(57)【要約】【課題】  媒体液中に含有させる微細気泡を増大させ得る。【解決手段】本発明のサクション装置は、円筒における２つの底面を第１面及び第２面としたとき、第１面から第２面へ向けて複数の経路から供給される媒体液を進行させる円筒部と、前記円筒部の内部で前記媒体液を旋回させるように、前記第１面又は該第１面近傍から前記媒体液を前記円筒部に導入する複数の導入部と、前記第２面における中心又は中心近傍に設けられた排出口とを有することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水を電気分解して電解水と分解ガスを生成する電気分解部と、
前記電解水と前記分解ガスとを混合して混合液を送出する気液送出部と、
前記混合液を密閉状態で前記電気分解部から前記気液送出部へ供給する第１の配管と、
物理的な衝突作用により前記気液送出部から供給される前記混合液中に微細気泡を発生させる微細気泡発生部と、
前記混合液を密閉状態で前記気液送出部から前記微細気泡発生部へ供給する第２の配管と、
前記第２の配管上に設けられ、前記混合液を微細気泡生成装置へ圧送するポンプと
を有することを特徴とする微細気泡生成装置。
【請求項２】
前記第１の配管における圧力は、陰圧である
ことを特徴とする請求項１に記載の微細気泡生成装置。
【請求項３】
前記第１の配管における圧力は、
−１５〜１５ｋＰａである
ことを特徴とする請求項１に記載の微細気泡生成装置。
【請求項４】
前記第２の配管における圧力は、陽圧である
ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の微細気泡生成装置。
【請求項５】
前記第２の配管における圧力は、
−１５〜１５ｋＰａである
ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の微細気泡生成装置。
【請求項６】
前記気液送出部は、
高速旋回による渦流を発生させる
ことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の微細気泡生成装置。
【請求項７】
前記電気分解部は、
複数の電解槽を有し、
前記気液送出部は、
前記複数の電解槽から供給される前記電解水と前記分解ガスとを混合して前記混合液を送出する
ことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の微細気泡生成装置。
【請求項８】
前記気液送出部は、
円筒における２つの底面を第１面及び第２面としたとき、第１面から第２面へ向けて複数の経路から供給される媒体液を進行させる円筒部と、
前記円筒部の内部で前記媒体液を旋回させるように、前記第１面又は該第１面近傍から前記媒体液を前記円筒部に導入する複数の導入部と、
前記第２面における中心又は中心近傍に設けられた排出口と
を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の微細気泡生成装置。
【請求項９】
円筒における２つの底面を第１面及び第２面としたとき、第１面から第２面へ向けて複数の経路から供給される媒体液を進行させる円筒部と、
前記円筒部の内部で前記媒体液を旋回させるように、前記第１面又は該第１面近傍から前記媒体液を前記円筒部に導入する複数の導入部と、
前記第２面における中心又は中心近傍に設けられた排出口と
を有することを特徴とするサクション装置。
【請求項１０】
前記導入部は、
前記円筒部の外壁に沿うようにして前記媒体液を前記円筒部に導入することにより、前記円筒部の内部で前記媒体液を旋回させる
ことを特徴とする請求項９に記載のサクション装置。
【請求項１１】
前記円筒部は、
底面のない筒状部材と、底面を構成する第１及び第２のフランジ部とからなり、
前記導入部は、
前記第１のフランジ部に設けられ、前記円筒部材に対する接線方向から前記媒体液を導入する孔であり、
前記排出口は、
前記第２のフランジ部に設けられ、後段の配管へと前記媒体液を誘導する
ことを特徴とする請求項９又は１０に記載のサクション装置。
【請求項１２】
前記排出口は、
前記導入部の断面積の合計より大きい断面積を有する
ことを特徴とする請求項１１に記載のサクション装置。
【請求項１３】
前記排出口から排出された媒体液の一部を戻すための戻し口
を有することを特徴とする請求項９〜請求項１１のいずれかに記載のサクション装置。
【請求項１４】
媒体液に加工処理を施す複数の第１処理装置と、
媒体液に加工処理を施す第２処理装置と、
前記第１処理装置及び前記第２処理装置の間に設けられた請求項９に記載のサクション装置と
を有することを特徴とするサクションシステム。
【請求項１５】
前記第２処理装置において処理された媒体液の一部を前記サクション装置に戻す戻し経路
を有することを特徴とする請求項１４に記載のサクションシステム。
【請求項１６】
混合ガス及び媒体液を送出する気液送出部と、
前記送出された混合液を排出する第１の配管と、
圧力を印加しながら前記混合液を排出するポンプと、
前記ポンプから前記混合液を排出する第２の配管と、
前記圧力下において、物理的な衝突作用により前記第２の配管から供給される前記混合液中に微細気泡を発生させる微細気泡発生部と
を有することを特徴とする微細気泡生成装置。
【請求項１７】
前記微細気泡発生部は、
高速旋回を用いて前記媒体液に前記微細気泡を発生させる
ことを特徴とする請求項１６に記載の微細気泡生成装置。
【請求項１８】
前記気液送出部は、
円筒内部を一方向に向けて高速旋回させる
ことを特徴とする請求項１７に記載の微細気泡生成装置。
【請求項１９】
前記気液送出部は、
前記円筒における２つの底面を第１面及び第２面としたとき、前記第１面における面内方向に前記混合液を回転させながら前記第２面へむけて前記第１面と略垂直方向に前記混合液を進行させ、
回転方向へ向けて前記混合液を供給する
ことを特徴とする請求項１８に記載の微細気泡生成装置。
【請求項２０】
前記気液送出部の前段に設けられ、前記媒体液を前記気液送出部へ供給する第３の配管と、
前記第３の配管の前段に設けられ、原水を電気分解することにより生成した電解水及び発生ガスの混合物を前記媒体液として前記第３の配管へ供給する電気分解部
をさらに有することを特徴とする請求項１６〜１９のいずれかに記載の微細気泡生成装置。
【請求項２１】
前記電気分解部は、
陰極を有するカソード室と陽極を有するアノード室とが隔膜によって仕切られた２槽型の電解槽である
ことを特徴とする請求項１６〜２０のいずれかに記載の微細気泡生成装置。
【請求項２２】
前記電気分解部は、
底面又は底面近傍に設けられ、陰極を有するカソード室に対して前記原水が供給される原水供給口と、
天面又は天面近傍において、アルカリ性電解水が排出されるアルカリ性電解水排出口と
を有することを特徴とする請求項２１に記載の微細気泡生成装置。
【請求項２３】
前記電気分解部は、
底面又は底面近傍に設けられ、陽極を有するアノード室に対して前記原水が供給される原水供給口と、
天面又は天面近傍において、酸性電解水が排出される酸性電解水排出口と
を有することを特徴とする請求項２１に記載の微細気泡生成装置。
【請求項２４】
前記電気分解部には、
塩素を含有する電解質溶液が供給される
ことを特徴とする請求項２３に記載の微細気泡生成装置。
【請求項２５】
混合ガス及び媒体液を送出する高速攪拌ステップと、
前記送出された混合液をポンプに対して供給する供給ステップと、
物理的な衝突作用により、前記ポンプから排出される前記混合液中に微細気泡を発生させる微細気泡発生ステップと、
前記混合液に印加された圧力を解放する圧力解放ステップと
を有することを特徴とする微細気泡生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば微細気泡を含有する微細気泡水を生成する微細気泡生成装置や、微細気泡を含有する電解水である気泡電解水を製造する微細気泡生成装置、微細気泡生成装置に使用されるサクション装置及びサクションシステムに対して好適に適用することができる。
【背景技術】
【０００２】
従来、微細気泡生成装置としては、気体を混合した液体を高速旋回させることにより、液体に気泡を含有させるようになされた技術が広く知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４５６３４９６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
かかる構成の微細気泡生成装置では、微細気泡を増大させたいという要望があった。
【０００５】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的は、媒体液中に含有させる微細気泡を増大させ得る微細気泡生成装置及び微細気泡生成方法、微細気泡生成装置に使用されるサクション装置及びサクションシステムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる課題を解決するため、本発明の微細気泡生成装置は、
混合ガス及び媒体液を送出する気液送出部と、
前記送出された混合液を排出する第１の配管と、
圧力を印可しながら前記混合液を排出するポンプと、
前記ポンプから前記混合液を排出する第２の配管と、
前記圧力下において、物理的な衝突作用により前記第２の配管から供給される前記混合液中に微細気泡を発生させる微細気泡発生部とを有することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の微細気泡生成方法は、
混合ガス及び媒体液を送出する気液送出ステップと、
前記送出された混合液をポンプに対して供給する供給ステップと、
物理的な衝突作用により、前記ポンプから排出される前記混合液中に微細気泡を発生させる微細気泡発生ステップと、
前記混合液に印加された圧力を解放する圧力解放ステップとを有することを特徴とする。
【０００８】
さらに、本発明のサクション装置は、
円筒における２つの底面を第１面及び第２面としたとき、第１面から第２面へ向けて複数の経路から供給される媒体液を進行させる円筒部と、
前記円筒部の内部で前記媒体液を旋回させるように、前記第１面又は該第１面近傍から前記媒体液を前記円筒部に導入する複数の導入部と、
前記第２面における中心又は中心近傍に設けられた排出口とを有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明のサクションシステムは、
媒体液に加工処理を施す複数の第１処理装置と、
媒体液に加工処理を施す第２処理装置と、
円筒における２つの底面を第１面及び第２面としたとき、第１面から第２面へ向けて複数の経路から供給される媒体液を進行させる円筒部と、
前記円筒部の内部で前記媒体液を旋回させるように、前記第１面又は該第１面近傍から前記媒体液を前記円筒部に導入する複数の導入部と、
前記第２面における中心又は中心近傍に設けられた排出口とを備え、前記第１処理装置及び前記第２処理装置の間に設けられたサクション装置とを有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の微細気泡生成装置は、原水を電気分解して電解水と分解ガスを生成する電気分解部と、
前記電解水と前記分解ガスとを混合して混合液を送出する気液送出部と、
前記混合液を密閉状態で前記電気分解部から前記気液送出部へ供給する第１の配管と、
物理的な衝突作用により前記気液送出部から供給される前記混合液中に微細気泡を発生させる微細気泡発生部と、
前記混合液を密閉状態で前記気液送出部から前記微細気泡発生部へ供給する第２の配管と、
前記第２の配管上に設けられ、前記混合液を微細気泡生成装置へ圧送するポンプと
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、媒体液中に含有させる微細気泡を増大させ得る微細気泡生成装置、微細気泡増加装置及び微細気泡増加方法を実現できる。
【００１２】
また本発明は、複数の経路から供給される媒体液を均一化できるサクション装置及びサクションシステムを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】微細気泡生成装置の構成を示す略線図である。
【図２】気泡電解水生成装置の構成を示す略線図である。
【図３】電気分解部の構成（１）を示す略線図である。
【図４】気液送出部の構成を示す略線図である。
【図５】供給経路の説明に供する略線図である。
【図６】気泡電解水生成処理の説明に供するフローチャートである。
【図７】電気分解部の構成（２）を示す略線図
【図８】電気分解部の構成（３）を示す略線図である。
【図９】電解水生成処理における流れの説明に供する略線図である。
【図１０】入替処理における流れの説明に供する略線図である。
【図１１】洗浄処理における流れの説明に供する略線図である。
【図１２】サクション装置の概念図を示す略線図である。
【図１３】気液送出部の構造を説明する透過的略線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
＜発明の概要＞
図１において１は、全体として本発明の微細気泡生成装置を示している。微細気泡生成装置は、媒体液供給部３及びガス供給部４から配管３Ａ及び４Ａを介して供給される媒体液及び供給ガスを、所定の圧力下で気液送出部５によって高速攪拌して混合液を生成し、配管５Ａを介して当該混合液をポンプ６へ供給する。ポンプ６は、配管６Ａを介して混合液をナノバブル生成部７へ供給する。ナノバブル生成部７は、生成したナノバブルを含有する微細気泡水を、配管７Ａを介して微細気泡水提供部８へ供給する。微細気泡水提供部８は、微細気泡水における圧力を解放すると共に、接続された供給管や装置、貯水槽などを介してユーザに微細気泡水を提供する。
【００１６】
なお、本願明細書においてナノバブルとは、ナノオーダ（１０ｎｍ〜９００ｎｍ）程度の気泡を意味する。気泡の粒径が小さい程、気泡の表面積が増大すると共に、溶存気体量も増大する。
【００１７】
媒体液としては、特に限定されず、用途に応じて適宜選択される。例えば水、水溶液、有機溶媒など種々の液体が使用できるが、水又は水溶液であることが好ましい。水としては、水道水や電解水、純水、精製水など種々のものを使用できる。また、前段に各種フィルターを設置することにより、不純物などの不要成分を除去した水を使用しても良い。
【００１８】
ナノバブルとして含有させる気体（混合ガス）としては、特に制限されず、用途に応じて適宜選択される。例えば、空気、水素、酸素、二酸化炭素などが好ましい。
【００１９】
本願発明の微細気泡生成装置１では、気液送出部５から微細気泡水提供部８による圧力が解放されるまでの間、密閉系により所定の圧力が印加された状態となる。すなわち、本願発明では、単にナノバブル生成部７に混合ガス及び媒体液を供給するのではなく、圧力下において気液送出部５によって予め混合ガス及び媒体液を高速攪拌して混合液を調製し、これをポンプ６に供給してポンプ６の前後の配管５Ａ及び６Ａを通過させ、時間をかけて混合ガス及び媒体液を馴染ませるという前処理の後にナノバブル生成部７に供給する。
【００２０】
これにより、ポンプ６への伝送経路を活用して混合ガス及び媒体液の接触時間を長く保つことができ、ナノバブル生成部７においてナノバブルを増大させると共に、媒体液に混合液をより多く溶解させることができ、微細気泡水提供部８による圧力の解放の際に、圧力の解放に伴うナノバブルをより多く発生させることが可能となる。
【００２１】
言い換えると、微細気泡生成装置１では、ポンプ６の前段に気液送出部５を設けることにより、ポンプ６の前後の配管５Ａ及び６Ａを利用して混合ガス及び媒体液を馴染ませた後、混合液をナノバブル生成部７に供給しナノバブルが生成され、その後微細気泡水提供部８によって圧力が解放される。
【００２２】
このとき気液送出部５から微細気泡水提供部８において密閉系となるため、混合ガス及び媒体液が供給されてから圧力が解放されるまでの間、所定の圧力が印加された状態となり、長時間に亘って混合液における混合ガスの溶解を進めることができる。この結果、圧力の解放と共に微細気泡水においてより多くのナノバブルを生成することが可能となる。
【００２３】
このように、微細気泡生成装置１では、所定の圧力下で混合ガスを溶解させながら高速旋回によるナノバブルを発生させ、圧力を解放することによりさらにナノバブルを発生させる、いわゆる高速旋回方式と圧力解放方式とを同時併用した新しい微細気泡生成方法を採用している。
【００２４】
＜第１の実施の形態＞
次に、図２〜図６を用いて実施の形態について説明する。図２において１０は、全体として気泡電解水生成装置を示している。気泡電解水生成装置１０では、電気分解により生成した電解水を媒体液とし、ナノバブルを含む電解水である気泡電解水を生成する。
【００２５】
なお図示しないが、気泡電解水生成装置１０は、図示しないＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）から構成される制御部２０（図示せず）が気泡電解水生成装置１０の全体を統括的に制御するようになされている。
【００２６】
気泡電解水生成装置１０では、電気分解部１３によって生成した発生ガス及び電解水をそのまま気液送出部１５、ポンプ１６、ナノバブル生成部１７へ送出することにより、ナノバブルとして発生ガスを含有する気泡電解水を生成する。このとき、全体の系（電気分解部１３〜ナノバブル生成部１７）を密閉系とし、所定の圧力下において発生ガス及び電解水を分離することなくそのまま混合することにより、発生ガスの成分を効率良く溶解及びナノバブル化することが可能となる。
【００２７】
原水供給部１１は、制御部２０による開閉機構の開閉制御により、気泡電解水を生成するときにのみ原水を電気分解部１３に供給する。原水供給部１１は、圧力をかけた状態で電気分解部１３に対して原水を供給する。また、接続された水道水などの水圧が高すぎる場合には、減圧バルブなどの減圧機構を構成しても良い。
【００２８】
原水としては、水道水や電解水、純水、精製水など種々のものを使用できる。また、前段に各種フィルターを設置することにより、不純物などの不要成分を除去した水を使用しても良い。
【００２９】
電解質供給部１２は、制御部２０による制御により、電解質水溶液を電気分解部１３に供給する。電解質としては特に制限されず、水に溶解して電解質としての特性を示す既知の化合物を適宜使用することができる。便宜上、電解質として塩化ナトリウムを使用した場合について説明するが、これに限られない。
【００３０】
電気分解部１３は、原水を電気分解して電解水を生成できる構成であればよく、特に制限はない。電解質の種類に応じて１槽型、２槽型、３槽型を適宜選択して使用することができる。
【００３１】
例えば電気分解部１３が３槽型の電解槽であった場合、図３（Ａ）の断面図に示すように、透水性の陽極４３及び陰極４４の間の中間槽４５に塩水を充填し、各槽の間に隔膜４６及び４７を設けた構成を用いることができる。なお、塩水は、電解質供給口５５から供給され、電解質排出口５６から排出される循環方式（図示せず）でなる。
【００３２】
図３（Ｂ）に示すように、３槽型の電解槽では、電解槽の底面近傍にカソード室５２に対して原水が供給される第２の原水供給口４２が設けられ、同じく電解槽の底面近傍にアノード室５１に対して原水が供給される第１の原水供給口４１が設けられている。また、電解槽の天面にアルカリ性電解水を排出するアルカリ性電解水排出口４９と、同じく電解槽の天面に酸性電解水を排出する酸性電解水排出口４８が設けられている。
【００３３】
このため、原水は下から上へ向けて進行し、アルカリ性電解水及び酸性電解水として上部の排出口４８及び４９（アルカリ性電解水排出口４９及び酸性電解水排出口４８）から排出される。このとき、電気分解によって発生する発生ガスは浮力により上部へ移動し、排出口４８及び４９から効率良く排出される。
【００３４】
従って、電気分解部１３から排出される電解水（アルカリ性電解水及び酸性電解水）は、発生ガスを含んだ状態となる。電気分解部１３は、生成した発生ガス及び電解水を配管１３Ａを介して気液送出部１５へ供給する。なお、生成された電解水のうち、必要な電解水のみに対して以降の処理が実行される。一方の電解水のみが使用される場合には１系統の処理部、両方の電解水が使用される場合には２系統の処理部によって処理が実行される。以下便宜上、電解水を特定せず、１系統の処理部によって処理される場合について説明する。
【００３５】
気液送出部１５は、発生ガス及び電解水を高速攪拌により混合したり、高速旋回させたりすることにより、一定時間に亘って発生ガスと電解水とを接触させつつ、発生ガスと電解水とを偏りがないようほぼ均等の割合でポンプ１６に送出する。なお、この気液送出部１５による混合では、ナノバブルの発生量は殆どない又は非常に少量である（ナノバブル生成部１７と比較して個数比で１０％未満）。
【００３６】
気液送出部１５の構成の一例を図４及び図５に示している。図４に示すように、気液送出部１５は、円筒状の円筒部材７０の上側の矩形状でなる板状部材７１及び７２と、下側の矩形状でなる板状部材７３とで挟んだ形状を有している。
【００３７】
板状部材７１〜７３は、円筒部材７０の底面を構成すると共に、円筒部材７０に対して電解水及び混合ガスを供給する供給経路を有している。図５に示すように、電解水（発生ガス含む）は、板状部材７１に形成された供給経路７１ａ〜７１ｄを介して円筒部材７０に供給される。また、板状部材７２には供給経路７２ａ及び７２ｂが形成されており、ナノバブル生成部１７によって生成された気泡電解水の一部がオーバーフローした場合に配管１７Ｂを介して円筒部材７０に供給される。
【００３８】
供給経路７１ａ〜７１ｄ及び７２〜７２ｂは、円筒部材７０に対して接線方向に略平行（±３０°）に設けられており、流入した電解水（電解水及び気泡電解水）が円筒部材７０の内面に沿って周回するように形成されている。
【００３９】
また、板状部材７３の中心部分には、電解水及び混合ガス（発生ガス）が混合された混合水を排出する孔である排出口７３ａが設けられており、配管１５Ａを介して混合水が排出される。この配管１５Ａの内部では、低速旋回流が発生し、ポンプ１６までの間、電解水及び混合ガスを攪拌されると考えられ、大きなガス溜りが形成されることを抑制できる。
【００４０】
この結果、上側から供給され下側から排出される上下方向の力と、円筒部材７０に沿って供給される電解水及び排出口７３ａの位置関係により、電解水及び混合ガスは高速攪拌されながら円筒部材７０内部を旋回し、混合ガスが小さな気泡となってよく混じり合った状態で配管１５Ａを介してポンプ１６に供給される。
【００４１】
この気液送出部１５では、例えば高速旋回による遠心分離効果によって大きな圧力を発生させ、大きな圧力下において発生ガス及び電解水を気相及び液層の界面で接触させて特に塩素ガスなど水に対する溶解性の高い気体の溶解を促進するだけでなく、ポンプ１６によって発生する圧力の影響を電気分解部１３に伝わらないようにする役割も担う。言い換えると、気液送出部１５は、高速旋回によって電気分解部１３−気液送出部１５−ポンプ１６間の圧力の伝達を分断して断ち切ることが可能である。
【００４２】
なお、気液送出部１５の前段（配管１４Ａ及び１５Ａ）における圧力は、例えば−１５ｋｐａ〜＋１５ｋｐａ、より好ましくは−１０ｋｐａ〜＋１０ｋｐａの圧力範囲になるように、制御されている。これにより、前段の電気分解部１３に対して圧力が負荷されるのを抑制し、隔膜４６及び４７の損傷などを未然に防止し得る。この制御は、配管１７Ｂに設けられた電磁弁の調整によって行われる。調整の結果、上記圧力範囲に収まらない場合には、装置の保護のため緊急停止する。
【００４３】
気体として空気を混合する場合、ガス供給部１４としてエアーポンプや圧縮空気などが使用される。このガス供給部１４は、発生ガスでは不足する気体量を補うためのものであり、必ずしも必須ではない。混合ガスとして発生ガスのみを使用することも可能である。なお、本実施形態では、発生ガスに含まれる塩素ガスを薄めることなく高割合で電解水へ溶解させるため、気液送出部１５ではなくポンプ１６に混合ガスを混合しているが、気液送出部１５に混合ガスを供給しても良い。この場合、板状部材７１及び７２の上面、中央近傍から混合ガスを混合することにより、渦の中心に混合ガスが混合できるためが好ましい。
【００４４】
ポンプ１６（図２）としては、特に限定されず、公知の種々のものを使用することができる。例えば、羽根で回転するバブリングポンプ（例えばＳＵＳ製汎用渦流タービンポンプ２０ＮＰＤ０７Ｚ（株式会社ニクニ製））を用いると、ナノバブル生成部１７の前段において気液の混合が進むため好ましい。ポンプ１６は、配管１５Ａを介して供給される混合水に圧力を印加し、例えば２０Ｌ／ｍｉｎの定量で配管１６Ａを介して当該混合水をナノバブル生成部１７へ供給する。このとき、気液送出部１５の効果により混合水に大きなガス溜りが殆ど存在せず、ガス噛みなどによりポンプ１６に不具合が生じにくく、安定した流量で混合水をナノバブル生成部１７へ供給することができる。
【００４５】
ナノバブル生成部１７は、高速旋回によって媒体液（混合水）に気体からなるナノバブル（微細気泡）を含有させる高速旋回方式のナノバブル発生器でなり、その構成に制限はない。図示しないが、ナノバブル生成部１７は、例えば複数の円筒部材内を旋回させながら衝突により角度を変化させる構成を有している。
【００４６】
ナノバブル生成部１７は、気体と媒体液とを旋回させて速度を出した状態で、比重差による気液界面を作り出し、界面で生じる気液の摩擦によりナノバブルを生成する。さらに、ナノバブル生成部１７は、媒体液を壁面に衝突させてその進行方向を変化させることにより、媒体液の流れを乱し、気体と媒体液とを激しく撹拌して混合する。この結果、気体と媒体液との物理的な衝突作用により気泡が細かくなり、さらに多くのナノバブルが形成される。
【００４７】
ナノバブル生成部１７は、媒体液を高速旋回させながら、当該媒体液の進行方向を急変化させる。これにより、ナノバブル生成部１７は、媒体液に対してより大きな加速度を加えることができ、気体と媒体液との物理的な衝突作用により気泡を分散させて微細にすることができる。ナノバブル生成部１７は、高速旋回する媒体液を壁面に衝突させることにより、当該媒体液の旋回方向を８０°以上の急角度で変化させることが好ましい。
【００４８】
ナノバブル生成部１７は、所定の圧力下において高速旋回によりナノバブルが発生した気泡電解水を気泡電解水提供部１８に供給する。気泡電解水提供部１８は、開閉機構を有しており、制御部２０の制御により開閉機構を開閉する。
【００４９】
ヘンリーの法則により、液体に加わる圧力が大きいと気体の溶解度が向上する。したがって、気体の存在下で液体に圧力をかけ、急激に圧力を下げることにより、溶解していた気体が液体中で微細気泡となることが知られている。
【００５０】
気泡電解水提供部１８が蛇口方式で気泡電解水をユーザに供給する場合、蛇口から排出された瞬間に圧力が解放される。また、後段に設置された洗浄装置などが接続された場合には、気泡電解水提供部１８に配管（図示せず）が接続されることになり、後段の洗浄装置内部や貯留タンク内部で圧力が大気圧まで一気に解放されるよう、気泡電解水生成装置１０の外部に圧力解放部（図示せず）が設けられている。このとき、気泡電解水中に溶解していた気体の一部がナノバブルとなり、気泡電解水中のナノバブルを増大させることができる。
【００５１】
このように、気泡電解水生成装置１０では、ナノバブル生成部１７よりも前段に気液送出部１５を設け、ポンプ１６の伝送経路を利用して混合ガスと電解水との接触時間を長く設けるようにした。これにより、電解水に対して混合ガスを馴染ませ、気泡が小さくなりやすい状態にしてナノバブル生成部１７によるナノバブルの生成を増大できると共に、電解水に対する混合ガスの溶解度を向上させ、圧力解放時に生成されるナノバブルを増大させることができる。
【００５２】
また、発生ガスの一部として塩素ガスを発生させる（すなわち電解質に塩素を含む）場合、気体の溶解特性により水に対する溶解性の高い塩素が優先的に電解水に溶解する。この現象は、気体と液体との接触時間が長いほど顕著に表れる。従って、ナノバブル生成部１７に供給される混合水において、混合気体及び酸素ガス（オゾンガスを含む）は気体として残るものの、塩素ガスの殆どは混合水中に溶解した状態となる。
【００５３】
この状態で混合水をナノバブル生成部１７に供給すると、高速旋回方式によって生成されるナノバブルに塩素ガスは殆ど含まれないことになる。もちろん、圧力解放時に塩素の一部がナノバブル化すると考えられるが、溶解度が高いため優先的に他の気体がナノバブル化されるため、塩素の多くは気泡電解水中に溶解した状態で存在することができる。
【００５４】
気泡電解水を殺菌・除菌剤などとして使用する場合、溶解させた状態の塩素濃度が非常に重要となる。気泡電解水生成装置１０では、発生ガスの一部として塩素ガスを発生させる場合、電気分解により発生した塩素成分の殆どを気泡電解水中に溶解させた状態で存在させることが可能となるため、有効塩素濃度を向上させることができ、殺菌・除菌の効果を高めることができる。
【００５５】
すなわち、図６に示すように、本発明の気泡電解水生成処理ＲＴ１では、ステップＳＰ１０１において原水を加圧供給し、ステップＳＰ１０２において原水を電気分解することにより電解水を生成する。
【００５６】
ステップＳＰ１０３において、電解水及び発生ガスが搬送され、ステップＳＰ１０４において当該電解水及び発生ガスの割合が時系列で均等になるよう混合水が送出される。ステップＳＰ１０５において、混合水はポンプを介して圧送され、ステップＳＰ１０６において高速旋回方式によりナノバブルが生成される。
【００５７】
そしてステップＳＰ１０７において圧力が解放され、圧力解放方式によりナノバブルが生成される。
【００５８】
このように、ステップＳＰ１０１〜ステップＳＰ１０６までの間を密閉系として圧力下で高速旋回方式によりナノバブルを発生させた後、圧力解放方式によりナノバブルを発生させると共に、電解水と発生ガス（及び混合ガス）とを十分に馴染ませる時間を確保できるため、ナノバブルを一層増大させることが可能となる。
【００５９】
＜第２の実施の形態＞
次に、図７〜図８を用いて第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態に対応する箇所には同一符号を附し、説明を省略する。
【００６０】
第２の実施の形態では、電気分解部１３ｘとして、図７及び図８に示すような２槽型の電解槽が使用され、酸性電解水のみが提供される。なお、同様の構成を用いてアルカリ性電解水のみを生成することも可能である。
【００６１】
図７及び図８に示すように、この電気分解部１３ｘでは、電解槽の底面近傍にアノード室５１に対して原水が供給される２つの第１の原水供給口４１が設けられている。また、電解槽の天面に酸性電解水を排出する２つの酸性電解水排出口４８が設けられている。なお電解槽の天面とは、アノード室５１の内面の天面を指す。以下、同様である。
【００６２】
このため、原水は下から上へ向けて進行し、酸性電解水として上部の酸性電解水排出口４８から排出される。このとき、電気分解によって発生する発生ガスは浮力により上部へ移動し、酸性電解水排出口４８から効率良く排出される。
【００６３】
従って、電気分解部１３ｘから排出される酸性電解水は、発生ガス（塩素ガス及び酸素ガス）を含んだ状態となる。電気分解部１３ｘは、生成した発生ガス及び電解水を配管１３Ａを介して気液送出部１５へ供給する。
【００６４】
一方、電解槽の底面近傍にカソード室５２に対して電解質（塩化ナトリウム）を溶解させた電解質水溶液が供給される電解質供給口４２が設けらている。また、電解槽の天面にアルカリ性電解水を排出するアルカリ性電解水排出口４９が設けられている。
【００６５】
このため、電解質水溶液は下から上へ向けて進行し、アルカリ性電解水排出口４９から排出される。このとき、電気分解によって発生する発生ガスは浮力により上部へ移動し、アルカリ性電解水排出口４９から効率良く排出される。
【００６６】
図９に示すように、アルカリ性電解水排出口４９及び電解質供給口４２には、配管６１及び６２を介して循環タンク６３が接続されている。循環タンク６３には、配管６４及び６７を介して電解質供給タンク６５及び原水供給部１１にそれぞれ接続されている。また、循環タンク６３は、排出用の配管６６を有している。配管６１、６２、６４、６６及び６７には、いずれも開閉機構が設けられており、制御部２０の制御により開閉操作される。
【００６７】
制御部２０は、電解水の供給時において、原水供給部１１からアノード室５１に原水を供給させる一方、循環タンク６３からカソード室５２に電解質水溶液を供給させる。
【００６８】
すなわち、気泡電解水生成装置１０では、電解質水溶液を循環タンク６３からカソード室５２に供給して電気分解すると共に、当該電気分解によって生成したアルカリ性電解水を循環タンク６３に戻し、電解質水溶液として再利用する。
【００６９】
しかしながら、電解質水溶液の循環を長時間行うと、循環タンク６３内の陰イオン（塩素イオン）濃度が低下する。
【００７０】
そこで制御部２０は、図９に示すように、所定の補充時間（例えば１５〜１２０分稼働する）ごとに配管６６を介して電解質水溶液を少量だけ（例えばタンク容量の１／２０〜１／５程度）廃棄し、同量の電解質水溶液を循環タンク６３に補充する。
【００７１】
また、電解質水溶液の循環を長時間行うと、電解質水溶液のｐＨの値が大きくなってしまう。また、そこで制御部２０は、所定の交換時間（例えば５〜２５時間）ごとに配管６６を介して循環タンク６３内部の電解質水溶液を全量廃棄し、タンク容量分の電解質水溶液を循環タンク６３に充填する。
【００７２】
さらに、制御部２０は、図１１に示すように、予め設定された洗浄時刻になると、循環タンク６３及びカソード室５２の洗浄処理を実行する。
【００７３】
具体的に、制御部２０は、配管６６から循環タンク６３内部の電解質水溶液を全量廃棄した後、原水供給部１１から循環タンク６３に原水を供給する。そして制御部２０は、配管６２及び６１を介して循環タンク６３及びカソード室５２に原水を循環させる。この処理は、例えば１回当り１０分〜１時間程度実行される。原水の供給を続け、随時一部の原水を廃棄しながら連続式に洗浄処理が行われても良く、一定量の原水が供給された後に循環し全量廃棄後に再度原水を供給するバッチ式に洗浄処理が行われても良い。また、洗浄処理は１回だけ行われても複数回行われても良い。
【００７４】
なお、配管６６に対し、アルカリを中和するための中和装置を設けることが好ましい。これにより、濃縮されたアルカリ性電解水のｐＨを適正値に調製してから廃棄することができる。
【００７５】
このように、気泡電解水生成装置１０では、隔膜４６ｘで隔たれた２槽型の電解槽構成の電気分解部１３ｘによって、カソード室５２に電解質水溶液を供給すると共によって生成したアルカリ電解水をそのまま電解質水溶液として循環タンク６３を介して循環させる一方、酸性電解水のみを気泡電解水として気泡電解水提供部１８から供給する。
【００７６】
そして気泡電解水生成装置１０は、循環タンク６３内の電解質水溶液を排出するための排出機構（配管６６）及び充填機構（配管６４及び電解質供給タンク６５）により、電解質水溶液を自動的に交換可能とした。さらに、気泡電解水生成装置１０は、原水供給部１１と循環タンク６３とを接続することにより、循環タンク６３を自動的に洗浄可能とした。
【００７７】
これにより、使用しないアルカリ性電解水を再利用することができ、使用する水の量を節約できると共に、アルカリ性電解水が濃縮されるため、廃棄するアルカリ性電解水の量を大幅に低減できる。また、アルカリ性電解水の濃縮に伴って生じるカソード室５２及び循環タンク６３、配管６１及び６２を原水を用いて洗浄できるため、ミネラル成分の付着などを解消できる。
【００７８】
＜動作及び効果＞
以下、上記した実施形態から抽出される発明群の特徴について、必要に応じて課題及び効果等を示しつつ説明する。なお以下においては、理解の容易のため、上記各実施形態において対応する構成を括弧書き等で適宜示すが、この括弧書き等で示した具体的構成に限定されるものではない。また、各特徴に記載した用語の意味や例示等は、同一の文言にて記載した他の特徴に記載した用語の意味や例示として適用しても良い。
【００７９】
本発明の微細気泡生成装置（微細気泡生成装置１又は気泡電解水生成装置１０）は、
混合ガス及び媒体液を送出する気液送出部（気液送出部５及び１５）と、
前記送出された混合液を排出する第１の配管（配管５Ａ又は１５Ａ）と、
圧力を印加しながら前記混合液を排出するポンプ（ポンプ６又は１６）と、
前記ポンプから前記混合液を排出する第２の配管（配管６Ａ又は１６Ａ）と、
前記圧力下において、物理的な衝突作用により前記第２の配管から供給される混合液中に微細気泡を発生させる微細気泡発生部（ナノバブル生成部７又は１７）と
を有することを特徴とする微細気泡生成装置。
【００８０】
これにより、微細気泡生成装置では、混合ガス及び媒体液の高速攪拌後、ポンプへの伝送路を利用して長時間に亘って混合ガス及び媒体液を馴染ませることができ、媒体液に対する混合ガスの溶解度を向上させて圧力解放時に生成されるナノバブルを増大させることができる。
【００８１】
また、微細気泡生成装置において前記微細気泡発生部は、
高速旋回を用いて前記媒体液に前記微細気泡を発生させることを特徴とする。
【００８２】
これにより、微細気泡生成装置は、短時間で効果的に混合ガス及び媒体液を混合することができる。また、効果的に混合ガスの気泡サイズを小さくできるため、ポンプへの伝送中にエア溜りを形成させず、ポンプのエア噛みに起因して生じるトラブルを未然に防止できる。なおエア噛みとは、エア溜りによって圧力損失が生じ、ポンプによる混合水の排出量や圧力が変化してしまうことをいう。
【００８３】
さらに、微細気泡生成装置において前記気液送出部は、
円筒内部を一方向に向けて高速旋回させることを特徴とする。
【００８４】
これにより、微細気泡生成装置は、ナノバブルを殆ど発生させることなく、短時間で効果的に混合ガスの気泡サイズを小さくできる。
【００８５】
微細気泡生成装置において前記気液送出部は、
前記円筒における２つの底面を第１面及び第２面としたとき、前記第１面における面内方向に前記混合液を回転させながら前記第２面へむけて前記第１面と略垂直方向に前記混合液を進行させ、
回転方向へ向けて前記混合液を供給し、
前記第２面の中央又は中央近傍に設けられた孔を介して前記第１の配管に前記高速旋回された混合液を供給することを特徴とする。なお、回転方向へ向けて前記混合液を供給するとは、円筒の内面に沿って旋回するように円筒内面における円の接線方向に混合液を供給することをいう。前記第１面の平面方向において相違する少なくとも２方向から、同一の回転方向へ向けて前記混合液を供給することがより好ましい。
【００８６】
これにより、微細気泡生成装置は、簡易な構成で媒体液を高速旋回させることができる。
【００８７】
微細気泡生成装置において前記混合ガスは、
前記第１面の中央又は中央近傍から供給されることを特徴とする。
【００８８】
これにより、微細気泡生成装置は、スムーズに媒体液と混合ガスとを混合することができる。
【００８９】
微細気泡生成装置において、前記気液送出部の前段に設けられ、前記媒体液を前記気液送出部へ供給する第３の配管（配管１３Ａ）と、
前記第３の配管の前段に設けられ、原水を電気分解することにより生成した電解水及び発生ガスの混合物を前記媒体液として前記第３の配管へ供給する電気分解部（電気分解部１３）をさらに有することを特徴とする。
【００９０】
電解水を媒体液として用いることにより、電解水にナノバブルを含有させた気泡電解水を生成することができると共に、電気分解によって生成した発生ガスをナノバブルとして含有させることができる。なお、電気分解部は、陰極を有するカソード室と陽極を有するアノード室とが隔膜によって仕切られた２槽型の電解槽であることが好ましい。
【００９１】
微細気泡生成装置において前記電気分解部は、
底面又は底面近傍に設けられ、前記陰極を有するカソード室に対して前記原水が供給される原水供給口と、
天面又は天面近傍において、アルカリ性電解水が排出されるアルカリ性電解水排出口とを有することを特徴とする。
【００９２】
これにより、微細気泡生成装置は、電気分解部において発生した発生ガスを浮力を利用してもれなく排出し、気液送出部へと供給できる。
【００９３】
微細気泡生成装置では、
底面又は底面近傍に設けられ、前記陽極を有するアノード室に対して前記原水が供給される原水供給口と、
天面又は天面近傍において、酸性電解水が排出される酸性電解水排出口とを有することを特徴とする。
【００９４】
これにより、微細気泡生成装置では、電気分解部において発生した発生ガスを浮力を利用してもれなく排出し、気液送出部へと供給できる。
【００９５】
微細気泡生成装置において前記電解分解部には、塩素を含有する電解質溶液が供給されることを特徴とする。
【００９６】
これにより、微細気泡生成装置は、高速攪拌及びそれに続くポンプへの伝送において、電解水と発生ガスとを長時間接触させ、発生ガスに含まれる塩素の大部分を溶解状態（次亜塩素酸として）にすることができると共に、エア溜りを形成させることなく、エア噛みに起因するポンプトラブルを未然に防止できる。
【００９７】
本発明の微細気泡生成方法では、
高速攪拌などにより混合ガス及び媒体液を均一の割合で送出する送出ステップ（ステップＳＰ１０４）と、
混合液をポンプに対して供給する供給ステップ（ステップＳＰ１０５）と、
物理的な衝突作用により、前記ポンプから排出される前記混合液中に微細気泡を発生させる微細気泡発生ステップ（ステップＳＰ１０６）と、
前記混合液に印加された圧力を解放する圧力解放ステップ（ステップＳＰ１０７）とを有することを特徴とする。
【００９８】
これにより、微細気泡生成方法では、高速攪拌した混合液をポンプへの伝送経路を利用して長時間に亘って馴染ませた後、微細気泡発生ステップへと移行し、より多くのナノバブルを発生させると共に、混合ガスの媒体液への溶解度を高めて圧力解放ステップで発生するナノバブルを増大させることができる。
【００９９】
本発明の気液送出装置は、
高速旋回による遠心分離効果により前段と後段との圧力の伝達を分断する高速旋回部を有することを特徴とする。
【０１００】
これにより、パスカルの原理により、密閉系で接続された前段及び後段間において本来伝達される圧力を分断することができる。
【０１０１】
気液送出装置（気液送出部１５）は、
円筒における２つの底面を第１面（第１面２０１）及び第２面（第２面２０２）とするとき、
第１面側から円筒の接線方向へ向けて液体と気体を混合した混合液を供給する液体供給部（供給経路７１ａ〜７１ｄ）と、
第１面から第２面へ向けて進行しながら気体と液体とが混合した混合液が旋回する円筒部（円筒部材７０）と、
第２面の中央又は中央近傍に設けられ、旋回された前記混合液を排出する排出口（排出口２１４）とを有することを特徴とする。
【０１０２】
気液送出装置は、
第１面における中央近傍から、前記気体を供給することを特徴とする。これにより、気液送出装置は、渦形成により中央近傍に生じる陰圧を利用して気体を混合することができる。
【０１０３】
また、本発明のサクション装置及びサクションシステムは、例えば微細気泡を含有する微細気泡水を生成する微細気泡生成装置や、微細気泡を含有する電解水である気泡電解水を製造する微細気泡生成装置に対して好適に適用することができる。
【０１０４】
従来、複数の経路から供給される液体を混合するサクション装置としては、羽根を用いて攪拌する装置が広く用いられている（例えば特開２００９−２４７９９０号参照）
【０１０５】
かかる構成のサクション装置では、複数の供給経路における液体の供給量にばらつきが生じ易いという問題があった。
【０１０６】
本発明は、複数の供給経路から均一に液体を供給させ得るサクション装置及びサクションシステムを実現できる。
【０１０７】
本発明を概念的に表す図１２に示すように、サクション装置２００は、円筒部２１０において第１面２０１又は第１面２０１の近傍に設けられた導入部２１３Ａ及び２１３Ｂから媒体液を供給し、第２面２０２の中心又は中心近傍に設けられた排出口２１４から媒体液を排出することにより、第１面２０１から第２面２０２へ向けて媒体液を進行させる。
【０１０８】
これにより、複数の経路から供給される媒体液を旋回によって均一に混合することができる。また、サクション装置２００は、導入部２１３及び排出口２１４のみが外部と接続された密閉系でなり、内部に羽根などがなく、後段側に接続されたポンプによって生じる負圧によって媒体液を排出口２１４側から２１３側に引っ張る構成でなる。このとき、サクション装置２００では、媒体液の旋回によりポンプの揺動を打ち消し、常に同じ力でかつ均等に複数の導入部から媒体液を引っ張ることができる。
【０１０９】
本発明のサクション装置（気液送出部１５）は、
円筒における２つの底面を第１面（第１面２０１）及び第２面（第２面２０２）としたとき、第１面から第２面へ向けて複数の経路から供給される媒体液を進行させる円筒部（円筒部材７０）と、
前記円筒部の内部で前記媒体液を旋回させるように、前記第１面又は該第１面近傍から前記媒体液を前記円筒部に導入する複数の導入部（供給経路７１ａ〜７１ｄの出口部分）と、
前記第２面における中心又は中心近傍に設けられた排出口（排出口２１４）と
を有することを特徴とする。
【０１１０】
なお、気液送出部１５では、板状部材７２に円形の貫通孔７２Ｘが形成されている。貫通孔７２Ｘは、円筒部材７０側の領域では円筒部材７０の直径より僅かに大きく形成されている（１−１０ｍｍ程度）ものの、それより上側では、円筒部材７０の直径より小さくなる（１−１０ｍｍ程度）よう、段差が形成されている。従って、円筒部材７０は、板状部材７２の段差部分に嵌め込まれる。また、板状部材７１には、貫通孔７２Ｘから連接する円形の凹み部７１Ｘが設けられている。従って、貫通孔７２Ｘ及び凹み部７１Ｘの側面部分は円筒部２１０の一部を構成し、凹み部７１Ｘの底面部分が第１面２０１を構成する。板状部材７３の中心には排出口７３ａが形成されている。
【０１１１】
また、下側の板状部材７３では、円形の凹み部７３Ｘが形成されており、凹み部７３Ｘの側面が円筒部２１０の一部を構成する一方、凹み部７３Ｘの底面が第２面２０２を構成している。
【０１１２】
前記導入部は、
前記円筒部の外壁に沿うようにして前記媒体液を前記円筒部に導入することにより、前記円筒部の内部で前記媒体液を旋回させることを特徴とする。
【０１１３】
これにより、媒体液が円筒部に沿って進行し、導入部における流れをそのまま利用して旋回流を形成することができる。
【０１１４】
前記円筒部は、
底面のない筒状部材と、底面を構成する第１及び第２のフランジ部とからなり、
前記導入部は、
前記第１のフランジ部に設けられ、前記円筒部材に対する接線方向から前記媒体液を導入する孔であり、
前記排出口は、
前記第２のフランジ部に設けられ、後段の配管へと前記媒体液を誘導する
ことを特徴とする。
【０１１５】
これにより、フランジ方式を用いた簡易な組み立て方式によってサクション装置を形成することができる。
【０１１６】
前記排出口（配管１５Ａ）は、
前記導入部（供給経路７１ａ〜７１ｄ）の断面積の合計より大きい断面積を有する。すなわち、導入部２１３（２１３Ａ及び２１３Ｂ）の合計の断面積よりも、排出口２１４の断面積を大きくすることが好ましい。
【０１１７】
これにより、導入部２１３までの供給経路（導入部の前段に接続された配管１３Ａ及び供給経路７１ａ〜７１ｄ）を陰圧に保ちやすくでき、２つの電解槽から媒体液が供給されるため圧力が不安定になりやすいような場合であっても、２つの電解槽からの圧力が均一になるよう圧力バランスを取りやすくできる。なお、排出口が前記導入部の断面積の合計より大きい断面積を有していても良い。この場合であっても、後段に設けられたポンプによって生じる負圧によってサクション装置の内部を負圧に維持することができる。
【０１１８】
前記排出口から排出された媒体液の一部を戻すための戻し口（供給経路７２ａ及び７２ｂ）を有することを特徴とする。
【０１１９】
これにより、例えば後段の処理過程で生じた過剰な媒体液を再度処理したり、排出量の調整を容易にすることができる。
【０１２０】
媒体液に加工処理を施す複数の第１処理装置（電気分解部１３）と、
媒体液に加工処理を施す第２処理装置（ナノバブル生成部１７）と、
前記第１処理装置及び前記第２処理装置の間に設けられた前記サクション装置（気液送出部１５）と
を有することを特徴とする。
【０１２１】
これにより、複数の第１処理装置から供給される媒体液を均一化して第２処理装置へ供給できると共に、複数の第１処理装置に対する圧力バランスを調整するというサクション装置の特性を最大限に活用することができる。
【０１２２】
前記第２処理装置において処理された媒体液の一部を前記サクション装置に戻す戻し経路を有することを特徴とする。
【０１２３】
これにより、第２処理装置において過剰に生成された媒体液の一部を再びサクション装置−ポンプ−第２処理装置の系に供給でき、システムとして排出量の調整を容易にすると共に、第２処理装置における圧力の増減に応じて媒体液をサクション装置に戻すことにより、圧力の調整を可能とし、ポンプの負圧ムラを避けることができる。さらに、媒体液に対して第２処理装置で重畳的に処理を行うことができる。
【０１２４】
さらに、本発明の微細気泡生成装置は、原水を電気分解して電解水と分解ガス（発生ガス）を生成する電気分解部（電気分解部１３）と、
前記電解水と前記分解ガスとを混合して混合液を送出する気液送出部（気液送出部１５）と、
前記混合液を密閉状態で前記電気分解部から前記気液送出部へ供給する第１の配管（配管１３Ａ）と、
物理的な衝突作用により前記気液送出部から供給される前記混合液中に微細気泡を発生させる微細気泡発生部（ナノバブル生成部１７）と、
前記混合液を密閉状態で気液送出部から前記微細気泡発生部へ供給する第２の配管（配管１５Ａ及び１６Ａ）と、
前記第２の配管上に設けられ、前記混合液を微細気泡生成装置へ圧送するポンプ（ポンプ１６）と
を有することを特徴とする。
【０１２５】
これにより、電気分解部〜微細気泡発生部までを密閉系としつつ、電気分解部には大きな圧力を加えず、微細気泡生成装置にはある程度の圧力を負荷するというように、適所に適度な圧力を加えるようコントロールすることができる。
【０１２６】
前記第１の配管における圧力は、陰圧である
ことを特徴とする。なお、ここで言う陰圧とは、平均的な圧力の値をいい、一時的に正圧になることも含むものとする。
【０１２７】
これにより、電気分解部において圧力が高くなることにより、隔膜に圧力が加わることを極力防止することができる。
【０１２８】
前記第１の配管における圧力は、
−１５〜＋１５ｋＰａであることを特徴とする。
【０１２９】
これにより、圧力が過度に大きくなることを防止でき、大きな圧力に弱い電気分解部を保護することができる。なお、この圧力は、平均値としてであり、一時的に圧力が数値範囲外になっても良い。第１の配管においては、電解槽への影響を小さくするため、圧力がゼロに近い値（−５．０〜５．０ｋＰａ、より好ましくは−０．５〜＋０．５ｋＰａ程度）に維持されることが好ましい。
【０１３０】
前記第２の配管における圧力は、陽圧であることを特徴とする。
特に、前記第２の配管における圧力は、−１５〜＋１５ｋＰａであることが好ましい。なお、なお、この圧力は、平均値としてであり、一時的に圧力が数値範囲外になっても良い。平均値として陽圧（０．０〜１５．０ｋＰａ、より好ましくは２．０〜１０．０ｋＰａ程度）に維持されることが好ましい。この値は、特に、ポンプ前段の配管（配管１５Ａ）に対する数値であり、ポンプ後段の配管（配管１６Ａ）ではより高い圧力になることが好ましい。なお、実際の微細気泡生成装置において、第１の配管（配管１３Ａ）における圧力が０．０ｋＰａであり、第２の配管（配管１５Ａ）における圧力が６．０ｋＰａであることが確認された。このことから、気液送出部１５の旋回流によって、良好に圧力が分断されていることが確認された。
【０１３１】
前記気液送出部は、
高速旋回による渦流を発生させることを特徴とする。
【０１３２】
これにより、後段の微細気泡生成装置と前段の電気分解部との圧力を分断することができ、後段の微細気泡生成装置には高圧力を、前段の電気分解部にはあまり圧力を加えないようにという構成が可能となる。
【０１３３】
前記電気分解部は、複数の電解槽を有し、
前記気液送出部は、前記複数の電解槽から供給される前記電解水と前記分解ガスとを混合して混合液を送出することを特徴とする。
【０１３４】
これにより、複数の電解槽間で発生する圧力差を気液送出部が吸収し、ほぼ均一な圧力で複数の電解槽から電解水と分解ガスを送出させることができ、一の電解槽に一時的に圧力が集中したりする不具合を極力ぼうしすることができる。
【０１３５】
前記複数の電解槽は、複数の排出口を有し、
前記気液送出部は、前記複数の排出口からそれぞれ供給される混合液を対応する複数の供給口から取り込むことを特徴とする。これにより、圧力を分散させることができるため、一時的に圧力が高まることを極力防止できる。
【０１３６】
＜他の実施の形態＞
また上述の実施の形態においては、高速旋回によってナノバブルを生成するようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、必ずしも高速旋回させる必要はなく、例えば複数回に亘って媒体液を蛇行させるなどして物理的な衝突作用を生じさせることにより微細気泡を発生させても良い。
【０１３７】
さらに上述実施形態では、電気分解部１３として１つの電解槽を有するようにしたが、２つ以上の電解槽を有しても良い。この場合、混合水（発生ガス及び電解水）が、複数の経路（配管）を介して気液送出部１５に供給される。このとき気液送出部１５は、複数の電解槽で製造された混合液を均等に混合する役割をも担う。
【０１３８】
さらに上述実施形態では、カソード室５２の洗浄を行ったが、必ずしも必須ではない。その場合、原水を循環タンク６３に補充し、排水する処理が少なくとも１回、より好ましくは複数回に亘って実行される。
【０１３９】
また上述実施形態では、発生ガス及び混合気体を混合ガスとして混合したが、外部に気泡電解水を貯留する外部タンクを有する場合、当該外部タンクにおいて上層に溜った塩素ガスを含む気体を混合気体として供給することも可能である。これにより、混合水中の塩素濃度をさらに上昇させることができる。
【０１４０】
さらに、上述の実施の形態においては、媒体液をナノバブル生成部７に供給し、そのまま気泡電解水提供部１８から排出される、いわゆる連続式で微細気泡液を生成するようにしたが、貯液槽に媒体液及び微細気泡液を貯留し、一定時間に亘ってナノバブル生成部７を循環させる、いわゆるバッチ式方式で微細気泡液を生成しても良い。また、気泡電解水提供部１８の後段に、微細気泡水を貯留する貯留タンクを設けるようにしても良い。
【０１４１】
また上述実施形態では、気液送出部１５が一方向へ進行する高速旋回により、高速攪拌を行ったが、本発明はこれに限られない。例えば乱流を生じさせたり、羽根などを旋回させたりすることにより高速攪拌を行っても良い。
【０１４２】
また、上述の実施の形態においては、ナノバブルの生成を常温で行い、水温についての調整を特に行わないようにした場合について述べた。気体の溶解度は、液温が低下すると高くなる。このため液温を低下させるための冷却機能を付加することができる。
【０１４３】
さらに上述の実施の形態においては、微細気泡生成装置としての気泡電解水生成装置１０と、気液送出部としての気液送出部１５と、第１の配管としての配管１５Ａと、ポンプとしてのポンプ１６と、第２の配管としての配管１６Ａと、微細気泡発生部としてのナノバブル生成部１７とを構成するようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、種々の構成による微細気泡生成装置と、気液送出部と、第１の配管と、ポンプと、第２の配管と、微細気泡発生部とによって本発明の微細気泡生成装置を構成するようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１４４】
本発明は、例えばナノバブルを含有するナノバブル水を生成するナノバブル生成装置や気泡電解水を生成する気泡電解水生成装置などに使用することができる。
【符号の説明】
【０１４５】
１          ：微細気泡生成装置
３          ：媒体液供給部
３Ａ、５Ａ、６Ａ、７Ａ：配管
４          ：ガス供給部
５          ：気液送出部
６          ：ポンプ
７          ：ナノバブル生成部
８          ：微細気泡水提供部
１０        ：気泡電解水生成装置
１１        ：原水供給部
１２        ：電解質供給部
１３        ：電気分解部
１３Ａ、１５Ａ、１６Ａ、１７Ａ、１７Ｂ：配管
１４        ：ガス供給部
１５        ：気液送出部
１６        ：ポンプ
１７        ：ナノバブル生成部
１８        ：気泡電解水提供部
７０        ：円筒部材
７１〜７３        ：板状部材
７１ａ〜７１ｄ、７２ａ〜７２ｂ：供給経路
ＲＴ１      ：気泡電解水生成処理
【図１】
2018020313.tif 000003
【図２】
2018020313.tif 000004
【図３】
2018020313.tif 000005
【図４】
2018020313.tif 000006
【図５】
2018020313.tif 000007
【図６】
2018020313.tif 000008
【図７】
2018020313.tif 000009
【図８】
2018020313.tif 000010
【図９】
2018020313.tif 000011
【図１０】
2018020313.tif 000012
【図１１】
2018020313.tif 000013
【図１２】
2018020313.tif 000014
【図１３】
2018020313.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成29年9月29日(2017.9.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水を電気分解して電解水と分解ガスを生成する電気分解部と、
前記電解水と前記分解ガスとを混合して混合液を送出する気液送出部と、
前記混合液を密閉状態で前記電気分解部から前記気液送出部へ供給する第１の配管と、
物理的な衝突作用により前記気液送出部から供給される前記混合液中に微細気泡を発生させる微細気泡発生部と、
前記混合液を密閉状態で前記気液送出部から前記微細気泡発生部へ供給する第２の配管と、
前記第２の配管上に設けられ、前記混合液を微細気泡生成装置へ圧送するポンプと
を有することを特徴とする微細気泡生成装置。
【請求項２】
前記第１の配管における圧力は、陰圧である
ことを特徴とする請求項１に記載の微細気泡生成装置。
【請求項３】
前記第１の配管における圧力は、
−１５〜１５ｋＰａである
ことを特徴とする請求項１に記載の微細気泡生成装置。
【請求項４】
前記第２の配管における圧力は、陽圧である
ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の微細気泡生成装置。
【請求項５】
前記第２の配管における圧力は、
−１５〜１５ｋＰａである
ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の微細気泡生成装置。
【請求項６】
前記気液送出部は、
高速旋回による渦流を発生させる
ことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の微細気泡生成装置。
【請求項７】
前記電気分解部は、
複数の電解槽を有し、
前記気液送出部は、
前記複数の電解槽から供給される前記電解水と前記分解ガスとを混合して前記混合液を送出する
ことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の微細気泡生成装置。
【請求項８】
前記気液送出部は、
円筒における２つの底面を第１面及び第２面としたとき、第１面から第２面へ向けて複数の経路から供給される媒体液を進行させる円筒部と、
前記円筒部の内部で前記媒体液を旋回させるように、前記第１面又は該第１面近傍から前記媒体液を前記円筒部に導入する複数の導入部と、
前記第２面における中心又は中心近傍に設けられた排出口と
を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の微細気泡生成装置。
【請求項９】
混合ガス及び媒体液を旋回攪拌により混合し混合液として送出する気液送出部と、
前記送出された混合液を排出する第１の配管と、
圧力を印加しながら前記混合液を排出するポンプと、
前記ポンプから前記混合液を排出する第２の配管と、
前記圧力下において、物理的な衝突作用により前記第２の配管から供給される前記混合液中に微細気泡を発生させる微細気泡発生部と
を有することを特徴とする微細気泡生成装置。
【請求項１０】
前記微細気泡発生部は、
高速旋回を用いて前記媒体液に前記微細気泡を発生させる
ことを特徴とする請求項９に記載の微細気泡生成装置。
【請求項１１】
前記気液送出部は、
円筒内部を一方向に向けて高速旋回させる
ことを特徴とする請求項１０に記載の微細気泡生成装置。
【請求項１２】
前記気液送出部は、
前記円筒における２つの底面を第１面及び第２面としたとき、前記第１面における面内方向に前記混合液を回転させながら前記第２面へむけて前記第１面と略垂直方向に前記混合液を進行させ、
回転方向へ向けて前記混合液を供給する
ことを特徴とする請求項１１に記載の微細気泡生成装置。
【請求項１３】
前記気液送出部の前段に設けられ、前記媒体液を前記気液送出部へ供給する第３の配管と、
前記第３の配管の前段に設けられ、原水を電気分解することにより生成した電解水及び発生ガスの混合物を前記媒体液として前記第３の配管へ供給する電気分解部
をさらに有することを特徴とする請求項９〜１２のいずれかに記載の微細気泡生成装置。
【請求項１４】
前記電気分解部は、
陰極を有するカソード室と陽極を有するアノード室とが隔膜によって仕切られた２槽型の電解槽である
ことを特徴とする請求項１３に記載の微細気泡生成装置。
【請求項１５】
前記電気分解部は、
底面又は底面近傍に設けられ、陰極を有するカソード室に対して前記原水が供給される原水供給口と、
天面又は天面近傍において、アルカリ性電解水が排出されるアルカリ性電解水排出口と
を有することを特徴とする請求項１４に記載の微細気泡生成装置。
【請求項１６】
前記電気分解部は、
底面又は底面近傍に設けられ、陽極を有するアノード室に対して前記原水が供給される原水供給口と、
天面又は天面近傍において、酸性電解水が排出される酸性電解水排出口と
を有することを特徴とする請求項１４に記載の微細気泡生成装置。
【請求項１７】
前記電気分解部には、
塩素を含有する電解質溶液が供給される
ことを特徴とする請求項１６に記載の微細気泡生成装置。
【請求項１８】
混合ガス及び媒体液を旋回攪拌により混合し混合液として送出する攪拌送出ステップと、
前記送出された混合液をポンプに対して供給する供給ステップと、
物理的な衝突作用により、前記ポンプから排出される前記混合液中に微細気泡を発生させる微細気泡発生ステップと、
前記混合液に印加された圧力を解放する圧力解放ステップと
を有することを特徴とする微細気泡生成方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
かかる課題を解決するため、本発明の微細気泡生成装置は、混合ガス及び媒体液を旋回攪拌により混合し混合液として送出する気液送出部と、
前記送出された混合液を排出する第１の配管と、
圧力を印加しながら前記混合液を排出するポンプと、
前記ポンプから前記混合液を排出する第２の配管と、
前記圧力下において、物理的な衝突作用により前記第２の配管から供給される前記混合液中に微細気泡を発生させる微細気泡発生部と
を有することを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
また、本発明の微細気泡生成装置は、
混合ガス及び媒体液を旋回攪拌により混合し混合液として送出する攪拌送出ステップと、
前記送出された混合液をポンプに対して供給する供給ステップと、
物理的な衝突作用により、前記ポンプから排出される前記混合液中に微細気泡を発生させる微細気泡発生ステップと、
前記混合液に印加された圧力を解放する圧力解放ステップと
を有することを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明は、媒体液中に含有させる微細気泡を増大させ得る微細気泡生成装置及び微細気泡生成方法を実現できる。
【手続補正書】
【提出日】平成29年12月23日(2017.12.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水を電気分解して電解水と分解ガスを生成する電気分解部と、
前記電解水と前記分解ガスとを混合して混合液を送出する気液送出部と、
前記混合液を密閉状態で前記電気分解部から前記気液送出部へ供給する第１の配管と、
高速旋回方式及び圧力解放方式のうち少なくともいずれか一方により、前記気液送出部から供給される前記混合液中に微細気泡を発生させる微細気泡発生部と、
前記混合液を密閉状態で前記気液送出部から前記微細気泡発生部へ供給する第２の配管と、
前記第２の配管上に設けられ、前記混合液を微細気泡生成装置へ圧送するポンプと
を有することを特徴とする微細気泡生成装置。
【請求項２】
前記第１の配管における圧力は、陰圧である
ことを特徴とする請求項１に記載の微細気泡生成装置。
【請求項３】
前記第１の配管における圧力は、
−１５〜１５ｋＰａである
ことを特徴とする請求項１に記載の微細気泡生成装置。
【請求項４】
前記第２の配管における圧力は、陽圧である
ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の微細気泡生成装置。
【請求項５】
前記第２の配管における圧力は、
−１５〜１５ｋＰａである
ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の微細気泡生成装置。
【請求項６】
前記気液送出部は、
高速旋回による渦流を発生させる
ことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の微細気泡生成装置。
【請求項７】
前記電気分解部は、
複数の電解槽を有し、
前記気液送出部は、
前記複数の電解槽から供給される前記電解水と前記分解ガスとを混合して前記混合液を送出する
ことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の微細気泡生成装置。
【請求項８】
前記気液送出部は、
円筒における２つの底面を第１面及び第２面としたとき、第１面から第２面へ向けて複数の経路から供給される媒体液を進行させる円筒部と、
前記円筒部の内部で前記媒体液を旋回させるように、前記第１面又は該第１面近傍から前記媒体液を前記円筒部に導入する複数の導入部と、
前記第２面における中心又は中心近傍に設けられた排出口と
を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の微細気泡生成装置。
【請求項９】
混合ガス及び媒体液を旋回攪拌により混合し混合液として送出する気液送出部と、
前記送出された混合液を排出する第１の配管と、
圧力を印加しながら前記混合液を排出するポンプと、
前記ポンプから前記混合液を排出する第２の配管と、
前記圧力下において、高速旋回方式及び圧力解放方式のうち少なくともいずれか一方により、前記第２の配管から供給される前記混合液中に微細気泡を発生させる微細気泡発生部と
を有することを特徴とする微細気泡生成装置。
【請求項１０】
前記微細気泡発生部は、
高速旋回を用いて前記媒体液に前記微細気泡を発生させる
ことを特徴とする請求項９に記載の微細気泡生成装置。
【請求項１１】
前記気液送出部は、
円筒内部を一方向に向けて高速旋回させる
ことを特徴とする請求項１０に記載の微細気泡生成装置。
【請求項１２】
前記気液送出部は、
前記円筒における２つの底面を第１面及び第２面としたとき、前記第１面における面内方向に前記混合液を回転させながら前記第２面へむけて前記第１面と略垂直方向に前記混合液を進行させ、
回転方向へ向けて前記混合液を供給する
ことを特徴とする請求項１１に記載の微細気泡生成装置。
【請求項１３】
前記気液送出部の前段に設けられ、前記媒体液を前記気液送出部へ供給する第３の配管と、
前記第３の配管の前段に設けられ、原水を電気分解することにより生成した電解水及び発生ガスの混合物を前記媒体液として前記第３の配管へ供給する電気分解部
をさらに有することを特徴とする請求項９〜１２のいずれかに記載の微細気泡生成装置。
【請求項１４】
前記電気分解部は、
陰極を有するカソード室と陽極を有するアノード室とが隔膜によって仕切られた２槽型の電解槽である
ことを特徴とする請求項１３に記載の微細気泡生成装置。
【請求項１５】
前記電気分解部は、
底面又は底面近傍に設けられ、陰極を有するカソード室に対して前記原水が供給される原水供給口と、
天面又は天面近傍において、アルカリ性電解水が排出されるアルカリ性電解水排出口と
を有することを特徴とする請求項１４に記載の微細気泡生成装置。
【請求項１６】
前記電気分解部は、
底面又は底面近傍に設けられ、陽極を有するアノード室に対して前記原水が供給される原水供給口と、
天面又は天面近傍において、酸性電解水が排出される酸性電解水排出口と
を有することを特徴とする請求項１４に記載の微細気泡生成装置。
【請求項１７】
前記電気分解部には、
塩素を含有する電解質溶液が供給される
ことを特徴とする請求項１６に記載の微細気泡生成装置。
【請求項１８】
混合ガス及び媒体液を旋回攪拌により混合し混合液として送出する攪拌送出ステップと、
前記送出された混合液をポンプに対して供給する供給ステップと、
高速旋回方式及び圧力解放方式のうち少なくともいずれか一方により、前記ポンプから排出される前記混合液中に微細気泡を発生させる微細気泡発生ステップと、
前記混合液に印加された圧力を解放する圧力解放ステップと
を有することを特徴とする微細気泡生成方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
かかる課題を解決するため、本発明の微細気泡生成装置は、混合ガス及び媒体液を旋回攪拌により混合し混合液として送出する気液送出部と、
前記送出された混合液を排出する第１の配管と、
圧力を印加しながら前記混合液を排出するポンプと、
前記ポンプから前記混合液を排出する第２の配管と、
前記圧力下において、高速旋回方式及び圧力解放方式のうち少なくともいずれか一方により、前記第２の配管から供給される前記混合液中に微細気泡を発生させる微細気泡発生部と
を有することを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
また、本発明の微細気泡生成装置は、
混合ガス及び媒体液を旋回攪拌により混合し混合液として送出する攪拌送出ステップと、
前記送出された混合液をポンプに対して供給する供給ステップと、
高速旋回方式及び圧力解放方式のうち少なくともいずれか一方により、前記ポンプから排出される前記混合液中に微細気泡を発生させる微細気泡発生ステップと、
前記混合液に印加された圧力を解放する圧力解放ステップと
を有することを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また、本発明の微細気泡生成装置は、原水を電気分解して電解水と分解ガスを生成する電気分解部と、
前記電解水と前記分解ガスとを混合して混合液を送出する気液送出部と、
前記混合液を密閉状態で前記電気分解部から前記気液送出部へ供給する第１の配管と、
高速旋回方式及び圧力解放方式のうち少なくともいずれか一方により、前記気液送出部から供給される前記混合液中に微細気泡を発生させる微細気泡発生部と、
前記混合液を密閉状態で前記気液送出部から前記微細気泡発生部へ供給する第２の配管と、
前記第２の配管上に設けられ、前記混合液を微細気泡生成装置へ圧送するポンプと
を有することを特徴とする。