(57)【要約】【課題】  本発明は、オゾンバブルの含有量の多い液体を製造するためのオゾンバブル生成方法及びそれを利用したオゾンバブル生成装置を提供することにある。【解決手段】  本発明に係るオゾンバブル生成方法は、バブルを含有する液体を、所定の径及び所定の長さを有するオリフィスに所定の回数通過させることによって、所定の径よりも大きいバブルを気体として分離し、残留したバブルだけをオゾン化することであり、本発明に係るオゾンバブル生成装置１は、液体にバブルを生成するバブル生成手段１０と、該バブル生成装置１０によって生成されたバブル含有液体を、所定の径及び所定の長さのオリフィス７０に所定の回数通過させて所定の径以上のバブルを気体として分離して排出する分離手段２０と、該分離手段２０によって所定の径以上のバブルが分離された液体にオゾンを発生させるオゾン発生手段３０とによって構成されることにある。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バブルを含有する液体を、所定の径及び所定の長さを有するオリフィスに所定の回数通過させることによって、所定の径よりも大きいバブルを気体として分離し、残留したバブルだけをオゾン化することを特徴とするオゾンバブル生成方法。
【請求項２】
液体にバブルを生成するバブル生成手段と、
該バブル生成装置によって生成されたバブル含有液体を、所定の径及び所定の長さのオリフィスに所定の回数通過させて所定の径以上のバブルを気体として分離して排出する分離手段と、
該分離手段によって所定の径以上のバブルが分離された液体にオゾンを発生させるオゾン発生手段とによって構成されることを特徴とするオゾンバブル生成装置。
【請求項３】
前記分離手段は、少なくとも１つの分離筒を具備し、
該分離筒が、筒本体部と、その筒本体部の下底部近傍に配される流入口と、前記筒本体部の上頂部近傍に配される流出口とを具備し、筒本体部内に複数の室を画成する仕切板と、該仕切板に形成される所定の開口径と所定の長さを有するオリフィスと、分離筒の上頂部に配される分離筒内部に生じた気体を外部に放出する逆止弁とによって構成されることを特徴とする請求項２記載のオゾンバブル生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オゾンバブルの含有量の多い液体を製造するためのオゾンバブル生成方法及びそれを利用したオゾンバブル生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１（特開２００５−２４６２９３号公報）に記載されたオゾンナノバルブの製造方法は、ミネラル類の電解質イオンが混入した水に、直径が１０〜５０μｍの微少気泡としてオゾンを供給し、水中放電を伴う衝撃波や、水の流動時に生じる圧縮、膨張及び渦流等の物理的刺激を加えることにより、微少気泡を縮小させ、この際、水素イオンや水酸化物イオン及び電解質イオンが気液界面に濃縮されて縮小された微小気泡の周囲を取り囲む殻として作用させることにより、縮小した微小気泡、即ち、オゾンナノバルブ核を水中に安定化して存在するようにするものである。
【０００３】
特許文献２（特開２０１３−１５８６７６号公報）に開示される方法は、純水を脱気して脱気純水を生成し、脱気純水を、純水を電気分解してなる電解槽の陽極室、及び／または陰極室に導き、ガス生成純水とし、ガス生成純水工程において電解槽の電流を制御し、ガス生成純水工程を経たガス生成純水の圧力を減圧して飽和ガス含有ナノバブル水を生成することを特徴とするものである。この方法の特徴は、純水を脱気する脱気工程と、脱気した純水を、純水を電気分解してなる電解槽の陽極室及び／又は陰極室に導き、ガス生成純水とするガス生成純水工程を具備することであり、脱気手段としては、脱気ケース内に膜が配置され、さらに迷路を形成する堰板が配置されるもので、純水が入口から迷路を流れ、出口から脱気純水が排出されるものである。
【０００４】
特許文献３（特開２０１３−１６６１４３号公報）に開示される方法は、溶存気体を含む溶液を２以上の出射口からそれぞれ噴射し、お互いに衝突させることによって生じる水撃力を利用してマイクロナノバブルを大量に発生させるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２４６２９３号公報
【特許文献２】特開２０１３−１５８６７６号公報
【特許文献３】特開２０１３−１６６１４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、オゾン化水の有する課題は、製造時には高いオゾン含有量を有しているものの、常温・常圧下での保存では製造後１〜２時間程度で水溶液表面からの拡散等により溶解したオゾンの大部分が消滅してしまい、殺菌効果が著しく低下し、オゾン水として長期間にわたって保管しておくことができないことである。これを解決するために、例えば特許文献１では、水溶液中に含まれるオゾンを含有する微小気泡に物理的刺激を加えることにより、微小気泡の気泡径を急激に縮小させ、オゾンナノバブルを製造することにより、上記課題が達成される。この特許文献１における前記物理的刺激とは、放電発生装置による放電であり、超音波発信装置による超音波照射であり、水溶液が収容される容器内に取り付けた回転体の作動であり、若しくは循環回路の備え付けられた少なくとも１つのオリフィス若しくは多孔板を通過させることによって生じる圧縮、膨張及び渦流である。
【０００７】
また、特許文献２では、電子産業におけるパーティクル除去に使用される飽和ガス含有ナノバブル水、特に水素を含む微小気泡等が安定して分散する水を製造するもので、脱気工程によって脱気された脱気純水を、ガス生成純水としてナノバブル発生工程にて減圧され、過飽和ガスがナノバブルとなった飽和ガス含有ナノバブル水として生成される。この特許文献２において、前記脱気工程は、脱気ケース内に配された膜を介して、純水中の気体成分を純水より除去するものである。
【０００８】
さらに、特許文献３に開示されるマイクロナノバブル発生装置は、気体を含む液体を加圧し、加圧された気体を含む液体を新たな気体と混合させて、ノズルから放出してマイクロナノバブルを発生させる。また特許文献３は、高速ジェット液噴射ノズルからの水流を用いてマイクロナノババブルを生成する方法を開示する。
【０００９】
以上のように、液体中に所定の性質の気体を効率的に滞在させるためには、液体中の気体をマイクロナノバブル化することによって液体中の気体濃度を維持されることは公知となっている。
【００１０】
しかしながら、特許文献１に開示される装置では、水溶液中に含まれるオゾンを含有する微小気泡に物理的刺激を加えることにより、前記微小気泡の気泡径を急激に縮小させてオゾンナノバブルを製造するものであるが、この装置では、結果として生じる水溶液中には微小気泡になりきれない大きさのオゾン気泡が存在するため、それらのオゾン気泡が微小気泡を吸収して水溶液表面から放出されることから、高いオゾン濃度を維持することは難しい。また、水溶液中に存在する別の気体も同様に微小気泡化されることから、純水オゾンナノバブルを含む水溶液とは成り得ないという不具合を有する。
【００１１】
このため、特許文献２に開示されるように、純水を脱気することによってガス生成純水を製造し、このガス生成純水に所定の気体（例えば、水素又はオゾン）を発生させて、その後に単に所定の孔径のフィルタを通過させることによって減圧して飽和ガス含有ナノバブル水を生成するが、直径が１μｍ以下の超微細な気泡も含有するが、１μｍ以上のマイクロバブルの気泡も含有するものであり、この点で上述した特許文献１の不具合を解決しない。
【００１２】
また、特許文献３に開示される装置においても、気体を含む液体を加圧し、加圧された気体を含む液体を新たな気体と混合させて、ノズルから放出してマイクロナノバブルを発生させるものであるが、放出する液体の圧力、放出後の圧力降下のレベル等を細かく管理しない限り、ナノバブルだけでなくマイクロバブル、さらにはそれよりも大きな気泡が存在してしまうことから、上述した特許文献の場合と同様の不具合を有する。
【００１３】
以上のことから、本発明は、オゾンバブルの含有量の多い液体を製造するためのオゾンバブル生成方法及びそれを利用したオゾンバブル生成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
したがって、本発明に係るオゾンバブル生成方法は、バブルを含有する液体を、所定の径及び所定の長さを有するオリフィスに所定の回数通過させることによって、所定の径よりも大きいバブルを気体として分離し、残留したバブルだけをオゾン化することにある。尚、バブルについては、マイクロ／ナノバブルであることが望ましい。
【００１５】
さらに、本発明に係るオゾンバブル生成装置は、液体にバブルを生成するバブル生成手段と、該バブル生成装置によって生成されたバブル含有液体を、所定の径及び所定の長さのオリフィスに所定の回数通過させて所定の径以上のナノバブルを気体として分離して排出する分離手段と、該分離手段によって所定の径以上のバブルが分離された液体にオゾンを発生させるオゾン発生手段とによって構成されるものである。
【００１６】
このように、本発明の方法及び装置を使用すると、例えば物理的刺激、特に超音波振動等によって、液体に付与することによって発生したバブル（例えば、マイクロ／ナノバブル）を含有する液体を、所定の径及び所定の長さを有するオリフィスに所定の回数通過させることで、目標サイズ以上の気泡が、オリフィスを通過する度に圧縮／膨張を繰り返すことによって集合し、気体として液体から分離されて外部に放出されるため、最終的に液体中から不必要に大きいサイズのバブルを排除できる。これによって、所定のサイズ以下のバブル、例えばナノバブルのみが存在する液体をえることができるので、この液体に、例えば紫外線を照射するによって液体をゾン化しても排オゾンが出にくい液体、例えばオゾンナノバブル水を得ることができるものである。
【００１７】
さらに、前記分離手段は、少なくとも１つの分離筒を具備し、前記分離筒は、筒本体部と、その筒本体部の下底部近傍に配される流入口と、前記筒本体部の上頂部近傍に配される流出口とを具備し、筒本体部内に複数の室を画成する仕切板と、該仕切板に形成される所定の開口径と所定の長さを有するオリフィスと、分離筒の上頂部に配される分離筒内部に生じた気体を外部に放出する逆止弁とによって構成されることが望ましい。尚、分離筒は、必要に応じて複数段設けても良いものである。
【００１８】
この構造によれば、液体が、複数段の仕切板によって画成された室を下方から上方に向けて移動する度に所定の開口径と所定の長さを有するオリフィスを通過することになるため、目標サイズ以上の気泡が、オリフィスを通過する度に圧縮／膨張を繰り返すことによって集合し、気体として液体から分離されて外部に放出されるため、最終的に液体中から不必要に大きいサイズのバブルを排除できる。
【発明の効果】
【００１９】
以上にように、本発明によれば、オゾン化する前に、例えばバブル発生機によって生成されたミリサイズからナノサイズまでのバブルを含む液体から、所定cのサイズ以上のバブルを除去することができるため、オゾンかしても排オゾンが出にくいオゾンナノバブル含有液体、例えばオゾンナノバブル水を効率的に得ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係るオゾンバブル生成装置の概略構成図である。
【図２】本発明に係る分離筒の構造を示した概略構成図である。
【図３】本発明のバブル径の分布を示した特性線図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明に係るオゾンバブル生成方法は、バブルを含有する液体（例えば、水）を、所定の径及び所定の長さを有するオリフィスに所定の回数通過させることによって、所定の径よりも大きいバブルを気体として分離し、残留したバブルだけをオゾン化するものである。尚、バブルについては、マイクロ／ナノバブルであることが望ましい。この方法を実行する装置について、以下、図面により説明する。
【実施例】
【００２２】
本発明に係るオゾンバブル生成装置１は、図１に示すように、液体にバブルを生成するバブル生成装置１０と、このバブル生成装置１０によって生成されたバブル含有液体から所定の径以上のナノバブルを気体として分離して排出する分離装置２０と、この分離装置２０によって所定の径以上のバブルが分離された液体にオゾンを発生させるオゾン発生装置３０とによって少なくとも構成されるものである。
【００２３】
前記バブル生成装置１０は、例えば流入する水等の液体に、例えば超音波振動の付与、所望の気体、例えば空気を、所定の圧力で液中に噴霧するなどにより、水中にバブルを発生させるものである。このバブル生成装置１０から流出する液体は、ミリレベル、マイクロレベル及びナノレベルのバブルを有する。
【００２４】
さらに、前記分離装置２０は、複数個（この実施例では４つ）直列に接続された分離筒４０から構成されるもので、この分離筒４０は、図２に示すように、筒本体部４１と、その筒本体部４１の下底部４２近傍に配される流入口４３と、前記筒本体部４１の上頂部４４近傍に配される流出口４５とを具備し、筒本体部４１内に複数の室４６〜５０を画成する仕切板６０と、該仕切板６０に形成される所定の開口径Ｒと所定の長さＬを有するオリフィス７０と、分離筒４０の上頂部４４に配される分離筒４０内部に生じた気体を外部に放出するための逆止弁８０とによって構成されるものである。
【００２５】
これによって、分離装置２０の第１の分離筒４０に流入したミリレベル、マイクロレベル、ナノレベルのバブルを有する液体が、分離筒４０の流入口４３から第１の仕切板６０によって画成された第１の室４６に流入し、第１の室４６から次の第２の室４７に移動するときに、所定の開口径Ｒ及び所定の長さＬを有するオリフィス７０を通過して圧縮昇圧されそして通過後に膨張減圧される。この時、オリフィス７０の径Ｒ及び長さＬが最適な値に設定されて所望の圧縮／膨張率が設定されるので、液体中に含有される所定の大きさ以上のバブルが膨張して気泡となり、液体から分離する。液体は、筒本体部４１内の室４７〜５０を次々に上昇し、その都度、収縮／膨張が仕切板６０のオリフィス７０毎に繰り返され、液体中に含まれる所定の大きさ以上のバブルが次々と気泡として分離されるものである。
【００２６】
分離された気泡は、最終の室５０の上部の空間５０ａに滞留した後、逆止弁８０の弁を押し開けて外部に放出される。そして、所定のサイズ以上のバブルが除去さえた液体、言い換えると所定のサイズ未満のバブル、この実施例ではナノサイズのバブルのみを有する液体が流出口４５から次の分離筒４０に移動し、同様の処理が繰り返される。同様の処理は、この実施例では後３回実施され、例えば図３に示すように、液体から所定のサイズ以上の余分なバブルを完全に除去後の液体を、オゾン発生装置３０に送ることができるものである。
【００２７】
そしてオゾン発生装置３では、所定のサイズ未満のバブル、例えばナノサイズのバブルのみを含有する液体に、例えば紫外線を照射してナノサイズのバブルに含まれる酸素をオゾン化することができるため、液中にオゾンナノバブルを生成することができるものである。
【００２８】
このように、本発明によれば、液中のバブルを形成した後に、分離装置４において余分なバブルを排除し、残留性の高いバブルのみをオゾン化することができるため、液中に長期間保持されるオゾンナノバブルを含有するオゾンナノバブル水を得ることができるものである。
【符号の説明】
【００２９】
１  オゾンバブル生成装置
１０  バブル生成装置
２０  分離装置
３０  オゾン発生装置
４０  分離筒
４１  筒本体部
４２  下底部
４３  流入口
４４  上頂部
４５  流出口
４６〜５０  室
６０  仕切板
７０  オリフィス
８０  逆止弁
【図１】
2018145072.tif 000003
【図２】
2018145072.tif 000004
【図３】
2018145072.tif 000005