(57)【要約】【課題】気体の溶解量を増加させることができ、特殊な装置を介して生成することにより、多くの気体を溶解させることのできる微細気泡発生装置における溶存気体の増加方法およびその装置を開発・提供することにある。【解決手段】既存の微細気泡発生装置において、該微細気泡発生装置（Ｘ）の外部および／または内部に、該微細気泡発生装置と水槽本体（Ｙ）とを連通する連通管（２）よりも細径のチューブ（３）であって、該チューブを複数回コイル状に巻回したコイルチューブからなる増加装置（４）を設けたことを特徴とする微細気泡発生装置における溶存気体の増加装置から構成される。【選択図】  図１
2015044133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
既存の微細気泡発生装置において、該微細気泡発生装置（Ｘ）の外部および／または内部に、該微細気泡発生装置と水槽本体（Ｙ）とを連通する連通管（２）よりも細径のチューブ（３）であって、該チューブを複数回コイル状に巻回したコイルチューブからなる増加装置（４）を設けたことを特徴とする微細気泡発生装置における溶存気体の増加装置。
【請求項２】
既存の微細気泡発生装置において、該微細気泡発生装置（Ｘ）の吐出口（１）側と、水槽本体（Ｙ）に連通する連通管（２）の途中に、該連通管（２）の内径よりも細い径のチューブ（３）を介在させ、且つ、該チューブ（３）を複数回コイル状に巻回したコイルチューブからなる増加装置（４）を設け、該装置に冷却手段（Ｚ）を設けたことを特徴とする微細気泡発生装置における溶存気体の増加装置。
【請求項３】
既存の微細気泡発生装置において、該微細気泡発生装置（Ｘ）内に位置する気液噴出口（Ｘａ）に、微細気泡発生装置（Ｘ）の吐出口（１）側と、水槽本体（Ｙ）に連通する連通管（２）の途中に、該連通管（２）の内径よりも細い径のチューブ（３）を複数回コイル状に巻回したコイルチューブからなる増加装置（４）の一端を接続し、他端は該微細気泡発生装置（Ｘ）内に開放して設けたことを特徴とする微細気泡発生装置における溶存気体の増加装置から構成されるものである。
【請求項４】
増加装置（４）に、熱交換を利用した冷却手段（Ｚ）を設けることを特徴とする請求項１記載の微細気泡発生装置における溶存気体の増加装置。
【請求項５】
増加装置（４）を構成するコイル状に巻回したチューブ（３）の内径が、７ｍｍ程度、該チューブ（３）の長さが５ｍ程度、そしてコイル状に巻回したコイルチューブの径が、１５ｃｍ程度であることを特徴とする請求項１または２または３または４記載の微細気泡発生装置における溶存気体の増加装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、微細気泡発生装置における溶存気体の増加装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、微細気泡発生装置は、急激な圧力変化（キャビテーション）現象により、多くの微細気泡を流体内に発生させるものであった。
【０００３】
そして、近年、微細気泡（マイクロバブル）を含んだ気液混合流体は、水中にさまざまなガスを微細気泡とし、水中に供給できる技術として、閉鎖性水域の貧酸素水塊の解消、排水処理における微生物の活性化手段、水耕栽培等における植物の成長促進、養魚場での魚類の成長等、物質表面の汚れ物質の除去等、種々の産業において用いられている。
【０００４】
そのため、気体の溶解量を増加させることにより上記の目的を達成することが求められる。また、微細気泡発生装置は、多種存在している。その一例としては、例えば、特許文献１のように。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４５６３４９６号公報
【０００６】
しかしながら、この技術では、円筒内部の外周接線方向に気体と液体の混合体を、ポンプを用いて高速旋回流を発生させ、その高速旋回時に摩擦を生じさせ、ナノバブルにまで微細化させるものであるが、一方、高速旋回によるポンプ熱や管の摩擦熱による温度上昇により、気体の溶解量の増加は期待できないことが判明した。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、この発明の課題は、既存の微細気泡発生装置を基に、気体の溶解量を増加させることができる特殊な装置を介して生成することにより、さらに多くの気体を溶解させることのできる微細気泡発生装置における溶存気体の増加装置を開発・提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、この発明は、上記の課題を解決すべく、鋭意研究を重ねた結果、既存の微細気泡発生装置を使用し、該微細気泡発生装置の外部、あるいは内部に該装置に特殊な装置を設け、該装置を介して生成することにより溶存気体を大幅に増加させる微細気泡発生装置における溶存気体の増加装置を開発・提供するものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によると、増加装置を構成する細い径のチューブを複数回コイル状に巻回することにより、チューブ内圧力が上昇し、ヘンリーの法則に従い気体の溶解量を増加させることができ、添加気体の消耗を減らすことができる。また、溶解しなかった目視可能な微細気泡は溶存気体の計測装置の測定に影響を及ぼすため、可能な限りに水上に浮上・消失することが望ましい。この発明においてはコイル状のチューブ内を高速に微細気泡含有液体を通過させる際に、液体と気泡との比重差から遠心分離効果が得られ、液体は遠心方向に、気体は向心方向に集積され肥大化し連通管、あるいはコイルチューブの先端から微細気泡発生装置内に放出されると即座に水上に浮上し消失するため、計測装置を使用する際にも効率的である。
【００１０】
さらに、増加装置（４）に冷却装置を設けることにより、循環系における温度上昇を抑えるだけでなく、増加装置（４）内の水温が下がることにより、さらに多くの気体を溶解することができる等の極めて有益なる効果を奏する。
【００１１】
また、増加装置を設けることにより、微細気泡発生装置本体の小型化が可能となり、それに伴い、イニシャルコストが削減できる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の一実施例を示す説明図である。
【図２】この発明の他の実施例を示す説明図である。
【図３】この発明に使用する増加装置の一実施例を示す説明図である。
【図４】この発明に使用する増加装置の一部欠截断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明について詳細に説明する。この発明は、既存の微細気泡発生装置において、該微細気泡発生装置の外部、あるいは内部に、該微細気泡発生装置と水槽本体とを連通する連通管よりも細径のチューブであって、該チューブを複数回コイル状に巻回したコイルチューブからなる増加装置を設けた微細気泡発生装置における溶存気体の増加装置である。なお、本発明においては、以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲においては適宜変更可能である。
【実施例】
【００１４】
先ず、この発明の一実施例を図１に基づいて詳述すると、既存の微細気泡発生装置において、該微細気泡発生装置（Ｘ）の吐出口（１）側と、水槽本体（Ｙ）に連通する連通管（２）の途中に、該連通管（２）の内径よりも細い径のチューブ（３）を介在させ、且つ、該チューブ（３）を複数回コイル状に巻回したコイルチューブからなる増加装置（４）を設け、該装置に冷却手段（Ｚ）を設けたことを特徴とする微細気泡発生装置における溶存気体の増加装置から構成される。
【００１５】
尚、前記増加装置（４）に設ける冷却手段（Ｚ）の一例としては、ファン等を利用して送風冷却したり、他の媒体と熱交換を利用して冷却する等のあらゆる手段をいう。
【００１６】
先ず、この発明の他の実施例を図２に基づいて詳述すると、既存の微細気泡発生装置において、該微細気泡発生装置（Ｘ）内に位置する気液噴出口（Ｘａ）に、微細気泡発生装置（Ｘ）の吐出口（１）側と、水槽本体（Ｙ）に連通する連通管（２）の途中に、該連通管（２）の内径よりも細い径のチューブ（３）を複数回コイル状に巻回したコイルチューブからなる増加装置（４）の一端を接続し、他端は該微細気泡発生装置（Ｘ）内に開放して設けたことを特徴とする微細気泡発生装置における溶存気体の増加装置から構成されるものである。
【００１７】
尚、図において、（５）は、この発明を稼働させるためのポンプであり、（６）は、水槽から微細気泡発生装置（Ｘ）に流体（例えば、水）を導入するためのケーシングへの流体導入口である。
【００１８】
次に、この発明の使用方法を詳述すると、既存の微細気泡発生装置（Ｘ）とは、本願出願人である株式会社テックコーポレーションが製造・販売している微細気泡発生装置（ＭＮ−２０）を使用するものである。
【００１９】
また、使用水は水道水であり、該水道水を水槽本体（Ｙ）に２０リットル充填するものであり、水温は２７．５°度で溶存酸素濃度は４．２ｐｐｍ（飽和溶存酸素量７．８１ｐｐｍ）、供給空気量は、０．１５リットル／分である。
【００２０】
そして、微細気泡発生装置（Ｘ）の運転時間は、３分間である。
【００２１】
運転後、実施結果を測定する際には上記微細気泡発生装置（Ｘ）の運転を停止して目視出来る微細気泡が完全に浮上するまで待機して、計測器（溶存酸素濃度計）が気泡の影響を受けないよう配慮する必要がある。
【００２２】
そして、約１分後に目視出来る微細気泡が完全に浮上したため、溶存濃度を測定した結果、溶存酸素濃度は、６．５ｐｐｍであった。従って飽和溶存量に対する溶解率は８３％（６．５ｐｐｍ÷７．８ｐｐｍ）という数値を得た。
【００２３】
因みに、この発明の実施例に対して比較例として、コイル状のチューブを装着しない場合の実施結果を測定すると、目視出来る微細気泡が浮上し終わるまでの時間は約２分３０秒であり、飽和溶存量に対する溶解率は６５％（５．１ｐｐｍ÷７．８ｐｐｍ）という数値であった。
【００２４】
従って、この発明によると目視可能な微細気泡の浮上速度が２．５倍上昇し、ストークスの法則によると気泡径は１．５８倍増加した。また、酸素の溶解効率も２０％近く向上した。
【００２５】
また、この発明の増加装置（４）に、例えば，熱交換を利用した冷却装置（Ｚ）を設けることにより、循環系における温度上昇を抑えるだけでなく、水温が下がることにより、さらに多くの気体を溶解させることができる。
【００２６】
増加装置（４）を構成するコイル状に巻回したチューブ（３）の一例を述べると、内径が、７ｍｍ、該チューブ（３）の長さが５ｍであり、さらに、チューブをコイル状に巻回した径は、１５ｃｍ程度であることが望ましい。しかし、使用する微細気泡発生装置（Ｘ）の容量、ポンプの稼働能力等により異なるが、この発明においては前記数値が最適であった。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
この発明の微細気泡発生装置における溶存気体の増加方法およびその装置の技術を確立し、実施することにより産業上利用可能性があるものである。
【符号の説明】
【００２８】
１  吐出口
２  連通管
３  コイル状に巻回したチューブ
４  増加装置
５  ポンプ
６  流体導入口
Ｘ  微細気泡発生装置
Ｘａ  微細気泡発生装置の気液噴出口
Ｙ  水槽本体
Ｚ  冷却手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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