(57)【要約】【課題】外部から電力の供給を受けることなく超微細気泡発生装置を作動させることができ、電線などのコストを省くことができる超微細気泡発生装置を提供する。【解決手段】液体である水を流す通路２１と、水を汲み上げるための揚水ポンプ２２と、通路２１へ気体を圧送するための圧縮装置２３と、圧縮装置２３により圧送された気体を超微細気泡として通路２１内の液体へ放出する気泡発生媒体２４とを備える超微細気泡発生装置１であって、気泡発生媒体２４は、炭素系の多孔質素材で形成されており、揚水ポンプ２２と、圧縮装置２３とを駆動させる動力を供給する風車２５を備え、風車２５は、回転体５１と、支持体５２と、を備え、回転体５１は、円筒部６１と、風を受けるための翼６２と、翼６２を支持して円筒部６１に固定する翼支持腕６３とを有し、支持体５２は、円筒部６１と所定間隔をおいて同軸状に連結された断面円形の支柱である。【選択図】図１
2019010608.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を流す通路と、液体を汲み上げるためのポンプと、前記通路へ気体を圧送するための圧縮装置と、前記圧縮装置により圧送された気体を超微細気泡として前記通路内の液体へ放出する気泡発生媒体とを備える超微細気泡発生装置であって、
前記気泡発生媒体は、炭素系の多孔質素材で形成されており、
前記ポンプと、前記圧縮装置とを駆動させる動力を供給する風車を備え、
前記風車は、回転体と、支持体と、を備え、
前記回転体は、円筒部と、風を受けるための翼と、前記翼を支持して円筒部に固定する翼支持腕とを有し、
前記支持体は、前記円筒部と所定間隔をおいて同軸状に連結された断面円形の支柱である、
ことを特徴とする超微細気泡発生装置。
【請求項２】
無風時において、前記風車を補助的に駆動させるモータを設ける、
ことを特徴とする請求項１に記載の超微細気泡発生装置。
【請求項３】
前記風車の回転速度を検知する回転センサを備え、前記回転センサと、前記モータとは、制御装置に接続され、前記制御装置は、前記回転速度が一定の値以下となる場合、前記モータを駆動するように制御する、
ことを特徴とする請求項２に記載の超微細気泡発生装置。
【請求項４】
前記通路より液体の流れの上流側に吸入口を設け、前記吸入口は、前記風車を設置する設置台の下面から０．５ｍ〜２ｍ以内に設置される、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の超微細気泡発生装置。
【請求項５】
前記通路より液体の流れの下流側に超微細気泡を含む液体を吐出する吐出口を設け、前記吐出口は、前記吸入口よりも低い位置に配置される、
ことを特徴とする請求項４に記載の超微細気泡発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液中において微細な気泡を発生させる超微細気泡発生装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、水道水や湖沼・河川、海水等の液中において気泡のサイズ（直径）が数百ｎｍ〜数十μｍの超微細気泡を使用する技術が注目されている。前記超微細気泡は、表面積が非常に大きい特性及び自己加圧効果などの物理化学的な特性を有しており、その特性を生かして、排水浄化、洗浄、浴槽内での身体ケア及び魚介類の養殖等に使用する技術が開発されている。特に排水浄化及び魚介類の養殖等の分野においては、空気を効率よく水中に溶存させる技術が求められており、その解決策として超微細気泡を使用する技術が注目されている。
【０００３】
前記特性を持った超微細気泡の発生方法として、従来から、コンプレッサにより圧送された空気を放出する空気ノズルの周囲に液体ジェットノズルを配置し、液体ジェットノズルの噴流の力で空気ノズルより放出する気泡を引きちぎって微細化する方法は公知となっている。また、攪拌してできた気泡をメッシュ部材に当てて通しながら気泡を細分化する方法も公知となっている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３９５８３４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、空気ノズルの周囲に液体ジェットノズルを配置し、液体ジェットノズルの噴流の力で空気ノズルより噴出する気泡を引きちぎって微細化する方法は、ノズルの孔径に限界があり粒径を安定させることは困難である。また、液体ジェットノズルを使用する場合には、ポンプなどにより水圧を高める必要があった。ポンプなどは、電力により駆動することが多く、これらの電力は、産業用の電力を用いることにより供給されていた。産業用の電力を用いる場合には、送電のための電線や変圧器等が必要となりコストがかかっていた。また、海上や湖上などの自然環境の下では、産業用の電力を送電する電線等を設置することが困難であった。
【０００６】
そこで、本発明はかかる課題に鑑み、簡易な方法で粒径の小さな超微細気泡を発生させることができ、再生可能エネルギーを用いることで、外部から電力の供給を受けることなく超微細気泡発生装置を作動させることができ、外部から電力を供給する電線などのコストを省くことができる超微細気泡発生装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
即ち、本発明においては、液体を流す通路と、液体を汲み上げるためのポンプと、前記通路へ気体を圧送するための圧縮装置と、前記圧縮装置により圧送された気体を超微細気泡として前記通路内の液体へ放出する気泡発生媒体とを備える超微細気泡発生装置であって、
前記気泡発生媒体は、炭素系の多孔質素材で形成されており、
前記ポンプと、前記圧縮装置とを駆動させる動力を供給する風車を備え、
前記風車は、回転体と、支持体と、を備え、
前記回転体は、円筒部と、風を受けるための翼と、前記翼を支持して円筒部に固定する翼支持腕とを有し、
前記支持体は、前記円筒部と所定間隔をおいて同軸状に連結された断面円形の支柱であるものである。
【０００９】
また、本発明においては、好ましくは、無風時において、前記風車を補助的に駆動させるモータを設けるものであってもよい。
【００１０】
また、本発明においては、より好ましくは、前記風車の回転速度を検知する回転センサを備え、前記回転センサと、前記モータは、制御装置に接続され、前記制御装置は、前記回転速度が一定の値以下となる場合、前記モータを駆動するように制御するものであってもよい。
【００１１】
また、本発明においては、より好ましくは、前記ポンプは、吸入口を有し、前記吸入口は、前記風車を設置する設置台の下面から０．５ｍ〜２ｍに設置されるものであってもよい。
【００１２】
また、本発明においては、より好ましくは、超微細気泡を含む液体を吐出する吐出口を有し、前記吐出口は、前記吸入口よりも低い位置に配置されるものであってもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１４】
本発明においては、風力を用いて粒径の小さな超微細気泡を発生させることができる。再生可能エネルギーである風力を用いることで、外部から電力の供給を受けることなく超微細気泡発生装置を運転することができ、外部から電力を供給する電線などのコストを省くことができる。
【００１５】
また、本発明においては、無風時においても、モータを駆動させることで、超微細気泡発生装置を運転することができる。
【００１６】
また、本発明においては、無風時若しくは風量が少ない場合であっても、モータを駆動させることで、超微細気泡発生装置を定常的に運転することが可能となり、気体が溶存、もしくは超微細気泡として共存する液体を常に一定量供給することができる。
【００１７】
また、本発明においては、吸入口が水面に近い位置にあることにより、揚程圧が少なくても、液体を圧送することができる。
【００１８】
また、本発明においては、吐出口が吸入口よりも低い位置にあるため、気体が溶存、もしくは超微細気泡として共存する液体が再び吸入口に入ることを防止し易くなり、気体が溶存、もしくは超微細気泡として共存する液体を効率よく生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る超微細気泡発生装置の全体的な構成を示した正面図。
【図２】本発明の一実施形態に係る管及び気泡発生媒体の正面断面図。
【図３】本発明の一実施形態に係る気泡発生媒体の正面図。
【図４】本発明の一実施形態に係る気泡発生媒体の平面図。
【図５】本発明の一実施形態に係る管の斜視図。
【図６】本発明の一実施形態に係る制御装置のブロック図。
【図７】本発明の一実施形態に係る補助駆動の制御を示すフロー図。
【図８】本発明の一実施形態に係る通気孔を開放した場合における通路を示す正面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、発明の実施の形態を説明する。
まず、本発明の一実施形態にかかる超微細気泡発生装置１の全体構成について図１を用いて説明する。
超微細気泡発生装置１は、再生可能エネルギーである風力を用いて超微細気泡を発生させる超微細気泡発生装置である。ここで超微細気泡とは、常温常圧化においてサイズ（直径）が１００μｍ未満の気泡を意味する。超微細気泡発生装置１は、図１に示すように、気体を溶存または共存させた液体を液中へ供給する装置である。本実施形態において、液体は、海水や、河川や湖沼などの淡水である。以下では、液体として河川や湖沼などの水を採用して説明する。また、気体は、空気、酸素、窒素、オゾンまたは過酸化水素である。風力として用いられる風は、自然風の他、風洞などによって起こされる人口風を含むものである。超微細気泡として発生した気体は、水中に溶存もしくは共存する。ここで、溶存とは、水中に気体が溶解して存在する状態を意味する。また、共存とは、気体が水中に超微細気泡として存在する状態を意味する。
【００２１】
超微細気泡発生装置１は、設置台に設置されている。本実施形態においては、設置台は、フロート２で構成されている。フロート２は浮力を有する土台であり、水面上に浮遊している。フロート２は、上部が水面上に浮いており、下部が水面下に沈んでいる。またフロート２には、錨３が接続されており、所定の範囲外へ移動するのを防止している。
【００２２】
超微細気泡発生装置１は、水を流す通路２１と、水を汲み上げるためのポンプである揚水ポンプ２２と、通路２１へ気体を圧送するための圧縮装置２３と、圧縮装置２３により圧送された気体を超微細気泡として通路２１内の水へ放出する気泡発生媒体２４と、を備える。また、超微細気泡発生装置１は、揚水ポンプ２２と、圧縮装置２３とを駆動させる動力を供給する風車２５とを備える。
【００２３】
通路２１は、水を通すための部材である。通路２１は、水の流れにおける上流側端部が吸入側配管３１に連結されている。また、通路２１の中途部は、管２６で構成されている。また、通路２１は、水の流れにおける下流側端部が吐出側配管３２に連結されている。通路２１は、フロート２の上面より上方に配置されている。言い換えれば、通路２１は、水面より上方に配置されている。
【００２４】
吸入側配管３１の上流側端部は、吸入口３１Ａが設けられている。吸入口３１Ａは、フロート２の直下であって、比較的空気を含んだ浅い水中に配置されている。空気を含んだ浅い水中とは、具体的には、水面下０．５ｍ〜２ｍである。これにより、吸入口３１Ａが深い位置にある場合と比較して、揚水に必要な圧力を低減することができる。
【００２５】
また、吐出側配管３２の下流側端部には、吐出口３２Ａが設けられている。吐出口３２Ａは、吸入口３１Ａよりも深い位置に設けられている。なお、吐出側配管３２は、超微細気泡を発生させたい位置まで任意に延伸させることができる。これにより、水深の深い位置に超微細気泡を含む水を吐出することができる。また、吐出側配管３２の中途部には通気孔３２Ｂが設けられている。通気孔３２Ｂは、開閉可能に構成されており、開放されることにより、空気を通路２１、吸入側配管３１、及び吐出側配管３２からなる閉鎖系に供給することができる。
【００２６】
揚水ポンプ２２は、通路２１内へ水を汲み上げる装置である。揚水ポンプ２２は、高圧をかけることで水を上方へ汲み上げる。揚水ポンプ２２は、風車２５の回転力を用いて揚水を行うポンプであり、例えば、プロペラポンプで構成される。風車２５の回転力を、揚水ポンプ２２内のプロペラの回転力として使用することにより、プロペラの入口および出口において水が回転軸方向に流れ、揚水が行われる。
【００２７】
圧縮装置２３は、気泡発生媒体２４へ気体を圧送するための装置である。圧縮装置２３は、風車２５の回転力を用いて機体の圧縮を行う装置であり、例えば、ロータリー圧縮機で構成される。風車２５の回転力を、ロータリー圧縮機内の回転体の回転力として使用することにより、気体の圧縮が行われる。
【００２８】
気泡発生媒体２４は、図１及び図２に示すように、通路２１の中途部を構成する管２６の内部に配置されている。気泡発生媒体２４は、管２６の水が流れる方向（図２の黒塗り矢印方向）に対して平行となるように配置されている。なお、本実施形態においては、気泡発生媒体２４は、管２６の水が流れる方向に対して平行とな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、気泡発生媒体は、管２６の長手方向に対して下流側が下方へ傾くように配置されてもよい。
【００２９】
また、気泡発生媒体２４は、炭素系の多孔質素材で構成されており、図３に示すように、直径数μｍ〜数十μｍの細かな孔２４Ａを多数有している。また、気泡発生媒体２４は導電体であり、気泡発生媒体２４から発生する気泡は負の電荷が帯電される。言い換えれば、導電体である気泡発生媒体２４を通過する際に超微細気泡に自由電子が付加されることにより、負の電荷が帯電するものである。この負の電荷により、気泡同士が互いに反発し、合体して大きな気泡になることを防ぐことができる。
炭素系の多孔質素材とは、炭素のみ若しくは炭素及びセラミックを含む複合素材であり、無機質の素材である。また、炭素系の多孔質素材の表面には、厚さ数ｎｍの膜が形成されている。前記膜はケイ素を含む無機質の膜で形成されている。
【００３０】
また、気泡発生媒体２４は、図３及び図４に示すように、多角柱状に形成されており、その内部に内部空間として気泡発生媒体内通路４１が形成されている。気泡発生媒体内通路４１は、気泡発生媒体２４の内部に設けられ、気泡発生媒体２４の一面から、正面視において短手方向の辺と平行に設けられた断面径の異なる二種類の平行通路４１Ａ・４１Ｂと、前記平行通路４１Ａ・４１Ｂ同士をつなぐ傾斜通路４１Ｃとを有する。平行通路４１Ａ・４１Ｂは、大きな断面径を有する第一の平行通路４１Ａと、小さな断面径を有する第二の平行通路４１Ｂとで構成される。
【００３１】
第一の平行通路４１Ａは、気泡発生媒体２４内を貫通して形成されており、第二の平行通路４１Ｂは、一端が気泡発生媒体２４の表面（上面）に連通しており、他端が気泡発生媒体２４内に配置される。第一の平行通路４１Ａと、第二の平行通路４１Ｂとは交互に配列されている。傾斜通路４１Ｃは、第一の平行通路４１Ａと、第二の平行通路４１Ｂとを連結する通路であり、第一の平行通路４１Ａの上端と、第二の平行通路４１Ｂの下端（閉塞端）とを連結する通路である。第一の平行通路４１Ａのうち一つの上端には、圧縮装置２３から気体が供給される。
【００３２】
また、気泡発生媒体２４の気泡が発生する面の全表面積は２０００ｃｍ２以下となるように形成されている。本実施形態においては、気泡発生媒体２４の気泡が発生する面は、多角柱の上下面を除く側面であり、全表面積は、略１６００ｃｍ２である。
【００３３】
管２６及び気泡発生媒体２４は、図５に示すように、ユニット４５として設けることもできる。管２６の内部に気泡発生媒体２４を配置したユニット４５を、管２６内を流れる液体の方向と平行な方向（図２の黒塗り矢印方向）に直列に連結可能に構成する。すなわち、管２６の上流側端部及び下流側端部に、円筒状の連結部４６を設け、連結部４６を介して、ユニット４５同士を直列的に連結するものである。このように構成することにより、既に超微細気泡を共存させた水に対して、更に超微細気泡発生装置１によって超微細気泡を供給することができる。例えば、せん断力を用いて超微細気泡を発生させる方式では、せん断力を連続的にかけると超微細気泡が再結合してしまうため、共存する超微細気泡の量はかえって少なくなる。これに対し、気泡発生媒体２４を液体の流れ方向に直列に配置することによって、液体が気泡発生媒体２４に接触する時間を長くなり、液体流を有効に利用して少ない動力で高濃度の超微細気泡を共存させることができるのである。また、気泡発生媒体２４は、直列に配置されているため超微細気泡を再結合させることなく共存させることができる。このように構成することにより、液体に共存する超微細気泡の量を増加させることができる。
【００３４】
風車２５は、再生可能エネルギーである風力を動力源として、翼６２を回転させることで風力エネルギーを力学エネルギーへ変換する装置である。風車２５は、フロート２に設置されている。風車２５は、回転体５１と、支持体５２とを有する。
【００３５】
回転体５１は、円筒部６１と、風を受けるための翼６２と、この翼６２を支持して円筒部６１に固定する翼支持腕６３とを備える。円筒部６１、翼６２、および翼支持腕６３はアルミニウム等の金属やカーボンファイバー、プラスチック樹脂などの軽量かつ強度および耐久性が高い素材により製造されることが好ましい。
支持体５２は、円筒部６１と所定間隔をおいて同軸状に連結された断面円形の支柱である。支持体５２は、円筒状の柱で構成されており、その内部には、シャフト６４が回動可能に設けられる。また支持体５２の上部において、回転体５１を回動可能に支持する。
【００３６】
円筒部６１は、支持体５２より大径の中空円筒状部であり、円筒状の支持体５２と同軸に配置され、回転可能に支持体５２に連結されている。また、円筒部６１と同軸上に、シャフト６４が固定されており、円筒部６１の回動に伴って、シャフト６４が回動する。
翼６２は、風車２５に向かって横方向に吹く風を受けて、揚力を発生させる機能を有しており、この揚力によって回転体５１の回転方向にトルクを発生させる。翼６２の形状は、一方の面が前縁から後縁にかけて緩やかに湾曲し、もう一方の面が前縁から後縁にかけて略平面的になっている。また、翼６２の前縁部分は丸みを帯びており、後縁部分はとがった形状となっている。本実施形態の風車２５は、このような形状を有する翼６２を三枚備えており、この三枚の翼６２を円筒部６１の周囲に等間隔に配置することで、３６０度どちらの方向から吹く風についても、これを的確にとらえて回転体５１を回転駆動することが可能となっている。翼６２の素材として、繊維強化プラスチック、カーボンファイバー等の軽量かつ強度の高い素材を用いることが好ましい。
【００３７】
翼支持腕６３は、上述した翼６２を円筒部６１に接続し固定する。本実施形態においては、一枚の翼６２を二本の翼支持腕により上下二箇所で支持している。
翼支持腕６３の素材として、アルミニウム、カーボンファイバー等の軽量かつ耐久性の高い素材を用いることが好ましい。
【００３８】
また、風車２５のシャフト６４には、風車２５を補助的に駆動させるためのモータ６５が取り付けられている。モータ６５は、フロート２に取り付けられた本体部６５Ａと、本体部６５Ａから上方に突出した回転軸６５Ｂと、回転軸６５Ｂに取り付けられ、シャフト６４に取り付けられたプーリ６４Ａとベルト６８を介して接続されるプーリ６５Ｃとを有する。モータ６５を駆動させることにより、プーリ６５Ｃ、ベルト６８及びプーリ６４Ａを介して、シャフト６４を回転させることができる。
また、シャフト６４に設けられたプーリ６４Ａには、図示せぬワンウェイクラッチが設けられており、モータ６５側の回転速度を超えてシャフト６４が回転している場合には、プーリ６４Ａは空転するように構成されている。
図６に示すように、モータ６５は、制御装置７０と接続されている。モータ６５への電力の供給は、フロート２に設置された図示せぬ電力源により行われるのが好ましい。なお、超微細気泡発生装置１の外部に設置された電力源から導線を用いて電力を供給する構成であってもよい。
なお、プーリ６４Ａとプーリ６５Ｃとの直径比は変更可能である。
【００３９】
図１に示すように、風車２５のシャフト６４には、回転センサ６７が取り付けられている。図６に示すように、回転センサ６７は制御装置７０と接続されている。
また、図６に示すように、入力手段６９が制御装置７０と接続されている。入力手段６９は、作業者が制御装置７０へ情報を入力するための手段であり、本実施形態においては、作業者が、補助駆動を行うか否かの入力を行う手段である。入力手段６は、例えば切り替えスイッチやキーボード等で構成されている。
制御装置７０は、入力側に回転センサ６７、入力手段６９が接続されており、出力側にモータ６５が接続されている。制御装置７０は、補助駆動が行われる際には、モータ６５の回転速度をシャフト６４の回転に基づいて制御する。
【００４０】
次に、風力を用いた超微細気泡発生装置１による超微細気泡の発生方法について説明する。
まず、風が吹いているときには、風車２５が風力によって回動する。風力エネルギーは風車２５によって力学的エネルギーになり、シャフト６４を回転させる。シャフト６４を回転させる力は、圧縮装置２３に伝達され、圧縮装置２３は、気体を圧送する。圧縮装置２３から圧送された気体は、気泡発生媒体内通路４１へ送られる。気泡発生媒体内通路４１へ送られた気体は、気泡発生媒体２４に設けられた直径数μｍ〜数十μｍの細かな孔２４Ａを通って、超微細気泡となり液体中へ放出される。
一方、シャフト６４を回転させる力は、揚水ポンプ２２に伝達され、揚水ポンプ２２は、水を吸入側配管３１から超微細気泡発生装置１内へ汲み上げる。このとき吸入口３１Ａが水面から０．５〜２ｍの深さに配置されているため、揚水ポンプ２２には、低揚程で大容量のポンプを採用することができる。
【００４１】
吸入側配管３１へと導入された水は、通路２１内へ導入される。通路２１内の水には、気泡発生媒体２４に設けられた直径数μｍ〜数十μｍの細かな孔２４Ａを通って空気が放出される。放出された空気は溶存もしくは、超微細気泡として水中に共存する。通路２１内の水には、揚程圧がかかっているが、揚程圧が低いため、気泡発生媒体２４表面の気泡を引きちぎって微細化することはできない。しかし、空気は、直径数μｍ〜数十μｍの細かな孔２４Ａを通って放出されるため、溶存もしくは、超微細気泡として水中に共存する。
水中へ放出される超微細気泡は、気泡発生媒体２４表面に放出された瞬間に、周りの液体の流れ（図２の矢印方向の流れ）によって、表面から離間される。超微細気泡は、直径が小さく体積に比較して表面積が小さいため、浮力が働かず下方へと移動しやすい。このため、通路２１内の水面から放出される割合が少なく、高濃度のまま、吐出側配管３２へと送られる。気体が溶存した水、もしくは気体を超微細気泡として共存させた水は、吐出側配管３２を通って吐出口３２Ａから水中へと放出される。吐出側配管３２の吐出口３２Ａは吸入口３１Ａよりも深い位置にあるため、吸入側配管３１、通路２１及び吐出側配管３２が液体で満たされた場合は、サイフォンの原理が働き、揚水ポンプ２２による揚程圧のみで気体が溶存した水、もしくは気体を超微細気泡として共存させた水を吐出口３２Ａから水中へと放出することができる。
【００４２】
風が吹いていないときには、制御装置７０によってモータ６５の駆動が制御され、風車２５がモータ６５によって回動する。
次に制御装置７０による、モータ６５の駆動制御について、図７を用いて説明する。
制御装置７０は、まず、補助駆動を行うか否かについて入力がされているかを判断する（ステップＳ５）。ステップＳ５において、補助駆動を行う入力がされていない場合には、当該制御を終了する。ステップＳ５において、補助駆動を行う入力がされている場合には、回転センサ６７の検出した回転速度が所定値以下であるか否かを判断する（ステップＳ１０）。回転センサ６７の検出した回転速度が所定値以下である場合には、風が吹いていないと判断し、風車２５の回転速度が所定回転速度となるようにモータ６５の回転速度を算出する（ステップＳ２０）。そして、モータ６５をステップＳ２０で算出した回転速度で駆動し（ステップＳ３０）、ステップＳ５へと移行する。
回転センサ６７の検出した回転速度が所定値より大きい場合には、モータ６５の駆動を停止し（ステップＳ４０）、ステップＳ５へ移行する。
【００４３】
このように構成することにより、風が吹いていない場合であっても、モータ６５によってシャフト６４の回転速度が一定となる。これにより、揚水ポンプ２２及び圧縮装置２３を駆動する力がほぼ一定となり、定常的に超微細気泡を共存させたもしくは気体を溶存した水を吐出することができる。
【００４４】
また、超微細気泡発生装置１を使用しない場合、吐出側配管３２の通気孔３２Ｂを開放することにより、空気を通路２１、吸入側配管３１、及び吐出側配管３２からなる閉鎖系に供給することができる。これにより、図８に示すように、通路２１、吸入側配管３１、及び吐出側配管３２に満たされていた水は大気圧によって、周囲の水面の高さまで下がる。通路２１は、水面より上方に配置されているため、通路２１内に水が残らない。このため、通路２１のメンテナンスが容易となる。
【００４５】
以上のように、液体である水を流す通路２１と、水を汲み上げるための揚水ポンプ２２と、通路２１へ気体を圧送するための圧縮装置２３と、圧縮装置２３により圧送された気体を超微細気泡として通路２１内の液体へ放出する気泡発生媒体２４とを備える超微細気泡発生装置１であって、気泡発生媒体２４は、炭素系の多孔質素材で形成されており、揚水ポンプ２２と、圧縮装置２３とを駆動させる動力を供給する風車２５を備え、風車２５は、回転体５１と、支持体５２と、を備え、回転体５１は、円筒部６１と、風を受けるための翼６２と、翼６２を支持して円筒部６１に固定する翼支持腕６３とを有し、支持体５２は、円筒部６１と所定間隔をおいて同軸状に連結された断面円形の支柱である。
このように構成することにより、風力を用いて粒径の小さな超微細気泡を発生させることができる。再生可能エネルギーである風力を用いることで、風が吹いている場合には、外部から電力の供給を受けることなく超微細気泡発生装置１を運転することができ、外部から電力を供給する電線などのコストを省くことができる。
【００４６】
また、無風時において、風車２５を補助的に駆動させるモータ６５を設けるものである。
このように構成することにより、無風時においても、モータ６５を駆動させることで、超微細気泡発生装置１を運転することができる。
【００４７】
また、風車２５の回転速度を検知する回転センサ６７を備え、回転センサ６７と、モータ６５とは、制御装置７０に接続され、制御装置７０は、前記回転速度が一定の値以下となる場合、モータ６５を駆動するように制御するものである。
このように構成することにより、無風時若しくは風量が少ない場合であっても、モータ６５を駆動させることで、超微細気泡発生装置１を定常的に運転することが可能となり、気体が溶存、もしくは超微細気泡として共存する液体を常に一定量供給することができる。
【００４８】
また、通路２１より液体の流れの上流側に吸入口３１Ａを有し、吸入口３１Ａは、風車２５を設置するフロート２の下面から０．５ｍ〜２ｍ以内に設置されるものである。
このように構成することにより、吸入口３１Ａが水面に近い位置にあることにより、揚程圧が少なくても、液体を圧送することができる。
【００４９】
また、超微細気泡を含む液体を吐出する吐出口３２Ａを有し、吐出口３２Ａは、吸入口３１Ａよりも低い位置に配置されるものである。
このように構成することにより、吐出口３２Ａが吸入口３１Ａよりも低い位置にあるため、気体が溶存、もしくは超微細気泡として共存する液体が再び吸入口３１Ａに入ることを防止し易くなり、気体が溶存、もしくは超微細気泡として共存する液体を効率よく生産することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１      超微細気泡発生装置
２１    通路
２２    揚水ポンプ（ポンプ）
２３    圧縮装置
２４    気泡発生媒体
２５    風車
２６    管
４１    気泡発生媒体内通路
【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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