍｍの長さで延びて形成されている。ここで、ストレート部１０５における下流側の長さＬは、ストレート部１０５の中心軸に対して液体流路１０６の中心軸が交わる部分から流路が直線状に延びる部分の長さである。本実施形態においては、下流側の長さＬは、ストレート部１０５の下流側の端部までの長さが５０ｍｍに設定されているが、ストレート部１０５と同一の内径で直線状に延びる流路であればストレート部１０５の下流側端部から更に延びる部分を含めた長さであってもよい。
【００３０】
したがって、本実施形態においては、下流側の長さＬは、ストレート部１０５の中心軸に対して液体流路１０６の中心軸が交わる部分からノズル１１０の上流側端部までの長さであってもよい。なお、この場合、ストレート部１０５と同一の内径とは、完全同一のみを意味するものではなく、多少異なっていても実質的に同一とみることできる大きさの違いを含むものである。
【００３１】
液体流路１０６は、液体であるクーラント液Ｃを気体流路１０２に流通させるための流路であり、断面形状が円形の貫通孔で構成されている。本実施形態においては、液体流路１０６は、気体流路１０２と同じ内径に形成されているが、気体流路１０２とは異なる大きさの内径に形成されていてもよいものである。この液体流路１０６は、流路の両端部のうちの一方（図示右側）に上流側接続部１０７が形成されるとともに下流側となる他方（図示左側）の端部がストレート部１０５に連通している。
【００３２】
上流側接続部１０７は、液体配管１１３が着脱自在な状態で接続される部分であり、円筒部に雌ネジが形成されて構成されている。一方、液体流路１０６における前記他方の端部は、気体流路１０２のストレート部１０５に対して上流側接続部１０３側から延びて同ストレート部１０５に対して所定の混流角度αで連通している。本実施形態においては、混流角度は、３０°に設定されている。
【００３３】
ノズル１１０は、ストレート部１０５を流通した空気のマクロバブルを含むクーラント液Ｃを噴射させるための部品であり、ステンレス材などの金属材料を筒状に形成して構成されている。この場合、ノズル１１０には、断面形状が円形でストレート部１０５よりも小径の貫通孔からなるノズル孔１１０ａが形成されている。なお、ノズル１１０は、金属材料以外の材料、例えば、樹脂材料やセラミック材料で構成することもできる。
【００３４】
エア配管１１１は、圧縮機１１２から出力された空気をマイクロバブル生成具１０１の気体流路１０２に導くための管路を構成する部品である。このエア配管１１１は、本実施形態においては可撓性を有する樹脂製のチューブで構成されているが、可撓性を有しない樹脂製や金属製の管で構成することもできる。なお、エア配管１１１には、エア配管１１１内を流通する空気の流量を増減させるための流通弁を設けてもよい。
【００３５】
圧縮機１１２は、マイクロバブルを構成する気体としての空気を送り出す機械装置である。この圧縮機１１２は、本実施形態においては、外気から取り込んだ空気を１８００〜２７００Ｌ／分の流量、および０．３〜０．６ＭＰａの圧力で送り出すが、圧縮機１１２の仕様は必要なマイクロバブルまたはマイクロバブル生成具１０１の仕様に応じて適宜選定されるものである。
【００３６】
液体配管１１３は、液体ポンプ１１４から出力された液体であるクーラント液Ｃをマイクロバブル生成具１０１の液体流路１０６に導くための管路を構成する部品である。この液体配管１１３は、本実施形態においては可撓性を有する樹脂製のチューブで構成されているが、可撓性を有しない樹脂製や金属製の管で構成することもできる。なお、液体配管１１３には、液体配管１１３内を流通するクーラント液Ｃの流量を増減させるための流通弁を設けてもよい。
【００３７】
液体ポンプ１１４は、マイクロバブルを構成する液体としてのクーラント液Ｃを送り出す機械装置である。この液体ポンプ１１４は、本実施形態においては、クーラント槽１１５からクーラント液Ｃを汲み上げて１０〜５０Ｌ／分の流量で送り出すが、液体ポンプ１１４の仕様は必要なマイクロバブルまたはマイクロバブル生成具１０１の仕様に応じて適宜選定されるものである。
【００３８】
クーラント槽１１５は、クーラント液Ｃを貯留するための容器である。このクーラント槽１１５は、砥石ＷＫに吹き掛けられたクーラント液Ｃが図示しないポンプおよび管路を介して回収されて戻るように構成されている。
【００３９】
（マイクロバブル生成装置１００の作動）
次に、上記のように構成したマイクロバブル生成装置１００の作動について説明する。このマイクロバブル生成装置１００は、金属材料に対して研削加工を行う研削加工機（図示せず）における砥石ＷＫまたは研削対象である金属材料に対してクーラント液Ｃを吐出するように設けられる。本実施形態においては、マイクロバブル生成具１０１は、砥石ＷＫに対してクーラント液Ｃを吹き掛けるように対向配置されている。
【００４０】
マイクロバブル生成装置１００の使用者は、回転する砥石ＷＫに対してマイクロバブルを含むクーラント液Ｃを吹き掛ける。具体的には、使用者は、圧縮機１１２および液体ポンプ１１４の作動を開始させる。これにより、圧縮機１１２は、外気から吸入した空気をマイクロバブル生成具１０１における気体流路１０２に連続的に供給する。また、液体ポンプ１１４は、クーラント槽１１５から汲み上げたクーラント液Ｃを液体流路１０６に連続的に供給する。なお、図１においては、砥石ＷＫの回転駆動を破線矢印で示している。
【００４１】
この場合、マイクロバブル生成具１０１は、圧縮機１１２から供給された空気がストレート部１０５内の直線状に流通する際に液体ポンプ１１４から供給されたクーラント液Ｃを３０°の入射角で混流させる。これにより、マイクロバブル生成具１０１は、ストレート部１０５において空気をマイクロバブル化した後、このマクロバブルを含んだクーラント液Ｃをノズル１１０から直線状に噴射させる。
【００４２】
ノズル１１０から噴射されたクーラント液Ｃは、砥石ＷＫに吹き付けられて砥石ＷＫの洗浄および冷却を行う。この場合、マクロバブルを含んだクーラント液Ｃは、回転する砥石ＷＫに纏わり付くように付着して砥石ＷＫの洗浄および冷却を行う。砥石ＷＫに付着したクーラント液Ｃは、砥石ＷＫから離脱して最終的にクーラント槽１１５に回収される。
【００４３】
次に、使用者は、砥石ＷＫへのクーラント液Ｃの吹き付けを終了する場合には、圧縮機１１２および液体ポンプ１１４の作動を停止させる。これにより、マイクロバブル生成装置１００は、気体流路１０２への空気の供給が停止するとともに液体流路１０６へのクーラント液Ｃの供給が停止するため、ストレート部１０５内にてマイクロバブルの生成が行なわれなくなるとともにノズル１１０からのクーラント液Ｃの噴射も停止される。
【００４４】
ここで、本発明の発明者らが行なった実験について説明する。まず、本発明者らは、直進する空気の流れに対して斜め方向から液体が合流する態様と、直進する液体の流れに対して斜め方向から気体が合流する態様とでマイクロバブルの発生の相違について確認した。具体的には、本発明者らは、本実施形態に係るマイクロバブル生成具１０１が噴射するクーラント液Ｃ内に含まれるマイクロバブルの直径の最小値、最大値および平均値をそれぞれ測定した。また、本発明者らは、マイクロバブル生成具１０１における気体流路１０２に液体配管１１３を接続するとともに液体流路１０６にエア配管１１１を接続してマイクロバブル生成具１０１が噴射するクーラント液Ｃ内に含まれるマイクロバブルの直径の最小値、最大値および平均値をそれぞれ測定した。図３は、上記２つの態様におけるクーラント液Ｃ内に含まれるマイクロバブルの直径の最小値、最大値および平均値をそれぞれ示めしている。
【００４５】
本実験結果によれば、本発明に係るマイクロバブル生成具１０１、すなわち、直進する空気の流れに対して上流側から鋭角に液体が合流する態様のマイクロバブル生成具１０１によれば、気泡の直径が小さい数μレベルのマイクロバブルを生成することができる。また、直進する液体の流れに対して斜め方向から空気が合流する態様のマイクロバブル生成具１０１によれば、気泡の直径が比較的大きい数十μレベルのマイクロバブルを生成することができる。なお、クーラント液Ｃ中のマイクロバブルの直径は、可視化法、光散乱法、レーザー回折・散乱法、干渉画像法、コールター・カウンター法または動的光散乱法などの各種測定方法を用いて測定することができる。
【００４６】
次に、本発明者らは、ストレート部１０５における液体流路１０６が接続された部分から下流側の長さＬについて最短長さの検証を行った。具体的には、本発明者らは、ストレート部１０５における下流側の長さＬが０ｍｍ，３０ｍｍおよび５０ｍｍのマイクロバブル生成具１０１をそれぞれ用意してクーラント液Ｃ内に含まれるマイクロバブルの直径の最小値、最大値および平均値をそれぞれ測定した。
【００４７】
本実験結果によれば、下流側の長さＬが０ｍｍのマイクロバブル生成具１０１ではマイクロバブルが生成されなかったとともに、下流側の長さＬが３０ｍｍのマイクロバブル生成具１０１ではマイクロバブルの生成が不安定であった。一方、下流側の長さＬが５０ｍｍのマイクロバブル生成具１０１では数μレベルのマイクロバブルが安定的に生成されることを確認した。したがって、マイクロバブル生成具１０１は、下流側の長さＬが少なくとも５０ｍｍの長さで延びていることが好ましい。
【００４８】
なお、マイクロバブル生成具１０１は、ストレート部１０５における液体流路１０６が接続された部分から下流側の長さＬ以降の管路については、直線状に延びていてもよいし、屈曲していてもよいことを確認した。この場合、ストレート部１０５における液体流路１０６が接続された部分から下流側の長さＬ以降の管路は、長さが長くなるほど数μレベルのマイクロバブルが少なくなるとともに数十μレベルのマイクロバブルが増加し、さらに管路が長くなると数十μレベルのマイクロバブルが少なくなるとともに数十μレベル以上のマイクロバブルが増加する。したがって、ストレート部１０５における液体流路１０６が接続された部分から下流側の長さＬ以降の管路は、数μレベルのマイクロバブルを維持するには１５００ｍｍ以下、より好ましくは１０００ｍｍ以下の長さがよく、数十μレベルのマイクロバブルを維持するは２５００ｍｍ以下がよい。
【００４９】
次に、本発明者らは、気体流路１０２のストレート部１０５に対して液体流路１０６が接続される混流角度αの最適値について検証した。具体的には、本発明者らは、混流角度αが１５°，３０°，４５°，９０°に形成されたマイクロバブル生成具１０１をそれぞれ用意してクーラント液Ｃ内に含まれるマイクロバブルの直径の最小値、最大値および平均値をそれぞれ測定した。図４は、上記各混流角度αにおけるクーラント液Ｃ内に含まれるマイクロバブルの直径の最小値、最大値および平均値をそれぞれ示めしている。
【００５０】
本実験結果によれば、マイクロバブル生成具１０１は、直進する空気の流れに対して上流側から鋭角に液体が合流する混流角度に構成することで気泡の直径が小さい数μレベルのマイクロバブルを生成することができるが、混流角度αが１５°以上かつ４５°以下の範囲で設定することで安定的にマイクロバブルを容易に生成することができる。一方、混流角度αが４５°よりも大きくなるに従って数μレベルのマイクロバブルが減少するとともに数十μレベル以上のマイクロバブルが増加する。また、混流角度αが４５°よりも大きくなるに従って気体流路１０２内の空気圧によって液体流路１０６内の液体の気体流路１０２内への流出が滞ってマイクロバブルが安定的に生成されない傾向が確認された。したがって、マイクロバブル生成具１０１は、数十μレベルまたはそれ以上のマイクロバブルを生成した場合には混流角度αが４５°以上かつ９０°未満に設定するとよい。
【００５１】
上記作動説明からも理解できるように、上記実施形態によれば、マイクロバブル生成装置１００は、マイクロバブル生成具１０１における気体流路１０２が有する直線状に延びるストレート部１０５に対して液体流路１０６が気体流路１０２の上流側から延びて同ストレート部１０５に対して３０°の角度で繋がっているという構成であるため、マイクロバブル生成具１０１の装置構成を簡単化および小型化することができる。
【００５２】
さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。なお、変形例の説明においては、新たに符号を付さない上記実施形態と同様の部分については同じ符号を付している。
【００５３】
例えば、上記実施形態においては、マイクロバブル生成具１０１は、ストレート部１０５における液体流路１０６が接続される部分の前後の流路が直線状に形成されている。これにより、本発明者らの実験によれば、この接続部分の直前（上流側）または直後（下流側）が屈曲している場合に比べて気泡の直径の小さいマイクロバブルを精度良く生成することができる。しかし、マイクロバブル生成具１０１は、ストレート部１０５における液体流路１０６が接続される部分の直前（上流側）または直後（下流側）が屈曲していてもマイクロバブルの生成自体は可能である。この場合、マイクロバブル生成具１０１は、ストレート部１０５における液体流路１０６が接続される部分の直後（下流側）が直線状に延びて形成されていることが好ましい。
【００５４】
また、上記実施形態においては、マイクロバブル生成具１０１は、ストレート部１０５における液体流路１０６が接続される部分の前後の流路の断面積が同一に形成されている。これにより、本発明者らの実験によれば、この接続部分の直前（上流側）または直後（下流側）で断面積が変化している場合に比べて気泡の直径の小さいマイクロバブルを精度良く生成することができる。しかし、マイクロバブル生成具１０１は、ストレート部１０５における液体流路１０６が接続される部分の前後の流路の断面積が互いに異なる大きさに形成されていても同一に形成されていてもマイクロバブルの生成自体は可能である。
【００５５】
また、上記実施形態においては、マイクロバブル生成具１０１は、気体流路１０２および液体流路１０６の各断面形状を円形に形成した。しかし、マイクロバブル生成具１０１は、気体流路１０２および液体流路１０６の各断面形状を円形（楕円を含む）以外の形状、例えば、三角形、四角形または六角形などの多角形の各形状に形成することができる。
【００５６】
また、上記実施形態においては、マイクロバブル生成具１０１は、ストレート部１０５よりも小径の貫通孔からなるノズル孔１１０ａが形成されたノズル１１０を備えてクーラント液Ｃが勢いよく噴射するように構成した。すなわち、ノズル１１０は、本願発明に係る吐出具に相当する。この場合、吐出具は、ストレート部１０５における下流側の端部に液体が吐出される向き、勢いおよび断面形状のうちの少なくとも１つを調整するように構成することができる。例えば、吐出具は、液体の吐出口が円形、楕円形、方形またはスリット形状に形成することができるほか、吐出口に至る管部分の向きや形状を自由に設定することができるアジャストホースで構成することができる。
【００５７】
また、マイクロバブル生成装置１００は、図５に示すように、吐出具１２０を可撓性を有するチューブ状またはホース状に形成することもできる。これによれば、吐出具１２０は、複雑な入り込んだ場所にマイクロバブルを供給することができる。また、この吐出具１２０によれば、吐出具１２０が可撓性を有するチューブ状に形成されているため、回転する刃物や砥石に接触することがあっても直ちに破損することがないため、これらの刃物や砥石に極力近づけて配置、または僅かに接触した状態で配置することもでき、マイクロバブルを確実にまたは効果的に供給して洗浄効果または冷却効果を向上させることができる。なお、マイクロバブル生成具１０１は、ノズル１１０を含むこれらの吐出具を省略して構成することもできる。なお、図５においては、砥石ＷＫの回転駆動を破線矢印で示している。
【００５８】
また、上記実施形態においては、マイクロバブル生成具１０１は、ブロック状の金属材の内部に気体流路１０２および液体流路１０６をそれぞれ形成して構成した。しかし、マイクロバブル生成具１０１は、気体流路１０２および液体流路１０６をそれぞれパイプ材で構成するとともにこれらを互いに連結して構成することもできる。
【００５９】
また、上記実施形態においては、マイクロバブル生成装置１００は、金属材料に対して研削加工を行う研削加工機における砥石ＷＫに対してクーラント液Ｃを吐出するように構成した。しかし、マイクロバブル生成装置１００は、金属材料または金属材料以外の材料に対して機械加工を行う各種工作機械における加工液の供給装置として実施することができる。また、マイクロバブル生成装置１００は、半導体ウェハに対して洗浄液を供給する供給装置として実施することもできる。また、マイクロバブル生成装置１００は、食器や自動車を洗浄する冷水、温水または熱水を供給する供給装置としても実施できる。すなわち、マイクロバブル生成装置１００は、用途に拘らずマイクロバブルを含む液体を生成する機械装置として実施することができる。
【符号の説明】
【００６０】
Ｌ…ストレート部における液体流路が接続された部分から下流側の長さ、Ｃ…クーラント液、α…混流角度、ＷＫ…砥石、
１００…マイクロバブル生成装置、
１０１…マイクロバブル生成具、１０２…気体流路、１０３…上流側接続部、１０４…下流側接続部、１０５…ストレート部、１０６…液体流路、１０７…上流側接続部、
１１０…ノズル、１１０ａ…ノズル孔、１１１…エア配管、１１２…圧縮機、１１３…液体配管、１１４…液体ポンプ、１１５…クーラント槽、
１２０…吐出具。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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