(57)【要約】【課題】マイクロバブルによる洗浄効果が得られつつ、装置をコンパクトかつ安価に構成できるマイクロバブル発生装置を提供する。【解決手段】液体が流通する管に設けられるマイクロバブル発生装置１０であって、中心軸Ｏに沿って延びる本体筒１１と、本体筒１１の内部に形成される液体の流路１２と、本体筒１１の内部に配置され、中心軸Ｏの軸方向に互いに重なる複数の板部材１３と、流路１２のうち、複数の板部材１３の軸方向の上流側にエアを供給するエア供給部１４と、を備え、板部材１３は、板部材１３を軸方向に貫通し、流路１２の一部を構成する流通孔２１を有し、複数の板部材１３は、互いの流通孔２１同士が連通させられ、複数の板部材１３の各流通孔２１は、軸方向の下流側へ向かうに従い中心軸Ｏ回りの周方向の位置がずらされて螺旋状に配列する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体が流通する管に設けられるマイクロバブル発生装置であって、
中心軸に沿って延びる本体筒と、
前記本体筒の内部に形成される液体の流路と、
前記本体筒の内部に配置され、前記中心軸の軸方向に互いに重なる複数の板部材と、
前記流路のうち、複数の前記板部材の軸方向の上流側にエアを供給するエア供給部と、を備え、
前記板部材は、前記板部材を軸方向に貫通し、前記流路の一部を構成する流通孔を有し、
複数の前記板部材は、互いの前記流通孔同士が連通させられ、
複数の前記板部材の各前記流通孔は、軸方向の下流側へ向かうに従い前記中心軸回りの周方向の位置がずらされて螺旋状に配列する、
マイクロバブル発生装置。
【請求項２】
前記流通孔は、前記板部材に周方向に互いに間隔をあけて複数設けられる、
請求項１に記載のマイクロバブル発生装置。
【請求項３】
複数の前記板部材は、互いに軸方向に表裏反転された姿勢で配置される同一部品からなる一対の前記板部材の組を有する、
請求項１または２に記載のマイクロバブル発生装置。
【請求項４】
軸方向から見て、複数の前記板部材のうち、軸方向の上流端に位置する前記板部材の前記流通孔の孔中心と、軸方向の下流端に位置する前記板部材の前記流通孔の孔中心との間の、前記中心軸を中心とする中心角が、４０°以上９０°以下である、
請求項１から３のいずれか１項に記載のマイクロバブル発生装置。
【請求項５】
軸方向から見て、軸方向に隣接する一対の前記板部材の各前記流通孔の孔中心同士の、前記中心軸を中心とする中心角が、１°以上５°以下である、
請求項１から４のいずれか１項に記載のマイクロバブル発生装置。
【請求項６】
前記エア供給部は、前記流路に開口するノズル孔を有する、
請求項１から５のいずれか１項に記載のマイクロバブル発生装置。
【請求項７】
前記エア供給部は、
前記本体筒の内部に配置される供給部材と、
前記供給部材を軸方向に貫通し、前記流通孔と連通する貫通孔と、を有し、
前記ノズル孔は、前記貫通孔の内周面に開口する、
請求項６に記載のマイクロバブル発生装置。
【請求項８】
前記エア供給部は、
前記本体筒の内部に配置される供給部材と、
前記供給部材を軸方向に貫通し、前記流通孔と連通する貫通孔と、
前記貫通孔内に嵌合する筒部と、を有し、
前記ノズル孔は、前記貫通孔の内周面と前記筒部の外周面との間から、軸方向の下流側へ向けて前記流路に開口する、
請求項６に記載のマイクロバブル発生装置。
【請求項９】
前記ノズル孔は、前記貫通孔の孔中心回りに互いに間隔をあけて複数設けられる、
請求項７または８に記載のマイクロバブル発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロバブル発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロバブル発生装置は、液体が流通する管に設けられる。従来、例えば特許文献１のファインバブル発生装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第６３１２７６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
マイクロバブル発生装置は、液体中にマイクロバブルを発生させる。液体中のマイクロバブルは、例えば、管の内壁等に付着した堆積物を除去する機能や、堆積物が新たに付着することを抑制する機能等を有する。しかしながら、例えば工場において用水が流通する管にマイクロバブル発生装置を設ける場合には、装置が高価になり、また装置の外形が大きくなりやすい。
【０００５】
上記事情に鑑み、本発明は、マイクロバブルによる洗浄効果が得られつつ、装置をコンパクトかつ安価に構成できるマイクロバブル発生装置を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一つの態様は、液体が流通する管に設けられるマイクロバブル発生装置であって、中心軸に沿って延びる本体筒と、前記本体筒の内部に形成される液体の流路と、前記本体筒の内部に配置され、前記中心軸の軸方向に互いに重なる複数の板部材と、前記流路のうち、複数の前記板部材の軸方向の上流側にエアを供給するエア供給部と、を備え、前記板部材は、前記板部材を軸方向に貫通し、前記流路の一部を構成する流通孔を有し、複数の前記板部材は、互いの前記流通孔同士が連通させられ、複数の前記板部材の各前記流通孔は、軸方向の下流側へ向かうに従い前記中心軸回りの周方向の位置がずらされて螺旋状に配列する。
【０００７】
このマイクロバブル発生装置では、液体の流路のうち、複数の板部材の軸方向の上流側にエア供給部によりエアが供給され、このエア（気泡）を含む液体が、複数の板部材の各流通孔を通過して、軸方向の下流側へと流れていく。
本発明によれば、複数の板部材の各流通孔が、軸方向の下流側へ向かうに従い周方向の位置がずらされて、螺旋状に配列している。このため、各流通孔を液体が流通するときに、気泡が微小化されるなどにより、マイクロバブルが発生する。詳しくは、複数の流通孔を液体が螺旋状に流れることにより、液体に遠心力が作用して、マイクロバブルが発生する。また、軸方向に隣り合う流通孔間の段差部等により、キャビテーション作用が得られて、液体中にマイクロバブルが発生する。
【０００８】
液体中のマイクロバブルは、管の内壁等に付着した堆積物を除去する機能や、堆積物が新たに付着することを抑制する機能等を有する。したがって、液体が流通する管を含む液体の流通系統全域において、洗浄効果を得ることができる。
【０００９】
また、複数の板部材の各流通孔が螺旋状に配列しているため、これらの流通孔を通過した液体は、旋回流となって、軸方向の下流側へと流れていく。この旋回流によって、マイクロバブル発生装置から離れた管の部分にまでマイクロバブルが安定して行き渡りやすくなり、液体の流通系統全域において洗浄効果を高めることができる。
【００１０】
例えば本発明の構成と異なり、本体筒内に軸方向に延びる１つの柱状部材が設けられ、この柱状部材に、軸方向の下流側へ向かうに従い周方向に延びる滑らかな螺旋状の流通孔を形成した構成と比べて、本発明によれば、マイクロバブル発生装置の軸方向の全長を小さく抑えることができ、装置をコンパクトに構成できる。すなわち本発明では、複数の板部材を軸方向に重ねることで、流路の内壁に段差部が設けられた螺旋状の流路部分を簡単に形成でき、かつ、この流路部分の軸方向の全長を短く抑えることができる。
また本発明では、複数の板部材を軸方向に重ねて配置するという簡素な構造によって洗浄効果が得られるので、製造費用およびメンテナンス費用を削減できる。また、既存の配管設備等に本発明を適用することが容易であり、汎用性が高い。
【００１１】
上記マイクロバブル発生装置において、前記流通孔は、前記板部材に周方向に互いに間隔をあけて複数設けられることが好ましい。
【００１２】
この場合、板部材の複数の流通孔によってマイクロバブルがより多く発生させられる。したがって、上述した洗浄効果がより高められる。
【００１３】
上記マイクロバブル発生装置において、複数の前記板部材は、互いに軸方向に表裏反転された姿勢で配置される同一部品からなる一対の前記板部材の組を有することが好ましい。
【００１４】
この場合、部品共通化により、複数の板部材の種類が少なく抑えられる。
【００１５】
上記マイクロバブル発生装置において、軸方向から見て、複数の前記板部材のうち、軸方向の上流端に位置する前記板部材の前記流通孔の孔中心と、軸方向の下流端に位置する前記板部材の前記流通孔の孔中心との間の、前記中心軸を中心とする中心角が、４０°以上９０°以下であることが好ましい。
【００１６】
複数の板部材の各流通孔により形成される螺旋状の流路部分の中心角が、４０°以上であると、この流路部分を流れる液体に旋回流を安定して発生させることができ、本発明による洗浄効果がより高められる。
また前記中心角が、９０°以下であると、螺旋状の流路部分の軸方向の全長が長くなり過ぎることを抑えられ、装置をコンパクトに構成できる。
【００１７】
上記マイクロバブル発生装置において、軸方向から見て、軸方向に隣接する一対の前記板部材の各前記流通孔の孔中心同士の、前記中心軸を中心とする中心角が、１°以上５°以下であることが好ましい。
【００１８】
前記中心角が、１°以上であると、螺旋状の流路部分に形成される段差部の機能が安定して得られ、マイクロバブルが効率よく発生させられる。
また前記中心角が、５°以下であると、螺旋状の流路部分を流れる液体の圧力損失が大きくなり過ぎることが抑えられ、流路を流れる液体の流通状態を安定させることができる。
【００１９】
上記マイクロバブル発生装置において、前記エア供給部は、前記流路に開口するノズル孔を有することが好ましい。
【００２０】
この場合、ノズル孔を通して、エアが細かな気泡となって流路に放出させられ、液体中にマイクロバブルがより発生しやすくなる。また、内径の小さなノズル孔からエアを放出することにより、このノズル孔を通して、流路からエア供給部へと液体が逆流することを抑制できる。したがって、エア供給部の機能が良好に維持される。
【００２１】
上記マイクロバブル発生装置において、前記エア供給部は、前記本体筒の内部に配置される供給部材と、前記供給部材を軸方向に貫通し、前記流通孔と連通する貫通孔と、を有し、前記ノズル孔は、前記貫通孔の内周面に開口することが好ましい。
【００２２】
この場合、ノズル孔から貫通孔にエアを供給することにより、このエア（気泡）を含む液体が、貫通孔と連通する下流側の流通孔に安定して流通する。これにより、マイクロバブルが安定して発生させられる。
【００２３】
上記マイクロバブル発生装置において、前記エア供給部は、前記本体筒の内部に配置される供給部材と、前記供給部材を軸方向に貫通し、前記流通孔と連通する貫通孔と、前記貫通孔内に嵌合する筒部と、を有し、前記ノズル孔は、前記貫通孔の内周面と前記筒部の外周面との間から、軸方向の下流側へ向けて前記流路に開口することが好ましい。
【００２４】
この場合、ノズル孔が、液体が流れる下流側へ向けて流路に開口するので、エア（気泡）を含む液体が、貫通孔と連通する下流側の流通孔に安定して流通させられる。また、ノズル孔を通して流路からエア供給部へと液体が逆流することが、より抑制される。
【００２５】
上記マイクロバブル発生装置において、前記ノズル孔は、前記貫通孔の孔中心回りに互いに間隔をあけて複数設けられることが好ましい。
【００２６】
この場合、複数のノズル孔から貫通孔に放出されるエアにより、液体中に気泡がより分散させられる。気泡が分散された状態の液体が貫通孔から下流側の流通孔へと流通するので、マイクロバブルを発生させる効率がより高められる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の一つの態様のマイクロバブル発生装置によれば、マイクロバブルによる洗浄効果が得られつつ、装置をコンパクトかつ安価に構成できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施形態のマイクロバブル発生装置を備える液体の流通系統を示す側面図である。
【図２】本発明の第１実施形態のマイクロバブル発生装置を軸方向から見た正面図である。
【図３】図２のIII-III断面を示す断面図である。
【図４】複数の板部材の各流通孔の配置を説明する図である。
【図５】本発明の第２実施形態のマイクロバブル発生装置を軸方向から見た正面図である。
【図６】図５のVI-VI断面を示す断面図である。
【図７】図６のVII部を拡大して示す断面図である。
【図８】図７のVIII矢視を示す背面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態のマイクロバブル発生装置１０について、図１〜図４を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態のマイクロバブル発生装置１０は、液体が流通する管１００に設けられる。具体的に、マイクロバブル発生装置１０は、例えば製缶工場において、用水が流通する管（配管）１００の途中に設けられ、管１００の一部を構成する。管１００に流れる液体は、例えばアルカリ性の消石灰溶液等である。すなわち、液体の溶質は消石灰等であり、溶媒は水等である。
【００３０】
液体は、消石灰溶液が貯留される槽１０１からポンプ１０２によって汲み出され、管１００内を流通して、管１００が有する複数の分岐管１００ａから各処理槽（図示省略）に送られる。また、分岐管１００ａに流入しなかった余剰の液体については、管１００を通って槽１０１に戻される。図示しない複数の処理槽には、製缶加工の処理に用いられた例えば酸性の排液が流入し、この排液に分岐管１００ａを通して消石灰溶液が供給されることにより、処理槽の排液のＰＨが調整される。ＰＨ調整された排液は、図示しないシックナー等に送られる。
【００３１】
図２および図３に示すように、マイクロバブル発生装置１０は、中心軸Ｏに沿って延びる本体筒１１と、本体筒１１の内部に形成される液体の流路１２と、本体筒１１の内部に配置される複数の板部材１３と、流路１２にエアを供給するエア供給部１４と、複数の板部材１３およびエア供給部１４を固定する固定部１５と、を備える。
液体は、本体筒１１の中心軸Ｏ方向の一方側の端部から他方側の端部へ向けて、流路１２の内部を流通する。
【００３２】
本実施形態では、本体筒１１の中心軸Ｏが延びる方向を軸方向と呼ぶ。軸方向のうち、液体が流れる方向を軸方向の下流側と呼ぶ。軸方向の下流側は、本体筒１１の軸方向の一方側の端部から他方側の端部へ向かう方向であり、図３における右側である。軸方向のうち、液体が流れる方向とは反対方向を、軸方向の上流側と呼ぶ。軸方向の上流側は、本体筒１１の軸方向の他方側の端部から一方側の端部へ向かう方向であり、図３における左側である。
図１に示すように、本実施形態ではマイクロバブル発生装置１０が、軸方向の下流側を鉛直方向の上側へ向けた姿勢で、管１００に設けられる。このため、マイクロバブル発生装置１０の下流側へ、エア（気泡）とともにマイクロバブルがより流れやすくなる。
【００３３】
中心軸Ｏに直交する方向を径方向と呼ぶ。径方向のうち、中心軸Ｏに接近する方向を径方向内側と呼び、中心軸Ｏから離れる方向を径方向外側と呼ぶ。
中心軸Ｏ回りに周回する方向を周方向と呼ぶ。図２に示すように、本体筒１１を軸方向の上流から下流側へ向けて見て、周方向のうち、反時計回りの方向を周方向一方側と呼び、時計回りの方向を周方向他方側と呼ぶ。
【００３４】
図２および図３に示すように、本体筒１１は、中心軸Ｏを中心として軸方向に延びる略円筒状である。本体筒１１は、本体筒１１の軸方向の上流側の端部に位置する流入筒部１６と、本体筒１１の軸方向の下流側の端部に位置する流出筒部１７と、軸方向において本体筒１１の上流側の端部と下流側の端部との間に配置される中間筒部１８と、を有する。
【００３５】
流入筒部１６は、上流側流通筒１６ａと、上流側フランジ１６ｂと、を有する。
上流側流通筒１６ａは、軸方向に延びる筒状である。上流側流通筒１６ａは、上流側シール溝１６ｃと、上流側シール部材１６ｄと、を有する。
【００３６】
上流側シール溝１６ｃは、上流側流通筒１６ａの外周面から径方向内側に窪み、周方向に延びる環状である。本実施形態では上流側シール溝１６ｃが、軸方向に互いに間隔をあけて複数設けられる。
上流側シール部材１６ｄは、周方向に延びる環状の弾性部材等であり、例えばＯリング等である。本実施形態では上流側シール部材１６ｄが、軸方向に互いに間隔をあけて複数設けられる。各上流側シール部材１６ｄは、各上流側シール溝１６ｃに配置される。
【００３７】
上流側流通筒１６ａの内周面１６ｅは、上流側流通筒１６ａの軸方向の上流側の端部から下流側へ向かうに従い、内径が大きくなる。上流側流通筒１６ａの内周面１６ｅは、軸方向の下流側へ向かうに従い徐々に拡径するテーパ面状である。
【００３８】
上流側フランジ１６ｂは、上流側流通筒１６ａの外周面における軸方向の上流側の部分から径方向外側に拡がるフランジ状である。上流側フランジ１６ｂは、中間筒部１８と複数のボルト部材１９により固定される。特に図示しないが、上流側フランジ１６ｂは、マイクロバブル発生装置１０と軸方向に隣り合う管１００の部分、すなわち、マイクロバブル発生装置１０の軸方向の上流側に隣接する管１００の接続端部と、ボルト部材等により固定される。
【００３９】
流出筒部１７は、下流側流通筒１７ａと、下流側フランジ１７ｂと、を有する。
下流側流通筒１７ａは、軸方向に延びる筒状である。下流側流通筒１７ａは、下流側シール溝１７ｃと、下流側シール部材１７ｄと、を有する。
【００４０】
下流側シール溝１７ｃは、下流側流通筒１７ａの外周面から径方向内側に窪み、周方向に延びる環状である。本実施形態では下流側シール溝１７ｃが、軸方向に互いに間隔をあけて複数設けられる。
下流側シール部材１７ｄは、周方向に延びる環状の弾性部材等であり、例えばＯリング等である。本実施形態では下流側シール部材１７ｄが、軸方向に互いに間隔をあけて複数設けられる。各下流側シール部材１７ｄは、各下流側シール溝１７ｃに配置される。
【００４１】
下流側流通筒１７ａの内周面１７ｅは、下流側流通筒１７ａの軸方向の上流側の端部から下流側へ向かうに従い、内径が小さくなる。下流側流通筒１７ａの内周面１７ｅは、軸方向の下流側へ向かうに従い徐々に縮径するテーパ面状である。
【００４２】
下流側フランジ１７ｂは、下流側流通筒１７ａの外周面における軸方向の下流側の部分から径方向外側に拡がるフランジ状である。下流側フランジ１７ｂは、中間筒部１８と複数のボルト部材２０により固定される。特に図示しないが、下流側フランジ１７ｂは、マイクロバブル発生装置１０と軸方向に隣り合う管１００の部分、すなわち、マイクロバブル発生装置１０の軸方向の下流側に隣接する管１００の接続端部と、ボルト部材等により固定される。
【００４３】
本実施形態では、流入筒部１６と流出筒部１７とが、互いに同一部品である。流入筒部１６と流出筒部１７とは、互いに軸方向に表裏反転した姿勢で配置される。
【００４４】
中間筒部１８は、軸方向に延びる円筒状である。中間筒部１８の軸方向の上流側を向く端面は、上流側フランジ１６ｂの軸方向の下流側を向く端面と接触する。中間筒部１８の軸方向の下流側を向く端面は、下流側フランジ１７ｂの軸方向の上流側を向く端面と接触する。
中間筒部１８の軸方向の上流側の端部は、上流側流通筒１６ａの径方向外側に嵌合する。中間筒部１８の内周面のうち軸方向の上流側の端部には、上流側シール部材１６ｄが接触する。中間筒部１８の軸方向の下流側の端部は、下流側流通筒１７ａの径方向外側に嵌合する。中間筒部１８の内周面のうち軸方向の下流側の端部には、下流側シール部材１７ｄが接触する。
【００４５】
複数の板部材１３は、中間筒部１８の内部に配置され、軸方向に互いに重なる。複数の板部材１３は、それぞれ板状であり、各板面が軸方向を向く。軸方向に隣り合う板部材１３同士は、互いの板面同士が接触する。本実施形態では図４に示すように、板部材１３が、円板状である。板部材１３は、軸方向の厚さ寸法が、例えば３〜５ｍｍである。板部材１３は、例えばプラスチック等の樹脂製である。
板部材１３は、流通孔２１と、固定孔２２と、を有する。
【００４６】
流通孔２１は、板部材１３を軸方向に貫通し、流路１２の一部を構成する。流通孔２１は、板部材１３のうち中心軸Ｏから径方向にずれた位置に配置される。本実施形態では流通孔２１が、円孔状である。複数の板部材１３は、互いの流通孔２１同士が連通させられており、互いに連通する複数の流通孔２１により、流路１２の部分（後述する螺旋流路部３８ｂ）が構成される。
【００４７】
図２〜図４に示すように、複数の板部材１３の各流通孔２１は、軸方向の下流側へ向かうに従い中心軸Ｏ回りの周方向の位置がずらされて螺旋状に配列する。軸方向に隣り合う板部材１３同士の間には、互いに連通する流通孔２１同士が周方向にずらされて配置されることにより、段差部２３が形成される。段差部２３は、板部材１３の板面のうち流通孔２１に隣接する部分に配置される。段差部２３は、軸方向に互いに間隔をあけて複数設けられる。
【００４８】
なお図４は、軸方向に並ぶ複数の板部材１３のうち、軸方向の中央部近傍に配置される５つの板部材１３（１３ｇ，１３ｈ，１３ｉ，１３ｈ，１３ｇ）を抜粋して示す正面図であり、各板部材１３の流通孔２１の配置を説明する図である。図４においては、図中の右側に位置する板部材１３が軸方向の上流側に位置する板部材１３に相当し、図中の左側に位置する板部材１３が軸方向の下流側に位置する板部材１３に相当する。
【００４９】
本実施形態では、複数の板部材１３の互いに連通する各流通孔２１が、軸方向の上流から下流側へ向かうに従い周方向一方側（図４においては中心軸Ｏを中心とする反時計回り）へ向けて、螺旋状に配列する。すなわち本実施形態では、互いに流通孔２１の配置が異なる複数種類の板部材１３が設けられ、具体的には図３に示すように、１０種類の板部材１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆ，１３ｇ，１３ｈ，１３ｉ，１３ｊが、軸方向に並んで計１８枚設けられる。より詳しくは、複数の板部材１３が、軸方向の上流から下流側へ向けて、板部材１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆ，１３ｇ，１３ｈ，１３ｉ，１３ｈ，１３ｇ，１３ｆ，１３ｅ，１３ｄ，１３ｃ，１３ｂ，１３ａ，１３ｊの順に並ぶ。
【００５０】
図２に示すように、軸方向から見て、軸方向に隣接する一対の板部材１３の各流通孔２１の孔中心Ｃ同士の、中心軸Ｏを中心とする中心角βは、１°以上５°以下であり、本実施形態では例えば２．５°である。具体的には、図３および図４に示す複数の板部材１３のうち、軸方向の上流端に位置する板部材１３ａから、軸方向の下流側へ向けて板部材１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆ，１３ｇ，１３ｈ，１３ｉ，１３ｈ，１３ｇ，１３ｆ，１３ｅ，１３ｄ，１３ｃ，１３ｂ，１３ａ，１３ｊの順に、各板部材１３の流通孔２１は、例えば２．５°毎に周方向一方側にずらされて配置される。
【００５１】
図３において、複数の板部材１３のうち、軸方向の中央部に位置する板部材１３ｉよりも軸方向の上流側に位置する板部材１３ａ〜１３ｈと、この板部材１３ｉよりも軸方向の下流側に位置する板部材１３ａ〜１３ｈとは、互いに軸方向に表裏反転した姿勢で配置されている。すなわち、板部材１３ａ〜１３ｈのうち、板部材１３ｉの軸方向の上流側と下流側とに配置される同一符号の一対の板部材１３同士は、互いに同一部品である。言い換えると、複数の板部材１３は、互いに軸方向に表裏反転された姿勢で配置される同一部品からなる一対の板部材１３の組を有し、本実施形態ではこの組が複数設けられる。
【００５２】
図２に示すように軸方向から見て、複数の板部材１３のうち、軸方向の上流端に位置する板部材１３ａの流通孔２１の孔中心Ｃと、軸方向の下流端に位置する板部材１３ｊの流通孔２１の孔中心Ｃとの間の、中心軸Ｏを中心とする中心角αは、４０°以上９０°以下である。
【００５３】
図４に示すように、流通孔２１は、板部材１３に周方向に互いに間隔をあけて複数設けられる。本実施形態では流通孔２１が、板部材１３に周方向に等ピッチで８つ設けられる。
【００５４】
固定孔２２は、板部材１３を軸方向に貫通する。固定孔２２は、板部材１３において中心軸Ｏ上に位置する。固定孔２２は、中心軸Ｏと同軸に配置される。本実施形態では固定孔２２が、略円孔状である。固定孔２２は、キー嵌合部２２ａを有する。キー嵌合部２２ａは、固定孔２２の内周面から径方向外側に窪む凹状である。
【００５５】
図２および図３において、エア供給部１４は、流路１２のうち、複数の板部材１３の軸方向の上流側にエアを供給する。
エア供給部１４は、供給部材２４と、貫通孔２５と、供給溝２６と、ノズル孔２７と、中間シール部材２８と、チェックバルブ（逆止弁）２９と、エア孔３０と、エア供給源（図示省略）と、を有する。
【００５６】
供給部材２４は、本体筒１１の内部に配置される。供給部材２４は、一対の板面が軸方向を向く板状、または、一対の端面が軸方向を向く柱状である。本実施形態では供給部材２４が、円板状または円柱状である。供給部材２４は、中心軸Ｏと同軸に配置される。供給部材２４は、中間筒部１８内に嵌合し、複数の板部材１３よりも軸方向の上流側に位置する。供給部材２４は、複数の板部材１３のうち、軸方向の上流端に位置する板部材１３ａに対して、軸方向の上流側に隣接して配置される。つまり、軸方向において供給部材２４と板部材１３ａとは、互いに接触する。
【００５７】
供給部材２４は、挿通孔２４ａと、中間シール溝２４ｂと、を有する。
挿通孔２４ａは、供給部材２４を軸方向に貫通する。挿通孔２４ａは、供給部材２４において中心軸Ｏ上に位置する。挿通孔２４ａは、中心軸Ｏと同軸に配置される。本実施形態では挿通孔２４ａが、略円孔状である。挿通孔２４ａは、キー嵌合溝２４ｃを有する。キー嵌合溝２４ｃは、挿通孔２４ａの内周面から径方向外側に窪み、軸方向に延びる溝状である。軸方向から見て、キー嵌合溝２４ｃは、複数の板部材１３の各キー嵌合部２２ａと重なって配置される。
【００５８】
中間シール溝２４ｂは、供給部材２４の外周面から径方向内側に窪み、周方向に延びる溝状である。本実施形態では中間シール溝２４ｂが、軸方向に互いに間隔をあけて複数設けられる。
【００５９】
貫通孔２５は、供給部材２４を軸方向に貫通し、流路１２の部分（後述する直線流路部３８ａ）を構成する。貫通孔２５は、供給部材２４のうち中心軸Ｏから径方向にずれた位置に配置される。本実施形態では貫通孔２５が、円孔状である。貫通孔２５は、流通孔２１の軸方向の上流側に位置し、流通孔２１と連通する。
貫通孔２５は、供給部材２４に周方向に互いに間隔をあけて複数設けられる。本実施形態では貫通孔２５が、供給部材２４に周方向に等ピッチで８つ設けられる。
【００６０】
供給溝２６は、供給部材２４の外周面から径方向内側に窪み、周方向に延びる溝状である。供給溝２６は、中心軸Ｏを中心とする環状である。本実施形態では供給溝２６が、軸方向に隣り合う一対の中間シール溝２４ｂ同士の間に配置される。
【００６１】
ノズル孔２７は、供給溝２６と、流路１２とに開口する。本実施形態ではノズル孔２７が、貫通孔２５の内周面に開口することで、流路１２に開口する。ノズル孔２７は、供給溝２６と貫通孔２５との間で、径方向に延びる。ノズル孔２７は、周方向に互いに間隔をあけて複数設けられる。本実施形態ではノズル孔２７が、供給部材２４に周方向に等ピッチで８つ設けられる。すなわち、ノズル孔２７の数と貫通孔２５の数とは、互いに同じであり、各ノズル孔２７は、各貫通孔２５に開口する。
【００６２】
ノズル孔２７のうち、供給溝２６と接続する基端部（径方向外端部）は、ザグリ孔状である。具体的に、ノズル孔２７の内周面のうち基端部は、ノズル孔２７の孔中心方向に沿って供給溝２６から貫通孔２５側（つまり径方向内側）へ向かうに従い縮径するテーパ面状である。ノズル孔２７のうち、貫通孔２５と接続する先端部は、円孔状である。ノズル孔２７の先端部の内径は、ノズル孔２７の先端部以外の部分の内径よりも小さい。つまりノズル孔２７の先端部は、ノズル孔２７において最も内径が小さい。またノズル孔２７の先端部は、エア供給部１４のエア流路において最も内径が小さい。
【００６３】
中間シール部材２８は、周方向に延びる環状の弾性部材等であり、例えばＯリング等である。本実施形態では中間シール部材２８が、軸方向に互いに間隔をあけて複数設けられる。各中間シール部材２８は、各中間シール溝２４ｂに配置される。
【００６４】
チェックバルブ２９は、本体筒１１に設けられる。チェックバルブ２９は、中間筒部１８のエア孔３０にねじ止めされ、中間筒部１８と固定される。チェックバルブ２９は、エア供給源（図示省略）からエア孔３０へ向けた流体（エア）の流通を許容し、エア孔３０からエア供給源へ向けた流体（液体およびエア）の流通を遮断する。
エア孔３０は、中間筒部１８を径方向に貫通する。エア孔３０は、供給溝２６に開口する。
【００６５】
特に図示しないが、エア供給源は、配管やチューブ等によりチェックバルブ２９と接続される。エア供給源は、例えばエアコンプレッサ等である。エア供給源は、チェックバルブ２９、エア孔３０、供給溝２６およびノズル孔２７を通して、貫通孔２５の内周面から流路１２にエアを供給する。
【００６６】
固定部１５は、シャフト３１と、キー３２と、流入ガイド３３と、流出ガイド３４と、を有する。
シャフト３１は、軸方向に延びる。本実施形態ではシャフト３１が、円柱状である。シャフト３１は、供給部材２４の挿通孔２４ａと、複数の板部材１３の各固定孔２２とに挿入される。シャフト３１は、キー溝を有する。キー溝は、シャフト３１の外周面から径方向内側に窪み、軸方向に延びる。
【００６７】
キー３２は、軸方向に延びる。キー３２は、シャフト３１のキー溝に配置され、シャフト３１の外周面から径方向外側に突出する。キー３２は、供給部材２４のキー嵌合溝２４ｃと、複数の板部材１３の各キー嵌合部２２ａとに挿入される。これにより、シャフト３１、供給部材２４および複数の板部材１３が、周方向に相対的に移動することが規制される。
【００６８】
流入ガイド３３は、シャフト３１の軸方向の上流側に配置される。本実施形態では流入ガイド３３が、シャフト３１と一体に形成される。流入ガイド３３は、中心軸Ｏを中心として軸方向に延びる錘状であり、本実施形態では円錐状である。流入ガイド３３の外径は、シャフト３１の外径よりも大きい。流入ガイド３３の外径は、軸方向の上流から下流側へ向かうに従い大きくなる。すなわち、流入ガイド３３の外周面は、軸方向の下流側へ向かうに従い拡径するテーパ面状である。
【００６９】
流入ガイド３３の軸方向の上流側を向く先端面は、上流側へ向けて凸となる曲面状であり、本実施形態では凸球面状である。流入ガイド３３の軸方向の下流側を向く後端面は、中心軸Ｏに垂直な方向に拡がる平面状である。流入ガイド３３の後端面は、供給部材２４の軸方向の上流側を向く板面（端面）と接触する。
【００７０】
流出ガイド３４は、シャフト３１の軸方向の下流側に配置される。本実施形態では流出ガイド３４が、シャフト３１とボルト部材３５により固定される。流出ガイド３４は、軸方向に延びるボルト孔を有しており、ボルト部材３５はこのボルト孔に挿入されて、シャフト３１とねじ止めされる。流出ガイド３４は、中心軸Ｏを中心として軸方向に延びる錘状であり、本実施形態では円錐状である。流出ガイド３４の外径は、シャフト３１の外径よりも大きい。流出ガイド３４の外径は、軸方向の上流から下流側へ向かうに従い小さくなる。すなわち、流出ガイド３４の外周面は、軸方向の下流側へ向かうに従い縮径するテーパ面状である。
【００７１】
流出ガイド３４の軸方向の下流側を向く後端面には、ボルト孔が開口する。流出ガイド３４の軸方向の上流側を向く先端面は、中心軸Ｏに垂直な方向に拡がる平面状である。流出ガイド３４の先端面は、複数の板部材１３のうち、軸方向の下流端に位置する板部材１３ｊの軸方向の下流側を向く板面と接触する。
【００７２】
流路１２の内部には、液体が流通する。流路１２は、上流側流路部３６と、下流側流路部３７と、中間流路部３８と、を有する。
上流側流路部３６は、流路１２のうち軸方向の上流側の端部に位置する。上流側流路部３６は、上流側流通筒１６ａの内周面１６ｅと、流入ガイド３３の外面との間に形成された流路１２の部分である。上流側流路部３６は、軸方向の下流側へ向かうに従い直径が大きくなる。
【００７３】
下流側流路部３７は、流路１２のうち軸方向の下流側の端部に位置する。下流側流路部３７は、下流側流通筒１７ａの内周面１７ｅと、流出ガイド３４の外面との間に形成された流路１２の部分である。下流側流路部３７は、軸方向の下流側へ向かうに従い直径が小さくなる。
【００７４】
中間流路部３８は、流路１２のうち、軸方向の上流側の端部と下流側の端部との間に位置する。中間流路部３８は、上流側流路部３６および下流側流路部３７と連通する。中間流路部３８の軸方向の上流側の端部は、上流側流路部３６の軸方向の下流側の端部と接続する。中間流路部３８の軸方向の下流側の端部は、下流側流路部３７の軸方向の上流側の端部と接続する。
【００７５】
中間流路部３８は、直線流路部３８ａと、螺旋流路部３８ｂと、を有する。
直線流路部３８ａは、中間流路部３８のうち、軸方向の上流側の端部に位置する。直線流路部３８ａは、軸方向に延びる。直線流路部３８ａは、供給部材２４の貫通孔２５の内周面により形成された流路１２の部分である。直線流路部３８ａは、周方向に互いに間隔をあけて複数設けられる。本実施形態では直線流路部３８ａが、周方向に等ピッチで８つ設けられる。
【００７６】
螺旋流路部３８ｂは、中間流路部３８のうち、軸方向の上流側の端部以外の部分に位置する。螺旋流路部３８ｂは、直線流路部３８ａの軸方向の下流側に配置される。螺旋流路部３８ｂは、直線流路部３８ａと連通する。螺旋流路部３８ｂは、軸方向の下流側へ向かうに従い周方向に延びる。本実施形態では螺旋流路部３８ｂが、軸方向の上流から下流側へ向かうに従い、周方向一方側へ向けて、螺旋状に延びる。螺旋流路部３８ｂは、複数の板部材１３の各流通孔２１の内周面と、複数の段差部２３とにより形成された流路１２の部分である。螺旋流路部３８ｂは、周方向に互いに間隔をあけて複数設けられる。本実施形態では螺旋流路部３８ｂが、周方向に等ピッチで８つ設けられる。
【００７７】
このように本実施形態では、本体筒１１内の流路１２が、軸方向の上流から下流側へ向かって、１つの上流側流路部３６から複数の中間流路部３８に分岐し、さらに複数の中間流路部３８から１つの下流側流路部３７にまとまる。
【００７８】
以上説明した本実施形態のマイクロバブル発生装置１０では、液体の流路１２のうち、複数の板部材１３の軸方向の上流側にエア供給部１４によりエアが供給され、このエア（気泡）を含む液体が、複数の板部材１３の各流通孔２１を通過して、軸方向の下流側へと流れていく。
本実施形態によれば、複数の板部材１３の各流通孔２１が、軸方向の下流側へ向かうに従い周方向の位置がずらされて、螺旋状に配列している。このため、各流通孔２１を液体が流通するときに、気泡が微小化されるなどにより、マイクロバブルが発生する。詳しくは、複数の流通孔２１を液体が螺旋状に流れることにより、液体に遠心力が作用して、マイクロバブルが発生する。また、軸方向に隣り合う流通孔２１間の段差部２３等により、キャビテーション作用が得られて、液体中にマイクロバブルが発生する。
【００７９】
液体中のマイクロバブルは、管１００の内壁等に付着した堆積物を除去する機能や、堆積物が新たに付着することを抑制する機能等を有する。したがって、液体が流通する管１００を含む液体の流通系統全域において、洗浄効果を得ることができる。
【００８０】
また、複数の板部材１３の各流通孔２１が螺旋状に配列しているため、これらの流通孔２１を通過した液体は、旋回流となって、軸方向の下流側へと流れていく。この旋回流によって、マイクロバブル発生装置１０から離れた管１００の部分にまでマイクロバブルが安定して行き渡りやすくなり、液体の流通系統全域において洗浄効果を高めることができる。
【００８１】
例えば本実施形態の構成と異なり、本体筒１１内に軸方向に延びる図示しない１つの柱状部材が設けられ、この柱状部材に、軸方向の下流側へ向かうに従い周方向に延びる滑らかな螺旋状の流通孔を形成した構成と比べて、本実施形態によれば、マイクロバブル発生装置１０の軸方向の全長を小さく抑えることができ、装置をコンパクトに構成できる。すなわち本実施形態では、複数の板部材１３を軸方向に重ねることで、流路１２の内壁に段差部２３が設けられた螺旋流路部３８ｂを簡単に形成でき、かつ、この螺旋流路部３８ｂの軸方向の全長を短く抑えることができる。
また本実施形態では、複数の板部材１３を軸方向に重ねて配置するという簡素な構造によって洗浄効果が得られるので、マイクロバブル発生装置１０としても液体の流通系統全体としても、製造費用およびメンテナンス費用を削減できる。また、既存の配管設備等に本実施形態を適用することが容易であり、汎用性が高い。
【００８２】
また本実施形態では、流通孔２１が、板部材１３に周方向に互いに間隔をあけて複数設けられるので、複数の流通孔２１によってマイクロバブルがより多く発生させられる。したがって、上述した洗浄効果がより高められる。
【００８３】
また本実施形態では、複数の板部材１３が、互いに軸方向に表裏反転された姿勢で配置される同一部品からなる一対の板部材１３の組を有するので、部品共通化により、複数の板部材１３の種類が少なく抑えられる。特に本実施形態では、上記組が複数設けられるので、板部材１３の種類をより削減できる。
【００８４】
また本実施形態では、軸方向から見て、複数の板部材１３のうち、軸方向の上流端に位置する板部材１３ａの流通孔２１の孔中心Ｃと、軸方向の下流端に位置する板部材１３ｊの流通孔２１の孔中心Ｃとの間の、中心軸Ｏを中心とする中心角αが、４０°以上９０°以下である。
複数の板部材１３の各流通孔２１により形成される螺旋状の流路部分（螺旋流路部３８ｂ）の中心角αが、４０°以上であると、螺旋流路部３８ｂを流れる液体に旋回流を安定して発生させることができ、本実施形態による洗浄効果がより高められる。
また中心角αが、９０°以下であると、螺旋状の流路部分の軸方向の全長が長くなり過ぎることを抑えられ、装置をコンパクトに構成できる。
【００８５】
また本実施形態では、軸方向から見て、軸方向に隣接する一対の板部材１３の各流通孔２１の孔中心Ｃ同士の、中心軸Ｏを中心とする中心角βが、１°以上５°以下である。
中心角βが、１°以上であると、螺旋流路部３８ｂに形成される段差部２３の機能が安定して得られ、マイクロバブルが効率よく発生させられる。
また中心角βが、５°以下であると、螺旋流路部３８ｂを流れる液体の圧力損失が大きくなり過ぎることが抑えられ、流路１２を流れる液体の流通状態を安定させることができる。
【００８６】
また本実施形態では、エア供給部１４が、流路１２に開口するノズル孔２７を有する。
この場合、ノズル孔２７を通して、エアが細かな気泡となって流路１２に放出させられ、液体中にマイクロバブルがより発生しやすくなる。また、内径の小さなノズル孔２７からエアを放出することにより、このノズル孔２７を通して、流路１２からエア供給部１４へと液体が逆流することを抑制できる。したがって、エア供給部１４の機能が良好に維持される。
特に本実施形態では、ノズル孔２７の孔中心に沿う方向の基端部（径方向外端部）が、ザグリ孔状であるので、仮にノズル孔２７の基端部に消石灰成分が付着した場合でも、ノズル孔２７が詰まることを抑制でき、かつ、エアを噴出させることで消石灰成分を吹き飛ばし除去することができる。
【００８７】
また本実施形態では、ノズル孔２７が、供給部材２４の貫通孔２５の内周面に開口するので、ノズル孔２７から貫通孔２５にエアを供給することにより、このエア（気泡）を含む液体が、貫通孔２５と連通する下流側の流通孔２１に安定して流通する。これにより、マイクロバブルが安定して発生させられる。
【００８８】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態のマイクロバブル発生装置４０について、図５〜図８を参照して説明する。なお、第２実施形態では、第１実施形態と同じ構成要素については同じ符号を付して、その説明を省略する。
【００８９】
本実施形態のマイクロバブル発生装置４０は、前述の実施形態で説明したマイクロバブル発生装置１０とは、エア供給部１４の構成が異なる。
図５および図６に示すように、本実施形態ではエア供給部１４が、供給部材２４と、貫通孔２５と、供給溝２６と、筒部４１と、連通孔４２と、ノズル孔４３と、中間シール部材２８と、チェックバルブ２９と、エア孔３０と、エア供給源（図示省略）と、を有する。
【００９０】
図７および図８に示すように、本実施形態では供給部材２４が、段部２４ｄを有する。段部２４ｄは、貫通孔２５の軸方向の上流側の端部に配置される。段部２４ｄは、貫通孔２５の中心軸である孔中心Ａ回りに延びる環状の凹部であり、貫通孔２５と同軸に配置される。段部２４ｄの内径は、貫通孔２５の内径よりも大きい。
【００９１】
筒部４１は、軸方向に延びる筒状である。本実施形態では筒部４１が、略円筒状である。筒部４１は、貫通孔２５内に嵌合する。筒部４１は、周方向に互いに間隔をあけて複数設けられる。本実施形態では筒部４１が、供給部材２４に周方向に等ピッチで８つ設けられる。各筒部４１は、各貫通孔２５内に１つ配置される。筒部４１の軸方向の長さは、貫通孔２５の軸方向の長さよりも小さい。筒部４１は、貫通孔２５の内部のうち、軸方向の下流側の端部以外の部分に位置する。
本実施形態では、流路１２の直線流路部３８ａが、筒部４１の内周面と、筒部４１の軸方向の下流側を向く端面４１ｄと、貫通孔２５の内周面とにより形成される。
【００９２】
筒部４１は、筒本体４１ａと、筒フランジ４１ｂと、筒エア溝４１ｃと、を有する。
筒本体４１ａは、貫通孔２５の孔中心Ａを中心とする円筒状である。筒本体４１ａの外周面は、貫通孔２５の内周面と接触する。
【００９３】
筒フランジ４１ｂは、貫通孔２５の孔中心Ａを中心とする円環板状である。筒フランジ４１ｂは、筒本体４１ａの外周面における軸方向の上流側の端部から、孔中心Ａと直交する径方向の外側に拡がる。筒フランジ４１ｂの外径は、貫通孔２５の内径よりも大きい。筒フランジ４１ｂは、段部２４ｄに配置される。筒フランジ４１ｂの軸方向の下流側を向く板面は、段部２４ｄの軸方向の上流側を向く底面と接触する。
【００９４】
筒エア溝４１ｃは、筒本体４１ａの外周面から、孔中心Ａに直交する径方向の内側に窪み、孔中心Ａ回りに延びる溝状である。筒エア溝４１ｃは、孔中心Ａを中心とする環状である。
【００９５】
図５〜図８に示すように、連通孔４２は、供給溝２６と、筒エア溝４１ｃとに開口する。連通孔４２は、供給溝２６と筒エア溝４１ｃとの間で、径方向に延びる。連通孔４２は、周方向に互いに間隔をあけて複数設けられる。本実施形態では連通孔４２が、供給部材２４に周方向に等ピッチで８つ設けられる。すなわち、連通孔４２の数と筒部４１の数とは、互いに同じであり、各連通孔４２は、各筒部４１の筒エア溝４１ｃに開口する。
【００９６】
図７および図８に示すように、ノズル孔４３は、筒本体４１ａの外周面から孔中心Ａに直交する径方向の内側に窪み軸方向に延びる溝と、貫通孔２５の内周面のうち前記溝に対向する部分と、により形成される。ノズル孔４３は、筒エア溝４１ｃと、筒部４１の軸方向の下流側を向く端面４１ｄと、に開口する。ノズル孔４３は、貫通孔２５の内周面と筒部４１の外周面との間において、軸方向に延びる。ノズル孔４３は、貫通孔２５の内周面と筒部４１の外周面との間から、軸方向の下流側へ向けて流路１２に開口する。
【００９７】
ノズル孔４３は、中心軸Ｏまたは孔中心Ａに垂直な断面の形状が、略半円状である。ノズル孔４３は、貫通孔２５の孔中心Ａ回りに互いに間隔をあけて複数設けられる。本実施形態ではノズル孔４３が、孔中心Ａ回りに等ピッチで４つ設けられる。
【００９８】
本実施形態のマイクロバブル発生装置４０によれば、前述した実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００９９】
また本実施形態では、ノズル孔４３が、液体が流れる下流側へ向けて流路１２に開口するので、エア（気泡）を含む液体が、貫通孔２５と連通する下流側の流通孔２１に安定して流通させられる。また、ノズル孔４３を通して流路１２からエア供給部１４へと液体が逆流することが、より抑制される。
【０１００】
また本実施形態では、ノズル孔４３が、貫通孔２５の孔中心Ａ回りに互いに間隔をあけて複数設けられる。
この場合、複数のノズル孔４３から貫通孔２５に放出されるエアにより、液体中に気泡がより分散させられる。気泡が分散された状態の液体が貫通孔２５から下流側の流通孔２１へと流通するので、マイクロバブルを発生させる効率がより高められる。
【０１０１】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されず、例えば下記に説明するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成の変更等が可能である。
【０１０２】
前述の実施形態では、複数の板部材１３の互いに連通する各流通孔２１が、軸方向の上流から下流側へ向かうに従い、周方向一方側へ向けて（軸方向の上流から下流側へ向かって見て、反時計回りに）、螺旋状に配列する例を挙げたが、これに限らない。複数の板部材１３の互いに連通する各流通孔２１が、軸方向の上流から下流側へ向かうに従い、周方向他方側へ向けて（軸方向の上流から下流側へ向かって見て、時計回りに）、螺旋状に配列してもよい。
【０１０３】
その他、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において、前述の実施形態、変形例およびなお書き等で説明した各構成（構成要素）を組み合わせてもよく、また、構成の付加、省略、置換、その他の変更が可能である。また本発明は、前述した実施形態によって限定されず、特許請求の範囲によってのみ限定される。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本発明のマイクロバブル発生装置によれば、マイクロバブルによる洗浄効果が得られつつ、装置をコンパクトかつ安価に構成できる。したがって、産業上の利用可能性を有する。
【符号の説明】
【０１０５】
１０，４０…マイクロバブル発生装置、１１…本体筒、１２…流路、１３…板部材、１３ａ…軸方向の上流端に位置する板部材、１３ｊ…軸方向の下流端に位置する板部材、１４…エア供給部、２１…流通孔、２４…供給部材、２５…貫通孔、２７，４３…ノズル孔、４１…筒部、１００…管、Ａ…貫通孔の孔中心、Ｃ…流通孔の孔中心、Ｏ…中心軸、α，β…中心角
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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