(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
管路を流れる液体中に気体を加圧溶解させた後に、液槽内の液体中に微細気泡を噴出させる微細気泡発生装置に使用される気液溶解タンクであって、
上部に開口部を設け、内部に液体が収容可能なタンク本体と、
該タンク本体の外部から吸い込まれた液体を前記タンク本体の内部に設けられた噴出口から前記タンク本体の上方に向けて噴出させる噴出ノズルと、
前記タンク本体の外部と連通し、前記タンク本体の内部に収容された液面より下部に設けられ吐出口と、
前記タンク本体の開口部と着脱自在に装着され、前記噴出口から噴出された液体が衝突する衝突部を有する内部キャップと、
該内部キャップの上面部との間に空間を形成し、前記内部キャップと着脱自在に装着された外部キャップと、を有し、
前記内部キャップは、
前記衝突部内部の貫通孔で、前記噴出ノズルの噴出口に対向する箇所に設けられた中央開口部と、
該中央開口部を介し前記内部キャップと前記外部キャップの間の空間に前記噴出口から噴出された液体を前記タンク本体に戻す戻り開口部と、を
設け、
前記外部キャップは、
前記中央開口部を介し前記内部キャップと前記外部キャップの間の空間に前記噴出口から噴出された液体が衝突する第二衝突部を、
設けたことを特徴とする気液溶解タンク。
【請求項２】
前記内部キャップは、前記タンク本体の開口部と嵌合一体に装着され、
前記外部キャップは、前記内部キャップと嵌合一体に装着されたことを特徴とする請求項１記載の気液溶解タンク。
【請求項３】
前記内部キャップの中央開口部は、前記噴出ノズルの噴出口と略同一形状であることを特徴とする請求項１または２に記載の気液溶解タンク。
【請求項４】
前記内部キャップの中央開口部は、先絞りのテーパ状の貫通孔であることを特徴とする
請求項１〜３のいずれか１項に記載の気液溶解タンク。
【請求項５】
前記内部キャップの衝突部は、下向きの凹凸形状から形成され、
前記内部キャップの中央開口部は、前記衝突部の凸部に囲われていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の気液溶解タンク。
【請求項６】
前記衝突部の凹凸形状の高さは、中央部が低く、前記内部キャップの周縁に向かって順次高くなっていることを特徴とする請求項５に記載の気液溶解タンク。
【請求項７】
管路を流れる液体中に気体を加圧溶解させた後に、液槽内の液体中に微細気泡を噴出させる微細気泡発生装置に使用される気液溶解タンクであって、
上部に開口部を設け、内部に液体が収容可能なタンク本体と、
該タンク本体の外部から吸い込まれた液体を前記タンク本体の内部に設けられた噴出口から前記タンク本体の上方に向けて噴出させる噴出ノズルと、
前記タンク本体の外部と連通し、前記タンク本体の内部に収容された液面より下部に設けられ吐出口と、
前記タンク本体の開口部と着脱自在に装着された一体キャップと、
該一体キャップは、
前記噴出口から噴出された液体が衝突する衝突部と、
該衝突部内部の貫通孔で、前記噴出ノズルの噴出口に対向する箇所に設けられた中央開口部と、
該中央開口部を介し前記衝突部の裏面の空間に前記噴出口から噴出された液体が衝突する第二衝突部と、
該第二衝突部に衝突した液体を前記タンク本体に戻す戻り開口部と、
を設けられたことを特徴とする気液溶解タンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液槽内の液体中に微細気泡を噴出させる微細気泡発生装置に使用される気液溶解タンクに関し、詳しくは、管路を流れる液体中に気体を加圧溶解させた後に、液槽内の液体中に微細気泡を噴出させる微細気泡発生装置に使用される気液溶解タンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、液槽内の液体を外部で循環させて液体中に気体を加圧溶解させた後、再び液槽内の微細気泡発生ノズルにて減圧により微細気泡を液槽内の液体中に噴出させて微細気泡を分散して液体とする微細気泡発生装置が知られている。この種の微細気泡発生装置として、たとえば、液体が流れる流路と、この流路を流れる液体に空気を混合させて気液混合液体とする空気吸込口と、気液混合液体を加圧して流路に流すポンプと、気液混合液体が供給されて気体を液体に溶解させて気液溶解液体とするための気液溶解タンクと、得られた気液溶解液体を減圧することにより微細気泡を発生させ、液槽中の液体に微細気泡を含有させるための微細気泡発生ノズルから構成されたものがあり、その気液溶解タンクは、タンク本体と、タンク本体の外部に吸込口を有しかつタンク本体の内部で上方へ向けた噴出口を有する噴出ノズルと、タンク本体の内部の液面より下部で外部へ突出する吐出口と、噴出口と対向配置されたタンク本体の内部上方の衝突部とから構成されたものであった（たとえば、特許文献１）。そして、この従来の技術により、気液混合液体を噴出口より気液溶解タンクの内部で上方に向けて上方の衝突部に噴出して衝突させることにより、局所的な気体の高圧部分が気液溶解タンク内の上部に充満され、この充満された高圧気体は液体へ溶解し易くなっているので、液体への溶解効率を向上させることができる。さらに、噴出口から噴出された液体がタンク本体の内部上方の衝突部により跳ね返る構造であるので、飛散した状態となることから、タンク本体内の液面に着水するときの面積が大きくなり、つまり、気体の液体への接触面積を大きくしていることにより、液体への溶解効率をさらに向上させることができるというものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１１２９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の微細気泡発生装置に使用される気液溶解タンクは、噴出口から噴出された液体をタンク本体の内部上方の衝突部により跳ね返る構造であるので、その噴出口から噴出される液体の量が多くなると衝突部に衝突する液体の量も多くなり、その液体が衝突した後にタンク本体内の液面に着水すると、タンク本体内部の液面に大きな力が作用することとなる。そのため、未溶解の大きな気泡がタンク本体の底部まで沈み込み、その未溶解の大きな気泡が吐出口から微細気泡発生ノズルへ送られると、液体に溶解する気体の溶解効率が低下する（微細気泡が発生しにくくなる）ばかりか、吐出口を気液溶解液体が通過する際に発生される騒音が大きくなるという問題があった。この問題を解決するためには、未溶解の大きな気泡が吐出口から吐出しないように深いところに吐出口を設けなければならず、深いところに吐出口を設ければタンク本体が大型化するといった新たな問題が生ずる。
【０００５】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、気液溶解タンクを大きくさせることなく、気液溶解効率を向上させることができる微細気泡発生装置に使用される気液溶解タンクを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決し上記目的を達成するために、本発明のうち第１の態様に係るものは、
管路を流れる液体中に気体を加圧溶解させた後に、液槽内の液体中に微細気泡を噴出させる微細気泡発生装置に使用される気液溶解タンクであって、上部に開口部を設け、内部に液体が収容可能なタンク本体と、該タンク本体の外部から吸い込まれた液体をタンク本体の内部に設けられた噴出口からタンク本体の上方に向けて噴出させる噴出ノズルと、タンク本体の外部と連通し、タンク本体の内部に収容された液面より下部に設けられ吐出口と、タンク本体の開口部と着脱自在に装着され、噴出口から噴出された液体が衝突する衝突部を有する内部キャップと、該内部キャップの上面部との間に空間を形成し、内部キャップと着脱自在に装着された外部キャップと、を有し、内部キャップは、衝突部内部の貫通孔で、噴出ノズルの噴出口に対向する箇所に設けられた中央開口部と、該中央開口部を介し内部キャップと外部キャップの間の空間に噴出口から噴出された液体をタンク本体に戻す戻り開口部と、を設け、外部キャップは、中央開口部を介し内部キャップと外部キャップの間の空間に噴出口から噴出された液体が衝突する第二衝突部を、設けたことを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、従来の技術同様、気液混合液体を噴出口より気液溶解タンクの内部で上方に向けて上方の衝突部に噴出して衝突させることにより、局所的な気体の高圧部分が気液溶解タンク内の上部に充満され、この充満された高圧気体は液体へ溶解し易くなっているので、液体への溶解効率を向上させることができる。さらに、噴出口から噴出された液体がタンク本体の内部上方の衝突部により跳ね返る構造であるので、飛散した状態となり、タンク本体内の液面に着水するときの面積が大きくなる。つまり、気体の液体への接触面積が大きくなることにより、液体への溶解効率を向上させることができる。
【０００８】
さらに内部キャップには、噴出ノズルの噴出口に対向する箇所に中央開口部が設けられているので、噴出口から噴出される液体の量が多くなっても、噴出口から噴出された液体の中で噴出速度の速い中央部分の液体は、内部キャップに設けられた中央開口部を介し外部キャップの内面の第二衝突部と衝突する。これにより、局所的な気体の高圧部分が内部キャップと外部キャップの間の空間内に充満され、この充満された高圧気体は液体へ溶解し易くなっているので、液体への溶解効率を向上させることができる。さらに、中央開口部を介し内部キャップと外部キャップの間の空間に噴出口から噴出された液体は、外部キャップの内面の第二衝突部に衝突し跳ね返り、内部キャップに設けられた戻り開口部からタンク本体内に戻り、タンク本体内の液面に落ち込む（噴出される）。このように、戻り開口部を介しタンク本体内の液面に噴出された液体の噴出速度が抑えられ、その液体がタンク本体底部まで噴出されることがないので、気液溶解タンクを大きくする必要がなく気液溶解効率を向上させることができる。また、噴出口から噴出された液体の中で噴出速度の遅い外周側の液体は、内部キャップに設けられた衝突部に衝突することにより、局所的な気体の高圧部分が気液溶解タンク内の上部に充満され、この充満された高圧気体は液体へ溶解し易くなっているので、液体への溶解効率を向上させることができる。
【０００９】
本発明のうち第２の態様に係るものは、第１の態様に係る気液溶解タンクであって、内部キャップは、タンク本体の開口部と嵌合一体に装着され、外部キャップは、内部キャップと嵌合一体に装着されたことを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、内部キャップがタンク本体の開口部と嵌合一体に装着され、外部キャップが内部キャップと嵌合一体に装着されているので、強固に装着でき、内部の水が外部に漏れることもない。
【００１１】
本発明のうち第３の態様に係るものは、第１または第２の態様に係る気液溶解タンクであって、内部キャップの中央開口部は、噴出ノズルの噴出口と略同一形状であることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、内部キャップの中央開口部を噴出ノズルの噴出口と略同一形状にしているので、噴出口から噴出された液体の中で噴出速度が早い中央部分の液体を確実に中央開口部内に進入させることができる。これにより、タンク本体内の液面に噴出された液体の噴出速度が確実に抑えられ、その液体がタンク本体底部まで噴出されることがないので、気液溶解タンクを大きくする必要がなく気液溶解効率を向上させることができる。
【００１３】
本発明のうち第４の態様に係るものは、第１〜第３のいずれかの態様に係る気液溶解タンクであって、内部キャップの中央開口部は、先絞りのテーパ状の貫通孔であることを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、内部キャップの中央開口部が先絞りのテーパ状の貫通孔であるので、噴出口から噴出された液体の中で噴出速度が早い中央部分の液体が中央開口部内に導入されやすくなる。これにより、噴出口から噴出された液体の中で噴出速度が早い中央部分の液体を確実に中央開口部内に導入し、タンク本体内の液面に落下する（噴出される）液体の噴出速度を確実に抑えられことができる。
【００１５】
本発明のうち第５の態様に係るものは、第１〜４のいずれかの態様に係る気液溶解タンクで、内部キャップの衝突部は、下向きの凹凸形状から形成され、内部キャップの中央開口部は、衝突部の凸部に囲われていることを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、内部キャップの中央開口部が衝突部の凸部に囲われているので、噴出口から噴出された液体の中で噴出速度が早い中央部分の液体が衝突部の凸部に衝突することなく、確実に中央開口部内に進入させることができる。また、噴出口から噴出された液体の中で噴出速度の遅い外周側の液体は、下向きの凹凸形状からなる衝突部に衝突することにより、噴出口より噴出された液体が衝突する面積が大きくなり、効率的に局所的な高圧部分を作ることが可能となる。これにより、気体の液体への溶解効率がさらに向上する。
【００１７】
本発明のうち第６の態様に係るものは、第５の態様に係る気液溶解タンクで、衝突部の凹凸形状の高さは、中央部が低く、内部キャップの周縁に向かって順次高くなっていることを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、衝突部の凹凸形状の高さが、中央部が低く、内部キャップの周縁に向かって順次高くなっているので、噴出口より噴出された液体が衝突後に分散することなく集められ、効率的に局所的な高圧部分を作ることができ、気体の液体への溶解効率をさらに向上させることができる。
【００１９】
本発明のうち第７の態様に係るものは、管路を流れる液体中に気体を加圧溶解させた後に、液槽内の液体中に微細気泡を噴出させる微細気泡発生装置に使用される気液溶解タンクであって、上部に開口部を設け、内部に液体が収容可能なタンク本体と、該タンク本体の外部から吸い込まれた液体をタンク本体の内部に設けられた噴出口からタンク本体の上方に向けて噴出させる噴出ノズルと、タンク本体の外部と連通し、タンク本体の内部に収容された液面より下部に設けられ吐出口と、タンク本体の開口部と着脱自在に装着された一体キャップと、該一体キャップは、噴出口から噴出された液体が衝突する衝突部と、該衝突部内部の貫通孔で、噴出ノズルの噴出口に対向する箇所に設けられた中央開口部と、該中央開口部を介し衝突部の裏面の空間に噴出口から噴出された液体が衝突する第二衝突部と、該第二衝突部に衝突した液体をタンク本体に戻す戻り開口部と、を設けられたことを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、本発明の第１の態様と同様、気液混合液体を噴出口より気液溶解タンクの内部で上方に向けて上方の衝突部に噴出して衝突させることにより、局所的な気体の高圧部分が気液溶解タンク内の上部に充満され、この充満された高圧気体は液体へ溶解し易くなっているので、液体への溶解効率を向上させることができる。さらに、噴出口から噴出された液体がタンク本体の内部上方の衝突部により跳ね返る構造であるので、飛散した状態となることからタンク本体内の液面に着水するときの面積が大きくなり、つまり、気体の液体への接触面積を大きくしていることにより、液体への溶解効率を向上させることができる。
【００２１】
一体キャップには、噴出ノズルの噴出口に対向する箇所に中央開口部が設けられているので、噴出口から噴出される液体の量が多くなっても、噴出口から噴出された液体の中で噴出速度の速い中央部分の液体は、一体キャップに設けられた中央開口部を介し一体キャップの第二衝突部に衝突する。これにより、局所的な気体の高圧部分が衝突部裏面と一体キャップの第二衝突部の間の空間内に充満され、この充満された高圧気体は液体へ溶解し易くなっているので、液体への溶解効率を向上させることができる。さらに、中央開口部を介し一体キャップの衝突部裏面と一体キャップの第二衝突部の間の空間に噴出口から噴出された液体は、第二衝突部に衝突し跳ね返り、一体キャップに設けられた戻り開口部からタンク本体内に戻り、タンク本体内の液面に噴出される。このように、戻り開口部を介しタンク本体内の液面に噴出された液体の噴出速度が抑えられ、その液体がタンク本体底部まで噴出されることがないので、気液溶解タンクを大きくする必要がなく気液溶解効率を向上させることができる。また、噴出口から噴出された液体の中で噴出速度の遅い外周側の液体は、一体キャップに設けられた衝突部に衝突することにより、局所的な気体の高圧部分が気液溶解タンク内の上部に充満され、この充満された高圧気体は液体へ溶解し易くなっているので、液体への溶解効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように本発明の微細気泡発生装置に使用される気液溶解タンクによれば、気液溶解タンクを大きくさせることなく、気液溶解効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態における気液溶解タンクが使用される微細気泡発生装置の概略構成図である。
【図２】（ａ）本発明の一実施形態における気液溶解タンクの側面図である。            （ｂ）同気液溶解タンクの上面図である。            （ｃ）Ａ−Ａ断面を示す図である。
【図３】（ａ）本発明の一実施形態におけるタンク本体の側面図である。            （ｂ）同タンク本体の上面図である。            （ｃ）Ｂ−Ｂ断面を示す図である。
【図４】（ａ）本発明の一実施形態における気液溶解タンクに用いられる内部キャップの側面図である。            （ｂ）同内部キャップの下面図である。            （ｃ）Ｃ−Ｃ断面を示す図である。
【図５】（ａ）本発明の一実施形態における気液溶解タンクに用いられる外部キャップの側面図である。            （ｂ）同外部キャップの下面図である。            （ｃ）Ｄ−Ｄ断面を示す図である。
【図６】本発明の変形例１における気液溶解タンクのＡ−Ａ断面を示す図である。
【図７】（ａ）同気液溶解タンクに用いられる内部キャップの下面図である。            （ｂ）Ｅ−Ｅ断面を示す図である。
【図８】本発明の変形例２における気液溶解タンクのＡ−Ａ断面を示す図である。
【図９】本発明の変形例３における気液溶解タンクのＡ−Ａ断面を示す図である。
【図１０】（ａ）本発明の変形例３における気液溶解タンクに用いられる内部キャップの下面図である。            （ｂ）Ｆ−Ｆ断面を示す図である。
【図１１】本発明の変形例４における気液溶解タンクのＡ−Ａ断面を示す図である。
【図１２】本発明の変形例５における気液溶解タンクのＥ−Ｅ断面を示す図である。
【図１３】（ａ）本発明の変形例５における気液溶解タンクに用いられる一体キャップの側面図である。              （ｂ）同一体キャップの下面図である。              （ｃ）Ｇ−Ｇ断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の微細気泡発生装置に使用される気液溶解タンクの一実施形態について図面を参照にしながら説明する。図１は、本発明の一実施形態における気液溶解タンクが使用される微細気泡発生装置の概略構成図である。
【００２５】
図１に示すように、液槽１の液体中に微細気泡発生ノズル３が設置されている。同じく液体中に設置の吸込口２には、吸込管路４を介して液槽１の外部でポンプ５が連結されている。ポンプ５の吸込口側の吸込管路４には、空気などの雰囲気の気体を吸い込む気体吸込口６を有する気体導入管７が配設されている。ポンプ５の下流側には、気体吸込口６から吸い込んだ気体を液体に溶解する気液溶解タンク８が配設されている。ポンプ５と気液溶解タンク８との間は、流入管路９によって連通されている。気液溶解タンク８の下流側に吐出管路１０によって液槽１内の液体中に設置の微細気泡発生ノズル３に液体が循環されて、微細気泡発生装置Ａが形成されている。
【００２６】
次に、本発明の微細気泡発生装置に用いられる気液溶解タンクについて説明する。ここで、図２（ａ）は、本発明の一実施形態における微細気泡発生装置に用いられる気液溶解タンクの側面図であり、図２（ｂ）は、同気液溶解タンクの上面図であり、図２（ｃ）は、図２（ｂ）のＡ−Ａ断面を示す図である。
【００２７】
図２に示すように、気液溶解タンク８は、タンク本体１１と、内部キャップ２２と、外部キャップ２３を有している。ここで、タンク本体１１は、内部に液体を収容し内部で気体を液体に溶解させる容器であり、内部キャップ２２は、タンク本体１１の上部の開口部５０に装着するキャップであり、外部キャップ２３は、内部キャップ２２の上部で内部キャップ２２に装着するキャップである。このように、タンク本体１１に内部キャップ２２を装着し、そして内部キャップ２２に外部キャップ２３を装着することにより、タンク本体１１の上部が封止される。タンク本体１１と内部キャップ２２、内部キャップ２２と外部キャップ２３は、一方に雌螺子、他方に雄螺子を設けて、両者を螺合一体（嵌合一体）に着脱自在に装着されている。なお、本実施形態では、タンク本体１１と内部キャップ２２、内部キャップ２２と外部キャップ２３の装着方法（着脱自在）の態様として、一方に雄螺子を設け他方に雌螺子を設けた嵌合一体（螺合一体）について示したが、これに限らず、たとえば、一方の凹部内にゴムを接着し、そこに他方の凸部を圧入するような態様でもよく、着脱自在に取り付けられるものであれば他の装着方法でもよい。また、タンク本体１１と内部キャップ２２、内部キャップ２２と外部キャップ２３、のそれぞれの結合部は、Ｏリング１３によりシールされている。また、本実施形態では、外部キャップ２３を内部キャップ２２に装着させたが、これに限らず、外部キャップ２３をタンク本体１１に装着させてもよく、また、本実施形態では、内部キャップ２２をタンク本体１１に装着させたが、これに限らず、内部キャップ２２を外部キャップ２３に装着し、その内部キャップ２２が装着された外部キャップ２３をタンク本体１１に装着してもよい（変形例でも同様）。
【００２８】
次に、本発明の気液溶解タンクに用いられるタンク本体について説明する。ここで、図３（ａ）は、本発明の一実施形態における気液溶解タンクに用いられるタンク本体の側面図であり、図３（ｂ）は、同タンク本体の上面図であり、図３（ｃ）は、Ｂ−Ｂ断面を示す図である。
【００２９】
図３に示すように、タンク本体１１は、上部に開口部５０が設けられ、内部に液体を収容することができる。タンク本体１１の側壁１１ｃからタンク本体１１内には、流入管路９に接続される吸込口１４とタンク本体１１内の噴出口１６ａとを接続する噴出ノズル１６が配管されている（図３（ｃ）参照）。この噴出ノズル１６の噴出口１６ａは上方に向けられ、噴出口１６ａは気液溶解タンク８内の液面１７より高い位置に配置されている。なお、本実施形態では、噴出ノズル１６をタンク本体１１の一部の構成として説明しているが、噴出ノズル１６とタンク本体１１とは別の構成要素と考えてもよい。また、タンク本体１１には、タンク本体１１の外部と連通し、タンク本体１１の内部に収容される液面１７より下部に位置する吐出口１９が設けられている。このように、タンク本体１１には噴出ノズル１６の噴出口１６ａから液体が流入し、吐出口１９からタンク本体１１内の液体が吐出される。
【００３０】
次に、本発明の微細気泡発生装置に用いられる内部キャップについて説明する。ここで、図４（ａ）は、本発明の一実施形態における気液溶解タンクに用いられる内部キャップの側面図であり、図４（ｂ）は、同内部キャップの下面図であり、図４（ｃ）は、Ｃ−Ｃ断面を示す図である。
【００３１】
図４に示すように、内部キャップ２２は、タンク本体１１の開口部５０と着脱自在に装着され、噴出ノズル１６の噴出口１６ａから噴出された液体が衝突する衝突部２０を有している。内部キャップ２２の衝突部２０には、その下面に下向きの凹凸形状からなる複数の環状のリブ１８が下向きに形成されている。この下向きに形成された複数の環状のリブ１８の高さは、中央部で低く、周縁に向かって順次高くなって下に伸び、傾斜した凹凸下端面が形成されている。換言すると、環状のリブ１８の先端を連ねると中央部から周辺に向って傾斜した面が形成される。さらに、内部キャップ２２には、中央開口部５１と戻り開口部５２が設けられている。中央開口部５１は、衝突部２０内部の一部を貫通させた貫通孔で、噴出ノズル１６の噴出口１６ａに対向する箇所に設けられた開口である。この中央開口部５１は、噴出ノズル１６の噴出口１６ａと略同一形状であり、先絞りのテーパ状に形成されている。このように、中央開口部５１が先絞りのテーパ状に形成されているので、後述するように、噴出口１６から噴出された液体の中で噴出速度が早い中央部分の液体が中央開口部５１内に導入されやすくなっている。また、戻り開口部５２は、内部キャップ２２と外部キャップ２３の間の液体をタンク本体１１に戻すための開口である。なお、本実施形態では、内部キャップ２２の衝突部２０に下向きの凹凸形状からなる複数の環状のリブ１８を設けたが、必ずしも衝突部２０に環状のリブ１８を設けなければならないというわけでなく、内部キャップ２２の衝突部２０を凹凸のない面としてもよい（変形例でも同様）。なお、本実施形態では、中央開口部５１を先絞りのテーパ状に形成したが、これに限らず、断面同一形状の円柱形の貫通孔としてもよい。
【００３２】
次に、本発明の微細気泡発生装置に用いられる外部キャップについて説明する。ここで、図５（ａ）は、本発明の一実施形態における気液溶解タンクに用いられる外部キャップの側面図であり、図５（ｂ）は、同外部キャップの下面図であり、図５（ｃ）は、Ｄ−Ｄ断面を示す図である。
【００３３】
図５に示すように、外部キャップ２３は、内部キャップ２２の上面部との間に空間を形成し、内部キャップ２２と着脱自在に装着されている。外部キャップ２３は、断面Ｕ字形状のコップ状の形状をしている（図５（ｃ）参照）。そして、後述するように、噴出口１６ａから噴出された液体のうち、内部キャップ２２の中央開口部５１を介し噴出された液体は、外部キャップ２３内面に設けられた第二衝突部２１と衝突するようになっている。なお、本実施形態では、外部キャップ２３内面の第二衝突部２１を凹凸のない曲面としているが、これに限らず、内部キャップ２２と同様、外部キャップ２３内面の第二衝突部２１にも下向きの凹凸形状からなる複数の環状のリブ１８を設けてもよい。
【００３４】
次に、本発明の気液溶解タンクが用いられた微細気泡発生装置の動きについて図２を参照しながら説明する。
【００３５】
ポンプ５の電源がＯＮされると、液槽１内の液体が吸込口２から吸込管路４によってポンプ５へと吸入されるが、そのとき、吸込管路４の途中に設置された気体導入管７の気体吸込口６より気体が吸入されるので、ポンプ５へと吸入された液体は気液混合状態となる。ここで、気体導入管７は、エジェクター機構の構成を用いているので、特別な動力を必要とすることなく自然吸気される。そして、この気液混合状態の液体は、ポンプ５により加圧され、流入管路９を通り気液溶解タンク８へ送液される。
【００３６】
気液溶解タンク８では、吸込口１４から吸い込まれた気液混合液体が噴出ノズル１６の噴出口１６ａから噴出される。この噴出口１６ａから噴出された気液混合液体のうち、噴出速度の速い中央部分の液体は、噴出ノズル１６の噴出口１６ａに対向する内部キャップ２２の箇所に設けられた中央開口部５１を貫通し、外部キャップ２３内面の第二衝突部２１に衝突する。このように、噴出口１６ａから噴出された気液混合液体のうち、噴出速度の速い中央部分の液体が外部キャップ２３内面の第二衝突部２１に衝突することにより局所的な高圧部分を作り出すことができる。これにより、局所的な気体の高圧部分が内部キャップ２２と外部キャップ２３の間の空間内に充満され、この充満された高圧気体は液体へ溶解し易くなっているので、液体への溶解効率を向上させることができる。また、中央開口部５１を介し内部キャップ２２と外部キャップ２３の間の空間に噴出された液体は、外部キャップ２３内面の第二衝突部２１に衝突し跳ね返った後、内部キャップ２２に設けられた戻り開口部５２からタンク本体１１内に戻り、タンク本体１１内の液面１７に落下する。このように、戻り開口部５２を介しタンク本体１１内の液面に落下した液体は速度が遅くなっているので、その液体がタンク本体１１の底部１１ａ付近まで沈み込むことがなく、未溶解の大きな気泡が吐出口１９から吐出しまうということもない。
【００３７】
また、噴出口１６ａから噴出された液体の中で噴出速度の遅い外周側の液体は、内部キャップ２２に設けられた衝突部２０に衝突することにより、局所的な気体の高圧部分が気液溶解タンク８内の上部に充満され、この充満された高圧気体は液体へ溶解し易くなっているので、液体への溶解効率を向上させることができる。さらに、本実施形態では、気体の液体への接触面積を大きして溶解効率を上げるために、内部キャップ２２の内面に下向きに複数の環状のリブ１８が形成されている。これらの各リブ１８の高さは、中央部を低く、周縁に向かって順次高くなるように傾斜して設けているので、噴出された気液混合液体が中央部から周縁にかけて設けている各リブ１８との間で衝突し、各リブ１８間で局所的な高圧部分を作ることができる。これによっても、気体の液体への溶解効率がさらに向上させることができる。また、内部キャップ２２の内面の下向きの複数の環状のリブ１８により、噴出口１６ａから噴出された液体の衝突面積を大きくすることができ、タンク本体１１内の液面１７に着水するときの液面１７の面積を拡大させることができる。このようにタンク本体１１内の液面１７に着水するときの面積が満遍なく拡大されることにより、気体と液体の接触面積が大きくなり、気体の液体への溶解効率を向上させることができる。つまり、ポンプ５により加圧された気液混合液体中の気体はタンク本体１１の上部に充満しているので、そのタンク本体１１上部に充満している気液混合液体中の気体と液体との接触面積を大きくすることにより、気体の液体への溶解効率を向上させることができる。
【００３８】
また、噴出口１６ａから噴出された液体が内部キャップ２２の下面で跳ね返る構造であるので、タンク本体１１内の液面１７に着水するときの液面１７の面積が拡大して液面１７へ着水する噴出圧力が抑制されるので、未溶解の大きな気泡がタンク本体１１の下部の底部１１ａへ流動することが抑えられることができる。
【００３９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される
【００４０】
次に、本発明の変形例について説明する。
【００４１】
（１）  本実施形態では、内部キャップ２２下面のリブ１８を、凹凸形状からなる複数の環状のリブ１８で、中央部で低く、内部キャップ２２の周縁に向かって順次高くなる形状としたが、これに限らず、内部キャップ１２２下面のリブ１１８を、凹凸形状からなる複数の劣弧からなる円弧状のリブ１１８（左右対称）で、中央部で低く、内部キャップ１２２の周縁に向かって順次高くなる構成にしてもよい（図６および図７参照）。ここで、図６は、本発明の変形例１における気液溶解タンクのＡ−Ａ断面を示す図である。また、図７（ａ）は、本発明の変形例１における気液溶解タンクに用いられる内部キャップの下面図であり、図７（ｂ）は、Ｅ−Ｅ断面を示す図である。変形例１の構成によれば、タンク本体１１内の噴出ノズル１６の噴出口１６ａから噴出された液体の衝突部１２０の面積が円弧状のリブ１１８により狭められるが（図６参照）、変形例１によっても、噴出された気液混合液体と中央部から周縁にかけての各リブ１１８との間で衝突が生じ、各リブ１１８に局所的な高圧部分を作ることができ、気体の液体への溶解効率を向上させることができる。また、内部キャップ１２２の内面に円弧状のリブ１１８が形成されているので、衝突面積が円弧の弦方向に拡大され飛散状態を大きくすることができる。これにより、液面１７への着水面積も大きくなるので、気体の液体への接触面積を大きくすることができ、気体の液体への溶解効率を向上させることができる。このように、変形例１においても本発明の一実施形態と同様の効果を有することができる。なお、変形例１においても、内部キャップ１２２の中央開口部５１は、衝突部１２０の凸部に囲われている。このように、内部キャップ１２２の中央開口部５１が衝突部１２０の凸部に囲われているので、噴出口１６ａから噴出された液体の中で噴出速度が早い中央部分の液体が衝突部１２０の凸部に衝突することなく、確実に中央開口部５１内に進入させることができる。また、噴出口１２０から噴出された液体の中で噴出速度の遅い外周側の液体は、下向きの凹凸形状からなる衝突部１２０に衝突することにより、噴出口１６ａより噴出された液体が衝突する面積が大きくなり、効率的に局所的な高圧部分を作ることが可能となる。これにより、気体の液体への溶解効率がさらに向上する。また、中央開口部５１のその他の構成についても本実施形態と同様の構成を有している。したがって、変形例１の中央開口部５１の作用効果についても、本実施形態の中央開口部５１の作用効果と同様の作用効果を有する。
【００４２】
（２）  本実施形態では、タンク本体１１の側壁１１ｃからタンク本体１１内に、流入管路９に接続される吸込口１４とタンク本体１１内の噴出口１６ａとを接続する噴出ノズル１６を配管させたが、これに限らず、吸込口２１４と噴出口２１６ａを接続する噴出ノズル２１６を直線状にし、その噴出ノズル２１６をタンク本体２１１の下方から垂直に配設してもよい（図８参照）。ここで、図８は、本発明の変形例２における気液溶解タンクのＡ−Ａ断面を示す図である。このような変形例２の構成にしても、本発明の一実施形態と同様の効果を有することができる。
【００４３】
（３）  本実施形態では、内部キャップ２２下面のリブ１８を、凹凸形状からなる複数の環状のリブ１８で、中央部で低く、内部キャップ２２の周縁に向かって順次高くなる形状としたが、これに限らず、内部キャップ３２２下面のリブ３１８を、下向きの一重の長い突起から形成し、噴出ノズル３１６の噴出口３１６ａから噴出された気液混合液体が、そのリブ３１８の範囲内で衝突するようにしてもよい。変形例３の構成によれば、噴出ノズル３１６の噴出口３１６ａから噴出された気液混合液体が衝突する衝突部３２０がリブ３１８の内部という狭い範囲となる。ここで、図９は、本発明の変形例１における気液溶解タンクのＡ−Ａ断面を示す図である。また、図１０（ａ）は、本発明の変形例１における気液溶解タンクに用いられる内部キャップの下面図であり、図１０（ｂ）は、Ｆ−Ｆ断面を示す図である。このような変形例３の構成にしても、本発明の一実施形態と同様の効果を有することができる。なお、変形例３においても、内部キャップ３２２の中央開口部５１は、衝突部３２０の凸部に囲われている。また、中央開口部５１のその他の構成についても本実施形態と同様の構成を有している。したがって、変形例３の中央開口部５１の作用効果についても、本実施形態の中央開口部５１の作用効果と同様の作用効果を有する。
【００４４】
（４）  また、本実施形態および変形例１〜３の気液溶解タンク８に、さらに気液溶解タンク８内の余剰気体を外方へ排出し、気液溶解タンク８内の液面１７の高さを一定に保つための空気抜弁４２１を設けてもよい（図１１参照）。このように空気抜弁４２１を設けることにより、気体吸込口６から吸い込まれた気体吸入量が変化しても、液面１７の変位が抑制され、安定した気液混合液体から気液溶解液体への変換効果を得ることができる。ここで、図１１は、本発明の変形例４における気液溶解タンクのＡ−Ａ断面を示す図である。
【００４５】
（５）  本実施形態では、タンク本体１１の開口部５０と着脱自在に装着された内部キャップ２２と、内部キャップ２２と着脱自在に装着された外部キャップ２３を設けたが、これに限らず、内部キャップ２２と外部キャップ２３に代えて、内部キャップ２２と外部キャップ２３とが一体になった一体キャップ５００を設けてもよい。変形例５の一体キャップ５００は、図１２および図１３に示すように、噴出口１６ａから噴出された液体が衝突する衝突部５２０と、噴出ノズル１６の噴出口１６ａの中央部分に対向する箇所に設けられた中央開口部５５１と、該中央開口部５５１を介し衝突部５２０の裏面の空間に噴出された液体が衝突する第二衝突部５２１と、該第二衝突部５２１に衝突した液体をタンク本体１１に戻す戻り開口部５５２と、から構成されている。そして、この一体キャップ５００も、タンク本体１１の開口部５０と着脱自在に装着される。ここで、図１２は、本発明の変形例５における気液溶解タンクのＡ−Ａ断面を示す図であり、図１３（ａ）は、本発明の変形例５における気液溶解タンクに用いられる一体キャップの側面図であり、図１３（ｂ）は、一体キャップの下面図であり、図１３（ｃ）は、Ｇ−Ｇ断面を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１ 液槽
２ 吸込口
３ 微細気泡発生ノズル
４ 吸込管路
５ ポンプ
６ 気体吸込口
７ 気体導入管
８ 気液溶解タンク
９ 流入管路
１０ 吐出管路
１１ タンク本体
１１ａ 底部
１１ｃ  側壁
１３ Ｏリング
１４ 吸込口
１６ 噴出ノズル
１６ａ 噴出口
１７ 液面
１８ リブ
１９ 吐出口
２０ 衝突部
２１ 第二衝突部
２２  内部キャップ
２３  外部キャップ
Ａ 微細気泡発生装置
５０  開口部
５１  中央開口部
５２  戻り開口部
１１８  リブ
１２０  衝突部
１２２  内部キャップ
２１１  タンク本体
２１４  吸込口
２１６  噴出ノズル
２１６ａ  噴出口
３１６  噴出ノズル
３１６ａ  噴出口
３１８  リブ
３２０  衝突部
３２２  内部キャップ
４２１  空気抜弁
５００  一体キャップ
５２０  衝突部
５２１  第二衝突部
５５１  中央開口部
５５２  戻り開口部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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