(57)【要約】  大量の微細気泡混じりの流体を効率的且つ安定的に供給することができる微細気泡発生装置を提供する。  微細気泡発生装置１００は、二つの微細気泡発生器１０Ｌ，１０Ｒを、それぞれの吐出口１２Ｌ，１２Ｒ同士が対向するように配置して形成されている。微細気泡発生器１０Ｌ，１０Ｒは、仮想中心軸線１０Ｌｃ，１０Ｒｃが円弧状をなす円筒状のケーシング１１Ｒ，１１Ｌと、ケーシング１１Ｒ，１１Ｌの両端部を閉塞する隔壁１４，１５と、隔壁１５に開設された吐出口１１Ｌ，１２Ｒと、仮想中心軸線１０Ｌｃ，１０Ｒｃに対してねじれの位置をなす方向に沿ってケーシング１１Ｒ内へ液体Ｗを導入するためケーシング１１Ｒ，１１Ｌに連通して設けられた液体導入経路１６と、ケーシング１１Ｒ，１１Ｌ内に気体Ｇを導入するため隔壁１４に開設された気体導入経路１７と、を備えている。
2011136295.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
仮想中心軸線が曲線状、螺旋状若しくは多角形の一部をなす形状の筒状ケーシングと、前記筒状ケーシングの片端部を閉塞する隔壁と、前記筒状ケーシングの他端部に設けられた吐出口と、前記仮想中心軸線に対してねじれの位置をなす方向に沿って前記筒状ケーシング内へ流体を導入するため前記筒状ケーシングに連通して設けられた流体導入経路と、を備えたことを特徴とする微細気泡発生器。
【請求項２】
前記筒状ケーシング内に気体を導入するため前記筒状ケーシングに連通する気体導入経路を設けたことを特徴とする請求項１記載の微細気泡発生器。
【請求項３】
前記筒状ケーシング内への気体導入口となる前記気体導入経路の開口部を前記筒状ケーシング内に配置したことを特徴とする請求項２記載の微細気泡発生器。
【請求項４】
前記筒状ケーシング内へ流体を導入するため、前記筒状ケーシングの周壁に、前記筒状ケーシングに連通する副流体導入経路を設けた請求項１〜３のいずれかに記載の微細気泡発生器。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の微細気泡発生器を用いた微細気泡発生装置であって、二つの前記微細気泡発生器を、それぞれの前記吐出口同士が対向するように配置して形成したことを特徴とする微細気泡発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理液体中へ微細気泡混じりの液体を供給することのできる微細気泡発生器及び微細気泡発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気中の酸素を水中に溶解させたり、水中に溶存している不要な気体や揮発性物質などを除去したりするために使用される微細気泡発生器については、従来、様々な構造、機能を有するものが提案されているが、本願発明に関連する微細気泡発生器として、円筒状容器の円周接線方向に沿って当該円筒状容器内へ液体を送り込み、当該円筒状容器内に形成される気液旋回流によって微細気泡を発生させるものがある（例えば、特許文献１〜４参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１４２７５０号公報
【特許文献２】特開２００８−１６１８１９号公報
【特許文献３】特開２００８−１６１８２２号公報
【特許文献４】特開２００９−２７４０４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１記載の「微細気泡発生器」においては、二つの噴射口（主噴射口及び副噴射口）から発生筒体内へ向かって噴射された気泡液と同量の微細気泡液が放出口から放出されるので、主噴射口及び副噴射口から発生筒体内への気泡液供給量を増やすと、発生筒体内における気泡液の滞留時間が減少し、微細気泡の生成量が減少する可能性がある。【０００５】
また、引用文献２，３記載の「気体溶解器」においては、気体の溶解を促進させる手段として、筒状ケーシング内に複数の突起部材が設けられたり、流路形成部材が配置されたりしているため、筒状ケーシング内を流動する流体の圧力損失が大きい。また、筒状ケーシング内に突起部材や流路形成部材が存在することにより、流路が狭隘化しているため、流体中に含まれる異物が詰まる可能性が高い。【０００６】
引用文献４記載の「マイクロ・ナノバブル水生成装置」においても、管の内部に螺旋部材が配置されているため、前述と同様、管内を流れる水流の圧力損失が大きく、水流に含まれる異物が詰まる可能性も高い。【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、大量の微細気泡混じりの流体を効率的且つ安定的に供給することができる微細気泡発生器及び微細気泡発生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の微細気泡発生器は、仮想中心軸線が曲線状、螺旋状若しくは多角形の一部をなす形状の筒状ケーシングと、前記筒状ケーシングの片端部を閉塞する隔壁と、前記筒状ケーシングの他端部に設けられた吐出口と、前記仮想中心軸線に対してねじれの位置をなす方向に沿って前記筒状ケーシング内へ流体を導入するため前記筒状ケーシングに連通して設けられた流体導入経路と、を備えたことを特徴とする。【０００９】
このような構成の微細気泡発生器を被処理液に浸漬し、前記流体導入経路を経由して前記筒状ケーシング内に向かって気体と液体との混合流体を供給すれば、混合流体は前記筒状ケーシングの仮想中心軸線に対してねじれの位置をなす方向に沿って前記筒状ケーシング内へ流入するので、前記筒状ケーシング内に、前記仮想中心軸線の周りで一定方向に回転する気液旋回流が形成されるとともに、その中心部分である前記仮想中心軸線付近に負圧空洞部が発生する。【００１０】
この負圧空洞部は、前記気液旋回流の回転力によって引き千切られながら、ここに含まれる気体が微細気泡となって液体と共に筒状ケーシングの他端部の吐出口から吐出されるので、大量の微細気泡混じりの流体を供給することができる。また、筒状ケーシング内に気液旋回流を形成するための部材を配置する必要がないので、圧力損失が小さく、異物が詰まる可能性も低い。このため、微細気泡混じりの流体を効率的且つ安定的に供給することができる。【００１１】
さらに、仮想中心軸線が曲線状、螺旋状若しくは多角形の一部をなす形状の筒状ケーシングは、これと仮想中心軸線方向の長さが等しい直線状の筒状ケーシングよりも占有スペースの縮小を図ることができるため、大型化を回避することができる。【００１２】
なお、仮想中心軸線が直線状の筒状ケーシング内に比べ、仮想中心軸線が曲線状、螺旋状若しくは多角形の一部をなす形状の筒状ケーシング内の方が大量の微細気泡が発生する理由については不明な点が多いが、現時点では、以下のように推測される。即ち、仮想中心軸線が直線状の筒状ケーシング内で発生する負圧空洞部は一本の連続形状を維持し続けるので、引き千切られる箇所が負圧空洞部の端部のみに限られているのに対し、仮想中心軸線が曲線状、螺旋状若しくは多角形の一部をなす形状の筒状ケーシング内で発生する負圧空洞部は、当該筒状ケーシング内にて、連続した直線形状を維持することができないので、複数箇所で分断されるように引き千切られ、それぞれの分断箇所で微細気泡が形成されるからではないかと、推測される。【００１３】
ここで、前記筒状ケーシング内に気体を導入するため前記筒状ケーシングに連通する気体導入経路を設けることもできる。このような構成とすれば、前記流体導入経路を経由して前記筒状ケーシング内に気体と液体との混合流体を供給しながら、前記気体導入経路を経由して前記筒状ケーシング内へ気体を供給することが可能となるため、前記筒状ケーシング内における微細気泡発生量を増大させることができる。【００１４】
また、前記流体導入経路を経由して前記筒状ケーシング内へ液体のみを供給しながら、前記気体導入経路を経由して気体を前記筒状ケーシング内へ供給することにより、液体と気体とを別々に前記筒状ケーシング内へ供給することもできるので、それぞれの供給量を独立してコントロールすることも可能となり、使い勝手が向上する。【００１５】
一方、前記筒状ケーシング内への気体導入口となる前記気体導入経路の開口部を前記筒状ケーシング内に配置することもできる。このような構成とすれば、前記筒状ケーシング内の任意の領域に気体を供給することが可能となるので、当該筒状ケーシング内において微細気泡が形成され易い領域に気体導入経路の開口部を配置することにより、微細気泡発生量の増大を図ることができる。【００１６】
なお、前述した微細気泡発生器の材質は限定しないので、金属、セラミックス、合成樹脂、天然素材、カーボン材などあるいはこれらを組み合わせた材料を用いて形成することができる。また、前記微細気泡発生器を用いて微細気泡を供給する対象となる被処理液としては真水、塩水などが想定されるが、これらに限定しないので、アルコール、石油、植物油、動物油、化学合成あるいは天然醸成によって生成された各種液体などへの微細気泡供給手段として使用することもできる。さらに、微細気泡を生成するために前記微細気泡発生器へ供給する気体も限定しないので、空気、酸素、二酸化炭素、オゾンあるいは各種用途に応じた様々な気体を用いることができる。【００１７】
また、前記筒状ケーシング内へ流体を導入するため、前記筒状ケーシングの周壁に、前記筒状ケーシングに連通する副流体導入経路を設けることもできる。このような構成とすれば、前記副流体導入経路から前記筒状ケーシング内へ流体（気体若しくは液体のいずれか一方または気体と液体との混合流体）を導入することにより、前記流体導入経路のみから流体を導入する場合より大量の流体を筒状ケーシング内へ導入することが可能となるため、さらに大量の微細気泡混じりの流体を供給することができる。【００１８】
次に、本発明の微細気泡発生装置は、前述した微細気泡発生器を用いたものであって、二つの前記微細気泡発生器を、それぞれの前記吐出口同士が対向するように配置して形成したことを特徴とする。【００１９】
このような構成とすれば、二つの前記微細気泡発生器の吐出口から吐出された微細気泡混じりの流体が回転しながら互いに干渉し合うことによって微細気泡が圧壊して、その数量が増大するので、装置の大型化を回避しながら、大量の微細気泡混じりの流体を効率的且つ安定的に供給することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明により、大量の微細気泡混じりの流体を、効率的且つ安定的に供給することができる微細気泡発生器及び微細気泡発生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態である微細気泡装置を示す図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線における断面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図４】本発明の実施形態である微細気泡発生器を示す図である。
【図５】本発明のその他の実施形態である微細気泡発生器を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態である微細気泡発生装置を示す図である。
【図７】本発明の第３実施形態である微細気泡発生装置を示す図である。
【図８】本発明のその他の実施形態である微細気泡発生器を示す図である。
【図９】本発明のその他の実施形態である微細気泡発生器を示す図である。
【図１０】本発明のその他の実施形態である微細気泡発生器を示す図である。
【図１１】本発明のその他の実施形態である微細気泡発生器を示す図である。
【図１２】本発明のその他の実施形態である微細気泡発生器を示す図である。
【図１３】本発明のその他の実施形態である微細気泡発生装置を示す図である。
【図１４】図１３に示す微細気泡発生装置を矢線Ｃ方向から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１に示すように、微細気泡発生装置１００は、それぞれの仮想中心軸線１０Ｌｃ，１０Ｒｃが曲線の一種である円弧状（半円形状）をなすケーシング１１Ｒ，１１Ｌなどを備えた二つの微細気泡発生器１０Ｌ，１０Ｒを、それぞれの吐出口１２Ｌ，１２Ｒ同士が対向するように配置し、ケーシング１１Ｒ，１１Ｌを帯板状の連結部材１１ａで連結することによって形成されている。
【００２３】
ここで、微細気泡発生器１０Ｒ，１０Ｌの構造、機能について説明する。図１に示すように、二つの微細気泡発生器１０Ｒ，１０Ｌは、Ｘ−Ｘ線を挟んで互いに鏡面対称の構造であるため、微細気泡発生器１０Ｒ，１０Ｌにおいて共通する構成部分は、微細気泡発生器１０Ｒにおける該当部分と同じ符号を付して説明を省略する。
【００２４】
微細気泡発生器１０Ｒ，１０Ｌは、図２，図３に示すように、仮想中心軸線１０Ｒｃ，１０Ｌｃが円弧状をなす円筒状のケーシング１１Ｒ，１１Ｌと、ケーシング１１Ｒ，１１Ｌの片端部を閉塞する隔壁１４と、ケーシング１１Ｒ，１１Ｌの他端部を閉塞する隔壁１５に開設された吐出口１２Ｒ，１２Ｌと、仮想中心軸線１０Ｒｃ，１０Ｌｃに対してそれぞれねじれの位置をなす方向に沿ってケーシング１１Ｒ，１１Ｌ内へ液体Ｗを導入するためケーシング１１Ｒ，１１Ｌに連通して設けられた液体導入経路１６と、ケーシング１１Ｒ，１１Ｌ内に気体Ｇを導入するためケーシング１１Ｒ，１１Ｌに連通する気体導入経路１７と、を備えている。
【００２５】
液体導入経路１６は、ケーシング１１Ｒ，１１Ｌの周壁１８を貫通して開設され、周壁１８の外周側に接続された給液管１９に連通している。気体導入経路１７は、ケーシング１１Ｒ，１１Ｌの片端部を閉塞する隔壁１４の中心部分を貫通して開設され、隔壁１４の外側に接続された給気管１３と連通している。これにより、ケーシング１１Ｒ，１１Ｌ内にそれぞれ円弧状（半円形状）の気液旋回室１１Ｒｓ，１１Ｌｓが形成される。
【００２６】
微細気泡発生装置１００を使用する場合、二つの微細気泡発生器１０Ｌ，１０Ｒを備えた微細気泡発生装置１００を被処理液に浸漬し、ポンプ（図示せず）に接続された給液管１９から液体導入経路１６を経由してケーシング１１Ｒ，１１Ｌ内に向かって液体Ｗを供給するとともに、給気管１３から気体導入経路１７を経由してケーシング１１Ｒ，１１Ｌ内へ気体Ｇを供給する。給気管１３からケーシング１１Ｒ，１１Ｌ内への気体供給方法は限定しないので、用途や使用条件などに応じて、気体ポンプ（図示せず）による圧送方式あるいは気液旋回室１１Ｒｓ，１１Ｌｓ内に生じる負圧を利用した自然給気方式などを採用することができる。
【００２７】
図２，図３に示すように、液体導入経路１６を経由して供給された液体Ｗはケーシング１１Ｒ，１１Ｌの仮想中心軸線１０Ｒｃ，１０Ｌｃに対してねじれの位置をなす方向に沿ってケーシング１１Ｒ，１１Ｌ内へ流入するので、ケーシング１１Ｒ，１１Ｌ内に、それぞれ仮想中心軸線１０Ｒｃ，１０Ｌｃの周りで一定方向に回転しながら吐出口１２Ｒ，１２Ｌに向かって流動する気液旋回流ＲＶ，ＬＶが形成されるとともに、その中心部分である仮想中心軸線１０Ｒｃ付近に負圧空洞部Ｖが発生する。
【００２８】
そして、この負圧空洞部Ｖに含まれる気体が、気液旋回流ＲＶ，ＬＶの回転力によって引き千切られながら、微細気泡ＭＢとなり、それぞれケーシング１１Ｒ，１１Ｌの吐出口１２Ｒ，１２Ｌから液体Ｗとともに吐出されるので、大量の微細気泡ＭＢ混じりの液体Ｗを被処理液中に供給することができる。また、円筒状のケーシング１１Ｒ，１１Ｌの内部は空洞であるため、気液旋回室１１Ｒｓ，１１Ｌｓ内を流動する気液旋回流ＲＶ，ＬＶの圧力損失が小さく、異物が詰まる可能性も低い。このため、微細気泡ＭＢ混じりの液体Ｗを効率的且つ安定的に供給することができる。
【００２９】
なお、本実施形態の微細気泡発生装置１００を構成するケーシング１１Ｒ，１１Ｌの内周面は平滑な曲面形状であるが、これに限定しないので、それぞれの前記内周面に気液旋回流ＲＶ，ＬＶの流動方向に沿った螺旋状の溝、リブあるいは凸条を形成してもよい。また、本実施形態では、ケーシング１１Ｒ，１１Ｌの内周の横断面形状（仮想中心軸線１０Ｒｃ，１０Ｌｃと直交する面の形状）はいずれも円形であるが、これに限定しないので、楕円形状、長円形状、扁平円形状あるいは多角形状とすることもできる。
【００３０】
微細気泡発生装置１００においては、ケーシング１１Ｒ，１１Ｌ内に気体Ｇを導入するため、液体導入経路１６とは別に、ケーシング１１Ｒ，１１Ｌに連通する気体導入経路１７を設けている。従って、液体導入経路１６を経由してケーシング１１Ｒ，１１Ｌ内へ液体Ｗを供給しながら、気体導入経路１７を経由して気体Ｇをケーシング１１Ｒ，１１Ｌ内へ供給することができる。このように、液体Ｗと気体Ｇとを別々にケーシング１１Ｒ，１１Ｌ内へ供給することができるので、給液管１９及び給気管１３の上流側に設けられた調整弁（図示せず）を操作することにより、それぞれの供給量を独立してコントロールすることも可能であり、使い勝手に優れている。また、給液管１９による液体Ｗの供給量及び給気管１３による気体Ｇの供給量を、それぞれケーシング１１Ｒ，１１Ｌごとに独立して増減調節可能としたり、供給停止したりすることが可能な構成とすることもできる。
【００３１】
また、図１に示すように、微細気泡発生器１０Ｒのケーシング１１Ｒの気液旋回室１１Ｒｓ内には、隔壁１４側から隔壁１５に向かって右ネジを描くように回転流動する気液旋回流ＲＶが形成され、微細気泡発生器１０Ｌのケーシング１１Ｌの気液旋回室１１Ｌｓ内には、隔壁１４側から隔壁１５に向かって左ネジを描くように回転流動する気液旋回流ＬＶが形成される。従って、同軸上で対向するように配置された吐出口１２Ｒ，１２Ｌから吐出された微細気泡ＭＢ混じりの液体Ｗは互いに同じ方向に回転しながら被処理液体中へ拡散していく。
【００３２】
このように、二つの微細気泡発生器１０Ｒ，１０Ｌの吐出口１２Ｒ，１２Ｌから吐出された微細気泡ＭＢ混じりの流体同士が互いに同じ方向に回転しながら干渉し合うことにより、微細気泡ＭＢの圧壊が進行して、その数量が増大するので、装置の大型化を回避しながら、大量の微細気泡ＭＢ混じりの流体Ｗを効率的且つ安定的に供給することができる。本実施形態では、二つの微細気泡発生器１０Ｒ，１０Ｌの吐出口１２Ｒ，１２Ｌは同軸上で対向するように配置されているが、これに限定するものではなく、吐出口１２Ｒの仮想中心軸と吐出口１２Ｌの仮想中心軸とのなす角度が１８０±５度程度の範囲内であることが望ましい。
【００３３】
本実施形態では、二つの微細気泡発生器１０Ｒ，１０Ｌのケーシング１１Ｒ，１１Ｌ内に液体Ｗ、気体Ｇをそれぞれ独立して導入するための気体導入経路１７、液体導入経路１６を設けているが、これに限定しないので、気体導入経路１７を閉塞した構造とし、液体Ｗと気体Ｇとの混合流体を液体導入経路１６からケーシング１１Ｒ，１１Ｌ内へ導入する方式とすることもできる。この場合、液体導入経路１６が流体導入経路として機能する。
【００３４】
微細気泡発生装置１００は二つの微細気泡発生器１０Ｒ，１０Ｌを備えているが、それぞれの微細気泡発生器１０Ｒ，１０Ｌ単独でも微細気泡ＭＢを発生させ、吐出口１２Ｒ，１２Ｌから微細気泡ＭＢ混じりの流体を吐出さることができる。また、微細気泡発生器１０Ｒ，１０Ｌを構成するケーシング１１Ｒ，１１Ｌはそれぞれの仮想中心軸線１０Ｒｃ，１０Ｌｃが円弧状（半円形状）をなす形状であるが、これに限定しないので、その他の曲線状（例えば、楕円弧曲線状、長円弧曲線状、波形曲線状、渦巻き曲線状など）あるいは多角形の一部をなす形状とすることもできる。
【００３５】
次に、図４，図５に基づいて、本発明のその他の実施形態である微細気泡発生器２０ｒＲ，２０ｌＬについて説明する。なお、図４，図５に示す微細気泡発生器２０ｒＲ，２０ｌＬにおいて、前述した微細気泡発生器１０Ｒと共通する部分については、図１〜図３中の符号と同符号を付して説明を省略する。
【００３６】
図４に示す微細気泡発生器２０ｒＲは、仮想中心軸線２０Ｒｃが右ネジ螺旋状をなす円筒状のケーシング２１Ｒと、ケーシング２１Ｒの片端部を閉塞する隔壁２４と、ケーシング２１Ｒの他端部を閉塞する隔壁２５に開設された吐出口２２Ｒと、仮想中心軸線２０Ｒｃに対してねじれの位置をなす方向に沿ってケーシング２１Ｒ内へ液体Ｗを導入するためケーシング２１Ｒの隔壁２４寄りの周壁２８の外周側に接続された給液管１９と、ケーシング２１Ｒ内に気体Ｇを導入するためケーシング２１Ｒの隔壁２４に接続された給気管１３と、を備えている。
【００３７】
給液管１９、給気管１３を経由して液体Ｗ、気体Ｇをケーシング２１Ｒ内へ供給すると、ケーシング２１Ｒの気液旋回室２１Ｒｓ内に、仮想中心軸線２０Ｒｃの周りで右ネジを描くように回転しながら吐出口２２Ｒに向かって気液旋回室２１Ｒｓ内を流動する気液旋回流ＲＶが形成される。即ち、気液旋回流ＲＶは右ネジを描きながら気液旋回室２１Ｒｓを流動し、且つ、全体的に右ネジ螺旋を描くようにケーシング２１Ｒ内を流動していき、吐出口２２Ｒから吐出される。
【００３８】
図５に示す微細気泡発生器２０ｌＬは、仮想中心軸線２０Ｌｃが左螺旋状をなす円筒状のケーシング２１Ｌと、ケーシング２１Ｌの片端部を閉塞する隔壁２４と、ケーシング２１Ｌの他端部を閉塞する隔壁２５に開設された吐出口２２Ｌと、仮想中心軸線２０Ｌｃに対してねじれの位置をなす方向に沿ってケーシング２１Ｌ内へ液体Ｗを導入するためケーシング２１Ｌの隔壁２４寄りの周壁２８の外周側に接続された給液管１９と、ケーシング２１Ｌ内に気体Ｇを導入するためケーシング２１Ｌの隔壁２４に接続された給気管１３と、を備えている。
【００３９】
給液管１９、給気管１３を経由して液体Ｗ、気体Ｇをケーシング２１Ｌ内へ供給すると、ケーシング２１Ｌの気液旋回室２１Ｌｓ内に、仮想中心軸線２０Ｌｃの周りで左ネジを描くように回転しながら吐出口２２Ｌに向かって気液旋回室２１Ｌｓ内を流動する気液旋回流ＬＶが形成される。即ち、気液旋回流ＬＶは左ネジを描きながら気液旋回室２１Ｌｓ内を流動し、且つ、全体的に左ネジ螺旋を描くようにケーシング２１Ｌ内を流動していき、吐出口２２Ｌから吐出される。
【００４０】
微細気泡発生器２０ｒＲ，２０ｌＬにおいて、ケーシング２１Ｒ，２１Ｌを螺旋状としたことにより、ケーシング２１Ｒ，２１Ｌ内での滞留時間の長い気液旋回流ＲＶ，ＬＶが形成されるため、ケーシング２１Ｒ，２１Ｌ内を流動する液体Ｗ中に大量の微細気泡が形成される結果、吐出口２２Ｒ，２２Ｌから大量の微細気泡混じりの液体を吐出することができる。また、螺旋状のケーシング２１Ｒ，２１Ｌは占有スペースの増大を抑制しながら比較的長い気液旋回室２１Ｒｓ，２１Ｌｓを確保することができるため、装置の大型化を回避することができる。
【００４１】
なお、筒状のケーシング内における気液旋回流の回転方向及びケーシングの螺旋方向は図４，図５に示すものに限定しないので、右螺旋状のケーシング内に左ネジ方向の気液旋回流を形成する方式、あるいは左螺旋状のケーシング内に右ネジ方向の気液旋回流を形成する方式とすることもできる。また、白熱電灯の二重フィラメントのように、仮想中心軸線が螺旋状をなす円筒状のケーシングがさらに全体的に螺旋状を描くような形状とすることもできる。
【００４２】
図６に示す微細気泡発生装置２００は、微細気泡発生器２０ｒＲ，２０ｌＲを、それぞれの吐出口２２Ｒ，２２Ｒが同軸上で対向するように配置して形成されている。微細気泡発生器２０ｒＲは図４に示すものと同じであるが、微細気泡発生器２０ｌＲは、右螺旋状のケーシング２１Ｒ内に左ネジ方向の気液旋回流ＬＶを形成する構造となっている。
【００４３】
このような構成とすれば、二つの微細気泡発生器２０ｒＲ，２０ｌＲの吐出口２２Ｒ，２２Ｒから吐出された微細気泡ＭＢ混じりの流体同士が互いに同じ方向に回転しながら干渉し合うことにより、微細気泡ＭＢの圧壊が進行して、その数量が増大するので、装置の大型化を回避しながら、大量の微細気泡ＭＢ混じりの流体Ｗを効率的且つ安定的に供給することができる。
【００４４】
図７に示す微細気泡発生器３００は、図４に示す微細気泡発生器２０ｒＲと、図５に示す微細気泡発生器２０ｌＬと、をそれぞれの吐出口２２Ｒ，２２Ｌが同軸上で対向するように配置して形成されている。このような構成とすれば、二つの微細気泡発生器２０ｒＲ，２０ｌＬの吐出口２２Ｒ，２２Ｌから吐出された微細気泡ＭＢ同士が互いに同じ方向に回転しながら干渉し合うことにより、微細気泡ＭＢの圧壊が進行して、その数量が増大するので、大量の微細気泡ＭＢ混じりの流体Ｗを効率的且つ安定的に供給することができ、装置の大型化も回避することができる。
【００４５】
図６に示す微細気泡発生装置２００は二つの微細気泡発生器２０ｒＲ，２０ｌＲで構成され、図７に示す微細気泡発生装置３００は二つの微細気泡発生器２０ｒＲ，２０ｌＬで構成されているが、本発明はこれらに限定するものではないので、仮想中心軸線が螺旋状をなす筒状ケーシングを有する二つの微細気泡発生器を、二重螺旋を描くように配置することもできる。
【００４６】
図１〜図７に示す微細気泡発生器１０Ｌ，１０Ｒ，２０ｒＲ，２０ｌＬ，２０ｌＲはそれぞれ円筒状のケーシング１１Ｒ，１１Ｌ，２１Ｒ，２１Ｌで形成されているが、本発明はこれらに限定しないので、例えば、内周面が多角筒状、楕円筒状、長円筒状あるいは扁平円筒状をしたケーシングで形成することもできる。
【００４７】
次に、図８，図９に基づいて、その他の実施形態である微細気泡発生器３０Ｌ，３０Ｒについて説明する。
【００４８】
図８示す微細気泡発生器３０Ｌは、仮想中心軸線３０Ｌｃが円弧形状（１／４円形状）をなす円筒状のケーシング３１Ｌと、ケーシング３１Ｌの片端部を閉塞する隔壁３４と、ケーシング３１Ｌの他端部を閉塞する隔壁３５に開設された吐出口３２Ｌと、仮想中心軸線３０Ｌｃに対してねじれの位置をなす方向に沿ってケーシング３１Ｌ内へ液体Ｗを導入するためケーシング３１Ｌに連通して設けられた液体導入経路３６と、ケーシング３１Ｌ内に気体Ｇを導入するためケーシング３１Ｌに連通する気体導入経路３７と、を備えている。
【００４９】
液体導入経路３６は、ケーシング３１Ｌの周壁３８を貫通して開設され、周壁３８の外周側に接続された給液管１９に連通している。気体導入経路３７は、ケーシング３１Ｌの片端部を閉塞する隔壁３４の中心部分を貫通して開設され、隔壁３４の外側に接続された給気管１３と連通している。これにより、ケーシング３１Ｌ内に１／４円形状の気液旋回室３１Ｌｓが形成される。
【００５０】
微細気泡発生器３１Ｌを被処理液に浸漬し、ポンプ（図示せず）に接続された給液管１９から液体導入経路３６を経由してケーシング３１Ｌ内に向かって液体Ｗを供給するとともに、給気管１３から気体導入経路３７を経由してケーシング３１Ｌ内へ気体Ｇを供給する。これにより、ケーシング３１Ｌ内に、仮想中心軸線３０Ｌｃの周りで、隔壁３５に向かって左方向に回転しながら吐出口３２Ｌに向かって流動する気液旋回流ＬＶが形成されるとともに、その中心部分である仮想中心軸線３０Ｌｃ付近に負圧空洞部（図示せず）が発生する。
【００５１】
そして、この負圧空洞部に含まれる気体が、気液旋回流ＬＶの回転力によって細かく引き千切られながら微細気泡ＭＢとなり、ケーシング３１Ｌの吐出口３２Ｌから液体Ｗとともに吐出されるので、大量の微細気泡ＭＢ混じりの液体Ｗを被処理液中に供給することができる。
【００５２】
一方、図９に示す微細気泡発生器３０Ｒは、仮想中心軸線３０Ｒｃが円弧形状（１／４円形状）をなす円筒状のケーシング３１Ｒと、ケーシング３１Ｒの片端部を閉塞する隔壁３４と、ケーシング３１Ｒの他端部を閉塞する隔壁３５に開設された吐出口３２Ｒと、仮想中心軸線３０Ｒｃに対してねじれの位置をなす方向に沿ってケーシング３１Ｒ内へ液体Ｗを導入するためケーシング３１Ｒに連通して設けられた液体導入経路３６と、ケーシング３１Ｒ内に気体Ｇを導入するためケーシング３１Ｒに連通する気体導入経路３７と、を備えている。
【００５３】
微細気泡発生器３０Ｒを被処理液に浸漬し、ポンプ（図示せず）に接続された給液管１９から液体導入経路３６を経由してケーシング３１Ｒ内に向かって液体Ｗを供給するとともに、給気管１３から気体導入経路３７を経由してケーシング３１Ｌ内へ気体Ｇを供給すると、ケーシング３１Ｒ内に、仮想中心軸線３０Ｒｃの周りで、隔壁３５に向かって右回転しながら吐出口３２Ｒに向かって流動する気液旋回流ＲＶが形成され、大量の微細気泡ＭＢ混じりの液体Ｗを被処理液中に供給することができる。
【００５４】
微細気泡発生器３０Ｌ，３０Ｒは、被処理液中への微細気泡ＭＢ供給手段として、それぞれ単独で使用することができるが、微細気泡発生器３０Ｌと微細気泡発生器３０Ｒとをそれぞれの吐出口３２Ｌ，３２Ｒ同士が同軸上で対向するように配置して微細気泡発生装置（図示せず）を形成することもできる。微細気泡発生器３０Ｌ，３０Ｒのケーシング３０Ｌ，３０Ｒの仮想中心軸線３０Ｌｃ，３０Ｒｃはいずれも１／４円形状であるが、これらに限定しないので、仮想中心軸線３０Ｌｃ，３０Ｒｃが１／３円形状や３／４円形状などの部分円形状とすることができる。
【００５５】
次に、図１０に基づいて、その他の実施形態である微細気泡発生器４０ｒＲについて説明する。図１０に示す微細気泡発生器４０ｒＲは、仮想中心軸線４０Ｒｃが右ネジ螺旋状をなす円筒状のケーシング４１Ｒと、ケーシング４１Ｒの片端部を閉塞する隔壁４４と、ケーシング４１Ｒの他端部を閉塞する隔壁４５に開設された吐出口４２Ｒと、仮想中心軸線４０Ｒｃに対してねじれの位置をなす方向に沿ってケーシング４１Ｒ内へ液体Ｗを導入するためケーシング４１Ｒの隔壁２４寄りの周壁４８の外周側に接続された給液管１９と、ケーシング４１Ｒ内に気体Ｇを導入するためケーシング４１Ｒの隔壁４４に接続された給気管１３と、を備えている。
【００５６】
給気管１３は、ケーシング４１Ｒ内に延設された気体導入経路４３に連通している。気体導入経路４３は円管体で形成され、隔壁４４から隔壁４５に向かってケーシング４１Ｒ内の仮想中心軸線４０Ｒｃと同軸をなすように延設され、ケーシング４１Ｒ内への気体導入口となる先端開口部４３ａ及び複数の開口部４３ｂがケーシング４１Ｒ内に配置されている。複数の開口部４３ｂは、先端開口部４３ａ寄りの気体導入経路４３の周壁に開設されている。
【００５７】
給液管１９と、給気管１３及び気体導入経路４３と、それぞれを経由して、液体Ｗ、気体Ｇをケーシング４１Ｒ内へ供給すると、ケーシング４１Ｒの気液旋回室４１Ｒｓ内に、気体導入経路４３周りや仮想中心軸線４０Ｒｃ周りで右ネジを描くように回転しながら吐出口４２Ｒに向かって気液旋回室４１Ｒｓ内を流動する気液旋回流ＲＶが形成される。この気液旋回流ＲＶは右ネジを描きながら気液旋回室４１Ｒｓを流動し、且つ、全体的に右ネジ螺旋を描くようにケーシング４１Ｒ内を流動していき、吐出口４２Ｒからケーシング４１Ｒ外へ吐出される。
【００５８】
微細気泡発生器４０ｒＲにおいては、ケーシング４１Ｒ内に配置した気体導入経路４３の先端開口部４３ａ及び開口部４３ｂからケーシング４１Ｒ内に気体Ｇを供給することができるので、先端開口部４３ａや開口部４３ｂを微細気泡が発生し易い箇所に配置することにより、微細気泡発生量の増大を図ることができる。本実施形態では、ケーシング４１Ｒの全長（隔壁４４内面から隔壁４５内面までの長さ）の中央付近に先端開口部４３ａが位置するように気体導入経路４３を配設しているが、これに限定しないので、隔壁４４寄りの領域や隔壁４５寄りの領域など、微細気泡が発生し易い箇所を選択して、先端開口部４３ａや開口部４３ｂを配置することができる。また、先端開口部４３ａまたは開口部４３ｂのいずれか一方のみを設けたり、円形状の開口部４３ｂの代わりにスリット状の開口部を設けたりすることもできる。さらに、気体導入経路４３の周壁全体あるいは周壁の特定部分に複数の開口部４３ｂを分散させた状態で開設することもできる。
【００５９】
また、気体導入経路４３は、図１０に示す微細気泡発生器４０ｒＲのケーシング４１Ｒ内に配置したものに限定しないので、図１〜図９に示す微細気泡発生器１０Ｌ，１０Ｒ，２０ｒＲ，２０ｌＬ，２０ｌＲ，３０Ｌ，３０Ｒのケーシング１１Ｒ，１１Ｌ，２１Ｒ，２１Ｌ，３１Ｌ，３１Ｒ，４１Ｒなどの内部に配置することもできる。
【００６０】
次に、図１１に基づいて、その他の実施形態である微細気泡発生器５０Ｒについて説明する。なお、微細気泡発生器５０Ｒにおいて図３に示す微細気泡発生器１０Ｒと共通する部分については図３中の符号と同符号を付して説明を省略する。
【００６１】
図１１に示すように、微細気泡発生器５０Ｒにおいては、円筒状のケーシング５１Ｒの仮想中心軸線５０Ｒｃに対し、給液管１９ａが、その中心軸（図示せず）が斜めをなすように周壁１８に取り付けられている。隔壁１４ａの内側（ケーシング５１Ｒ内に臨む側）には、給液管１９の中心軸と平行をなす傾斜面１４ｂが設けられている。隔壁１５ａの内側（ケーシング５１Ｒ内に臨む側）には、周壁１８の内周面から吐出口１２Ｒに向かって連続的に縮径した漏斗面１５ｂが設けられている。
【００６２】
給液管１９ａからケーシング５１Ｒ内へ導入される液体Ｗが、仮想中心軸線５０Ｒｃに対して斜め方向から気液旋回室５１Ｒｓに流入することにより、気液旋回室５１Ｒｓ内においては、液体Ｗの吐出口１２Ｒに向かう流動が高まるので、気液旋回室５１Ｒｓ内で形成された微細気泡ＭＢ混じりの流体を吐出口１２Ｒから効率良く吐出することができる。
【００６３】
また、隔壁１５ａ内側に漏斗面１５ｂを設けたことにより、気液旋回室５１Ｒｓと吐出口１２Ｒとの境界領域での乱流発生を抑制することができるので、気液旋回室５１Ｒｓで形成された気液旋回流ＲＶを吐出口１２Ｒから効率良く吐出することができる。なお、ケーシング５１Ｒの周壁１８の内周面に気液旋回流ＲＶの旋回方向に沿ったフィン（図示せず）を設け、気体導入経路１７の気液旋回室５１Ｒｓ側の開口付近に負圧を発生させ、気体導入作用を高めることもできる。
【００６４】
次に、図１２に基づいて、その他の実施形態である微細気泡発生器５０ｒＲについて説明する。なお、微細気泡発生器５０ｒＲにおいて図４に示す微細気泡発生器２０ｒＲと共通する部分については図４中の符号と同符号を付して説明を省略する。
【００６５】
微細気泡発生器５０ｒＲにおいては、円筒状のケーシング２１Ｒ内へ流体を導入するため、ケーシング２１Ｒの周壁２８に、ケーシング２１Ｒに連通する複数の副流体導入経路５２，５３とそれぞれ連通する流体供給管５４，５５が設けられている。流体供給管５４，５５はいずれも、ケーシング２１Ｒに対する給液管１９の接続構造と同じ構造で接続されている。複数の流体供給管５４，５５は、ケーシング２１Ｒの基端側（給気管１３が接続された隔壁２４側）から先端側（吐出口２２Ｒが開設された隔壁２５側）に向かって間隔を置いて周壁２８に接続されている。
【００６６】
図１２に示すように、微細気泡発生器５０ｒＲにおいては、給気管１３及び給液管１３を経由してそれぞれ気体Ｇ及び液体Ｗが供給されるとともに、流体供給管５４から副流体導入経路５２へ液体Ｗが供給され、流体供給管５５から副流体導入経路５３へ気体Ｇが供給される。これにより、給気管１３及び給液管１３からそれぞれ気体Ｇ及び液体Ｗを導入する場合より大量の流体をケーシング２１Ｒ内へ導入することが可能となるため、さらに大量の微細気泡混じりの流体を供給することができる。なお、副流体導入経路の個数、配置位置及びそれぞれの副流体導入経路から導入する流体の種類については、前述の形態に限定しないので、用途及び使用条件等に応じて設定することができる。
【００６７】
次に、図１３，図１４に基づいて、その他の実施形態である微細気泡発生装置４００について説明する。なお、微細気泡発生装置４００において図１に示す微細気泡発生装置１００と共通する部分については図１中の符号と同符号を付して説明を省略する。
【００６８】
図１３，図１４に示すように、微細気泡発生装置４００は、複数の微細気泡発生装置１００（図１参照）を所定間隔を置いて層状に配列し、それぞれの連結部材１１ａを棒状（若しくは管状）の支持部材５６によって連結することによって形成されている。微細気泡発生装置４００においては、複数の微細気泡発生装置１００からそれぞれ微細気泡ＭＢ混じりの流体が吐出されるので、極めて大量の微細気泡ＭＢ混じりの流体を広範囲に渡って供給することができる。微細気泡発生装置１００は支持部材５６に着脱可能であり、支持部材５６の長さも限定しないので、複数の微細気泡発生装置１００の個数や配置間隔などは図１４に示す形態に限定することなく、用途及び使用条件等に応じて設定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明の微細気泡発生器及び微細気泡発生装置は、農作物などの植物類の栽培用水、魚介類の養殖用水、家畜類の畜養用水、洗浄用水、健康増進用の飲料水、入浴用水、足浴用水あるいは医療用水などへ酸素を含有する微細気泡を供給する手段、各種排水の浄化処理手段あるいは河川、湖沼、貯水池、海洋などの水質浄化手段などとして、広く利用することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１００，２００，３００，４００  微細気泡発生装置
１０Ｌ，１０Ｒ，２０ｒＲ，２０ｌＬ，２０ｌＲ，３０Ｌ，３０Ｒ，４０ｒＲ，５０Ｒ，５０ｒＲ  微細気泡発生器
１０Ｌｃ，１０Ｒｃ，２０Ｒｃ，２０Ｌｃ，３０Ｌｃ，３０Ｒｃ，４０Ｒｃ，５０Ｒｃ  仮想中心軸線
１１ａ  連結部材
１１Ｒ，１１Ｌ，２１Ｒ，２１Ｌ，３１Ｌ，３１Ｒ，４１Ｒ，５１Ｒ，５２Ｒ  ケーシング
１１Ｒｓ，２１Ｌｓ，２１Ｒｓ，３１Ｌｃ，３１Ｒｃ，４１Ｒｓ，５１Ｒｓ  気液旋回室
１２Ｒ，１２Ｌ，２２Ｒ，２２Ｌ，３２Ｌ，３２Ｒ，４２Ｒ  吐出口
１３  給気管
１４，１４ａ，１５，１５ａ，２４，２５，３４，３５，４４，４５  隔壁
１４ｂ  傾斜面
１５ｂ  漏斗面
１６，３６  液体導入経路
１７，３７，４３  気体導入経路
１８，２８，３８  周壁
１９，１９ａ  給液管
４３ａ  先端開口部
４３ｂ  開口部
５２，５３  副流体導入経路
５４，５５  流体供給管
５６  支持部材
ＲＶ，ＬＶ  気液旋回流
Ｖ  負圧空洞部
ＭＢ  微細気泡
Ｇ  気体
Ｗ  液体
【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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【国際調査報告】
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