(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
浄化対象水域中にノズルから高速水噴流を噴射し、前記高速水噴流に発生するキャビテーションによる水域中の有害物を分解処理する水質浄化装置であって、
前記ノズルは、高圧水供給流路と前記高圧水流路の先端部に設けられた口径の小さな噴出孔とからなり、前記高圧水は、前記口径の小さな噴出孔を通過し噴射されることでキャビテーションを伴う水噴流を形成し、
前記ノズルの出口部に収縮部、スロート及び拡大部を形成する開口部を有するオゾン混入ノズルを設け、
前記オゾン混入ノズルの開口部の前記スロートより、気泡状のオゾンをキャビテーションを伴う前記高速水噴流に向けて吹き出し、
前記吹き出された気泡状オゾンは、前記キャビテーションを伴う高速水噴流の中に流入して前記高速水噴流に生じたキャビテーションの核となるように形成され、
さらに、前記スロートの出口と前記高速水噴流の間に形成された循環渦により前記高速水噴流の界面に渦キャビテーションを生成し、
前記高速水噴流の前記キャビテーション核によるキャビテーションクラウドと前記渦キャビテーションの相乗作用を奏する
ことを特徴とする水質浄化装置。
【請求項２】
浄化対象水域中にノズルから高速水噴流を噴射し、前記高速水噴流に発生するキャビテーションによる水域中の有害物を分解処理する水質浄化方法であって、
前記ノズルは、高圧水供給流路と前記高圧水流路の先端部に設けられた口径の小さな噴出孔とからなり、前記高圧水は、前記口径の小さな噴出孔を通過し噴射されることでキャビテーションを伴う水噴流を形成し、
前記ノズルの出口部に設けたオゾン混入ノズルに形成された収縮部、スロート及び拡大部を有する開口部のスロートより、気泡状のオゾンをキャビテーションを伴う前記高速水噴流に向けて吹き出し、
前記気泡状オゾンの吹き出しによって、前記高速水噴流の中に流入した前記気泡状オゾンが前記キャビテーションを伴う高速水噴流に生じたキャビテーションの核となるように形成され、
さらに、前記スロートの出口と前記高速水噴流の間に形成された循環渦により前記高速水噴流の界面に渦キャビテーションを生成し、
前記高速水噴流の前記キャビテーション核によるキャビテーションクラウドと前記渦キャビテーションの相乗作用を奏する
ことを特徴とする水質浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、湾内海域、養魚場、湖沼あるいは貯水場等の水質浄化に係わり、特にウォータージェット、キャビテーション及びオゾンを組み合わせる技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
人間が居住する環境における水域の浄化が課題となっている。
【０００３】
（１）湖沼のアオコやダムの貯水場に発生する藻類について
特に夏期に異常繁殖するアオコは、水を濁らせて外観をそこなわせるばかりか、異臭を放ち、人々の憩いの場を奪ってしまう。また適正な量のプランクトンであれば、フナ等の水棲生物の糧となるが、大量に発生した場合には日光や水循環の不足から病原虫が発生し、魚貝類の死滅につながるおそれがある。
【０００４】
（２）湾内養殖域の赤潮プランクトンについて
シャットネラに代表される有害海水プランクトンであり、養殖魚類や貝類を大量に死滅させる。これらの死骸が未分解のまま海底にヘドロ状になって堆積すると、特に海水の循環・入れ替えの少ない閉鎖水域では、異臭などの問題を引き起こす。
【０００５】
（３）耐塩素性原虫について
クリプトスポリジウムという名でも広く知られるようになり、上水道水中に混入すると、地域住民に劇症下痢が生じる。産廃場の廃水や養殖場から漏れ出す汚水に由来するとの説もあるが、詳しいことは良く分かっていない。
【０００６】
（４）環境ホルモン（内分泌かく乱物質）について
ダイオキシン等や各種の界面活性剤が代表例である。焼却場や産廃場からリークする廃水に混じり、人間の生活域の中に侵入する。
【０００７】
（５）エビ等の養殖場の病原虫について
上記（２）とは異なるウィルス等であり、水の汚濁に起因する。養殖場の水の浄化によれば、エビの病変が激減し、エビの成長が格段に高まることからも、養殖用水の浄化は重要である。
【０００８】
以上のように、いずれも、特定の企業・工場に起源のあったかつての公害とはタイプが異なる環境問題であり、対策が急務となっている。これに対して、オゾン（Ｏ3 ）や過酸化水素（Ｈ2 Ｏ2 ）の注入や紫外線照射、水域底部への空気吹き込み（バブリング）、ジェットポンプを用いる水域の水の循環、あるいは超音波付与等の技術が提案されている。しかしながら、コスト的な問題があったり、副作用が強過ぎたり、あるいは十分な効果が上がらなかったりするなど、対策技術は確立されておらず、広く技術が普及するに到っていないのが実情である。
【０００９】
従来技術として、オゾンを気泡状にして吹き込む技術が提案されている。この技術はオゾン単独の酸化・分解作用をねらったものであって、オゾン気泡を微細化しても、効果には限界がある。オゾンの供給量を増やせば効果が上がるが、コスト高となるし、後述するように副作用のおそれがある。
【００１０】
一方、オゾンと同様の酸化・分解反応を過酸化水素水を用いて行わせようとする従来技術もある。過酸化水素を用いる場合の課題も、オゾンの場合と同様である。過酸化水素やオゾン単独の供給では、いずれも酸化・分解の効果に限界がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
図１３は、浄化対象水６の中に、オゾンを注入する従来技術を示すものである。オゾン発生装置７で発生させたオゾンをホース８で送給し、気泡９として浄化対象水６の中へ吹き出す。この手法は、養魚場の殺菌対策として用いられることが多いが、次のような課題がある。
【００１２】
（１）オゾンを気塊上あるいは比較的大きな（直径数ｍｍ程度の）気泡群として水中に供給するために、水中におけるオゾンの分解・拡散が悪く、水面上へ浮き上がり大気中へ消散する量が多いなど非効率的である。
【００１３】
（２）前記（１）の要因のために、いきおいオゾンの使用量を増加させることになるが、人体（作業従事者）や養殖魚貝類に悪影響を及ぼす。人体への害では呼吸器疾患が主なものであるし、異臭も課題である。一方、魚貝類もオゾンの使用量が多過ぎる場合には死滅する。
【００１４】
このようにオゾンは酸化作用は強いが、「両刃の剣」的な性質があるので、使用法に適切でないと悪影響の方が強く出る。
【００１５】
図１４は、水中に高速のウォータージェットを吹き出し、ウォータージェットに生じるキャビテーションを利用しようとする技術である。これは、キャビテーションによる衝撃圧発生作用、局所的な熱分解作用及び酸化作用を利用するものであるが、キャビテーションのみでは殺菌効果が必ずしも十分ではない、という課題がある。しかし、このウォータージェットに生じるキャビテーションによる方法は、水を膨大な微細気泡に変える作用や、水域を混合・攪拌させるという特徴も有している。
【００１６】
以上のように、オゾン及びウォータージェットという２つの従来技術は、それぞれの特徴を有するものの、単独ではその持ち味を出し切れないきらいがあった。本発明の目的は、これらの課題を踏えた上で、新規な水質浄化装置及びその方法を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は主として次のような構成を採用する。
【００１８】
浄化対象水域中にノズルから高速水噴流を噴射し、前記高速水噴流に発生するキャビテーションによる水域中の有害物を分解処理する水質浄化装置であって、
前記ノズルは、高圧水供給流路と前記高圧水流路の先端部に設けられた口径の小さな噴出孔とからなり、前記高圧水は、前記口径の小さな噴出孔を通過し噴射されることでキャビテーションを伴う水噴流を形成し、
前記ノズルの出口部に収縮部、スロート及び拡大部を形成する開口部を有するオゾン混入ノズルを設け、
前記オゾン混入ノズルの開口部の前記スロートより、気泡状のオゾンをキャビテーションを伴う前記高速水噴流に向けて吹き出し、
前記吹き出された気泡状オゾンは、前記キャビテーションを伴う高速水噴流の中に流入して前記高速水噴流に生じたキャビテーションの核となるように形成され、
さらに、前記スロートの出口と前記高速水噴流の間に形成された循環渦により前記高速水噴流の界面に渦キャビテーションを生成し、
前記高速水噴流の前記キャビテーション核によるキャビテーションクラウドと前記渦キャビテーションの相乗作用を奏する水質浄化装置。
【００１９】
浄化対象水域中にノズルから高速水噴流を噴射し、前記高速水噴流に発生するキャビテーションによる水域中の有害物を分解処理する水質浄化方法であって、
前記ノズルは、高圧水供給流路と前記高圧水流路の先端部に設けられた口径の小さな噴出孔とからなり、前記高圧水は、前記口径の小さな噴出孔を通過し噴射されることでキャビテーションを伴う水噴流を形成し、
前記ノズルの出口部に設けたオゾン混入ノズルに形成された収縮部、スロート及び拡大部を有する開口部のスロートより、気泡状のオゾンをキャビテーションを伴う前記高速水噴流に向けて吹き出し、
前記気泡状オゾンの吹き出しによって、前記高速水噴流の中に流入した前記気泡状オゾンが前記キャビテーションを伴う高速水噴流に生じたキャビテーションの核となるように形成され、
さらに、前記スロートの出口と前記高速水噴流の間に形成された循環渦により前記高速水噴流の界面に渦キャビテーションを生成し、
前記高速水噴流の前記キャビテーション核によるキャビテーションクラウドと前記渦キャビテーションの相乗作用を奏する水質浄化方法。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る水域浄化のためのノズル装置の一構成例であり、オゾンを水中水噴流のキャビテーションの気泡核（Ｎｕｃｌｅｉ）とするための構成を示している。ノズル１において、高圧水２は、高圧水供給流路３を通じて導かれ、浄化対象水６の水中へ噴出孔４から噴射されてキャビテーションを伴う水中水噴流５となる。このノズル１の出口部には、ゆるやかな収縮部、スロート１６及びゆるやかな拡大部を形成する開口部を有するオゾン混入ノズル１７が設けられている。
【００２４】
オゾン２０は、このオゾン混入ノズル１７におけるスロート１６に開口する複数のオゾン注入ノズル１９から、オゾン気泡２１として吹き出され、キャビテーションを伴う水中水噴流５の中へ流入する。このオゾン気泡２１は、後述するように、キャビテーションを激しく活性化するためのいわゆる「種」となる。
【００２５】
図２も、本発明の第２の実施形態に係る水域浄化のためのノズル装置の一構成例であり、オゾンを水中水噴流に生じるキャビテーションの気泡核とするための構成を示している。ノズル１において、高圧水２は高圧水供給流路３を通じて導かれ、口径の小さな噴出孔４から浄化対象水６の中へ噴射され、キャビテーションを伴う水中水噴流５となる。このノズル１では、噴出孔４の出口に、円錐形をしてひろがる拡大空洞部１０を設けている。
【００２６】
本実施形態では、ノズル１の外周部にオゾンの供給部と噴出部を設ける。オゾン２０は、オゾン供給流路２３を通じて導かれ、その先端に開口する複数のオゾン噴出ノズル２４から吹き出され、オゾン気泡２１から成るオゾン噴流２５となって、キャビテーションを伴う水中水噴流５の中へ流入する。水中水噴流には、周囲水を巻き込む（エントレイン）性質があるので、オゾン気泡２１は容易に噴流５の中へ混入し、後述するように、噴流５においてキャビテーションを激しく活性化するためのいわゆる「種」となる。
【００２７】
図３に示す第３の実施形態は、オゾンを、水中水噴流を作り出すための供給水（浄化対象水そのものでもよい）中に供給し、プランジャポンプで加圧して物理的に溶解させ、水中水噴流のキャビテーションの気泡核とするものである。オゾン溶解槽３０の中に、オゾン２０を気泡２１の状態で供給し、オゾンを含む水をプランジャポンプ２９で加圧する。これらオゾン気泡２１は、プランジャポンプ２９で加圧されることによって水中で微細な気泡となる。
【００２８】
ノズル１において減圧・加速され噴射されると、キャビテーションの気泡核へと変身し、水中水噴流５におけるキャビテーションを激しく活性化する。水中水噴流５におけるキャビテーション気泡群のかなりの程度はオゾンであり、この噴流は、衝撃的な力学的作用のみならず強力な酸化・分解作用を有することになる。プランジャポンプで加圧されて圧縮したり、あるいはキャビテーションへと形態が異なっても、オゾンの性質は不変である。
【００２９】
図４に示すノズル装置は、図１及び図２に示した実施形態と異なる本発明の第４の実施形態である。拡大空洞部１０の外周に設けたオゾン噴出環状口３１から、水中水噴流５の流れに逆らう向きで、ノズル１の噴出孔４へ向けてオゾン２０を吹き出すようにしたものである。
【００３０】
オゾン２０は、ノズル１の外周に設けたオゾン供給流路２３を通じて導かれる。オゾン噴出環状口３１から吹き出したオゾンは、後述するが、拡大空洞部１０の内側に生じる循環渦流の作用によりすみやかに水中水噴流中に流入する（３２）。このオゾンにも、図１及び図２の実施形態と同様に、噴流５においてキャビテーションを活性化するためのいわゆる「種」となる。
【００３１】
図６は、本発明の実施形態に係る水質浄化装置を湖沼等の浄化対象水域６へ適用した際の全体系統を示すものである。ノズル１にオゾン混入ノズル１７を組み合わせた装置は、浮上移動体４９の下部の水中に支持され、浄化対象水域６の水中に、オゾンを伴って酸化作用の強い水中水噴流５を噴出する。この装置は、ノズルサポート５０によって保持されるが、高さ方向つまり水深方向に動かすことが可能である。浄化対象水域６の水は、循環ポンプ４２により汲み上げられ、貯水槽４３に一時たくわえられて、高圧ポンプで加圧され、高圧ホース４５を通じてノズル１へと送られる。
【００３２】
一方、オゾンは、オゾン発生装置４６において作り出され、さらに圧縮機４７で昇圧され、ノズル１の外周に装着されているオゾン混入ノズル１７へと送られる。水を吹き出すノズル１とオゾンを噴出するオゾン混入ノズル１７の組み合わせ構成は、一例として、図１に示されたものを適用すれば良い。
【００３３】
図７は、図１に示した第１の実施形態を水質浄化に適用した場合、水における挙動・作用を、模式的に描いたものである。まず高圧水２は、ノズル１から噴射されて、キャビテーションを伴う水中水噴流５となる。オゾン２０は、オゾン注入ノズル１９を通じて、オゾン混入ノズル１７のスロート１６から吹き込まれ、オゾン気泡２１となって、キャビテーションを伴う水中水噴流５の中へ流入する。
【００３４】
オゾン気泡２１は、噴流５の中でキャビテーションの気泡核となり、形態的には、キャビテーションクラウドの急膨張となり発現する。キャビテーションクラウド３７は、急膨張したあと分裂し（３７ａ）、噴流５の下流域へ放出される。このように、キャビテーションクラウド３７の挙動は、きわめて非定常性が強く、オゾン気泡の流入に応じて激しく変化する。非定常性の強さは、言い換えれば、キャビテーションがパワフルであることを意味しているので、水の浄化に対して有効である。
【００３５】
また、オゾン混入ノズル１７におけるスロート１６の出口とキャビテーションを伴う水中水噴流５の間には強い循環渦３６が形成され、この渦に由来する渦キャビテーション３８が噴流５の界面に生成する。この渦キャビテーション３８もパワフルである。つまり、上気したオゾン気泡由来のキャビテーションクラウド３７と渦キャビテーション３８の相乗作用によって、効果的な水質の浄化、すなわち水域中の有害生体の殺滅が行われる。
【００３６】
図８は、図２に示した第２の実施形態を水質浄化に適用した場合、水における挙動を模式的に描いたものである。高圧水２は高圧水供給流路３を送給され、噴出孔４で急減圧・加速されて噴出し、キャビテーションを伴う水中水噴流５となる。オゾン２０は、ノズル外周管２２を通じて導かれ、オゾン噴出ノズル２４から水中へ噴射され、細かなオゾン気泡２１となって、水中水噴流５の中へ流入する（３９）。このオゾン気泡が噴流５の中でキャビテーションの気泡核となる。オゾン気泡は、噴流５の中でキャビテーションクラウドの急膨張３５となって現われ、この現象が周期的な激しい運動となり、噴流５におけるキャビテーションを活性化する。
【００３７】
図７における現象と同様に、きわめて非定常性が強くパワフルなキャビテーションが生じるために、水質の浄化が効果的に行われる。キャビテーションクラウド３７は、不規則ながらも次々と急膨張３５を行うが、これによって噴流には強い圧力変動が生じて、この圧力変動をきっかけとして噴流５の界面には界面渦４０が発生し、この渦に由来する渦キャビテーション４１が発達する。図７と同様に、この実施形態においても、キャビテーションクラウド３７の作用に渦キャビテーションが重なるために、噴流５全体におけるキャビテーションの威力は高まる。
【００３８】
図９は、図３に示す第３の実施形態におけるノズル近傍の現象を模式的に描いたものであって、オゾンを水中に物理的に溶解した状態で水中水噴流５として噴射したときの現象を示している。ノズル１の高圧水供給流路３を通して、オゾンを気泡核として含む高圧水２ａが供給される。この高圧水２ａは急減圧・加速されて、噴出孔４から浄化対象水６の中へ噴射されて、キャビテーションを伴う水中水噴流５となる。
【００３９】
ノズルに送られる水中に加圧されてとじ込められているオゾンは、噴出孔を通過する際の急激な作用により、噴流５の初期の領域で微細な気泡群として析出する（３３）。そして、この析出したオゾンの気泡がキャビテーションの気泡核となり、水中水噴流におけるキャビテーションを発達させる。この実施形態においては、上述の図７あるいは図８に示したようなキャビテーションクラウドが繰り返して急膨張するような激しい非定常性はみられない。
【００４０】
図１０は、図４に示した第４の実施形態を水質浄化に適用した場合、水における現象を模式的に描いたものである。供給されたオゾン気泡２１が噴流５の中でキャビテーションクラウド３７の急膨張３５となって発現する、という現象は、基本的には図７と図８に示した内容と同一である。オゾン２０は、オゾン供給流路２３を通じて導かれ、オゾン噴出環状口３１から吹き出し、拡大空洞部１０の中で、噴流５の噴出方向に逆行するように供給される。
【００４１】
オゾン２０は、はじめ柱状（この断面図では柱状に見えるが、実際に３次元的では円錐形の膜状）で噴出するが、このような急峻な流れ場において引きちぎられ、オゾン気泡２１となって、噴流５の中へ巻き込まれる。これらオゾン気泡２１は、キャビテーションの核となり、噴流５の内部で急膨張し、キャビテーションクラウド３７へと成長する。このキャビテーションクラウド３７は、噴流５の下流で分裂する。キャビテーションクラウド３７のこのような激しい動きに起因して、噴流５の周囲には界面渦４０が次々と生まれて、これがパワフルな渦キャビテーション４１を作り出す。
【００４２】
図１１は、本発明の実施形態（図１）とウォータージェットのみを用いる従来技術における殺菌の効果を比較したものである。縦軸における菌体の駆除率ｒ／ｒ*は、菌体の除去量ｒを従来技術（ウォータージェットのみの場合、図１４）における菌体除去量ｒ*で割ることで無次元化したものである。ウォータージェットのみを用いる場合に比べて、１０倍以上に、際立って殺菌の効果が高まったことが分かる。
【００４３】
図１２は、オゾンのみを用いる従来技術（図１３）と、本発明の実施形態（図１）とを比較したものである。縦軸における菌体数密度の変化割合は、言い換えれば残菌率は、菌体の数密度ｎを初期状態における菌体の数密度ｎ*で割ることで無次元化したものである。実験に供した汚染原水中の菌の数密度はかなり高い条件（１ｃｃ当たり１０4個を超える）である。オゾンのみを用いる従来技術では、残菌率が約０．１であるのに対し、本発明の実施形態の場合はその１／５程度にまで残菌率を低減することに成功したことがわかる。
【００４４】
以上に示した２つの実証試験の結果によって、本発明を具体化することで得られる効果が実証された。
【００４５】
図５には、本発明の更に他の実施形態に係る水質浄化装置を示す。高圧水２を噴射するノズル１’は、噴出孔の出口に拡大空洞部１０を設けており、図２又は図４に示す実施形態に係るノズルと同様である。このノズル１’の近くまで送給されたオゾンは、ノズル１’の出口部外縁に設けたオゾン供給円環ダクト１２を通じて、オゾン供給ノズル１５から吹き出すようにして供給され（１３）、循環渦１１の作用によって、キャビテーションを伴う水中高速水噴流５の中へ混入する。
【００４６】
オゾン供給円環ダクト１２は、ドーナツ様の外形をしており、その円周方向４等分割（９０°ピッチ）の位置に、オゾン供給ノズル１５が設けられている。また、このオゾン供給円環ダクト１２は、サポート１４により、ノズル１’の本体に支持されている。
【００４７】
この構成によって生じる現象は、図７あるいは図１０に示したものと類似であって、気泡状態で供給したオゾンは、キャビテーションのいわゆる「種」となり、水中水噴流５の中において、キャビテーションクラウドが急膨張と分裂を激しく繰り返す要因となり。さらに、噴流５も激しく乱れて、渦キャビテーションの生成も促進される。オゾンによる強い酸化作用とキャビテーションの作用が、このようにして組み合わされるので、本実施形態は水質の浄化に大きく貢献する。
【００４８】
以上説明したように、本発明においては、注入するオゾンを、水中ウォータージェットの「気泡核（Ｎｕｃｌｅｉ）」となる程度微量使用する。オゾンを、キャビテーションの核とすべく微量供給するために、オゾン注入については次のような構成を採用する。
【００４９】
（１）水中のノズルから噴出する水中ウォータージェットの周囲から、オゾンを気泡状にして注入する。
【００５０】
（２）水中ノズルの外周に微細孔から成る多孔プレートを設け、これを通してオゾンを押し出し、微細気泡状とする。これらの微細気泡状オゾンを、ウォータージェットを噴出するノズルの上流からウォータージェットと並行に吹き出させて供給し、ウォータージェット中に吸引させる。
【００５１】
（３）ウォータージェットに用いる水中にオゾンを注入し、プランジャポンプ等で加圧することにより、水中にオゾンを物理的に溶解させ、ノズルから噴射する際の減圧時に気泡として析出させ、この気泡をキャビテーションの気泡核として利用する。
【００５２】
（４）ノズルの噴出孔出口に円錐状の拡大空洞部を設けるノズルを用いて、この拡大空洞部における外周端あるいはこの拡大空洞部における内壁側面部の開口部へオゾンを導いて噴出させて、これらのオゾンを気泡状にしてウォータージェット中へ供給し、オゾンを気泡核とすることにより、ウォータージェットに生じるキャビテーションを促進する。
【００５３】
以上のように、本発明の実施形態は、オゾンの使用量を減らし、しかも無駄無く利用し、キャビテーションの核として利用することによりキャビテーションの威力を強めて、水の浄化作用の効率化を図ろうとするものである。
【００５４】
そして、前記（１）の実施形態によれば、気泡状のオゾンがキャビテーションの気泡核となり、水中ウォータージェットの中へ吸引（エントレイン）されてキャビテーションを促進する。キャビテーションの作用とオゾンの殺菌作用の重量効果によって、水中の滅菌を行い水を浄化する。
【００５５】
また、前記（２）の実施形態については、前記（１）と同様の作用である。微細化したオゾンの気泡は水中ウォータージェット中へ吸い込まれ、キャビテーションの核となり、キャビテーションを促進する。キャビテーションの促進とオゾンによる酸化・殺菌作用によって水を浄化する。
【００５６】
また、前記（３）の実施形態では、プランジャポンプによって加圧され、水中に溶触したオゾンが、ノズルの噴出孔において減圧されて高速のウォータージェットになったときに析出し、微細なオゾン気泡群となる。このように、本実施形態によるとオゾンがはじめから水中ウォータージェットの中にあるためキャビテーションが促進され、オゾンの酸化・殺菌作用との重量効果により水を効率良く浄化する。
【００５７】
また、前記（４）の実施形態によれば、ノズル噴出孔の周囲にオゾンが供給されるので、オゾンは拡大円錐空洞内の循環渦の中へ効率良く吸引される。オゾンが吸引される位置は、キャビテーションの核になるのに最適であり、キャビテーションが促進する。これとオゾンの酸化・殺菌作用との重量効果によって、水を効率良く浄化する。
【００５８】
以上のように、本発明の実施形態によると、使用するオゾンが少量であるものの、微細気泡として扱うためオゾン気泡の表面積が増えて、オゾンによる酸化作用は大量のオゾンを大気泡あるいは気体塊として扱う場合よりも水の浄化効果は高まる。また、オゾンが微細気泡化されているので、キャビテーションの核としても作用する。このように本発明は、２つの作用をうまく組み合わせて活かすことにその特徴の１つがある。
【００５９】
【発明の効果】
本考案を具体化したことにより生まれる効果をまとめると次のようになる。
【００６０】
（１）オゾン注入とキャビテーションの重量作用によって、滅菌の効果を高めることができる。
【００６１】
（２）オゾンの使用量を減らせる。すなわち、少量のオゾンで滅菌処理を済ますことができるので、コスト的に有利になる。
【００６２】
（３）オゾンの使用量を減らしているので、オゾンの有害性を回避できる。従事者の身体障害（例えば呼吸器系障害）を無くせる。また本考案を養殖場に適用する場合、養殖魚貝類に対する害を無くし、収穫量を高めることができる。
【００６３】
（４）オゾン注入設備を簡素化できるので、コスト的に有利になる。
【００６４】
（５）オゾン注入の助けがあるので、ウォータージェットの機能・条件を多少落としても、滅菌の効果を十分発揮できる。すなわち、噴射圧力を低めにしたり、あるいは噴射水量を少なくすることが可能なので、設備コスト的に有利である。
（６）オゾンをキャビテーションの核として利用するので、キャビテーションが活発になる。上記（５）の効果と同様に、ウォータージェットの機能・条件を多少落としても、つまり噴射圧力を低くしたりあるいは噴射水量を少なくしても滅菌の効果を発揮できるので、設備コスト的に有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る水質浄化装置の構成を示す図でである。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る水質浄化装置の構造を示す図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る水質浄化装置の構造を示す図である。
【図４】本発明の第４の実施形態に係る水質浄化装置の構造を示す図である。
【図５】本発明の更に他の実施形態に係る水質浄化装置の構造を示す図である。
【図６】本発明の実施形態を水質浄化に適用した場合の系統的な全体構成を示す図である。
【図７】第１の実施形態に係る水質浄化装置の機能・作用を示す図である。
【図８】第２の実施形態に係る水質浄化装置の機能・作用を示す図である。
【図９】第３の実施形態に係る水質浄化装置の機能・作用を示す図である。
【図１０】第４の実施形態に係る水質浄化装置の機能・作用を示す図である。
【図１１】試験結果であり、本発明を実施することによって生まれる効果を実証した図である。
【図１２】試験結果であり、本発明を実施することによって生まれる効果を実証した図である。
【図１３】従来技術の一例を示す図である。
【図１４】従来技術の他の例を示す図である。
【符号の説明】
１  ノズル
２  高圧水
３  高圧水供給流路
４  噴出孔
５  キャビテーションを伴う水中水噴流
６  浄化対象水
１０  拡大空洞部
１６  スロート
１７  オゾン混入ノズル
１８  オゾン供給管
１９  オゾン注入ノズル
２０  オゾン
２１  オゾン気泡
２３  オゾン供給流路
２４  オゾン噴出ノズル
２５  オゾン噴流
２７  オゾン供給管
２８  撹拌機
２９  プランジャポンプ
３０  オゾン溶解槽
３１  オゾン噴出環状口
３２  オゾンの流入
３５  キャビテーションクラウドの急膨張
３６  循環渦
３７  キャビテーションクラウド
３７ａ  キャビテーションクラウドの分裂
３８  渦キャビテーション
４０  界面渦
４１  渦キャビテーション
【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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【図１４】
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