(57)【要約】【課題】より簡素な構成でより微細なマイクロバブルを発生できるマイクロバブル発生部材およびこれを備えるマイクロバブル発生装置を提供する。【解決手段】マイクロバブル発生部材５は、整流部３２と、絞り部３３とを有している。整流部３２は、マイクロバブルの気泡径よりも大きな気泡径を有する大バブルを含むとともに加圧された液体ｆを所定の流れ方向Ｄｆに沿って流しつつ、液体ｆを整流するように構成されている。絞り部３３は、流れ方向Ｄｆと直交する断面において整流部３２の断面積よりも小さい断面積を有し、整流部３２を通過した液体ｆにマイクロバブルを発生させるように構成されている。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロバブルの気泡径よりも大きな気泡径を有する大バブルを含むとともに加圧された液体を所定の流れ方向に沿って流しつつ、前記液体を整流するための整流部と、
前記流れ方向と直交する断面において前記整流部の断面積よりも小さい断面積を有し、前記整流部を通過した前記液体にマイクロバブルを発生させるための絞り部と、
を備えていることを特徴とする、マイクロバブル発生部材。
【請求項２】
請求項１に記載のマイクロバブル発生部材であって、
前記流れ方向において、前記整流部の長さが前記絞り部の長さよりも長いことを特徴とする、マイクロバブル発生部材。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のマイクロバブル発生部材であって、
前記整流部の形状が直線形状を有していることを特徴とする、マイクロバブル発生部材。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のマイクロバブル発生部材であって、
前記整流部の入口が、前記マイクロバブル発生部材における前記液体の入口であることを特徴とする、マイクロバブル発生部材。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れか１項に記載のマイクロバブル発生部材であって、
前記絞り部の出口が前記マイクロバブル発生部材における前記液体の出口であることを特徴とする、マイクロバブル発生部材。
【請求項６】
請求項１〜請求項５の何れか１項に記載のマイクロバブル発生部材であって、
前記整流部と前記絞り部とが、単一の部材を用いて一体成形されていることを特徴とする、マイクロバブル発生部材。
【請求項７】
請求項１〜請求項６の何れか１項に記載のマイクロバブル発生部材であって、
前記整流部および前記絞り部は、それぞれ、主体部を含み、
各前記主体部は、一定の直径を有する円筒状の内周面を含んでいることを特徴とする、マイクロバブル発生部材。
【請求項８】
請求項１〜請求項７の何れか１項に記載のマイクロバブル発生部材であって、
前記絞り部の直径が０．７ｍｍ〜０．８ｍｍの範囲に設定されていることを特徴とする、マイクロバブル発生部材。
【請求項９】
請求項１〜請求項８の何れか１項に記載のマイクロバブル発生部材であって、
前記整流部の直径が、前記絞り部の直径よりも大きく且つ５．０ｍｍ以下に設定されていることを特徴とする、マイクロバブル発生部材。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９の何れか１項に記載のマイクロバブル発生部材であって、
前記流れ方向における前記絞り部の長さが、４．０ｍｍ〜１５．０ｍｍの範囲に設定されていることを特徴とする、マイクロバブル発生部材。
【請求項１１】
請求項１〜請求項１０の何れか１項に記載のマイクロバブル発生部材であって、
前記マイクロバブル発生部材からの前記液体の流量の設計値が、毎分１リットル以下に設定されていることを特徴とする、マイクロバブル発生部材。
【請求項１２】
マイクロバブルの気泡径よりも大きな気泡径を有する大バブルを液体に発生させるための大バブル発生部材と、
前記大バブル発生部材から吐出された前記液体が通過するように構成された、請求項１〜請求項１１の何れか１項に記載のマイクロバブル発生部材と、を備えていることを特徴とする、マイクロバブル発生装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載のマイクロバブル発生装置であって、
前記大バブル発生部材は、前記液体が吐出される液体吐出部を含み、
前記マイクロバブル発生部材の入口は、前記液体吐出部に直接連続していることを特徴とする、マイクロバブル発生装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載のマイクロバブル発生装置であって、
前記マイクロバブル発生部材から吐出された前記液体が送られるノズルをさらに備え、
前記マイクロバブル発生部材から吐出された前記液体が、前記マイクロバブル発生部材を再度通過することなく前記ノズルに供給されるように構成されていることを特徴とする、マイクロバブル発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体の洗浄等に用いられるマイクロバブル発生部材およびこれを備えるマイクロバブル発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロバブル発生装置として、種々の構成が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。特許文献１では、入浴用シャワーに用いられる大容量のマイクロバブル発生装置が開示されている。特許文献１に記載の構成では、管本体（２）に形成された給水側通路（８）と吐水側通路（９）との間に絞り通路（７）が設けられている。さらに、この絞り通路（７）に横穴（１２）が形成されている。そして、この横穴（１２）から絞り通路（７）への空気の流入量をねじ（１３）で調整するように構成されている。これにより、マイクロバブルを発生させ易くすることが意図されている。
【０００３】
また、特許文献２では、複数の実施形態が開示されている。特許文献２の実施形態１では、給気膜モジュール（６）と称する装置で液体中に微細気泡を発生させる。そして、微細気泡が生じた液体は、せん断応力発生型ノズル（８）を通過することで、マイクロバブルを発生する。そして、せん断応力発生型ノズル（８）でマイクロバブルが生じた液体は、バブル循環容器（９）を通ってせん断応力発生型ノズル（８）および給気膜モジュール（６）を繰り返し通過することで、より気泡が微細化された状態となる。そして、バブル循環容器（９）で貯められた液体は、洗浄用チューブポンプ（１０）によって洗浄器具（１）へ吐出される。
【０００４】
また、特許文献２の実施形態２では、給気膜モジュール（６）で微細気泡が生じた液体が、２つのせん断応力発生型ノズル（８）を通る。これにより、液体中にマイクロバブルが生じ、次いで、マイクロバブルを含む液体が洗浄器具（１）へ吐出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実用新案登録第３１６９９３６号明細書
【特許文献２】特開２０１４−２４０３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、手術や治療において、患部や患部周辺に生じた体液や異物を取り除く必要が生じた場合、これを素早くきれいに取り除くことが望まれている。この除去方法の一つとして、マイクロバブルのような微細気泡を含む液体を用いて洗浄する方法が考えられる。
【０００７】
しかしながら、特許文献１には、体液や異物の除去にマイクロバブルやナノバブルのような微細気泡を含む液体を用いて洗浄する技術を適用することについては一切記載されていない。また、特許文献１は、家庭用のシャワーに用いられる構成であり、比較的粗いバブルを生成できるに過ぎない。このため、上述の医療用に用いられるマイクロバブル含有水で求められる微細なマイクロバブルの生成に適した構成を、特許文献１に記載の構成が有しているとはいえない。さらに、特許文献１の構成は、液体の流量が毎分１０リットル程度の大量の流量を想定しており、医療用で求められる少ない流量（例えば、毎分１リットル以下の流量）での使用は想定されていない。
【０００８】
また、特許文献２の実施形態１では、バブル循環容器（９）を設ける等、装置の部品点数が多くなってしまう。また、特許文献２の実施形態２では、バブル循環容器（９）は不要であるけれども、せん断応力発生型ノズル（８）が２つ必要であり、装置の部品点数が多くなってしまう。
【０００９】
上記の課題は、特に医療用のマイクロバブル発生装置において大きく存在するけれども、他の分野に用いられるマイクロバブル発生装置においても同様に存在する。
【００１０】
本発明は、上記実情に鑑みることにより、より簡素な構成でより微細なマイクロバブルを発生できるマイクロバブル発生部材およびこれを備えるマイクロバブル発生装置を提供することを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）上記目的を達成するための本発明に係るマイクロバブル発生部材は、マイクロバブルの気泡径よりも大きな気泡径を有する大バブルを含むとともに加圧された液体を所定の流れ方向に沿って流しつつ、前記液体を整流するための整流部と、前記流れ方向と直交する断面において前記整流部の断面積よりも小さい断面積を有し、前記整流部を通過した前記液体にマイクロバブルを発生させるための絞り部と、を備えている。
【００１２】
この構成によると、大バブルを含む液体の流れを整流部で整えた後、この液体を絞り部に通過させることで、極めて小さな粒径のマイクロバブルを発生させることができる。また、本発明のマイクロバブル発生部材であれば、例えば、医療用で求められる少ない流量（例えば、毎分１リットル以下の流量）での使用においても、十分に微細なマイクロバブルを発生させることができる。また、本発明のマイクロバブル発生部材を通過した液体は、十分に微細化されたバブル（気泡）を含んでいる。このため、マイクロバブル発生部材を通過した液体を一旦循環用の容器に貯めた後、再び当該液体をマイクロバブル発生部材に通過させるという複雑な工程を経ることなく、液体中に十分に微細なバブルを発生させることができる。これにより、十分に微細なバブルを液体中に発生させるための装置の部品点数をより少なくできるとともに、マイクロバブル発生のための装置の構成をより簡素にできる。さらに、１つのマイクロバブル発生部材によって、十分に微細なバブルを液体中に発生させることができる。よって、微細なバブルを発生させるためにマイクロバブル発生部材を複数直列に設置する必要がなく、マイクロバブル発生のための部品点数をより少なくできる。以上の次第で、より簡素な構成でより微細なマイクロバブルを発生できるマイクロバブル発生部材を実現できる。
【００１３】
（２）前記流れ方向において、前記整流部の長さが前記絞り部の長さよりも長い場合がある。
【００１４】
この場合、整流部において、液体の流れをより均等に整えることができる。これにより、絞り部において、より微細なバブルを液体中により均等に発生させることができる。
【００１５】
（３）前記整流部の形状が直線形状を有している場合がある。
【００１６】
この場合、整流部の形状をより簡素にできるので、ベンチュリー管のように直径が連続的に変化するような複雑な形状を設ける必要が無い。さらに、整流部における液体の整流効果をより高くできる。
【００１７】
（４）前記整流部の入口が、前記マイクロバブル発生部材における前記液体の入口である場合がある。
【００１８】
この場合、マイクロバブル発生部材への液体の入口を、整流部自体が兼ねることとなる。これにより、マイクロバブル発生部材の構成をより簡素にできる。さらに、マイクロバブル発生部材へ液体が流入すると、液体は直接整流部を通過する。これにより、マイクロバブル発生部材内における液体の通路の簡素化を通じて、整流部における液体の整流効果をより高くできる。
【００１９】
（５）前記絞り部の出口が前記マイクロバブル発生部材における前記液体の出口である場合がある。
【００２０】
この場合、マイクロバブル発生部材からの液体の出口を、絞り部自体が兼ねることとなる。これにより、マイクロバブル発生部材の構成をより簡素にできる。さらに、マイクロバブル発生部材において、液体の流れ方向における絞り部の下流側にマイクロバブル発生部材の構成要素を形成する必要がない。これにより、マイクロバブル発生部材の構成をより簡素にできる。
【００２１】
（６）前記前記整流部と前記絞り部とが、単一の部材を用いて一体成形されている場合がある。
【００２２】
この場合、整流部と絞り部とが一体に形成されているので、マイクロバブル発生部材の使用時に、整流部と絞り部との相対位置がずれることをより確実に防止できる。また、整流部と絞り部との相対位置を、マイクロバブル発生部材の製造時に設定された高い精度に維持できる。これにより、整流部から絞り部に向かう液体の流れ状態を、設計時に想定されている状態からずれることをより確実に抑制できる。その結果、マイクロバブルを均等に、より安定した態様で液体中に発生させることができる。
【００２３】
（７）前記整流部および前記絞り部は、それぞれ、主体部を含み、各前記主体部は、一定の直径を有する円筒状の内周面を含んでいる場合がある。
【００２４】
この場合、整流部の形状、および、絞り部の形状のそれぞれを、より簡素な形状にできる。また、整流部、および、絞り部を、１つの部材からの削り出し加工、または、合成樹脂の射出成形等によって単一部品で実現できる。これにより、より簡素な構成のマイクロバブル発生部材を実現できる。
【００２５】
（８）前記絞り部の直径が０．７ｍｍ〜０．８ｍｍの範囲に設定されている場合がある。
【００２６】
この場合、絞り部の直径（内径）を０．７ｍｍ以上とすることにより、より確実に液体中にマイクロバブルを発生させることができる。また、絞り部の直径を０．８ｍｍ以下とすることにより、液体中に生じたバブルのうちマイクロバブルに分類される微細なバブルの割合を、より高くできる。すなわち、絞り部の直径を０．８ｍｍ以下とすることにより、液体中のマイクロバブルの割合をより多くできる。
【００２７】
（９）前記整流部の直径が、前記絞り部の直径よりも大きく且つ５．０ｍｍ以下に設定されている場合がある。
【００２８】
この場合、液体が整流部から絞り部に導入され、さらに絞り部から吐出される液体に、適度なせん断力が生じるようにすることができる。これにより、より均質なマイクロバブルを含む液体をマイクロバブル発生部材によって発生させることができる。
【００２９】
（１０）前記流れ方向における前記絞り部の長さが、４．０ｍｍ〜１５．０ｍｍの範囲に設定されている場合がある。
【００３０】
この場合、絞り部の軸長を上記の下限以上に設定することで、マイクロバブルをより確実に発生させることができる。さらに、バブリングが生じることをより確実に抑制できる。なお、バブリングとは、マイクロバブルの直径と比べて極めて大きなバブル（例えば、直径１ｍｍ以上のバブル）がマイクロバブル発生部材で発生し、マイクロバブルの発生が阻害される状態のことをいう。また、絞り部の軸長を上記の上限以下に設定することで、マイクロバブルをより確実に発生させることができる。
【００３１】
（１１）前記マイクロバブル発生部材からの前記液体の流量の設計値が、毎分１リットル以下に設定されている場合がある。
【００３２】
この場合、大量で且つ直径のより均等なマイクロバブルを含むマイクロバブル水を、少量のマイクロバブル水の必要な環境で利用できる。このような環境として、外科手術、粘膜洗浄等の医療環境を例示することができる。
【００３３】
（１２）上記目的を達成するための本発明に係るマイクロバブル発生装置は、マイクロバブルの気泡径よりも大きな気泡径を有する大バブルを液体に発生させるための大バブル発生部材と、前記大バブル発生部材から吐出された前記液体が通過するように構成された、前記のマイクロバブル発生部材と、を備えている。
【００３４】
この場合、より簡素な構成でより微細なマイクロバブルを発生できるマイクロバブル発生装置を実現できる。
【００３５】
（１３）前記大バブル発生部材は、前記液体が吐出される液体吐出部を含み、前記マイクロバブル発生部材の入口は、前記液体吐出部に直接連続している場合がある。
【００３６】
この場合、給気モジュールの液体吐出部にマイクロバブル発生部材の入口部が直接連続している。これにより、大バブルを含む液体が大バブル発生部材からマイクロバブル発生部材へ吐出されたときに、当該液体の流れが乱れることをより確実に抑制できる。これにより、マイクロバブル発生部材内における液体の流れの乱れがより少なくなり、その結果、より均一なマイクロバブルをマイクロバブル発生部材で発生できる。
【００３７】
（１４）前記マイクロバブル発生装置は、前記マイクロバブル発生部材から吐出された前記液体が送られるノズルをさらに備え、前記マイクロバブル発生部材から吐出された前記液体が、前記マイクロバブル発生部材を再度通過することなく前記ノズルに供給されるように構成されている場合がある。
【００３８】
この場合、マイクロバブル発生部材を通過した液体は、マイクロバブル発生装置を循環することなく、マイクロバブル発生装置から吐出される。これにより、マイクロバブル発生装置において、マイクロバブル発生部材を通過した液体をマイクロバブル発生装置内で循環させる構成が必要ない。よって、マイクロバブル発生装置の構成をより簡素にできる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によると、より簡素な構成でより微細なマイクロバブルを発生できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施形態に係るマイクロバブル発生装置の概略構成を示す図である。
【図２】マイクロバブル発生装置のユニットの模式的な斜視図であり、ユニットを正面からみた図である。
【図３】ユニットの内部の主要部の構成を示す模式的な斜視図であり、ユニットを平面から見た図である。
【図４】マイクロバブル発生部材の周囲の構成を示す模式的な断面図である。
【図５】マイクロバブル発生部材の変形例を示す模式的な断面図である。
【図６】絞り部の軸長の評価結果を示すグラフである。
【図７】絞り部の直径と絞り部の軸長との関係における評価結果を示すグラフである。
【図８】（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、マイクロバブル発生部材の部品点数の評価結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。尚、本発明は、マイクロバブル発生部材およびこれを備えるマイクロバブル発生装置として広く適用することができる。
【００４２】
図１は、本発明の一実施形態に係るマイクロバブル発生装置１の概略構成を示す図である。図２は、マイクロバブル発生装置１のユニット３の模式的な斜視図であり、ユニット３を正面から見た図である。図３は、ユニット３の内部の主要部の構成を示す模式的な斜視図であり、ユニット３の内部を平面から見た図である。
【００４３】
図１〜図３を参照して、マイクロバブル発生装置１は、生理食塩水等の液体にマイクロバブルを発生させるために用いられる。本実施形態では、マイクロバブル発生装置１が医療用に用いられる形態を例に説明する。マイクロバブル発生装置１は、例えば、外科手術中における直腸等の粘膜洗浄（内臓等の患部の洗浄）に用いられる。また、マイクロバブル発生装置１は、マイクロバブルを含む無菌水が生体組織を損傷させない粒度、流量、吐出圧等を有するように設計される。
【００４４】
マイクロバブル発生装置１は、粒径（気泡径）１０μｍ〜１００μｍのマイクロバブルを多く含む液体を生成可能に設計される。ここで、マイクロバブルとは、１〜１００μｍの気泡径を有する気泡のことをいい、１μｍ未満の気泡径のナノバブルも含む。また、マイクロバブル発生装置１（後述するマイクロバブル発生部材５）からの液体ｆの吐出量の設計値は、毎分１リットル以下に設定されている。本実施形態では、マイクロバブル発生装置１において、液体ｆの吐出量の上限値は、毎分７００ミリリットルであり、通常の使用時における液体ｆの吐出量は、毎分６００ミリリットル程度に設計されている。
【００４５】
本実施形態では、マイクロバブル発生装置１は、持ち運び可能な大きさのポータブルタイプの装置であり、医療関係者によって持ち運び可能に構成されている。
【００４６】
マイクロバブル発生装置１は、第１チューブ２と、ユニット３と、第２チューブ６と、給気モジュール４と、マイクロバブル発生部材５と、第３チューブ７と、吐出ノズル８と、を有している。
【００４７】
第１チューブ２は、ゴムチューブ等のチューブ部材であり、可撓性を有している。第１チューブ２の一端は、生理食塩水等の液体ｆが貯められている液体バッグ１７にカップリング１９を介して接続されており、液体バッグ１７から液体ｆを供給されるように構成されている。なお、第１チューブ２に供給される液体は、液体バッグ１７に貯められている液体に限らず、他の容器または液体供給管等から供給される液体であってもよい。第１チューブ２の他端には、フルードポンプユニット１１のフルードポンプ２０が取り付けられている。
【００４８】
ユニット３は、種々の部材を一括して保持するために設けられており、ボックス１０と、フルードポンプユニット１１と、エアポンプユニット１２と、制御部１３と、オンオフスイッチ１４と、報知用のランプ１５と、リセットスイッチ１６と、を有している。
【００４９】
フルードポンプユニット１１は、第１チューブ２を通過した液体ｆを加圧するとともにこの液体を給気モジュール４に送るために設けられている。本実施形態では、フルードポンプとして、ローラーポンプが採用される例を説明する。なお、フルードポンプとして、他の形式のポンプが用いられてもよい。
【００５０】
フルードポンプユニット１１は、フルードポンプ２０と、フルードポンプモータ２１と、モータドライバ２２と、を有している。
【００５１】
フルードポンプ２０は、第１チューブ２と同様の材質のチューブで形成された弾力性を有するチューブ本体２０ａと、回転ローラ２０ｂと、を有している。チューブ本体２０ａは、第１チューブ２および第２チューブ６と図示しないカップリングを介して接続されていてもよいし、第１チューブ２および第２チューブ６と一体成形されていてもよい。回転ローラ２０ｂは、所定の回転軸線回りを回転することにより、チューブ本体２０ａを圧縮する位置を液体ｆの流れ方向Ｄｆに沿って進める。これにより、チューブ本体２０ａ内の液体ｆを流れ方向Ｄｆの下流側へ加圧しながら送る。このような構成により、フルードポンプ２０は、液体ｆを低流量、且つ、低圧で第２チューブ６へ送り出すことができる。
【００５２】
フルードポンプ２０は、例えば、水圧＝０．１５Ｍｐａ、流量＝毎分０．５リットル〜毎分１リットル程度の送液機能を発揮できるように設定される。なお、この流量は、上述の範囲外に設定されていてもよい。このフルードポンプ２０は、フルードポンプモータ２１によって駆動される。
【００５３】
フルードポンプモータ２１は、例えば、ＤＣモータであり、モータドライバ２２を介して制御部１３によって制御される。制御部１３によるモータ制御方式がＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御等の電流制御方式であれば、制御部１３によるフルードポンプモータ２１の制御をよりきめ細かく実現できる。その結果、フルードポンプ２０による精密な流量制御が可能となる。上記の構成を有するフルードポンプユニット１１のチューブ本体２０ａは、第２チューブ６を介して給気モジュール４に接続されている。
【００５４】
本実施形態では、第２チューブ６は、第１チューブ２と同様の材質を用いて形成された弾力性を有するチューブ部材であり、直線状に配置されている。第２チューブ６は、給気モジュール４の後述する液体受入部４ｂに接続されている。
【００５５】
給気モジュール４は、液体バッグ１７から吐出ノズル８に至る液体ｆの供給経路の途中に設けられた気泡発生部材であり、本実施形態では、中空糸膜を介して液体中に微細気泡（大バブル）を発生させるように構成されている。給気モジュール４は、本発明の「大バブル発生部材」の一例である。この微細気泡の気泡径（直径）は、マイクロバブルの気泡径よりも大きく設定されている。この微細気泡として、直径が１ｍｍ〜数ｍｍ程度のミリバブルを例示できる。なお、給気モジュール４は、液体ｆに加圧気体を混合することで液体ｆ中に微細気泡を発生させることが可能に構成されていればよく、具体的な構成は限定されない。
【００５６】
本実施形態では、給気モジュール４は、ケース４ａと、ケース４ａの内部と外部とを連続させるように形成された液体受入部４ｂ、液体吐出部４ｃおよび気体受入部４ｄと、を有している。
【００５７】
ケース４ａは、中空形状に形成されており、液体ｆと気体とを混合通過させることが可能に構成されている。液体受入部４ｂは、第２チューブ６に図示しないカップリング等を用いて接続されており、第２チューブ６を通過した液体ｆをケース４ａ内に導入するように構成されている。気体受入部４ｄは、気体チューブ２７の一端にカップリング２５を用いて接続されており、エアポンプユニット１２で加圧された気体（加圧気体）をケース４ａ内に導入するように構成されている。
【００５８】
加圧気体としては、空気の他に、酸素、二酸化炭素、窒素、オゾン等が必要に応じて使用される。液体吐出部４ｃは、ケース４ａ内で微細気泡を生じた液体ｆをケース４ａから吐出するために筒状（本実施形態では、円筒状）に設けられており、マイクロバブル発生部材５に直接連続している。
【００５９】
給気モジュール４は、多数の中空糸膜（図示せず）を有している。そして、中空糸膜の中空部内に液体ｆを流しながら、中空糸膜の外側から加圧気体を送り込むことにより、中空糸膜を通して、液体ｆ中に気体が進入する。これにより、液体ｆに微細気泡が発生し、微細気泡を含む液体ｆが得られる。
【００６０】
例えば、微細気泡を含む液体ｆが炭酸水の場合、炭酸水が持つ保温性による血管拡張効果でＴＡＯ（閉塞性結成血管炎）やＡＳＯ（閉塞性動脈硬化症）の症状を改善することも考えられる。また、生体の洗浄の際に組織の化学的損傷を防ぐために生体不活性な窒素ガスを加圧気体とすることも考えられる。さらに、生体の洗浄部位の殺菌効果を高めるために加圧ガスをオゾンとすることも考えられる。
【００６１】
また、ガスによる微細気泡を含む加圧液体を用いて生体を洗浄することで、脈管形成や血管新生に関与する血管内皮細胞増殖因子「ＶＧＥＦ（vascular endothelial growth factor）」を活性化させることも考えられる。
【００６２】
上記の給気モジュール４に加圧気体を供給するためのエアポンプユニット１２は、気体チューブ２７と、コンプレッサ２８と、コンプレッサモータ２９と、モータドライバ２２と、フィルタ３０と、を有している。
【００６３】
気体チューブ２７は、第１チューブ２と同様の材料を用いて形成された弾力性を有するチューブであり、複数に分割されている。気体チューブ２７の一端および中間部に、コンプレッサ２８およびフィルタ３０が取り付けられている。
【００６４】
コンプレッサ２８は、気体を圧縮することで当該気体を加圧気体として吐出するように構成されている。このようなコンプレッサとして、ターボ形コンプレッサ、容積形コンプレッサ等、種々の方式のコンプレッサを例示できる。なお、本実施形態では、加圧された気体は最終的に人体に触れるため、無給油式のコンプレッサが好ましく、また、コンプレッサ２８は比較的小型であるため、スクロール式コンプレッサが好ましい。このコンプレッサ２８は、当該コンプレッサ２８の周囲の空気を吸引するとともに、当該空気を圧縮し、その後吐出する。このコンプレッサ２８から吐出される加圧気体の圧力は、例えば、０．２５ＭＰａ程度に設定される。なお、この圧力は、上述の数値以外に設定されていてもよい。このコンプレッサ２８は、コンプレッサモータ２９によって駆動される。
【００６５】
コンプレッサモータ２９は、例えば、ＤＣモータであり、モータドライバ２２を介して制御部１３によって制御される。制御部１３によるモータ制御方式がＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御等の電流制御方式であれば、制御部１３によるコンプレッサモータ２９の制御をよりきめ細かく実現できる。その結果、コンプレッサモータ２９による精密な流量制御が可能となる。コンプレッサモータ２９の出力によってコンプレッサ２８が駆動されることにより加圧された気体は、除菌フィルタ等で構成されたフィルタ３０を通過することで除菌された後、気体チューブ２７および気体受入部４ｄを通って、給気モジュール４内に進入する。そして、加圧気体は、前述したように、給気モジュール４内において、液体ｆ内に微細気泡として取り込まれる。
【００６６】
マイクロバブル発生装置１の制御、より具体的には、フルードポンプユニット１１の制御および、エアポンプユニット１２の制御は、制御部１３によって行われる。制御部１３がこれらフルードポンプユニット１１の制御およびエアポンプユニット１２の制御を行うことで、吐出ノズル８から吐出される、マイクロバブルを含んだ液体ｆの吐出量および吐出圧が制御される。
【００６７】
制御部１３は、例えば、ハードウェア・プロセッサ（ＣＰＵ、ＦＰＧＡなど）および不揮発性メモリなどのデバイスで構成される。なお、制御部１３は、フルードポンプモータ２１およびコンプレッサモータ２９を制御できればよく、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）等で構成されていてもよい。制御部１３として、回路基板上に半導体等の構成部品が実装された構成を例示できる。制御部１３は、各モータドライバ２２への制御信号を出力することで、フルードポンプモータ２１およびコンプレッサモータ２９の動作を制御する。
【００６８】
なお、エアポンプユニット１２に圧力計および流量調節弁を設け、制御部１３が圧力計の計測結果に基づいて流量調節弁を制御することで、加圧気体の圧力および流量を制御するように構成されてもよい。また、フルードポンプユニット１１に流量センサを設け、この流量センサの計測結果に基づいて、制御部１３がフルードポンプモータ２１の出力を制御することで、液体ｆの流量を制御するように構成されてもよい。さらに、ユニット３に、多段階または無段階調整のボリュームスイッチを設け、このボリュームスイッチで設定された流量の液体ｆが吐出ノズル８から吐出されるように構成されてもよい。
【００６９】
本実施形態では、制御部１３には、オンオフスイッチ１４、リセットスイッチ１６、および、複数の報知ランプ１５が接続されている。オンオフスイッチ１４は、吐出ノズル８からの液体ｆの吐出開始および吐出停止を制御部１３に指示するためのスイッチである。オンオフスイッチ１４は、例えば、フットペダルスイッチであり、術者が足で操作することにより、オンオフスイッチ１４のオン／オフ操作が行われる。オンオフスイッチ１４がオン状態になることで、制御部１３は、各モータ２１，２９を動作させる。一方、オンオフスイッチ１４がオフ状態になることで、制御部１３は、各モータ２１，２９の動作を停止させる。
【００７０】
リセットスイッチ１６は、制御部１３における設定等をリセットするために設けられている。ランプ１５（１５ａ，１５ｂ，１５ｃ）は、本実施形態では、３色の光を選択的に照射可能に構成されている。例えば、制御部１３は、マイクロバブル発生装置１が正常状態にあるとき、ランプ１５ａから緑色の光を照射させる。また、制御部１３は、各モータ２１，２９に異常が生じたことを検出した場合等に、ランプ１５ｂから黄色の光を照射させる。また、制御部１３は、各モータ２１，２９が過熱する等の異常が生じた場合に、ランプ１５ｃから赤色の光を照射させる。
【００７１】
上記のフルードポンプユニット１１、エアポンプユニット１２、制御部１３、オンオフスイッチ１４、リセットスイッチ１６、および、ランプ１５は、ボックス１０に取り付けられている。
【００７２】
図４は、マイクロバブル発生部材５の周囲の構成を示す模式的な断面図である。図１および図４を参照して、次に、マイクロバブル発生部材５のより詳細な構成を説明する。マイクロバブル発生部材５は、給気モジュール４から吐出された、微細気泡を含む液体ｆを通過させることで、液体ｆ中にマイクロバブルを発生させるように構成されている。
【００７３】
なお、給気モジュール４から吐出される液体ｆの圧力（水圧）は、０．２ＭＰａ〜０．３ＭＰａ程度、例えば０．２５ＭＰａ程度に設定される。
【００７４】
マイクロバブル発生部材５を通過した液体ｆ内のバブルは、実質的に、マイクロバブル（ナノバブルを含む）のみを含み、微細気泡（ミリバブル）は実質的に含まれていないと考えることができる。マイクロバブル発生部材５は、細くなった流路を有することで、液体ｆにせん断応力を発生させる部材であり、このせん断応力発生機能により、液体ｆにマイクロバブルを発生させる。
【００７５】
本実施形態では、マイクロバブル発生部材５の数は、１である。また、マイクロバブル発生部材５に関して、マイクロバブル発生部材５から吐出された液体ｆが、マイクロバブル発生部材５を再度通過することなく吐出ノズル８に供給されるように（１ｐａｓｓ回路となるように）構成されている。マイクロバブル発生部材５を構成する材料として、合成樹脂、金属等を例示することができる。
【００７６】
マイクロバブル発生部材５が合成樹脂で形成される場合、マイクロバブル発生部材５は、射出成形によって１回の射出工程で形成されることが可能であり、また、射出成形の後に切削加工を施すことで形成されることも可能である。マイクロバブル発生部材５が金属で形成される場合、マイクロバブル発生部材５は、金属棒等の金属材料に切削加工を施すことで形成されてもよいし、金属材料を鍛造することで形成されてもよい。
【００７７】
本実施形態では、マイクロバブル発生部材５は、合成樹脂を用いて形成されており、全体が単一の部材（材料）を用いて一体に形成されている。すなわち、マイクロバブル発生部材５は、一体成形品である。また、本実施形態では、マイクロバブル発生部材５は、細長い筒状に形成されている。
【００７８】
マイクロバブル発生部材５は、当該マイクロバブル発生部材５の内部に形成された整流部３２および絞り部３３と、マイクロバブル発生部材５の外周部に形成された第１接続部３４および第２接続部３５と、を有している。
【００７９】
整流部３２は、マイクロバブルの気泡径よりも大きな気泡径を有する微細気泡（大バブル）を含むとともに加圧された液体ｆを流れ方向Ｄｆに沿って流しつつ、液体ｆを整流するために設けられている。整流部３２は、液体ｆの加圧状態を維持するための蓄圧部であるともいえる。整流部３２は、流れ方向Ｄｆにおけるマイクロバブル発生部材５の上流側に配置されている。そして、整流部３２の入口３６が、マイクロバブル発生部材５における液体ｆの入口を構成している。すなわち、マイクロバブル発生部材５に送られた液体ｆは、まず、整流部３２に進入する。
【００８０】
整流部３２は、マイクロバブル発生部材５の内周面の一部に形成されており、本実施形態では、マイクロバブル発生部材５の外周部と同軸に形成されている。本実施形態では、流れ方向Ｄｆにおいて、整流部３２の長さＬ３２（全長）は、絞り部３３の長さＬ３３よりも長く設定されている。例えば、整流部３２の全長Ｌ３２は、絞り部３３の全長の５倍以上に設定されている。
【００８１】
また、本実施形態では、整流部３２は、直線形状に形成された主体部３２１と、段部３２２と、を有している。
【００８２】
主体部３２１は、整流部３２全体のうち最も大きな割合を占める部分であり、本実施形態では、一定の直径Ｄ３２１を有する円筒状の内周面によって形成されている。本実施形態では、直径Ｄ３２１は、絞り部３３の直径Ｄ３３（内径）よりも大きく且つ５．０ｍｍ以下に設定されている。なお、直径Ｄ３２１の上限は、必ずしも上記の値に限らず、より大きく設定されていてもよい。流れ方向Ｄｆにおける主体部３２１の上流側端部は、整流部３２の入口３６を含んでいる。
【００８３】
段部３２２は、流れ方向Ｄｆにおける整流部３２の下流側端部として設けられており、流れ方向Ｄｆと直交する断面（マイクロバブル発生部材５の軸直断面）におけるマイクロバブル発生部材５内の空間の断面積が減少する箇所を形成している。段部３２２は、本実施形態では、テーパ状に形成されていることで、液体ｆが整流部３２から絞り部３３へスムーズに流れるように構成されている。これにより、段部３２２内の空間の断面積が、流れ方向Ｄｆの下流側に進に従い連続的に減少している。流れ方向Ｄｆにおいて、段部３２２の全長は、例えば、主体部３２１の全長の１／１０以下に設定されており、本実施形態では、約１／２０に設定されている。
【００８４】
なお、段部３２２の形状は、テーパ形状に限らず、マイクロバブル発生部材５の軸方向と直交するように延びる壁状等、他の形状であってもよい。上記の構成により、流れ方向Ｄｆにおいて、段部３２２の上流側端部は、主体部３２１に連続し、段部３２２の下流側端部は、絞り部３３の上流側端部に連続している。
【００８５】
絞り部３３は、流れ方向Ｄｆ（マイクロバブル発生部材５の軸方向）と直交する断面において整流部３２の断面積よりも小さい断面積を有し、且つ、整流部３２を通過した液体ｆにマイクロバブルを発生させるために設けられている。
【００８６】
絞り部３３は、流れ方向Ｄｆにおけるマイクロバブル発生部材５の下流側に配置されている。そして、絞り部３３の出口３７が、マイクロバブル発生部材５における液体ｆの出口を構成している。すなわち、マイクロバブル発生部材５に送られた液体ｆは、最後に絞り部３３を通過することでマイクロバブル発生部材５から吐出される。
【００８７】
絞り部３３は、マイクロバブル発生部材５の内周面の一部に形成されており、マイクロバブル発生部材５の外周部および整流部３２と同軸に形成されている。絞り部３３は、主体部３３１を有しており、本実施形態では、主体部３３１によって絞り部３３の全体が形成されている。
【００８８】
主体部３３１は、本実施形態では、一定の直径を有する円筒状の内周面によって形成されている。本実施形態では、主体部３３１の直径、すなわち、絞り部３３の直径Ｄ３３は、０．７ｍｍ〜０．８ｍｍの範囲に設定されている。なお、直径Ｄ３３は、０．８ｍｍであることがより好ましい。直径Ｄ３３は、絞り部３３から吐出された液体ｆにマイクロバブルを発生することが可能であれば、上記の値に限定されない。
【００８９】
また、本実施形態では、流れ方向Ｄｆにおいて、絞り部３３の長さ（全長Ｌ３３）は、４．０ｍｍ〜１５．０ｍｍの範囲に設定されており、好ましくは、５．０ｍｍ〜１５．０ｍｍに設定されている。流れ方向Ｄｆにおける主体部３３１の下流側端部は、絞り部３３の出口３７を形成している。出口３７は、マイクロバブル発生部材５における液体ｆの出口である。
【００９０】
本実施形態では、絞り部３３の全体が主体部３３１によって形成されている形態を例に説明するけれども、この通りでなくてもよい。例えば、流れ方向Ｄｆにおける絞り部３３の上流側端部および下流側端部の少なくとも一方に、流れ方向Ｄｆと直交する断面での面積（断面積）が連続的に変化するテーパ状部が設けられていてもよい。
【００９１】
絞り部３３の上流側端部にテーパ状部が設けられる場合、このテーパ状部は、段部３２２と連続するとともに、流れ方向Ｄｆの下流側に進に従い断面積が連続的に小さくなる（直径が小さくなる）形状に形成される。また、絞り部３３の下流側端部にテーパ状部が設けられる場合、このテーパ状部は、流れ方向Ｄｆの下流側に進に従い断面積が連続的に大きくなる（直径が大きくなる）形状に形成されるとともに、出口３７を形成する。上記の構成を有する整流部３２および絞り部３３を取り囲むようにして、第１接続部３４および第２接続部３５が設けられている。
【００９２】
第１接続部３４は、マイクロバブル発生部材５を給気モジュール４に接続するために設けられている。第１接続部３４は、流れ方向Ｄｆにおけるマイクロバブル発生部材５の上流側端部に設けられており、本実施形態では、円筒状の外周面を有している。第１接続部３４の外周部には、ゴム等の弾力性を有する筒状のカップリング３８が嵌合されている。
【００９３】
このカップリング３８は、給気モジュール４の液体吐出部４ｃの内周面に嵌合されている。これにより、マイクロバブル発生部材５の入口３６は、カップリング３８を用いて、給気モジュール４の液体吐出部４ｃに直接連続している。この場合の「直接連続している」とは、給気モジュール４の液体吐出部４ｃとマイクロバブル発生部材５との間の液体ｆの通路に、他の部材が介在していないことをいう。本実施形態では、第１接続部３４の少なくとも一部は、液体吐出部４ｃ内部に挿入されている。
【００９４】
給気モジュール４の液体吐出部４ｃの内周面の直径（内径）と、マイクロバブル発生部材５の入口３６の内周面の直径（内径）とは、同じでもよいし、異なっていてもよい。各上記直径が同じ場合、給気モジュール４からマイクロバブル発生部材５への液体ｆの進入がよりスムーズとなる。
【００９５】
第２接続部３５は、マイクロバブル発生部材５を第３チューブ７に接続するために設けられている。第２接続部３５は、流れ方向Ｄｆにおけるマイクロバブル発生部材５の下流側端部に設けられており、本実施形態では、円筒状の外周面を有している。また、本実施形態では、第２接続部３５の直径（外径）は、第１接続部３４の直径（外径）よりも大きく設定されており、第２接続部３５と第１接続部３４との間には、環状の段部３９が設けられている。これにより、医療現場において、マイクロバブル発生部材５を給気モジュール４に接続する際の向きを逆向きに間違えることを抑制できる。第２接続部３５の外周部に、第３チューブ７の一端部が嵌合されている。第３チューブ７の他端部は、吐出ノズル８に接続されている。
【００９６】
吐出ノズル８は、マイクロバブル発生部材５から吐出された液体ｆが送られ、当該液体ｆをマイクロバブル発生装置１の外部に吐出するように構成されている。吐出ノズル８は、術者によって把持可能な長さに形成されている。なお、吐出ノズル８から吐出された液体ｆを吸引（回収）するための吸引部が吐出ノズル８に設けられていてもよい。吸引部が設けられている場合、吐出ノズル８には、真空ポンプ等の吸引源（図示せず）が接続される。
【００９７】
以上説明したように、マイクロバブル発生部材５によると、微細気泡を含む液体ｆの流れを整流部３２で整えた後、この液体ｆを絞り部３３に通過させることで、極めて小さな粒径のマイクロバブルを発生させることができる。また、マイクロバブル発生部材５であれば、例えば、医療用で求められる少ない流量（例えば、毎分１リットル以下の流量）での使用においても、十分に微細なマイクロバブルを発生させることができる。また、マイクロバブル発生部材５を通過した液体ｆは、十分に微細化されたバブル（気泡）を含んでいる。このため、マイクロバブル発生部材５を通過した液体ｆを一旦循環用の容器に貯めた後、再び当該液体ｆをマイクロバブル発生部材５に通過させるという複雑な工程を経ることなく、液体ｆ中に十分に微細なマイクロバブルを発生させることができる。これにより、十分に微細なマイクロバブルを液体ｆ中に発生させるための装置の部品点数をより少なくできるとともに、マイクロバブル発生装置１の構成をより簡素にできる。さらに、１つのマイクロバブル発生部材５によって、十分に微細なマイクロバブルを液体ｆ中に発生させることができる。よって、微細なバブルを発生させるためにマイクロバブル発生部材５を複数直列に設置する必要がなく、マイクロバブル発生のための部品点数をより少なくできる。以上の次第で、より簡素な構成でより微細なマイクロバブルを発生できるマイクロバブル発生部材５を実現できる。
【００９８】
また、マイクロバブル発生部材５によると、流れ方向Ｄｆにおいて、整流部３２の長さＬ３２が絞り部３３の長さＬ３３よりも長い。この構成によると、整流部３２において、液体ｆの流れをより均等に整えることができる。これにより、絞り部３３において、より微細なバブルを液体ｆ中により均等に発生させることができる。
【００９９】
また、マイクロバブル発生部材５によると、整流部３２の主体部３２１の形状が直線形状を有している。この構成によると、整流部３２の形状をより簡素にできるので、ベンチュリー管のように直径が連続的に変化するような複雑な形状を設ける必要が無い。さらに、整流部３２における液体ｆの整流効果をより高くできる。
【０１００】
また、マイクロバブル発生部材５によると、整流部３２の入口３６が、マイクロバブル発生部材５における液体ｆの入口である。この構成によると、マイクロバブル発生部材５への液体ｆの入口を、整流部３２自体が兼ねることとなる。これにより、マイクロバブル発生部材５の構成をより簡素にできる。さらに、マイクロバブル発生部材５へ液体ｆが流入すると、液体ｆは直接整流部３２を通過する。これにより、マイクロバブル発生部材５内における液体ｆの通路の簡素化を通じて、整流部３２における液体ｆの整流効果をより高くできる。
【０１０１】
また、マイクロバブル発生部材５によると、絞り部３３の出口３７がマイクロバブル発生部材５における液体ｆの出口３７である。この構成によると、マイクロバブル発生部材５からの液体ｆの出口を、絞り部３３自体が兼ねることとなる。これにより、マイクロバブル発生部材５の構成をより簡素にできる。さらに、マイクロバブル発生部材５において、液体ｆの流れ方向Ｄｆにおける絞り部３３の下流側にマイクロバブル発生部材５の構成要素を形成する必要がない。これにより、マイクロバブル発生部材５の構成をより簡素にできる。
【０１０２】
また、マイクロバブル発生部材５によると、整流部３２と絞り部３３とが一体に形成されているので、マイクロバブル発生部材５の使用時に、整流部３２と絞り部３３との相対位置がずれることをより確実に防止できる。また、整流部３２と絞り部３３との相対位置を、マイクロバブル発生部材５の製造時に設定された高い精度に維持できる。これにより、整流部３２から絞り部３３に向かう液体ｆの流れ状態を、設計時に想定されている状態からずれることをより確実に抑制できる。その結果、マイクロバブルをより均等に、より安定した態様で液体ｆ中に発生させることができる。
【０１０３】
また、マイクロバブル発生部材５によると、整流部３２および絞り部３３は、主体部３２１，３３１を含み、各主体部３２１，３３１は、一定の直径を有する円筒状の内周面を含んでいる。この構成によると、整流部３２の形状、および、絞り部３３の形状のそれぞれを、より簡素な形状にできる。また、整流部３２、および、絞り部３３を、１つの部材からの削りだし加工、または、合成樹脂の射出成形等によって単一部品で実現できる。これにより、より簡素な構成のマイクロバブル発生部材５を実現できる。
【０１０４】
また、マイクロバブル発生部材５によると、絞り部３３の直径Ｄ３３が０．７ｍｍ〜０．８ｍｍの範囲に設定されている。このように、絞り部３３の直径Ｄ３３（内径）を０．７ｍｍ以上とすることにより、より確実に液体ｆ中にマイクロバブルを発生させることができる。また、絞り部３３の直径を０．８ｍｍ以下とすることにより、液体ｆ中に生じたバブルのうちマイクロバブルに分類される微細なバブルの割合を、より高くできる。すなわち、絞り部３３の直径Ｄ３３を０．８ｍｍ以下とすることにより、液体ｆ中のマイクロバブルの割合をより多くできる。
【０１０５】
また、マイクロバブル発生部材５によると、整流部３２の直径Ｄ３２１が、絞り部３３の直径Ｄ３３よりも大きく且つ５．０ｍｍ以下に設定されている。この構成によると、液体ｆが整流部３２から絞り部３３に導入され、さらに絞り部３３から吐出される液体ｆに、適度なせん断力が生じるようにすることができる。これにより、より均質なマイクロバブルを含む液体ｆをマイクロバブル発生部材５によって発生させることができる。
【０１０６】
また、マイクロバブル発生部材５によると、流れ方向Ｄｆにおける絞り部３３の長さＬ３３が、４．０ｍｍ〜１５．０ｍｍの範囲に設定されている。この場合、絞り部３３の軸長Ｌ３３を上記の下限以上に設定することで、マイクロバブルをより確実に発生させることができる。さらに、バブリングが生じることをより確実に抑制できる。なお、バブリングとは、マイクロバブルの直径と比べて極めて大きなバブル（例えば、直径１ｍｍ以上のバブル）がマイクロバブル発生部材５で発生し、マイクロバブルの発生が阻害される状態のことをいう。また、絞り部３３の軸長Ｌ３３を上記の上限以下に設定することで、マイクロバブルをより確実に発生させることができる。
【０１０７】
また、本実施形態では、マイクロバブル発生部材５からの液体ｆの流量の設計値が、毎分１リットル以下に設定されている。この構成によると、大量で且つ直径のより均等なマイクロバブルを含むマイクロバブル水を、少量のマイクロバブル水の必要な環境で利用できる。例えば、外科手術、粘膜洗浄等の医療環境において好ましいマイクロバブル水の生成をマイクロバブル発生部材５で実現できる。
【０１０８】
また、マイクロバブル発生装置によると、給気モジュール４の液体吐出部４ｃにマイクロバブル発生部材５の入口３６が直接連続している。これにより、微細気泡を含む液体ｆが給気モジュール４からマイクロバブル発生部材５へ吐出されたときに、当該液体ｆの流れが乱れることをより確実に抑制できる。これにより、マイクロバブル発生部材５内における液体ｆの流れの乱れがより少なくなり、その結果、より均一なマイクロバブルをマイクロバブル発生部材５で発生できる。
【０１０９】
また、マイクロバブル発生装置１によると、マイクロバブル発生部材５から吐出された液体ｆが、マイクロバブル発生部材５を再度通過することなく吐出ノズル８に供給されるように構成されている。この構成によると、マイクロバブル発生部材５を通過した液体ｆは、マイクロバブル発生部材５を循環することなく、マイクロバブル発生装置１から吐出される。これにより、マイクロバブル発生装置１において、マイクロバブル発生部材５を通過した液体ｆをマイクロバブル発生装置１内で循環させる構成が必要ない。よって、マイクロバブル発生装置１の構成をより簡素にできる。
【０１１０】
以上、本発明の実施形態について説明した。しかしながら、本発明は上述の実施の形態に限られず、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能である。
【０１１１】
（１）上述の実施形態では、マイクロバブル発生部材５が単一部材からなる形態を例に説明した。しかしながら、この通りでなくてもよい。例えば、マイクロバブル発生部材５に代えて、図５に示すように、複数の部材を組み合わせることで形成されたマイクロバブル発生部材５Ａが用いられてもよい。なお、以下では、主に、上述の実施形態と異なる点について説明し、上述の実施形態と同様の構成には図に同様の符号を付して詳細な説明を省略する。
【０１１２】
マイクロバブル発生部材５Ａは、ハウジング４１と、絞り部形成部材４２と、を含んでいる。
【０１１３】
ハウジング４１と絞り部形成部材４２は、同じ材料で形成されていてもよいし、異なる材料で形成されていてもよい。ハウジング４１は、円筒状に形成されており、第１接続部３４Ａと、第２接続部３５Ａと、整流部３２Ａと、を有している。
【０１１４】
第１接続部３４Ａは、ハウジング４１の内部に形成されており、流れ方向Ｄｆにおけるハウジング４１の上流側端部に配置された円筒状の内周面を有している。第１接続部３４Ａに形成された入口３６Ａは、マイクロバブル発生部材５Ａにおける液体ｆの入口を形成している。本実施形態では、出口３６Ａは、流れ方向Ｄｆの下流側に進むに従い直径が小さくなるテーパ状に形成されている。第１接続部３４Ａは、円筒状のゴム等のカップリング４４に嵌合されている。このカップリング４４は、中継チューブ４３の一端に接続されている。中継チューブ４３の他端は、例えば円筒状のカップリング４５によって、給気モジュール４の液体吐出部４ｃに接続されている。これにより、液体吐出部４ｃからの液体ｆは、中継チューブ４３を通って整流部３２Ａに到達する。なお、液体吐出部４ｃとマイクロバブル発生部材５Ａとを、中継チューブ４３を介さずにカップリングによって直接接続してもよい。
【０１１５】
整流部３２Ａの内径は、中継チューブ４３の内径と略同じに設定されている。そして、流れ方向Ｄｆにおけるハウジング４１の中間部に整流部３２Ａが配置されている。整流部３２Ａは、円筒状に形成されている。流れ方向Ｄｆにおけるハウジング４１の下流側端部に、第２接続部３５Ａおよび絞り部形成部材４２が配置されている。
【０１１６】
第２接続部３５Ａは、ハウジング４１の内部に形成されており、流れ方向Ｄｆにおけるハウジング４１の下流側端部に配置された円筒状の内周面を有している。第２接続部３５Ａは、円筒状のゴム等のカップリング４５に嵌合されている。このカップリング４５は、第３チューブ７Ａの一端に接続されている。
【０１１７】
流れ方向Ｄｆにおける第２接続部３５Ａの上流側端部は、絞り部形成部材４２が当てられる部分であり、絞り部形成部材４２を受けることが可能な形状に形成されている。本実施形態では、第２接続部３５Ａの上流側端部は、流れ方向Ｄｆの下流側に向かうに従い直径が大きくなる円錐台形状（テーパ形状）に形成されている。第２接続部３５Ａに、絞り部形成部材４２が収容されている。
【０１１８】
絞り部形成部材４２は、オリフィス状の部材として設けられている。絞り部形成部材４２は、円筒状の部材の一端部に環状フランジが形成された構成を有しており、当該環状フランジの外周部が、第２接続部３５Ａの上流側端部に受けられている。絞り部形成部材４２の内周面が、絞り部３３を形成している。また、絞り部形成部材４２は、第３チューブ７および出口側カップリング４６を介して、第２接続部３５に支持されている。
【０１１９】
より具体的には、絞り部形成部材４２の外周部に第３チューブ７の一端が嵌合することで第３チューブ７に絞り部形成部材４２が結合しており、この第３チューブ７は、絞り部形成部材４２の環状フランジに受けられている。そして、カップリング４６は、第３チューブ７の外周部に嵌合されるとともに第２接続部３５Ａに嵌合している。流れ方向Ｄｆにおける絞り部形成部材４２の下流側部分は、円筒状の内周面を有しており、この円筒状部分の出口が、マイクロバブル発生部材５Ａの出口３７Ａを形成している。上記の構成により、絞り部３３を通過した液体ｆは、絞り部３３の断面積よりも大きな断面積を有する通路（第３チューブ７）において、マイクロバブルを発生する。
【０１２０】
（２）また、本実施形態および変形例では、医療用マイクロバブル発生装置１を例に説明したけれども、この通りでなくてもよい。例えば、本発明は、医療用以外の用途に用いられてもよい。
【実施例】
【０１２１】
＜絞り部の軸長の評価＞
ビーカーから延びる塩化ビニルチューブをローラポンプに接続し、さらに、ローラポンプにポリオレフィンチューブを接続し、このポリオレフィンチューブに、ミリバブルを発生する給気モジュールを接続し、この給気モジュールに、ポリオレフィンチューブを介して、図４に示す単一部材からなるマイクロバブル発生部材を接続した構成を、実施例として作製した。ローラポンプは、Ｃｏｌｅ−Ｐａｒｍｅｒ社製のイージーロードポンプヘッドＩＩＩである。マイクロバブル発生部材の絞り部の軸長以外の構成については実施例と同様の構成の比較例も、併せて作製した。
【０１２２】
実施例および比較例におけるマイクロバブル発生部材の絞り部の長さ（軸長）は、以下の通りである。
比較例１：  １．０ｍｍ
比較例２：  ２．５ｍｍ
実施例１：  ５．０ｍｍ
実施例２：１０．０ｍｍ
実施例３：１５．０ｍｍ
比較例３：２０．０ｍｍ
比較例４：３０．０ｍｍ
【０１２３】
各上記実施例および比較例について、給気モジュールから吐出された液体をマイクロバブル発生部材に通過させ、マイクロバブル発生部材から吐出された液体におけるバブルの気泡径（粒径）を測定した。
【０１２４】
測定時の条件として、給気モジュールの気体受入部へ供給される気体として加圧空気を用い、加圧空気の圧力は、０．２５ＭＰａとした。また、各上記実施例および比較例に供給される液体は、０．９％食塩水とし、流量は、毎分７５０ミリリットルとした。また、各上記実施例および比較例における液体の吐出時間は、５分間とした。また、測定機器は、マイクロトラック・ベル株式会社製の粒度分布測定器  ＭＴ−３３００ＥＸＩＩを使用した。比較例１〜４および実施例１〜３のそれぞれについて、３回測定を行い平均値を算出した。結果を図６および表１に示す。
【０１２５】
図６は、絞り部の軸長の評価結果を示すグラフである。より具体的には、液体中のバブル粒径と当該粒径のバブルが液体中に存在する頻度との関係を示すグラフである。
【０１２６】
【表１】
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【０１２７】
図６を参照して、比較例１〜４では、粒径が１００μｍより大きいバブルの発生頻度が高く、粒径の小さなマイクロバブルを発生する頻度が低いことが実証された。一方、実施例１〜３では、何れも、粒径が１００μｍ以下のバブルの発生頻度が明確に多く、特に、実施例１，２では、粒径が１００μｍ以下のバブルの発生頻度が極めて多いことが実証された。
【０１２８】
また、表１を参照して、比較例１，２，３では、液体中のバブルのうち、マイクロバブルではない大粒のバブルが一部含まれており、△の評価となった。また、比較例４では、実質的にマイクロバブルの発生が確認されず、×の評価となった。一方、実施例１〜３は、何れも、液体中のバブルのうち、実質的にほぼ全てがマイクロバブルとして測定され、○の評価となった。
【０１２９】
また、バブリングの発生の有無を確認したところ、比較例１，２では、バブリングが発生し、×の評価となった。一方、実施例１〜３は、何れも、バブリングが観測されず、○の評価となった。特に、実施例１，２では、マイクロバブルのうち、粒径３０μｍ〜４０μｍの頻度が高く、マイクロバブルの粒径がより均等であることが実証された。
【０１３０】
＜絞り部の直径と絞り部の軸長との関係における評価＞
次に、絞り部の直径および軸長が異なる複数のマイクロバブル発生部材を準備し、実施例および比較例を作製した。各マイクロバブル発生部材は、図４に示すのと同形状に形成され、単一部材からなる。絞り部の直径φおよび軸長Ｌの組み合わせは以下の通りである。
【０１３１】
実施例４：  φ０．８ｍｍ×Ｌ４．０ｍｍ
実施例５：  φ０．７ｍｍ×Ｌ５．０ｍｍ
実施例６：  φ０．８ｍｍ×Ｌ５．０ｍｍ
実施例７：  φ０．８ｍｍ×Ｌ６．０ｍｍ
比較例５：  φ０．９ｍｍ×Ｌ５．０ｍｍ
【０１３２】
各上記実施例４〜７および比較例５について、給気モジュールから吐出された液体をマイクロバブル発生部材に通過させ、マイクロバブル発生部材から吐出された液体におけるバブルの気泡径（粒径）を測定した。測定条件は、＜絞り部の軸長さの評価＞における測定条件と同じである。結果を図７に示す。
【０１３３】
図７から明らかなように、比較例５では、粒径の発生頻度のピークが、約３０μｍの付近に加え、約２００μｍの付近でも生じており、液体中に存在する粒径のばらつきが大きい。一方、実施例４〜７の何れにおいても、粒径３０μｍ〜４０μｍ程度の粒径の存在頻度が非常に高く、さらに、他の粒径の頻度が急峻に低下していることが実証された。すなわち、液体中に存在するマイクロバブルの粒径にばらつきが小さいことが実証された。
【０１３４】
＜マイクロバブル発生部材の部品点数の評価＞
次に、図５に示す変形例で説明した、ハウジングおよび絞り部形成部材の２部品を含む構成のマイクロバブル発生部材を実施例８として製作した。また、図４に示す実施形態で説明した、単一部材からなるマイクロバブル発生部材を用いた構成を実施例９として作製した。実施例８，９それぞれを複数個用意した。
【０１３５】
各上記実施例８，９について、給気モジュールから吐出された液体をマイクロバブル発生部材に通過させ、マイクロバブル発生部材から吐出された液体におけるバブルの気泡径（粒径）を測定した。測定条件は、＜絞り部の軸長の評価＞における測定条件と同じである。結果を図８（Ａ）および図８（Ｂ）に示す。
【０１３６】
図８（Ａ）および図８（Ｂ）に示すように、実施例８，９の何れにおいても、粒径が４０μｍ付近のバブルの発生頻度が極めて高く、液体中に存在するマイクロバブルの粒径にばらつきが小さいことが実証された。特に、実施例９では、液体中に存在するマイクロバブルの粒径のばらつきが小さい。これは、マイクロバブル発生部材が単一部材で形成されているため、整流部と絞り部との相対位置にばらつきが生じることが防止されているためと考えられる。このように、実施例８では○の評価となり、実施例９では◎の評価となった。
【産業上の利用可能性】
【０１３７】
本発明は、マイクロバブル発生部材およびこれを備えるマイクロバブル発生装置として、広く適用することができる。
【符号の説明】
【０１３８】
１  マイクロバブル発生装置
４  給気モジュール（大バブル発生部材）
４ｃ  液体吐出部
５，５Ａ  マイクロバブル発生部材
８  吐出ノズル
３２，３２Ａ  整流部
３３  絞り部
３６  整流部の入口
３７  絞り部の出口
３２１  整流部の主体部
３３１  絞り部の主体部
Ｄ３２１  整流部の直径
Ｌ３２  整流部の長さ
Ｄ３３  絞り部の直径
Ｌ３３  絞り部の長さ
Ｄｆ  流れ方向
ｆ  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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