(57)【要約】      （修正有）【課題】ナノレベルに超微細化するとともに均一化した気泡を構造簡易で安価に発生させることができるとともに、気体の脈動を低減（抑制）して、超微細気泡の安定的生成と振動又は騒音の低減が可能な超微細気泡発生器を提供する。【解決手段】一端に液体を導入する導入口３０を有するとともに、他端に液体を導出する導出口４０を有する筒状のケーシング体５０内に、導入口から導出口に向けて順次、導入口から導入した液体の流速を増速させる流速増速部７０と、流速増速部７０にて流速が増速された液流により圧力降下されたケーシング体５０内に外部から気体を吸引する気体吸引部８０と、気体吸引部８０にて吸引された気体が流速増速部７０にて流速を増速された液流によりせん断されて超微細な気泡混じりの液体が生成される超微細気泡含有液体生成部９０とを備え、気体吸引部８０には吸引される気体の脈動を抑制する脈動抑制体８５を配設した。【選択図】図４
2014028340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に液体を導入する導入口を有するとともに、他端に液体を導出する導出口を有する筒状のケーシング体内に、導入口から導出口に向けて順次、
導入口から導入した液体の流速を増速させる流速増速部と、
流速増速部にて流速が増速された液流により圧力降下されたケーシング体内に外部から気体を吸引する気体吸引部と、
気体吸引部にて吸引された気体が流速増速部にて流速を増速された液流によりせん断されて超微細な気泡混じりの液体が生成される超微細気泡含有液体生成部と
を備え、
気体吸引部には吸引される気体の脈動を抑制する脈動抑制体を配設している
ことを特徴とする超微細気泡発生器。
【請求項２】
脈動抑制体はケーシング体に接続される気体吸引部の基端部近傍に配設していることを特徴とする請求項１記載の超微細気泡発生器。
【請求項３】
脈動抑制体は気体が吸引される方向に連通する連通流路を有して、連通流路を通して気体がケーシング体内に吸引されるようにしていることを特徴とする請求項１又は２記載の超微細気泡発生器。
【請求項４】
脈動抑制体は多孔質部材により成形していることを特徴とする請求項３記載の超微細気泡発生器。
【請求項５】
流速増速部の上流側に導入口から導入した液体を旋回流となす旋回流形成部を備えるとともに、旋回流形成部は、通過する液体を旋回流となす旋回手段と、旋回手段の下流側にケーシング体の軸線に沿って伸延する旋回流案内流路とを具備する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の超微細気泡発生器。
【請求項６】
流速増速部は、ケーシング体の流路断面よりも小さい流路断面となして、ケーシング体の軸線と同軸的に伸延する流速増速流路を具備し、
気体吸引部は、ケーシング体の周壁の中途部に開口した吸気孔と、吸気孔に基端開口部が連通して流速増速流路の外周に同心円的に伸延する筒状の気体吸引流路とを具備し、
超微細気泡含有液体生成部は、気体吸引流路の先端開口部と流速増速流路の先端開口部とが吸気孔から一定幅だけ下流側で連通するとともに、両先端開口部よりも下流側である導出口に向けて伸延する超微細気泡含有液体生成流路を具備する
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の超微細気泡発生器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分散相としての気体と連続相としての液体を混合して気液混相となすとともに、分散された気泡を超微細化かつ均一化させて生成することが可能な超微細気泡発生器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、微細気泡発生器の一形態として、特許文献１に開示されたものがある。すなわち、特許文献１には、一端に液体を導入する導入口を有するとともに、他端に液体を導出する導出口を有する筒状のケーシング体内に、導入口から導出口に向けて順次、ケーシング体の周壁に開口した吸気孔から気体を導入して液体と混合させる気液混合部と、気液混合部から導出口側へ漸次拡径する拡径流路形成部と、拡径流路形成部の終端部に接続して気液混合相を旋回流となす旋回流形成部と、旋回流形成部で形成された旋回流を一時的に滞留させる一時滞留部とを備えたマイクロバブル発生装置が開示されている。
【０００３】
かかるマイクロバブル発生装置では、次のようにしてマイクロバブルが形成される。すなわち、導入口から導入した液体と吸気孔から導入した気体とを気液混合部で混合して気液混合相となし、気液混合相を拡径流路形成部を通して減速させながら気液混合流となす。そして、気液混合流を旋回流形成部に案内して旋回流となす。この際、気液混合流を形成する気体は微細な気泡となって分散される。さらに、旋回流は一時滞留部で一時的に流動しながら滞留されて、比較的大きな気泡は粉砕される。その後、微細な気泡（マイクロバブル）を含有する旋回流は導出口から導出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２１３４３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、前記したマイクロバブル発生装置では、生成される気泡はマイクロレベル（数十〜数百μｍ）であり、さらに微細化かつ均一化されたナノレベル（１μｍ未満）の気泡は生成されない。そのため、かかるマイクロバブル発生装置は、ナノレベルの気泡が求められる産業分野では利用できないという不具合がある。
また、マイクロバブル発生装置に液体を圧送するポンプ又は他の要因により振動する現象が発生している。そのため、吸気孔から気体が導入される際にその流動が脈動となって、系全体の不安定性、振動又は騒音の起因となっている。
【０００６】
そこで、本発明は、ナノレベルに超微細化するとともに均一化した気泡を構造簡易で安価に発生させることができるとともに、気体の脈動を低減（抑制）して、超微細気泡の安定的生成と振動又は騒音の低減が可能な超微細気泡発生器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】
【０００７】
請求項１記載の発明に係る超微細気泡発生器は、一端に液体を導入する導入口を有するとともに、他端に液体を導出する導出口を有する筒状のケーシング体内に、導入口から導出口に向けて順次、導入口から導入した液体の流速を増速させる流速増速部と、流速増速部にて流速が増速された液流により圧力降下されたケーシング体内に外部から気体を吸引する気体吸引部と、気体吸引部にて吸引された気体が流速増速部にて流速を増速された液流によりせん断されて超微細な気泡混じりの液体が生成される超微細気泡含有液体生成部とを備え、気体吸引部には吸引される気体の脈動を抑制する脈動抑制体を配設していることを特徴とする。
【０００８】
かかる超微細気泡発生器では、導入口から導入した液体を流速増速部により増速させることができる。この際、流速増速部にて増速された液流によりケーシング体内の流速増速部における圧力は降下する。そのため、気体吸引部ではベンチュリ効果により外部から気体を吸引することができる。さらには、超微細気泡含有液体生成部において、気体吸引部にて吸引された気体が流速増速部にて増速された液流によりせん断されて超微細な気泡混じりの液体が生成される。しかも、気体吸引部には脈動抑制体を配設して、吸引される気体の脈動を脈動抑制体により抑制するようにしている。そのため、気体の脈動を低減（抑制）して、超微細気泡の安定的生成と振動又は騒音の低減を実現することができる。
【０００９】
請求項２記載の発明に係る超微細気泡発生器は、請求項１記載の発明に係る超微細気泡発生器であって、脈動抑制体はケーシング体に接続される気体吸引部の基端部近傍に配設していることを特徴とする。
【００１０】
かかる超微細気泡発生器では、脈動抑制体をケーシング体に接続される気体吸引部の基端部近傍に配設しているため、気体の脈動を堅実に低減（抑制）することができる。その結果、超微細気泡の安定的生成と振動又は騒音の低減を堅実に実現することができる。
【００１１】
請求項３記載の発明に係る超微細気泡発生器は、請求項１又は２記載の発明に係る超微細気泡発生器であって、脈動抑制体は気体が吸引される方向に連通する連通流路を有して、連通流路を通して気体がケーシング体内に吸引されるようにしていることを特徴とする。
【００１２】
かかる超微細気泡発生器では、気体が吸引される方向に連通する脈動抑制体の連通流路を通して気体がケーシング体内に吸引されるようにしているため、気体が脈動していても連通流路を通過する際に気体の脈動が堅実に低減（抑制）される。そのため、超微細気泡の安定的生成と振動又は騒音の低減を堅実に実現することができる。
【００１３】
請求項４記載の発明に係る超微細気泡発生器は、請求項１〜３のいずれか１項記載の発明に係る超微細気泡発生器であって、脈動抑制体は多孔質部材により成形していることを特徴とする。
【００１４】
かかる超微細気泡発生器では、脈動抑制体を多孔質部材、例えば、スポンジ、軽石、セラミックス、陶器により成形しているため、軽量かつ安価に連通流路を有する脈動抑制体を成形することができる。
【００１５】
請求項５記載の発明に係る超微細気泡発生器は、請求項１〜４のいずれか１項記載の発明に係る超微細気泡発生器であって、流速増速部の上流側に導入口から導入した液体を旋回流となす旋回流形成部を備えるとともに、旋回流形成部は、通過する液体を旋回流となす旋回手段と、旋回手段の下流側にケーシング体の軸線に沿って伸延する旋回流案内流路とを具備することを特徴とする。
【００１６】
かかる超微細気泡発生器では、旋回流形成部の旋回手段が通過する流体を旋回流となして、旋回手段の下流側においてケーシング体の軸線に沿って伸延する旋回流案内流路が旋回流を下流側へ案内する。この際、旋回流となっている液体の旋回強さの大きい外周部が、その外周を流動する気体に高せん断力を及ぼすことになる。その結果、超微細気泡含有液体生成流路では超微細化かつ均一化された気泡混じりの液体が効率的にかつ堅実に生成されて、導出口から導出される。
【００１７】
請求項６記載の発明に係る超微細気泡発生器は、請求項１〜５のいずれか１項記載の発明に係る超微細気泡発生器であって、流速増速部は、ケーシング体の流路断面よりも小さい流路断面となして、ケーシング体の軸線と同軸的に伸延する流速増速流路を具備し、気体吸引部は、ケーシング体の周壁の中途部に開口した吸気孔と、吸気孔に基端開口部が連通して流速増速流路の外周に同心円的に伸延する筒状の気体吸引流路とを具備し、超微細気泡含有液体生成部は、気体吸引流路の先端開口部と流速増速流路の先端開口部とが吸気孔から一定幅だけ下流側で連通するとともに、両先端開口部よりも下流側である導出口に向けて伸延する超微細気泡含有液体生成流路を具備することを特徴とする。
【００１８】
かかる超微細気泡発生器では、流速増速部が具備する流速増速流路は、旋回流案内流路の流路断面よりも小さい流路断面となして、ケーシング体の軸線と同軸的に伸延させているため、旋回流の流速を堅実に増大させることができる。また、気体吸引部が具備する吸気孔から気体を吸入するとともに、気体吸引流路を通して流速増速流路の外周に同心円的に気体を流入させることができる。超微細気泡含有液体生成部が具備する超微細気泡含有液体生成流路において、旋回流となっている液体と、その外周を囲繞するように筒状に流動する気体とが混合される。この際、超微細気泡含有液体生成流路は、気体吸引流路の先端開口部と流速増速流路の先端開口部とが吸気孔から一定幅だけ下流側で連通するとともに、両先端開口部よりも下流側である導出口に向けて伸延しているため、増速されて旋回流となっている液体の旋回強さの大きい外周部が、その外周を筒状に流動する気体に高せん断力を及ぼすことになる。その結果、超微細気泡含有液体生成流路では超微細化かつ均一化された気泡混じりの液体が効率的にかつ堅実（安定的）に生成されて、導出口から導出される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は次のような効果を奏する。すなわち、本発明に係る超微細気泡発生器は、超微細化かつ均一化されたナノレベル（１μｍ未満）の気泡を短時間に大量生成して安定提供することができる。また、超微細気泡発生器は、合成樹脂により安価にかつ軽量にかつコンパクトに製造することができる。そのため、かかる超微細気泡発生器は、ナノレベルの気泡が求められる産業分野において幅広く利用することができる。しかも、吸引される気体の脈動を低減（抑制）することができて、超微細気泡を安定的に生成することができるとともに、振動又は騒音を堅実に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態としての超微細気泡発生装置の説明図。
【図２】第１実施形態としての超微細気泡発生器の斜視説明図。
【図３】第１実施形態としての超微細気泡発生器の正面説明図。
【図４】第１実施形態としての超微細気泡発生器の断面正面説明図。
【図５】第１実施形態としての超微細気泡発生器の拡大断面正面説明図。
【図６】第１実施形態としての超微細気泡発生器の流れ状態の拡大断面正面説明図。
【図７】第１実施形態としての超微細気泡発生器の斜視分解説明図。
【図８】第２実施形態としての超微細気泡発生装置の説明図。
【図９】第２実施形態としての超微細気泡発生器の斜視説明図。
【図１０】第２実施形態としての超微細気泡発生器の正面説明図。
【図１１】第２実施形態としての超微細気泡発生器の断面正面説明図。
【図１２】第２実施形態としての超微細気泡発生器の拡大断面正面説明図。
【図１３】第２実施形態としての超微細気泡発生器の流れ状態の拡大断面正面説明図。
【図１４】第２実施形態としての超微細気泡発生器の斜視分解説明図。
【図１５】旋回手段の側面説明図。
【図１６】第１変形例としての旋回手段の取付斜視説明図。
【図１７】第１変形例としての旋回手段の上流側斜視図（ａ）、下流側斜視図（ｂ）、正面図（ｃ）、上流側側面図（ｄ）、下流側側面図（ｅ）。
【図１８】第２変形例としての旋回手段の取付斜視説明図。
【図１９】第２変形例としての旋回手段の上流側斜視図（ａ）、下流側斜視図（ｂ）、正面図（ｃ）、上流側側面図（ｄ）、下流側側面図（ｅ）。
【図２０】脈動抑制体を収容配置した吸気パイプの断面説明図。
【図２１】吸気パイプの変形例としての接続構造の断面説明図。
【図２２】第２実施形態の変形例としての超微細気泡発生器の断面正面説明図。
【図２３】第２実施形態の変形例としての超微細気泡発生器の分解正面説明図。
【図２４】上流側半部の平面図（ａ）と側面図（ｂ）と断面正面図（ｃ）。
【図２５】下流側半部の平面図（ａ）と側面図（ｂ）と断面正面図（ｃ）。
【図２６】増速流路形成体の断面正面図。
【図２７】ねじれ角が６０°の旋回手段の上流側側面図（ａ）と正面図（ｂ）と下流側側面図（ｃ）と斜視図（ｄ）と外形説明図（ｅ）。
【図２８】ねじれ角が９０°の旋回手段の上流側側面図（ａ）と正面図（ｂ）と下流側側面図（ｃ）と斜視図（ｄ）。
【図２９】ホース接続型の超微細気泡発生器の正面説明図。
【図３０】水中ポンプ搭載型の超微細気泡発生器の正面説明図。
【図３１】第２実施形態に係る超微細気泡発生装置により生成された混合流体が含有する超微細気泡の粒子径の測定結果を示すグラフ。
【図３２】第１実施形態に係る超微細気泡発生装置と、第１変形例としての旋回手段を装備した第２実施形態に係る超微細気泡発生装置の超微細気泡含有液体生成流路における自吸空気圧を検出した結果を示すグラフ。
【図３３】脈動抑制体付設の有無による脈動現象を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明に係る第１実施形態と第２実施形態とそれらの変形例を、図面を参照しながら説明する。
【００２２】
［第１実施形態］
図１に示す１は第１実施形態としての超微細気泡発生装置であり、超微細気泡発生装置１は、図１に示すように、連続相としての液体Ｆ１と分散相として気体Ｆ２を混合するとともに、気体Ｆ２を超微細かつ均一な気泡となして、気液混合相としての混合流体Ｆ３を生成する装置である。ここで、本実施形態では、液体Ｆ１は水であり、気体Ｆ２は空気である。そして、混合流体Ｆ３は超微細な気泡混じりの液体（超微細気泡含有液体）である。
【００２３】
（第１実施形態としての超微細気泡発生装置１の説明）
第１実施形態としての超微細気泡発生装置１は、図１に示すように、第１実施形態としての超微細気泡発生器２と、超微細気泡発生器２に供給するための液体Ｆ１を収容する液体収容部３と、超微細気泡発生器２により生成された混合流体Ｆ３を収容する混合流体収容部４とを備えている。超微細気泡発生器２の一端側（基端側）には、第１連通路としての第１連通パイプ５を介して、ポンプＰの吐出口（図示せず）を連通連結している。ポンプＰの吸込口（図示せず）には、第２連通路としての第２連通パイプ６を介して、液体Ｆ１を収容した液体収容部３を連通連結している。超微細気泡発生器２の他端側（先端側）には、第３連通路としての第３連通パイプ７を介して、混合流体Ｆ３を収容する混合流体収容部４を連通連結している。
【００２４】
このように構成して、ポンプＰを作動させることで、第２連通パイプ６を通して液体収容部３内の液体Ｆ１をポンプＰの吸込口から吸い込むとともに、ポンプＰの吐出口から液体Ｆ１を超微細気泡発生器２に吐出することができる。そして、加圧された液体Ｆ１が超微細気泡発生器２内に導入される一方、超微細気泡発生器２内には別途気体Ｆ２が吸入されて、超微細気泡発生器２内で液体Ｆ１と気体Ｆ２とが混合されて混合流体Ｆ３が生成されるようにしている。そして、混合流体Ｆ３は第３連通パイプ７を通して混合流体収容部４に収容されるようにしている。また、混合流体Ｆ３は、混合流体収容部４から回収することができる。
【００２５】
（第１実施形態としての超微細気泡発生器２の説明）
第１実施形態としての超微細気泡発生器２は、図２〜図４に示すように、接続体１０と気泡発生器本体２０を、同一軸線上に直状に配置するとともに連通連結して形成している。
【００２６】
接続体１０は、第１連通パイプ５に気泡発生器本体２０を連通状態に接続するためのものである。すなわち、接続体１０は、第１接続片１１と第２接続片１２と第３接続片１３とから構成している。
【００２７】
第１接続片１１は、円筒状の第１接続本片１１ａと、第１接続本片１１ａの外周面中途部に外方へ張り出し鍔状に形成した第１係止用鍔片１１ｂとを合成樹脂により一体成形している。第１接続本片１１ａの基端部は、可撓性樹脂により成形した第１連通パイプ５の先端部に着脱自在に嵌入させて接続可能としている。第１接続片１１は、第１係止用鍔片１１ｂが後述する第２接続本片１２ａの基端側端面に当接して係止される。
【００２８】
第２接続片１２は、円筒状に形成した第２接続本片１２ａと、第２接続本片１２ａの外周面基端部に外方張り出し鍔状に形成した第２係止用鍔片１２ｂとを弾性ゴム素材により一体成形している。第２接続本片１２ａには、第１接続本片１１ａの先端部を着脱自在に嵌入させて接続可能としている。第２接続片１２は、第２係止用鍔片１２ｂが後述する第３接続片１３の基端部側半部１３ａ端面に当接して係止される。
【００２９】
第３接続片１３は、合成樹脂により円筒状に形成するとともに、基端部側半部１３ａの内径を第２接続本片１２ａの外径と略同一に形成する一方、先端部側半部１３ｂを基端部側半部１３ａよりもやや小径に縮径させて形成している。基端部側半部１３ａには、第２接続本片１２ａの先端部を着脱自在に嵌入させて接続可能としている。先端部側半部１３ｂには、後述する気泡発生器本体２０の第１分割片５１を着脱自在に嵌入させて接続可能としている。
【００３０】
気泡発生器本体２０は、図２〜図７に示すように、一端に液体Ｆ１を導入する導入口３０を有するとともに、他端に混合流体Ｆ３を導出する導出口４０を有する直状かつ円筒状のケーシング体５０内に、導入口３０から導出口４０に向けて順次、流速増速部７０と気体吸引部８０と超微細気泡含有液体生成部９０とを備えている。
【００３１】
流速増速部７０は、ケーシング体５０内に導入された液流を増速させるようにしており、ケーシング体５０内の流路断面よりも小さい流路断面となして、ケーシング体５０の軸線と同軸的に伸延する流速増速流路７１を具備している。
【００３２】
気体吸引部８０は、流速増速部７０にて増速された液流により圧力降下された（大気圧に対して真空圧となる）ケーシング体５０内に、外部から気体Ｆ２をベンチュリ効果で吸引するようにしている。すなわち、気体吸引部８０は、ケーシング体５０の周壁の中途部に開口した吸気孔８１と、吸気孔８１に基端部が連通して流速増速流路７１の外周に同心円的に伸延する円筒状の気体吸引流路８２と、吸気孔８１に連通連結して立設した吸気接続パイプ８３と、吸気接続パイプ８３の上端部に接続して上端開口部から外気である空気を吸引することができる吸気パイプ８４とを具備している。ここで、気体Ｆ２の吸入量は、第１連通パイプ５中を流れる液体Ｆ１の流量の２％〜４％、望ましくは３％前後（STP；０℃、１気圧）に設定することができる。また、吸気パイプ８４には流量調節弁（図示せず）を取り付けることで気体Ｆ２の吸入量を可変可能とすることができる。
【００３３】
気体吸引部８０の吸気パイプ８４内には、吸引される気体Ｆ２の脈動を抑制する脈動抑制体８５を配設している。すなわち、脈動抑制体８５は、図２０にも示すように、外形状を吸気パイプ８４内に挿入可能な円柱状に形成して、ケーシング体５０の第４分割片５４に接続される気体吸引部８０の基端部近傍、つまり、吸気接続パイプ８３の先端部（上端部）に下端面を当接させて可及的に吸気孔８１の近傍位置に配設している。脈動抑制体８５は気体Ｆ２が吸引される方向（吸気パイプ８４を通して吸気孔８１から気体吸引流路８２内に吸引される方向）に連通する連通流路８６を有している。そして、連通流路８６を通して気体Ｆ２がケーシング体５０の気体吸引流路８２内に吸引されるようにしている。ここで、脈動抑制体８５は多孔質部材により成形することで、屈曲した細管状の連通流路８６を保持させることができる。多孔質部材としては、例えば、スポンジ、軽石、セラミックス、陶器がある。また、脈動抑制体８５はセルロース繊維やガラス繊維等を絡み合わせて形成することもでき、吸気パイプ８４の基端部内に詰め込むことで充填・配置することができる。
【００３４】
このように構成して、吸引される気体Ｆ２の脈動を脈動抑制体８５により抑制するようにしているため、気体Ｆ２の脈動を低減（抑制）して、超微細気泡の安定的生成と振動又は騒音の低減を実現することができる。この際、脈動抑制体８５は第４分割片５４に接続される吸気孔８１の近傍位置に配設しているため、気体Ｆ２の脈動を堅実に低減（抑制）することができる。その結果、超微細気泡の安定的生成と振動又は騒音の低減を堅実に実現することができる。しかも、気体Ｆ２は吸引される方向に連通する脈動抑制体８５の連通流路８６を通してケーシング体５０の気体吸引流路８２内に吸引されるようにしているため、気体Ｆ２が脈動していても連通流路８６を通過する際に気体Ｆ２の脈動が堅実に低減（抑制）される。そのため、超微細気泡の安定的生成と振動又は騒音の低減を堅実に実現することができる。また、脈動抑制体８５は多孔質部材、例えば、スポンジ、軽石、セラミックス、陶器により成形しているため、軽量かつ安価に連通流路８６を有する脈動抑制体８５を成形することができる。
【００３５】
超微細気泡含有液体生成部９０は、気体吸引部８０にて吸引された気体Ｆ２が流速増速部７０にて増速された液流によりせん断されて超微細な気泡混じりの液体、つまり混合流体Ｆ３が生成されるようにしており、気体吸引流路８２の先端部と流速増速流路７１の先端部とが連通して、導出口４０に向けて伸延する超微細気泡含有液体生成流路９１を具備している。
【００３６】
ケーシング体５０は、円筒状の第１分割片５１と、第１分割片５１の外周面先端部に嵌合する円筒状の第２分割片５２と、第２分割片５２の内周面先端部に嵌合する円筒状の第３分割片５３と、第３分割片５３の外周面先端部に嵌合する円筒状の第４分割片５４と、第４分割片５４の内周面先端部に嵌合する円筒状の第５分割片５５とを具備している。そして、第４分割片５４は、中途部の縮径部５６を介して基端部側よりも先端部側を縮径させて形成している。
【００３７】
流速増速流路７１は、図５に示すように、第４分割片５４内に増速流路形成体７２を配置して形成している。すなわち、増速流路形成体７２は、第４分割片５４の先端部側の内径よりも外径が小径で円筒状の流路形成片７３と、流路形成片７３の外周面基端部から下流側に張り出し状に形成した傘状支持片７４とを具備している。そして、傘状支持片７４の先端周縁部を第４分割片５４の縮径部５６に当接させるとともに、流路形成片７３の先端部を第４分割片５４の先端部内に同心円的に配置している。流路形成片７３の先端部は、上流側から下流側に漸次縮径させて、内周テーパー面９２と外周テーパー面９３を形成している。図５中、Ｌ１は流路形成片７３の長手幅（筒長）、Ｌ２は円筒状に形成された気体吸引流路８２の筒長、つまり、吸気孔８１の中心位置から流路形成片７３の先端開口部までの一定幅、Ｗ１は流路形成片７３の基端開口部の内径、Ｗ２は流路形成片７３の先端開口部の内径、Ｗ３は第５分割片５５の内径、Ｗ４は第５分割片５５の外径、Ｗ５は流路形成片７３の外周面と第５分割片５５の内周面との最小間隔、Ｗ６は流路形成片７３の外周テーパー面９３と第５分割片５５の内周面との間に形成される最大間隔である。
【００３８】
このように構成して、流路形成片７３の先端部の内部を流動する液流は内周テーパー面９２に沿って流速を増大させながら流動する一方、流路形成片７３の先端部の外部を流動する気流は外周テーパー面９３に沿って流速を減速させるとともに流量を増大させながら流動する。そのため、流速が増大された液流と流量が増大された気流が合流した際には、液流が気流に大きなせん断力を付与して超微細かつ均一な気泡を大量に生成することができる。つまり、内周テーパー面９２と外周テーパー面９３のテーパー角を調整することで気泡の大きさと量を制御することができる。
【００３９】
気体吸引流路８２は、流路形成片７３の外周面と第４分割片５４の先端部の内周面との間に形成される間隙、そして、流路形成片７３の外周面と第５分割片５５の先端部の内周面との間に形成される間隙であり、気体吸引流路８２は、流速増速流路７１の先端部側の外周に円筒状に形成されている。つまり、気体吸引流路８２は、円筒状に形成された筒長Ｌ２（吸気孔８１の中心位置から流路形成片７３の先端開口部までの一定幅）を有している。ここで、一定幅である筒長Ｌ２は第５分割片５５の内径Ｗ３よりも幅広（本実施形態では内径Ｗ３の略４倍）に形成している。そのため、吸気孔８１から気体吸引流路８２内に吸入された気体Ｆ２は、流路形成片７３の先端開口部に至るまで、つまり、少なくとも筒長Ｌ２の長さ分は流路形成片７３の外周面に沿って流動して、堅実にかつ安定して円筒状に形成される。そして、流路形成片７３の先端開口部において、棒状に流出される液体Ｆ１の外周面を安定して円筒状に形成された気体Ｆ２が覆うように面接触する。したがって、液体Ｆ１とその外周面を覆う気体Ｆ２との接触面積、つまり、せん断面積が大きく確保されて、分散相としての気体Ｆ２が連続相としての液体Ｆ１により効果的にせん断される。その結果、超微細気泡含有液体生成流路９１において、気体Ｆ２は均一に超微細化されて、超微細気泡混じりの液体、つまり、混合流体Ｆ３が生成される。
【００４０】
第１実施形態は、上記のように構成しているものであり、次のような作用効果を奏する。すなわち、図４及び図６に示すように、超微細気泡発生器２では、導入口３０から導入した液体Ｆ１が流速増速部７０により増速される。すなわち、流速増速部７０が具備する流速増速流路７１は、旋回流案内流路６２の流路断面の略四分の一である小さい流路断面となして、ケーシング体５０の軸線と同軸的に伸延させているため、液体Ｆ１の液流の流速を堅実に増大させることができる。ここで、液流の流速の調整は、流速増速流路７１の流路断面を適宜調整することで行うことができる。したがって、緩速的な流速で導入された液体Ｆ１であっても、液流は適宜増速させて所望の混合液体Ｆ３を生成することができる。
【００４１】
そして、流速増速部７０にて増速された液流により、ケーシング体５０内の流速増速部７０における圧力は降下する。そのため、気体吸引部８０では吸気孔８１を通してベンチュリ効果により外部から外気である気体Ｆ２を吸入するとともに、気体吸引流路８２を通して流速増速流路７１の外周に同心円的に気体Ｆ２を流入させることができる。
【００４２】
さらには、超微細気泡含有液体生成部９０において、気体吸引部８０にて吸引された気体Ｆ２が流速増速部７０にて流速が増速された液流によりせん断されて超微細な気泡混じりの液体が生成される。すなわち、超微細気泡含有液体生成流路９１において、増速液流となっている液体Ｆ１の外周は、吸引された気体により円筒状に囲繞される。そして、囲繞している円筒状の気体Ｆ２にはその内方から増速液流の外周部が引き摺るように高せん断力を及ぼす。つまり、旋回流の中心側ではなく、それよりも比較的旋回力の強い外周側において、その外周を囲繞している円筒状の気体Ｆ２の全内周面に高せん断力を全面的に作用させることができる。そのため、超微細気泡含有液体生成流路９１では、吸引された気体Ｆ２が効率良く超微細化かつ均一化される。その結果、超微細気泡含有液体生成流路９１では超微細化かつ均一化された気泡混じりの液体（混合流体Ｆ３）が堅実に生成されて、導出口４０から混合流体Ｆ３が導出される。
【００４３】
ここで、ケーシング体５０は、円筒状の第１〜第５分割片５１〜５５を嵌合状態に接続することで形成しており、第４分割片５４は中途部の縮径部５６を介して基端部側よりも先端部側を縮径させて形成している。
【００４４】
流速増速流路７１は、傘状支持片７４の先端周縁部を第４分割片５４の縮径部５６に当接させるとともに、流路形成片７３の先端部を第４分割片５４の先端部内に同心円的に配置して、気体吸引流路８２を流路形成片７３の外周面と第４分割片５４の先端部の内周面との間隙に円筒状に形成することができる。つまり、増速流路形成体７２を第４分割片５４内に配置するだけで、旋回流案内流路６２と流速増速流路７１と気体吸引流路８２と超微細気泡含有液体生成流路９１を簡単かつ堅実に区画して形成することができる。
【００４５】
［第２実施形態］
図８に示す１は第２実施形態としての超微細気泡発生装置であり、超微細気泡発生装置１は、基本的構造を第１実施形態としての超微細気泡発生装置１と同じくしているが、第１実施形態としての超微細気泡発生器２に代えて第２実施形態としての超微細気泡発生器２を採用している点で異なる。
【００４６】
（第２実施形態としての超微細気泡発生器２の説明）
第２実施形態としての超微細気泡発生器２は、図２〜図４に示すように、基本的構造を第１実施形態としての超微細気泡発生器２と同じくするが、旋回流形成部６０を具備している点で異なる。
【００４７】
すなわち、気泡発生器本体２０は、図９〜図１５に示すように、一端に液体Ｆ１を導入する導入口３０を有するとともに、他端に混合流体Ｆ３を導出する導出口４０を有する直状かつ円筒状のケーシング体５０内に、導入口３０から導出口４０に向けて順次、旋回流形成部６０と流速増速部７０と気体吸引部８０と超微細気泡含有液体生成部９０とを備えている。
【００４８】
旋回流形成部６０は、導入口３０から導入した液体Ｆ１を旋回流となすようにしており、通過する流体Ｆ１を旋回流となす旋回手段６１と、旋回手段６１の下流側にケーシング体５０の軸線に沿って伸延する旋回流案内流路６２とを具備している。旋回流案内流路６２はケーシング体５０の一部を形成する第３分割片５３の内周面に沿って直状に形成されている。
【００４９】
旋回手段６１は、図６にも示すように、第２分割片５２の内周面中途部に嵌合する略円筒状の支持片６３と、支持片６３の先端縁部から軸線方向に向けて捩れ状に対向させて形成した一対の旋回流形成片６４,６４とを具備している。支持片６３は、第２分割片５２内で第１分割片５１と第３分割片５３とにより軸線方向で挟持されて位置決めされる。液体Ｆ１は、捩れ状に対向する一対の旋回流形成片６４,６４間を通過する際に、旋回流形成片６４,６４から捩れ作用を受けて旋回流となる。そして、旋回流は旋回流案内流路６２を通して下流側の流速増速部７０に案内されるようにしている。
【００５０】
第２実施形態は、上記のように構成しているものであり、次のような作用効果を奏する。すなわち、図１１及び図１３に示すように、超微細気泡発生器２では、導入口３０から導入した液体Ｆ１を旋回流形成部６０により旋回流となすことができる。この際、旋回流形成部６０の旋回手段６１が通過する液体Ｆ１を旋回流となして、旋回手段６１の下流側においてケーシング体５０の軸線に沿って伸延する旋回流案内流路６２が旋回流を下流側へ案内する。
【００５１】
旋回流形成部６０にて形成された旋回流は、流速増速部７０により増速される。すなわち、流速増速部７０が具備する流速増速流路７１は、旋回流案内流路６２の流路断面の略四分の一である小さい流路断面となして、ケーシング体５０の軸線と同軸的に伸延させているため、旋回流の流速を堅実に増大させることができる。ここで、旋回流の流速の調整は、流速増速流路７１の流路断面を適宜調整することで行うことができる。したがって、緩速的な流速で導入された液体Ｆ１の液流であっても、液流を旋回流となし、さらには、旋回流を適宜増速させることができる。
【００５２】
そして、流速増速部７０にて増速された旋回流により、ケーシング体５０内の流速増速部７０における圧力はより一層降下される。そのため、気体吸引部８０では吸気孔８１を通してベンチュリ効果により外部から外気である気体Ｆ２を吸入するとともに、気体吸引流路８２を通して流速増速流路７１の外周に同心円的に円筒状の気体Ｆ２を流入させることができる。この際、圧力降下の大きさに比例して吸気パイプ８４を通して流入される気体Ｆ２の脈動が大きくなるが、吸気パイプ８４の基端部には脈動抑制体８５を配設しているため、脈動抑制体８５の連通流路８６中を気体Ｆ２が流動する際に脈動が低減（抑制）される。その結果、超微細気泡を安定的に生成することができるとともに、振動又は騒音を低減することができる。
【００５３】
さらには、超微細気泡含有液体生成部９０において、気体吸引部８０にて吸引された気体Ｆ２が流速増速部７０にて増速された旋回流によりせん断されて超微細な気泡混じりの液体が生成される。すなわち、超微細気泡含有液体生成流路９１において、増速旋回流となっている液体Ｆ１の外周は、吸引された気体により円筒状に囲繞される。そして、囲繞している円筒状の気体Ｆ２にはその内方から旋回力の強い旋回流の外周部が高せん断力を及ぼす。つまり、旋回流の中心側ではなく、それよりも比較的旋回力の強い外周側において、その外周を囲繞している円筒状の気体Ｆ２の全内周面に高せん断力を全面的に作用させることができる。そのため、超微細気泡含有液体生成流路９１では、吸引された気体Ｆ２が効率良く超微細化かつ均一化される。その結果、超微細気泡含有液体生成流路９１では超微細化かつ均一化された気泡混じりの液体（混合流体Ｆ３）が堅実に生成されて、導出口４０から混合流体Ｆ３が導出される。
【００５４】
旋回手段６１が具備する円筒状の支持片６３は、第２分割片５２の内周面中途部に嵌合するとともに、支持片６３を第２分割片５２内で第１分割片５１と第３分割片５３とにより軸線方向で挟持して簡単に位置決めすることができる。つまり、旋回手段６１の組み付け作業（第２実施形態としての超微細気泡発生器２となす場合）と、取り外し作業（第１実施形態としての超微細気泡発生器２となす場合）を簡単かつ堅実に行うことができる。
【００５５】
（第１変形例としての旋回手段６１の説明）
図１６は、第１変形例としての旋回手段６１を示している。かかる旋回手段６１は、図１７にも示すように、直状に伸延する棒状の軸芯部１００と、軸芯部１００の周面から半径方向（放射線方向）に突設した複数（本実施形態では４片）の板状の旋回流形成案内片１０１とを、合成樹脂（例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ））を削出加工して、表面を滑らかに（液体Ｆ１である水との摩擦が少ないように）成形している。すなわち、旋回手段６１は、棒状の軸芯部１００の周面から肉厚板状の４つの案内本片１０２を一定の間隔をあけて延設して断面十字状に形成し、各案内本片１０２の両側面には基端部から先端部にかけて円弧状凹面１０３を形成するとともに、隣接する案内本片１０２同士の円弧状凹面１０３の基端縁部が連続する円弧面となしている。そして、各案内本片１０２の中途部が最小肉厚で、各案内本片１０２の先端部が最大肉厚となるように形成している。
【００５６】
しかも、旋回手段６１の上流側の端面と下流側の端面は、一定のねじれ角θ（例えば、θ＝４５°〜１８０°）を形成するように、旋回流形成案内片１０１の上流側から下流側への伸延方向を軸芯部１００の軸線方向とねじれの位置に配置している。軸芯部１００の軸線方向とねじれの位置に配置した４つの旋回流形成案内片１０１は、ほぼ並行させて配置されるとともに、隣接する旋回流形成案内片１０１間に軸芯部１００の軸線廻りに捩れ状の旋回流形成案内路１０４が４本形成されるようにしている。
【００５７】
各案内本片１０２の先端部の上流側部には係合用位置決め用の膨出部１０５を形成している。また、第２分割片５２の内周面の上流側端部には膨出部１０５と整合して、膨出部１０５が係合自在の係合凹部１０６を周面周りに４つ形成している。
【００５８】
上記のように構成して、第２分割片５２内に旋回手段６１を上流側から下流側に挿入するとともに、各係合凹部１０６に膨出部１０５を挿入して係合させて位置決めする。同状態にて、旋回手段６１の上流側端面に第１分割片５１の下流側端面を当接させることで、旋回手段６１が軸線方向ないしは周面周りに移動するのを規制することができる。この際、旋回流形成案内片１０１の先端面は、第２分割片５２の内周面に密着状に面接している。そのため、第２分割片５２内に流入した液流は、第２分割片５２内に配置された旋回流形成案内路１０４に沿って上流側から下流側へ流動されることで、堅実に旋回流となされる。
【００５９】
（第２変形例としての旋回手段６１の説明）
図１８は、第２変形例としての旋回手段６１を示している。かかる旋回手段６１は、図１９にも示すように、直状に伸延する棒状の軸芯部１００と、軸芯部１００の周面から半径方向（放射線方向）に突設した複数（本実施形態では４片）の板状の旋回流形成案内片１０１とを、合成樹脂（例えば、ＡＢＳ樹脂）により一体に積層製作している。すなわち、旋回手段６１は、断面正八角形の棒状の軸芯部１００の周面から均一肉厚の四角形板状の４つの案内本片１０２を軸芯部１００の一つおきの各片から延設して断面十字状に形成している。
【００６０】
しかも、旋回手段６１の上流側の端面と下流側の端面は、一定のねじれ角θ（例えば、θ＝４５°〜１８０°）を形成するように配置し、案内本片１０２の上流側半部は上流側から下流側への伸延方向を軸芯部１００の軸線方向と平行に配置するとともに、案内本片１０２の下流側半部は上流側から下流側への伸延方向を軸芯部１００の軸線方向とねじれの位置に配置している。つまり、軸芯部１００の軸線方向とねじれの位置に配置した４つの旋回流形成案内片１０１は、「へ」の字状に屈曲させて形成して、案内本片１０２の上流側半部が軸芯部１００の軸線とほぼ並行させて配置されるとともに、案内本片１０２の下流側半部が軸芯部１００の軸線廻りに捩れ状にほぼ並行させて配置されて、隣接する旋回流形成案内片１０１間に案内本片１０２の中途部が屈曲された旋回流形成案内路１０４が４本形成されるようにしている。
【００６１】
各案内本片１０２の先端部の上流側部には係合用位置決め用の膨出部１０６を形成している。また、第２分割片５２の内周面の上流側端部には膨出部１０５と整合して、膨出部１０５が係合自在の係合凹部１０６を周面周りに４つ形成している。
【００６２】
上記のように構成して、第２分割片５２内に旋回手段６１を上流側から下流側に挿入するとともに、各係合凹部１０６に膨出部１０５を挿入して係合させて位置決めする。同状態にて、旋回手段６１の上流側端面に第１分割片５１の下流側端面を当接させることで、旋回手段６１が軸線方向ないしは周面周りに移動するのを規制することができる。この際、旋回流形成案内片１０１の先端面は、第２分割片５２の内周面に密着状に面接している。そのため、第２分割片５２内に流入した液流は、第２分割片５２内に配置された旋回流形成案内路１０４に沿って上流側から下流側へ流動されることで、堅実に旋回流となされる。
【００６３】
なお、第１・第２実施形態の吸気接続パイプ８３は空気以外の気体源に接続することもできるが、気体源以外の流体源、例えば、液体源に接続することもできる。すなわち、第１・第２実施形態の超微細気泡発生器は、連続相としての液体源に接続体１０を接続する一方、分散相としての液体源に吸気接続パイプ８３を接続することにより、連続相としての液体と分散相としての液体を混合して液・液混相となすとともに、分散された液体を超微細化かつ均一化させて生成する超微細液滴発生器としても適用することができる。
【００６４】
図２１は吸気パイプ８４の変形例としての接続構造を示している。すなわち、吸気パイプ８４は、図２１に示すように、パイプ接続体８７を介して第４分割片５４に形成した吸気孔８１に接続している。そして、吸気パイプ８４中の基端部には連通流路８６を有する脈動抑制体８５を配置している。パイプ接続体８７は、上下方向に軸線を向けた円筒状の接続本片８７ａと、接続本片８７ａの下端に段付き小径状に一体成形した段付き小径片８７ｂと、段付き小径片８７ｂの下端に段付き小径状に一体成形した筒状雄ネジ片８７ｃと、接続本片８７ａ内にその内周面に沿わせて配置した筒状の固定側絞扼作用片８７ｄと、固定側絞扼作用片８７ｄ内にその内周面に沿わせて配置するとともに、その軸線方向に一定幅だけ摺動自在となした筒状の可動側絞扼作用片８７ｅとを同一軸線上に配置して構成している。可動側絞扼作用片８７ｅは上端縁部に鍔状の操作片８７ｆを形成して、操作片８７ｆを固定側絞扼作用片８７ｄ及び接続本片８７ａの上方外部に配置している。そして、吸気パイプ８４の接続切断操作は、次のようにして行うことができるようにしている。すなわち、可動側絞扼作用片８７ｅ内に吸気パイプ８４の基端部を挿入し、同状態にて、操作片８７ｆを介して可動側絞扼作用片８７ｅを上方へ一定幅だけ摺動移動させると、固定側絞扼作用片８７ｄと可動側絞扼作用片８７ｅとが協働して吸気パイプ８４を絞扼するとともに固定するようにしている。また、操作片８７ｆを介して可動側絞扼作用片８７ｅを下方へ一定幅だけ摺動移動させると、固定側絞扼作用片８７ｄと可動側絞扼作用片８７ｅとが協働して吸気パイプ８４を絞扼解除するようにしている。その結果、吸気パイプ８４をパイプ接続体８７から上方へ引き抜いて切断状態となすことができる。また、筒状雄ネジ片８７ｃの外周面には雄ネジ部を形成する一方、吸気孔８１の内周面には雌ネジ部を形成して、吸気孔８１の雌ネジ部に筒状雄ネジ片８７ｃの雄ネジ部を着脱自在に螺着している。８８はガスケットである。
【００６５】
このように構成して、吸気パイプ８４中の基端部に脈動抑制体８５を配置し、可動側絞扼作用片８７ｅ内に吸気パイプ８４の基端部を挿入して、同状態にて操作片８７ｆを介して可動側絞扼作用片８７ｅを上方へ一定幅だけ摺動移動させることで、パイプ接続体８７に吸気パイプ８４を接続状態に固定する。そうすることで、吸気パイプ８４中に配置した脈動抑制体８５を可及的かつ堅実に吸気孔８１の近傍に配置することができる。そして、気体Ｆ２を吸気パイプ８４→脈動抑制体８５の連通流路８６→段付き小径片８７ｂ→筒状雄ネジ片８７ｃ→気体吸引流路８２に円滑かつ堅実に流入させることができるとともに、気体Ｆ２の脈動を脈動抑制体８５により低減（抑制）することができる。
【００６６】
［第１・第２実施形態の変形例］
次に、第１・第２実施形態の変形例としての気泡発生器本体２０について、図２２〜図２８を参照しながら説明する。すなわち、第１・第２実施形態の変形例としての気泡発生器本体２０は、図２２及び図２３に示すように、第１・第２実施形態としての気泡発生器本体２０と基本的構造を同じくするが、ケーシング体５０をコンパクトに２分割形成している点で異なる。ここで、第２実施形態としての気泡発生器本体２０の基本的構造は、一端に液体Ｆ１を導入する導入口３０を有するとともに、他端に混合流体Ｆ３を導出する導出口４０を有する直状かつ円筒状のケーシング体５０内に、導入口３０から導出口４０に向けて順次、旋回流形成部６０と流速増速部７０と気体吸引部８０と超微細気泡含有液体生成部９０とを備えている点にあり、その形態から旋回流形成部６０の旋回手段６１を取り外した形態が第１実施形態としての気泡発生器本体２０の基本的構造となるので、以下には、第２実施形態としての気泡発生器本体２０の変形例について説明し、それから旋回手段６１を取り外した第１実施形態としての気泡発生器本体２０の変形例については説明を省略する。
【００６７】
（第２実施形態の変形例としての気泡発生器本体２０の説明）
気泡発生器本体２０は、図２２及び図２３に示すように、直状かつ円筒状のケーシング体５０を上流側半部１１０と下流側半部１１１とに着脱自在に２分割形成している。そして、上流側半部１１０内には旋回流形成部６０と流速増速部７０の上流側部を形成する一方、下流側半部１１１内には流速増速部７０の下流側部と気体吸引部８０と超微細気泡含有液体生成部９０を形成している。
【００６８】
旋回流形成部６０は、図２４に示すように、上流側半部１１０の上流側端部の内周面に係合凹部１０６を形成し、係合凹部１０６の下流側に旋回手段嵌入部１１２を連通させて形成し、旋回手段嵌入部１１２の下流側に上流側接続部１１３を連通させて形成している。係合凹部１０６内には短幅円柱状の凹部空間を形成して、係合凹部１０６に旋回手段６１の膨出部１０５を上流側から下流側に向けて係合可能としている。旋回手段嵌入部１１２は係合凹部１０６からその下流側に向けて段付き小径状の円柱状に形成して、旋回手段嵌入部１１２には旋回手段６１の旋回流形成案内片１０１を上流側から下流側に向けて嵌入可能としている。上流側接続部１１３は旋回手段嵌入部１１２からその下流側に向けて段付き大径状でかつ下流側に開口する筒状に形成している。上流側接続部１１３の内周面には接続用雌ネジ部１１４を形成している。上流側半部１１０の上流側外周面には連結用雄ネジ部１１５を形成している。
【００６９】
下流側半部１１１は、図２５に示すように、上流側端部に下流側に開口する筒状の下流側接続部１２０を形成し、下流側接続部１２０の外周面に接続用雄ネジ部１２１を形成している。そして、上流側接続部１１３の接続用雌ネジ部１１４に下流側接続部１２０の接続用雄ネジ部１２１を着脱自在に螺着している。下流側接続部１２０からはその下流側に向けて段付き小径状の案内片収容部１２２を形成して、案内片収容部１２２の内部を横長円柱状の空間となし、案内片収容部１２２の終端から下流側半部１１１の下流端まで下流側に向けて漸次拡径する混合流体形成面部１２３を形成している。
【００７０】
増速流路形成体７２は、図２６に示すように、上流側を形成する漸次縮径増速案内片１３０と下流側を形成する同径増速案内片１３１とを同一軸線上に連通させて一体成形している。同径増速案内片１３１の内径は、漸次縮径増速案内片１３０の下流側端部の内径と同一に形成している。同径増速案内片１３１の外径は、漸次縮径増速案内片１３０の外径から段付き小径状に形成しており、案内片収容部１２２の内径よりも小径となしている。同径増速案内片１３１の下流側端面にはＯリング収容溝１３２をリング状に形成して、Ｏリング収容溝１３２内にＯリング１３３を収容している（図２２及び図２３参照）。
【００７１】
漸次縮径増速案内片１３０は、図２２及び図２３に示すように、上流側接続部１１３内に下流側から挿入して、上流側接続部１１３の上流側端壁に漸次縮径増速案内片１３０の上流側端縁部を当接させるとともに、上流側接続部１１３の接続用雌ネジ部１１４に下流側半部１１１の接続用雄ネジ部１２１を螺着させて、下流側半部１１１の上流側端縁部と上流側接続部１１３の上流側端壁とで漸次縮径増速案内片１３０の上流側縁部を挟持状態に位置決めするようにしている。この際、同径増速案内片１３１は下流側半部１１１の案内片収容部１２２中に挿通した状態で同心円的に支持されるようにしている。このように、上流側接続部１１３と下流側接続部１２０により増速流路形成体７２を支持することで、流速増速部７０を形成している。
【００７２】
図２２及び図２３に示すように、案内片収容部１２２の内周面と同径増速案内片１３１の外周面との間には間隙が形成されるようにして、その間隙を円筒状の気体吸引流路８２となしている。下流側半部１１１の中途部にはその表面から軸線方向と直交する方向に伸延する吸気孔８１を形成して、吸気孔８１を気体吸引流路８２と連通させている。吸気孔８１にはパイプ接続体８７を介して吸気パイプ８４を接続して、ケーシング体５０内に、外部から気体Ｆ２をベンチュリ効果で吸引する気体吸引部８０を形成している。そして、吸気パイプ８４中の基端部には連通流路８６を有する脈動抑制体８５を配置して、吸気パイプ８４中を流動する気体Ｆ２の脈動を低減（抑制）している。
【００７３】
このように構成した気泡発生器本体２０では、同径増速案内片１３１内を増速されながら旋回流動される液体Ｆ１と、その外周面を被覆するように筒長Ｌ２だけ流動される気体Ｆ２は、同径増速案内片１３１の下流端開口部から液体Ｆ１が流出されると、旋回流動される液体Ｆ１の外周面は円筒状に流動される気体Ｆ２の内周面と面接触して堅実にせん断作用する。そのため、気体Ｆ２は超微細化かつ均一化されて液体Ｆ１に混合されることで混合液体Ｆ３となる。そして、旋回流動される混合液体Ｆ３は下流側に向けて漸次拡径する混合流体形成面部１２３に沿って導出される超微細気泡含有液体生成部９０が形成されるため、超微細気泡含有液体生成部９０では混合液体Ｆ３が導出口４０から円滑に導出される。
【００７４】
以下に、前記した気泡発生器本体２０の構成をより具体的に説明する。すなわち、上流側半部１１０は、図２４の平面図（ａ）と側面図（ｂ）と断面正面図（ｃ）に示すように、外周面の中途部に回動操作時における手掛かり用ないしは工具係止用の一対の上流側平面１４０を上流側半部１１０の軸線を中心に点対称の位置に形成している。Ｌ４は上流側平面１４０の軸線方向幅、Ｌ５は上流側接続部１１３の軸線方向幅、Ｌ６は上流側半部１１０の軸線方向幅、Ｌ７は係合凹部１０６の軸線方向幅、Ｌ８は段差幅、Ｌ９は旋回手段嵌入部１１２の軸線方向幅、Ｌ１０は上流側接続部１１３の軸線方向幅、Ｌ１１は接続用雌ネジ部１１４の軸線方向幅、Ｗ８は上流側接続部１１３の外径、Ｗ９は一対の上流側平面１４０同士の間隔、Ｗ１０は係合凹部１０６の内径、Ｗ１１は旋回手段嵌入部１１２の内径、Ｗ１２は上流側接続部１１３の内径である。
【００７５】
下流側半部１１１は、図２５の平面図（ａ）と側面図（ｂ）と断面正面図（ｃ）に示すように、案内片収容部１２２の上流側部を円筒状に形成し、案内片収容部１２２の下流側部と混合流体形成面部１２３の外周面を下流側に向けて連続させて先細り状の円弧面に形成している。案内片収容部１２２の上流側部には吸気孔８１を形成している。１４１は一対の下流側平面である。Ｌ１２は下流側接続部１２０の軸線方向幅、Ｌ１３は下流側半部１１１の上流端から吸気孔８１の中心位置までの軸線方向幅、Ｌ１４は案内片収容部１２２の上流側部の軸線方向幅、Ｌ１５は下流側接続部１２０の接続用雄ネジ部１２１の軸線方向幅、Ｌ１６は案内片収容部１２２の軸線方向幅、Ｌ１７は混合流体形成面部１２３の軸線方向幅、Ｗ１３は吸気孔８１の伸延幅、Ｗ１４は下流側接続部１２０の開口端部径、Ｗ１５は下流側接続部１２０の内径、Ｗ１６は案内片収容部１２２の内径、Ｗ１７は混合流体形成面部１２３の開口端部内径、θ１は混合流体形成面部１２３のテーパー角度である。
【００７６】
増速流路形成体７２は、図２６に示すように、円筒状に形成した漸次縮径増速案内片１３０の上流側部よりも下流側部をやや小径に形成して、下流側部に下流側接続部１２０を外嵌可能としている。漸次縮径増速案内片１３０の内周面は上流側から下流側へ漸次縮径するテーパー面状に形成して、円筒状に形成した同径増速案内片１３１の上流側端に滑らかに接続している。つまり、漸次縮径増速案内片１３０のテーパー面に沿って増速されながら下流側に流動する液体Ｆ１が、円滑に同径増速案内片１３１中を下流側に流動するようにラッパ状に形成している。Ｌ１８は増速流路形成体７２の軸線方向幅、Ｌ１９は漸次縮径増速案内片１３０の軸線方向幅、Ｌ２０は同径増速案内片１３１の軸線方向幅、Ｌ２１は漸次縮径増速案内片１３０の上流側部の軸線方向幅、Ｌ２２は漸次縮径増速案内片１３０の下流側部の軸線方向幅、Ｗ１８は漸次縮径増速案内片１３０の下流側部の外径、Ｗ１９は同径増速案内片１３１の外径、Ｗ２０は同径増速案内片１３１の内径、Ｗ２１は漸次縮径増速案内片１３０の上流側部の外径、Ｗ２２は漸次縮径増速案内片１３０の上流側開口端部内径、θ２は漸次縮径増速案内片１３０の上流側部の外周面の縮径角度、θ３は漸次縮径増速案内片１３０の上流側部の内周面の縮径角度である。
【００７７】
図２７の上流側側面図（ａ）と正面図（ｂ）と下流側側面図（ｃ）と斜視図（ｄ）と外形説明図（ｅ）に示す旋回手段６１は、前記した第１変形例としての旋回手段６１と基本的構造を同じくして、ねじれ角θを６０°となしたものである。Ｌ２３は旋回手段６１の軸線方向幅、Ｌ２４は膨出部１０５の軸線方向幅、Ｌ２５は段差幅、Ｌ２６は旋回流形成案内片１０１の軸線方向幅、Ｗ２３は軸芯部１００の外径、Ｗ２４は旋回流形成案内路１０４の半径方向の深さ幅、Ｗ２５は旋回手段６１の膨出部１０５の外径、Ｗ２６は旋回流形成案内片１０１の外径である。図２８の上流側側面図（ａ）と正面図（ｂ）と下流側側面図（ｃ）と斜視図（ｄ）に示す旋回手段６１は、前記した第１変形例としての旋回手段６１と基本的構造を同じくして、ねじれ角θを９０°となしたものである。
【００７８】
図２９は気泡発生器本体２０の上流側半部１１０の上流側外周面に形成した連結用雄ネジ部１１５に接続体１０を介して第１連結パイプ５を接続したホース接続型の超微細気泡発生器２を示している。かかるホース接続型の超微細気泡発生器２は、第１連通パイプ５をポンプＰの吐出口（図示せず）に連通連結するとともに、ポンプＰの吸込口（図示せず）に第２連通パイプ６を連通連結して、第２連通パイプ６に液体Ｆ１を収容した液体収容部３を連通連結している（これらは図示せず）。
【００７９】
このように構成して、ポンプＰにより液体収容部３に収容した液体Ｆ１をコンパクトに構成した気泡発生器本体２０内に圧送し、ベンチュリ効果により外部から気体Ｆ２を吸引して、連続相としての液体Ｆ１と分散相としての気体Ｆ２を混合させて混合流体Ｆ３となした後に導出口４０から混合流体Ｆ３を放出するようにしている。
【００８０】
図３０は水中ポンプＰ１の吐出口部１６０に気泡発生器本体２０を上流側半部１１０の上流側外周面に形成した連結用雄ネジ部１１５を介して起立状に接続した水中ポンプ搭載型の超微細気泡発生器２を示している。１６１は液体Ｆ１を吸入する水中ポンプＰ１の吸入口部である。かかる水中ポンプ搭載型の超微細気泡発生器２は、水中ポンプＰ１の吸入口部１６１から液体Ｆ１を吸入するとともに、吐出口部１６０から気泡発生器本体２０内圧送し、ベンチュリ効果により外部から気体Ｆ２を吸引して、連続相としての液体Ｆ１と分散相としての気体Ｆ２を混合させて混合流体Ｆ３となした後に導出口４０から混合流体Ｆ３を放出するようにしている。水中ポンプ搭載型の超微細気泡発生器２では水中ポンプＰ１と気泡発生器本体２０を一体となしているため、手軽に搬送して容易に設置することができる。
【実施例】
【００８１】
［第１実施例］
第１実施例では、第２実施形態に係る超微細気泡発生装置１を使用して混合流体Ｆ３を生成する実験を行った。ここで、使用した増速流路形成体７２の流路形成片７３の長手幅Ｌ１＝８５ｍｍ、流路形成片７３の基端開口部の内径Ｗ１＝１４ｍｍ、流路形成片７３の先端開口部の内径Ｗ２＝８ｍｍ、第５分割片５５の内径Ｗ３＝１３ｍｍ、第５分割片５５の外径Ｗ４＝１８ｍｍ、最小間隔Ｗ５＝０.８ｍｍである。
である。
【００８２】
また、液体Ｆ１（連続相）として水道水を使用し、気体Ｆ２（分散相）として外気（空気）を使用した。そして、ポンプＰの吐水量を４０リットル／分に設定して、気体Ｆ２の吸入量が１リットル／分となる条件下で、１分当たり３５リットルの混合流体Ｆ３を生成した。
【００８３】
この実験で生成した混合流体Ｆ３に含有されている超微細気泡の大きさ（粒子径）は、レーザー回折式粒度分布測定装置（ＳＡＬＤ−２２００、株式会社島津製作所製）を用いて測定した。その測定結果を図３１に示す。
【００８４】
図３１のグラフに示すように、本実施例では混合流体Ｆ３に含まれる超微細気泡は、その粒子径が０.３μｍ（３００ｎｍ）程度の粒子量が全体の８０％（相対値）を占めていた。
【００８５】
この測定結果より、本実施形態の超微細気泡発生装置１は、ナノレベルの超微細な気泡混じりの混合流体Ｆ３を生成することができるという優れた性能を有していることが分かった。
【００８６】
［第２実施例］
第２実施例では、第１実施形態に係る超微細気泡発生装置１と、第１変形例としての旋回手段６１を装備した第２実施形態に係る超微細気泡発生装置１の超微細気泡含有液体生成流路９１における自吸空気圧（ｋＰａ）をそれぞれ検出して、空気を引き込む力（自吸効果）を比較実験した。ここで、液体Ｆ１（連続相）として水道水を使用し、気体Ｆ２（分散相）として外気（空気）を使用した。旋回手段６１のねじれ角θは６０°、９０°、１２０°にそれぞれ設定した。
【００８７】
第１実施形態に係る超微細気泡発生装置１（旋回手段６１無）では、図３２の一点鎖線のグラフに示すような測定結果が得られた。超微細気泡含有液体生成流路９１内の水流量（Ｌ／ｍｉｎ）が７０Ｌ／ｍｉｎを越えたところで自吸空気圧（ｋＰａ）が−１５ｋＰａに達した。
【００８８】
これに対して、第２実施形態に係る超微細気泡発生装置１（旋回手段６１有：θ＝６０°）では、図３２の二点鎖線のグラフに示すような測定結果が得られた。超微細気泡含有液体生成流路９１内の水流量（Ｌ／ｍｉｎ）が７２Ｌ／ｍｉｎを越えたところで自吸空気圧（ｋＰａ）が−３０ｋＰａに達した。旋回手段６１のθ＝９０°では、図３２の点線のグラフに示すような測定結果が得られた。超微細気泡含有液体生成流路９１内の水流量（Ｌ／ｍｉｎ）が７３Ｌ／ｍｉｎを越えたところで自吸空気圧（ｋＰａ）が−３２ｋＰａに達した。旋回手段６１のθ＝１２０°では、図３２の実線のグラフに示すような測定結果が得られた。超微細気泡含有液体生成流路９１内の水流量（Ｌ／ｍｉｎ）が７２Ｌ／ｍｉｎを越えたところで自吸空気圧（ｋＰａ）が−４８ｋＰａに達した。
【００８９】
その結果、旋回手段６１を装備して旋回流を形成するようにした方が超微細気泡含有液体生成流路９１において空気を引き込む力（自吸効果）が高いことが分かった。そして、ねじれ角が大きい程、自吸効果が大きいことが分かった。したがって、旋回手段６１を装備し、かつ、ねじれ角を大きくした方が空気の取り込み量が増えて、気泡の数が増大することが分かった。また、自吸空気圧は、（水）流量によってねじれ角θの最適値が異なる結果が得られた。例えば、自吸空気圧は流量５０Ｌ/ｍｉｎではθ＝１２０°が最大となり、流量６０Ｌ/ｍｉｎではθ＝１８０°が最大となった。
【００９０】
［第３実施例］
第３実施例では、第２実施形態の変形例としての超微細気泡発生装置１を使用して第２実施例と同様に混合液体Ｆ３を生成した。そして、超微細気泡発生装置１に取り付けた気体導入部である気体吸引部８０の基端部近傍の脈動現象、つまり、吸気孔８１の近傍における空気（気体Ｆ２）の脈動現象を、脈動抑制体８５を配設した場合と配設しない場合とで比較実験した。
【００９１】
ここで、Ｌ３＝５ｍｍ、Ｌ４＝１３ｍｍ、Ｌ５＝１７ｍｍ、Ｌ６＝５０ｍｍ、Ｌ７＝８.５ｍｍ、Ｌ８＝１ｍｍ、Ｌ９＝２２.５ｍｍ、Ｌ１０＝１８ｍｍ、Ｌ１１＝１３ｍｍ、Ｌ１２＝１４ｍｍ、Ｌ１３＝１３ｍｍ、Ｌ１４＝２０ｍｍ、Ｌ１５＝６４ｍｍ、Ｌ１６＝２６.２１４ｍｍ、Ｌ１７＝２３.７８６ｍｍ、Ｌ１８＝４０ｍｍ、Ｌ１９＝１８ｍｍ、Ｌ２０＝２２ｍｍ、Ｌ２１＝７.６２１ｍｍ、Ｌ２２＝１０.３７９ｍｍ、Ｌ２３＝２５ｍｍ、Ｌ２４＝３.５ｍｍ、Ｌ２５＝１ｍｍ、Ｌ２６＝２０.５ｍｍ、Ｗ７＝２６ｍｍ、Ｗ８＝３４.５ｍｍ、Ｗ９＝３２ｍｍ、Ｗ１０＝２６ｍｍ、Ｗ１１＝２４ｍｍ、Ｗ１２＝３０ｍｍ、Ｗ１３＝１０.１７９ｍｍ、Ｗ１４＝２７ｍｍ、Ｗ１５＝２４ｍｍ、Ｗ１６＝１５ｍｍ、Ｗ１７＝１９.８１２ｍｍ、Ｗ１８＝２４ｍｍ、Ｗ１９＝１３ｍｍ、Ｗ２０＝１０ｍｍ、Ｗ２１＝２７ｍｍ、Ｗ２２＝２４ｍｍ、Ｗ２３＝７ｍｍ、Ｗ２４＝９.５ｍｍ、Ｗ２５＝２６ｍｍ、Ｗ２６＝２４ｍｍ、θ＝９０°、θ１＝１２°、θ２＝４０°、θ３＝６０°に形成した。脈動抑制体８５としては直径が６ｍｍ（吸気パイプ８４の内径と略同一径）で長手幅が５ｍｍの円柱状に形成したスポンジを使用した。また、気体導入部の負圧（ｋＰａ）を測定して脈動現象をグラフ化する測定器としてＳＭＣ株式会社製のＺＳＥ３０ＡＦを使用した。
【００９２】
気体吸引部８０の基端部近傍に脈動抑制体８５を配設しない場合（脈動抑制体付設前の場合）の脈動現象のグラフを図３３に細い実線で示す。また、気体吸引部８０の基端部近傍に脈動抑制体８５を配設した場合（脈動抑制体付設後の場合）の脈動現象のグラフを図３３に太い実線で示す。なお、図３３中の縦補助目盛間隔は−２ｋＰａである。
【００９３】
脈動抑制体付設前では、図３３に細い実線で示す動脈現象のグラフから略４ｋＰａの振幅で吸気（空気）が脈動していることが分かった。これに対して、脈動抑制体付設後では、図３３に太い実線で示す動脈現象のグラフから略０.５ｋＰａの振幅で吸気（空気）が脈動していることが分かった。つまり、脈動抑制体８５が付設されている場合は、吸気（空気）の脈動が大幅（略８分の１）に低減（抑制）されていることが分かった。
【符号の説明】
【００９４】
１  超微細気泡発生装置
２  超微細気泡発生器
３  液体収容部
４  混合流体収容部
３０  導入口
４０  導出口
５０  ケーシング体
６０  旋回流形成部
７０  流速増速部
８０  気体吸引部
８５  脈動抑制体
９０  超微細気泡含有液体生成部
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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